(57)【要約】【課題】小型で簡単な構造によりカラーフィルタの凸凹あるいはごみによる影響を受けることなく、高品質な画像を得ることが可能となる撮像モジュールを提供する。【解決手段】光学部材２と、電気配線基板１２に電気的に接続された光電変換素子１６を備え、前記光学部材と前記光電変換素子とが対向するように保持部材に保持されている撮像モジュールであって、前記光学部材と前記光電変換素子との間に防塵ガラス９が設けられ、該防塵ガラスの光電変換素子側にカラーフィルタ１１が形成された構成とする。その際、前記光学部材の少なくとも一部を複数の樹脂製レンズで形成して色別の光を結像できるように構成し、前記カラーフィルタをこれらレンズの色別に対応できるように配設する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材と、電気配線基板に電気的に接続された光電変換素子を備え、前記光学部材と前記光電変換素子とが対向するように保持部材に保持されている撮像モジュールであって、
前記光学部材と前記光電変換素子との間に防塵ガラスが設けられ、該防塵ガラスの光電変換素子側にカラーフィルタが形成されていることを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
前記光学部材は、少なくとも一部が複数の樹脂製レンズで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項３】
前記複数の樹脂製レンズは、前記光学部材を構成するガラス基板の他面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
前記複数の樹脂製レンズは、それぞれの焦点距離が略等しいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項５】
前記複数の樹脂製レンズは、それぞれが凸レンズであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
前記複数の樹脂製レンズが、色別の光を結像するレンズからなり、前記カラーフィルタがこれらレンズの色別に対応するように、該レンズによる光学系の光路上に配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
前記カラーフィルタは、前記防塵ガラス面にフォトリソあるいは印刷等により形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項８】
前記光学部材は、接着剤を介して前記保持部材に保持されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像モジュールに関し、特に携帯電話や携帯端末機器（ＰＤＡ）等の携帯機器に組み込んで用いられる撮像モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサに撮像レンズを一体的に設けた小型の撮像モジュールが携帯電話や情報端末機器を中心に実用化されている。そして、携帯電話や情報端末機器の小型化に伴い、撮像モジュールの更なる小型化が求められている。その中でもＣＭＯＳセンサチップ、ＣＣＤセンサチップなどの光電変換素子を含むパッケージングは最も重要な技術である。
現在のセンサチップパッケージは、ワイヤボンディングを用いたセラミックパッケージが量産性に優れ安価な点で多用されているが、小型化の観点から限界があり、さらなる小型化あるいは薄型化が可能となるセンサチップパッケージが求められている。
【０００３】
このようなことから、小型化あるいは薄型化が図られてきた従来例として、例えば特許文献１に示されているような、センサチップ、電気基板及び防塵ガラスを一体化したものが知られている。これは図５に示すように光学ガラスの一方の面にＴＡＢテープが接着され、ＴＡＢテープ上には異方性導電膜を介して、表面にマイクロレンズが形成されたＣＣＤが接続され、これらが一体化してセンサチップパッケージが構成される。
また、特許文献２には、特許文献１のセンサチップパッケージの構成を利用して、色別に設けられた光学系を構成し、色別に撮像された画像を合成することでカラー画像が生成できる撮像モジュールが開示されている。これによると通常の光学系に比べて焦点距離を略１／２にすることができ、現行のものより一段と薄型化の達成が可能となる。
【特許文献１】特許第３２０７３１９号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来例の特許文献２のものにおいては、カラー画像が生成でき、焦点距離を短くすることが可能で、一段と薄型化が図れるという利点を有しているが、カラーフィルタが絞りとほぼ同じ位置にあるため、つぎのような点で必ずしも満足の行くものでなかった。
【０００５】
すなわち、特許文献２のものにおいては、図６（ａ）に示すように、撮像素子に対して配設されている撮像系は、被写体側から順に、絞り、カラーフィルター、撮影レンズを備えており、カラーフィルタが絞りとほぼ同じ位置に設けられている。図６（ｂ）は図６（ａ）の撮影レンズを光入射側から見た図である。
