(57)【要約】【課題】パッケージ本体とレンズ鏡筒の接合作業の効率を落とすことなく、両者の接合部の隙間からの不正な光の入射を有効に防止する。【解決手段】パッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０の接合部には、スポット接着に伴って接着スポット以外の部分に隙間が形成されている。パッケージ本体１２０には一体に遮光壁１２４が形成されている。この遮光壁１２４は、パッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０との接合部の内側に沿って塀状に突出し、全周にわたって形成されている。このような遮光壁１３４により、パッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０の接合部の隙間から入射する光が遮光され、カバーガラス１４０側への進入が阻止される。この結果、この隙間からの不正な入射光による画像の乱れを防止でき、良好な画質を維持できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の撮影を行う固体撮像素子と、前記固体撮像素子を収納したパッケージとを有する固体撮像装置であって、
前記パッケージは、
前記固体撮像素子を実装したパッケージ本体と、
前記パッケージ本体に接合され、前記固体撮像素子の受光面に対向する位置にレンズを保持するレンズ鏡筒とを有し、
前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に、レンズ鏡筒とパッケージ本体との接合部の内側に沿って配置され、前記接合部の隙間からの光の進入を阻止する遮光壁を設けた、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記レンズ鏡筒は、レンズ鏡筒の外周縁部の複数箇所を前記パッケージ本体の上面にスポット接着することにより、パッケージ本体に接合されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記遮光壁は、前記接合部の全周に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記パッケージ本体は合成樹脂よりなり、前記遮光壁は、前記パッケージ本体に一体成型によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記パッケージ本体は、前記固体撮像素子の受光面に対応する開口部を有し、前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面の反対側の面に前記固体撮像素子が装着されるとともに、前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に前記開口部を封止する透明カバーが配置されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記遮光壁の高さは、透明カバーの厚さよりも高く形成されいていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記パッケージ本体は、前記固体撮像素子をボンディングする配線部を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記パッケージ本体は、前記固体撮像素子用の処理回路部を有することを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記パッケージ本体は、前記固体撮像素子と外部機器とを接続する接続端子部を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
被写体の撮影を行う固体撮像素子と、前記固体撮像素子を収納したパッケージと、前記固体撮像素子の駆動制御及び信号処理を行う制御回路とを有するカメラモジュールであって、
前記パッケージは、
前記固体撮像素子を実装したパッケージ本体と、
前記パッケージ本体に接合され、前記固体撮像素子の受光面に対向する位置にレンズを保持するレンズ鏡筒とを有し、
前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に、レンズ鏡筒とパッケージ本体との接合部の内側に沿って配置され、前記接合部の隙間からの光の進入を阻止する遮光壁を設けた、
ことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項１１】
前記レンズ鏡筒は、レンズ鏡筒の外周縁部の複数箇所を前記パッケージ本体の上面にスポット接着することにより、パッケージ本体に接合されていることを特徴とする請求項１０記載のカメラモジュール。
【請求項１２】
