(57)【要約】【課題】レンズ位置の特定を容易に行い、レンズを適切な位置に配置することが可能な技術を提供する。【解決手段】ウエハレベルで作製されるレンズ層１６と、レンズ層１６の一主面側に配置される撮像部ＰＢと、レンズ層１６の他主面側に配置されるカバー２０と、レンズ層１６と撮像部ＰＢとを弾性的に接続する第１平行ばね１５と、レンズ層１６とカバー２０とを弾性的に接続する第２平行ばね１７と、アクチュエータ素子を有し、レンズ層に駆動変位を与える駆動層１４とを有する撮像装置の製造方法は、撮像部ＰＢとカバー２０との間の離隔距離を徐々に拡大する工程と、離隔距離の拡大に応じて、アクチュエータ素子の電気抵抗値を測定する工程と、測定された電気抵抗値を用いて離隔距離を調整する工程とを備える。【選択図】図１６
2010160187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハレベルで作製されるレンズ層と、
前記レンズ層の一主面側に配置される第１固定部と、
前記レンズ層の他主面側に配置される第２固定部と、
前記レンズ層と前記第１固定部とを弾性的に接続する第１弾性部材と、
前記レンズ層と前記第２固定部とを弾性的に接続する第２弾性部材と、
アクチュエータ素子を有し、前記レンズ層に駆動変位を与える駆動層と、
を有する撮像装置の製造方法であって、
ａ）前記第１固定部と前記第２固定部との間の離隔距離を徐々に拡大する工程と、
ｂ）前記離隔距離の拡大に応じて、前記アクチュエータ素子の電気抵抗値を測定する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程により測定された前記電気抵抗値を用いて、前記離隔距離を調整する工程と、
を備える撮像装置の製造方法。
【請求項２】
前記レンズ層は、前記一主面側に突出した突起部を有し、
前記駆動層は、前記レンズ層の前記一主面側に配置され、
前記アクチュエータ素子は、前記駆動層において前記レンズ層と平行な方向に延伸された薄板状の梁部の表面上に形成され、
前記梁部は、前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大前には、前記梁部の延伸端側が前記突起部に押されて湾曲し、前記離隔距離が拡大するにつれて、前記梁部の湾曲の程度は緩和され、
前記アクチュエータ素子は、前記梁部の変形に応じて変形する請求項１に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記アクチュエータ素子は、
形状記憶合金と、
通電により前記形状記憶合金を加熱するヒータ層と、
を有し、
前記ｂ）工程では、前記ヒータ層の電気抵抗値が測定される請求項１または請求項２に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記アクチュエータ素子は、形状記憶合金を有し、
前記ｂ）工程では、前記形状記憶合金の電気抵抗値が測定される請求項１または請求項２に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値の変化率が所定の変化率以下になった場合に、前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大を終了させ、前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値が、前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大前の電気抵抗値から所定値以上小さくなった場合に、前記ａ）工程を終了させ、前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値の無変化を検出した場合に前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大を終了させた後、前記離隔距離を所定量縮めて前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値の無変化を検出した場合に前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大を終了させた後、前記離隔距離を所定量さらに拡大して前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置の製造方法。
【請求項９】
ウエハレベルで作製されるレンズ層と、
前記レンズ層の一主面側に配置される第１固定部と、
前記レンズ層の他主面側に配置される第２固定部と、
前記レンズ層と前記第１固定部とを弾性的に接続する第１弾性部材と、
前記レンズ層と前記第２固定部とを弾性的に接続する第２弾性部材と、
アクチュエータ素子を有し、前記レンズ層に駆動変位を与える駆動層と、
を有する駆動装置の製造方法であって、
ａ）前記第１固定部と前記第２固定部との間の離隔距離を徐々に拡大する工程と、
ｂ）前記離隔距離の拡大に応じて、前記アクチュエータ素子の電気抵抗値を測定する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程により測定された前記電気抵抗値を用いて、前記離隔距離を調整する工程と、
を備える駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロカメラユニット（Micro Camera Unit：ＭＣＵ）を搭載することによって、撮影機能が付加された小型の電子機器（例えば携帯電話）が急速に普及している。これに伴い、ＭＣＵとして用いられるカメラモジュールは、更なる小型化が望まれている。
【０００３】
従来のカメラモジュールにおいては、レンズを支持するレンズバレルおよびレンズホルダ、赤外線(ＩＲ)カットフィルタを支持するホルダ、基板、並びに撮像素子および光学素子からなる積層体を保持する筐体、このような積層体を封止する樹脂などが必要とされている。このため、上記多数の部品の小型化を図り、各部品を精度良く組み合わせてカメラモジュールを作製することは困難となっていた。
