(57)【要約】【課題】撮像素子の撮像面に不要光が侵入しにくい構造を有する撮像ユニット、または、撮像装置を提供する。【解決手段】撮像ユニット１２は、ベアチップである撮像素子２１と、撮像素子２１の撮像面である撮像受光面２１ａと対向する透明部材である保護ガラス２４と、開口１７ａを有し、該開口を塞ぐように撮像素子２１が一方の面側に実装され、他方の面側には保護ガラス２４が、開口１７ａ周囲を接着する遮光性および反射防止性を有する接着剤２５により実装された電気基板とを有しており、この撮像ユニット１２においては、不要光の開口１７ａ周辺における接着剤２５の接着部内周面での反射、あるいは、接着剤２５の透過が抑えられので、撮像素子２１の撮像受光面２１ａへの上記不要光の侵入が防止でき、撮像素子２１によるノイズの少ない撮像データが得られる。【選択図】図９
2008103957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する電気基板と、
上記電気基板の一方の面に、撮像面により上記開口を覆うようにして固着される撮像素子と、
上記電気基板の他方の面に、上記撮像面と対向するように上記開口周囲を非透明な接着剤により固着される光透過部材と、
からなることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
上記接着剤は、黒色の接着剤であることを特徴とする請求項１記載の撮像ユニット。
【請求項３】
ベアチップである撮像素子と、
上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、
開口を有し、上記撮像素子が一方の面に実装され、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された遮光性を有する接着剤により実装された電気基板と、
を有することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項４】
ベアチップである撮像素子と、
上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、
開口を有し、上記撮像素子が一方の面に実装され、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された反射防止性を有する接着剤により実装された電気基板と、
を有することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項５】
ベアチップである撮像素子と、
上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、
開口を有し、上記撮像素子を一方の面に実装し、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された遮光性を有する接着剤により実装された電気基板と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
撮像装置において、
ベアチップである撮像素子と、
上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、
開口を有し、上記撮像素子が一方の面に実装され、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された反射防止性を有する接着剤により実装された電気基板と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気基板に対して撮像素子、および、保護ガラスとを接着、固定して形成される撮像ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ等の撮像装置に組み込まれる撮像ユニットとして、例えば、特許文献１，２等に開示されている撮像素子（ベアチップ）実装構造がある。
【０００３】
上記従来の実装構造を適用する撮像素子ユニットには図１０に示す撮像ユニット１００のように光透過部材である保護ガラス１２４に開口部１１７ａを有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１１７が接着剤１２５により接着されている。そして、上記ＦＰＣ１１７の保護ガラス１２４が接着されている接着面とは反対側の面にベアチップからなる撮像素子１２１が電極パッド，バンプ１３０を介して電気接続され、かつ、接着されている。そして、撮像素子１２１の撮像面（撮像受光面）１２１ａは、開口部１１７ａを介して保護ガラス１２４に対向するように配置されている。そして、この電極パッド，バンプ１３０には、これを覆うように接着剤１３１が塗布される。これにより、ＦＰＣ１１７と撮像素子１２１とが接着結合されると共に、撮像素子１２１の撮像面１２１ａの封止構造が形成されている。
