JP2009069694A - Image pickup apparatus and manufacturing method therefor - Google Patents
Image pickup apparatus and manufacturing method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009069694A JP2009069694A JP2007240137A JP2007240137A JP2009069694A JP 2009069694 A JP2009069694 A JP 2009069694A JP 2007240137 A JP2007240137 A JP 2007240137A JP 2007240137 A JP2007240137 A JP 2007240137A JP 2009069694 A JP2009069694 A JP 2009069694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- imaging
- optical element
- resin
- lens holder
- marker
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lens Barrels (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えばデジタルカメラおよびデジタルビデオカメラなどのような、撮像素子を用いて被写体の像を撮像する撮像装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus that captures an image of a subject using an imaging element, such as a digital camera and a digital video camera, and a manufacturing method thereof.
デジタルカメラまたはデジタルビデオカメラなどの撮像装置は、被写体からの光を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて被写体の画像データを形成している。具体的に説明すると、撮像装置は、通常、撮像レンズ系によって結像された被写体からの光を認識する撮像部(以下、撮像ユニットと称する)を備えており、撮像ユニットにおいて認識された光は、撮像ユニット内に備えられている固体撮像素子において電気信号に変換され、出力される。そして、出力された電気信号は、撮像装置の処理部において、画像データに変換される。なお、撮像ユニットは、一般的に、光の入射側に厚みの均一である平面板状の保護ガラスを備えたユニットケース内に固体撮像素子を備えた構成をしている。保護ガラスは、光の入射を妨げることのない材質によって形成されており、例えば固体撮像素子への異物の付着または物理的な原因による損傷などの悪影響から固体撮像を保護するための部材である。 An imaging apparatus such as a digital camera or a digital video camera converts light from a subject into an electrical signal, and forms image data of the subject based on the electrical signal. More specifically, the imaging apparatus normally includes an imaging unit (hereinafter referred to as an imaging unit) that recognizes light from a subject imaged by the imaging lens system, and the light recognized by the imaging unit is In the solid-state imaging device provided in the imaging unit, it is converted into an electrical signal and output. The output electrical signal is converted into image data in the processing unit of the imaging apparatus. In general, the imaging unit has a configuration in which a solid-state imaging device is provided in a unit case including a flat plate-like protective glass having a uniform thickness on the light incident side. The protective glass is formed of a material that does not prevent light from entering, and is a member for protecting solid-state imaging from adverse effects such as adhesion of foreign matter to the solid-state imaging device or damage due to a physical cause.
一般的なデジタルカメラなどの撮像装置では、固体撮像素子において良好な画質を形成するために、固体撮像素子の有効画素領域中心と撮像レンズ系の光軸との位置の調整(XY調整)および撮像レンズ系の焦点を固体撮像素子に対して調整するフォーカス調整を行っている。 In an imaging apparatus such as a general digital camera, in order to form a good image quality in a solid-state imaging device, the position adjustment (XY adjustment) and imaging between the effective pixel region center of the solid-state imaging device and the optical axis of the imaging lens system are performed. Focus adjustment is performed to adjust the focal point of the lens system with respect to the solid-state imaging device.
特許文献1には、撮像ユニット中に施されたマーカーを画像処理カメラなどで読み取ることにより位置情報を取得し、撮像レンズ系の姿勢調整にフィードバックする方法が開示されている。特許文献1に示された撮像ユニットを、図16(a)および(b)を用いて説明する。図16(a)および(b)に示すように、特許文献1に記載の撮像ユニットは、CCDパッケージ141上に、CCDチップ144と色分解フィルタ142が配置されている。そして、その間に位置する光学フイルタ142上には、撮像面の外周コーナー部にマーカー143A〜143Dが設けられている。これによって、画像処理カメラにより検出された位置情報を元にして、XY調整およびフォーカス調整を行うことができる。
しかし、携帯電話などをはじめとする携帯機器に搭載される小型化かつ薄型化した撮像装置では、構成する光学レンズ系の位置ズレに対するマージンにもよるが、上記のXY調整はほとんど行われておらず、フォーカス調整を行うのみである。このように、XY調整を行っていない撮像装置では、撮像レンズ系を通過した光が固体撮像素子の有効領域に対して位置精度良く結合させることができないため、周辺光量の良好な画像を得ることはできない。 However, in an imaging device that is miniaturized and thinned mounted on a portable device such as a cellular phone, the XY adjustment described above is hardly performed although it depends on a margin with respect to the positional deviation of the optical lens system that is configured. Instead, only focus adjustment is performed. In this way, in an imaging device that has not performed XY adjustment, light that has passed through the imaging lens system cannot be combined with the effective area of the solid-state imaging device with high positional accuracy, and thus an image with good peripheral light quantity can be obtained. I can't.
また、近年、撮像装置の小型化、薄型化のために撮像レンズ系のレンズ枚数を少なくした撮像装置が開発されている。しかし、撮像レンズ系の枚数を少なくすればするほど、入射する光を好適に補正することが困難となる。入射する光の補正について、図17を参照して下に説明する。なお、図17における仮想線Oは、撮像レンズ系を透過した光の中心軸を表している。すなわち、仮想線Oは、光軸Oと言い換えることもできる。 In recent years, an imaging apparatus in which the number of lenses of the imaging lens system is reduced has been developed in order to reduce the size and thickness of the imaging apparatus. However, the smaller the number of imaging lens systems, the more difficult it is to correct incident light. Correction of incident light will be described below with reference to FIG. Note that an imaginary line O in FIG. 17 represents the central axis of the light transmitted through the imaging lens system. That is, the imaginary line O can be rephrased as the optical axis O.
図17に示すように、撮像レンズ系を透過した光は、保護ガラス101を介して固体撮像素子102に到達する。固体撮像素子102に入射する光のうち、光軸Oから離れた位置に入射する光ほど光軸Oから外側へ広がるような角度を有している。すなわち、固体撮像素子102の外側ほど、光軸Oから外側に離れるような角度を有する光が入射する。このように、入射光が光軸Oから外側に離れるような角度を有していると、固体撮像素子102への入射効率が低下するため、光を効率的に電気信号に変換することが困難になる。
As shown in FIG. 17, the light transmitted through the imaging lens system reaches the solid-
さらに、上述したような保護ガラスを有する固体撮像ユニットを備えた撮像装置を小型化かつ薄型化した場合には、撮像レンズを透過した光は、必然的に広角化してしまう。これによって、固体撮像素子の中心部と周辺部との間の入射効率の差がさらに拡大するため、形成された画像の周辺部が極端に暗くなってしまうという問題が生じる。 Furthermore, when an imaging apparatus including a solid-state imaging unit having a protective glass as described above is reduced in size and thickness, light transmitted through the imaging lens inevitably widens. As a result, the difference in incidence efficiency between the central portion and the peripheral portion of the solid-state imaging device is further increased, and there arises a problem that the peripheral portion of the formed image becomes extremely dark.
また、固体撮像素子として一般的に用いられるCCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)およびC−MOSデバイスは、比較的広い波長(可視光領域のみならず近赤外領域(750〜2500nm)の波長)の光を電気信号に変換することができる。しかし、通常のカメラとして用いる場合には、固体撮像素子が近赤外線を電気信号に変換することによって、解像度の低下および画像のムラなど画質の劣化が引き起こされる。このため、通常のカメラでは、赤外カットフィルタとして色ガラスなどを挿入し、入射光における近赤外線をカットしている。近年では、撮像装置の低コスト化および小型化のため、保護ガラスに安価な誘電体多層膜を赤外カットフィルタとして形成することにより近赤外線をカット(反射)する方法が多く採用されている。 In addition, a CCD (Charge Coupled Device) and a C-MOS device that are generally used as a solid-state imaging device have a relatively wide wavelength (not only in the visible light region but also in the near infrared region (750 to 2500 nm). ) Light can be converted into an electrical signal. However, when used as a normal camera, the solid-state imaging device converts near infrared rays into an electrical signal, thereby causing degradation in image quality such as a decrease in resolution and image unevenness. For this reason, in a normal camera, colored glass or the like is inserted as an infrared cut filter to cut near infrared rays in incident light. In recent years, in order to reduce the cost and size of an imaging apparatus, a method of cutting (reflecting) near infrared light by forming an inexpensive dielectric multilayer film on a protective glass as an infrared cut filter has been widely employed.
誘電体多層膜は、安価であるが、入射する光の角度によって反射する光の波長の範囲が変化する角度依存性を有している。すなわち、光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜が反射できる光の波長の範囲は、より短波長へシフトする。したがって、誘電体多層膜は、光の入射角が大きくなるほど、近赤外線の波長よりも短い波長の光を反射しやすくなるという問題を生じる。言い換えると、光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜の赤外カットフィルタとしての機能が低下してしまう。 The dielectric multilayer film is inexpensive, but has an angle dependency in which the range of the wavelength of the reflected light changes depending on the angle of the incident light. That is, as the incident angle of light increases, the wavelength range of light that can be reflected by the dielectric multilayer film shifts to a shorter wavelength. Therefore, the dielectric multilayer film has a problem that, as the incident angle of light increases, it becomes easier to reflect light having a shorter wavelength than the near infrared wavelength. In other words, the larger the incident angle of light, the lower the function of the dielectric multilayer film as an infrared cut filter.
以上のような問題を解消するために、例えば特許文献2および3に記載の固体撮像ユニットが開示されている。特許文献1に記載の撮像素子ユニット(撮像ユニット)は、図18に示すように、ガラス板115aと一体をなして形成されている、結像作用を有していないレンズ部115bを備えている。これによって、特許文献1に記載の撮像素子ユニットは、センサチップ114の周辺部に入射する光を光軸Oとほぼ平行になるように屈折させている。
In order to solve the above problems, for example, solid-state imaging units described in
また、特許文献2に記載の固体撮像デバイス(撮像ユニット)は、図19に示すように、光透過性基板134の平坦面に誘電体多層膜133および樹脂性集束レンズ132からなる誘電体多層膜フィルタ134を備えている。これによって、特許文献2に記載の固体撮像デバイスは、矢印L2で示される経路を経てセンサチップ135の外周付近に入射する光を樹脂製集束レンズ132の入射面において矢印L0に対してより平行になるように屈折させている。
In addition, as shown in FIG. 19, the solid-state imaging device (imaging unit) described in
このように、固体撮像素子近傍にレンズ部115bまたは樹脂製集束レンズ132などの光学素子を形成した撮像装置では、撮像レンズ系の数を増やすことなくセンサチップの周辺部および外周付近のおける入射効率の低下を抑制できるため、撮像レンズ系のレンズ枚数を減らし、撮像装置を小型化および薄型化することができる。
As described above, in an imaging device in which an optical element such as the
しかし、固体撮像素子近傍に光学素子を設けている撮像装置では、撮像レンズ系と新たに設けた光学素子との位置のXY平面における調整(XY調整)が必要となる。しかし、小型化かつ薄型化した撮像装置では、スペースの関係上、撮像装置内部に調整機構を内蔵することができない。したがって、例えば、ホールドされた撮像ユニットに対して撮像レンズ系をXYZステージなどを用いて直接姿勢調整した後、固体撮像ユニットと撮像レンズ系とを接着することになる。
例えばマーカーなどの位置決め手段を用いて撮像レンズ系を精度良く位置決めするためには、撮像レンズ系を通して位置決め手段を視認することが最も好適であるが、強烈な集光レンズを通して位置決め手段を視認することは非常に困難である。したがって、一般的には、撮像レンズ系をマウントするレンズホルダを位置決め手段を用いて精度良く位置決めした後、撮像レンズ系をマウントしたレンズホルダに取り付ける方法がとられている。 For example, in order to accurately position the imaging lens system using a positioning means such as a marker, it is most preferable to visually recognize the positioning means through the imaging lens system, but it is necessary to visually recognize the positioning means through an intense condenser lens. Is very difficult. Therefore, generally, a method is adopted in which a lens holder for mounting an imaging lens system is positioned with high accuracy using positioning means and then attached to the lens holder on which the imaging lens system is mounted.
近年、撮像装置は、その小型化、薄型化と共に、オートフォーカス機構(以下、AF機構とも称する)などを搭載することによる高機能化が求められている。小型化かつ薄型化された撮像装置内に、例えばAF機構を搭載する場合、AF機構に用いられるアクチュエータは、レンズホルダの周囲に配置されることが一般的である。したがって、AF機構を搭載するためのスペースを確保するために、撮像レンズ系に用いられるレンズ径を小さくせざるを得ず、また、それに伴って撮像レンズ径を保持するレンズホルダの開口部の大きさも小さくなってしまう。これによって、特許文献1に記載の技術のように、固体撮像素子(以下、単に撮像素子とも称する)のコーナー部分に位置決め手段を設けた場合、AF機構などを搭載した高性能な撮像装置では、画像処理カメラを用いてレンズホルダ越しに位置決め手段を視認することができず、撮像レンズ系と撮像ユニットとの位置のXY調整が非常に困難となる。
2. Description of the Related Art In recent years, an imaging device has been required to have high functionality by mounting an autofocus mechanism (hereinafter also referred to as an AF mechanism) and the like in addition to downsizing and thinning. For example, when an AF mechanism is mounted in a downsized and thin imaging device, an actuator used for the AF mechanism is generally arranged around the lens holder. Therefore, in order to secure a space for mounting the AF mechanism, it is necessary to reduce the lens diameter used in the imaging lens system, and accordingly, the size of the opening of the lens holder that holds the imaging lens diameter is large. It also gets smaller. Thus, as in the technique described in
これによって、撮像ユニットに備えられた撮像素子の有効画素領域の中心とレンズホルダ径の中心(すなわち、撮像レンズ系の光軸)との間において、位置ズレが生じてしまう。したがって、撮像レンズ系の光軸から離れた位置に入射する光は、有効画素領域外に結像してしまうため、撮像素子の周辺部における光量が不足してしまうという問題を有する。 As a result, a positional deviation occurs between the center of the effective pixel region of the image sensor provided in the imaging unit and the center of the lens holder diameter (that is, the optical axis of the imaging lens system). Therefore, the light incident on the position away from the optical axis of the imaging lens system forms an image outside the effective pixel region, and thus there is a problem that the amount of light in the peripheral portion of the imaging element is insufficient.
