(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、
上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、
上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、
上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、を有し、
上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、
上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、
上記第１受光面側から上記透明支持板の側部に至る貫通電極が形成されている
光学センサ。
【請求項２】
上記第１受光面側が高感度センサとして機能し、上記第２受光面側が高解像度センサとして機能するように、上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズが設定されている
請求項１記載の光学センサ。
【請求項３】
上記透明支持板と上記センサ基板側の上記マイクロレンズとが接着剤のより接着され、
上記接着剤は、空気層よりも高い第１の屈折率を持ち、
上記マイクロレンズは上記接着剤の第１の屈折率より高い第２の屈折率を持つ
請求項１または２記載の光学センサ。
【請求項４】
上記透明支持板の屈折率、上記接着剤の屈折率、および上記透明支持板への光入射側の屈折率が、表記した順に高い
請求項３記載の光学センサ。
【請求項５】
上記第２受光面側に接続用パッド電極が形成されている
請求項１から４のいずれか一に記載の光学センサ。
【請求項６】
上記貫通電極が個辺化する際に切断されるスクライブライン上にあり、スクライブすることで貫通電極が上記透明支持板の側壁に露出している
請求項１から５のいずれか一に記載の光学センサ。
【請求項７】
両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、
上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、
上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を有し、
上記光学センサは、
表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、
上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、
上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、
上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、
上記第２受光面側に形成された接続用パッド電極と、を含み、
上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、
上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、
上記接続用パッド電極と上記信号取り出し基板の電極と接続されている
レンズモジュール。
【請求項８】
上記第１レンズは、
複数のレンズがアレイ状に形成されたマルチレンズアレイにより形成されている
請求項７記載のレンズモジュール。
【請求項９】
上記第１レンズおよび第２レンズの少なくとも一方は、
ウェハー状態で加工可能なウェハーレベルレンズにより形成されている
請求項７または８記載のレンズモジュール。
【請求項１０】
上記第２レンズを形成するウェハーレベルレンズは、
上記センサ基板の第２受光面側に支持される支持脚が形成され、
上記支持脚は、上記接続用パッド電極を避けるように切り欠き部が形成されており、
上記接続用パッド電極と上記信号取り出し基板の電極とがワイヤーボンドにより接続されている
請求項９記載のレンズモジュール。
【請求項１１】
上記ウェハーレベルレンズは、
複数のレンズが一体的に形成されている状態で隣接する光学センサとの境界部でスリットが形成されており、ダイシングして切り出したときに当該スリットが上記切り欠き部となる
請求項１０記載のレンズモジュール。
【請求項１２】
配線が形成された配線付き透明基板が、当該配線が形成された面が上記第２受光面に対向するように配置され、
上記光学センサの上記パッド電極と上記透明基板の対応する配線するボール電極で接続され、
上記信号取り出し基板の電極と上記透明基板の対応する配線するボール電極で接続されている
請求項７または８記載のレンズモジュール。
【請求項１３】
両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、
上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、
上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を有し、
上記光学センサは、