【０００４】
このような問題に対して特許文献１では、基板と、多数の撮像素子が形成された半導体シートと、多数の撮像レンズが形成されたレンズアレイシートとを樹脂層を介して貼り付けて積層部材を形成し、当該積層部材をダイシングして、個々のカメラモジュールを完成させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の技術では、撮像素子を含む層、およびレンズを含む層等の各機能層がウエハ状態で（ウエハレベルで）積層されて形成されることになるため、カメラモジュールにおいてオートフォーカスまたはズーム等のためのレンズを駆動させる駆動空間が確保されておらず、レンズを駆動させることができない。
【０００７】
そこで、レンズを駆動可能にする手法として、例えば、レンズとレンズを挟む上下の層との間にレンズの光軸方向に弾性変形可能な弾性部材を含む層をそれぞれ介在させ、当該各弾性部材でレンズとレンズを挟む上下の層とをそれぞれ接続し、レンズを挟む一方の層をレンズを挟む他方の層に対して引き離すことによって、レンズの駆動空間を確保してレンズを駆動可能とする手法が考えられる。
【０００８】
しかしながら、当該手法では、機能層の引き離しによってレンズの位置が変化するので、レンズを適切な位置に配置することが困難になる。
【０００９】
そこで、本発明は、レンズを適切な位置に配置することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、ウエハレベルで作製されるレンズ層と、前記レンズ層の一主面側に配置される第１固定部と、前記レンズ層の他主面側に配置される第２固定部と、前記レンズ層と前記第１固定部とを弾性的に接続する第１弾性部材と、前記レンズ層と前記第２固定部とを弾性的に接続する第２弾性部材と、アクチュエータ素子を有し、前記レンズ層に駆動変位を与える駆動層とを有する撮像装置の製造方法であって、ａ）前記第１固定部と前記第２固定部との間の離隔距離を徐々に拡大する工程と、ｂ）前記離隔距離の拡大に応じて、前記アクチュエータ素子の電気抵抗値を測定する工程と、ｃ）前記ｂ）工程により測定された前記電気抵抗値を用いて、前記離隔距離を調整する工程とを備える。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る撮像装置の製造方法において、前記レンズ層は、前記一主面側に突出した突起部を有し、前記駆動層は、前記レンズ層の前記一主面側に配置され、前記アクチュエータ素子は、前記駆動層において前記レンズ層と平行な方向に延伸された薄板状の梁部の表面上に形成され、前記梁部は、前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大前には、前記梁部の延伸端側が前記突起部に押されて湾曲し、前記離隔距離が拡大するにつれて、前記梁部の湾曲の程度は緩和され、前記アクチュエータ素子は、前記梁部の変形に応じて変形する。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る撮像装置の製造方法において、前記アクチュエータ素子は、形状記憶合金と、通電により前記形状記憶合金を加熱するヒータ層とを有し、前記ｂ）工程では、前記ヒータ層の電気抵抗値が測定される。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る撮像装置の製造方法において、前記アクチュエータ素子は、形状記憶合金を有し、前記ｂ）工程では、前記形状記憶合金の電気抵抗値が測定される。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る撮像装置の製造方法において、前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値の変化率が所定の変化率以下になった場合に、前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大を終了させ、前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る撮像装置の製造方法において、前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値が、前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大前の電気抵抗値から所定値以上小さくなった場合に、前記ａ）工程を終了させ、前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る撮像装置の製造方法において、前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値の無変化を検出した場合に前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大を終了させた後、前記離隔距離を所定量縮めて前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する。
【００１７】
また、請求項８の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る撮像装置の製造方法において、前記ｃ）工程は、前記電気抵抗値の無変化を検出した場合に前記ａ）工程による前記離隔距離の拡大を終了させた後、前記離隔距離を所定量さらに拡大して前記第１固定部と前記第２固定部とを相対的に固定する。
【００１８】
