CN109310268A - 内窥镜用光学单元的制造方法，内窥镜用光学单元和内窥镜 - Google Patents

内窥镜用光学单元的制造方法，内窥镜用光学单元和内窥镜 Download PDF

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Abstract

本发明的内窥镜用光学单元的制造方法包括：将分别包括多个光学元件(10～50)的多个光学元件晶圆(10W～50W)层叠来制备接合晶圆(60W)的工序，沿用于进行切单的切割线(CL)在接合晶圆(60W)上形成槽(T90)的槽形成工序，和以比槽(T90)的宽度窄的切割余量切割接合晶圆(60W)来进行切单的切割工序，该制造方法还包括在槽(T90)中设置加强部件(70)的工序。

Description

内窥镜用光学单元的制造方法，内窥镜用光学单元和内窥镜
技术领域
本发明涉及由多个光学元件层叠而成的内窥镜用光学单元的制造方法、由多个光学元件层叠而成的内窥镜用光学单元和在前端部设置有由多个光学元件层叠而成的内窥镜用光学单元的内窥镜。
背景技术
对于设置在内窥镜前端部的内窥镜用光学单元而言，为了实现微创化，其小型化、尤其是减小直径是非常重要的。
在日本国特开2012-18993号公报中，作为高效地制造极纤细的光学单元的方法，公开了由晶圆级层叠体构成的光学单元。该光学单元是通过将多个透镜晶圆——其中各透镜晶圆包括多个透镜——与包括多个摄像元件的摄像元件晶圆层叠而形成接合晶圆，并对接合晶圆进行切割，将其切单(singulation，切割成单个芯片)而制作的。
但是，由极纤细的晶圆级层叠体构成的光学单元机械强度不高。因此，若在切割成单个芯片后受到应力施加，存在因接合面剥离或发生弯折而导致损坏的风险，生产效率不高。
并且，为了防止外部光入射到光路内，光学单元优选在侧面设置遮光部件。但是，遮光部件的设置与光学单元的极细化背道而驰。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-18993号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的实施方式的目的在于提供一种生产效率较高的内窥镜用光学单元的制造方法、由生产效率较高的制造方法制造的内窥镜用光学单元和包括生产效率较高的内窥镜用光学单元的内窥镜。
解决问题的技术手段
本发明的实施方式的内窥镜用光学单元的制造方法包括：将分别包括多个光学元件的多个光学元件晶圆层叠来制备接合晶圆的工序；沿用于进行切单的切割线在所述接合晶圆上形成槽的槽形成工序；和以比所述槽的宽度窄的切割余量沿所述切割线切割所述接合晶圆来进行切单的切割工序，所述制造方法还包括在所述槽中设置加强部件的工序。
本发明的实施方式的内窥镜用光学单元中，层叠有包括第一光学元件的多个光学元件，其中，所述第一光学元件以平行平板玻璃为基体且具有作为光入射面的第一主面和与所述第一主面相对的第二主面，所述多个光学元件构成为能够使从所述光入射面入射的光成像，由于侧面的缺口的存在，所述第一主面大于其他多个光学元件中的任一者的主面，在所述缺口的内部容纳有加强部件。
本发明的实施方式的内窥镜在插入部的前端部设置有内窥镜用光学单元，所述内窥镜用光学单元中层叠有包括第一光学元件的多个光学元件，其中，所述第一光学元件以平行平板玻璃为基体且具有作为光入射面的第一主面和与所述第一主面相对的第二主面，所述多个光学元件构成为能够使从所述光入射面入射的光成像，由于侧面的缺口的存在，所述第一主面大于其他多个光学元件中的任一者的主面，在所述缺口的内部容纳有加强部件。
附图说明
图1是实施方式的内窥镜的立体图。
图2是第一实施方式的光学单元的立体图。
图3是第一实施方式的光学单元沿图2的III-III线的截面图。
图4是第一实施方式的光学单元的分解图。
图5是用于说明第一实施方式的光学单元的制造方法的流程图。
图6是用于说明第一实施方式的光学单元的制造方法的分解图。
图7是用于说明第一实施方式的光学单元的制造方法的接合晶圆的立体图。
图8是用于说明第一实施方式的光学单元的制造方法的槽形成工序的立体图。
图9是用于说明第一实施方式的光学单元的制造方法的槽形成工序的截面图。
图10是用于说明第一实施方式的光学单元的制造方法的加强部件设置工序的截面图。
图11是用于说明第一实施方式的光学单元的制造方法的切割工序的截面图。
图12是用于说明第一实施方式的变形例1的光学单元的制造方法的切割工序的截面图。
图13是第一实施方式的变形例2的光学单元的截面图。
图14是第一实施方式的变形例3的光学单元的底面图。
图15是用于说明第二实施方式的光学单元的制造方法的截面图。
