【課題】 固体撮像装置のカバー部材を光学フィルタと兼用し、撮像レンズと撮像装置との間に広いスペースを確保するとともに、カバー部材に付着する埃を減らしより良質な画像を得る。
【解決手段】 ケーシング１１の凹部１２の底面に、平板状の固体撮像素子１３を埋め込む。凹部１２の周縁に形成した段部１４に、リチウムナイオベート（ＬＮ）板からなる光学ローパスフィルタ１５と赤外線カットフィルタ１６を積層した透明板状カバー部材１７を嵌め込む。ケーシング１１内に窒素を封入し透明板状カバー部材１７を接着剤によってケーシング１１に接着する。光学ローパスフィルタ１５の外側の面を、クロムでコーティングし導電膜を形成する。
［代表図面］

【発行国】日本国特許庁（ＪＰ）
【公報種別】公開特許公報（Ａ）
【公開番号】特開２００１−３３９０５５（Ｐ２００１−３３９０５５Ａ）
【公開日】平成１３年１２月７日（２００１．１２．７）
【発明の名称】固体撮像装置のカバー部材と固体撮像装置
【国際特許分類第７版】
　H01L 27/14
　23/02
　31/02
　H04N 5/225
　5/335
【ＦＩ】
　H01L 23/02 F
　H04N 5/225 E
　5/335 V
　H01L 27/14 D
　31/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】１３
【全頁数】７
【出願番号】特願２０００−１５７９００（Ｐ２０００−１５７９００）
【出願日】平成１２年５月２９日（２０００．５．２９）
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社
【発明者】
【発明者】
【発明者】
【代理人】弁理士（１０００９０１６９）
【テーマコード（参考）】
　4M118
　5C022
　5C024
　5F088
【Ｆターム（参考）】
　4M118 AA05 AA10 AB01 GC11 GC20 HA02
　5C022 AC42 AC44 AC55 AC66
　5C024 CY48 EX23 EX51 EX55
　5F088 BA15 BA20 BB03 JA13 JA20
【請求項１】
　ケーシング内に固体撮像素子を設けるとともに、前記ケーシングの開口に透明板状のカバー部材を取付け、前記ケーシング内を外気から遮断するように前記カバー部材の周縁部とケーシングとの間を密封した固体撮像装置において、前記カバー部材の前記固体撮像素子とは反対側の面に導電性を有する導電膜が形成されることを特徴とする固体撮像装置のカバー部材。
【請求項２】
　前記導電膜が金属被膜であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項３】
　前記金属被膜がクロムであることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項４】
　前記カバー部材が複数の積層された透明板状部材からなり、前記透明板状部材のうちの１つが光学ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項５】
　前記光学ローパスフィルタが、複数のリチウムナイオベート板からなることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項６】
　前記カバー部材が複数の積層された透明板状部材からなり、前記透明板状部材のうちの１つが赤外線カットフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項７】
　前記透明板状部材のうちの１つが光学ローパスフィルタであることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項８】
　前記赤外線カットフィルタが、前記光学ローパスフィルタよりも前記固体撮像素子側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項９】
　前記カバー部材が複数の積層された透明板状部材からなり、前記透明板状部材のうちの１つがカバーガラスであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置のカバー部材。
【請求項１０】
　前記カバー部材がリチウムナイオベート板を有し、前記導電膜が前記リチウムナイオベート板の少なくとも一方の面に形成され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のカバー部材。
【請求項１１】
　前記カバー部材が赤外線カットフィルタ板を有し、前記導電膜が前記赤外線カットフィルタ板の少なくとも一方の面に形成され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のカバー部材。
【請求項１２】
　前記カバー部材がカバーガラス板を有し、前記導電膜が前記カバーガラス板の少なくとも一方の面に形成され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のカバー部材。
【請求項１３】
