(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら画像周辺部のひずみおよび色再現性の劣化を抑圧できる撮像装置を提供する。【解決手段】レンズ３と、光学フィルタ５と、受光部を有する半導体撮像素子４と、半導体撮像素子４および光学フィルタ５が実装される立体基板２とを備え、立体基板２が、半導体撮像素子４の受光部に対応する開口１４を有し、半導体撮像素子４および光学フィルタ５が、開口１４に対してレンズ３と反対側に配置され、半導体撮像素子４および光学フィルタ５は、それぞれの中心がレンズ３に対して離反する方向に凹状に湾曲して基板に固定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
光学フィルタと、
受光部を有する半導体撮像素子と、
前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが実装される基板とを備え、
前記基板が、前記半導体撮像素子の受光部に対応する開口を有し、
前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが、前記開口に対して前記レンズと反対側に配置され、
前記半導体撮像素子および前記光学フィルタは、それぞれの中心が前記レンズに対して離反する方向に凹状に湾曲して前記基板に固定されることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記基板の熱膨張係数が、前記光学フィルタおよび前記半導体撮像素子の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光学フィルタおよび前記半導体撮像素子が、使用温度よりも高い温度において前記基板に実装されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学フィルタが、誘電体多層膜により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記半導体撮像素子が、前記基板にフリップチップ実装されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学フィルタの周辺部が、前記基板に接着固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
レンズと、
光学フィルタと、
受光部を有する半導体撮像素子と、
前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが実装される基板とを備え、
前記基板が、前記半導体撮像素子の受光部に対応する開口を有し、
前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが、前記開口に対して前記レンズと反対側に配置され、
前記光学フィルタおよび前記半導体撮像素子が、使用温度よりも高い温度において前記基板に実装されることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
基板と受光部を有する半導体撮像素子とを準備する工程と、
前記半導体撮像素子を前記基板に実装する工程と、
前記受光部の周辺に熱硬化接着剤を塗布する工程と、
前記熱硬化接着剤を使用温度より高温の状態で硬化させる工程とを備えることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記半導体撮像素子を前記基板に実装する工程の前に、使用温度よりも高温の状態で硬化する熱硬化接着剤を準備する工程と、
前記熱硬化接着剤によって前記光学フィルタを前記基板に実装する工程を備えることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至７に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の製造方法により製造された携帯装置を搭載したことを特徴とする携帯電話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器用のカメラなどに用いられる薄型の撮像装置に関し、特に画像の周辺部分における画質の劣化を抑圧した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カメラ付き携帯電話などに用いられる小型の撮像装置は、光軸方向の厚さが薄くなるに従って、撮像された画像の周辺部がボケる像面湾曲や、半導体撮像素子の周辺部分における受光光量が低下するシェーディングが発生する。この像面湾曲やシェーディングを補正するために、従来の撮像装置においては、半導体撮像素子を凹型に湾曲したパッケージに装着したり、半導体撮像素子を凹型に湾曲させるためのアクチュエータに装着することにより、半導体撮像素子を湾曲させ、像面湾曲や周辺部における光量の低下を防止していた（例えば、特許文献１〜４参照）。これらの撮像装置においては、半導体撮像素子を装着するためのパッケージあるいはアクチュエータを半導体撮像素子の背面に装着する必要があるため、撮像装置の光軸方向の厚さが厚くなる原因となり、携帯電話の薄型化を阻害していた。また、パッケージおよびアクチュエータが撮像装置に装着されるため、携帯電話の軽量化を阻害する要因となっていた。
