JP2008042797A - 固体撮像素子カバーおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化、低背化および低価格化に対応しつつ、α線による固体撮像素子へのダメージを防止した光学ローパスフィルタを備えた固体撮像素子カバーおよび撮像装置を得ること。
【解決手段】パッケージ２を封止する固体撮像素子カバー４０として、重金属等の不純物の少ない単結晶からなるＺカット水晶板３を備えているので、α線の発生が少なく固体撮像素子１へのダメージを防止した固体撮像素子カバー４０および撮像装置１０を得ることができる。複屈折板５０で二点分離の光学ローパスフィルタ２００を構成しているので、部品数が少なく、構造が単純で製造を容易にできる。したがって、固体撮像素子カバー４０および撮像装置１０の小型化、低背化、および低価格化を可能にできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に用いられる固体撮像素子カバーおよび撮像装置に関する。

デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等には撮像装置が用いられている。これら携帯デジタル機器では、小型化、低価格化が進んでいる。それに伴い、撮像装置の小型化、低背化、低価格化も求められている。
撮像装置は複数の構成部品からなり、固体撮像素子、固体撮像素子を外部環境から保護するためのパッケージ、パッケージを封止する固体撮像素子カバー等を備えている（特許文献１参照）。
また、固体撮像素子の素子密度の向上により、撮影像に含まれる空間的な高周波成分を抑制する光学ローパスフィルタが必要となってきている。
光学ローパスフィルタとしての回折格子を撮像装置に取り込んで、デジタル機器全体として部品数を減らした構成が知られている（特許文献２および特許文献３参照）。

特開平９−６９６１８号公報（第４頁、図３） 特許第２９６８３５７号公報（第３および４頁、図６） 特開平５−２７３５０１号公報（第２頁、図２）

パッケージを封止する固体撮像素子カバーにはガラスが用いられる。ガラスは、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス等が使用されている。近年、これらのガラスに含まれる微量の重金属からα線が発生し、固体撮像素子にダメージを及ぼすという問題が発生している。
本発明の目的は、小型化、低背化および低価格化に対応しつつ、α線による固体撮像素子へのダメージを防止した光学ローパスフィルタを備えた固体撮像素子カバーおよび撮像装置を得ることにある。

本発明の固体撮像素子カバーは、固体撮像素子が収納されたパッケージを封止する固体撮像素子カバーであって、前記固体撮像素子カバーはＺカット水晶板を有し、前記Ｚカット水晶板の光の入射面には、光学ローパスフィルタが設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、パッケージを封止する固体撮像素子カバーとして、重金属等の不純物の少ない単結晶からなるＺカット水晶板を備えているので、α線の発生が少なく固体撮像素子へのダメージを防止した固体撮像素子カバーが得られる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは、複屈折板であることが好ましい。
この発明では、上述の効果に加え、複屈折板で二点分離の光学ローパスフィルタを構成しているので、部品数が少なく、構造が単純で製造が容易になる。したがって、固体撮像素子カバーの小型化、低背化、および低価格化が可能になる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは、水平方向分離複屈折板と垂直方向分離複屈折板とを備え、前記水平方向分離複屈折板と前記垂直方向分離複屈折板との間に、１／４波長板が配置されているのが好ましい。
この発明では、上述の効果に加え、２つの複屈折板と１／４波長板で４点分離の光学ローパスフィルタが構成されているので、より空間的な高周波成分が抑制された固体撮像素子カバーが得られる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは、回折格子を備えているのが好ましい。
この発明では、回折格子で光学ローパスフィルタを構成しているので、部品数が少なく、構造が単純で製造が容易になる。したがって、固体撮像素子カバーの小型化、低背化、および低価格化が可能になる。

本発明では、前記回折格子は断面形状が周期的な凹凸を有し、第１の屈折率を有する凸部と、前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する凹部とを備え、前記凸部の厚みおよび前記凹部の厚みは、可視光領域における回折効率が略一定となるようにそれぞれ設定されているのが好ましい。
この発明では、可視光領域の各波長に対して回折効率が略一定に保たれる。したがって、回折格子は、各波長において入射光強度に対し一定の回折光強度を取り出せる光学ローパスフィルタとして機能し、可視光領域で被写体の色調を忠実に再現できる固体撮像素子カバーが得られる。

