(57)【要約】【課題】  撮像素子が均一かつ十分に湾曲している撮像装置ないしはその製造方法を提供する。【解決手段】  撮像装置においては、撮像素子４が、支持部材１に設けられた凹面湾曲部２に湾曲して固定されている。凹面湾曲部２ないしは撮像素子４の曲率半径は１５〜３０ｍｍの範囲内に設定され、撮像素子４の厚さは０.０１〜０.１mmの範囲内に設定されている。この撮像装置は、支持部材１の凹面湾曲部２に接着剤３を配置し、接着剤３上に撮像素子４を配置し、伸展性シート５を撮像素子４を覆うようにして凹面湾曲部２上に配置し、伸展性シート５を介して高圧空気で撮像素子４を凹面湾曲部２に押し付け、接着剤３を硬化させることにより製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像レンズと、該結像レンズによって結像された画像を受光する撮像素子とを備えた撮像装置において、
前記撮像素子が、支持部材に設けられた凹面湾曲部に湾曲状態で固定されていて、
前記凹面湾曲部の曲率半径が３０ｍｍ以下であることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記凹面湾曲部に少なくとも１つの溝または穴が設けられ、該溝の幅または該穴の直径が０.５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記凹面湾曲部の曲率半径が１５〜３０mmの範囲にあり、前記撮像素子の厚さが０.０１〜０.１mmの範囲にあり、
かつ、前記曲率半径と前記厚さとが、単位をｍｍとして、
(撮像素子の厚さ)≧0.0000585×(曲率半径)２＋0.00134×(曲率半径)−0.01
および
(撮像素子の厚さ)≦0.0000585×(曲率半径)２＋0.00134×(曲率半径)＋0.01
の２つの関係式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子が、伸展性シートを介して前記凹面湾曲部に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の撮像装置を製造するための撮像装置の製造方法であって、
支持部材の凹面湾曲部に接着剤を配置する工程と、
前記接着剤上に、撮像素子を配置する工程と、
伸展性シートを前記撮像素子を覆うようにして、前記凹面湾曲部上に配置する工程と、
前記伸展性シートを介して、高圧ガスで前記撮像素子を前記凹面湾曲部に押し付ける工程と、
前記接着剤を硬化させ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６】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の撮像装置を製造するための撮像装置の製造方法であって、
支持部材の凹面湾曲部に接着剤を配置する工程と、
伸展性シートの表面に設けられた粘着材の所定の位置に、撮像素子を粘着させる工程と、
前記伸展性シートを前記凹面湾曲部上に配置する工程と、
前記伸展性シートを介して、高圧ガスで前記撮像素子を前記凹面湾曲部に押し付ける工程と、
前記接着剤を硬化させる工程と、
前記伸展性シートを前記撮像素子から剥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７】
請求項４に記載の撮像装置を製造するための撮像装置の製造方法であって、
支持部材の凹面湾曲部に接着剤を配置する工程と、
伸展性シートの所定の位置に撮像素子を接着する工程と、
前記伸展性シートを前記凹面湾曲部上に配置する工程と、
高圧ガスで前記伸展性シートを前記凹面湾曲部に押し付ける工程と、
前記接着剤を硬化させ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８】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の撮像装置を請求項５もしくは６に記載の製造方法で製造し、または請求項４に記載の撮像装置を請求項７に記載の方法で製造するための撮像装置の製造装置であって、
撮像素子または伸展性シートを、高圧ガスによる加圧で支持部材の凹面湾曲部に押し付けて固定する加圧部材を備えていて、
