JP5554957B2

JP5554957B2 - 撮像ユニット

Info

Publication number: JP5554957B2
Application number: JP2009235533A
Authority: JP
Inventors: 紀幸藤森
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: US8754982B2; US8947594B2; US20140240590A1; JP2011082924A; US20110085076A1

Description

本発明は、撮像光学系と裏面照射型の撮像素子とを具備する撮像ユニットに関する。

従来、半導体基板に設けられた受光部に入光する光を電気信号に変換することにより被写体を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子（以下、単に撮像素子と称す）が周知である。

また、この撮像素子は、撮像光学系とともに撮像ユニットとして、電子内視鏡や、カメラ付き携帯電話、デジタルカメラ等に用いられるが、この撮像ユニットを製造する際は、撮像素子の受光部の受光面に対し撮像光学系を、該撮像光学系の光軸方向（以下、単に光軸方向と称す）において、位置精度良く配置する必要がある。これは、撮像光学系が受光面に対して光軸方向にずれて配置されていると、撮像光学系を介して受光部に結像される被写体の焦点位置がずれてしまうためである。

そこで、特許文献１には、撮像素子の受光部の受光面に、該受光面を保護するカバーガラスとして機能する第１の光学系が設けられ、該第１の光学系上に、第２の光学系を保持するレンズ枠が搭載されている撮像ユニットの構造体において、第１の光学系の第２の光学系側の面を基準として、撮像素子の受光面に対する第２の光学系の光軸方向の位置を規定する構成が開示されている。

特開２００９−５３２８号公報

ところで、近年、撮像素子としては、該撮像素子の表面側、詳しくは、半導体基板上に積層された配線層側から受光部に光を入光させて撮像する表面照射型の撮像素子の他、撮像素子の裏面側、詳しくは、半導体基板側から受光部に光を入光させて撮像する、表面照射型の撮像素子よりも受光感度が高い裏面照射型の撮像素子が周知である。

このような裏面照射型の撮像素子を撮像ユニットに用いる場合であっても、撮像素子の受光面に対して、撮像光学系を、光軸方向において位置調整良く配置する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示された構成を用いて撮像ユニットの組立を行うと、カバーガラスとして機能する第１の光学系を製造する際の光軸方向の寸法公差（以下、厚み公差と称す）は、現在の技術では、±数十μｍ〜６０μｍ程度生じてしまうことから、カバーガラス上に撮像光学系を積み上げる特許文献１の構成では、受光面に対する撮像光学系の光軸方向の位置も、カバーガラスの厚み公差分、即ち±数十μｍ〜６０μｍ程度ずれてしまう場合があった。

この場合、カバーガラス上に撮像光学系を保持するレンズ枠を搭載後、受光面に対する撮像光学系の光軸方向における位置調整、即ちフォーカス調整を行わなければならず、製造者にとって大変煩雑であるといった問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、撮像素子の受光部の受光面に対して、撮像光学系を位置精度良く配置することができる構成を具備する撮像ユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様の撮像ユニットは、撮像光学系と、内部に前記撮像光学系を保持する枠体と、入光面に前記撮像光学系を介して入光する光を受光する受光部を具備し前記入光面に対向する対向面に前記受光部と電気的に接続された凸形状の電極を具備し、前記枠体内に保持された裏面照射型の撮像素子と、前記撮像素子の前記入光面を覆う、前記枠体内に保持されたカバーガラスと、前記対向面の前記電極と電気的に接続された基板と、を具備し、
前記枠体は、前記対向面と当接する当接部を有し、前記対向面を基準として、前記受光部に対する前記撮像光学系の位置が規定されており、前記基板は、前記枠体に前記撮像素子を介して接合されている

本発明によれば、撮像素子の受光部の受光面に対して、撮像光学系を位置精度良く配置することができる構成を具備する撮像ユニットを提供することができる。

第１実施の形態の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図弾性部材を用いてレンズ枠の爪部を撮像素子の対向面に押し付ける図１の撮像ユニットの変形例を示す部分断面図第２実施の形態の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図付記の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図図４とは異なる付記の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図図５とは異なる撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、それぞれの部材の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図である。◎
図１に示すように、撮像ユニット１は、内部に撮像光学系５を保持する枠体であるレンズ枠４を具備している。尚、撮像光学系５は、図１においては、複数枚のレンズから構成されているが、１枚のレンズから構成されていても構わない。また、レンズ枠４は、光軸方向Ｌの中途位置が、例えばクランク状に曲げられた形状を有している。