【０００３】
パッケージあるいはアクチュエータを用いずに半導体撮像素子を湾曲させた従来の撮像装置として、例えば特許文献５に示すように、互いに異なる熱膨張係数を有する基板と半導体撮像素子とを高温状態で固定し、熱膨張係数の差に基づく圧縮応力が常温状態で半導体撮像素子に加わるようにしたものがある。この撮像装置においては、ガラスなどにより形成され赤外光の透過を制限するための光学フィルタを基板のレンズに対向する面に装着し、光学フィルタを装着した面と反対側の面に半導体撮像素子を装着するようになっている。
【０００４】
一般に、ガラスの熱膨張係数は、半導体撮像素子を形成するシリコンよりも大きく、基板を形成するガラスエポキシ基材よりも小さい。したがって、平面状の光学フィルタおよび半導体撮像素子が高温状態で基板に装着されると、使用温度においては、光学フィルタは、中心がレンズの方向に向かう凸形に湾曲する一方、半導体撮像素子は、中心がレンズと反対の方向に向かう凹型に湾曲するようになっている。ここで、反射型の光学フィルタは、入射光の入射角が大きくなるにしたがってカットオフの半値波長が短波長側にシフトするフィルタ特性を有している。
【特許文献１】特開２００３−２４４５５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５６２７８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９７６８３号公報
【特許文献４】特開２００５−２７８１３３号公報
【特許文献５】特開２００４−１４６６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献５に記載された撮像装置では、光学フィルタの中心がレンズに近接する方向に湾曲するため、光学フィルタに対する入射光の入射角は中心から離れるほど大きくなっていた。したがって、光学フィルタの周辺部におけるフィルタ特性が短波長側にシフトし、画像の周辺部における色再現性が劣化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、薄型でありながら画像の周辺部における色再現性の劣化を抑圧することのできる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】
【０００７】
本発明の静止画像符号化装置は、レンズと、光学フィルタと、受光部を有する半導体撮像素子と、前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが実装される基板とを備え、前記基板が、前記半導体撮像素子の受光部に対応する開口を有し、前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが、前記開口に対して前記レンズと反対側に配置され、前記半導体撮像素子および前記光学フィルタは、それぞれの中心が前記レンズに対して離反する方向に凹状に湾曲して前記基板に固定される構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の撮像装置は、半導体撮像素子と光学フィルタとが同じ方向に湾曲するため、薄型でありながら、像面湾曲、シェーディングおよび撮像された画像の周辺部における色再現性の劣化を防止できる。
【０００９】
さらに、本発明の撮像装置は、前記基板の熱膨張係数が、前記光学フィルタおよび前記半導体撮像素子の熱膨張係数よりも大きい構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の撮像装置は、基板と半導体撮像素子の熱膨張係数の差を用いて半導体撮像素子を湾曲できるので、半導体撮像素子を湾曲するための保持部材を必要とせず、撮像装置を薄型および軽量にできる。
【００１１】
さらに、本発明の撮像装置は、前記光学フィルタおよび前記半導体撮像素子が、使用温度よりも高い温度において前記基板に実装される構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の撮像装置は、作製時と使用時の温度差を用いることにより、作製時に半導体撮像素子および光学フィルタを組立てが容易な平面状にできる一方、使用時には所望の湾曲形状を有するようにできる。
【００１３】