該加圧部材が、一方が開口した凹形状に形成され、かつ、少なくとも１つのガス導入穴と、前記凹面湾曲部の周辺で前記支持部材上の伸展性シートと当接して高圧ガスをシールする緩衝材とを備えていることを特徴とする撮像装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像レンズと湾曲した受光面を備えた撮像素子とを有する撮像装置ならびにその製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
結像レンズと撮像素子とを備えた撮像装置は、例えば、カメラ付き携帯電話等の種々の携帯情報端末に広く用いられている。かかる撮像装置においては、結像レンズによって撮像素子上に被写体が結像される。ここで、撮像素子が平板状の場合、結像レンズで被写体を撮像素子の受光面に結像させたときに、像面湾曲といわれるレンズの収差が生じ、画像の中心部と周辺部とで焦点ずれが生じて画質が低下するといった問題がある。
【０００３】
そこで、撮像素子を湾曲可能な厚さまで薄くし、保持部材の凹状部に湾曲した形状で固定することにより、像面湾曲ないしはレンズの収差の発生を防止するようにした撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。かかる撮像装置では、金属、セラミックスまたは樹脂からなる保持部材に、撮像素子が接着剤等で固着され、その上に結像レンズが組み付けられている。
【０００４】
この種の撮像装置において撮像素子を湾曲させて保持部材に固定する方法としては、従来、２つの方法が提案されている。第１の方法では、特許文献２に記載されているように、まずパッケージの凹部表面に接着剤を塗布し、その上に約３０μｍに薄く研磨した撮像素子を配置し、パッケージ裏面に設けた穴を通して撮像素子を真空吸引することにより撮像素子を湾曲変形させ、撮像素子を凹部表面に接着・固定するようにしている。
【０００５】
第２の方法では、特許文献３に記載されているように、まず凹状の保持部材に接着剤を塗布し、その上に薄く研磨した撮像素子を、受光面が上になるように配置し、撮像素子表面に圧縮空気を噴きつけ、撮像素子を湾曲変形させて凹状の保持部材に接着・固定するようにしている。
【０００６】
なお、湾曲した撮像素子を備えた撮像装置において、撮像素子の湾曲面の曲率半径および撮像素子の厚さについては、特許文献１〜３に記載があるが、次の表１にこれをまとめて示す。
表１  撮像素子の曲率半径および厚さ
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【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１０８０７８号公報（段落［００１７］、図１）
【特許文献２】特開２００１−１５６２７８号公報（段落［００１２］、図２）
【特許文献３】特開２００１−２８４５６４号公報（段落［００３３］、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、本願発明者の行った実験および光学シミュレーションによれば、この種の撮像装置において、結像レンズの枚数を少なくし、かつ高品質な画像を得るには、撮像素子を、曲率半径が１５〜３０ｍｍになるよう湾曲させる必要があることが判明した。他方、たとえば、大きさが８ｍｍ□（平面視で１辺８ｍｍの正方形）の撮像素子の場合、これを曲率半径が２５ｍｍとなるように湾曲させるには、たわみが約０.５ｍｍになるまで該撮像素子を球面状に変形させることが必要である。この変形に要する圧力は０.５ＭＰａ（約５ｋｇｆ/ｃｍ２）以上である。
【０００９】
しかしながら、撮像素子を湾曲して固定する上記第１の方法では、真空で撮像素子を吸引する圧力は最大でも０.１ＭＰａ（約１ｋｇｆ/ｃｍ２）であるので、撮像素子を所望の曲率半径となるまで湾曲変形させるには圧力が不足し、撮像素子を十分に変形させることができないといった問題がある。他方、上記第２の方法では、撮像素子面に噴流による圧力分布が生じるので、撮像素子を均一に湾曲変形させることが困難であるといった問題がある。