レンズ枠４の内部において、撮像光学系５を介してレンズ枠４の内部に入光する方向、つまり、撮像光学系５よりも光軸方向Ｌの後方（以下、単に後方と称す）に、受光部６を具備する、既知の裏面照射型の撮像素子２が、レンズ枠４によって保持されている。

尚、撮像素子２の外周面は、レンズ枠４の内周面に対して、必ずしも接着されている必要はない。これは、光硬化型の接着剤を用いて接着を行う場合、後述するレンズ枠４の爪部４ｔにより接着剤に対してＵＶ光が照射し難いためである。

裏面照射型の撮像素子２は、周知のように、基板上に配線層が形成された構成を有しているとともに、光軸方向Ｌにおいて、５〜１０μｍの厚みに形成されており、その厚み公差は、基板が削られることにより、基板に既知のＳＯＩ（silicon on insulator）基板を用いる場合であれば、±数十ｎｍ程度に規定されており、単結晶のシリコン基板（バルク基板）を用いる場合であれば、±１μｍ程度に規定されている。尚、配線層は、厚み公差が殆ど無視できる程度に、基板上に精度良く形成されている。

また、裏面照射型の撮像素子２において基板を削るのは、裏面照射型の撮像素子２は、周知のように、基板側から光が入光される構成を有していることから、基板は、通常、数百μｍ〜１ｍｍ程度の厚みを有しており、光の到達距離が、数μｍ〜数十μｍ程度であることを考慮すると、基板を削らないと受光部６に光が入光できなくなってしまうためである。

図１に戻って、撮像素子２の撮像光学系５側の面（以下、入光面２ｎと称す）に、受光部６の受光面６ｊを保護する、既知のカバーガラス３が貼着されている。尚、カバーガラス３は、受光面６ｊを保護する他、５〜１０μｍと薄く形成された撮像素子２を支持し、機械的な変形や破損を防止する機能も有している。

撮像素子２の入光面２ｎに対向する対向面２ｔに、電極パッド７が形成されており、該電極パッド７に、半田ボール等の電極８を介して、プリント基板９が電気的に接続されている。

また、撮像素子２の受光面６ｊに対向する対向面２ｔに、レンズ枠４の一部、具体的には、レンズ枠４の光軸方向Ｌの撮像素子２を保持している側の端部からレンズ枠４の径方向Ｒにおける内径方向に突出した爪部４ｔ（当接部）が当接している。尚、爪部４ｔと対向面２ｔとは、例えば光硬化型接着剤によって接着されている。

また、爪部４ｔの対向面２ｔに対する当接は、撮像光学系５を保持するレンズ枠４が、カバーガラス３が入光面２ｎに貼着された撮像素子２の外周に被覆された後、爪部４ｔが接着剤を介して対向面２ｔに仮当接された状態で、レンズ枠４が光軸方向Ｌの前方に引っ張られることにより行われる。

その結果、爪部４ｔが当接する対向面２ｔを基準として、撮像素子２の受光部６に対する光軸方向Ｌにおけるレンズ枠４が保持する撮像光学系５の位置が精度良く規定される。

これは、上述したように、撮像素子２は、厚み公差が、±数十ｎｍ程度〜±１μｍ程度に規定されていることに加え、爪部４ｔが当接する対向面２ｔと撮像光学系５との光軸方向Ｌにおける寸法公差が、±５μｍ程度に規定されていることから、爪部４ｔを対向面２ｔに当接させた状態で受光部６に対する光軸方向Ｌにおける撮像光学系５の位置を規定すると、該撮像光学系５の位置は、（±数十ｎｍ程度〜±１μｍ程度）＋（±５μｍ）程度しかずれないためである。

尚、この値は、厚み公差が±数十μｍ〜６０μｍ程度生じてしまうカバーガラス上に、撮像光学系を積み上げ、厚み公差の分だけ受光部から撮像光学系が光軸方向にずれる従来の構成よりも非常に小さいことから、従来よりも受光部６に対する撮像光学系５の寸法公差が向上される。

また、本構成において、撮像素子２を裏面照射型の撮像素子に限定したのは、表面照射型の撮像素子は、基板を削らない構造であり、表面照射型の撮像素子は、通常、製造後の基板の厚み公差は、±数十μｍ程度生じてしまうことから、本構成を用いても、撮像光学系５に対して、受光部６の光軸方向Ｌにおける位置を精度良く規定できないためである。