本発明では、前記凸部は二酸化ケイ素、前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含むのが好ましい。
この発明では、回折格子を形成する材料として耐久性に優れた誘電体を用いているので、信頼性の高い固体撮像素子カバーが得られる。

本発明では、前記凸部は紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂、前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含むのが好ましい。
この発明では、凸部が樹脂を含んでいるため、固体撮像素子カバーの低価格化に対応できる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは前記回折格子を二つ備え、前記回折格子間に１／４波長板が配置され、前記回折格子の互いの回折方向は略直交しているのが好ましい。
この発明では、２つの回折格子の回折方向を直交させて用いているので、４点分離の光学ローパスフィルタが構成され、より高性能の光学ローパスフィルタを備えた固体撮像素子カバーが得られる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは複屈折板と１／４波長板とを備え、前記回折格子と前記複屈折板との間に前記１／４波長板が配置され、前記複屈折板の複屈折方向と前記回折格子の回折方向とが略直交しているのが好ましい。
この発明では、複屈折方向と回折方向が略直交した４点分離の光学ローパスフィルタが構成され、より高性能の光学ローパスフィルタを備えた固体撮像素子カバーが得られる。

本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子を収納するパッケージと、前記パッケージを封止する固体撮像素子カバーとを備え、前記固体撮像素子カバーはＺカット水晶板を有し、前記Ｚカット水晶板の入射面に、光学ローパスフィルタが設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、パッケージを封止する固体撮像素子カバーとして、重金属等の不純物の少ない単結晶からなるＺカット水晶板を備えているので、α線の発生が少なく固体撮像素子へのダメージを防止した撮像装置が得られる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは、複屈折板であるのが好ましい。
この発明では、上述の効果に加え、複屈折板で二点分離の光学ローパスフィルタを構成しているので、部品数が少なく、構造が単純で製造が容易になる。したがって、撮像装置の小型化、低背化、および低価格化が可能になる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは、水平方向分離複屈折板と垂直方向分離複屈折板とを備え、前記水平方向分離複屈折板と前記垂直方向分離複屈折板との間に、１／４波長板が配置されているのが好ましい。
この発明では、上述の効果に加え、２つの複屈折板と１／４波長板で４点分離の光学ローパスフィルタが構成されているので、より空間的な高周波成分が抑制された撮像装置が得られる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは、回折格子を備えているのが好ましい。
この発明では、回折格子で光学ローパスフィルタを構成しているので、部品数が少なく、構造が単純で製造が容易になる。したがって、撮像装置の小型化、低背化、および低価格化が可能になる。

本発明では、前記回折格子は断面形状が周期的な凹凸を有し、第１の屈折率を有する凸部と、前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する凹部とを備え、前記凸部の厚みおよび前記凹部の厚みは、可視光領域における回折効率が略一定となるようにそれぞれ設定されているのが好ましい。
この発明では、可視光領域の各波長に対して回折効率が略一定に保たれる。したがって、回折格子は、各波長において入射光強度に対し一定の回折光強度を取り出せる光学ローパスフィルタとして機能し、可視光領域で被写体の色調を忠実に再現できる撮像装置が得られる。

本発明では、前記凸部は二酸化ケイ素、前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含むのが好ましい。
この発明では、回折格子を形成する材料として耐久性に優れた誘電体を用いているので、信頼性の高い撮像装置が得られる。

本発明では、前記凸部は紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂、前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含むのが好ましい。
この発明では、凸部が樹脂を含んでいるため、撮像装置の低価格化に対応できる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは前記回折格子を二つ備え、前記回折格子間に１／４波長板が配置され、前記回折格子の互いの回折方向は略直交しているのが好ましい。
この発明では、２つの回折格子の回折方向を直交させて用いているので、４点分離の光学ローパスフィルタが構成され、より高性能の光学ローパスフィルタを備えた撮像装置が得られる。