また、湾曲した撮像素子を有する従来の撮像装置では、湾曲面の曲率半径に対して、撮像素子の厚さの設定が適切でなく、撮像素子が割れることがあるといった問題もある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、撮像素子に割れが発生せずかつ撮像素子が均一かつ十分に湾曲している撮像装置ならびにその製造方法および製造装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる撮像装置は、結像レンズと、該結像レンズによって結像された画像を受光する撮像素子とを備えている。撮像素子は、支持部材に設けられた凹面湾曲部に湾曲状態で固定されている。ここで、凹面湾曲部の曲率半径は３０ｍｍ以下とされている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる撮像装置では、撮像素子に割れが発生しない。また、撮像素子が均一にかつ十分に湾曲しているので、像面湾曲ないしはレンズの収差の発生が効果的に防止され、高品質な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）を具体的に説明する。なお、これらの図面において、共通な構成要素、ないしは構成および機能が実質的に同一の構成要素には、同一の参照番号を付している。
【００１４】
実施の形態１．
以下、図１（ａ）〜（ｄ）、図２および図３を参照しつつ、本発明の実施の形態１を具体的に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の製造工程の主要段階における、撮像装置の材料または製造装置の部材の立面断面図である。図２は、この撮像装置を構成する支持部材の斜視図である。図３は、この撮像装置の立面断面図である。
【００１５】
図３に示すように、実施の形態１にかかる撮像装置においては、セラミックからなる支持部材１の上面に凹面湾曲部２が形成され、この凹面湾曲部２の上に接着剤３を介して撮像素子４が固定されている。ここで、支持部材１は、樹脂からなる配線板１１の上に接着・固定されている。そして、撮像素子４の上面に設けられた電極４ａは、導電性材料からなるワイヤ１２により、配線板１１の上面に設けられた電極１１ａと電気的に接続されている。また、配線板１１の上面には、被写体（図示せず）を撮像素子４に結像させる結像レンズ１３が設けられている。撮像素子４の受光面は、結像レンズ１３によって結像された画像光を受光し、この画像光を電気信号に変換する。この電気信号は、電極４ａとワイヤ１２と電極１１ａとを介して撮像装置制御回路（図示せず）に伝達される。
【００１６】
この撮像装置おいては、撮像素子４は、支持部材１の凹面湾曲部２に湾曲状態で固定されている。ここで、凹面湾曲部２の曲率半径ｒは１５〜３０ｍｍの範囲内であり、撮像素子４の厚さｔは０.０１〜０.１mmの範囲内である。
この撮像装置では、凹面湾曲部２の曲率半径ｒが１５〜３０ｍｍの範囲内であるので、凹面湾曲部２に湾曲状態で固定されている撮像素子４の凹状湾曲面の曲率半径もほぼ１５〜３０ｍｍの範囲内である。このため、接着剤３を薄く広げることができ、湾曲した撮像素子４の表面のうねりを５μｍ以下とすることができ、高品質ないしは高品位な撮像を実現することができる。
【００１７】
以下、図１（ａ）〜（ｄ）を参照しつつ、実施の形態１にかかる撮像装置の製造方法ないしは製造工程を説明する。
図１（ａ）に示すように、この撮像装置の製造工程においては、まず支持部材１の凹面湾曲部２に、熱硬化型のエポキシ樹脂を主成分とする接着剤３（エポキシ接着剤）を塗布（配置）する。続いて、図１（ｂ）に示すように、接着剤３の上に、薄く研磨された撮像素子４を配置する。
【００１８】
次に、図１（ｃ）に示すように、塩化ビニール等の樹脂からなる厚さ０.１ｍｍの伸展性シート５を、支持部材１ないしは凹面湾曲部２の上に配置する。ここで、伸展性シート５は、凹面湾曲部２の周辺で支持部材１の上面によって支持され、凹面湾曲部２上に配置された接着剤３および撮像素子４を覆っている。すなわち、接着剤３および撮像素子４は、凹面湾曲部２と伸展性シート５とによって画成された空間内に配置されている。
【００１９】
そして、凹面湾曲部２の周辺において、支持部材１上の伸展性シート５の上に、ゴム製のリング６（Ｏリング）を配置し、このリング６の上に加圧部材７（加圧冶具）を配置する。加圧部材７は、一方の端面が開口した略円筒形（凹形状）に形成されている。加圧部材７の他方の端面を閉じる端面壁には、１つのガス導入穴９が設けられている。加圧部材７は、その変形を防止し、かつ高圧ガスに耐えられるようにステンレスで形成されている。なお、複数のガス導入穴９を設けてもよい。かくして、伸展性シート５と加圧部材７との間に、リング６によりシールされた閉空間８が形成される（ただし、ガス導入穴９は外部により外部に開かれている。）。なお、ゴム製のリング６に代えて、伸縮可能な緩衝材（図示せず）を用いてもよい。
