(57)【要約】【課題】撮像素子の撮像面を結像レンズの像面湾曲に対応させて良好な撮像特性を実現すると共に、撮像素子を精度良く配置することができる構成の撮像装置及び撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】フレキシブルな形状特性を有する撮像素子１を湾曲状態とする工程と、曲面を有する保持材２（３）の曲面に、湾曲状態とした撮像素子１を固着する工程とを有して撮像装置を製造する。レンズ１２と、フレキシブルな形状特性を有する撮像素子１と、この撮像素子１をレンズ１２による像面に対応した曲面状に湾曲させた状態で保持する保持材２（３）を備え、保持材２（３）に透明部材から成る保持材２又は多孔質部材から成る保持材３を用いて撮像装置を構成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を備えて成る撮像装置を製造する方法であって、
フレキシブルな形状特性を有する撮像素子を湾曲状態とする工程と、
曲面を有する保持材に対して、該曲面に湾曲状態とした上記撮像素子を固着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】
上記保持材に透明部材を用いると共に、該保持材及び上記撮像素子の固着に紫外線硬化性を有する接着剤を含む接合材を使用して、上記撮像素子を該接合材を介して上記保持材に接触させてから、上記保持材の上記曲面とは反対の側から紫外線を照射することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項３】
上記保持材に多孔質部材を用いると共に、上記撮像素子を接合材を介して上記保持材に接触させてから、上記保持材の上記曲面とは反対の側から吸引することを特徴とする請求項１に記載の撮像素子の製造方法。
【請求項４】
レンズと、
フレキシブルな形状特性を有する撮像素子と、
上記撮像素子を上記レンズによる像面に対応した曲面状に湾曲させた状態で保持し、透明部材から成る保持材とを少なくとも備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
レンズと、
フレキシブルな形状特性を有する撮像素子と、
上記撮像素子を上記レンズによる像面に対応した曲面状に湾曲させた状態で保持し、多孔質部材から成る保持材とを少なくとも備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子を用いて構成される撮像装置とその製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像素子は、全体として平板状に形成され、かつ厚くて変形しない形状特性を有する構成とされていた。
また、撮像素子の主面に形成される撮像面は、この主面に沿った平面となっていた。
【０００３】
一方、撮像素子の撮像面で被写体を結像させるためには、結像光学系が必要となる。結像光学系には結像レンズが組み込まれ、この結像レンズによって撮像素子上に被写体が結像される。
【０００４】
撮像素子を用いて構成された撮像装置の従来の構成を図４に示す。
結像レンズ５２が鏡筒５１に支持され、この鏡筒５１には光を入射させるための開口５１Ａが上面に設けられている。また、下側の部材５４内に、ＣＣＤ固体撮像素子等の撮像素子（センサー）５５がマウントされている。そして、鏡筒５１の下部には、撮像素子５５をゴミ等から保護するためのカバーガラス５３が設けられている。撮像素子５５は、通常マウントされる部材５４に対して図示しない金線いわゆるワイヤーボンディングにて結線され、部材５４の外部にその電気的コンタクト端子が設けられて、電気的に結線できるように構成される。
【０００５】
このような撮像装置の構成において、結像レンズ５２のフォーカスピントが合う位置は、レンズ５２の収差によって、図中破線５６で示すように像面湾曲している。
このため、図４に示すように、撮像素子５５をその撮像面の中心にフォーカスピントが合う位置に配置すると、撮像素子５５の周辺部では像面湾曲している分だけ焦点位置が撮像面からずれている。このため、結像レンズ５２の本来の性能よりも解像度が落ちてしまい、撮像した像がぼけることになる。
即ち、画像の中心部と周辺部とで解像度が異なり、画質が不均一になる等、撮像特性の劣化を招く。
