JP2009194556A - 固体撮像装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】レンズバレルを透光性蓋部から容易に着脱することができ、透光性蓋部上へレンズバレルを容易に固定および位置合わせすることのできる固体撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の固体撮像装置１００は、透光性蓋部３上にレンズバレル８ａを固定するホルダ４を備え、ホルダ４が、透光性蓋部３の外側部に嵌合した状態で、レンズバレル８ａを下方に押圧することによって、レンズバレル８ａが透光性蓋部３上に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、固体撮像装置およびそれを備えた電子機器に関するものであり、より詳細には、例えば、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、監視カメラやドアホンなどのセキュリティカメラなどの各種電子機器に好適に利用できる固体撮像装置に関するものである。
カメラモジュールは、携帯電話やインターネットカメラなどに応用され、ますます高画素化、高機能化が進んでいる。この高画素化および高機能化を牽引しているのは、ＣＣＤセンサデバイスまたはＣＭＯＳセンサデバイスの高画素化である。この高画素化は、各センサデバイスの画素の微細化により実現される。これにより、レンズの高解像度化、レンズの明るさの向上、オートフォーカス機能およびズーム機能などの光学機構の進歩などにつながっている。
また、携帯電話の需要は年々高まっており、携帯電話用カメラモジュールの生産量は、１機種につき数万〜数十万台／月と、非常に多い。このため、カメラモジュールを生産する上では、この生産量を無視できない。従って、この生産量を達成するために、いかに組み立てやすく工程数を削減するか（作業時間を短縮するか）、いかに不良品を減らすかが重要なファクタとなる。
一方、固体撮像素子を組み上げて製造されたカメラモジュールは、出荷前に出荷試験を行う。この出荷試験で不良と判定された原因を分析すると、カメラモジュールの撮像画像に、黒い傷またはシミが写りこんで不良となっているケースが多い。このようなケースは、故障というよりむしろ、単にカメラモジュール内部のレンズと固体撮像素子との間の光路上のごみや埃が、撮像画像に影を落としているだけである。これらのごみや埃は、カメラモジュール筐体の樹脂から発塵したもの、工程内の組み立て装置の磨耗によるもの、工程内の人員に起因するものなど、さまざまである。しかし、カメラモジュール内のごみ、埃を取り除く又はごみ、埃の付着した部品を交換すれば、よいはずである。
このように、カメラモジュールを製造する上では、組み立てやすさだけでなく、不良の原因となるゴミ対策も重要となる。
そこで、例えば、特許文献１には、ゴミ対策が施されたカメラモジュールが記載されている。図３６は、特許文献１の固体撮像装置の平面図および断面図である。このカメラモジュール４００は、固体撮像素子４０２の有効画素領域４０３が透光性部材４０４で覆われている。これにより、固体撮像素子４０２の受光面（撮像面）へのゴミの侵入を、透光性部材４０４によって防ぐことが可能となっている。
また、特許文献２にも、ゴミ対策が施されたカメラモジュールが記載されている。図３７は、特許文献２のカメラモジュール５００の断面図である。カメラモジュール５００では、組み立て工程の早い段階で、固体撮像素子５０２の感光領域５０３を透光板５０４で覆うことにより、ゴミの影響を受けにくいカメラモジュール５００を実現している。また、カメラモジュール５００では、レンズ５０７を保持したレンズホルダ５０８も含めて、封止樹脂５０９により封止されている。
また、特許文献３および４には、組み立てが容易なカメラモジュールが開示されている。図３８は、特許文献３のカメラモジュールの分解斜視図であり、図３９は、特許文献４のカメラモジュールの分解斜視図である。特許文献３および４では、接着剤または樹脂固定をせずに、レンズバレルが配線基板に実装される。
具体的には、図３８のように、特許文献３のカメラモジュール６００は、ネジ６０６を用いたネジ締めにより、レンズ６０４（レンズバレル）を、固体撮像素子６０２が実装された配線基板６０１に固定する。
また、図３９のように、特許文献４のカメラモジュール７００は、レンズバレル７０８に形成されたタブ７０９が、配線基板７０１に形成された穴部７０３に挿入される。さらに、レンズバレル７０８に形成された位置決めピン７１０が、配線基板７０１に形成された受承穴７０４に挿入される。
特開２００４−２９６４５３号公報（２００４年１０月２１日公開） 特開２００６−００５２１１号公報（２００６年０１月０５日公開） 特開２００４−２８９５７２号公報（２００４年１０月１４日公開） 特開平０６−１７７２７１号公報 （１９９４年０６月２４日公開）
しかしながら、特許文献１〜４のカメラモジュールでは、レンズホルダの着脱が困難である。
具体的には、特許文献１の構成では、カメラモジュールを構成するために、特許文献２のように、樹脂によりレンズバレルを封止する必要がある。しかし、レンズバレルが封止されると、レンズバレルを取り外すことが困難である。このため、例えば、レンズバレル以外に不良が生じたカメラモジュールであっても、レンズバレルを再利用することなく、カメラモジュールごと廃棄することになる。
また、特許文献３のように、ネジ止めによる固定では、ネジの締め具合で位置決めが左右される上、部品点数も増える。さらに、ネジ締めは人手で行うことになる。このため、人件費の増大、生産コストにつながり、生産効率が、著しく低下する。また、人手の作業は、ばらつきが生じやすい。
また、特許文献４では、位置合わせの精度が、タブ７０９、穴部７０３、位置決めピン７１０、受承穴７０４の形状や精度に左右されてしまう。
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズバレルを透光性蓋部から容易に着脱することができ、透光性蓋部上へレンズバレルを容易に固定および位置合わせすることのできる固体撮像装置およびその固体撮像装置を備えた電子機器を提供することにある。
本発明の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、
固体撮像素子と、
固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部と、
外部の光を固体撮像素子の受光部に導くレンズと、
そのレンズを保持したレンズバレルとを備えた固体撮像装置であって、
さらに、透光性蓋部上にレンズバレルを固定するホルダを備え、
上記ホルダが、透光性蓋部の外側部に嵌合した状態で、レンズバレルを押圧することによって、レンズバレルが透光性蓋部上に固定されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、透光性蓋部の外側部にホルダが嵌合すると、レンズバレルが透光性蓋部上に固定される。しかも、このような嵌合状態で、ホルダは、レンズバレルを押圧する。これにより、ホルダおよび透光性蓋部の嵌合と、ホルダの押圧力とによって、レンズバレルが透光性蓋部上に固定される。従って、透光性蓋部上にレンズバレルを固定するために、接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、ホルダと透光性蓋部との嵌合は、着脱可能である。このため、レンズバレルまたは固体撮像素子に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、ホルダが透光性蓋部に嵌合すると、ホルダの透光性蓋部への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダによって固定されるレンズバレルの透光性蓋部上への位置合わせも可能となる。
このように、上記の発明によれば、レンズバレルを透光性蓋部から着脱することができ、透光性蓋部上へレンズバレルを容易に固定および位置合わせすることも可能となる。このため、些細な不具合であれば、簡便に部品交換やリペアにより再利用することができる。それゆえ、廃棄損や、金額的な損失を軽減することができる。
本発明の固体撮像装置では、上記ホルダは、配線基板上に、固体撮像素子を内部に収容しており、
上記ホルダは、配線基板に着脱可能に固定されているとともに、透光性蓋部の側面部に対して垂直に圧力を加え、透光性蓋部を挟持していることが好ましい。
