(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び前記第１面とは反対側の面である第２面を有し、少なくとも第１面に第１配線パターンが設けられたガラス基板と、
前記第１配線パターンと電気的に接続され、前記ガラス基板の前記第１面上に実装された撮像素子と、
前記第１面側又は前記第２面側に配置され、前記第１配線パターンと電気的に接続される圧電素子と、
前記ガラス基板の前記第２面に設けられ、赤外線をカットする赤外カットコートと、
前記ガラス基板の前記第２面に設けられ、前記赤外カットコートと電気的に接続される接地配線パターンとを備えること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
前記圧電素子は、前記第２面側に配置されていること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像ユニットにおいて、
前記ガラス基板は、前記第２面に第２配線パターンが設けられ、
前記圧電素子は、前記第２配線パターンと電気的に接続されていること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像ユニットにおいて、
前記ガラス基板に穿設され、前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとを電気的に接続するスルーホールを更に備えること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像ユニットにおいて、
前記撮像素子および前記圧電素子は、前記第１配線パターンを介して１系統で前記撮像ユニットの外部と電気的に接続されること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像ユニットにおいて、
前記第１面側に配置され、異方性導電体層を介して前記第１配線パターンと電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を更に備えること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項７】
請求項４に記載の撮像ユニットにおいて、
前記撮像素子および前記圧電素子は、前記第２配線パターンを介して１系統で前記撮像ユニットの外部と電気的に接続されること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像ユニットにおいて、
前記第２面側に配置され、異方性導電体層を介して前記第２配線パターンと電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を更に備えること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項９】
請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
前記圧電素子は、前記第１面側に配置されていること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の撮像ユニットにおいて、
前記ガラス基板は、赤外線吸収性を有すること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項１１】
第１面及び前記第１面とは反対側の面である第２面を有するガラス基板と、
前記第１面に形成された配線パターンと、
前記配線パターンと電気的に接続され、前記第１面に実装された撮像素子と、
前記第２面に形成された接地配線パターンと、
前記接地配線パターンと電気的に接続され、前記第２面に形成された赤外カットコートとを備えること
を特徴とする撮像ユニット。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の撮像ユニットを備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像ユニットおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板上にＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）は、フリップチップ実装技術により製造されている。ＣＯＧは、ガラス基板上に直接に撮像素子を実装するので、撮像素子をパッケージに収納する必要がなく、高密度実装が可能である。このＣＯＧの実装において、ガラス基板の一方の板面上に撮像素子及びこの撮像素子を加熱するための導電薄膜を配置し、これらの撮像素子及び導電薄膜をガラス基板上の配線パターンと電気的に接続する実装技術が知られている（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】特開２００８−１４１０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の技術においては、撮像素子と導電薄膜とは、ガラス基板の一方の板面上に設けられているため、撮像素子と導電薄膜の両方をガラス基板上の配線パターンと電気的に接続しなければならず、配線パターンおよび配線パターンと接続するための回路を設ける際に、ガラス基板の一面しか使えないという短所がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、第１面及び第１面とは反対側の面である第２面を有し、少なくとも第１面に第１配線パターンが設けられたガラス基板と、第１配線パターンと電気的に接続され、ガラス基板の第１面上に実装された撮像素子と、第１面側又は第２面側に配置され、第１配線パターンと電気的に接続される圧電素子と、ガラス基板の第２面に設けられ、赤外線をカットする赤外カットコートと、ガラス基板の第２面に設けられ、赤外カットコートと電気的に接続される接地配線パターンとを備えることを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、第１面及び第１面とは反対側の面である第２面を有するガラス基板と、第１面に形成された配線パターンと、配線パターンと電気的に接続され、第１面に実装された撮像素子と、第２面に形成された接地配線パターンと、接地配線パターンと電気的に接続され、第２面に形成された赤外カットコートとを備えることを特徴とするものである。