【０００６】
この問題を解決するために、撮像素子をフレキシブルな形状特性として、図５に示すように撮像素子１を像面湾曲と同じように湾曲させて、保持材３１の曲面にマウントすることが考えられている。
このように構成することにより、結像レンズによるピント位置を、撮像素子１の中央部と周辺部において、共に撮像素子１の撮像面に合わせることができるため、結像レンズのレンズ性能（解像度等）を最大限に引き出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、結像レンズの像面湾曲に合わせて、フレキシブルな形状特性を有するように超薄加工（例えば厚さ２５μｍ程度）された撮像素子を湾曲させて、曲面を有する保持材にマウントする工程において、次に挙げるような問題がある。
【０００８】
まず、フレキシブルな形状特性を有する撮像素子を保持材にマウントする方法として、保持材の曲面上に撮像素子を載置した後、撮像素子に対して何らかの変形を加えて、保持材の曲面に沿った湾曲した形状とすることが考えられる。
【０００９】
このとき、例えば治具により、撮像素子の上から押圧して変形を加えると、押圧により撮像素子内に局所的な大きい応力が加わって損傷してしまうことや、治具により撮像素子の表面の撮像面に傷をつけてしまうこと等の問題を生じるおそれがある。
しかも、押圧時において、撮像素子が固定されていないため、所定の場所から撮像素子がずれてしまい、撮像素子の位置精度が悪くなるおそれもある。
【００１０】
また、治具で押圧する代わりに、撮像素子の上方からエアーを吹き付けたり、図５に示すように保持材３１に形成された吸引穴３２を通じて撮像素子１の下方から吸引（例えば真空吸引）したりすることにより、撮像素子を変形させて湾曲形状とする方法もある。この場合は、撮像面が傷つくことがなく、また撮像素子内に局所的にかかる応力が直接押圧するよりも小さくなる利点を有する。
しかし、この方法でも、撮像素子が固定されていないため、所定の場所から撮像素子がずれてしまい、撮像素子の位置精度が悪くなるおそれがある。
【００１１】
上述した問題の解決のために、本発明においては、撮像素子の撮像面を結像レンズの像面湾曲に対応させて良好な撮像特性を実現すると共に、撮像素子を精度良く配置することができる構成の撮像装置及び撮像装置の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置の製造方法は、撮像素子を備えて成る撮像装置を製造する際に、フレキシブルな形状特性を有する撮像素子を湾曲状態とする工程と、曲面を有する保持材に対して、この曲面に湾曲状態とした撮像素子を固着する工程とを有するものである。
【００１３】
また、上記本発明の撮像装置の製造方法において、保持材に透明部材を用いると共に、この保持材及び撮像素子の固着に紫外線硬化性を有する接着剤を含む接合材を使用して、撮像素子を接合材を介して保持材に接触させてから、保持材の曲面とは反対の側から紫外線を照射することができる。
また、上記本発明の撮像装置の製造方法において、保持材に多孔質部材を用いると共に、撮像素子を接合材を介して保持材に接触させてから、保持材の曲面とは反対の側から吸引することができる。
【００１４】
上述の本発明の撮像装置の製造方法によれば、フレキシブルな形状特性を有する撮像素子を湾曲状態とする工程と、曲面を有する保持材に対して、この曲面に湾曲状態とした撮像素子を固着する工程とを有することにより、予め撮像素子を湾曲状態としてから保持材に固着させているために、撮像素子を保持材の曲面に精度良く取り付けることが可能になる。
特に保持材に透明部材を用いると共に、この保持材及び撮像素子の固着に紫外線硬化性を有する接着剤を含む接合材を使用して、撮像素子を接合材を介して保持材に接触させてから、保持材の曲面とは反対の側から紫外線を照射したときには、さらに、瞬時にかつ容易に撮像素子を保持材の曲面に固着させることができる。
また、特に保持材に多孔質部材を用いると共に、撮像素子を接合材を介して保持材に接触させてから、保持材の曲面とは反対の側から吸引したときには、多孔質部材の微小な穴を通じて吸引がなされ、撮像素子にかかる応力を小さくすると共に、撮像素子を均一に吸引して固着させることができる。
【００１５】