また、位置決め手段をコーナー部以外に設けた場合には、マーカーを通過した光がアルミニウム電極に直接到達してしまう。アルミニウム電極も遮光用に設けられているが、蒸着などで製造されるため欠陥も多い。したがって、到達した光が欠陥から漏れこみ、撮像素子に入ることによりスミアとなってしまう問題を有する。すなわち、位置決め手段は、スミアによる画像のノイズが中央部に現れるのを避けるため、撮像素子のコーナー部に設けることが好ましい。 Moreover, when the positioning means is provided at a portion other than the corner portion, the light that has passed through the marker reaches the aluminum electrode directly. An aluminum electrode is also provided for light shielding, but there are many defects because it is manufactured by vapor deposition. Accordingly, there is a problem that the light that has reached leaks from the defect and becomes smeared when entering the image sensor. In other words, the positioning means is preferably provided at the corner of the image sensor in order to avoid the appearance of image noise due to smear in the center.
さらに、撮像素子近傍に、入射光の角度を補正するための光学素子が設けられている撮像装置の場合には、撮像素子の周辺部における光量が不足するだけではなく、光学系における収差などによりMTF(Modulation Transfer Function)が低下し、撮像装置としての性能を発揮することができない。 Furthermore, in the case of an image pickup apparatus in which an optical element for correcting the angle of incident light is provided in the vicinity of the image pickup element, the amount of light at the periphery of the image pickup element is not sufficient, but also due to aberrations in the optical system, etc. MTF (Modulation Transfer Function) decreases, and the performance as an imaging device cannot be exhibited.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、撮像素子の有効画素領域の一部がレンズホルダの開口部によって覆われているような場合であっても、撮像素子に対して撮像レンズ系を位置精度良く取り付けることができる撮像装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to capture an image even when a part of the effective pixel region of the image sensor is covered by the opening of the lens holder. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of attaching an imaging lens system to an element with high positional accuracy.
なお、撮像素子の近傍に光学素子が設けられている場合、位置決め手段を視認することができないため、光学素子と撮像レンズ系との位置をXY調整することができない。さらに、位置決め手段は、光学素子に対しては高精度に形成されていないため、光学素子と撮像レンズ系とを精度良く位置調整することも困難である。 Note that when an optical element is provided in the vicinity of the image pickup element, the positioning means cannot be visually recognized, so that the positions of the optical element and the image pickup lens system cannot be XY-adjusted. Furthermore, since the positioning means is not formed with high accuracy with respect to the optical element, it is difficult to accurately adjust the position of the optical element and the imaging lens system.
本発明に係る撮像装置は、上記課題を解決するために、
撮像レンズ系を保持する開口部を有するレンズホルダと、上記撮像レンズ系を通過した光を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子に対する上記レンズホルダの位置を決める位置決め手段と、を有する撮像装置において、
上記レンズホルダが上記撮像素子の有効画素領域の一部を覆うように、上記レンズホルダの上記開口部が設計されており、
上記位置決め手段は、当該位置決め手段の少なくとも一部分を上記レンズホルダの上記開口部を通して視認できる位置であり、かつ上記有効画素領域外に設けられていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, an imaging apparatus according to the present invention provides
An image pickup having a lens holder having an opening for holding an image pickup lens system, an image pickup element for converting light passing through the image pickup lens system into an electric signal, and positioning means for determining a position of the lens holder with respect to the image pickup element In the device
The opening of the lens holder is designed so that the lens holder covers a part of the effective pixel area of the imaging device,
The positioning means is characterized in that at least a part of the positioning means can be visually recognized through the opening of the lens holder and is provided outside the effective pixel region.
上記の構成によれば、位置決め手段を用いてレンズホルダを位置決めするとき、レンズホルダの開口部を通して位置決め手段を視認することができる。これによって、撮像素子に対するレンズホルダの位置を精度良く決定することができる。なお、撮像レンズ系は、レンズホルダの開口部に取り付けることによってその位置が決定される。すなわち、撮像素子に対するレンズホルダの位置を精度良く決定することは、撮像素子に対する撮像レンズ系の位置を精度良く決定することと同義である。これによって、レンズホルダが撮像素子の有効画素領域の一部を覆うような場合であっても、撮像レンズ系の光軸と有効画像領域の中心とを略一致させるように撮像レンズ系を取り付けることができる。 According to said structure, when positioning a lens holder using a positioning means, a positioning means can be visually recognized through the opening part of a lens holder. Thereby, the position of the lens holder with respect to the image sensor can be determined with high accuracy. The position of the imaging lens system is determined by attaching it to the opening of the lens holder. In other words, accurately determining the position of the lens holder with respect to the image sensor is synonymous with accurately determining the position of the image lens system with respect to the image sensor. As a result, even when the lens holder covers a part of the effective pixel area of the image sensor, the imaging lens system is attached so that the optical axis of the imaging lens system substantially matches the center of the effective image area. Can do.
したがって、撮像レンズ系の光軸から離れた位置に入射する光であっても、撮像素子の有効画素領域内に位置精度良く結像させることができるため、撮像素子において良好な画像を形成することができる効果を奏する。 Therefore, even if the light is incident at a position away from the optical axis of the imaging lens system, it can be imaged with high positional accuracy within the effective pixel region of the imaging element, so that a good image can be formed on the imaging element. There is an effect that can.
本発明に係る撮像装置では、さらに、上記撮像素子と上記撮像レンズ系との間に備えられた、上記撮像レンズ系を通過した光を補正する光学素子をさらに備えており、
上記位置決め手段は、上記光学素子に設けられていることが好ましい。
The imaging apparatus according to the present invention further includes an optical element that is provided between the imaging element and the imaging lens system, and that corrects light that has passed through the imaging lens system.
The positioning means is preferably provided in the optical element.
上記の構成によれば、光学素子の光学特性を考慮することなく、光学素子に対する撮像レンズ系の位置を決定することができるため、光学素子に対する撮像レンズに位置を精度良く決めることができる。また、光学素子は、撮像素子に対して精度良く位置決めされているため、光学素子に対する撮像レンズに位置を精度良く決めることによって、撮像素子に対する撮像レンズ系の位置についても精度良く決定することができる。 According to the above configuration, since the position of the imaging lens system with respect to the optical element can be determined without considering the optical characteristics of the optical element, the position of the imaging lens with respect to the optical element can be accurately determined. In addition, since the optical element is accurately positioned with respect to the imaging element, the position of the imaging lens system with respect to the imaging element can be determined with high accuracy by accurately determining the position of the imaging lens with respect to the optical element. .
すなわち、光学素子を備えた撮像装置における、光学素子と撮像素子とに対する撮像レンズ系の位置を精度良く決定することができる。これによって、光学素子を備えた撮像装置においても、良好な画像を形成することができる効果を奏する。 That is, it is possible to accurately determine the position of the imaging lens system with respect to the optical element and the imaging element in the imaging device including the optical element. As a result, even in an imaging apparatus including an optical element, there is an effect that a good image can be formed.
上記位置決め手段は、上記光学素子の有効領域内に設けられていることが好ましい。 The positioning means is preferably provided in an effective area of the optical element.
上記位置決め手段は、上記レンズホルダを上記撮像素子に対して投影したときの投影面積内に設けられていることが好ましい。 The positioning means is preferably provided within a projection area when the lens holder is projected onto the image sensor.
本発明に係る撮像装置では、さらに、上記位置決め手段は、突出部または溝であることが好ましい。 In the imaging device according to the present invention, it is preferable that the positioning means is a protrusion or a groove.
位置決め手段が突出部である場合、すなわち凸形状である場合、位置決め手段を形成する金型は凹形状となる。凹形状の金型は、金型の原料を掘り込むことにより形成することができるため、金型の製造に要する時間を短くすることができ、金型製造コストを抑制することができる効果を奏する。また、位置決め手段が溝である場合、すなわち凹形状である場合、位置決め手段以外に対する位置決め手段の反射率を低減することができる。これによって、カメラなどによる視認性を向上することができる効果を奏する。 When the positioning means is a protrusion, that is, when it has a convex shape, the mold forming the positioning means has a concave shape. Since the concave mold can be formed by digging the mold raw material, the time required for the mold manufacture can be shortened, and the mold manufacturing cost can be suppressed. . Further, when the positioning means is a groove, that is, when it is concave, the reflectance of the positioning means with respect to other than the positioning means can be reduced. Thereby, there is an effect that the visibility by a camera or the like can be improved.
本発明に係る撮像装置では、さらに、上記位置決め手段の形状は、半球状、錐体状、または錐台状のいずれかであることが好ましい。 In the imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that the positioning means has a hemispherical shape, a cone shape, or a frustum shape.
上記の構成によれば、位置決め手段を成形する型との離型性を確保することができる効果を奏する、また、位置決め手段が光学素子に設けられている場合には、光学素子における光の散乱を十分に低減することができる効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect which can ensure releasability with the type | mold which shape | molds the positioning means, and when the positioning means is provided in the optical element, the scattering of light in an optical element There is an effect that can be sufficiently reduced.
本発明に係る撮像装置では、さらに、上記位置決め手段は、複数設けられていることが好ましい。 In the imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that a plurality of the positioning means are provided.
上記の構成によれば、撮像素子に対してレンズホルダをより一層精度良く位置決めすることができる効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect which can position a lens holder more accurately with respect to an image pick-up element.
本発明に係る撮像装置では、さらに、上記位置決め手段は、上記撮像レンズ系の光軸を中心とする円の円周を均等に分割する位置に設けられていることが好ましい。 In the imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that the positioning means is provided at a position that equally divides the circumference of a circle centered on the optical axis of the imaging lens system.
上記の構成によれば、画像処理による演算において、簡単なアルゴリズムにより有効画素領域の中心を認識することができる効果を奏する。また、例えば、位置決め手段が光学素子に設けられている場合には、位置決め手段による光学素子への内部歪が、軸対称として均等に分布するため、光学素子の変形を均等かつ確実に抑制することができる効果を奏する。 According to said structure, in the calculation by image processing, there exists an effect which can recognize the center of an effective pixel area | region with a simple algorithm. Further, for example, when the positioning means is provided in the optical element, the internal strain to the optical element by the positioning means is evenly distributed as axial symmetry, so that the deformation of the optical element can be suppressed evenly and reliably. There is an effect that can.
本発明に係る撮像装置では、さらに、上記光学素子において、上記位置決め手段の形成されている領域の透過率と、上記位置決め手段の形成されていない領域における透過率との差が、4%以上であることが好ましい。 In the imaging device according to the present invention, in the optical element, a difference between a transmittance in a region where the positioning unit is formed and a transmittance in a region where the positioning unit is not formed is 4% or more. Preferably there is.
上記の構成によれば、レンズホルダを通して位置決め手段を視認したときに、位置決め手段を容易に認識することができる効果を奏する。 According to said structure, when the positioning means is visually recognized through the lens holder, the positioning means can be easily recognized.
本発明に係る撮像装置では、さらに、上記光学素子において、上記位置決め手段の形成されている領域を除いた領域には、反射防止層が備えられていることが好ましい。 In the imaging device according to the present invention, it is preferable that an antireflection layer is provided in a region of the optical element excluding the region where the positioning means is formed.
上記の構成によれば、光学素子の特性を損なうことなく、位置決め手段と、位置決め手段の形成されている領域を除いた領域との間に透過率の差を容易に生じさせることができる効果を奏する。 According to the above configuration, there is an effect that a difference in transmittance can be easily generated between the positioning unit and the region excluding the region where the positioning unit is formed without impairing the characteristics of the optical element. Play.
本発明に係る製造方法は、上記課題を解決するために、
撮像レンズ系を保持する開口部を有するレンズホルダと、上記撮像レンズ系を通過した光を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子に対する上記レンズホルダの位置を決める位置決め手段と、を有する撮像装置において、
上記レンズホルダが上記撮像素子の有効画素領域の一部を覆うように上記レンズホルダの上記開口部を設計するレンズホルダ形成工程と、
上記位置決め手段の少なくとも一部分を、上記レンズホルダの上記開口部を通して視認できる位置に形成する位置決め手段形成工程と、を含むことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the manufacturing method according to the present invention provides
An image pickup having a lens holder having an opening for holding an image pickup lens system, an image pickup element for converting light passing through the image pickup lens system into an electric signal, and positioning means for determining a position of the lens holder with respect to the image pickup element In the device
A lens holder forming step of designing the opening of the lens holder so that the lens holder covers a part of the effective pixel region of the imaging device;
And a positioning means forming step of forming at least a part of the positioning means at a position that can be visually recognized through the opening of the lens holder.
上記の構成によれば、本発明に係る撮像装置と同様の作用効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect similar to the imaging device which concerns on this invention.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記形成工程は、
転写型に流動性を有する樹脂を充填する充填工程と、
上記転写型に充填した上記樹脂を硬化させる硬化工程と、を含むことが好ましい。
In the manufacturing method according to the present invention, the formation step further includes:
A filling step of filling the transfer mold with a resin having fluidity;
And a curing step of curing the resin filled in the transfer mold.
上記の構成によれば、位置決め手段を樹脂成形することができるため、所望の形状の位置決め手段を容易に成形することができる効果を奏する。 According to said structure, since a positioning means can be resin-molded, there exists an effect which can shape | mold the positioning means of a desired shape easily.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記位置決め手段形成工程では、上記位置決め手段を上記撮像素子と上記撮像レンズ系との間に設けられた、上記撮像レンズ系を通過した光を補正する光学素子に形成することが好ましい。 In the manufacturing method according to the present invention, further, in the positioning means forming step, the positioning element is provided between the imaging element and the imaging lens system, and the optical element that corrects light passing through the imaging lens system is provided. It is preferable to form.
