KR20210018251A - 촬상 장치 - Google Patents

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KR20210018251A
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solid
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KR1020207034374A
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아츠시 야마모토
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시는 장치 구성의 소형화나 높이 감소를 실현함과 함께, 플레어나 고스트의 발생을 억제할 수 있도록 하는 촬상 장치에 관한 것이다. 고체 촬상 소자 상에 형성되는 렌즈의 측면부를 포함하도록 차광막이 형성된다. 본 개시는 촬상 장치에 적용할 수 있다.

Description

촬상 장치
본 개시는 촬상 장치에 관한 것으로, 특히, 장치 구성의 소형화나 높이 감소를 실현함과 함께, 플레어(flare)나 고스트의 발생을 억제하여 촬상할 수 있도록 한 촬상 장치에 관한 것이다.
최근, 카메라가 장착된 이동체 단말장치나, 디지털 스틸 카메라 등에서 사용되는 고체 촬상 소자에 있어서, 고화소화, 소형화, 및 높이 감소가 진행되고 있다.
카메라의 고화소화 및 소형화에 따라, 렌즈와 고체 촬상 소자가 광축 상에서 가까워지고, 적외광 차단 필터(infrared cut filter)가 렌즈 부근에 배치되는 것이 일반적으로 되어 있다.
예를 들면, 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군 중 최하위층이 되는 렌즈를 고체 촬상 소자 상에 구성함으로써, 고체 촬상 소자의 소형화를 실현하는 기술이 제안되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 제2015-061193호 공보
그러나, 고체 촬상 소자 상에 최하위층의 렌즈를 구성하도록 한 경우, 장치 구성의 소형화나 높이 감소에는 공헌하지만, 적외광 차단 필터와 렌즈 간의 거리가 가까워짐으로써, 광의 반사에 의한 내부 난반사(internal diffused reflection)에 기인한 플레어나 고스트가 생겨 버린다.
본 개시는, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 특히, 고체 촬상 소자에 있어서, 소형화나 높이 감소를 실현함과 함께, 플레어나 고스트의 발생을 억제할 수 있도록 하는 것이다.
본 개시의 일 측면의 촬상 장치는, 입사광의 광량에 따라 광전 변환에 의해 화소 신호를 생성하는 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자의 수광면에 대해 상기 입사광을 포커싱하는, 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군을 포함하고, 상기 렌즈군 중 상기 입사광의 입사 방향에 대해 최하위층을 구성하는 최하위층 렌즈가, 상기 입사광을 수광하는 방향에 대해 최앞단에 구성되고, 상기 최하위층 렌즈는 비구면의 오목형 렌즈이며, 상기 최하위층 렌즈의 측면에 차광막이 형성되는 촬상 장치이다.
본 개시의 일 측면에 있어서는, 고체 촬상 소자에 의해, 입사광의 광량에 따른 광전 변환에 의해 화소 신호가 생성되고, 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군에 의해, 상기 고체 촬상 소자의 수광면에 대해 상기 입사광이 포커싱되고, 상기 렌즈군 중, 상기 입사광의 입사 방향에 대해 최하위층을 구성하는, 비구면의 오목형 렌즈인 최하위층 렌즈가, 상기 입사광을 수광하는 방향에 대해 최앞단에 구성되고, 상기 렌즈의 측면에 차광막이 형성된다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 특히, 고체 촬상 소자에 있어서, 장치 구성의 소형화나 높이 감소를 실현함과 함께, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 촬상 장치의 제1 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 촬상 장치에 있어서의 고체 촬상 소자를 포함하는 일체화 구성부의 외관 개략도이다.
도 3은 일체화 구성부의 기판 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 적층 기판의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 5는 화소의 등가 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 적층 기판의 상세 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 촬상 장치에 있어서, 내부 난반사에 기인하는 고스트나 플레어가 발생하지 않는 것을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 1의 촬상 장치에 의해 촬상된 화상에 내부 난반사에 기인하는 고스트나 플레어가 발생하지 않는 것을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 개시의 촬상 장치의 제2 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 10은 도 9의 촬상 장치에 있어서, 내부 난반사에 기인하는 고스트나 플레어가 발생하지 않는 것을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 촬상 장치의 제3 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 개시의 촬상 장치의 제4 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 13은 본 개시의 촬상 장치의 제5 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 14는 본 개시의 촬상 장치의 제6 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 15는 본 개시의 촬상 장치의 제7 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 16은 본 개시의 촬상 장치의 제8 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 17은 본 개시의 촬상 장치의 제9 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 18은 본 개시의 촬상 장치의 제10 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 19는 본 개시의 촬상 장치의 제11 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 20은 본 개시의 촬상 장치의 제12 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 21은 본 개시의 촬상 장치의 제13 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 22는 본 개시의 촬상 장치의 제14 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 23은 본 개시의 촬상 장치의 제15 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 24는 도 23의 렌즈 외형 형상의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 25는 도 23의 렌즈 단부의 구조의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 26은 도 23의 렌즈 단부의 구조의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 27은 도 23의 렌즈 단부의 구조의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 28은 도 23의 렌즈 단부의 구조의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 29는 본 개시의 촬상 장치의 제16 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 30은 도 29의 촬상 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 31은 도 29의 구성예의 개편화 단면(individualized cross section)의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 32는 도 31의 좌측상부의 촬상 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 33은 도 31의 좌측하부의 촬상 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 34는 도 31의 우측상부의 촬상 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 35는 도 31의 우측하부의 촬상 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 36은 도 29의 구성에 있어서 반사 방지막을 부가하는 변형예를 설명하는 도면이다.
도 37은 도 29의 구성에 있어서 반사 방지막을 측면부에 부가하는 변형예를 설명하는 도면이다.
도 38은 본 개시의 촬상 장치의 제17 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 39는 소형 경량이며 고해상도의 화상을 촬상 가능한 렌즈의 두께 조건을 설명하는 도면이다.
도 40은 렌즈의 형상에 따른 실장 리플로우 열부하시의 렌즈 상의 AR 코팅에 걸리는 응력 분포를 설명하는 도면이다.
도 41은 도 39의 렌즈 형상의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 42는 도 41의 2단 측면형 렌즈의 형상을 설명하는 도면이다.
도 43은 도 41의 2단 측면형 렌즈의 형상의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 44는 도 41의 2단 측면형 렌즈의 실장 리플로우 열부하시의 렌즈 상의 AR 코팅에 걸리는 응력 분포를 설명하는 도면이다.
도 45는 도 44의 실장 리플로우 열부하시의 렌즈 상의 AR 코팅에 걸리는 응력 분포의 최대값을 설명하는 도면이다.
도 46은 본 개시의 촬상 장치의 제18 실시형태에 있어서의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 47은 도 46의 제조 방법의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 48은 2단 측면형 렌즈의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 49는 2단 측면형 렌즈의 제조 방법의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 50은 도 49의 2단 측면형 렌즈의 제조 방법에 있어서의 측면의 평균면이 이루는 각도의 조정, 표면 거칠기(surface roughness)의 조정, 및 헤밍 보텀부(hemming bottom portion)의 부여를 설명하는 도면이다.
도 51은 본 개시의 촬상 장치의 제19 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 52는 도 51의 얼라인먼트 마크의 예를 설명하는 도면이다.
도 53은 도 51의 얼라인먼트 마크를 사용한 응용예를 설명하는 도면이다.
도 54는 본 개시의 촬상 장치의 제20 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 55는 AR 코팅을 전체면에 형성하는 경우와 그 이외의 경우에 있어서의 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅에 걸리는 응력 분포를 설명하는 도면이다.
도 56은 본 개시의 촬상 장치의 제21 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 57은 렌즈와 둑(bank)을 접속하도록 구성하여 측면에 차광막을 형성하는 예를 설명하는 도면이다.
도 58은 본 개시의 카메라 모듈을 적용한 전자기기로서의 촬상 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 59는 본 개시의 기술을 적용한 카메라 모듈의 사용예를 설명하는 도면이다.
도 60은 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 61은 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 62는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 63은 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일례를 나타내는 설명도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태(이하, 실시형태라고 함)에 대해 설명한다. 한편, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 제1 실시형태
2. 제2 실시형태
3. 제3 실시형태
4. 제4 실시형태
5. 제5 실시형태
6. 제6 실시형태
7. 제7 실시형태
8. 제8 실시형태
9. 제9 실시형태
10. 제10 실시형태
11. 제11 실시형태
12. 제12 실시형태
13. 제13 실시형태
14. 제14 실시형태
15. 제15 실시형태
16. 제16 실시형태
17. 제17 실시형태
18. 제18 실시형태
19. 제19 실시형태
20. 제20 실시형태
21. 제21 실시형태
22. 전자기기에의 적용예
23. 고체 촬상 장치의 사용예
24. 내시경 수술 시스템에의 응용예
25. 이동체에의 응용예
<1. 제1 실시형태>
<촬상 장치의 구성예>
도 1을 참조하여, 장치 구성의 소형화와 높이 감소를 실현하면서, 고스트나 플레어의 발생을 억제하는, 본 개시의 제1 실시형태의 촬상 장치의 구성예에 대해 설명한다. 한편, 도 1은 촬상 장치의 측면 단면도이다.
도 1의 촬상 장치(1)는, 고체 촬상 소자(11), 유리 기판(12), IRCF(적외광 차단 필터)(14), 렌즈군(16), 회로 기판(17), 액추에이터(18), 커넥터(19), 및 스페이서(20)로 구성되어 있다.
고체 촬상 소자(11)는, 소위 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)나, CCD(Charge Coupled Device) 등으로 이루어지는 이미지 센서이며, 회로 기판(17) 상에서 전기적으로 접속된 상태로 고정되어 있다. 고체 촬상 소자(11)는, 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 어레이 형상으로 배치된 복수의 화소로 구성되고, 화소 단위로, 도면 중의 상방으로부터 렌즈군(16)을 통해 집광되어 입사되는 입사광의 광량에 따른 화소 신호를 생성하여, 화상 신호로서 회로 기판(17)을 통해 커넥터(19)로부터 외부로 출력한다.
고체 촬상 소자(11)의 도 1 중의 상면부에는, 유리 기판(12)이 설치되어 있고, 투명한, 즉, 유리 기판(12)과 대략 동일한 굴절률의 접착제(GLUE)(13)에 의해 접합되어 있다.
유리 기판(12)의 도 1 중의 상면부에는, 입사광 중 적외광을 차단하는 IRCF(14)가 설치되어 있고, 투명한, 즉, 유리 기판(12)과 대략 동일한 굴절률의 접착제(GLUE)(15)에 의해 접합되어 있다. IRCF(14)는, 예를 들면, 청색 판유리로 구성되어 있으며, 적외광을 차단(제거)한다.
즉, 고체 촬상 소자(11), 유리 기판(12), 및 IRCF(14)가 적층되고, 투명한 접착제(13, 15)에 의해 접합되어 일체적인 구성으로 되어, 회로 기판(17)에 접속되어 있다. 또한, 도면 중의 일점쇄선으로 둘러싸인, 고체 촬상 소자(11), 유리 기판(12), 및 IRCF(14)는, 대략 동일한 굴절률의 접착제(13, 15)에 의해 접합되어 일체화된 구성으로 되어 있으므로, 이후에는, 단순히, 일체화 구성부(10)라고도 칭한다.
또한, IRCF(14)는, 고체 촬상 소자(11)의 제조 공정에 있어서, 개편화된 후에, 유리 기판(12) 상에 부착되도록 해도 되고, 복수의 고체 촬상 소자(11)로 이루어지는 웨이퍼 형상의 유리 기판(12) 상의 전체에 대형 IRCF(14)를 부착한 후, 고체 촬상 소자(11) 단위로 개편화하도록 해도 되고, 어떠한 수법을 채용하여도 된다.
고체 촬상 소자(11), 유리 기판(12), 및 IRCF(14)가 일체 구성된 전체를 둘러싸도록 스페이서(20)가 회로 기판(17) 상에 구성되어 있다. 또한, 스페이서(20) 상에 액추에이터(18)가 설치되어 있다. 액추에이터(18)는 원통 형상으로 구성되어 있고, 그 원통 내부에 복수의 렌즈가 적층되어 구성되는 렌즈군(16)을 내장하고, 도 1 중의 상하 방향으로 구동시킨다.
이러한 구성에 의해, 액추에이터(18)는 렌즈군(16)을, 도 1 중의 상하 방향(광축에 대해 전후 방향)으로 이동시킴으로써, 도면 중의 상방으로 되는 도시하지 않는 피사체까지의 거리에 따라, 고체 촬상 소자(11)의 촬상면 상에서 피사체를 결상시키도록 초점을 조정함으로써 오토포커스를 실현한다.
<외관 개략도>
다음으로, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 일체화 구성부(10)의 구성에 대해 설명한다. 도 2는 일체화 구성부(10)의 외관 개략도를 나타내고 있다.
도 2에 나타내는 일체화 구성부(10)는, 하측 기판(11a)과 상측 기판(11b)이 적층되어 구성되어 있는 적층 기판으로 이루어지는 고체 촬상 소자(11)가 패키지화된 반도체 패키지이다.
고체 촬상 소자(11)를 구성하는 적층 기판의 하측 기판(11a)에는, 도 1의 회로 기판(17)과 전기적으로 접속하기 위한 이면 전극인 땜납 볼(11e)이 복수개 형성되어 있다.
상측 기판(11b)의 상면에는, R(적), G(녹), 또는 B(청)의 컬러 필터(11c)와 온칩 렌즈(on-chip lens)(11d)가 형성되어 있다. 또한, 상측 기판(11b)은, 온칩 렌즈(11d)를 보호하기 위한 유리 기판(12)과, 유리 시일 수지로 이루어지는 접착제(13)를 통해 캐비티가 없는 구조(non-cavity structure)로 접속되어 있다.
예를 들면, 상측 기판(11b)에는, 도 3의 A에 나타내는 바와 같이, 광전 변환을 행하는 화소부가 어레이 형상으로 2차원 배열된 화소 영역(21)과, 화소부의 제어를 행하는 제어 회로(22)가 형성되어 있고, 하측 기판(11a)에는, 화소부로부터 출력된 화소 신호를 처리하는 신호 처리 회로 등의 로직 회로(23)가 형성되어 있다.
또는, 도 3의 B에 나타내는 바와 같이, 상측 기판(11b)에는 화소 영역(21)만이 형성되고, 하측 기판(11a)에 제어 회로(22)와 로직 회로(23)가 형성되는 구성이어도 된다.
이상과 같이, 로직 회로(23) 또는 제어 회로(22) 및 로직 회로(23)의 양쪽을, 화소 영역(21)의 상측 기판(11b)과는 다른 하측 기판(11a)에 형성하여 적층시킴으로써, 1장의 반도체 기판에, 화소 영역(21), 제어 회로(22), 및 로직 회로(23)를 평면 방향으로 배치한 경우와 비교하여, 촬상 장치(1)로서의 사이즈를 소형화할 수 있다.
이하에서는, 적어도 화소 영역(21)이 형성되는 상측 기판(11b)을 화소 센서 기판(11b)으로 칭하고, 적어도 로직 회로(23)가 형성되는 하측 기판(11a)을 로직 기판(11a)으로 칭하여 설명을 행한다.
<적층 기판의 구성예>
도 4는 고체 촬상 소자(11)의 회로 구성예를 나타내고 있다.
고체 촬상 소자(11)는, 화소(32)가 2차원 어레이 형상으로 배열된 화소 어레이부(33), 수직 구동 회로(34), 컬럼 신호 처리 회로(35), 수평 구동 회로(36), 출력 회로(37), 제어 회로(38), 및 입출력 단자(39)를 포함한다.
화소(32)는, 광전 변환 소자로서의 포토다이오드와, 복수의 화소 트랜지스터를 구비한다. 화소(32)의 회로 구성예에 대해서는, 도 5를 참조하여 후술한다.
또한, 화소(32)는 공유 화소 구조를 가질 수도 있다. 이 화소 공유 구조는, 복수의 포토다이오드와, 복수의 전송 트랜지스터와, 공유되는 하나의 플로팅 디퓨젼(floating diffusion)(부유 확산 영역)과, 공유되는 하나씩의 다른 화소 트랜지스터로 구성된다. 즉, 공유 화소에서는, 복수의 단위 화소를 구성하는 포토다이오드 및 전송 트랜지스터가 다른 하나씩의 화소 트랜지스터를 공유하여 구성된다.
제어 회로(38)는, 입력 클록과, 동작 모드 등을 지령하는 데이터를 수취하고, 또한 고체 촬상 소자(11)의 내부 정보 등의 데이터를 출력한다. 즉, 제어 회로(38)는, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 마스터 클록에 기초하여, 수직 구동 회로(34), 컬럼 신호 처리 회로(35) 및 수평 구동 회로(36) 등의 동작의 기준이 되는 클록 신호나 제어 신호를 생성한다. 그리고, 제어 회로(38)는, 생성된 클록 신호나 제어 신호를, 수직 구동 회로(34), 컬럼 신호 처리 회로(35) 및 수평 구동 회로(36) 등에 출력한다.
수직 구동 회로(34)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 소정의 화소 구동 배선(40)을 선택하고, 선택된 화소 구동 배선(40)에 화소(32)를 구동하기 위한 펄스를 공급하여, 행단위로 화소(32)를 구동한다. 즉, 수직 구동 회로(34)는, 화소 어레이부(33)의 각 화소(32)를 행단위로 순차적으로 수직 방향으로 선택 주사하고, 각 화소(32)의 광전 변환부에 있어서 수광량에 따라 생성된 신호 전하에 기초한 화소 신호를, 수직 신호선(41)을 통해 컬럼 신호 처리 회로(35)에 공급한다.
컬럼 신호 처리 회로(35)는 화소(32)의 열마다 배치되어 있고, 1행분의 화소(32)로부터 출력되는 신호를 화소열마다 노이즈 제거 등의 신호 처리를 행한다. 예를 들면, 컬럼 신호 처리 회로(5)는, 화소 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위한 CDS(Correlated Double Sampling: 상관 이중 샘플링) 및 AD 변환 등의 신호 처리를 행한다.
수평 구동 회로(36)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 순차적으로 출력함으로써, 컬럼 신호 처리 회로(35)의 각각을 차례로 선택하고, 컬럼 신호 처리 회로(35)의 각각으로부터 화소 신호를 수평 신호선(42)에 출력시킨다.
출력 회로(37)는, 컬럼 신호 처리 회로(35)의 각각으로부터 수평 신호선(42)을 통해 순차적으로 공급되는 신호에 대해 신호 처리를 행하여 출력한다. 출력 회로(37)는, 예를 들면, 버퍼링만하는 경우도 있고, 블랙 레벨 조정, 열 편차 보정, 각종 디지털 신호 처리 등이 행해지는 경우도 있다. 입출력 단자(39)는 외부와 신호를 교환한다.
이상과 같이 구성되는 고체 촬상 소자(11)는, CDS 처리와 AD 변환 처리를 행하는 컬럼 신호 처리 회로(35)가 화소열마다 배치된 컬럼 AD 방식이라고 불리는 CMOS 이미지 센서이다.
<화소의 회로 구성예>
도 5는 화소(32)의 등가 회로를 나타내고 있다.
도 5에 나타내는 화소(32)는 전자식 글로벌 셔터 기능을 실현하는 구성을 나타내고 있다.
화소(32)는, 광전 변환 소자로서의 포토다이오드(51), 제1 전송 트랜지스터(52), 메모리부(MEM)(53), 제2 전송 트랜지스터(54), FD(플로팅 확산 영역)(55), 리셋 트랜지스터(56), 증폭 트랜지스터(57), 선택 트랜지스터(58), 및 배출 트랜지스터(59)를 구비한다.
포토다이오드(51)는 수광량에 따른 전하(신호 전하)를 생성하여 축적하는 광전 변환부이다. 포토다이오드(51)의 애노드 단자가 접지되어 있음과 함께, 캐소드 단자가 제1 전송 트랜지스터(52)를 통해 메모리부(53)에 접속되어 있다. 또한, 포토다이오드(51)의 캐소드 단자는, 불필요한 전하를 배출하기 위한 배출 트랜지스터(59)와도 접속되어 있다.
제1 전송 트랜지스터(52)는, 전송 신호(TRX)에 의해 온으로 되었을 때, 포토다이오드(51)에 의해 생성된 전하를 판독하여 메모리부(53)에 전송한다. 메모리부(53)는, FD(55)에 전하를 전송할 때까지의 동안, 일시적으로 전하를 보유하는 전하 보유부이다.
제2 전송 트랜지스터(54)는, 전송 신호(TRG)에 의해 온으로 되었을 때, 메모리부(53)에 보유되어 있는 전하를 판독하여 FD(55)에 전송한다.
FD(55)는, 메모리부(53)로부터 판독된 전하를 신호로서 판독하기 위해 보유하는 전하 보유부이다. 리셋 트랜지스터(56)는, 리셋 신호(RST)에 의해 온으로 되었을 때, FD(55)에 축적되어 있는 전하가 정전압원(VDD)에 배출됨으로써, FD(55)의 전위를 리셋한다.
증폭 트랜지스터(57)는 FD(55)의 전위에 따른 화소 신호를 출력한다. 즉, 증폭 트랜지스터(57)는 정전류원으로서의 부하 MOS(60)와 소스 폴로어 회로를 구성하고, FD(55)에 축적되어 있는 전하에 따른 레벨을 나타내는 화소 신호가, 증폭 트랜지스터(57)로부터 선택 트랜지스터(58)를 통해 컬럼 신호 처리 회로(35)(도 4)에 출력된다. 부하 MOS(60)는, 예를 들면, 컬럼 신호 처리 회로(35) 내에 배치되어 있다.
선택 트랜지스터(58)는, 선택 신호(SEL)에 의해 화소(32)가 선택되었을 때 온으로 되고, 화소(32)의 화소 신호를, 수직 신호선(41)을 통해 컬럼 신호 처리 회로(35)에 출력한다.
배출 트랜지스터(59)는, 배출 신호(OFG)에 의해 온으로 되었을 때, 포토다이오드(51)에 축적되어 있는 불필요 전하를 정전압원(VDD)에 배출한다.
전송 신호(TRX 및 TRG), 리셋 신호(RST), 배출 신호(OFG), 및 선택 신호(SEL)는 화소 구동 배선(40)을 통해 수직 구동 회로(34)로부터 공급된다.
화소(32)의 동작에 대해 간단히 설명한다.
먼저, 노광 개시 전에, High 레벨의 배출 신호(OFG)가 배출 트랜지스터(59)에 공급됨으로써 배출 트랜지스터(59)가 온으로 되고, 포토다이오드(51)에 축적되어 있는 전하가 정전압원(VDD)에 배출되어, 전체 화소의 포토다이오드(51)가 리셋된다.
포토다이오드(51)의 리셋 후, 배출 트랜지스터(59)가 Low 레벨의 배출 신호(OFG)에 의해 오프로 되면, 화소 어레이부(33)의 전체 화소에서 노광이 개시된다.