上記の発明によれば、ホルダは、配線基板に固定された状態で、透光性蓋部の側面を挟持する。しかも、ホルダは、透光性蓋部の側面に対して垂直に、透光性蓋部を押圧している。これにより、配線基板へのホルダの固定と、透光性蓋部に対するホルダの押圧力とによって、固体撮像素子が配線基板上に固定される。従って、配線基板上に固体撮像素子を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、ホルダと配線基板とは、着脱可能である。このため、配線基板または固体撮像素子に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、ホルダが配線基板に固定され、ホルダが透光性蓋部の側面を挟持することによって、ホルダの配線基板への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダの内部に収容される固体撮像素子の配線基板への位置合わせも可能となる。
このように、上記の発明によれば、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることも可能となる。
なお、ホルダは、透光性蓋部の側面を挟持するため、透光性蓋部の表面（上面）から固体撮像素子の受光部までの光路は確保される。
本発明の固体撮像装置では、上記ホルダは、
透光性蓋部の側面ごとに独立して設けられ、各側面部に接触する接触部と、
接触部を回動自在に保持し、配線基板に着脱可能に固定された固定部と、
接触部の外側部に嵌め込まれて接触部を固定するフレームとを備えることが好ましい。
上記の発明によれば、透光性蓋部の側面ごとに設けられた接触部が、固定部によって、回動自在に保持されている。これにより、接触部を固体撮像素子よりも拡げて、配線基板に固体撮像素子を実装した後、接触部を固体撮像素子よりも狭めて、接触部を透光性蓋部の側面部に当接させることができる。従って、配線基板への固体撮像素子の実装が容易になる。
本発明の固体撮像装置では、上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、
上記接続部は、ホルダが透光性蓋部を挟持した状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触するようになっていることが好ましい。
上記の発明によれば、ホルダが透光性蓋部を挟持した状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触する接続部を備えている。これにより、ホルダが配線基板に係止されたときに、固体撮像素子の電気信号を、接続部を介して、配線基板に送ることができる。
上記の発明によれば、ホルダが配線基板に係止されることにより、ホルダは配線基板に固定される。しかも、このような係止状態で、ホルダは、固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を押圧する。これにより、ホルダおよび配線基板の係止と、ホルダの押圧力とによって、固体撮像素子が配線基板上に固定される。従って、配線基板上に固体撮像素子を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、ホルダと配線基板との係止は、着脱可能である。このため、配線基板または固体撮像素子に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、配線基板にホルダが係止されると、ホルダの配線基板への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダの内部に収容される固体撮像素子の配線基板への位置合わせも可能となる。
このように、上記の発明によれば、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることも可能となる。
本発明の固体撮像装置では、上記ホルダは、配線基板上に、固体撮像素子を内部に収容しており、
上記ホルダは、配線基板に係止されているとともに、固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込んでいることが好ましい。
上記の発明によれば、ホルダが配線基板に係止されることにより、ホルダは配線基板に固定される。しかも、このような係止状態で、ホルダは、固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を押圧する。これにより、ホルダおよび配線基板の係止と、ホルダの押圧力とによって、固体撮像素子が配線基板上に固定される。従って、配線基板上に固体撮像素子を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、ホルダと配線基板との係止は、着脱可能である。このため、配線基板または固体撮像素子に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、配線基板にホルダが係止されると、ホルダの配線基板への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダの内部に収容される固体撮像素子の配線基板への位置合わせも可能となる。
このように、上記の発明によれば、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることも可能となる。
本発明の固体撮像装置では、上記配線基板およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていることが好ましい。
上記の発明によれば、係止フックが係止溝に係合することによって、ホルダと配線基板とを係止するとともに、配線基板とホルダおよび固体撮像素子との位置合わせが可能となる。
本発明の固体撮像装置では、上記固体撮像素子の周囲に、配線基板上に半田付けされた台座を備えており、
上記台座およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていることが好ましい。
上記の発明によれば、係止フックが係止溝に係合することによって、ホルダと配線基板とを係止するとともに、配線基板とホルダおよび固体撮像素子との位置合わせが可能となる。
本発明の固体撮像装置では、上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、
上記接続部は、ホルダが配線基板に係止された状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触するようになっていることが好ましい。
上記の構成によれば、ホルダが配線基板に係止された状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触する接続部を備えている。これにより、ホルダが配線基板に係止されたときに、固体撮像素子の電気信号を、接続部を介して、配線基板に送ることができる。
本発明の固体撮像装置では、上記配線基板およびホルダにそれぞれ端子が形成されており、
上記ホルダが配線基板に係止されたときに、配線基板およびホルダの各端子が互いに接触するようになっていることが好ましい。
上記の発明によれば、ホルダが配線基板に係止されたときにのみ、配線基板とホルダとが互いに電気的に接続される。つまり、誤った配置状態でホルダが配線基板に実装された場合には、配線基板とホルダとが互いに電気的に接続されなくなる。従って、配線基板とホルダとの位置合わせを確実に行うことができる。
本発明の固体撮像装置では、上記接続部は、プローブ端子であることが好ましい。
これにより、ホルダが配線基板に係止されたときに、固体撮像素子の電気信号を、プローブ端子を介して、配線基板に送ることができる。
本発明の固体撮像装置では、上記接続部は、導電性ゴムであることが好ましい。これにより、ホルダが配線基板に係止されたときに、固体撮像素子の電気信号を、導電性ゴムを介して、配線基板に送ることができる。
本発明の固体撮像装置では、上記透光性蓋部の側面部に溝が形成されており、
上記ホルダは、上記溝に係止される突起を備えることが好ましい。
上記の発明によれば、ホルダが透光性蓋部の側面を挟持した状態で、ホルダに形成された突起が、透光性蓋部の側面部に形成された溝に係止される。これにより、配線基板に対するホルダおよび固体撮像素子の位置合わせを高精度に行うことができる。
本発明の電子機器は、前記いずれかの固体撮像装置を備えている。それゆえ、固体撮像素子を配線基板から着脱することができ、配線基板上へ固体撮像素子を容易に位置合わせすることのできる電子機器を提供することができる。
本発明の固体撮像装置は、透光性蓋部上にレンズバレルを固定するホルダを備え、上記ホルダが、透光性蓋部の外側部に嵌合した状態で、レンズバレルを押圧することによって、レンズバレルが透光性蓋部上に固定されている構成である。それゆえ、レンズバレルを透光性蓋部から容易に着脱することができ、透光性蓋部上へレンズバレルを容易に固定および位置合わせすることが可能となるという効果を奏する。