本発明では、前記光学ローパスフィルタは複屈折板と１／４波長板とを備え、前記回折格子と前記複屈折板との間に前記１／４波長板が配置され、前記複屈折板の複屈折方向と前記回折格子の回折方向とが略直交しているのが好ましい。
この発明では、複屈折方向と回折方向が略直交した４点分離の光学ローパスフィルタが構成され、より高性能の光学ローパスフィルタを備えた撮像装置が得られる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本実施形態の固体撮像素子カバー４０および撮像装置１０の概略斜視図、同図（ｂ）は、（ａ）における正断面図を示している。
図１において、撮像装置１０は、固体撮像素子１とパッケージ２とパッケージ２を封止する固体撮像素子カバー４０を備えている。また、固体撮像素子カバー４０は、Ｚカット水晶板３と複屈折板５０を備えている。
尚、周知の通りＺカット水晶板３は、水晶板の主面の法線が水晶の光学軸であるＺ軸に対して０°となるようにカットされた水晶板である。また、Ｚカット水晶板３の屈折率（ｎｓ）は、１．５３であり、複屈折（常光屈折率と異常光屈折率とによる）は生じない。
固体撮像素子１は、升形状のパッケージ２の底部に収納されている。パッケージ２の開口部は、固体撮像素子カバー４０が接着剤４によって開口部に固定されることによって塞がれ、固体撮像素子１が封止されている。
Ｚカット水晶板３の光の入射面３０には、二点分離機能を備えた光学ローパスフィルタ２００としての複屈折板５０が設けられている。

固体撮像素子１には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＰＤ（Charge Priming Device）等を用いることができる。
パッケージ２には、セラミック、熱硬化性のエポキシ樹脂，熱可塑性のポリスルフォン系であるポリフェニレンサルファイド樹脂等を成形したものを用いることができる。

接着剤４には、エポキシ系、酢酸ビニル系、アクリル系、スチレン系、セルロース系、ポリアミド系、フェノール系等からなる樹脂を用いることができる。
また、複屈折板５０の表面には、表面での反射を防ぐために反射防止層を設けることができる。反射防止層は、可視光領域に渡って反射を抑える多層反射防止層を用いるのがよい。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）パッケージ２を封止する固体撮像素子カバー４０として、重金属等の不純物の少ない単結晶からなるＺカット水晶板３を備えているので、α線の発生が少なく固体撮像素子１へのダメージを防止した固体撮像素子カバー４０および撮像装置１０を得ることができる。

（２）複屈折板５０で二点分離の光学ローパスフィルタ２００を構成しているので、部品数が少なく、構造が単純で製造を容易にできる。したがって、固体撮像素子カバー４０および撮像装置１０の小型化、低背化、および低価格化を可能にできる。

第２実施形態〜第６実施形態は、第１実施形態とは光学ローパスフィルタの構成が異なる。
（第２実施形態）
図２（ａ）は、本実施形態の固体撮像素子カバー４１および撮像装置１００の概略斜視図、同図（ｂ）は、（ａ）における正断面図を示している。
固体撮像素子カバー４１は、Ｚカット水晶板３と光学ローパスフィルタ２１０を備えている。そして、本実施形態では、光学ローパスフィルタ２１０は、水平方向分離複屈折板５３と垂直方向分離複屈折板９０と１／４波長板８とを備えている。
水平方向分離複屈折板５３と垂直方向分離複屈折板９０との間に、１／４波長板８が配置されている。

本実施形態によれば、以下の効果がある。
（３）水平方向分離複屈折板５３と垂直方向分離複屈折板９０との２つの複屈折板と１／４波長板８で４点分離の光学ローパスフィルタ２１０が構成されているので、より空間的な高周波成分が抑制された固体撮像素子カバー４１および撮像装置１００が得られる。

（第３実施形態）
図３（ａ）は、本実施形態の固体撮像素子カバー４２および撮像装置２０の概略斜視図、同図（ｂ）は、（ａ）における正断面図を示している。
固体撮像素子カバー４２は、Ｚカット水晶板３と光学ローパスフィルタ２２０を備えている。本実施形態では、光学ローパスフィルタ２２０として、Ｚカット水晶板３の入射光の入射面３０には、回折格子５が形成されている。回折格子５は、断面形状が周期的な凹凸からなっている。図３では、凹凸の断面形状は矩形状であるが、台形状等であってもよい。
回折格子５は、Ｚカット水晶板３をエッチングして凹部を形成して凹凸としてもよいし、凸部となる部分に、二酸化ケイ素等の誘電体層を蒸着やスパッタ等の成膜手段によって設けて形成してもよい。また、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いて凹凸を形成してもよい。