カラーフィルタには非常に細かな凸凹があり、絞りとほぼ同じ位置にある場合には、映像劣化を生じる場合がある。また、絞りから離してセンサに近接する場合にはごみの影響を受けやすくなり、映像劣化の原因になる。其の対策として組立等をクリーンルームで行う場合には、設備費用の増大の点で問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、小型で簡単な構造によりカラーフィルタの凸凹あるいはごみによる影響を受けることなく、高品質な画像を得ることが可能となる撮像モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のように構成した撮像モジュールを提供するものである。
すなわち、本発明の撮像モジュールは、光学部材と、電気配線基板に電気的に接続された光電変換素子を備え、前記光学部材と前記光電変換素子とが対向するように保持部材に保持されている撮像モジュールであって、前記光学部材と前記光電変換素子との間に防塵ガラスが設けられ、該防塵ガラスの光電変換素子側にカラーフィルタが形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型で簡単な構造によりカラーフィルタの凸凹あるいはごみによる影響を受けることなく、高品質な画像を得ることが可能となる撮像モジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、上記した構成に特徴を有するものであるが、本発明の実施の形態においては、本発明の上記構成を適用するに際して、前記光学部材を、少なくとも一部が複数の樹脂製レンズで形成する構成を採ることができる。
また、前記複数の樹脂製レンズを、前記光学部材を構成するガラス基板の他面に形成する構成を採ることができる。
また、前記複数の樹脂製レンズを、それぞれの焦点距離が略等しい構成とすることができる。
また、前記複数の樹脂製レンズを、それぞれが凸レンズで構成することができる。
また、前記複数の樹脂製レンズが、色別の光を結像するレンズからなり、前記カラーフィルタがこれらレンズの色別に対応するように、該レンズによる光学系の光路上に配設された成を採ることができる。
また、前記カラーフィルタは、前記防塵ガラス面にフォトリソあるいは印刷等により形成する構成を採ることができる。
また、前記光学部材を、接着剤を介して前記保持部材に保持されるようにすることができる。
【実施例】
【００１０】
以下に、本発明の実施例について説明する。
本発明の実施例においては、上記した本発明を適用してカラー画像が生成できる撮像モジュールを構成したものである。
図１は本実施例の撮像モジュールの構成を示す概略断面図である。
図１において、１は平板の光学ガラス、２はレンズ部である。レンズ部２は光学ガラス１上に４眼レンズ部３とベース部４が形成され、それぞれ色別の光を結像する。なお、図１の断面図には４眼レンズのうち２眼のみが表現されている。
【００１１】
非球面部からなる４眼レンズ部３とベース部４はレプリカ成形などの手段により容易に形成することが可能である。
レプリカ成形を用いた場合、アクリルもしくはエポキシ製の光硬化型樹脂で成形されることが一般的である。なお、このようにして成形されたレンズ部２は、光学ガラス１との体積比差が大きいため、線膨張係数は光学ガラス１の特性が支配的であり、周囲の環境が変化しても高精度に４眼レンズ部３の形状を維持することができる。
５はレンズ部２が形成された光学ガラス１を保持する保持部材で、接着剤６により光学ガラス１が接着保持されている。
７は赤外カット層であり、映像を劣化させる有害な赤外光をカットするものである。赤外カット層７は光学ガラス１上に多層膜コーティングにより形成されており、この赤外カット層７上にレンズ部２が形成されている。また、赤外カット層７は効率よく可視光線を透過させるため、透過させる可視光波長と不透過とする近赤外光波長のカットオフ波長を６９０ｎｍと設定しており、その値がずれると前記効率は低下する。この効率の低下を限度内に抑えるためにカットオフ波長の精度を±２０ｎｍとしている。
【００１２】
図２はレンズ部２、赤外カット層７、絞り層８が形成された光学ガラス１を上面側から見た図であり、図３はそれらを下面側から見た図である。
図２において、８は絞り層である。絞り層８には４つの円形開口部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが観察される。絞り層８は印刷により容易に光学ガラス１上に一体に形成することはできるが、液晶のブラックマトッリクス作製に用いられるフォトリソ工程を利用すればより高精度な円形開口を得ることが可能である。
【００１３】
一方、図３においては、レンズ部２の４つの非球面部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと１つのベース部４を備える。例えば非球面部３ａが赤色、非球面部３ｂ、３ｃが緑色、非球面部３ｄが青色に対応した非球面となっており、それぞれ色別の透過波長に合わせて最適化された形状となっている。同図において斜線で囲まれる領域は、接着剤６と光学ガラス１の接着界面で、レンズ部２を取り囲む環状に形成されている。
さらに、接着剤６はレンズ部２には接触しないよう形成されている。これは、接着剤６がレンズ部２に接触すると、周囲の環境が変化した際に、接着剤６が収縮、膨張してレンズ部２に無理な応力を与えてしまうからである。
【００１４】