本発明の撮像装置は、レンズと、フレキシブルな形状特性を有する撮像素子と、この撮像素子をレンズによる像面に対応した曲面状に湾曲させた状態で保持し、透明部材から成る保持材とを少なくとも備えたものである。
【００１６】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、保持材が透明部材から成るので、紫外線硬化性樹脂を用いて撮像素子と保持材とを接合し、撮像素子を保持する側の面とは反対側から紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させることにより撮像素子と保持材とを瞬時に固着することが可能になる。
【００１７】
本発明の撮像装置は、レンズと、フレキシブルな形状特性を有する撮像素子と、この撮像素子をレンズによる像面に対応した曲面状に湾曲させた状態で保持し、多孔質部材から成る保持材とを少なくとも備えたものである。
【００１８】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、保持材が多孔質部材から成るので、撮像素子を保持する側の面とは反対側から吸引して保持することができ、多孔質部材の微小な孔により、撮像素子に大きな応力が加わることなく吸引することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態として、撮像装置の概略構成図（断面図）を示す。この撮像装置は、ビデオカメラやスチルカメラ等に用いられるものである。結像レンズ１２が鏡筒１１に支持され、この鏡筒１１の上面に光を入射させるための開口１１Ａが上面に設けられている。また、下側の部材１４内に、ＭＯＳ型固体撮像素子やＣＣＤ固体撮像素子等の撮像素子（センサー）１が保持材２（３）を介してマウントされている。そして、鏡筒１１の下部には、撮像素子１をゴミ等から保護するためのカバーガラス１３が設けられている。
【００２０】
また、撮像素子１は、極薄くフレキシブルな形状特性を有する構成とされている。そして、撮像素子１を保持する保持材２（３）の上面に、凹曲面が形成されており、この保持材２（３）の凹曲面に沿って固着されることにより、撮像素子１が湾曲した形状となっている。
【００２１】
これにより、結像レンズ１２の収差による像面湾曲（図４の５６）に対応して、この像面湾曲に撮像素子１の表面の撮像面を合わせることができる。
従って、撮像素子１の中央部においても周辺部においても、同様にフォーカス位置を撮像面に合わせることが可能になる。
【００２２】
この撮像素子１は、部材１４に対して図示しない金線いわゆるワイヤーボンディングにて結線され、部材１４の外部にその電気的コンタクト端子が設けられて、電気的に結線できるように構成される。
【００２３】
本実施の形態の撮像装置においては、特に撮像素子１を保持する保持材２（３）の構成に特徴を有する。
具体的には、透明部材から成る保持材２（図２参照）又は多孔質部材から成る保持材３（図３参照）を用いる。
【００２４】
透明部材から成る保持材２としては、例えば透明なプラスチックやガラス等を用いることができる。
多孔質部材から成る保持材３としては、例えばフィルターに用いられるような焼結合金や焼結セラミック等を用いることができる。
【００２５】
そして、いずれの保持材２，３の場合でも、撮像素子１が固着される曲面を、予め結像レンズ１２の像面湾曲に合わせて形成しておく。
【００２６】
撮像素子１と保持材２（３）との固着には、接着剤または密着性を有する接合材を使用することができるが、後述するように、保持材２（３）の材質による特性に対応した接着剤又は接合材を用いることが望ましい。
【００２７】
本実施の形態の撮像装置の構成によれば、保持材２（３）を、パッケージに相当する部材１４と別体にしており、かつ保持材２（３）が持つ特性によって、後述するように、撮像素子１を瞬時に固着することにより、或いは撮像素子１の形状を湾曲状態に保持して固着することにより、湾曲したマウントを容易にすることができる効果を有する。
【００２８】
続いて、図１に示した撮像装置の製造方法を説明する。
まず、透明部材から成る保持材２を用いる場合の製造方法を説明する。
【００２９】
図２Ａに示すように、先端に曲面を有する治具２１に、極薄加工（例えば２５μｍ程度）された撮像素子１を、例えば真空吸着により、曲面に沿って湾曲した状態に保持する。
