(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられたベアチップCCDと、
該ベアチップCCDの受光面上に設けられた光学素子と、
前記基板に設けられ、前記ベアチップCCDから出力された画像信号を処理する回路と、
前記基板上に設けられ、撮像光学系を保持する鏡胴と、
前記基板を覆うカバーと、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
基板と、
該基板上に設けられたベアチップCCDと、
該ベアチップCCDの受光面上に設けられた光学素子と、
前記基板に設けられ、前記ベアチップCCDから出力された画像信号を処理する回路と、
前記光学素子上に設けられ、外部からの光を前記光学素子へ導く筒体とを有し、
前記筒体の先端面を除いて、前記基板上を遮光性の樹脂で覆ったことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
基板と、
該基板上に設けられたベアチップCCDと、
該ベアチップCCDの受光面上に設けられた光学素子と、
前記基板に設けられ、前記ベアチップCCDから出力された画像信号を処理する回路と、
前記基板を覆うカバーとを有し、
該カバーには撮像レンズ装填用のマウントを設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記基板に自動露出回路、自動焦点検出回路のうち少なくともどちらか一方を設けたことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアチップCCDを用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次に、図面を用いて従来例を説明する。図１６は従来のパッケージに封入されたCCDチップを用いた撮像装置の主要部を説明する図である。
【０００３】
図において、１０１は光学系１０２を支持する鏡胴である。１０３はパッケージCCD１０４が設けられた基板で、鏡胴１０１の基端部に取付けられている。
パッケージCCD１０４は一面が開放されたセラミック等の箱体１０５内にCCDチップ１０６が設けられ、箱体１０５の開放面を覆うガラス板１０７で前記CCDチップ１０６が箱体１０５内に封入されている。
【０００４】
１０８は水晶フィルタや赤外カットフィルタ等からなる光学フィルタである。１０９は光学フィルタ１０８とパッケージCCD１０４との間に配設され、鏡胴１０１の内筒面に設けられた凸部１０１ａに前記光学フィルタ１０８を押し付けて、光学フィルタ１０８の位置決めを行なうゴムや樹脂等の弾性部材である。
【０００５】
又、ガラス板１０７上には、弾性部材１０９と光学フィルタ１０８とで構成される閉空間が形成されるので、ガラス板１０７上に塵埃等が付着するのを防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、パッケージCCD１０４の代りに、裸の状態のCCDチップ(ベアチップCCD)１０６の状態で市場に供給することが提案されている。
【０００７】
しかしながら、このベアチップCCDをどのような構成で使うかは具体的には提案されていない。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来のパッケージCCDを用いた構成より小型化が可能で、低コストの撮像装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の撮像装置は、基板と、該基板上に設けられたベアチップCCDと、該ベアチップCCDの受光面上に設けられた光学素子と、前記基板に設けられ、前記ベアチップCCDから出力された画像信号を処理する回路と、前記基板上に設けられ、撮像光学系を保持する鏡胴と、前記基板を覆うカバーと、を具備するものである。
【００２０】
この様に構成することで、小型の撮像装置を実現できる。
そして、前記ベアチップCCDと前記光学素子との間に熱線を設けてもよい。
このように構成することで、光学素子の結露を防止できる。
【００２１】
更に、前記ベアチップCCDと前記光学素子との間に液晶を設けてもよい。
このように構成すると、液晶の透過率を変えることで、絞りになる。また、部分的に透過率を変えることも可能となるので、逆光補正等にも使用できる。
