(57)【要約】【課題】歩留りや性能低下を低減できるようにする。【解決手段】回路基板の材質は、固体撮像素子に近い線膨張率で、かつ、弾性率の小さい材料から構成される。撮像装置には、レンズを駆動させるためのアクチュエータを搭載するためにスペーサを有し、スペーサはCSP固体撮像素子を接着剤で固定時に、CSP固体撮像素子の反りや傾きを低減する固定部を備えている。本開示は、撮像装置に適応することができる。【選択図】図２
2018110302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含む撮像装置において、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を含む
撮像装置。
【請求項２】
前記回路基板を生成する材料は、その線膨張率が、前記固体撮像素子の線膨張率に近い材料である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記回路基板を生成する材料は、その弾性率が、所定の弾性率よりも小さい材料である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の少なくとも２辺以上の辺を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の４か所の角部を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記固体撮像素子と前記ガラス基板とが透明の接着剤により接着され、
前記ガラス基板と前記赤外カットフィルタとが透明の接着材により接着される
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記CSP固体撮像素子は、
前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズをさらに含む
請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記赤外カットフィルタ上、または、前記ガラス基板上の少なくともいずれかに配置される、前記光を集光するレンズ群のうちの前記一部と異なる他の一部からなり、前記固体撮像素子の前段であって、かつ、前記上位層レンズよりも前記固体撮像素子に近い位置に配置される下位層レンズをさらに含む
請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記ガラス基板と前記固体撮像素子との間に配置される
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記受光した光を集光するレンズ群の上位層レンズと、
前記上位層レンズにより前記受光した光を所定の位置に合焦させる合焦部とをさらに含む
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記合焦部は、前記上位層レンズを駆動することにより前記受光した光を所定の位置に合焦させるように調整するアクチュエータを含む
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、前記上位層レンズを駆動させることで、前記合焦させる機能および手ぶれ補正機能の少なくともいずれかを備える
請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記ガラス基板は、反りおよび歪みの小さい、赤外カットフィルタとしての機能を備える
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記ガラス基板は、青板ガラスである
請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズと、
前記受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記CSP固体撮像素子とは別体であって、かつ、前記上位層レンズと前記固体撮像素子との間に配置される
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記回路基板は、前記固体撮像素子より出力される画素信号を外部に出力するコネクタ、または、ACF（Anisotropic Conductive Film）端子を含む
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１７】
受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含み、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を有する撮像装置の製造方法であって、
前記CSP固体撮像素子を前記回路基板に固定する工程と、
前記スペーサの前記固定部で前記CSP固体撮像素子を前記回路基板上の所定の位置に誘導するようにはめ込んで前記スペーサを前記回路基板に固定する工程と、
前記固体撮像素子と前記スペーサとの間に固定剤を注入する工程とを含む
撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含む電子機器において、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を含む
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像装置および撮像装置の製造方法、並びに、電子機器に関し、特に、撮像素子の反りや傾きを低減し、歩留まりを向上できるようにした撮像装置および撮像装置の製造方法、並びに、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ付き移動体端末装置、およびデジタルスチルカメラなどの撮像装置において、カメラの高画素化及び小型化、薄型化が進んでいる。小型化、薄型化の手法としては、固体撮像素子をCSP（Chip Size Package）型にすることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開公報２０１６−０５６５１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のCSP型の固体撮像素子を用いる場合、実装時に反りや傾きが発生し、歩留りや光学性能が低下することがあった。