請求項１２の発明は、撮像装置に適用され、上記に記載の撮像ユニットを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の撮像ユニットおよび撮像装置によれば、配線スペースを有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す底面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す底面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す底面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す図５のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す平面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す底面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】第１の実施の形態〜第４の実施の形態を整理した内容を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
以下、本発明の撮像装置の一実施の形態であるデジタル一眼レフカメラについて、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１１は、デジタル一眼レフカメラ（以下デジタルカメラと言う）１００の概略構成を示す図である。デジタルカメラ１００は、交換可能な撮影レンズ１０１と、カメラボディ１０２とからなる。カメラボディ１０２は、撮像ユニット１と、シャッタ１０３と、クイックリターンミラー１０４と、拡散スクリーン１０５と、ペンタプリズム１０６と、接眼レンズ１０７と、制御装置１０８などから構成されている。
【００１０】
クイックリターンミラー１０４は、シャッタ１０３および撮像ユニット１の前方に傾斜配置され、シャッターレリーズ時には跳ね上げられて撮影光路から退避する。クイックリターンミラー１０４が撮影光路から待避すると、撮影レンズ１０１を通過した被写体からの光束はシャッタ１０３を通過して撮像ユニット１に到達する。撮像ユニット１は到達した被写体からの光束に基づき被写体像を撮像する。
【００１１】
一方、通常時には、撮影レンズ１０１を通過した被写体からの光束は、クイックリターンミラー１０４によって上方に反射され、拡散スクリーン１０５、ペンタプリズム１０６、接眼レンズ１０７を介して、撮影者の目に到達する。制御装置１０８は、撮像ユニット１を使用した撮像処理や焦点調節や露光制御など、デジタルカメラ１００全体の制御を行う。
【００１２】
本実施の形態は、上記撮像ユニット１に特徴を有する。以下、この撮像ユニット１について詳細に説明をする。本実施の形態の撮像ユニット１は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）実装技術およびフリップチップ実装技術により、撮像素子やその他の部品をガラス基板上に実装する。すなわち、撮像ユニット１はＣＯＧ方式の撮像ユニットである。
【００１３】
図１に示されるように、撮像ユニット１は、赤外線吸収性を有するガラス基板１１（以下、赤外吸収ガラス１１と略す）と、赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂに設けられる撮像素子１２（図２）と、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａに設けられる圧電素子１３を備える。なお、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａは光の入射面である。
【００１４】
赤外吸収ガラス１１は、微量のニッケルやコバルトなどが添加されたガラスであり、赤外線を吸収する、換言すれば赤外光をカットする性質を有し、赤外光以外の波長の光を透過させる。
【００１５】
図２、図３に示されるように、撮像素子１２は、赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂの中央領域に、その受光面が赤外吸収ガラス１１に対向するように実装されている。撮像素子１２は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどから構成され、その受光面に結像された光像を光電変換して電気信号を出力する。
【００１６】
