光学部材及びそれを備えた撮像デバイス
【課題】レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材及びそれを備えた撮像デバイスを提供する。
【解決手段】光透過性基板１上に赤外波長カット膜３が設けられ、さらにその上に、赤外波長カット膜３側に第１の平坦面を有するレンズ２が設けられている。レンズ２は、レンズ有効径Ｒよりも外周部で光透過性基板１と固定されている。
【解決手段】光透過性基板１上に赤外波長カット膜３が設けられ、さらにその上に、赤外波長カット膜３側に第１の平坦面を有するレンズ２が設けられている。レンズ２は、レンズ有効径Ｒよりも外周部で光透過性基板１と固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラなどに使用されている赤外波長カット膜と集束レンズとを含む光学部材及びそれを備えた撮像デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合）素子やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）素子が多く用いられている。これらの撮像素子は、比較的広い波長範囲の光に対して感度をもち、可視光領域のみならず、近赤外領域（７５０〜２５００ｎｍ）の光に対しても良好な感度をもっている。しかし、通常のカメラの用途では、人間の目に見えない赤外領域の光は必要ではなく、また、近赤外光が撮像素子に入射すると、解像度の低下や画像ムラなどの不都合を引き起こすことになる。このため、カメラの光学系には色ガラスなどの赤外カットフィルタが挿入され、入射する光の中の近赤外光をカットしている。
【０００３】
近年、ビデオカメラ、デジタルカメラ、特に携帯電話に搭載するカメラモジュールにおいて、小型化、軽量化の要望が大きくなっている。小型化を実現するために、レンズの焦点距離を短くすることによって、光学系全体の光軸方向の薄型化をする手法がある。しかしながら、光学系全体の光軸方向の薄型化により、レンズから撮像素子までの距離が小さくなると、光軸周辺部を通る光線において、その光線が撮像素子に入射する際、入射角が大きくなってしまう。
【０００４】
入射角が大きくなると以下の２つの問題が生じる。
【０００５】
１つ目の問題は、赤外波長カットフィルタに入射角度依存性があることに起因する。すなわち、入射角度依存性により、入射角の小さい光軸中心部では赤外波長領域の光は十分にカットされるが、光線が中心から光軸周辺部に行くに伴って、撮像素子への入射角が大きくなり、その結果、赤外波長領域の光はカットされず、赤色波長の光がカットされてしまうことになる。このため、撮像素子から、電気信号に変換されて得た画像は、中心部から周辺部に行くにつれ、青みが強くなる傾向を示す。この結果、入射角度が大きくなるほど、赤外波長カットフィルタにカットされる光の波長が短くなっていくことは、画面の色ムラの原因となる。
【０００６】
２つ目の問題は、光軸周辺部の光量が光軸中心部に対して少なくなることである。すなわち、撮像素子から電気信号に変換された画像は、中心部から周辺部に行くにつれ、暗くなる傾向を示す。
【０００７】
例えば、特許文献１では、板状光透過性基板の一方の平坦面に赤外波長カットフィルタである赤外波長カット膜を設け、その赤外波長カット膜の上に樹脂製の集束レンズを直接形成することが開示されている。具体的には、図１５に示すように、光透過性基板１０１上に赤外波長カット膜１０３が設けられ、さらにその上に樹脂からなるレンズ１０２が形成されている。また、図示しないが、図面上側から入射した光線は、レンズ１０２により屈折され赤外波長カット膜１０３に入射する。入射した光線は、赤外波長カット膜１０３により赤外波長領域の光線がカットされる。その後、光線は光透過性基板１０１を通過し、最終的に撮像素子１０７上に結像する。
【０００８】
光学系の光軸を通過する光線がレンズ１０２の中心部を通って撮像素子１０７に入射するとき、赤外波長カット膜１０３に対する入射角は０°である。一方、撮像素子１０７の端部に入射する光線は、レンズ１０２により光軸側へ集束するように屈折され、レンズ１０２がない場合の入射角よりも小さい入射角で赤外波長カット膜１０３に入射し、その赤外波長カット膜１０３を通過した光が撮像素子１０７に入射する。このように、レンズ１０２は入射角を低減するレンズとして機能する。
【０００９】
また、その他の従来例では、図１６に示す撮像デバイスが挙げられる。上記の特許文献１と異なる箇所は、赤外波長カット膜２０３がパッケージ２０７側に配置され、レンズ２０２と光透過性基板２０１とが直接接着されていることである。レンズ２０２は非球面（同図には表示せず）で、光軸周辺部の入射角を小さくする効果がある。このレンズ２０２により、赤外波長カット膜の角度依存性を少なくさせて画像の色ムラを抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２３４０３８号公報（２００５年９月２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の技術には、以下に述べる幾つかの問題点を有している。
【００１１】
まず、従来の図１５に示す構成においては、レンズ１０２の原材料は液体状の樹脂からなっており、この樹脂を紫外線又は熱にて硬化させることにより定形のレンズを作製する。ここで、樹脂の硬化を赤外波長カット膜１０３上で行うと、赤外波長カット膜１０３の微小クラックに樹脂が浸入し、赤外波長カット膜１０３の特性が劣化する。また、樹脂は硬化により体積収縮が起こる。このため、ガラスからなる赤外波長カット膜１０３に接したまま樹脂が硬化すると、この硬化した樹脂がガラスからなる赤外波長カット膜１０３から剥がれる可能性もある。
【００１２】
このことから、赤外波長カット膜１０３上とは別の場所で樹脂を硬化させる必要がある。この場合、樹脂を硬化して作製したレンズ１０２を赤外波長カット膜１０３上に貼り付けることになるが、レンズ１０２の平面全面で貼れば、体積膨張率の違いにより剥がれ易くなる。すなわち、赤外波長カット膜１０３と樹脂との線膨張係数は一般的に一桁以上異なるため、温度変化により、レンズ１０２の剥がれの原因、及び赤外波長カット膜１０３の割れの原因となる。
【００１３】
また、レンズ１０２を赤外波長カット膜１０３上に貼り付ける場合には、光線が通る領域に接着剤を設ける構成になるため、接着剤への光学特性の要求がシビアになり、その要求との兼ね合いで十分な接着力を得ることができない可能性がある。
【００１４】
一方、従来例の図１６に示す構成では、赤外波長カット膜２０３を形成した側に固体撮像素子２０６を設ける構成となる。この構成では、赤外波長カット膜２０３からでる微小な破片、ゴミが固体撮像素子２０６上に落ちることになり、電気信号に変換された画像のしみが生じる。
【００１５】
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、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材及びそれを備えた撮像デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光学部材は、上記課題を解決するために、光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第１の平坦面を有するレンズが設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、赤外波長カット膜が設けられているので、赤外波長をカットし、解像度の低下や画像ムラなどの不都合を除去することができる。
【００１８】
また、レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されている。この結果、レンズは、レンズ有効径内ではガラスからなる赤外波長カット膜と固定されていないことになる。したがって、樹脂からなるレンズをガラスからなる赤外波長カット膜上で直接形成したり、樹脂からなるレンズをガラスからなる赤外波長カット膜に貼り付けたりした場合に生じたレンズと赤外波長カット膜との線膨張の違いによる剥がれを抑制することができる。また、レンズと光透過性基板とは全面で接着されるのではなく、レンズの外周部で固定されるため、線膨張の違いによる影響が生じない。さらに、レンズ有効径内で貼り付けた場合は、接着剤は光透過性を有するものに限定されたが、レンズ有効径よりも外周部で固定することとなり光学特性を必要としない接着剤の使用が可能となり、接着力の大きなものを優先的に用いることができる。
【００１９】
また、図１５に示す特許文献１のように、光透過性基板１０１に樹脂からなるレンズ１０２を直接形成する場合は、固体撮像素子１０６とレンズ１０２との位置合わせが難しいが、本発明の構成では、レンズから固体撮像素子を確認しながら位置合わせをすることが容易である。
【００２０】
また、本発明の構成では、樹脂の硬化を赤外波長カット膜上で行うものではないといえる。樹脂の硬化を赤外波長カット膜上で行うと、必然的に、レンズ有効径内ではガラスからなる赤外波長カット膜とレンズとが固定されるためである。すなわち、本発明では、予め形成したレンズが用いられる。
【００２１】
したがって、樹脂の硬化を赤外波長カット膜上で行わないので、樹脂の赤外波長カット膜への浸入による赤外波長カット膜へのダメージを抑制し、赤外波長カット膜の特性が劣化するのを抑制することができる。
【００２２】
さらに、本発明の構成では、赤外波長カット膜は光透過性基板上に設けられているので、光透過性基板の下側に設けられる撮像素子に赤外波長カット膜のゴミが落ちることもない。
【００２３】
それゆえ、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の光学部材では、前記光透過性基板は、前記レンズ側に第２の平坦面を有する一方、前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第２の平坦面に設けられていることが好ましい。
【００２５】
これにより、光透過性基板の第２の平坦面上に赤外波長カット膜を形成することによって、光透過性基板の３次元形状の表面に赤外波長カット膜を形成するよりも製造が簡易になり、より低価格及び高性能の光学部材を提供することができる。
【００２６】
また、本発明の光学部材では、前記レンズと前記赤外波長カット膜との間には第１の反射防止膜が設けられていることが好ましい。
【００２７】
すなわち、レンズを、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定させるために、例えば接着剤を使用することが考えられる。この場合、必然的に、レンズと赤外波長カット膜との間に空気層ができ、その結果、レンズと赤外波長カット膜との間で屈折率の違いに基づく反射が生じる。
【００２８】
この点、本発明では、レンズと赤外波長カット膜との間には第１の反射防止膜が設けられているので、レンズ面からの反射光を除去することができ、撮像に十分な光量を得ることができる高性能の光学部材を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の光学部材では、前記第１の反射防止膜は、前記レンズの第１の平坦面に設けられていることが好ましい。
【００３０】
これにより、第１の反射防止膜を、レンズの第１の平坦面に設けることによって、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法等の各種成膜法を適宜選択して品質のよい反射防止膜を用いることができる。
【００３１】
また、本発明の光学部材では、前記第１の反射防止膜は、空気層を介して前記赤外波長カット膜と対向していることが好ましい。
【００３２】
これにより、第１の反射防止膜と赤外波長カット膜とが直接触れない構成となる。この結果、互いの接触による傷、品質の劣化を防ぐことができるため、品質の高い光学部材を提供することができる。
【００３３】
また、本発明の光学部材では、前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、上記赤外波長カット膜と前記レンズとを接着する接着材とによって封止されていることが好ましい。
【００３４】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズへの露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材を提供することができる。また、大気中の埃等が空気層に混入することによる赤外波長カット膜又は第１の反射防止膜上への埃等の付着を防ぐこともできる。
【００３５】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記赤外波長カット膜側に突出し、かつ該赤外波長カット膜と前記第１の反射防止膜との間に空気層を設ける外周突起部が該赤外波長カット膜に当接するように形成されていてもよい。
【００３６】
すなわち、外周突起部はレンズの一部であり、突起の高さを精密に制御することが可能である。このため、接着剤等の固定材を使用するよりもその厚みの制御が容易になることによって、レンズの第１の平坦面と光透過性基板の第２の平坦面との間に傾きが生じ難くなり、レンズと光透過性基板との平行度を保てるようになる。したがって、光軸のズレが生じ難くなることにより、光学系の信頼性を高めることができる。
【００３７】
また、本発明の光学部材では、前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、前記外周突起部と、上記外周突起部と前記第１の反射防止膜とを固定する接着剤とによって封止されていることが好ましい。
【００３８】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズへの露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材を提供することができる。また、大気中の埃等が空気層に混入することによる赤外波長カット膜又は第１の反射防止膜上への埃等の付着を防ぐこともできる。
【００３９】
また、本発明では、レンズに外周突起部を設けて、赤外波長カット膜とレンズとの接着面積を小さくする。このため、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カット膜との線膨張の違いに起因する剥がれを防止することができる。
【００４０】
また、本構成においては、例えば、外周突起部の外側においてレンズと赤外波長カット膜とがシール樹脂にて封止される。したがって、レンズ有効径内においては、シール樹脂と赤外波長カット膜とが接触しないため、シール樹脂に起因する赤外波長カット膜へ傷や浸食によるダメージを抑制し、耐久性の高い光学部材を提供することができる。
【００４１】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、非球面形状となるように形成されていることが好ましい。
【００４２】
これにより、光軸周辺部の光線の入射角を小さくすることができ、赤外波長カット膜の角度依存性を抑制することができる。その結果、得られる画像の色むらを抑制することが可能となる。また、レンズの非球面形状により、レンズ中心部とレンズ周辺部との光量差を小さくすることができ、ディストーション（distortion）等の収差を補正することも可能となるため、高品質の光学部材を提供することができる。
【００４３】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部とレンズ有効径外周との間に最大厚みを有する非球面形状となるように形成されていることが好ましい。
【００４４】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部に最大値を有し、かつ、レンズ有効径外周とレンズ最外周との間に最小厚みを有する非球面形状となるように形成されていることが好ましい。
【００４５】
これらレンズの具体的構成により、確実に、光軸周辺部の光線の入射角を小さくすることができ、赤外波長カット膜の角度依存性を抑制することができる。
【００４６】
また、本発明の光学部材では、前記レンズには、前記光透過性基板への対向面とは反対側面に、第２の反射防止膜が形成されていてもよい。
【００４７】
これにより、レンズの外側の空気層とレンズとの間における屈折率の違いに基づく反射を防止することができる。
【００４８】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、複数個が１列のシート状に製造されたものであることが好ましい。
【００４９】
また、本発明の前記の光学部材では、前記レンズは、複数個がアレイ状に製造されたものであることが好ましい。
【００５０】
このように、レンズを１列のシート状又はアレイ状に製造することによって、一度に大量のレンズを作製することができる。この結果、製造時間の短縮、及び製造コストの削減を図ることができ、迅速に安価な光学部材を提供することができる。
【００５１】
また、本発明の光学部材では、前記製造された１列のシート状のレンズが光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることが好ましい。
【００５２】
また、本発明の前記の光学部材では、製造されたアレイ状のレンズが前記光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることが好ましい。
【００５３】
このように、シート状又はアレイ状のレンズと光透過性基板との切断を一緒に行うことにより、切断工程を減らすことができる。また、レンズと光透過性基板とのズレを生じることなく製造することができ、安価で高品質の光学部材を提供することができる。
【００５４】
また、本発明の撮像デバイスは、上記課題を解決するために、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、上記光透過性基板側に開口部を有するパッケージが設けられていると共に、上記パッケージ内には、該パッケージに固定された固体撮像素子と、上記固体撮像素子を覆い、かつ上記開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーとが設けられていることを特徴としている。
【００５５】
上記の構成によれば、固体撮像素子を覆い、かつ開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーを有するパッケージの上に光学部材が設けられている。
【００５６】
したがって、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材を備えた撮像デバイスを提供することができる。
【００５７】
本発明の光学部材は、上記課題を解決するために、光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第３の平坦面を有するレンズが設けられ、かつ上記光透過性基板の側壁と接するように樹脂が設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記樹脂と固定されていることを特徴としている。
【００５８】
上記の発明によれば、レンズは、レンズ有効径内では例えばガラスからなる赤外波長カット膜と固定されていないことになる。したがって、例えば樹脂からなるレンズを例えばガラスからなる赤外波長カット膜上で直接形成したり、例えば樹脂からなるレンズを例えばガラスからなる赤外波長カット膜に貼り付けたりした場合に生じたレンズと赤外波長カット膜との線膨張の違いによる剥がれを抑制することができる（剥がれは生じない）。
【００５９】
また、上記の構成によれば、レンズはレンズ有効径よりも外側で樹脂と接着される。このため、赤外波長カット膜とレンズとを接着する場合とを比較すると、光透過性基板から赤外波長カット膜が剥がれることにより、レンズが同時に光透過性基板から剥がれるという課題を解決することができる。
【００６０】
また、本発明の光学部材では、前記光透過性基板は、前記レンズ側に第４の平坦面を有する一方、前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第４の平坦面に設けられていることが好ましい。