光学素子を備えた撮像装置において、撮像レンズ系と光学素子と撮像素子とを精度良く位置決めすることができる効果を奏する。 In the imaging apparatus provided with the optical element, there is an effect that the imaging lens system, the optical element, and the imaging element can be accurately positioned.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記位置決め手段形成工程では、上記光学素子と上記位置決め手段とを同時に成形することが好ましい。 In the manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the optical element and the positioning means are simultaneously molded in the positioning means forming step.
上記の構成によれば、位置決め手段と光学素子とを各個成形した後、光学素子に接着するよりも容易かつ、型精度において精度良く位置決め手段を成形することができる。これによって、光学素子の光軸に対する位置精度が高い位置決め手段を成形することができる効果を奏する。 According to the above configuration, the positioning means and the optical element can be molded easily and more accurately in terms of mold accuracy than after being bonded to the optical element. As a result, there is an effect that it is possible to form a positioning means with high positional accuracy with respect to the optical axis of the optical element.
本発明に係る製造方法では、上記転写型は、上記光学素子を成形する光学素子転写部と、上記位置決め手段を成形する位置決め手段転写部と備えていることが好ましい。 In the manufacturing method according to the present invention, the transfer mold preferably includes an optical element transfer portion for forming the optical element and a positioning means transfer portion for forming the positioning means.
上記の構成によれば、光学素子と位置決め手段とを同時に樹脂成形することができる。これによって、光学素子の光軸に対して位置精度良く設けられた位置決め手段を備えた光学素子を生産性良く、かつ安価に製造することができる効果を奏する。 According to said structure, an optical element and a positioning means can be resin-molded simultaneously. As a result, there is an effect that an optical element including positioning means provided with high positional accuracy with respect to the optical axis of the optical element can be manufactured with high productivity and at low cost.
また、位置決め手段だけでなく、光学素子も樹脂成形によって成形することができるため、所望の形状を有する光学素子を容易に成形することができる効果も併せて奏する。 Further, since not only the positioning means but also the optical element can be molded by resin molding, there is also an effect that an optical element having a desired shape can be easily molded.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記転写型は、光を透過する素材からなることが好ましい。 In the manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the transfer mold is made of a material that transmits light.
上記の構成によれば、転写型に充填される樹脂および転写型が透明であるため、樹脂を充填した転写型を通して有効画素領域を視認することができる。これによって、容易に有効画素領域の中心と光学素子の光軸とを略一致させることができる効果を奏する。 According to the above configuration, since the resin filled in the transfer mold and the transfer mold are transparent, the effective pixel region can be visually recognized through the transfer mold filled with the resin. As a result, there is an effect that the center of the effective pixel region and the optical axis of the optical element can be made to substantially coincide with each other.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記位置決め手段転写部は、上記光学素子転写部の表面をパターニングすることによって形成されることが好ましい。 In the manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the positioning means transfer portion is formed by patterning a surface of the optical element transfer portion.
上記の構成によれば、位置決め手段転写部を容易かつ精度良く形成することができる。これによって、精度良く形成する必要がある転写型をより一層容易かつ安価に製造することができる効果を奏する。 According to said structure, a positioning means transcription | transfer part can be formed easily and accurately. As a result, there is an effect that a transfer mold that needs to be formed with high accuracy can be manufactured more easily and inexpensively.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記樹脂は、光エネルギーおよび熱エネルギーの少なくともいずれかのエネルギーによって硬化するエネルギー硬化性樹脂であることが好ましい。 In the production method according to the present invention, the resin is preferably an energy curable resin that is cured by at least one of light energy and thermal energy.
上記の構成によれば、所望の形状を有する光学素子および位置決め手段をさらに一層容易に成形することができる効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect which can shape | mold the optical element and positioning means which have a desired shape still more easily.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。 In the production method according to the present invention, the resin is preferably a thermoplastic resin.
上記の構成によれば、光学素子および位置決め手段を大量かつ安価に製造することができる効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect which can manufacture an optical element and a positioning means in large quantities and cheaply.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記位置決め手段を備えた上記光学素子を上記撮像素子を備えた撮像ユニットに固定する固定工程をさらに含み、
上記固定工程では、硬化後に光を透過するする材質からなる樹脂を上記光学素子または上記撮像ユニットにおける上記光学素子を固定する面に塗布した後、上記樹脂を硬化することが好ましい。
The manufacturing method according to the present invention further includes a fixing step of fixing the optical element including the positioning unit to an imaging unit including the imaging element,
In the fixing step, it is preferable that the resin is cured after a resin made of a material that transmits light after curing is applied to the surface of the optical element or the imaging unit on which the optical element is fixed.
上記の構成によれば、光学素子の特性を損なうことなく、光学素子を撮像ユニットに設けることができる効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect which can provide an optical element in an imaging unit, without impairing the characteristic of an optical element.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記固定工程では、上記レンズホルダを通して上記位置決め手段を視認しつつ、上記樹脂を硬化することが好ましい。 In the manufacturing method according to the present invention, it is preferable that in the fixing step, the resin is cured while visually confirming the positioning means through the lens holder.
上記の構成によれば、有効画素領域の中心と光学素子の光軸とを略一致するように光学素子を設けることができる効果を奏する。言い換えれば、撮像素子に対して位置精度良く光学素子を設けることができる。 According to said structure, there exists an effect which can provide an optical element so that the center of an effective pixel area | region and the optical axis of an optical element may correspond substantially. In other words, the optical element can be provided with high positional accuracy with respect to the imaging element.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記開口部を通して上記取り付け手段を視認しつつ、上記レンズホルダを上記撮像素子を備えた撮像ユニットに取り付ける取付工程を含むことが好ましい。 It is preferable that the manufacturing method according to the present invention further includes an attachment step of attaching the lens holder to an image pickup unit including the image pickup device while visually checking the attachment means through the opening.
上記の構成によれば、レンズホルダを通して位置決め手段を視認しつつ、レンズホルダと撮像ユニットとの位置の微調整することができるため、レンズホルダと撮像ユニットとを精度良く位置決めすることができる。 According to the above configuration, since the position of the lens holder and the imaging unit can be finely adjusted while visually recognizing the positioning means through the lens holder, the lens holder and the imaging unit can be positioned with high accuracy.
これによって、あらかじめ想定していた光学設計どおりの性能を有する撮像装置を製造することができる効果を奏する。また、撮像装置の歩留りを向上することができる効果も併せて奏する。 As a result, there is an effect that it is possible to manufacture an imaging device having performance as expected in the optical design. Moreover, the effect that the yield of an imaging device can be improved is also produced.
本発明に係る製造方法では、さらに、上記取付工程では、上記位置決め手段を微分干渉像として認識していることが好ましい。 In the manufacturing method according to the present invention, it is further preferable that the positioning means is recognized as a differential interference image in the attachment step.
上記の構成によれば、レンズホルダを通して位置決め手段を視認しにくい場合であっても、レンズホルダを撮像ユニットに対して精度良く取り付けることができる効果を奏する。 According to said structure, even if it is a case where it is difficult to visually recognize a positioning means through a lens holder, there exists an effect which can attach a lens holder with respect to an imaging unit accurately.
本発明に係る撮像装置は、以上のように、撮像素子の有効画素領域の一部を覆うようにレンズホルダの開口部が設計されているレンズホルダと、少なくとも一部分がレンズホルダの開口部を通して視認できる位置であり、かつ有効画素領域の外部に設けられている位置決め手段とを備えている。 As described above, the imaging apparatus according to the present invention has a lens holder in which the opening of the lens holder is designed so as to cover a part of the effective pixel region of the imaging device, and at least a part is visually recognized through the opening of the lens holder. And positioning means provided outside the effective pixel region.
上記の構成によれば、レンズホルダを位置決め手段を用いて位置決めするとき、レンズホルダの開口部を通して位置決め手段を視認することができる。これによって、レンズホルダによって撮像素子の有効画素領域の一部が覆われているような場合であっても、レンズホルダに保持される撮像レンズ系の光軸と、撮像素子の有効画素領域の中心とを略一致させるようにレンズホルダを位置決めすることができる。 According to said structure, when positioning a lens holder using a positioning means, a positioning means can be visually recognized through the opening part of a lens holder. Thus, even when the lens holder covers a part of the effective pixel area of the image sensor, the optical axis of the imaging lens system held by the lens holder and the center of the effective pixel area of the image sensor The lens holder can be positioned so as to substantially match.
したがって、撮像レンズ系の光軸から離れた位置に入射する光であっても、撮像素子の有効画素領域内に位置精度良く結像させることができるため、撮像素子において良好な画像を形成することができる効果を奏する。 Therefore, even if the light is incident at a position away from the optical axis of the imaging lens system, it can be imaged with high positional accuracy within the effective pixel region of the imaging element, so that a good image can be formed on the imaging element. There is an effect that can.
〔実施形態1〕
本発明に係る撮像装置の一実施形態について以下に説明する。
An embodiment of an imaging apparatus according to the present invention will be described below.
(撮像装置1の構成)
撮像装置1の構成について、図1(a)および(b)ならびに図2を参照して以下に説明する。図1(a)および(b)は、撮像装置1の構成を示す図であり、(a)は撮像レンズユニット30を取り外した状態を示す撮像装置1の断面図であり、(b)は(a)に示す撮像装置1を開口部26を通して視認したときの撮像ユニット10の平面図である。また、図2は、撮像レンズユニット30を取り付けた状態を示す撮像装置1の断面図である。
(Configuration of the imaging device 1)
The configuration of the
図1(a)および(b)ならびに図2に示すように、撮像装置1は、主として、撮像ユニット10、保持ユニット20および撮像レンズユニット30の3つのユニットを備えている。以下にこれら3つのユニットについて簡潔に説明する。
As shown in FIGS. 1A and 1B and FIG. 2, the
(撮像ユニット10の構成)
撮像ユニット10は、撮像レンズユニット30を通過した光を受光し、それに基づいて画像を形成するためのユニットである。撮像ユニット10は、図1(a)および(b)ならびに図2に示すように、撮像ユニット10は、センサチップ(撮像素子)11、有効画素領域12、センサ基板13、透明版14、ユニットケース15、ボンディングワイヤ16、外部接続端子17、光学素子18、およびマーカー(位置決め手段)18aを備えている。
(Configuration of the imaging unit 10)
The
センサ基板13と電気的に接続されているセンサチップ11は、有効画素領域12において受光した光を電気信号に変換する。センサチップ11は、具体的には、固体撮像素子であり、CCDまたはC−MOSなどの従来公知の固体撮像素子を用いることができる。なお、変換された電気信号は、ボンディングワイヤ16および外部接続端子17を介して外部へと出力される。
The
なお、本明細書等において、「有効画素領域」とは、平面状に複数個整列した、光を電気信号に変換するフォトディテクタの内、実際に撮像に使用されるフォトディテクタ群を意味している。なお、有効画素領域以外のフォトディテクタ群は、黒を検出するために使用され、オプティカルブラックと称される。 In this specification and the like, the “effective pixel region” means a group of photodetectors that are actually used for imaging among a plurality of photodetectors arranged in a plane and converting light into an electrical signal. A group of photodetectors other than the effective pixel region is used to detect black and is called optical black.
センサ基板13は、絶縁性を有する平板状の基板であれば、センサ基板13全体が絶縁性の材質から構成されていてもよく、またセンサ基板13表面のみが絶縁性を有していてもよい。センサ基板13を構成する材質は、特に限定されるものではなく、セラミックおよび樹脂など従来公知の材質から選択することができる。また、センサ基板13表面に絶縁性を付与する方法も、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。
As long as the
また、ユニットケース15は、センサ基板13に対向する側、すなわち被写体側に透明板14を備えており、透明板14上には光学素子18が形成されている。すなわち、センサ基板11、ユニットケース15および透明板14によって囲まれた空間は、密閉された空間である。透明板14は、この空間内に塵または埃などの侵入、および撮像ユニット10または撮像装置1の製造において、有効画素領域12に対して他の部材などが接触することによる有効画素領域12の損傷を防ぐためのものである。透明板14の材質は、光を透過するものであれば特に限定されるものではなく、例えばガラスおよび樹脂などの材質を用いることができる。
The
なお、光学素子18およびマーカー18aについては下記に詳述する。
The
(保持ユニット20の構成)
保持ユニット20は、撮像レンズユニット30を保持するためのユニットであり、撮像ユニット10に取り付けられている。保持ユニット20は、図1(a)および図2に示すように、主として、レンズホルダ21、フォーカス調整用ねじ部21a、アクチュエーター筐体25、開口部26、およびオートフォーカス(AF)機構27を備えている。
(Configuration of holding unit 20)
The holding
レンズホルダ21は、撮像レンズユニット30を取り付けるための開口部26を有しており、開口部26には、下記に説明する撮像レンズ系31を通過した光がセンサチップ11上に結像するように撮像レンズユニット30の位置を調整するためのフォーカス調整用ねじ部21aが設けられている。また、レンズホルダ21の周囲には、アクチュエータ筐体25が設けられており、アクチュエータ筐体25には、ヨーク22、マグネット23およびコイル24を備えたAF機構27が内蔵されている。
The
すなわち、撮像レンズ保持ユニット21の周囲には、AF機構27を備えているため、開口部26の内径、すなわちフォーカス調整用ねじ部21aの内径は、AF機構27を備えていない場合よりも小さくなっている。これによって、図1(b)に示すように、開口部26側がら有効画素領域12を見たとき、有効画素領域12の端部(四隅)がフォーカス調整用ねじ部の内径21bよりも外側となる。また、光学素子18を備えている場合であっても、光学素子18の有効領域18bの外側となる。したがって、マーカー18aが、例えば特許文献1のように有効画素領域12の四隅付近に設けられている場合には、開口部26を通して、マーカー18aを視認することができない。
That is, since the
なお、本明細書等において「光学素子の有効領域」とは、光学素子に入射する光を所望の位置に導く範囲である有効径を通る光の内、撮像素子の有効画素領域に導かれて撮像に使用される光が通る領域を意味している。 In this specification and the like, the “effective area of the optical element” refers to the effective pixel area of the image sensor out of the light passing through the effective diameter that is the range that guides the light incident on the optical element to a desired position. It means an area through which light used for imaging passes.