图16是用于说明第三实施方式的光学单元的制造方法的立体图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
如图1所示，本实施方式的内窥镜用光学单元1(下文也称“光学单元1”)被设置在内窥镜9的插入部3的前端部3A。
在下文说明中，各实施方式的附图是示意性的，应当注意的是，各部分的厚度与宽度的关系、各部分的厚度的比例和相对角度等与现实产品并不相同，并且在附图之间有时也存在彼此的尺寸的关系和比例不同的部分。还存在省略一部分构成要素的图示的情况。
内窥镜9包括插入部3、设置在插入部3的根端部侧的握持部4、从握持部4延伸的通用线缆4B和设置在通用线缆4B的根端部侧的连接器4C。插入部3包括设置有光学单元1的前端部3A、在前端部3A的根端侧延伸的可弯曲的弯曲部3B和在弯曲部3B的根端侧延伸的软性部3C，其中弯曲部3B用于改变前端部3A的方向。在光学单元1中，光入射面10SA从前端部3A的前端面3SA露出(参照图3)。在握持部4设置有可转动的角度旋钮4A，其构成供术者操作弯曲部3B使用的操作部。
通用线缆4B经连接器4C与处理器5A连接。处理器5A控制整个内窥镜系统6，并且对光学单元1输出的摄像信号进行信号处理，将其作为图像信号输出。监视器5B将处理器5A输出的图像信号显示为内窥镜图像。此处内窥镜9是软性镜，但只要具有弯曲部即可，也可以是硬性镜。即，软性部等并非实施方式的内窥镜的必要构成要素。
＜光学单元的结构＞
如图2～图4所示，内窥镜用光学单元1是由包括摄像元件50在内的多个光学元件10～55层叠而成的层叠体。多个光学元件10～55由设置在彼此之间的树脂粘接剂例如紫外线固化型树脂粘接，不过这一点并未图示。
配置在层叠体最上部的第一光学元件10具有作为光入射面的第一主面10SA和与第一主面10SA相对的第二主面10SB。以平行平板玻璃为基体的光学元件10是在第二主面10SB上设置有负光焦度的树脂透镜11的混合透镜(hybrid lens)元件。
第二光学元件20是在中央具有作为光路的贯通孔的间隔件元件。例如，由硅构成的第二光学元件20用于规定第一光学元件10与第三光学元件30的距离。
以平行平板玻璃为基体的第三光学元件30是在第三主面30SA上设置有正光焦度的树脂透镜31的混合透镜元件。第四光学元件40是红外截止滤光元件。
第五光学元件55是保护摄像元件50的保护玻璃元件55。配置在层叠体最下部(最后方)的摄像元件50具有受光面50SA和与受光面50SA相对的背面50SB。受光面50SA上形成有CMOS受光元件等受光部51。背面50SB上设置有经贯通配线(未图示)与受光部51连接的多个电极52。摄像元件50经与多个电极52分别连接的配线接收驱动信号并发送摄像信号。
光学单元1以第一主面10SA从内窥镜9的前端部3A的前端面3SA露出的方式设置。光学单元1构成为，多个光学元件10～40使从光入射面10SA入射的光成像在摄像元件50的受光部51上。
光学单元1还包括消杂光光阑和孔径光阑等其他光学元件，但此处并未图示。并且，光学单元的结构不限于光学单元1的结构，其中树脂透镜、间隔件和光阑的数量等结构可根据规格而适当选择。
光学单元1在4个侧面设置有缺口(凹部)，由于缺口的存在，第一主面10SA比其他多个光学元件20～50之任一者的主面——例如摄像元件50的受光面50SA——都大。换言之，缺口从光学单元1的后端面即摄像元件50的侧面起，形成至第一光学元件10的侧面的途中。
在光学单元1的侧面的缺口的内部容纳有加强部件70。此处“容纳”的意思是，加强部件70整体位于缺口的内部，加强部件70的与光轴正交的方向上的全部截面的尺寸(外尺寸)为第一主面10SA的尺寸以下。
并且，在光学单元1中，加强部件70将缺口的内部完全填充，加强部件70的与光轴正交的方向上的全部截面的尺寸是与第一主面10SA相同的尺寸。缺口中填充了加强部件70的光学单元1与没有形成缺口的光学单元同样是长方体。
由于光学单元1在侧面的缺口中设置了例如由环氧树脂构成的加强部件70，所以机械强度得到了改善。虽然光学单元1的例如第一主面10SA为1mm见方，极纤细，但即使在分割成单个芯片后受到应力施加，也不存在因接合面剥离或发生弯折而导致损坏的风险，生产效率较高。而且，因为加强部件70被容纳在缺口中，所以光学单元1不会因外周设置了加强部件70而变粗，能够形成得极纤细。