このように、本実施の形態においては、撮像光学系５を内部に保持するレンズ枠４の爪部４ｔを、レンズ枠４の内部に保持する裏面照射型の撮像素子２の対向面２ｔに当接させることにより、受光部６に対する光軸方向Ｌにおける撮像光学系５の位置を規定すると示した。

このことによれば、光軸方向Ｌにおいて、受光部６に対する撮像光学系５の位置を、（±数十ｎｍ程度〜±１μｍ程度）＋（±５μｍ）程度の誤差で規定できることから、従来よりも高精度に撮像光学系５を搭載することができるため、焦点ずれの無い高精細な画像を取得することができる撮像ユニット１を提供することができる。

また、撮像素子２の外周に、撮像光学系５を保持するレンズ枠４を被覆し、爪部４ｔを、光軸方向前方に引っ張りながら、撮像素子２の対向面２ｔに当接させるのみで撮像ユニット１を製造できることから、撮像ユニット１の組立性が向上するばかりか、原価低減を図ることができる。

さらに、撮像素子２の外周面にレンズ枠４が嵌合されていることにより、光軸方向Ｌのみならず、光軸方向Ｌに対して、直交する２方向においても、撮像素子２の位置を規定することができることから、より撮像素子２の組み付け精度が向上する。

以上から、撮像素子２の受光部６の受光面６ｊに対して、撮像光学系５を位置精度良く配置することができる構成を具備する撮像ユニット１を提供することができる。

尚、以下、変形例を、図２を用いて示す。図２は、弾性部材を用いてレンズ枠の爪部を撮像素子の対向面に押し付ける図１の撮像ユニットの変形例を示す部分断面図である。

上述した本実施の形態においては、爪部４ｔの対向面２ｔに対する当接は、撮像光学系５を保持するレンズ枠４が、カバーガラス３が入光面２ｎに貼着された撮像素子２の外周に被覆された後、爪部４ｔが接着剤を介して対向面２ｔに仮当接された状態で、レンズ枠４が光軸方向Ｌの前方に引っ張られることにより行われると示した。

これに限らず、図２に示すように、レンズ枠４の内部に設けられた弾性部材であるコイルバネ１５によって、爪部４ｔの対向面２ｔに対する当接が行われても構わない。

具体的には、レンズ枠４の内部において、コイルバネ１５の一端は、レンズ枠４のクランク部４ｋに固定されており、他端は、カバーガラス３に当接されている。このことにより、コイルバネ１５が、撮像素子２の入光面２ｎを後方に押圧することによって、爪部４ｔに対し対向面２ｔが押し付けられる。その結果、接着剤を介して、爪部４ｔに対して対向面２ｔが当接される。
なお、本実施形態では説明を分かりやすくするために、枠体のクランク部４ｋにコイルバネ１５の一端を固定したが、必ずしもその限りではなく、レンズ枠４における撮像素子２と撮像光学系５の間の一部にコイルバネ１５が固定されていればよく、この場合、レンズ枠４はクランク部を４ｋを有していなくてもかまわない。
また、爪部４Tに対して接着剤を介して対向面２ｔを当接する構成としたが、必ずしもその限りではなく、接着剤を用いず、コイルバネ１５が入光面２ｎを後方に押圧することのみによって、爪部４ｔに対して対向面２ｔを押し付けた状態を維持する構成としてもよい。

（第２実施の形態）
図３は、本実施の形態の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図である。◎
この第２実施の形態の撮像ユニットの構成は、上述した図１に示した第１実施の形態の撮像ユニット１と比して、レンズ枠が間接的に撮像素子の対向面に当接することにより、受光部に対する撮像光学系の位置が規定されている点が異なる。よって、この相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図３に示すように、本実施の形態においては、撮像ユニット２０の撮像素子２の電極パッド７は、Ａｕバンプ等の光軸方向Ｌに位置精度良く高さが管理できる、具体的には、±数μｍ程度の高さに管理できる電極２８を介して、例えばフリップチップ実装によりプリント基板２９の一面２９ｍに電気的に接続されている。

また、本実施の形態においては、枠体であるレンズ枠２４の撮像素子２を保持する側の端部２４ｓは、プリント基板２９の一面２９ｍに、±５μｍ程度の精度によって接着されている。

