(57)【要約】【課題】撮像素子に発生する熱ノイズを低減化する。【解決手段】撮像素子ユニット１０は透明基板１１、回折格子型光学的ローパスフィルタ１２、撮像素子１３、および放熱体２０を有する。透明基板１１に枠状に形成したスペーサを接着する。透明基板１１に光学的ローパスフィルタ１２を接着する。光学的ローパスフィルタ１２をスペーサの枠内に配置する。スペーサを撮像素子１３の受光面に接着する。受光領域１５をスペーサの枠内に配置する。撮像素子１３の背面と側面およびスペーサの外面を放熱体２０によって覆う。放熱体２０の外面に複数の溝部２１を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折格子型の光学的ローパスフィルタと、前記光学的ローパスフィルタが受光面側に配置される撮像素子と、前記撮像素子の背面および側面の少なくとも一方に設けられ前記撮像素子に発生する熱を放熱する放熱体とを備えることを特徴とする撮像素子ユニット。
【請求項２】
前記放熱体は、前記撮像素子の背面全体および側面全体の少なくとも一方を覆うことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子ユニット。
【請求項３】
前記放熱体は、前記撮像素子側から外側までが第１の厚さである薄肉部と前記第１の厚さよりも大きな第２の厚さである厚肉部とを有することを特徴とする請求項２に記載の撮像素子ユニット。
【請求項４】
前記薄肉部と前記厚肉部とを形成するためのパターンが形成された型枠に注入された塑性変形する原材料に、前記撮像素子の背面全体及び側面全体の少なくとも一方を漬けた状態でモールド成型を行い硬化させることにより前記放熱体を形成することを特徴とする請求項３に記載の撮像素子ユニット。
【請求項５】
前記放熱体は、熱伝導度が０．２Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）より大きな部材により形成されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の撮像素子ユニット。
【請求項６】
撮像素子の受光面側に回折格子型の光学的ローパスフィルタを設ける第１の工程と、前記撮像素子側から外側までが第１の厚さである薄肉部と前記第１の厚さより大きな第２の厚さである厚肉部とを形成するためのパターンが形成された型枠に塑性変形する原材料を注入する第２の工程と、前記撮像素子の背面全体および側面全体の少なくとも一方を前記型枠内の前記原材料に漬ける第３の工程と、前記原材料を硬化させる第４の工程とを備えることを特徴とする撮像素子ユニット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子型の光学的ローパスフィルタと撮像素子とによって形成される撮像素子ユニットおよび撮像素子ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子による撮影において発生するモアレを防ぐために、従来は撮像素子に水晶により形成される光学的ローパスフィルタが用いられていた。一方、最近では新たに開発された回折格子型の光学的ローパスフィルタを撮像素子に用いることが知られている。
【０００３】
回折格子型の光学的ローパスフィルタは、撮像素子との距離を精密に調整することが求められている。そこで、光学的ローパスフィルタと撮像素子との間をスペーサで挟むことにより精密な距離調整を行った撮像素子ユニットが開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、このような撮像素子ユニットでは、撮像素子が発生する熱により画像信号に熱ノイズが混入することが問題であった。
【特許文献１】特開平０６−１１２４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では、熱ノイズの発生を低減させる撮像素子ユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像素子ユニットは回折格子型の光学的ローパスフィルタと、光学的ローパスフィルタが受光面側に配置される撮像素子と、撮像素子の背面および側面の少なくとも一方に設けられ撮像素子に発生する熱を放熱する放熱体とを備えることを特徴としている。
【０００７】
なお、放熱体は撮像素子の背面全体および側面全体の少なくとも一方を覆うことが好ましい。
【０００８】
また、放熱体は撮像素子側から外側までが第１の厚さである薄肉部と前記第１の厚さよりも大きな第２の厚さである厚肉部とを有することが好ましい。さらに、薄肉部と厚肉部とを形成するためのパターンが形成された型枠に注入された塑性変形する原材料に、撮像素子の背面全体及び側面全体の少なくとも一方を漬けた状態でモールド成型を行い硬化させることにより放熱体を形成することが好ましい。