さらに、本発明の撮像装置は、前記光学フィルタが、誘電体多層膜により形成される構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の撮像装置は、光学フィルタを構成するガラス基材を薄くできるので、撮像装置をより軽量にすることができる。
【００１５】
さらに、本発明の撮像装置は、前記半導体撮像素子が、前記基板にフリップチップ実装される構成を有している。
【００１６】
この構成により、本発明の撮像装置は、半導体撮像素子を基板にフェースダウン実装することにより実装エリアを小さくできるとともに、半導体撮像素子を裏面から保持する保持部材を必要としないため、撮像装置をより一層小型にできる。
【００１７】
さらに、本発明の撮像装置は、前記光学フィルタの周辺部が、前記基板に接着固定される構成を有している。
【００１８】
この構成により、本発明の撮像装置は、光学フィルタの対角端における湾曲量を、中央部における湾曲量よりも大きくできるので、取得した画像の中央部から周辺部までいずれの場所においても優れた色再現性を得ることができる。
【００１９】
さらに、本発明の撮像装置は、レンズと、光学フィルタと、受光部を有する半導体撮像素子と、前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが実装される基板とを備え、前記基板が、前記半導体撮像素子の受光部に対応する開口を有し、前記半導体撮像素子および前記光学フィルタが、前記開口に対して前記レンズと反対側に配置され、前記光学フィルタおよび前記半導体撮像素子が、使用温度よりも高い温度において前記基板に実装される構成を有している。
【００２０】
この構成により、本発明の撮像装置は、基板と半導体撮像素子とが高温で固定された後に使用温度まで互いに等しい温度変化で下がることにより、半導体撮像素子および光学フィルタに安定した曲率を与えることができるので、撮像装置の撮像特性のばらつきを低減することができる。
【００２１】
本発明の撮像装置の製造方法は、基板と受光部を有する半導体撮像素子とを準備する工程と、前記半導体撮像素子を前記基板に実装する工程と、前記受光部の周辺に熱硬化接着剤を塗布する工程と、前記熱硬化接着剤を使用温度より高温の状態で硬化させる工程とを備える構成を有している。
【００２２】
この構成により、本発明の撮像装置は、接着剤の塗布時および使用時の温度差と、基板および半導体撮像素子の熱膨張係数の差とを利用して半導体撮像素子を湾曲させることができるので、像面湾曲およびシェーディングを抑圧することができる。
【００２３】
さらに、本発明の撮像装置の製造方法は、前記半導体撮像素子を前記基板に実装する工程の前に、使用温度よりも高温の状態で硬化する熱硬化接着剤を準備する工程と、前記熱硬化接着剤によって前記光学フィルタを前記基板に実装する工程を備える構成を有している。
【００２４】
この構成により、本発明の撮像装置は、基板に形成された開口の周辺に光学フィルタを固定することにより基板の強度の低下を防ぐことができるので、半導体撮像素子を基板に実装する際の基板の安定性を向上することができる。
【００２５】
さらに、本発明の撮像装置は、携帯電話装置を構成してもよい。
【００２６】
この構成により、本発明の携帯電話装置は、薄型の撮像装置を実装することができるので、薄型化および軽量化を実現することができるとともに、収差の少ない優れた画像を撮影できるので、携帯電話装置の利便性を向上できる。
【００２７】
さらに、本発明の撮像装置の製造方法により製造された撮像装置は、携帯電話装置を構成してもよい。
【００２８】
この構成により、本発明の携帯電話装置は、薄型の撮像装置を実装することができるので、薄型化および軽量化を実現することができるとともに、収差の少ない優れた画像を撮影できるので、携帯電話装置の利便性を向上できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、光学フィルタと半導体撮像素子とが同一方向に湾曲するよう基板に装着されることにより、半導体撮像素子の像面湾曲およびシェーディングを改善できるとともに、光学フィルタの周辺部における入射光の入射角を減少させ、画像の周辺部における色再現性を改善することができるという効果を有する薄型の撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態の撮像装置について、図面を用いて説明する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の撮像装置について、図１乃至図８を用いて説明する。
【００３２】
本実施の形態の撮像装置１は、図１に示すように、ＰＰＡ（ポリフタルアミド樹脂）により形成された立体基板２と、レンズ３と、中央部分に不図示の受光部を有する半導体撮像素子４と、赤外光の透過を制限するための光学フィルタ５と、接続ランド６ａが形成されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）６と、レンズホルダ７と、調整リング８とを備えている。