また、請求項９の発明は、ウエハレベルで作製されるレンズ層と、前記レンズ層の一主面側に配置される第１固定部と、前記レンズ層の他主面側に配置される第２固定部と、前記レンズ層と前記第１固定部とを弾性的に接続する第１弾性部材と、前記レンズ層と前記第２固定部とを弾性的に接続する第２弾性部材と、アクチュエータ素子を有し、前記レンズ層に駆動変位を与える駆動層とを有する駆動装置の製造方法であって、ａ）前記第１固定部と前記第２固定部との間の離隔距離を徐々に拡大する工程と、ｂ）前記離隔距離の拡大に応じて、前記アクチュエータ素子の電気抵抗値を測定する工程と、ｃ）前記ｂ）工程により測定された前記電気抵抗値を用いて、前記離隔距離を調整する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１から請求項９に記載の発明によれば、レンズを適切な位置に配置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るカメラモジュールを搭載した携帯電話機の概略構成を示す模式図である。
【図２】携帯電話機のうち第１の筐体に着目した断面模式図である。
【図３】カメラモジュールの断面模式図である。
【図４】レンズ層の断面模式図である。
【図５】レンズ層の下面外観図である。
【図６】第３レンズを有するレンズ構成層の作製の様子を示す図である。
【図７】第１平行ばねの上面外観図である。
【図８】レンズ層に装着された第１平行ばねを示す図である。
【図９】アクチュエータ層の上面外観図を示す図である。
【図１０】アクチュエータ層の側面外観図を示す図である。
【図１１】カメラモジュールの製造工程を示すフローチャートである。
【図１２】準備するシートの構成例を示す平面図である。
【図１３】準備されたシートを順次に積層させて接合する様子を模式的に示す図である。
【図１４】光学ユニットの断面模式図である。
【図１５】カバーが取り付けられた光学ユニットを示す図である。
【図１６】レンズ層の駆動空間を確保する工程を説明するための図である。
【図１７】アクチュエータ素子の電気抵抗値とカバーの引き上げ量との関係を示す図である。
【図１８】アクチュエータ素子の電気抵抗値を測定する様子を示す図である。
【図１９】変形例に係るカメラモジュールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るカメラモジュール５００Ａを搭載した携帯電話機１００の概略構成を示す模式図である。なお、図１および図１以降の図では方位関係を明確化するために、ＸＹＺの相互に直交する３軸が適宜付されている。
【００２３】
図１に示されるように、携帯電話機１００は、折り畳み式の携帯電話機として構成され、第１の筐体２００と、第２の筐体３００と、ヒンジ部４００とを有している。
【００２４】
第１の筐体２００および第２の筐体３００は、それぞれ板状の直方体であり、各種電子部材を格納する筐体としての役割を有している。具体的には、第１の筐体２００は、カメラモジュール５００Ａおよび表示ディスプレイ（不図示）を備え、第２の筐体３００は、携帯電話機１００を電気的に制御する制御部、およびボタン等の操作部材（不図示）を備えている。
【００２５】
ヒンジ部４００は、第１の筐体２００と第２の筐体３００とを回動可能に接続している。これにより、携帯電話機１００は、折り畳み可能となっている。
【００２６】
図２は、携帯電話機１００のうち第１の筐体２００に着目した断面模式図である。
【００２７】
図１および図２に示されるように、カメラモジュール５００Ａは、ＸＹ断面のサイズが約５ｍｍ四方であり、厚さ（Ｚ方向の奥行き）が約３ｍｍ程度である小型の撮像装置、所謂マイクロカメラユニット(ＭＣＵ)として構成されている。
【００２８】
以下、カメラモジュール５００Ａの構成、およびその製造工程等について順次説明する。
【００２９】
＜カメラモジュールの構成＞
図３は、カメラモジュール５００Ａの断面模式図であり、矢印ＹＪ１の示す方向が＋Ｚ方向となっている。
【００３０】
図３に示されるように、カメラモジュール５００Ａは、撮影光学系としてのレンズ層１６を駆動する駆動機構ＫＢと、被写体像に関する撮影画像を取得する撮像部ＰＢとを有し、駆動機構ＫＢと撮像部ＰＢとはスペーサＳＡを介して接続されている。
【００３１】
撮像部ＰＢは、例えば、ＣＯＭＳセンサまたはＣＣＤセンサなどの撮像素子１１１を有する撮像素子層１１と、撮像素子ホルダ層１２と、赤外（ＩＲ）カットフィルタ層１３とをこの順序で積層した構成を有している。
【００３２】
撮像部ＰＢとカバー２０とで覆われた空間には、いずれもウエハ状態で（ウエハレベルで）作製される、レンズ層１６、レンズ層１６を保持する第１平行ばね（下層平行ばね）１５および第２平行ばね（上層平行ばね）１７、並びに駆動部として機能するアクチュエータ層（駆動層）１４が格納されている。当該空間に格納される各機能層は互いに協働してレンズ層１６を駆動させる駆動機構ＫＢを構成する。
【００３３】
具体的には、カメラモジュール５００Ａでは、カバー２０および撮像部ＰＢは、レンズ層１６に対する固定部となる。
【００３４】
そして、レンズ層１６は、固定部に結合された第１平行ばね１５および第２平行ばね１７によって支持される。より詳細には、レンズ層１６の一主面側（−Ｚ側）における撮像部ＰＢとレンズ層１６との間には、第１平行ばね１５が介挿され、レンズ層１６の他主面側（＋Ｚ側）におけるカバー２０とレンズ層１６との間には、第２平行ばね１７が介挿される。
【００３５】
非駆動状態（例えば駆動前の静止状態）では、第１平行ばね１５と第２平行ばね１７とは互いに弾性変形した状態となり、第１平行ばね１５の弾性力と第２平行ばね１７の弾性力とが釣り合う位置において、レンズ層１６は静止する。
【００３６】
アクチュエータ層１４は、レンズ層１６の一主面側から他主面側に向かう方向（＋Ｚ方向）に駆動変位を発生させる変位発生部を有し、レンズ層１６の一主面側に配置される。変位発生部は、レンズ層１６の一主面側に突出した突起部１６１と接触し、変位発生部で生じる駆動変位は、突起部１６１を介してレンズ層１６に伝達される。
【００３７】