【特許文献１】特開平１１−１６４２０９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、図１０に示す実装構造を有する撮像ユニット１００においては、保護ガラス１２４を接着するための接着剤１２５は、光の透過率や反射率を考慮することなく用いられていた。この接着剤１２５は、接着状態で或る厚みを有している。したがって、保護ガラス１２４の周辺部の不要光Ｌ1 ，Ｌ2 が接着剤１２５の開口側内周面で反射、または、接着剤１２５を透過して、撮像素子１２１の撮像面１２１ａに到達する。そのため、該不要光により撮影データにノイズが乗るといった問題が生じる可能性があった。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、電気基板に対して撮像素子および光透過部材を実装する実装構造を有する撮像ユニット、または、撮像装置において、撮像素子の撮像面に不要光が侵入しにくい構造を有する撮像ユニット、または、撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１記載の撮像ユニットは、開口を有する電気基板と、上記電気基板の一方の面に、撮像面により上記開口を覆うようにして固着される撮像素子と、上記電気基板の他方の面に、上記撮像面と対向するように上記開口周囲を非透明な接着剤により固着される光透過部材とからなる。
【０００７】
本発明の請求項２記載の撮像ユニットは、請求項１記載の撮像ユニットにおいて、上記接着剤は、黒色の接着剤である。
【０００８】
本発明の請求項３記載の撮像ユニットは、ベアチップである撮像素子と、上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、開口を有し、上記撮像素子が一方の面に実装され、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された遮光性を有する接着剤により実装された電気基板とを有する。
【０００９】
本発明の請求項４記載の撮像ユニットは、ベアチップである撮像素子と、上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、開口を有し、上記撮像素子が一方の面に実装され、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された反射防止性を有する接着剤により実装された電気基板とを有する。
【００１０】
本発明の請求項５記載の撮像装置は、ベアチップである撮像素子と、上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、開口を有し、上記撮像素子を一方の面に実装し、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された遮光性を有する接着剤により実装された電気基板とを有する。
【００１１】
本発明の請求項６記載の撮像装置は、ベアチップである撮像素子と、上記撮像素子の撮像面と対向する透明部材と、開口を有し、上記撮像素子が一方の面に実装され、他方の面には上記透明部材が、上記開口周囲に配された反射防止性を有する接着剤により実装された電気基板とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電気基板に対して撮像素子および光透過部材を実装する実装構造を有する撮像ユニット、または、撮像装置において、撮像素子の撮像面に不要光が侵入しにくい構造を有する撮像ユニット、または、撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。 
図１，図２は、本発明の一実施形態の撮像ユニットが適用される撮像装置としてのデジタル一眼レフカメラ（以下、単にデジタルカメラと記載する）のミラーボックス部分を示す図である。このうち、図１はボディマウント及びその他説明に不要な機構部を除いた当該ミラーボックス部分の斜視図である。図２は、図１のII−II断面図である。
【００１４】
また、図３は、本実施形態の撮像ユニットの構成を示す正面図である。図４，図６は、本実施形態の撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。このうち、図４は、前側から見た図である。図６は、背面側から見た図である。図５，図７は、本実施形態の撮像ユニットを組み立てた状態の斜視図である。このうち、図５は、前側からみた図である。図７は、背面側から見た図である。図８は、本実施形態の撮像ユニットにおいて、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと記載する）に対して撮像素子及び保護ガラスが接着固定された状態を示す断面図である。図９は、図８の一部を拡大した要部拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、ミラーボックス１０の本体部１１の前面には、ボディマウント１３（図１では図示せず。図２参照）が載置されるマウント載置面１３ａが配されている。このボディマウント１３は、撮影光学系を有する撮影レンズ鏡筒（図示せず）を本体部１１に対して着脱自在とするために設けられているものである。したがって、当該ボディマウント１３にレンズ鏡筒（図示せず）を装着したとき、レンズ鏡筒の撮影光学系の光軸Ｏ（図２参照）は、ボディマウント１３の略中心部を通過するように、かつボディマウント１３のマウント面は、撮影光学系の光軸Ｏに対して略直交する面となるように設定されている。