미리 정해진 소정의 노광 시간이 경과하면, 화소 어레이부(33)의 전체 화소에 있어서, 전송 신호(TRX)에 의해 제1 전송 트랜지스터(52)가 온으로 되고, 포토다이오드(51)에 축적되어 있었던 전하가 메모리부(53)에 전송된다.
제1 전송 트랜지스터(52)가 오프로 된 후, 각 화소(32)의 메모리부(53)에 보유되어 있는 전하가, 행단위로, 순차적으로, 컬럼 신호 처리 회로(35)에 의해 판독된다. 판독 동작은, 판독행의 화소(32)의 제2 전송 트랜지스터(54)가 전송 신호(TRG)에 의해 온으로 되고, 메모리부(53)에 보유되어 있는 전하가 FD(55)에 전송된다. 그리고, 선택 트랜지스터(58)가 선택 신호(SEL)에 의해 온으로 됨으로써, FD(55)에 축적되어 있는 전하에 따른 레벨을 나타내는 신호가, 증폭 트랜지스터(57)로부터 선택 트랜지스터(58)를 통해 컬럼 신호 처리 회로(35)에 출력된다.
이상과 같이, 도 5의 화소 회로를 갖는 화소(32)는, 노광 시간을 화소 어레이부(33)의 전체 화소에서 동일하게 설정하고, 노광 종료 후에는 메모리부(53)에 전하를 일시적으로 보유해 두고, 메모리부(53)로부터 행단위로 순차적으로 전하를 판독하는 글로벌 셔터 방식의 동작(촬상)이 가능하다.
한편, 화소(32)의 회로 구성으로서는, 도 5에 나타낸 구성에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 메모리부(53)를 갖지 않고, 소위 롤링 셔터(rolling shutter) 방식에 의한 동작을 행하는 회로 구성을 채용할 수도 있다.
<고체 촬상 장치의 기본 구조예>
다음으로, 도 6을 참조하여, 고체 촬상 소자(11)의 상세 구조에 대해 설명한다. 도 6은 고체 촬상 소자(11)의 일부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
로직 기판(11a)에는, 예를 들면 실리콘(Si)으로 구성된 반도체 기판(81)(이하, 실리콘 기판(81)이라고 함)의 상측(화소 센서 기판(11b) 측)에 다층 배선층(82)이 형성되어 있다. 이 다층 배선층(82)에 의해, 도 3의 제어 회로(22)나 로직 회로(23)가 구성되어 있다.
다층 배선층(82)은, 화소 센서 기판(11b)에 가장 가까운 최상층의 배선층(83a), 중간의 배선층(83b), 및 실리콘 기판(81)에 가장 가까운 최하층의 배선층(83c) 등으로 이루어지는 복수의 배선층(83)과, 각 배선층(83)의 사이에 형성된 층간 절연막(84)으로 구성된다.
복수의 배선층(83)은, 예를 들면, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 등을 사용하여 형성되고, 층간 절연막(84)은, 예를 들면, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등으로 형성된다. 복수의 배선층(83) 및 층간 절연막(84)의 각각은, 모든 계층이 동일한 재료로 형성되어 있어도 되고, 계층에 따라 2개 이상의 재료를 적절히 구분 사용해도 된다.
실리콘 기판(81)의 소정의 위치에는, 실리콘 기판(81)을 관통하는 실리콘 관통 구멍(85)이 형성되어 있고, 실리콘 관통 구멍(85)의 내벽에 절연막(86)을 통해 접속 도체(87)가 매설됨으로써, 실리콘 관통 전극(TSV: Through Silicon Via)(88)이 형성되어 있다. 절연막(86)은, 예를 들면, SiO2막이나 SiN막 등으로 형성할 수 있다.
한편, 도 6에 나타내는 실리콘 관통 전극(88)에서는, 내벽면을 따라 절연막(86)과 접속 도체(87)가 성막되고, 실리콘 관통 구멍(85) 내부가 공동(空洞)으로 되어 있지만, 내경에 따라서는 실리콘 관통 구멍(85) 내부 전체가 접속 도체(87)로 매설되는 경우도 있다. 바꾸어 말하면, 관통 구멍의 내부가 도체로 매설되어 있어도, 일부가 공동으로 되어 있어도 어느 쪽이라도 된다. 이것은, 후술하는 칩 관통 전극(TCV: Through Chip Via)(105) 등에 대해서도 마찬가지이다.
실리콘 관통 전극(88)의 접속 도체(87)는 실리콘 기판(81)의 하면측에 형성된 재배선(90)과 접속되어 있고, 재배선(90)은 땜납 볼(11e)과 접속되어 있다. 접속 도체(87) 및 재배선(90)은, 예를 들면, 구리(Cu), 텅스텐(W), 폴리 실리콘 등으로 형성할 수 있다.
또한, 실리콘 기판(81)의 하면측에는, 땜납 볼(11e)이 형성되어 있는 영역을 제외하고, 재배선(90)과 절연막(86)을 덮도록, 솔더 마스크(솔더 레지스트)(91)가 형성되어 있다.
한편, 화소 센서 기판(11b)에는, 실리콘(Si)으로 구성된 반도체 기판(101)(이하, 실리콘 기판(101)이라고 함)의 하측(로직 기판(11a) 측)에, 다층 배선층(102)이 형성되어 있다. 이 다층 배선층(102)에 의해, 도 3의 화소 영역(21)의 화소 회로가 구성되어 있다.
다층 배선층(102)은, 실리콘 기판(101)에 가장 가까운 최상층의 배선층(103a), 중간의 배선층(103b), 및 로직 기판(11a)에 가장 가까운 최하층의 배선층(103c) 등으로 이루어지는 복수의 배선층(103)과, 각 배선층(103)의 사이에 형성된 층간 절연막(104)으로 구성된다.
복수의 배선층(103) 및 층간 절연막(104)으로서 사용되는 재료는, 전술한 배선층(83) 및 층간 절연막(84)의 재료와 동종의 것을 채용할 수 있다. 또한, 복수의 배선층(103)이나 층간 절연막(104)이, 1개 또는 2개 이상의 재료를 적절히 구분 사용하여 형성되어도 된다는 점도, 전술한 배선층(83) 및 층간 절연막(84)과 마찬가지이다.
또한, 도 6의 예에서는, 화소 센서 기판(11b)의 다층 배선층(102)은 3층의 배선층(103)으로 구성되고, 로직 기판(11a)의 다층 배선층(82)은 4층의 배선층(83)으로 구성되어 있지만, 배선층의 총 개수는 이것에 한정되지 않고, 임의의 층수로 형성할 수 있다.
실리콘 기판(101) 내에는, PN 접합에 의해 형성된 포토다이오드(51)가 화소(32)마다 형성되어 있다.
또한, 도시는 생략되어 있지만, 다층 배선층(102)과 실리콘 기판(101)에는, 제1 전송 트랜지스터(52), 제2 전송 트랜지스터(54) 등의 복수의 화소 트랜지스터나, 메모리부(MEM)(53) 등도 형성되어 있다.
컬러 필터(11c)와 온칩 렌즈(11d)가 형성되어 있지 않는 실리콘 기판(101)의 소정의 위치에는, 화소 센서 기판(11b)의 배선층(103a)과 접속되어 있는 실리콘 관통 전극(109)과, 로직 기판(11a)의 배선층(83a)과 접속되어 있는 칩 관통 전극(105)이 형성되어 있다.
칩 관통 전극(105)과 실리콘 관통 전극(109)은, 실리콘 기판(101) 상면에 형성된 접속용 배선(106)에 의해 접속되어 있다. 또한, 실리콘 관통 전극(109) 및 칩 관통 전극(105)의 각각과 실리콘 기판(101)의 사이에는 절연막(107)이 형성되어 있다. 나아가, 실리콘 기판(101)의 상면에는 평탄화막(절연막)(108)을 통해 컬러 필터(11c)나 온칩 렌즈(11d)가 형성되어 있다.
이상과 같이, 도 2에 나타내는 고체 촬상 소자(11)는, 로직 기판(11a)의 다층 배선층(102) 측과, 화소 센서 기판(11b)의 다층 배선층(82) 측을 접합한 적층 구조로 되어 있다. 도 6에서는, 로직 기판(11a)의 다층 배선층(102) 측과, 화소 센서 기판(11b)의 다층 배선층(82) 측의 접합면이 파선으로 나타내어져 있다.
또한, 촬상 장치(1)의 고체 촬상 소자(11)에서는, 화소 센서 기판(11b)의 배선층(103)과 로직 기판(11a)의 배선층(83)이, 실리콘 관통 전극(109)과 칩 관통 전극(105)의 2개의 관통 전극에 의해 접속되고, 로직 기판(11a)의 배선층(83)과 땜납 볼(이면 전극)(11e)이 실리콘 관통 전극(88)과 재배선(90)에 의해 접속되어 있다. 이에 의해, 촬상 장치(1)의 평면적을 최소로 작게 할 수 있다.
나아가, 고체 촬상 소자(11)와 유리 기판(12)의 사이를, 캐비티가 없는 구조로 하여, 접착제(13)에 의해 접합함으로써, 높이 방향에 대해서도 낮게 할 수 있다.
따라서, 도 1에 나타내는 촬상 장치(1)에 의하면, 보다 소형화된 반도체 장치(반도체 패키지)를 실현할 수 있다.
이상과 같은 촬상 장치(1)의 구성에 의해, IRCF(14)가 고체 촬상 소자(11) 및 유리 기판(12) 상에 설치되게 되므로, 광의 내부 난반사에 의한 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
즉, 도 7의 좌측부에 나타내는 바와 같이, IRCF(14)가, 유리 기판(Glass)(12)에 대해 이격되며 렌즈(Lens)(16)와 유리 기판(12) 사이의 중간 부근에 구성되는 경우, 실선으로 나타내는 바와 같이 입사광이 집광되어, IRCF(14), 유리 기판(12), 및 접착제(13)를 통해 고체 촬상 소자(CIS)(11)에 위치(F0)에서 입사한 후, 점선으로 나타내는 바와 같이 위치(F0)에서 반사되어 반사광이 발생한다.
위치(F0)에서 반사된 반사광은, 점선으로 나타내는 바와 같이, 그 일부가, 예를 들면, 접착제(13) 및 유리 기판(12)을 통해, 유리 기판(12)과 이격된 위치에 배치된 IRCF(14)의 배면(도 7 중의 하방의 면)(R1)에서 반사되고, 다시, 유리 기판(12) 및 접착제(13)를 통해 위치(F1)에서 다시 고체 촬상 소자(11)에 입사한다.
또한, 초점(F0)에서 반사된 반사광은, 점선으로 나타내는 바와 같이, 다른 일부가, 예를 들면, 접착제(13), 유리 기판(12), 및 유리 기판(12)과 이격된 위치에 배치된 IRCF(14)를 투과하고, IRCF(14)의 상면(도 7 중의 상방의 면)(R2)에서 반사되고, IRCF(14), 유리 기판(12), 및 접착제(13)를 통해, 위치(F2)에서, 다시 고체 촬상 소자(11)에 입사한다.
이 위치(F1, F2)에서, 다시 입사하는 광이, 내부 난반사에 기인하는 플레어나 고스트를 발생시킨다. 보다 구체적으로는, 도 8의 화상(P1)으로 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)에 있어서, 조명(L)을 촬상할 때에, 반사광(R21, R22)으로 나타내는 바와 같은 플레어나 고스트로서 나타나게 된다.
이에 대해, 도 1의 촬상 장치(1)의 구성에 대응하는, 도 7의 우측부에 나타내는 바와 같은 촬상 장치(1)와 같이, IRCF(14)가 유리 기판(12) 상에 구성되면, 실선으로 나타내는 입사광이 집광되어, IRCF(14), 접착제(15), 유리 기판(12), 및 접착제(13)를 통해 고체 촬상 소자(11)에 위치(F0)에서 입사한 후, 점선으로 나타내는 바와 같이 반사된다. 그리고, 반사된 광은, 접착제(13), 유리 기판(12), 접착제(15), 및 IRCF(14)를 통해, 렌즈군(16) 상의 최하위층의 렌즈 면(R11)에 의해 반사되지만, 렌즈군(16)이 IRCF(14)로부터 충분히 떨어진 위치이므로, 고체 촬상 소자(11)에 의해 충분히 수광할 수 없는 범위로 반사된다.
여기서, 도면 중의 일점쇄선으로 둘러싸인, 고체 촬상 소자(11), 유리 기판(12), 및 IRCF(14)는, 대략 동일한 굴절률의 접착제(13, 15)에 의해 접합되어 일체화된 일체화 구성부(10)로서 구성되어 있다. 일체화 구성부(10)에서는, 굴절률이 통일됨으로써, 상이한 굴절률의 층의 경계에서 발생하는 내부 난반사의 발생이 억제되며, 예를 들면, 도 7의 좌측부에 있어서의 위치(F0)의 근방인 위치(F1, F2)에서 재입사되는 것이 억제된다.
이에 의해, 도 1의 촬상 장치(1)는, 조명(L)을 촬상한 경우, 도 8의 화상(P2)으로 나타내는 바와 같이, 화상(P1)에 있어서의 반사광(R21, R22)과 같은, 내부 난반사에 기인하는 플레어나 고스트의 발생이 억제된 화상을 촬상할 수 있다.
결과적으로, 도 1에 나타내는 제1 실시형태의 촬상 장치(1)와 같은 구성에 의해, 장치 구성의 소형화 및 높이 감소를 실현함과 함께, 내부 난반사에 기인하는 플레어나 고스트의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 도 8의 화상(P1)은 도 7의 좌측부의 구성으로 이루어지는 촬상 장치(1)에 의해 야간에 조명(L)이 촬상된 화상이며, 화상(P2)은 도 7의 우측부의 구성으로 이루어지는 (도 1의) 촬상 장치(1)에 의해 야간에 조명(L)이 촬상된 화상이다.
또한, 이상에서는, 렌즈군(16)을 액추에이터(18)에 의해 도 1 중에 있어서 상하 방향으로 이동시킴으로써 피사체까지의 거리에 따라 초점거리를 조정하고, 오토포커스를 실현할 수 있는 구성을 예로 설명했지만, 액추에이터(18)를 설치하지 않고, 렌즈군(16)에 의한 초점거리를 조정하지 않고, 소위 단초점 렌즈로서 기능시키도록 해도 된다.
<2. 제2 실시형태>
제1 실시형태에서는, IRCF(14)를 고체 촬상 소자(11)의 촬상면 측에 부착된 유리 기판(12) 상에 붙이는 예에 대해 설명하였지만, 나아가, 렌즈군(16)을 구성하는 최하위층의 렌즈를 IRCF(14) 상에 설치하도록 해도 된다.
도 9는, 도 1에 있어서의 촬상 장치(1)를 구성하는 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군(16) 중 광의 입사 방향에 대해 최하위층이 되는 렌즈를, 렌즈군(16)으로부터 분리하고, IRCF(14) 상에 구성하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다. 한편, 도 5에 있어서, 도 1에서의 구성과 기본적으로 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 적절히 생략하는 것으로 한다.
즉, 도 9의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 1의 촬상 장치(1)와 다른 점은, IRCF(14)의 도면 중의 상면에서, 나아가, 렌즈군(16)을 구성하는 복수의 렌즈 중 광의 입사 방향에 대해 최하위층이 되는 렌즈(131)를, 렌즈군(16)으로부터 분리하여 설치한 점이다. 한편, 도 9의 렌즈군(16)은 도 1의 렌즈군(16)과 동일한 부호를 부여하지만, 광의 입사 방향에 대해 최하위층이 되는 렌즈(131)가 포함되어 있지 않은 점에서, 엄밀하게는, 도 1의 렌즈군(16)과는 다르다.
도 9와 같은 촬상 장치(1)의 구성에 의해, IRCF(14)가 고체 촬상 소자(11) 상에 설치된 유리 기판(12) 상에 설치되고, 나아가, IRCF(14) 상에 렌즈군(16)을 구성하는 최하위층의 렌즈(131)가 설치되게 되므로, 광의 내부 난반사에 의한 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
즉, 도 10의 좌측부에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 상에 렌즈군(16)의 광 입사 방향에 대해 최하위층이 되는 렌즈(131)가 설치되고, IRCF(14)가, 렌즈(131)에 대해 이격되어 렌즈군(16)과 렌즈(131) 사이의 중간 부근에 구성되는 경우, 실선으로 나타내는 입사광이 집광되어, IRCF(14), 렌즈(131), 유리 기판(12), 및 접착제(13)를 통해 고체 촬상 소자(11)에 위치(F0)에서 입사한 후, 점선으로 나타내는 바와 같이 위치(F0)로부터 반사되어, 반사광이 발생한다.
위치(F0)에서 반사된 반사광은, 점선으로 나타내는 바와 같이, 그 일부가, 예를 들면, 접착제(13), 유리 기판(12), 및 렌즈(131)를 통해, 렌즈(131)와 이격된 위치에 배치된 IRCF(14)의 배면(도 2 중의 하방의 면)(R31)에서 반사되고, 렌즈(131), 유리 기판(12), 및 접착제(13)를 통해, 위치(F11)에서, 다시 고체 촬상 소자(11)에 입사한다.
또한, 초점(F0)에서 반사된 반사광은, 점선으로 나타내는 바와 같이, 다른 일부가, 예를 들면, 접착제(13), 유리 기판(12), 렌즈(131), 및, 렌즈(131)와 이격된 위치에 배치된 IRCF(14)를 투과하고, IRCF(14)의 상면(도 7 중의 상방의 면)(R32)에서 반사되어, IRCF(14), 렌즈(131), 유리 기판(12), 및 접착제(13)를 통해, 위치(F12)에서, 다시 고체 촬상 소자(11)에 입사한다.
이 위치(F11, F12)에서 다시 입사하는 광이, 고체 촬상 소자(11)에 있어서, 플레어나 고스트로서 나타나게 된다. 이 점에 대해서는, 도 8을 참조하여 설명한 화상(P1)에 있어서의 조명(L)의 반사광(R21, R21)이 도 7의 위치(F1, F2)에서 재입사한 경우에 발생하는 원리와 기본적으로는 마찬가지이다.
이에 대해, 도 9의 촬상 장치(1)에 있어서의 구성과 마찬가지로, 도 10의 우측부에 나타내는 바와 같이, 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(131)가 IRCF(14) 상에 구성되면, 실선으로 나타내는 바와 같이 입사광이 집광되어, 렌즈(131), IRCF(14), 접착제(15), 유리 기판(12), 및 접착제(13)를 통해 고체 촬상 소자(11)에 위치(F0)에서 입사한 후, 반사되어, 점선으로 나타내는 바와 같이 접착제(13), 유리 기판(12), 접착제(15), IRCF(14), 및 렌즈(131)를 통해, 충분히 떨어진 위치의 렌즈군(16) 상의 면(R41)에 의해 반사광이 발생하지만, 고체 촬상 소자(11)에서 실질적으로 수광할 수 없는 범위로 반사되므로, 플레어나 고스트의 발생을 억제할 수 있다.
즉, 고체 촬상 소자(11), 접착제(13), 유리 기판(12), 및 IRCF(14)는, 대략 동일한 굴절률의 접착제(13, 15)에 의해 접합되어 일체화된 구성으로 되어 있으므로, 일체화된 구성인, 도면 중의 일점쇄선으로 둘러싸인 일체화 구성부(10)에서는, 굴절률이 통일됨으로써, 상이한 굴절률의 층의 경계에서 발생하는 내부 난반사의 발생이 억제되며, 예를 들면, 도 10의 좌측부에 나타내는 바와 같이, 위치(F0)의 근방 위치(F11, F12)로의 반사광 등의 입사가 억제된다.
결과적으로, 도 10에 나타내는 제2 실시형태의 촬상 장치(1)와 같은 구성에 의해, 장치 구성의 소형화 및 높이 감소를 실현함과 함께, 내부 난반사에 기인하는 플레어나 고스트의 발생을 억제할 수 있다.
<3. 제3 실시형태>
제2 실시형태에서는, 최하위층의 렌즈(131)를 IRCF(14) 상에 설치하는 예에 대해 설명하였지만, 최하위층의 렌즈(131)와 IRCF(14)를 접착제에 의해 접합하도록 해도 된다.
도 11은 최하위층의 렌즈(131)와 IRCF(14)를 접착제에 의해 접합하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다. 한편, 도 11의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)의 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 적절히 생략한다.
즉, 도 11의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 최하위층의 렌즈(131)와 IRCF(14)를 투명한, 즉, 대략 굴절률이 동일한 접착제(151)에 의해 접합하고 있는 점이다.
도 11의 촬상 장치(1)와 같은 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 렌즈(131)의 평탄성이 크지 않은 경우, 접착제(151)를 사용하지 않고서 IRCF(14)에 고정하려고 해도, 렌즈(131)의 광축에 대해 IRCF(14)가 어긋날 우려가 있지만, 렌즈(131)와 IRCF(14)가 접착제(151)에 의해 접합됨으로써, 렌즈(131)의 평탄성이 크지 않더라도, 렌즈(131)의 광축에 대해 어긋남이 없도록 IRCF(14)를 고정하는 것이 가능해져서, 광축의 어긋남에 의해 생기는 화상의 왜곡의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
<4. 제4 실시형태>
제2 실시형태에서는, 광의 입사 방향에 대해 최하위층의 렌즈(131)를 IRCF(14) 상에 설치하는 예에 대해 설명하였지만, 최하위층의 렌즈(131)뿐만 아니라, 렌즈군(16)의 최하위층을 구성하는 복수의 렌즈군을 IRCF(14) 상에 설치하도록 해도 된다.
도 12는 렌즈군(16) 중 입사 방향에 대해 최하위층을 구성하는 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군을 IRCF(14) 상에 구성하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다. 한편, 도 12의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)의 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 적절히 생략한다.
즉, 도 12의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 렌즈(131) 대신에, 렌즈군(16) 중 광 입사 방향에 대해 최하위층을 구성하는 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군(171)을 IRCF(14) 상에 설치하고 있는 점이다. 한편, 도 12에서는, 2장의 렌즈로 이루어지는 렌즈군(171)의 예가 나타내어져 있지만, 그 이상의 수의 렌즈에 의해 렌즈군(171)을 구성하도록 해도 된다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 렌즈군(16)을 구성하는 복수의 렌즈 중 최하위층을 구성하는 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군(171)이 IRCF(14) 상에 구성되기 때문에, 렌즈군(16)을 구성하는 렌즈수를 절감할 수 있고, 렌즈군(16)을 경량화할 수 있으므로, 오토포커스에 사용되는 액추에이터(18)의 구동 역량을 저감시키는 것이 가능해져서, 액추에이터(18)의 소형화와 저전력화를 실현하는 것이 가능해진다.
한편, 제3 실시형태의 도 11의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈(131)를, 렌즈군(171)으로 바꾸어, 투명한 접착제(151)로 IRCF(14)에 부착하도록 해도 된다.
<5. 제5 실시형태>
제2 실시형태에서는, 고체 촬상 소자(11) 상에 유리 기판(12)을 접착제(13)에 의해 부착하고, 유리 기판(12) 위에 IRCF(14)를 접착제(15)에 의해 부착하는 예에 대해 설명하였지만, 유리 기판(12), 접착제(15), 및 IRCF(14)를, 유리 기판(12)의 기능과 IRCF(14)의 기능을 겸비한 구성으로 치환하여, 접착제(13)에 의해 고체 촬상 소자(11) 상에 부착하도록 해도 된다.
