(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、
前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、
前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように１隅が異なる長さの二辺を有する形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスと
を有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記光学フィルター機能付封止ガラスの前記１隅が長方形状に除去された請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記光学フィルター機能付封止ガラスの前記１隅が底辺と高さが異なる三角形状に除去された請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、
前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、
前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように隣り合う２隅がそれぞれ異なる形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスと
を有する固体撮像装置。
【請求項５】
被写体を結像するための光学レンズと、
光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、
前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、
前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように１隅が異なる長さの二辺を有する形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスと、
画像信号を処理する処理部と、
前記画像信号を記憶するメモリと、
前記画像信号に基づき画像を表示する表示装置と
を有するデジタルカメラ。
【請求項６】
前記光学フィルター機能付封止ガラスの前記１隅が長方形状に除去された請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記光学フィルター機能付封止ガラスの前記１隅が底辺と高さが異なる三角形状に除去された請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項８】
被写体を結像するための光学レンズと、
光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、
前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、
前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように隣り合う２隅がそれぞれ異なる形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスと、
画像信号を処理する処理部と、
前記画像信号を記憶するメモリと、
前記画像信号に基づき画像を表示する表示装置と
を有するデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学フィルターを有する固体撮像装置に関し、より詳しくは、光学フィルターを固体撮像装置収納容器の封止ガラスとして用いた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の一体型のビデオカメラやデジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラという）の光学経路を表す概略図である。被写体３１から出た光線は、図中点線で示すように、レンズ３２で屈折させられた後、赤外光カットフィルター３３を通過し、光学ローパスフィルター３４を通過する。
【０００３】
光学ローパスフィルター３４は、偽信号発生防止や、カラー画質の向上のために、入射光経路内に組み込まれているもので、一般的に、水晶（ＳｉＯ2）やＬｉＮｂＯ3等の複屈折結晶材料などの脆性材料で形成される。
【０００４】
光学ローパスフィルター３４を通過した光線は、パッケージ３５の封止ガラス３９を通過して、収納容器３６内に配置された固体撮像素子半導体チップ３７に到達する。封止ガラス３９は、封止接着剤３８によって、収納容器３６に固定されている。
【０００５】
近年、光学ローパスフィルター３４の機能を封止ガラス３９に併せ持たせることにより、上記の光学経路から、個別の光学ローパスフィルター３４を除去し、光学経路を短縮して、デジタルカメラの軽薄短小化と低コスト化を実現しようとする動きがある。
【０００６】
図６は、光学ローパスフィルター機能付封止ガラスを用いたデジタルカメラの光学経路を表す概略図である。
【０００７】
被写体３１から出た光線は、図中点線で示すように、レンズ３２ａで屈折させられた後、赤外光カットフィルター３３を通過する。レンズ３２ａは、図５のレンズ３２より焦点距離が短いものである。
【０００８】
赤外光カットフィルター３３を通過した光線は、パッケージ３５の光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９を通過して、収納容器３６内に配置された固体撮像素子半導体チップ３７に到達する。光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９は、封止接着剤３８によって、収納容器３６に固定されている。
【０００９】
図７（Ａ）は、図６に示すパッケージ３５の平面図である。図６と実質的に同じ部材には、同じ参照番号を付す。
【００１０】