回折格子５は、二点分離の光学ローパスフィルタ２２０として働く。回折格子５の好ましい格子の高さは、０．１〜１μｍであり、凸部の幅および周期は、固体撮像素子１の画素周期に応じて設定することができる。
図４に、本実施形態の回折格子５の１次回折光の回折効率Ｉ₁を実線で示した。横軸は、波長λで縦軸は回折効率Ｉを表している。
１次回折光の回折効率Ｉ₁は、可視光領域で６００ｎｍにピークを持つ山型の波長依存性を示す。

回折格子５の表面および入射面３０には、表面での反射を防ぐために反射防止層を設けることができる。反射防止層は、可視光領域に渡って反射を抑える多層反射防止層を用いるのがよい。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（４）Ｚカット水晶板３に回折格子５が一体で形成され１つの部品を構成しており、固体撮像素子カバー４２および撮像装置２０全体として部品数を少なくできる。したがって、固体撮像素子カバー４２および撮像装置２０の小型化、低背化、および低価格化を可能にできる。

（第４実施形態）
図５（ａ）は、本実施形態の固体撮像素子カバー４３および撮像装置６０の正断面図、同図（ｂ）は、（ａ）における拡大正断面図を示している。
固体撮像素子カバー４３は、Ｚカット水晶板３と光学ローパスフィルタ２３０を備えている。本実施形態は、第３実施形態と回折格子の構成が異なる。
図５（ａ）において、第３実施形態と異なる点は、Ｚカット水晶板３の入射面３０に設けられる光学ローパスフィルタ２３０が、断面形状が周期的な凹凸からなる回折格子であって、この回折格子は、凸部６が低屈折率材料、凹部７が高屈折率材料で構成されていることである。

以下に、図５（ｂ）を参照して、凸部６の厚みおよび凹部７の厚みの関係を説明する。これらの厚みは、可視光領域における回折効率Ｉが略一定となるようにそれぞれ設定されている。

凸部６の幅Ｗと周期Ｐとの比Ｗ／Ｐは、０．５に設定してある。
凸部６の厚みをｄ_L、屈折率をｎ_L、凹部７の厚みをｄ_H、屈折率をｎ_Hとする。
ここで、回折効率のｍ次回折光の回折効率をＩ_mとすると、回折効率Ｉ_mは、Ｐ、Ｗ、Γによって式（１）のような関数によって示すことができる。
Ｉ_m＝ｆ（Ｐ，Ｗ，Γ）・・・（１）
Γは位相変調量である。
位相変調量Γは、波長により変化するため、異なる波長で回折効率Ｉ_mを同じ値にするためには、波長が変化しても位相変調量Γが変化しないように補償すればよい。

位相変調量Γは、式（２）のように示すことができる。
Γ＝｛（ｎ_H−ｎ_L）ｄ_H＋（１−ｎ_L）（ｄ_L−ｄ_H）｝／λ・・・（２）
ここで、波長λ₁での凸部６の屈折率をｎ_L1、凹部７の屈折率をｎ_H1とし、波長λ₂での凸部６の屈折率をｎ_L2、凹部７の屈折率をｎ_H2とすると、波長λ₁における位相変調量Γ₁、および波長λ₂における位相変調量Γ₂は、式（３）、（４）のように示すことができる。
Γ₁＝｛（ｎ_H1−ｎ_L1）ｄ_H＋（１−ｎ_L1）（ｄ_L−ｄ_H）｝／λ₁・・・（３）
Γ₂＝｛（ｎ_H2−ｎ_L2）ｄ_H＋（１−ｎ_L2）（ｄ_L−ｄ_H）｝／λ₂・・・（４）
波長λ₁および波長λ₂における回折効率Ｉ_mを同じにするには、Γ₁＝Γ₂であれば良いから、式（５）を満足するように各条件を設定すればよい。
｛（ｎ_H1−ｎ_L1）ｄ_H＋（１−ｎ_L1）（ｄ_L−ｄ_H）｝／λ₁＝｛（ｎ_H2−ｎ_L2）ｄ_H＋（１−ｎ_L2）（ｄ_L−ｄ_H）｝／λ₂・・・（５）