図１、図２に示されるように、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａには、圧電素子１３が配設され、圧電素子１３は、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａの左右端に同様のものが配設されている。圧電素子１３は、セラミック等の圧電体を２枚の電極で挟むように貼り合わせて構成され、電極間に交流電圧を印加することにより振動または繰り返し変形を生じる。従って、圧電素子１３を貼着した物体を振動させたり変形力を与えることができる。
【００１７】
赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂには、複数の配線パターン１４が形成され、複数の配線パターン１４は、赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂの左右端に同様のものが配設されている。これらの複数の配線パターン１４に対し、撮像素子１２が接続されている。
【００１８】
赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａには、その左右端に電極パターン１５が形成され、これら一対の電極パターン１５は、撮像素子１２の受光面を遮蔽しない位置に配置されている。これらの電極パターン１５には圧電素子１３が接続されている。なお、電極パターンも配線パターンと言ってもよい。
【００１９】
図２において、配線パターン１４の表面は、異方性導電体層１７を介して接続ＦＰＣ（フレキシブル  プリンテッド  サーキット）１８に電気的に接続されている。異方性導電体層１７は、導電性粒子を接着力のある絶縁性のペースト又はフィルム中に分散させた材料であり、熱と圧力を加えることによって、厚さ方向（圧着方向）に対しては導電性、面方向に対しては絶縁性という電気的異方性を示す。配線パターン１４の各配線は、例えばバイパスコンデンサ１４０などの電気部品を介して撮像素子１２の各端子に電気的に接続されている。接続ＦＰＣ１８は、フレキシブルプリント基板である。
【００２０】
電極パターン１５も同様に、異方性導電体層１９を介して圧電素子１３に電気的に接続されている。なお、図１の赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａにおいて、電極パターン１５が配置されていない部分には、電極パターン１５の厚さ分の段差を解消すると共に接着力を増すために、接着剤層２０が設けられている。
【００２１】
配線パターン１４と電極パターン１５とは、赤外吸収ガラス１１の表裏を貫通するように穿設された導電性のスルーホール１６によって電気的に接続されている。
【００２２】
上述した圧電素子１３、電極パターン１５、配線パターン１４、接続ＦＰＣ１８は、赤外吸収ガラス１１の左右に対をなして配設されている。これらの圧電素子１３、電極パターン１５、配線パターン１４、接続ＦＰＣ１８は、撮像素子１２の受光面の位置と大きさにより、換言すれば、撮像素子１２の受光面へ入射する光を遮光しないように、位置と大きさが定められている。
【００２３】
また、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａの中央領域には、ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１が形成され、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａの右上には、ＧＮＤパターン（接地パターン）２２が形成されている。ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１は、紫外光と赤外光をカットし、紫外光と赤外光の中間の波長域の光を透過する多層膜で構成される。ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１は、赤外光の透過／吸収の境界の波長領域で透過率曲線が急峻に変化す
る特性を有し、赤外吸収ガラス１１と共に、赤外光のカット特性を向上させる。
【００２４】
ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１とＧＮＤパターン２２とは導電テープ２３によって導通が保持されている。従って、ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１の表面に帯電した電荷は、ＧＮＤパターン２２によって除電され、アース電位に保つことができる。更に、ＧＮＤパターン２２によって赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａに帯電した電荷も除電することができる。この除電効果により、赤外吸収ガラス１１表面へ塵埃（ゴミ）が付着し難くすることができる。
【００２５】
このように構成された撮像ユニット１の作用について、以下説明する。
電源（不図示）が投入されると、接続ＦＰＣ１８を介して、配線パターン１４に電源からの電力が供給され、撮像素子１２が起動する。撮像素子１２による撮像動作が終了した後、不図示の操作スイッチを操作することにより、接続ＦＰＣ１８を介して、電極パターン１５に圧電素子１３の駆動信号が供給されると、圧電素子１３が振動する。圧電素子１３の振動により、赤外吸収ガラス１１の表面及びＵＶ／ＩＲカットコート膜２１に付着した塵埃をふるい落とすことができる。ＧＮＤパターン２２によって除電されているので、赤外吸収ガラス１１及びＵＶ／ＩＲカットコート膜２１の表面付着物は除去し易い。
【００２６】
本実施の形態の撮像ユニット１は、次の作用効果を奏する。
（１）赤外吸収ガラス１１の表裏両面を配線スペースとして有効活用することができる。（２）ガラス基板として赤外吸収ガラス１１を用いることにより、カバーガラスを不要とすることができ、入射光の光路上の反射面の数を減らすことができる。