以上のように、カメラモジュール５００Ａでは、被駆動体であるレンズ層１６が、当該レンズ層１６を介して互いに対向する位置に配置された弾性部材と結合され、当該弾性部材がレンズ層１６に垂直な方向（レンズ層１６の垂直方向）に互いに弾性変形した状態でレンズ層１６を保持する。そして、レンズ層１６は、アクチュエータ層１４の変位発生部から駆動力を受けて、その位置を変位させる。
【００３８】
このように、カメラモジュール５００Ａに設けられた駆動機構ＫＢは、ウエハレベルで作製されたレンズ層１６をレンズ層１６の光軸方向に変位させることができ、カメラモジュール５００Ａを駆動装置として機能させる。
【００３９】
＜各機能層について＞
以下では、カメラモジュール５００Ａを構成する各機能層の詳細について説明する。なお、各機能層においては、−Ｚ方向側の面を一主面側の面と称し、＋Ｚ方向側の面を他主面側の面と称するものとする。
【００４０】
○撮像素子層１１：
図３に示されるように、撮像素子層１１は、撮影光学系を通過した被写体光を受光して被写体像に関する画像信号を生成する撮像素子１１１と、その周辺回路、および撮像素子１１１を囲む外周部を備える部材である。
【００４１】
なお、撮像素子層１１の一主面（−Ｚ側の面）には、リフロー方式によるはんだ付けを行うためのはんだボールＨＢが設けられている。また、ここでは図示を省略しているが、撮像素子層１１の一主面には、撮像素子１１１に対する信号の付与、および撮像素子１１１からの信号の読み出しを行うための配線を接続するための各種端子が設けられている。
【００４２】
○撮像素子ホルダ層１２：
撮像素子ホルダ層１２は、例えば、樹脂などの素材によって形成され、接着剤などによって接合される撮像素子層１１を保持する部材である。撮像素子ホルダ層１２の略中央には、開口が設けられている。
【００４３】
○赤外カットフィルタ層１３：
赤外カットフィルタ層１３は、透明基板上に屈折率の異なる透明薄膜を多層化して構成される。
【００４４】
具体的には、赤外カットフィルタ層１３は、例えば、ガラスまたは透明樹脂で構成される基板の上面に屈折率の異なる多数の透明薄膜をスパッタリングなどで形成したもので、薄膜の厚みおよび屈折率の組合せにより、透過する光の波長帯が制限される。赤外カットフィルタ層１３としては、例えば、６００ｎｍ以上の波長帯の光を遮断するものが採用される。
【００４５】
○レンズ層１６：
レンズ層１６は、ガラス基板を基材としてウエハレベルで作製され、例えば、２枚以上のレンズを重ね合わせて成形される。本実施形態では、３枚のレンズを重ね合わせてレンズ層１６が構成される場合について例示する。図４は、レンズ層１６の断面模式図であり、矢印ＹＪ２の示す方向が＋Ｚ方向となっている。図５は、レンズ層１６の下面外観図である。
【００４６】
図４に示されるように、レンズ層１６は、第１レンズＧ１を有するレンズ構成層ＬＹ１と、第２レンズＧ２を有するレンズ構成層ＬＹ２と、第３レンズＧ３を有するレンズ構成層ＬＹ３とを有し、各レンズ構成層ＬＹ１〜ＬＹ３は、この順序でリブＲＢを介して結合されている。
【００４７】
また、図４および図５に示されるように、第１レンズＧ１を有するレンズ構成層ＬＹ１の一主面には、レンズとして機能しない非レンズ部において突起部１６１が設けられている。
【００４８】
各レンズ構成層ＬＹ１〜ＬＹ３は、ガラス基板１６１を基材としていずれも同様の手法にて作製される。図６は、第３レンズＧ３を有するレンズ構成層ＬＹ３の作製の様子を示す図である。
【００４９】
具体的には、図６に示されるように、ガラス基板１６１の両面それぞれに透明度の高いアクリル系またはエポキシ系の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂が塗布される。そして、両面から各レンズ（図６では、第３レンズＧ３）の形状を有する透明のレンズ成型用型１６２が所定の圧力で押し当てられるとともに紫外線ＵＶ１が照射されて、ガラス基板１６１の各面にポリマーレンズＧＰ１，ＧＰ２がそれぞれ成形される。
【００５０】
このようにして作製された各レンズ構成層ＬＹ１〜ＬＹ３には、２カ所以上の所定の位置に位置合わせのためのアライメントマークが形成されている。各レンズ構成層ＬＹ１〜ＬＹ３は、リブＲＢを有するリブ層を各レンズ構成層ＬＹ１〜ＬＹ３間に挟んで一体のレンズ層１６へと組み上げられる。
【００５１】
具体的には、各レンズ構成層ＬＹ１〜ＬＹ３およびリブ層は、マスクアライナー等を用いてそれぞれのアライメントマークを確認しながら、基板形状のままアライメントされ接合される。接合方法としては、各レンズ構成層ＬＹ１〜ＬＹ３に接合させるリブ層の表面にＵＶ硬化層を設け、紫外線を照射することで接合する手法、或いは、リブ層の表面に不活性ガスのプラズマを照射し、リブ層の表面を活性化したまま張り合わせて接合する手法（表面活性化接合法）が採用される。
【００５２】
なお、カメラモジュール５００Ａに絞りを形成する場合は、第２レンズＧ２を有する層にシャドウマスクを施した上で遮光材料薄膜を形成する手法、或いは別途黒色に色づけされた樹脂材料などで絞りレイヤーを構成する手法等が用いられる。
【００５３】
○第１平行ばね１５：
図７は、第１平行ばね１５の上面外観図である。図８は、レンズ層１６に装着された第１平行ばね１５を示す図である。
【００５４】
図７に示されるように、第１平行ばね１５は、固定枠体１５１と、弾性部１５２とを有する弾性部材であり、ばね機構を形成する層（弾性層）となっている。
【００５５】
固定枠体１５１は、第１平行ばね１５の外周部を構成し、隣接するアクチュエータ層１４（詳細には、アクチュエータ層１４の枠体１４２（後述））に接合される。
【００５６】
弾性部１５２は、弾性変形可能な板状部材ＥＢで構成され、板状部材ＥＢの接続部ＰＧ１において固定枠体１５１に接続されている。また、弾性部１５２は、板状部材ＥＢの接合部ＰＧ２においてレンズ層１６に接合される。すなわち、第１平行ばね１５は、固定枠体１５１においてアクチュエータ層１４と接合され、弾性部１５２に設けられた接合部ＰＧ２においてレンズ層１６と接合される。