(撮像レンズユニット30の構成)
撮像レンズユニット30は、入射した光をセンサチップ11の有効画素領域12に結像させるための撮像レンズ系を備えたユニットである。撮像レンズユニット30は、図1(a)および図2に示すように、被写体からの光をセンサチップ11上に結像させる撮像レンズ系31および撮像レンズ系を保持すると共に、撮像ユニット30を保持ユニット20のフォーカス調整用ねじ部21aに取付可能とする撮像レンズ系バレル32を備えている。
(Configuration of the imaging lens unit 30)
The
(光学素子18の詳細)
次に、光学素子18の詳細について、以下に説明する。
(Details of optical element 18)
Next, details of the
図1(a)および図2に示すように、透明板14上に形成された光学素子18は、凸レンズ状に形成されている。これによって、光学素子18は、入射した光の角度を撮像レンズ系31の光軸に対して平行に近づけるように補正することができる。一般的に、撮像レンズ系31に入射する位置が光軸(すなわち、有効画素領域2の中心)から離れるほど、有効画素領域12に入射する角度は垂直から離れる。有効画素領域2が入射光を認識し、電気信号に変換する効率は、入射光の角度が有効画素領域12に対して垂直であるときが最も高く、垂直から離れるほど低くなる。
As shown in FIGS. 1A and 2, the
したがって、光学素子18を用いて有効画素領域12に対する入射光の角度を有効画素領域12に対して垂直となるように補正することが好ましい。なお、光学素子18は、有効画素領域2の外周部における光の入射効率を高めるため、有効画素領域2の全面を覆っていることが好ましい。
Therefore, it is preferable to correct the angle of the incident light with respect to the
光学素子18の材質は、上述したような補正を実現できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、光学素子18の材質として、紫外線の照射によって硬化する光硬化性樹脂、熱エネルギーの付与によって硬化する熱硬化性樹脂、および熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、本明細書等における「エネルギー硬化性樹脂」とは、光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の総称である。
The material of the
また、撮像ユニット10の実装コストを低減することができると共に、安価かつ簡便であるリフロー処理を採用する場合には、光学素子18の材質として、例えば、アルキル基およびフェニル基の少なくともいずれか一方を有するシリコン樹脂、炭素骨格とシリコン骨格とがハイブリッドされたシリカ配合複合型エポキシ樹脂、変性アクリレート樹脂、メタクリレート複合樹脂、ポリシロキサン系樹脂、シリコーンレジン、シリコーンゴム、ならびに透明ポリイミドなどのエネルギー硬化性樹脂などの耐熱性を持つエネルギー硬化性樹脂を用いることができる。
In addition, when the reflow process that can reduce the mounting cost of the
光学素子18は、上述したように樹脂を型に充填し、硬化させる、すなわち樹脂成形によって形成することにより容易に所望の形状とすることができる。光学素子18の形状としては、光学素子18に入射する光を、有効画素領域12に対して略垂直となるように補正できる形状であれば特に限定されるものではない。また、光学素子18は、球面または非球面のいずれであってもよい。例えば、光学素子18をパワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズ、または微細なレリーフ形状の施された回折レンズとして形成してもよい。なお、光学素子18の樹脂成形については、実施形態2において詳述する。
As described above, the
(マーカー18aの詳細)
続いて、マーカー18aの詳細について、以下に説明する。
(Details of
Next, details of the
マーカー18aは、主として、保持ユニット20を撮像ユニット21に取り付けるとに、保持ユニット20の取り付け位置を決めるために用いる標識である。
The
撮像装置1において、保持ユニット20を撮像ユニット10に取り付けるとき、通常は有効画素領域12の四隅(コーナー部)に設けられたマーカーを画像処理カメラで撮像し、画像処理することによって有効画素領域12の中心を認識する。次に、レンズホルダ21の内径を別の画像処理カメラで同様に撮像し、レンズホルダ65の内径の中心を認識する。そして、両者の相対位置を割り出した後、保持ユニット20を撮像ユニット10に取り付ける。
In the
しかし、上述したように、AF機構27などをレンズホルダ21の周囲に設けることによりレンズホルダ21の内径が小さくなると、マーカー18aを従来の位置に形成するとレンズホルダ越しに有効画素領域12の四隅(コーナー部)を視認することができない。したがって、粗動で保持ユニット20を撮像ユニット10に移動させた後の微動による調整ができないため、オープンループによって位置決めしなければならない。
However, as described above, when the inner diameter of the
そのため、有効画素領域12の中心と、レンズホルダ21の内径の中心、すなわち撮像レンズ系31の光軸との間には、約100μmのズレが生じてしまう。有効画素領域12の中心と撮像レンズ系31の光軸との間に約100μmものズレが生じると、撮像レンズ系31の周端部に入射する光は、有効画像領域12内からはみ出してしまうため、周辺光量の低下を生じてしまう。さらに、撮像装置1に光学素子18を備えている場合には、周辺光量の低下だけでなく、光学系の収差発生などによるMTFの低下が生じるため、撮像装置1としての性能が出ないことになる。
Therefore, a deviation of about 100 μm occurs between the center of the
したがって、本実施形態では、図1(b)に示すように、マーカー18aは、その少なくとも一部分をレンズホルダ21の開口部26を通して視認することができる位置であり、かつ有効画素領域12の外部に設けられている。なお、本明細書等において、「開口部26を通して視認することができる位置」とは、マーカー18aの設けられている部材において、開口部26を通った光線の届く範囲内の領域であることを意味している。すなわち、例えばマーカー18aが光学素子18に設けられている場合には、光学素子18において、開口部26を通った光線の届く範囲内の領域であることを意味している。また、開口部26を通るのであれば、光線の角度は、特に限定されるものではなく、開口部26の真上から照射した場合であってもよいし、開口部26に対して斜めから照射した場合であってもよい。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the
本実施形態では、光線を撮像素子11に対して垂直方向から照射した場合を例に挙げて説明する、すなわち、マーカー18aは、図1(b)に示すように、フォーカス調整用ねじ部の内径21bよりも内側に設けられている。なお、光学素子18が備えられている撮像装置1の場合には、図1(b)に示すように、マーカー18aは、その少なくとも一部分を光学素子18の有効領域18b内に設けられていてもよい。
In the present embodiment, a case where light is irradiated to the
上述した位置にマーカー18aを設けることによって、レンズホルダ21を通してマーカー18aを視認することができるため、マーカー18aを用いて保持ユニット20と撮像ユニット10との位置の微調整をすることができる。すなわち、保持ユニット20と撮像ユニット10との取り付けにおいて、有効画素領域12の中心と、撮像レンズ系31の光軸とのズレを約10μm以内に抑えることができる。したがって、撮像レンズ系31の光軸から離れた位置に入射する光であっても、センサチップ11の有効画素領域12内に位置精度良く結像させることができるため、センサチップ11において良好な画像を形成することができる。
Since the
また、図1(b)に示すように、マーカー18aは、有効画素領域12よりも外側に設けられている。したがって、撮像レンズ系31の周辺光がマーカー18aにより影響を与えられたとしても、もともと画像として認識されない部分のため、画質に問題を生じることはない。
Further, as shown in FIG. 1B, the
さらに、図1(a)および(b)ならびに図2に示すように、マーカー18aは光学素子18に設けられている場合には、屈折および反射などの光学素子18の光学特性を考慮することなく、光学素子18と撮像レンズ系31との位置を精度良く決めることができる。また、光学素子18は、センサチップ11に対して精度良く位置決めされているため、光学素子18を備えた撮像装置1であっても撮像レンズ系31を通過した光をセンサチップ11の有効画素領域12内に位置精度良く結像させることができる。すなわち、撮像レンズ系31と光学素子18とセンサチップ11とを精度良く位置決めすることができる。したがって、光学素子18を備えた撮像装置1においてもセンサチップ11において良好な画像を形成することができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 1A and 1B and FIG. 2, when the
もちろん、マーカー18aは、レンズホルダ21を通して視認できる位置に設けられているのであれば、必ずしも光学素子18に設けられている必要はない。例えば、図3に示すように、マーカー18aは、透明板14に設けられていてもよい。このとき、マーカー18aは、光学素子18を通して視認する必要があるため、例えば黒色などに着色し、視認性を向上することが好ましい。透明板14に設けられたマーカー18aは、透明板14をマスキングした後、フッ酸などによりエッチングするか、または砥石を用いて透明板14に溝構造を形成し、そこに着色樹脂(例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など)を注入することによって形成することができる。
Of course, the
(マーカー18aの数)
マーカー18aの数は、特に限定されるものではないが、複数個設けられていることが好ましい。また、マーカー18aを複数個設ける場合には、マーカー18aは、撮像レンズ系31の光軸を中心とする円の円周を均等に分割する位置に設けられていることが好ましい。具体的には、例えば、マーカー18aの数が2個の場合、上記円周を均等に分割する位置とは、マーカー18aが光軸の中心に対して180度間隔となる位置であり、3個の場合には、120度間隔となる位置である。これによって、マーカー18aを光学素子18に形成する場合、マーカー18aによる光学素子18への内部歪が、軸対称として均等に分布する。これによって、光学素子18の変形を均等かつ確実に抑制することができる。さらに、画像処理による演算においても簡単なアルゴリズムにより有効画素領域12の中心を認識することができる。なお、有効画素領域12の中心は、光学素子18が設けられている場合、光学素子18の中心と言い換えることもできる。
(Number of
The number of
(マーカー18aの形状)
次に、マーカー18aの形状について、図4(a)〜(c)を参照して以下に説明する。図4(a)〜(c)は、マーカー18aの断面を模式的に示す断面図であり、(a)は半円状であり、(b)は三角形状であり、(c)は台形状である。なお、図4(a)〜(c)において、断面におけるハッチングは省略する。
(Shape of
Next, the shape of the
マーカー18aの形状は、特に限定されるものではないが、光学素子18を備えた撮像装置1の場合には、光学素子18における光の散乱を極力減らすために、緩やかに変化していく形状であることが好ましい。また、マーカー18aは、実施形態2において説明する転写型40または50により光学素子18の表面に樹脂成形することが好ましい。したがって、マーカー18aの形状は、転写型40または50の離型性に影響を及ぼさないことが好ましい。
The shape of the
したがって、マーカー18aは、図4(a)〜(c)に示すように、半円状、三角形状または台形状(矩形状)の断面形状となる形状であることが好ましい。すなわち、立体的な形状としては、半球状、錐体状、または錐台状であることが好ましい。これによって、樹脂成形における転写型40または50との離型性を確保しつつ、光学素子18における光の散乱を極力減らすことができる。なお、錐体および錐台の底面の形状は、特に限定されるものではない。すなわち、底面形状が円形状である円錐または円錐台であってもよく、多角形である角錐または角錐台であってもよい。
Therefore, the
マーカー18aの断面の寸法(図4(a)〜(c)における底辺幅Wおよび高さH)は、光学素子18の成型に影響を及ぼさない大きさであれば、特に限定されるものではない。光学素子18の成型に完全に影響を及ぼさない寸法とするためには、用いられる波長帯域の最短波長の長さよりも小さいことが好ましい。すなわち、マーカー18aを微細構造として形成することが好ましい。例えば、用いられる波長帯域が可視光域(短波長側:380〜400μm、長波長側:750〜800μm)である場合、底辺幅Wおよび高さHは400nm以下となる。ただし、この数値は、マーカー18aによるレンズ系の光量低下を考慮した場合、さらに大きくなる。
The cross-sectional dimensions of the
例えば、撮像素子を使用したカメラモジュールに光学素子18を適用する場合、絞りF3.4、焦点距離4mm程度のレンズを用い、撮像面からのバックフォーカス300μmの位置に光学面がある場合、画像にほとんど影響を及ぼさない2%程度の光量低下を起こす底辺幅Wおよび高さHの大きさは、およそ10μm程度である。したがって、マーカー18aの断面の底辺幅Wおよび高さHの数値は、10μmに対して十分な余裕を持たせた値として1/5程度の2μmを上限値とすることが好ましい。すなわち、底辺幅Wおよび高さHを2μmより小さい寸法である場合、マーカー18aは、光学素子18の光学特性に影響を及ぼさない。また、下限値は、特に限定されるものではないが、下記に説明する反射防止層19を備えている場合には、反射防止層19の層厚より大きい必要がある。
For example, when the
なお、マーカー18aを画像処理カメラを用いて観測した場合、通常の濃淡ではマーカー18aをほとんど認識できないことがある。その場合は、マーカー画像を、微分フィルタなどを通して画像処理カメラで撮像するか、撮像後の画像をソフトウェアを用いて微分処理することにより、位相変化情報を強度変化情報に変更することが好ましい。
In addition, when the
ただし、マーカー18aによる散乱の影響によりカメラモジュールの軸上において受け持つ空間周波数の低周波成分に影響が生じる場合もある。この場合には、結果的に画質のコントラストが低くなるという画質の劣化が引き起こされる。このような場合には、撮像レンズ系31の光軸から離れた領域にマーカー18aを形成することが好ましい。
However, the low frequency component of the spatial frequency that is handled on the axis of the camera module may be affected by the influence of scattering by the
(マーカー18aと光学素子18との関係)
また、光学素子18にマーカー18aを設ける場合、マーカー18aの透過率と、マーカー18aの形成されていない光学素子18の領域の透過率との差は、4%以上であることが好ましい。具体的には、図5(a)および(b)に示すように、例えばマーカー18aのみを黒色に着色することによって透過率の差を4%以上とすることができる。これによって、マーカー18aとマーカー18a以外の領域における透過率の差が大きく表れるため、マーカー18aを視認しやすくなる。したがって、画像処理カメラを用いて、通常撮影による画像処理を行うことができるため、センサチップ11の歩留も向上することができる。さらに、画像処理系を安価とすることができる。なお、図5(a)および(b)は、マーカー18aを黒色とした場合の撮像ユニット10を示した図であり、(a)は、撮像ユニット10の断面図であり、(b)は撮像ユニット10の平面図である。
(Relationship between
Moreover, when providing the
(実施形態1の変形例)
光学素子18上には、図6に示すように、反射防止層19が形成されていてもよい。図6は、反射防止層19を形成した光学素子18の構成を示す断面図である。
(Modification of Embodiment 1)
On the