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の固体撮像装置の概略構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の固体撮像装置の斜視図である。
図１のように、固体撮像装置１００は、配線基板１、固体撮像素子２、透光性蓋部３、ホルダ４、レンズ７、およびレンズバレル８ａを備えている。また、固体撮像装置１００は、図２のように、ホルダ４によって、レンズバレル８ａが、透光性蓋部３上に固定された構成となっている。なお、説明の便宜上、配線基板１側（配線基板１に近づく方）を下方、レンズバレル８ａ側（配線基板１から離れる方）を上方とする。
配線基板１は、固体撮像素子２の電気信号を取り出すものであり、図示しないパターニングされた配線を有する基板である。この配線と、固体撮像素子２とは、ボンディングワイヤにより接続されている。これにより、互いに電気信号の送受が可能となっている。配線基板１は、例えば、プリント基板，ガラスエポキシ基板、またはセラミック基板などである。なお、配線基板１の裏面には、外部接続用の電極（図示せず）が形成されており、外部装置と電気的に接続することが可能となっている。
固体撮像素子２は、配線基板１の中央部に配置されており、半導体回路が形成された半導体基板（例えばシリコン単結晶基板）が平面視矩形形状に形成されたものである。固体撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサ、ＶＭＩＳイメージセンサ（Threshold Voltage Modulation Image Sensor）である。固体撮像素子２には、複数の受光素子（画素）がマトリクス状に配置された受光部２１が形成されている。受光部２１は、固体撮像素子２における有効画素領域（撮像面）である。受光部２１は、固体撮像素子２の主面（表面）の中央部に、平面視矩形形状に形成されている。また、受光素子は、受光部２１に結像された被写体像（透光性蓋部３を透過した光）を電気信号に変換する。
透光性蓋部３は、固体撮像素子２の受光部２１が形成された面に、受光部２１と対向して配置されている。つまり、透光性蓋部３は、受光部２１を覆うように設けられる。図３は、固体撮像装置１００における、固体撮像素子２および透光性蓋部３を示す側面図であり、図４は同じく断面図である。図３および図４のように、透光性蓋部３は、受光部２１の周囲に形成された接着部５により、固体撮像素子２上に接着される。透光性蓋部３は、受光部２１との間に、間隔（隙間・空隙）Ｓが形成されるように設けられている。接着部５は、受光部２１の周囲全域に形成されているため、この間隔Ｓは密閉空間となる。これにより、受光部２１への湿気の浸入および塵埃の浸入や付着等を防止することができ、受光部２１での不良の発生を防ぐことができる。透光性蓋部３は、透光性を有するガラスや樹脂などの透光性部材から構成されている。なお、透光性蓋部３には、固体撮像素子２に入射する赤外線をカットする赤外線カットフィルタ等の光学フィルタが形成されていてもよい。これにより、透光性蓋部３が、外部からの赤外線を遮断する機能を備えるようになる。
なお、接着部５は、例えば、シート状の接着剤を貼着し、フォトリソグラフィ技術で露光及び現像等の処理をすることにより、パターンニングされて形成される。このようにフォトリソグラフィ技術を用いれば、接着部５のパターンニングを高精度に行うことができる。また、シート状の接着剤を用いれば、接着部５の厚さを均一にすることができる。これにより、透光性蓋部３を受光部２１に対して高精度に接着することができる。
レンズ７およびレンズバレル８ａは、被写体像を形成する撮影光学系である。つまり、レンズ７およびレンズバレル８ａは、被写体からの光を、固体撮像素子２に結像するための光学系である。レンズ７の光軸は、レンズバレル８ａの中心軸と一致している。
レンズバレル８ａは、外部の光を固体撮像素子２の受光部２１に導くレンズ７を、内部に保持するものである。レンズバレル８ａは、ホルダ４によって、透光性蓋部３上に固定される。つまり、レンズバレル８ａの固定には、接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着はなされていない。レンズ７およびレンズバレル８ａは、いずれも、例えば樹脂製とすることができる。
本実施形態の固体撮像装置１００では、レンズバレル８ａは、底部に、フランジ部８ｂを有している。このフランジ部８ｂは、レンズバレル８ａよりも外側に延設された部分である。つまり、フランジ部８ｂは、レンズバレル８ａにおいて、光路から離れる方向に延設された部分である。そして、ホルダ４が透光性蓋部３の外側部（周縁部）に嵌合したとき、ホルダ４の開口Ａにレンズバレル８ａが挿入され、かつ、ホルダ４がフランジ部８ｂを下方に押圧するようになっている。
ホルダ４は、レンズバレル（鏡胴）８ａを押圧することによって、透光性蓋部３上に、レンズバレル８ａを固定するものである。ホルダ４は、透光性蓋部３の外側部に嵌合するようになっており、嵌合した状態でレンズバレル８ａが固定される。このとき、レンズ７の光軸と、受光部２１の中心とが一致（略一致）するようになっている。
具体的には、ホルダ４の中央部には、開口Ａが形成されている。この開口Ａのサイズは、レンズバレル８ａの外径よりも大きく、かつ、フランジ部８ｂの外径よりも小さい。これにより、ホルダ４が、透光性蓋部３の外側部に嵌合したときに、この開口Ａにレンズバレル８ａが挿入されると共に、フランジ部８ｂを下方へ押さえ込む。これによって、ホルダ４により、レンズバレル８ａが透光性蓋部３上に固定される。つまり、ホルダ４が透光性蓋部３の外側部に嵌合したときに、ホルダ４は、受光部２１に対して垂直に、透光性蓋部３の上面を押圧する。
このように、レンズバレル８ａがフランジ部８ｂを有する場合、ホルダ４の開口Ａのサイズは、フランジ部８ｂの一部をホルダ４が押圧できるサイズとなっている。このため、開口Ａのサイズに余裕を持たせることができる。
一方、レンズバレル８ａがフランジ部８ｂを有さない場合、ホルダ４の開口Ａのサイズを、レンズバレル８ａの外径と同一にすればよい。これにより、ホルダ４が、レンズバレル８ａを横方向（受光面に対して平行）に押圧する。その結果、透光性蓋部３上にレンズバレル８ａが固定される。この場合、透光性蓋部３にホルダ４をはめ込んだときに、その開口Ａにレンズバレル８ａが嵌合する。このため、透光性蓋部３に対するレンズバレル８ａの位置合わせが正確になる。
なお、ホルダ４は、透光性蓋部３の外側部に嵌合したときに、レンズバレルを押圧することによって、レンズバレル８ａを透光性蓋部３上に固定する構成であればよい。また、この構成に加え、ホルダ４は、透光性蓋部３の外側部に嵌合したときに、透光性蓋部３の表面に当接する構成となっていてもよい。これにより、レンズバレル８ａを確実に固定しつつ、透光性蓋部３上に確実に位置合わせすることもできる。
また、本実施形態の固体撮像装置１００では、図２のように、ホルダ４が透光性蓋部３に嵌合したとき、透光性蓋部３および接着部５が、ホルダ４の内部に収容される。これにより、固体撮像素子２の受光部２１へ不要な光が入り込むのを防ぐことができる。
なお、配線基板１上には、固体撮像装置１００を駆動するための各種電子部品（図示せず）が搭載されていてもよい。このような電子部品は、例えば、固体撮像素子２の信号処理を行う信号処理回路である。具体的には、この信号処理回路は、固体撮像素子２の動作を制御し、固体撮像素子２から出力された信号を適宜処理して必要な信号を生成する制御部（画像処理装置）として機能する。例えば、信号処理回路は、受光部２１の受光素子により変換された電気信号を増幅処理し、その電気信号をアナログ信号として出力する増幅回路部（アナログ信号回路部）、そのアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換処理回路部、固体撮像素子２の動作を制御するＤＳＰ（digital signal processor）、プログラムに従って各種演算処理を行うＣＰＵ，そのプログラムを格納するＲＯＭ，各処理過程のデータ等を格納するＲＡＭなどの電子部品を備えている。この電子部品には、抵抗やコンデンサも含まれる。
このような固体撮像装置１００は、レンズ７を介して取り込まれた外部からの光を、透光性蓋部３を通して固体撮像素子２の内部に取り込み、固体撮像素子２の受光部２１に配置された受光素子によりイメージ画像を受光する。固体撮像装置１００は、受光部２１および透光性蓋部３の間が中空となっているため、透光性蓋部３を透過した外部からの光は、そのまま受光部２１へ入射されることになり、光路途中での光損失を生じることがない。
