(57)【要約】  低コストの撮像装置が得られる製造方法を得、該製造方法による低コストの撮像装置を提供するために、撮像光学系の最も像面側のレンズと、最も像面側のレンズを保持し、遮光性の材料で形成される枠部材を一体に成形することでユニットとする工程と、該ユニットに撮像素子を固定する工程と、を有する撮像装置の製造方法とする。
2008096584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を導く撮像光学系と、前記撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像装置の製造方法において、
前記撮像光学系の最も像面側のレンズと、該最も像面側のレンズを保持し、遮光性の材料で形成される枠部材を一体に成形することでユニットとする工程と、
前記一体に成形されたユニットに前記撮像素子を固定する工程と、を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項２】
前記撮像光学系は複数のレンズで構成され、前記ユニットに前記撮像素子を固定する工程は、前記撮像光学系の最も像面側のレンズ以外のレンズを組み込む工程の後に行われることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記撮像光学系の最も像面側のレンズ以外のレンズは、レンズと枠部材が一体に成形されたものであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項４】
被写体光を導く撮像光学系と、前記撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像装置の製造方法において、
ウェハの一方の面に複数の前記撮像素子を形成する工程と、
前記撮像光学系の最も像面側のレンズを、前記ウェハの前記撮像素子毎に載置する工程と、
前記撮像素子と最も像面側のレンズを一体的にモールディングする工程と、
前記撮像光学系の他のレンズを組み込む工程と、
前記撮像素子毎に切断分離する工程と、を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記撮像素子毎に切断分離する工程は、前記撮像光学系の他のレンズ群を組み込む工程の後に行われることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記撮像光学系の他のレンズは、レンズと枠部材が一体に形成されたものであることを特徴とする請求の範囲第４項又は第５項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項７】
請求の範囲第１項〜第６項のいずれか一項に記載の撮像装置の製造方法により製造されたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像装置の製造方法及び撮像装置並びに該撮像装置を備えた携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より小型で薄型の撮像装置が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。【０００３】
このような小型の撮像装置の製造方法として、アレイ状に複数のイメージセンサを形成したシリコンウェハ上に、複数の光学レンズが形成されたレンズアレイを接着し、イメージセンサの配列に合わせて分割するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９０８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の撮像装置の製造方法では、シリコンウェハ上の複数のイメージセンサの個々に対応した複数のレンズアレイを接着した後、切断分離するため、例えば、パターン不良など、何らかの欠陥を有する不良のイメージセンサにもレンズが配置されることを余儀なくされ、不良のイメージセンサと共に接着されたレンズも廃棄せざるを得ず、結果的にコスト高となる問題がある。【０００５】
また、携帯端末に内蔵される撮像装置においても、撮像素子が高画素化され、これに対応してより高解像力を得るために複数枚のレンズを使用するものが一般的になってきた。これに対し、上記特許文献１の撮像装置の製造方法においては、複数枚のレンズで構成された撮像光学系の組み込みには対応できないものである。【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、低コストの撮像装置が得られる製造方法を得、該製造方法による低コストの撮像装置を提供することを目的とし、また、複数枚のレンズで構成された撮像光学系の組み込みが可能で大量生産の容易な撮像装置の製造方法を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。【０００８】
１．被写体光を導く撮像光学系と、前記撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像装置の製造方法において、前記撮像光学系の最も像面側のレンズと、該最も像面側のレンズを保持し、遮光性の材料で形成される枠部材を一体に成形することでユニットとする工程と、前記一体に成形されたユニットに前記撮像素子を固定する工程と、を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。【０００９】