反射防止層19の構造は、単層構造であってもよく、また多層構造であってもよい。反射防止層19を単層構造とする場合には、高温環境下における反射防止層19の変形(例えば、割れまたは剥離など)を抑制することができる。また、内部応力の増大を防止することもできる。さらに、成膜のためのプロセス時間を短縮できると共に、反射防止層19の製造工程を簡略化することができるため、製造コストの低減も実現することができる。
The structure of the
反射防止層19は、光学素子18(樹脂成形に適用した合成樹脂)の屈折率よりも低い屈折率を有する材質で構成されていればよい。この場合、反射防止層19の材質としては、例えば、屈折率n=1.38のフッ化マグネシウム(MgF2)を用いることができる。
The
なお、反射防止層19としてフッ化マグネシウムを蒸着するための好適な温度は、200℃以上である。したがって、単層構造の反射防止層19を形成する場合には、光学素子18に使用する合成樹脂は、高温に耐えることができる材質であることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、Si−O−Siのシリカ結合をもつアルキル基およびフェニール基を持つシリコーン樹脂、または炭素骨格とシリコーン骨格がハイブリッドされた無機・有機ハイブリッドシリコーン樹脂などの耐熱性樹脂を挙げることができる。
A suitable temperature for depositing magnesium fluoride as the
膜厚(光学膜厚nd)は、光学素子18の光学特性および所望の反射特性に対応して変動するが、一つの目安として、反射防止層19の材質が有する屈折率n×光学膜厚ndが、設計波長λの1/4となるように設定することが好ましい。
The film thickness (optical film thickness nd) varies in accordance with the optical characteristics and desired reflection characteristics of the
また、反射防止層19を多層構造とする場合には、反射率を著しく低下させることができる。より具体的には、光学素子18(樹脂成形に適用した樹脂)の屈折率よりも高い屈折率を有する材質で構成された高屈折率層と、低い屈折率を有する材質で構成された低屈折率層とを交互に積層した積層構造とすることによって、単層構造の場合と比較してさらに反射防止特性を改善できる。例えば、光学素子18が適用される波長帯域において、1%以下の極めて低い反射率として優れた反射防止特性を持たせることが必要である場合にも適用可能である優れた反射防止特性を実現することができる。高屈折率層としては、例えば、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、またはこれらの混合物を主成分とする高屈折率材質を用いることができる。また、低屈折率層としては、上述したフッ化マグネシウムを用いることができる。
Further, when the
高屈折率層、および低屈折率層の各膜厚(光学膜厚nd)は、単層構造の場合と同様であり、光学素子18の光学特性および所望の反射特性に対応して変動するが一つの目安として、反射防止層19の材質が有する屈折率n×光学膜厚ndが設計波長λの1/4となるように設定することが好ましい。
Each film thickness (optical film thickness nd) of the high refractive index layer and the low refractive index layer is the same as in the case of the single layer structure, and varies depending on the optical characteristics and desired reflection characteristics of the
なお、反射防止層19と光学素子18の表面との間に、下地層(図示しない)を形成してもよい。光学素子18の材質に対して良好な密着性を有し、かつ耐薬品性、および耐摩耗性にすぐれた無機材質による下地層は、反射防止層19と光学素子18を強固に結び付けて接着性を向上させることができる。これによって、熱膨張による反射防止層18の剥離を抑制することができる。
A base layer (not shown) may be formed between the
下地層の材質としては、低屈折率材質の屈折率が合成樹脂からなる光学素子18として使用される材質の屈折率の範囲にあること、低屈折率材質が耐薬品性や耐摩耗性にすぐれていること、合成樹脂からなる光学素子18に対して良好な密着性を有し、かつ、下地層として用いた場合に光散乱量および光吸収量が少ないことが好ましい。具体的には、ケイ素酸化物(SiOx(2>x>1))を主成分とする屈折率n=1.49〜1.59の低屈折率材質を挙げることができる。
As the material of the underlayer, the refractive index of the low refractive index material is in the range of the refractive index of the material used as the
また、下地層の膜厚は、200〜300nm程度であることが好ましい。これによって、耐熱性、密着性、耐摩耗性および耐薬品性に優れ、かつ光学特性の劣化が生じない信頼性の高い光学素子18とすることが可能となる。なお、下地層および反射防止層19を設ける場合、マーカー18aの高さHは、下地層および反射防止層19を積層した厚みよりも少し高くする必要がある。
Moreover, it is preferable that the film thickness of a base layer is about 200-300 nm. This makes it possible to obtain a highly reliable
反射防止層19は、無機酸化膜をスパッタまたは蒸着することによって形成されるため、傾斜面のあるマーカー18aにはほとんど付着しない。すなわち、マーカー18aと、マーカー18a以外の領域との間において、反射率の差を容易に生じさせることができる。この反射率差、すなわち透過率差によって、マーカー18aを画像処理カメラを用いて撮像した場合、マーカー18aの認識率を向上することができる。単層のフッ化マグネシウム(MgF2)の場合には、屈折率差から4%程度の透過率差しかないが、画像処理では十分に認識率を向上することができる。
Since the
(付記事項)
なお、撮像装置1は、有効画素領域12上にマイクロレンズ(図示しない)を備えていてもよい。有効画素領域12上にマイクロレンズが備えられていることによって、有効画素領域12に入射する光の角度を補正し、有効画素領域12に入射する光を最適な状態に補正することができる。
(Additional notes)
Note that the
撮像ユニット10を撮影装置1に適用する場合には、マイクロレンズの形成位置なども考慮に入れて、撮影装置1全体の光学系(光学素子18、ならびにマイクロレンズおよび撮影用伝図など)の設計(形状および配置など)を行うことが好ましい。
When the
また、撮像装置1は、透明板3と光学素子18の間に、赤外線カットフィルタ(図示しない)を備えていてもよい。
The
上述したように、通常のカメラやビデオレコーダーカメラなどの撮影装置に撮像ユニット10を内蔵させる場合、画像の形成に不要な赤外線がセンサチップ11へ入射することを回避することが好ましい。赤外線がセンサチップ11へ入射することを回避するためには、赤外線を反射または吸収(カット)する必要がある。本実施形態では、赤外線を反射する誘電体多層膜を、赤外線カットフィルタとして透明板3と光学素子18との間に形成する場合を例に挙げて説明する。
As described above, when the
誘電体多層膜は、光の入射角に応じて、反射する光の波長の範囲を変更する。このため、曲面(例えば、レンズなど)上に誘電体多層膜を形成すると、中心付近と端部付近とにおいて反射する光の波長が異なるため、逆に画質の悪化に繋がることがある。したがって、誘電体多層膜は、平坦である透明板14上に形成することが好ましい。また、誘電体多層膜は、透明板14において、光学素子18を形成する側の面に設けることが好ましい。これは、誘電体多層膜が剥離した場合、有効画素領域12に付着し、形成される画質が低下することを防ぐためである。
The dielectric multilayer film changes the wavelength range of reflected light according to the incident angle of light. For this reason, when a dielectric multilayer film is formed on a curved surface (for example, a lens or the like), the wavelength of the reflected light is different between the vicinity of the center and the vicinity of the end portion. Therefore, the dielectric multilayer film is preferably formed on the flat
さらに、透明板14の一面だけに誘電体多層膜を形成すると、誘電体多層膜の膜応力によって、透明板14に反り生じる。そのため、透明板14に形成された誘電体多層膜は、例えば、ダイシングによって小片に分割することが好ましい。誘電体多層膜を小片に分割することによって、膜応力を開放(低下)することができる。これによって、形成される画質が低下することを防ぐことができる。
Further, when the dielectric multilayer film is formed only on one surface of the
なお、赤外線を反射する誘電体多層膜は、高い屈折率の層と低い屈折率の層とが交互に形成された多層膜であることが好ましい。このような誘電体多層膜は、スパッタ法や蒸着法などの従来公知の膜形成方法によって形成することができる。 The dielectric multilayer film that reflects infrared light is preferably a multilayer film in which high refractive index layers and low refractive index layers are alternately formed. Such a dielectric multilayer film can be formed by a conventionally known film forming method such as sputtering or vapor deposition.
高い屈折率の層を構成する材質としては、具体的には、TiO2(n=2.4)、Ta2O5(n=2.1)、Nb2O5(n=2.2)、およびZrO2(n=2.05)などを挙げることができる。また、低い屈折率の層を構成する材質としては、具体的には、SiO2(n=1.46)、Al2O3(n=1.63)、およびMgF2(n=1.38)などを挙げることができる。なお、括弧内のnは、単一の材質で形成した層が有する500nmの波長を有する光に対する屈折率を示している。なお、括弧内に示した屈折率は、入射する光が有する波長によって変化する。 Specific examples of the material constituting the high refractive index layer include TiO 2 (n = 2.4), Ta 2 O 5 (n = 2.1), and Nb 2 O 5 (n = 2.2). , And ZrO 2 (n = 2.05). Moreover, as a material which comprises a low refractive index layer, specifically, SiO 2 (n = 1.46), Al 2 O 3 (n = 1.63), and MgF 2 (n = 1.38). ) And the like. Note that n in the parentheses indicates a refractive index with respect to light having a wavelength of 500 nm which a layer formed of a single material has. Note that the refractive index shown in parentheses varies depending on the wavelength of incident light.
誘電体多層膜における高い屈折率の層と低い屈折率の層とは、光学的膜厚が同じとなるように形成されることが好ましい。カットしたい光が有する波長の範囲の中心付近を設計波長λとすると、光学的膜厚ndは、1/4λと表すことができる。なお、光学的膜厚ndを有する高い屈折率の層を1H、光学的膜厚ndを有する低い屈折率の層を1Lと表す。「(0.5H、1L、0.5H)S」と表す場合には、1/8λの膜厚を有する高い屈折率の層が2層あり、この2層の間に1/4λの膜厚を有する上記低い屈折率の層が形成されているものが1組以上ある状態を意味している。なお、「S」は、スタック数を意味しており、括弧内の組が何層積層されているのかを表している。 The high refractive index layer and the low refractive index layer in the dielectric multilayer film are preferably formed to have the same optical film thickness. If the design wavelength λ is near the center of the wavelength range of the light to be cut, the optical film thickness nd can be expressed as ¼λ. A high refractive index layer having an optical film thickness nd is represented by 1H, and a low refractive index layer having an optical film thickness nd is represented by 1L. In the case of “(0.5H, 1L, 0.5H) S”, there are two high refractive index layers having a thickness of 1 / 8λ, and a thickness of 1 / 4λ between the two layers. This means that there are one or more pairs in which the low refractive index layer having the above is formed. Note that “S” means the number of stacks, and indicates how many layers in the parentheses are stacked.
実際には、積層された誘電体多層膜は、2S+1層から構成されており、Sの値を大きくするほど、反射から透過へ変化する立ち上がり特性(急峻さ)を大きくすることができる。Sの値としては3〜20の範囲内から選択することが好ましい。 Actually, the laminated dielectric multilayer film is composed of 2S + 1 layers, and as the value of S increases, the rising characteristic (steepness) that changes from reflection to transmission can be increased. The value of S is preferably selected from the range of 3-20.
誘電体多層膜を構成する各層の屈折率と立ち上がり特性とからカットできる波長を有する光を決定することができる。赤外線をカット(反射)するための誘電体多層膜は、40〜60層程度の積層構造として形成することが好ましい。 Light having a wavelength that can be cut can be determined from the refractive index and the rising characteristic of each layer constituting the dielectric multilayer film. The dielectric multilayer film for cutting (reflecting) infrared rays is preferably formed as a laminated structure of about 40 to 60 layers.