【００５７】
そして、レンズ層１６が＋Ｚ方向に移動され、レンズ層１６とアクチュエータ層１４とが引き離されると、接続部ＰＧ１と接合部ＰＧ２とがＺ方向において位置ずれすることになり、接続部ＰＧ１と接合部ＰＧ２とを繋ぐ板状部材ＥＢは曲げ変形（たわみ変形）を生じ湾曲する。このように第１平行ばね１５は、レンズ層１６とアクチュエータ層１４とが引き離された状態において板状部材ＥＢに弾性変形が生じたばね機構として機能する。
【００５８】
なお、第１平行ばね１５は、ＳＵＳ系の金属材料またはりん青銅などを用いて作製される。例えば、ＳＵＳ系の金属材料で第１平行ばね１５を作製する場合は、フォトリソグラフィで平行ばねの形状を金属材料上にパターンニングし、塩化鉄系のエッチング液に浸してウエットエッチングを行うことによって、平行ばねのパターンが形成される。
【００５９】
○アクチュエータ層１４：
アクチュエータ層１４は、金属またはシリコン(Ｓｉ)等の基板上に、駆動力を発生させる変位素子（「アクチュエータ素子」とも称する）１４３を設けた薄板状の部材である。図９は、アクチュエータ層１４の上面図であり、図１０は、アクチュエータ層の側面図である。
【００６０】
具体的には、図９に示されるように、アクチュエータ層１４は、外周部を構成する枠体１４２と、枠体１４２の内側の中空部分に対して当該枠体１４２から延伸された２枚の板状の梁部１４１とを備えている。そして、梁部１４１の他主面側には、薄膜状のアクチュエータ素子１４３が設けられ、梁部１４１とアクチュエータ素子１４３とは、いずれか一方の変形に応じて他方が追随して変形する関係となっている。例えば、梁部１４１が薄膜アクチュエータとして機能する際には、アクチュエータ素子１４３の変形に応じて梁部１４１が変形する。
【００６１】
アクチュエータ素子１４３には、例えば、形状記憶合金(ＳＭＡ)を含む部材が用いられる。この場合、基板上にＳｉＯ2などの絶縁層、金属のヒータ層、およびＳＭＡ層をスパッタリング法などを用いて形成した後に、記憶させたい形状の型に梁部１４１をセットし、所定温度（例えば、６００℃）程度で加熱する処理（形状記憶処理）が施される。
【００６２】
ＳＭＡは、加熱等されて所定の温度に達すると、予め記憶されている所定の縮み形状（「記憶形状」とも称する）に復元するという特性を有している。このため、ヒータ層への通電によってＳＭＡが加熱されると、ＳＭＡは、記憶形状に縮み変形し、梁部１４１の自由端（延伸端）ＦＴが＋Ｚ方向に移動する（図１０参照）。すなわち、梁部１４１の自由端ＦＴ側が、変位発生部として機能する。
【００６３】
なお、ヒータ層への通電は、撮像素子層１１の電極に接続された配線１４４（図９中の破線）により行われるが、当該電極からヒータ層への導電は、アクチュエータ層１４、赤外カットフィルタ層１３、および撮像素子ホルダ層１２の側面に貼り付けられた薄型の導電部材（不図示）を介して行えばよい。
【００６４】
また、アクチュエータ素子１４３を、絶縁層とＳＭＡ層とによって構成して、ＳＭＡに直接通電させるようにしてもよい。この場合、ＳＭＡへの通電によって発生するジュール熱により、ＳＭＡは自己加熱されるので、アクチュエータ素子１４３は、ＳＭＡへの通電量を調整することによって駆動制御される。
【００６５】
アクチュエータ層１４の枠体１４２は、第１平行ばね１５の固定枠体１５１（図８参照）と接合される。接合された状態では、各梁部１４１の自由端ＦＴ側が対応する突起部１６１とそれぞれ接することになり、各梁部１４１の自由端ＦＴにおいて発生する変位が、各突起部１６１を介してレンズ層１６に伝えられる。このように、梁部１４１は、レンズ層１６に変位を伝達する作用部として機能する。
【００６６】
なお、梁部１４１の自由端ＦＴ側で発生する変位量は、ＳＭＡの加熱温度に応じて異なり、ヒータ層への通電量を制御することによって変位量を調整することができる。
【００６７】
また、ＳＭＡの変形にともなってヒータ層も変形することになるが、当該ヒータ層の変形に応じてヒータ層の電気抵抗も変化する。このため、アクチュエータ素子１４３を駆動するために設けられたドライバＩＣでヒータ層の電流抵抗値をモニタリングして変位量を制御してもよい。
【００６８】
○第２平行ばね１７：
図７に示されるように、第２平行ばね１７は、第１平行ばね１５と同様の構成および機能を有する弾性部材であり、固定枠体１７１と弾性部１７２とを備えている。
【００６９】
第２平行ばね１７の固定枠体１７１は、カバー２０と接合され、弾性部１７２に設けられた接合部ＰＧ２は、レンズ層１６の他主面と接合される。
【００７０】
この状態において、レンズ層１６とカバー２０とが引き離されると、板状部材ＥＢにおいて弾性変形が発生し、第２平行ばね１７は、ばね機構として機能する。
【００７１】
○カバー２０：
カバー２０は、樹脂材料を素材として、型を用いたプレス加工によって成形される。カバー２０は、駆動機構ＫＢを保護するとともに、被駆動体（レンズ層１６）に対する固定部となる。
【００７２】
なお、カバー２０は、樹脂材料のプレス加工によって格子状に多数成形された後、一つ一つのカメラモジュール５００Ａ用にダイシングされる。
【００７３】
＜カメラモジュール５００Ａの製造工程＞
ここで、カメラモジュール５００Ａの製造工程について詳述する。
【００７４】
図１１は、カメラモジュール５００Ａの製造工程を示すフローチャートである。図１１に示すように、(工程Ａ)シートの準備（ステップＳＰ１）、(工程Ｂ)シートの接合（ステップＳＰ２）、(工程Ｃ)ダイシング（ステップＳＰ３）、(工程Ｄ)カバー２０の取付（ステップＳＰ４）、および(工程Ｅ)駆動空間の確保（ステップＳＰ５）が順次に行われて、カメラモジュール５００Ａが製造される。  以下、各工程について説明する。
【００７５】
○シートの準備（工程Ａ）：
まず、ステップＳＰ１では、カメラモジュール５００Ａを形成する各機能層に関するシートが、層ごとに形成される。図１２は、準備するシートの構成例を示す平面図である。なお、ここでは、円盤状のシートが準備されるものとする。