【００３３】
立体基板２は、台座部９および鏡筒部１０により構成されている。ＰＰＡは、黒色であると外部からの光の透過を防ぐため好ましい。また、立体基板２の熱膨張係数が所定の値となるよう、二酸化珪素（SiO2）および酸化マグネシウム（MgO）を主成分とする含水珪酸マグネシウム（以下、単にタルクという）が充填されている。本実施の形態においては、立体基板２の熱膨張係数は、およそ１８×１０−６／℃となっている。
【００３４】
レンズホルダ７は、レンズ３を嵌め込むようになっている。レンズホルダ７は、外周に配置された調整リング８を介して鏡筒部１０の外周に固定されている。また、レンズホルダ７には、絞り１３が形成されている。
【００３５】
台座部９は、立体基板２の内部と外部とを電気的に接続するための端子部１２を有しており、図２に示すように、半田１７によりＦＰＣ６の接続ランド６ａと接続されている。
【００３６】
台座部９の一部と鏡筒部１０の一部は、隔壁１１を形成しており、隔壁１１の中央部には、半導体撮像素子４に対応した長方形の開口１４が形成されている。また、開口１４を形成する隔壁１１の上面と下面とは互いに平行となっている。
【００３７】
隔壁１１には、光学フィルタ５を設置するための第１の平面部１５が形成されている。一方、台座部９には、半導体撮像素子４を設置するための第２の平面部１６が形成されている。
【００３８】
ここで、半導体撮像素子４および光学フィルタ５は、開口１４に対してレンズ３と反対側に設置されている。
【００３９】
台座部９には、半導体撮像素子４がベア実装されるよう、無電解メッキなどにより配線パターン２５が形成されており、配線パターン２５と端子部１２とは、電気的に接続されている。
【００４０】
半導体撮像素子４は、例えば２００万画素数を有する１／４インチＵＸＧＡ形のＣＣＤあるいはＣＭＯＳによって構成されている。半導体撮像素子４は、ベアチップの状態で第２の平面部１６にフリップチップ実装されている。本実施の形態においては、半導体撮像素子４は台座部９に実装されるため、特許文献１〜４に記載された保持部材を必要としない。さらに、半導体撮像素子４は、保持部材に保持される必要が無いため、パッケージも必要としない。また、半導体撮像素子４はパッケージを有していないので、以下に記載するように、台座部９を介して応力が加えられると湾曲するようになっている。
【００４１】
フリップチップ実装としては、例えば、金で形成されたバンプと、バンプの先端に付与され導電性を有するＡｇ製のペースト（以下、単にＡｇペーストという）とを用いたＳＢＢ（Stud Bump Bond）が行なわれるが、ＢＧＡ（Ball Grid Array）など他の種類のフリップチップ実装が行なわれてもよい。
【００４２】
半導体撮像素子４は、周知の半導体プロセスによってシリコン単結晶から形成されている。図３に示すように、半導体撮像素子４は、さらに配線のためのパッド４ａおよび不図示のOptical Black、ＡＤＣ、タイミングジェネレータなどの周辺回路を受光部の周辺に設けており、外形が約４．９ｍｍ×６．５ｍｍのワンチップセンサとして構成されている。
【００４３】
受光部は、２．２５μｍ四方の正方形のピクセルがベイヤー配列されており、２．７ｍｍ×３．６ｍｍの寸法を有している。
【００４４】
パッド４ａは、Ａｕ線およびキャピラリによって形成されたＡｕ製のバンプ２１を有している。バンプ２１は、先端部が細くなるよう形成されており、この先端部にＡｇペースト２２が塗布されている。
【００４５】
第２の平面部１６には配線パターン２５が形成されており、配線パターン２５の一部とバンプ２１とはＡｇペースト２２を介して電気的に接続されている。バンプ２１の周囲は、封止剤１９により封止固定されている。
【００４６】
封止剤１９は、エポキシ系の接着剤により構成されており、熱および紫外線により硬化を開始するための開始剤が配合されている。
【００４７】
半導体撮像素子４および立体基板２に実装された不図示のチップ部品により生成された映像信号は、配線パターン２５およびＦＰＣ６の接続ランド６ａを介して外部の回路に出力されるようになっている。同様に、外部から半導体撮像素子４および不図示のチップ部品に供給される制御信号および電源電力の供給も、配線パターン２５およびＦＰＣ６の接続ランド６ａを介して行なわれる。
【００４８】
立体基板２の外部からの可視光および赤外光が、半導体撮像素子４に裏面から入射しないよう、ＦＰＣ６の裏面には金属箔２７が貼られている。
【００４９】
レンズ３は、光学的特性が互いに異なる２枚の非球面レンズ３ａ、３ｂによって構成されており、所定の間隔を有するようレンズホルダ７に嵌め込まれている。ここで、レンズホルダ７の外周と、調整リング８の内周には、互いに螺合するねじ７ａ、８ａがそれぞれ形成されており、レンズホルダ７の軸方向に対する位置を調整できるようになっている。
