TW201546500A - 光學元件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光學元件，所述光學元件具有能夠確實地阻斷構成重影等原因光的光程的遮光層，並且能夠通過固體攝像元件的光軸方向的紫外光的照射而確實地接合在包裝上。光學元件是內裝有固體攝像元件的攝像裝置中使用的光學元件，包括：正反兩面具備朝向固體攝像元件的光入射的入射和光透過而朝向固體攝像元件出射的出射面的透明基板，形在透明基板的中央部將光的一部分透過的第一透光部，在入射面及出射面中的至少一面上以成框狀地包圍第一透光部的外周的方式形成的、將光的一部分遮住的遮光部，以包圍遮光部的外周的方式形成在透明基板的緣部的、將光的一部分透過的第二透光部。

Description

光學元件

本發明涉及一種光學元件，是配置在固體攝像元件前面的光學元件，特別是安裝於收納固體攝像元件的包裝的前面、對固體攝像元件進行保護並且用作透光窗的防護玻璃、用於固體攝像元件的視見度修正的近紅外線截止濾光片等光學元件。

近些年，內裝有CCD、CMOS等固體攝像元件的攝像元件被用於手機、可擕式資訊終端機器等。這樣的攝像元件具備收納固體攝像元件的陶瓷制、樹脂制的鬥形包裝和被紫外線固化型黏合劑固附在包裝的周緣部並且對固體攝像元件進行密封的防護玻璃。(例如專利文獻1)

另外，一般而言，因為固體攝像元件從近紫外線區域到近紅外線區域具有分光靈敏度，所以具備阻斷入射光的近紅外部分並按接近人的視見度的方式進行修正的近紅外線截止濾光片的攝像元件也供實際使用。為了縮小攝像組件整體的尺寸，還提出了兼具近紅外線截止濾光片和防護玻璃的構成的近紅外線截止濾光片(例如，專利文獻2)。

專利文獻2中記載的近紅外線截止濾光片具有：板 狀的透明基材(例如紅外線吸收玻璃)、形成在透明基材的一面(朝向固體攝像元件的光入射的入射面)的由介質多層膜構成的紫外．紅外光反射膜、形成在透明基材的另一面(朝向固體攝像元件的光出射的出射面)的防反射膜。

另外，如果將這樣的近紅外線截止濾光片等光學部 件配置在固體攝像元件的前面(即朝向固體攝像元件的光的光程中)，則在近紅外線截止濾光片的側面等反射的光入射到固體攝像元件的攝像面，由此引發出現反射光斑、重影等的問題，所以在專利文獻2中記載的近紅外線截止濾光片中，提出在紫外．紅外光反射膜上進一步形成框狀的遮光層，截斷成為重影等的原因的光的光程的對策。

專利文獻1：日本特開2012-113045號公報

專利文獻2：日本特開2013-068688號公報

專利文獻2中記載的近紅外線截止濾光片被安裝在包裝的前面的情況下，在近紅外線截止濾光片的另一面(即、射出面)上的周緣部和包裝的周緣部之間塗布紫外線固化型黏合劑，進行近紅外線截止濾光片和包裝的對位，然後照射紫外線，使紫外線固化型黏合劑固化。

但是，專利文獻2中記載的近紅外線截止濾光片中，因為在近紅外線截止濾光片的一面側(即、入射面側)的周緣部形成有框狀的遮光層，所以即使從朝向固體攝像元件的方向 (即、固體攝像元件的光軸方向)照射紫外光，紫外光也會被遮光層遮住，導致紫外光沒有到達紫外線固化型黏合劑，存在未能將紫外線固化型黏合劑充分固化的問題。為了解決這種問題，也考慮從與固體攝像元件的光軸垂直的方向(即、從包裝的側面側)照射紫外光，但該情況下，必須將照射紫外光的紫外線照射裝置以包圍包裝的周圍的方式進行配置，產生生產設備大型化這樣的問題。另外，即使使用大型的紫外線照射裝置，在從與固體攝像元件的光軸垂直的方向進行紫外光照射的情況下，因為紫外線固化型黏合劑是從包裝的外側向內側緩慢地固化，所以也還存在容易出現固化不均這樣的問題。