（３）配線パターン１４と電極パターン１５とを導電性のスルーホール１６によって電気的に接続し、この電極パターン１５用の配線パターン１４と撮像素子１２用の配線パターン１４をともに接続ＦＰＣ１８に電気的に接続しているので、撮像素子１２と圧電素子１３への電源からの電力や駆動信号の供給は１系統で済む。また、撮像素子１２からの信号線もその中に含めることができ１系統で済む。すなわち、撮像素子１２および圧電素子１３は、配線パターン１４を介して１系統で撮像ユニット１の外部（制御装置１０８や電源（不図示））と電気的に接続される。また、撮像素子１２の配線と圧電素子１３の配線が一体化され、圧電素子１３用のＦＰＣが不要となる。これにより、配線の取り回しが向上し、省スペース、小型化、軽量化、コスト低減が達成される。
（４）赤外吸収ガラス１１とＵＶ／ＩＲカットコート膜２１とを共用することによって、赤外光のカット特性を向上させることができる。
（５）ＧＮＤパターン２２により、帯電したＵＶ／ＩＲカットコート膜２１を除電することができるので、圧電素子１３の振動により、コート膜２１に付着した塵埃を容易に除去することができる。
【００２７】
−第２の実施の形態−
第１の実施の形態では、圧電素子１３を赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａに設ける例を示した。しかし、圧電素子を赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂに設けるようにしてもよい。図４は、第２の実施の形態の撮像ユニット１の構成を模式的に示す底面図（裏面図）である。図４は、第１の実施の形態の図３に対応する。以下、図４を参照して、第１の実施の形態と異なる点について説明をする。その他の内容は第１の実施の形態の内容を参照することとする。
【００２８】
赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂには、その上下に電極パターン１５Ａが形成され、これらの電極パターン１５Ａは、撮像素子１２の受光面を遮蔽しない位置に配置されている。これらの電極パターン１５Ａには圧電素子１３Ａが接続されている。電極パターン１５Ａは、赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂにおいて、配線パターン１４を介して、接続ＦＰＣ１８Ａに接続される。
【００２９】
圧電素子１３Ａは、赤外吸収ガラス１１の上下に対をなして配設されている。これらの圧電素子１３Ａ、電極パターン１５Ａ、配線パターン１４、接続ＦＰＣ１８Ａは、第１の実施の形態と同様に、撮像素子１２の受光面へ入射する光を遮光しないように、位置と大きさが定められている。
【００３０】
第１の実施の形態では赤外吸収ガラス１１の表裏両面を配線スペースとして有効活用することができたが、第２の実施の形態では、以上のように構成することにより、赤外吸収ガラス１１の裏面を配線スペースとして有効活用することができる。その他の効果は第１の実施の形態と同様である。
【００３１】
−第３の実施の形態−
第１の実施の形態では、圧電素子１３を赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａに設け、接続ＦＰＣ１８を赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂに設ける例を示した。第３の実施の形態では、圧電素子を赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂに設け、接続ＦＰＣを赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａに設ける例を示す。以下、図５、６、７を参照して、第１の実施の形態と異なる点について説明をする。その他の内容は第１の実施の形態の内容を参照することとする。
【００３２】
図５は、第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す底面図（裏面図）である。図６は、第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す図５のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図７は、第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す平面図（表面図）である。
【００３３】
図５、図６に示されるように、赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂには、その左右端に電極パターン１５Ｂが形成され、これらの電極パターン１５Ｂには圧電素子１３Ｂが接続されている。図６、図７に示されるように、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａには、左右端に接続ＦＰＣ１８Ｂが配設される。電極パターン１５Ｂと接続ＦＰＣ１８Ｂは、スルーホール１６および配線パターン１４を介して電気的に接続される。
【００３４】
上述した圧電素子１３Ｂ、電極パターン１５Ｂ、配線パターン１４、接続ＦＰＣ１８Ｂは、赤外吸収ガラス１１の左右に対をなして配設されている。これらの圧電素子１３Ｂ、電極パターン１５Ｂ、配線パターン１４、接続ＦＰＣ１８Ｂは、撮像素子１２の受光面へ入射する光を遮光しないように、位置と大きさが定められている。