また、接着剤６と光学ガラス１の接着界面と、光学ガラス１上面側においてこの接着界面と対応する部分には赤外カット層７、絞り層８が形成されていない。これは本撮像装置組立時には、接着剤６に紫外光硬化タイプ接着剤を採用すると、接着剤６を硬化させたい時に短時間で硬化させることができ組立が容易になるが、紫外光の透過し難い赤外カット層７や紫外光の透過しない絞り層８が上記部分にあると、本撮像装置に紫外線硬化型の接着剤を採用できなくなるからである。
【００１５】
図１に戻って、保持部材５には防塵ガラス９が接着剤１０で接着保持された構成となっている。防塵ガラス９のセンサチップ１６側の面にカラーフィルタ層１１を備える。このカラーフィルタ層１１は、防塵ガラス面のセンサーチップと反対側の面に形成することも可能であるが、接着剤１０として紫外線硬化型の接着剤あるいは熱硬化型の接着剤を用いた場合には、カラーフィルタ層が邪魔をして、組立時間が長くなったり、接着剤が硬化しない問題があり、接着剤が限定される。
【００１６】
図４は防塵ガラス９をセンサチップ１６側からみた図である。
カラーフィルタ層１１には１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで示される色別のフィルタ部を備える。カラーフィルタ層１１の上側には何も形成しないため、平坦化処理を行う必要がない。これにより、大幅なコストダウンを達成することが可能となる。このようなカラーフィルタ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄはＣＣＤ等のカラーフィルタ製造に用いられるフォトリソ法を利用することで容易に製造できる。また、印刷などの手段によっても形成可能である。カラーフィルタ１１ａは絞り層の円形開口部８ａ及び非球面３ａと対応している。同様に１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは絞り層の円形開口部８ｂ、８ｃ、８ｄ及び非球面部３ｂ、３ｃ、３ｄとそれぞれ順に対応している。
【００１７】
再度、図１に戻って説明する。１２はフレキシブル配線基板で、ベース材の絶縁シート１３、銅箔パターン１４により構成されている。絶縁シート１３としては、一般的にポリイミド・ポリアミド・ポリエステル、またはフェノール・ガラスエポキシ樹脂等と紙・ガラス基材の複合基板が用いられる。そして、フレキシブル配線基板１２は接着剤１５を介して保持部材５に接着固定される。
１６は受光領域１７を有するセンサチップで、センサチップ１６の周辺部に設けられた電極パッド１８上には金バンプ１９が形成されている。そして、異方性導電ペースト２０を介してフレキシブル配線基板１２と電気的に接合される。
２１はセンサチップ１６まわりを封止している封止剤で、センサチップ１６の表面が外気に触れ劣化するのを防ぐ役割を果たす。
本実施例では異方性導電ペースト２０により外気を遮断しているが、より信頼性を向上させるため封止剤２１により封止する構造としている。なお、その他の接着剤６、接着剤１０および接着剤１５についても撮像モジュール内部に外気が侵入するのを防ぐために完全に封止された構造となっている。
【００１８】
本実施例における撮像モジュールは、以上の構成を有しており、これによれば、小型で超薄型の撮像装置を提供できるだけでなく、クリーンルーム等の大型の設備投資を押えることができ、組立場所を規制することなく、歩留まりの高い製品を作ることができ、かつ高品位な映像を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例における撮像モジュールの構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示された光学ガラスを上面側から見た図である。
【図３】図１に示された光学ガラスを下面側から見た図である。
【図４】図１に示された防塵ガラスをセンサチップ側から見た図である。
【図５】従来例である特許文献１に開示される撮像モジュールの構成を示す図である。
【図６】従来例である特許文献２に開示される撮像モジュールの撮像系を説明する図であり、（ａ）は絞りとカラーフィルター位置関係を説明する図、（ｂ）は（ａ）の撮影レンズを光入射側から見た図である。
【符号の説明】
【００２０】
１：光学ガラス
２：レンズ部
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）：４眼レンズ（非球面部）
４：ベース部
５：保持部材
６：接着剤
７：赤外カット層
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）：絞り層
９：防塵ガラス
１０：接着剤
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）：カラーフィルタ
１２：フレキシブル配線基板
１３：絶縁シート
１４：銅箔パターン
１５：接着剤
１６：センサチップ
１７：受光領域
１８：電極パッド
１９：金バンプ
２０：異方性導電ペースト
２１：封止剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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