本發明是鑒於與這樣的事情而實施的，本發明的目 的在於提供一種光學元件，所述光學元件具有能夠確實地阻斷構成重影等的原因的光的光程的遮光層，並且能夠通過固體攝像元件的光軸方向的紫外光的照射而確實地接合在包裝上。

本發明用於解決課題的手段

為了實現上述目的，本發明的光學元件是內裝有固 體攝像元件的攝像裝置中使用的光學元件，包括：正反兩面具備朝向固體攝像元件的光入射的入射和光透過而朝向固體攝像元件出射的出射面的透明基板，形成在透明基板的中央部、將光的一部分透過的第一透光部，在入射面及出射面中的至少一面上、以成框狀地包圍第一透光部的外周的方式形成的將光的一部分遮住的遮光部，以及以包圍遮光部的外周的方式形成在透明基板 的緣部的將光的一部分透過的第二透光部。

根據這樣的構成，在將光學元件安裝於固體攝像元 件的包裝上之際，如果從固體攝像元件的光軸方向照射紫外光，則因為該紫外光透過第二透光部，所以能夠確實地使塗布在包裝和第二透光部之間的紫外線固化型黏合劑固化，能夠將光學元件確實地接合在固體攝像元件的包裝上。另外，通過遮光部能夠阻斷構成重影等的原因的光的光程。

另外，光學元件是安裝在對固體攝像元件進行收納 的鬥形包裝的前面的防護玻璃，在防護玻璃被安裝在包裝上時，能夠按包裝的內壁的延長線通過遮光部的方式進行構成。另外，在這種情況下，優選防護玻璃在射出面側構成為通過塗布成至少覆蓋第二透光部的紫外線固化型黏合劑而安裝於包裝。

另外，透明基板具有矩形板狀的形狀，將透明基板 的第一方向的長度定義為H、將與該第一方向垂直的第二方向的長度定義為L時，遮光部優選形成在以通過透明基板的中心的中心軸為中心的具有0.8 H×0.8 L的尺寸的矩形區域的內側。

另外，遮光部可由金屬或樹脂的薄膜形成。根據這 樣的構成，能夠容易地形成遮光性高的遮光部。

另外，優選第一透光部的面積比固體攝像元件的受 光面的面積大。

另外，透明基板優選為吸收近紅外線區域的波長的 光的近紅外線吸收玻璃。另外，在該情況下，優選近紅外線吸收 玻璃是由含有Cu²⁺的氟磷酸鹽系玻璃、或含有Cu²⁺的磷酸鹽系玻璃構成的。根據這樣的構成，因為能夠從入射到固體攝像元件的光中除去近紅外線，所以按固體攝像元件的分光靈敏度接近人的視見度的方式進行修正。

另外，光學元件可以進一步具有至少覆蓋第一透光 部的功能膜。另外，在該情況下，優選功能膜是具備防反射、切斷紅外線、切斷紫外線中的至少一個以上功能的光學薄膜。

本發明的有益效果：如上所述，根據本發明，實現了一種光學元件，所述光學元件具有能夠確實地阻斷構成重影等的原因的光的光程的遮光層，並且能夠通過固體攝像元件的光軸方向的紫外光的照射而確實地接合在包裝上。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