表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、
上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、
上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、
上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、
上記第１受光面側から上記透明支持板の側部に至る貫通電極と、を含み、
上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、
上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、
上記貫通電極と上記信号取り出し基板の電極とが接続されている
レンズモジュール。
【請求項１４】
上記貫通電極と上記信号取り出し基板の電極とがリフローハンダにより接続されている
請求項１３記載のレンズモジュール。
【請求項１５】
上記第１レンズおよび第２レンズの少なくとも一方は、
ウェハー状態で加工可能なウェハーレベルレンズにより形成されている
請求項１３または１４記載のレンズモジュール。
【請求項１６】
光学センサを含むレンズモジュールと、
上記レンズモジュールの光学センサからの信号を処理する信号処理部と、を有し、
上記レンズモジュールは、
両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、
上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、
上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を含み、
上記光学センサは、
表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、
上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、
上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、
上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、
上記第２受光面側に形成された接続用パッド電極と、を有し、
上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、
上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、
上記接続用パッド電極と上記信号取り出し基板の電極と接続され、
上記信号処理部は、
上記第１受光面による第１信号および上記第２受光面による第２信号を処理する
カメラモジュール。
【請求項１７】
光学センサを含むレンズモジュールと、
上記レンズモジュールの光学センサからの信号を処理する信号処理部と、を有し、
上記レンズモジュールは、
両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、
上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、
上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を含み、
上記光学センサは、
表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、
上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、
上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、
上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、
上記第１受光面側から上記透明支持板の側部に至る貫通電極と、を含み、
上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、
上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、
上記貫通電極と上記信号取り出し基板の電極とが接続され、
上記信号処理部は、
上記第１受光面による第１信号および上記第２受光面による第２信号を処理する
カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ）等の光学センサ、レンズモジュール、およびカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＣＭＯＳイメージセンサ等を含む撮像装置では、撮像レンズを用い、この撮像レンズの焦点位置に固体撮像素子を配置する。
そして、撮像レンズで取り込んだ被写体からの光を、固体撮像素子で電気信号に変換しやすいように光学系において光学的な処理を施す。その後、固体撮像素子の光電変換側に導き、撮像デバイスによって光電変換して得られる電気信号に対して、後段の信号処理回路で所定の信号処理を施す（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この種の撮像装置はデジタルスチルカメラなどのカメラシステムとして単体で用いられる他に、近年、携帯電話などの小型携帯機器に組み込まれて用いられるようになってきている。