　ケーシング内に固体撮像素子を設けるとともに、前記ケーシングの開口に透明板状のカバー部材を取付け、前記ケーシング内を外気から遮断するように前記カバー部材の周縁部とケーシングとの間を密封した固体撮像装置であって、前記カバー部材の前記固体撮像素子とは反対側の面に導電性を有する導電膜が形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
　本発明は、例えばデジタルカメラあるいはビデオカメラに設けられる固体撮像装置をシールドする透明板状カバー部材のコーティングに関す。
【０００２】
【従来の技術】
　従来デジタルカメラなど撮像装置を使用する装置では、撮像装置によって得られる画像の画質を高めるために、撮像レンズと撮像装置の間に、撮像素子の画素ピッチと被写体の空間周波数とのビートにより生じるモアレを防止するためのローパスフィルタや赤外線の影響を除去するための赤外線カットフィルタが設けている。従来の光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタの取り付け構造では、撮像レンズと撮像装置との間に大きなスペースが占有され、光学設計上大きな障害となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
　一方上記問題を解決するために、光学フィルタや赤外線カットフィルタを撮像装置に近接させ、撮像レンズと撮像装置により広いスペースを確保すると、上記フィルタに付着した埃による画像への影響が増大する。また、光学ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、カバーガラス等は絶縁体であるため、帯電により埃を吸着する。特に特開平１１−２８２０４７号公報に開示されるように焦電性の大きいリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ₃ ）を光学フィルタとして用いると、フィルタ面への埃の付着は大きな問題となる。
【０００４】
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、撮像レンズと固体撮像装置との間に大きなスペースを確保できるとともに埃の付着を防止する固体撮像装置の透明板状カバー部材と、この透明板状カバー部材を備える固体撮像装置とを得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
　本発明に係る固体撮像装置のカバー部材は、ケーシング内に固体撮像素子を設けるとともに、ケーシングの開口に透明板状のカバー部材を取付け、ケーシング内を外気から遮断するようにカバー部材の周縁部とケーシングとの間を密封した固体撮像装置において、カバー部材の固体撮像素子とは反対側の面に導電性を有する導電膜が形成されたことを特徴としている。
【０００６】
　導電膜は、例えば金属被膜であり、金属被膜は好ましくはクロムである。クロムは電気伝導性が高く、また被膜として安定していることから、膜厚を薄くすることが可能であり、高い光透過率と帯電防止効果を同時に備えるカバー部材が得られる。
【０００７】
　好ましくはカバー部材は、複数の積層された透明板状部材からなり、透明板状部材のうちの１つは光学ローパスフィルタである。このときより好ましくは光学ローパスフィルタは、複数のリチウムナイオベート板からなる。すなわちカバー部材に光学ローパスフィルタとしての機能を持たせることにより、光学ローパスフィルタを別途取り付けるための構成を省き、固体撮像装置を備えた機器内の空間の無駄を省くことができる。また、透明板状部材のうちの１つが赤外線カットフィルタである。これによっても機器内の空間の無駄を省くことができる。より効果的には、透明板状部材のうちの１つが赤外線カットフィルタであるとともに他の１つが光学ローパスフィルタであることが好ましい。
【０００８】
　好ましくは、赤外線カットフィルタは、光学ローパスフィルタよりも固体撮像素子側に配置されている。これにより赤外線カットフィルタはより完全に外気にから遮断され、その劣化を防止することができる。また、例えば透明板状部材ののうちの１つはカバーガラスである。
【０００９】
　例えばカバー部材は、リチウムナイオベート板を有し、導電膜がリチウムナイオベート板の少なくとも一方の面に形成されている。あるいはカバー部材は赤外線カットフィルタ板を有し、導電膜が赤外線カットフィルタ板の少なくとも一方の面に形成されている。また例えばカバー部材は、カバーガラス板を有し、導電膜がカバーガラス板の少なくとも一方の面に形成されている。
【００１０】
　更に、本発明の固体撮像装置は、ケーシング内に固体撮像素子を設けるとともに、ケーシングの開口に透明板状のカバー部材を取付け、ケーシング内を外気から遮断するようにカバー部材の周縁部とケーシングとの間を密封した固体撮像装置であって、カバー部材の固体撮像素子とは反対側の面に導電性を有する導電膜が形成されたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
　以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図１および図２は、本発明の透明カバー部材を備えた固体撮像装置の平面図および断面図を示している。なお、図２は図１のII-II 線に沿う断面図である。