【００２２】
また、撮像装置の第１の例としては、前記基板上に設けられ、撮像光学系を保持する鏡胴と、前記基板を覆うカバーとからなるものがある。
第２の例としては、前記光学素子上に設けられ、外部からの光を前記光学素子へ導く筒体を有し、前記筒体の先端面を除いて、前記基板上を遮光性の樹脂で覆ったものがある。
【００２３】
第３の例としては、前記基板を覆うカバーを有し、該カバーには撮像レンズ装填用のマウントを設けたものがある。
前記基板には、自動露出回路、自動焦点検出回路のうち少なくともどちらか一方を設けてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
(1) 第１の実施の形態例
図１は本発明の光学素子一体型撮像素子の第１の実施の形態例を説明する構成図である。
【００２５】
図において、１はベアチップCCD２が実装された基板、３はベアチップCCD２の受光面２ａ上に設けられたフィルタ、４は撮像光学系としてのレンズである。
そして、ベアチップCCD２とフィルタ３とは圧着され、更に接着されて一体化されている。
【００２６】
また、フィルタ３はローパスフィルタとしての水晶フィルタでも良いし、赤外カットフィルタであっても良いし、またこれらが積層されたフィルタであっても良い。
【００２７】
更に、光の入射面及び出射面以外の部分は、遮光層５が形成されている。この遮光層としては、フィルタ３と、ベアチップ２との接着を兼ねるバルサムやエポキシ等の接合剤が好ましい。
【００２８】
このように構成することで、ベアチップCCD２の受光面２ａは外部に露出しないので、受光面２ａにゴミ等が付着せず、耐候性も向上する。
また、組付け工程においても、受光面２ａにゴミ等が付着しないので、工程安定性が向上し、信頼性が向上する。
【００２９】
更に、ベアチップCCD２とフィルタ３とを圧着することにより、ベアチップCCD２とフィルタ３とのあおり調整がなされ、片ボケを防止することができる。
更に、光の入射面及び光の出射面以外の部分は、遮光層５を形成したことにより、ベアチップCCD２に不要光が入射することを防止することできる。
【００３０】
(2) 第２の実施の形態例
図２は本発明の光学素子一体型撮像素子の第２の実施の形態例を説明する構成図である。尚、図２において、第１の実施の形態例を説明する図１と同一部分には、同一符号を付しそれらの説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態例と第１の実施の形態例との相違点は、フィルタ６の構造である。フィルタ６は、ベアチップCCD２の受光面との間にローパス効果を有する間隔が形成され、フィルタ６はベアチップCCD２の周縁部、本実施の形態例では基板１に当接する構造となっている。
【００３２】
また、フィルタ６は赤外除去効果を有する樹脂製で、ベアチップCCD２の受光面２ａとの対向面には、回折格子６ａが形成されている。
このように構成することで、ベアチップCCD２の受光面２ａは外部に露出しないので、受光面２ａにゴミ等が付着せず、耐候性も向上する。
【００３３】
また、組付け工程においても、受光面２ａにゴミ等が付着しないので、工程安定性が向上し、信頼性が向上する。
更に、光の入射面及び光の出射面以外の部分は、遮光層５を形成したことにより、ベアチップCCD２に不要光が入射することを防止することできる。
【００３４】
更にまた、フィルタ６を樹脂化したことにより、軽量化が可能となる。
また、ベアチップCCD２の受光面２ａとフィルタ６との間に間隙を形成したことにより、ベアチップCCD２の受光面２ａがフィルタ６の圧着によって損傷することを防止することができる。
【００３５】
また、上記実施の形態例で、間隙に空気以外の物質を封入してもよい。空気と異なる屈折率を有する物質を封入することで、所望の光学特性を得ることができる。
【００３６】
更に上記実施の形態例において、フィルタ６の材質を赤外除去効果を有する材質を用いず、赤外除去効果を有するコーティングを施してもよい。
(3)  第３の実施の形態例
図３は本発明の光学素子一体型撮像素子の第３の実施の形態例を説明する構成図である。尚、図３において、第１の実施の形態例を説明する図１と同一部分には、同一符号を付しそれらの説明は省略する。