そのため、携帯電話などに組み込むに当たって、撮像装置の小型化、軽量化、低コスト化が強く求められているのが現状である。
すなわち、小型、軽量、低コストの撮像装置を組み込むことで、携帯電話などの小型携帯機器の小型化、軽量化、低コスト化に大きく寄与できることになる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】竹村裕夫著，「ＣＣＤカメラ技術入門」，初版，コロナ社，１９９８年８月，ｐ．２−４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的なイメージセンサは、１つのセンサで両面を撮影することができないが、近年、素子等が形成されない裏面側から光を入射させる裏面照射型イメージセンサの登場で両面に感度を持つセンサでできている。
しかし、このセンサは、その薄さ故にサポートシリコン（Ｓｉ）という不透明なサポート基板を持つ必要があり、両面をセンサとして使用することが困難であった。
【０００６】
また、インカメラ、アウトカメラと称するこれらの個体は、ＩＳＰやアプリケーションプロセッサ、ベースバンドチップとの個別のインターフェースを必要とし、接続部品、個々の調整、検査など２重にコストがかかる要因となっていた。
【０００７】
また、最近ローコスト化のためのカメラモジュールの新しい工法としてウェハーレベルカメラモジュールがある。これは、ウェハー状のレンズアレイをセンサウェハーにウェハーごと張り合わせ、最後にレンズも含めて個片に切り出すことで、劇的なコスト削減を実現している。
しかし、この構造において両面センサで両面にウェハーレンズを貼り合わせた場合、取り出し電極を形成することができない。
【０００８】
本発明は、両面センサとして使用することが可能で、コスト増加を抑止しつつ、両面にウェハーレンズを貼り合わせた場合であっても取り出し電極を形成することが可能な光学センサ、レンズモジュール、およびカメラモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点の光学センサは、表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、を有し、上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、上記第１受光面側から上記透明支持板の側部に至る貫通電極が形成されている。
【００１１】
本発明の第３の観点のレンズモジュールは、両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を有し、上記光学センサは、表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、上記第２受光面側に形成された接続用パッド電極と、を含み、上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、上記接続用パッド電極と上記信号取り出し基板の電極と接続されている。
【００１２】
本発明の第４の観点のレンズモジュールは、両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を有し、上記光学センサは、表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、上記第１受光面側から上記透明支持板の側部に至る貫通電極と、を含み、上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、上記貫通電極と上記信号取り出し基板の電極とが接続されている。
【００１３】
本発明の第５の観点のカメラモジュールは、光学センサを含むレンズモジュールと、上記レンズモジュールの光学センサからの信号を処理する信号処理部と、を有し、上記レンズモジュールは、両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を含み、上記光学センサは、表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、上記第２受光面側に形成された接続用パッド電極と、を有し、上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、上記接続用パッド電極と上記信号取り出し基板の電極と接続され、上記信号処理部は、上記第１受光面による第１信号および上記第２受光面による第２信号を処理する。
【００１４】