【００１２】
　固体撮像装置のケーシング１１は例えばセラミックを素材とした偏平な箱型を呈し、薄い平板状の凹部１２を有している。凹部１２の底面には、平板状の固体撮像素子１３が埋め込まれている。凹部１２の周縁には、凹部１２の全体を囲むようにして段部１４が形成されている。段部１４には通常使用されるカバーガラスに替えて透明板状カバー部材１７が嵌め込まれ、固体撮像素子１３を覆っている。透明板状カバー部材１７は、リチウムナイオベート（ＬＮ）板を用いた光学ローパスフィルタ１５と赤外線カットフィルタ１６を積層したものであり、赤外カットフィルタが内側となるようにケーシング１１に取り付けられている。光学ローパスフィルタ１５は、例えば２枚のリチウムナイオベート板１５ａ、１５ｂを貼り合せて一体化したもので構成されており、赤外線カットフィルタ１５の貼り合せ面とは反対側の面にあるリチウムナイオベート板１５ａ上には、クロムまたは金の金属薄膜である導電膜（コーティング）１８が形成されている。すなわち、カバー部材１７において、固体撮像素子に対して最も外側（最も離れた）にある部材の表面上に導電膜１８が形成されている。透明カバー部材１７の周縁部は接着剤によって段部１４に固着され、これにより透明カバー部材１７の周縁部とケーシング１１との間が密封されている。すなわち、透明カバー部材１７によりケーシング１１内は外気から遮断され、その内部には窒素が封入されている。なお、伝導体を用いた光学ローパスフィルタへのコーティングは、例えば真空蒸着法やスッパッタリング法などにより行われる。上記第１実施形態においては、光学ローパスフィルタ１５を２枚のリチウムナイオベート板にて構成したが、これに限らず、水晶板とリチウムナイオベート板とで構成されたものや３枚以上のリチウムナイオベート板で構成されたものでもよい。
【００１３】
　以上のように第１の実施形態によれば、通常のカバーガラスに替え、固体撮像装置の透明板状カバー部材に光学ローパスフィルタ及び赤外線カットフィルタを積層したものを用いるため、固体撮像装置と撮像レンズとの間に光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタの取り付けるための構造を設ける必要がなく、固体撮像装置と撮像レンズとの間により広い空間を確保でき、光学設計上の自由度が大幅に改善される。また、透明板状カバー部材１７の表面は、導電膜により覆われているため、温度変化などに伴いＬＮ板等が焦電性を帯びてもその帯電を防止することができ埃等の付着を防止できゴミが撮像されてしまうことが防止できる。更に、赤外線カットフィルタは光学ローパスフィルタにより外気から遮断されてためその劣化を防止することができる。
【００１４】
　次に図３を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態における光学ローパスフィルタ１５と赤外線カットフィルタ１６の配置が入れ替えられたものであり、透明板状カバー部材１７は外側に赤外線カットフィルタ１６が、内側に光学ローパスフィルタが位置するようにケーシング１１に装着されている。このため導電膜１８は赤外線カットフィルタ１６の外側の面に施されている。その他の構成は、第１の実施形態と同様であり、第２の実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果が得られる。
【００１５】
　次に図４〜図６を参照して、本発明の第３、第４及び第５の実施形態について説明する。なお図４〜図６の各々は第３〜第４の実施形態の断面図をそれぞれ表わしている。
【００１６】
　第３、第４及び第５の実施形態で用いられる透明板状カバー部材は、光学ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタに加え、カバーガラスが積層されたものである。すなわち、第３の実施形態では、外側から順にＬＮ板からなる光学ローパスフィルタ１５、赤外線カットフィルタ１６、カバーガラス１９が積層された透明板状カバー部材１７がケーシング１１に装着されており、光学ローパスフィルタ１５の外側の面にクロムや金による導電膜１８が施されている。第４の実施形態では、外側から順に、カバーガラス１９、光学ローパスフィルタ１５、赤外線カットフィルター１６が積層された透明板状カバー部材１７が用いられており、カバーガラス１９の外側の面に導電膜１８が形成されている。
【００１７】
　一方、第５の実施形態は、第３及び第４の実施形態の透明板状カバー部材において、カバーガラス１９を２枚用いて透明板状カバー部材１７を構成したものである。すなわち、第５の実施形態の透明板状カバー部材１７は、外側からカバーガラス１９、光学ローパスフィルタ１５、赤外線カットフィルタ１６、カバーガラス１９の順で各部材が積層されて構成され、外側のカバーガラス１９の表面に導電膜１８が施されている。
【００１８】
　以上により、第３、第４及び第５の実施形態においても第１及び第２の実施形態と略同様の効果が得られる。
【００１９】