若在各侧面的整个面形成缺口，则仅仅能够带来外尺寸减小。而在光学单元1中，缺口没有形成至第一光学元件10的第一主面。并且，光学单元1被设置成仅使由玻璃构成的第一光学元件10的第一主面10SA从内窥镜9的前端部3A的前端面3SA露出到外部。因为被例如与第一光学元件10的侧面抵接的O型环3D(参照图3)密封，所以不仅是将光学元件10～50粘接的树脂粘接层(未图示)的侧面不露出到外部，加强部件70也不露出到外部。因此，水蒸气等难以经加强部件70或者加强部件70与光学元件的界面进入光路内。因此，光学单元1的可靠性较高。
作为加强部件70，为了保证机械强度优选使用各种硬性材料，例如维氏硬度Hv为5GPa以上的材料。作为加强部件70，也可以代替硬树脂而使用Cu、Ni或Au等金属材料，或者氧化硅或氮化硅等无机材料。
为了防止外部光进入光路内，作为加强部件70，尤其优选使用含黑色颗粒的树脂材料或金属材料。
对于前端部3A设置有光学单元1的内窥镜9而言，其直径也较细，并且生产效率能够提高。
＜光学单元的制造方法＞
接着，按照图5所示的流程图，说明实施方式的光学单元的制造方法。光学单元1是通过将多个元件晶圆——其中各元件晶圆分别矩阵状地配置有多个光学元件——层叠、粘接而得到接合晶圆60W(参照图8)，并对接合晶圆60W进行切单而制造的晶圆级光学单元。
＜步骤S10＞晶圆制备工序
如图6所示，制备分别包括多个光学元件10～51的多个光学元件晶圆10W～59W。
配置有多个第一光学元件10的元件晶圆10W，是通过在作为基体的平行平板玻璃晶圆的第二主面10SB上设置具有负光焦度的树脂透镜11而制备的。树脂透镜11优选使用能量固化型树脂。平行平板玻璃晶圆只要在摄像用光的波段是透明的即可，例如使用硼硅酸玻璃、石英玻璃或单晶蓝宝石等。
能量固化型树脂通过从外部接受热、紫外线、电子束等能量而进行交联反应或聚合反应。固化型树脂例如是透明的紫外线固化型的硅酮树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂。其中，“透明”的意思是，材料的光吸收和散射较少，达到可在所用波段中使用的程度。
将未固化的液体状或凝胶状的紫外线固化型树脂设置在玻璃晶圆上，并按压具有规定内面形状的凹部的模具，在该状态下照射紫外线使树脂固化，由此制备树脂透镜11。为了提高玻璃与树脂的界面处的粘合强度，优选对设置树脂前的玻璃晶圆进行硅烷偶联处理等。因为树脂透镜的外表面形状是由模具的内表面形状转印得到的，所以即使是非球面透镜也能够容易地制备。
配置有多个第二光学元件20的元件晶圆20W例如是通过利用蚀刻法在硅晶圆上形成多个贯通孔H20而制备的。代替使用元件晶圆20W，例如也可以采用这样的方式，即，在元件晶圆10W上设置树脂透镜11时，同时使用能量固化型树脂在树脂透镜11的周围设置间隔件。
配置有第三光学元件30的元件晶圆30W，是通过使用与元件晶圆10W同样的方法，在平行平板玻璃晶圆的一个面(第一主面30SA)上设置具有正光焦度的树脂透镜31而制备的。
配置有第四光学元件40即滤光片的元件晶圆40W虽然是由滤光材料构成的平行平板晶圆，但将其视作包括多个滤光元件40。元件晶圆40W是由可除去不需要的红外线(例如波长700nm以上的光)的红外截止材料构成的滤光片晶圆。并且，作为滤光片晶圆，也可以是在表面设置有仅使规定波长的光透射、将不需要的波长的光截止的带通滤波片的平板玻璃晶圆等。
由硅晶圆构成的摄像元件晶圆50W包括多个摄像元件50，各摄像元件50利用公知的半导体制造技术在受光面50SA上形成有受光部51等。在各摄像元件50的背面50SB上设置有经贯通配线(未图示)与受光部51连接的电极52。摄像元件晶圆50W上也可以形成有读取电路。
配置有第五光学元件55即保护玻璃元件的元件晶圆55W是平行平板玻璃晶圆，但将其视作包括多个保护玻璃元件。
摄像元件晶圆50W可以在利用透明粘接树脂粘接了用于保护受光面50SA的保护玻璃晶圆55W后，在背面50SB上进行电极52的设置等。该情况下，所制备的是在摄像元件晶圆50W的受光面50SA上设置有元件晶圆55W的元件晶圆59W。
＜步骤S11＞接合晶圆制备工序
如图7所示，将多个元件晶圆10W～59W层叠、粘接来制备接合晶圆60W。多个元件晶圆10W～59W由未图示的树脂粘接剂例如紫外线固化型树脂粘接。
＜步骤S12＞槽形成工序
如图8和图9所示，将接合晶圆60W的第一元件晶圆10W的第一主面10SA固定在例如划片胶带上。沿用于进行切单的切割线CL在接合晶圆60W中形成槽T90。即，形成接合晶圆60W中的在摄像元件晶圆50W的背面50SB具有开口的槽T90。
切割线CL是用于将接合晶圆60W切割成单个光学单元1的切割线，由彼此正交的多条线构成。各光学元件10～50位于周围被4条切割线包围的区域中。