次に、可視光領域を想定して、ｄ_Lおよびｄ_Hの関係を求める。
凸部６を二酸化ケイ素、凹部７を五酸化タンタル、波長λ₁を４００ｎｍ、波長λ₂を７００ｎｍとする。各波長λ₁およびλ₂における二酸化ケイ素、五酸化タンタルの屈折率は次のようになる。波長λ₁＝４００ｎｍのとき、二酸化ケイ素の屈折率は１．４９５、五酸化タンタルの屈折率は２．３１２であり、波長λ₂＝８００ｎｍのとき、二酸化ケイ素の屈折率は１．４６７、五酸化タンタルの屈折率は２．１５８となる。
これらの値を式（５）に代入して式（６）の結果が得られる。
ｄ_L＝２．８７ｄ_H・・・（６）

したがって、式（６）を満たすように凸部６の厚みｄ_Lと、凹部７の厚みｄ_Hを設定すれば、可視光領域における０次回折光の回折効率Ｉ₀を略同じに設定することができる。また１次回折光の回折効率Ｉ₁も略同じに設定することができる。
ここで、２点に分離する場合を考えると、０次回折光が略０の回折効率Ｉ₀であって、１次回折光の回折効率Ｉ₁が最大となるように設定すればよいから、略Γ１＝Γ２＝０．５であればよい。さらにｄ_Hおよびｄ_Lは、式（３）に式（６）を代入することで求められ、ｄ_H＝１８７２ｎｍ、ｄ_L＝５３７４ｎｍが得られる。ここで得られた値は波長λ₁＝４００ｎｍにおける最適値である。そこで、可視光域内で最も良い効率が得られるように、式（２）を用いてｄ_Hおよびｄ_Lを微調整し、使用する波長範囲内で最適化した。この結果ｄ_H＝１７００ｎｍ、ｄ_L＝４８７８ｎｍが得られた。

図６に、波長と回折効率Ｉ₀、Ｉ₁との関係をシミュレーションした結果を示した。
最適化前として、波長λ₁＝４００ｎｍにおける最適値である凸部６の厚みｄ_L＝５３７４ｎｍ、凹部７の厚みｄ_H＝１８７２ｎｍに設定したときの結果を細線で示した。
最適化後として、使用する波長範囲内でさらに最適化した凸部６の厚みｄ_L＝４８７８ｎｍ、凹部７の厚みｄ_H＝１７００ｎｍに設定したときの結果を太線で示した。
この図６に示すシミュレーション結果から、凸部６の厚みｄ_Lと凹部７の厚みｄ_Hとを最適化することにより、可視光領域における回折効率Ｉ₁を略同じに設定でき、かつ０次光の回折効率Ｉ₀のピークが無くなり、０次光はほとんど回折されないことが確認された。

凸部６に二酸化ケイ素、凹部７に二酸化チタンまたは五酸化タンタルの誘電体を用いた場合には、例えば、以下のように凸部６、凹部７を形成する。
Ｚカット水晶板３に真空蒸着やスパッタ等の成膜手段によって二酸化ケイ素膜を形成後、フォトリソグラフィ法およびエッチング法によって二酸化ケイ素膜をエッチング、パターニングして凸部６を形成し、二酸化ケイ素膜を除去した箇所に二酸化チタンまたは五酸化タンタルを真空蒸着やスパッタによって形成し凹部７を形成する。

凸部６に紫外線硬化樹脂を用いる場合には、例えば、以下のように回折格子を形成する。
Ｚカット水晶板３に、二酸化チタンまたは五酸化タンタルを真空蒸着やスパッタによって形成する。次にフォトリソグラフィ法およびエッチング法によって選択的にエッチングを行う。二酸化チタンまたは五酸化タンタルが除去された場所に紫外線硬化樹脂を塗布し、Ｚカット水晶板３を介して、裏側から紫外線を照射して感光させる。二酸化チタンまたは五酸化タンタルの存在する部分は、紫外線の透過率が低下し、紫外線硬化樹脂が感光しない。したがって、剥離液を用いて未硬化の紫外線硬化樹脂の除去ができる。

また、フォトリソグラフィ法、エッチング法以外に、ナノインプリント技術と呼ばれるナノオーダーのパターンを有する金型を利用して格子を形成してもよい。

このような本実施形態によれば第３実施形態の効果に加え、以下のような効果がある。
（５）可視光領域の各波長に対して１次回折光の回折効率Ｉ₁を略一定に保つことができ、０次回折光の回折効率Ｉ₀を少なくすることができる。したがって、凸部６、凹部７は、各波長において入射光強度に対し一定の回折光強度を取り出せる光学ローパスフィルタ２３０として機能し、可視光領域で被写体の色調を忠実に再現できる固体撮像素子カバー４３および撮像装置６０を得ることができる。