その結果、受光部６に対して、撮像光学系５の光軸方向Ｌにおける位置は、対向面２ｔを基準として、電極２８及びプリント基板２９を介して間接的に規定されている。尚、これは、電極２８の光軸方向Ｌにおける高さが、±数μｍ程度に管理できるため、受光部６に対する撮像光学系５の光軸方向Ｌにおける位置を、精度良く規定することができる。

このような構成によれば、光軸方向Ｌにおいて、受光部６に対する撮像光学系５の位置を、撮像素子２の厚み公差（±数十ｎｍ程度〜±１μｍ程度）＋電極２８の寸法公差（±数μｍ程度）＋端部２４ｓの一面２９ｍに対する公差（±５μｍ程度）の誤差で規定できることから、上述した第１実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらには、フリップチップ実装によりプリント基板２９に対して電極２８を介して撮像素子２を電気的に接続した状態で、端部２４ｓがプリント基板２９の一面２９ｍに当接するよう、レンズ枠２４を被覆するのみで、撮像ユニット１の組立を行うことができることから、上述した第１実施の形態よりも組立性が向上する。

また、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

[付記]
以上詳述した如く、本発明の実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、
（１）内部に撮像光学系を保持する枠体と、
前記撮像光学系を介して前記枠体内に入光する光を受光する受光部を具備し、前記枠体内に保持された裏面照射型の撮像素子と、
前記撮像素子の前記受光部が配置された入光面に対向する対向面に対し、電極を介して電気的に接続されているとともに、前記枠体の前記撮像素子を保持している側の前記光軸方向の端部が当接された、発光機能を果たし得る材料から構成された基板と、
前記基板の前記枠体よりも該枠体の径方向外側に形成された発光部と、
を具備していることを特徴とする撮像ユニット。

（２）前記基板は、前記撮像素子を支持する機能を有していることを特徴とする付記１に記載の撮像ユニット。

（３）前記発光部は、前記撮像光学系方向から平面視した状態において前記枠体を囲むよう、前記基板に形成されていることを特徴とする付記１または２に記載の撮像ユニット。

（４）前記枠体は、前記発光部から発光された光を遮断する遮光部材から構成されていることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の撮像ユニット。

ところで、従来、裏面照射型撮像素子を加工／実装する際、受光面となる撮像素子の裏面側、即ち基板を研削する際、基板の厚さが５〜１０μｍ以下になると、撮像素子自体のハンドリングが困難となることから、撮像素子を支持する支持部材が必要となる。

また、特開２００７−１３０８９号公報においては、撮像素子を支持する支持部材に撮像素子の駆動／信号処理機能を有する回路を形成した半導体を用いることが提案されている。

しかしながら、近年、実用化が進んでいるＣＭＯＳ型の撮像素子の場合、撮像素子の駆動／信号処理機能が撮像素子と一体的に形成されていることから、支持部材に構成する必要がない。

また、撮像素子で被写体を撮像する際、より明るく高画質で撮影するために、ＬＥＤ等の発光部材が、撮像ユニットに搭載された構成が望まれていた。

本付記は、上記事情に鑑みてなされたものであり、駆動／信号処理機能が裏面照射型の撮像素子と一体的に形成されている構成において、発光部材を具備する撮像ユニットを提供することを目的とする。以下、その撮像ユニットの構成を、図４を用いて示す。図４は、本付記の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図である。

図４に示すように、撮像ユニット３０は、内部に撮像光学系３５を保持する枠体であるレンズ枠３４を具備している。尚、撮像光学系３５は、図４においては、複数枚のレンズから構成されているが、１枚のレンズから構成されていても構わない。また、レンズ枠３４は、光軸方向Ｌの中途位置が、例えばクランク状に曲げられた形状を有している。

レンズ枠３４の内部において、撮像光学系３５よりも光軸方向Ｌの後方に、受光部３６を具備する、既知の裏面照射型の撮像素子３２が、レンズ枠３４によって保持されている。尚、撮像素子３２の外周面は、レンズ枠３４の内周面に対して、必ずしも接着されている必要はない。また、撮像素子３２には、駆動／信号処理機能を有する回路が形成されている。

撮像素子３２の撮像光学系３５側の面（以下、入光面３２ｎと称す）に、受光部３６の受光面３６ｊを保護する、既知のカバーガラス３３が貼着されている。尚、カバーガラス３３は、受光面３６ｊを保護する他、例えば５〜１０μｍと薄く形成された撮像素子３２を支持する機能も有している。