このように、固体撮像装置１００では、透光性蓋部３の外側部にホルダ４が嵌合すると、レンズバレル８ａが透光性蓋部３上に固定される。しかも、このような嵌合状態で、ホルダ４は、レンズバレル８ａを押圧する。これにより、ホルダ４および透光性蓋部３の嵌合と、ホルダ４の押圧力とによって、レンズバレル８ａが透光性蓋部３上に固定される。従って、透光性蓋部３上にレンズバレル８ａを固定するために、接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、ホルダ４と透光性蓋部３との嵌合は、着脱可能である。このため、レンズバレル８ａまたは固体撮像素子２に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、ホルダ４が透光性蓋部３に嵌合すると、ホルダ４の透光性蓋部３への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダ４によって固定されるレンズバレル８ａの透光性蓋部３への位置合わせも可能となる。
このように、本実施形態の固体撮像装置１００では、接着や圧着をせずに、レンズバレル８ａが透光性蓋部３から容易に着脱できるように固定されるとともに、透光性蓋部３上へレンズバレル８ａを容易に位置合わせすることも可能となる。
〔実施の形態２〕
実施の形態２では、レンズバレル８ａが透光性蓋部３から着脱可能であるのに加え、固体撮像素子２が配線基板１から着脱可能である固体撮像装置について説明する。なお、実施の形態１で用いた各図の部材と同一または類似の機能を有する部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。
実施の形態１の固体撮像装置１００では、固体撮像素子２が配線基板１にワイヤボンディング６により接続されていた。また、従来の固体撮像装置では、固体撮像素子を配線基板に接着または圧着（物理的な作用により固着）させていた。しかし、これらの構成では、配線基板から固体撮像素子を取り外すことが困難である。その上、配線基板上への固体撮像素子の位置合わせも困難であり、製造工程も複雑になる。このため、固体撮像素子および配線基板の一方にのみ不良が生じた場合、交換するのが困難である。
このため、固体撮像素子２は、配線基板１から容易に着脱可能な構成であることが好ましい。これにより、配線基板１、固体撮像素子２、レンズバレル８ａのいずれの固定にも、接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。このため、配線基板１、固体撮像素子２、レンズバレル８ａのいずれに不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
具体的には、図５は、実施の形態２の固体撮像装置２００の概略構成を示す分解斜視図である。図６は、実施の形態２の固体撮像装置２００のの斜視図である。固体撮像装置２００は、実施の形態１の固体撮像装置１００において、ワイヤボンディング６によって固体撮像素子２と配線基板１とが電気的に接続されていないことを除けば、実施の形態１の固体撮像装置１００と略同様の構成である。実施の形態２の固体撮像装置２００では、固体撮像素子２の電気信号は、ホルダ４を介して、配線基板１に流れるようになっている。
図５および図６のように、固体撮像装置２００でも、実施の形態１と同様に、ホルダ４が、透光性蓋部３の外側部に嵌合した状態で、レンズバレル８ａを押圧することによって、レンズバレル８ａが透光性蓋部３に固定される。さらに、固体撮像装置２００では、ホルダ４が、配線基板１に着脱可能に固定されており、透光性蓋部３の側面部に対して垂直に圧力を加え、透光性蓋部３を挟持している。なお、図６のように、ホルダ４は、固体撮像素子２を内部に収容している。つまり、固体撮像装置２００は、配線基板１から固体撮像素子２を容易に着脱可能な構成とするために、固体撮像素子２の配線基板１への実装には、接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着はなされていない。
ホルダ４は、、実施の形態１のように、レンズバレル８ａを透光性蓋部３上に固定する。また、ホルダ４は、透光性蓋部３に嵌合するとともに、配線基板１上に着脱可能に固定されており、内部に固体撮像素子２を収容する。さらに、ホルダ４は、透光性蓋部３の側面部に対して垂直に圧力を加え、透光性蓋部３を挟持する。それに加えて、ホルダ４は、受光部２１に対して垂直（図５の場合、一点鎖線で示す光軸に対して平行）に、透光性蓋部３の上面を押さえ込んでいる。なお、ホルダ４は、図示しない導電性の配線を有しており、配線基板１と固体撮像素子２との電気導通を行う役割を担っている。ホルダ４が透光性蓋部３の側面を挟持する点については後述する。
さらに、ホルダ４は、配線基板１に固定された状態で、透光性蓋部３の側面に当接する。これにより、ホルダ４の透光性蓋部３に対する位置合わせが可能となる。しかも、このようにホルダ４が配線基板１に固定された状態で透光性蓋部３へ位置合わせされれば、固体撮像素子２の配線基板１上への位置合わせも可能となる。なお、ホルダ４は、透光性蓋部３の側面を挟持しており、透光性蓋部３の表面（上面）はホルダ４から露出しているため、固体撮像素子２の受光部２１までの光路は確保される。つまり、ホルダ４は、固体撮像素子２の受光部２１までの光路を避けて、また、固体撮像素子２および透光性蓋部３を内部に収容するように、配線基板１上に設けられている。
このように、固体撮像装置２００では、ホルダ４が、配線基板１に固定された状態で、ホルダ４は、透光性蓋部３の側面を挟持する。しかも、ホルダ４は、透光性蓋部３の側面部に対して垂直に、透光性蓋部３を押圧している。これにより、配線基板１へのホルダ４の固定と、透光性蓋部３に対するホルダ４の押圧力とによって、固体撮像素子２が配線基板１上に固定される。従って、配線基板１上に固体撮像素子２を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、ホルダ４と配線基板１とは、着脱可能である。このため、配線基板１または固体撮像素子２に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、ホルダ４が配線基板１に固定され、ホルダ４が透光性蓋部３の側面を挟持することによって、ホルダ４の配線基板１への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダ４の内部に収容される固体撮像素子２の配線基板１への位置合わせも可能となる。
このように、本実施形態の固体撮像装置２００では、接着や圧着をせずに、固体撮像素子２を配線基板１上に固定できるとともに、配線基板１に対する固体撮像素子２の位置合わせも可能となる。
ここで、ホルダ４が透光性蓋部３の側面を挟持する点について、図５および図７に基づいて説明する。図５のように、ホルダ４は、透光性蓋部３を保持する保持部４１と、保持部４１を固定するフレーム４２とを備えている。固体撮像装置２００では、保持部４１は、透光性蓋部３の側面ごとに独立して設けられている。つまり、図５では、方形の透光性蓋部３の４辺の各辺ごとに、保持部４１が設けられている。そして、各保持部４１が、対応する透光性蓋部３の各側面部に接触するようになっている。フレーム４２は、この保持部４１の外側面に沿って枠状に形成され、保持部４１に嵌め込まれている。
より具体的には、図７は、ホルダ４（保持部４１・フレーム４２）が透光性蓋部３の側面を挟持する構成を示す断面図である。図７のように、保持部４１は、透光性蓋部３の側面ごとに独立して設けられ、各側面部に接触する接触部４１ａと、接触部４１ａを回動自在に保持する固定部４１ｂとから構成されている。固定部４１ｂは、例えば、配線基板１に形成された穴（図示せず）に差し込むなどして、配線基板１に着脱可能に固定される。
接触部４１ａは、透光性蓋部３の側面を挟持するため、基本的には、図７上部の図の矢印方向（透光性蓋部３に近づく方向）の圧力が作用している。しかし、固定部４１ｂは、屈曲性を有しており、接触部４１ａを回動させて、上記の矢印と逆方向（透光性蓋部３から離れる方向）にも、接触部４１ａを移動させることができる。
このような構成により、固体撮像素子２を配線基板１に実装するときには、接触部４１ａを固体撮像素子２よりも拡げる。そして、実装後には、接触部４１ａを固体撮像素子よりも狭めて、接触部４１ａを透光性蓋部３の側面に当接させることができる。従って、配線基板１への固体撮像素子２の実装が容易になる。なお、接触部４１ａに透光性蓋部３を挟持させた後は、接触部４１ａの外側部に、フレーム４２がはめ込まれる。このため、接触部４１ａは、回動せずに固定される。