一方、透明部材から成る保持材２は、予め曲面を形成しておいて、この曲面上に、紫外線硬化性樹脂から成る接着剤（紫外線硬化性を有する接着剤）２２を塗布するか、又は紫外線硬化性樹脂を有して成る接合材を貼り付ける。
【００３０】
尚、治具２１の曲面及び保持材２の曲面は、撮像装置に用いられる結像レンズの収差による像面湾曲に対応した曲面になるように形成する。
【００３１】
そして、撮像素子１を、治具２１により保持材２に均一に押し付ける。このとき、撮像素子１が真空吸着により治具２１の曲面に沿って湾曲形状にされた状態とされているので、押し付ける力は強くする必要がない。従って、撮像素子１に大きな応力が加わらない。
さらに、この状態において、図２Ｂに示すように、保持材２の曲面とは反対側の面から、光源により紫外線（ＵＶ）を照射する。
これにより、接着剤又は接合材の紫外線硬化性樹脂が硬化して、撮像素子１を保持材２に固着させることができる。
【００３２】
そして、治具２１の真空吸着を停止することにより、撮像素子１から治具２１を離すことができる。
その後撮像素子１が保持材２に固着された部品１５を作製して、この部品１５を部材１４内に取り付けて、さらにカバーガラス１３と、結像レンズ１２が取り付けられた鏡筒１１とを順次組立てることにより、図１に示した撮像装置を製造することができる。
【００３３】
上述した製造方法によれば、治具２１に真空吸着させることにより、予め撮像素子１を湾曲状態としているので、撮像素子１を保持材２に対して精度良く固着させることができる。これにより、湾曲状態とした撮像素子１を精度よく配置して撮像装置を構成することが可能になる。
また上述した製造方法によれば、特に紫外線硬化性樹脂を用いて、紫外線照射により硬化させているので、撮像素子１を保持材２の曲面に瞬時に固着させることができる。
【００３４】
また、透明部材から成る保持材２を用いているので、曲面とは反対の側から容易に紫外線照射を行うことができる利点を有している。
例えばパッケージ内面に直接曲面が形成された構成では、パッケージは最終的に外光が入らないように構成する必要があることから、撮像素子との固着面に紫外線硬化樹脂を形成しても、そこに紫外線を照射することが難しくなる。
【００３５】
尚、紫外線硬化性樹脂を、撮像素子１側のみに形成する、又は保持材２の曲面側及び撮像素子１側の両方に形成することも可能であるが、撮像素子１及び治具２１の取り扱い易さの観点から、図２Ａのように保持材２の曲面側のみに紫外線硬化性樹脂を形成した方がよい。
【００３６】
次に、多孔質部材から成る保持材３を用いる場合の製造方法を説明する。
図３Ａに示すように、先端に曲面を有する治具２１に、極薄加工（例えば２５μｍ程度）された撮像素子１を、例えば真空吸着により、曲面に沿って湾曲した状態に保持する。
【００３７】
一方、多孔質部材から成る保持材３は、予め曲面を形成しておく。
また、少なくとも保持材３の曲面又は撮像素子１の固着される側の面に、接着剤を塗布するか、又は接合材を貼り付ける。
図３Ａは、撮像素子１の固着される側の面に、接着性を有する樹脂から成るシート状の接合材２５を貼り付けた場合を示している。
【００３８】
尚、治具２１の曲面及び保持材３の曲面は、撮像装置に用いられる結像レンズの収差による像面湾曲に対応した曲面になるように形成する。
【００３９】
そして、撮像素子１を、治具２１により保持材３に均一に押し付ける。このとき、撮像素子１が真空吸着により治具２１の曲面に沿って湾曲形状にされた状態とされているので、押し付ける力は強くする必要がない。従って、撮像素子１に大きな応力が加わらない。
さらに、この状態において、図３Ｂに示すように、保持材３の曲面とは反対側の面から、吸着穴２７が設けられた部材２６を通じて吸引を行う。
これにより、保持材３の曲面に、接合材２５を介して撮像素子１が貼り付けられる。
【００４０】
その後、熱キュアを行うことにより、接着剤又は接合材が硬化して、撮像素子１を保持材３に固着させることができる。
そして、治具２１の真空吸着を停止することにより、撮像素子１から治具２１を離すことができる。
