JPWO2010095332A1 - レンズユニット、位置合わせ方法、撮像装置及び撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

ウエハレンズと受光センサーとの光軸を一致させるために、ガラス基板１２（２２）上に樹脂製の成形部１４，１６（２４，２６）を形成した複数枚のウエハレンズ１０，２０を積層したレンズユニット３であって、複数枚のウエハレンズ１０，２０のうち、最も外側に配置されるウエハレンズ１０の成形部１４には、位置合わせ用の治具を当接させるための傾斜部１４ｂを形成する。

Description

本発明はレンズユニット、レンズユニットとセンサーとの位置合わせ方法及びそれを用いた撮像装置、撮像装置の製造方法に関する。

近年では、光学レンズを個々に成形して製造するだけではなく、例えば半導体の製造方法を応用した、ウエハーと呼ばれるガラス製の基板上に微細なレンズ形状を樹脂で多数個同時にインプリント成形したウエハレンズアレイを個片化して形成された、いわゆる「ウエハレンズ」の開発が進んでいる。このような技術は、更なる小型化、大量生産が求められる携帯カメラ用レンズ等で特に有用である。

またこのようなウエハレンズは、更なる高解像力を得るため、複数のウエハレンズアレイを積層して接合した後、切断して個片化し、それらをセンサーに取り付けることでセンサーを含めた小型で高解像力を持つ撮像ユニットが大量生産できるという点でも注目されている。しかしながらこのようなウエハレンズは位置合わせが大きな課題である。特に複数のウエハレンズアレイを積層する場合の、各ウエハレンズ上に形成された微少レンズの光軸合わせの精度や、既に積層、接合されて切断されたウエハレンズユニットをセンサーと位置合わせする精度はレンズ自体が微少となっているため、数μｍオーダーの高い位置合わせ精度が求められる。

またこのような小型で高解像力が求められる撮像ユニットにおいては、テレセン性能（テレセントリック特性）を考慮して、最も物体側に絞りを配置する傾向にあるが、その場合、最も物体側のレンズを、レンズユニット外方から外装部材として覆うレンズホルダパッケージの開口部が兼用する絞り機構や、別部材の絞り機構が覆ってしまう構成となり、レンズユニットの物体側上方からセンサーユニットの受光センサーの光軸を望む光軸合わせがしにくいという問題がある。

ここで光軸合わせについては特許文献１のような基材レンズに樹脂レンズを形成した複合レンズの光軸合わせの技術が知られている。ここに開示されている方法は、ガラス製の部材（光学レンズ）に対し軸合わせ用の傾斜部を設けて芯合わせをおこない、その光学レンズと樹脂製の部材（樹脂レンズ）との軸ずれを防止し、軸ずれに基づく透過偏芯を抑えようとしているものである。（段落００２３、００７６など参照）。

特開２００８−１５８２００号公報

しかしながら、この特許文献１のレンズは、あくまで形成される単一のレンズの物体側と被写体側の光軸を合わせる点に終始しており、ウエハレンズで特に問題となるセンサーとレンズとの高精度の位置合わせについては開示されていない。特に一般的なウエハレンズは切断（ダイシング）によって個片化されているため、このような切断されたレンズをセンサーの光軸と一致させる場合、ダイシングの精度によってお互いの光軸にずれが生じる可能性が高いが、係る問題は何ら提示されていないため、特許文献１の技術をウエハレンズとセンサーとの位置合わせに適用する事はできない。

すなわち、ウエハレンズをデジタルカメラなどの電子機器の一部品として使用する場合、ウエハレンズは、透過光を受光する受光センサーと組み合わせられ使用されるものであるから、ウエハレンズにおいて各部材の光軸が一致していたとしても、受光センサーとの間で光軸がずれていれば、所望の画像を形成することは難しい。したがって、電子機器用のウエハレンズを製造する場合においては、ウエハレンズと受光センサーとの光軸合わせも重要な課題となる。