次に、固体撮像装置２００における、配線基板１と固体撮像素子２との電気的な接続について説明する。固体撮像装置２００では、固体撮像素子２の電気信号を配線基板１に取り出す方法は、特に限定されるものではない。例えば、固体撮像素子２の電気信号を、直接、配線基板１に取り出してもよいし、ホルダ４を経由して配線基板１に取り出してもよい。図８〜図９は、固体撮像素子２とホルダ４（保持部４１）との電気的な接続例を示す断面図である。また、図１０は、図８の構成における保持部４１およびフレーム４２の裏面図である。また、図１１は、図９の構成における保持部４１およびフレーム４２の裏面図である。これらの構成では、ホルダ４および固体撮像素子２の一方に、ホルダ４と固体撮像素子２とを互いに電気的に接続する接続部を備えている。そして、この接続部は、ホルダ４が透光性蓋部３を挟持した状態で、ホルダ４および固体撮像素子２に接触するようになっている。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、接続部を介して、配線基板１に送ることができる。
具体的には、図８および図１０の構成は、上記接続部として、プローブ端子４４を用いた例を示している。すなわち、図８では、保持部４１の裏面に、プローブ端子４４が形成されている。図１０のように、このプローブ端子４４は、保持部４１の裏面全体に形成されている。そして、図８のように、ホルダ４が透光性蓋部３を挟持した状態で、固体撮像素子２に形成された電極端子（図示せず）と接触する。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、プローブ端子４４を介して、配線基板１に送ることができる。
プローブ端子４４を用いた場合、プローブ（針）の先端に圧力が集中する。このため、この圧力が、プローブ端子４４と、固体撮像素子２上に形成された電極端子（パッド端子）との接触のために、適度に作用する。しかも、この接触の際、プローブ端子４４の先が、固体撮像素子２の電極端子に引っ掻き傷をつける。これにより、固体撮像素子２の電極端子の表面の酸化された部分およびその他汚れがついた部分が、削り取られる。このため、プローブ端子４４と固体撮像素子２の電極端子との接触状態が、常に良好となる。従って、プローブ端子４４を介して、固体撮像素子２と配線基板１とを確実に接続することができる。
一方、図９および図１１の構成は、上記接続部として、導電性ゴム４５を用いた例を示している。すなわち、図９では、保持部４１の裏面に、導電性ゴム４５が形成されている。図１０のように、この導電性ゴム４５は、保持部４１の裏面全体に形成されている。ここで、導電性ゴム４５は、図９に要部が示されているように、ゴム（エラストマ）からなる樹脂部４５ａと、複数本の銅線からなる導電部４５ｂとからなっている。この導電部４５ｂは、一方向（上下方向）にのみ導通するようになっている。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、導電性ゴム４５を介して、配線基板１に送ることができる。しかも、導電部４５ｂには複数本の銅線が形成されているため、固体撮像素子２およびホルダ４の各々に電気接続のために形成された端子（図示せず）に厳密に一致させて導電性ゴム４５を配置しなくても、固体撮像素子２とホルダ４との導通が可能となる。さらに、導電性ゴム４５は弾性力を有するため、透光性蓋部３が押さえ込まれたときに、導電性ゴム４５がクッションとして機能する。
このような固体撮像装置２００は、例えば、図１２のようなＬＣＣタイプの構造や、図１３のようなＢＧＡタイプの構造とすることができる。図１２および図１３は、各構造における裏面図および側面図であり、裏面に形成された端子５０により、各種撮像装置（電子機器）の基板に半田付けされる。
このように、固体撮像装置２００では、ホルダ４が、保持部４１およびフレーム４２から構成されている。また、保持部４１が透光性蓋部３の側面に当接することによって、透光性蓋部３を挟持している。このため、透光性蓋部３上へのレンズバレル８ａの固定および位置合わせは、フレーム４２によって行うことになる。
具体的には、図１４は、円形または矩形のフランジ部８ｂを有するレンズバレル８ａが、透光性蓋部３上に載置された状態を示す上面図である。同図に示すように、接触部４１ａが透光性蓋部３の側面に当接することにより、透光性蓋部３を挟持する。この状態では接触部４１ａは、レンズバレル８ａおよびフランジ部８ｂに接触していない。このため、レンズバレル８ａは、透光性蓋部３上に位置合わせも固定もされていない。しかし、フレーム４２を接触部４１ａの外側部にはめ込むと、フレーム４２の開口Ａにレンズバレル８ａが挿入され、かつ、フレーム４２がフランジ部８ｂを下方に押圧するようになる。従って、レンズバレル８ａが、透光性蓋部３上に位置合わせされた状態で固定される。またこのとき、レンズ７の光軸と、受光部２１の中心とが一致（略一致）する。なお、フランジ部８ｂの形状は、円形または矩形に限定されるものではない。
このように、固体撮像装置２００では、固定部４１ｂが、配線基板１に固定された状態で、接触部４１ａが、透光性蓋部３の側面を挟持する。これにより、配線基板１への保持部４１の固定と、接触部４１ａが透光性蓋部３を挟持する圧力とによって、固体撮像素子２が配線基板１上に固定される。従って、配線基板１上に固体撮像素子２を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。しかも、保持部４１と配線基板１とは、着脱可能である。このため、配線基板１または固体撮像素子２に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、固定部４１ｂが配線基板１に固定され、接触部４１ａが透光性蓋部３の側面を挟持することによって、保持部４１の配線基板１への位置合わせが可能となる。これによって、固体撮像素子２の配線基板１への位置合わせも可能となる。
また、フレーム４２が、接触部４１ａの外側部にはめ込まれると、フレーム４２の開口Ａにレンズバレル８ａが挿入され、かつ、フレーム４２がフランジ部８ｂを下方に押圧するようになる。これにより、フレーム４２によって、レンズバレル８ａの透光性蓋部３への位置合わせも可能になる。
なお、フレーム４２が接触部４１ａの外側部にはめ込まれたときに、フレーム４２が、フランジ部８ｂに加え、透光性蓋部３の表面に当接する構成となっていてもよい。これにより、フレーム４２が、接触部４１ａの外側部にはめ込まれると、フレーム４２が透光性蓋部３を下方（受光部２１に垂直）に押圧する。このため、配線基板１への保持部４１の固定と、接触部４１ａが透光性蓋部３を挟持する圧力とに加え、フレーム４２が透光性蓋部３を下方に押圧する押圧力とによって、固体撮像素子２が配線基板１上に固定される。従って、レンズバレル８ａを確実に固定しつつ、透光性蓋部３上に確実に位置合わせすることもできる。
また、このようにフレーム４２が透光性蓋部３の表面に当接する構成である場合、接触部４１ａは、図１５〜図１７のように、フランジ部８ｂに当接する構成であることが好ましい。図１５は、図１４において、接触部４１ａが、円形のフランジ部８ｂに当接する構成を示す上面図である。図１６は、図１４において、接触部４１ａが、矩形のフランジ部８ｂに当接する構成を示す上面図である。図１７は、図１５および図１６における接触部４１ａの断面図である。図１８は、接触部４１ａがフランジ部８ｂに当接する構成を示す断面図である。
図１５および図１６のように、接触部４１ａは、円形または矩形のフランジ部８ｂの側面の少なくとも一部に当接する当接部４１ｃを有している。この当接部４１ｃは、図１７のように、接触部４１ａの上部が内側へ延設された部分である。そして、図１８のように、接触部４１ａが、透光性蓋部３の側面を挟持したときに、当接部４１ｃが透光性蓋部３の表面に当接するとともに、フランジ部８ｂの一部に当接する。
これにより、フレーム４２を接触部４１ａの外側にはめ込む前に、レンズバレル８ａの透光性蓋部３上への位置合わせが可能となる。しかも、フレーム４２もフランジ部８ｂを下方に押圧する。このため、レンズバレル８ａを透光性蓋部３上に正確に位置合した状態で確実に固定することができる。
また、この構成では、製造工程を簡素化することもできる。すなわち、図１４のように、接触部４１ａが当接部４１ｃを有さない場合、フレーム４２のない状態では、透光性蓋部３上へのレンズバレル８ａの位置合わせができていない。このため、フレーム４２を接触部４１ａの外側部にはめ込むときに、フレーム４２の開口Ａの位置を予測しつつ、開口Ａにレンズバレル８ａを挿入させることになる。
これに対し、接触部４１ａが当接部４１ｃを有する場合、フレーム４２のない状態でも、透光性蓋部３上へのレンズバレル８ａの位置合わせがある程度できている。このため、図１４の場合よりも、フレーム４２を接触部４１ａの外側部に容易にはめ込むことができる。つまり、製造工程を簡素化することができる。
なお、本実施形態では、透光性蓋部３の側面部は、平坦であった。しかし、図１９のように、透光性蓋部３の側面部に溝３１が形成されており、ホルダ４が透光性蓋部３を挟持した状態で、この溝３１に係止される突起４８が、ホルダ４に形成された構成とすることもできる。これにより、配線基板１に対するホルダ４および固体撮像素子２の位置合わせを高精度に行うことができる。