本発明の第６の観点のカメラモジュールは、光学センサを含むレンズモジュールと、上記レンズモジュールの光学センサからの信号を処理する信号処理部と、を有し、上記レンズモジュールは、両面に第１受光面および第２受光面がそれぞれ形成された光学センサと、上記光学センサを、当該光学センサの両面に光入射するように収容可能な信号取り出し基板と、上記光学センサの上記第１受光面に結像させるための第１レンズおよび上記光学センサの上記第２受光面側に結像するための第２レンズとのうち少なくとも上記第１レンズと、を含み、上記光学センサは、表面側に第１受光面が形成され、裏面側に第２受光面が形成され、上記第１受光面および上記第２受光面に被写体象を結像可能なセンサ基板と、上記第１受光面側に配置された第１カラーフィルタと、上記第２受光面側に配置された第２カラーフィルタと、上記第１カラーフィルタを介して上記第１受光面側を支持する光学的に透明な透明支持板と、上記第１受光面側から上記透明支持板の側部に至る貫通電極と、を含み、上記第１カラーフィルタと上記第２カラーフィルタのレイアウトおよびサイズの少なくとも一方が異なり、上記第１カラーフィルタの上記透明支持板との接合面側にマイクロレンズが形成され、上記貫通電極と上記信号取り出し基板の電極とが接続され、上記信号処理部は、上記第１受光面による第１信号および上記第２受光面による第２信号を処理する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、両面センサとして使用することができ、コスト増加を抑止しつつ、両面にウェハーレンズを貼り合わせた場合であっても取り出し電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学センサ（固体撮像素子）の第１の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る第１カラーフィルタおよび第２カラーフィルタの第１の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る第１カラーフィルタおよび第２カラーフィルタの第２の構成例を示す図である。
【図４】本第１の実施形態に係る光学センサの基本的な製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光学センサ（固体撮像素子）の第２の構成例を示す図である。
【図６】接着剤、透明支持板（ガラス基板）、および空気層の入射角および屈折率の関係を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光学センサ（固体撮像素子）の第１の構成例を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る光学センサのウェハーレベルでの切り出し構造を説明するための図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るレンズモジュールの第１の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るレンズモジュールの第２の構成例を示す図である。
【図１１】図１０のレンズモジュールがウェハーレベルの状態を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係るレンズモジュールの第３の構成例を示す図である。
【図１３】図１２のレンズモジュールがウェハーレベルの状態を示す図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係るレンズモジュールの第４の構成例を示す図である。
【図１５】図１４のレンズモジュールがウェハーレベルの状態を示す図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態に係るカメラモジュールの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（光学センサ（固体撮像素子）の第１の構成例）
２．第２の実施形態（光学センサの第２の構成例）
３．第３の実施形態（光学センサの第３の構成例）
４．第４の実施形態（レンズモジュールの第１の構成例）
５．第５の実施形態（レンズモジュールの第２の構成例）
６．第６の実施形態（レンズモジュールの第３の構成例）
７．第７の実施形態（レンズモジュールの第４の構成例）
８．第８の実施形態（カメラモジュールの構成例）
【００１８】
＜１．第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学センサ（固体撮像素子）の第１の構成例を示す図である。
本実施形態においては、光学センサとしては一例としてＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ：CMOS Image Sensor)が適用される。
【００１９】
第１の実施形態に係る光学センサ１０は、センサ基板１１、第１カラーフィルタ１２、第２カラーフィルタ１３、および透明支持板１４を有する。
【００２０】
センサ基板１１は、表面側に第１受光面１１１が形成され、裏面側に第２受光面１１２が形成され、第１受光面１１１および第２受光面１１２に被写体象を結像可能な両面センサ基板として形成されている。
第１カラーフィルタ１２は、第１受光面１１１側に配置されている（形成されている）。
第２カラーフィルタ１３は、第２受光面１１２側に配置されている（形成されている）。