1‧‧‧固體攝像設備

100、100A‧‧‧防護玻璃

101‧‧‧玻璃基材

101a‧‧‧入射面

101b‧‧‧出射面

102、102A‧‧‧遮光膜

200‧‧‧固體攝像元件

300‧‧‧包裝

301‧‧‧開口部

302‧‧‧緣部

303‧‧‧內壁

L‧‧‧寬度

H‧‧‧長度

S‧‧‧遮光部

T1‧‧‧第一透光部

T2‧‧‧第二透光部

第1(a)圖是防護玻璃的平面圖。

第1(b)圖是防護玻璃的縱截面圖

第2圖是說明搭載了本發明的實施方式所涉及的防護玻璃的固體攝像設備的構成的縱截面圖。

第3(a)圖是表示防護玻璃的製造工序的流程圖。

第3(b)圖是對應於各製造工序的防護玻璃的平面放大圖。

第3(c)圖是對應於各製造工序的防護玻璃的截面放大圖。

第4圖是本發明的實施方式所涉及的防護玻璃的變形例的構成的說明圖。

以下參照附圖，對本發明的實施方案進行詳細說明。應予說明，圖中，相同或相應的部分帶有相同的符號，不重複說明。

第1(a)及1(b)圖是本發明的實施方式所涉及的防護玻璃100的構成的說明圖，第1(a)圖是防護玻璃100的平面圖，第1(b)圖是縱截面圖。另外，第2圖是說明固體攝像元件200的包裝300的開口部301(被包裝300的內壁303包圍的部分)被本實施方式的防護玻璃100密封的固體攝像設備1的構成的縱截面圖。本實施方式的防護玻璃100是安裝在收納固體攝像元件200的包裝300的前面(即開口部301)(第2圖)，對固體攝像元件200進行保護，並且用作透光窗的光學元件。

如第1(a)圖所示，本實施方式的防護玻璃100呈現矩形板狀的外觀，是由玻璃基材101(透明基板)和形成在玻璃基材101上的遮光膜102構成的。另外，玻璃基材101的一面(第1(b)圖中上側的表面)在防護玻璃100被安裝于包裝300時，成為朝向固體攝像元件200的光入射的入射面101a，玻璃基材101的另一面(第1(b)圖中下側的表面)成為入射到入射面101a的光出射的出 射面101b。應予說明，防護玻璃100的尺寸根據安裝防護玻璃100的包裝300的尺寸而適當設定，在本實施方式中設定成6mm(橫向)×5mm(縱向)。

本實施方式的玻璃基材101是含有Cu²⁺的紅外線吸 收玻璃(含有Cu²⁺的氟磷酸鹽系玻璃或含有Cu²⁺的磷酸鹽系玻璃)。一般而言，氟磷酸鹽系玻璃具有優異的耐氣候性，通過在玻璃中添加Cu²⁺，能夠在維持可見光域的高透過率的同時吸收近紅外線。所以，如果玻璃基材101被配置在入射到固體攝像元件200的入射光的光程中，則作為一種低通濾波器起作用，按固體攝像元件200的分光靈敏度接近人的視見度的方式進行修正。應予說明，本實施方式的玻璃基材101中使用的氟磷酸鹽系玻璃能夠使用公知的玻璃組成，但特別優選為含有Li⁺、堿土類金屬離子(例如Ca²⁺、Ba²⁺等)、稀土類元素離子(Y3⁺、La³⁺等)的組成。另外，本實施方式的玻璃基材101的厚度沒有特別限定，從實現小型輕質化的觀點考慮，優選為0.1~1.5mm的範圍。

遮光膜102是蒸鍍在玻璃基材101上的Cr(鉻)的薄 膜，具有將入射到入射面101a的光的一部分遮住、將成為重影等的原因的不必要的光除去的功能。遮光膜102在俯視防護玻璃100時，具有規定寬度(例如、1mm寬度)的矩形框狀的形狀，形成遮光部S。另外，在遮光部S的內側(即、防護玻璃100的中央部)，形成有使入射到入射面101a的光透過到射出面101b的矩形形狀的第一透光部T1，在遮光部S的外側(即、防護玻璃100的外周 緣部)，形成有使入射到入射面101a的光透過到射出面101b的框狀的第二透光部T2。

如第2圖所示，防護玻璃100以塞住收納 CCD(Charge-Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等固體攝像元件200的鬥形包裝300的開口部301的方式安裝，被紫外線固化型黏合劑X固定。