撮像素子３２の入光面３２ｎに対向する対向面３２ｔに、電極パッド３７が形成されており、該電極パッド３７に、電極３８を介して、基板３９が電気的に接続されている。尚、基板３９は、発光機能を果たし得る材料、例えばＧａＮ（ガリウムナイトライド）系の材料から構成されている。また、基板３９も、撮像素子３２を支持する機能を有している。そのため、必ずしもカバーガラス３３を貼着する必要はない。

基板３９の電極３８が接続された一面３９ｍに、レンズ枠３４の撮像素子３２側の端部３４ｓが当接されて、接着されている。

さらに、基板３９の一面３９ｍにおいて、レンズ枠３４の端部３４ｓが当接された位置よりも、レンズ枠３４の径方向Ｒの外側に、発光部１５０が、発光機能を果たし得る材料から構成された基板３９と一体的に形成されている。尚、発光部１５０は、基板３９に実装される構成であっても構わない。この場合、基板３９は、発光機能を果たし得る材料から構成される必要がなくなる。

また、発光部１５０は、撮像光学系５の方向から平面視した状態で、レンズ枠３４を囲むように基板３９に複数形成されていても構わない。

さらに、本構成においては、レンズ枠３４は、発光部１５０から発光された光が撮像光学系３５に入光してしまうのを防ぐ遮光部材から構成されている。

このように、本構成においては、基板３９に発光部１５０が設けられていると示した。このことによれば、裏面照射型の撮像素子３２を用いた撮像ユニット３０において、より明るく高画質に被写体を撮像することができ、さらに、発光部１５０を有する撮像ユニット３０を小型化することができる。

以上より、駆動／信号処理機能が裏面照射型の撮像素子と一体的に形成されている構成において、発光部材を具備する撮像ユニットを提供することができる。

また、以上詳述した如く、本発明の実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、
（５）内部に撮像光学系を保持する枠体と、
前記撮像光学系を介して前記枠体内に入光する光を受光する受光部を具備し、前記枠体内に保持された裏面照射型の撮像素子と、
前記撮像素子の前記受光部が配置された入光面に、空隙を介して貼着されたカバーガラスと、
前記撮像素子の前記入光面に対向する対向面において、少なくとも前記空隙に平面視した状態で重なる位置に固定された、前記撮像素子を支持する第１の基板と、
前記撮像素子の前記対向面に対し、電極を介して電気的に接続されているとともに、前記枠体の前記撮像素子を保持している側の前記光軸方向の端部が当接された第２の基板と、
を具備し、
前記第２の基板に、前記第１の基板が嵌入する凹部が形成されていることを特徴とする撮像ユニット。

（６）前記撮像素子の前記対向面に対して、前記第１の基板は、前記電極よりも前記枠体の径方向内側に固定されていることを特徴とする付記５に記載の撮像ユニット。

（７）内部に撮像光学系を保持する枠体と、
前記撮像光学系を介して前記枠体内に入光する光を受光する受光部を具備し、前記枠体内に保持された裏面照射型の撮像素子と、
前記撮像素子の前記受光部が配置された入光面に、空隙を介して貼着されたカバーガラスと、
前記撮像素子の前記入光面に対向する対向面において、少なくとも前記空隙に平面視した状態で重なる位置に固定された、前記撮像素子を支持する第１の基板と、
前記撮像素子の前記対向面に対し、電極を介して電気的に接続されているとともに、前記枠体の前記撮像素子を保持している側の前記光軸方向の端部が当接された第２の基板と、
を具備し、
前記電極は、前記第１の基板よりも前記光軸方向において高く形成されていることを特徴とする撮像ユニット。

ところで、裏面照射型撮像素子を加工／実装する際、受光面となる撮像素子裏面、即ち基板を研削する際、基板の厚さが５〜１０μｍ以下になると、撮像素子自体のハンドリングが困難となることから、撮像素子を支持する支持部材が必要となる。特に、画素上に既知のエアギャップを形成する際には、研削した基板が変形しやすいといった問題があった。

また、特開２００８−２１０８４６号公報においては、撮像素子を支持する支持部材に撮像素子の駆動／信号処理機能を有する回路を形成した半導体を用いることが提案されている。

しかしながら、この構成では、撮像素子の表面側、即ち配線側の面に形成されていた電極パッドが支持基板によって隠れてしまうため、電極パッドを支持基板へと接続しスルーホール等を介して支持基板の裏面側まで配線しなければならず、工程が煩雑であることに加え、撮像ユニットが大型化してしまうといった問題があった。