前記遮光壁は、前記接合部の全周に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項１０記載のカメラモジュール。
【請求項１３】
前記パッケージ本体は合成樹脂よりなり、前記遮光壁は、前記パッケージ本体に一体成型によって形成されていることを特徴とする請求項１０記載のカメラモジュール。
【請求項１４】
前記パッケージ本体は、前記固体撮像素子の受光面に対応する開口部を有し、前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面の反対側の面に前記固体撮像素子が装着されるとともに、前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に前記開口部を封止する透明カバーが配置されていることを特徴とする請求項１０記載のカメラモジュール。
【請求項１５】
前記遮光壁の高さは、透明カバーの厚さよりも高く形成されいていることを特徴とする請求項１０記載のカメラモジュール。
【請求項１６】
携帯通信端末に搭載されることを特徴とする請求項１０記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子としてＣＣＤ型センサやＣＭＯＳ型センサを用いた固体撮像装置及びカメラモジュールに関し、特に撮像素子パッケージの遮光構造を改良するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば携帯通信端末用のカメラモジュールにおける固体撮像素子のパッケージ構造として図６に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このパッケージは、パッケージ本体２０、レンズ鏡筒３０、カバーガラス（透明カバー）４０とで構成される。
パッケージ本体２０は、略平坦な板状に形成されており、その上面にレンズ鏡筒３０及びカバーガラス４０が装着され、下面に固体撮像素子１０が実装されている。
パッケージ本体２０の中央には、固体撮像素子１０の受光面に対応する受光用の開口部２２が形成され、固体撮像素子１０は、その受光面を開口部２２に臨ませた状態で、パッケージ本体２０に接合されている。なお、固体撮像素子１０は、ＣＣＤ型センサまたはＣＭＯＳ型センサ等であり、パッケージ本体２０に接着等により固定され、さらにワイヤボンディングやダイボンディングによってパッケージ本体２０に設けた配線部（図示せず）に接続されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２３２３号公報
【０００４】
カバーガラス４０は、接着等によってパッケージ本体２０の開口部２２を上方から閉蓋する状態で装着され、固体撮像素子１０の受光面を封止し、塵芥等の進入、付着を防止している。
レンズ鏡筒３０は、内部にレンズ３２を内蔵しており、上部に固定絞り部３４を有している。そして、このレンズ鏡筒３０は、下縁部をスポット接着によってパッケージ本体２０の上面に接合されている。
この接合方法としては、例えば紫外線硬化接着剤等の接着剤５０をレンズ鏡筒３０の下縁部、または、パッケージ本体２０の上面にスポット状に塗布した後、パッケージ本体２０とレンズ鏡筒３０とを位置合わせして仮固定し、接着剤５０を硬化することにより、両者を固定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカメラモジュールにおいては、パッケージ本体２０とレンズ鏡筒３０とをスポット接着によって接合しているため、その接合部の接着スポットでない部分はパッケージ本体２０の上面とレンズ鏡筒３０の下縁部との間に隙間ができている。
このため、この隙間からパッケージ内に光が入射し、固体撮像素子１０の受光面に入射してしてしまい、本来のレンズ３２を通した入射光に混入することで、不正な信号（ノイズ）となり、画像の品位を低下させてしまうという問題点がある。
なお、パッケージ本体２０とレンズ鏡筒３０とを密閉状態で接合することも可能であるが、この場合には、接合作業の効率を低下させてしまうという問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、パッケージ本体とレンズ鏡筒の接合作業の効率を落とすことなく、両者の接合部の隙間からの不正な光の入射を有効に防止することができ、画質の低下を防止することが可能な固体撮像装置及びカメラモジュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、被写体の撮影を行う固体撮像素子と、前記固体撮像素子を収納したパッケージとを有する固体撮像装置であって、前記パッケージは、前記固体撮像素子を実装したパッケージ本体と、前記パッケージ本体に接合され、前記固体撮像素子の受光面に対向する位置にレンズを保持するレンズ鏡筒とを有し、前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に、レンズ鏡筒とパッケージ本体との接合部の内側に沿って配置され、前記接合部の隙間からの光の進入を阻止する遮光壁を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、被写体の撮影を行う固体撮像素子と、前記固体撮像素子を収納したパッケージと、前記固体撮像素子の駆動制御及び信号処理を行う制御回路とを有するカメラモジュールであって、前記パッケージは、前記固体撮像素子を実装したパッケージ本体と、前記パッケージ本体に接合され、前記固体撮像素子の受光面に対向する位置にレンズを保持するレンズ鏡筒とを有し、前記パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に、レンズ鏡筒とパッケージ本体との接合部の内側に沿って配置され、前記接合部の隙間からの光の進入を阻止する遮光壁を設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の固体撮像装置及びカメラモジュールでは、パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に、レンズ鏡筒とパッケージ本体との接合部の隙間からの光の進入を阻止する遮光壁を設けたことにより、パッケージ本体とレンズ鏡筒の接合作業の効率を落とすことなく、両者の接合部の隙間からの不正な光の入射を有効に防止することができ、画質の低下を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による固体撮像装置及びカメラモジュールの実施の形態例について説明する。
図１は、本発明の実施の形態例によるカメラモジュールのパッケージ構造を示す断面図である。
本実施の形態例の特徴点は、パッケージ本体１２０の上面（レンズ鏡筒接合面）側に、パッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０の接合部に生じた隙間からの光の入射を防止するための遮光壁１２４を形成した点にある。以下、具体的構成ついて順次説明する。
【００１１】
まず、本例のパッケージは、パッケージ本体１２０、レンズ鏡筒１３０、カバーガラス（透明カバー）１４０とで構成される。
パッケージ本体１２０は、合成樹脂の射出成型等によって略平坦な板状に形成されたものであり、その上面にレンズ鏡筒１３０及びカバーガラス１４０が装着され、下面に固体撮像素子１１０が実装されている。
パッケージ本体１２０の中央には、固体撮像素子１１０の受光面に対応する受光用の開口部１２２が形成され、固体撮像素子１１０は、その受光面を開口部１２２に臨ませた状態で、パッケージ本体１２０に接合されている。
【００１２】
固体撮像素子１１０は、ＣＣＤ型センサまたはＣＭＯＳ型センサ等であり、パッケージ本体１２０に接着等により固定され、さらにワイヤボンディングやダイボンディングによってパッケージ本体１２０に設けたインナリード部等の配線部（図示せず）に接続されている。
なお、パッケージ本体１２０には、固体撮像素子１１０を接続する配線部の他に、固体撮像素子１１０の駆動回路や信号処理回路の一部を有していてもよい。また、このカメラモジュールを外部回路と接続するためのアウタリード部等の外部接続端子（図示せず）が設けられているものとする。
【００１３】
さらに、このパッケージ本体１２０には、上述した遮光壁１２４が形成されている。この遮光壁１２４は、パッケージ本体１２０の成型時に一体に形成されたものであり、パッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０との接合部の内側に沿って塀状に突出し、全周にわたって形成されている。なお、遮光壁１２４の高さは少なくともカバーガラス１４０の厚さよりも大きいものとし、十分な遮光機能を得るようにしている。
【００１４】
カバーガラス１４０は、接着等によってパッケージ本体１２０の開口部１２２を上方から閉蓋する状態で装着され、固体撮像素子１１０の受光面を封止し、塵芥等の進入、付着を防止している。
レンズ鏡筒１３０は、内部にレンズ１３２を内蔵しており、上部に固定絞り部１３４を有している。そして、このレンズ鏡筒１３０は、上述した従来例と同様に、その下縁部をスポット接着によってパッケージ本体１２０の上面に接合されている。
この接合方法も、例えば上述した従来例と同様に、紫外線硬化接着剤等の接着剤１５０をレンズ鏡筒１３０の下縁部、または、パッケージ本体１２０の上面にスポット状に塗布した後、パッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０とを位置合わせして仮固定し、接着剤１５０を硬化することにより、両者を固定する。