【００６１】
これにより、光透過性基板の第４の平坦面上に赤外波長カット膜を形成することによって、光透過性基板の３次元形状の表面に赤外波長カット膜を形成するよりも製造が容易になり、より低価格及び高性能の光学部材を提供することができる。
【００６２】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板全体の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【００６３】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板の一部の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【００６４】
これにより、レンズは完全に又は概ね光透過性基板上に形成され、その光学的性能により光線を屈折させ、光透過性基板を通して固体撮像素子に光線を導くことができる。加えて、上記光透過性基板上以外で、レンズと樹脂とを接着できる接着箇所を作ることができる。この結果、光透過性基板に接着する場合と比較して、レンズの接着力を高めることができ、より信頼性の高い光学部材を提供することができる。
【００６５】
また、本発明の光学部材では、前記樹脂は、前記レンズ側に前記光透過性基板の第４の平坦面と平行な第５の平坦面を有していると共に、前記レンズは、上記樹脂の第５の平坦面に接着剤により固定されていることが好ましい。
【００６６】
これにより、光透過性基板の第４の平坦面を基準として樹脂を成型することができ、樹脂の第５の平坦面を光学系の基準とすることができる。さらに、レンズを第５の平坦面に取り付けることによって、レンズに対して傾きの少ない調整を行うことができ、光学系の信頼度を高めることができる。
【００６７】
また、本発明の光学部材では、前記樹脂の第５の平坦面は、前記光透過性基板の第４の平坦面と同一平面上に存在するか、又は該第４の平坦面よりも前記レンズ側には突出していないことが好ましい。
【００６８】
この構成では、光透過性基板の周りを樹脂が取り囲むことになる。これにより、レンズ有効径内には光透過性基板が位置する一方、レンズ有効径外は樹脂が位置する。したがって、レンズ有効径外でレンズと樹脂とが接着されることにより、光透過性基板におけるレンズに対する剥がれを抑制した光学部材を提供することができる。
【００６９】
また、本発明の光学部材では、前記光透過性基板の第４の平坦面は、前記樹脂の第５の平坦面よりも前記レンズの第３の平坦面側に配設されていることが好ましい。
【００７０】
この構成では、樹脂の第５の平坦面を光透過性基板の第４の平坦面よりも一段下げることになる。これにより、光透過性基板の周辺を樹脂で埋める場合に、樹脂が光透過性基板の第４の平坦面の表面に回り込むという課題を解決することができる。
【００７１】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記樹脂の第５の平坦面側に突出し、かつ前記レンズの第３の平坦面と前記光透過性基板の第４の平坦面との間に空気層を設ける外周突起部が該第５の平坦面に当接するように形成されていることが好ましい。
【００７２】
すなわち、外周突起部は、レンズの一部であり、この外周突起部の高さを精密に制御することが可能である。このため、接着剤等の固定剤を使用するよりもその厚みの制御が容易になることによって、レンズの第３の平坦面と樹脂の第５の平坦面との間に傾きが生じ難くなり、レンズと光透過性基板との平行度を保てるようになる。したがって、光軸のずれが生じ難くなることにより、光学系の信頼性を高めることができる。
【００７３】
さらに、空気層を設けるので、レンズと光透過性基板とが直接触れ合わず、線膨張の違いによる光透過性基板のレンズからの剥がれや、樹脂による赤外線カット膜への損傷を抑制することができる。
【００７４】
また、本発明の光学部材では、前記レンズの第３の平坦面には、第３の反射防止膜が設けられていることが好ましい。
【００７５】
これにより、レンズと空気層との屈折率の違いによるフレネル反射を抑制することができ、結果として撮像系として観測されるフレア光を抑制することができる。
【００７６】
また、本発明の光学部材では、前記空気層は、前記レンズの第３の平坦面に設けられた第３の反射防止膜と、前記外周突起部と、前記光透過性基板上に設けられた赤外波長カット膜と、前記樹脂の第５の平坦面とによって封止されていることが好ましい。
【００７７】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズへの露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材を提供することができる。
【００７８】
また、本発明の撮像デバイスは、上記課題を解決するために、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、固体撮像素子が設けられていると共に、上記固体撮像素子は、前記樹脂に封止されていることを特徴としている。
【００７９】
上記の発明によれば、レンズを直接形成した撮像デバイスを形成することができ、薄型小型の撮像デバイスを提供することができる。
【発明の効果】
【００８０】
本発明の光学部材は、以上のように、無機材料からなる光透過性基板上にガラスからなる赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上に樹脂からなるレンズが設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されているものである。
【００８１】
また、本発明の撮像デバイスは、以上のように、光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第３の平坦面を有するレンズが設けられ、かつ上記光透過性基板の側壁と接するように樹脂が設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記樹脂と固定されているものである。
【００８２】
また、本発明の撮像デバイスは、以上のように、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、上記光透過性基板側に開口部を有するパッケージが設けられていると共に、上記パッケージ内には、該パッケージに固定された固体撮像素子と、上記固体撮像素子を覆い、かつ上記開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーとが設けられているものである。
【００８３】
また、本発明の撮像デバイスは、以上のように、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、固体撮像素子が設けられていると共に、上記固体撮像素子は、前記樹脂に封止されているものである。
【００８４】
それゆえ、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材及びそれを備えた撮像デバイスを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８５】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１から図７に基づいて説明すると以下の通りである。
【００８６】
まず、本実施の形態の光学部材１０の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、上記光学部材１０を示す断面図である。
【００８７】
同図に示すように、光学部材１０は、光透過性基板１と、高分子樹脂のレンズ２と、赤外波長カット膜３と、反射防止膜４と、接着材としてのシール樹脂８とを備えている。
【００８８】
上記光透過性基板１は、ガラス等の無機材料からなる板状に形成されており、２つの平坦面１ａ・１ｂを持っている。上記光透過性基板１における、レンズ２側の第２の平坦面としての平坦面１ａ上には、赤外波長カット膜３が形成されている。赤外波長カット膜３は、ＳｉＯ２ やＭｇＦ２ 等の誘電体多層膜から構成され、一般的な蒸着成膜法によって成膜されている。この赤外波長カット膜３は、低域透過フィルタであり入射光の中の赤外波長だけを選択的に光の干渉効果を用いて取り出すことができる。
【００８９】
なお、赤外波長カット膜３の成膜方法は上述した成膜法のみに限定されず、例えば、スパッタ法、スピンコート法等を用いることができる。
【００９０】
上記レンズ２は、液体状の高分子樹脂を原材料とし、この液体状の高分子樹脂を紫外線（ＵＶ）又は熱により硬化して成型したものからなっている。このレンズ２の表面は非球面形状に形成されている。このように、レンズ２の表面を非球面形状に形成することにより、後に詳述するように、レンズ２の外周部において、入射光の入射角を小さくすることが可能になる。なお、本実施の形態では、レンズ２の原材料として高分子樹脂を用いているが、必ずしもこれに限らず、レンズ２の形状が簡易なものであれば、ガラスを成形したものを用いても良い。ガラスにより形成したレンズ２を用いれば、レンズ形状の変形による影響を考慮する必要がない。これにより、レンズ２は、有機・無機のいずれでも良い。
【００９１】
また、レンズ２は、非球面側とは反対側、つまり光透過性基板１側に第１の平坦面としての平坦面２ａを有しており、その平坦面２ａ上に第１の反射防止膜としての反射防止膜４が蒸着成膜法により成膜されている。
【００９２】
上記反射防止膜４の成膜法は、蒸着成膜法に限らず、例えばスピンコート法又はスパッタ法等の方法を用いることも可能である。
【００９３】
また、レンズ２と赤外波長カット膜３との間には、レンズ有効径Ｒよりも外周部にシール樹脂８が形成されている。この構成によって、レンズ２のレンズ有効径Ｒよりも内周側において、空気層５が形成される。ここで、上述したレンズ有効径Ｒとは、レンズ２の外径を指すのではなく、光線の通過する領域の最外周部を示している。
【００９４】
また、シール樹脂８は、取り付け精度等も考慮してレンズ有効径Ｒよりも僅かに大きい範囲で形成すればよい。その結果、レンズ２を透過する光線に影響することはない。
【００９５】
上記の構成により、入射光は、レンズ２、反射防止膜４、及び空気層５の順に透過してから赤外波長カット膜３に到達することになる。ここで、高分子樹脂の屈折率をｎ１とし、空気の屈折率をｎ０とすると、一般に、ｎ１≫ｎ０であり、レンズ２の屈折率ｎ１と空気の屈折率ｎ０とは大きく異なる。その結果、レンズ２と空気層５との境界で入射光の反射が生じ、入射光の光量の減少により、光の損失が発生する。そこで、本実施の形態では、反射防止膜４を設けることによって、入射光の反射を抑制し、かつ光の損失を減少している。
【００９６】
すなわち、上記反射防止膜４では、可視光領域において、薄膜の表面で反射する光と薄膜を透過して奥で反射する光とを干渉させることによって、レンズ２表面からの反射を抑制することができるようになっている。
【００９７】
なお、本実施の形態では、反射防止膜４は、第１の反射防止膜として、レンズ２における、非球面側とは反対側の平坦面２ａに設けられているが、必ずしもこれに限らず、反射防止膜４を、第２の反射防止膜として、レンズ２の非球面側に設けることも可能である。
【００９８】
これにより、レンズ２の外側の空気層とレンズ２との間における屈折率の違いに基づく反射を防止することができる。
【００９９】
次に、上記シール樹脂８は、例えば、無機材料と有機材料との両方に接着性を有する光硬化性の接着剤からなっている。本実施の形態では、ガラスからなる光透過性基板１は無機材料であり、高分子樹脂からなるレンズ２は有機材料である。この二つの材料がシール樹脂８により接着される。その接着は、紫外（ＵＶ）光を照射することにより行われる。なお、レンズ２がガラスからなっている場合には、シール樹脂８は、無機材料に接着性を有する光硬化性の接着剤で足りる。
【０１００】
また、シール樹脂８としては、レンズ有効径Ｒの領域を除いた矩形や円径形状のものや、矩形を有するものであり、レンズ有効径Ｒの外周に複数枚を貼り付ける等して設ける。
【０１０１】
ここで、シール樹脂８において重要なポイントは、厚さを均一的に保つことである。シール樹脂８の厚さが不均一であれば、光透過性基板１の平坦面とレンズ２の平坦面とが傾くことになる。その結果、図示しない光学系の光軸が傾き、レンズ２によるコマ収差が増大することになる。したがって、厚さを均一に保つことによって、光透過性基板１の平坦面とレンズ２の平坦面とを平行に保つことができる。なお、上記シール樹脂８は上述した光硬化性の接着剤に限定されるものではなく、例えば、シートの両面に接着剤が形成された両面テープ状のものを用いてもよい。
【０１０２】
本実施の形態の光学部材１０の構成によれば、レンズ２のレンズ有効径Ｒの内周部において、レンズ２と光透過性基板１との間にシール樹脂８の厚みによる微小ギャップが生じる。この微小ギャップである空気層５によりレンズ２と光透過性基板１のレンズ有効径Ｒの内周部での直接の接触を防ぐことができる。
【０１０３】
ここで、空気層５には、大気中の水分が流入し、露が付く恐れがある。また、大気中の埃等が空気層５に混入すると、赤外波長カット膜３又は反射防止膜４の上に埃等が付着する恐れがある。そのため、レンズ２と光透過性基板１とを接着するシール樹脂８の接着部では完全に封止されることが好ましい。
【０１０４】
また、本実施の形態では、空気層５の存在によって、レンズ有効径Ｒの内周部においてはレンズ２と光透過性基板１とが直接的に接触しないことにより、レンズ２と光透過性基板１との摩擦による傷を防ぐと共に、樹脂の赤外波長カット膜３への浸食を防ぐ効果もある。ここで、レンズ２は高分子樹脂からなるものであり、光透過性基板１はガラス等の無機材料からなるものである。従来技術ではこれらの二つの材料が大面積において接着されていた。これらの材料の熱膨張係数は、一般的に一桁以上異なっている。この違いにより、温度が変化すると、接着面積が大きければ大きいほど、膨張応力が大きく発生するため、接着樹脂の剥がれや樹脂割れの現象が生じ易くなる。本実施の形態では、レンズ２のレンズ有効径Ｒの外周部にて接着することによって、空気層５を設けることになる。その結果、光透過性基板１とレンズ２との接着面積を小さくすることにより、接着樹脂の剥がれや樹脂割れの問題を解決することができる。また、シール樹脂８を軟質性のものを使用にすることによって、光透過性基板１とレンズ２との熱膨張によるずれに対応することが可能である。
【０１０５】
次に、上記構成の光学部材１０を備えた本実施の形態の撮像デバイス２０の構成について、図２に基づいて説明する。図２は、光学部材１０を防塵カバーとして用いた撮像デバイス２０の構成を示す断面図である。
【０１０６】
上記撮像デバイス２０は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等に用いられ、光電変換を利用することによって光学結像の光学情報を電気信号に変換するイメージセンサである。撮像デバイス２０は、セラミックや樹脂等の絶縁性の素材で構成される凹型のパッケージ７を有し、このパッケージ７は後述する光学系において集光された光が入射する開口部を備えている。パッケージ７の内部の底面中央部分には、ＣＣＤ或いはＣＭＯＳ等の固体撮像素子６が接着剤で固定されている。この固体撮像素子６はボンディングワイヤ（図示せず）によって外側の電極と電気的に接続されている。なお、図示しないが、その電極はパッケージ７を貫通して外部と接続されている。
【０１０７】
本実施の形態では、光学部材１０が、レンズ２を外側に配置した状態で、パッケージ７の開口部に装着される。その結果、光学部材１０が防塵カバーとして開口部を閉塞し、パッケージ７は密封され、ゴミ等の浸入が防止される。
【０１０８】
次に、前述した本実施の形態のレンズ２の表面形状とその光路とについて、図３に基づいて、詳述する。図３は、本実施の形態のレンズ２を光学系に適用した図である。ここで、レンズ２の説明を詳細にするため、レンズ２と固体撮像素子６との関係を強調した構成としている。
【０１０９】
図３に示すように、まず、アパチャー２１を通過した光線は、第１レンズ群２２及び第２レンズ群２３を通過し、光学部材１０に入射する。入射光線は、光学部材１０に設けられたレンズ２で屈折された後、反射防止膜４、空気層５、赤外波長カット膜３、及び光透過性基板１の順に透過する。最後に、光線は固体撮像素子６上で結像される。ここで、光学系の光軸を通過する光線は、レンズ２の中心部を通って赤外波長カット膜３に対して入射角０°で入射した後、固体撮像素子６に入射する。一方、固体撮像素子６の端部に入射する光線は、レンズ２により光軸側へ集束するように屈折され、レンズ２が無い場合の入射角よりも小さい入射角で、赤外波長カット膜３に入射し、その赤外波長カット膜３を通過した光が固体撮像素子６に入射する。
【０１１０】
ここで、本実施の形態のレンズ２は、図１に示すように、レンズ２の外側面は、非球面形状に形成されている。この非球面形状は、例えば、レンズ有効径Ｒの内周部において、光軸中心部とレンズ有効径Ｒの外周との間に最大厚みを持っており、光軸中心部の厚みはその最大厚みよりも小さくなっている。
【０１１１】
上記非球面形状のレンズ２では、光軸中心部において、入射光の入射角は小さいため、光軸中心部でのレンズ２が凹状の形であるとしても、光軸中心部付近の入射する赤外光を充分にカットすることができる。また、レンズ有効径Ｒの外周と光軸中心部との間に最大厚みを持っていることによって、レンズ有効径Ｒよりも外周部の赤外波長カット膜３に入射する入射光の入射角を小さくすることができる。
【０１１２】
この結果、従来ではレンズへの入射角が大きいため、赤外光がカットされず赤色の光をカットされてしまうことに起因する色ムラが生じていたが、本実施の形態のレンズ２では、赤外波長カット膜３への光の入射角を小さくできるため、レンズ有効径Ｒよりも外周部の赤外光をカットする性能が向上できる。その結果、従来のレンズ有効径Ｒよりも外周部での入射角が大きいことにより赤色の光がカットされることに起因する色ムラを抑制し、光学性能を向上することができる。この結果、撮像デバイス２０の光学特性を向上することができる。
【０１１３】
また、上述したように、レンズ２は入射角の低減レンズとして機能するので、固体撮像素子６の端部側へ行くに伴って入射角が大きくなることを抑制できる。この結果、赤外波長カット膜３の入射角度依存性を抑制することができ、固体撮像素子６によって変換される画像の中心色調と画像の周辺色調との差を低減し、画像の色調を均一化することができる。
【０１１４】
また、レンズ２は赤外波長カット膜３に対する入射角を低減できるだけでなく、固体撮像素子６の端部側へ行くに伴って減少する光量の変化を抑制できる。この結果、固体撮像素子６によって変換される画像の中心と周辺との光量の差も低減し、画像の明るさを均一化することができ、高性能、小型の撮像デバイス２０を提供することができる。
【０１１５】
また、レンズ２を非球面化することにより、各種の収差が良好に補正できるため、ディストーション等の各種収差が抑制され、良好な画像が得られる。したがって、高性能な撮像デバイス２０を提供することができる。
【０１１６】
なお、本発明においては、必ずしも上記形状の非球面形状に限定されない。例えば、図４に示すように、光軸中心部に最大厚みを有したり、レンズ有効径Ｒの外周とレンズ最外周との間に最小厚みを有する非球面形状となるように形成されたレンズ２Ｓとすることも可能である。これによっても、同様の効果を奏すると共に、レンズ２周辺の機械的な強度を確保して、レンズ２の変形を防止したり、接着領域を確保するといった効果も奏する。
【０１１７】
なお、ここで示した光学系は、３枚のレンズ２２・２３・２から構成されているが、必要に応じて適宜、レンズ枚数を決定すればよい。本実施の形態で示す平面を有するレンズ２を用いれば、固体撮像素子６の表面に近接させてレンズ２を配置することが可能であり、通常のレンズ枚数を有する光学系と比べて光学系の小型化・薄型化をすることができる。
【０１１８】
次に、本実施の形態の上記レンズ２の作製法について、図５（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）は、レンズ２の作製方法を示す図であって、図５（ａ）はレンズシート２５の平面図であり、図５（ｂ）はレンズシート２５の側面図である。