도 13은 유리 기판(12), 접착제(15), 및 IRCF(14)를, 유리 기판(12)의 기능과 IRCF(14)의 기능을 겸비한 구성으로 치환하여, 접착제(13)에 의해 고체 촬상 소자(11) 상에 부착하고, 그 위에 최하위층의 렌즈(131)를 설치하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다. 한편, 도 13의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)의 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 적절히 생략한다.
즉, 도 13의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 유리 기판(12) 및 IRCF(14)를, 유리 기판(12)의 기능과 IRCF(14)의 기능을 갖는 IRCF 유리 기판(14')으로 치환하여, 접착제(13)에 의해 고체 촬상 소자(11) 상에 부착하고, 나아가, IRCF(14') 상에 최하위층의 렌즈(131)를 설치하도록 한 점이다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
즉, 현재, 고체 촬상 소자(11)는, 소형화를 위해, CSP(Chip Size Package) 구조라고 칭해지는 유리 기판(12)과 고체 촬상 소자(11)를 접착하고, 유리 기판을 기축(基軸) 기판으로 하여, 고체 촬상 소자(11)를 얇게 가공함으로써, 소형 고체 촬상 소자의 실현이 가능해지고 있다. 도 13에 있어서는, IRCF 유리 기판(14')이, IRCF(14)의 기능과 함께, 평탄도가 높은 유리 기판(12)으로서의 기능도 실현함으로써, 높이 감소를 실현하는 것이 가능해진다.
한편, 제1 실시형태, 제3 실시형태, 및 제4 실시형태인, 도 1, 도 11, 도 12의 촬상 장치(1)에 있어서의, 유리 기판(12), 접착제(15), 및 IRCF(14)를, 유리 기판(12)의 기능과 IRCF(14)의 기능을 갖는 IRCF 유리 기판(14')으로 치환하도록 해도 된다.
<6. 제6 실시형태>
제4 실시형태에서는, CSP 구조의 고체 촬상 소자(11) 상에 접착제(13)에 의해 유리 기판(12)을 부착하고, 나아가, 유리 기판(12) 위에 접착제(15)에 의해 IRCF(14)를 부착하고, 나아가, IRCF(14) 상에 렌즈군(16)을 구성하는 복수의 렌즈 중 최하위층의 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군(171)을 설치하는 예에 대해 설명하였지만, CSP 구조의 고체 촬상 소자(11) 대신에, COB(Chip on Board) 구조의 고체 촬상 소자(11)를 사용하도록 해도 된다.
도 14는 도 12의 촬상 장치(1)에 있어서의, 유리 기판(12) 및 IRCF(14)를, 유리 기판(12)의 기능과 IRCF(14)의 기능을 갖는 IRCF 유리 기판(14')으로 치환함과 함께, CSP 구조의 고체 촬상 소자(11) 대신에, COB(Chip on Board) 구조의 고체 촬상 소자(91)를 사용하도록 한 구성예를 나타내고 있다. 한편, 도 14의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 12의 촬상 장치(1)의 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 적절히 생략한다.
즉, 도 14의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 12의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 유리 기판(12) 및 IRCF(14)를, 유리 기판(12)의 기능과 IRCF(14)의 기능을 갖는 IRCF 유리 기판(14')으로 치환한 점과, CSP 구조의 고체 촬상 소자(11) 대신에, COB(Chip on Board) 구조의 고체 촬상 소자(91)를 사용하도록 한 점이다.
이러한 구성에 있어서도, 도 12의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 최근, 촬상 장치(1)의 소형화와 함께 고체 촬상 소자(11)의 소형화를 위해 CSP 구조가 일반적으로 되어 있지만, CSP 구조는 유리 기판(12) 또는 IRCF 유리 기판(14')과의 접합이나, 고체 촬상 소자(11)의 단자를 수광면의 이면측에 배선하는 등의 가공이 복잡해지기 때문에, COB 구조의 고체 촬상 소자(11)와 비교해서 고가로 된다. 이에, CSP 구조뿐 아니라, 와이어 본드(92) 등에 의해 회로 기판(17)과 접속되는 COB 구조의 고체 촬상 소자(91)를 사용하도록 해도 된다.
COB 구조의 고체 촬상 소자(91)를 사용함으로써, 회로 기판(17)에의 접속을 용이한 것으로 할 수 있으므로, 가공을 단순하게 하는 것이 가능해져서, 비용을 저감시킬 수 있다.
한편, 제1 실시형태 내지 제3 실시형태, 및 제5 실시형태인 도 1, 도 9, 도 11, 도 13의 촬상 장치(1)에 있어서의 CSP 구조의 고체 촬상 소자(11)를, COB(Chip on Board) 구조의 고체 촬상 소자(11)로 바꾸도록 해도 된다.
<7. 제7 실시형태>
제2 실시형태에서는, 고체 촬상 소자(11) 상에 유리 기판(12)을 설치하고, 나아가, 유리 기판 상에 IRCF(14)를 설치하는 예에 대해 설명하였지만, 고체 촬상 소자(11) 상에 IRCF(14)를 설치하고, 나아가, IRCF(14) 상에 유리 기판(12)을 설치하도록 해도 된다.
도 15는, 유리 기판(12)을 사용하는 경우로서, 고체 촬상 소자(11) 상에 IRCF(14)를 설치하고, 나아가, IRCF(14) 상에 유리 기판(12)을 설치하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다.
도 15의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 유리 기판(12)과 IRCF(14)를 서로 바꾸어, 투명한 접착제(13)에 의해 고체 촬상 소자(11) 상에 IRCF(14)를 부착하고, 나아가, 투명한 접착제(15)에 의해 IRCF(14) 상에 유리 기판(12)을 부착하도록 하고, 그 유리 기판(12) 상에 렌즈(131)를 설치하도록 한 점이다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, IRCF(14)는, 일반적으로, 특성상, 온도나 외란에 의한 영향에 의해, 평탄성이 낮고, 고체 촬상 소자(11) 상의 화상에 왜곡을 생기게 할 우려가 있다.
이에, IRCF(14)의 양면에 코팅 재료 등을 도포하는 등으로 하여, 평탄성을 보유시키도록 한 특수한 재료를 채용하거나 하는 것이 일반적이지만, 이에 의해 비용이 높아졌다.
이에 대해, 도 15의 촬상 장치(1)에서는, 평탄성이 낮은 IRCF(14)를 평탄성이 높은 고체 촬상 소자(11)와 유리 기판(12) 사이에 끼움으로써, 저비용으로, 평탄성을 확보하는 것이 가능해져서, 화상의 왜곡을 저감시키는 것이 가능해진다.
따라서, 도 15의 촬상 장치(1)에 의해, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해짐과 함께, IRCF(14)의 특성에 의해 생기는 화상의 왜곡을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 평탄성을 보유시키도록 한 특수한 재료로 이루어지는 코팅이 필요 없게 되므로, 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.
한편, 제1 실시형태, 제3 실시형태, 및 제4 실시형태인 도 1, 도 11, 도 12의 촬상 장치(1)에 있어서도, 유리 기판(12)과 IRCF(14)를 서로 바꾸어 접착제(13, 15)로 부착하도록 해도 된다.
<8. 제8 실시형태>
제1 실시형태에서는, 적외광을 차단하는 구성으로서 IRCF(14)를 사용하는 예에 대해 설명하였지만, 적외광을 차단하는 것이 가능한 구성이라면, IRCF(14) 이외의 구성이어도 되고, 예를 들면, IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 수지를 도포하여 사용하도록 해도 된다.
도 16은 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 수지를 사용하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예이다. 한편, 도 16의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 1의 촬상 장치(1)와 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 적절히 생략한다.
즉, 도 16의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 1의 촬상 장치(1)와 다른 점은, IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 수지(211)가 형성되어 있는 점이다. 적외광 차단 수지(211)는, 예를 들면, 도포됨으로써 형성된다.
이러한 구성에 있어서도, 도 1의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 최근, 수지의 개량이 진행되어, 적외선 차단 효과가 있는 것이 일반적으로 되어 오고 있고, 적외광 차단 수지(211)는 CSP형 고체 촬상 소자(11)의 생산 시에 유리 기판(12)에 도포할 수 있다고 알려져 있다.
한편, 제2 실시형태 내지 제4 실시형태, 및 제7 실시형태인, 도 9, 도 11, 도 12, 도 15의 촬상 장치(1)에 있어서의 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 수지(211)를 사용하도록 해도 된다.
<9. 제9 실시형태>
제2 실시형태에서는, 유리 기판(12)을 사용하는 경우, 평판인 것이 고체 촬상 소자(11)에 공동 등이 없는 밀착한 상태로 설치되는 예에 대해 설명하였지만, 유리 기판(12)과 고체 촬상 소자(11)의 사이에 공동(캐비티)을 설치하도록 해도 된다.
도 17은 유리 기판(12)과 고체 촬상 소자(11)의 사이에 공동(캐비티)을 설치하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다. 도 17의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)의 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 적절히 생략한다.
즉, 도 17의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치와 다른 점은, 유리 기판(12) 대신에, 주위에 볼록부(231a)를 구비한 유리 기판(231)이 설치되어 있는 점이다. 주위의 볼록부(231a)가 고체 촬상 소자(11)와 당접하며, 투명한 접착제(232)에 의해 볼록부(231a)가 접착됨으로써, 고체 촬상 소자(11)의 촬상면과 유리 기판(231) 사이에 공기층으로 이루어지는 공동(캐비티)(231b)이 형성된다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 제1 실시형태, 제3 실시형태, 제4 실시형태, 및 제8 실시형태인, 도 1, 도 11, 도 12, 도 16의 촬상 장치(1)에 있어서의 유리 기판(12) 대신에, 유리 기판(231)을 사용하도록 하여, 접착제(232)에 의해 볼록부(231a)만이 접착되도록 함으로써, 공동(캐비티)(231b)이 형성되도록 해도 된다.
<10. 제10 실시형태>
제2 실시형태에서는, 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(131)를 유리 기판(12) 상에 설치된 IRCF(14) 위에 구성하는 예로 하여 왔지만, 유리 기판(12) 상의 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 기능을 갖는 유기 다층막의 도포제에 의해 구성되도록 해도 된다.
도 18은 유리 기판(12) 상의 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 기능을 갖는 유기 다층막의 도포제에 의해 구성되도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다.
도 18의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 유리 기판(12) 상의 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 기능을 갖는 유기 다층막의 도포제(251)에 의해 구성되도록 한 점이다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 제1 실시형태, 제3 실시형태, 제4 실시형태, 제7 실시형태, 및 제9 실시형태인, 도 1, 도 6, 도 7, 도 10, 도 12의 촬상 장치(1)에 있어서의 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 기능을 갖는 유기 다층막의 도포제(251)를 사용하도록 해도 된다.
<11. 제11 실시형태>
제10 실시형태에서는, 유리 기판(12) 상의 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 기능을 갖는 유기 다층막의 도포제(251) 상에 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(131)를 구비하도록 한 예에 대해 설명하였지만, 나아가, 렌즈(131)에 AR(Anti Reflection) 코팅을 하도록 해도 된다.
도 19는 도 13의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈(131)에 AR 코팅을 실시하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다.
즉, 도 19의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 18의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 렌즈(131) 대신에, AR 코팅(271a)이 이루어진, 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(271)가 설치되어 있는 점이다. AR 코팅(271a)은, 예를 들면, 진공증착, 스퍼터링, 또는 WET 코팅 등을 채용할 수 있다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 렌즈(271)의 AR 코팅(271a)에 의해, 고체 촬상 소자(11)로부터의 반사광의 내부 난반사가 억제되므로, 더 높은 정밀도로 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 제2 실시형태, 제3 실시형태, 제5 실시형태, 제7 실시형태, 제9 실시형태, 및 제10 실시형태인, 도 9, 도 11, 도 13, 도 15, 도 17, 도 18의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈(131) 대신에, AR 코팅(271a)이 코팅된 렌즈(271)를 사용하도록 해도 된다. 또한, 제4 실시형태 및 제6 실시형태인, 도 12, 도 14의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈군(171)의 표면(도면 중의 최상면)에 AR 코팅(271a)과 마찬가지의 AR 코팅을 실시하도록 해도 된다.
AR 코팅(271a)은, 이하의 막의 단층 또는 다층 구조막인 것이 바람직하다. 즉, AR 코팅(271a)은, 예를 들면, 투명한 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 스티렌계 등의 수지, Si(규소), C(탄소), H(수소)를 주성분으로 하는 절연막(예를 들면, SiCH, SiCOH, SiCNH), Si(규소), N(질소)를 주성분으로 하는 절연막(예를 들면, SiON, SiN), 수산화 실리콘, 알킬 실란, 알콕시 실란, 폴리실록산 등의 적어도 어느 하나의 재료 가스와 산화제를 사용하여 성막되는 SiO2막, P-SiO막, HDP-SiO막 등이다.
<12. 제12 실시형태>
제11 실시형태에서는, 렌즈(131) 대신에, AR(Anti Reflection) 코팅(271a)이 코팅된 렌즈(271)를 사용하도록 한 예에 대해 설명하였지만, 반사 방지 기능을 실현할 수 있다면, AR 코팅 이외의 구성이어도 되고, 예를 들면, 반사를 방지하는 미소한 요철 구조인 모스 아이(moth eye) 구조로 하도록 해도 된다.
도 20은, 도 19의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈(131) 대신에, 모스 아이 구조의 반사 방지 기능이 부가된 렌즈(291)를 설치하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다.
즉, 도 20의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 18의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 렌즈(131) 대신에, 모스 아이 구조로 되도록 하는 처리가 행해진 반사 방지 처리부(291a)가 구비되어 있는, 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(291)가 설치되어 있는 점이다.
이러한 구성에 있어서도, 도 18의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 렌즈(291)에는, 모스 아이 구조로 되도록 하는 처리가 행해진 반사 방지 처리부(291a)에 의해, 고체 촬상 소자(11)로부터의 반사광의 내부 난반사가 억제되므로, 더 높은 정밀도로 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 한편, 반사 방지 처리부(291a)는, 반사 방지 기능을 실현할 수 있다면, 모스 아이 구조 이외의 반사 방지 처리가 행해진 것이어도 된다.
반사 방지 처리부(291a)는, 이하의 막의 단층 또는 다층 구조막인 것이 바람직하다. 즉, 반사 방지 처리부(291a)는, 예를 들면, 투명한 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 스티렌계 등의 수지, Si(규소), C(탄소), H(수소)를 주성분으로 하는 절연막(예를 들면, SiCH, SiCOH, SiCNH), Si(규소), N (질소)를 주성분으로 하는 절연막(예를 들면, SiON, SiN), 수산화 실리콘, 알킬 실란, 알콕시 실란, 폴리실록산 등의 적어도 어느 하나의 재료 가스와 산화제를 사용하여 성막되는 SiO2막, P-SiO막, HDP-SiO막 등이다.
한편, 제2 실시형태, 제3 실시형태, 제5 실시형태, 제7 실시형태, 제9 실시형태, 및 제10 실시형태인, 도 9, 도 11, 도 13, 도 15, 도 17, 도 18의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈(131) 대신에, 반사 방지 처리부(291a)가 붙여진 렌즈(291)를 사용하도록 해도 된다. 또한, 제4 실시형태 및 제6 실시형태인, 도 12, 도 14의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈군(171)의 표면에 반사 방지 처리부(291a)와 같은 반사 방지 처리를 실시하도록 해도 된다.
<13. 제13 실시형태>
제4 실시형태에서는, IRCF(14) 위에 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(131)가 설치되는 예에 대해 설명하였지만, 적외광 차단 기능과 최하위층의 렌즈(131)와 마찬가지의 기능을 갖는 구성으로 치환하도록 해도 된다.
도 21은 도 9의 촬상 장치(1)에 있어서의 IRCF(14)와 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(131) 대신에, 적외광 차단 기능과 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈와 마찬가지의 기능을 갖는 적외광 차단 렌즈를 설치하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다.
즉, 도 21의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 9의 촬상 장치(1)와 다른 점은, IRCF(14)와 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(131) 대신에, 적외광 차단 기능을 갖는 적외광 차단 렌즈(301)가 설치되어 있는 점이다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 적외광 차단 렌즈(301)는 적외광 차단 기능과 렌즈군(16)의 최하위층의 렌즈(131)로서의 기능을 겸비한 구성이기 때문에, IRCF(14)와 렌즈(131)를 각각 개별적으로 설치할 필요가 없으므로, 촬상 장치(1)의 장치 구성을 보다 소형화 및 높이 감소시키는 것이 가능해진다. 또한, 제4 실시형태인, 도 12의 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈군(171)과 IRCF(14) 대신에, 적외광 차단 기능과 렌즈군(16)의 최하위층의 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군(171)로서의 기능을 겸비한 적외광 차단 렌즈로 치환하도록 해도 된다.
<14. 제14 실시형태>
고체 촬상 소자(11)의 수광면의 주변 가장자리부로부터는, 미광(迷光)이 들어가기 쉽다고 알려져 있다. 이에, 고체 촬상 소자(11)의 수광면의 주변 가장자리부에 블랙 마스크를 설치하여, 미광의 침입을 억제함으로써 플레어나 고스트의 발생을 억제하도록 해도 된다.
도 22의 좌측부는, 도 18의 촬상 장치(1)에 있어서의 유리 기판(12) 대신에, 고체 촬상 소자(11)의 수광면의 주변 가장자리부를 차광하는 블랙 마스크(321a)를 설치한 유리 기판(321)을 설치하도록 한 촬상 장치(1)의 구성예를 나타내고 있다.
즉, 도 22의 좌측부의 촬상 장치(1)에 있어서, 도 18의 촬상 장치(1)와 다른 점은, 유리 기판(12) 대신에, 도 22의 우측부에 나타내는 바와 같이, 주변 가장자리부(Z2)에 차광막으로 이루어지는 블랙 마스크(321a)가 설치된 유리 기판(321)이 설치되어 있는 점이다. 블랙 마스크(321a)는 포토리소그래피 등에 의해 유리 기판(321)에 설치된다. 한편, 도 22의 우측부에 있어서의 유리 기판(321)의 중심부(Z1)에는 블랙 마스크가 설치되어 있지 않다.
이러한 구성에 있어서도, 도 9의 촬상 장치(1)와 마찬가지로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 유리 기판(321)은, 주변 가장자리부(Z2)에 블랙 마스크(321a)가 설치되어 있으므로, 주변 가장자리부로부터의 미광의 침입을 억제할 수 있어, 미광에 기인하는 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 블랙 마스크(321a)에 대해서는, 유리 기판(321)뿐만 아니라 고체 촬상 소자(11)에 미광이 들어가지 않도록 할 수 있다면, 그 밖의 구성에 설치하도록 해도 되고, 예를 들면, 적외광 차단 기능을 갖는 유기 다층막의 도포제(251)나 렌즈(131)에 설치되도록 해도 되고, IRCF(14), IRCF 유리 기판(14'), 유리 기판(231), 렌즈군(171), 렌즈(271, 291), 적외광 차단 수지(211), 적외광 차단 렌즈(301) 등에 설치되도록 해도 된다. 또한, 이 때, 표면의 평탄성이 낮아서 포토리소그래피에 의해 블랙 마스크를 설치하기가 어려운 경우에는, 예를 들면, 잉크젯에 의해 평탄성이 낮은 표면에 블랙 마스크를 설치하도록 해도 된다.
이상과 같이, 본 개시에 의하면, 소형화에 따른 광의 고체 촬상 소자로부터의 내부 난반사에 기인하는 플레어 및 고스트를 저감하는 것이 가능해짐과 함께, 촬상 장치의 성능을 저하시키지 않고, 고화소화, 고화질화, 및 소형화를 실현하는 것이 가능해진다.
<15. 제15 실시형태>
이상에서는, 사각형 형상의 고체 촬상 소자(11) 상에 렌즈(131, 271, 291), 렌즈군(171), 또는 적외광 차단 렌즈(301)를 접착하거나, 또는 부착하는 등에 의해 접합하는 예에 대해 설명하였다.
그러나, 사각형 형상의 렌즈(131, 271, 291), 렌즈군(171), 및 적외광 차단 렌즈(301) 중 어느 하나가 대략 동일한 사이즈의 고체 촬상 소자(11) 상에 접착되거나 또는 부착되면, 코너부 근방이 벗겨지기 쉬워지고, 렌즈(131)의 코너부의 벗겨짐에 의해, 입사광이 고체 촬상 소자(11)에 적절히 입사하지 않고, 플레어나 고스트가 발생될 우려가 있다.
이에, 사각형 형상의 렌즈(131, 271, 291), 렌즈군(171), 및 적외광 차단 렌즈(301) 중 어느 하나가 고체 촬상 소자(11)에 접착되거나 또는 부착되는 경우, 고체 촬상 소자(11)의 외형 치수보다 작은 외형 치수로 설정하고, 나아가, 렌즈의 중앙 부근에 유효 영역을 설정함과 함께 외주부에 비유효 영역을 설정함으로써, 벗겨지기 어렵거나, 또는 단부가 다소 벗겨지더라도 유효하게 입사광을 집광할 수 있도록 해도 된다.
즉, 렌즈(131)가, 고체 촬상 소자(11) 상에 설치된 유리 기판(12)에 접착되거나 또는 부착되는 경우, 예를 들면, 도 23에 나타내는 바와 같이, 렌즈(131)의 외형 치수를 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)보다 작게 하고, 또한, 렌즈(131)의 외주부에 비유효 영역(131b)이 설정되고, 그 내측에 유효 영역(131a)이 설정되도록 한다. 한편, 고체 촬상 소자(11) 상에는, 유리 기판(12) 대신에 유리 기판(231)이 설치되도록 해도 된다.
또한, 도 23의 구성은, 도 9에 있어서의 촬상 장치(1)의 일체화 구성부(10) 내의 IRCF(14)와 접착제(15)가 생략된 구성으로 되어 있지만, 설명의 편의상 생략했을 뿐이며, 당연하지만 렌즈(131)와 유리 기판(12) 사이에 설치되도록 해도 되는 것이다.
나아가, 여기서, 유효 영역(131a)이란, 렌즈(131)의 입사광이 입사하는 영역 중, 비구면 형상이며, 고체 촬상 소자(11)의 광전 변환 가능한 영역에 입사광을 집광하도록 유효하게 기능하는 영역이다. 바꾸어 말하면, 유효 영역(131a)은, 비구면 형상의 렌즈 구조가 형성된 동심원 형상의 구조로서, 렌즈 외주부와 외접하는 영역이며, 입사광을 고체 촬상 소자(11)의 광전 변환 가능한 촬상면에 집광하는 영역이다.
한편, 비유효 영역(131b)이란, 렌즈(131)에 입사하는 입사광을, 반드시, 고체 촬상 소자(11)에 있어서 광전 변환되는 영역에 집광하는 렌즈로서 기능하지는 않는 영역이다.