【０００５】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、CSP型の固体撮像素子を用いる際に生じ易い反りや傾きを低減させることで、歩留りや光学性能の低下を抑制するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面の撮像装置は、受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含む撮像装置において、前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を含む撮像装置である。
【０００７】
前記回路基板を生成する材料は、その線膨張率が、前記固体撮像素子の線膨張率に近い材料とすることができる。
【０００８】
前記回路基板を生成する材料は、その弾性率が、所定の弾性率よりも小さい材料とすることができる。
【０００９】
前記固定部には、方形の前記固体撮像素子の少なくとも２辺以上の辺を前記回路基板上の所定の位置に誘導させるようにすることができる。
【００１０】
前記固定部には、方形の前記固体撮像素子の４か所の角部を前記回路基板上の所定の位置に誘導させるようにすることができる。
【００１１】
前記CSP固体撮像素子には、受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含ませるようにすることができ、前記固体撮像素子と前記ガラス基板とが透明の接着剤により接着され、前記ガラス基板と前記赤外カットフィルタとが透明の接着材により接着されるようにすることができる。
【００１２】
前記CSP固体撮像素子は、前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズをさらに含ませるようにすることができる。
【００１３】
前記赤外カットフィルタ上、または、ガラス基板上の少なくともいずれかに配置される、前記光を集光するレンズ群のうちの前記一部とは異なる他の一部からなり、前記固体撮像素子の前段であって、かつ、前記上位層レンズよりも前記固体撮像素子に近い位置に配置される下位層レンズをさらに含ませるようにすることができる。
【００１４】
前記CSP固体撮像素子には、受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含ませるようにすることができ、前記赤外カットフィルタは、前記ガラス基板と前記固体撮像素子との間に配置されるようにすることができる。
【００１５】
前記受光した光を集光するレンズ群の上位層レンズと、前記上位層レンズにより前記受光した光を所定の位置に合焦させる合焦部とをさらに含ませるようにすることができる。
【００１６】
前記合焦部には、前記上位層レンズを駆動することにより前記受光した光を所定の位置に合焦させるように調整するアクチュエータを含ませるようにすることができる。
【００１７】
前記アクチュエータには、前記上位層レンズを駆動させることで、前記合焦させる機能および手ぶれ補正機能の少なくともいずれかを設けるようにさせることができる。
【００１８】
前記ガラス基板は、反りおよび歪みの小さい、赤外カットフィルタとして機能させるようにすることができる。
【００１９】
前記ガラス基板は、青板ガラスとすることができる。
【００２０】
前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズと、前記受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含ませるようにすることができ、前記赤外カットフィルタは、前記CSP固体撮像素子とは別体であって、かつ、前記上位層レンズと前記固体撮像素子との間に配置されるようにすることができる。
【００２１】
前記回路基板には、前記固体撮像素子より出力される画素信号を外部に出力するコネクタ、または、ACF（Anisotropic Conductive Film）端子を含ませるようにすることができる。
【００２２】
本開示の一側面の撮像装置の製造方法は、受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含み、前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を有する撮像装置の製造方法であって、前記回路基板と前記スペーサとを固定する工程と、前記スペーサの前記固定部で前記CSP固体撮像素子を前記回路基板上の所定の位置に誘導するようにはめ込んで前記スペーサを前記回路基板に固定する工程と、前記固体撮像素子と前記スペーサとの間に固定剤を注入する工程とを含む撮像装置の製造方法である。
【００２３】
本開示の一側面の電子機器は、受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含む電子機器において、前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を含む電子機器である。
【００２４】
本開示の一側面においては、固体撮像素子により、受光した光が光量に応じた電気信号に光電変換され、ガラス基板により前記固体撮像素子が固定され、前記固体撮像素子およびガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板とが、スペーサにより固定され、前記スペーサの固定部により、前記CSP固体撮像素子が実装される際に、前記CSP固体撮像素子が、前記回路基板上の所定の位置に誘導される。
【発明の効果】
【００２５】
本開示の一側面によれば、CSP型の固体撮像素子を用いる際に生じ易い反りや傾きを低減させることで、歩留りや光学性能の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本開示の撮像装置の第１の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図２】スペーサに設けられた固定部の構成を説明する図である。
【図３】スペーサに設けられた固定部による効果を説明する図である。