〔実施形態2〕
本発明に係る撮像装置の製造方法について、実施形態2として以下に説明する。なお、実施形態1と同様の部材に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
A method for manufacturing an imaging device according to the present invention will be described below as a second embodiment. In addition, about the member similar to
本実施形態に係る撮像装置の製造方法は、保持ユニット20(レンズホルダ)形成工程と、マーカー18a(位置決め手段)形成工程とを含んでいる。
The manufacturing method of the imaging device according to the present embodiment includes a holding unit 20 (lens holder) forming step and a
(保持ユニット20形成工程)
保持ユニット20形成工程とは、レンズホルダ21がセンサチップ11の有効画素領域12の一部を覆うようにレンズホルダ21の開口部26を設計する工程である。すなわち、実施形態1において述べたように、レンズホルダ21の周囲に、例えばAF機構27を内蔵した保持ユニット20を形成する工程である。
(
The holding
(マーカー18a形成工程)
マーカー18a形成工程は、マーカー18aの少なくとも一部分を、レンズホルダ21の開口部26を通して視認できる位置に形成する工程である。これによって、保持ユニット20と撮像ユニット10との位置調整をする際に、レンズホルダ21を通してマーカー18aを視認することができる。したがって、撮像レンズ系31の光軸から離れた位置に入射する光であっても、センサチップ11の有効画素領域12内に位置精度良く結像させることができるため、センサチップ11において良好な画像を形成することができる。
(
The
マーカー18a形成工程において、光学素子18を備えた撮像装置1の場合には、光学素子18にマーカー18aを形成することが好ましい。また、光学素子18にマーカー18aを形成する場合には、光学素子18とマーカー18aとを同時に成形することが好ましい。光学素子18とマーカー18aとを同時に成形することによって、マーカー18aを光学素子18と別に成形した後、光学素子18に接着するよりも容易かつ、型精度において精度良くマーカー18aを成形することができる。また、光学素子18の光軸に対して位置精度良く設けられたマーカー18aを備えた光学素子18を生産性良く、かつ安価に製造することができる。光学素子18とマーカー18aとを同時に成形する場合、マーカー18a形成工程は、以下に説明する充填工程と硬化工程とを含むことが好ましい。
In the step of forming the
(充填工程)
充填工程とは、光学素子18を成形する光学素子転写面(光学素子転写部)40bまたは50bと、マーカー18aを成形する転写溝(マーカー転写部)40aまたは転写突起部(マーカー転写部)50aとからなる転写型40または50に流動性を有する樹脂を充填する工程である。
(Filling process)
The filling process includes an optical element transfer surface (optical element transfer portion) 40b or 50b for forming the
光学素子18およびマーカー18aを成形するために用いることができる樹脂は、硬化後に光を透過する性質を有する樹脂であれば特に限定されるものではない。具体的には、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂などのエネルギー硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。エネルギー硬化性樹脂を用いる場合には、所望の形状を有する光学素子18(例えば、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズおよび微細なレリーフ形状が施された回折レンズなど)を容易に形成することができる。また、熱可塑性樹脂を用いる場合には、マーカー18aの形成された大量の光学素子18を安価に製造することができる。
The resin that can be used for molding the
なお、転写型40または50の詳細については、下記に詳述する。
The details of the
(硬化工程)
硬化工程とは、転写型40または50に充填した樹脂を硬化させる工程である。具体的な硬化工程は、用いる樹脂の種類によって適宜設定することが好ましい。例えば、光硬化性樹脂を用いる場合には、樹脂に紫外線、可視光または赤外線などの光を照射する工程であることが好ましく、熱硬化性樹脂を用いる場合には、樹脂を加熱する工程であることが好ましく、熱可塑性樹脂を用いる場合には、樹脂を冷却する工程であることが好ましい。
(Curing process)
The curing step is a step of curing the resin filled in the
(転写型40および50の詳細)
転写型40および50について、図7(a)および(b)を参照して以下に説明する。図7(a)および(b)は、転写型40および50の形状を模式的に示す断面図であり、(a)は、マーカー18aを突起部として形成するための転写型であり、(b)はマーカー18aを溝として形成するための転写型である。
(Details of
The
転写型40は、光学素子18を成形するための光学素子転写面40bと、マーカー18aを成形する転写溝40aとを備えている。つまり、例えば、光学素子18が非球面レンズである場合には、光学素子転写部40bが、非球面形状とポジネガの関係となり、また同様に転写溝40aが、光学素子18に転写されるマーカー18aとポジネガ関係となる。
The
なお、転写型40の金型素材としては、マルテンサイト系ステンレス鋼、無酸素銅、タングステンカーバイトなどの焼結材料を用いることができる。
As the mold material of the
転写型50は、図7(a)に示す転写型40と同様に、転写して光学素子18を成形する光学素子転写面50bと、マーカー18aを成形する転写突起部50aとを備えている。つまり、例えば、光学素子18が非球面レンズである場合には、光学素子転写面50bが非球面形状とポジネガの関係となり、また同様に転写転写突起部50aが、光学素子18に転写されるマーカー18aとポジネガ関係となる。
Similarly to the
次に、転写型50は、光を透過する金型素材からなることが好ましい。具体的には、石英やBK7などのガラス素材、透明ポリカーボネートやアクリル、ゼオネックスなどの透明樹脂素材を挙げることができる。転写型50が光を透過する金型素材からなることによって、樹脂を充填した転写型50を通して有効画素領域12を視認することができる。これによって、有効画素領域12の中心と光学素子18の光軸とを略一致するように光学素子18を設けることができる。
Next, the
光学素子18と同時にマーカー18aを転写することができる転写型40および50を用いることによって、両者を別々に転写する場合と比較して生産効率を向上することができる。
By using the
また、両者の位置合わせが不要となり高精度にマーカー18aを設けた光学素子18の生産性を向上することができる。したがって、1回の成形処理によって、マーカー18aを備えた光学素子18を製造することができるため、高精度の光学素子18を安価に成形することができる。
Further, it is not necessary to align the both, and the productivity of the
(転写型40および50の製造方法)
次に、転写型40および50の製造方法について、以下に説明する。一般的に金型の製造は非常に高精度、かつ高精細の技術を要求される。転写型40および50も同様に高精度、かつ高精細に製造する必要がある。また、転写金型40および50は転写溝40aおよび転写突起部50aを備えることからより一層高精度、高精細に製造しなければならない。
(Method for
Next, a method for manufacturing the
転写型40の製造方法を図8(a)〜(g)を参照して以下に説明する。図8(a)〜(g)は、転写型40の製造方法の一例を示す図であり、(a)は金型素材41を示す図であり、(b)は光学素子転写面40bを形成する図であり、(c)はフォトレジスト43を形成する図であり、(d)は感光レジスト部44を形成する図であり、(e)は感光レジスト部44を除去する図であり、(f)は転写溝40aを形成する図であり、(g)はフォトレジスト43を除去する図である。
A method for manufacturing the
まず、転写型40を形成する金型素材41を用意する(図8(a))。用意した金型素材41を、超精密旋盤または超精密研削盤などを用いて機械加工することによって、光学素子転写面40bを形成する(図8(b))。
First, a
次に、光学素子転写面40bにフォトレジスト43を塗布し、100℃程度の温度においてプリベークする(図8(c))。続いて、露光光45をフォトレジスト43に照射し、転写溝40aに対応するフォトレジスト43の一部分を感光(露光)させる。そして、感光させたフォトレジスト43に除去可能な感光レジスト部44を形成し、露光マスクパターンを形成する(図8(d))。フォトレジスト43は、ポジ型であってもよく、またネガ型であってもよい。すなわち、露光方法および転写溝40aに対応する露光マスクパターンの形状に応じて適宜選択することができる。なお、本実施形態においては、ポジ型のフォトレジストを用いる場合を例に挙げて説明する。
Next, a
露光後、フォトレジスト43(露光マスクパターン)に対して現像処理を施すことにより、感光レジスト部44を除去し、転写溝40aに対応した開口部を有するレジストマスク45を形成する。現像後、純水などを用いてリンスし、100〜200℃程度の温度によってポストベークすることによってレジストマスク46(未感光レジスト部)の耐食性を向上させる(図8(e))。
After the exposure, the photoresist 43 (exposure mask pattern) is developed to remove the photosensitive resist
次に、耐食性を向上させたレジストマスク46をマスクとし、エッチング剤47を用いて金型素材の表面をエッチング(パターニング)する。これによって、転写溝40aを形成することができる(図8(f))。転写溝40aの形成方法として、具体的には、金属素材41をエッチング剤47に浸漬する方法を挙げることができる。なお、エッチング剤47は、用いる金型素材41に応じて適宜選択することができる。例えば、金型素材41としてステンレス鋼や無酸素銅などを用いた場合には、塩化第2鉄溶液などを用いることが好ましい。
Next, the surface of the mold material is etched (patterned) using an
最後に、レジストマスク46をアセトンなどを用いて除去する(図8(g))。これによって、転写型40を形成することができる。なお、レジストマスク46を除去した後、形成する光学素子18(成形物)との離型性を向上させるために、光学素子転写面40bに金(Au)、窒化クロム(CrN)、窒化チタン(TiN)、またはダイヤモンドライクカーボン(DLC)などの離型膜(図示しない)を数nm〜数十nm程度の膜厚で成膜してもよい。
Finally, the resist
上述したように、転写型40の製造方法では、マーカー18aを成形するための転写溝40aをパターニングして形成している。これによって、光学素子転写面40bの形状が曲面形状であっても転写溝40aを容易に成形することができる。また、転写溝40aの形成に機械加工を用いていないことから、機械加工による歪み(ダメージ、損傷)などを生じることなく転写溝40aを形成することができる。すなわち、転写溝40aの形成によって、光学素子転写面40bの形状に影響が生じないため、高精度、かつ高精細の転写型40を容易かつ安価に製造することができる。
As described above, in the method for manufacturing the
次に、転写型50の製造方法について、図9(a)〜(g)および図10(a)〜(c)を参照して以下に説明する。図9(a)〜(g)は、転写型50の形成に用いるマスタ型54の製造方法の一例を示す図であり、(a)は金型素材51を示す図であり、(b)は光学素子転写面形成面52を形成する図であり、(c)はフォトレジスト43を形成する図であり、(d)は感光レジスト部44を形成する図であり、(e)は感光レジスト部44を除去する図であり、(f)はマーカー形成部53を形成する図であり、(g)はフォトレジスト43を除去する図である。すなわち、図9(a)〜(g)に示すマスタ型54の製造方法は、図9(b)において、光学素子転写面形成面52を形成する以外、図8(a)〜(g)に示した転写型40の製造方法と同様である。したがって、本実施形態において、図9(a)〜(g)ついてはその詳細な説明に省略する。
Next, a method for manufacturing the
また、図10(a)〜(c)は、図9(a)〜(g)に示す製造方法によって形成したマスタ型54を用いて転写型50を形成する製造方法の一例を示す図であり、(a)はマスタ型54に対してプリフォーム55をセットする図であり、(b)はマスタ型54を用いたプリフォーム55を成形する図であり、(c)はマスタ型54を離型する図である。
FIGS. 10A to 10C are diagrams showing an example of a manufacturing method for forming the transfer die 50 using the master die 54 formed by the manufacturing method shown in FIGS. 9A to 9G. (A) is a figure which sets the
まず、マスタ型54をダイセット56にセットした後、ダイセット56ごとマスタ型54を、転写型50の素材として使用するプリフォーム55(ガラス素材)の軟化温度(一般的には400〜600℃)まで昇温する。そして、プリフォーム55をダイセット56中のマスタ型54に精度良くセットする。(図10(a))。
First, after setting the master die 54 to the die set 56, the softening temperature (generally 400 to 600 ° C.) of the preform 55 (glass material) that uses the master die 54 as a material for the transfer die 50 together with the die set 56. ) Until the temperature rises. Then, the
次に、マスタ型54をプリフォーム55に押し当て、プリフォーム55に徐々に高温、および高圧をかけて転写型50の形状に形成していく(図10(b))。なお、マスタ型54のマーカー形成部53内に空気が残っている場合には、プリフォーム55がマーカー形成部53内部に入っていかず、転写型50の転写突起部50aの形状を形成することができない。したがって、図10(b)に示す工程は、真空中で行うことが好ましい。
Next, the master die 54 is pressed against the
続いて、転写型50の形状が形成した段階で、マスタ型54を転写型50から離型し、転写型50を徐々に冷却し、転写型50の成型時において蓄積された内部応力を徐々に開放する。これによって、転写型50を形成することができる(図10(c))。
Subsequently, when the shape of the
なお、転写型50の製造方法は、上述した方法に限定されるものではなく、ガラス素材または透明樹脂素材を、超精密旋盤または超精密研削盤を用いて直接加工してもよい。どちらの方法を用いるかは、その時の製造を取り巻く環境により、適宜選択することが好ましい。
In addition, the manufacturing method of the
(転写型50を用いた光学素子18の製造方法)
次に、転写型50を使用して、マーカー18aを備えた光学素子18を成形する方法について説明する。
(Method of manufacturing
Next, a method for forming the
図11(a)〜(d)は、転写型50を使用して光学素子18を成形する方法の一例を示した図であり、(a)は充填工程を示す図であり、(b)は転写型50と有効画素領域12との位置合わせする図であり、(c)は硬化工程を示す図であり、(d)は転写型50を離型する図である。
11A to 11D are views showing an example of a method for forming the
マウンター装置(図示しない)のロッド60を用いて、透明板14が下方を向くように、撮像ユニット10を真空固定(バキュームチャッキング)する。同時に、光学素子18表面形状を転写するために形成された転写型50の窪み(光学素子転写面50b)に流動性を有する樹脂61を充填する(図11(a))。ここで、本実施形態では、光学素子18を成形するための樹脂として、紫外線の照射によって硬化する光硬化性樹脂を用いた場合を例に挙げて説明する。
Using the
次に、画像処理カメラ62を用いて、転写型50側から有効画素領域12の形状(平面形状および中心の位置など)を撮像する。そして、撮像した有効画素領域12の形状を画像処理装置によって処理する。具体的には、画像処理装置に予め認識させておいた転写型50の中心と画像処理した有効画素領域12の中心とをX軸方向およびY軸方向の少なくともいずれか一方に位置合わせする(図11(b))。
Next, the
位置合わせ終了後、樹脂61を充填した転写型50を透明板14に接触した状態で固定する。転写型50を固定した後、UVランプ63を点灯し、紫外線を照射することによって、転写型50に充填された樹脂61を硬化させる(図11(c))。
After the alignment is completed, the
樹脂61が十分に硬化した後、すなわち、光学素子18が成形された後、転写型50を光学素子18から離型させる(図11(d))。
After the
なお、図11(a)に示す工程に先立って、透明板14にシランカップリング剤を塗布してもよい。透明板14にシランカップリング剤を塗布することによって、光学素子18を成形する樹脂61と無機質の透明板14との接着力を強化することができる。透明板14に塗布するシランカップリング剤は、樹脂61との化学的な接着力を向上できるものであればよく、従来公知のシランカップリング剤から、用いる樹脂の性質に合わせて、適宜選択すればよい。
Note that a silane coupling agent may be applied to the
例えば、樹脂61が変性アクリレート樹脂やメタクリレート複合樹脂の場合には、アミノ系やメタクリロキシ系のシランカップリング剤を用いることができる。また、樹脂61がポリシロキサン系樹脂、シリカ配合複合型エポキシ樹脂、シリコーンレジン、シリコーンゴム、および透明ポリイミドの場合には、アミノ系およびエポキシ系シランカップリング剤を用いることができる。
For example, when the
シランカップリング剤の塗布は、以下のように行うことが好ましい。まず、シランカップリング剤をイソプロピルアルコールなどの有機溶媒によって1%程度に希釈する。次に、希釈したシランカップリング剤を塗布したい面を浸漬(ディップ)する。ディップした塗布面を乾燥させた後、100℃ぐらいの温度でベークする。これによって、シランカップリング剤を塗布することができる。なお、上述した方法以外にも、従来公知の方法を用いてシランカップリング剤を塗布してもよい。 Application of the silane coupling agent is preferably performed as follows. First, the silane coupling agent is diluted to about 1% with an organic solvent such as isopropyl alcohol. Next, the surface on which the diluted silane coupling agent is to be applied is dipped. After the dipped coated surface is dried, it is baked at a temperature of about 100 ° C. Thereby, a silane coupling agent can be applied. In addition to the method described above, a silane coupling agent may be applied using a conventionally known method.