다만, 비유효 영역(131b)에 있어서, 유효 영역(131a)과의 경계에서는, 일부 비구면 형상의 렌즈로서 기능하는 구조를 연장한 구조로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 렌즈로서 기능하는 구조가, 비유효 영역(131b)으로서 유효 영역(131a)과의 경계 부근으로 연장하여 설치됨으로써, 렌즈(131)가 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 접착되거나 또는 부착될 때에 위치 어긋남이 생기더라도 적절히 입사광을 고체 촬상 소자(11)의 촬상면에 집광시키는 것이 가능해진다.
한편, 도 23에서는, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)의 사이즈가 수직 방향(Y 방향)으로 높이(Vs)×수평 방향(X 방향)으로 폭(Hs)이며, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)의 내측에, 고체 촬상 소자(11)(유리 기판(12))보다도 작은, 수직 방향으로 높이(Vn)×수평 방향으로 폭(Hn)의 사이즈로 이루어지는 렌즈(131)가, 중앙 부분에 접착되거나 또는 부착된다. 나아가, 렌즈(131)의 외주부에는, 렌즈로서 기능하지 않는 비유효 영역(131b)이 설정되고, 그 내측에 수직 방향으로 높이(Ve)×수평 방향으로 폭(He)의 사이즈로 이루어지는 유효 영역(131a)이 설정된다.
바꾸어 말하면, 수평 방향의 폭 및 수직 방향의 높이 중 어느 것에 있어서도, 렌즈(131)의 유효 영역(131a)의 폭 및 길이 < 비유효 영역(131b)의 폭 및 길이 < 고체 촬상 소자(11)(그 위의 유리 기판(12))의 외형 사이즈의 폭 및 길이의 관계로 되고, 렌즈(131), 유효 영역(131a) 및 비유효 영역(131b) 각각의 중심 위치는 대략 동일하다.
또한, 도 23에서는, 도면 중의 상부에 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 렌즈(131)를 접착 또는 부착했을 때의 광 입사 방향 측에서 본 상면도가 나타내어져 있고, 도면 중 좌측하부에 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 렌즈(131)를 접착 또는 부착했을 때의 외관 사시도가 나타내어져 있다.
나아가, 도 23의 도면 중 우측하부에는, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 렌즈(131)를 접착 또는 부착했을 때의 외관 사시도의 단부에 있어서의 렌즈(131)의 측면부와 유리 기판(12)과의 경계(B1), 비유효 영역(131b)의 외측의 경계(B2), 및 유효 영역(131a)의 외측과 비유효 영역(131b)의 내측과의 경계(B3)가 나타내어져 있다.
여기서, 도 23에서는, 렌즈(131)의 측면단부는, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 대해 수직인 예가 나타내어져 있다. 따라서, 도 23의 상면도에서는, 비유효 영역(131b)의 외측 경계(B2)는 렌즈(131)의 상면부에 형성되고, 유효 영역(131a)과 비유효 영역(131b)의 경계(B1)는 렌즈(131)의 하면부에 형성되기 때문에, 동일한 사이즈로 된다. 이에 의해, 도 23의 상부에서는, 렌즈(131)의 외주부(경계(B1))와 비유효 영역(131b)의 외주부(경계(B2))는 동일한 외형으로서 표현된다.
이러한 구성에 의해, 렌즈(131)의 외주부가 되는 측면과, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)의 외주부의 사이에는 공간이 생기므로, 렌즈(131)의 측면부와 다른 물체와의 간섭을 억제하는 것이 가능해지고, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)으로부터 벗겨지기 어려운 구성으로 하는 것이 가능해진다.
또한, 렌즈(131)의 유효 영역(131a)이 비유효 영역(131b) 내에 설정됨으로써, 주변부가 다소 벗겨진다 하더라도, 적절히 입사광을 고체 촬상 소자(11)의 촬상면에 집광시키는 것이 가능해진다. 또한, 렌즈(131)의 벗겨짐이 발생하면 계면 반사가 커져서, 플레어나 고스트가 악화되므로, 벗겨짐을 억제함으로써, 결과적으로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 도 23에서는, 렌즈(131)가 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 접착되거나 또는 부착되는 예에 대해 설명하였지만, 당연하지만, 렌즈(271, 291), 렌즈군(171), 및 적외광 차단 렌즈(301) 중 어느 것이어도 된다.
<렌즈의 외형 형상의 변형예>
이상에서는, 렌즈(131)의 중앙부에 유효 영역(131a)이 설정되고, 그 외주부에 비유효 영역(131b)이 설정되고, 나아가, 유효 영역(131a)은, 고체 촬상 소자(11)(그 위의 유리 기판(12))의 외주 사이즈보다 작은 사이즈로 하는 예로서, 렌즈(131)의 외형 형상의 4개의 코너가 모두 예각 형상에 의해 구성되는 예에 대해 설명하였다.
그러나, 렌즈(131)의 사이즈가 고체 촬상 소자(11)(그 위의 유리 기판(12))의 사이즈보다 작게 설정되고, 렌즈(131)의 중앙부에 유효 영역(131a)이 설정되고, 그 외주부에 비유효 영역(131b)이 설정되면, 외형 형상은 그 밖의 형상이어도 된다.
즉, 도 24의 좌측상부(도 23에 대응)에 나타내는 바와 같이, 렌즈(131)의 외형 형상에 있어서의 4개의 코너의 영역(Z301)은 예각 형상으로 구성되도록 해도 된다. 또한, 도 24의 우측상부의 렌즈(131')에 나타내는 바와 같이, 4개의 코너의 영역(Z302)은 둔각으로 이루어지는 다각형과 같은 형상이어도 된다.
또한, 도 24의 좌측중간부의 렌즈(131")에 나타내는 바와 같이, 외형 형상에 있어서의 4개의 코너의 영역(Z303)이 원형과 같은 형상이어도 된다.
나아가, 도 24의 우측중간부의 렌즈(131"')에 나타내는 바와 같이, 외형 형상에 있어서의 4개의 코너의 영역(Z304)이 4개의 코너로부터 작은 사각형부가 돌출한 형상이어도 된다. 또한, 돌출한 형상은 사각형 이외의 형상이어도 되고, 예를 들면, 원형, 타원형, 다각형 등의 형상이어도 된다.
또한, 도 24의 좌측하부의 렌즈(131"")에 나타내는 바와 같이, 외형 형상에 있어서의 4개의 코너의 영역(Z305)이 사각형 형상으로 오목한 형상이어도 된다.
나아가, 도 24의 우측하부의 렌즈(131""')에 나타내는 바와 같이, 유효 영역(131a)은 사각형 형상으로 하고, 비유효 영역(131b)의 외주부는 원형으로 하도록 해도 된다.
즉, 렌즈(131)의 코너부는, 예각일수록 유리 기판(12)에 대해 벗겨지기 쉬워지고, 광학적으로 악영향을 줄 우려가 있다. 이에, 도 24의 렌즈(131' 내지 131""')에 나타내는 바와 같이, 코너부를 90도보다도 둔각으로 되는 다각형으로 이루어지는 형상, 둥근 형상, 오목부, 또는 볼록부를 부여한 형상 등으로 함으로써, 렌즈(131)를 유리 기판(12)으로부터 벗겨지기 어려운 구성으로 하여, 광학적으로 악영향을 줄 위험을 저감시키는 것이 가능해진다.
<렌즈 단부의 구조의 변형예>
이상에서는, 렌즈(131)의 단부가, 고체 촬상 소자(11)의 촬상면에 대해 수직으로 형성되는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 렌즈(131)의 사이즈가 고체 촬상 소자(11)의 사이즈보다 작게 설정되고, 렌즈(131)의 중앙부에 유효 영역(131a)이 설정되고, 그 외주부에 비유효 영역(131b)이 설정되면, 그 밖의 형상으로 형성되어 있어도 된다.
즉, 도 25의 좌측상부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z331)에 나타내는 바와 같이, 단부가 수직으로 형성되어도 된다(도 23의 구성에 대응).
또한, 도 25의 좌측으로부터 2번째의 상부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z332)에 나타내는 바와 같이, 단부가 테이퍼 형상으로 형성되어도 된다.
나아가, 도 25의 좌측으로부터 3번째의 상부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z333)에 나타내는 바와 같이, 단부가 둥근 형상으로 형성되어도 된다.
또한, 도 25의 우측상부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z334)에 나타내는 바와 같이, 단부가 다단 구조의 측면으로서 형성되어도 된다.
나아가, 도 25의 좌측하부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z335)에 나타내는 바와 같이, 단부에 수평 방향의 평면부를 구비하고, 유효 영역(131a)보다도 입사광의 입사 방향과 대향하는 방향으로 돌출한 둑 형상의 돌출부가 형성된 후에, 돌출부의 측면이 수직으로 형성되어도 된다.
또한, 도 25의 좌측으로부터 2번째의 하부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z336)에 나타내는 바와 같이, 단부에 수평 방향의 평면부를 구비하고, 유효 영역(131a)보다도 입사광의 입사 방향과 대향하는 방향으로 돌출한 둑 형상의 돌출부가 형성된 후에, 돌출부의 측면이 테이퍼 형상으로 형성되어도 된다.
나아가, 도 25의 좌측으로부터 3번째의 하부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z337)에 나타내는 바와 같이, 단부에 수평 방향의 평면부를 구비하고, 유효 영역(131a)보다도 입사광의 입사 방향과 대향하는 방향으로 돌출한 둑 형상의 돌출부가 형성된 후에, 돌출부의 측면이 둥근 형상으로 형성되어도 된다.
또한, 도 25의 우측하부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z338)에 나타내는 바와 같이, 단부에 수평 방향의 평면부를 구비하고, 유효 영역(131a)보다도 입사광의 입사 방향과 대향하는 방향으로 돌출한 둑 형상의 돌출부가 형성된 후에, 돌출부의 측면이 다단 구조로 형성되어도 된다.
한편, 도 25의 상단에는, 렌즈(131)의 단부에 수평 방향의 평면부를 구비하고, 유효 영역(131a)보다 입사광의 입사 방향과 대향하는 방향으로 돌출한 둑 형상의 돌출부가 설치되어 있지 않은 구조예가 나타내어지고, 하단에는, 렌즈(131)의 단부에 수평 방향의 평면부를 구비한 돌출부가 설치되어 있지 않은 구조예가 나타내어져 있다. 또한, 도 25의 상단 및 하단은, 모두 좌측으로부터 차례로, 렌즈(131)의 단부가 유리 기판(12)에 대해 수직으로 구성된 예, 단부가 테이퍼 형상으로 구성된 예, 단부가 둥근 형상으로 구성된 예, 및 단부가 복수의 측면이 다단으로 구성된 예가 나타내어져 있다.
또한, 도 26의 상부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z351)에 나타내는 바와 같이, 돌출부가 유리 기판(12)에 대해 수직으로 형성되고, 나아가, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)과의 경계에 사각형 형상의 경계 구조(Es)를 남기게 구성하도록 해도 된다.
나아가, 도 26의 하부에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z352)에 나타내는 바와 같이, 돌출부가 유리 기판(12)에 수직으로 형성되고, 나아가, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)과의 경계에 둥근 형상의 경계 구조(Er)를 남기게 구성하도록 해도 된다.
사각형 형상의 경계 구조(Es) 및 둥근 형상의 경계 구조(Er)에 대해서는, 어느 것에 있어서도, 렌즈(131)와 유리 기판(12)의 접촉 면적을 증대시킴으로써, 렌즈(131)와 유리 기판(12)을 보다 밀착시켜 접합하는 것이 가능해지고, 결과적으로, 렌즈(131)의 유리 기판(12)으로부터의 벗겨짐을 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 사각형 형상의 경계 구조(Es) 및 둥근 형상의 경계 구조(Er)에 대해서는, 단부가 테이퍼 형상으로 형성되는 경우, 둥근 형상으로 형성되는 경우, 및 다단 구조로 형성되는 경우의 어느 것에도 사용하도록 해도 된다.
또한, 도 27에 나타내는 바와 같이, 비유효 영역(131b)에 있어서의, 유효 영역(131a)과의 경계에서, 비구면 렌즈로서의 유효 영역(131a)과 마찬가지의 구성이 연장되고, 비유효 영역(131b)의 단부(Z371)에 나타내는 바와 같이, 렌즈(131)의 측면이 유리 기판(12)에 수직으로 형성되고, 나아가, 그 외주부의 유리 기판(12) 상에 렌즈(131)와 대략 동일한 높이로 소정의 굴절률의 굴절막(351)이 구성되도록 해도 된다.
이에 의해, 예를 들면, 굴절막(351)이 소정의 굴절률보다 고굴절률인 경우, 도 27의 상부의 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 렌즈(131)의 외주부로부터의 입사광이 있는 경우, 렌즈(131)의 외측으로 반사시킴과 함께, 점선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 렌즈(131)의 측면부로의 입사광을 저감시킨다. 결과적으로, 렌즈(131)로의 미광의 침입을 억제하므로, 플레어나 고스트의 발생을 억제한다.
또한, 굴절막(351)이 소정의 굴절률보다 저굴절률인 경우, 도 27의 하부의 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 입사면으로 입사하지 않고, 렌즈(131)의 측면으로부터 렌즈(131) 밖으로 투과하려고 하는 광을 투과시킴과 함께, 점선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 렌즈(131)의 측면으로부터의 반사광을 저감시킨다. 결과적으로, 렌즈(131)로의 미광의 침입을 억제하므로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
나아가, 도 27에서는, 굴절막(351)은, 유리 기판(12) 상의 렌즈(131)와 동일한 높이이고, 단부가 수직으로 형성되는 예에 대해 설명하였지만, 그 이외의 형상이어도 된다.
예를 들면, 도 28의 좌측상부의 영역(Z391)에 나타내는 바와 같이, 굴절막(351)은, 유리 기판(12) 상의 단부에 테이퍼 형상이 형성되고, 렌즈(131)의 단부의 높이보다 높은 두께를 가진 구성으로 하도록 해도 된다.
또한, 예를 들면, 도 28의 중앙상부의 영역(Z392)에 나타내는 바와 같이, 굴절막(351)은, 단부에 테이퍼 형상이 형성되고, 렌즈(131)의 단부의 높이보다 높게 되도록 한 두께를 가진 구성으로 하고, 나아가, 일부가 렌즈(131)의 비유효 영역(131b)에 중첩되도록 한 구성으로 해도 된다.
나아가, 예를 들면, 도 28의 우측상부의 영역(Z393)에 나타내는 바와 같이, 굴절막(351)은, 렌즈(131)의 단부 높이에서부터 유리 기판(12)의 단부에 걸쳐서 테이퍼 형상이 형성되는 구성으로 해도 된다.
또한, 예를 들면, 도 28의 좌측하부의 영역(Z394)에 나타내는 바와 같이, 굴절막(351)은, 유리 기판(12)의 단부에 테이퍼 형상이 형성되고, 렌즈(131)의 단부의 높이보다 낮은 두께를 가진 구성으로 해도 된다.
나아가, 예를 들면, 도 28의 우측하부의 영역(Z395)에 나타내는 바와 같이, 굴절막(351)은, 렌즈(131)의 단부의 높이로부터 유리 기판(12)을 향해 오목 형상이며 둥근 형상으로 형성되는 구성으로 해도 된다.
도 27, 도 28 중 어느 구성에 있어서도, 렌즈(131)로의 미광의 침입을 억제하므로, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
<16. 제16 실시형태>
이상에서는, 렌즈(131)가 유리 기판(12)에 대해 벗겨지기 어려운 구성으로 하거나, 미광의 침입을 억제하는 구성으로 함으로써, 플레어나 고스트를 저감하는 예에 대해 설명하였지만, 가공 시에 발생하는 접착제의 버(burr)를 억제하는 구성으로 함으로써, 플레어나 고스트를 저감하도록 해도 된다.
즉, 도 29의 상단에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11) 상에 IRCF(14)가 형성되고, IRCF(14) 상에 접착제(15)에 의해 유리 기판(12)이 접착되는 구성의 경우(예를 들면, 도 15의 제7 실시형태의 구성의 경우)에 대해 생각한다. 한편, 도 29의 구성은 도 15의 촬상 장치(1)에 있어서의 일체화 구성부(10)에서의 렌즈 이외의 구성에 대응한다.
이 경우, IRCF(14)는 소정 두께의 막두께가 필요하지만, 일반적으로 IRCF(14)의 재료의 고점도화는 곤란하며, 한번에 원하는 막두께를 형성할 수는 없다. 그러나, 오버코팅(overcoating)을 행하면, 마이크로보이드나 공기 유입이 발생하여, 광학 특성을 열화시킬 우려가 있었다.
또한, 유리 기판(12)은, 고체 촬상 소자(11) 상에 IRCF(14)가 형성된 후, 접착제(15)에 의해 접착되게 되지만, IRCF(14)의 경화 수축에 의해 휨이 생기기 때문에, 유리 기판(12)과 IRCF(14)의 접합 불량이 발생할 우려가 있다. 나아가, 유리 기판(12)만으로는 IRCF(14)의 휨을 교정할 수 없어서, 디바이스 전체로서 휨이 생겨, 광학 특성을 열화시킬 우려가 있었다.
나아가, 특히, 접착제(15)를 통해, 유리 기판(12)과 IRCF(14)가 접합되는 경우, 개편화 시에, 도 29의 상부의 범위(Z411)에 나타내는 바와 같이, 접착제(15)에 기인하는 수지 버(resin burr)가 발생되어, 픽업 등과 같은 실장 시에 작업 정밀도를 저감시킬 우려가 있었다.
이에, 도 29의 중간부에 나타내는 바와 같이, IRCF(14)를 IRCF(14-1, 14-2)로 하도록 2분할하고, IRCF(14-1, 14-2) 사이를 접착제(15)에 의해 접착한다.
이러한 구성에 의해, IRCF(14-1, 14-2)의 성막 시에는, 각각을 분할하여 얇게 제막하는 것이 가능해지므로, 원하는 분광 특성을 얻기 위한 두꺼운 막 형성이 용이(분할 형성)하게 된다.
또한, 유리 기판(12)을 고체 촬상 소자(11)에 접합할 때, 고체 촬상 소자(11) 상의 단차(PAD 등의 센서 단차)를 IRCF(14-2)에 의해 평탄화하여 접합할 수 있으므로, 접착제(15)를 박막화하는 것이 가능해지고, 결과적으로 촬상 장치(1)의 높이를 낮게 하는 것이 가능해진다.
나아가, 유리 기판(12)과 고체 촬상 소자(11)의 각각에 형성된 IRCF(14-1, 14-2)에 의해 휨이 상쇄되어, 디바이스 칩의 휨을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 유리의 탄성률은 IRCF(14-1, 14-2)보다 높다. IRCF(14-1, 14-2)의 탄성률을 접착제(15)의 탄성률보다 높게 함으로써, 개편화시에 저탄성의 접착제(15)의 상하를, 접착제(15)보다 탄성률이 높은 IRCF(14-1, 14-2)에 의해 덮게 되므로, 도 29의 상부의 범위(Z412)에 나타내는 바와 같이, 개편화(Expand)시의 수지 버의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
나아가, 도 29의 하부에 나타내는 바와 같이, 접착제로서의 기능을 갖는 IRCF(14'-1, 14'-2)를 형성하고, 서로 대향하도록 하여 직접 접합하도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 개편화시에 생기는 접착제(15)의 수지 버의 발생을 억제할 수 있다.
<제조 방법>
다음으로, 도 30을 참조하여, 도 29의 중간부에 나타내는 고체 촬상 소자(11)에 대하여, IRCF(14-1, 14-2)에 의해 접착제(15)를 사이에 두고 유리 기판(12)을 접합하는 제조 방법에 대해 설명한다.
제1 공정에 있어서, 도 30의 좌측상부에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12)에 대해, IRCF(14-1)가 도포되어 형성된다. 또한, 고체 촬상 소자(11)에 대해, IRCF(14-2)가 도포되어 형성된다. 한편, 도 30의 좌측상부에서는, 유리 기판(12)은, IRCF(14-1)가 도포되어 형성된 후, 상하가 반전된 상태로 그려져 있다.
제2 공정에 있어서, 도 30의 중앙상부에 나타내는 바와 같이, IRCF(14-2) 상에 접착제(15)가 도포된다.
제3 공정에 있어서, 도 30의 우측상부에 나타내는 바와 같이, 도 30의 중앙상부에 도시한 접착제(15) 상에, 유리 기판(12)의 IRCF(14-1)가, 접착제(15)가 도포된 면에 대향하도록 접합된다.
제4 공정에 있어서, 도 30의 좌측하부에서 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 이면측에 전극이 형성된다.
제5 공정에 있어서, 도 30의 중앙하부에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12)이 연마에 의해 박막화된다.
그리고, 제5 공정 후에, 블레이드 등에 의해 단부가 절단됨으로써 개편화되어, 촬상면에 IRCF(14-1, 14-2)가 적층되고, 나아가, 그 위에 유리 기판(12)이 형성된 고체 촬상 소자(11)가 완성된다.
이상의 공정에 의해, 접착제(15)가 IRCF(14-1, 14-2) 사이에 끼워지게 되므로, 개편화에 따른 버의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, IRCF(14-1, 14-2)는, 필요한 막두께를 각각 절반씩 형성하는 것이 가능해지고, 오버코팅이 필요한 두께를 얇게 할 수 있거나, 또는 오버코팅이 필요 없게 되므로, 마이크로보이드나 공기 유입의 발생을 억제하여, 광학 특성의 열화를 저감하는 것이 가능해진다.
나아가, IRCF(14-1, 14-2) 각각의 막두께가 얇게 되므로, 경화 수축에 의한 휨을 저감시키는 것이 가능해지고, 유리 기판(12)과 IRCF(14)의 접합 불량의 발생을 억제하는 것이 가능해지고, 휨에 기인하는 광학 특성의 열화를 억제시키는 것이 가능해진다.
한편, 도 29의 하부에 나타내는 바와 같이, 접착제의 기능을 갖는 IRCF(14'-1, 14'-2)가 사용되는 경우에 대해서는, 접착제(15)를 도포하는 공정이 생략될 뿐이므로, 그 설명은 생략한다.
<개편화 후의 측면 형상의 변형예>
전술한 제조 방법에 의해, IRCF(14-1, 14-2)가 형성되고, 나아가, 유리 기판(12)이 형성된 고체 촬상 소자(11)를 개편화함에 있어서는, 단부를 블레이드 등에 의해 측면 단면이 촬상면에 대해 수직으로 절단되는 것이 전제로 되어 있다.
그러나, 고체 촬상 소자(11) 상에 형성되는 IRCF(14-1, 14-2), 및 유리 기판(12)의 측면 단면의 형상을 조정함으로써, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)에 기인하는 탈락 폐기물(falling wastes)에 의한 영향을 더욱 저감시키도록 해도 된다.
예를 들면, 도 31의 좌측상부에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)가 모두 동등하고, 고체 촬상 소자(11)보다도 작아지도록 측면 단면이 형성되어도 된다.
나아가, 도 31의 우측상부에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)의 외형 형상이 동등하며 고체 촬상 소자(11) 다음으로 크고, 유리 기판(12)의 외형 형상이 가장 작게 되도록 측면 단면이 형성되어도 된다.