〔実施の形態３〕
実施の形態３でも、実施の形態２と同様に、レンズバレル８ａが透光性蓋部３から着脱可能であるのに加え、固体撮像素子２が配線基板１から着脱可能である固体撮像装置について説明する。なお、実施の形態１，２で用いた各図の部材と同一または類似の機能を有する部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。
実施の形態２では、ホルダ４が、透光性蓋部３を保持する保持部４１と、保持部４１を固定するフレーム４２とを備えていた。これに対し、実施の形態３では、ホルダ４が単一の部材である構成について説明する。
具体的には、図２０は、本発明の固体撮像装置の概略構成を示す分解斜視図である。図２１は、本発明の固体撮像装置の斜視図である。
図２０および２１のように、固体撮像装置３００でも、実施の形態１および２と同様に、ホルダ４が、透光性蓋部３の外側部に嵌合した状態で、レンズバレル８ａを押圧することによって、レンズバレル８ａが透光性蓋部３に固定される。さらに、ホルダ４は、配線基板１に係止されているとともに、固体撮像素子２の受光部２１に対して垂直に、透光性蓋部３を固体撮像素子２側へ押さえ込んでいる。なお、固体撮像装置３００でも、実施の形態２の固体撮像装置２００と同様に、固体撮像素子２の電気信号は、ホルダ４を介して、配線基板１に流れるようになっている。また、固体撮像素子２の配線基板１への実装には、接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着はなされていない。図２１のように、固体撮像装置３００では、固体撮像素子２はホルダ４の内部に収容された構成となっている。
ホルダ４は、配線基板１上に係止されており、内部に固体撮像素子２を収容するものである。また、ホルダ４は、図示しない導電性の配線を有しており、配線基板１と固体撮像素子２との電気導通を行う役割を担っている。ホルダ４の上面の中央部には、開口Ａが形成されている。この開口Ａのサイズは、固体撮像素子２の受光部２１の面積よりも大きく、透光性蓋部３の上面（表面）の面積よりも小さく、かつ、フランジ部８ｂの外径よりも大きくなっている。これにより、ホルダ４が、透光性蓋部３およびレンズバレルを下方へ押さえ込むようになっている。つまり、ホルダ４は、受光部２１に対して垂直（図２０の一点鎖線で示す光軸に対して平行）に、透光性蓋部３の上面を固体撮像素子２側へ押さえ込んでいる。このように、ホルダ４は、透光性蓋部３の上面およびフランジ部８ｂを、鉛直下向きに付勢する。
さらに、ホルダ４は、配線基板１に係止された状態で、透光性蓋部３の外縁部（表面の周囲および側面）およびフランジ部８ｂに当接する。また、このとき、開口Ａ内に、固体撮像素子２の受光部２１と、レンズバレル８ａとが配置される。これにより、ホルダ４の透光性蓋部３に対する位置合わせが可能となる。さらに、レンズバレル８ａの透光性蓋部３に対する位置合わせも可能となる。しかも、このようにホルダ４が配線基板１に係止された状態で透光性蓋部３へ位置合わせされれば、固体撮像素子２の配線基板１上への位置合わせも可能となる。なお、開口Ａ内に、固体撮像素子２の受光部２１と、レンズバレル８ａとが配置されているため、レンズ７から透光性蓋部３を経て受光部２１までの光路は確保されている。つまり、ホルダ４は、固体撮像素子２の受光部２１までの光路を避けて、配線基板１上に設けられている。ホルダ４と配線基板１との係止構造については後述する。
このように、固体撮像装置３００では、ホルダ４が配線基板１に係止されることにより、ホルダ４は配線基板１に固定される。しかも、このような係止状態で、ホルダ４は、固体撮像素子２の受光面（受光部２１）に対して垂直に、透光性蓋部３を押圧する。これにより、ホルダ４および配線基板１の係止と、ホルダ４の押圧力とによって、固体撮像素子２が配線基板１上に固定される。従って、配線基板１上に固体撮像素子２を実装するために、従来のような接着剤を用いた接着や、物理的な圧力による圧着が不要となる。
しかも、ホルダ４と配線基板１との係止は、着脱可能である。このため、配線基板１または固体撮像素子２に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。
さらに、配線基板１にホルダ４が係止されると、ホルダ４の配線基板１への位置合わせが可能となる。これに伴い、ホルダ４の内部に収容される固体撮像素子２の配線基板１への位置合わせも可能となる。
このように、本実施形態の固体撮像装置３００では、接着や圧着をせずに、固体撮像素子２を配線基板１上に固定できるとともに、配線基板１に対する固体撮像素子２の位置合わせも可能となる。
ここで、配線基板１とホルダ４との係止構造について説明する。図２２〜図２４は、配線基板１とホルダ４との係止構造を示す断面図である。これらの図のように、配線基板１とホルダ４との係止は、例えば、配線基板１およびホルダ４の一方に形成された係止爪と、他方に形成された係止爪が係合される係止溝とによって実現することができる。また、このような係止構造により、配線基板１とホルダ４との位置合わせが可能となる。
具体的には、図２２の構成では、ホルダ４の底面に係止用の係止爪３４２が形成されており、配線基板１に係止爪（フック）３４２を係合する係止溝１１が形成されている。これにより、係止爪３４２が係止溝１１に引っ掛り、係止爪３４２と係止溝１１とが互いに係合する。そして、この係合によって、配線基板１上の特定の位置にホルダ４が固定される。つまり、配線基板１上に位置合わせされた状態で、ホルダ４が配線基板１上に固定される。このような係止状態で、ホルダ４は、透光性蓋部３の上面を下方（固体撮像素子２側）へ、付勢する。これにより、固体撮像素子２も配線基板１に位置合わせされた状態で、固定（固着）されることになる。従って、固体撮像装置３００では、配線基板１に固体撮像素子２を実装するために、接着剤および圧着などが不要となる。しかも、配線基板１とホルダ４とが係止構造であるため、容易に着脱することができる。このため、配線基板１または固体撮像素子２に不良が生じたとしても、容易に交換することができる。なお、係止爪３４２は、例えば、金型を用いた樹脂成型により、ホルダ４と同時に形成することができる。図２２の構成は最もシンプルであり、製造が容易である。
図２３の構成は、図２２の係止溝１１と係止爪３４２との関係が逆になっている。すなわち、図２３の構成では、配線基板１に係止用の係止爪１２が形成されており、ホルダ４の底面に係止爪１２を係合する係止溝４３が形成されている。このような構成でも、図２２の構成と同様の効果を得ることができる。なお、係止爪１２は、樹脂成型等により形成し、配線基板１上に嵌め込むことにより実現できる。図２３の構成は、配線基板１に係止溝１１を形成できない場合（例えば、スペースがない、強度が保てないなど）に有効である。
一方、図２４は、図２３のように配線基板１上に係止爪１２が形成されるのではなく、係止爪３０７が形成された台座３０８を備えた構成である。この係止爪３０７は、ホルダ４に形成された係止溝４３に係合する。この台座３０８は、配線基板１上の固体撮像素子２の周囲を囲む枠体であり、台座３０８の内側に固体撮像素子２が配置される。また、台座３０８の裏面（配線基板１との接触面）には、図示しない金属端子が形成されている。そして、台座３０８の裏面と配線基板１とが半田付けにより面実装されている。このような構成でも、図２２の構成と同様の効果を得ることができる。図２４の構成は、配線基板１に半田付けにより台座３０８が面実装されている。このため、配線基板１上に他の面実装部品がある場合に有効である。また、配線基板１の配線パターンの設計自由度も高くなり、配線基板１の単価を安くすることができる。なお。台座３０８の構成については後述する。
次に、固体撮像装置３００における、配線基板１と固体撮像素子２との電気的な接続について説明する。固体撮像装置３００では、固体撮像素子２の電気信号を配線基板１に取り出す方法は、特に限定されるものではない。例えば、固体撮像素子２の電気信号を、直接、配線基板１に取り出してもよいし、ホルダ４を経由して配線基板１に取り出しても良い。図２５〜図２６は、固体撮像素子２とホルダ４との電気的な接続例を示す断面図である。これらの構成では、ホルダ４および固体撮像素子２の一方に、ホルダ４と固体撮像素子２とを互いに電気的に接続する接続部を備えている。そして、この接続部は、ホルダ４が配線基板１に係止された状態で、ホルダ４および固体撮像素子２に接触するようになっている。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、接続部を介して、配線基板１に送ることができる。