槽T90例如利用宽度为W90的第一划片刀90形成，使得其开口宽度为W90，且底面位于层叠在接合晶圆60W最下部的第一元件晶圆10W内。例如，在第一元件晶圆10W的厚度为200μm的情况下，槽T90形成至第一元件晶圆10W的厚度的一半的位置。此外，槽的形成也可以不利用机械加工而是利用蚀刻法等。
＜步骤S13＞加强部件设置工序
如图10所示，在接合晶圆60W的槽T90的内部填充加强部件70W。例如，利用喷墨法在槽T90中填充环氧树脂。也可以在槽T90的内部填充分散有碳颗粒的作为遮光材料的环氧树脂。在使用镀膜作为加强部件70W的情况下，在槽T90中设置SiO2等绝缘层和基底导电膜，之后利用电镀填孔法(via fill planting)设置铜等。该情况下，摄像元件晶圆50W的背面50SB预先利用保护抗蚀剂等覆盖。在使用铜镀膜构成加强部件70W的情况下，可以在设置加强部件70W的同时，在摄像元件晶圆50W的背面50SB上设置电极52。
＜步骤S14＞切割工序
如图11所示，利用切割余量(cutting margin：因切割而损失的部分，切口损失)为W91即宽度为W91的第二划片刀91，沿切割线CL切割接合晶圆60W，将其切割成多个光学单元1。因切割而损失的部分即切割余量的宽度W91小于槽的宽度W90。因此，接合晶圆60W的切割面，即光学单元1的侧面由第一元件晶圆10W的部分切割面和加强部件70的切割面构成。切割也可以使用激光切割或等离子体切割。
采用本实施方式的制造方法，能够高效地制造如下内窥镜用光学单元：其中层叠有多个光学元件10～55，该多个光学元件10～55构成为能够使从光入射面10SA入射的光成像，并且，通过在侧面形成缺口，使得光入射面10SA比其他多个光学元件中的任一者的主面都大，在缺口的内部容纳(填充)有加强部件70。
即，采用本实施方式的制造方法，能够高效地制造利用加强部件70改善了机械强度的、生产效率高且极纤细的光学单元1。并且，采用本实施方式的制造方法，能够高效地制造在侧面配置有遮光材料的极纤细的光学单元1。
＜第一实施方式的变形例＞
接着说明第一实施方式的变形例的光学单元1A～1C。光学单元1A～1C与光学单元1类似并具有相同的效果，故对相同的构成要素标注相同标记并省略说明。
＜第一实施方式的变形例1＞
如图12所示，在该变形例的光学单元1A中，接合晶圆60WA中的加强部件70WA被涂覆在槽T90的壁面上，并不将槽T90的内部完全填充。
例如，与树脂材料相比，通过溅射法、CVD法或电镀法涂覆的由氧化硅或氮化硅构成的无机材料或金属材料的机械强度更为优秀。因此，加强部件70A虽然没有将侧面的缺口的内部填充，但机械强度能够得到保证。加强部件70A优选具有遮光性。
加强部件70A的膜厚优选为1μm以上，尤其优选为5μm以上。只要在上述范围以上机械强度就能够得到保证。若加强部件70A的膜厚为10μm以上，则遮光性也能够得到保证。加强部件70A的膜厚的上限小于槽T90的宽度W90的一半。
接合晶圆60WA比接合晶圆60W容易切割，并且，光学元件1A能够在侧面的缺口中的没有填充加强部件70A的空间内设置其他部件。
＜第一实施方式的变形例2＞
如图13所示，光学单元1B的侧面的缺口具有2个等级的深度。光学单元1B是通过在接合晶圆上形成第一槽之后，形成宽度比第一槽窄、深度比第一槽深的第二槽，并进行切单而制造的。当然，也可以在接合晶圆上形成第二槽之后，再形成宽度比第二槽宽、深度比第二槽浅的第一槽。
在光学单元1B中，摄像元件50的受光面50SA的尺寸小于第一光学元件10的第二主面10SB的尺寸。
在广角的光学单元中，存在摄像元件50侧的光路面积小于第一主面10SA的面积的情况。因此，能够形成具有2个等级的深度的缺口。光学单元1B能够在缺口中的没有填充加强部件70B的空间内设置更多的其他部件。
＜第一实施方式的变形例3＞
如图14的底面图(摄像元件50的背面50SB)所示，在光学单元1C中，仅在相对的2个侧面设置了加强部件70C。
即，只要机械强度能够得到保证，就无需像光学单元1那样在全部4个侧面设置加强部件。光学单元可以在1个侧面或3个侧面设置加强部件。
光学单元可以通过切割时或切割后的加工来对侧面进行倒角，形成截面为六边形等的多棱柱形状，也可以形成圆柱形状。这些形状的光学单元也无需在全部侧面设置加强部件。
＜第二实施方式＞
第二实施方式的内窥镜用光学单元1D与光学单元1～1C类似并具有相同的效果，故对相同的构成要素标注相同的标记并省略说明。
如图15所示，第二实施方式的内窥镜用光学单元1D是通过将晶圆级摄像光学系统2与摄像元件单元59B粘接而制造的。
即，在光学单元1D的制造方法中，接合晶圆不包括摄像元件晶圆50W和作为保护玻璃晶圆的元件晶圆55W。摄像元件单元59B是通过对粘接有保护玻璃晶圆即元件晶圆55W的摄像元件晶圆50W进行切割而制造的。