なお、図5(a)および(b)に示すような、マーカー18aの透過率とマーカー18a以外の領域の透過率との差を大きくした光学素子18は、図11(a)〜(d)に示した方法により光学素子18を製造した後、光学素子18上に出来たマーカー18aに黒色のエネルギー硬化性樹脂を少量塗布した後、エネルギーを与えて硬化させることによって容易に製造することができる。
In addition, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
(転写型40を用いた光学素子18の製造方法)
次に、転写型40を用いて光学素子18を成形する方法について図12(a)〜(e)および図13(a)〜(c)を参照して以下に説明する。
(Method of manufacturing
Next, a method of molding the
図12(a)〜(e)は、転写型40を用いてマーカー18a付きの光学素子18を製造する方法の一例を示す図であり、(a)はダイセット70を型開きした状態を示す図であり、(b)はダイセット32を型締めし、樹脂を注入した状態(充填工程および硬化工程)を示す図であり、(c)は樹脂成形が終了し光学素子18を離型する状態を示す図であり、(d)は樹脂成形された光学素子18に反射防止層を形成する状態を示す図であり、(e)は成形された光学素子18を示す図である。
12A to 12E are views showing an example of a method for manufacturing the
まず、転写型40を備えたダイセット70を型開きする(図12(a))。なお、ダイセット70は、光学素子18を成形する転写型40をホールドする上型70aと下型70bとから構成されており、上型70aには樹脂を注入するためのゲート71を有している。
First, the die set 70 provided with the
続いて、ダイセット70を型締めした後、ゲート71から樹脂を注入する(図12(b))。合成樹脂の注入方法は、種々の方法があるが、成形の精度および量産性を考慮して射出注入とすることが好ましい。 Subsequently, after the die set 70 is clamped, resin is injected from the gate 71 (FIG. 12B). There are various methods for injecting the synthetic resin, but it is preferable to use injection injection in consideration of molding accuracy and mass productivity.
ここで、樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合には、80℃程度に温度調整されたダイセット70に、150℃程度の溶融された樹脂が注入される。注入された溶融状態の樹脂は、転写型40に接触した時点から冷却され、固化する。これによって、光学素子18とマーカー18aとが成形される。また、樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、150〜200℃に温度調整されたダイセット70に、80℃以下の液体状態の樹脂が注入される。これによって、注入された液体状態の樹脂は重合反応し、光学素子18とマーカー18aとが成形される。
Here, when a thermoplastic resin is used as the resin, a molten resin of about 150 ° C. is injected into the die set 70 whose temperature is adjusted to about 80 ° C. The injected molten resin is cooled and solidified when it comes into contact with the
なお、図12(b)では、ダイセット70の構造から、ゲート痕18cの連結した状態の光学素子18が成形される。
In FIG. 12B, the
次に、ダイセット70による樹脂成形が終了すると、成形された光学素子18は、ダイセット70から離型される(図12(c))。なお、ダイセット70から離型された後、ゲート痕18cは除去される。
Next, when the resin molding by the die set 70 is completed, the molded
ゲート痕18cを除去されて外形を整えられた光学素子18は、蒸着チャンバー72内に配置され、反射防止層形成ノズル73を用いた蒸着によって、反射防止層19が形成される(図12(d))。具体的には、蒸着チャンバー72を真空引きした後、酸素ガスを導入した状態において1.0×10−4Torr程度の真空状態に維持する。そして、フッ化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの反射防止層ターゲット成分19aを抵抗加熱法または電子ビーム加熱法などにより適宜加熱して蒸発させる。続いて、反射防止層成分19aを光学素子18に当て、反射防止層19を成膜(蒸着)する。反射防止層19が形成された後、蒸着チャンバー72を大気圧まで昇圧し、開放して光学素子18を取り出す。
The
反射防止層19を蒸着によって形成することにより、反射防止層19の膜厚を精度良く制御することができる。これによって、高精度の光学特性を有する光学素子18とすることができる。なお、上述したようにマーカ上には反射防止層19がほとんど蒸着しないため、マーカー18aとマーカー18a以外の領域の透過率差を4%以上とすることができる。これによって、図12(e)に示すような光学素子18を成形することができる。
By forming the
次に、取り出された光学素子18を固定する方法を、図13(a)〜(c)を参照して以下に説明する。図13(a)〜(c)は、光学素子18を撮像ユニット10に固定する方法の一例を示した図であり、(a)は光学素子18と透明板14とを接着する接着用樹脂80を塗布する図であり、(b)は光学素子18の中心と有効画素領域12の中心とを位置合わせする図であり、(c)は接着用樹脂80を硬化する図である。
Next, a method for fixing the extracted
まず、マウンター装置(図示せず)のロッド60を用いて、透明板14が下方を向くように、撮像ユニット10を真空固定(バキュームチャッキング)する。同時に、光学素子18と透明板14との間に流動性を有する接着用樹脂80を塗布する(図13(a))。
First, using the
ここで、本実施形態においては、紫外線の照射によって硬化する光硬化性樹脂を接着用樹脂80として例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、熱によって硬化する熱硬化性樹脂などのエネルギー硬化性樹脂を用いてもよい。
Here, in the present embodiment, a photocurable resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays is described as an example of the
次に、画像処理カメラ62を用いて光学素子18側から有効画素領域12の形状(平面形状および中心の位置など)を撮像する。そして、撮像した有効画素領域12の形状を画像処理装置によって処理する。具体的には、画像処理装置に予め認識させておいた光学素子18の中心と画像処理した有効画素領域の中心とをX軸方向およびY軸方向の少なくともいずれか一方に位置合わせする(図13(b))。
Next, the
なお、上述した転写型50を用いた場合と同様に、図13(a)に先立って、透明板14にシランカップリング剤を塗布していてもよい。
As in the case of using the
位置合わせ終了後、接着用樹脂80を塗布した光学素子18を透明板14に接触した状態で固定する。光学素子18を固定した後、UVランプ63を点灯し、紫外線照射を行う(図13(c))。これによって、光学素子18を撮像ユニット10に取り付けることができる。
After the alignment is completed, the
なお、上述したように転写型40または50を用いて光学素子18を製造することによって、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズおよび微細なレリーフ形状が施された回折レンズなど、複雑な形状を有する光学素子18を容易に成形することができる。さらに、光学素子18の中心が有効画素領域12の中心と正確に対向するように位置合わせをしながら、固定できるため、周辺光量の低下が小さくかつ解像度の高い画像を形成することができる撮像装置1を提供することができる。
It should be noted that by manufacturing the
(保持ユニット20の取り付け)
最後に、撮像装置1を構成する撮像ユニット10、保持ユニット20および撮像レンズユニット30をそれぞれ取り付け、撮像装置1を組み立てる方法について、以下に説明する。保持ユニット20を撮像ユニット10に取り付ける取付工程について図14(a)〜(c)を参照して以下に説明する。また、保持ユニット20を撮像ユニット10に取り付ける取付工程は、レンズホルダ21を撮像ユニット10に取り付ける取付工程と言い換えることもできる。
(Attaching the holding unit 20)
Finally, a method for assembling the
図14(a)〜(c)は保持ユニット20を撮像ユニット10に取り付ける取付工程を示す図であり、(a)は保持ユニット20および撮像ユニット10を撮像した図であり、(b)は保持ユニット20を位置合わせした図であり、(c)は保持ユニット20を撮像ユニット10に取り付けた図である。
FIGS. 14A to 14C are diagrams showing an attaching process for attaching the holding
まず、保持ユニット20のアクチュエータ筐体25を、マウンター装置(図示しない)のロッド81を用いてチャッキングし、画像処理カメラ90bを用いてレンズホルダ21の開口部26に設けられているフォーカス調整用ねじ部21aの内径を撮像する。そして、撮像した開口部26の最内径を画像処理装置によって画像処理する。また、光学素子18に設けられたマーカー18aの位置についても同時に画像処理カメラ90aを用いて撮像し、画像処理装置を用いてマーカー18aの位置から光学素子18の光軸を認識させる(図14(a))。
First, the
次に、両者の相対位置を確認し、保持ユニット20を撮像ユニット10上に粗動させた後、画像処理カメラ90aを用いて、リアルタイムに光学素子18に設けられたマーカー18aとフォーカス調整用ねじ部21aの内径とを撮像する。そして、光学素子18の光軸とフォーカス調整用ねじ部21aの内径の中心とをX軸方向および/またはY軸方向に微動させ位置合わせする(図14(b))。なお、光学素子18の光軸とフォーカス調整用ねじ部21aの内径の中心とを一致させることによって、撮像レンズ系31の光軸と、光学素子18の光軸と、有効画素領域12の中心とを略一致させることができる。
Next, after confirming the relative position between the two and roughly moving the holding
続いて、位置合わせを行った保持ユニット20と撮像装置10とを固定する(図14c))。
Subsequently, the holding
最後に、図15に示すように、撮像レンズ系バレル32を撮像装置1の有効画素領域12に対してフォーカス調整する。これによって、保持ユニット20が取り付けられた撮像ユニット10に撮像レンズユニット30が取り付けられ、撮像装置1が完成する。なお、図15は撮像レンズユニット30を保持ユニット20に取り付ける図である。
Finally, as shown in FIG. 15, focus adjustment of the imaging
以上説明したように保持ユニット20を撮像ユニット10に取り付けることによって、レンズホルダ21を通してマーカー18aを視認しつつ、保持ユニット20と撮像ユニット10との位置を微調整することができる。これによって、保持ユニット20と撮像ユニット10とを精度良く位置決めすることができる。また、保持ユニット20と撮像ユニット10とを精度良く位置決めされた撮像装置1は、あらかじめ想定していた光学設計どおりの性能を得ることができるため、撮像装置1の歩留りを向上することができる。
As described above, by attaching the holding
なお、生産時のマージンによりマーカー18aの透過率とマーカー18a以外の領域の透過率との差が4%以上とることができず、マーカー18aを認識できないときは、微分干渉画像を用いてもよい。これによって、マーカー18aをほとんど視認できない場合であっても、保持ユニット20と撮像ユニット10とを精度良く取り付けることができる。
If the difference between the transmittance of the
なお、光学素子18は必ずしも備えている必要はなく、光学素子18を備えていない撮像装置であってもよい。この場合、マーカー18aは、センサチップ1に従来公知の方法によって形成することが好ましい。
Note that the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
(付記事項)
なお、本発明は、以下のように記載することもできる。
(Additional notes)
In addition, this invention can also be described as follows.
(第1の構成)
少なくとも固体撮像素子近傍に光学素子が配置された固体撮像装置であって、該光学素子に取付位置決め用のマーカを有することを特徴とする固体撮像装置。
(First configuration)
A solid-state image pickup device in which an optical element is disposed at least in the vicinity of the solid-state image pickup device, and has a mounting positioning marker on the optical element.
(第2の構成)
前記マーカの少なくとも1部分が、固体撮像素子の有効領域外でかつ前記光学素子の有効領域内に存在することを特徴とする第1の構成に記載の固体撮像装置。
(Second configuration)
The solid-state imaging device according to the first configuration, wherein at least a part of the marker exists outside the effective area of the solid-state imaging element and within the effective area of the optical element.
(第3の構成)
前記マーカの少なくとも1部分が、固体撮像装置上に配置され、かつ撮像レンズを保持する枠体を保持する構造体の、枠体保持部の固体撮像装置に対する投影面積内に存在することを特徴とする第1または2の構成のいずれかに記載の固体撮像装置。
(Third configuration)
At least one portion of the marker is disposed on the solid-state imaging device and the structure holding the frame holding the imaging lens is present within a projection area of the frame holding unit with respect to the solid-state imaging device. The solid-state imaging device according to any one of the first and second configurations.
(第4の構成)
前記マーカは、光学素子の表面に形成された微細構造であることを特徴とする第1〜3の構成のいずれかに記載の固体撮像装置。
(Fourth configuration)
The solid-state imaging device according to any one of the first to third configurations, wherein the marker is a fine structure formed on a surface of an optical element.
(第5の構成)
前記微細構造は、凹状または凸状であることを特徴とする第1〜4の構成のいずれかに記載の固体撮像装置。
(Fifth configuration)
The solid-state imaging device according to any one of the first to fourth configurations, wherein the fine structure is concave or convex.
(第6の構成)
前記マーカは、前記光学素子の光軸に対して軸対称かつ/又は同心円状に配置してあることを特徴とする第1〜5の構成のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
(Sixth configuration)
The solid-state imaging device according to any one of the first to fifth configurations, wherein the marker is arranged symmetrically and / or concentrically with respect to the optical axis of the optical element.