そして、透明支持板１４は、光学的に透明なガラス基板により形成され、第１カラーフィルタ１２を介してセンサ基板１１の第１受光面１１１側を支持するように光学的に透明な接着剤により第１カラーフィルタ１２と接着されている。
また、センサ基板１１において、第２受光面１１２側に、ビアを通して配線１１３に接続される接続用パッド電極１５が形成されている。
【００２１】
第１カラーフィルタ１２は、色の３原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタがたとえばベイヤー（Ｂａｙｅｒ）配列をもってオンチップカラーフィルタ（ＯＣＣＦ）としてアレイ状に形成されている。
第２カラーフィルタ１３も、色の３原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタがベイヤー（Ｂａｙｅｒ）配列をもってＯＣＣＦとしてアレイ状に形成されている。
【００２２】
ただし、本第１の実施形態においては、第１カラーフィルタ１２と第２カラーフィルタ１３のレイアウトおよびサイズが異なる。
具体的には、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１受光面１１１側の第１カラーフィルタ１２は高感度センサとして機能し、第２受光面１１２側の第２カラーフィルタ１３が高解像度センサとして機能するように、レイアウトおよびサイズが設定されている。
このように、第１受光面１１１および第２受光面１１２に搭載するＯＣＣＦ（オンチップカラーフィルタ）は画素単位が同じであれば、同一のパターンでなくてもよい。
図２の例では、第１カラーフィルタ１２は、一つのカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｇ，Ｂが画素２×２分に相当するサイズに形成されており、画素混合機能を備えた高感度センサとして機能するように形成されている。
一方、第２カラーフィルタは、一つのカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｇ，Ｂが画素ごとに１対１で対応するサイズに形成されており、高解像度センサとして機能するように形成されている。
【００２３】
なお、図２の例では、第１カラーフィルタ１２および第２カラーフィルタ１３に重なるように、赤外カットフィルタ（ＩＲＣＦ）１６がそれぞれ形成されている。
【００２４】
また、カラーフィルタをベイヤー（Bayer）パターンに限る必要もなく、第１受光面１１１および第２受光面１１２は全く独立のＩＲカットフィルタ、カラーフィルタを構成すすることも可能である。
たとえば、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、暗視カメラとの組み合わせの場合のフィルタ構成を採用する場合、第２受光面１１２の第２カラーフィルタ１３は図２と同様に、高解像度ベイヤー（Bayer）タイプで通常のＩＲＣＦとの組み合わせで形成される。
第１受光面１１１側の第１カラーフィルタ１２は、ＩＲフィルタ１７を含む画素があり、ＩＲＣＦを装着しないタイプのＯＣＣＦとして形成される。この場合も画素混合高感度タイプのセンサが実現される。
【００２５】
図２および図３は、たとえば、センサの画素数が８００万画素で裏面側にＲＧＢベイヤーパターンのＯＣＣＦを形成、表面側には、各色４画素共有を行ったベイヤーパターンのＯＣＣＦを形成したケースを示している。
これにより、表面は解像度は落ちるが、画素共有による感度がアップし、小型のマイクロレンズアレイを採用することにより、より低背のカメラを実現し、異なった用途のカメラを提供できる。また、両面同様のＯＣＣＦの場合は、後段の信号処理を変更しなくてもよいという利点がある。
【００２６】
図４（Ａ）〜（Ｆ）は、本第１の実施形態に係る光学センサの基本的な製造方法を説明するための図である。
【００２７】
いわゆる、センサ基板１１Ａにおいて、通常の表面型センサ形成工程を経た後、図４（Ａ）に示すように、表面側センサが形成された第１受光面１１１にＯＣＣＦである第１カラーフィルタ１２を形成する。
その後、図４（Ｂ）に示すように、透明支持板１４となる透明材料、たとえばガラスウェハー１４１を空隙なしに充填された接着剤で貼り合わせる。
このガラスウェハー１４１は一般的な裏面センサのサポートシリコンと同様にセンサウェハーの強度的保護の役割を果たす。
次に、図４（Ｃ）に示すように、センサ基板１１Ａの第２受光面側を薄膜化する。
そして、図４（Ｄ）に示すように、第２受光面１１２側（裏面側）のＯＣＣＦである第２カラーフィルタ１３を形成する。
その後、図４（Ｅ）および（Ｆ）に示すように、裏面側パッドからからワイヤーボンドＷＢを施す場合は、裏面用貫通ビア１１４を形成してパッド電極を裏面に形成する。
【００２８】
本第１の実施形態によれば、携帯電話などで使用されているカメラの双方向撮り機能があるものは一つのセンサデバイスで賄うことができ、カメラモジュールの劇的なコストダウンを実現できる。
また、前方、後方をほぼ同時に撮影できることから安価な監視カメラや世界カメラへの転用も可能である。
【００２９】
＜２．第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る光学センサ（固体撮像素子）の第２の構成例を示す図である。