光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９は、矢印Ｄで示す方向（以下、光線分離方向Ｄとする）で光線を分離する。この光線分離方向Ｄを判別するために、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９には、一般的に、方向Ｄに平行な一辺の中間部分に切除個所（以下、ノッチという）が設けられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来、光学フィルターは、図５に示すようにデジタルカメラの、光学経路内に独立して設けられることを前提に製造されていた。このため、接着剤等による固定は行われておらず、低温又は高温環境下での障害は無かった。
【００１２】
しかし、パッケージ３５の封止ガラスとして、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９を使用とする場合、固体撮像素子半導体チップ３７を保護する目的から、パッケージ３５内部の気密性を維持することのできる、接着力の強い封止接着剤３８を用いて封止を行う必要がある。
【００１３】
パッケージ３５に接着された光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９は、結晶方向に対し線膨張率差のある特性をもつ。また、パッケージ３５の線膨張率を光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９に合わせることは困難であるため、低温又は高温環境下に保存した場合、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９内部に応力が生じ、割れが発生しやすい。
【００１４】
特に、図７（Ｂ）に示すように、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９と収納容器３６との接着部付近の光学ローパスフィルター機能付封止ガラス４９の機械的に弱い部分であるノッチ４０を通過する割れＣＲが発生するという問題がある。
【００１５】
これを解決する手段として、ノッチ４０を形成する変わりに、染料等でマーキングをすることも考えられるが、有機溶剤での洗浄による汚染及びその他の障害を考慮すると好ましくない。
【００１６】
本発明の目的は、割れの発生しにくい光学ローパスフィルター機能付封止ガラスを用いた固体撮像装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、固体撮像装置は、光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように１隅が異なる長さの二辺を有する形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスとを有する。
【００１８】
また、発明の他の観点によれば、固体撮像装置は、光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように隣り合う２隅がそれぞれ異なる形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスとを有する。
【００１９】
また、発明の他の観点によれば、デジタルカメラは、被写体を結像するための光学レンズと、光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように１隅が異なる長さの二辺を有する形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスと、画像信号を処理する処理部と、
前記画像信号を記憶するメモリと、前記画像信号に基づき画像を表示する表示装置とを有する。
【００２０】
また、発明の他の観点によれば、デジタルカメラは、被写体を結像するための光学レンズと、光電変換部を有する固体撮像素子半導体チップと、前記固体撮像素子半導体チップを収納する収納容器と、前記収納容器を封止し、方向及び表裏を判別できるように隣り合う２隅がそれぞれ異なる形状に除去された光学フィルター機能付封止ガラスと、画像信号を処理する処理部と、前記画像信号を記憶するメモリと、前記画像信号に基づき画像を表示する表示装置とを有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の基本実施例によるデジタルカメラの構成を示す。
【００２２】
レンズ２は、被写体１からの光を固体撮像素子半導体チップ７上に結像出来るように、焦点距離が調整されていて、被写体１から発せられた光を、赤外光カットフィルター３、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９を介して、図中点線で示すように、パッケージ５内の固体撮像素子半導体チップ７上に結像する。
【００２３】
赤外光カットフィルター３は、入射光中の赤外光成分を吸収する光学フィルターである。
【００２４】
パッケージ５は、固体撮像素子半導体チップ７を収納容器６内に固定し、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９で密封したものである。収納容器６は、セラミック等で形成され、固体撮像素子半導体チップ７を収納する。光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９が封止接着剤８により接着される。収納容器６は、固体撮像素子半導体チップ７を保護すると共に、筐体として光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９等を支持する。
【００２５】
固体撮像素子半導体チップ７は、例えば、電荷結合型（ＣＣＤ）固体撮像素子、またはＭＯＳ型固体撮像素子等を含み、少なくとも、入射する光の光量に応じて電荷を生じさせる光電変換部を有するものである。
【００２６】
光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９は、水晶（ＳｉＯ2）やＬｉＮｂＯ3等の複屈折結晶材料等で形成される。この光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９は、偽信号発生防止やカラー画質向上のための光学ローパスフィルターとしての機能に加えて、収納容器６の封止ガラスとして、固体撮像素子半導体チップ７等を外部から保護する役割をも有する。