本付記は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、裏面照射型の撮像素子の配線側に支持基板を固定したとしても、大型化を防ぐことのできる構成を具備する撮像ユニットを提供することを目的とする。以下、その撮像ユニットの構成を、図５を用いて示す。図５は、本付記の撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図である。

図５に示すように、撮像ユニット４０は、内部に撮像光学系４５を保持する枠体であるレンズ枠４４を具備している。尚、撮像光学系４５は、図５においては、複数枚のレンズから構成されているが、１枚のレンズから構成されていても構わない。また、レンズ枠４４は、光軸方向Ｌの中途位置が、例えばクランク状に曲げられた形状を有している。

レンズ枠４４の内部において、撮像光学系４５よりも光軸方向Ｌの後方に、受光部４６を具備する、既知の裏面照射型の撮像素子４２が、レンズ枠４４によって保持されている。尚、撮像素子４２の外周面は、レンズ枠４４の内周面に対して、必ずしも接着されている必要はない。また、撮像素子４２には、駆動／信号処理機能を有する回路が形成されている。

撮像素子４２の撮像光学系４５側の面（以下、入光面４２ｎと称す）に、受光部４６の受光面４６ｊを保護する、既知のカバーガラス４３が、スペーサ５０により空隙であるエアギャップＡを介して貼着されている。尚、カバーガラス４３は、受光面４６ｊを保護する他、例えば５〜１０μｍと薄く形成された撮像素子４２を支持する機能も有している。

また、エアギャップＡは、撮像光学系４５側から平面視した状態で、外形が、受光部４６とほぼ同じか、受光部４６よりも大きく形成されている。

撮像素子４２の入光面４２ｎに対向する対向面４２ｔに、電極パッド４７が形成されており、該電極パッド４７に、電極４８を介して、第２の基板４９が電気的に接続されている。尚、第２の基板４９の電極４８が接続された一面４９ｍに、レンズ枠４４の撮像素子４２側の端部４４ｓが当接されて、接着されている。

また、対向面４２ｔにおいて、エアギャップＡに平面視した状態で重なる位置、具体的には、電極４８よりも径方向Ｒの内側に、撮像素子４２を支持する第１の基板４１が固定されている。

尚、第１の基板４１は、撮像光学系４５側から平面視した状態で、外形が、エアギャップＡとほぼ同じから、エアギャップＡよりも大きく形成されている。また、第１の基板４１は、単なる補強用の部材であって、配線、スルーホール等が形成されることがない。

さらに、第２の基板４９の第１の基板４１に対し撮像光学系４５側から平面視した状態で重なる位置に、第１の基板４１が嵌入する凹部４９ｈが形成されている。

本構成によれば、撮像素子４２の基板４９との接続部位以外に、撮像素子４２を支持する第１の基板４１が固定されているため、撮像ユニット４０の小型化を実現することができる。

また、エアギャップＡを有するため、より高感度に、被写体を撮像することができる他、第１の基板４１によって、エアギャップＡの形成に伴う撮像素子４２の変形、破損が防止できることから組立性が向上する。

以上より、裏面照射型の撮像素子４２の配線側に支持基板４１を固定したとしても、大型化を防ぐことのできる構成を具備する撮像ユニット４０を提供することができる。

尚、以下、図５とは、異なる構成を、図６を用いて示す。図６は、図５とは異なる撮像ユニットの構成を概略的に示す部分断面図である。

図６に示すように、撮像ユニット６０は、内部に撮像光学系６５を保持する枠体であるレンズ枠６４を具備している。尚、撮像光学系６５は、図６においては、複数枚のレンズから構成されているが、１枚のレンズから構成されていても構わない。また、レンズ枠６４は、光軸方向Ｌの中途位置が、例えばクランク状に曲げられた形状を有している。

レンズ枠６４の内部において、撮像光学系６５よりも光軸方向Ｌの後方に、受光部６６を具備する、既知の裏面照射型の撮像素子６２が、レンズ枠６４によって保持されている。尚、撮像素子６２の外周面は、レンズ枠６４の内周面に対して、必ずしも接着されている必要はない。また、撮像素子６２には、駆動／信号処理機能を有する回路が形成されている。