(第7の構成)
前記マーカとマーカが形成されている以外の部分との透過率差が4%以上であることを特徴とする第1〜6の構成のいずれか1つに固体撮像装置。
(Seventh configuration)
The solid-state imaging device according to any one of the first to sixth configurations, wherein a difference in transmittance between the marker and a portion other than the marker is 4% or more.
(第8の構成)
前記光学素子のマーカが形成されている以外の領域に反射防止処理が施されていることを特徴とする第7の構成に記載の固体撮像装置。
(Eighth configuration)
The solid-state imaging device according to the seventh configuration, wherein an antireflection treatment is applied to a region other than the marker of the optical element.
(第9の構成)
前記微細構造の長さ方向と交差する方向での前記微細構造部の断面の形状は、半円状、三角形状、台形状のいずれかであることを特徴とする第7および8の構成に記載の固体撮像装置。
(Ninth configuration)
The seventh and eighth configurations are characterized in that the shape of the cross section of the fine structure portion in a direction intersecting the length direction of the fine structure is any one of a semicircular shape, a triangular shape, and a trapezoidal shape. Solid-state imaging device.
(第10の構成)
第1〜9の構成の何れか1つに記載の固体撮像装置を備えた撮像装置。
(Tenth configuration)
An imaging device comprising the solid-state imaging device according to any one of the first to ninth configurations.
(第11の構成)
前記光学素子を成形する転写型であって、前記光学素子成形する基本転写部と、前記マーカを成形する転写溝とを備えることを特徴とする転写型。
(Eleventh configuration)
A transfer mold for forming the optical element, comprising: a basic transfer portion for forming the optical element; and a transfer groove for forming the marker.
(第12の構成)
前記光学素子を成形する基本転写部と、前記マーカを成形する転写溝とを備えることを特徴とする転写型を製造する転写型製造方法であって、前記光学素子に対応する基本転写部を形成する基本転写部形成工程と、前記マーカに対応する転写溝を前記基本転写部の表面をパターニングして形成する転写溝形成工程とを備えることを特徴とする転写型製造方法。
(Twelfth configuration)
A transfer mold manufacturing method for manufacturing a transfer mold, comprising: a basic transfer part that molds the optical element; and a transfer groove that molds the marker, and forms a basic transfer part corresponding to the optical element. And a transfer groove forming step of forming a transfer groove corresponding to the marker by patterning a surface of the basic transfer portion.
(第13の構成)
第1〜9の構成のいずれか1つに記載の固体撮像装置の製造方法であって、少なくとも前記光学素子および前記マーカを形成する成形工程を包含することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
(13th configuration)
A method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of the first to ninth configurations, comprising a molding step for forming at least the optical element and the marker. .
(第14の構成)
光学素子およびマーカを形成する上記工程が、流動性を有するエネルギー硬化性樹脂を型に充填する処理;および光エネルギーまたは熱エネルギーの付与によってエネルギー硬化性樹脂を硬化する処理を含むことを特徴とする第13の構成に記載の固体撮像装置の製造方法。
(14th configuration)
The step of forming the optical element and the marker includes a process of filling the mold with a fluid curable resin having fluidity; and a process of curing the energy curable resin by applying light energy or thermal energy. A method for manufacturing a solid-state imaging device according to a thirteenth configuration.
(第15の構成)
上記転写型として透明な型を使用し、かつエネルギー硬化性樹脂を硬化する上記処理が、前記固体撮像装置に対して直接、透明な該型を通して上記光学素子を形成すべき位置を確認しながら行われることを特徴とする第13・14の構成のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
(15th configuration)
The process of using a transparent mold as the transfer mold and curing the energy curable resin is performed while confirming the position where the optical element is to be formed through the transparent mold directly to the solid-state imaging device. 15. A method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of the thirteenth and fourteenth configurations.
(第16の構成)
光学素子およびマーカを形成する上記工程が、加熱された熱可塑性樹脂を転写型に充填した後冷却硬化する処理を含むことを特徴とする第13の構成に記載の固体撮像装置の製造方法。
(Sixteenth configuration)
14. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to the thirteenth configuration, wherein the step of forming the optical element and the marker includes a process of cooling and hardening after filling the transfer mold with a heated thermoplastic resin.
(第17の構成)
前記マーカを有する光学素子を固体撮像装置に固定する工程が、流動性を有するエネルギー硬化性樹脂を光学素子または固体撮像装置上に塗布する処理、および光または熱エネルギーの付与によってエネルギー硬化性樹脂を硬化する処理を含むことを特徴とする第13・16の構成のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
(17th configuration)
The step of fixing the optical element having the marker to the solid-state imaging device includes applying the energy curable resin having fluidity on the optical element or the solid-state imaging device, and applying light or thermal energy to the energy curable resin. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of the thirteenth and sixteenth configurations, including a curing process.
(第18の構成)
エネルギー硬化性樹脂を硬化する上記処理が、マーカを有する光学素子を通して上記光学素子を配置すべき位置を確認しながら行われることを特徴とする第13・16・17の構成のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
(18th configuration)
18. The process according to any one of the thirteenth, sixteenth, and seventeenth aspects, wherein the process of curing the energy curable resin is performed while confirming a position where the optical element is to be disposed through an optical element having a marker. Manufacturing method of solid-state imaging device.
(第19の構成)
第10の構成に記載の撮像装置の製造方法であって、第1〜9の構成の何れか1つに記載の固体撮像装置に対して、撮像レンズをマウントするレンズホルダの固定処理が、該レンズホルダを通して前記マーカ位置を確認しながら行われることを特徴とする撮像装置の製造方法。
(19th configuration)
A method for manufacturing an imaging device according to a tenth configuration, wherein a fixing process of a lens holder for mounting an imaging lens is performed on the solid-state imaging device according to any one of the first to ninth configurations, A method for manufacturing an imaging device, wherein the method is performed while confirming the marker position through a lens holder.
(第20の構成)
第10の構成に記載の撮像装置の製造方法であって、第1〜9の構成の何れか1つに記載の固体撮像装置に対して、撮像レンズをマウントするレンズホルダの固定処理が、該レンズホルダを通して前記マーカ位置を微分干渉像として確認しながら行われることを特徴とする第19の構成に記載の撮像装置の製造方法。
(20th configuration)
A method for manufacturing an imaging device according to a tenth configuration, wherein a fixing process of a lens holder for mounting an imaging lens is performed on the solid-state imaging device according to any one of the first to ninth configurations, The method of manufacturing an imaging device according to the nineteenth configuration, wherein the marker position is confirmed as a differential interference image through a lens holder.
本発明に係る固体撮像ユニットは、例えばデジタルカメラおよびデジタルビデオカメラにおいて好適に用いることができる。 The solid-state imaging unit according to the present invention can be suitably used in, for example, a digital camera and a digital video camera.
1 撮像装置
10 撮像ユニット
11 センサチップ(撮像素子)
12 有効画素領域
13 センサ基板
14 透明板
15 ユニットケース
16 ボンディングワイヤ
17 外部接続端子
18 光学素子
18a マーカー(位置決め手段)
18b 有効領域
20 保持ユニット
21 レンズホルダ
21a フォーカス調整用ねじ部
21b フォーカス調整用ねじ部の内径
22 ヨーク
23 マグネット
24 コイル
25 アクチュエータ筐体
26 開口部
27 AF機構
30 撮像レンズユニット
31 撮像レンズ系
32 撮像レンズ系バレル
40、50 転写型
40a 転写溝(位置決め手段転写部)
50a 転写突起部(位置決め手段転写部)
40b 光学素子転写面(光学素子転写部)
50b 光学素子転写面(光学素子転写部)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
50a Transfer protrusion (positioning means transfer portion)
40b Optical element transfer surface (optical element transfer part)
50b Optical element transfer surface (optical element transfer part)
Claims (23)
上記レンズホルダが上記撮像素子の有効画素領域の一部を覆うように、上記レンズホルダの上記開口部が設計されており、
上記位置決め手段は、当該位置決め手段の少なくとも一部分を上記レンズホルダの上記開口部を通して視認できる位置であり、かつ上記有効画素領域の外部に設けられていることを特徴とする撮像装置。 An image pickup having a lens holder having an opening for holding an image pickup lens system, an image pickup element for converting light passing through the image pickup lens system into an electric signal, and positioning means for determining a position of the lens holder with respect to the image pickup element In the device
The opening of the lens holder is designed so that the lens holder covers a part of the effective pixel area of the imaging device,
The imaging apparatus, wherein the positioning means is a position where at least a part of the positioning means can be visually recognized through the opening of the lens holder, and is provided outside the effective pixel region.
上記位置決め手段は、上記光学素子に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 An optical element that corrects light that has passed through the imaging lens system is further provided between the imaging element and the imaging lens system,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the positioning unit is provided in the optical element.
上記撮像素子の有効画素領域の一部を覆うように上記開口部を設計した上記レンズホルダを形成するレンズホルダ形成工程と、
上記位置決め手段の少なくとも一部分を、上記撮像素子の有効画素領域外であり、かつ上記レンズホルダの上記開口部を通して視認できる位置に形成する位置決め手段形成工程と、を含むことを特徴とする撮像装置の製造方法。 A method for manufacturing an imaging apparatus, comprising: a lens holder having an opening that holds an imaging lens system; an imaging element that converts light that has passed through the imaging lens system into an electrical signal; and positioning means that determines a position of the lens holder. In
A lens holder forming step for forming the lens holder in which the opening is designed so as to cover a part of the effective pixel region of the imaging element;
A positioning means forming step for forming at least a part of the positioning means outside the effective pixel area of the imaging element and at a position where the positioning means is visible through the opening of the lens holder. Production method.
転写型に流動性を有する樹脂を充填する充填工程と、
上記転写型に充填した上記樹脂を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする請求項11に記載の撮像装置の製造方法。 The positioning means forming step includes
A filling step of filling the transfer mold with a resin having fluidity;
The method for manufacturing an imaging device according to claim 11, further comprising: a curing step of curing the resin filled in the transfer mold.
上記固定工程では、硬化後に光を透過する材質からなる樹脂を上記光学素子または上記撮像ユニットにおける上記光学素子を固定する面に塗布した後、上記樹脂を硬化することを特徴とする請求項12から19のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。 A fixing step of fixing the optical element including the positioning unit to an imaging unit including the imaging element;
13. The fixing step includes applying a resin made of a material that transmits light after curing to a surface of the optical element or the imaging unit on which the optical element is fixed, and then curing the resin. 20. A method for manufacturing an imaging device according to any one of 19 above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007240137A JP2009069694A (en) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Image pickup apparatus and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007240137A JP2009069694A (en) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Image pickup apparatus and manufacturing method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009069694A true JP2009069694A (en) | 2009-04-02 |
Family
ID=40605980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007240137A Pending JP2009069694A (en) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Image pickup apparatus and manufacturing method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009069694A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014026246A (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Sharp Corp | Focus adjustment device, camera module, and electronic information device |
CN107566694A (en) * | 2017-07-28 | 2018-01-09 | 歌尔股份有限公司 | CCM module bases applying method and CCM modules |
-
2007
- 2007-09-14 JP JP2007240137A patent/JP2009069694A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014026246A (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Sharp Corp | Focus adjustment device, camera module, and electronic information device |
CN107566694A (en) * | 2017-07-28 | 2018-01-09 | 歌尔股份有限公司 | CCM module bases applying method and CCM modules |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11978752B2 (en) | Aperture-metasurface and hybrid refractive-metasurface imaging systems | |
JP6513779B2 (en) | Imaging lens and imaging apparatus | |
JP5009209B2 (en) | Wafer-like optical device and manufacturing method thereof, electronic element wafer module, sensor wafer module, electronic element module, sensor module, and electronic information device | |
EP2190025B1 (en) | Imaging assembly | |
JP2003204053A (en) | Imaging module and its manufacturing method and digital camera | |
JP4287428B2 (en) | Hybrid lens unit and hybrid lens array | |
US20140376097A1 (en) | Microlens array and imaging element package | |
WO2004029676A1 (en) | Lens with ir cut filter, method for manufacturing same and small camera | |
JP2009279790A (en) | Lens, its method for manufacturing, lens array, camera module, its method for manufacturing, and electronic equipment | |
KR20050006092A (en) | Image pickup module and image pickup device | |
JP2008250285A (en) | Optical member and imaging device having the same | |
JP2011128355A (en) | Imaging lens, camera module using imaging lens, manufacturing method of imaging lens, and manufacturing method of camera module | |
JP2005234038A (en) | Dielectric multilayer film filter and manufacturing method therefor, and solid-state imaging device | |
JP6670565B2 (en) | Manufacturing method and mold for laminated lens structure | |
JP2009092860A (en) | Camera module and camera module manufacturing method | |
JP4902700B2 (en) | Imaging module | |
WO2016145590A1 (en) | Camera module comprising a nir-cut filter and method for producing the same | |
KR20180034343A (en) | A lens substrate, a semiconductor device, and an electronic device | |
US6523963B2 (en) | Hermetically sealed diffraction optical element and production method thereof | |
JP5734769B2 (en) | Imaging lens and imaging module | |
JP4248586B2 (en) | IMAGING DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PORTABLE INFORMATION TERMINAL AND IMAGING DEVICE WITH THE IMAGING DEVICE | |
JP4153016B1 (en) | Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and imaging device using the solid-state imaging device | |
EP1626571A1 (en) | Imaging assembly | |
JP4324633B2 (en) | SOLID-STATE IMAGING DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PHOTOGRAPHING DEVICE HAVING THE SOLID-STATE IMAGING DEVICE | |
JP2009123788A (en) | Solid-state imaging apparatus, method of manufacturing solid-state imaging apparatus, and photographic apparatus using the same solid-state imaging apparatus |