【００５０】
レンズ３は、透過率や屈折率などの光学特性が所望の値を満たす樹脂材料によって形成されている。本実施の形態においては、樹脂材料として日本ゼオン社製のゼオネックス（登録商標）を用いており、所定の距離より遠方の被写体に対して結像が可能なパンフォーカスレンズを形成している。具体的には、レンズ３は約３０ｃｍより遠方の被写体に対して焦点が合うように形成されている。ただし、レンズ３の材料、構成および特性は上記のものに限定されず、撮像装置１の用途に応じて適宜変更してもよい。
【００５１】
光学フィルタ５は、ガラスなどの基材および誘電体多層膜によって形成されており、熱膨張係数が７×１０−６／℃となっている。光学フィルタ５の一方の面には、赤外光の透過を抑制するためのＩＲ（Infra Red）カットコートが施されており、他方の面には、反射を防止するためのＡＲ（Anti Reflection）コートが施されている。
【００５２】
ＩＲカットコートは、例えば二酸化ケイ素（SiO2）や酸化チタン（TiO2）などを基材に蒸着することによって形成される。一方、ＡＲコートは、例えば酸化アルミ（Al2O3）、フッ化マグネシウム（MgF2）あるいは酸化ジルコニウム(ZrO2)を基材に蒸着することによって形成される。
【００５３】
基材がガラスによって形成されると、光学フィルタ５が紫外光の透過を抑制するので好ましい。この場合、光学フィルタ５は、可視光領域以外の光の透過を抑制することが可能となる。
【００５４】
光学フィルタ５は、ＡＲコートが施された面がレンズ３に対向するよう、熱硬化型の接着剤２３によって第１の平面部１５に固定されている。ここで、接着剤２３の硬化温度と、半導体撮像素子４の封止剤１９の硬化温度との差は、３０℃以下になることが好ましい。また、接着剤２３と封止剤１９の硬化後におけるガラス転移点も、ほぼ３０℃以下になることが好ましい。
【００５５】
次に、図４を参照して、立体基板２、半導体撮像素子４および光学フィルタ５の構成をより詳細に説明する。
【００５６】
図４（ａ）は、立体基板２の台座部９周辺の高温状態における断面図であり、図４（ｂ）は、使用温度における断面図である。ここで、使用温度とは、例えば０℃〜３５℃のことをいう。
【００５７】
光学フィルタ５は、１５０℃の雰囲気で硬化を開始する接着剤２３によって、第１の平面部１５に実装されている。接着剤２３が硬化を開始するまでは、立体基板２および光学フィルタ５は、図４（ａ）に示すように、いずれも平面状態を保っている。
【００５８】
ここで、立体基板２の熱膨張係数をαｔ１、光学フィルタ５の熱膨張係数をαｔｇ、高温状態と使用温度との温度差をΔｔ、第１の平面部１５および光学フィルタ５において接着剤２３によって固定されていない中央部分の長さをＬとすると、高温状態から使用温度に下がることにより、（αｔ１−αｔｇ）×Ｌ×Δｔの長さの差が生じる。しかしながら、使用温度においては、光学フィルタ５は、接着剤２３によって立体基板２に固定されるため、図４（ｂ）に示すように、光学フィルタ５の中央部分が開口１４から離隔する方向に、凹状に湾曲する。
【００５９】
また、半導体撮像素子４は、第２の平面部１６に、ＳＢＢ接続および１２５℃で硬化を開始する封止剤１９によって実装されており、使用温度においては光学フィルタ５と同様に、立体基板２との熱膨張係数の差によって生じる応力によって、凹状に湾曲される。
【００６０】
なお、図５は、従来の撮像装置における立体基板５２、半導体撮像素子５４および光学フィルタ５５の構成を比較のために示したものである。
【００６１】
従来の撮像装置においては、光学フィルタ５５と半導体撮像素子５４とが隔壁６１に対して互いに反対側に装着されるため、撮像装置が高温状態から使用温度に下がると、半導体撮像素子５４が凹状に湾曲する一方、光学フィルタ５５は凸状に湾曲していた。
【００６２】
以上のように構成された撮像素子１について、その動作を説明する。
【００６３】
まず、被写体から発せられた光は、絞り１３を通り、レンズ３によって集光される。
【００６４】
次に、レンズ３によって集光された光は、光学フィルタ５に入射する。このとき、入射光に含まれる赤外光および紫外光が光学フィルタ５によって透過を阻止される。
【００６５】
次に、光学フィルタ５を透過した光は、半導体撮像素子４に入射される。半導体撮像素子４において、入射した光は、不図示のマイクロレンズまたはオンチップレンズを透過し、不図示の色素系色フィルタを透過し、不図示のフォトダイオードに入射する。
【００６６】
次に、フォトダイオードに入射した光が、電気信号に変換される。この電気信号は、配線パターン２５、端子部１２およびＦＰＣ６を介してモニタなど不図示の外部装置に画像信号として出力される。
【００６７】
画像信号は、モニタにおいて例えばアスペクト比が４：３で、毎秒３０フレームの画像として表示される。
【００６８】
以下、図６を参照しながら、撮像装置１の製作工程について説明する。