具体的には、図２５の構成は、上記接続部として、プローブ端子４４を用いた例を示している。すなわち、図２５では、ホルダ４の内側面に、プローブ端子４４が形成されている。このプローブ端子４４は、ホルダ４が配線基板１に係止された状態で、固体撮像素子２に形成された電極端子（図示せず）と接触する。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、プローブ端子４４を介して、配線基板１に送ることができる。
プローブ端子４４を用いた場合、プローブ（針）の先端に圧力が集中する。このため、この圧力が、プローブ端子４４と、固体撮像素子２上に形成された電極端子（パッド端子）との接触のために、適度に作用する。しかも、この接触の際、プローブ端子４４の先が、固体撮像素子２の電極端子に引っ掻き傷をつける。これにより、固体撮像素子２の電極端子の表面の酸化された部分およびその他汚れがついた部分が、削り取られる。このため、プローブ端子４４と固体撮像素子２の電極端子との接触状態が、常に良好となる。従って、プローブ端子４４を介して、固体撮像素子２と配線基板１とを確実に接続することができる。
一方、図２６の構成は、上記接続部として、導電性ゴム２２を用いた例を示している。すなわち、図２６では、固体撮像素子２上の接着部５の外側（周囲）に、導電性ゴム２２が形成されている。ここで、導電性ゴム２２は、図２６に要部が示されているように、ゴム（エラストマ）からなる樹脂部２２ａと、複数本の銅線からなる導電部２２ｂとからなっている。この導電部２２ｂは、一方向（上下方向）にのみ導通するようになっている。これにより、固体撮像素子２の電気信号を、導電性ゴム２２を介して、配線基板１に送ることができる。しかも、導電部２２ｂには複数本の銅線が形成されているため、固体撮像素子２およびホルダ４の各々に電気接続のために形成された端子（図示せず）に厳密に一致させて導電性ゴム２２を配置しなくても、固体撮像素子２とホルダ４との導通が可能となる。さらに、導電性ゴム２２は弾性力を有するため、仮に、ホルダ４が透光性蓋部３を押さえ込みすぎたとしても、導電性ゴム２２がクッションとして機能する。従って、透光性蓋部３が割れるのを確実に防ぐことができる。
なお、図２５および図２６では、配線基板１とホルダ４との係止状態が図２２の構成となっているが、図２３または図２４の構成であってもよい。
次に、固体撮像装置３００における、配線基板１とホルダ４との電気的な接続について説明する。図２７〜図２９は、配線基板１とホルダ４との電気的な接続例を示す断面図である。これらの構成では、配線基板１およびホルダ４にそれぞれ端子が形成されており、ホルダ４が配線基板１に係止されたときに、配線基板１およびホルダ４の各端子が互いに接触するようになっている。これにより、ホルダ４が配線基板１に係止されたときにのみ、配線基板１とホルダ４とが互いに電気的に接続される。つまり、誤った配置状態でホルダ４が配線基板１に実装された場合には、配線基板１とホルダ４とが互いに電気的に接続されなくなる。従って、配線基板１とホルダ４との位置合わせを確実に行うことができる。
具体的には、図２７の構成では、ホルダ４にピン端子３４５が底面から突出して形成されている。一方、配線基板１にはこのピン端子３４５が挿入される貫通孔１３が形成されている。また、貫通孔１３が形成された配線基板１の内側面には、プローブ１４が形成されている。そして、ホルダ４が配線基板１に係止されると、ピン端子３４５が貫通孔１３に挿入され、ピン端子３４５とプローブ１４とが互いに接触する。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。
一方、図２８の構成では、ホルダ４に、バネ端子３４６が底面から突出して形成されている。このバネ端子３４６は、負荷がかかると、内部に引っ込む。一方、配線基板１上に、平坦な端子１５が形成されている。そして、ホルダ４が配線基板１に係止されると、バネ端子３４６が配線基板１上の端子１５に接触する。このとき、バネ端子３４６には、配線基板１から離れる方向の力が作用するため、バネ端子３４６はホルダ４の内部に引っ込む。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。
また、図２９の構成では、図２８の構成におけるバネ端子３４６が、プローブ端子４７となっている。このプローブ端子４７も、プローブ端子４４と同様に、プローブ（針）の先端に圧力が集中する。このため、この圧力が、プローブ端子４７と、配線基板１上に形成された端子１５との接触のために、適度に作用する。しかも、この接触の際、プローブ端子４７の先が、配線基板１の端子１５に引っ掻き傷をつける。これにより、配線基板１の端子１５の表面の酸化された部分およびその他汚れがついた部分が、削り取られる。このため、プローブ端子４７と配線基板１の端子１５との接触状態が、常に良好となる。従って、プローブ端子４７を介して、配線基板１とホルダ４とを確実に接続することができる。
なお、図２８および１２のように、配線基板１に平坦な端子１５を形成すれば、図２７の構成のように、配線基板１に貫通孔１３を形成する必要がない。このため、配線基板１の構成を簡素化することができる。また、図２７〜図２９における、配線基板１とホルダ４との係止状態は、図２２〜図２４のいずれの構成であってもよい。
本実施形態の固体撮像装置３００は、このような図２２〜図２９の構成を適宜組み合わせて、固体撮像素子２の電気信号を、ホルダ４を介して、配線基板１へ送ることができる。図３０および図３３は、このような組合せの一例を示す断面図である。
図３０は、図２２，図２６，および図２７の構成を組み合わせた固体撮像装置３０１である。図３０の固体撮像装置３０１では、配線基板１およびホルダ４は、例えば、図３１および１５のような構成となっている。図３１は、図３０の固体撮像装置３０１における配線基板１の上面図（ホルダ４との対向面の図）である。図３２は、図３０の固体撮像装置３０１におけるホルダ４の裏面図（配線基板１との対向面の図）である。図３１のように、配線基板１の周縁部には、係止溝１１、貫通孔１３およびプローブ１４が形成されている。一方、ホルダ４には、配線基板１の係止溝１１に対応する位置に係止爪３４２が形成されており、貫通孔１３およびプローブ１４に対応する位置にピン端子３４５が形成されている。これにより、配線基板１にホルダ４を設置すると、係止爪３４２と係止溝１１とが互いに係合する。さらに、このとき、ピン端子３４５が貫通孔１３に挿入され、ピン端子３４５とプローブ１４とが互いに接触する。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。
なお、図３２のように、各ピン端子３４５の形成領域の内側には、端子４９が形成されている。この端子４９には、配線基板１にホルダ４を設置したときに、上述の導電性ゴム２２が接触するようになっている。また、各ピン端子３４５および端子４９は、配線３５０によって、接続されている。
このような構成により、固体撮像素子２の電気信号は、導電性ゴム２２、端子４９、ピン端子３４５の順に、配線基板１まで送ることができる。
一方、図３３は、図２４の台座３０８に、図２５，および図２８の構成を組み合わせた固体撮像装置３０２である。図３４は、図３３の固体撮像装置３０２における配線基板１および台座３０８の上面図である。なお、固体撮像装置３０２では、図３２のホルダ４の係止爪３４２が係止溝４３となり、ピン端子３４５がバネ端子３４６となる以外は、ホルダ４の構成は同様であるため図を省略する。
図３４のように、台座３０８には、係止爪３０７および端子１５が形成されている。一方、ホルダ４には、台座３０８の係止爪３０７に対応する位置に係止溝４３（図２４参照）が形成されており、台座３０８の端子１５に対応する位置にバネ端子３４６（図２８参照）が形成されている。これにより、台座３０８にホルダ４を設置すると、係止爪３０７と係止溝４３とが互いに係合する。さらに、このとき、バネ端子３４６が端子１５に接触する。これにより、配線基板１とホルダ４とが電気的に接続される。
このようにして、固体撮像装置３０１・３０２では、固体撮像素子２の電気信号を、ホルダ４を介して、配線基板１に送ることができる。なお、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。
また、上述の例では、透光性蓋部３の側面は、平坦であった。しかし、図３５のように、透光性蓋部３の側面に溝３１が形成されており、ホルダ４が配線基板１に係止されたときにこの溝３１に係止される突起４８が形成された構成とすることもできる。これにより、配線基板１に対するホルダ４および固体撮像素子２の位置合わせを高精度に行うことができる。
本発明の固体撮像装置は、カメラ付き携帯電話，ディジタルスチルカメラ，ビデオカメラ，セキュリティカメラなどの撮影可能な電子機器に好適である。上述のような構成によって、電子機器の撮像部に、固体撮像装置を確実に装着および固定することができる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、監視カメラやドアホンなどのセキュリティ用カメラなど、固体撮像装置を備えた各種電子機器に適用することができる。