將防護玻璃100安裝到包裝300上的情況下，首先， 在載置防護玻璃100的包裝300的緣部302塗布紫外線固化型黏合劑X。然後，將防護玻璃100載置於包裝300的緣部302，對兩者進行對位，然後從防護玻璃100的入射面101a側(第2圖中上側)照射紫外光，使紫外線固化型黏合劑X固化，將防護玻璃100固定於包裝300。

如第2圖所示，本實施方式中，防護玻璃100被載 置到包裝300上時，使包裝300的內壁303位於遮光膜102的鉛直方向下方。即，換言之，按包裝300的內壁303的延長線P通過遮光膜102的方式，將遮光膜102配置成從比延長線P更靠外側的區域(即、緣部302的上方的區域)跨到內側的區域(即、開口部301的上方的區域)。然後，如果從防護玻璃100的入射面101a側與固體攝像元件200的光軸方向(第2圖中的上下方向)平行地照射紫外光，則因為紫外光通過第二透光部T2而到達紫外線固化型黏合劑X，所以紫外線固化型黏合劑X固化。

由此，在本實施方式的防護玻璃100中，構成為： 通過在遮光膜102(即、遮光部S)的外側形成紫外光透過的第二透光部T2，能夠使位於第二透光部T2的下側的紫外線固化型黏合劑X確實地固化，能夠將防護玻璃100確實地固定於包裝300。 應予說明，在本實施方式中，因為遮光膜102的一部分處於緣部302的上方的區域，所以紫外光沒有直接到達位於遮光膜102的正下方的紫外線固化型黏合劑X，但是，因為透過第二透光部T2而入射到紫外線固化型黏合劑X的紫外光的一部分在紫外線固化型黏合劑X及緣部302的表面發生亂反射，所以位於遮光膜102的正下方的紫外線固化型黏合劑X也緩慢地固化。

如果將防護玻璃100安裝在包裝300上，則防護玻 璃100被配置在入射到固體攝像元件200的光的光程中，但是，如上所述，因為在防護玻璃100中形成有遮光部S(即、遮光膜102)，僅透過了第一透光部T1的光被導入固體攝像元件200，所以不會向固體攝像元件200入射不必要的光，不會發生重影、反射光斑。應予說明，第一透光部T1和遮光部S的大小根據配置在固體攝像設備1的外側的透鏡等光學元件、固體攝像元件200的尺寸以及防護玻璃100的尺寸適當決定，但按至少第一透光部T1的面積比固體攝像元件200的受光面的面積大的方式構成。

另外，第二透光部T2的尺寸根據包裝300的緣部 302的厚度適當確定，但是，只要能夠使紫外線固化型黏合劑X充分固化的光量的紫外光透過即可，也可以基於玻璃基材101的尺寸加以確定。例如，如第1(a)圖所示，以玻璃基材101的縱向(第 一方向)的長度為H、橫向(與第一方向垂直的第二方向)的長度為L的情況下，能夠形成為第二透光部T2的縱向的寬度為H的10%(0.1 H)、橫向的寬度為L的10%(0.1 L)。在這種情況下，遮光膜102被形成在以通過玻璃基材101的中心的中心軸C為中心的具有0.8 H×0.8 L的尺寸的矩形區域的內側。

接下來，對本實施方式的防護玻璃100的製造方法 進行說明。第3(a)、3(b)及3(c)圖是表示本實施方式所涉及的防護玻璃100的製造方法的流程。第3(a)圖是表示防護玻璃100的製造工序的流程圖，第3(b)圖是對應於各製造工序的防護玻璃100的平面放大圖，第3(c)圖是對應於各製造工序的防護玻璃100的截面放大圖。應予說明，為了容易理解，在第3(b)圖中，對構成因素的一部分施加濃淡，在第3(c)圖中，強調地示出構成因素的一部分。

(玻璃基板的成型)