【００３０】
本第２の実施形態に係る光学センサ１０Ａが第１の実施形態に係る光学センサ１０と異なる点は、第１カラーフィルタ１２の透明支持板１４との接合面側にマイクロレンズ（アレイ）１８が形成されていることにある。
【００３１】
そして、本実施形態においては、マイクロレンズ１８が高屈折率の高屈折剤により形成され、透明支持板１４とセンサ基板１１側の上記マイクロレンズ１８とを接着する接着剤１９が、マイクロレンズ１８より低屈折率の低屈折剤により形成されている。
【００３２】
このように、マイクロレンズ１８と接着剤１９の屈折率に差を持たせている理由は次の通りである。
従来タイプのキャビティレス構造は、マイクロレンズ、ガラス、接着剤ともに屈折率１．５近傍でマイクロレンズの効果が得られず、感度を落としていた。
これに対して、本第２の実施形態にように、マイクロレンズ１８の材料を高屈折率、接着剤１９を低屈折率の部材にすることでマイクロレンズ１８の集光効果を得られる。
また、空気層よりも高い屈折率を持つ低屈折材の接着剤１９は、マイクロレンズへの入射角が下がり、マイクロレンズの瞳補正量が下がる。これにより、センサ全体の感度が上がる効果も出る。
これにより、より大きなＣＲＡを持つレンズの採用が可能でカメラの低背化に有効である。また、高屈折剤のマイクロレンズ１８によって混色の防止にもなる。
【００３３】
図６は、接着剤、透明支持板（ガラス基板）、および空気層の入射角および屈折率の関係を説明するための図である。
【００３４】
図６において、素材ａが空気層、素材ｂがガラス基板、素材ｃが接着剤を示す。
空気層ａからガラス基板間の入射角をθＡ、空気層の屈折率をｎＡで示している。
ガラス基板ｂから接着剤ｃ間の入射角をθＢ、ガラス基板ｂの屈折率をｎＢで示している。
接着剤ｃとマイクロレンズ１８間の入射角をθＣ、接着剤１９の屈折率をｎＣで示している。
ここで、次の関係を満足する。
【００３５】
［数１］
nAsinθA = nBsinθB = nCsinθC = ... = 一定
【００３６】
ここで、ｎＡ＜ｎＣ＜ｎＢの関係を保てばθＡ＞θＣ＞θＢが成り立つ。
すなわち、透明支持板１４（ｂ）の屈折率ｎＢ、接着剤１９（ｃ）の屈折率ｎＣ、および透明支持板１４への光入射側（空気層ａ）の屈折率ｎＡが、表記した順に高い場合には、θＡ＞θＣ＞θＢが成り立つ。
上述したようにθＸ（ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）は入射角であり、この角度が小さいとマイクロレンズの瞳補正が小さくなり周辺光量減光の低減、画素間の混色の低減が可能となる。
また、より大きなＣＲＡを持つレンズを利用可能で、低背レンズが使用できる。
【００３７】
＜３．第３の実施形態＞
図７は、本発明の第３の実施形態に係る光学センサ（固体撮像素子）の第２の構成例を示す図である。
【００３８】
本第３の実施形態に係る光学センサ１０Ｂが第１の実施形態に係る光学センサ１０と異なる点は次の通りである。
光学センサ１０Ｂにおいては、電極が第２受光面１１２側に形成するのではなく、第１受光面１１１側から透明支持板１４の側部１４ａ，１４ｂに至る貫通電極２０が形成されている。
本第３の実施形態では、いわゆるサイドウォール型のガラスビア（Ｖｉａ）パッドで貫通電極２０が形成されている。
図７では、側部１４ａには透明支持板１４の光入射面まで貫通するタイプのものを示し、側部１４ｂには透明支持板１４の途中まで貫通する半貫通タイプのものを示している。
また、光学センサ１０Ｂにおいては、第１カラーフィルタ１２Ａと第２カラーフィルタ１３が両者ともに高解像度センサとなるように形成されている。
このように、両面同様のＯＣＣＦの場合は、後段の信号処理を変更しなくてもよいという利点がある。
また、図７においては、マイクロレンズはないが接着剤１９が示されている。
【００３９】
図８は、第３の実施形態に係る光学センサのウェハーレベルでの切り出し構造を説明するための図である。
【００４０】
この例では、貫通電極２０が個辺化する際に切断されるスクライブラインＳＬ上にあり、スクライブすることで貫通電極２０が透明支持板１４の側壁に露出する。
また、図８においては、貫通電極２０の作製工程で貫通孔を作りやすくするノッチ２１が入った構造が示されている。
【００４１】
この貫通電極２０を採用する場合には、信号取り出し基板の電極と、たとえばハンダリフローにより接続される。
【００４２】
＜４．第４の実施形態＞
図９は、本発明の第４の実施形態に係るレンズモジュールの第１の構成例を示す図である。
【００４３】
本第４の実施形態に係るレンズモジュール３０は、光学センサ３１、信号取り出し基板としてのプリント回路基板（ＰＣＢ）３２、第１レンズ３３、第２レンズ３４、およびレンズ鏡筒３５を有する。
【００４４】
光学センサ３１は、基本的に第１の実施形態に係る光学センサ１０が適用されている。したがって、その詳細な説明は省略する。なお、理解を容易にするために図１と同一構成部分は同一符号をもって表す。
ただし、透明支持板としてシールガラスキャビティレス３６が適用されている。
【００４５】
ＰＣＢ３２は、光学センサ３１を、光学センサ３１の両面１１１，１１２に光入射するように収容可能な収容用開口部３２１が形成されている。