【図４】図１の撮像装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図５】本開示の撮像装置の第２の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図６】本開示の撮像装置の第３の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図７】本開示の撮像装置の第４の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図８】本開示の撮像装置の第５の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図９】本開示の撮像装置の第６の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図１０】本開示の撮像装置の第７の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図１１】固定部の配置例を説明する図である。
【図１２】本開示のCSP固体撮像素子の構成例を説明する図である。
【図１３】本開示の撮像装置の構成を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】本開示の技術を適用した撮像装置の使用例を説明する図である。
【図１５】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図１６】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２８】
また、以下の順序で説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
６．第６の実施の形態
７．第７の実施の形態
８．CSP固体撮像素子の構成について
９．電子機器への適用例
１０．撮像素子の使用例
１１．内視鏡手術システムへの応用例
１２．移動体への応用例
【００２９】
＜＜１．第１の実施の形態＞＞
図１は本開示の固体撮像素子を適用した撮像装置の第１の実施の形態を説明する構造図である。図１は、図中の上部が、撮像装置の側面断面図であり、下部が、上部のＡＢ’断面の上面図である。ただし、図１の上部の左半分は、下部のＡＡ’断面であり、図１の上部の右半分は、下部のＢＢ’断面である。
【００３０】
図１の撮像装置は、CSP（Chip Size Package）固体撮像素子２０、レンズ６、回路基板７アクチュエータ８、およびスペーサ１０より構成されている。
【００３１】
CSP（Chip Size Package）固体撮像素子２０は、固体撮像素子１、ガラス基板２、および、赤外カットフィルタ４が一体構造として形成された撮像素子である。
【００３２】
より詳細には、固体撮像素子１は、例えば、CCD（Charged Coupled Devices）またはCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などからなるイメージセンサであり、レンズ６を介して入射する光を、光量に応じて光電変換により電荷を発生し、対応する電気信号からなる画素信号を出力する。固体撮像素子１およびガラス基板２は、透明の接着剤３１により接着されている。赤外カットフィルタ４は、赤外光をカットするフィルタであり、ガラス基板２と透明の接着剤３２により接着されている。
【００３３】
CSP固体撮像素子２０は、図１で示されるような構成により、組み立て工程においては、１部品として扱われる。
【００３４】
レンズ６は、被写体光を固体撮像素子１の撮像面に対して集光するための１枚以上のレンズから形成される。
【００３５】
アクチュエータ８は、レンズ６を固体撮像素子１に対向する方向に対して、図中の上下及び水平方向に駆動させることで、オートフォーカスおよび手振れ補正機能の少なくともいずれか一つ以上の機能を備える。
【００３６】
回路基板７は、CSP固体撮像素子２０の電気信号を外部に出力する。スペーサ１０は、回路基板７、およびCSP固体撮像素子２０を固定剤１３により接続することで、固定する。また、スペーサ１０は、図中の上面部分においてアクチュエータ８を搭載することでレンズ６、およびアクチュエータ８を固定する。
【００３７】
回路基板７やスペーサ１０は、CSP固体撮像素子２０の固体撮像素子１およびアクチュエータ８の駆動に必要なコンデンサやアクチュエータ制御LSI（Large-Scale Integration）などの半導体部品１２が実装される。
【００３８】
さらに、CSP固体撮像素子２０は、図２で示されるように、スペーサ１０に設けられた固定部１１−１乃至１１−４により、４か所の角部が、はめ込まれる構成とされており、角部がはめ込まれるだけで回路基板７に対して固定剤１３が注入される前の状態でも、重力の作用のみで、回路基板７上の略適切な位置に誘導し固定することができる。換言すれば、固定部１１−１乃至１１−４は、CSP固体撮像素子２０が、スペーサ１０の開口部にはめ込まれると、CSP固体撮像素子２０の４か所の角部を回路基板７上の適切な位置に誘導するように、スペーサ１０に形成されているものである。
【００３９】
尚、固定部１１−１乃至１１−４は、CSP固体撮像素子２０がスペーサ１０の開口部の適切な位置に配置されるとき、CSP固体撮像素子２０との間には、交差が許容される範囲で、極僅かに隙間が生じるサイズに構成されている。しかしながら、固定部１１−１乃至１１−４は、CSP固体撮像素子２０に反り、歪み、または、収縮などが生じるときには、CSP固体撮像素子２０に当接して適切な位置に誘導し、CSP固体撮像素子２０の反り、歪み、または、収縮による、傾きやずれの発生を防止する構造である。
【００４０】
したがって、CSP固体撮像素子２０は、図２で示される固定部１１−１乃至１１−４に、４か所の角部を合わせて、スペーサ１０に対してはめ込まれるように載置されることにより、自重による重力の作用を受けて、固定部１１−１乃至１１−４により、回路基板７上の適切な位置に誘導されるように配置することが可能となる。
【００４１】
また、回路基板７上の適切な位置に誘導されて配置された後、CSP固体撮像素子２０とスペーサ１０との間の空間に固定剤１３が注入されても、位置がずれないので、固定剤１３が乾燥して固着（硬化）するまでの間に、固定剤１３が変形するなどしても、回路基板７に対して、CSP固体撮像素子２０の歪み、反り、および傾きを防止することができる。
【００４２】
より詳細には、スペーサ１０に固定部１１−１乃至１１−４が設けられていない状態の場合、例えば、図３の上段で示されるように、固定剤１３がCSP固体撮像素子２０とスペーサ１０との間に注入された後、固着するまでの間に、図３の上段の範囲Ｚ１で示されるように、薄く変形し易い回路基板７をたわませてしまう恐れがあった。このようなたわみにより、例えば、図３の上段における点線で囲まれている範囲Ｚ２のように、アクチュエータ８とスペーサ１０とが適切に組み合わない部位が発生し、レンズ６の光軸が、点線で示される固体撮像素子１の受光面の軸に対して傾いてしまう恐れがあった。