【００２０】
さらに、図１（ｄ）に示すように、ガス導入穴９を通して、閉空間８に高圧空気を導入し、閉空間８内の圧力を上昇させる。これにより、伸展性シート５は、伸展ないしは膨張して撮像素子４を凹面湾曲部２に押し付ける。すなわち、高圧空気でもって、伸展性シート５を介して、撮像素子４が凹面湾曲部２に押し付けられる。その結果、接着剤３は、押し広げられて撮像素子４の裏面全体を覆う。なお、高圧空気に代えて、高圧の不活性ガス、たとえば高圧窒素を用いてもよい。
たとえば、厚さが５０μｍであり、平面視における大きさが６ｍｍ×６ｍｍ（正方形）である撮像素子４を用いる場合、該撮像素子４を曲率半径２０ｍｍの湾曲形状に変形させるのに必要な高圧空気の圧力は、０.７ＭＰａ（約７ｋｇ/ｃｍ２）以上である。
【００２１】
ところで、このようにして撮像素子４を凹面湾曲部２に押し付ける場合、凹面湾曲部２と伸展性シート５との間の空間部内に存在する空気と余剰の接着剤３とを外部を排出する必要がある。
そこで、図２に示すように、支持部材１の上面（凹面湾曲部２およびその周辺）には、排気口１０として溝が設けられている。ただし、排気口１０は溝に限定されるわけではなく、空気および接着剤３の排出が可能であればどのようなものでもよく、たとえば穴であってもよい。排気口１０が穴である場合、穴の数は１つであっても、複数であってもよい。なお、排気口１０が撮像素子４の湾曲形状に影響を及ぼすと画像が劣化するので、溝幅ないしは穴径（直径）の設定には十分に注意を払うことが必要である。本願発明者の実験によれば、画像に影響を及ぼすのを防止するには、溝幅ないしは穴径は０.５ｍｍ以下であるのが好ましく、０.３ｍｍ程度であるのがとくに好ましいということが判明した。
【００２２】
続いて、接着剤３を加熱して硬化させる。ここでは、接着剤３として熱硬化型のエポキシ接着剤を用いているが、熱可塑型の接着剤や光硬化型の接着剤を用いてもよい。
次に、伸展性シート５とリング６と加圧部材７とを取り外す。この後、図３に示すように、撮像素子４を伴った支持部材１を配線板１１の上面に接着・固定した上で、撮像素子４の電極４ａと、配線板１１の電極１１ａとを導電性材料からなるワイヤ１２で電気的に接続する。さらに、配線板１１の上面に結像レンズ１３を取り付ける。これにより、撮像装置が完成する。
【００２３】
かくして、この撮像装置の製造方法によれば、閉空間８に高圧空気を導入して伸展性シート５を伸展ないしは膨張させることにより、撮像素子４を凹面湾曲部２に押し付けるようにしているので、パスカルの原理により、伸展性シート５に接触した部分には均一な圧力が作用する。その結果、撮像素子４は、凹面湾曲部２の凹面形状に沿うように接着されるので、接着層３の厚さのばらつきを５μｍ以下にして、撮像素子４を凹面湾曲部２に接着することができる。また、この製造方法によれば、高圧空気の圧力を高めることが極めて容易であるので、曲率半径が１５〜３０ｍｍの湾曲した撮像素子４を容易に実現することができる。また、曲率半径に対する撮像素子４の厚さを適切に設定することにより、撮像素子４を歩留り良く製造することができる。
よって、実施の形態１によれば、撮像素子４に割れが発生せずかつ撮像素子４が均一かつ十分に湾曲している撮像装置を得ることができる。
【００２４】
なお、実施の形態１では、セラミックからなる支持部材１を用いているが、支持部材１の材料はこれに限定されるわけではない。たとえば、ステンレス、アルミニウム、コバールなどの金属からなる支持部材１を用いてもよく、あるいは無機材料を含有させて熱膨張を小さくした樹脂からなる支持部材１を用いてもよい。また、伸展性シート５として、厚さが０.１ｍｍの塩化ビニールシート等の樹脂シートを用いているが、伸展性シート５は樹脂シートに限定されるわけではなく、伸展性を有するシートであればどのようなものでもよい。伸展性シートの厚さも０.１ｍｍに限定されるわけではなく、凹面湾曲部２に沿って変形できる厚さであればよい。
【００２５】
実施の形態２.