【００３７】
本実施の形態例と第１の実施の形態例との相違点は、フィルタ３のベアチップCCD２の受光面２ａに対向する面と反対側の面にレンズ７を設けた点である。
このような構成によれば、第１の実施の形態例の効果に加え、レンズ７が単玉レンズの場合は、光学素子一体型撮像素子のみで画像の出力が可能となる。また、レンズ７がコンデンサレンズの場合は、多くの光学系の光量アップやテレセン性向上が可能な汎用光学系が可能となり、更に、専用設計においてもこのコンデンサレンズがあるので撮像光学系が簡単となり、コストダウンが可能となとともに、性能的にも明るいレンズ系となる。
【００３８】
(4) 第４の実施の形態例
図４は本発明の光学素子一体型撮像素子の第４の実施の形態例を説明する構成図である。尚、図４において、第２の実施の形態例を説明する図２と同一部分には、同一符号を付しそれらの説明は省略する。
【００３９】
本実施の形態例と第２の実施の形態例との相違点は、フィルタ６のベアチップCCD２の受光面２ａに対向する面と反対側の面に、凹部６ａを形成し、この後部６ａにレンズ８を設けた点である。
【００４０】
このような構成によれば、第２の実施の形態例の効果に加え、レンズ８が単玉レンズの場合は、光学素子一体型撮像素子のみで画像の出力が可能となりる。また、レンズ８がコンデンサレンズの場合は、多くの光学系の光量アップやテレセン性向上が可能な汎用光学系が可能となり、更に、専用設計においてもこのコンデンサレンズがあるので撮像光学系が簡単となり、コストダウンが可能となる。
【００４１】
更に、フィルタ６に凹部６ａを形成し、この凹部６ａにレンズ８を設けるようにしたことにより、レンズ４とレンズ８との光軸合せが容易となる。
(5) 第５の実施の形態例
図５は本発明の光学素子一体型撮像素子の第５の実施の形態例を説明する構成図である。尚、図５において、第４の実施の形態例を説明する図４と同一部分には、同一符号を付しそれらの説明は省略する。
【００４２】
本実施の形態例と第４の実施の形態例との相違点は、第４の実施の形態例は、フィルタ６とレンズ８とが別体であったが、本実施例では、フィルタ機能とレンズ機能とが一体化した光学部材９となっている点である。
【００４３】
この光学部材９は、フィルタ部９ａとレンズ部９ｂとからなっている。
このような構成によれば、第４の実施の形態例の効果に加え、光軸合せが更に容易となる。
【００４４】
(6) 第６の実施の形態例
図６は本発明の光学素子一体型撮像素子の第６の実施の形態例を説明する構成図である。尚、図６において、第５の実施の形態例を説明する図５と同一部分には、同一符号を付しそれらの説明は省略する。
【００４５】
本実施の形態例と第５の実施の形態例との相違点は、基板を可撓性を有するフレキシブルプリント基板１０とし、フレキシブルプリントプリント基板１０のベアチップCCD２実装面と反対側の面に信号処理回路チップ１１を実装した。
【００４６】
上記構成によれば、第５の実施の形態例の効果に加え、信号処理回路チップ１１を実装することで、小型で軽量の撮像モジュールが実現できる。また、信号処理回路チップ１１をフレキシブルプリント基板１０のベアチップCCD２の実装面と反対側の面に設けたことで、ベアチップCCD２と信号処理回路チップ１１との相互からでる電磁波の影響を防止することができる。
【００４７】
このようなフレキシブル基板１０を用いた光学素子一体型撮像素子１４は小型,軽量なので、図７に示すように、光学素子一体化撮像素子１４の回りにコイル１２を巻回し、磁気回路１３中の磁気ギャップ内に配設し、コイル１２に電流を流すことによりコイル１２に光軸方向の推進力を発生させ、光学素子一体型撮像素子１４を移動させることにより、非常に高速な自動焦点合せ機構が実現できる。
【００４８】
(7) 第７の実施の形態例
図８は本発明の光学素子一体型撮像素子の第７の実施の形態例を説明する構成図である。尚、図８において、第３の実施の形態例を説明する図３と同一部分には、同一符号を付しそれらの説明は省略する。
【００４９】
本実施の形態例と第３の実施の形態例との相違点は、レンズとして屈折率が半径方向に分布を持つ円柱状のGRIN(Gradient Index)レンズ１５を用い、更に、フィルタとして、GRINレンズ１５との境界面に回折格子１６ａを有する赤外カットフィルタ１６を用いた点である。