【００４３】
また、同様に、固定剤１３が注入された後、固着するまでの間に、図３の中段の範囲Ｚ１１で示されるように、薄く変形し易い回路基板７をたわませる恐れがあった。このようなたわみにより、点線で囲まれている範囲Ｚ１２のように、アクチュエータ８とスペーサ１０とが適切に組み合わない部位が発生し、レンズ６の光軸が、点線で示される固体撮像素子１の受光面の軸に対して傾いてしまう恐れがあった。
【００４４】
これに対して、固定部１１−１乃至１１−４がスペーサ１０に設けられるようにすることで、CSP固体撮像素子２０は、スペーサ１０との間の空間に対して固定剤１３が注入されていない状態でも、４か所の角の部分が固定部１１−１乃至１１−４により適切な位置に誘導されることで、すなわち、重力の作用により載置されただけの状態でも、自重の作用により、略適正な位置に誘導されて固定されるので、固定剤１３が注入されて固着するまでの間に、図３の上段、および中段で示されるような歪み、反り、および傾きの発生が抑制される。これにより、図３の下段で示されるように、歪み、反り、および傾きのない適切な位置に固定された状態で固定剤１３を固着させることが可能となる。
【００４５】
また、CSP固体撮像素子２０は、製造時のみならず、使用時においても高温や外部からの応力等により歪み、反り、および傾きが生じ易い負荷を受けることが知られているが、固定部１１−１乃至１１−４で固定された状態で、さらに、固定剤１３が注入されて、スペーサ１０と接着されることにより、歪み、反り、および傾きが生じ易い負荷に対しても耐性を高めることが可能となる。
【００４６】
結果として、CSP固体撮像素子の歪み、反り、および傾きを抑制することが可能となるので、撮像装置の歩留まりや光学性能の低下を抑制することが可能となり、高性能な小型で、かつ、薄型の撮像装置を実現することが可能となる。
【００４７】
尚、スペーサ１０にも回路基板７と同様の回路構成を持たせるような構成としてもよい。また、回路基板７の材質は、固体撮像素子１の材質であるシリコンの線膨張率に近い（線膨張率が類似した）材質であることや、所定の弾性率よりも低い低弾性率の材質であることが望ましい。
【００４８】
さらに、アクチュエータ８は、オートフォーカス及び手振れ補正機能のいずれか一つ以上を有したものでもよいし、オートフォーカス及び手振れ補正のいずれも有しない、短焦点のレンズホルダでもよい。
【００４９】
また、オートフォーカスや手振れ補正に関してはアクチュエータ以外で実現してもよい。
【００５０】
＜撮像装置の製造方法＞
次に、図４のフローチャートを参照して、図１の撮像装置の製造方法について説明する。
【００５１】
ステップＳ１１において、CSP固体撮像素子２０が、回路基板７上に搭載される。
【００５２】
ステップＳ１２において、スペーサ１０の固定部１１−１乃至１１−４が、CSP固体撮像素子２０の４か所の角部をそれぞれ回路基板７上の適切な位置に誘導するようにはめ込まれた状態で、スペーサ１０が回路基板７に接着剤で搭載される。この結果、CSP固体撮像素子２０は、自重の重力の作用により、固定部１１−１乃至１１−４により誘導されて、薄くたわみなどが発生し易い回路基板７上であっても、回路基板７上の電気的に接続が可能な適切な位置に配置される。
【００５３】
ステップＳ１３において、CSP固体撮像素子２０とスペーサ１０との空間に固定剤１３が注入され、ステップＳ１４において、固定剤１３が硬化（固着）される。この結果、CSP固体撮像素子２０、スペーサ１０、および回路基板７が固定剤１３を介して固着されることになる。固定剤１３が注入された後、固定剤１３が固着するまでの間も、CSP固体撮像素子２０は、固定部１１−１乃至１１−４により適切な位置に配置された状態が維持されるので、歪み、反り、および傾きを発生させることなく、適切に固定される。
【００５４】
ステップＳ１５において、スペーサ１０に対して、アクチュエータ８が搭載される。
【００５５】
以上の一連の製造方法により、CSP固体撮像素子２０が、薄くたわみやすい回路基板７に対して適切な位置に配置された状態で、固定剤１３により固着させることが可能となる。
【００５６】
結果として、撮像装置の歩留まりや光学性能の低下を抑制することが可能となり、高性能な小型で、かつ、薄型の撮像装置を実現することが可能となる。
【００５７】
＜＜２．第２の実施の形態＞＞
近年、市場のカメラ小型化の要求により、図１の撮像装置におけるレンズ６をレンズ６１，６２からなる２群に分離し、上位層のレンズ６１から光の透過方向に対して、最下位層のレンズ６２を固体撮像素子１の直上に配置する構成が知られている。したがって、本開示の撮像装置についても同様の構成を採用するようにしてもよい。
【００５８】
また、例えば、図５の撮像装置で示されるように、最下位層のレンズ６２を赤外カットフィルタ４上に配置するように構成してもよい。このような構成にすることで、図１の撮像装置と同様に光学的な歪みや傾きを低減した小型で、かつ、薄型の撮像装置を実現することができる。
【００５９】
尚、図５の撮像装置におけるCSP固体撮像素子２０には、図１のCSP固体撮像素子２０の構成に加えて、最下位層のレンズ６２が、図中の最上層に加えられて一体化された構成となっている。
【００６０】
尚、複数のレンズからレンズ６が構成される場合について、２群以上に分けるようにしてもよい。また、各郡は、少なくとも１枚以上のレンズより構成される限り、それぞれの群を構成するレンズの枚数は、必要に応じて何枚であってもよいものである。
【００６１】
＜＜３．第３の実施の形態＞＞
近年、市場のカメラ商品の多様化により、撮像装置の回路基板７の形状が商品毎に変更されることが知られている。そこで、図６で示されるように、コネクタ９に代えて、回路基板７上にACF（Anisotropic Conductive Film）機構９１を設けるようにして、撮像装置としての生産方式を変更することなく、カメラ商品の多様化に応じた光学的な反り、歪み、および傾きを低減した小型で、かつ、薄型の撮像装置を実現するようにしてもよい。
【００６２】
＜＜４．第４の実施の形態＞＞
図１，図５，図６の撮像装置において採用されている赤外カットフィルタ４は、反りや歪が小さいものが使用されているが、反りや歪みが小さい赤外カットフィルタ４は高価であることが知られている。
【００６３】
また、赤外カットフィルタ４は、CSP固体撮像素子２０に搭載においては、反りや歪みが固体撮像素子１の歪み、反り、および傾きに影響するため、高価な赤外カットフィルタ４を実装しなければならないことも知られている。