以下、図４（ａ）〜（ｅ）を参照しつつ、本発明の実施の形態２を説明する。ただし、実施の形態２にかかる撮像装置は、前記の実施の形態１にかかる撮像装置と同一である。また、実施の形態２にかかる撮像装置の製造方法は、実施の形態１にかかる撮像装置の製造方法と多くの共通点を有する。そこで、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる部分を説明する。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の製造工程の主要段階における、撮像装置の材料または製造装置の部材の立面断面図である。以下、実施の形態２にかかる撮像装置の製造方法ないしは製造工程を説明する。
図４（ａ）に示すように、実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、まず支持部材１の凹面湾曲部２にエポキシ接着剤３を塗布（配置）する。
【００２７】
続いて、図４（ｂ）に示すように、伸展性シート５の表面に設けられた粘着材１４の所定の位置に、薄く研磨された撮像素子４を粘着させる（貼り付ける）。そして、伸展性シート５を、撮像素子４が凹面湾曲部２と対向するようにして、支持部材１ないしは凹面湾曲部２の上に配置する。ここで、伸展性シート５は、粘着材１４を介して、凹面湾曲部２の周辺で支持部材１の上面によって支持され、凹面湾曲部２上に配置された接着剤３を覆っている。すなわち、接着剤３および撮像素子４は、凹面湾曲部２と伸展性シート５とによって画成された空間内に配置されている。
【００２８】
次に、図４（ｃ）に示すように、実施の形態１の場合と同様に、凹面湾曲部２の周辺において、支持部材１上の伸展性シート５の上にリング６を配置し、このリング６の上に加圧部材７を配置し、伸展性シート５と加圧部材７との間に、リング６によりシールされた閉空間８を形成する。なお、リング６および加圧部材７の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２９】
さらに、図４（ｄ）に示すように、実施の形態１の場合と同様に、ガス導入穴９を通して閉空間８に高圧空気を導入する。これにより、伸展性シート５は伸展ないしは膨張して撮像素子４を凹面湾曲部２に押し付け、接着剤３は押し広げられて撮像素子４の裏面全体を覆う。続いて、接着剤３を加熱して硬化させる。
【００３０】
次に、図４（ｅ）に示すように、リング６と加圧部材７とを取り外した上で、伸展性シート５を支持部材１ないしは撮像素子４の表面から剥離する。この後、実施の形態１の場合と同様に、撮像素子４を伴った支持部材１を配線板１１の上面に接着・固定した上で、撮像素子４の電極４ａと配線板１１の電極１１ａとをワイヤ１２で電気的に接続し、配線板１１の上面に結像レンズ１３を取り付ける（図３参照）。これにより、撮像装置が完成する。
【００３１】
実施の形態２にかかる撮像装置の製造方法においては、撮像素子４が伸展性シート５に粘着材１４で固定されているので、撮像素子４を湾曲変形させる際に該撮像素子４が凹面湾曲部２内で動くことがない。このため、撮像素子４を凹面湾曲部２の所定の位置に正確に接着することができる。このように、撮像素子４を所定の位置に正確に接着すれば、該撮像素子４と結像レンズ１３（図３参照）との光軸合わせが容易となる。
なお、実施の形態２においても、基本的には、実施の形態１の場合と同様の作用・効果が得られるのはもちろんである。
【００３２】
実施の形態３.