光学センサ３１は、第２受光面１１２と第１面３２２が略平坦となるように配置され、パッド電極１５がＰＣＢ３２の電極とワイヤーボンディングＷＢにより接続されている。
そして、光学センサ３１の第１受光面１１１からＰＣＢ３２の第２面３２３に至る開口部３２１の空間を埋めるように、透明支持板としてのシールガラスキャビティレス３６が埋め込まれている。
シールガラスキャビティレス３６の光入射面３６１とＰＣＢ３２の第２面３２３とが略平坦となっている。
【００４６】
第１レンズ３３は、シールガラスキャビティレス３６の光入射面３６１側に配置されている。
第１レンズ３３は、マルチレンズアレイ（ＭＬＡ）３３１により形成されている。
前述したように、光学センサ３１は、センサの画素数が８００万画素で裏面側にＲＧＢベイヤーパターンのＯＣＣＦを形成、表面側には、各色４画素共有を行ったベイヤーパターンのＯＣＣＦを形成したケースを示している。
これにより、表面は解像度は落ちるが、画素共有による感度がアップし、小型のマルチレンズアレイ３３１を採用することにより、より低背のカメラを実現し、異なった用途のカメラを提供できる。
【００４７】
第２レンズ３４は、レンズ鏡筒３５の開口３５１を通して入射する被写体の光学像を光学センサ３１の第２受光面１１２に集光し結像させる集光レンズ３４１等により形成されている。
【００４８】
本第４の実施形態のレンズモジュールによれば、携帯電話などで使用されているカメラの双方向撮り機能があるものは一つのセンサデバイスで賄うことができ、カメラモジュールの劇的なコストダウンを実現できる。
また、前方、後方をほぼ同時に撮影できることから安価な監視カメラや世界カメラへの転用も可能である。
【００４９】
＜５．第５の実施形態＞
図１０は、本発明の第５の実施形態に係るレンズモジュールの第２の構成例を示す図である。
【００５０】
本第５の実施形態に係るレンズモジュール３０Ａが第４の実施形態に係るレンズモジュール３０と異なる点は、第２レンズ３４がウェハー状態で加工可能なウェハーレベルレンズ３４２により形成されていることにある。
第２レンズ３４Ａを形成するウェハーレベルレンズ３４２は、光学センサ３１のセンサ基板１１の第２受光面１１２側に支持される支持脚３４２１が形成されている。
支持脚３４２１は、パッド電極１５を避けるように切り欠き部３４２１ａが形成されている。
そして、接続用パッド電極１５と信号取り出し基板であるＰＣＢ３２の電極とがワイヤーボンドＷＢにより接続されている。
【００５１】
図１１は、図１０のレンズモジュールがウェハーレベルの状態を示す図である。
【００５２】
ウェハーレベルレンズ３４２は、ウェハーレベルで複数のレンズが一体的に形成されている状態で隣接するレンズモジュール３０Ａの光学センサ３１との境界部でスリット３４２２が形成されている。
そして、ダイシングして切り出したときにスリット３４２２が切り欠き部３４２１となる。
【００５３】
本第５の実施形態のレンズモジュールによれば、上述した第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第５の実施形態によれば、携帯電話などで使用されているカメラの双方向撮り機能があるものは一つのセンサデバイスで賄うことができ、カメラモジュールの劇的なコストダウンを実現できる。
また、前方、後方をほぼ同時に撮影できることから安価な監視カメラや世界カメラへの転用も可能である。
【００５４】
＜６．第６の実施形態＞
図１２は、本発明の第６の実施形態に係るレンズモジュールの第３の構成例を示す図である。
【００５５】
本第６の実施形態に係るレンズモジュール３０Ｂが第１および第２の実施形態に係るレンズモジュール３０，３０Ａと異なる点は、第２レンズに代えて配線が形成された配線付き透明基板３７を適用したことにある。
配線が形成された配線付き透明基板３７が、配線が形成された面３７１が光学センサ３１の第２受光面１１２に対向するように配置されている。
そして、光学センサ３１の第２受光面１１２がＰＣＢ３２の第１面３２２より透明基板３７の配置位置側となるように形成されている。
これに伴い、マルチレンズアレイ３３１の支持部の一部がＰＣＢ３２の開口部３２１内に配置されている。
そして、光学センサ３１のパッド電極１５と透明基板３７の対応する配線するボール電極（バンプ）３８で接続されている。
さらに、ＰＣＢ３２の電極と透明基板の対応する配線するボール電極３９で接続されている。
【００５６】
図１３は、図１２のレンズモジュールがウェハーレベルの状態を示す図である。
【００５７】
図１３に示すように、第６の実施形態においては、裏面側に透明基板３７を配置し、透明基板３７に配線パターンを形成する。
そして、センサウェハーにバンプ電極３８を形成して個片のセンサを張り合わせ、取り出し配線にハンダボール３９を接続して最後にカバーガラスをスクライブラインＳＬでダイシングして個片に切り出す。
【００５８】
＜７．第７の実施形態＞
図１４は、本発明の第７の実施形態に係るレンズモジュールの第４の構成例を示す図である。
【００５９】
本第７の実施形態に係るレンズモジュール３０Ｃが第１および第２の実施形態に係るレンズモジュール３０，３０Ａと異なる点は、次の通りである。