【００２７】
光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９には、後述するように、光線分離方向を容易に判別することができるように、光線分離方向判別用目印が形成されている。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換回路１５は、固体撮像素子半導体チップ７から転送される電荷をアナログ形式の画像信号からデジタル形式の画像データに変換する。画像メモリ１６は、Ａ／Ｄ変換回路１５から出力される画像データを一時的に格納することができる。また、各種処理のワーキングエリアとしても使用できる。画像メモリ１６は、処理部に画像データを出力するとともに、Ｄ／Ａ変換回路１９に画像データを出力する。
【００２９】
処理部１７は、画像メモリ１６に格納された画像データを読み出し、各種処理を行い、画像メモリに書き込んだり、画像データを圧縮して記憶媒体１８に記憶したりする。また、記憶媒体１８に記憶されている圧縮された画像データを読み出し、復号化する処理を行うこともできる。
【００３０】
記憶媒体１８は、圧縮された画像データを記憶する媒体であり、例えば、スマートメディア（商標）等のフラッシュメモリであり、デジタル形式でデータを記憶できるものならどのようなものでもよい。また、必ずしもデジタルカメラに内蔵されている必要は無く、各種インターフェイスを利用して外部の記憶装置を記憶媒体１８として使用してもよい。
【００３１】
Ｄ／Ａ変換回路１９は、画像メモリ１６から送出されるデジタル形式の画像データをアナログ形式の画像信号に変換する。ディスプレイ２０は、Ｄ／Ａ変換回路１９で、アナログ形式に変換された画像信号を表示する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイである。ユーザは、このディスプレイ２０に表示される画像を見て、被写体１を確認できる。また、記憶媒体１８に保存されている画像データを見ることもできる。
【００３２】
図２は、本発明の基本実施例による光線分離方向判別用目印の形状を示す平面図である。これは、図１のパッケージ５を上方から見た図である。図中、収納容器６をひとまわり大きく図示しているが、本来、図１のパッケージ５の断面図からもわかるように、収納容器６と光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａの平面サイズはほぼ同一である。
【００３３】
光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａは、矢印Ｄで示す方向（以下、光線分離方向Ｄとする）で光線を分離する。この光線分離方向Ｄを判別するために、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａの左下隅に、長方形状の光線分離方向判別用目印１０ａが形成されている。
【００３４】
光線分離方向判別用目印１０ａは、複数枚の光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａを重ねて、固定した後、機械加工によって所定の形状に切り取るか又は削り取ることにより形成される。
【００３５】
図７（Ｂ）に示すように、割れＣＲは光学ローパスフィルターの対角線方向ないし辺に対してほぼ４５度付近の角度で生じやすい。これは、割れＣＲとほぼ直交する方向に引っ張り応力が働くためと考えられる。ノッチ４０は下辺の左端近くに形成されているので、左下隅から右上隅に向かう方向で考えるとノッチ４０によってフィルター面内にくびれが形成されていることになる。ノッチ４０の左上隅と左辺との間に応力が集中すると割れＣＲが生じると考えられる。
【００３６】
図２の構成においては、目印用切欠きの左上隅は開放されており、応力が集中しにくい。このため、割れの発生を有効に抑制できると考えられる。
【００３７】
実際にサンプルを作って試験したところ、従来１０〜２０％程度のフィルターに発生した割れが、２〜３％程度まで低減できた。
【００３８】
光線分離方向判別用目印１０ａを長方形にすることで、上下左右の方向だけでなく、表裏も判別することができる。光線分離方向Ｄの判別を容易にするために、光線分離方向判別用目印１０ａは、肉眼で容易に識別できる程度の大きさに形成することが好ましい。例えば、目印１０ａは、０．２ｍｍ×０．５ｍｍ程度の長方形である。
【００３９】
このようにして、光線分離方向判別用目印１０ａを光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａの隅に形成すると、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａの機械的に弱い部分を解消できるので、低温又は高温環境下で、収納容器６と光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａとの線膨張率の違いにより応力が発生しても、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａが割れることを抑制できる。
【００４０】
また、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ａの隅に、光線分離方向判別用目印１０ａを付けることにより、光線分離方向を容易に判別することができる。
【００４１】
図３（Ａ）は、本発明の基本実施例の第１の変形例による光線分離方向判別用目印の形状を表す平面図である。光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｂに付けられた光線分離方向判別用目印１０ｂの形状以外は全て基本実施例と同様である。
【００４２】