【００６９】
まず、立体基板２、半導体撮像素子４および光学フィルタ５を準備する（ステップＳ１１）。立体基板２には、熱膨張係数が約１８×１０−６／℃となるようタルクが充填される。ここで、立体基板２が吸湿している可能性がある場合には、立体基板２をベーキングする。
【００７０】
次に、光学フィルタ５を第１の平面部１５にセットして、光学フィルタ５の周辺にエポキシ系の接着剤２３をディスペンサーを用いて塗布する（ステップＳ１２）。
【００７１】
次に、エポキシ系の接着剤２３を１５０℃の雰囲気で硬化させる（ステップＳ１３）。これにより、ハンドリングなどに起因する立体基板２の変形を防止でき、以下の工程を安定して行なうことが可能となる。
【００７２】
次に、半導体撮像素子４のパッド４ａにバンプ２１を形成する（ステップＳ１４）。このとき、バンプ２１とアルミ製のパッド４ａとが、互いの摩擦熱によって接合部にＡｕ−Ａｌ合金層を形成し、強固に接合されるようにする。
【００７３】
次に、バンプ２１の頭頂部を細くし、Ａｇペースト２２を塗布する（ステップＳ１５）。
【００７４】
次に、半導体撮像素子４のバンプ２１と第２の平面部１６とを対向させ、バンプ２１を第２の平面部１６の配線パターン２５に装着し、Ａｇペースト２２を８０℃に加熱して硬化させる（ステップＳ１６）。
【００７５】
次に、ディスペンサを用いて半導体撮像素子４の周囲に封止剤１９を塗布する（ステップＳ１７）。このとき、開口１４を介して紫外線を照射することにより、封止剤１９が半導体撮像素子４の周辺から受光部に流れ込むことを防ぐためのダムを形成する。
【００７６】
次に、封止剤１９を１２５℃の雰囲気中で硬化させる（ステップＳ１８）。
【００７７】
このように製作された撮像装置１を使用温度に降温すると、上記のように、半導体撮像素子４は、第２の平面部１６によって収縮する方向に応力が加えられるので、中央部分がレンズ３から離反する方向に湾曲する。また、光学フィルタ５も第１の平面部１５によって収縮する方向に応力が加えられるので、中央部分がレンズ３から離反する方向に湾曲する。したがって、半導体撮像素子４と光学フィルタ５とは、互いに同じ方向に湾曲する。
【００７８】
以上のような工程により製作された撮像装置１によると、立体基板２、半導体撮像素子４および光学フィルタ５の熱膨張係数が、立体基板２＞光学フィルタ５＞半導体撮像素子４との関係を有しているので、まず光学フィルタ５を立体基板２に固定することにより、開口１４周辺の立体基板２の熱膨張係数が、見かけ上立体基板２と光学フィルタ５の間の熱膨張係数となる。したがって、立体基板２と光学フィルタ５の熱膨張係数の差と、立体基板２と半導体撮像素子４の熱膨張係数の差とを見かけ上近づけることが可能となる。これにより、半導体撮像素子４を立体基板２に固定すると、半導体撮像素子４と光学フィルタ５とは、ほぼ等しい湾曲形状を有するので、被写体の像高にかかわらず、被写体から光学フィルタ５および半導体撮像素子４への入射光の入射角をほぼ一定にでき、画像の周辺部においても画質が劣化しない画像を生成することが可能となる。
【００７９】
以上のように構成された撮像装置１について、その光学特性を図７および図８を用いて説明する。
【００８０】
図７は、撮像した画像の歪曲収差（以下、ディストーションという）と像高との関係を示すグラフである。図７において、実線は、半導体撮像素子４を歪曲させずに平面状の状態で立体基板２に実装した場合であり、破線は、半導体撮像素子４の中央部分がレンズ３から離反するよう、半導体撮像素子４を凹状に湾曲させて立体基板２に実装した場合を示している。
【００８１】
図７から明らかなように、半導体撮像素子４を凹状に湾曲させて立体基板２に実装した場合には、半導体撮像素子４を湾曲させずに立体基板２に実装した場合に比べて、ほぼすべての像高に対してディストーションが小さくなっている。
【００８２】
また、半導体撮像素子４を湾曲させることにより、シェーディングを補正できることは言うまでもない。
【００８３】
図８は、本実施の形態で用いた光学フィルタ５の分光特性を示したグラフである。光学フィルタ５は、波長４００ｎｍから６５０ｎｍの入射光に対して透過率が９８％以上、それ以外の波長の入射光に対しては透過率を十分低くすることにより、可視光領域を透過させるバンドパスフィルタとして機能している。しかしながら、図８に示すように、入射光の入射角が大きくなるにつれて、通過帯域が短波長側にシフトする光学特性を有している。したがって、光学フィルタ５を湾曲させずに立体基板２に実装した場合には、像高が大きい部分においては、光学フィルタ５を透過する光の波長が短波長側に移動するため、青味がかった画像となり、色再現性が低下する結果となる。
【００８４】