本発明の固体撮像装置の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の固体撮像装置の斜視図である。 図１の固体撮像装置における、固体撮像素子および透光性蓋部を示す側面図である。 図１の固体撮像装置における、固体撮像素子および透光性蓋部を示す断面図である。 本発明の固体撮像装置の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の固体撮像装置の斜視図である。 図５の固体撮像装置における、ホルダが透光性蓋部を挟持する構成を示す断面図である。 図５の固体撮像装置における、固体撮像素子とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図５の固体撮像装置における、固体撮像素子とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図８の固体撮像装置における、保持部およびフレームの裏面図である。 図９の固体撮像装置における、保持部およびフレームの裏面図である。 ＬＣＣ構造の固体撮像装置を示す側面図および裏面図である。 ＢＧＡ構造の固体撮像装置を示す側面図および裏面図である。 円形または矩形のフランジ部を有するレンズバレルが、透光性蓋部上に載置された状態を示す上面図である。 図１４において、接触部が、円形のフランジ部に当接する構成を示す上面図である。 図１４において、接触部が、矩形のフランジ部に当接する構成を示す上面図である。 図１５および図１６における接触部の断面図である。 接触部４１ａがフランジ部８ｂに当接する構成を示す断面図である。 本発明の固体撮像装置において、透光性蓋部の側面部に溝が形成された構成を示す断面図である。 本発明の固体撮像装置の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の固体撮像装置の斜視図である。 図２０の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの係止構造を示す断面図である。 図２０の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの係止構造を示す断面図である。 図２０の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの係止構造を示す断面図である。 図２０の固体撮像装置における、固体撮像素子とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図２０の固体撮像装置における、固体撮像素子とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図２０の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図２０の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 図２０の固体撮像装置における、配線基板とホルダとの電気的な接続例を示す断面図である。 本発明における別の固体撮像装置の構成を示す側面図および断面図である。 図３０の固体撮像装置における配線基板の上面図である。 図３０の固体撮像装置におけるホルダの裏面図である。 本発明における別の固体撮像装置の構成を示す側面図および断面図である。 図３３の固体撮像装置における配線基板および台座の上面図である。 本発明の固体撮像装置において透光性蓋部の側面に形成された溝とホルダに形成された突起とが係止される構成を示す断面図である。 特許文献１の固体撮像装置の平面図および断面図である。 特許文献２の固体撮像装置の断面図である。 特許文献３の固体撮像装置の分解斜視図である。 特許文献４の固体撮像装置の分解斜視図である。
符号の説明
１ 配線基板
２ 固体撮像素子
３ 透光性蓋部
４ ホルダ
５ 接着部
７ レンズ
８ａ レンズバレル
８ｂ フランジ部
１１ 係止溝
１２ 係止爪
１３ 貫通孔
１４ プローブ
１５ 端子
２１ 受光部
２２ 導電性ゴム
４１ 保持部
４１ａ 接触部
４１ｂ 固定部
４１ｃ 当接部
４２ フレーム
４３ 係止溝
４４ プローブ端子
４５ 導電性ゴム
４７ プローブ端子
４８ 突起
１００ 固体撮像装置
２００ 固体撮像装置
３００ 固体撮像装置
３０１ 固体撮像装置
３０２ 固体撮像装置
３０７ 係止爪
３０８ 台座
３４２ 係止爪
３５０ 配線
Ａ 開口
Ｓ 間隔

Claims (13)

  1. 固体撮像素子と、
    固体撮像素子が実装され、固体撮像素子と電気的に接続する配線を有する配線基板と、
    固体撮像素子上に、固体撮像素子の受光部を覆い、受光部との間に間隔を有して設けられた透光性蓋部と、
    外部の光を固体撮像素子の受光部に導くレンズと、
    そのレンズを保持したレンズバレルとを備えた固体撮像装置であって、
    さらに、透光性蓋部上にレンズバレルを固定するホルダを備え、
    上記ホルダが、透光性蓋部の外側部に嵌合した状態で、レンズバレルを押圧することによって、レンズバレルが透光性蓋部上に固定されていることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 上記ホルダは、配線基板上に、固体撮像素子を内部に収容しており、
    上記ホルダは、配線基板に着脱可能に固定されているとともに、透光性蓋部の側面部に対して垂直に圧力を加え、透光性蓋部を挟持していることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 上記ホルダは、
    透光性蓋部の側面ごとに独立して設けられ、各側面部に接触する接触部と、
    接触部を回動自在に保持し、配線基板に着脱可能に固定された固定部と、
    接触部の外側部に嵌め込まれて接触部を固定するフレームとを備えることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、
    上記接続部は、ホルダが透光性蓋部を挟持した状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触するようになっていることを特徴とする請求項２または３に記載の固体撮像装置。
  5. 上記ホルダは、配線基板上に、固体撮像素子を内部に収容しており、
    上記ホルダは、配線基板に係止されているとともに、固体撮像素子の受光面に対して垂直に、透光性蓋部を固体撮像素子側へ押さえ込んでいることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
  6. 上記配線基板およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
  7. 上記固体撮像素子の周囲に、配線基板上に半田付けされた台座を備えており、
    上記台座およびホルダの一方に係止爪が形成されており、他方に係止爪が係合される係止溝が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
  8. 上記ホルダおよび固体撮像素子の一方に、ホルダと固体撮像素子とを互いに電気的に接続する接続部を備えており、
    上記接続部は、ホルダが配線基板に係止された状態で、ホルダおよび固体撮像素子に接触するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
  9. 上記配線基板およびホルダにそれぞれ端子が形成されており、
    上記ホルダが配線基板に係止されたときに、配線基板およびホルダの各端子が互いに接触するようになっていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
  10. 上記接続部は、プローブ端子であることを特徴とする請求項４または８に記載の固体撮像装置。
  11. 上記接続部は、導電性ゴムであることを特徴とする請求項４または８に記載の固体撮像装置。
  12. 上記透光性蓋部の側面部に溝が形成されており、
    上記ホルダは、上記溝に係止される突起を備えることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
  13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えた電子機器。
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