또한, 도 31의 좌측하부에 나타내는 바와 같이, 수평 방향의 외형 형상이 큰 순서대로, 고체 촬상 소자(11), IRCF(14-1, 14-2), 접착제(15), 유리 기판(12)이 되도록, 측면 단면이 형성되어도 된다.
또한, 도 31의 우측하부에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, 다음으로, 유리 기판(12)의 외형 형상이 크고, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)의 외형 형상이 동등하며 가장 작게 되도록 측면 단면이 형성되어도 된다.
<도 31의 좌측상부의 개편화 방법>
다음으로, 도 32를 참조하여, 도 31의 좌측상부의 개편화 방법에 대해 설명한다.
도 32의 상단에는, 도 31의 좌측상부에 나타내는 측면 단면을 설명하는 도면이 도시되어 있다. 즉, 도 32의 상단에는, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, 그 다음으로, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)가 모두 동등하게 크고, 고체 촬상 소자(11)보다 작은 측면 단면이 도시되어 있다.
여기서, 도 32의 중간단을 참조하여, 도 31의 좌측상부에 나타내는 측면 단면의 형성 방법에 대해 설명한다. 한편, 도 32의 중간단은, 개편화에 의해 절단되는, 인접하는 고체 촬상 소자(11)의 경계를 측면에서 본 확대도이다.
제1 공정에 있어서, 인접하는 고체 촬상 소자(11)의 경계에서, 소정의 폭(Wb) (예를 들면, 100㎛ 정도)의 블레이드에 의해, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)로 이루어지는 범위(Zb)가, IRCF(14-1)의 표층으로부터 깊이(Lc1)까지 홈파기된다.
여기서, 도 32의 중앙부에서, IRCF(14-1)의 표층으로부터 깊이(Lc)가 되는 위치는, 고체 촬상 소자(11)의 표층으로서 Cu-Cu 접합 등에 의해 형성된 배선층(11M)까지의 위치로 되어 있지만, 고체 촬상 소자(11)의 표층에 도달하여 있으면 된다. 따라서, 깊이(Lc1)에 대해서는, 도 6의 반도체 기판(81)의 표층까지 홈파기되도록 해도 된다.
또한, 도 32의 중앙부에 나타내는 바와 같이, 블레이드는, 일점쇄선으로 나타내는, 인접하는 고체 촬상 소자(11)의 중심 위치에 중심을 둔 상태에서 경계에 홈파기된다. 또한, 도면 중에서, 폭(WLA)은, 인접하는 2개의 고체 촬상 소자(11)의 단부에 형성되는 배선층이 형성되는 폭이다. 나아가, 고체 촬상 소자(11)의 일방의 칩의 스크라이브 라인(scribe line)의 중앙까지의 폭이 폭(Wc)이며, 유리 기판(12)의 단부까지의 폭이 폭(Wg)이다.
나아가, 범위(Zb)는 블레이드의 형상에 대응하고 있고, 상부가 블레이드의 폭(Wb)이 되고, 하부가 반구면 형상으로 표현되어 있지만, 블레이드의 형상에 대응한다.
제2 공정에 있어서, 예를 들면, 고체 촬상 소자(11)의 Si 기판(도 6의 반도체 기판(81))은 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해, 유리 기판(12)을 홈파기한 블레이드보다 얇은 소정의 폭(Wd)(예를 들면, 35㎛ 정도)으로 이루어지는 범위(Zh)가 절단됨으로써, 고체 촬상 소자(11)가 개편화된다. 다만, 레이저 다이싱의 경우에 대해서는, 폭(Wd)은 대략 제로가 된다. 또한, 절단 형상은 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해 원하는 형상으로 조정할 수 있다.
결과적으로, 도 32의 하단에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)가 모두 동등하고, 고체 촬상 소자(11)보다도 작아지도록 측면 단면이 형성된다.
한편, 도 32의 하단에서는, 범위(Z431)에 나타내는 바와 같이, IRCF(14-2)의 고체 촬상 소자(11)와의 경계 부근의 수평 방향의 일부가, IRCF(14-1)의 수평 방향의 폭보다 넓게 그려져 있고, 도 32의 상단에서의 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)의 측면 단면의 형상과는 다르다.
그러나, 블레이드에 의한 절단 형상을 변형 왜곡(deformer)하여 그린 결과이고, 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해 절단 형상을 조정함으로써, 실질적으로, 도 32의 하단에서의 구성과 도 32의 상단에서의 구성은 동일하게 할 수 있다.
또한, 범위(Zh)에 의한 고체 촬상 소자(11)를 형성하는 Si 기판(도 6의 반도체 기판(81))을 절단하는 처리는, 범위(Zb)의 홈파기 작업보다 먼저 실행하도록 해도 되고, 이 때, 도 32의 중간단에 나타내는 상태에 대해, 상하 반전한 상태에서 작업이 행해지도록 해도 된다.
나아가, 배선층은 블레이드 다이싱 시에 크랙이나 막 벗겨짐을 일으키기 쉬우므로, 범위(Zh)에 대해서는, 짧은 펄스 레이저에 의한 어블레이션 가공(abrasion processing)에 의해 홈파기를 하도록 해도 된다.
<도 31의 우측상부의 개편화 방법>
다음으로, 도 33을 참조하여, 도 31의 우측상부의 개편화 방법에 대해 설명한다.
도 33의 상단에서는, 도 31의 우측상부에 나타내는 측면 단면을 설명하는 도면이 나타내어져 있다. 즉, 도 33의 상단에서는, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)의 외형 형상이 동등하며 고체 촬상 소자(11) 다음으로 크고, 유리 기판(12)의 외형 형상이 가장 작게 되도록 형성된 측면 단면이 나타내어져 있다.
여기서, 도 33의 중간단을 참조하여, 도 31의 우측상부에 나타내는 측면 단면의 형성 방법에 대해 설명한다. 한편, 도 33의 중간단은, 개편화에 의해 절단되는, 인접하는 고체 촬상 소자(11)의 경계를 측면에서 본 확대도이다.
제1 공정에 있어서, 소정의 폭(Wb1)(예를 들면, 100㎛ 정도)의 블레이드에 의해, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)로 이루어지는 범위(Zb1)가 IRCF(14-1)의 표층으로부터 깊이(Lc11)까지 홈파기된다.
제2 공정에 있어서, 소정의 폭(Wb2)(<폭(Wb1))의 블레이드에 의해, 배선층(11M)을 초과하는 깊이로 되는 범위(Zb2)가 홈파기된다.
제3 공정에 있어서, 예를 들면, Si 기판(도 6의 반도체 기판(81))은 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해, 폭(Wb2)보다 얇은 소정의 폭(Wd)(예를 들면, 35㎛ 정도)으로 이루어지는 범위(Zh)가 절단됨으로써, 고체 촬상 소자(11)가 개편화된다. 다만, 레이저 다이싱의 경우에 대해서는, 폭(Wd)은 대략 제로가 된다. 또한, 절단 형상은 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해 원하는 형상으로 조정할 수 있다.
결과적으로, 도 33의 하단에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)의 외형 형상이 동등하며 고체 촬상 소자(11) 다음으로 크고, 유리 기판(12)이 가장 작게 되도록 측면 단면이 형성된다.
한편, 도 33의 하단에서는, 범위(Z441)에 나타내는 바와 같이, IRCF(14-1)의 수평 방향의 일부가, 유리 기판(12)의 수평 방향의 폭과 동일하게 그려져 있다. 또한, 범위(Z442)에 나타내는 바와 같이, IRCF(14-2)의 수평 방향의 일부가 IRCF(14-1)의 수평 방향의 폭보다 넓게 그려져 있다.
따라서, 도 33의 하단에서의 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)의 측면 단면의 형상은, 도 33의 상단에서의 형상과 다르다.
그러나, 블레이드에 의한 절단 형상을 변형하여 그린 결과로서, 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해 절단 형상을 조정함으로써, 실질적으로, 도 32의 하단에서의 구성과, 도 32의 상단에서의 구성은 동일하게 할 수 있다.
또한, 범위(Zh)에 의한 고체 촬상 소자(11)를 형성하는 Si 기판(도 6의 반도체 기판(81))을 절단하는 처리는, 범위(Zb1, Zb2)의 홈파기 작업보다 먼저 실행하도록 해도 되고, 이 때, 도 33의 중간단에 나타내는 상태에 대해, 상하 반전한 상태에서 작업이 행해지도록 해도 된다.
나아가, 배선층은 블레이드 다이싱 시에 크랙이나 막 벗겨짐을 일으키기 쉬우므로, 범위(Zh)에 대해서는, 짧은 펄스 레이저에 의한 어블레이션 가공에 의해 홈파기하도록 해도 된다.
<도 31의 좌측하부의 개편화 방법>
다음으로, 도 34를 참조하여, 도 31의 좌측하부의 개편화 방법에 대해 설명한다.
도 34의 상단에서는, 도 31의 좌측하부에 나타내는 측면 단면을 설명하는 도면이 나타내어져 있다. 즉, 도 34의 상단에서, 외형 형상의 크기는 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상, IRCF(14-1, 14-2), 접착제(15), 및 유리 기판(12)의 순서대로 큰 측면 단면이 나타내어져 있다.
여기서, 도 34의 중간단을 참조하여, 도 31의 좌측하부에 나타내는 측면 단면의 형성 방법에 대해 설명한다. 한편, 도 34의 중간단은, 개편화에 의해 절단되는, 인접하는 고체 촬상 소자(11)의 경계를 측면에서 본 확대도이다.
제1 공정에 있어서, 소정의 폭(Wb1)(예를 들면, 100㎛ 정도)의 블레이드에 의해, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)로 이루어지는 범위(Zb)가, IRCF(14-2)의 표층으로부터 깊이(Lc21)까지 홈파기된다.
제2 공정에 있어서, 소정의 폭(Wb2)(<폭(Wb1))만큼 레이저에 의한 어블레이션 가공을 실시하여, 배선층(11M)을 초과하는 깊이까지의 범위(ZL)가 홈파기된다.
이 공정에 있어서, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)는, 가공 표면 부근에서, 레이저광의 흡수에 의해, 열수축을 일으킴으로써, 파장 의존성에 의해, 접착제(15)가 IRCF(14-1, 14-2)의 절단면에 대해 후퇴하여 오목한 형상으로 된다.
제3 공정에 있어서, 예를 들면, Si 기판(도 6의 반도체 기판(81))은 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해, 폭(Wb2)보다도 얇은 소정의 폭(Wd)(예를 들면, 35㎛ 정도)으로 이루어지는 범위(Zh)가 절단됨으로써, 고체 촬상 소자(11)가 개편화된다. 다만, 레이저 다이싱의 경우에 대해서는, 폭(Wd)은 대략 제로가 된다. 또한, 절단 형상은, 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해 원하는 형상으로 조정할 수 있다.
결과적으로, 도 34의 하단에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, 다음으로, IRCF(14-1, 14-2)의 외형 형상이 크고, 나아가, 이어서 접착제(15)의 외형 형상이 크고, 유리 기판(12)이 가장 작게 되도록 측면 단면이 형성된다. 즉, 도 34의 하단에서의 범위(Z452)에 나타내는 바와 같이, 접착제(15)의 외형 형상은 IRCF(14-1, 14-2)의 외형 형상보다 작게 된다.
한편, 도 34의 하단에서는, 범위(Z453)에 나타내는 바와 같이, IRCF(14-2)의 수평 방향의 일부가, IRCF(14-1)의 수평 방향의 폭보다 넓게 그려져 있다. 또한, 범위(Z451)에 나타내는 바와 같이, IRCF(14-1)의 수평 방향의 일부가, 유리 기판(12)의 수평 방향의 폭과 동일하게 그려져 있다.
따라서, 도 34의 하단에서의 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)의 측면 단면의 형상은, 도 34의 상단에서의 형상과 다르다.
그러나, 블레이드에 의한 절단 형상을 변형하여 그린 결과이며, 드라이 에칭, 레이저 다이싱, 또는 블레이드에 의해 절단 형상을 조정함으로써, 실질적으로, 도 32의 하단에서의 구성과 도 32의 상단에서의 구성은 동일하게 할 수 있다.
또한, 범위(Zh)에 의한 고체 촬상 소자(11)를 형성하는 Si 기판(도 6의 반도체 기판(81))을 절단하는 처리는, 범위(Zb, ZL)의 홈파기 작업보다 먼저 실행하도록 해도 되고, 이 때, 도 34의 중간단에 나타내는 상태에 대해, 상하 반전한 상태에서 작업이 행해지도록 해도 된다.
나아가, 배선층은 블레이드 다이싱 시에 크랙이나 막 벗겨짐을 일으키기 쉬우므로, 범위(Zh)에 대해서는, 짧은 펄스 레이저에 의한 어블레이션 가공에 의해 홈파기하도록 해도 된다.
<도 31의 우측하부의 개편화 방법>
다음으로, 도 35를 참조하여, 도 31의 우측하부의 개편화 방법에 대해 설명한다.
도 35의 상단에서는, 도 31의 우측하부에 나타내는 측면 단면을 설명하는 도면이 나타내어져 있다. 즉, 도 35의 상단에서는, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, 다음으로, 유리 기판(12)의 외형 형상이 크고, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)의 외형 형상이 동등하며 가장 작은 측면 단면이 나타내어져 있다.
여기서, 도 35의 중간단을 참조하여, 도 31의 우측하부에 나타내는 측면 단면의 형성 방법에 대해 설명한다. 한편, 도 35의 중간단은, 개편화에 의해 절단되는, 인접하는 고체 촬상 소자(11)의 경계를 측면에서 본 확대도이다.
제1 공정에 있어서, 레이저를 사용한, 소위 스텔스(stealth)(레이저) 다이싱 가공에 의해, 실질적으로, 거의 폭(Ld)이 제로가 되는 범위(Zs1)의 유리 기판(12)이 홈파기된다.
제2 공정에 있어서, 소정의 폭(Wab)만큼 레이저에 의한 어블레이션 가공이 실시되어, IRCF(14-1, 14-2), 및 고체 촬상 소자(11)에 있어서의 배선층(11M)을 초과하는 깊이로 되는 범위(ZL)가 홈파기된다.
이 공정에서는, 레이저를 사용한 어블레이션 가공을 조정하여, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)의 절단면이 동일하게 되도록 가공된다.
제3 공정에 있어서, 레이저를 사용한, 소위 스텔스(레이저) 다이싱 가공에 의해, 거의 폭이 제로가 되는 범위(Zs2)가 홈파기되어, 고체 촬상 소자(11)가 개편화된다. 이 때, 어블레이션에 의해 생긴 유기물은, 스텔스 다이싱 가공된 홈을 통해 외부로 배출된다.
결과적으로, 도 35의 하단에서의 범위(Z461, Z462)에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 수평 방향의 외형 형상이 가장 크고, 다음으로, 유리 기판(12)의 외형 형상이 크고, IRCF(14-1, 14-2) 및 접착제(15)의 외형 형상이 동등하며 가장 작게 되도록 측면 단면이 형성된다.
또한, 유리 기판(12)에 대한 스텔스 다이싱 가공과 고체 촬상 소자(11)에 대한 스텔스 다이싱 가공의 순서는 바뀌도록 해도 되고, 이 때, 도 35의 중간단에 나타내는 상태에 대해, 상하 반전한 상태에서 작업이 행해지도록 해도 된다.
<반사 방지막의 부가>
이상에서는, 도 36의 좌측상부에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11) 상에 IRCF(14-1, 14-2)를 접착제(15)에 의해 접착하여 형성하고, 나아가, IRCF(14-1) 상에 유리 기판(12)을 형성함으로써, 버의 발생을 억제함과 함께, 광학 특성의 저감을 억제하는 예에 대해 설명하였지만, 나아가, 반사 방지 기능을 갖는 부가막이 형성되도록 해도 된다.
즉, 예를 들면, 도 36의 좌측중간부에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 상에 반사 방지 기능을 갖는 부가막(371)이 형성되도록 해도 된다.
또한, 예를 들면, 도 36의 좌측하부에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 위, 유리 기판(12)과 IRCF(14-1)의 경계, IRCF(14-1)와 접착제(15)의 경계, 및 접착제(15)와 IRCF(14-2)의 경계 각각에 반사 방지 기능을 갖는 부가막(371-1 내지 371-4)이 형성되도록 해도 된다.
또한, 도 36의 우측상부, 우측중간부, 및 우측하부 각각에 나타내는 바와 같이, 반사 방지 기능을 갖는 부가막(371-2, 371-4, 371-3) 중 어느 하나가 형성되도록 해도 되고, 이들이 조합되어 형성되어도 된다.
한편, 부가막(371, 371-1 내지 371-4)은, 예를 들면, 전술한 AR 코팅(271a), 또는, 반사 방지 처리부(모스 아이)(291a)와 동등한 기능을 갖는 막으로 형성되도록 해도 된다.
이들 부가막(371, 371-1 내지 371-4)에 의해, 불필요한 광의 입사가 방지되어, 고스트나 플레어의 발생이 억제된다.
<측면부에의 부가>
이상에서는, 유리 기판(12) 위, 유리 기판(12)과 IRCF(14-1)의 경계, IRCF(14-1)와 접착제(15)의 경계, 및 접착제(15)와 IRCF(14-2)의 경계 각각의 적어도 어느 하나에 반사 방지 기능을 갖는 부가막(371-1 내지 371-4)이 형성되는 예에 대해 설명하였지만, 측면부에 반사 방지막이나 광흡수막으로서 기능하는 부가막이 형성되어도 된다.
즉, 도 37의 좌측부에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 접착제(15), 및 고체 촬상 소자(11)의 측면 단면 전체에, 반사 방지막 또는 광흡수막 등으로서 기능하는 부가막(381)이 형성되도록 해도 된다.
또한, 도 37의 우측부에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(11)의 측면을 제외한, 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)의 측면에만, 반사 방지막 또는 광흡수막 등으로서 기능하는 부가막(381)이 형성되도록 해도 된다.
어느 것에 있어서도, 고체 촬상 소자(11), 유리 기판(12), IRCF(14-1, 14-2), 및 접착제(15)의 측면부에 부가막(381)이 설치됨으로써, 고체 촬상 소자(11)에의 불필요한 광의 입사가 방지되어, 고스트나 플레어의 발생이 억제된다.
<17. 제17 실시형태>
이상에서는, 적층되는 고체 촬상 소자(11), IRCF(14-1), 접착제(15), IRCF(14-2), 및 유리 기판(12) 각각의 수평 방향의 대소 관계를 조정함으로써, 탈락 폐기물을 억제함과 함께, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 예에 대해 설명하였지만, 렌즈의 형상을 규정함으로써, 소형 경량이고 고해상도 촬상이 가능한 렌즈를 실현하여도 된다.
예를 들면, 고체 촬상 소자(11) 상에 유리 기판(12)이 형성되고, 그 위에 AR 코팅(271a)이 형성된 렌즈(271)에 대응하는 렌즈가 접합되는 경우(예를 들면, 도 19의 촬상 장치(1)에 있어서의 일체화 구성부(10))에 대해 생각한다. 한편, 촬상 장치(1)의 구성은, 도 19 이외의 것이어도 되고, 예를 들면, 도 9에서의 촬상 장치(1)에 있어서의 일체화 구성부(10)에서의 렌즈(131)를 렌즈(271)로 바꾸어도 마찬가지이다.
즉, 도 38에 나타내는 바와 같이, 상면으로부터 본 무게중심(重心; center of gravity) 위치를 중심으로 한 동심원 형상으로 비구면의 오목형 렌즈(401)(도 19의 렌즈(271)에 상당)가, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12) 상에 형성되어 있는 것으로 한다. 또한, 렌즈(401)에는, 광이 입사하는 면 상에 AR 코팅(402)(전술한 AR 코팅(271a) 또는 반사 방지 처리부(291a)와 동등한 기능을 갖는 막)이 형성되고, 외주부에 돌출부(401a)가 형성되어 있는 것으로 한다. 한편, 도 38, 도 39는, 도 19의 촬상 장치(1)에 있어서의 일체화 구성부(10) 중 고체 촬상 소자(11), 유리 기판(12), 및 렌즈(271)가 추출된 구성을 나타내고 있다.
여기서, 렌즈(401)는, 도 39에 나타내는 바와 같이, 상면으로부터 본 무게중심 위치를 중심으로 하여 비구면의 오목형 형상이 되도록 한, 사발 형상으로 되어 있다. 한편, 도 39에서는, 도면 중의 우측상부가, 도면 중의 좌측상부의 점선으로 나타내는 방향에 있어서의 렌즈(401)의 단면 형상을 나타내고 있고, 도면 중의 우측하부가, 도면 중의 좌측상부의 실선으로 나타내는 방향에 있어서의 렌즈(401)의 단면 형상을 나타내고 있다.
도 39에서는, 렌즈(401)의 범위(Ze)가 도 39의 우측상부 및 우측하부에 있어서 공통의 비구면 곡면 구조로 되어 있고, 이러한 형상에 의해 고체 촬상 소자(11)의 촬상면에, 도면 중의 상방으로부터의 입사광을 집광시키는 유효 영역을 구성한다.
또한, 렌즈(401)는, 비구면 곡면으로 구성됨으로써, 중심 위치로부터 광의 입사 방향과 수직 방향의 거리에 따라 두께가 변화한다. 보다 구체적으로는, 중심 위치에 있어서, 렌즈 두께는 가장 얇은 두께(D)이며, 범위(Ze)에 있어서의 중심으로부터 가장 먼 위치의 렌즈 두께는 가장 두꺼운 두께(H)가 된다. 또한, 유리 기판(12)의 두께가 두께(Th)인 경우, 렌즈(401)의 가장 두껍게 되는 두께(H)는 유리 기판(12)의 두께(Th)보다 두껍고, 렌즈(401)의 가장 얇게 되는 두께(D)는 유리 기판(12)의 두께(Th)보다 얇다.
즉, 이들 관계를 종합하면, 두께(D, H, Th)는, 두께(H) > 두께(Th) > 두께(D)의 관계를 만족한 렌즈(401)와 유리 기판(12)이 사용됨으로써, 소형 경량이고 고해상도에서의 촬상이 가능한 촬상 장치(1)(의 일체화 구성부(10))를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 유리 기판(12)의 체적(VG)이 렌즈(401)의 체적(VL)보다 작게 되도록 함으로써, 가장 효율적으로 렌즈의 체적을 형성하는 것이 가능해지므로, 소형 경량이고 고해상도에서의 촬상이 가능한 촬상 장치(1)를 실현하는 것이 가능해진다.
<AR 코팅에의 가열시에 발생하는 응력 분포>
또한, 이상과 같은 구성에 의해, 실장 리플로우 열부하시나 신뢰성 시험시에 있어서의 AR 코팅(402)의 팽창이나 수축에 의한 응력을 억제할 수 있다.