このような本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置１においては、光学フィルタ５が、半導体撮像素子４と同様に、中心部がレンズ３から離反する方向に湾曲した状態で立体基板２に実装されているので、像高が大きい部分に対する入射光の光学フィルタ５に対する入射角を低減でき、結果として薄型でありながら色再現性の劣化を低減することができる。
【００８５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の携帯電話３０について、図９を用いて説明する。
【００８６】
なお、本発明の第２の実施の形態の携帯電話３０を構成する撮像装置４１は、本発明の第１の実施の形態の撮像装置１と同一の構成を有しており、その説明を省略する。
【００８７】
折畳式の携帯電話３０は、上側筐体３１と、下側筐体３２と、ヒンジ部３３とを備え、上側筐体３１と、下側筐体３２とが、ヒンジ部３３によって互いに開閉可能となるよう連結されている。
【００８８】
上側筐体３１は、液晶の表示画面３４と、スピーカ３５と、電波を送受信するためのアンテナ３６と、撮像用のカメラを構成する撮像装置４１とを有している。
【００８９】
下側筐体３２は、テンキーなどの入力キー３８と、マイク３９とを有している。入力キー３８は、撮像装置４１を起動するための撮像キー３８ａを含んでいる。
【００９０】
撮像装置４１による撮影は、上側筐体３１と下側筐体３２とが互いに開かれた状態（以下、開状態という）において行なわれる。
【００９１】
撮像キー３８ａは、例えば、携帯電話３０が開状態のときに押下されると、撮像装置４１が起動される。撮像装置４１が起動された状態において、撮像キー３８ａが再び押下されると、撮影が行なわれる。
【００９２】
以上のように本発明の第２の実施の形態の携帯電話３０によれば、薄型で色再現性のよい撮像装置４１を備えているので、上側筐体３１の厚みを薄くできるとともに、撮影によって取得された画像が優れた色再現性を有することができる。また、画像の周辺部における歪も少ないため、２次元バーコードなどのデータに対する読取性能を向上させることも可能となる。
【００９３】
なお、本実施の形態においては、携帯電話３０が撮像装置４１を実装する場合について説明したが、撮像装置４１がＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、パーソナルコンピュータあるいはパーソナルコンピュータに外付けされる携帯情報装置に実装されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のように、本発明にかかる撮像装置は、薄型でありながら画像周辺部のディストーションが小さく色再現性の劣化を抑圧できるという効果を有し、携帯電話などの携帯端末機器に実装されるカメラとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の斜視図
【図２】図１のＸ−Ｘにおける断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の台座部周辺における断面図
【図４】（ａ）本発明の第１の実施の形態における撮像装置の台座部周辺の高温状態における断面図  （ｂ）本発明の第１の実施の形態における撮像装置の台座部周辺の使用温度における断面図
【図５】（ａ）従来の撮像装置の高温状態における断面図  （ｂ）従来の撮像装置の使用温度における断面図
【図６】本発明の第１の実施の形態の撮像装置の製作工程のフローチャート
【図７】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の像高とディストーションとの関係を示す図
【図８】本発明の第１の実施の形態における光学フィルタの波長と透過率との関係を示す図
【図９】本発明の第２の実施の形態における携帯電話の開状態における正面図
【符号の説明】
【００９６】
１  撮像装置
２  立体基板
３  レンズ
３ａ、３ｂ  非球面レンズ
４  半導体撮像素子
４ａ  パッド
５  光学フィルタ
６  ＦＰＣ
６ａ  接続ランド
７  レンズホルダ
７ａ  ねじ
８  調整リング
８ａ  ねじ
９  台座部
１０  鏡筒部
１１  隔壁
１２  端子部
１３  絞り
１４  開口
１５  第１の平面部
１６  第２の平面部
１７  半田
１９  封止剤
２１  バンプ
２２  Ａｇペースト
２３  接着剤
２５  配線パターン
２７  金属箔
３０  携帯電話
３１  上側筐体
３２  下側筐体
３３  ヒンジ部
３４  表示画面
３５  スピーカ
３６  アンテナ
３８  入力キー
３８ａ  撮像キー
３９  マイク
４１  撮像装置
５２  立体基板
５４  半導体撮像素子
５５  光学フィルタ
６１  隔壁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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