その後撮像素子１が保持材２に固着された部品１５を作製して、この部品１５を部材１４内に取り付けて、さらにカバーガラス１３と、結像レンズ１２が取り付けられた鏡筒１１とを順次組立てることにより、図１に示した撮像装置を製造することができる。
【００４１】
上述した製造方法によれば、治具２１に真空吸着させることにより、予め撮像素子１を湾曲状態としているので、先の図２に示した製造方法と同様に、撮像素子１を保持材３に対して精度良く固着させることができる。これにより、湾曲状態とした撮像素子１を精度よく配置して撮像装置を構成することが可能になる。また上述した製造方法によれば、特に多孔質部材から成る保持材３の裏面側から真空吸着させながら固着を行っていることにより、硬化に時間がかかる接着剤を使用した場合であっても、撮像素子１を湾曲形状に保持したままで保持材３に固着することができる。
また、多孔質部材から成る保持材３を用いていることにより、１つ１つの穴が非常に微細なため（１０〜１００μｍ）、超薄加工された撮像素子１に対してかかる応力が小さくなり穴付近が変形することがなく、さらに撮像素子１全体が均一に保持材３に吸着される効果がある。
【００４２】
これに対して、図５に示すように、超薄加工された撮像素子１を、例えば一般的な吸引穴３２を有する保持材３１に保持すると、真空吸着の吸着力により薄い撮像素子１が吸引穴３２に合わせてたわんでしまう（穴の側に曲がってしまう）おそれがある。
図３に示した製造方法によれば、この問題を回避することができる。
【００４３】
上述した各製造方法により、像面湾曲に併せた撮像素子１のマウントが容易になるため、レンズの性能が最大限に引き出され、良好な撮像特性を有する撮像装置を安価にて製作することができる。
【００４４】
尚、上述した実施の形態の各製造方法では、保持材２（３）を部材１４と別体にして保持材２（３）側に曲面を形成しているので、部材１４に曲面を形成する必要がなく、（パッケージに相当する）部材１４の形成が容易にできる利点を有する。
【００４５】
上述の実施の形態では、先端に曲面が形成された治具２１により撮像素子１を真空吸着することにより、撮像素子１を湾曲状態にしているが、保持材に接触させる前に予め撮像素子１を湾曲状態とすることが可能であれば、その他の方法により湾曲状態としてもよい。
【００４６】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００４７】
【発明の効果】
上述の本発明の撮像装置の製造方法によれば、フレキシブルな形状特性を有する撮像素子を湾曲状態にしてから、保持材の曲面に固着させることにより、湾曲状態の撮像素子を精度良く配置することができる。
【００４８】
また、保持材に透明部材を用い、保持材及び撮像素子の固着に紫外線硬化性を有する接着剤を含む接合材を使用して、接合材を介して撮像素子を保持材に接触させてから、保持材の曲面とは反対の側から紫外線を照射すれば、接合材により瞬時にかつ容易に保持材及び撮像素子の固着を行うことができる。
また、保持材に多孔質部材を用い、接合材を介して撮像素子を保持材に接触させてから、保持材の曲面とは反対の側から吸引すれば、多孔質部材の微小な穴を通じて吸引がなされ、撮像素子にかかる応力を小さくすると共に、撮像素子を均一にかつたわみを発生させないで固着させることができる。
【００４９】
従って、本発明により、撮像素子をレンズの像面湾曲に対応した湾曲状態にして、レンズの性能を最大限に発揮することができ、良好な撮像特性を有する構成の撮像装置を、安価にかつ容易に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の撮像装置の概略構成図である。
【図２】Ａ、Ｂ　図１の撮像装置を製造する一つの方法を説明する図である。
【図３】Ａ、Ｂ　図１の撮像装置を製造する他の方法を説明する図である。
【図４】撮像素子を備えた撮像装置の従来構成の概略構成図である。
【図５】保持材に吸着用の穴を形成した場合を示す図である。
【符号の説明】
１　撮像素子、２，３　保持材、１１　鏡筒、１２　結像レンズ、１３　カバーガラス
【図１】
2004063776.tif 000003
【図２】
2004063776.tif 000004
【図３】
2004063776.tif 000005
【図４】
2004063776.tif 000006
【図５】
2004063776.tif 000007