도 40은 도 39의 렌즈(401)의 외형 형상을 변화시켰을 때의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402)의 팽창이나 수축에 의한 응력 분포를 나타내고 있다. 한편, 도 40에서의 응력 분포는, 도 38에 나타내는 범위(Zp)에 나타내는 렌즈(401)의 중심 위치를 기준으로 하여 수평 방향 및 수직 방향에 대해 각각의 1/2, 즉, 전체의 1/4의 범위의 분포가 나타내어져 있다.
도 40의 가장 좌측부에서는, 돌출부(401a)가 설치되어 있지 않은 렌즈(401A)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402A)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 40의 좌측으로부터 2번째에서는, 도 39에 나타내는 돌출부(401a)가 설치된 렌즈(401B)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402B)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 40의 좌측으로부터 3번째에서는, 도 39에 나타내는 돌출부(401a)의 높이가, 도 39의 경우보다 높게 되어 있는 렌즈(401C)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402C)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 40의 좌측으로부터 4번째에서는, 도 39에 나타내는 돌출부(401a)의 폭이, 도 39의 경우보다 확대되어 있는 렌즈(401D)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402D)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 40의 좌측으로부터 5번째에서는, 도 39에 나타내는 돌출부(401a)의 외주부의 측면에 설치된 테이퍼가, 도 39의 경우보다 확대되어 있는 렌즈(401E)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402E)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 40의 가장 우측부에서는, 도 39에 나타내는 돌출부(401a)가 외주부를 구성하는 4변에만 설치된 렌즈(401F)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402F)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 40에 나타내는 바와 같이, 가장 좌측부에 나타내는 돌출부(401a)가 없는 렌즈(401A)의 AR 코팅(402A)에 생긴 응력 분포에서는, 유효 영역의 외주측에 있어서 큰 응력 분포가 나타나 있지만, 돌출부(401a)가 형성된 렌즈(401B 내지 401F)의 AR 코팅(402B 내지 402F)에 대해서는, AR 코팅(402A)에 보여지는 정도의 큰 응력 분포가 존재하지 않는다.
즉, 렌즈(401)에 있어서 돌출부(401a)를 설치하도록 함으로써, 실장 리플로우 열부하시에 있어서, 렌즈(401)의 팽창 수축에 의한 AR 코팅(402)의 크랙의 발생을 억제시키는 것이 가능해진다.
<렌즈 형상의 변형예>
이상에서는, 도 39에 나타내는 바와 같은, 외주부에 테이퍼가 설치된 돌출부(401a)를 구비한 오목형 렌즈(401)에 의해, 소형 경량이고 고해상에서의 촬상이 가능한 촬상 장치(1)를 구성하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 렌즈(401) 및 유리 기판(12)의 두께(D, H, Th)가 두께(H) > 두께(Th) > 두께(D)의 관계를 만족하는 한, 렌즈(401)의 형상은 다른 형상이어도 된다. 또한, 체적(VG, VL)이 체적(VG) < 체적(VL)의 관계를 만족한다면 더 바람직하다.
예를 들면, 도 41의 렌즈(401G)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a)보다 외주측의 측면은 유리 기판(12)에 대해 직각을 이루는 구성으로 하여, 테이퍼를 포함하지 않는 구성으로 하도록 해도 된다.
또한, 도 41의 렌즈(401H)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a)보다 외주측의 측면은 둥근 형상의 테이퍼를 포함하는 구성으로 하도록 해도 된다.
나아가, 도 41의 렌즈(401I)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a) 그 자체를 포함하지 않고, 측면은 유리 기판(12)에 대해 소정의 각도를 이루는 직선형 테이퍼 형상을 포함하는 구성으로 하도록 해도 된다.
또한, 도 41의 렌즈(401J)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a) 그 자체를 포함하지 않고, 측면은 유리 기판(12)에 대해 직각을 이루는 구성으로 하여, 테이퍼 형상을 포함하지 않는 구성으로 하도록 해도 된다.
나아가, 도 41의 렌즈(401K)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a) 그 자체를 포함하지 않고, 측면은 유리 기판(12)에 대해 둥근 형상의 테이퍼 형상을 포함하는 구성으로 하도록 해도 된다.
또한, 도 41의 렌즈(401L)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a) 그 자체를 포함하지 않고, 렌즈의 측면은 2개의 변곡점을 갖는 2단 구성으로 하도록 해도 된다. 한편, 렌즈(401L)의 상세한 구성에 대해서는, 도 42를 참조하여 후술한다. 또한, 렌즈(401L)의 측면에 대해서는, 2개의 변곡점을 갖는 2단 구성이므로, 이후에는, 2단 측면형 렌즈라고도 칭한다.
나아가, 도 41의 렌즈(401M)에 나타내는 바와 같이, 측면은 돌출부(401a)를 포함하고, 또한, 외형 측면에 2개의 변곡점을 갖는 2단 구성으로 하도록 해도 된다.
또한, 도 41의 렌즈(401N)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a)를 포함하고, 측면은 유리 기판(12)에 대해 직각을 이루는 구성으로 하고, 나아가, 유리 기판(12)과의 경계 부근에 사각형 형상의 헤밍 보텀부(401b)를 부가하도록 해도 된다.
나아가, 도 41의 렌즈(401N)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(401a)를 포함하고, 유리 기판(12)에 대해 직각을 이루는 구성으로 하고, 나아가, 유리 기판(12)과의 경계 부근에 둥근 형상의 헤밍 보텀부(401b')를 부가하도록 해도 된다.
<2단 측면형 렌즈의 상세한 구성>
여기서, 도 42를 참조하여, 도 41의 2단 측면형 렌즈(401L)의 상세한 구성에 대해 설명한다.
도 42는 고체 촬상 소자(11) 상에 유리 기판(12)이 형성되고, 그 위에 2단 측면형 렌즈(401L)가 설치되었을 때에, 여러가지 방향으로부터 보았을 때의 외관 사시도가 나타내어져 있다. 여기서, 도 42의 중앙상부에서는, 고체 촬상 소자(11)의 도면 중 우측의 변으로부터 시계방향으로 변(LA, LB, LC, LD)이 설정되어 있다.
그리고, 도 42의 우측부는, 도 42의 중앙상부에서의 시선(E1) 방향으로부터 고체 촬상 소자(11)와 렌즈(401L)를 보았을 때의 고체 촬상 소자(11)의 변(LA, LB)의 코너부 주변의 사시도를 나타내고 있다. 또한, 도 42의 중앙하부는, 도 42의 중앙상부에서의 시선(E2) 방향으로부터 고체 촬상 소자(11)와 렌즈(401L)를 보았을 때의 고체 촬상 소자(11)의 변(LA, LB)의 코너부 주변의 사시도를 나타내고 있다. 나아가, 도 42의 좌측부는, 도 42의 중앙부에서의 시선(E3) 방향으로부터 고체 촬상 소자(11)와 렌즈(401L)를 보았을 때의 고체 촬상 소자(11)의 변(LB, LC)의 코너부 주변의 사시도를 나타내고 있다.
즉, 2단 측면형 렌즈(401L)에 있어서는, 장변으로 되는 변 LB, LD(도시하지 않음)의 중앙부는, 오목형 렌즈로 되는 2단 측면형 렌즈(401L)의 상면으로부터 볼 때, 렌즈 두께가 가장 얇게 되는 렌즈로서 기능하는 원형에 있어서의 무게중심 위치에 가까운 위치가 되기 때문에, 렌즈가 얇게 되고, 점선으로 둘러싸이는 바와 같이 능선이 완만한 곡선 형상으로 된다.
이에 대해, 단변이 되는 변(LA, LC)의 중앙부는, 무게중심 위치부터 먼 위치로 되기 때문에, 렌즈가 두껍게 구성됨으로써, 능선은 직선 형상으로 된다.
<2개의 변곡점과 2단 측면>
또한, 2단 측면형 렌즈(401L)는, 도 43에 나타내는 바와 같이, 단면 형상에 있어서, 유효 영역(Ze)의 외측에 설치된 비유효 영역의 측면이 2단 구성으로 되고, 측면의 각각의 평균면(X1, X2)이 어긋나게 형성되고, 2단 측면에 의한 단차가 생기는 위치에 단면 형상에 있어서의 변곡점(P1, P2)이 형성된다.
변곡점(P1, P2)은 고체 촬상 소자(11)에 가까운 위치로부터 차례로 오목 볼록의 순서로 변화된다.
또한, 변곡점(P1, P2)의 유리 기판(12)으로부터의 높이는, 모두 2단 측면형 렌즈(401L)에 있어서의 가장 얇은 두께(Th)보다 높은 위치에 설치된다.
나아가, 2단 측면의 각각의 평균면(X1, X2) 간의 차(평균면(X1, X2) 간 거리)는, 고체 촬상 소자(11)의 두께(도 6의 고체 촬상 소자(11)의 실리콘 기판(81)의 두께)보다 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 2단 측면의 각각의 평균면(X1, X2) 간의 거리의 차는, 렌즈(401L)의 유효 영역의 입사광의 입사 방향에 대해 수직으로 되는 영역 폭(예를 들면, 도 23의 수평 방향의 폭(He), 또는 수직 방향의 높이(Ve))에 대해 1% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
따라서, 전술한 조건을 만족하는 2단 측면과 2개의 변곡점이 형성되면, 2단 측면형 렌즈(401L) 이외의 형상이어도 되고, 예를 들면, 도 43의 위에서부터 2단째에 나타내는 바와 같이, 평균면(X11, X12)으로 이루어지는 2단 측면이 설치되고, 유리 기판(12)으로부터 렌즈의 가장 얇은 두께(Th)보다 높은 위치에 변곡점(P1, P2)과는 다른 곡률의 변곡점(P11, P12)이 형성된 2단 측면형 렌즈(401P)여도 된다.
또한, 예를 들면, 도 43의 위에서부터 3단째에 나타내는 바와 같이, 평균면(X21, X22)으로 이루어지는 2단 측면이 설치되고, 유리 기판(12)으로부터 렌즈의 가장 얇은 두께(Th)보다 높은 위치에, 변곡점(P1, P2) 및 변곡점(P11, P22)과는 다른 곡률의 변곡점(P21, P22)이 형성된 2단 측면형 렌즈(401Q)여도 된다.
나아가, 예를 들면, 도 43의 위에서부터 4단째에 나타내는 바와 같이, 평균면(X31, X32)으로 이루어지는 2단 측면이 설치되고, 유리 기판(12)으로부터 렌즈의 가장 얇은 두께(Th)보다 높은 위치에 변곡점(P31, P32)이 형성되고, 렌즈(401)의 가장 두꺼운 위치의 단부가 둥근 형상으로 된 2단 측면형 렌즈(401R)여도 된다.
<2개의 변곡점과 2단 구성의 측면을 구비한 렌즈에 있어서의 AR 코팅에의 가열시에 발생하는 응력 분포>
전술한 바와 같이, 2개의 변곡점과 2단 구성의 측면을 구비한 2단 측면형 렌즈(401L)의 경우, 실장 리플로우 열부하시나 신뢰성 시험시에 있어서의 렌즈(401L)의 팽창이나 수축에 의한 AR 코팅(402)에 걸리는 응력을 억제할 수 있다.
도 44는 도 39의 렌즈(401)의 외형 형상을 변화시켰을 때의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402)의 팽창이나 수축에 의한 응력 분포를 나타내고 있다. 도 44에 있어서, 상단은 렌즈(401)를 대각 방향에서 보았을 때의 안쪽의 AR 코팅(402)의 응력 분포이며, 하단은 렌즈(401)를 대각 방향에서 보았을 때의 전방측의 AR 코팅(402)의 응력 분포이다.
도 44의 가장 좌측부에서는, 돌출부(401a)도 설치되어 있지 않고 2단 측면형 렌즈도 아닌 렌즈(401S)(렌즈(401A)에 대응함)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402S)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 44의 좌측으로부터 2번째에서는, 도 43에 나타내는 2단 측면형 렌즈(401L)에 대응하는 렌즈(401T)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402T)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 44의 좌측으로부터 3번째에서는, 돌출부(401a)가 설치되어 있지 않지만, 테이퍼 형상이 설치되고, 또한, 렌즈의 각 변의 코너부가 둥근 형상으로 성형된 렌즈(401U)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402U)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
도 44의 좌측으로부터 4번째에서는, 돌출부(401a)도, 테이퍼 형상도 설치되어 있지 않고, 측면이 유리 기판(12)에 대해 수직이고 렌즈의 각 변의 코너부가 둥근 형상으로 성형된 렌즈(401V)에 있어서의, 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402V)에 생기는 응력 분포가 나타내어져 있다.
또한, 도 45는 좌측으로부터 순서대로 도 44의 각 렌즈 형상에 있어서의 AR 코팅에 생기는 응력 분포에 있어서의 전체의 최대값(Worst), 렌즈의 유효 영역의 최대값(유효), 및 능선에 있어서의 최대값(능선)의 그래프가 나타내어져 있다. 또한, 도 45에 있어서의 각각의 최대값의 그래프는, 좌측으로부터 순서대로 AR 코팅(402S 내지 402V)의 응력 분포의 최대값을 나타내고 있다.
도 45에 나타내는 바와 같이, 각 렌즈의 전체의 최대 응력은, 렌즈(401S)의 AR 코팅(402S)의 경우, 상면의 코너부(Ws)(도 44)에 있어서 1390MPa이며, 렌즈(401T)의 AR 코팅(402T)의 경우, 능선의 코너부(Wt)(도 44)에 있어서 1130MPa이며, 렌즈(401U)의 AR 코팅(402U)의 경우, 능선 위 Wu(도 44)에 있어서 800MPa이며, 렌즈(401V)의 AR 코팅(402V)의 경우, 능선 위 Wv(도 44)에 있어서 1230MPa이다.
또한, 각 렌즈의 유효 영역의 최대 응력은, 도 45에 나타내는 바와 같이, 렌즈(401S)의 AR 코팅(402S)의 경우, 646MPa이며, 렌즈(401T)의 AR 코팅(402T)의 경우, 588MPa이며, 렌즈(401U)의 AR 코팅(402U)의 경우, 690MPa이며, 렌즈(401V)의 AR 코팅(402V)의 경우, 656MPa이다.
나아가, 각 렌즈의 능선의 최대 응력은, 렌즈(401S)의 AR 코팅(402S)의 경우, 1050MPa이며, 렌즈(401T)의 AR 코팅(402T)의 경우, 950MPa이며, 렌즈(401U)의 AR 코팅(402U)의 경우, 800MPa이며, 렌즈(401V)의 AR 코팅(402U)의 경우, 1230MPa이다.
도 45에 의하면, 각 영역에서 최대 응력이 최소로 되는 것은, 렌즈(401S)의 AR 코팅(402S)이지만, 도 44에 의하면, 렌즈(401T)의 AR 코팅(402T)의 유효 영역의 전체의 응력 분포에 있어서, 렌즈(401U)의 AR 코팅(402U)의 외주부에 가까운 범위에 많이 존재하는 600MPa 부근의 응력 분포가 존재하지 않고, 전체적으로, 렌즈(401T)(렌즈(401L)과 동일)의 AR 코팅(402T)으로 이루어지는 외형 형상에 있어서, AR 코팅(402T)(AR 코팅(402L)과 동일)의 AR 코팅(402T)에 생기는 응력 분포가 작아지는 것을 알 수 있다.
즉, 도 44, 도 45에 의하면, 실장 리플로우 열부하시에 있어서, 2개의 변곡점과 2단 구성의 측면을 구비한 렌즈(401T(401L))에 있어서는, AR 코팅(402T(402L))에 생기는 팽창이나 수축이 억제되어, 팽창이나 수축에 기인하여 생기는 응력이 작아지고 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 렌즈(401)로서, 2개의 변곡점과 2단 구성의 측면을 구비한 2단 측면형 렌즈(401L)를 채용함으로써, 실장 리플로우 열부하시나 신뢰성 시험 등에 있어서, 열에 의한 팽창이나 수축을 억제하는 것이 가능해진다.
결과적으로, AR 코팅(402L)에 생기는 응력을 저감시키는 것이 가능해져서, 크랙의 발생이나 렌즈 벗겨짐 등의 발생을 억제시키는 것이 가능해진다. 또한, 렌즈 그 자체의 팽창이나 수축을 억제하는 것이 가능해지므로, 왜곡의 발생을 저감하여, 왜곡에 기인한 복굴절의 증가에 의한 화질 열화, 굴절률의 국소적인 변화에 의해 발생하는 계면 반사의 증가에 의한 플레어의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
<18. 제18 실시형태>
이상에서는, 렌즈의 형상을 규정함으로써, 소형 경량이고 고해상도 촬상이 가능한 렌즈를 실현하는 예에 대해 설명하였지만, 렌즈를 고체 촬상 소자(11)에 형성할 때의 정밀도를 향상시킴으로써, 보다 소형 경량이고 고해상도 화상이 촬상 가능한 렌즈를 실현하도록 해도 된다.
도 46의 상부에 나타내는 바와 같이, 기판(451) 상의 성형형(成形型; mold)(452)을 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 가압한 상태에서, 성형형(452)과 유리 기판(12) 사이의 공간에 렌즈(401)의 재료로 이루어지는 자외광 경화 수지(461)를 충전시켜, 도면 중의 상부로부터 자외광에 의해 소정 시간 노광한다.
기판(451) 및 성형형(452)은, 모두 자외광을 투과시키는 재질에 의해 구성되어 있다.
성형형(452)은 오목형 렌즈(401)의 형상에 대응한 비구면의 볼록형 구조이며, 외주부에 차광막(453)이 형성되어 있고, 자외광의 입사 각도에 따라, 예를 들면, 도 46에 나타내는 바와 같은 각도(θ)로 이루어지는 렌즈(401)의 측면에 테이퍼를 형성시킬 수 있다.
렌즈(401)의 재료로 되는 자외광 경화 수지(461)는, 소정 시간 자외광에 노광됨으로써 경화되고, 도 46의 하부에 나타내는 바와 같이 비구면의 오목형 렌즈로서 형성됨과 함께, 유리 기판(12)에 부착된다.
자외광이 조사된 상태에서 소정 시간 경과한 후, 자외광 경화 수지(461)가 경화됨으로써 렌즈(401)가 형성되고, 렌즈(401)가 형성된 후, 성형형(452)이 형성된 렌즈(401)로부터 떼어내진다(이형).
렌즈(401)의 외주부와 유리 기판(12)의 경계에서는, 자외광 경화 수지(461)의 일부가, 성형형(452)으로부터 침출하여 침출부(461a)가 생긴다. 그러나, 침출부(461a)는, 차광막(453)에 의해 자외광이 차광되게 되므로, 확대도(Zf)에 있어서의 범위(Zc)에 나타내는 바와 같이, 자외광 경화 수지(461)의 일부인 침출부(461a)는 경화되지 않고 남고, 이형된 후, 자연광에 포함된 자외광에 의해 경화됨으로써, 헤밍 보텀부(401d)로서 남는다.
이에 의해, 렌즈(401)는, 성형형(452)에 의해 오목형 렌즈로서 형성됨과 함께, 차광막(453)에 의해 규정된 각도(θ)로 측면에 테이퍼 형상이 형성된다. 또한, 렌즈(401)의 외주부에는, 헤밍 보텀부(401d)가 유리 기판(12)과의 경계에 형성됨으로써, 렌즈(401)를 유리 기판(12)에 대해 보다 강고하게 접착시키는 것이 가능해진다.
결과적으로, 소형 경량이고 고해상도 화상이 촬상 가능한 렌즈를 고정밀도로 형성하는 것이 가능해진다.
한편, 이상에서는, 차광막(453)은, 도 47의 좌측상부에 나타내는 바와 같이, 기판(451)의 자외광의 입사 방향에 대해 이면측(도면 중의 하측)에 있어서의, 렌즈(401)의 외주부에 설치되는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 차광막(453)은, 도 47의 우측상부에 나타내는 바와 같이, 기판(451)의 자외광의 입사 방향에 대해 표면측(도면 중의 상측)에 있어서의, 렌즈(401)의 외주부에 설치되도록 해도 된다.
또한, 차광막(453)은, 도 47의 좌측의 위에서부터 2번째에 나타내는 바와 같이, 기판(451) 대신에, 성형형(452)보다도 수평 방향으로 큰 성형형(452')을 형성하고, 자외광의 입사 방향에 대해 이면측(도면 중의 하측)에 있어서의, 렌즈(401)의 외주부에 설치되도록 해도 된다.
나아가, 차광막(453)은, 도 47의 우측의 위에서부터 2번째에 나타내는 바와 같이, 성형형(452')의 기판(451)의 자외광의 입사 방향에 대해 표면측(도면 중의 상측)에 있어서의, 렌즈(401)의 외주부에 설치되도록 해도 된다.
또한, 차광막(453)은, 도 47의 좌측의 위에서부터 3번째에 나타내는 바와 같이, 기판(451)과 성형형(452)을 일체화시킨 성형형(452")을 형성하고, 자외광의 입사 방향에 대해 이면측(도면 중의 하측)에 있어서의, 렌즈(401)의 외주부에 설치되도록 해도 된다.
나아가, 차광막(453)은, 도 47의 우측의 위에서부터 3번째에 나타내는 바와 같이, 기판(451)과 성형형(452)을 일체화시킨 성형형(452")을 형성하고, 자외광의 입사 방향에 대해 표면측(도면 중의 상측)에 있어서의, 렌즈(401)의 외주부에 설치되도록 해도 된다.
또한, 도 47의 좌측하부에 나타내는 바와 같이, 기판(451) 및 성형형(452)에 더하여, 측면부의 일부를 규정하는 구성이 설치된 성형형(452"')을 형성하고, 성형형(452"')의 외주부이며 자외광의 입사 방향에 대해 이면측에 차광막(453)이 형성되도록 해도 된다.
한편, 도 46, 도 47의 구성은, 도 9에서의 촬상 장치(1)의 일체화 구성부(10) 내의 IRCF(14)와 접착제(15)가 생략된 구성으로 되어 있지만, 설명의 편의상 생략했을 뿐이며, 당연하지만 렌즈(401(131))와 유리 기판(12) 사이에 설치되도록 해도 되는 것이다. 또한, 이후에도, 도 9에서의 촬상 장치(1)에 있어서의 구성으로부터 IRCF(14)와 접착제(15)가 생략된 구성을 예로 하여 설명을 진행하는 것으로 하지만, 어느 것에 있어서도, 예를 들면, 렌즈(401(131))와 유리 기판(12) 사이에 IRCF(14)와 접착제(15)가 설치되는 구성으로 해도 되는 것이다.
<2단 측면형 렌즈의 형성 방법>
다음으로, 2단 측면형 렌즈의 제조 방법에 대해 설명한다.
기본적인 제조 방법에 대해서는, 전술한 2단 측면형이 아닌 렌즈의 제조 방법과 마찬가지이다.
즉, 도 48의 좌측부에 나타내는 바와 같이, 기판(451)에 대해 2단 측면형 렌즈(401L)의 측면 형상에 대응한 성형형(452)이 준비되고, 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12) 상에 자외광 경화 수지(461)가 재치된다. 한편, 도 48에서는, 성형형(452)에 있어서의 측면 단면의 우측절반만의 구성이 나타내어져 있다.