そこで、本発明の主な目的は、ウエハレンズと受光センサーとの光軸を一致させることができるレンズユニット、レンズユニットとセンサーとの位置合わせ方法、撮像装置及び撮像装置の製造方法を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したレンズユニットであって、
最も物体側に形成された第１レンズ部の周囲の樹脂製の成形部は、前記第１レンズ部よりも物体側に突出した突出部を形成していることを特徴とするレンズユニットが提供される。

本発明の他の態様によれば、
ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したレンズユニットにおいて、
当該レンズユニットは、物体側から順に、物体側に凸面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第１レンズ部と、ガラス基板を介して形成され、像側に凹面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第２レンズ部とを有する第１ウエハレンズと、
前記第１ウエハレンズの前記第２レンズ部が形成された樹脂製の成形部に接着された樹脂製の成形部の一部に形成され、物体側に凹面を向けた第３レンズ部と、ガラス基板を介して形成された、樹脂製の成形部の一部に形成された第４レンズ部とを有する第２ウエハレンズと、を有し、
前記第１レンズ部の外周には、位置合わせ用の治具を当接させるための傾斜部が形成されていることを特徴とするレンズユニットが提供される。

本発明の他の態様によれば、
物体側から順に、物体側に凸面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第１レンズ部と、ガラス基板を介して形成された、像側に凹面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第２レンズ部とを有する第１ウエハレンズと、
前記第１ウエハレンズの前記第２レンズ部が形成された樹脂製の成形部に接着された樹脂製の成形部の一部に形成され、物体側に凹面を向けた第３レンズ部と、ガラス基板を介して形成された、樹脂製の成形部の一部に形成された第４レンズ部とを有する第２ウエハレンズと、
を有するレンズユニットと、
前記レンズユニットを外方から覆うと共に、前記第１レンズ部に光を入射すべく開口部を形成した外装部材と、
前記第２ウエハレンズから所定間隔を以って配置された受光センサーを基板の一面に配置したセンサーユニットと、を有する撮像装置であって、
前記第１レンズ部の周囲の樹脂製の成形部は、前記第１レンズ部よりも物体側に突出した、前記第１レンズ部の光軸方向物体側からみて環状の突出部が形成されており、当該環状の突出部の周囲に前記外装部材の開口部の端部が配置されていることを特徴とする撮像装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、
ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したレンズユニットの光軸を、各ウエハレンズの透過光を受光する受光センサーの所定位置に一致させるための位置合わせ方法であって、
前記受光センサーを所定位置に配置する工程と、
配置された前記受光センサーに、複数枚のウエハレンズのうち最も外側に配置された成形部であって、レンズ部の外周に形成された傾斜部に対し、位置合わせ用の治具を当接させながら前記レンズユニットの光軸を前記受光センサーの所定位置に一致させるように移動させる工程と、
を有することを特徴とする位置合わせ方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、
ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数積層したレンズユニットと、前記レンズ部を透過した入射光を受光する受光センサーを備えたセンサーユニットと、を備えた撮像装置の製造方法であって、
第１のガラス基板上に樹脂製の複数のレンズ部と、各レンズ部の外方に傾斜して突出している傾斜部とを備えた第１のウエハレンズアレイと、第２のガラス基板上に樹脂製の複数のレンズ部を供えた第２のウエハレンズアレイを準備し、前記第１のウエハレンズアレイが前記傾斜部が外部に露出するように前記第２のウエハレンズアレイと積層した後接合し、切断してレンズユニットを生成する工程と、
前記受光センサーを所定位置に配置する工程と、
所定位置に配置された前記受光センサーに、複数枚のウエハレンズのうち前記傾斜部に対し、位置合わせ用の治具を当接させながら前記レンズユニットを前記受光センサーに対して所定位置に移動させる工程と、
前記レンズユニットを前記所定位置へ移動後、前記センサーユニットに対して前記レンズユニットを固定する工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、最も物体側のレンズ部の周囲をレンズ部よりも突出させた構成とする構成により、この最も物体側のレンズ部を下にしてレンズユニットを外装部材なしで配置し、センサーユニットの受光センサーと像側のレンズを通して光軸合わせする事が可能となる。