以下、図５（ａ）〜（ｄ）と図６とを参照しつつ、本発明の実施の形態３を説明する。ただし、実施の形態３にかかる撮像装置ないしはその製造方法は、前記の実施の形態１にかかる撮像装置ないしはその製造方法と多くの共通点を有する。そこで、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる部分を説明する。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置の製造工程の主要段階における、撮像装置の材料または製造装置の部材の立面断面図である。図６は、この撮像装置の立面断面図である。
図６に示すように、実施の形態３にかかる撮像装置では、撮像素子４が、順に、シリコーン系の熱可塑接着剤１５と、伸展性シート５と、接着剤３とを介して、支持部材１の凹面湾曲部２に固定されている。その他の点は、実施の形態１にかかる撮像装置と同様である。
【００３４】
以下、実施の形態３にかかる撮像装置の製造方法ないしは製造工程を説明する。
図５（ａ）に示すように、実施の形態３でも、実施の形態１と同様に、まず支持部材１の凹面湾曲部２に接着剤３を塗布（配置）する。
続いて、図５（ｂ）に示すように、伸展性シート５の所定の位置に、薄く研磨された撮像素子４を、シリコーン系の熱可塑接着剤１５で接着する。そして、伸展性シート５を、支持部材１ないしは凹面湾曲部２の上に配置する。ここで、伸展性シート５は、凹面湾曲部２の周辺で支持部材１の上面によって支持され、凹面湾曲部２上に配置された接着剤３を覆っている。しかし、撮像素子４は、伸展性シート５の上側に位置し、凹面湾曲部２と伸展性シート５とによって画成された空間内には配置されていない。
【００３５】
次に、図５（ｃ）に示すように、実施の形態１の場合と同様に、凹面湾曲部２の周辺において、支持部材１上の伸展性シート５の上にリング６を配置し、このリング６の上に加圧部材７を配置し、伸展性シート５と加圧部材７との間に、リング６によりシールされた閉空間８を形成する。なお、リング６および加圧部材７の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３６】
さらに、図５（ｄ）に示すように、実施の形態１の場合と同様に、ガス導入穴９を通して閉空間８に高圧空気を導入する。これにより、伸展性シート５は伸展ないしは膨張して凹面湾曲部２に押し付けられる。この場合、接着剤３は押し広げられて凹面湾曲部２の表面全体を覆う。続いて、接着剤３を硬化させる。これにより、撮像素子４は、接着剤１５と、伸展性シート５と、接着剤３とを介して、支持部材１の凹面湾曲部２に固定される。
【００３７】
次に、リング６と加圧部材７とを取り外し、実施の形態１の場合と同様に、撮像素子４を伴った支持部材１を配線板１１の上面に接着・固定した上で、撮像素子４の電極４ａと配線板１１の電極１１ａとをワイヤ１２で電気的に接続し、配線板１１の上面に結像レンズ１３を取り付ける（図３参照）。これにより、撮像装置が完成する。
【００３８】
このように、実施の形態３にかかる撮像装置では、撮像素子４と凹面湾曲部２との間に伸展性シート５が介在しているので、撮像素子４と支持部材１との間の熱膨張差に起因する応力を大幅に低減することができ、ヒートサイクル試験の信頼性を向上することができる。なお、実施の形態３においても、基本的には、実施の形態１の場合と同様の作用・効果が得られるのはもちろんである。
実施の形態３では、接着剤１５として、シリコーン系の熱可塑接着剤を用いているが、接着剤１５はこれに限定されるわけではなく、撮像素子４を固定するできるものであれば、どのような接着剤でもよい。
【００３９】
実施の形態４.