レンズモジュール３０Ｃは、光学センサ３１Ｃとして第３の実施形態に係る光学センサ１０Ｂをそのまま使用している。
また、第１レンズ３３Ｃおよび第２レンズ３４Ｃとしてウェハーレベルレンズ３３２Ｃ、３４２Ｃにより形成されている。
そして、光学センサ３１Ｃは、ＰＣＢ３２の第２面３２３側に位置するように開口部３２１に収容されている。
基本的に、光学センサ３１Ｃは、貫通電極２０がＰＣＢ３２の第２面３２３より第１レンズ３３Ｃ側に露出するように開口部３２１に収容されている。
この状態で、貫通電極２０とＰＣＢ３２の電極とがリフローハンダにより接続されている。
【００６０】
図１５は、図１４のレンズモジュールがウェハーレベルの状態を示す図である。
【００６１】
この例では、図８と同様に、貫通電極２０が個辺化する際に切断されるスクライブラインＳＬ上にあり、スクライブすることで貫通電極２０が透明支持板１４の側壁に露出する。
また、図１５においては、貫通電極２０の作製工程で貫通孔を作りやすくするノッチ２１が入った構造が示されている。
【００６２】
本第７の実施形態のレンズモジュールによれば、上述した第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第７の実施形態によれば、携帯電話などで使用されているカメラの双方向撮り機能があるものは一つのセンサデバイスで賄うことができ、カメラモジュールの劇的なコストダウンを実現できる。
また、前方、後方をほぼ同時に撮影できることから安価な監視カメラや世界カメラへの転用も可能である。
【００６３】
以上説明したレンズモジュール３０〜３０Ｃは、両面撮像なカメラモジュールに適用することが可能である。
【００６４】
＜８．第８の実施形態＞
図１６は、本発明の第８の実施形態に係るカメラモジュールの構成例を示す図である。
【００６５】
このカメラモジュール５０は、一例として図９のレンズモジュール３０を適用している。
カメラモジュール５０は、レンズモジュール３０に加えて、さらにスライドスイッチ５１、信号取り出し電極５２、および信号処理部５３を有する。
【００６６】
カメラモジュール５０は、両面センサを搭載した際に必要になるセンサ切り替えスイッチとしてスライドスイッチ５１を採用している。
スライドスイッチ５１は、第２受光面１１２側に光を照射するための開口部５１１および、第１受光面１１１側に光を照射するための開口部５１２が形成されている。
開口部５１１と開口部５１２は、重ならないように形成されており、片方のセンサを利用している時は、もう一方のセンサには光信号が入力されない構造となっており、スイッチの状態が信号処理部５３に入力されて、所望の信号処理を行う。
信号処理部５３は、スイッチ５１に連動して表裏どちらのセンサを使用しているかを識別し、処理を変えることができる。
また、このスライドスイッチ５１がアクチュエータ等で電気的に制御されることで、前方、後方をほぼ同時に監視する監視カメラに利用したり、魚眼レンズを採用することにより３６０度監視も１つのデバイスで可能になる。
【００６７】
第８の実施形態によれば、携帯電話などで使用されているカメラの双方向撮り機能があるものは一つのセンサデバイスで賄うことができ、カメラモジュールの劇的なコストダウンを実現できる。
また、前方、後方をほぼ同時に撮影できることから安価な監視カメラや世界カメラを実現することも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ・・・光学センサ（固体撮像素子装置）、１１・・・センサ基板、１１１・・・第１受光面、１１２・・・第２受光面、１２・・・第１カラーフィルタ、１３・・・第２カラーフィルタ、１４・・・透明支持板、１５・・・パッド電極、２０・・・貫通電極、３０，３０Ａ〜３０Ｃ・・・レンズモジュール、３１，３１Ｃ・・・光学センサ，３２・・・プリント回路基板（ＰＣＢ）、３３・・・第１レンズ、３４・・第２レンズ、３７・・・透明基板、３８，３９・・・ボール電極、４０・・・リフローハンダ、５０・・・カメラモジュール、５１・・・スライドスイッチ、５２・・・信号取り出し電極、５３・・・信号処理部。
【図１】
0005834386.tif 000002
【図２】
0005834386.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005834386.tif 000005
【図５】
0005834386.tif 000006
【図６】
0005834386.tif 000007
【図７】
0005834386.tif 000008
【図８】
0005834386.tif 000009
【図９】
0005834386.tif 000010
【図１０】
0005834386.tif 000011
【図１１】
0005834386.tif 000012
【図１２】
0005834386.tif 000013
【図１３】
0005834386.tif 000014
【図１４】
0005834386.tif 000015
【図１５】
0005834386.tif 000016
【図１６】
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