(57)【要約】      （修正有）【課題】光学素子とボンディング用ワイヤとの干渉を回避しつつ、低背化を実現できる撮像装置を提供する。【解決手段】光軸直交方向に見たとき、支持板部１５ｂはワイヤＷと重なる位置に設けられているので、支持板部１５ｂを撮像素子１１側に寄せることができ、低背化を図れる。一方、光軸方向に見たときに、支持板部１５ｂはワイヤＷと重ならない位置に設けられているので、支持板部１５ｂとワイヤＷとの干渉を有効に回避できる。【選択図】図１
2013211695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に配置された板状の光学素子と、
前記光学素子を支持する枠部材と、を有し、
前記固体撮像素子は、基板に対して複数のワイヤにより信号伝達可能に結線されており、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられてなり、前記光学素子を収容する開口と、前記開口の周囲の一部から前記開口の内側に向かって突出した支持部とを有し、前記支持部により前記光学素子が支持されることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光軸直交方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重なる位置に設けられているが、光軸方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数のワイヤは、前記固体撮像素子の４辺の少なくとも１つにおいて中央側に結線されており、前記支持部は、前記固体撮像素子の四隅に対応した位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記複数のワイヤは、前記固体撮像素子の４辺のうち２辺側に結線されており、前記支持部は、前記固体撮像素子の前記ワイヤが設けられていない２辺に対応した位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の撮像素子を用いた小型の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、CCD（Charged Coupled Device）型イメージセンサあるいはCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が搭載された携帯端末の普及の増大に伴い、より高画質の画像が得られるよう、画素数の大きな固体撮像素子を使用した撮像装置が搭載されたものが市場に供給されるようになってきた。一方、特に近年では、薄形の携帯電話機やスマートフォンに搭載されるべく、より低背化された撮像装置が要求されている。より低背化された撮像装置では、固体撮像素子の実装が課題となっている。
【０００３】
従来から、撮像装置内の固体撮像素子の実装方法として、ガラス・エポキシなどの基板にダイ・アタッチした後、ワイヤボンディングを行うものが知られている。ここで、撮像装置における固体撮像素子と撮像レンズとの間における構造について述べる。
【０００４】
基板或いはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）に固体撮像素子を実装し、ワイヤボンディングによって固体撮像素子と基板或いはＦＰＣを電気的に接続する撮像装置において、被写体像を結像する撮像レンズと、固体撮像素子との間、受光する波長域（例えば赤外線領域）を制限する光学フィルターを通常配置している。光学フィルターは可視光より長い波長の赤外光を通さない事で、固体撮像素子からの出力信号における色再現を良好にする機能を有する。このような光学フィルターを設けた構成が、特許文献１，２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９９２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４１１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成では、固体撮像素子と基板或いはFPCを接続するボンディング用ワイヤと干渉しないように、固体撮像素子と光学フィルター間のスペースを大きくあけている。しかしながら、このように固体撮像素子と光学フィルター間のスペースを大きくとると、撮像装置の低背化を図れない。
【０００７】
一方、特許文献２の構成では、光学フィルターを枠状部材上に載置しているので、光学フィルターがボンディング用ワイヤと干渉する可能性は減るが、光学フィルターを支持する枠状部材の支持部がボンディング用ワイヤと干渉する可能性は残る。よって、かかる構成において低背化を推進しようとすると、ボンディング用ワイヤと干渉しないように、枠状部材の支持部を光軸直交方向に遠ざけなくてはならず、固体撮像素子のサイズの割に、大型の撮像装置となってしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光学素子とボンディング用ワイヤとの干渉を回避しつつ、低背化を実現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】
【０００９】
請求項１に記載の撮像装置は、
撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に配置された板状の光学素子と、
前記光学素子を支持する枠部材と、を有し、