玻璃基板的成型工序中，準備由具備所希望的光學 特性的玻璃組成構成的玻璃板，按外形尺寸與最終形狀(即、防護玻璃100的形狀)大致相同的方式通過公知的切斷方法進行切斷。切斷方法有通過金剛石刀具刻設切斷線後折斷的方法，通過切割裝置進行切斷的方法。應予說明，該工序中使用的玻璃板可以使用通過研磨等的粗研磨而加工成接近最終形狀的板厚尺寸的玻璃板。玻璃板被切斷後，實施清洗，得到玻璃基材101。

(Cr薄膜的形成)

接下來，在Cr薄膜的形成工序中，通過濺射法、真 空蒸鍍方法等在玻璃基材101上形成成為遮光膜102的基底的、膜厚大約0.1μm的Cr薄膜。

(抗蝕劑塗布．烘烤)

在抗蝕劑塗布.烘烤工序中，在Cr薄膜的表面塗布 光刻膠，烘烤規定時間。光刻膠只要在紫外波長區域或紅外波長區域的光的作用下溶解性發生變化即可，對材料沒有特別限定。 另外，作為光刻膠的塗布方法，可以適用眾所周知的旋塗法、浸塗法等。

(曝光．抗蝕劑顯影)

在曝光．抗蝕劑顯影工序中，首先，隔著將遮光膜 102圖案化的光掩模對光刻膠照射光。然後，使用對應於光刻膠的顯影液，將光刻膠顯影，形成對應於遮光膜102的圖案的抗蝕劑。

(圖案化)

在圖案化工序中，浸漬在Cr剝離劑中，對沒有形成 抗蝕劑圖案的部分的Cr薄膜進行蝕刻，通過Cr薄膜形成遮光膜102的圖案。

(抗蝕劑剝離)

在抗蝕劑剝離工序中，浸漬在乙醇等抗蝕劑剝離劑 中，將抗蝕劑剝離。由此，在玻璃基材101上形成遮光膜102。

如上所述，根據本實施方式的防護玻璃100，從固 體攝像元件200的光軸方向照射的紫外光通過第二透光部T2而照射到紫外線固化黏合劑X，由此能夠將防護玻璃100確實地接合到包裝300。進而，通過在第二透光部T2的內側形成的遮光膜102，能夠確實地阻斷構成重影等的原因的光的光程。

以上為本發明的實施方式的說明，但本發明不限定 於上述實施方式的構成，在其技術構思的範圍內可以進行各種變形。例如，在本實施方式中，玻璃基材101是含有Cu²⁺的紅外線吸收玻璃(含有Cu²⁺的氟磷酸鹽系玻璃或含有Cu²⁺的磷酸鹽系玻璃)，也可以選擇在可見波長區域為透明的材料，例如可以使用硼矽酸玻璃、水晶、聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、丙烯酸樹脂等。

另外，在本實施方式中，以在玻璃基材101的入射 面101a側形成遮光膜102的產品為例進行了說明，但遮光膜102也可以形成在出射面101b側，還可以形成在入射面101a和出射面101b的兩面。

另外，在本實施方式的防護玻璃100中，以僅形成 遮光膜102的產品為例進行了說明，但不限定於這樣的構成，也可以以覆蓋第一透過部T1的方式形成具有防反射膜、紅外線阻斷膜、紫外線阻斷膜中的至少一種以上功能的光學薄膜。另外，也可以在沒有形成防護玻璃100的遮光膜102一側的面(即、出射面101b)形成具有防反射膜、紅外線阻斷膜、紫外線阻斷膜中的至少一種以上功能的光學薄膜。這樣的功能膜是在上述抗蝕劑剝離工序之後，通過例如濺射法、真空蒸鍍法而形成的。