（６）凸部６、凹部７を形成する材料として耐久性に優れた誘電体を用いているので、信頼性の高い固体撮像素子カバー４３および撮像装置６０を得ることができる。

（７）低屈折率材料として樹脂を用いた場合、固体撮像素子カバー４３および撮像装置６０の低価格化に対応できる。

（第５実施形態）
本実施形態は、第４実施形態で得られた光学ローパスフィルタ２３０にさらに別の回折格子を組み合わせて４点分離の光学ローパスフィルタ２４０としたものである。
図７（ａ）には、本実施形態の固体撮像素子カバー４４および撮像装置１１０の概略斜視図が示されている。（ｂ）は正断面図である。
凸部６、凹部７からなる回折格子上には、１／４波長板８が配置され、さらにその上に、回折格子５１が形成されたＺカット水晶板３１が配置されている。
回折格子５１は、Ｚカット水晶板３に形成されている凸部６、凹部７からなる回折格子と同様に凸部が低屈折率材料、凹部が高屈折率材料の２種類の屈折率材料で構成される回折格子からなっていても、前述の第３実施形態の図３のように１種類の屈折率材料で構成される回折格子からなっていてもよい。
また、回折格子５１は、その回折方向が、凸部６、凹部７からなる回折格子の回折方向と略直交するように配置されている。

このような本実施形態によれば以下のような効果がある。
（８）凸部６、凹部７からなる回折格子と回折格子５１との回折方向を直交させて用いているので、４点分離の光学ローパスフィルタ２４０が構成され、より高性能の光学ローパスフィルタ２４０を備えた撮像装置１１０を得ることができる。

（第６実施形態）
本実施形態は、第４実施形態で得られた光学ローパスフィルタ２３０にさらに複屈折板９を組み合わせて４点分離の光学ローパスフィルタ２５０としたものである。
図８（ａ）には、本実施形態の固体撮像素子カバー４５および撮像装置１２０の概略斜視図が示されている。（ｂ）は正断面図である。
凸部６、凹部７からなる回折格子上には、１／４波長板８が配置され、さらにその上に、複屈折板９が配置されている。
複屈折板９は、その複屈折方向と凸部６、凹部７からなる回折格子の回折方向とが略直交するように配置されている。

このような本実施形態によれば以下のような効果がある。
（９）複屈折方向と回折方向が略直交した４点分離の光学ローパスフィルタ２５０が構成され、より高性能の光学ローパスフィルタ２５０を備えた固体撮像素子カバー４５および撮像装置１２０を得ることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

また、本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、使用する材料、形状その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。したがって、上記に開示した材料、形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、形状などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。

（ａ）は、本発明の第１実施形態にかかる固体撮像素子カバーおよび撮像装置の概略斜視図、（ｂ）は、正断面図。 （ａ）は、本発明の第２実施形態にかかる固体撮像素子カバーおよび撮像装置の概略斜視図、（ｂ）は、正断面図。 （ａ）は、本発明の第３実施形態にかかる固体撮像素子カバーおよび撮像装置の概略斜視図、（ｂ）は、正断面図。 第３実施形態の回折効率を示す図。 （ａ）は、本発明の第４実施形態にかかる固体撮像素子カバーおよび撮像装置の正断面図、（ｂ）は、拡大正断面図。 波長と回折効率との関係を示した図。 （ａ）は、本発明の第５実施形態にかかる固体撮像素子カバーおよび撮像装置の概略斜視図、（ｂ）は、正断面図。 （ａ）は、本発明の第６実施形態にかかる固体撮像素子カバーおよび撮像装置の概略斜視図、（ｂ）は、正断面図。

符号の説明

１…固体撮像素子、２…パッケージ、３，３１…Ｚカット水晶板、５，５１…回折格子、６…凸部、７…凹部、８…１／４波長板、９，５０…複屈折板、１０，２０，６０，１００，１１０，１２０…撮像装置、３０…入射面、４０，４１，４２，４３，４４，４５…固体撮像素子カバー、５３…水平方向分離複屈折板、９０…垂直方向分離複屈折板、２００，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０…光学ローパスフィルタ。