다음으로, 도 48의 중앙부에 나타내는 바와 같이, 성형형(452)이 재치된 자외광 경화 수지(461)를 유리 기판(12)에 대해 압압하도록 고정함으로써, 성형형(452)의 오목부 내에 자외광 경화 수지(461)를 충전시킨 상태로 하여, 도면 중 상방으로부터 자외광이 소정 시간 조사된다.
자외광 경화 수지(461)는 자외광에 노광됨으로써 경화되고, 성형형(452)에 대응하는 오목형의 2단 측면형 렌즈(401)가 형성된다.
자외광에 의해 소정 시간 노광됨으로써, 렌즈(401)가 형성된 후, 도 48의 우측부에 나타내는 바와 같이, 성형형(452)이 이형되면, 2단 측면형 렌즈로 이루어지는 렌즈(401)가 완성된다.
또한, 도 49의 좌측부에 나타내는 바와 같이, 성형형(452)의 외주부의 유리 기판(12)에 당접하는 부위의 일부 중, 예를 들면, 측면의 단면 형상에 있어서의 2개의 변곡점 중, 유리 기판(12)에 가까운 위치의 변곡점으로 되는 높이보다 아래의 부분을 절단하여, 절단면에 차광막(453)을 설치하도록 해도 된다.
이 경우, 도 49의 좌측으로부터 2번째에 나타내는 바와 같이, 자외광 경화 수지(461)가 성형형(452)의 오목부에 충전된 상태에서, 자외광이 도면 중의 상방으로부터 소정 시간 조사되면, 차광막(453)의 하부에 대해서는, 자외광이 차광됨으로써, 경화가 진행되지 않은 상태로 되어, 렌즈(401)가 미완성 상태로 된다. 그러나, 자외광이 노광된 도면 중의 유효 영역 주위의 자외광 경화 수지(461)는 경화가 진행되어 렌즈(401)로서 형성된다.
이 상태에서 성형형(452)이 이형되면, 도 49의 좌측으로부터 3번째에 나타내는 바와 같이, 2단 측면형 렌즈로서 형성되는 렌즈(401) 중의, 최외주의 2단 구성의 측면 중 유리 기판(12)에 가까운 부분의 측면이 미경화의 자외광 경화 수지(461)의 침출부(461a)로서 남겨진다.
이에, 도 49의 우측부에 나타내는 바와 같이, 미경화의 자외광 경화 수지(461)의 침출부(461a)의 상태인 채의 측면에 대해, 측면의 각도나 표면 거칠기를 제어하여, 별도 자외광을 조사하여 경화시키도록 한다.
이렇게 함으로써, 도 50의 상단에 나타내는 바와 같이, 렌즈(401)의 측면 평균면(X1, X2)이 이루는 각도를, 예를 들면, 입사광의 입사 방향에 대해 각각 각도(θ1, θ2) 등의 상이한 각도로 설정하는 것이 가능해진다.
여기서, 측면(X1, X2)의 각도를 각각 각도(θ1, θ2)로 할 때, 각도(θ1) < 각도(θ2)로 되도록 구성하면, 측면 플레어의 발생을 억제함과 함께, 성형형(452)의 이형 시에, 완성된 렌즈(401)가 유리 기판(12)으로부터 벗겨지는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 측면(X1, X2) 각각의 표면 거칠기(ρ(X1), ρ(X2))를 상이한 구성으로 하는 것이 가능해진다.
여기서, 측면(X1, X2) 각각의 표면 거칠기(ρ(X1), ρ(X2))를, 표면 거칠기(ρ(X1)) < 표면 거칠기(ρ(X2))로 되도록 설정함으로써, 측면 플레어의 발생을 억제함과 함께, 성형형(452)의 이형 시에, 완성된 렌즈(401)가 유리 기판(12)으로부터 벗겨지는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 자외광 경화 수지(461)의 침출부(461a)의 형상을 조정함으로써, 도 50의 하부에 나타내는 바와 같이, 헤밍 보텀부(401d)를 형성하는 것도 가능해진다. 이에 의해, 렌즈(401)를 유리 기판(12)에 대해 보다 강고하게 고정하는 것이 가능해진다.
한편, 각도(θ1, θ2), 표면 거칠기(ρ(X1), ρ(X2)), 및 헤밍 보텀부(401d)의 형성에 대해서는, 도 48을 참조한 차광막(453)을 사용하지 않는 경우라도, 성형형(452)의 형상에 의해 설정하는 것은 가능하다. 그러나, 도 49를 참조한 바와 같이 차광막(453)이 설치된 성형형(452)이 사용되는 경우에 대해서는, 최초의 자외광의 조사에 있어서 미경화 부분으로서 남겨진 자외광 경화 수지(461)의 침출부(461a)를 나중에 조정할 수 있으므로, 각도(θ1, θ2), 표면 거칠기(ρ(X1), ρ(X2)), 및 헤밍 보텀부(401d)의 설정의 자유도를 높게 하는 것이 가능해진다.
어느 것에 있어서도, 고체 촬상 소자(11)의 유리 기판(12) 상에 렌즈(401)를 고정밀도로 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 2단 측면형 렌즈(401)에 있어서의 측면(X1, X2)의 각도, 표면 거칠기(ρ(X1), ρ(X2)), 및 헤밍 보텀부(401d)의 유무를 조정하는 것이 가능해지므로, 플레어나 고스트의 발생을 억제함과 함께, 렌즈(401)를 보다 강고하게 유리 기판(12)에 형성하는 것이 가능해진다.
<19. 제19 실시형태>
이상에서는, 성형 방법에 의해 고정밀도로 렌즈(401)를 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)에 형성하는 예에 대해 설명하였지만, 렌즈(401)를 유리 기판(12) 상의 적절한 위치에 형성하기 위해 유리 기판(12)에 얼라인먼트 마크를 형성하고, 얼라인먼트 마크에 기초하여 위치결정함으로써, 보다 고정밀도로 렌즈(401)를 유리 기판(12) 상에 형성하도록 해도 된다.
즉, 도 51에 나타내는 바와 같이, 중심으로부터 렌즈(401)의 유효 영역(Ze)(도 23의 유효 영역(131a)에 대응함)이 설치되고, 그 외주부에 비유효 영역(Zn)(도 23의 비유효 영역(131b)에 대응함)이 설치되고, 나아가 그 외주부에 유리 기판(12)이 노출된 영역(Zg)가 설치되고, 고체 촬상 소자(11)의 최외주부에 스크라이브 라인이 설정되는 영역(Zsc)이 설치되어 있다. 도 51에서는, 비유효 영역(Zn)(도 23의 비유효 영역(131b)에 대응함)에 돌출부(401a)가 설치되어 있다.
각 영역의 폭은, 유효 영역(Ze)의 폭 > 비유효 영역(Zn)의 폭 > 유리 기판(12)이 노출된 영역(Zg)의 폭 > 스크라이브 라인이 설정되는 영역(Zsc)의 폭의 관계로 된다.
얼라인먼트 마크(501)는, 유리 기판(12)이 노출된, 유리 기판(12) 상의 영역(Zg)에 형성된다. 따라서, 얼라인먼트 마크(501)의 사이즈는 영역(Zg)보다도 작은 사이즈로 되지만, 위치맞춤하기 위한 화상에 의해 인식 가능한 사이즈일 필요가 있다.
유리 기판(12) 상의, 예를 들면, 렌즈(401)의 코너부가 당접해야 할 위치에, 얼라인먼트 마크(501)를 형성하고, 얼라인먼트 카메라에 의해 촬상되는 화상에 기초하여 성형형(452)에 있어서의 렌즈의 코너부를, 얼라인먼트 마크(501)가 설치된 위치로 되도록 조정함으로써, 얼라인먼트하도록 해도 된다.
<얼라인먼트 마크의 예>
얼라인먼트 마크(501)는, 예를 들면, 도 52에 나타내는 바와 같은 얼라인먼트 마크(501A 내지 501K) 등이다.
즉, 얼라인먼트 마크(501A 내지 501C)는 사각형으로 이루어지고, 얼라인먼트 마크(501D, 501E)는 원형으로 이루어지고, 얼라인먼트 마크(501F 내지 501I)는 다각형으로 이루어지고, 얼라인먼트 마크(501J, 501K)는 복수의 선형 형상으로 이루어진다.
<얼라인먼트 마크를 유리 기판 위와 성형형에 설치하는 예>
또한, 얼라인먼트 마크(501A 내지 501K) 중 흑색 부분과 그레이 부분을, 각각 성형형(452) 상의 렌즈(401)의 외주 부분과, 유리 기판(12) 상의 영역(Zg)과의 대응하는 위치에 각각 형성하고, 예를 들면, 얼라인먼트 카메라에 의해 촬상되는 화상에 기초하여, 서로 대응하는 위치 관계로 되어 있는지를 확인함으로써, 렌즈(401)와 유리 기판(12)의 위치 관계를 얼라인먼트하도록 해도 된다.
즉, 얼라인먼트 마크(501A)의 경우, 도 52에 나타내는 바와 같이, 렌즈(401)와 성형형(452)이 적절한 위치 관계로 되도록, 성형형(452) 상에 사각형 프레임으로 이루어지는 그레이 부분의 얼라인먼트 마크(501')를 설치하고, 흑색 부분으로 되는 사각형부로 이루어지는 얼라인먼트 마크(501)를 형성한다.
그리고, 도 53의 화살표 방향으로부터, 유리 기판(12) 상의 얼라인먼트 마크(501)와 성형형(452) 상의 얼라인먼트 마크(501')를 얼라인먼트 카메라에 의해 촬상하고, 흑색의 사각 형상의 얼라인먼트 마크(501)가, 그레이의 사각형 프레임으로 이루어지는 얼라인먼트 마크(501')에 내포되어 겹치게 촬상되도록 성형형(452)의 위치를 조정함으로써, 얼라인먼트를 조정하도록 해도 된다.
이 경우, 동일한 카메라의 동일 시야 내에, 흑색 부분의 얼라인먼트 마크(501)와 그레이 부분의 얼라인먼트 마크(501')가 배치되는 것이 바람직하지만, 복수의 카메라의 위치 관계를 미리 캘리브레이션하여 두고, 복수의 카메라에 의해, 대응하는 상이한 위치에 설치된 얼라인먼트 마크(501, 501') 간의 위치 관계의 대응에 의해 얼라인먼트하도록 해도 된다.
어느 것에 있어서도, 얼라인먼트 마크(501)에 의해, 고체 촬상 소자(11)의 유리 기판(12) 상에 렌즈(401)를 고정밀도로 위치결정하여 형성하는 것이 가능해진다.
<20. 제20 실시형태>
이상에서는, 얼라인먼트 마크에 의해 렌즈(401)와 고체 촬상 소자(11) 상의 유리 기판(12)을 고정밀도로 위치결정하여 형성하는 예에 대해 설명하였지만, 렌즈(401)의 유효 영역에 AR 코팅(402)을 형성함으로써, 감도를 향상시켜, 매우 세밀한(고정밀) 촬상을 실현하도록 해도 된다.
즉, 예를 들면, 도 54의 최상단의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 위, 돌출부(401a)의 측면 및 평면부를 포함하는 비유효 영역(도 23의 비유효 영역(131b)에 대응함), 및 유효 영역(도 23의 유효 영역(131a)에 대응함)의 전역에, AR 코팅(402-P1)이 형성되도록 해도 된다.
또한, 예를 들면, 도 54의 위에서부터 2번째에 나타내는 바와 같이, 렌즈(401) 상의 돌출부(401a) 내의 유효 영역에만 AR 코팅(402-P2)이 형성되도록 해도 된다. AR 코팅(402-P2)은, 렌즈(401) 상의 돌출부(401a) 내의 영역(유효 영역(도 23의 유효 영역(131a)에 대응함))에만 형성됨으로써, 실장 리플로우 열부하시 등에서 렌즈(401)가 열에 의한 팽창이나 수축함으로써 생기는 응력을 저감시키는 것이 가능해져서, AR 코팅(402-P2)의 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
나아가, 예를 들면, 도 54의 위에서부터 3번째에 나타내는 바와 같이, 렌즈(401) 상의 돌출부(401a)의 평면부를 포함하는, 돌출부(401a)의 내측의 영역(유효 영역(도 23의 유효 영역(131a)에 대응함))에 AR 코팅(402-P3)이 형성되도록 해도 된다. AR 코팅(402-P3)은, 렌즈(401) 상의 돌출부(401a)를 포함하는, 돌출부(401a)의 내측의 영역에만 형성됨으로써, 실장 리플로우 열부하시 등에서 렌즈(401)가 열에 의한 팽창이나 수축함으로써 생기는, AR 코팅(402-P3)에 대해 생기는 응력을 저감시키는 것이 가능해져서, 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
나아가, 예를 들면, 도 54의 위에서부터 4번째에 나타내는 바와 같이, 렌즈(401) 상의 돌출부(401a)의 평면부와 그 외주부의 일부에 더하여, 돌출부(401a)의 내측의 영역(유효 영역(도 23의 유효 영역(131a)에 대응함))에 AR 코팅(402-P4)이 형성되고, 나아가, 유리 기판(12)과 렌즈(401)에 있어서의, 유리 기판(12)과의 경계 부근의 영역에 AR 코팅(402-P5)이 형성되도록 해도 된다. AR 코팅(402-P4 402-P5)과 같이, 렌즈(401)의 측면 부분의 일부에 AR 코팅이 형성되지 않는 영역이 형성됨으로써, 실장 리플로우 열부하시 등에서 렌즈(401)가 열에 의한 팽창이나 수축함으로써 생기는, AR 코팅(402-P2)에 대해 생기는 응력을 저감시키는 것이 가능해져서, 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
도 55는, 렌즈(401)에 대해, AR 코팅(402)이 형성되는 영역을 다양하게 변화시켜 실장 리플로우 열부하시에 AR 코팅(402)에 생기는 응력 분포를 정리한 것이다.
도 55는, 상부가, 렌즈(401)를 수평 및 수직으로 각각 2분할했을 때의 렌즈(401)와 AR 코팅(402)의 외형 형상이며, 하부가, 대응하는 실장 리플로우 열부하시의 AR 코팅(402)에 생기는 응력 분포이다.
도 55의 좌측부는, 주변의 유리 기판(12), 렌즈(401)의 측면, 돌출부(401a), 및 돌출부(401a)의 내부를 포함한 전체에 AR 코팅이 형성된 AR 코팅(402AA)이 형성되어 있는 경우이다.
도 55의 좌측으로부터 2번째는, 도 55의 가장 좌측부의 구성에 대해, 주변의 유리 기판(12) 및 렌즈(401)의 측면에 AR 코팅이 형성되지 않고, 그 이외의 영역에 AR 코팅이 형성된 AR 코팅(402AB)의 경우이다.
도 55의 좌측으로부터 3번째는, 도 55의 가장 좌측부의 구성에 대해, 렌즈(401)의 측면 영역에 AR 코팅이 형성되어 있지 않고, 주변의 유리 기판(12), 돌출부(401a), 및 돌출부(401a)의 내부에 AR 코팅이 행해진 AR 코팅(402AC)의 경우이다.
도 55의 좌측으로부터 4번째는, 도 55의 가장 좌측부의 구성에 대해, 렌즈(401)의 측면 영역, 돌출부(401a)의 평면부, 돌출부(401a)의 내측으로서 돌출부(401a)의 상면의 평탄부로부터 소정의 폭(A)까지의 영역에 AR 코팅이 형성되어 있지 않고, 그 이외의 돌출부(401a)의 내부 및 주변의 유리 기판(12)에 AR 코팅이 행해진 AR 코팅(402AD)의 경우이다. 여기서, 폭(A)은, 예를 들면, 100㎛이다.
도 55의 좌측으로부터 5번째는, 도 55의 가장 좌측부의 구성에 대해, 돌출부(401a)의 내측, 돌출부(401a)의 상면의 평탄부, 돌출부(401a)의 외측의 측면으로서 평탄부로부터 소정의 폭(A)만큼 아래까지의 영역에 AR 코팅이 형성되어 있는 AR 코팅(402AE)의 경우이다.
도 55의 좌측으로부터 6번째는, 도 55의 가장 좌측부의 구성에 대해, 돌출부(401a)의 내측, 돌출부(401a)의 상면의 평탄부, 돌출부(401a)의 외측의 측면으로서 평탄부로부터 소정의 폭(2A)만큼 아래까지의 영역에 AR 코팅이 형성되어 있는 AR 코팅(402AF)의 경우이다.
도 55의 좌측으로부터 7번째는, 도 55의 가장 좌측부의 구성에 대해, 돌출부(401a)의 내측, 돌출부(401a)의 상면의 평탄부, 돌출부(401a)의 외측의 측면으로서 평탄부로부터 소정의 폭(3A)만큼 아래까지의 영역에 AR 코팅이 형성되어 있는 AR 코팅(402AG)의 경우이다.
도 55의 좌측으로부터 8번째는, 도 55의 가장 좌측부의 구성에 대해, 돌출부(401a)의 내측, 돌출부(401a)의 상면의 평탄부, 돌출부(401a)의 외측의 측면으로서 평탄부로부터 소정의 폭(4A)만큼 아래까지의 영역에 AR 코팅이 형성되어 있는 AR 코팅(402AH)의 경우이다.
도 55의 가장 좌측부와의 비교에 의해, 어느 것에 있어서도, AR 코팅(402)이 렌즈(401)의 전체면을 덮도록 형성된 AR 코팅(402AA)보다도, 렌즈(401)의 돌출부(401a)보다 내측에서의 AR 코팅이 유리 기판(12) 상의 AR 코팅(402)과 연속적으로 연결되어 있지 않는 상태에서 형성되는 쪽이, AR 코팅(402)에 생기는 응력이 작은 것이 나타내어져 있다.
이상과 같이, AR 코팅(402)이 렌즈(401) 상에 형성됨으로써, 플레어나 고스트의 발생을 억제하는 것이 가능해져서, 보다 고정밀 화상을 촬상하는 것이 가능해진다.
또한, 형성되는 AR 코팅(402)은, 돌출부(401a)를 포함하는 렌즈(401)의 유효 영역과 비유효 영역을 포함하는 전체면과, 그 외주부로 되는 유리 기판(12) 상에 있어서, 유효 영역, 및 유리 기판(12) 이외의 적어도 일부에 AR 코팅이 형성되지 않는 영역을 설치하도록 함으로써, 실장 리플로우 열부하시나 신뢰성 검사 등의 가열에 의한 팽창 수축에 기인하는 크랙의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 여기서는, AR 코팅(402)에 대해 설명하였지만, 렌즈(401)의 표면에 제막되는 구성이라면, 다른 막이어도 되고, 예를 들면, 모스 아이 등의 반사 방지막 등이어도 마찬가지이다.
또한, 이상에서는, 돌출부(401a)를 구비한 렌즈의 예에 대해 설명하였지만, 돌출부(401a)를 구비하고 있지 않는 렌즈라 하더라도, 유효 영역과 비유효 영역을 포함하는 전체면과, 그 외주부로 되는 유리 기판(12) 상에 있어서, 유효 영역, 및 유리 기판(12) 이외의 적어도 일부에 AR 코팅이 형성되지 않는 영역이 설치되면 된다. 바꾸어 말하면, 렌즈(401)에 형성되는 AR 코팅(402)이, 렌즈 측면 및 유리 기판(12) 상에 형성되는 AR 코팅(402)과 연속적으로 연결된 상태에서 형성되지 않도록 하면 된다. 따라서, 렌즈(401)는, 예를 들면, 2단 측면형 렌즈(401L)여도 되고, 렌즈(401) 상에 형성되는 AR 코팅(402)이, 렌즈 측면, 및 유리 기판(12) 상에 형성되는 AR 코팅(402)과 연속적으로 연결된 상태에서 형성되지 않도록 형성되면, 마찬가지의 효과를 나타낸다.
<21. 제21 실시형태>
이상에서는, 렌즈(401)에 형성되는 AR 코팅(402)이, 유리 기판(12) 상에 형성되는 AR 코팅(402)과 연속적으로 연결된 상태에서 형성되지 않도록 함으로써, 실장 리플로우 열부하시에 열에 기인하는 팽창 수축에 의해 AR 코팅(402)이 생기는 응력을 저감시키는 예에 설명하였다.
그러나, 렌즈(401)의 돌출부(401a)나 측면을 덮도록 차광막이 형성되도록 하여, 측면 플레어의 발생을 억제하도록 해도 된다.
즉, 도 56의 최상단에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 상에 있어서, 렌즈(401)의 측면, 및 돌출부(401a)의 상면의 평면부의 높이까지의 전체 범위, 즉, 유효 영역 이외의 범위에 차광막(521)이 형성되도록 해도 된다.
또한, 도 56의 위에서부터 2번째에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 위에서부터 렌즈(401)의 측면, 및 돌출부(401a)의 상면의 평면부까지의 전체면, 즉, 유효 영역 이외의 표면 부분의 전체에 차광막(521)이 형성되도록 해도 된다.
나아가, 도 56의 위에서부터 3번째에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 위에서부터 렌즈(401)의 돌출부(401a)의 측면에 차광막(521)이 형성되도록 해도 된다.
또한, 도 56의 위에서부터 4번째에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 위에서부터 렌즈(401)의 돌출부(401a)의 측면에 있어서의, 유리 기판(12)으로부터 소정의 높이까지의 범위에 차광막(521)이 형성되도록 해도 된다.
나아가, 도 56의 위에서부터 5번째에 나타내는 바와 같이, 렌즈(401)의 돌출부(401a)의 측면에만 차광막(521)이 형성되도록 해도 된다.
또한, 도 56의 위에서부터 6번째에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 상의 2단 측면형 렌즈(401)의 2개의 측면의 최고 위치까지의 범위에 차광막(521)이 형성되도록 해도 된다.
나아가, 도 56의 위에서부터 7번째에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(12) 상의 2단 측면형 렌즈(401)의 2개의 측면의 최고 위치까지의 표면의 전체, 및 고체 촬상 소자(11)의 외주 부분을 덮도록 차광막(521)이 형성되도록 해도 된다.
어느 것에 있어서도, 차광막(521)은, 부분 성막에 의해 형성되거나, 성막후 리소그래피함으로써 형성되거나, 레지스트를 형성한 후 성막하고 레지스트를 리프트 오프함으로써 형성되거나, 또는 리소그래피에 의해 형성된다.
또한, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부에 차광막을 형성하기 위한 둑을 형성하고, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부이며 둑의 내측에 차광막(521)을 형성하도록 해도 된다.
즉, 도 57의 최상단에 나타내는 바와 같이, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부에 있어서의 유리 기판(12) 상에 렌즈 높이와 동일한 높이의 둑(531)을 형성하고, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부이며 둑(531)의 내측에 리소그래피 또는 도포에 의해 차광막(521)을 형성한 후, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등의 연마에 의해 차광막(521), 렌즈(401), 및 둑(531)의 높이를 맞추도록 해도 된다.
또한, 도 57의 2단째에 나타내는 바와 같이, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부에 있어서의 유리 기판(12) 상에 렌즈 높이와 동일한 높이의 둑(531)을 형성하고, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부이며 둑(531)의 내측에 차광막(521)의 재료를 도포하는 것만으로, 차광막(521), 렌즈(401), 및 둑(531)의 높이에 대해서는, 차광막(521)의 재료에 의해 셀프 얼라인먼트하도록 해도 된다.