前記固体撮像素子は、基板に対して複数のワイヤにより信号伝達可能に結線されており、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられてなり、前記光学素子を収容する開口と、前記開口の周囲の一部から前記開口の内側に向かって突出した支持部とを有し、前記支持部により前記光学素子が支持されることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記枠部材が、前記光学素子を収容する開口と、前記開口の周囲の一部から前記開口の内側に向かって突出した支持部とを有し、前記支持部により前記光学素子が支持されるので、前記ワイヤと干渉しない位置に前記支持部を設けることができる。
【００１１】
請求項２に記載の撮像装置は、請求項１に記載の発明において、光軸直交方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重なる位置に設けられているが、光軸方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重ならない位置に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、光軸直交方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重なる位置に設けられているので、前記支持部を前記固体撮像素子側に寄せることができ低背化を図れる。一方、光軸方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重ならない位置に設けられているので、前記支持部と前記ワイヤとの干渉を有効に回避できる。
【００１３】
請求項３に記載の撮像装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記複数のワイヤは、前記固体撮像素子の４辺の少なくとも１つにおいて中央側に結線されており、前記支持部は、前記固体撮像素子の四隅に対応した位置に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、前記支持部と前記ワイヤとの干渉を有効に回避できる。
【００１５】
請求項４に記載の撮像装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記複数のワイヤは、前記固体撮像素子の４辺のうち２辺側に結線されており、前記支持部は、前記固体撮像素子の前記ワイヤが設けられていない２辺に対応した位置に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、前記支持部と前記ワイヤとの干渉を有効に回避できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光学素子とボンディング用ワイヤとの干渉を回避しつつ、低背化を実現できる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置１０の光軸に沿った断面図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】図３は、枠部材の斜視図である。
【図４】撮像装置１０を携帯端末或いは撮像装置としてのスマートフォン１００に装備した状態を示す図である。
【図５】スマートフォン１００の制御ブロック図である。
【図６】別な実施の形態にかかる図２と同様な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像装置１０の光軸に沿った断面図である。図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。図３は、枠部材の斜視図である。尚、図１〜３に示す構成は概略図であり、寸法等は一部誇張して示している。
【００２０】
図１に示すように、撮像装置１０は、光電変換部（撮像面）１１ａを備えた固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型撮像素子１１と、この撮像素子１１の光電変換部１１ａに被写体像を撮像させる撮像レンズ１２と、撮像レンズ１２を保持する鏡筒１３と、平行平板状の透光性基板（光学素子）であるＩＲカットフィルター１４と、ＩＲカットフィルター１４を支持する枠部材１５とを有する。
【００２１】
図１に示すように、基板１６に実装された撮像素子１１は、平行平板状のチップ上において、その受光側（図１で上面）の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、撮像面としての光電変換部１１ａが形成されており、その周囲には信号処理回路（不図示）が形成されている。かかる信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。
【００２２】
また、撮像素子１１の受光側の外縁近傍には、複数のパッド（不図示）が配置されており、複数のボンディング用のワイヤＷにより基板１６と結線されている。図２に点線で示すように、ワイヤＷは、撮像素子１１の４辺１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１eの中央側に設けられている。尚、ワイヤＷは少なくとも１辺に設けられていれば足りる。
【００２３】