【００１５】
以上のような構造のパッケージにおいて、パッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０の接合部には、スポット接着に伴って接着スポット以外の部分に隙間が形成されているが、その内側に設けた遮光壁１３４により、この隙間から入射する光が遮光され、カバーガラス１４０側への進入が阻止される。
この結果、この隙間からの不正な入射光による画像の乱れを防止でき、良好な画質を維持できる。
【００１６】
なお、図１に示す例では、やや先細りの断面形状で、ほぼまっすぐに起立した状態の遮光壁１２４の例を示しているが、製造工程の許す範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、図２に示すように、外側の壁面をアンダカット状に形成し、やや外側に傾いた遮光壁１２４Ａを形成することで、より遮光機能を強化した構造を得るようにしてもよい。
また、遮光壁１２４の位置、形状は、できるだけパッケージ本体１２０とレンズ鏡筒１３０の接合部に近接している方がよく、また、できるだけ高い方が有効な遮光機能を得ることができるが、実際には、加工精度や組み立て精度等を考慮して円滑な製造、組み立て作業を確保できる範囲で適宜設定するものとする。
また、遮光壁１２４の遮光機能を高める方法としては、遮光壁１２４の表面に黒色系のつや消し塗料を塗布したり、同等の表面処理を施すことにより、遮光壁１２４で光を吸収するような構成としてもよい。
【００１７】
次に、本実施の形態例によるカメラモジュールを適用したシステムの回路構成について説明する。
図３は、固体撮像素子にＣＭＯＳ型センサを用いた場合のカメラシステムの回路構成例を示すブロック図である。
このカメラシステムは、撮像レンズ系２０１、固体撮像素子２０２、アナログ回路２０３、Ａ／Ｄコンバータ２０４、カメラ信号処理回路２０５、圧縮伸長回路２０６、及び記憶媒体２０７を有している。なお、図３に示す構成のうち固体撮像素子２０２、アナログ回路２０３、Ａ／Ｄコンバータ２０４、及びカメラ信号処理回路２０５が本例のカメラモジュールを構成しているものとする。
【００１８】
まず、撮像レンズ系２０１から入射した光線は、固体撮像素子２０２の２次元画素アレイに結像する。そして、固体撮像素子２０２の画像信号出力がアナログ回路２０３に送られる。
アナログ回路２０３では、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）やＡＧＣ（オートゲインコントロール）などの処理を行う。そして、このアナログ回路２０３で処理された画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０４によりアナログデータからデジタルデータに変換され、カメラ信号処理回路２０５に出力される。
カメラ信号処理回路２０５では、固体撮像素子２０２の出力データから映像信号へ変換するための色信号処理、ゲイン制御処理、ホワイトバランス処理等の信号処理を行う回路である。
【００１９】
圧縮伸長回路２０６は、カメラ信号処理回路２０５で処理された画像データの圧縮もしくは伸長を行い、画像を記憶媒体２０７に記憶できるフォーマットに変換する回路である。記憶媒体２０７は、例えばメモリスティック等であり、画像データを出力させる手段の例であるが、例えば表示パネルや各種ネットワーク等であってもよい。
【００２０】
また、図４は、図３に示す固体撮像素子２０２及びアナログ回路２０３の構成例を示す説明図である。
図示のように、本例の固体撮像素子は、半導体素子基板３００上に画素部（撮像領域部）３１０、定電流部３２０、列信号処理部（カラム部）３３０、垂直（Ｖ）選択駆動手段３４０、水平（Ｈ）選択手段３５０、水平信号線３６０、出力処理部３７０、及びタイミングジェネレータ（ＴＧ）３８０等を設けたものである。
画素部３１０は、多数の画素を２次元マトリクス状に配置したものであり、各画素に図３に示すような画素回路が設けられている。この画素部３１０からの各画素の信号は、各画素列毎に垂直信号線（図示せず）を通して列信号処理部３３０に出力される。
定電流部３２０には各画素にバイアス電流を供給するための定電流源（図示せず）が各画素列毎に配置されている。
Ｖ選択駆動手段３４０は、画素部３１０の各画素を１行ずつ選択し、各画素のシャッタ動作や読み出し動作を駆動制御するものである。
【００２１】
列信号処理部３３０は、垂直信号線を通して得られる各画素の信号を１行分ずつ受け取り、列ごとに所定の信号処理を行い、その信号を一時保持する。例えばＣＤＳ（画素トランジスタの閾値のばらつきに起因する固定パターンノイズを除去する）処理、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）処理、Ａ／Ｄ変換処理等を適宜行うものとする。