【００６４】
そこで、赤外カットフィルタ４は、CSP固体撮像素子２０の外部構成として、撮像装置に搭載するようにしてもよい。
【００６５】
図７は、赤外カットフィルタ４をCSP固体撮像素子２０の外部構成とし、アクチュエータ８の最下部に搭載するようにした撮像装置の構成例を示している。
【００６６】
図７の撮像装置は、赤外カットフィルタ４をCSP固体撮像素子２０の外部である、アクチュエータ８の最下部に搭載している。このような構成により、安価な赤外カットフィルタ４を用いるようにしても、CSP固体撮像素子２０の外部構成とされているので、光学的な歪みや傾きを低減することが可能となる。
【００６７】
結果として、光学的な歪み、反り、および傾きの少ない、小型で、かつ、薄型の撮像装置を、低コストで実現することが可能となる。
【００６８】
尚、図７の撮像装置におけるCSP固体撮像素子２０は、図５のCSP固体撮像素子２０の構成から赤外カットフィルタ４が除かれた構成とされている。
【００６９】
＜＜５．第５の実施の形態＜＞
以上においては、赤外カットフィルタ４をアクチュエータ８の最下部に搭載することで、CSP固体撮像素子２０に一体化させないようにして、反りや歪みの小さい赤外カットフィルタ４を採用できるようにすることで、コストを低減させる例について説明してきたが、赤外カットフィルタ４に代えて、ガラス基板２と同様の材質であって、赤外光を削減可能なものを利用するようにしてもよい。
【００７０】
すなわち、反りや歪みが小さい赤外カットフィルタ４は、図１，図５，図６の撮像装置の基軸となるガラス基板２を代用することができる。
【００７１】
図８は、反りや歪みが小さい赤外カットフィルタ４に代えて、図１，図５，図６の撮像装置の基軸となるガラス基板２と同様の材質からなる赤外光の削減が可能なガラス基板４１を用いた撮像装置の構成例を示している。
【００７２】
このような構成により、反りや歪みが小さい高価な赤外カットフィルタ４を用いることなく、反りや歪を抑制することができるので、光学的な反り、歪み、および傾きの少ない、小型で、かつ、薄型の撮像装置を、低コストで実現させることが可能となる。
【００７３】
尚、図８の撮像装置におけるCSP固体撮像素子２０は、図５のCSP固体撮像素子２０の構成から赤外カットフィルタ４が除かれ、ガラス基板２に代えて、赤外光のカットが可能なガラス基板４１が含まれた構成とされ、透明な接着剤３３により固体撮像素子１と接着されている。赤外光のカットが可能なガラス基板４１は、例えば、近赤外光を吸収する青板ガラスである。
【００７４】
＜＜６．第６の実施の形態＞＞
以上においては、赤外カットフィルタ４に代えて、ガラス基板４１を用いる例について説明してきたが、赤外カットフィルタ４をガラス基板２と固体撮像素子１との間に挟み込むようにすることで、安価な赤外カットフィルタ４を用いるようにしてもよい。
【００７５】
図９の撮像装置は、赤外カットフィルタ４の反りや歪みを軽減のため、赤外カットフィルタ４を反りや歪の小さいガラス基板２と固体撮像素子１に挟みこむことで、赤外カットフィルタ４の反りや歪みを低減したCSP固体撮像素子２０を搭載している。
【００７６】
このような構成により、反りや歪みが比較的大きい、安価な赤外カットフィルタ４を用いても、反りや歪みの少ないガラス基板２と固体撮像素子１で挟み込む構成とすることにより、安価な赤外カットフィルタ４の反りや歪を物理的に抑制することができるので、光学的な反り、歪み、および傾きの少ない、小型で、かつ、薄型の撮像装置を、低コストで実現させることが可能となる。
【００７７】
尚、図９の撮像装置におけるCSP固体撮像素子２０は、図５のCSP固体撮像素子２０の構成における赤外カットフィルタ４とガラス基板２との配置が入れ替えられた構成とされている。
【００７８】
＜＜７．第７の実施の形態＞＞
以上においては、固定部１１−１乃至１１−４が、スペーサ１０上のCSP固体撮像素子２０の４か所の角部を適切な位置に誘導するように設けられる構成例について説明してきたが、それ以外の位置に設けられるように構成してもよい。
【００７９】
図１０は、固定部１１−１乃至１１−４に代えて、固定部１１−１１乃至１１−１４が設けられる撮像装置の構成例が示されている。
【００８０】
すなわち、固定部１１−１１乃至１１−１４は、CSP固体撮像素子２０の４辺のそれぞれの中央付近を適切な位置に誘導するようにスペーサ１０上に設けられている。これに伴って、固定剤１３は、CSP固体撮像素子２０の４か所の角部付近に注入され、スペーサ１０と固定される。
【００８１】
このように固定部１１は、CSP固体撮像素子２０の４辺のそれぞれを適切な位置に誘導するように設けられることで、CSP固体撮像素子２０を回路基板７に対して高い精度で適切な位置に配置することができる。
【００８２】
固定部１１の配置は、これ以外の配置であってもよく、例えば、図１１の最上段で示されるように、スペーサ１０上であって、CSP固体撮像素子２０の各辺の端部に固定部１１−２１乃至１１−２４が設けられるようにしてもよい。この場合、固定剤１３は、固定剤１３−２１乃至１３−２４に注入される。
【００８３】
同様に、例えば、図１１の上から２段目で示されるように、スペーサ１０上であって、CSP固体撮像素子２０のいずれかの対角線上の角部に固定部１１−３１，１１−３２が設けられるようにしてもよい。この場合、固定剤１３は、固定剤１３−３１，１３−３２に注入される。図１１の上から２段目の例においても、固定部１１−３１，１１−３２により、CSP固体撮像素子２０の４辺が固定される。
【００８４】
さらに、CSP固体撮像素子２０の４辺の全てを適切な位置に誘導する固定部１１ではなくても、その一部を適切な位置に誘導する構成により、固定部１１が存在しない状態よりも高い精度で適切な位置に配置することができる。
【００８５】
例えば、図１１の下から２段目で示されるように、スペーサ１０上であって、CSP固体撮像素子２０の３辺を適切な位置に誘導するように固定部１１−４１乃至１１−４３が設けられるようにしてもよい。この場合、固定剤１３は、例えば、固定剤１３−４１乃至１３−４３に注入される。この場合、CSP固体撮像素子２０の３辺が固定されることになるが、少なくとも対辺が固定される方向に対しては、CSP固体撮像素子２０を適切な位置に配置することができる。
【００８６】