【００１６】
本体部１１の後方には、後述する撮像素子２１等を含み固定部材１５，保護部材１６，ＦＰＣ１７等によって構成される本実施形態の撮像ユニット１２が、当該本体部１１に対して固設されている。
【００１７】
本実施形態の撮像ユニット１２は、主に図２〜図５に示すように固定部材１５，保護部材１６，電気基板であるＦＰＣ１７，放熱部材２０，撮像素子２１，光透過部材（透明部材）である保護ガラス２４により構成されている。
【００１８】
固定部材１５は、ミラーボックス１０に対する撮像ユニット１２の位置決めの基準となる部材である。なお、固定部材１５は、板状の硬質部材、例えば金属部材であるアルミ材，ステンレス材等や、セラミック，モールド部品等によって形成される。
【００１９】
保護部材１６は、ＦＰＣ１７に固着されている。そして、保護部材１６は、撮像素子２１や保護ガラス２４とＦＰＣ１７との接着部に対してＦＰＣ１７が屈曲することにより生じる応力から保護する機能や、当該撮像ユニットを組み立てる際に固定部材１５に対するＦＰＣ１７の位置決めをするために用いられるものである。
【００２０】
撮像素子２１は、撮影光学系（図示せず）を透過して結像される光学的な被写体像に応じた画像信号を生成する光電変換処理を行なう光電変換素子である。この撮像素子２１は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）等のベアチップにより形成されている。撮像素子２１の一方の面であって、撮像面に対応する撮像受光面２１ａ（図８）の領域は、撮像画素領域を形成する。この撮像受光面２１ａと同一面にあって、該面に隣接する部位、即ち、撮像素子２１の周囲である外周縁部近傍には、複数個の電極３０が設けられている。この電極３０は、ＦＰＣ１７の接続パターン（図示せず）にバンプで接続されることで、ＦＰＣ１７と撮像素子２１との間の信号の授受が行なわれるようになっている。
【００２１】
ＦＰＣ１７は、撮像素子２１により光電変換処理がなされて生成された画像信号を画像処理回路等の電気回路（図示せず）に対して供給するために設けられる電気基板である。ＦＰＣ１７の略中央部分には、略矩形状の開口１７ａ（図４参照）が形成されている。この開口１７ａは、撮像する光束を通過させるために設けられるものである。したがって、当該開口１７ａは、撮像素子２１の撮像受光面２１ａよりも大きく、そして撮像素子２１の外形より小さく、かつ電極３０のある位置よりも内側に設定されている。この開口１７ａの縁部近傍には、撮像素子２１の電極３０と接続する接続パターン（図示せず）が形成されている。
【００２２】
放熱部材２０は、撮像素子２１に蓄積された熱を放出するために設けられているものである。この放熱部材２０は、例えばセラミック等の板状部材によって形成されている。
【００２３】
保護ガラス２４は、撮像素子２１より外形が大きく、撮像素子２１の撮像受光面２１ａに対向する部位に設けられることによって、撮像素子２１の撮像受光面２１ａを保護するために設けられる保護カバーである。この保護ガラス２４は、例えば平板形状のガラス等の透明部材等によって形成されている。
【００２４】
保護ガラス２４は、ＦＰＣ１７の撮像素子２１が固着されている面とは反対側の面にて開口１７ａを覆うように、言い換えれば、開口１７ａを塞ぐように該開口の周囲が第二の接着剤２５によって接着され、固着されている。この接着剤２５については後でその詳細を説明する。
【００２５】
なお、図２に示すように、保護ガラス２４の前面側には、撮影光学系（図示せず）を透過して入射してくる被写体からの光束（以下、輔車体光束という）から高周波成分を取り除く光学ローパスフイルター（以下、光学ＬＰＦと記載する）２６と、撮像素子２１の撮像受光面２１ａに向けて入射される被写体光束の照射時間等を制御するシャッター２７とが順次配設されている。
【００２６】
本実施形態の撮像ユニットにおける各構成部材の部材配置は、次に示す通りである。
【００２７】
ＦＰＣ１７の一方の面、即ち裏面側には、開口１７ａを覆うように、言い換えれば、開口１７ａを塞ぐように撮像素子２１が配置される。ＦＰＣ１７と撮像素子２１とは、第一の接着剤３１によって少なくとも機械的に固着される。
【００２８】
つまり、ＦＰＣ１７の裏面側であって開口１７ａの周縁部と、撮像素子２１の一方の面、即ち、撮像受光面２１ａと同一面側の外周縁部とは、電極３０（図８参照）のバンプ部分を除いて第一の接着剤３１により接着される。
【００２９】