【０００９】
また、放熱体は熱伝導度が０．２Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）より大きな部材により形成されることが好ましい。
【００１０】
本発明の撮像素子ユニット製造方法は、撮像素子の受光面側に回折格子型の光学的ローパスフィルタを設ける第１の工程と、撮像素子側から外側までが第１の厚さである薄肉部と第１の厚さより大きな第２の厚さである厚肉部とを形成するためのパターンが形成された型枠に塑性変形する原材料を注入する第２の工程と、撮像素子の背面全体および側面全体の少なくとも一方を型枠内の原材料に漬ける第３の工程と、原材料を硬化させる第４の工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像素子に生じる熱を放熱することが可能になり、撮像素子において生成される画素信号への熱ノイズの混入を低減させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した撮像素子ユニットの外観図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。図３は、放熱体を除いた撮像素子ユニットの断面図である。撮像素子ユニット１０は、透明基板１１、回折格子型の光学的ローパスフィルタ１２、撮像素子１３、スペーサ１４、および放熱体２０により構成される。
【００１３】
撮像素子１３の受光面は、スペーサ１４を介して透明基板１１に固着される。なお、スペーサ１４を撮像素子１３と透明基板１１とに接着することにより、撮像素子１３は透明基板１１に固着される。スペーサ１４は口の字型の枠状に形成される。スペーサ１４の枠の高さは一定に形成され、透明基板１１と撮像素子１３との間隔は一定に保たれる。
【００１４】
被写体像を受光するための受光領域１５と駆動信号の入力または画像信号の出力のための端子１６とがスペーサ１４の枠内に収まるように、撮像素子１３とスペーサ１４との位置関係が調整される。
【００１５】
透明基板１１の撮像素子１３と対向する面には、光学的ローパスフィルタ１２と配線１７とが設けられる。光学的ローパスフィルタ１２は受光領域１５と対向するように、撮像素子１３と透明基板１１との位置関係が調整される。また光学的ローパスフィルタ１２はスペーサ１４の枠内に収まるように、配線１７がスペーサ１４の枠内と枠外を結ぶように、透明基板１１とスペーサ１４との位置関係が調整される。
【００１６】
スペーサ１４の枠内における、透明基板１１の配線１７と撮像素子１３の端子１６とが、バンプ１８を介して接続される。スペーサ１４の枠外における透明基板１１の配線１７に、信号処理回路（図示せず）および撮像素子駆動回路（図示せず）に接続するための信号ケーブル（図示せず）が接続される。撮像素子１３と、信号処理回路および撮像素子駆動回路との間の信号の送信は、バンプ１８、配線１７、および信号ケーブルを介して行なわれる。
【００１７】
撮像素子１３の受光面の裏側である背面と側面とは、放熱体２０によって覆われる。スペーサ１４の枠の外面も放熱体２０によって覆われる。放熱体２０の外面には、複数の溝部２１が設けられる。なお、放熱体２０は後述するように、モールド成型することにより形成される。放熱体２０により、撮像素子１３に生ずる熱が放熱体２０の外面から放熱される。
【００１８】
また、撮像素子１３全体とスペーサ１４全体とが一体的に放熱体２０に覆われるので、撮像素子ユニット１０にかかり得る外部衝撃に対する耐久性を備えることが可能である。
【００１９】
以上のような構成の撮像素子ユニットの製造方法について図４〜図８を用いて説明する。図４、図５は、第１の工程を説明するための図である。図６は、第２の工程を説明するための図である。図７は、第３の工程を説明するための図である。図８は、第４の工程を説明するための図である。
【００２０】
第１の工程において、透明基板１１の配線１７が設けられた面の中央付近に光学的ローパスフィルタ１２が接着される。次に、前述の位置関係に調整されるように、透明基板１１における光学的ローパスフィルタ１２側の面にスペーサ１４が接着される。さらに、前述の位置関係に調整されるように、スペーサ１４が撮像素子１３の受光面に接着される。なお、透明基板１１上の配線１７と撮像素子１３の端子１６とは、バンプ形成法により接続される。第１の工程により、図３に示す撮像素子ユニットが形成される。
【００２１】