【０１１９】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態では、例えば、レンズ２の材料である高分子樹脂はスタンパーによりアレイ状のレンズシート２５に成型される。レンズシート２５は複数のレンズ２からなり、平面状に形成されている。レンズシート２５は、成型後、ダイシングされ、個々のレンズ２に分割される。なお、上記の説明では、高分子樹脂をシート状へ成型する方法についてはスタンパーを用いているが、本発明においては必ずしもこの方法に限定されるものでなく、切削を用いた形成方法、又はグレースケールマスクによって露光する形成方法でもよい。
【０１２０】
次いで、レンズ２を成型したレンズシート２５から、ダイシングによって個々のレンズ２を作製する。その後に、前記シール樹脂８により、光透過性基板１と接着させる。
【０１２１】
ここで、レンズシート２５は成型された後、すぐにダイシングしなくてもよい。以下にその作製法について、図６（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）（ｂ）は、レンズ２の他の作製方法を示す図であり、図６（ａ）はレンズシート２６及び光透過性基板シート１１を示す平面図、図６（ｂ）はレンズシート２６と光透過性基板シート１１との貼り付けを示す側面図である。
【０１２２】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、レンズ２の材料である高分子樹脂はスタンパーによりレンズシート２６に成型される。その後、レンズシート２６を、個々のレンズサイズにダイシングせずに、このレンズシート２６と同じ大きさの光透過性基板シート１１をレンズシート２６の下側に置く。すなわち、光透過性基板シート１１はレンズサイズにダイシングされず、レンズシート２６に接着され、レンズシート２６と光透過性基板シート１１とを一緒にダイシングする。これにより、レンズ２と光透過性基板シート１１との一体物が個々に切り離される。
【０１２３】
上記の作製方法によれば、レンズシート２６と光透過性基板シート１１とを一緒にダイシングすることによって、ダイシング工程を削減することが可能となる。つまり、上記アレイ状に製造することによって、一度に大量のレンズを作製することができる。この結果、製造時間の短縮、製造コストの削減を行うことができ、迅速に安価な光学部材を提供することができる。
【０１２４】
また、上記のようにアレイ状のレンズ２と光透過性基板シート１１との切断を同時に行うことができるため、切断工程を減らすことができると共に、さらにレンズ２と光透過性基板シート１１とのずれを生じることなく製造することができ、安価で高品質の光学部材を提供することができる。
【０１２５】
なお、上記の説明では、アレイ状のレンズシート２５にレンズ２を成型したが、必ずしもこれに限らず、例えば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、１列のシート状にレンズ２を作製することも可能である。図７（ａ）はレンズシート列２７及び光透過性基板シート列１２を示す平面図であり、図７（ｂ）はレンズシート列２７と光透過性基板シート列１２との貼り付けを示す側面図である。
【０１２６】
上述のように、レンズシート列２７を１列状に製造することによって、一度に大量のレンズ２を作製することができる。この結果、製造時間の短縮、製造コストの削減を行うことができ、迅速に安価な光学部材を提供することができる。
【０１２７】
また、上記の作製方法によれば、１列状のレンズ２及び光透過性基板シート列１２の切断を同時に行うことができるため、切断工程を減らすことができると共に、さらに、レンズ２と光透過性基板シート列１２とのずれを生じることなく製造することが可能になり、安価で高品質の光学部材１０を提供することができる。
【０１２８】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図８に基づいて説明すると、以下の通りである。
【０１２９】
なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３０】
図８は、本実施の形態の光学部材３０の概略的な構成を示す断面図である。
【０１３１】
図８に示すように、本実施の形態の光学部材３０は、レンズ３２の非球面の反対側面である平坦面（第１の平坦面）のレンズ有効径Ｒの外周部において、赤外波長カット膜３側に突き出た外周突起部としての微小突起部３９を有する高分子樹脂のレンズ３２と、レンズ３２の外周部にシール樹脂３８とを備えている。微小突起部３９は、光透過性基板１上の赤外波長カット膜３に当接している。また、突き出た微小突起部３９と赤外波長カット膜３とは、微小突起部３９の外側からシール樹脂３８により固定される。
【０１３２】
すなわち、前記実施の形態１のレンズ２では、非球面の反対面におけるレンズ有効径Ｒよりも外周部が平坦面であったことに対して、本実施の形態では、レンズ３２の非球面の反対面は、レンズ有効径Ｒの外周部に突き出た微小突起部３９を有している。この構成によって、レンズ３２と光透過性基板１とに囲まれた空気層５が形成される。
【０１３３】
上記レンズ３２は、高分子樹脂を射出成型法で成型することにより作製され、一面が非球面形状であり、その反対面には、平坦部と突き出た微小突起部３９が有する。したがって、このレンズ有効径Ｒの内側は平坦部である。また、図８に示すように、レンズ３２の非球面形状は、実施の形態１のレンズ２の非球面と同様の構成であるので、その説明を省略する。
【０１３４】
上記の構成によれば、レンズ３２は、赤外波長カット膜３に対して入射角が低減されるため、レンズ有効径Ｒよりも外周部の赤外光をカットする性能を向上することができる。その結果、赤色の光がカットされることに起因する色ムラを抑制することができる。
【０１３５】
また、レンズ３２は非球面の反対側に平坦面（第１の平坦面）を有している。そして、この平坦面の上に、該平坦面を覆うように反射防止膜４が蒸着により形成される。
【０１３６】
ここで、反射防止膜４を形成するときの蒸着法においてマスクを用いていない場合には、平坦部以外のレンズ有効径Ｒの外周部、すなわち微小突起部３９にも成膜される。しかしながら、レンズ有効径Ｒの外周部に成膜された反射防止膜４については、反射防止膜４の厚みが無視できるほど薄いため、反射防止膜４の厚みにより空気層５の厚みが変化することや、光透過性基板１の平坦部とレンズ３２の平坦面との平行度が変化させることはないと考えられる。
【０１３７】
このように、本実施の形態では、レンズ３２の微小突起部３９が設けられているため、光透過性基板１とレンズ３２との間に、微小ギャップである空気層５が形成される。微小突起部３９は、レンズ３２の一部であり、突起の高さを精密に制御することが可能である。このため、実施の形態１で用いたシール樹脂８よりも、さらに、その厚みの制御が簡単になるという効果がある。したがって、レンズ３２の平坦面と光透過性基板１の平坦面との間に傾きが生じ難くなる。つまり、レンズ３２と光透過性基板１との平行度を保てるようになる。その結果、光軸のズレは生じ難くなることにより、光学系の信頼性が高めることができる。
【０１３８】
また、レンズ３２に微小突起部３９を設けることにより、光透過性基板１とレンズ３２との接着面積を小さくするため、樹脂からなるレンズ３２とガラスからなる光透過性基板１との線膨張の違いに起因する剥がれを防止することができる。また、上記のように、レンズ有効径Ｒの内周においては、シール樹脂３８と光透過性基板１上の赤外波長カット膜３とが接触しないため、樹脂の接着剤に起因する赤外波長カット膜３へ傷や浸食によるダメージを抑制し、耐久性の高い光学部材１０を提供することができる。
【０１３９】
さらに、レンズ３２と光透過性基板１との接着は、シール樹脂３８により行われる。シール樹脂３８は、無機材料及び有機材料に接着性を有する光硬化性の接着剤である。空気層５には、大気中の水分が流入することによって、露が付く恐れがある。また、大気中の埃等が空気層５に混入されると、赤外波長カット膜３又は反射防止膜４の上に埃等が付着する可能性がある。したがって、埃の付着や結露を防ぐため、シール樹脂３８により、レンズ３２と光透過性基板１とが完全に封止されることが好ましい。
【０１４０】
また、本実施の形態の光学部材３０は、上記実施の形態１の光学部材１０と同様に、撮像素子パッケージの防塵カバーとして使用される。
【０１４１】
本実施の形態では、レンズ３２に微小突起部３９を設けた構成としたが、レンズ材料としてガラスを用いる場合や、レンズサイズが小さいために微小突起部３９を成型により形成できない場合には、微小突起部３９に代わって、金属又は樹脂性の図示しないスペーサを用いても構わない。スペーサを挟んで光透過性基板１とレンズ３２とを配置した後、スペーサの厚みに影響しないように周辺部をシール樹脂３８により固定すれば同様の効果を得ることができる。さらに、スペーサとして黒色等の遮光性を有するものを用いることによって、図３に示した光学系を有するカメラモジュール内で発生するフレアやゴーストの原因となる不要光の抑制を行うことができる。
【０１４２】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４３】
図９は、本実施の形態の光学部材４０における概略的構成を示す断面図である。
【０１４４】
本実施の形態の光学部材４０は、実施の形態１の光学部材１０に比べると、反射防止膜４がなく、レンズ２と赤外波長カット膜３とが接触したものからなっている。ただし、両者の接触面での接着は行っておらず、レンズ有効径Ｒの外周部であるレンズ２の外面側に設けられたシール樹脂１８にて両者が固定されている。
【０１４５】
すなわち、実施の形態１において説明したように、図１の光学部材１０においてはレンズ２と赤外波長カット膜３とを固定するために、レンズ２と赤外波長カット膜３との間にシール樹脂８が用いられている。その結果、空気層５ができるので、必然的に、レンズ２と空気層５との境界で入射光の反射が生じ、入射光の光量の減少により、光の損失が発生することになっていた。そこで、実施の形態１では、反射防止膜４を設けることによって、入射光の反射を抑制でき、かつ光の損失を減少することができるものとなっていた。
【０１４６】
これに対して、本実施の形態では、レンズ２と赤外波長カット膜３とが接触したものからなっていると共に、シール樹脂１８をレンズ２の外側に設けて、レンズ２と赤外波長カット膜３とを固定している。
【０１４７】
この構成によれば、レンズ２と赤外波長カット膜３との間に空気層が形成されず、かつレンズ２と赤外波長カット膜３とを接触させることによって、光透過性基板１の屈折率ｎ２とレンズ２の屈折率ｎ１との関係は、ｎ１≒ｎ２（少し異なる程度）が成り立つので、入射光が殆ど反射されない。したがって、反射防止膜を省略することができる。
【０１４８】
この結果、部品点数を削減することができるようになる。
【０１４９】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１０〜図１３を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜３と同じである。
【０１５０】
図１０は、本実施の形態の光学部材５０を備えた撮像デバイス７０の概略的構成を示す断面図である。
【０１５１】
本実施の形態の撮像デバイス７０は固体撮像素子５６を含んでいる。本実施の形態では、固体撮像素子５６の上にスペーサ５７を配置し、さらにその上に光学部材５０に含まれる光透過性基板５１を配置している。この構成により実施の形態１で述べたようなパッケージ７を用いることなく、固体撮像素子５６と光透過性基板５１とのスペーシングを行うことができる。また、スペーサ５７により固体撮像素子５６と光透過性基板５１との間隔の制御ができるため、光透過性基板５１と固体撮像素子５６との距離を縮めることができ、省スペースな撮像デバイス７０を提供することができる。
【０１５２】
本実施の形態では、上記光透過性基板５１と固体撮像素子５６とを大気中の埃や湿気から保護するため、熱可塑性の樹脂５５を用いて周囲を封止する。したがって、樹脂５５は、光透過性基板５１の側壁５１ｂと接している。
【０１５３】
この際、金型を用いることによって、樹脂５５を目標の形に成形することができる。ここで、樹脂５５のレンズ５２側の面は第５の平坦面としての平坦面５５ａにすることが好ましい。この平坦面５５ａを、光学系を組み立て調整する際の基準面である光透過性基板５１の第４の平坦面としての平坦面５１ａと平行にすれば、同様に基準面とすることができる。また、レンズ５２を接着する面として使用するためにも平行かつ平坦面であることが好ましい。
【０１５４】
ここで、樹脂５５の平坦面５５ａは、光透過性基板５１の平坦面５１ａと最大同一平面上にまで存在することができるが、できれば同一平面上にないこと、つまり平坦面５５ａが平坦面５１ａよりも低いことが好ましい。仮に、同一平面上にあれば、樹脂５５を成型する際に、樹脂５５が光透過性基板５１の平坦面５１ａ上に回り込むことになり撮像デバイス７０の歩留まりが極端に低下することになる。
【０１５５】
上記光透過性基板５１の平坦面５１ａには赤外波長カット膜５３が形成されており、さらにその上側にはレンズ５２が設けられている。
【０１５６】
上記レンズ５２は、赤外波長カット膜５３側に第３の平坦面としての平坦面５２ａを有している。また、レンズ５２のレンズ有効径Ｄは光透過性基板５１の外形寸法と同じかそれ以下であり、有効光束は全て光透過性基板５１を通過して固体撮像素子５６で光電変換される。レンズ５２の外径は、光透過性基板５１の外形寸法よりも大きく、光透過性基板５１からはみ出る大きさとなっている。
【０１５７】
ここで、レンズ５２は、基準面である平坦面５２ａに設けられた赤外波長カット膜５３の一部の面と接触して、傾きが調整される。また、レンズ５２は、光線入射方向から図示しないカメラで観測されながら面内方向の位置調整が行われる。以上の調整により、レンズ５２の位置調整、及び傾き調整が終了する。
【０１５８】
また、レンズ５２はレンズ有効径Ｄよりも外側で樹脂５５の平坦面５５ａと接着剤としてのシール樹脂５８により固定される。このとき、レンズ５２と赤外波長カット膜５３とは当接しているが、接着はされていない。このため、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カット膜５３との固定による線膨張の違いに起因するレンズ５２の剥がれを抑制することができる。加えて、レンズ５２、シール樹脂５８及び樹脂５５は全て樹脂であるため、線膨張係数が類似しており、ガラスからなる赤外波長カット膜５３上に形成する場合に比べて、レンズ剥がれが生じ難い。また、樹脂同士は接着性及び密着性がよいので、レンズ剥がれを防止することができる。
【０１５９】
図１１にこの撮像デバイス７０の平面図を示す。簡略化のためレンズ５２は外形のみ図示している。光透過性基板５１は、長方形であり四隅は全てレンズ５２に覆われている。樹脂５５は上面からみると正方形であり、レンズ５２よりも大きい。
【０１６０】
ここで、レンズ５２は領域５２ｂにおいて上記シール樹脂５８によって固定されている。すなわち、光透過性基板５１に当接する面以外の、レンズ５２の平坦面５２ａと樹脂５５との段差によって生じた隙間は全てシール樹脂５８によって埋められる。これにより、隙間からのレンズ割れ及びシール樹脂割れをなくすことができる。
【０１６１】
上記撮像デバイス７０の変形例について説明する。図１４は撮像デバイス７０の変形例である撮像デバイス７０ａを示す平面図である。
【０１６２】
上記撮像デバイス７０ａではレンズ６２（外形のみ図示）が小さく形成されており、外径の一部が光透過性基板５１に重なり、一部が上記シール樹脂５８と重なっている。このような状態において、レンズ６２は光透過性基板５１側に前記平坦面５２ａを有し、その平坦面５２ａと光透過性基板５１上に設けられた赤外波長カット膜５３とは当接している。また、当接していない部分、つまり領域６２ｂで示す部分についてレンズ６２と樹脂５５との間に隙間が生じている。したがって、この領域６２ｂにシール樹脂５８を埋めることによって、レンズ６２と樹脂５５との接着を行っている。
【０１６３】
このように、レンズ６２の外径を小さくすることにより、レンズ６２の原料である樹脂の量を削減することができ、より低コストな撮像デバイス７０ａを提供することができる。
【０１６４】
ところで、このような図１１及び図１２に示す光透過性基板５１の平坦面５１ａと樹脂５５の平坦面５５ａとが同一平面上になく、レンズ５２・６２の外径が光透過性基板５１よりも大きい場合、或いは部分的に大きい場合には、レンズ５２・６２を形成するための樹脂を光透過性基板５１上で直接硬化させることができない。
【０１６５】
そこで、本実施の形態では、樹脂からなるレンズ５２・６２を以下の方法で形成することが考えられる。このレンズ５２・６２の製造方法について、図１２及び図１３（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１３（ａ）は図１２のＡ−Ａ’断面を示すものであり、図１３（ｂ）は図１２のＢ−Ｂ’断面を示すものである。
【０１６６】
レンズ５２・６２を形成するための樹脂は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、光硬化性の光硬化樹脂７１であり、紫外光を照射して硬化させる。ガラス型７２は、例えば、ＳＣＨＯＴＴ ＧＬＡＳ社製の商品名「ＢＫ７」等の硼珪酸ガラスや石英等の光透過性の無機物質からなる金型であり、紫外線を透過する。ガラス型７２には光硬化樹脂７１が金型の基準面７２ａまで注入されており、光硬化樹脂７１とガラス型７２の基準面７２ａとは同一面上になっている。ガラス型７２の基準面７２ａと光透過性基板５１とを接触させて位置合わせした後、ガラス型７２を通して紙面下方から紫外光を照射させ、光硬化樹脂７１を硬化させることによって、光硬化樹脂７１からなるレンズ５２・６２を形成する。
【０１６７】
しかしながら、実際には、この工程では、光透過性基板５１上に光硬化樹脂７１からなるレンズ５２・６２の形成が可能でない。すなわち、断面Ａ−Ａ’においては、ガラス型７２の基準面７２ａと光透過性基板５１（正確には前記赤外波長カット膜５３）とが外周部で密着しているが、断面Ｂ−Ｂ’においては、ガラス型７２の径が光透過性基板５１よりも大きいため、光硬化樹脂７１と樹脂５５との微小な間隙７３が生じている。
【０１６８】
このとき、光硬化樹脂７１は、まだ硬化しておらず、液体状態のため流動し、微少である間隙７３に毛細管現象により移動する。このため、ガラス型７２内では、移動した光硬化樹脂７１分に相当する空気が流入し、レンズ形状を形成することができないという課題が生じる。
【０１６９】
すなわち、光透過性基板５１の平坦面５１ａと樹脂５５の平坦面５５ａとが同一平面上になく、レンズ５２・６２の外形が光透過性基板５１よりも大きい場合には、光硬化樹脂７１を直接形成することはできない。したがって、本実施の形態では、予めレンズ５２・６２を別途に形成した後、光透過性基板５１及び樹脂５５の平坦面５５ａにレンズ５２・６２を接着している。
【０１７０】
このように、本実施の形態の光学部材５０では、光透過性基板５１上に赤外波長カット膜５３が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜５３側に平坦面５２ａを有するレンズ５２が設けられ、かつ光透過性基板５１の側壁５１ｂと接するように樹脂５５が設けられていると共に、レンズ５２は、レンズ有効径Ｄよりも外周部で樹脂５５と固定されている。
【０１７１】
これにより、レンズ５２は、レンズ有効径Ｄ内では例えばガラスからなる赤外波長カット膜５３と固定されていないことになる。したがって、例えば樹脂５５からなるレンズ５２を例えばガラスからなる赤外波長カット膜５３上で直接形成したり、例えば樹脂からなるレンズ５２を例えばガラスからなる赤外波長カット膜５３に貼り付けたりした場合に生じたレンズ５２と赤外波長カット膜５３との線膨張の違いによる剥がれを抑制することができる（剥がれは生じない）。
【０１７２】
また、上記の構成によれば、レンズ５２はレンズ有効径Ｄよりも外側で樹脂５５と接着される。このため、赤外波長カット膜５３とレンズ５２とを接着する場合とを比較すると、光透過性基板５１から赤外波長カット膜５３が剥がれることにより、レンズ５２が同時に光透過性基板５１から剥がれるという課題を解決することができる。