例如，利用经过检查并均被判断为是良品的晶圆级摄像光学系统2和摄像元件单元59B制造光学单元1D。因此，不会发生因一方是不良品而造成粘接后的晶圆级摄像光学系统2和摄像元件单元59B被浪费的情况，所以与光学单元1等相比，光学单元1D能够以更低的成本高效地生产。
＜第三实施方式＞
第三实施方式的内窥镜用光学单元1E与光学单元1～1D类似并具有相同的效果，故对相同的构成要素标注相同的标记并省略说明。
如图16所示，在光学单元1E的加强部件70E例如是由金属架构成的透镜框。即，加强部件70E是中空的方柱，将侧面形成有缺口的晶圆级光学单元插入到中空部中。加强部件70E可以与晶圆级光学单元通过弹力固定，也可以由树脂粘接层固定。
光学单元1E在侧面外周设置了作为透镜框的加强部件70E以进行加强和遮光。加强部件70E的厚度被设定为侧面的缺口的深度以下。即，因为设置于侧面的加强部件70E被容纳在缺口的内部，所以光学单元1E虽然极纤细，但机械强度很高。
通过使缺口的前端面(第一光学元件10的槽的壁面)与加强部件70E的前端抵接，能够将加强部件70E正确地配置在规定位置上。即，缺口也被用作加强部件70E的组装基准。
对于前端部设置有光学单元1A～1E的内窥镜而言，其具有包括光学单元1的内窥镜9的效果，进而还具有光学单元1A～1E各自的效果。
本发明不限于上述各实施方式，能够在不改变本发明的主旨的范围内进行各种变更、改变等。
附图标记说明
1、1A～1E……内窥镜用光学单元
9……内窥镜
10、20、30、40、50、55……光学元件
10W、20W、30W、40W、50W、55W……元件晶圆
11、31……树脂透镜
60W……接合晶圆
70……加强部件
90、91……划片刀

Claims (15)

1.一种内窥镜用光学单元的制造方法，其特征在于，包括：
将分别包括多个光学元件的多个光学元件晶圆层叠来制备接合晶圆的工序；
沿用于进行切单的切割线在所述接合晶圆上形成槽的槽形成工序；和
以比所述槽的宽度窄的切割余量沿所述切割线切割所述接合晶圆来进行切单的切割工序，
所述制造方法还包括在所述槽中设置加强部件的工序。
2.如权利要求1所述的内窥镜用光学单元的制造方法，其特征在于：
在所述接合晶圆的最下部层叠以平行平板玻璃晶圆为基体的第一光学元件晶圆，
所述槽形成工序中形成的所述槽的底面位于所述第一光学元件晶圆内。
3.如权利要求2所述的内窥镜用光学单元的制造方法，其特征在于：
设置所述加强部件的工序是在所述切割工序之前进行的、在所述接合晶圆的所述槽中设置所述加强部件的工序。
4.如权利要求3所述的内窥镜用光学单元的制造方法，其特征在于：
所述加强部件由遮光材料构成。
5.如权利要求4所述的内窥镜用光学单元的制造方法，其特征在于：
所述加强部件由填充在所述槽中的树脂材料构成。
6.如权利要求3或4所述的内窥镜用光学单元的制造方法，其特征在于：
所述加强部件是涂覆在所述槽的内表面的无机材料膜或镀膜。
7.如权利要求1～6中任一项所述的内窥镜用光学单元的制造方法，其特征在于：
在所述接合晶圆的最上部，层叠包括多个摄像元件的摄像元件晶圆。
8.一种内窥镜用光学单元，其特征在于：
层叠有包括第一光学元件的多个光学元件，其中，所述第一光学元件以平行平板玻璃为基体且具有作为光入射面的第一主面和与所述第一主面相对的第二主面，所述多个光学元件构成为能够使从所述光入射面入射的光成像，
由于侧面的缺口的存在，所述第一主面大于其他多个光学元件中的任一者的主面，
在所述缺口的内部容纳有加强部件。
9.如权利要求8所述的内窥镜用光学单元，其特征在于：
所述第一主面比所述第二主面大。
10.如权利要求8所述的内窥镜用光学单元，其特征在于：
所述加强部件由遮光材料构成。
11.如权利要求9或10所述的内窥镜用光学单元，其特征在于：
所述加强部件由树脂材料构成。
12.如权利要求9或10所述的内窥镜用光学单元，其特征在于：
所述加强部件由无机材料膜或镀膜构成。
13.如权利要求8～12中任一项所述的内窥镜用光学单元，其特征在于：
还层叠有摄像元件，所述摄像元件在所述受光面形成有接收由所述多个光学元件成像得到的光的受光部。
14.如权利要求13所述的内窥镜用光学单元，其特征在于：
所述摄像元件的所述受光面的尺寸小于所述第一光学元件的所述第二主面的尺寸。
15.一种内窥镜，其特征在于：
在插入部的前端部设置有权利要求7～14中任一项所述的内窥镜用光学单元。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113614606A (zh) * 2019-05-14 2021-11-05 奥林巴斯株式会社 内窥镜用摄像装置的制造方法、内窥镜用摄像装置及内窥镜