另外，在本實施方式中，對遮光膜102是通過濺射 法、真空蒸鍍法等形成的Cr薄膜進行了說明，但並不限定這樣的構成。作為遮光膜102，除了Cr之外，可以使用Ta(鉭)、Mo(鉬)、Ni(鎳)、Ti(鈦)、Cu(銅)、Al(鋁)等金屬材料、分散有碳等黑色顏料的樹脂材料、或、層疊了具有光透過性的多色著色層的樹脂材料。應予說明，使用樹脂材料的情況下，也可以通過公知的網板印刷等形成遮光膜102。

另外，本實施方式中，為了將防護玻璃100和包裝 300黏合，使用了紫外線固化型黏合劑X，但是，只要是在通過第二透光部T2而入射的光的作用下固化的光固化型黏合劑即可，並不是必須限定於通過紫外光而固化的紫外線固化型黏合劑X。

另外，以在本實施方式的防護玻璃100上形成有第 1(a)圖所示的矩形框狀的遮光膜102的情況進行了說明，但是並不限定於這樣的構成。例如，也可以像第4圖所示的本實施方式的變形例所涉及的防護玻璃100A那樣，形成外形的四角R為圓形的遮光膜102A。

應予說明，應當認為本次公開的實施方案的所有點均為舉例，並非限定。本發明的範圍不是由上述說明、而是由申請專利範圍給出，旨在包含與申請專利範圍等同含義以及範圍內的全部變更。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧防護玻璃

101‧‧‧玻璃基材

101a‧‧‧入射面

101b‧‧‧出射面

102‧‧‧遮光膜

S‧‧‧遮光部

T1‧‧‧第一透光部

T2‧‧‧第二透光部

Claims (10)

1. 一種光學元件，是內裝有固體攝像元件的攝像裝置中使用的光學元件，包括：正反兩面具備朝向所述固體攝像元件的光入射的入射面和所述光透過而朝向所述固體攝像元件出射的出射面的透明基板，形成在所述透明基板的中央部並將所述光的一部分透過的第一透光部，在所述入射面及所述出射面中的至少一面上、以框狀包圍所述第一透光部的外周的方式形成的將所述光的一部分遮住的遮光部，以及以包圍所述遮光部的外周的方式形成在所述透明基板的緣部的將所述光的一部分透過的第二透光部。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光學元件，其中所述光學元件是安裝在對所述固體攝像元件進行收納的包裝的前面的防護玻璃，在所述防護玻璃被安裝在所述包裝上時，所述包裝的內壁的延長線通過所述遮光部。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光學元件，其中所述防護玻璃在所述射出面側至少所述第二透光部通過紫外線固化型黏合劑安裝於所述包裝。
4. 如申請專利範圍第1至3項中的任一項所述的光學元件，其中所述透明基板具有矩形板狀的形狀，且在將所述透明基板的第一方向的長度定義為H，將與所述第一方向垂直的第二方向的長度定義為L時，所述遮光部形成在以通過所述透明基板的中心的中心軸為中心的具有0.8 H×0.8 L的尺寸的矩形區域的內 側。
5. 如申請專利範圍第1至3項中的任一項所述的光學元件，其中所述遮光部由金屬或樹脂的薄膜形成。
6. 如申請專利範圍第1至3項中的任一項所述的光學元件，其中所述第一透光部的面積比所述固體攝像元件的受光面的面積大。
7. 如申請專利範圍第1至3項中的任一項所述的光學元件，其中所述透明基板為吸收近紅外線區域的波長的光的近紅外線吸收玻璃。
8. 如申請專利範圍第1至3項中的任一項所述的光學元件，其中所述近紅外線吸收玻璃是由含有Cu²⁺的氟磷酸鹽系玻璃或含有Cu²⁺的磷酸鹽系玻璃構成的。
9. 如申請專利範圍第1至3項中的任一項所述的光學元件，其中所述光學元件進一步具有至少覆蓋所述第一透光部的功能膜。
10. 如申請專利範圍第9項所述的光學元件，其中所述功能膜是具備防反射、切斷紅外線、切斷紫外線中的至少一個功能的光學薄膜。