【０１７３】
また、本実施の形態の光学部材５０では、光透過性基板５１は、レンズ５２側に平坦面５１ａを有する一方、赤外波長カット膜５３は、この光透過性基板５１の平坦面５１ａに設けられていることが好ましい。
【０１７４】
これにより、光透過性基板５１の平坦面５１ａ上に赤外波長カット膜５３を形成することによって、光透過性基板５１の３次元形状の表面に赤外波長カット膜５３を形成するよりも製造が容易になり、より低価格及び高性能の光学部材５０を提供することができる。
【０１７５】
また、本実施の形態の光学部材５０では、レンズ５２における、該レンズ５２の光軸方向から見たときの平面形状は、光透過性基板５１の平面形状及び樹脂５５の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【０１７６】
また、本実施の形態の光学部材５０では、レンズ６２における、該レンズ６２の光軸方向から見たときの平面形状は、光透過性基板５１の一部の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【０１７７】
これにより、レンズ５２は完全に光透過性基板５１上に形成され、レンズ６２は概ね光透過性基板５１上に形成される。このため、レンズ５２・６２の光学的性能により光線を屈折させ、光透過性基板５１を通して固体撮像素子５６に光線を導くことができる。加えて、光透過性基板５１上以外で、レンズ５２・６２と樹脂５５とを接着できる接着箇所を作ることができる。この結果、光透過性基板５１に接着する場合と比較して、レンズ５２・６２の接着力を高めることができ、より信頼性の高い光学部材５０を提供することができる。
【０１７８】
また、本実施の形態の光学部材５０では、樹脂５５は、レンズ５２・６２側に光透過性基板５１の平坦面５１ａと平行な平坦面５５ａを有していると共に、レンズ５２・６２は、樹脂５５の平坦面５５ａと接着剤により固定されていることが好ましい。
【０１７９】
これにより、光透過性基板５１の平坦面５１ａを基準として樹脂５５を成型することができ、樹脂５５の平坦面５５ａを光学系の基準とすることができる。さらに、５２・６２を平坦面５５ａに取り付けることによって、レンズ５２・６２に対して傾きの少ない調整を行うことができ、光学系の信頼度を高めることができる。
【０１８０】
また、本実施の形態の光学部材５０では、樹脂５５の平坦面５５ａは、光透過性基板５１の平坦面５１ａと同一平面上に存在するか、又は該平坦面５１ａよりもレンズ５２・６２側には突出していないことが好ましい。
【０１８１】
この構成では、光透過性基板５１の周りを樹脂５５が取り囲むことになる。これにより、レンズ有効径Ｄ内には光透過性基板５１が位置する一方、レンズ有効径Ｄ外は樹脂５５が位置する。したがって、レンズ有効径Ｄ外でレンズ５２・６２と樹脂５５とが接着されることにより、光透過性基板５１におけるレンズ５２・６２に対する剥がれを抑制した光学部材５０を提供することができる。
【０１８２】
また、本実施の形態の光学部材５０では、光透過性基板５１の平坦面５１ａは、樹脂５５の平坦面５５ａよりもレンズ５２・６２の平坦面５２ａ側に配設されていることが好ましい。
【０１８３】
この構成では、樹脂５５の平坦面５５ａを光透過性基板５１の平坦面５１ａよりも一段下げることになる。これにより、光透過性基板５１の周辺を樹脂５５で埋める場合に、樹脂５５が光透過性基板５１の平坦面５１ａの表面に回り込むという課題を解決することができる。
【０１８４】
また、本実施の形態の撮像デバイス７０・７０ａは、上記の光学部材５０を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材５０における光透過性基板５１の、レンズ５２・６２とは反対側には、固体撮像素子５６が設けられていると共に、固体撮像素子５６は、樹脂５５に封止されている。
【０１８５】
この結果、レンズ５２・６２を直接形成した７０・７０ａを形成することができ、薄型小型の７０・７０ａを提供することができる。
【０１８６】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１４を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜４と同じである。
【０１８７】
図１４は、本実施の形態の光学部材８０を備えた撮像デバイス９０の概略的構成を示す断面図である。
【０１８８】
撮像デバイス９０は、レンズ８２の非球面の反対側面に第３の平坦面としての平坦面８２ａを有すると共に、レンズ有効径Ｄの外周部において、樹脂５５側に突き出た外周突起部としての微小突起部８２ｂを有する樹脂のレンズ８２と、このレンズ８２の外周部に接着剤としてのシール樹脂８８とを備えている。
【０１８９】
上記微小突起部８２ｂは、樹脂５５の平坦面５５ａに当接している。また、突き出た微小突起部８２ｂと樹脂５５の平坦面５５ａとは、微小突起部８２ｂの外側からシール樹脂８８により固定される。
【０１９０】
すなわち、前記実施の形態４のレンズ５２・６２では、非球面の反対面におけるレンズ有効径Ｄよりも外周部が平坦面５２ａであったことに対して、本実施の形態では、レンズ８２の非球面の反対面は、レンズ有効径Ｄの外周部に突き出た微小突起部８２ｂを有している。この構成によって、レンズ８２と光透過性基板５１とに囲まれた空気層８５が形成される。
【０１９１】
微小突起部８２ｂは、レンズ８２の一部であり、突起の高さを精密に制御することが可能である。このため、レンズ８２の厚みの制御が簡単になるという効果があり、光学系の信頼性が高めることができる。
【０１９２】
また、レンズ８２の平坦面８２ａには、第３の反射防止膜としての反射防止膜８４が設けられている。これにより、レンズ８２と空気層８５との屈折率差によって起こる入射光の反射を抑制することができる。したがって、フレア光の少ない光学部材８０及びそれを備えた撮像デバイス９０を提供することができる。
【０１９３】
また、空気層８５は、レンズ８２の平坦面８２ａに設けられた反射防止膜８４と、光透過性基板５１の平坦面５１ａに設けられた赤外波長カット膜５３と、レンズ８２の微小突起部８２ｂとシール樹脂８８とによって密閉される。この結果、空気層８５内への埃の侵入を防ぎ、大気中の湿気成分由来の露付きを防止することができる。
【０１９４】
このように、本実施の形態の光学部材８０では、レンズ８２におけるレンズ有効径Ｄよりも外周部には、樹脂５５の平坦面５５ａ側に突出し、かつレンズ８２の平坦面８２ａと光透過性基板５１の平坦面５１ａとの間に空気層８５を設ける微小突起部８２ｂが平坦面５５ａに当接するように形成されている。
【０１９５】
したがって、光軸のずれが生じ難くなることにより、光学系の信頼性を高めることができる。
【０１９６】
さらに、空気層８５を設けるので、レンズ８２と光透過性基板５１とが直接触れ合わず、線膨張の違いによる光透過性基板５１のレンズ８２からの剥がれや、樹脂５５による赤外波長カット膜５３への損傷を抑制することができる。
【０１９７】
また、本実施の形態の光学部材８０では、レンズ８２の平坦面８２ａには、反射防止膜８４が設けられていることが好ましい。
【０１９８】
これにより、レンズ８２と空気層８５との屈折率の違いによるフレネル反射を抑制することができ、結果として撮像系として観測されるフレア光を抑制することができる。
【０１９９】
また、本実施の形態の光学部材８０では、空気層８５は、レンズ８２の平坦面８２ａに設けられた反射防止膜８４と、微小突起部８２ｂと、光透過性基板５１上に設けられた赤外波長カット膜５３と、樹脂５５の平坦面５５ａとによって封止されている。
【０２００】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズ８２への露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材８０を提供することができる。
【０２０１】
また、本実施の形態の撮像デバイス９０は、上記光学部材８０を備えた撮像デバイスであって、光学部材８０における光透過性基板５１の、レンズ８２とは反対側には、固体撮像素子５６が設けられていると共に、固体撮像素子５６は、樹脂５５に封止されている。
【０２０２】
それゆえ、レンズ８２を直接形成した撮像デバイス９０を形成することができ、薄型小型の撮像デバイス９０を提供することができる。
【０２０３】
なお、本発明は、上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明は、無機材料からなる光透過性基板上にガラスからなる赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上に樹脂からなるレンズが設けられている光学部材及びそれを備えた撮像デバイスに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】本発明における光学部材の実施の一形態を示すものであり、光学部材の概略構成を示す断面図である。
【図２】上記光学部材を備えた撮像素子デバイスの概略構成を示す断面図である。
【図３】上記撮像素子デバイスの光学系における光路を示す断面図である。
【図４】上記光学部材におけるレンズの他の非球面形状を示す断面図である。
【図５】上記レンズの作製方法を示すものであって、（ａ）はレンズシートを示す平面図であり、（ｂ）はレンズシートを示す側面図である。
【図６】上記レンズの他の作製方法を示すものであって、（ａ）はレンズシート及び光透過性基板シートを示す平面図であり、（ｂ）はレンズシートと光透過性基板シートとを貼り付けたものを示す側面図である。
【図７】上記レンズの他の作製方法を示すものであって、（ａ）はレンズシート列及び光透過性基板シート列を示す平面図であり、（ｂ）はレンズシート列と光透過性基板シート列とを貼り付けたものを示す側面図である。
【図８】本発明における光学部材の他の実施の形態を示すものであり、光学部材の概略的な構成を示す断面図である。
【図９】本発明における光学部材のさらに他の実施の形態を示すものであり、光学部材の概略的な構成を示す断面図である。
【図１０】本発明における光学部材及びそれを備えた撮像デバイスのさらに他の実施の形態を示すものであり、光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【図１１】上記光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの概略的な構成を示す平面図である。
【図１２】上記光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの変形例の概略的な構成を示す平面図である。
【図１３】（ａ）は図１２のＡ−Ａ’線断面図であり、（ｂ）は図１２のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図１４】本発明における光学部材及びそれを備えた撮像デバイスのさらに他の実施の形態を示すものであり、光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【図１５】従来例を示すものであり、撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【図１６】他の従来例を示すものであり、撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２０６】
１ 光透過性基板
１ａ 平坦面（第２の平坦面）
２ レンズ
２ａ 平坦面（第１の平坦面）
２Ｓ レンズ
３ 赤外波長カット膜
４ 反射防止膜（第１の反射防止膜）
５ 空気層
６ 固体撮像素子
７ パッケージ
８ シール樹脂（接着材）
１０ 光学部材
１１ 光透過性基板シート
１２ 光透過性基板シート列
１８ シール樹脂
２０ 撮像素子デバイス
２１ アパチャー
２２ 第１レンズ群
２３ 第２レンズ群
２５・２６ レンズシート
２７ レンズシート列
３０ 光学部材
３２ レンズ
３８ シール樹脂
３９ 微小突起部（外周突起部）
４０ 光学部材
５０ 光学部材
５１ 光透過性基板
５１ａ 平坦面（第４の平坦面）
５１ｂ 側壁
５２ レンズ
５２ａ 平坦面（第３の平坦面）
５２ｂ 領域
５５ 樹脂
５３ 赤外波長カット膜
５５ａ 平坦面（第５の平坦面）
５６ 固体撮像素子
５７ スペーサ
５８ シール樹脂（接着剤）
６２ レンズ
６２ｂ 領域
７０ 撮像デバイス
７０ａ 撮像デバイス
７１ 光硬化樹脂
７２ ガラス型
７２ａ 基準面
７３ 間隙
８０ 光学部材
８２ レンズ
８２ａ 平坦面（第３の平坦面）
８２ｂ 微小突起部（外周突起部）
８４ 反射防止膜（第３の反射防止膜）
８５ 空気層
８８ シール樹脂（接着剤）
Ｄ レンズ有効径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラなどに使用されている赤外波長カット膜と集束レンズとを含む光学部材及びそれを備えた撮像デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合）素子やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）素子が多く用いられている。これらの撮像素子は、比較的広い波長範囲の光に対して感度をもち、可視光領域のみならず、近赤外領域（７５０〜２５００ｎｍ）の光に対しても良好な感度をもっている。しかし、通常のカメラの用途では、人間の目に見えない赤外領域の光は必要ではなく、また、近赤外光が撮像素子に入射すると、解像度の低下や画像ムラなどの不都合を引き起こすことになる。このため、カメラの光学系には色ガラスなどの赤外カットフィルタが挿入され、入射する光の中の近赤外光をカットしている。
【０００３】
近年、ビデオカメラ、デジタルカメラ、特に携帯電話に搭載するカメラモジュールにおいて、小型化、軽量化の要望が大きくなっている。小型化を実現するために、レンズの焦点距離を短くすることによって、光学系全体の光軸方向の薄型化をする手法がある。しかしながら、光学系全体の光軸方向の薄型化により、レンズから撮像素子までの距離が小さくなると、光軸周辺部を通る光線において、その光線が撮像素子に入射する際、入射角が大きくなってしまう。
【０００４】
入射角が大きくなると以下の２つの問題が生じる。
【０００５】
１つ目の問題は、赤外波長カットフィルタに入射角度依存性があることに起因する。すなわち、入射角度依存性により、入射角の小さい光軸中心部では赤外波長領域の光は十分にカットされるが、光線が中心から光軸周辺部に行くに伴って、撮像素子への入射角が大きくなり、その結果、赤外波長領域の光はカットされず、赤色波長の光がカットされてしまうことになる。このため、撮像素子から、電気信号に変換されて得た画像は、中心部から周辺部に行くにつれ、青みが強くなる傾向を示す。この結果、入射角度が大きくなるほど、赤外波長カットフィルタにカットされる光の波長が短くなっていくことは、画面の色ムラの原因となる。
【０００６】
２つ目の問題は、光軸周辺部の光量が光軸中心部に対して少なくなることである。すなわち、撮像素子から電気信号に変換された画像は、中心部から周辺部に行くにつれ、暗くなる傾向を示す。
【０００７】
例えば、特許文献１では、板状光透過性基板の一方の平坦面に赤外波長カットフィルタである赤外波長カット膜を設け、その赤外波長カット膜の上に樹脂製の集束レンズを直接形成することが開示されている。具体的には、図１５に示すように、光透過性基板１０１上に赤外波長カット膜１０３が設けられ、さらにその上に樹脂からなるレンズ１０２が形成されている。また、図示しないが、図面上側から入射した光線は、レンズ１０２により屈折され赤外波長カット膜１０３に入射する。入射した光線は、赤外波長カット膜１０３により赤外波長領域の光線がカットされる。その後、光線は光透過性基板１０１を通過し、最終的に撮像素子１０７上に結像する。
【０００８】
光学系の光軸を通過する光線がレンズ１０２の中心部を通って撮像素子１０７に入射するとき、赤外波長カット膜１０３に対する入射角は０°である。一方、撮像素子１０７の端部に入射する光線は、レンズ１０２により光軸側へ集束するように屈折され、レンズ１０２がない場合の入射角よりも小さい入射角で赤外波長カット膜１０３に入射し、その赤外波長カット膜１０３を通過した光が撮像素子１０７に入射する。このように、レンズ１０２は入射角を低減するレンズとして機能する。
【０００９】
また、その他の従来例では、図１６に示す撮像デバイスが挙げられる。上記の特許文献１と異なる箇所は、赤外波長カット膜２０３がパッケージ２０７側に配置され、レンズ２０２と光透過性基板２０１とが直接接着されていることである。レンズ２０２は非球面（同図には表示せず）で、光軸周辺部の入射角を小さくする効果がある。このレンズ２０２により、赤外波長カット膜の角度依存性を少なくさせて画像の色ムラを抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２３４０３８号公報（２００５年９月２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の技術には、以下に述べる幾つかの問題点を有している。
【００１１】
まず、従来の図１５に示す構成においては、レンズ１０２の原材料は液体状の樹脂からなっており、この樹脂を紫外線又は熱にて硬化させることにより定形のレンズを作製する。ここで、樹脂の硬化を赤外波長カット膜１０３上で行うと、赤外波長カット膜１０３の微小クラックに樹脂が浸入し、赤外波長カット膜１０３の特性が劣化する。また、樹脂は硬化により体積収縮が起こる。このため、ガラスからなる赤外波長カット膜１０３に接したまま樹脂が硬化すると、この硬化した樹脂がガラスからなる赤外波長カット膜１０３から剥がれる可能性もある。
【００１２】
このことから、赤外波長カット膜１０３上とは別の場所で樹脂を硬化させる必要がある。この場合、樹脂を硬化して作製したレンズ１０２を赤外波長カット膜１０３上に貼り付けることになるが、レンズ１０２の平面全面で貼れば、体積膨張率の違いにより剥がれ易くなる。すなわち、赤外波長カット膜１０３と樹脂との線膨張係数は一般的に一桁以上異なるため、温度変化により、レンズ１０２の剥がれの原因、及び赤外波長カット膜１０３の割れの原因となる。
【００１３】
また、レンズ１０２を赤外波長カット膜１０３上に貼り付ける場合には、光線が通る領域に接着剤を設ける構成になるため、接着剤への光学特性の要求がシビアになり、その要求との兼ね合いで十分な接着力を得ることができない可能性がある。
【００１４】
一方、従来例の図１６に示す構成では、赤外波長カット膜２０３を形成した側に固体撮像素子２０６を設ける構成となる。この構成では、赤外波長カット膜２０３からでる微小な破片、ゴミが固体撮像素子２０６上に落ちることになり、電気信号に変換された画像のしみが生じる。
【００１５】
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、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材及びそれを備えた撮像デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光学部材は、上記課題を解決するために、光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第１の平坦面を有するレンズが設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、赤外波長カット膜が設けられているので、赤外波長をカットし、解像度の低下や画像ムラなどの不都合を除去することができる。
【００１８】
また、レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されている。この結果、レンズは、レンズ有効径内ではガラスからなる赤外波長カット膜と固定されていないことになる。したがって、樹脂からなるレンズをガラスからなる赤外波長カット膜上で直接形成したり、樹脂からなるレンズをガラスからなる赤外波長カット膜に貼り付けたりした場合に生じたレンズと赤外波長カット膜との線膨張の違いによる剥がれを抑制することができる。また、レンズと光透過性基板とは全面で接着されるのではなく、レンズの外周部で固定されるため、線膨張の違いによる影響が生じない。さらに、レンズ有効径内で貼り付けた場合は、接着剤は光透過性を有するものに限定されたが、レンズ有効径よりも外周部で固定することとなり光学特性を必要としない接着剤の使用が可能となり、接着力の大きなものを優先的に用いることができる。