Ｈ選択手段３５０は、列信号処理部３３０の信号を１つずつ選択し、水平信号線２６０に導く。
出力処理部３７０は、水平信号線２６０からの信号に所定の処理を行い、外部に出力するものであり、例えばゲインコントロール回路や色処理回路を有している。なお、列信号処理部３３０でＡ／Ｄ変換を行う代わりに、出力処理部３７０で行うようにしてもよい。
タイミングジェネレータ３８０は、基準クロックに基づいて各部の動作に必要な各種のパルス信号等を供給する。
【００２２】
また、上述した例では、ＣＭＯＳ型センサを用いた場合を説明したが、ＣＣＤ型センサを用いることも可能である。
図５は、ＣＣＤ型固体撮像素子の構成例を示す説明図である。
この固体撮像素子は、半導体素子基板４００上に画素部（撮像領域部）４１０、ＣＣＤ垂直転送部４２０、ＣＣＤ水平転送部４３０、出力部４４０等を設けたものである。
画素部４１０は、多数の画素４１２を２次元マトリクス状に配置したものであり、各画素列に沿ってＣＣＤ垂直転送部４２０が設けられ、各画素４１２によって蓄積された信号電荷がＣＣＤ垂直転送部４２０側に読み出され、このＣＣＤ垂直転送部４２０の駆動によって垂直方向に順次転送される。
【００２３】
また、ＣＣＤ垂直転送部４２０の終端部にはＣＣＤ水平転送部４３０が設けられ、各ＣＣＤ垂直転送部４２０から転送されてきた信号電荷が各行毎にＣＣＤ水平転送部４３０に読み出され、このＣＣＤ垂直転送部４２０の駆動によって水平方向に順次転送される。
出力部４４０は、ＣＣＤ垂直転送部４２０によって転送された信号電荷をＦＤで受け止め、このＦＤの電位をアンプトランジスタで検出することにより、電気信号に変換して出力する。
なお、以上のような図３、図４、及び図５の構成は、本発明の固体撮像素子に適用できる２種類の例であり、特に本発明を限定するものではなく、さらに他の形態のものを種々採用できるものである。
【００２４】
また、本例のカメラモジュールは、種々の映像機器における撮像手段として広く適用できるものであり、特にカメラ付き携帯電話機等の携帯通信端末に搭載するものとして極めて有効なものである。
また、以上の説明では、本発明をカメラ信号処理回路まで含むカメラモジュールとして説明したが、より簡潔な固体撮像素子とパッケージだけの固体撮像装置として構成してもよい。この場合、カメラ信号処理回路等の周辺部は、固体撮像装置が搭載されるホストシステム側のものを利用することになる。
【００２５】
また、具体的な構造の説明として、パッケージ本体とレンズ鏡筒とをスポット接着によって接合する場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、本発明は、スポット接着以外の構成についても同様に適用できるものである。
遮光壁をパッケージ本体に一体に形成する場合について説明したが、製造工程上の実情によっては、必ずしも一体である必要はなく、別途接着するような構成も可能である。
また、図１に示すように、平板状の遮光壁である必要はなく、パッケージ本体の構造上、段差状の遮光壁を設けるようなことも可能である。
さらに、パッケージの構造として、パッケージ本体に対する固体撮像素子やカバーガラスの配置や接合構造等についても適宜変形が可能であり、図１の例には限定されないものとする。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の固体撮像装置及びカメラモジュールでは、パッケージ本体のレンズ鏡筒接合面に、レンズ鏡筒とパッケージ本体との接合部の隙間からの光の進入を阻止する遮光壁を設けたことにより、パッケージ本体とレンズ鏡筒の接合作業の効率を落とすことなく、両者の接合部の隙間からの不正な光の入射を有効に防止することができ、画質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例によるカメラモジュールのパッケージ構造を示す断面図である。
【図２】図１に示すパッケージ構造に設けられる遮光壁の他の例を示す拡大断面図である。
【図３】固体撮像素子にＣＭＯＳ型センサを用いた場合のカメラシステムの回路構成例を示すブロック図である。
【図４】ＣＭＯＳ型固体撮像素子の構成例を示す説明図である。
【図５】ＣＣＤ型固体撮像素子の構成例を示す説明図である。
【図６】従来のカメラモジュールのパッケージ構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１１０……固体撮像素子、１２０……パッケージ本体、１２２……開口部、１３０……レンズ鏡筒、１３２……レンズ、１４０……カバーガラス。
【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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