JPWO2018008255A1 - 光学機器 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施の形態について、図1〜4に基づいて詳細に説明する。なお、特に断りが無い限り、本発明の実施の形態について説明する図面では、光学機器の基板側を下側、対して光学機器の光学部材側を上側とする。
図1は、本発明の実施形態1に係る光学機器10の上面図である。また、図2は、図1におけるA―A’矢視断面図、図3は、図2における領域Bの拡大図である。
図2は、図1におけるA―A’矢視断面図である。A―A’は、図1に示されるように、基板11、センサー12、光学部材13、接着剤14、素子形成部16、およびワイヤボンド18を通るような直線である。以降の断面図は、特に説明の無い限り、上記A―A’矢視断面図と同じ位置における図が示される。また、図3は、図2における領域Bの拡大図である。なお、領域Bは、溝15および突起17が設けられている位置近傍である。
突起17は、光学部材13のセンサー12と対向する面において、素子形成部16に対応する位置の外側に設けられている。突起17の下側は、センサー12の上面における、素子形成部16の外側に当接している。これにより、突起17の高さで、センサー12と光学部材13との間のクリアランスを保持することが可能である。
本発明の他の実施形態について、図5および図6に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図5は本発明の実施形態に係る光学機器10の断面図である。また、図6は、図5における領域Bの拡大図である。
本発明の他の実施形態について、図7に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図7は、本実施形態に係る光学機器の断面図である。
本発明の他の実施形態について、図8および図9に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
1点目に、センサー12が、上面における素子形成部16以外の部分において、センサー12の上面からセンサー12を貫通する貫通端子18’を有する。貫通端子18’は、基板11と電気的に接続されていることにより、基板11とセンサー12との電気的接続を確立する。貫通端子18’は、図8に示すように、センサー12における素子形成部16の周囲において互いに対向する2辺に対応するように辺毎に複数個ずつ設けられていてもよい。
2点目に、光学部材13が、光学部材13の鍔部13’にて突出している突出部17’を有する。突出部17’は、センサー12の側面の周囲まで突出する。ここで鍔部13’は、光学部材13における有効領域の周囲の領域、すなわち、素子形成部16の直上よりも外側の領域を指す。
3点目に、光学部材13はさらに、センサー12を除いた光学機器10の部材と、接着剤14’(第2接合部材)を介して接合されている。例えば、図9に示されるように、光学部材13における突出部17’の下部と、基板11とが、接着剤14’を介して接合されている。接着剤14’は、接着剤14と同じ材料からなってもよいし、異なる材料からなってもよい。図9に示されるように、光学機器10においては、センサー12と突出部17’の下部とが、接着剤14’を介して接合されている構成であるが、これに限られず、接着剤14’は、基板11および突出部17’の下部のみを接合する構成としてもよい。
本発明の他の実施形態について、図11および図12に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図11は、本発明の実施形態5に係る光学機器20の断面図である。
図12は、本発明の実施形態5に係るセンサー12、すなわち、浸液部25を有するセンサー12の製造工程を示す概略図である。
本発明の他の実施形態について、図13〜図16に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
次に、図15を用いて、素子形成部16上に接着剤34が設けられることによる影響を説明する。
しかしながら、センサー12と光学部材13との間が空気34’’で満たされている位置においては、光学部材13の下面に到達した光の一部が、光学部材13と空気34’’との境界で反射される。反射光は、光学部材13の上面で再び反射し、センサー12に向かって入射する。また、光学部材13と空気34’’との境界で反射されず、センサー12上面に到達した光の一部も、センサー12上面で反射、さらに光学部材13と空気34’’との境界で反射することで再びセンサー12上面に到達する。この、光学部材13と空気34’’との境界での反射が強く発生するのは、光学部材13と空気34’’との屈折率の差が大きいことによる。
一方、センサー12と光学部材13との間に接着剤34および接着剤34’が配されている位置においては、光学部材13と接着剤34との境界、もしくは、光学部材13と接着剤34’との境界における反射は低減される。これは、接着剤34および接着剤34’の屈折率が空気34’’の屈折率よりも高いことによる。すなわち、接着剤34および接着剤34’の屈折率と、光学部材13の屈折率との差が、比較的小さいことによる。
次に、光学部材13を透過する光の経路と、接着剤34および接着剤34’を透過する光の経路とを比較する。図15に示されるように、接着剤34を透過する光の方向は、光学部材13と接着剤34との境界で大きく変化している。これは接着剤34の屈折率が光学部材13よりも小さいことによる。一方、接着剤34’を透過する光の方向は、光学部材13と接着剤34’との境界で大きく変化はしない。これは接着剤34’の屈折率が接着剤34の屈折率よりも大きく、光学部材13の屈折率に比較的近いことによる。
光学部材13として、レンズを採用する場合、例として挙げられる構成を、図16に示す。光学部材13は、図16の(a)のように、凸レンズでもよいし、図16の(b)のように、凹レンズでもよい。また、図16の(c)および(d)のように、凸レンズおよび凹レンズである光学部材13の下に、透光性を有する平板ガラス13Aを配し、センサー12と接着剤34を介して接合させてもよい。これに限られず、例えば、LOC(Lens On Chip)レンズを採用してもよい。光学部材13の材料についても、ガラス、樹脂等、公知の種々の材料を採用できる。これら何れのレンズを採用するかは、光学機器の種類等に応じて適宜設計が可能である。