２．前記撮像光学系は複数のレンズで構成され、前記ユニットに前記撮像素子を固定する工程は、前記撮像光学系の最も像面側のレンズ以外のレンズを組み込む工程の後に行われることを特徴とする１に記載の撮像装置の製造方法。【００１０】
３．前記撮像光学系の最も像面側のレンズ以外のレンズは、レンズと枠部材が一体に成形されたものであることを特徴とする２に記載の撮像装置の製造方法。【００１１】
４．被写体光を導く撮像光学系と、前記撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像装置の製造方法において、ウェハの一方の面に複数の前記撮像素子を形成する工程と、前記撮像光学系の最も像面側のレンズを、前記ウェハの前記撮像素子毎に載置する工程と、前記撮像素子と最も像面側のレンズを一体的にモールディングする工程と、前記撮像光学系の他のレンズを組み込む工程と、前記撮像素子毎に切断分離する工程と、を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。【００１２】
５．前記撮像素子毎に切断分離する工程は、前記撮像光学系の他のレンズ群を組み込む工程の後に行われることを特徴とする４に記載の撮像装置の製造方法。【００１３】
６．前記撮像光学系の他のレンズは、レンズと枠部材が一体に形成されたものであることを特徴とする４又は５に記載の撮像装置の製造方法。【００１４】
７．１〜６のいずれかに記載の撮像装置の製造方法により製造されたことを特徴とする撮像装置。【００１５】
８．７に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低コストの撮像装置の製造方法を得ることが可能となり、該製造方法により低コストの撮像装置を提供することが可能となる。更に、複数枚のレンズで構成された撮像光学系の組み込みが容易で大量生産の容易な撮像装置の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係る撮像装置の概略を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る撮像装置の製造順序を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る撮像装置の変形例の概略を示す断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る撮像装置の製造順序の例を示す図である。
【図５】第３レンズがウェハ上に載置された状態を模式的に示した斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の他の例を示す図である。
【図７】撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。
【図８】携帯電話機の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
１１  第１レンズ
１２  第２レンズ
１３  第３レンズ
１４  絞り
１５  撮像素子
２１  第１枠部材
２２  第２枠部材
２３  第３枠部材
Ｂ  接着剤
Ｓ  撮像装置
Ｔ  携帯電話機
Ｗ  ウェハ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の概略を示す断面図である。【００２１】
同図に示すように、第１の実施の形態に係る撮像装置Ｓは、例えば、物体側より第１レンズ１１、第２レンズ１２、第３レンズ１３の３枚構成の撮像光学系を備えている。本例においては、第３レンズ１３が最も像面側のレンズに相当する。第１レンズ１１と第２レンズ１２の間には開口径を規定する絞り１４が配置されている。３枚のうちの、いずれかのレンズの一方の面には赤外光カットコートが施されているが、特に第１レンズ１１の撮像面側に赤外光カットコートを施すと色再現性において良好な結果が得られる。なお、赤外光カットコートは、これに限らず、複数の面に多層膜を分担させて構成してもよい。【００２２】
撮像素子１５の撮像光学系側の面（表面と称す）には、複数の受光画素部が２次元的に配列されて形成された光電変換部１５ａと、光電変換部１５ａの周辺に配置された信号処理部１５ｂと、複数のパッド部が形成されている。パッド部は、貫通ビア１５ｃにより裏面に形成された外部端子１５ｄに接続されている。【００２３】
第１レンズ１１は、遮光性を有する材料で形成された第１枠部材２１と、例えば、二色成形により一体で成形されユニット化されている。第２レンズ１２は、遮光性を有する材料で形成された第２枠部材２２と、例えば、二色成形により一体で成形されユニット化されている。第３レンズ１３は、遮光性を有する材料で形成された第３枠部材２３と、例えば、二色成形により一体で成形されユニット化されている。【００２４】
撮像素子１５は、光電変換部１５ａ以外の部位で、第３枠部材２３の当接部に当接した状態で、接着剤Ｂで接着固定されている。【００２５】
図２は、第１の実施の形態に係る撮像装置Ｓの製造順序を示す図である。同図に従い説明する。【００２６】
まず、同図（ａ）に示すように、例えば、二色成形により一体に成形された第３レンズ１３と第３枠部材２３のユニットがベースとなる。同図では詳細は省略しているが、可撓性の腕部１３ｂにより複数の第３レンズ１３が連結されると共に、可撓性の腕部２３ｂにより複数の第３枠部材２３が連結された状態で一体に成形されているものが大量生産的には好ましい。なお、一体の第３レンズ１３と第３枠部材２３はそれぞれ単品で一体となされたものであってもよい。【００２７】