また、例えば、図１１の最下段で示されるように、スペーサ１０上であって、CSP固体撮像素子２０の対辺となる２辺に固定部１１−５１，１１−５２が設けられるようにしてもよい。この場合、固定剤１３は、例えば、固定剤１３−５１，１３−５２に注入される。この場合、CSP固体撮像素子２０の図中の上下方向の対辺の２辺のみが固定されることになるが、少なくとも対辺が固定される図中の上下方向に対しては、CSP固体撮像素子２０を適切な位置に配置することができる。
【００８７】
すなわち、少なくとも方形状のCSP固体撮像素子２０の対辺となる２辺を適切な位置に誘導するように固定部１１が設けられるようにすることで、CSP固体撮像素子２０の配置精度を向上させることが可能となる。
【００８８】
＜＜８．CSP固体撮像素子の構成について＞＞
CSP固体撮像素子２０の構成のうち、回路基板７の接続部位については、図１２の上段部で示されるBGA（Ball Grid Array）端子１０１、または、図１２の中段で示されるLGA（Land Grid Array）端子１１１のいずれの構成であってもよい。
【００８９】
また、CSP固体撮像素子２０の構成のうち、ガラス基板２については、図１２の下段で示されるように、周囲にフレーム２ａを設けて、固体撮像素子１とガラス基板２との間にキャビティ１２１が設けられる構成にしてもよい。
【００９０】
いずれの接続部位の構成であっても、上述した構成により、光学的な反り、歪み、および傾きの少ない、小型で、かつ、薄型の撮像装置を実現させることが可能となる。
【００９１】
本開示により、小型化、薄型化の手法として、CSP固体撮像素子の実装時の反り、歪み、および傾きを低減することが可能となる。結果として、撮像装置の歩留りや光学性能の低下を抑制し、小型で、かつ、薄型の高性能な撮像装置を実現することが可能となる。
【００９２】
＜＜９．電子機器への適用例＞＞
上述した撮像素子は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
【００９３】
図１３は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【００９４】
図１３に示される撮像装置２０１は、光学系２０２、シャッタ装置２０３、固体撮像素子２０４、駆動回路２０５、信号処理回路２０６、モニタ２０７、およびメモリ２０８を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
【００９５】
光学系２０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像素子２０４に導き、固体撮像素子２０４の受光面に結像させる。
【００９６】
シャッタ装置２０３は、光学系２０２および固体撮像素子２０４の間に配置され、駆動回路２０５の制御に従って、固体撮像素子２０４への光照射期間および遮光期間を制御する。
【００９７】
固体撮像素子２０４は、上述した固体撮像素子を含むパッケージにより構成される。固体撮像素子２０４は、光学系２０２およびシャッタ装置２０３を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子２０４に蓄積された信号電荷は、駆動回路２０５から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
【００９８】
駆動回路２０５は、固体撮像素子２０４の転送動作、および、シャッタ装置２０３のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子２０４およびシャッタ装置２０３を駆動する。
【００９９】
信号処理回路２０６は、固体撮像素子２０４から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路２０６が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ２０７に供給されて表示されたり、メモリ２０８に供給されて記憶（記録）されたりする。
【０１００】
このように構成されている撮像装置２０１においても、光学系２０２、および固体撮像素子２０４に、上述した図１，図５乃至図１０の撮像装置のレンズ６，６１，６２、およびCSP固体撮像素子２０を適用することにより、装置全体の歩留まりや性能の低下を抑制させることが可能となる。
【０１０１】
＜＜１０．撮像素子の使用例＞＞
図１４は、上述の図１，図５乃至図１２の撮像装置を使用する使用例を示す図である。
【０１０２】
上述した撮像素子は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【０１０３】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【０１０４】
＜＜１１．内視鏡手術システムへの応用例＞＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１０５】
図１５は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０１０６】
図１５では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０１０７】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１０８】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１０９】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【０１１０】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０１１１】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０１１２】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０１１３】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０１１４】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１１５】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１１６】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１１７】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１１８】