【００５０】
このように構成したことで、第１の実施の形態例の効果に加え、GRINレンズ１５を用いたことにより、所望の光学特性を簡単に得ることができる。
(8) 第８の実施の形態例
図９は本発明の光学素子一体型撮像素子の第８の実施の形態例を説明する構成図である。図９において、第１の実施の形態例を説明する図１と同一部分には、同一符号を付しそれらの説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態例と第１の実施の形態例との相違点は、フィルタ１７である。このフィルタ１７のベアチップ２の受光面と対向する面と反対側の面１７ａは、回折格子またはハーフミラーとなっている。
【００５２】
このような構成によれば、第１の実施の形態例の効果に加え、回折格子面またはハーフミラー面に入射し乱反射光を受光素子１８で検出することにより、自動露出制御やストロボのダイレクト測光が可能となる。
【００５３】
(9) 第９の実施の形態例
図１０は本発明の撮像装置の第９の実施の形態例を説明する図で、(a)図はカバーを取り除いた上面図、(b)図は(a)図においてカーバーを取付けた時の切断線A-Aにおける断面図、(c)図は(a)図のカバーを取付けた時の右側面図、図１１は図１０(b)における光学素子一体型撮像素子近傍の拡大図である。
【００５４】
これらの図において、基板２１上には、第１〜第８の実施の形態例で説明したベアチップCCD２２とフィルタやレンズ等の光学素子２３が一体化された光学素子一体型撮像素子２４と、信号処理回路や自動露出回路や自動焦点回路等のチップ２５等が実装されている。
【００５５】
基板２１のベアチップCCD２２の周縁には、穴２１ａが穿設され、この穴２１ａに撮影光学系としてのレンズ２６が設けられた鏡胴２７が取付けられている。鏡胴２７は基板２１の穴２１ａに嵌合する突起２８ａが形成された外枠２８と、レンズ２６を保持すると共に、固定絞り穴２９ａを有する内枠２９とからなっている。
【００５６】
また、３０は電源用のコネクタ、３１は映像信号出力用のコネクタ、３２は基板２１上を覆うカバーで、鏡胴２７と対向する部分は外部の光を導入する穴３２ａが開設されている。
【００５７】
次に、上記構成の装置の組付け方法を説明する。まず、基板２１の穴２１ａを基準としてベアチップCCD２２を実装し、光学素子２３を接着固定する。
鏡胴２７の外枠２８を基板２１の穴２１ａに取付け、内枠２９を外枠２８内に落とし込む。
【００５８】
次に、レンズ２６を内枠２９上に設け、接着や熱かしめ等の手法で固定する。
そして、カバー３２を取付ける。
上記構成によれば、小型の撮像装置を実現することができる。
【００５９】
尚、本発明は上記実施の形態例に限定するものではない。たとえば、図１２に示すように、ベアチップCCD２２と光学素子２３との間に熱線３０を設けてもよい。
【００６０】
このような構成とすることで、時間的にも早く、小電力で効率的に光学素子２３の結露を防止できる。
更に、図１３に示すように、ベアチップCCD２２と光学素子２３との間に液晶３１を設けてもよい。
【００６１】
このように構成することにより、液晶３１の透過率を変えることで、絞りになる。また、部分的に透過率を変えることも可能となるので、逆光補正等にも使用できる。
【００６２】
(10) 第１０の実施の形態例
図１４は本発明の撮像装置の第１０の実施の形態例を説明する図である。基板３５上には、ベアチップCCD３６や信号処理回路や自動露出回路や自動焦点回路等のチップ３４が実装されている。
【００６３】
ベアチップCCD３６上には、ベアチップCCD３６の受光面に対して空間を介してベアチップCCD３６全体を覆うようにフィルタ及びレンズが一体化された光学素子３７が接着等の手法で固着されている。尚、この光学素子３７のレンズは、パンフォーカスレンズとした。
【００６４】
更に、光学素子３７の前面に形成された凸部３７ａには、外部からの光を導く筒体としての絞り穴３８ａが形成された前枠３７が嵌合している。
そして、前枠３８の絞り穴３８ａが形成された先端面を除いて、基板３５上は遮光性の樹脂３９で覆われている。
【００６５】
上記構成によれば、小型の撮像装置が可能となるとともに、遮光性の樹脂３９で覆うことにより、光学素子３７の側面を黒ぬりする等の遮光を行なう必要がなくなり、更に、別部材の鏡胴も必要なくなる。