より詳しく言えば、第一の接着剤３１は、撮像素子２１の外縁から少なくともＦＰＣ１７の接続パターンと撮像素子２１の電極３０との電気的接続部分まで撮像素子２１とＦＰＣ１７の間と、かつ撮像素子２１の周縁に沿って第一の帯幅で環状に塗布される。つまり、第一の接着剤３１は、ＦＰＣ１７の開口１７ａの周囲に塗布される。
【００３０】
そして、第一の接着剤３１は、電極３０の周囲を覆うように塗布される。これにより、
撮像素子２１は、ＦＰＣ１７の裏面側の所定の部位に対して固着した状態で、撮像素子２１の撮像受光面２１ａが開口１７ａから露呈するように配置される。
【００３１】
ＦＰＣ１７の他方の面、即ち、表面側であって開口１７ａの周縁部と、保護ガラス２４の裏面側の外周縁部とは、第二の接着剤２５によって接着されている。
【００３２】
より詳しく言うと、第二の接着剤２５は、ＦＰＣ１７の開口１７ａの周囲に第二の帯幅で環状に塗布される。この第二の接着剤２５としては、遮光性、および、反射防止性、あるいは、いずれか一方を有している非透明接着剤が適用される。また、硬化後の状態で遮光性、および、反射防止性を呈する接着剤であってもよい。そして、第二の接着剤２５として紫外線硬化型、もしくは、熱硬化型であり、例えば、紫外線硬化型の接着剤を用いる場合は、その紫外線を遮らないようにするための色素を使用する。また、熱硬化型の接着剤を使用する場合は、カーボン粉を混入した黒色の接着剤などを適用することができる。なお、該接着剤の上記遮光性、または、反射防止性の度合いについては、高遮光性、あるいは、極めて低い反射性をもつものに限らず、より遮光性の高いもの、または、反射防止性のあるものであれば後述する効果が期待できる。
【００３３】
この保護ガラス２４とＦＰＣ１７とを接着することによって、撮像素子２１の撮像受光面２１ａ近傍をの空間を外部に対して封止して、当該撮像受光面２１ａを外部から保護する封止構造が形成される。
【００３４】
一方、撮像素子２１の裏面側、即ち撮像素子２１の撮像受光面２１ａとは反対側の面には、放熱部材２０が接着剤（図２参照）により接着されている。
【００３５】
さらに、この放熱部材２０の背面側には、固定部材１５が、固定部材１５に穿設されている孔１５ａを介して接着剤３２により接着固定されている。また、孔１５ｂは、放熱部材２０を固定部材１５に対して接着する際に用いられる。なお、固定部材１５に対する放熱部材２０の接着手段についての詳細は、本発明に関連しない点であるので、その説明は省略する。
【００３６】
そして、この固定部材１５は、本体部１１の所定の部位に対してビス止め等の手段により固定されている。したがって、これにより撮像素子２１はミラーボックス１０の本体部１１の所定の部位に対して固設されている。
【００３７】
次に、ＦＰＣ１７と保護ガラス２４及び撮像素子２１の接着部位について、以下に詳述する。
【００３８】
上述したように、撮像素子２１の撮像受光面２１ａ側の外周縁部とＦＰＣ１７の裏面側であって開口１７ａの周縁部とは、電極３０の周囲に周り込んだ第一の接着剤３１により接着固定される。この第一の接着剤３１は、特に絶縁性のものが用いられる。そして、電極３０の周囲を覆うように第一の接着剤３１が分布することで、電極３０近傍の絶縁性が確保されている。
【００３９】
ここで、撮像素子２１とＦＰＣ１７との第一の接着剤３１による接着範囲（塗布範囲）のうち、電極３０の中心位置から撮像素子２１の外周の外方に添着された接着剤３１の最外方縁までの図８，図９の符号Ａで示す部位の範囲を符号Ｂで表わすものとする。この符号Ｂで示す範囲が上記第一の帯幅である。
【００４０】
一方、ＦＰＣ１７の表面側であって開口１７ａの周縁部と、保護ガラス２４の裏面側の外周縁部とは、第二の接着剤２５によって接着されている。
【００４１】
ここで、ＦＰＣ１７と保護ガラス２４との第二の接着剤２５による接着範囲（第二の接着剤２５の塗布範囲）、即ち接着剤３１の最外方縁よりさらに外方から、電極３０の中心よりさらに開口１７ａ側までの範囲を、図９で示すように符号Ｃで表わすものとする。この符号Ｃで示す範囲が上記第二の帯幅である。
【００４２】
このように、ＦＰＣ１７に対して撮像素子２１及び保護ガラス２４をそれぞれ第一の接着剤３１，第二の接着剤２５によって接着固定した場合において、例えばＦＰＣ１７に対して曲げるような図９の矢印Ｆ１方向への外力がかかったとすると、これから発生する応力は、同図符号Ａで示す接着部位においてＦＰＣ１７を剥離させる応力になる。
【００４３】
また、同状態において、例えば撮像素子２１の裏面に対する押圧力、即ち図９の矢印Ｆ２方向への外力がかかったとすると、これから発生する応力は、撮像素子２１を背面から押し附ける応力となり、また、同図符号Ａで示す接着部位においてＦＰＣ１７を剥離させる応力になる。
【００４４】
そこで、本実施形態の撮像ユニットにおいては、図９に示すように、第二の接着剤２５による接着範囲Ｃは、第一の接着剤３１による接着範囲のうち所定の塗布範囲、即ち電極３０の中心位置から図８，図９の符号Ａで示す部位までの範囲Ｂを包含するようにしている。
【００４５】