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018098465A1 (en) 2016-11-28 2018-05-31 Inventio, Inc. Endoscope with separable, disposable shaft
WO2019138442A1 (ja) 2018-01-09 2019-07-18 オリンパス株式会社 撮像装置、内視鏡、および、撮像装置の製造方法
WO2019171460A1 (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 オリンパス株式会社 内視鏡用撮像装置、内視鏡、および内視鏡用撮像装置の製造方法
CN112041721B (zh) 2018-04-26 2022-05-06 奥林巴斯株式会社 摄像装置、内窥镜和摄像装置的制造方法
CN113228610B (zh) 2019-01-17 2023-08-01 奥林巴斯株式会社 内窥镜用摄像装置的制造方法、内窥镜用摄像装置和内窥镜
WO2020152782A1 (ja) * 2019-01-22 2020-07-30 オリンパス株式会社 内視鏡用撮像装置の製造方法、内視鏡用撮像装置、および、内視鏡
CN113382671B (zh) * 2019-03-18 2024-05-14 奥林巴斯株式会社 内窥镜的前端单元和内窥镜
USD1018844S1 (en) 2020-01-09 2024-03-19 Adaptivendo Llc Endoscope handle
WO2022190318A1 (ja) * 2021-03-11 2022-09-15 オリンパス株式会社 撮像装置、内視鏡、撮像装置の製造方法
CN117546070A (zh) * 2021-07-29 2024-02-09 奥林巴斯株式会社 透镜单元、摄像装置、内窥镜以及透镜单元的制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090244259A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 Olympus Corporation Endoscope apparatus
US20100052192A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Sharp Kabushiki Kaisha Electronic element wafer module and method for manufacturing electronic element wafer module, electronic element module and method for manufacturing electronic element module, and electronic information device
JP2010118397A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Oki Semiconductor Co Ltd カメラモジュールおよびその製造方法
WO2011019067A1 (ja) * 2009-08-13 2011-02-17 富士フイルム株式会社 ウェハレベルレンズ、ウェハレベルレンズの製造方法、及び撮像ユニット
WO2012117986A1 (ja) * 2011-03-01 2012-09-07 富士フイルム株式会社 レンズモジュールの製造方法、及びレンズモジュール
CN102667568A (zh) * 2009-11-05 2012-09-12 柯尼卡美能达先进多层薄膜株式会社 摄像装置以及该摄像装置的制造方法
CN102969321A (zh) * 2011-08-29 2013-03-13 采钰科技股份有限公司 相机模块的制造方法
CN104204865A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 柯尼卡美能达株式会社 透镜阵列、透镜阵列的制造方法及光学元件的制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7885010B1 (en) * 2008-01-14 2011-02-08 Integrated Medical Systems International Endoscope objective lens and method of assembly