次いで、同図（ｂ）に示すように、第３レンズ１３の物体側に、一体の第２レンズ１２と第２枠部材２２、絞り１４、一体の第１レンズ１１と第１枠部材２１が組み付けられる。この場合にも、可撓性の腕部１２ｂにより複数の第２レンズ１２が連結されると共に、可撓性の腕部２２ｂにより複数の第２枠部材２２が連結された状態で一体に成形されたものが好ましい。また、可撓性の腕部１１ｂにより複数の第１レンズ１１が連結されると共に、可撓性の腕部２１ｂにより複数の第１枠部材２１が連結された状態で一体に成形されたものが好ましい。このようにすることで、複数の撮像装置Ｓをまとめて組み立てることができ、組み立て工数を削減でき低コスト化することができる。【００２８】
なお、組み立て順としては、一体の第２レンズ１２と第２枠部材２２を組み付け、絞り１４を組み付けた後、一体の第１レンズ１１と第１枠部材２１を組み付けてもよいし、一体の第２レンズ１２と第２枠部材２２、絞り１４及び、一体の第１レンズ１１と第１枠部材２１を予め組み立てた後、第３レンズ１３の物体側に組み付けてもよい。また、上述の組み付けにおいては、適宜接着剤等が用いられている。【００２９】
次いで、同図（ｃ）に示すように、撮像素子１５を第３枠部材２３の当接部に当接させた状態で、接着剤Ｂで接着固定する。【００３０】
この後、第１レンズ１１の腕部１１ｂ、第２レンズ１２の腕部１２ｂ、第３レンズ１３の腕部１３ｂ、第１枠部材２１の腕部２１ｂ、第２枠部材２２の腕部２２ｂ、第３枠部材２３の腕部２３ｂを、例えば、図示破線の位置で切断することで、図１に示した撮像装置Ｓの単品となる。【００３１】
なお、上記の説明では、撮像素子１５を最後に組み付けたが、第３レンズ１３と第３枠部材２３のユニットに、先に撮像素子１５を組み付けてもよい。【００３２】
図３は、第１の実施の形態に係る撮像装置の変形例の概略を示す断面図である。同図に示す撮像装置Ｓは、図１に示す撮像装置と殆どの部分が共通であるため、異なる部分についてのみ説明する。【００３３】
同図に示す撮像装置Ｓは、第３レンズ１３と第３枠部材２３の一体ユニットに、撮像素子１５を組み付ける際の当接する部位を、第３レンズ１３に形成された脚部１３ｋとしたものである。このような構成にすることで第３レンズ１３と撮像素子１５の光電変換面１５ａとの間隔を、より正確に設定することができるようになる。【００３４】
以上説明したように、撮像光学系の最も像面側のレンズと、遮光性の材料で形成された枠部材を一体に成形しユニットとする工程と、このユニットに撮像素子を固定する工程と、を有する撮像装置の製造方法とすることにより、良品の撮像素子のみを組み付けることができ、無駄を省き、低コストの撮像装置の得られる製造方法を得ることができる。また、これにより低コストの撮像装置を提供することが可能となる。【００３５】
更に、撮像素子１５としてはセンサーチップそのものに外部端子等が形成されたものを用いるため、ワイヤーボンディングの工数が不要であり、ワイヤーボンディングのための端子のスペースも必要とせず、小型で低コストの撮像装置とすることができる。【００３６】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態に係る撮像装置を説明する。第２の実施の形態に係る撮像装置においては、説明の重複を避けるため、第１の実施の形態の撮像装置と同機能部材には同符号を付与して説明する。【００３７】
図４は、第２の実施の形態に係る撮像装置Ｓの製造順序の例を示す図である。同図に従い説明する。【００３８】
まず、同図（ａ）に示すように、ウェハＷ上の、光電変換部１５ａ上に、撮像光学系の最も像面側のレンズである第３レンズ１３がそれぞれ載置され、接着される。【００３９】
図５は、第３レンズ１３がウェハＷ上に載置された状態を模式的に示した斜視図である。同図に示すように、ウェハＷ上の、光電変換部の個々に対応して、撮像光学系の最も像面側のレンズである第３レンズ１３が載置されている。【００４０】
図４に戻り、この第３レンズ１３は、図示の如く、可撓性の腕部１３ｂにより複数の第３レンズ１３が連結されていることが好ましい。【００４１】
次いで、同図（ｂ）に示すように、ウェハＷに第３レンズ１３が載置された状態で樹脂材料ＭＤが注入されて、図示の如く第３レンズ１３のみが露呈するよう一体にモールディングされる。なお、以上の如くモールディングされるため、第３レンズ１３を、光電変換部１５ａ上に対し載置した後、必ずしも接着を行わなくてもよい。【００４２】
次いで、同図（ｃ）に示すように、第３レンズ１３の物体側に、第２レンズ１２と第２枠部材２２、絞り１４、第１レンズ１１と第１枠部材２１が組み付けられる。この場合にも、可撓性の腕部１２ｂにより複数の第２レンズ１２が連結されると共に、可撓性の腕部２２ｂにより複数の第２枠部材２２が連結された状態で一体に成形されたものが好ましい。また、可撓性の腕部１１ｂにより複数の第１レンズ１１が連結されると共に、可撓性の腕部２１ｂにより複数の第１枠部材２１が連結された状態で一体に成形されたものが好ましい。このようにすることで、複数の撮像装置Ｓをまとめて組み立てることができ、組み立て工数を削減でき低コスト化することができる。【００４３】
なお、組み立て順としては、一体の第２レンズ１２と第２枠部材２２を組み付け、絞り１４を組み付けた後、一体の第１レンズ１１と第１枠部材２１を組み付けてもよいし、一体の第２レンズ１２と第２枠部材２２、絞り１４及び、一体の第１レンズ１１と第１枠部材２１を予め組み立てた後、第３レンズ１３の物体側に組み付けてもよい。また、上述の組み付けにおいては、適宜接着剤等が用いられている。【００４４】