【００３５】
以上のように構成することにより、第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様な効果を奏する。
【００３６】
−第４の実施の形態−
第１の実施の形態では、接続ＦＰＣ１８を赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂに設ける例を示した。第４の実施の形態では、接続ＦＰＣを赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａに設ける例を示す。以下、図８、９を参照して、第１の実施の形態と異なる点について説明をする。その他の内容は第１の実施の形態の内容を参照することとする。
【００３７】
図８は、第４の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す底面図（裏面図）である。図９は、第４の実施の形態に係る撮像ユニットの構成を模式的に示す平面図（表面図）である。
【００３８】
図９に示されるように、赤外吸収ガラス１１の表面１１Ａには、その上下に電極パターン１５Ｃが形成され、これらの電極パターン１５Ｃには圧電素子１３Ｃが接続されている。また、左右に接続ＦＰＣ１８Ｃが配設される。電極パターン１５Ｃと接続ＦＰＣ１８Ｃは、配線パターン１４を介して電気的に接続される。
【００３９】
上述した圧電素子１３Ｃ、電極パターン１５Ｃは、赤外吸収ガラス１１の上下に対をなして配設され、接続ＦＰＣ１８Ｃは、赤外吸収ガラス１１の左右に対をなして配設されている。電極パターン１５Ｃと接続ＦＰＣ１８Ｃは、配線パターン１４を介して電気的に接続されている。これらの圧電素子１３Ｃ、電極パターン１５Ｃ、配線パターン１４、接続ＦＰＣ１８Ｃは、撮像素子１２の受光面へ入射する光を遮光しないように、位置と大きさが定められている。
【００４０】
以上のように構成することにより、第４の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様な効果を奏する。
【００４１】
図１０は、上記第１の実施の形態から第４の実施の形態において、撮像素子、圧電素子、ＦＰＣが、赤外吸収ガラス１１の表裏のいずれに配設されているかを整理した表である。上記実施の形態では、赤外吸収ガラス１１の「表」「裏」の表現を使用した。これは、撮像ユニット１がデジタルカメラ１００に設けられたときに、被写体側の面を「表」とし、その反対側すなわち撮像素子１２が配置される側を「裏」としたものである。単に、第１の面、第２の面と表現してもよい。
【００４２】
以下、本実施の形態の変形例を説明する。
上述の第１の実施の形態から第４の実施の形態では、赤外吸収ガラス１１とＵＶ／ＩＲカットコート膜２１とを共用するものとしたが、いずれか一方のみを用いてもよい。つまり、通常のガラス基板とＵＶ／ＩＲカットコート膜２１との組合せでもよいし、赤外吸収ガラス１１のみを用い、ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１は省略してもよい。
【００４３】
ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１は、赤外吸収ガラス１１の裏面１１Ｂに設けてもよい。
【００４４】
ＵＶ／ＩＲカットコート膜２１は、ＵＶは透過させ、ＩＲのみをカットする性質のコート膜としてもよい。
【００４５】
上述の第１の実施の形態から第４の実施の形態では、接続ＦＰＣ１８を撮像素子１２の短辺方向に撮像素子１２を挟んで左右対をなして配置したが、撮像素子１２の長辺方向に沿って撮像素子１２を挟んで上下対をなして配置しても良い。また、圧電素子１３及び接続ＦＰＣ１８を撮像素子１２を挟んで対をなして配置したが、どちらか片側のみに配置するとしても良い。
【００４６】
上述の第１の実施の形態から第４の実施の形態において、撮像装置としてデジタルカメラ１００を例に説明したが、カメラボディ１０２を撮像装置として捉えてもよい。
【００４７】
上述の第１の実施の形態から第４の実施の形態において、撮像装置としてレンズ交換式カメラを例に説明したが、撮影レンズとカメラボディとが一体的に構成されたレンズ一体型カメラに対しても上述の第１の実施の形態から第４の実施の形態に係る概念を適用することができる。
【００４８】
上述の第１の実施の形態から第４の実施の形態において、撮像装置としてミラー機構を備えたカメラを例に説明したが、ミラー機構のないカメラに対しても上述の第１の実施の形態から第４の実施の形態に係る概念を適用することができる。
【００４９】
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１：撮像ユニット
１１：赤外吸収ガラス
１２：撮像素子
１３：圧電素子
１４：配線パターン
１５：電極パターン
１６：スルーホール
１７、１９：異方性導電体層
２１：ＵＶ／ＩＲカットコート膜
２２：ＧＮＤパターン
１００：デジタル一眼レフカメラ
１０１：撮影レンズ
１０２：カメラボディ
１０３：シャッタ
１０４：クイックリターンミラー
１０５：拡散スクリーン
１０６：ペンタプリズム
１０７：接眼レンズ
１０８：制御装置
【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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【図１０】
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【図１１】
0005234201.tif 000012