【００６６】
(11) 第１１の実施の形態例
第１５図は本発明の撮像装置の第１１の実施の形態例を説明する図である。基板４０上には、第１〜第８の実施の形態例で説明したベアチップCCD４１とフィルタやレンズ等の光学素子４２が一体化された光学素子一体型撮像素子４３と、信号処理回路や自動露出回路や自動焦点回路等のチップ４４等が実装されている。
【００６７】
４５は基板４０を覆うように設けられたカバーである。このカバー４５の光学素子一体型撮像素子４３との対向する部分には、撮像レンズ４６装着用のマウント４７が設けられている。
【００６８】
上記構成によっても、小型の撮像装置を実現することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の撮像装置によれば、基板と、該基板上に設けられたベアチップCCDと、該ベアチップCCDの受光面上に設けられた光学素子と、前記基板に設けられ、前記ベアチップCCDから出力された画像信号を処理する回路とを具備したことにより、小型の撮像装置を実現できる。
【００７８】
そして、前記ベアチップCCDと前記光学素子との間に熱線を設けることにより、光学素子の結露を防止できる。
更に、前記ベアチップCCDと前記光学素子との間に液晶を設けることにより、液晶の透過率を変えることで、絞りになる。また、部分的に透過率を変えることも可能となるので、逆光補正等にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子一体型撮像素子の第１の実施の形態例を説明する構成図である。
【図２】本発明の光学素子一体型撮像素子の第２の実施の形態例を説明する構成図である。
【図３】本発明の光学素子一体型撮像素子の第３の実施の形態例を説明する構成図である。
【図４】本発明の光学素子一体型撮像素子の第４の実施の形態例を説明する構成図である。
【図５】本発明の光学素子一体型撮像素子の第５の実施の形態例を説明する構成図である。
【図６】本発明の光学素子一体型撮像素子の第６の実施の形態例を説明する構成図である。
【図７】本発明の光学素子一体型撮像素子の第６の実施の他の形態例を説明する構成図である。
【図８】本発明の光学素子一体型撮像素子の第７の実施の形態例を説明する構成図である。
【図９】本発明の光学素子一体型撮像素子の第８の実施の形態例を説明する構成図である。
【図１０】本発明の撮像装置の第９の実施の形態例を説明する図で、(a)図はカバーを取り除いた上面図、(b)図は(a)図においてカーバーを取付けた時の切断線A-Aにおける断面図、(c)図は(a)図のカバーを取付けた時の右側面図で第の実施の形態例を説明する構成図である。
【図１１】図１０(b)における光学素子一体型撮像素子近傍の拡大図である。
【図１２】第９の実施の形態例の他の実施の形態例を説明する図である。
【図１３】第９の実施の形態例の他の実施の形態例を説明する図である。
【図１４】本発明の撮像装置の第１０の実施の形態例を説明する構成図である。
【図１５】本発明のの撮像装置の第１１の実施の形態例を説明する構成図である。
【図１６】従来のパッケージに封入されたCCDチップを用いた撮像装置の主要部を説明する図である。
【符号の説明】
２  ベアチップCCD
２ａ  受光面
３  フィルタ
【図１】
0003932565.tif 000002
【図２】
0003932565.tif 000003
【図３】
0003932565.tif 000004
【図４】
0003932565.tif 000005
【図５】
0003932565.tif 000006
【図６】
0003932565.tif 000007
【図７】
0003932565.tif 000008
【図８】
0003932565.tif 000009
【図９】
0003932565.tif 000010
【図１０】
0003932565.tif 000011
【図１１】
0003932565.tif 000012
【図１２】
0003932565.tif 000013
【図１３】
0003932565.tif 000014
【図１４】
0003932565.tif 000015
【図１５】
0003932565.tif 000016
【図１６】
0003932565.tif 000017