【００１９】
また、図１５に示す特許文献１のように、光透過性基板１０１に樹脂からなるレンズ１０２を直接形成する場合は、固体撮像素子１０６とレンズ１０２との位置合わせが難しいが、本発明の構成では、レンズから固体撮像素子を確認しながら位置合わせをすることが容易である。
【００２０】
また、本発明の構成では、樹脂の硬化を赤外波長カット膜上で行うものではないといえる。樹脂の硬化を赤外波長カット膜上で行うと、必然的に、レンズ有効径内ではガラスからなる赤外波長カット膜とレンズとが固定されるためである。すなわち、本発明では、予め形成したレンズが用いられる。
【００２１】
したがって、樹脂の硬化を赤外波長カット膜上で行わないので、樹脂の赤外波長カット膜への浸入による赤外波長カット膜へのダメージを抑制し、赤外波長カット膜の特性が劣化するのを抑制することができる。
【００２２】
さらに、本発明の構成では、赤外波長カット膜は光透過性基板上に設けられているので、光透過性基板の下側に設けられる撮像素子に赤外波長カット膜のゴミが落ちることもない。
【００２３】
それゆえ、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の光学部材では、前記光透過性基板は、前記レンズ側に第２の平坦面を有する一方、前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第２の平坦面に設けられていることが好ましい。
【００２５】
これにより、光透過性基板の第２の平坦面上に赤外波長カット膜を形成することによって、光透過性基板の３次元形状の表面に赤外波長カット膜を形成するよりも製造が簡易になり、より低価格及び高性能の光学部材を提供することができる。
【００２６】
また、本発明の光学部材では、前記レンズと前記赤外波長カット膜との間には第１の反射防止膜が設けられていることが好ましい。
【００２７】
すなわち、レンズを、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定させるために、例えば接着剤を使用することが考えられる。この場合、必然的に、レンズと赤外波長カット膜との間に空気層ができ、その結果、レンズと赤外波長カット膜との間で屈折率の違いに基づく反射が生じる。
【００２８】
この点、本発明では、レンズと赤外波長カット膜との間には第１の反射防止膜が設けられているので、レンズ面からの反射光を除去することができ、撮像に十分な光量を得ることができる高性能の光学部材を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の光学部材では、前記第１の反射防止膜は、前記レンズの第１の平坦面に設けられていることが好ましい。
【００３０】
これにより、第１の反射防止膜を、レンズの第１の平坦面に設けることによって、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法等の各種成膜法を適宜選択して品質のよい反射防止膜を用いることができる。
【００３１】
また、本発明の光学部材では、前記第１の反射防止膜は、空気層を介して前記赤外波長カット膜と対向していることが好ましい。
【００３２】
これにより、第１の反射防止膜と赤外波長カット膜とが直接触れない構成となる。この結果、互いの接触による傷、品質の劣化を防ぐことができるため、品質の高い光学部材を提供することができる。
【００３３】
また、本発明の光学部材では、前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、上記赤外波長カット膜と前記レンズとを接着する接着材とによって封止されていることが好ましい。
【００３４】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズへの露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材を提供することができる。また、大気中の埃等が空気層に混入することによる赤外波長カット膜又は第１の反射防止膜上への埃等の付着を防ぐこともできる。
【００３５】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記赤外波長カット膜側に突出し、かつ該赤外波長カット膜と前記第１の反射防止膜との間に空気層を設ける外周突起部が該赤外波長カット膜に当接するように形成されていてもよい。
【００３６】
すなわち、外周突起部はレンズの一部であり、突起の高さを精密に制御することが可能である。このため、接着剤等の固定材を使用するよりもその厚みの制御が容易になることによって、レンズの第１の平坦面と光透過性基板の第２の平坦面との間に傾きが生じ難くなり、レンズと光透過性基板との平行度を保てるようになる。したがって、光軸のズレが生じ難くなることにより、光学系の信頼性を高めることができる。
【００３７】
また、本発明の光学部材では、前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、前記外周突起部と、上記外周突起部と前記第１の反射防止膜とを固定する接着剤とによって封止されていることが好ましい。
【００３８】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズへの露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材を提供することができる。また、大気中の埃等が空気層に混入することによる赤外波長カット膜又は第１の反射防止膜上への埃等の付着を防ぐこともできる。
【００３９】
また、本発明では、レンズに外周突起部を設けて、赤外波長カット膜とレンズとの接着面積を小さくする。このため、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カット膜との線膨張の違いに起因する剥がれを防止することができる。
【００４０】
また、本構成においては、例えば、外周突起部の外側においてレンズと赤外波長カット膜とがシール樹脂にて封止される。したがって、レンズ有効径内においては、シール樹脂と赤外波長カット膜とが接触しないため、シール樹脂に起因する赤外波長カット膜へ傷や浸食によるダメージを抑制し、耐久性の高い光学部材を提供することができる。
【００４１】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、非球面形状となるように形成されていることが好ましい。
【００４２】
これにより、光軸周辺部の光線の入射角を小さくすることができ、赤外波長カット膜の角度依存性を抑制することができる。その結果、得られる画像の色むらを抑制することが可能となる。また、レンズの非球面形状により、レンズ中心部とレンズ周辺部との光量差を小さくすることができ、ディストーション（distortion）等の収差を補正することも可能となるため、高品質の光学部材を提供することができる。
【００４３】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部とレンズ有効径外周との間に最大厚みを有する非球面形状となるように形成されていることが好ましい。
【００４４】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部に最大値を有し、かつ、レンズ有効径外周とレンズ最外周との間に最小厚みを有する非球面形状となるように形成されていることが好ましい。
【００４５】
これらレンズの具体的構成により、確実に、光軸周辺部の光線の入射角を小さくすることができ、赤外波長カット膜の角度依存性を抑制することができる。
【００４６】
また、本発明の光学部材では、前記レンズには、前記光透過性基板への対向面とは反対側面に、第２の反射防止膜が形成されていてもよい。
【００４７】
これにより、レンズの外側の空気層とレンズとの間における屈折率の違いに基づく反射を防止することができる。
【００４８】
また、本発明の光学部材では、前記レンズは、複数個が１列のシート状に製造されたものであることが好ましい。
【００４９】
また、本発明の前記の光学部材では、前記レンズは、複数個がアレイ状に製造されたものであることが好ましい。
【００５０】
このように、レンズを１列のシート状又はアレイ状に製造することによって、一度に大量のレンズを作製することができる。この結果、製造時間の短縮、及び製造コストの削減を図ることができ、迅速に安価な光学部材を提供することができる。
【００５１】
また、本発明の光学部材では、前記製造された１列のシート状のレンズが光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることが好ましい。
【００５２】
また、本発明の前記の光学部材では、製造されたアレイ状のレンズが前記光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることが好ましい。
【００５３】
このように、シート状又はアレイ状のレンズと光透過性基板との切断を一緒に行うことにより、切断工程を減らすことができる。また、レンズと光透過性基板とのズレを生じることなく製造することができ、安価で高品質の光学部材を提供することができる。
【００５４】
また、本発明の撮像デバイスは、上記課題を解決するために、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、上記光透過性基板側に開口部を有するパッケージが設けられていると共に、上記パッケージ内には、該パッケージに固定された固体撮像素子と、上記固体撮像素子を覆い、かつ上記開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーとが設けられていることを特徴としている。
【００５５】
上記の構成によれば、固体撮像素子を覆い、かつ開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーを有するパッケージの上に光学部材が設けられている。
【００５６】
したがって、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材を備えた撮像デバイスを提供することができる。
【００５７】
本発明の光学部材は、上記課題を解決するために、光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第３の平坦面を有するレンズが設けられ、かつ上記光透過性基板の側壁と接するように樹脂が設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記樹脂と固定されていることを特徴としている。
【００５８】
上記の発明によれば、レンズは、レンズ有効径内では例えばガラスからなる赤外波長カット膜と固定されていないことになる。したがって、例えば樹脂からなるレンズを例えばガラスからなる赤外波長カット膜上で直接形成したり、例えば樹脂からなるレンズを例えばガラスからなる赤外波長カット膜に貼り付けたりした場合に生じたレンズと赤外波長カット膜との線膨張の違いによる剥がれを抑制することができる（剥がれは生じない）。
【００５９】
また、上記の構成によれば、レンズはレンズ有効径よりも外側で樹脂と接着される。このため、赤外波長カット膜とレンズとを接着する場合とを比較すると、光透過性基板から赤外波長カット膜が剥がれることにより、レンズが同時に光透過性基板から剥がれるという課題を解決することができる。
【００６０】
また、本発明の光学部材では、前記光透過性基板は、前記レンズ側に第４の平坦面を有する一方、前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第４の平坦面に設けられていることが好ましい。
【００６１】
これにより、光透過性基板の第４の平坦面上に赤外波長カット膜を形成することによって、光透過性基板の３次元形状の表面に赤外波長カット膜を形成するよりも製造が容易になり、より低価格及び高性能の光学部材を提供することができる。
【００６２】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板全体の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【００６３】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板の一部の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【００６４】
これにより、レンズは完全に又は概ね光透過性基板上に形成され、その光学的性能により光線を屈折させ、光透過性基板を通して固体撮像素子に光線を導くことができる。加えて、上記光透過性基板上以外で、レンズと樹脂とを接着できる接着箇所を作ることができる。この結果、光透過性基板に接着する場合と比較して、レンズの接着力を高めることができ、より信頼性の高い光学部材を提供することができる。
【００６５】
また、本発明の光学部材では、前記樹脂は、前記レンズ側に前記光透過性基板の第４の平坦面と平行な第５の平坦面を有していると共に、前記レンズは、上記樹脂の第５の平坦面に接着剤により固定されていることが好ましい。
【００６６】
これにより、光透過性基板の第４の平坦面を基準として樹脂を成型することができ、樹脂の第５の平坦面を光学系の基準とすることができる。さらに、レンズを第５の平坦面に取り付けることによって、レンズに対して傾きの少ない調整を行うことができ、光学系の信頼度を高めることができる。
【００６７】
また、本発明の光学部材では、前記樹脂の第５の平坦面は、前記光透過性基板の第４の平坦面と同一平面上に存在するか、又は該第４の平坦面よりも前記レンズ側には突出していないことが好ましい。
【００６８】
この構成では、光透過性基板の周りを樹脂が取り囲むことになる。これにより、レンズ有効径内には光透過性基板が位置する一方、レンズ有効径外は樹脂が位置する。したがって、レンズ有効径外でレンズと樹脂とが接着されることにより、光透過性基板におけるレンズに対する剥がれを抑制した光学部材を提供することができる。
【００６９】
また、本発明の光学部材では、前記光透過性基板の第４の平坦面は、前記樹脂の第５の平坦面よりも前記レンズの第３の平坦面側に配設されていることが好ましい。
【００７０】
この構成では、樹脂の第５の平坦面を光透過性基板の第４の平坦面よりも一段下げることになる。これにより、光透過性基板の周辺を樹脂で埋める場合に、樹脂が光透過性基板の第４の平坦面の表面に回り込むという課題を解決することができる。
【００７１】
また、本発明の光学部材では、前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記樹脂の第５の平坦面側に突出し、かつ前記レンズの第３の平坦面と前記光透過性基板の第４の平坦面との間に空気層を設ける外周突起部が該第５の平坦面に当接するように形成されていることが好ましい。
【００７２】
すなわち、外周突起部は、レンズの一部であり、この外周突起部の高さを精密に制御することが可能である。このため、接着剤等の固定剤を使用するよりもその厚みの制御が容易になることによって、レンズの第３の平坦面と樹脂の第５の平坦面との間に傾きが生じ難くなり、レンズと光透過性基板との平行度を保てるようになる。したがって、光軸のずれが生じ難くなることにより、光学系の信頼性を高めることができる。
【００７３】
さらに、空気層を設けるので、レンズと光透過性基板とが直接触れ合わず、線膨張の違いによる光透過性基板のレンズからの剥がれや、樹脂による赤外線カット膜への損傷を抑制することができる。
【００７４】
また、本発明の光学部材では、前記レンズの第３の平坦面には、第３の反射防止膜が設けられていることが好ましい。
【００７５】
これにより、レンズと空気層との屈折率の違いによるフレネル反射を抑制することができ、結果として撮像系として観測されるフレア光を抑制することができる。
【００７６】
また、本発明の光学部材では、前記空気層は、前記レンズの第３の平坦面に設けられた第３の反射防止膜と、前記外周突起部と、前記光透過性基板上に設けられた赤外波長カット膜と、前記樹脂の第５の平坦面とによって封止されていることが好ましい。
【００７７】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズへの露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材を提供することができる。
【００７８】
また、本発明の撮像デバイスは、上記課題を解決するために、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、固体撮像素子が設けられていると共に、上記固体撮像素子は、前記樹脂に封止されていることを特徴としている。
【００７９】
上記の発明によれば、レンズを直接形成した撮像デバイスを形成することができ、薄型小型の撮像デバイスを提供することができる。
【発明の効果】
【００８０】
本発明の光学部材は、以上のように、無機材料からなる光透過性基板上にガラスからなる赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上に樹脂からなるレンズが設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されているものである。
【００８１】
また、本発明の撮像デバイスは、以上のように、光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第３の平坦面を有するレンズが設けられ、かつ上記光透過性基板の側壁と接するように樹脂が設けられていると共に、上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記樹脂と固定されているものである。
【００８２】
また、本発明の撮像デバイスは、以上のように、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、上記光透過性基板側に開口部を有するパッケージが設けられていると共に、上記パッケージ内には、該パッケージに固定された固体撮像素子と、上記固体撮像素子を覆い、かつ上記開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーとが設けられているものである。
【００８３】
また、本発明の撮像デバイスは、以上のように、上記記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、固体撮像素子が設けられていると共に、上記固体撮像素子は、前記樹脂に封止されているものである。
【００８４】
それゆえ、レンズを形成する際の樹脂の赤外波長カット膜への浸入を防ぎ、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カットフィルタとの固定による線膨張の違いに起因するレンズの剥がれを抑制し、かつ赤外波長カット膜からでるゴミが撮像素子上に落ちるのを回避し得る光学部材及びそれを備えた撮像デバイスを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８５】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１から図７に基づいて説明すると以下の通りである。
【００８６】
まず、本実施の形態の光学部材１０の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、上記光学部材１０を示す断面図である。
【００８７】
同図に示すように、光学部材１０は、光透過性基板１と、高分子樹脂のレンズ２と、赤外波長カット膜３と、反射防止膜４と、接着材としてのシール樹脂８とを備えている。
【００８８】