나아가, 도 57의 3단째에 나타내는 바와 같이, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부에 있어서의 유리 기판(12) 상에 렌즈 높이와 동일한 높이의 둑(531)을 형성하고, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부이며 둑(531)의 내측에 리소그래피에 의해 차광막(521)을 형성하는 것으로만 해도 된다.
또한, 도 57의 4단째에 나타내는 바와 같이, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부에 있어서의 유리 기판(12) 상에, 2단 측면형 렌즈(401)와 유리 기판(12)의 경계가 연결되도록 둑(531)을 형성하고, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부이며 둑(531)의 내측에 리소그래피 또는 도포에 의해 차광막(521)을 형성한 후, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등의 연마에 의해 차광막(521), 렌즈(401), 및 둑(531)의 높이를 맞추도록 해도 된다.
또한, 도 57의 5단째에 나타내는 바와 같이, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부에 있어서의 유리 기판(12) 상에, 2단 측면형 렌즈(401)와 유리 기판(12)의 경계가 연결되도록 둑(531)을 형성하고, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부이며 둑(531)의 내측에 차광막(521)의 재료를 도포하는 것만으로, 차광막(521), 렌즈(401), 및 둑(531)의 높이에 대해서는, 차광막(521)의 재료에 의해 셀프 얼라인먼트하도록 해도 된다.
나아가, 도 57의 6단째에 나타내는 바와 같이, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부에 있어서의 유리 기판(12) 상에, 2단 측면형 렌즈(401)와 유리 기판(12)의 경계가 연결되도록 둑(531)을 형성하고, 2단 측면형 렌즈(401)의 외주부이며 둑(531)의 내측에 리소그래피에 의해 차광막(521)을 형성하는 것만으로 해도 된다.
어느 것에 있어서도, 렌즈(401)의 돌출부(401a)나 측면을 덮도록 차광막이 형성되므로, 측면 플레어의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
한편, 이상에서는, 렌즈(401)의 외주부에 차광막이 형성되는 예에 대해 설명하였지만, 렌즈(401)의 외주부로부터의 광이 침입할 수 없는 것이면 되므로, 차광막 대신에, 예를 들면, 광흡수막을 형성하도록 해도 된다.
<22. 전자기기에의 적용예>
전술한 도 1, 도 4, 도 6 내지 도 17의 촬상 장치(1)는, 예를 들면, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치, 촬상 기능을 갖는 휴대전화기, 또는, 촬상 기능을 갖는 것 외의 기기와 같은 각종의 전자기기에 적용할 수 있다.
도 58은 본 기술을 적용한 전자기기로서의 촬상 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 58에 나타내는 촬상 장치(1001)는, 광학계(1002), 셔터 장치(1003), 고체 촬상 소자(1004), 구동 회로(1005), 신호 처리 회로(1006), 모니터(1007), 및 메모리(1008)를 구비하여 구성되고, 정지화상 및 동영상을 촬상 가능하다.
광학계(1002)는, 1장 또는 복수매의 렌즈를 갖고 구성되어, 피사체로부터의 광(입사광)을 고체 촬상 소자(1004)로 가이드하고, 고체 촬상 소자(1004)의 수광면에 결상시킨다.
셔터 장치(1003)는 광학계(1002) 및 고체 촬상 소자(1004)의 사이에 배치되고, 구동 회로(1005)의 제어에 따라 고체 촬상 소자(1004)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어한다.
고체 촬상 소자(1004)는 전술한 고체 촬상 소자를 포함하는 패키지에 의해 구성된다. 고체 촬상 소자(1004)는, 광학계(1002) 및 셔터 장치(1003)를 통해 수광면에 결상되는 광에 따라, 일정 기간 동안 신호 전하를 축적한다. 고체 촬상 소자(1004)에 축적된 신호 전하는, 구동 회로(1005)로부터 공급되는 구동 신호(타이밍 신호)에 따라 전송된다.
구동 회로(1005)는, 고체 촬상 소자(1004)의 전송 동작 및 셔터 장치(1003)의 셔터 동작을 제어하는 구동 신호를 출력하여, 고체 촬상 소자(1004) 및 셔터 장치(1003)를 구동한다.
신호 처리 회로(1006)는, 고체 촬상 소자(1004)로부터 출력된 신호 전하에 대해 각종의 신호 처리를 실시한다. 신호 처리 회로(1006)가 신호 처리를 실시함으로써 얻어진 화상(화상 데이터)은, 모니터(1007)에 공급되어 표시되거나, 메모리(1008)에 공급되어 기억(기록)되거나 한다.
이와 같이 구성되어 있는 촬상 장치(1001)에 있어서도, 전술한 광학계(1002) 및 고체 촬상 소자(1004) 대신에, 도 1, 도 9, 도 11 내지 도 22 중 어느 하나의 촬상 장치(1)를 적용함으로써, 장치 구성의 소형화 및 높이 감소를 실현하면서, 내부 난반사에 기인하는 고스트나 플레어를 억제하는 것이 가능해진다.
<23. 고체 촬상 장치의 사용예>
도 59는 전술한 촬상 장치(1)를 사용하는 사용예를 나타내는 도면이다.
전술한 촬상 장치(1)는, 예를 들면, 이하와 같이, 가시광이나, 적외광, 자외광, X선 등의 광을 센싱하는 다양한 경우에 사용할 수 있다.
·디지털 카메라나, 카메라 기능을 갖는 휴대기기 등의, 감상용으로 제공되는 화상을 촬영하는 장치
·자동 정지 등의 안전 운전이나, 운전자의 상태의 인식 등을 위해, 자동차의 전방이나 후방, 주위, 차내 등을 촬영하는 차재용 센서, 주행 차량이나 도로를 감시하는 감시 카메라, 차량 사이 등의 측거(測距)를 행하는 측거 센서 등의, 교통용으로 제공되는 장치
·사용자의 제스처를 촬영하여, 그 제스처에 따른 기기 조작을 행하기 위해, TV나, 냉장고, 에어컨 등의 가전에 제공되는 장치
·내시경이나, 적외광의 수광에 의한 혈관 촬영을 행하는 장치 등의, 의료나 헬스케어용으로 제공되는 장치
·방범 용도의 감시 카메라나 인물 인증 용도의 카메라 등의 보안용으로 제공되는 장치
·피부를 촬영하는 피부 측정기나 두피를 촬영하는 현미경 등의 미용용으로 제공되는 장치
·스포츠 용도 등으로의 액션 카메라나 웨어러블 카메라 등의 스포츠용으로 제공되는 장치
·밭이나 작물의 상태를 감시하기 위한 카메라 등의 농업용으로 제공되는 장치
<24. 내시경 수술 시스템에의 응용예>
본 개시와 관련되는 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시와 관련되는 기술은, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 된다.
도 60은 본 개시와 관련되는 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 60에서는, 시술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 이용하여, 환자 침대(11133) 상의 환자(11132)에게 수술을 행하고 있는 모습이 도시되어 있다. 도시한 것처럼, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의 그 밖의 시술구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지 암 장치(11120)와, 내시경을 이용한 수술을 위한 각종의 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단으로부터 소정 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내로 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시하는 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 이른바 경성경으로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있지만, 내시경(11100)은, 연성의 경통을 갖는 이른바 연성경으로서 구성되어도 된다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 끼워진 개구부가 설치되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 해당 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부로 연장 설치되는 라이트 가이드에 의해 해당 경통의 선단까지 도광되고, 대물 렌즈를 통해 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향해 조사된다. 또한, 내시경(11100)은, 직시경이어도 되고, 사시경 또는 측시경이어도 된다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 설치되어 있으며, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 해당 광학계에 의해 해당 촬상 소자에 집광된다. 해당 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전 변환되어, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 해당 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 컨트롤 유닛(CCU： Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등에 의해 구성되며, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 총괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대해, 예를 들면 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 해당 화상 신호에 기초하는 화상을 표시하기 위한 각종의 화상 처리를 실시한다.
표시 장치(11202)는, CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 해당 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하는 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원으로 구성되고, 시술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력장치(11204)는, 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력장치(11204)를 통해, 내시경 수술 시스템(11000)에 대해 각종의 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수 있다. 예를 들면, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경하는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는, 조직의 소작, 절개 또는 혈관의 봉지 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는, 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 시술자의 작업 공간의 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 부풀어 오르게 하기 위해, 기복 튜브(11111)를 통해 해당 체강 내로 가스를 보낸다. 레코더(11207)는, 수술에 관한 각종의 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는, 수술에 관한 각종의 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종의 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)에 시술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED, 레이저 광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색 광원으로부터 구성할 수 있다. RGB 레이저 광원의 조합에 의해 백색 광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에 있어서 촬상 화상의 화이트 밸런스의 조정을 행할 수 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저 광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어함으로써, RGB 각각에 대응한 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 해당 방법에 따르면, 해당 촬상 소자에 컬러 필터를 설치하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그 구동이 제어되어도 된다. 그 광의 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함으로써, 이른바 흑색 결함 및 노출 과다가 없는 고다이나믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 특수광 관찰에 대응한 소정의 파장 대역의 광을 공급할 수 있게 구성되어도 된다. 특수광 관찰에서는, 예를 들면, 체조직에 있어서의 광의 흡수의 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰 시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비해 협대역의 광을 조사함으로써, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 높은 콘트라스트로 촬영하는, 이른바 협대역 광관찰(Narrow Band Imaging)이 이루어진다. 또는, 특수광 관찰에서는, 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 이루어져도 된다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하고 해당 체조직으로부터의 형광을 관찰(자가 형광 관찰)하거나, 또는 인도시아닌그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국부적으로 주입함과 함께 해당 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응한 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 것 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는, 이와 같은 특수광 관찰에 대응한 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하게 구성될 수 있다.
도 61은, 도 60에 나타내는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는, 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은, 경통(11101)과의 접속부에 설치되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단으로부터 받아들여진 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되어, 해당 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은, 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)는, 촬상 소자로 구성된다. 촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 1개(이른바 단판식)이어도 되고, 복수(이른바 다판식)이어도 된다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들면, 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 이들이 합성됨으로써 컬러 화상을 얻을 수 있어도 된다. 또는, 촬상부(11402)는, 3D(Dimensional) 표시에 대응하는 오른쪽 눈용 및 왼쪽 눈용 화상 신호를 각각 취득하기 위한 한 쌍의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 된다. 3D 표시가 행해짐으로써, 시술자(11131)는 시술부에 있어서의 생체 조직의 안쪽으로의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능하게 된다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 설치될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는, 반드시 카메라 헤드(11102)에 설치되지 않아도 된다. 예를 들면, 촬상부(11402)는, 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 바로 뒤에 설치되어도 된다.
구동부(11403)는, 액추에이터에 의해 구성되며, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 광축을 따라 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는, CCU(11201)와의 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는, 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통해 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는, CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하여, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 해당 제어 신호에는, 예를 들면, 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정하는 취지의 정보, 촬상 시의 노출값을 지정하는 취지의 정보, 및/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정하는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기 프레임 레이트나 노출값, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 되고, 취득된 화상 신호에 기초하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 된다. 후자의 경우에는, 이른바 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는, 통신부(11404)를 통해 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 기초하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 통해 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)에 대해서, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기 통신이나 광 통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는, 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대해서 각종의 화상 처리를 실시한다.
제어부(11413)는, 내시경(11100)에 의한 시술부 등의 촬상, 및 시술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종의 제어를 행한다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는, 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하여, 시술부 등이 찍힌 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이 때, 제어부(11413)는, 각종의 화상 인식 기술을 이용하여 촬상 화상 내에 있어서의 각종의 물체를 인식해도 된다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지의 형상이나 색 등을 검출함으로써, 겸자 등의 시술구, 특정한 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용 시의 미스트(mist) 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는, 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때에, 그 인식 결과를 이용하여, 각종의 수술 지원 정보를 해당 시술부의 화상에 중첩 표시시켜도 된다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되어, 시술자(11131)에게 제시됨으로써, 시술자(11131)의 부담을 경감하는 것이나, 시술자(11131)가 확실히 수술을 진행시키는 것이 가능하게 된다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응한 전기 신호 케이블, 광통신에 대응한 광섬유, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시하는 예에서는, 전송 케이블(11400)을 이용하여 유선으로 통신이 이루어지고 있었지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 사이의 통신은 무선으로 이루어져도 된다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 일례에 대해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 가운데, 예를 들면, 내시경(11100)이나, 카메라 헤드(11102)(의 촬상부(11402)), CCU(11201)(의 화상 처리부(11412)) 등에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 1, 도 9, 도 11 내지 도 22의 촬상 장치(1)는 렌즈 유닛(11401) 및 촬상부(10402)에 적용할 수 있다. 렌즈 유닛(11401) 및 촬상부(10402)에 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 장치 구성의 소형화 및 높이 감소를 실현함과 함께, 내부 난반사에 기인하는 플레어나 고스트의 발생을 억제시키는 것이 가능해진다.
한편, 여기서는, 일례로서 내시경 수술 시스템에 대해 설명하였지만, 본 개시에 관한 기술은, 그 밖에, 예를 들면, 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 된다.
<25. 이동체에의 응용예>
본 개시와 관련되는 기술(본 기술)은 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시와 관련되는 기술은 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등 어느 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 62는 본 개시와 관련되는 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은 통신 네트워크(12001)를 거쳐 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 62에 나타낸 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차재 네트워크 I/F(Interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련하는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 보디계 제어 유닛(12020)은 키리스 엔트리(keyless entry) 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 깜빡이 또는 안개등 등의 각종 램프의 제어장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은 이들 전파 또는 신호의 입력을 수신하여, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은 촬상부(12031)에 차 밖의 화상을 촬상시키고, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면 상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면, 운전자를 촬상하는 카메라를 포함한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있지 않은지를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표값을 연산하여, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 차선 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량 주위의 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)으로 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 눈부심 방지를 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력장치로 음성 및 화상 중 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 62의 예에서는, 출력장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되고 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 63은 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 63에서는, 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104 및 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노즈, 사이드 미러, 리어범퍼, 백 도어 및 차실내의 프런트 글래스의 상부 등의 위치에 설치된다. 프런트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프런트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101, 12105)에서 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량 또는 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 63에는 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노즈에 설치된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타낸다. 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 설치된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어범퍼 또는 백 도어에 설치된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)로 촬상된 화상 데이터가 중첩됨으로써, 차량(12100)을 상방으로부터 본 부감 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는 거리 정보를 취득하는 기능을 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용의 화소를 가지는 촬상 소자여도 된다.
예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어지는 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로 상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 대략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 선행차와의 사이에서 미리 확보해야 하는 차간거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함함)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함함) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 바탕으로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 이륜차, 보통 차량, 대형차량, 보행자, 전신주 등 그 외의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량(12100) 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통해 드라이버에 경보를 출력하거나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통해 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 아닌지를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면, 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에 있어서의 특징점을 추출하는 절차와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 아닌지를 판별하는 절차에 의해 행해진다. 마이크로컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하여, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 가운데, 예를 들면, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 1, 도 9, 도 11 내지 도 22의 촬상 장치(1)는 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 장치 구성의 소형화 및 높이 감소를 실현함과 함께, 내부 난반사에 기인하는 플레어나 고스트의 발생을 억제시키는 것이 가능해진다.
한편, 본 개시는 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
<1> 입사광의 광량에 따라 광전 변환에 의해 화소 신호를 생성하는 고체 촬상 소자와,
상기 고체 촬상 소자의 수광면에 대해 상기 입사광을 포커싱하는, 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군을 포함하고,
상기 렌즈군 중 상기 입사광의 입사 방향에 대해 최하위층을 구성하는 최하위층 렌즈가, 상기 입사광을 수광하는 방향에 대해 최앞단에 구성되고,
상기 최하위층 렌즈는 비구면의 오목형 렌즈이며, 상기 최하위층 렌즈의 측면에 차광막이 형성되는 촬상 장치.
<2> 상기 최하위층 렌즈에는, 상기 입사광을 상기 고체 촬상 소자에 대해 집광시키는 유효 영역이 설정되고,
상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면 중, 상기 유효 영역이 설정되는 높이까지의 영역에 형성되는, <1>에 기재된 촬상 장치.
<3> 상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면에 더하여, 상기 최하위층 렌즈가 부착되는 상기 고체 촬상 소자 상의 유리 기판 상에 형성되는, <1> 또는 <2>에 기재된 촬상 장치.
<4> 상기 최하위층 렌즈에는, 상기 입사광을 상기 고체 촬상 소자에 대해 집광시키는 유효 영역이 설정되고,
상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면을 포함하는, 상기 유효 영역 이외의 영역에 형성되는, <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
<5> 상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면을 포함하는, 상기 유효 영역 이외의 영역에 있어서의, 상기 최하위층 렌즈의 상기 입사광의 입사 방향의 높이까지의 전체를 덮도록 형성되는, <4>에 기재된 촬상 장치.
<6> 상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에 형성되는, <5>에 기재된 촬상 장치.
<7> 상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에, 상기 차광막을 형성하는 재질이 리소그래피에 의해 충전됨으로써 형성되는, <6>에 기재된 촬상 장치.
<8> 상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에, 상기 차광막을 형성하는 재질이 도포됨으로써 형성되는, <6>에 기재된 촬상 장치.
<9> 상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에, 상기 차광막을 형성하는 재질이 리소그래피에 의해 충전된 후 또는 도포된 후, 연마됨으로써 형성되는, <6>에 기재된 촬상 장치.
<10> 상기 둑은 상기 최하위층 렌즈의 측면과 접속되어 형성되는, <9>에 기재된 촬상 장치.
<11> 상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면을 포함하는, 상기 유효 영역 이외의 영역에 있어서의, 상기 최하위층 렌즈의 상기 입사광의 입사 방향의 높이까지의 표면에 형성되는, <4>에 기재된 촬상 장치.
<12> 상기 최하위층 렌즈의 외주 측면에는, 상기 최하위층 렌즈의 가장 두꺼운 두께보다도 상기 유리 기판으로부터의 두께가 두껍고, 평면부를 구비한 둑 형상의 돌출부가 형성되는, <3>에 기재된 촬상 장치.
<13> 상기 최하위층 렌즈의 외주부에는, 다단으로 측면이 형성되는, <1> 내지 <12> 중 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
<14> 상기 고체 촬상 소자는 적층 구조이고, 또한, 캐비티가 없는 구조인, <1> 내지 <13> 중 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
1: 촬상 장치
10: 일체화 구성부
11: (CPS 구조의) 고체 촬상 소자
11a: 하측 기판(로직 기판)
11b: 상측 기판(화소 센서 기판)
11c: 컬러 필터
11d: 온칩 렌즈
12: 유리 기판
13: 접착제
14: IRCF(적외광 차단 필터)
14': IRCF 유리 기판
15: 접착제
16: 렌즈군
17: 회로 기판
18: 액추에이터
19: 커넥터
20: 스페이서
21: 화소 영역
22: 제어 회로
23: 로직 회로
32: 화소
51: 포토다이오드
81: 실리콘 기판
83: 배선층
86: 절연막
88: 실리콘 관통 전극
91: 솔더 마스크
101: 실리콘 기판
103: 배선층
105: 칩 관통 전극
106: 접속용 배선
109: 실리콘 관통 전극
131: 렌즈
151: 접착제
171: 렌즈군
191: (COB 구조의) 고체 촬상 소자
192: 와이어 본드
211: 적외광 차단 수지
231: 유리 기판
231a: 볼록부
231b: 공동(캐비티)
251: 적외광 차단 기능을 갖는 도포제
271: 렌즈
271a: AR 코팅
291: 렌즈
291a: 반사 방지 처리부
301: 적외광 차단 렌즈
321: 유리 기판
351: 굴절막
371, 371-1 내지 371-4, 381: 부가막
401, 401A 내지 401U, 401AA 내지 401AH: 렌즈
401a 돌출부
40lb, 40lb': 헤밍 보텀부
401d: 헤밍 보텀부
402, 402A 내지 402U, 402AA 내지 402AH, 402-P1 내지 402-P5: AR 코팅
451: 기판
452, 452', 452", 452"': 성형형
453: 차광막
461: 자외광 경화 수지
461a: 침출부
501, 501', 501A 내지 501K: 얼라인먼트 마크
521: 차광막
531: 둑

Claims (14)

  1. 입사광의 광량에 따라 광전 변환에 의해 화소 신호를 생성하는 고체 촬상 소자와,
    상기 고체 촬상 소자의 수광면에 대해 상기 입사광을 포커싱하는, 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈군을 포함하고,
    상기 렌즈군 중 상기 입사광의 입사 방향에 대해 최하위층을 구성하는 최하위층 렌즈가, 상기 입사광을 수광하는 방향에 대해 최앞단에 구성되고,
    상기 최하위층 렌즈는 비구면의 오목형 렌즈이며, 상기 최하위층 렌즈의 측면에 차광막이 형성되는, 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최하위층 렌즈에는, 상기 입사광을 상기 고체 촬상 소자에 대해 집광시키는 유효 영역이 설정되고,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면 중, 상기 유효 영역이 설정되는 높이까지의 영역에 형성되는, 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면에 더하여, 상기 최하위층 렌즈가 부착되는 상기 고체 촬상 소자 상의 유리 기판 상에 형성되는, 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 최하위층 렌즈에는, 상기 입사광을 상기 고체 촬상 소자에 대해 집광시키는 유효 영역이 설정되고,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면을 포함하는, 상기 유효 영역 이외의 영역에 형성되는, 촬상 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면을 포함하는, 상기 유효 영역 이외의 영역에 있어서의, 상기 최하위층 렌즈의 상기 입사광의 입사 방향의 높이까지의 전체를 덮도록 형성되는, 촬상 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑(bank)과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에 형성되는, 촬상 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에, 상기 차광막을 형성하는 재질이 리소그래피에 의해 충전됨으로써 형성되는, 촬상 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에, 상기 차광막을 형성하는 재질이 도포됨으로써 형성되는, 촬상 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 외주부에 형성된 둑과 상기 최하위층 렌즈의 측면과의 사이에, 상기 차광막을 형성하는 재질이 리소그래피에 의해 충전된 후 또는 도포된 후, 연마됨으로써 형성되는, 촬상 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 둑은 상기 최하위층 렌즈의 측면과 접속되어 형성되는, 촬상 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 차광막은, 상기 최하위층 렌즈의 측면을 포함하는, 상기 유효 영역 이외의 영역에 있어서의, 상기 최하위층 렌즈의 상기 입사광의 입사 방향의 높이까지의 표면에 형성되는, 촬상 장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 최하위층 렌즈의 외주 측면에는, 상기 최하위층 렌즈의 가장 두꺼운 두께보다도 상기 유리 기판으로부터의 두께가 두껍고, 평면부를 구비한 둑 형상의 돌출부가 형성되는, 촬상 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 최하위층 렌즈의 외주부에는, 다단으로 측면이 형성되는, 촬상 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자는 적층 구조이고, 또한, 캐비티가 없는 구조(non-cavity structure)인, 촬상 장치.
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