つまり、ＦＰＣ１７の開口１７ａの平面と直交する方向から見たとき（図８，図９参照）、第一の接着剤３１による第一の帯幅Ｂは、第二の接着剤２５による第二の帯幅Ｃ内に重なるように、第二の接着剤２５は塗布される。
【００４６】
また、本実施形態の撮像ユニットにおいては、図８，９に示すようにＦＰＣ１７の開口１７ａの前面側が保護ガラス２４で覆われ、開口１７ａの周囲は第二の接着剤２５によって封止される状態にあり、さらに、上述したように第二の接着剤２５として遮光性、および、反射防止性を有するものを適用いている。したがって、保護ガラス２４を透過した侵入した不要光Ｌ1 の第二の接着剤２５の接着内周面２５ａでの反射が抑えられる。さらに、保護ガラス２４の周囲、または、保護ガラス２４を透過した不要光Ｌ2 ，Ｌ3 の第二の接着剤２５での透過が抑えられ、不要光が撮像受光面２１ａに達することが防止される。
【００４７】
以上、説明したように上記一実施形態によれば、第二の接着剤２５による接着範囲Ｃ（第二の帯幅）は、第一の接着剤３１による接着範囲のうち所定の塗布範囲Ｂ（第一の帯幅）を包含するようにしたので、例えば、撮像素子２１の裏面に対する押圧力（図９の矢印Ｆ２方向への外部応力）や、同図符号Ａで示す接着部位においてＦＰＣ１７を剥離させる応力に対しても、充分な強度を有する構造とすることができる。
【００４８】
また、上記一実施形態によれば、上述したように保護ガラス２４を接着するための第二の接着剤２５を透過、あるいは、反射した不要光が撮像素子２１の撮像受光面２１ａに到達することが防止される。したがって、撮像素子２１による撮像データに対して上記不要光によるノイズが乗るといった不具合が防止され、精度のよい撮像データを得ることができる。
【００４９】
なお、上記一実施形態においては、保護ガラス２４の適用例として、平板形状のガラス等の透明部材等としているが、これに限ることはない。保護ガラス２４の例としては、ほかに例えばローパスフイルターでもよいし、赤外線カットフイルター等としても、同様に適用することができる。
【００５０】
また、上述の一実施形態では電気基板の例としてＦＰＣ１７を用いて説明しているが、これに限ることはない。電気基板の適用例としては、例えば硬質の薄型基板等を適用しても同様である。
【００５１】
さらに、上述の一実施形態においては、絶縁性を有する接着剤３１を用いて撮像素子２１と電気基板であるＦＰＣ１７とを接着するようにしているが、これに限ることはない。例えば、撮像素子２１とＦＰＣ１７とは、押圧により導電性を有する導電粒子を含む接着剤を用いてもよいことはもちろんである。
【００５２】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明による撮像ユニット、または、撮像装置は、電気基板に対して撮像素子および光透過部材を実装する実装構造を有する撮像ユニット、または、撮像装置において、撮像素子の撮像面に不要光が侵入しにくい構造を有する撮像ユニット、または、撮像装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態の撮像ユニットが適用される撮像装置であるデジタル一眼レフカメラのミラーボックス部分を取り出して示す斜視図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のカメラに適用される撮像ユニットの構成を示す正面図である。
【図４】図３の撮像ユニットの構成を前側から示す分解斜視図である。
【図５】図３の撮像ユニットを組み立てた状態を前側から見た斜視図である。
【図６】図３の撮像ユニットの構成を背面側から示す分解斜視図である。
【図７】図３の撮像ユニットを組み立てた状態を背面側から示す斜視図である。
【図８】図３の撮像ユニットにおいて、ＦＰＣに対して撮像素子及び保護ガラスが接着固定された状態を示す断面図である。
【図９】図８の一部を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図１０】従来の撮像ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１２  …撮像ユニット
１７  …ＦＰＣ（電気基板）
１７ａ…開口（電気基板の開口）
２１  …撮像素子
２１ａ…撮像受光面（撮像面）
２４  …保護ガラス（透明部材，光透過部材）
２５  …第二の接着剤
（非透明な接着剤，遮光性を有する接着剤）
【図１】
2008103957.tif 000003
【図２】
2008103957.tif 000004
【図３】
2008103957.tif 000005
【図４】
2008103957.tif 000006
【図５】
2008103957.tif 000007
【図６】
2008103957.tif 000008
【図７】
2008103957.tif 000009
【図８】
2008103957.tif 000010
【図９】
2008103957.tif 000011
【図１０】
2008103957.tif 000012