上記光透過性基板１は、ガラス等の無機材料からなる板状に形成されており、２つの平坦面１ａ・１ｂを持っている。上記光透過性基板１における、レンズ２側の第２の平坦面としての平坦面１ａ上には、赤外波長カット膜３が形成されている。赤外波長カット膜３は、ＳｉＯ２ やＭｇＦ２ 等の誘電体多層膜から構成され、一般的な蒸着成膜法によって成膜されている。この赤外波長カット膜３は、低域透過フィルタであり入射光の中の赤外波長だけを選択的に光の干渉効果を用いて取り出すことができる。
【００８９】
なお、赤外波長カット膜３の成膜方法は上述した成膜法のみに限定されず、例えば、スパッタ法、スピンコート法等を用いることができる。
【００９０】
上記レンズ２は、液体状の高分子樹脂を原材料とし、この液体状の高分子樹脂を紫外線（ＵＶ）又は熱により硬化して成型したものからなっている。このレンズ２の表面は非球面形状に形成されている。このように、レンズ２の表面を非球面形状に形成することにより、後に詳述するように、レンズ２の外周部において、入射光の入射角を小さくすることが可能になる。なお、本実施の形態では、レンズ２の原材料として高分子樹脂を用いているが、必ずしもこれに限らず、レンズ２の形状が簡易なものであれば、ガラスを成形したものを用いても良い。ガラスにより形成したレンズ２を用いれば、レンズ形状の変形による影響を考慮する必要がない。これにより、レンズ２は、有機・無機のいずれでも良い。
【００９１】
また、レンズ２は、非球面側とは反対側、つまり光透過性基板１側に第１の平坦面としての平坦面２ａを有しており、その平坦面２ａ上に第１の反射防止膜としての反射防止膜４が蒸着成膜法により成膜されている。
【００９２】
上記反射防止膜４の成膜法は、蒸着成膜法に限らず、例えばスピンコート法又はスパッタ法等の方法を用いることも可能である。
【００９３】
また、レンズ２と赤外波長カット膜３との間には、レンズ有効径Ｒよりも外周部にシール樹脂８が形成されている。この構成によって、レンズ２のレンズ有効径Ｒよりも内周側において、空気層５が形成される。ここで、上述したレンズ有効径Ｒとは、レンズ２の外径を指すのではなく、光線の通過する領域の最外周部を示している。
【００９４】
また、シール樹脂８は、取り付け精度等も考慮してレンズ有効径Ｒよりも僅かに大きい範囲で形成すればよい。その結果、レンズ２を透過する光線に影響することはない。
【００９５】
上記の構成により、入射光は、レンズ２、反射防止膜４、及び空気層５の順に透過してから赤外波長カット膜３に到達することになる。ここで、高分子樹脂の屈折率をｎ１とし、空気の屈折率をｎ０とすると、一般に、ｎ１≫ｎ０であり、レンズ２の屈折率ｎ１と空気の屈折率ｎ０とは大きく異なる。その結果、レンズ２と空気層５との境界で入射光の反射が生じ、入射光の光量の減少により、光の損失が発生する。そこで、本実施の形態では、反射防止膜４を設けることによって、入射光の反射を抑制し、かつ光の損失を減少している。
【００９６】
すなわち、上記反射防止膜４では、可視光領域において、薄膜の表面で反射する光と薄膜を透過して奥で反射する光とを干渉させることによって、レンズ２表面からの反射を抑制することができるようになっている。
【００９７】
なお、本実施の形態では、反射防止膜４は、第１の反射防止膜として、レンズ２における、非球面側とは反対側の平坦面２ａに設けられているが、必ずしもこれに限らず、反射防止膜４を、第２の反射防止膜として、レンズ２の非球面側に設けることも可能である。
【００９８】
これにより、レンズ２の外側の空気層とレンズ２との間における屈折率の違いに基づく反射を防止することができる。
【００９９】
次に、上記シール樹脂８は、例えば、無機材料と有機材料との両方に接着性を有する光硬化性の接着剤からなっている。本実施の形態では、ガラスからなる光透過性基板１は無機材料であり、高分子樹脂からなるレンズ２は有機材料である。この二つの材料がシール樹脂８により接着される。その接着は、紫外（ＵＶ）光を照射することにより行われる。なお、レンズ２がガラスからなっている場合には、シール樹脂８は、無機材料に接着性を有する光硬化性の接着剤で足りる。
【０１００】
また、シール樹脂８としては、レンズ有効径Ｒの領域を除いた矩形や円径形状のものや、矩形を有するものであり、レンズ有効径Ｒの外周に複数枚を貼り付ける等して設ける。
【０１０１】
ここで、シール樹脂８において重要なポイントは、厚さを均一的に保つことである。シール樹脂８の厚さが不均一であれば、光透過性基板１の平坦面とレンズ２の平坦面とが傾くことになる。その結果、図示しない光学系の光軸が傾き、レンズ２によるコマ収差が増大することになる。したがって、厚さを均一に保つことによって、光透過性基板１の平坦面とレンズ２の平坦面とを平行に保つことができる。なお、上記シール樹脂８は上述した光硬化性の接着剤に限定されるものではなく、例えば、シートの両面に接着剤が形成された両面テープ状のものを用いてもよい。
【０１０２】
本実施の形態の光学部材１０の構成によれば、レンズ２のレンズ有効径Ｒの内周部において、レンズ２と光透過性基板１との間にシール樹脂８の厚みによる微小ギャップが生じる。この微小ギャップである空気層５によりレンズ２と光透過性基板１のレンズ有効径Ｒの内周部での直接の接触を防ぐことができる。
【０１０３】
ここで、空気層５には、大気中の水分が流入し、露が付く恐れがある。また、大気中の埃等が空気層５に混入すると、赤外波長カット膜３又は反射防止膜４の上に埃等が付着する恐れがある。そのため、レンズ２と光透過性基板１とを接着するシール樹脂８の接着部では完全に封止されることが好ましい。
【０１０４】
また、本実施の形態では、空気層５の存在によって、レンズ有効径Ｒの内周部においてはレンズ２と光透過性基板１とが直接的に接触しないことにより、レンズ２と光透過性基板１との摩擦による傷を防ぐと共に、樹脂の赤外波長カット膜３への浸食を防ぐ効果もある。ここで、レンズ２は高分子樹脂からなるものであり、光透過性基板１はガラス等の無機材料からなるものである。従来技術ではこれらの二つの材料が大面積において接着されていた。これらの材料の熱膨張係数は、一般的に一桁以上異なっている。この違いにより、温度が変化すると、接着面積が大きければ大きいほど、膨張応力が大きく発生するため、接着樹脂の剥がれや樹脂割れの現象が生じ易くなる。本実施の形態では、レンズ２のレンズ有効径Ｒの外周部にて接着することによって、空気層５を設けることになる。その結果、光透過性基板１とレンズ２との接着面積を小さくすることにより、接着樹脂の剥がれや樹脂割れの問題を解決することができる。また、シール樹脂８を軟質性のものを使用にすることによって、光透過性基板１とレンズ２との熱膨張によるずれに対応することが可能である。
【０１０５】
次に、上記構成の光学部材１０を備えた本実施の形態の撮像デバイス２０の構成について、図２に基づいて説明する。図２は、光学部材１０を防塵カバーとして用いた撮像デバイス２０の構成を示す断面図である。
【０１０６】
上記撮像デバイス２０は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等に用いられ、光電変換を利用することによって光学結像の光学情報を電気信号に変換するイメージセンサである。撮像デバイス２０は、セラミックや樹脂等の絶縁性の素材で構成される凹型のパッケージ７を有し、このパッケージ７は後述する光学系において集光された光が入射する開口部を備えている。パッケージ７の内部の底面中央部分には、ＣＣＤ或いはＣＭＯＳ等の固体撮像素子６が接着剤で固定されている。この固体撮像素子６はボンディングワイヤ（図示せず）によって外側の電極と電気的に接続されている。なお、図示しないが、その電極はパッケージ７を貫通して外部と接続されている。
【０１０７】
本実施の形態では、光学部材１０が、レンズ２を外側に配置した状態で、パッケージ７の開口部に装着される。その結果、光学部材１０が防塵カバーとして開口部を閉塞し、パッケージ７は密封され、ゴミ等の浸入が防止される。
【０１０８】
次に、前述した本実施の形態のレンズ２の表面形状とその光路とについて、図３に基づいて、詳述する。図３は、本実施の形態のレンズ２を光学系に適用した図である。ここで、レンズ２の説明を詳細にするため、レンズ２と固体撮像素子６との関係を強調した構成としている。
【０１０９】
図３に示すように、まず、アパチャー２１を通過した光線は、第１レンズ群２２及び第２レンズ群２３を通過し、光学部材１０に入射する。入射光線は、光学部材１０に設けられたレンズ２で屈折された後、反射防止膜４、空気層５、赤外波長カット膜３、及び光透過性基板１の順に透過する。最後に、光線は固体撮像素子６上で結像される。ここで、光学系の光軸を通過する光線は、レンズ２の中心部を通って赤外波長カット膜３に対して入射角０°で入射した後、固体撮像素子６に入射する。一方、固体撮像素子６の端部に入射する光線は、レンズ２により光軸側へ集束するように屈折され、レンズ２が無い場合の入射角よりも小さい入射角で、赤外波長カット膜３に入射し、その赤外波長カット膜３を通過した光が固体撮像素子６に入射する。
【０１１０】
ここで、本実施の形態のレンズ２は、図１に示すように、レンズ２の外側面は、非球面形状に形成されている。この非球面形状は、例えば、レンズ有効径Ｒの内周部において、光軸中心部とレンズ有効径Ｒの外周との間に最大厚みを持っており、光軸中心部の厚みはその最大厚みよりも小さくなっている。
【０１１１】
上記非球面形状のレンズ２では、光軸中心部において、入射光の入射角は小さいため、光軸中心部でのレンズ２が凹状の形であるとしても、光軸中心部付近の入射する赤外光を充分にカットすることができる。また、レンズ有効径Ｒの外周と光軸中心部との間に最大厚みを持っていることによって、レンズ有効径Ｒよりも外周部の赤外波長カット膜３に入射する入射光の入射角を小さくすることができる。
【０１１２】
この結果、従来ではレンズへの入射角が大きいため、赤外光がカットされず赤色の光をカットされてしまうことに起因する色ムラが生じていたが、本実施の形態のレンズ２では、赤外波長カット膜３への光の入射角を小さくできるため、レンズ有効径Ｒよりも外周部の赤外光をカットする性能が向上できる。その結果、従来のレンズ有効径Ｒよりも外周部での入射角が大きいことにより赤色の光がカットされることに起因する色ムラを抑制し、光学性能を向上することができる。この結果、撮像デバイス２０の光学特性を向上することができる。
【０１１３】
また、上述したように、レンズ２は入射角の低減レンズとして機能するので、固体撮像素子６の端部側へ行くに伴って入射角が大きくなることを抑制できる。この結果、赤外波長カット膜３の入射角度依存性を抑制することができ、固体撮像素子６によって変換される画像の中心色調と画像の周辺色調との差を低減し、画像の色調を均一化することができる。
【０１１４】
また、レンズ２は赤外波長カット膜３に対する入射角を低減できるだけでなく、固体撮像素子６の端部側へ行くに伴って減少する光量の変化を抑制できる。この結果、固体撮像素子６によって変換される画像の中心と周辺との光量の差も低減し、画像の明るさを均一化することができ、高性能、小型の撮像デバイス２０を提供することができる。
【０１１５】
また、レンズ２を非球面化することにより、各種の収差が良好に補正できるため、ディストーション等の各種収差が抑制され、良好な画像が得られる。したがって、高性能な撮像デバイス２０を提供することができる。
【０１１６】
なお、本発明においては、必ずしも上記形状の非球面形状に限定されない。例えば、図４に示すように、光軸中心部に最大厚みを有したり、レンズ有効径Ｒの外周とレンズ最外周との間に最小厚みを有する非球面形状となるように形成されたレンズ２Ｓとすることも可能である。これによっても、同様の効果を奏すると共に、レンズ２周辺の機械的な強度を確保して、レンズ２の変形を防止したり、接着領域を確保するといった効果も奏する。
【０１１７】
なお、ここで示した光学系は、３枚のレンズ２２・２３・２から構成されているが、必要に応じて適宜、レンズ枚数を決定すればよい。本実施の形態で示す平面を有するレンズ２を用いれば、固体撮像素子６の表面に近接させてレンズ２を配置することが可能であり、通常のレンズ枚数を有する光学系と比べて光学系の小型化・薄型化をすることができる。
【０１１８】
次に、本実施の形態の上記レンズ２の作製法について、図５（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）は、レンズ２の作製方法を示す図であって、図５（ａ）はレンズシート２５の平面図であり、図５（ｂ）はレンズシート２５の側面図である。
【０１１９】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態では、例えば、レンズ２の材料である高分子樹脂はスタンパーによりアレイ状のレンズシート２５に成型される。レンズシート２５は複数のレンズ２からなり、平面状に形成されている。レンズシート２５は、成型後、ダイシングされ、個々のレンズ２に分割される。なお、上記の説明では、高分子樹脂をシート状へ成型する方法についてはスタンパーを用いているが、本発明においては必ずしもこの方法に限定されるものでなく、切削を用いた形成方法、又はグレースケールマスクによって露光する形成方法でもよい。
【０１２０】
次いで、レンズ２を成型したレンズシート２５から、ダイシングによって個々のレンズ２を作製する。その後に、前記シール樹脂８により、光透過性基板１と接着させる。
【０１２１】
ここで、レンズシート２５は成型された後、すぐにダイシングしなくてもよい。以下にその作製法について、図６（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）（ｂ）は、レンズ２の他の作製方法を示す図であり、図６（ａ）はレンズシート２６及び光透過性基板シート１１を示す平面図、図６（ｂ）はレンズシート２６と光透過性基板シート１１との貼り付けを示す側面図である。
【０１２２】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、レンズ２の材料である高分子樹脂はスタンパーによりレンズシート２６に成型される。その後、レンズシート２６を、個々のレンズサイズにダイシングせずに、このレンズシート２６と同じ大きさの光透過性基板シート１１をレンズシート２６の下側に置く。すなわち、光透過性基板シート１１はレンズサイズにダイシングされず、レンズシート２６に接着され、レンズシート２６と光透過性基板シート１１とを一緒にダイシングする。これにより、レンズ２と光透過性基板シート１１との一体物が個々に切り離される。
【０１２３】
上記の作製方法によれば、レンズシート２６と光透過性基板シート１１とを一緒にダイシングすることによって、ダイシング工程を削減することが可能となる。つまり、上記アレイ状に製造することによって、一度に大量のレンズを作製することができる。この結果、製造時間の短縮、製造コストの削減を行うことができ、迅速に安価な光学部材を提供することができる。
【０１２４】
また、上記のようにアレイ状のレンズ２と光透過性基板シート１１との切断を同時に行うことができるため、切断工程を減らすことができると共に、さらにレンズ２と光透過性基板シート１１とのずれを生じることなく製造することができ、安価で高品質の光学部材を提供することができる。
【０１２５】
なお、上記の説明では、アレイ状のレンズシート２５にレンズ２を成型したが、必ずしもこれに限らず、例えば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、１列のシート状にレンズ２を作製することも可能である。図７（ａ）はレンズシート列２７及び光透過性基板シート列１２を示す平面図であり、図７（ｂ）はレンズシート列２７と光透過性基板シート列１２との貼り付けを示す側面図である。
【０１２６】
上述のように、レンズシート列２７を１列状に製造することによって、一度に大量のレンズ２を作製することができる。この結果、製造時間の短縮、製造コストの削減を行うことができ、迅速に安価な光学部材を提供することができる。
【０１２７】
また、上記の作製方法によれば、１列状のレンズ２及び光透過性基板シート列１２の切断を同時に行うことができるため、切断工程を減らすことができると共に、さらに、レンズ２と光透過性基板シート列１２とのずれを生じることなく製造することが可能になり、安価で高品質の光学部材１０を提供することができる。
【０１２８】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図８に基づいて説明すると、以下の通りである。
【０１２９】
なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３０】
図８は、本実施の形態の光学部材３０の概略的な構成を示す断面図である。
【０１３１】
図８に示すように、本実施の形態の光学部材３０は、レンズ３２の非球面の反対側面である平坦面（第１の平坦面）のレンズ有効径Ｒの外周部において、赤外波長カット膜３側に突き出た外周突起部としての微小突起部３９を有する高分子樹脂のレンズ３２と、レンズ３２の外周部にシール樹脂３８とを備えている。微小突起部３９は、光透過性基板１上の赤外波長カット膜３に当接している。また、突き出た微小突起部３９と赤外波長カット膜３とは、微小突起部３９の外側からシール樹脂３８により固定される。
【０１３２】
すなわち、前記実施の形態１のレンズ２では、非球面の反対面におけるレンズ有効径Ｒよりも外周部が平坦面であったことに対して、本実施の形態では、レンズ３２の非球面の反対面は、レンズ有効径Ｒの外周部に突き出た微小突起部３９を有している。この構成によって、レンズ３２と光透過性基板１とに囲まれた空気層５が形成される。
【０１３３】
上記レンズ３２は、高分子樹脂を射出成型法で成型することにより作製され、一面が非球面形状であり、その反対面には、平坦部と突き出た微小突起部３９が有する。したがって、このレンズ有効径Ｒの内側は平坦部である。また、図８に示すように、レンズ３２の非球面形状は、実施の形態１のレンズ２の非球面と同様の構成であるので、その説明を省略する。
【０１３４】
上記の構成によれば、レンズ３２は、赤外波長カット膜３に対して入射角が低減されるため、レンズ有効径Ｒよりも外周部の赤外光をカットする性能を向上することができる。その結果、赤色の光がカットされることに起因する色ムラを抑制することができる。
【０１３５】
また、レンズ３２は非球面の反対側に平坦面（第１の平坦面）を有している。そして、この平坦面の上に、該平坦面を覆うように反射防止膜４が蒸着により形成される。
【０１３６】
ここで、反射防止膜４を形成するときの蒸着法においてマスクを用いていない場合には、平坦部以外のレンズ有効径Ｒの外周部、すなわち微小突起部３９にも成膜される。しかしながら、レンズ有効径Ｒの外周部に成膜された反射防止膜４については、反射防止膜４の厚みが無視できるほど薄いため、反射防止膜４の厚みにより空気層５の厚みが変化することや、光透過性基板１の平坦部とレンズ３２の平坦面との平行度が変化させることはないと考えられる。
【０１３７】
このように、本実施の形態では、レンズ３２の微小突起部３９が設けられているため、光透過性基板１とレンズ３２との間に、微小ギャップである空気層５が形成される。微小突起部３９は、レンズ３２の一部であり、突起の高さを精密に制御することが可能である。このため、実施の形態１で用いたシール樹脂８よりも、さらに、その厚みの制御が簡単になるという効果がある。したがって、レンズ３２の平坦面と光透過性基板１の平坦面との間に傾きが生じ難くなる。つまり、レンズ３２と光透過性基板１との平行度を保てるようになる。その結果、光軸のズレは生じ難くなることにより、光学系の信頼性が高めることができる。
【０１３８】
また、レンズ３２に微小突起部３９を設けることにより、光透過性基板１とレンズ３２との接着面積を小さくするため、樹脂からなるレンズ３２とガラスからなる光透過性基板１との線膨張の違いに起因する剥がれを防止することができる。また、上記のように、レンズ有効径Ｒの内周においては、シール樹脂３８と光透過性基板１上の赤外波長カット膜３とが接触しないため、樹脂の接着剤に起因する赤外波長カット膜３へ傷や浸食によるダメージを抑制し、耐久性の高い光学部材１０を提供することができる。
【０１３９】