【００７６】
機能層ごとのシートには、当該機能層に係る部材に相当するチップがマトリクス状に所定配列で多数形成されている。
【００７７】
例えば、図１２に示されるように、撮像素子ホルダ層１２のシート（撮像素子ホルダシート）ＨＵ２には、撮像素子ホルダ層１２に相当するチップが所定配列で多数形成される。なお、ここでは、「所定配列」という表現を、多数のチップを所定の方向に所定の間隔で配列した状態を含む意味で用いている。
【００７８】
当該撮像素子ホルダシートＨＵ２は、例えば、樹脂材料を素材として、金属金型を用いたプレス加工によって作製される。
【００７９】
このようにステップＳＰ１では、撮像素子ホルダシートＨＵ２と同様に、撮像素子層１１、赤外カットフィルタ層１３、アクチュエータ層１４、第１平行ばね１５、レンズ層１６、および第２平行ばね１７の各機能層に関するチップを含む各シートＨＵ１，ＨＵ３〜ＨＵ７がそれぞれ準備される。
【００８０】
○シートの接合（工程Ｂ）：
ステップＳＰ２では、各シートＨＵ１〜ＨＵ７が互いに接合される。図１３は、準備されたシートＨＵ１〜ＨＵ７を順次に積層させて接合する様子を模式的に示す図である。
【００８１】
具体的には、図１３に示されるように、撮像素子シートＨＵ１、撮像素子ホルダシートＨＵ２、赤外カットフィルタシートＨＵ３、アクチュエータシートＨＵ４、第１平行ばねシートＨＵ５、レンズシートＨＵ６、および第２平行ばねシートＨＵ７について、各シートＨＵ１〜ＨＵ７に含まれる各チップが互いに積層されるように、シート形状のまま位置合わせ（アライメント）が行われる。そして、各シートＨＵ１〜ＨＵ７が接着剤等を用いて接合される。
【００８２】
○ダイシング（工程Ｃ）：
次のステップＳＰ３では、７つのシートＨＵ１〜ＨＵ７を積層して形成された積層部材が、ダイシングテープ等で保護された後、ダイシング装置によってチップ毎に切り離される。これにより、図１４に示されるような積層された７つの層１１〜１７を有する光学系のユニット（光学ユニット）５０が多数生成される。
【００８３】
なお、カバー２０取り付け直後の光学ユニット５０では、被駆動体（レンズ層１６）の駆動空間が未だ確保されていない状態であるため、レンズ層１６を駆動させることはできない。また、カバー２０取り付け直後の光学ユニット５０では、アクチュエータ層１４の梁部１４１は、梁部１４１の自由端ＦＴ側において突起部１６１によって−Ｚ方向に押され、湾曲した状態となっている。
【００８４】
○カバー２０の取付（工程Ｄ）：
ステップＳＰ４では、光学ユニット５０にカバー２０が取り付けられる。図１５は、カバー２０が取り付けられた光学ユニット５０を示す図である。
【００８５】
具体的には、図１５に示されるように、組み立て治具ＪＧ１上に光学ユニット５０が設置される。そして、光学ユニット５０にカバー２０が被せられ、第２平行ばね１７の固定枠体１７１とカバー２０とが接着剤等によって接合される。
【００８６】
なお、組み立て治具ＪＧ１の設置面の傾きは、水平面に対して５分（１／１２度）以内であることが好ましい。
【００８７】
○駆動空間の確保（工程Ｅ）：
ステップＳＰ５では、被駆動体（レンズ層１６）の駆動空間が確保される。図１６は、レンズ層１６の駆動空間を確保する工程を説明するための図である。図１７は、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値とカバー２０の引き上げ量との関係を示す図である。図１８は、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値を測定する様子を示す図である。
【００８８】
具体的には、図１６に示されるように、カバー２０の上部にカバー押し上げ治具ＪＧ２が設置される。カバー押し上げ治具ＪＧ２は、カバー２０を保持可能な真空チャック部ＪＧ３を有している。また、カバー押し上げ治具ＪＧ２は、ＡＣサーボモータとピエゾアクチュエータとの組合せによりサブミクロンの押し上げ精度を有している。カバー２０は、この機構を用いて、＋Ｚ方向（図１６中の矢印ＹＪ３の示す方向）に引き上げられる。
【００８９】
カバー２０が引き上げられると、第１平行ばね１５および第２平行ばね１７はそれぞれ弾性変形し、カバー２０と撮像部ＰＢとは互いにレンズ層１６の垂直方向に引き離されることになる。これにより、カバー２０と撮像部ＰＢとの間の距離（「離隔距離」とも称する）は拡大され、カバー２０と撮像部ＰＢとの間にはレンズ層１６の駆動空間が形成されることになり、レンズ層１６はＺ方向に移動可能な状態となる。
【００９０】
カバー２０の＋Ｚ方向への引き上げ量は、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値に応じて調整される。
【００９１】
具体的には、外力を加えて金属を収縮させると金属の電気抵抗値が変化するのと同様、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値は、アクチュエータ素子１４３の変形量に応じて変化する。
【００９２】
カバー２０を引き上げると、突起部１６１によって−Ｚ方向に押し曲げられていた梁部１４１の曲げ変形は緩和されることになるが、梁部１４１の曲げ変形の程度（湾曲の程度）に応じてアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値は変化する。詳細には、図１７に示されるように、カバー２０の引き上げ量の増加によって梁部１４１の曲げ変形が緩和されると、梁部１４１の表面上に形成されたアクチュエータ素子１４３の変形量も少なくなり、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値は小さくなる。そして、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値は、突起部１６１と梁部１４１との接触が解消されるまで、換言すれば梁部１４１の曲げ変形がなくなるまで、徐々に小さくなり、梁部１４１の曲げ変形がなくなると一定値になる。