この後、同図（ｃ）に示す破線Ｃの位置で、ウェハＷ、モールディング部、第１レンズ１１の腕部１１ｂ、第２レンズ１２の腕部１２ｂ、第３レンズ１３の腕部１３ｂ、第１枠部材２１の腕部２１ｂ、第２枠部材２２の腕部２２ｂを切断することにより、撮像装置Ｓの単品となる。【００４５】
図６は、第２の実施の形態に係る撮像装置Ｓの製造順序の他の例を示す図である。【００４６】
同図（ａ）に示す工程は、図４（ａ）に示したものと同様である。【００４７】
次いで、同図（ｂ）に示すように、ウェハＷに第３レンズ１３が載置された状態で樹脂材料ＭＤが注入されて、図示の如く第３レンズ１３のみが露呈するよう一体にモールディングされる。この後、図示破線Ｃの位置で、ウェハＷ、モールディング部、第３レンズ１３の腕部１３ｂ、を切断する。これにより、第３レンズ１３が組み付けられた個々の撮像素子１５の部組みに分離される。【００４８】
次いで、同図（ｃ）に示すように、複数の分離された部組みの第３レンズ１３の物体側に、第２レンズ１２と第２枠部材２２、絞り１４、第１レンズ１１と第１枠部材２１が組み付けられる。この場合にも、可撓性の腕部１２ｂにより複数の第２レンズ１２が連結されると共に、可撓性の腕部２２ｂにより複数の第２枠部材２２が連結された状態で一体に成形されたものが好ましい。また、可撓性の腕部１１ｂにより複数の第１レンズ１１が連結されると共に、可撓性の腕部２１ｂにより複数の第１枠部材２１が連結された状態で一体に成形されたものが好ましい。このようにすることで、複数の撮像装置Ｓをまとめて組み立てることができ、組み立て工数を削減でき低コスト化することができる。また、上述の組み付けにおいては、適宜接着剤等が用いられている。【００４９】
この後、図示破線Ｄの位置で、第１レンズ１１の腕部１１ｂ、第２レンズ１２の腕部１２ｂ、第１枠部材２１の腕部２１ｂ、第２枠部材２２の腕部２２ｂを切断することで、撮像装置Ｓの単品となる。【００５０】
以上説明したように、撮像光学系の最も像面側のレンズを、ウェハの撮像素子毎に載置し、一体的にモールディングした後、撮像光学系の他のレンズを組み込む工程と、撮像素子毎に切断分離する工程と、を有する撮像装置の製造方法とすることにより、複数枚のレンズで構成された撮像光学系の組み込みが容易で大量生産の容易な撮像装置の製造方法を得ることが可能となる。【００５１】
なお上記の説明では、３枚構成の撮像光学系を用いて説明したが、これに限るものでなく、２枚以上の撮像光学系を有する撮像装置に適用可能である。また、赤外光をカットするために、構成するレンズのいずれかの面に赤外光カットコートを施したもので説明したが、これに限るものでなく、別体の赤外光カットフィルタを配置してもよい。【００５２】
以上のようにして製造された撮像装置Ｓを備えた携帯端末について説明する。【００５３】
図７は、撮像装置Ｓを備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。【００５４】
同図に示す携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、入力部である操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置Ｓは、上筐体７１内に内蔵されており、撮像装置Ｓが上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。【００５５】
なお、この撮像装置Ｓは他の位置に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。【００５６】
図８は、携帯電話機Ｔの制御ブロック図である。【００５７】
同図に示すように、撮像装置Ｓの外部端子を介し、携帯電話機Ｔの制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１へ出力する。【００５８】
一方、携帯電話機Ｔは、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等を指示入力するための入力部である操作ボタンＰと、所定のデータ表示や撮像した画像を表示する表示画面Ｄと、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機Ｔのシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１により実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、撮像装置Ｓによる画像データ等を一時的に格納したり、作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２を備えている。【００５９】
また、撮像装置Ｓから入力された画像信号は、携帯電話機Ｔの制御部１０１により、不図示の画像記憶部に記憶されたり、或いは表示画面Ｄに表示されたり、更には、無線通信部８０を介し画像情報として外部へ送信されるようになっている。
【図１】
2008096584.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008096584.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008096584.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
2008096584.tif 000011
2008096584.tif 000012
2008096584.tif 000013
2008096584.tif 000014
2008096584.tif 000015
2008096584.tif 000016