　なお、光学ローパスフィルタ１５の形状および寸法は、必要に応じて適宜変更できることは勿論である。本実施形態では、導電膜としてクロムと金を用いた例を示したが、他に例えばアルミ、銅、ニッケル、マグネシウム、白金などの金属や、透明電極に用いられるＩＴＯなどを用いてもよい。ＩＴＯを用いる場合には、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、ディッピング法、スピンコート法などの方法を用いてコーティングを施してもよい。また、透明板状カバー部材において、フィルタやガラスカバーが積層される順番は本実施形態のものに限定されるものではなく必要に応じて変更可能である。
【００２０】
【実施例】
　次に図７〜図９を参照して、クロム及び金を用いて導電膜を形成したときの埃の除去効果と、このときの膜抵抗値、表面電位、分光特性を調べたものである。図７は実施例１、２における成膜条件と形成された皮膜の膜特性をまとめた表であり、図８、図９はそれぞれ実施例１、実施例２における導電膜の透過率に関する分光特性を表わすグラフである。各実施例において、導電膜は真空蒸着によりリチウムナイオベート板に施されたものである。
【００２１】
　（実施例１）実施例１はクロムを用いた導電膜に関するものである。導電膜は、真空度 ２．０×１０^-5 ｔｏｒｒ、基盤温度１００℃、成膜速度 ２０ｎｍ／ｍｉｎの下で形成され、その厚さは１．７ｎｍである。このとき電極間距離１ｃｍで計測した膜抵抗値は８７０ｋΩであり、クロムコーティングの前後で計測された表面電位は、それぞれ約０．５ｋＶと０．１Ｖである。すなわち、ＬＮ板はクロムコートを施すことによりその表面電位が略３桁減少している。なお、表面電位はヒューグルエレクトロニクス株式会社のデジタル式静電気測定器ＭＯＤＥＬ２０４を用いて非接触で測定された。また、コート後の埃除去効果を観察するため、埃を付着させたサンプルに対してブロワーを用いて埃の除去を試みた結果、１０μｍ以上の大きさの埃は除去できた。
【００２２】
　一方、固体撮像装置のカバー部材に金属膜をコートするとカバー部材の光の透過率が減少するので撮像装置の受光感度の低下が懸念される。図８は、クロムコートを施したときの透過率を表わしたものであり、横軸は光の波長である。グラフから実施例１の導電膜を施したＬＮ板の透過率損失は可視波長域において約１５％である。しかし、固体撮像装置を用い電気的に画像信号を検出する装置では、固体撮像装置内の増幅器のゲインを大きくする等のゲインコントロール処理やコンピュータ上の画像処理ソフトにより容易に取得画像の補正ができるので、この程度の透過率損失は障害とならない。なお、クロムによる導電膜は電気伝導性が高いほか、形成された膜が安定しているため経年変化も少ないという特徴がある。すなわち、より薄い膜でも帯電防止効果と耐久性を得ることが可能であり、透過率を向上させることが可能である。
【００２３】
　（実施例２）実施例２は、金を用いた導電膜に関するものである。実施例２の導電膜は、真空度２．０×１０^-5 ｔｏｒｒ、基盤温度１００℃、成膜速度３．３ｎｍ／ｍｉｎの成膜条件で形成されており、その膜厚は３．３ｎｍである。このとき電極間距離１ｃｍのときの膜抵抗値は４０ＭΩ以上であり、コート前の表面電位が０．５ｋＶであるのに対して、コート後のそれは１．０Ｖである。すなわち、表面電位は金の導電膜を施すことにより略２桁減少している。また、実施例１と同様にコート後の埃除去効果を観察するため、埃を付着させたサンプルに対してブロワーを用いて埃の除去を試みた結果、１０μｍ以上の大きさの埃は除去できた。
【００２４】
　図９は、実施例２の金を用いた導電膜の透過率に関する分光特性を表わすグラフである。金を用いた導電膜の透過率の分光特性は、実施例１のクロムを用いたものに比べやや劣るものの、可視波長域における損失は実施例１と同様に略１５％である。
【００２５】
【発明の効果】
　以上のように本発明によれば、撮像レンズと固体撮像装置との間に大きなスペースを確保できるとともに埃の付着を防止する固体撮像装置の透明板状カバー部材と、この透明板状カバー部材を備える固体撮像装置とを得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態である透明板状カバー部材を備える固体撮像装置の平面図である。
【図２】図１のII-II 線に沿う断面図である。
【図３】第２の実施形態の断面を模式的に示す図である。
【図４】第３の実施形態の透明板状カバー部材を備える固体撮像装置の断面を模式的に示す図である。
【図５】第４の実施形態の透明板状カバー部材を備える固体撮像装置の断面を模式的に示す図である。
【図６】第５の実施形態の透明板状カバー部材を備える固体撮像装置の断面を模式的に示す図である。
【図７】実施例１および実施例２の成膜条件および膜特性を示す表である。
【図８】実施例１における導電膜の透過率に関する分光特性を表わすグラフである。
【図９】実施例２における導電膜の透過率に関する分光特性を表わすグラフである。
【符号の説明】
　１１ ケーシング
　１３ 固体撮像素子
　１５ 光学ローパスフィルタ
　１５ａ、１５ｂ リチウムナイオベート板
　１６ 赤外線カットフィルタ
　１７ 透明板状カバー部材
　１８ 導電膜
【図１】


【図２】


【図３】


【図４】


【図５】


【図６】


【図７】


【図８】


【図９】