【００９３】
ここで、梁部１４１の曲げ変形が解消された状態（「無変形状態」とも称する）における、撮像素子１１１からレンズ層１６までの距離（「バックフォーカス」とも称する）はカメラモジュール５００Ａの各部材の大きさから特定可能である。具体的には、梁部１４１が無変形となった状態では、撮像素子１１１からレンズ層１６までの距離は、突起部１６１の長さとアクチュエータ層１４、スペーサＳＡ、赤外カットフィルタ層１３、および撮像素子ホルダ層１２の厚みとの総和になる。
【００９４】
このため、例えば、突起部１６１の長さおよび上記各機能層の厚みを調整してこれらの総和が、確保したいバックフォーカスと等しくなるように設計し、カバー２０の引き上げによって梁部１４１が無変形となったときに、カバー２０の引き上げを停止すれば、所望のバックフォーカスを確保すること、すなわちレンズ層１６を適切な位置に配置することが可能になる。
【００９５】
本実施形態では、梁部１４１の無変形状態を検出するためにアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値が測定され、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値に基づいてカバー２０の引き上げを終了させるタイミングが決定される。
【００９６】
なお、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値の測定は、例えば、図１８に示されるように、アクチュエータ素子１４３（詳細には、ヒータ層の配線１４４）に接続された抵抗測定器ＤＲを用いて行えばよい。或いは、電気抵抗値の測定は、ドライバＩＣを用いて行ってもよい。
【００９７】
また、ヒータ層への通電量を調整して駆動制御を行うアクチュエータ素子１４３では、ヒータ層の電気抵抗値がアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値として用いられる。また、ＳＭＡへの通電量を調整して駆動制御を行うアクチュエータ素子１４３では、ＳＭＡ（ＳＭＡ層）の電気抵抗値がアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値として用いられる。
【００９８】
電気抵抗値を用いたカバー２０の引き上げ量の調整手法としては、例えば、下記の４つの手法ＨＭ１〜ＨＭ４のいずれかを採用することができる。
【００９９】
●調整手法ＨＭ１：電気抵抗値の変化率が所定の変化率以下になったときに、カバー２０の引き上げを終了する。
【０１００】
●調整手法ＨＭ２：アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値が、引き上げ前の初期のアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値から所定値以上小さくなったときにカバー２０の引き上げを終了する。
【０１０１】
●調整手法ＨＭ３：アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値が最も小さくなったときから、予め定められた所定量分カバー２０を引き下げる。より詳細には、調整手法ＨＭ３では、カバー２０を微少量ずつ引き上げてアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値の無変化を検出する（例えば、電気抵抗値の変化率が所定の変化率以下になったときに電気抵抗値が無変化であるとする）。そして、電気抵抗値の無変化の検出に応じて、カバー２０の移動方向を反転させてカバー２０を所定量分引き下げてカバー２０の位置調整を終了させる。
【０１０２】
●調整手法ＨＭ４：アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値が最も小さくなったときから、予め定められた所定量分さらにカバー２０を引き上げる。より詳細には、調整手法ＨＭ４では、カバー２０を微少量ずつ引き上げてアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値の無変化を検出し、電気抵抗値の無変化を検出したときからさらにカバー２０を所定量分引き上げてカバー２０の位置調整を終了させる。
【０１０３】
上記いずれかの調整手法ＨＭ１〜ＨＭ４を用いて、カバー２０の引き上げ量が決定された後は、引き上げられたカバー２０の下部と光学ユニット５０との隙間ＫＧにＵＶ硬化樹脂ＫＪ１が挿入され（図３参照）、紫外線の照射によってＵＶ硬化樹脂ＫＪ１が硬化される。このＵＶ硬化樹脂ＫＪ１の硬化によって、カバー２０と撮像部ＰＢとは相対的に固定される。
【０１０４】
なお、カバー２０を固定する際には、カバー２０を引き上げた距離とカバー２０の傾きの変化とをモニタリングすることによってカバー２０の傾きが抑制される。
【０１０５】
このように、ステップＳＰ５では、取り付けられたカバー２０が＋Ｚ方向に引き上げられ、レンズ層１６の駆動空間が確保される。
【０１０６】
また、突起部１６１によって−Ｚ方向に押し曲げられていたアクチュエータ層１４の梁部１４１における曲げ変形（図１５参照）は、カバー２０の引き上げによって緩和される（図１６参照）。
【０１０７】
なお、例えば調整手法ＨＭ３を採用してカバー２０の引き上げ量を調整した場合は、梁部１４１における曲げ変形は維持されることになるが、調整手法ＨＭ４を採用してカバー２０の引き上げ量を調整した場合は、梁部１４１における曲げ変形は解消され、梁部１４１と突起部１６１とは離れることになる。
【０１０８】
このように梁部１４１と突起部１６１との接触状態を維持するか、或いは梁部１４１の曲げ変形を解消させて梁部１４１と突起部１６１とが接触しない非接触状態とするかは、アクチュエータ素子１４３に用いる部材に応じて使い分けてもよい。
【０１０９】