JP2010048993A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Fujinon Corp 積層型カメラモジュールの製造方法および積層型カメラモジュール並びに撮像装置。
JP2012018993A (ja) 2010-07-06 2012-01-26 Toshiba Corp カメラモジュールおよびその製造方法
US8749897B2 (en) * 2012-11-07 2014-06-10 Omnivision Technologies, Inc. Large-field-of-view lens system for capsule endoscope and capsule endoscope having large-field-of-view lens system
US10075636B2 (en) * 2016-04-26 2018-09-11 Omnivision Technologies, Inc. Ultra-small camera module with wide field of view, and associate lens systems and methods

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090244259A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 Olympus Corporation Endoscope apparatus
US20100052192A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Sharp Kabushiki Kaisha Electronic element wafer module and method for manufacturing electronic element wafer module, electronic element module and method for manufacturing electronic element module, and electronic information device
JP2010118397A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Oki Semiconductor Co Ltd カメラモジュールおよびその製造方法
WO2011019067A1 (ja) * 2009-08-13 2011-02-17 富士フイルム株式会社 ウェハレベルレンズ、ウェハレベルレンズの製造方法、及び撮像ユニット
CN102667568A (zh) * 2009-11-05 2012-09-12 柯尼卡美能达先进多层薄膜株式会社 摄像装置以及该摄像装置的制造方法
WO2012117986A1 (ja) * 2011-03-01 2012-09-07 富士フイルム株式会社 レンズモジュールの製造方法、及びレンズモジュール
CN102969321A (zh) * 2011-08-29 2013-03-13 采钰科技股份有限公司 相机模块的制造方法
CN104204865A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 柯尼卡美能达株式会社 透镜阵列、透镜阵列的制造方法及光学元件的制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113614606A (zh) * 2019-05-14 2021-11-05 奥林巴斯株式会社 内窥镜用摄像装置的制造方法、内窥镜用摄像装置及内窥镜

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Publication number Publication date
JPWO2017203593A1 (ja) 2018-11-22
DE112016006902T5 (de) 2019-02-21
CN109310268B (zh) 2021-05-11
WO2017203593A1 (ja) 2017-11-30
JP6640341B2 (ja) 2020-02-05
US20190079280A1 (en) 2019-03-14

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