本実施形態で用いられる接着剤34は、従来公知の様々な接合部材を採用することが可能である。例えば、接着剤34は、油状物質、ゲル状物質、液状物質、固体物質等の接合部材であってもよい。これら何れの接合部材を採用するかは、光学機器の種類等に応じて適宜設計が可能である。また、接着剤34内部に気泡が入らないように設置を行うことが好ましい。これにより、接着剤34を透過する光が気泡を通過することにより、経路が変化する等、入射光に対する想定しない影響を避けられる。
本発明の他の実施形態について、図17に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の態様1に係る光学機器10・20は、基板11と、光を検出する受光素子が配置された素子形成部16が形成された上面を有しているセンサー12と、上記素子形成部16に光を導く光学部材13と、第1接合部材(接着剤14)と、漏洩防止機構(溝15・溝15’・浸液部25)とを備え、上記センサー12は、上記基板11に実装され、上記光学部材13は、上記センサー12の上面と対向するように配置され、上記第1接合部材(接着剤14)は、上記センサー12の上面における素子形成部16以外の部分と上記光学部材13における上記センサー12側の面とを接合し、上記漏洩防止機構(溝15・溝15’・浸液部25)は、上記第1接合部材(接着剤14)が、上記センサー12の上面において、素子形成部16の上記受光素子上に流れ出すことを防ぐことを特徴とする。
11 基板
11’ 基板実装部材
12 センサー
13・43 光学部材
13’・43’ 鍔部
13A 平板ガラス
14・14’・34・34’ 接着剤
15・15’ 溝
16 素子形成部
17・17A・17B・17C 突起
17’ 突出部
18 ワイヤボンド
18’ 貫通端子
25 浸液部
29 マスク
34’’ 空気
Claims (17)
- 基板と、光を検出する受光素子が配置された素子形成部が形成された上面を有しているセンサーと、上記素子形成部に光を導く光学部材と、第1接合部材と、漏洩防止機構とを備え、
上記センサーは、上記基板に実装され、
上記光学部材は、上記センサーの上面と対向するように配置され、
上記第1接合部材は、上記センサーの上面における素子形成部以外の部分と上記光学部材における上記センサー側の面とを接合し、
上記漏洩防止機構は、上記第1接合部材が、上記センサーの上面において、素子形成部の上記受光素子上に流れ出すことを防ぐことを特徴とする光学機器。 - 上記漏洩防止機構は、上記光学部材における上記センサー側の面の少なくとも一部に設けられた溝を有することを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
- 上記漏洩防止機構は、上記センサーの上面における素子形成部以外の部分の少なくとも一部に設けられた溝を有することを特徴とする請求項1または2に記載の光学機器。
- 上記漏洩防止機構は、上記センサーの上面における上記素子形成部以外の部分の少なくとも一部であって、上記第1接合部材に対する親和性が、上記素子形成部における上記第1接合部材に対する親和性よりも高い部分である浸液部を含んでいることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学機器。
- 上記第1接合部材は、遮光性を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光学機器。
- 上記第1接合部材は、フィラーを含有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光学機器。
- 上記光学部材は、上記センサー側の面の少なくとも一部に、突起を有し、上記突起は、上記センサーの上面の少なくとも一部と当接することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光学機器。
- 上記センサーは、上面における素子形成部の外側に端子を有し、上記センサーと上記光学部材とは、上記端子の位置にて、上記第1接合部材によって接合されておらず、上記基板と上記端子とが、電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光学機器。
- 上記センサーは、上面における素子形成部の外側の、少なくとも一部に段差を有し、該段差に上記端子が設けられたことを特徴とする請求項8に記載の光学機器。
- 上記センサーは、上面における素子形成部以外の部分において、上記センサーの上面から上記センサーを貫通する貫通端子を有し、上記基板と上記貫通端子とが、電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光学機器。
- 上記光学部材は、上記光学部材における有効領域の周囲にて突出している突出部であって、上記センサーの側面の周囲まで突出する突出部を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の光学機器。
- 基板と、光を検出する受光素子が配置された素子形成部が形成された上面を有しているセンサーと、上記素子形成部に光を導く光学部材と、第1接合部材とを備え、
上記センサーは、上記基板に実装され、
上記光学部材は、上記センサーの上面と対向するように配置され、
上記第1接合部材は、上記センサーの上面における素子形成部の部分と上記光学部材における上記センサー側の面とを接合することを特徴とする光学機器。 - 上記第1接合部材は透光性を有することを特徴とする請求項12に記載の光学機器。
- 上記第1接合部材は、上記センサーと上記光学部材との間に充填されていることを特徴とする請求項13に記載の光学機器。
- 上記第1接合部材の屈折率は、上記光学部材の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項13または14に記載の光学機器。
- 上記第1接合部材は、油状物質、ゲル状物質、液状物質、固体物質の内、いずれかであることを特徴とする請求項12から15のいずれか1項に記載の光学機器。
- 上記光学部材はさらに、上記センサーを除いた上記光学機器の部材と、第2接合部材を介して接合されていることを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の光学機器。
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