具体的には、アクチュエータ素子１４３にヒータ層が含まれる場合は、例えば調整手法ＨＭ４を採用して梁部１４１の曲げ変形を解消する方がよい。
【０１１０】
より詳細には、ＳＭＡは、変態温度が高く周囲の温度（「環境温度」とも称する）の影響を受けにくいが、ヒータ層は、変態温度が低く環境温度の変化に応じて変形し易い。このため、ヒータ層を含むアクチュエータ素子１４３では、環境温度の変化の影響を受けて梁部１４１の曲げ変形量が変化するので、梁部１４１と突起部１６１とが接触している場合は、駆動前のレンズの初期位置が変化し易くなる。このため、アクチュエータ素子１４３にヒータ層が含まれる場合は、例えば調整手法ＨＭ４を採用してカバー２０の引き上げ量を決定し、駆動前の静止状態（初期状態）において、梁部１４１と突起部１６１とが離れている状態（非接触状態）とする方が好ましい。
【０１１１】
これによれば、環境温度の変化の影響を受けにくいカメラモジュール５００Ａを実現することができる。
【０１１２】
一方、アクチュエータ素子１４３にヒータ層が含まれない場合、例えばアクチュエータ素子１４３がＳＭＡに直接通電してジュール熱を発生させる構成である場合は、例えば調整手法ＨＭ３を採用して梁部１４１と突起部１６１との接触状態を維持する方がよい。
【０１１３】
このようにアクチュエータ層１４が環境温度の影響を受け易い部材を含んでいない場合は、駆動前の静止状態において梁部１４１と突起部１６１との接触状態を維持しても環境温度の変化に応じてレンズの初期位置は変化しない上に、駆動の際に梁部１４１で発生した駆動変位を無駄なく効率的に突起部１６１に伝えることができるので、駆動の応答性を向上させることができる。
【０１１４】
以上のように、カメラモジュール５００Ａの製造工程においては、カバー２０の引き上げによってカバー２０と撮像部ＰＢとの間の離隔距離が徐々に拡大される。そして、離隔距離の拡大に応じてアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値が測定され、当該測定された電気抵抗値を用いて離隔距離が調整される。アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値は、離隔距離の拡大に応じて小さくなり、離隔距離がある一定距離以上に拡大されると、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値は下げ止まる。アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値が下げ止まった状態は、カメラモジュール５００Ａの構成上、アクチュエータ素子１４３が無変形の状態であることを表しているので、アクチュエータ素子１４３の電気抵抗値がちょうど下げ止まったときを特定すれば、撮像素子１１１に対するレンズ層１６の位置を特定することができ、レンズを適切な位置に配置することが可能になる。
【０１１５】
これにより、例えば、アクチュエータ素子１４３が無変形の状態になったときに、レンズが適切な位置（例えば、無限遠の位置）にくるようにカメラモジュール５００Ａを設計した上で、アクチュエータ素子１４３が無変形になったとき、すなわちアクチュエータ素子１４３の電気抵抗値がちょうど下げ止まったときを特定して離隔距離を決定すれば、レーザ変位計等の他の外部装置を用いることなく、レンズを適切な位置に配置することができる。
【０１１６】
＜変形例＞  
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
【０１１７】
例えば、上記実施形態では、撮像素子層１１に設けられた電極からヒータ層への導電を、アクチュエータ層１４、赤外カットフィルタ層１３、および撮像素子ホルダ層１２の側面に設けられた薄型の導電部材（不図示）を介して行っていたが、これに限定されない。図１９は、変形例に係るカメラモジュール５００Ｂを示す図である。
【０１１８】
具体的には、図１９に示されるように、カバー２０と光学ユニット５０との隙間ＫＧを埋める接着剤ＫＪ２に導電性を有する導電接着剤を採用し、当該導電接着剤をアクチュエータ層１４、赤外カットフィルタ層１３、および撮像素子ホルダ層１２の側面に渡って設けるようにしてもよい。これによれば、撮像素子層１１の電極からヒータ層への導電を、導電接着剤を介して行うことが可能になる。
【符号の説明】
【０１１９】
５００Ａ，５００Ｂ  カメラモジュール
１００  携帯電話機
１１  撮像素子層
１１１  撮像素子
１２  撮像素子ホルダ層
１３  赤外カットフィルタ層
１４  アクチュエータ層
１４１  梁部
１４３  アクチュエータ素子
１５  第１平行ばね
１６  レンズ層
１６１  突起部
１７  第２平行ばね
２０  カバー
５０  光学ユニット
【図１】
2010160187.tif 000003
【図２】
2010160187.tif 000004
【図３】
2010160187.tif 000005
【図４】
2010160187.tif 000006
【図５】
2010160187.tif 000007
【図６】
2010160187.tif 000008
【図７】
2010160187.tif 000009
【図８】
2010160187.tif 000010
【図９】
2010160187.tif 000011
【図１０】
2010160187.tif 000012
【図１１】
2010160187.tif 000013
【図１２】
2010160187.tif 000014
【図１３】
2010160187.tif 000015
【図１４】
2010160187.tif 000016
【図１５】
2010160187.tif 000017
【図１６】
2010160187.tif 000018
【図１７】
2010160187.tif 000019
【図１８】
2010160187.tif 000020
【図１９】
2010160187.tif 000021