撮像素子６２の撮像光学系６５側の面（以下、入光面６２ｎと称す）に、受光部６６の受光面６６ｊを保護する、既知のカバーガラス６３が、スペーサ７０により空隙であるエアギャップＡを介して貼着されている。尚、カバーガラス６３は、受光面６６ｊを保護する他、例えば５〜１０μｍと薄く形成された撮像素子６２を支持する機能も有している。

また、エアギャップＡは、撮像光学系６５側から平面視した状態で、外形が、受光部６６とほぼ同じか、受光部６６よりも大きく形成されている。

撮像素子６２の入光面６２ｎに対向する対向面６２ｔに、電極パッド６７が形成されており、該電極パッド６７に、例えば半田ボールから構成された電極６８を介して、第２の基板６９が電気的に接続されている。尚、第２の基板６９の電極６８が接続された一面６９ｍに、レンズ枠６４の撮像素子６２側の端部６４ｓが当接されて、接着されている。

また、対向面６２ｔにおいて、エアギャップＡに平面視した状態で重なる位置、具体的には、電極６８よりも径方向Ｒの内側に、撮像素子６２を支持する第１の基板６１が固定されている。

尚、第１の基板６１は、撮像光学系４５側から平面視した状態で、外形が、エアギャップＡとほぼ同じから、エアギャップＡよりも大きく形成されている。また、第１の基板６１は、単なる補強用の部材であって、配線、スルーホール等が形成されることがない。

さらに、第１の基板６１の光軸方向Ｌの高さｈ２は、電極６８の光軸方向Ｌの高さｈ１よりも低く（ｈ２＜ｈ１）形成されている。

このような構成によれば、上述した図５の構成の効果に加え、第２の基板６９に、凹部を形成することがないことから、第２の基板６９として、平板状のプリント基板を使用することが可能となる。

１…撮像ユニット
２…裏面照射型の撮像素子
２ｎ…入光面
２ｔ…対向面
４…レンズ枠（枠体）
４ｋ…クランク部
４ｔ…爪部（当接部）
５…撮像光学系
６…受光部
１５…コイルバネ（弾性部材）
２０…撮像ユニット
２４…レンズ枠（枠体）
２４ｓ…レンズ枠の端部
２８…電極
２９…プリント基板（基板）
Ｌ…光軸方向
Ｒ…径方向
３０…撮像ユニット
３２…裏面照射型の撮像素子
３２ｎ…入光面
３２ｔ…対向面
３４…レンズ枠（枠体）
３４ｓ…レンズ枠の端部
３５…撮像光学系
３８…電極
３９…基板
１５０…発光部
Ｌ…光軸方向
Ｒ…径方向
４０…撮像ユニット
４１…第１の基板
４２…裏面照射型の撮像素子
４２ｎ…入光面
４２ｔ…対向面
４３…カバーガラス
４４…レンズ枠（枠体）
４４ｓ…レンズ枠の端部
４５…撮像光学系
４８…電極
４９…第２の基板
４９ｈ…凹部
Ａ…エアギャップ（空隙）
Ｌ…光軸方向
６０…撮像ユニット
６１…第１の基板
６２…裏面照射型の撮像素子
６２ｎ…入光面
６２ｔ…対向面
６３…カバーガラス
６４…レンズ枠（枠体）
６４ｓ…レンズ枠の端部
６５…撮像光学系
６８…電極
６９…第２の基板
Ａ…エアギャップ（空隙）
Ｌ…光軸方向

Claims

撮像光学系と、
内部に前記撮像光学系を保持する枠体と、
入光面に前記撮像光学系を介して入光する光を受光する受光部を具備し前記入光面に対向する対向面に前記受光部と電気的に接続された凸形状の電極を具備し、前記枠体内に保持された裏面照射型の撮像素子と、
前記撮像素子の前記入光面を覆う、前記枠体内に保持されたカバーガラスと、
前記対向面の前記電極と電気的に接続された基板と、
を具備し、
前記枠体は、前記対向面と当接する当接部を有し、前記対向面を基準として、前記受光部に対する前記撮像光学系の位置が規定されており、
前記基板は、前記枠体に前記撮像素子を介して接合されていることを特徴とする撮像ユニット。
前記当接部は、前記枠体の内径方向に突出した爪部であることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
前記枠体内に、一端が固定された弾性部材が設けられており、
前記弾性部材の他端は、前記撮像素子を押圧し、前記対向面を前記枠体の当接部に押し付けていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像ユニット。