図１６は、図１５に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１１９】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０１２０】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０１２１】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１２２】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１２３】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１２４】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１２５】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１２６】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１２７】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１２８】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０１２９】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０１３０】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０１３１】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０１３２】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０１３３】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１３４】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０１３５】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図１，図５乃至図１０の回路基板７、スペーサ１０、固定部１１、およびCSP固体撮像素子２０は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、装置全体の歩留まりや性能の低下を抑制させることが可能となる。
【０１３６】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１３７】
＜＜１２．移動体への応用例＞＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１３８】
図１７は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１３９】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１７に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【０１４０】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１４１】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１４２】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１４３】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１４４】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１４５】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１４６】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１４７】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１４８】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１４９】
図１８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１５０】
図１８では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１５１】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１５２】
なお、図１８には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１５３】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１５４】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５５】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１５６】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１５７】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、図１，図５乃至図１０の回路基板７、スペーサ１０、固定部１１、およびCSP固体撮像素子２０は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、装置全体の歩留まりや性能の低下を抑制させることが可能となる。
【０１５８】
尚、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
＜１＞    受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含む撮像装置において、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を含む
撮像装置。
＜２＞  前記回路基板を生成する材料は、その線膨張率が、前記固体撮像素子の線膨張率に近い材料である
＜１＞に記載の撮像装置。
＜３＞  前記回路基板を生成する材料は、その弾性率が、所定の弾性率よりも小さい材料である
＜１＞または＜２＞に記載の撮像装置。
＜４＞  前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の少なくとも２辺以上の辺を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載の撮像装置。
＜５＞  前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の４か所の角部を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載の撮像装置。
＜６＞  前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記固体撮像素子と前記ガラス基板とが透明の接着剤により接着され、
前記ガラス基板と前記赤外カットフィルタとが透明の接着材により接着される
＜１＞乃至＜５＞のいずれかに記載の撮像装置。
＜７＞  前記CSP固体撮像素子は、
前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズをさらに含む
＜６＞に記載の撮像装置。
＜８＞  前記赤外カットフィルタ上、または、前記ガラス基板上の少なくともいずれかに配置される、前記光を集光するレンズ群のうちの前記一部と異なる他の一部からなり、前記固体撮像素子の前段であって、かつ、前記上位層レンズよりも前記固体撮像素子に近い位置に配置される下位層レンズをさらに含む
＜７＞に記載の撮像装置。
＜９＞  前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記ガラス基板と前記固体撮像素子との間に配置される
＜１＞に記載の撮像装置。
＜１０＞  前記受光した光を集光するレンズ群の上位層レンズと、
前記上位層レンズにより前記受光した光を所定の位置に合焦させる合焦部とをさらに含み、
前記合焦部は、前記上位層レンズを駆動することにより前記受光した光を所定の位置に合焦させるように調整するアクチュエータを含む
＜１＞乃至＜９＞のいずれかに記載の撮像装置。
＜１１＞  前記合焦部は、前記上位層レンズを駆動することにより前記受光した光を所定の位置に合焦させるように調整するアクチュエータを含む
＜１０＞に記載の撮像装置。
＜１２＞  前記アクチュエータは、前記上位層レンズを駆動させることで、前記合焦させる機能および手ぶれ補正機能の少なくともいずれかを備える
＜１１＞に記載の撮像装置。
＜１３＞  前記ガラス基板は、反りおよび歪みの小さい、赤外カットフィルタとしての機能を備える
＜１＞に記載の撮像装置。
＜１４＞  前記ガラス基板は、青板ガラスである
＜１３＞に記載の撮像装置。
＜１５＞  前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズと、
前記受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記CSP固体撮像素子とは別体であって、かつ、前記上位層レンズと前記固体撮像素子との間に配置される
＜１＞に記載の撮像装置。
＜１６＞  前記回路基板は、前記固体撮像素子より出力される画素信号を外部に出力するコネクタ、または、ACF（Anisotropic Conductive Film）端子を含む
＜１＞乃至＜１５＞のいずれかに記載の撮像装置。
＜１７＞    受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含み、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を有する撮像装置の製造方法であって、
前記CSP固体撮像素子を前記回路基板に固定する工程と、
前記スペーサの前記固定部で前記CSP固体撮像素子を前記回路基板上の所定の位置に誘導するようにはめ込んで前記スペーサを前記回路基板に固定する工程と、
前記固体撮像素子と前記スペーサとの間に固定剤を注入する工程とを含む
撮像装置の製造方法。
＜１８＞    受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサとを含む電子機器において、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を含む
電子機器。
【符号の説明】
【０１５９】
１  固体撮像素子，  ２  ガラス基板，  ４  赤外カットフィルタ，  ６  レンズ，  ７  回路基板，  ８  アクチュエータ，  ９  コネクタ，  １０  スペーサ，  １１，１１−１乃至１１−４，１１−２１乃至１１−２４，１１−３１，１１−３２，１１−４１乃至１１−４３，１１−５１，１１−５２  固定部，  １２  半導体部品，  １３，１３−１乃至１３−４，１３−２１乃至１３−２４，１３−３１，１３−３２，１３−４１乃至１＃−４３，１３−５１，１３−５２  固定剤，  ３１，３２  接着剤，  ４１  ガラス基板，  ６１  上位層レンズ，  ６２  下位層レンズ，  ９１  ACF端子
【図１】
2018110302.tif 000003
【図２】
2018110302.tif 000004
【図３】
2018110302.tif 000005
【図４】
2018110302.tif 000006
【図５】
2018110302.tif 000007
【図６】
2018110302.tif 000008
【図７】
2018110302.tif 000009
【図８】
2018110302.tif 000010
【図９】
2018110302.tif 000011
【図１０】
2018110302.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2018110302.tif 000014
【図１３】
2018110302.tif 000015
【図１４】
2018110302.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2018110302.tif 000018
【図１７】
2018110302.tif 000019
【図１８】
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