さらに、レンズ３２と光透過性基板１との接着は、シール樹脂３８により行われる。シール樹脂３８は、無機材料及び有機材料に接着性を有する光硬化性の接着剤である。空気層５には、大気中の水分が流入することによって、露が付く恐れがある。また、大気中の埃等が空気層５に混入されると、赤外波長カット膜３又は反射防止膜４の上に埃等が付着する可能性がある。したがって、埃の付着や結露を防ぐため、シール樹脂３８により、レンズ３２と光透過性基板１とが完全に封止されることが好ましい。
【０１４０】
また、本実施の形態の光学部材３０は、上記実施の形態１の光学部材１０と同様に、撮像素子パッケージの防塵カバーとして使用される。
【０１４１】
本実施の形態では、レンズ３２に微小突起部３９を設けた構成としたが、レンズ材料としてガラスを用いる場合や、レンズサイズが小さいために微小突起部３９を成型により形成できない場合には、微小突起部３９に代わって、金属又は樹脂性の図示しないスペーサを用いても構わない。スペーサを挟んで光透過性基板１とレンズ３２とを配置した後、スペーサの厚みに影響しないように周辺部をシール樹脂３８により固定すれば同様の効果を得ることができる。さらに、スペーサとして黒色等の遮光性を有するものを用いることによって、図３に示した光学系を有するカメラモジュール内で発生するフレアやゴーストの原因となる不要光の抑制を行うことができる。
【０１４２】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４３】
図９は、本実施の形態の光学部材４０における概略的構成を示す断面図である。
【０１４４】
本実施の形態の光学部材４０は、実施の形態１の光学部材１０に比べると、反射防止膜４がなく、レンズ２と赤外波長カット膜３とが接触したものからなっている。ただし、両者の接触面での接着は行っておらず、レンズ有効径Ｒの外周部であるレンズ２の外面側に設けられたシール樹脂１８にて両者が固定されている。
【０１４５】
すなわち、実施の形態１において説明したように、図１の光学部材１０においてはレンズ２と赤外波長カット膜３とを固定するために、レンズ２と赤外波長カット膜３との間にシール樹脂８が用いられている。その結果、空気層５ができるので、必然的に、レンズ２と空気層５との境界で入射光の反射が生じ、入射光の光量の減少により、光の損失が発生することになっていた。そこで、実施の形態１では、反射防止膜４を設けることによって、入射光の反射を抑制でき、かつ光の損失を減少することができるものとなっていた。
【０１４６】
これに対して、本実施の形態では、レンズ２と赤外波長カット膜３とが接触したものからなっていると共に、シール樹脂１８をレンズ２の外側に設けて、レンズ２と赤外波長カット膜３とを固定している。
【０１４７】
この構成によれば、レンズ２と赤外波長カット膜３との間に空気層が形成されず、かつレンズ２と赤外波長カット膜３とを接触させることによって、光透過性基板１の屈折率ｎ２とレンズ２の屈折率ｎ１との関係は、ｎ１≒ｎ２（少し異なる程度）が成り立つので、入射光が殆ど反射されない。したがって、反射防止膜を省略することができる。
【０１４８】
この結果、部品点数を削減することができるようになる。
【０１４９】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１０〜図１３を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜３と同じである。
【０１５０】
図１０は、本実施の形態の光学部材５０を備えた撮像デバイス７０の概略的構成を示す断面図である。
【０１５１】
本実施の形態の撮像デバイス７０は固体撮像素子５６を含んでいる。本実施の形態では、固体撮像素子５６の上にスペーサ５７を配置し、さらにその上に光学部材５０に含まれる光透過性基板５１を配置している。この構成により実施の形態１で述べたようなパッケージ７を用いることなく、固体撮像素子５６と光透過性基板５１とのスペーシングを行うことができる。また、スペーサ５７により固体撮像素子５６と光透過性基板５１との間隔の制御ができるため、光透過性基板５１と固体撮像素子５６との距離を縮めることができ、省スペースな撮像デバイス７０を提供することができる。
【０１５２】
本実施の形態では、上記光透過性基板５１と固体撮像素子５６とを大気中の埃や湿気から保護するため、熱可塑性の樹脂５５を用いて周囲を封止する。したがって、樹脂５５は、光透過性基板５１の側壁５１ｂと接している。
【０１５３】
この際、金型を用いることによって、樹脂５５を目標の形に成形することができる。ここで、樹脂５５のレンズ５２側の面は第５の平坦面としての平坦面５５ａにすることが好ましい。この平坦面５５ａを、光学系を組み立て調整する際の基準面である光透過性基板５１の第４の平坦面としての平坦面５１ａと平行にすれば、同様に基準面とすることができる。また、レンズ５２を接着する面として使用するためにも平行かつ平坦面であることが好ましい。
【０１５４】
ここで、樹脂５５の平坦面５５ａは、光透過性基板５１の平坦面５１ａと最大同一平面上にまで存在することができるが、できれば同一平面上にないこと、つまり平坦面５５ａが平坦面５１ａよりも低いことが好ましい。仮に、同一平面上にあれば、樹脂５５を成型する際に、樹脂５５が光透過性基板５１の平坦面５１ａ上に回り込むことになり撮像デバイス７０の歩留まりが極端に低下することになる。
【０１５５】
上記光透過性基板５１の平坦面５１ａには赤外波長カット膜５３が形成されており、さらにその上側にはレンズ５２が設けられている。
【０１５６】
上記レンズ５２は、赤外波長カット膜５３側に第３の平坦面としての平坦面５２ａを有している。また、レンズ５２のレンズ有効径Ｄは光透過性基板５１の外形寸法と同じかそれ以下であり、有効光束は全て光透過性基板５１を通過して固体撮像素子５６で光電変換される。レンズ５２の外径は、光透過性基板５１の外形寸法よりも大きく、光透過性基板５１からはみ出る大きさとなっている。
【０１５７】
ここで、レンズ５２は、基準面である平坦面５２ａに設けられた赤外波長カット膜５３の一部の面と接触して、傾きが調整される。また、レンズ５２は、光線入射方向から図示しないカメラで観測されながら面内方向の位置調整が行われる。以上の調整により、レンズ５２の位置調整、及び傾き調整が終了する。
【０１５８】
また、レンズ５２はレンズ有効径Ｄよりも外側で樹脂５５の平坦面５５ａと接着剤としてのシール樹脂５８により固定される。このとき、レンズ５２と赤外波長カット膜５３とは当接しているが、接着はされていない。このため、樹脂からなるレンズとガラスからなる赤外波長カット膜５３との固定による線膨張の違いに起因するレンズ５２の剥がれを抑制することができる。加えて、レンズ５２、シール樹脂５８及び樹脂５５は全て樹脂であるため、線膨張係数が類似しており、ガラスからなる赤外波長カット膜５３上に形成する場合に比べて、レンズ剥がれが生じ難い。また、樹脂同士は接着性及び密着性がよいので、レンズ剥がれを防止することができる。
【０１５９】
図１１にこの撮像デバイス７０の平面図を示す。簡略化のためレンズ５２は外形のみ図示している。光透過性基板５１は、長方形であり四隅は全てレンズ５２に覆われている。樹脂５５は上面からみると正方形であり、レンズ５２よりも大きい。
【０１６０】
ここで、レンズ５２は領域５２ｂにおいて上記シール樹脂５８によって固定されている。すなわち、光透過性基板５１に当接する面以外の、レンズ５２の平坦面５２ａと樹脂５５との段差によって生じた隙間は全てシール樹脂５８によって埋められる。これにより、隙間からのレンズ割れ及びシール樹脂割れをなくすことができる。
【０１６１】
上記撮像デバイス７０の変形例について説明する。図１４は撮像デバイス７０の変形例である撮像デバイス７０ａを示す平面図である。
【０１６２】
上記撮像デバイス７０ａではレンズ６２（外形のみ図示）が小さく形成されており、外径の一部が光透過性基板５１に重なり、一部が上記シール樹脂５８と重なっている。このような状態において、レンズ６２は光透過性基板５１側に前記平坦面５２ａを有し、その平坦面５２ａと光透過性基板５１上に設けられた赤外波長カット膜５３とは当接している。また、当接していない部分、つまり領域６２ｂで示す部分についてレンズ６２と樹脂５５との間に隙間が生じている。したがって、この領域６２ｂにシール樹脂５８を埋めることによって、レンズ６２と樹脂５５との接着を行っている。
【０１６３】
このように、レンズ６２の外径を小さくすることにより、レンズ６２の原料である樹脂の量を削減することができ、より低コストな撮像デバイス７０ａを提供することができる。
【０１６４】
ところで、このような図１１及び図１２に示す光透過性基板５１の平坦面５１ａと樹脂５５の平坦面５５ａとが同一平面上になく、レンズ５２・６２の外径が光透過性基板５１よりも大きい場合、或いは部分的に大きい場合には、レンズ５２・６２を形成するための樹脂を光透過性基板５１上で直接硬化させることができない。
【０１６５】
そこで、本実施の形態では、樹脂からなるレンズ５２・６２を以下の方法で形成することが考えられる。このレンズ５２・６２の製造方法について、図１２及び図１３（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１３（ａ）は図１２のＡ−Ａ’断面を示すものであり、図１３（ｂ）は図１２のＢ−Ｂ’断面を示すものである。
【０１６６】
レンズ５２・６２を形成するための樹脂は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、光硬化性の光硬化樹脂７１であり、紫外光を照射して硬化させる。ガラス型７２は、例えば、ＳＣＨＯＴＴ ＧＬＡＳ社製の商品名「ＢＫ７」等の硼珪酸ガラスや石英等の光透過性の無機物質からなる金型であり、紫外線を透過する。ガラス型７２には光硬化樹脂７１が金型の基準面７２ａまで注入されており、光硬化樹脂７１とガラス型７２の基準面７２ａとは同一面上になっている。ガラス型７２の基準面７２ａと光透過性基板５１とを接触させて位置合わせした後、ガラス型７２を通して紙面下方から紫外光を照射させ、光硬化樹脂７１を硬化させることによって、光硬化樹脂７１からなるレンズ５２・６２を形成する。
【０１６７】
しかしながら、実際には、この工程では、光透過性基板５１上に光硬化樹脂７１からなるレンズ５２・６２の形成が可能でない。すなわち、断面Ａ−Ａ’においては、ガラス型７２の基準面７２ａと光透過性基板５１（正確には前記赤外波長カット膜５３）とが外周部で密着しているが、断面Ｂ−Ｂ’においては、ガラス型７２の径が光透過性基板５１よりも大きいため、光硬化樹脂７１と樹脂５５との微小な間隙７３が生じている。
【０１６８】
このとき、光硬化樹脂７１は、まだ硬化しておらず、液体状態のため流動し、微少である間隙７３に毛細管現象により移動する。このため、ガラス型７２内では、移動した光硬化樹脂７１分に相当する空気が流入し、レンズ形状を形成することができないという課題が生じる。
【０１６９】
すなわち、光透過性基板５１の平坦面５１ａと樹脂５５の平坦面５５ａとが同一平面上になく、レンズ５２・６２の外形が光透過性基板５１よりも大きい場合には、光硬化樹脂７１を直接形成することはできない。したがって、本実施の形態では、予めレンズ５２・６２を別途に形成した後、光透過性基板５１及び樹脂５５の平坦面５５ａにレンズ５２・６２を接着している。
【０１７０】
このように、本実施の形態の光学部材５０では、光透過性基板５１上に赤外波長カット膜５３が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜５３側に平坦面５２ａを有するレンズ５２が設けられ、かつ光透過性基板５１の側壁５１ｂと接するように樹脂５５が設けられていると共に、レンズ５２は、レンズ有効径Ｄよりも外周部で樹脂５５と固定されている。
【０１７１】
これにより、レンズ５２は、レンズ有効径Ｄ内では例えばガラスからなる赤外波長カット膜５３と固定されていないことになる。したがって、例えば樹脂５５からなるレンズ５２を例えばガラスからなる赤外波長カット膜５３上で直接形成したり、例えば樹脂からなるレンズ５２を例えばガラスからなる赤外波長カット膜５３に貼り付けたりした場合に生じたレンズ５２と赤外波長カット膜５３との線膨張の違いによる剥がれを抑制することができる（剥がれは生じない）。
【０１７２】
また、上記の構成によれば、レンズ５２はレンズ有効径Ｄよりも外側で樹脂５５と接着される。このため、赤外波長カット膜５３とレンズ５２とを接着する場合とを比較すると、光透過性基板５１から赤外波長カット膜５３が剥がれることにより、レンズ５２が同時に光透過性基板５１から剥がれるという課題を解決することができる。
【０１７３】
また、本実施の形態の光学部材５０では、光透過性基板５１は、レンズ５２側に平坦面５１ａを有する一方、赤外波長カット膜５３は、この光透過性基板５１の平坦面５１ａに設けられていることが好ましい。
【０１７４】
これにより、光透過性基板５１の平坦面５１ａ上に赤外波長カット膜５３を形成することによって、光透過性基板５１の３次元形状の表面に赤外波長カット膜５３を形成するよりも製造が容易になり、より低価格及び高性能の光学部材５０を提供することができる。
【０１７５】
また、本実施の形態の光学部材５０では、レンズ５２における、該レンズ５２の光軸方向から見たときの平面形状は、光透過性基板５１の平面形状及び樹脂５５の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【０１７６】
また、本実施の形態の光学部材５０では、レンズ６２における、該レンズ６２の光軸方向から見たときの平面形状は、光透過性基板５１の一部の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることが好ましい。
【０１７７】
これにより、レンズ５２は完全に光透過性基板５１上に形成され、レンズ６２は概ね光透過性基板５１上に形成される。このため、レンズ５２・６２の光学的性能により光線を屈折させ、光透過性基板５１を通して固体撮像素子５６に光線を導くことができる。加えて、光透過性基板５１上以外で、レンズ５２・６２と樹脂５５とを接着できる接着箇所を作ることができる。この結果、光透過性基板５１に接着する場合と比較して、レンズ５２・６２の接着力を高めることができ、より信頼性の高い光学部材５０を提供することができる。
【０１７８】
また、本実施の形態の光学部材５０では、樹脂５５は、レンズ５２・６２側に光透過性基板５１の平坦面５１ａと平行な平坦面５５ａを有していると共に、レンズ５２・６２は、樹脂５５の平坦面５５ａと接着剤により固定されていることが好ましい。
【０１７９】
これにより、光透過性基板５１の平坦面５１ａを基準として樹脂５５を成型することができ、樹脂５５の平坦面５５ａを光学系の基準とすることができる。さらに、５２・６２を平坦面５５ａに取り付けることによって、レンズ５２・６２に対して傾きの少ない調整を行うことができ、光学系の信頼度を高めることができる。
【０１８０】
また、本実施の形態の光学部材５０では、樹脂５５の平坦面５５ａは、光透過性基板５１の平坦面５１ａと同一平面上に存在するか、又は該平坦面５１ａよりもレンズ５２・６２側には突出していないことが好ましい。
【０１８１】
この構成では、光透過性基板５１の周りを樹脂５５が取り囲むことになる。これにより、レンズ有効径Ｄ内には光透過性基板５１が位置する一方、レンズ有効径Ｄ外は樹脂５５が位置する。したがって、レンズ有効径Ｄ外でレンズ５２・６２と樹脂５５とが接着されることにより、光透過性基板５１におけるレンズ５２・６２に対する剥がれを抑制した光学部材５０を提供することができる。
【０１８２】
また、本実施の形態の光学部材５０では、光透過性基板５１の平坦面５１ａは、樹脂５５の平坦面５５ａよりもレンズ５２・６２の平坦面５２ａ側に配設されていることが好ましい。
【０１８３】
この構成では、樹脂５５の平坦面５５ａを光透過性基板５１の平坦面５１ａよりも一段下げることになる。これにより、光透過性基板５１の周辺を樹脂５５で埋める場合に、樹脂５５が光透過性基板５１の平坦面５１ａの表面に回り込むという課題を解決することができる。
【０１８４】
また、本実施の形態の撮像デバイス７０・７０ａは、上記の光学部材５０を備えた撮像デバイスであって、上記光学部材５０における光透過性基板５１の、レンズ５２・６２とは反対側には、固体撮像素子５６が設けられていると共に、固体撮像素子５６は、樹脂５５に封止されている。
【０１８５】
この結果、レンズ５２・６２を直接形成した７０・７０ａを形成することができ、薄型小型の７０・７０ａを提供することができる。
【０１８６】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１４を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜４と同じである。
【０１８７】
図１４は、本実施の形態の光学部材８０を備えた撮像デバイス９０の概略的構成を示す断面図である。
【０１８８】
撮像デバイス９０は、レンズ８２の非球面の反対側面に第３の平坦面としての平坦面８２ａを有すると共に、レンズ有効径Ｄの外周部において、樹脂５５側に突き出た外周突起部としての微小突起部８２ｂを有する樹脂のレンズ８２と、このレンズ８２の外周部に接着剤としてのシール樹脂８８とを備えている。
【０１８９】
上記微小突起部８２ｂは、樹脂５５の平坦面５５ａに当接している。また、突き出た微小突起部８２ｂと樹脂５５の平坦面５５ａとは、微小突起部８２ｂの外側からシール樹脂８８により固定される。
【０１９０】
すなわち、前記実施の形態４のレンズ５２・６２では、非球面の反対面におけるレンズ有効径Ｄよりも外周部が平坦面５２ａであったことに対して、本実施の形態では、レンズ８２の非球面の反対面は、レンズ有効径Ｄの外周部に突き出た微小突起部８２ｂを有している。この構成によって、レンズ８２と光透過性基板５１とに囲まれた空気層８５が形成される。
【０１９１】
微小突起部８２ｂは、レンズ８２の一部であり、突起の高さを精密に制御することが可能である。このため、レンズ８２の厚みの制御が簡単になるという効果があり、光学系の信頼性が高めることができる。
【０１９２】
また、レンズ８２の平坦面８２ａには、第３の反射防止膜としての反射防止膜８４が設けられている。これにより、レンズ８２と空気層８５との屈折率差によって起こる入射光の反射を抑制することができる。したがって、フレア光の少ない光学部材８０及びそれを備えた撮像デバイス９０を提供することができる。
【０１９３】
また、空気層８５は、レンズ８２の平坦面８２ａに設けられた反射防止膜８４と、光透過性基板５１の平坦面５１ａに設けられた赤外波長カット膜５３と、レンズ８２の微小突起部８２ｂとシール樹脂８８とによって密閉される。この結果、空気層８５内への埃の侵入を防ぎ、大気中の湿気成分由来の露付きを防止することができる。
【０１９４】
このように、本実施の形態の光学部材８０では、レンズ８２におけるレンズ有効径Ｄよりも外周部には、樹脂５５の平坦面５５ａ側に突出し、かつレンズ８２の平坦面８２ａと光透過性基板５１の平坦面５１ａとの間に空気層８５を設ける微小突起部８２ｂが平坦面５５ａに当接するように形成されている。
【０１９５】
したがって、光軸のずれが生じ難くなることにより、光学系の信頼性を高めることができる。
【０１９６】
さらに、空気層８５を設けるので、レンズ８２と光透過性基板５１とが直接触れ合わず、線膨張の違いによる光透過性基板５１のレンズ８２からの剥がれや、樹脂５５による赤外波長カット膜５３への損傷を抑制することができる。
【０１９７】
また、本実施の形態の光学部材８０では、レンズ８２の平坦面８２ａには、反射防止膜８４が設けられていることが好ましい。
【０１９８】
これにより、レンズ８２と空気層８５との屈折率の違いによるフレネル反射を抑制することができ、結果として撮像系として観測されるフレア光を抑制することができる。
【０１９９】
また、本実施の形態の光学部材８０では、空気層８５は、レンズ８２の平坦面８２ａに設けられた反射防止膜８４と、微小突起部８２ｂと、光透過性基板５１上に設けられた赤外波長カット膜５３と、樹脂５５の平坦面５５ａとによって封止されている。
【０２００】
これにより、大気中の湿気等に由来する水の浸入を防止することができ、レンズ８２への露付きを抑制することができるため、耐環境性を有する光学部材８０を提供することができる。
【０２０１】
また、本実施の形態の撮像デバイス９０は、上記光学部材８０を備えた撮像デバイスであって、光学部材８０における光透過性基板５１の、レンズ８２とは反対側には、固体撮像素子５６が設けられていると共に、固体撮像素子５６は、樹脂５５に封止されている。