ここでは、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｂの左下隅を、底辺と高さが異なる三角形状に切り取り、肉眼で確認できる程度の大きさに光線分離方向判別用目印１０ｂを形成している。光線分離方向判別用目印１０ｂを底辺と高さが異なる三角形にすることで、上下左右の方向だけでなく、裏表も判別することができる。
【００４３】
なお、上記基本実施例及び変形例１における光線分離方向判別用目印１０ａおよび１０ｂは、どちらも左下隅に形成したが、四隅のどこに目印を形成するのかを予め決めておけば、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９の四隅のどこに形成してもよい。
【００４４】
図３（Ｂ）は、本発明の基本実施例の第２の変形例による光線分離方向判別用目印の形状を表す平面図である。光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｃに付けられた光線分離方向判別用目印１０ｃの形状及び数以外は全て基本実施例と同様である。
【００４５】
ここでは、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｃの左下隅及び右下隅を、それぞれ四角形状に切り取り、肉眼で確認できる程度の大きさに光線分離方向判別用目印１０ｃを形成している。２つの目印を結ぶ方向が光線分離方向を示すので、各目印はより小さいものとしても、容易に方向を判別できる。
【００４６】
図４（Ａ）は、本発明の基本実施例の第３の変形例による光線分離方向判別用目印の形状を表す平面図である。光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｄに付けられた光線分離方向判別用目印１０ｄの形状及び数以外は全て基本実施例と同様である。
【００４７】
ここでは、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｄの左下隅及び右下隅を、それぞれ三角形状に切り取り、肉眼で確認できる程度の大きさに光線分離方向判別用目印１０ｄを形成している。
【００４８】
なお、上記第２及び第３の変形例における光線分離方向判別用目印１０ｃおよび１０ｄは、どちらも、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｃまたは９ｄの４隅の内、下端の２隅に形成されているが、四隅の内、どの隣り合う２隅に目印を形成するのかを予め決めておけば、どこに形成してもよい。
【００４９】
また、上記変形例では、光線分離方向判別用目印１０は、二つとも同じ形状に形成されているが、必ずしも同じ形状である必要は無い。例えば、左下端を四角形にして、右下端を三角形にしてもよい。さらに、それぞれのサイズを変えてもよい。
【００５０】
図４（Ｂ）は、本発明の基本実施例の第４の変形例による光線分離方向判別用目印の形状を表す平面図である。光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｅに付けられた光線分離方向判別用目印１０ｅの形状及び数以外は全て基本実施例と同様である。
【００５１】
この第４の変形例は、上述の図４（Ａ）に示す第３の変形例の光線分離方向判別用目印１０ｄが形成された光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｄの角を面取りしたものである。ここでは、光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｅの左下隅及び右下隅を、それぞれ三角形状に切り取り、その後面取りすることにより、アルカリエッチ等により面取りが行われる他の隅と肉眼で容易に識別できる程度の大きさに光線分離方向判別用目印１０ｅを形成している。
【００５２】
光学ローパスフィルター機能付封止ガラス９ｅの光線分離方向判別用目印１０ｅを形成した部分の角を面取りすることにより、応力集中を抑制することができるので、さらに割れが発生しにくくなる。
【００５３】
なお、外側に向かって凸のＲを形成する場合を説明したが、内側に向かってＲを形成してもよいであろう。
【００５４】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学ローパスフィルター機能付封止ガラスの隅に光線分離方向判別用目印を付けることにより、光学ローパスフィルター機能付封止ガラスの光線分離方向を容易に判別することができる。
【００５６】
また、本発明によれば、低温又は高温環境下で、収納容器と光学ローパスフィルター機能付封止ガラスとの線膨張率の違いにより応力が発生しても、光学ローパスフィルター機能付封止ガラスが割れることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデジタルカメラの基本的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の基本実施例による光線分離方向判別用目印の形状を表す平面図である。
【図３】本発明の基本実施例の変形例による光線分離方向判別用目印の形状を表す平面図である。
【図４】本発明の基本実施例の変形例による光線分離方向判別用目印の形状を表す平面図である。
【図５】従来の一体型のデジタルカメラの光学経路を表す概略図である。
【図６】従来の光学ローパスフィルター機能付封止ガラスを用いたデジタルカメラの光学経路を表す概略図である
【図７】図６に示すパッケージおよび光学ローパスフィルター機能付封止ガラスの平面図である。
【符号の説明】
１…被写体、２…レンズ、３…赤外光カットフィルター、５…パッケージ、
６…収納容器、７…固体撮像素子半導体チップ、８…封止接着剤、
９…光学ローパスフィルター機能付封止ガラス、
１０…光線分離方向判別用目印、１５…Ａ／Ｄ変換回路、１６…画像メモリ、
１７…処理部、１８…記憶媒体、１９…Ｄ／Ａ変換回路、
２０…ディスプレイ
【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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