撮像素子１１は、光電変換部１１ａからの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、ワイヤＷを介して、不図示の外部回路（例えば、撮像装置を実装した上位装置が有する制御回路）へと送信するようになっている。又、ワイヤＷを介して、外部回路から撮像素子１１を駆動するための電源やクロック信号の供給を受けることもできる。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度信号との色差信号、Ｖ（＝Ｂ−Ｙ)は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。
【００２４】
図１において、鏡筒１３の内部には、撮像レンズ１２が設けられている。より具体的には、撮像レンズ１２は、ホルダ１２ａにより保持されたレンズＬ１〜Ｌ５からなり、鏡筒１３内のアクチュエータにより光軸方向に移動可能とされている。
【００２５】
枠部材１５は、基板１６に取り付けられ、鏡筒１３を支持すると共に矩形板状のＩＲカットフィルター１４を収容支持している。図２，３に示すように、枠部材１５は、矩形開口１５ａを有し、且つ矩形開口１５ａの四隅下縁から開口内側に突き出すようにして支持板部１５ｂを設けている。矩形開口１５ａの内寸は、ＩＲカットフィルター１４の外寸にほぼ等しい。よって、図３に示すように、枠部材１５の上方よりＩＲカットフィルター１４を挿入すると、矩形開口１５ａ内に収容された状態で、ＩＲカットフィルター１４の四隅下面が支持板部１５ｂによって支持される。かかる状態で、ＩＲカットフィルター１４の４辺（斜面ＴＰを含む）に接着剤を塗布することで、枠部材１５にＩＲカットフィルター１４を固定できる。
【００２６】
本実施の形態によれば、図１に示すように、光軸直交方向に見たときに、支持板部１５ｂはワイヤＷと重なる位置に設けられているので、支持板部１５ｂを撮像素子１１側に寄せることができ低背化を図れる。一方、図２に示すように、光軸方向に見たときに、支持板部１５ｂはワイヤＷと重ならない位置に設けられているので、支持板部１５ｂとワイヤＷとの干渉を有効に回避できる。尚、矩形開口１５ａの周縁の一部を斜面ＴＰにすることで、接着剤を有効に留めることができる。
【００２７】
上述した撮像装置１０の動作について説明する。図４は、撮像装置１０を携帯端末或いは撮像装置としてのスマートフォン１００に装備した状態を示す。また、図５はスマートフォン１００の制御ブロック図である。
【００２８】
撮像装置１０は、例えば、鏡筒１３の物体側端面がスマートフォン１００の背面（図４（ｂ）参照）に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置に配設される。
【００２９】
撮像装置１０は、外部接続端子（図５では矢印）を介して、スマートフォン１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１側に出力する。
【００３０】
一方、スマートフォン１００は、図４に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、電源等のスイッチ及び番号等をタッチパッドにより指示入力するための入力部６０と、所定のデータの他に撮像した映像等を液晶パネルで表示する表示部６５（但し、表示部の液晶パネルと入力部のタッチパッドはタッチパネル７０が兼用する）と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、スマートフォン１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置１０により得られた撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。
【００３１】
スマートフォン１００は、入力キー部６０の操作によって動作し、アクチュエータにより撮像レンズ１２を駆動してオートフォーカス動作を行い、タッチパネル７０に表示されたアイコン７１等をタッチすることで、撮像装置１０を動作させて撮像を行うことができる。撮像レンズ１２を介して光電変換部１１ａに結像される光線は、ＩＲカットフィルター１４を通過するので、これにより赤外光成分がカットされて高画質な画像を得ることができる。撮像装置１０から入力された画像信号は、上記スマートフォン１００の制御系により、記憶部９２に記憶されたり、或いはタッチパネル７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信される。
【００３２】
図６は、別な実施の形態にかかる図２と同様な図である。本実施の形態では、撮像素子１１が、対向する２辺１１ｂ、１１ｄのみにワイヤＷを結線しており、枠部材１５’は、撮像素子１１がワイヤＷを結線していない２辺１１ｃ、１１ｅに対応する開口１５ａの２辺から、支持板部１５ｂを開口内側に突出させている。よって、ワイヤＷと支持板部１５ｂとの干渉は生じない。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 撮像装置
１１ 撮像素子
１１ａ 光電変換部
１１ｂ〜１１ｅ 辺
１２ 撮像レンズ
１２ａ ホルダ
１３ 鏡筒
１４ ＩＲカットフィルター
１５ 枠部材
１５ａ 矩形開口
１５ｂ 支持板部
１６ 基板
６０ 入力キー部
６５ 表示部
７０ タッチパネル
７１ アイコン
８０ 無線通信部
９２ 記憶部
１００ スマートフォン
１０１ 制御部
Ｌ１〜Ｌ５ レンズ
Ｗ ワイヤ
【図１】
2013211695.tif 000003
【図２】
2013211695.tif 000004
【図３】
2013211695.tif 000005
【図４】
2013211695.tif 000006
【図５】
2013211695.tif 000007
【図６】
2013211695.tif 000008