以下、図７を参照しつつ、本発明の実施の形態４を説明する。実施の形態４は、実施の形態１〜３のいずれか１つにかかる撮像装置の製造工程で用いることができる、撮像素子４ないしは伸展性シート５を高圧空気による加圧で支持部材１の凹面湾曲部２に押し付けて固定するための加圧部材（製造装置）に関するものである。
【００４０】
図７は、実施の形態４にかかる加圧部材の立面断面図である。図７に示すように、この加圧部材７は、基本的には、実施の形態１〜３にかかる撮像装置の製造工程で用いられる加圧部材７と同様の構成ないしは形状のものである。すなわち、この加圧部材７は、一方の端面が開口した略円筒形（凹形状）に形成され、他方の端面を閉じる端面壁には、１つのガス導入穴９が設けられている。なお、複数のガス導入穴９を設けてもよい。
【００４１】
しかしながら、実施の形態４にかかる加圧部材７は、凹面湾曲部２の周辺で支持部材１上の伸展性シート５と当接して高圧空気をシールするためのゴム製の緩衝材１６を備えている点で、実施の形態１〜３にかかる加圧部材７と相違する。この加圧部材７の本体部は、その変形を防止し、かつ高圧ガスに耐えられるようにステンレスで形成されている。
実施の形態４にかかる加圧部材７では、緩衝材１６を備えているので、実施の形態１〜３で用いられたリング６は必要とされない。このため、撮像装置の部品点数を少なくすることができ、かつ支持部材１上への加圧部材７の配置が容易となる。
【００４２】
実施の形態５．
以下、図８を参照しつつ、本発明の実施の形態５を説明する。ただし、実施の形態５にかかる撮像装置ないしはその製造方法は、前記の実施の形態１にかかる撮像装置ないしはその製造方法と多くの共通点を有する。そこで、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる部分を説明する。
【００４３】
本願発明者は、薄く研磨された撮像素子４が支持部材１の凹面湾曲部２に湾曲変形して接着・固定されている撮像装置において、撮像素子４としてシリコンウエハを用いた場合について撮像素子４の破壊強度を実験で求めたところ、次の３つの応力が支配的であることが判明した。
（１）周辺引っ張り応力（＜６９０ＭＰａ）
（２）内部引っ張り応力（＜１６６０ＭＰａ）
（３）座屈応力（撮像素子の厚さに依存）
【００４４】
次に、本願発明者は、凹面湾曲部２ないしは撮像素子４の湾曲面の曲率半径ｒに対する撮像素子の厚さｔから、撮像素子４に発生する応力を調べ、曲率半径ｒが１５〜３０ｍｍの範囲において、撮像素子４が破壊されず、安定して湾曲形状を形成ないしは保持することができる曲率半径ｒと撮像素子４の厚さｔとの関係を、有限要素法による数値解析で求めた。
図８に、その解析結果を示す。この解析結果によれば、曲率半径ｒと撮像素子４の厚さｔとが、次の式１に示す関係を満たすようにすれば、撮像装置を歩留り良く製造することができることがわかる。
ｔ＝0.0000585ｒ２＋0.00134ｒ………………………………………式１
【００４５】
また、式１における撮像素子４の厚さｔに対する余裕は、約±0.01ｍｍの範囲である。そこで、実施の形態５にかかる撮像装置では、凹面湾曲部２ないしは撮像素子４の曲率半径ｒおよび撮像素子４の厚さｔは、次の式２および式３を満たす範囲内で所望の値に設定される。ただし、曲率半径ｒは１５〜３０ｍｍの範囲内であり、撮像素子４の厚さｔは０.０１〜０.１mmの範囲内である。その他の点については、実施の形態１の場合と同様である。
ｔ≧0.0000585ｒ２＋0.00134ｒ−0.01………………………………式２
ｔ≦0.0000585ｒ２＋0.00134ｒ＋0.01………………………………式３
【００４６】
このように、実施の形態５にかかる撮像装置では、撮像素子４が安定して湾曲形状を形成ないしは保持することができるので、撮像装置の信頼性が大幅に高められる。なお、実施の形態５においても、基本的には実施の形態１と同様の作用・効果が得られるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の製造工程の主要段階における撮像装置の材料または製造装置の部材の立面断面図である。
【図２】実施の形態１にかかる撮像装置を構成する支持部材の斜視図である。
【図３】実施の形態１にかかる撮像装置の立面断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の製造工程の主要段階における撮像装置の材料または製造装置の部材の立面断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置の製造工程の主要段階における、撮像装置の材料または製造装置の部材の立面断面図である。
【図６】実施の形態３にかかる撮像装置の立面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４にかかる撮像装置の製造工程で用いられる加圧部材の立面断面図である。
【図８】撮像素子を安定して湾曲させることができる、曲率半径と撮像素子の厚さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  支持部材、  ２  凹面湾曲部、  ３  接着剤、  ４  撮像素子、  ４ａ  撮像素子の電極、  ５  伸展性シート、  ６  リング、  ７  加圧部材、  ８  閉空間、  ９  ガス導入穴、  １０  排気口（溝）、  １１  配線板、  １１ａ  配線板の電極、  １２  ワイヤ、  １３  結像レンズ、  １４  粘着材、  １５  接着剤、  １６  緩衝材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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