第２の工程では、型枠２２に放熱体２０の原材料２３が注入される。なお、原材料２３はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂であって、硬化前において塑性変形可能である。また、硬化した状態における熱伝導度が０．２Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）より大きな硬化剤が用いられる。なお、型枠２２には、放熱体２０の外面の溝部２１を成型するためのパターンが形成される。
【００２２】
第３の工程では、第１の工程で形成された撮像素子ユニットを、撮像素子１３側から型枠２２内の原材料２３中に潜入させる。
【００２３】
第４の工程では、型枠２２と第１の工程で形成された撮像素子ユニットとによって形成される空間に原材料２３を封入させたまま、型枠２２の外部から原材料２３を加熱することにより、原材料２３を硬化させる。原材料２３が型枠２２に嵌ったまま硬化することにより、前述のような形状の放熱体２０が成型される。
【００２４】
以上のような構成の、撮像素子ユニット１０によれば、熱伝導度の大きな放熱体２０により撮像素子１３が覆われるので、画像信号に混入する熱ノイズの発生を低減化させることが可能になる。また、放熱体２０には複数の溝部２１が設けられることにより表面積が広くなるため、熱ノイズの発生がさらに低減化される。
【００２５】
また、以上のような構成の撮像素子ユニット製造方法によれば、撮像素子１３と光学的ローパスフィルタ１２との位置精度を高く保ちながら、高い放熱性を有する撮像素子ユニットを形成することが可能になる。
【００２６】
回折格子型の光学的ローパスフィルタ１２を正常に機能させるためには、撮像素子１３との間隔の位置精度を高く維持する必要がある。一方、図９に示すように撮像素子１３の背面または側面を均一の厚さで覆う放熱体２０’をモールド成型すると、成型収縮により放熱体２０’に反りが生じる。
【００２７】
このように放熱体２０’から撮像素子１３に曲げ応力が係ることによって、撮像素子１３と光学的ローパスフィルタ１２との間隔の位置精度に影響を及ぼす可能性がある。一方、本実施形態のような製造方法によれば、放熱体２０の成型収縮による反りを軽減することが可能になる。したがって、撮像素子１３と光学的ローパスフィルタ１２との間隔の位置精度を高く保つことが可能になる。
【００２８】
なお、本実施形態において、放熱体２０に溝部２１を設けたが、設けなくても良い。どのような形状の放熱体を用いても撮像素子１３に生ずる熱を放熱することは可能である。また、放熱体２０は、撮像素子１３およびスペーサ１４の外面全体を覆うように形成されているが、少なくとも撮像素子１３の背面および側面のいずれか一方の一部に設けられる構成であってもよい。放熱効果は低減するが、撮像素子１３の放熱は可能だからである。
【００２９】
また、本実施形態では、放熱体２０に溝部２１が形成される構成であるが、窪みが形成される構成であっても良い。さらには、撮像素子１３側から外面までの厚さが相対的に薄い薄肉部と相対的に厚い厚肉部とがモールド成型される放熱体であれば、本実施形態と同様に成型収縮による反りを軽減させることが可能になる。
【００３０】
また、本実施形態では、熱硬化性樹脂を放熱体の原材料として用いたが、光硬化性樹脂などの他の硬化性樹脂を用いても良い。また、熱伝導度が０．２Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）より大きな材質によって形成されても良い。モールド成型可能な材質であれば、本実施形態の製造方法も適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を適用した撮像素子ユニットの外観図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】放熱体を除いた撮像素子ユニットの断面図である。
【図４】第１の工程を説明するための第１の図である。
【図５】第１の工程を説明するための第２の図である。
【図６】第２の工程を説明するための図である。
【図７】第３の工程を説明するための図である。
【図８】第４の工程を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態である撮像素子ユニット製造方法を用いて形成した撮像素子ユニットと比較するための別の撮像素子ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  撮像素子ユニット
１１  透明基板
１２  光学的ローパスフィルタ
１３  撮像素子
１４  スペーサ
１５  受光領域
１６  端子
１７  配線
２０  放熱体
２１  溝部
２２  型枠
２３  原材料
【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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