Claims (18)

1. 固体撮像素子が収納されたパッケージを封止する固体撮像素子カバーであって、
   前記固体撮像素子カバーはＺカット水晶板を有し、
   前記Ｚカット水晶板の光の入射面には、光学ローパスフィルタが設けられている
   ことを特徴とする固体撮像素子カバー。
2. 請求項１に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記光学ローパスフィルタは、複屈折板であることを特徴とする固体撮像素子カバー。
3. 請求項１に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記光学ローパスフィルタは、水平方向分離複屈折板と垂直方向分離複屈折板とを備え、
   前記水平方向分離複屈折板と前記垂直方向分離複屈折板との間に、１／４波長板が配置
   されている
   ことを特徴とする固体撮像素子カバー。
4. 請求項１に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記光学ローパスフィルタは、回折格子を備えていることを特徴とする固体撮像素子カバー。
5. 請求項４に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記回折格子は断面形状が周期的な凹凸を有し、
   第１の屈折率を有する凸部と、
   前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する凹部とを備え、
   前記凸部の厚みおよび前記凹部の厚みは、
   可視光領域における回折効率が略一定となるようにそれぞれ設定されている
   ことを特徴とする固体撮像素子カバー。
6. 請求項５に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記凸部は二酸化ケイ素、
   前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含む
   ことを特徴とする固体撮像素子カバー。
7. 請求項５に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記凸部は紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂、
   前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含む
   ことを特徴とする固体撮像素子カバー。
8. 請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記光学ローパスフィルタは前記回折格子を二つ備え、
   前記回折格子間に１／４波長板が配置され、
   前記回折格子の互いの回折方向は略直交している
   ことを特徴とする固体撮像素子カバー。
9. 請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の固体撮像素子カバーにおいて、
   前記光学ローパスフィルタは複屈折板と１／４波長板とを備え、
   前記回折格子と前記複屈折板との間に前記１／４波長板が配置され、
   前記複屈折板の複屈折方向と前記回折格子の回折方向とが略直交している
   ことを特徴とする固体撮像素子カバー。
10. 固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子を収納するパッケージと、
    前記パッケージを封止する固体撮像素子カバーとを備え、
    前記固体撮像素子カバーはＺカット水晶板を有し、
    前記Ｚカット水晶板の入射面に、光学ローパスフィルタが設けられている
    ことを特徴とする撮像装置。
11. 請求項１０に記載の撮像装置において、
    前記光学ローパスフィルタは、複屈折板である
    ことを特徴とする撮像装置。
12. 請求項１０に記載の撮像装置において、
    前記光学ローパスフィルタは、
    水平方向分離複屈折板と垂直方向分離複屈折板とを備え、
    前記水平方向分離複屈折板と前記垂直方向分離複屈折板との間に、１／４波長板が配置されている
    ことを特徴とする撮像装置。
13. 請求項１０に記載の撮像装置において、
    前記光学ローパスフィルタは、回折格子を備えている
    ことを特徴とする撮像装置。
14. 請求項１３に記載の撮像装置において、
    前記回折格子は断面形状が周期的な凹凸を有し、
    第１の屈折率を有する凸部と、
    前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する凹部とを備え、
    前記凸部の厚みおよび前記凹部の厚みは、
    可視光領域における回折効率が略一定となるようにそれぞれ設定されている
    ことを特徴とする撮像装置。
15. 請求項１４に記載の撮像装置において、
    前記凸部は二酸化ケイ素、
    前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含む
    ことを特徴とする撮像装置。
16. 請求項１４に記載の撮像装置において、
    前記凸部は紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂、
    前記凹部は二酸化チタンまたは五酸化タンタルを含む
    ことを特徴とする撮像装置。
17. 請求項１３〜請求項１６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
    前記光学ローパスフィルタは前記回折格子を二つ備え、
    前記回折格子間に１／４波長板が配置され、
    前記回折格子の互いの回折方向は略直交している
    ことを特徴とする撮像装置。
18. 請求項１３〜請求項１６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
    前記光学ローパスフィルタは複屈折板と１／４波長板とを備え、
    前記回折格子と前記複屈折板との間に前記１／４波長板が配置され、
    前記複屈折板の複屈折方向と前記回折格子の回折方向とが略直交している
    ことを特徴とする撮像装置。
    

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