【０２０２】
それゆえ、レンズ８２を直接形成した撮像デバイス９０を形成することができ、薄型小型の撮像デバイス９０を提供することができる。
【０２０３】
なお、本発明は、上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明は、無機材料からなる光透過性基板上にガラスからなる赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上に樹脂からなるレンズが設けられている光学部材及びそれを備えた撮像デバイスに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】本発明における光学部材の実施の一形態を示すものであり、光学部材の概略構成を示す断面図である。
【図２】上記光学部材を備えた撮像素子デバイスの概略構成を示す断面図である。
【図３】上記撮像素子デバイスの光学系における光路を示す断面図である。
【図４】上記光学部材におけるレンズの他の非球面形状を示す断面図である。
【図５】上記レンズの作製方法を示すものであって、（ａ）はレンズシートを示す平面図であり、（ｂ）はレンズシートを示す側面図である。
【図６】上記レンズの他の作製方法を示すものであって、（ａ）はレンズシート及び光透過性基板シートを示す平面図であり、（ｂ）はレンズシートと光透過性基板シートとを貼り付けたものを示す側面図である。
【図７】上記レンズの他の作製方法を示すものであって、（ａ）はレンズシート列及び光透過性基板シート列を示す平面図であり、（ｂ）はレンズシート列と光透過性基板シート列とを貼り付けたものを示す側面図である。
【図８】本発明における光学部材の他の実施の形態を示すものであり、光学部材の概略的な構成を示す断面図である。
【図９】本発明における光学部材のさらに他の実施の形態を示すものであり、光学部材の概略的な構成を示す断面図である。
【図１０】本発明における光学部材及びそれを備えた撮像デバイスのさらに他の実施の形態を示すものであり、光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【図１１】上記光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの概略的な構成を示す平面図である。
【図１２】上記光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの変形例の概略的な構成を示す平面図である。
【図１３】（ａ）は図１２のＡ−Ａ’線断面図であり、（ｂ）は図１２のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図１４】本発明における光学部材及びそれを備えた撮像デバイスのさらに他の実施の形態を示すものであり、光学部材及びそれを備えた撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【図１５】従来例を示すものであり、撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【図１６】他の従来例を示すものであり、撮像デバイスの概略的な構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２０６】
１ 光透過性基板
１ａ 平坦面（第２の平坦面）
２ レンズ
２ａ 平坦面（第１の平坦面）
２Ｓ レンズ
３ 赤外波長カット膜
４ 反射防止膜（第１の反射防止膜）
５ 空気層
６ 固体撮像素子
７ パッケージ
８ シール樹脂（接着材）
１０ 光学部材
１１ 光透過性基板シート
１２ 光透過性基板シート列
１８ シール樹脂
２０ 撮像素子デバイス
２１ アパチャー
２２ 第１レンズ群
２３ 第２レンズ群
２５・２６ レンズシート
２７ レンズシート列
３０ 光学部材
３２ レンズ
３８ シール樹脂
３９ 微小突起部（外周突起部）
４０ 光学部材
５０ 光学部材
５１ 光透過性基板
５１ａ 平坦面（第４の平坦面）
５１ｂ 側壁
５２ レンズ
５２ａ 平坦面（第３の平坦面）
５２ｂ 領域
５５ 樹脂
５３ 赤外波長カット膜
５５ａ 平坦面（第５の平坦面）
５６ 固体撮像素子
５７ スペーサ
５８ シール樹脂（接着剤）
６２ レンズ
６２ｂ 領域
７０ 撮像デバイス
７０ａ 撮像デバイス
７１ 光硬化樹脂
７２ ガラス型
７２ａ 基準面
７３ 間隙
８０ 光学部材
８２ レンズ
８２ａ 平坦面（第３の平坦面）
８２ｂ 微小突起部（外周突起部）
８４ 反射防止膜（第３の反射防止膜）
８５ 空気層
８８ シール樹脂（接着剤）
Ｄ レンズ有効径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第１の平坦面を有するレンズが設けられていると共に、
上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されていることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記光透過性基板は、前記レンズ側に第２の平坦面を有する一方、
前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第２の平坦面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学部材。
【請求項３】
前記レンズと前記赤外波長カット膜との間には第１の反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学部材。
【請求項４】
前記第１の反射防止膜は、前記レンズの第１の平坦面に設けられていることを特徴とする請求項３記載の光学部材。
【請求項５】
前記第１の反射防止膜は、空気層を介して前記赤外波長カット膜と対向していることを特徴とする請求項３又は４記載の光学部材。
【請求項６】
前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、上記赤外波長カット膜と前記レンズとを固定する接着材とによって封止されていることを特徴とする請求項５記載の光学部材。
【請求項７】
前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記赤外波長カット膜側に突出し、かつ該赤外波長カット膜と前記第１の反射防止膜との間に空気層を設ける外周突起部が該赤外波長カット膜に当接するように形成されていることを特徴とする請求項６記載の光学部材。
【請求項８】
前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、前記外周突起部と、上記外周突起部と前記第１の反射防止膜とを固定する接着剤とによって封止されていることを特徴とする請求項７記載の光学部材。
【請求項９】
前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、非球面形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部とレンズ有効径外周との間に最大厚みを有する非球面形状となるように形成されていることを特徴とする請求項９記載の光学部材。
【請求項１１】
前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部に最大値を有し、かつ、レンズ有効径外周とレンズ最外周との間に最小厚みを有する非球面形状となるように形成されていることを特徴とする請求項９記載の光学部材。
【請求項１２】
前記レンズには、前記光透過性基板への対向面とは反対側面に、第２の反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１３】
前記レンズは、複数個が１列のシート状に製造されたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１４】
前記製造された１列のシート状のレンズが光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学部材。
【請求項１５】
前記レンズは、複数個がアレイ状に製造されたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１６】
前記製造されたアレイ状のレンズが前記光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることを特徴とする請求項１５に記載の光学部材。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、
上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、上記光透過性基板側に開口部を有するパッケージが設けられていると共に、
上記パッケージ内には、該パッケージに固定された固体撮像素子と、上記固体撮像素子を覆い、かつ上記開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーとが設けられていることを特徴とする撮像デバイス。
【請求項１８】
光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第３の平坦面を有するレンズが設けられ、かつ上記光透過性基板の側壁と接するように樹脂が設けられていると共に、
上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記樹脂と固定されていることを特徴とする光学部材。
【請求項１９】
前記光透過性基板は、前記レンズ側に第４の平坦面を有する一方、
前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第４の平坦面に設けられていることを特徴とする請求項１８記載の光学部材。
【請求項２０】
前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板全体の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることを特徴とする請求項１９記載の光学部材。
【請求項２１】
前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板の一部の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることを特徴とする請求項１９記載の光学部材。
【請求項２２】
前記樹脂は、前記レンズ側に前記光透過性基板の第４の平坦面と平行な第５の平坦面を有していると共に、
前記レンズは、上記樹脂の第５の平坦面に接着剤により固定されていることを特徴とする請求項２０又は２１記載の光学部材。
【請求項２３】
前記樹脂の第５の平坦面は、前記光透過性基板の第４の平坦面と同一平面上に存在するか、又は該第４の平坦面よりも前記レンズ側には突出していないことを特徴とする請求項２２記載の光学部材。
【請求項２４】
前記光透過性基板の第４の平坦面は、前記樹脂の第５の平坦面よりも前記レンズの第３の平坦面側に配設されていることを特徴とする請求項２２記載の光学部材。
【請求項２５】
前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記樹脂の第５の平坦面側に突出し、かつ前記レンズの第３の平坦面と前記光透過性基板の第４の平坦面との間に空気層を設ける外周突起部が該第５の平坦面に当接するように形成されていることを特徴とする請求項２３又は２４記載の光学部材。
【請求項２６】
前記レンズの第３の平坦面には、第３の反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項２５記載の光学部材。
【請求項２７】
前記空気層は、前記レンズの第３の平坦面に設けられた第３の反射防止膜と、前記外周突起部と、前記光透過性基板上に設けられた赤外波長カット膜と、前記樹脂の第５の平坦面とによって封止されていることを特徴とする請求項２６記載の光学部材。
【請求項２８】
請求項１８〜２７のいずれか１項に記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、
上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、固体撮像素子が設けられていると共に、
上記固体撮像素子は、前記樹脂に封止されていることを特徴とする撮像デバイス。
【請求項１】
光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第１の平坦面を有するレンズが設けられていると共に、
上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記光透過性基板と固定されていることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記光透過性基板は、前記レンズ側に第２の平坦面を有する一方、
前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第２の平坦面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学部材。
【請求項３】
前記レンズと前記赤外波長カット膜との間には第１の反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学部材。
【請求項４】
前記第１の反射防止膜は、前記レンズの第１の平坦面に設けられていることを特徴とする請求項３記載の光学部材。
【請求項５】
前記第１の反射防止膜は、空気層を介して前記赤外波長カット膜と対向していることを特徴とする請求項３又は４記載の光学部材。
【請求項６】
前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、上記赤外波長カット膜と前記レンズとを固定する接着材とによって封止されていることを特徴とする請求項５記載の光学部材。
【請求項７】
前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記赤外波長カット膜側に突出し、かつ該赤外波長カット膜と前記第１の反射防止膜との間に空気層を設ける外周突起部が該赤外波長カット膜に当接するように形成されていることを特徴とする請求項６記載の光学部材。
【請求項８】
前記空気層は、前記赤外波長カット膜と、前記第１の反射防止膜と、前記外周突起部と、上記外周突起部と前記第１の反射防止膜とを固定する接着剤とによって封止されていることを特徴とする請求項７記載の光学部材。
【請求項９】
前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、非球面形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部とレンズ有効径外周との間に最大厚みを有する非球面形状となるように形成されていることを特徴とする請求項９記載の光学部材。
【請求項１１】
前記レンズは、前記光透過性基板への対向面とは反対側面の断面が、光軸中心部に最大値を有し、かつ、レンズ有効径外周とレンズ最外周との間に最小厚みを有する非球面形状となるように形成されていることを特徴とする請求項９記載の光学部材。
【請求項１２】
前記レンズには、前記光透過性基板への対向面とは反対側面に、第２の反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１３】
前記レンズは、複数個が１列のシート状に製造されたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１４】
前記製造された１列のシート状のレンズが光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることを特徴とする請求項１３に記載の光学部材。
【請求項１５】
前記レンズは、複数個がアレイ状に製造されたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１６】
前記製造されたアレイ状のレンズが前記光透過性基板上に設けられた後、個々に切り離されていることを特徴とする請求項１５に記載の光学部材。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、
上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、上記光透過性基板側に開口部を有するパッケージが設けられていると共に、
上記パッケージ内には、該パッケージに固定された固体撮像素子と、上記固体撮像素子を覆い、かつ上記開口部を閉塞する光透過性の防塵カバーとが設けられていることを特徴とする撮像デバイス。
【請求項１８】
光透過性基板上に赤外波長カット膜が設けられ、さらにその上側に、赤外波長カット膜側に第３の平坦面を有するレンズが設けられ、かつ上記光透過性基板の側壁と接するように樹脂が設けられていると共に、
上記レンズは、レンズ有効径よりも外周部で上記樹脂と固定されていることを特徴とする光学部材。
【請求項１９】
前記光透過性基板は、前記レンズ側に第４の平坦面を有する一方、
前記赤外波長カット膜は、上記光透過性基板の第４の平坦面に設けられていることを特徴とする請求項１８記載の光学部材。
【請求項２０】
前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板全体の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることを特徴とする請求項１９記載の光学部材。
【請求項２１】
前記レンズにおける、該レンズの光軸方向から見たときの平面形状は、前記光透過性基板の一部の平面形状及び前記樹脂の一部の平面形状を含んでいることを特徴とする請求項１９記載の光学部材。
【請求項２２】
前記樹脂は、前記レンズ側に前記光透過性基板の第４の平坦面と平行な第５の平坦面を有していると共に、
前記レンズは、上記樹脂の第５の平坦面に接着剤により固定されていることを特徴とする請求項２０又は２１記載の光学部材。
【請求項２３】
前記樹脂の第５の平坦面は、前記光透過性基板の第４の平坦面と同一平面上に存在するか、又は該第４の平坦面よりも前記レンズ側には突出していないことを特徴とする請求項２２記載の光学部材。
【請求項２４】
前記光透過性基板の第４の平坦面は、前記樹脂の第５の平坦面よりも前記レンズの第３の平坦面側に配設されていることを特徴とする請求項２２記載の光学部材。
【請求項２５】
前記レンズにおける有効径よりも外周部には、前記樹脂の第５の平坦面側に突出し、かつ前記レンズの第３の平坦面と前記光透過性基板の第４の平坦面との間に空気層を設ける外周突起部が該第５の平坦面に当接するように形成されていることを特徴とする請求項２３又は２４記載の光学部材。
【請求項２６】
前記レンズの第３の平坦面には、第３の反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項２５記載の光学部材。
【請求項２７】
前記空気層は、前記レンズの第３の平坦面に設けられた第３の反射防止膜と、前記外周突起部と、前記光透過性基板上に設けられた赤外波長カット膜と、前記樹脂の第５の平坦面とによって封止されていることを特徴とする請求項２６記載の光学部材。
【請求項２８】
請求項１８〜２７のいずれか１項に記載の光学部材を備えた撮像デバイスであって、
上記光学部材における前記光透過性基板の、前記レンズとは反対側には、固体撮像素子が設けられていると共に、
上記固体撮像素子は、前記樹脂に封止されていることを特徴とする撮像デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２５０２８５（Ｐ２００８−２５０２８５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４２８９２（Ｐ２００７−２４２８９２）
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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