また当該突出部が、最も物体側のレンズ部の周囲で外装部材の干渉を受けずに設けられる構成であるため、最も物体側からレンズユニットの光軸を受光センサーに対して所定位置に精度良く位置合わせする事が可能となる。

また、ウエハレンズの一定の成形部に対し位置合わせ用の治具を当接させるための傾斜部が形成され、その傾斜部に対し治具を当接させながらレンズユニットの配置位置を位置決め可能であるから、ウエハレンズの光軸を受光センサーの所定位置、例えば受光センサーの光軸に精度良く一致させることができる。

（ａ）本発明の好ましい実施例１にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）本発明の好ましい実施例１の変形例にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図であり、（ｃ）当該撮像装置中のセンサーユニットの概略的な平面図である。 実施例１にかかる撮像装置の平面図であってパッケージを外した状態を示す図面である。 実施例１にかかるパッケージの概略構成を示す斜視図である。 実施例１にかかる撮像装置の平面図であってパッケージを装着した状態を示す図面である。 実施例１にかかる光軸合わせ方法の一工程を概略的に説明するための図面である。 図５の後続の工程を説明するための図面である。 実施例１にかかるウエハレンズの成形部の概略構成を説明するための断面図である。 図７の変形例を示す断面図である。 （ａ）本発明の好ましい実施例２にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）当該撮像装置中のセンサーユニットの概略的な平面図である。 実施例２にかかるレンズユニットの概略構成を示す平面図である。 実施例２にかかるレンズユニットの概略構成を示す底面図である。 実施例２にかかる光軸合わせ方法の工程を概略的に説明するための図面である。 実施例２で使用される治具の概略構成を示す平面図である。 実施例２にかかる光軸合わせ方法の工程を概略的に説明するための図面である。 図５の工程を説明するための図面である。 図６の工程を説明するための図面である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例について説明する。

（実施例１）
図１（ａ）に示す通り、本発明の好ましい実施例１にかかる撮像装置１は主にはレンズユニット３、センサーユニット５、スペーサ７で構成されており、レンズユニット３とセンサーユニット５とがスペーサ７で介在された構成を有している。

レンズユニット３はウエハレンズ１０、２０とカバーパッケージ３０とを有しており、ウエハレンズ１０がウエハレンズ２０上に積層・接着された状態でウエハレンズ１０、２０がカバーパッケージ３０に覆われている。

ウエハレンズ１０は平板状を呈したガラス基板１２を有している。ガラス基板１２の上部には成形部１４が形成されており、ガラス基板１２の下部には成形部１６が形成されている。

成形部１４の略中央には、物体側に凸状を呈した凸面のレンズ部（以下、凸レンズ部とも称す）１４ａが形成されており、成形部１４では凸レンズ部１４ａから外周部に向けて上方に傾斜した傾斜部１４ｂが形成されている。

成形部１６の略中央には、像側に凹状を呈した凹面のレンズ部（以下、凹レンズ部とも称す）１６ａが形成されており、成形部１６では凹レンズ部１６ａの周辺部１６ｂは略平坦となっている。

ウエハレンズ２０も平板状を呈したガラス基板２２を有しており、ガラス基板２２の上部と下部とに成形部２４、２６がそれぞれ形成されている。

成形部２４の略中央には、物体側に凹状を呈した凹面のレンズ部（以下、凹レンズ部とも称す）２４ａが形成されており、成形部２４では凹レンズ部２４ａの周辺部２４ｂは略平坦となっている。

成形部２６の略中央には、像側に凸状を呈した凸面のレンズ部（以下、凸レンズ部とも称す）２６ａが形成されており、成形部２６では凸レンズ部２６ａの周辺部２６ｂは略平坦となっている。

ウエハレンズ１０、２０において、成形部１４、１６、２４、２６は光硬化性樹脂を成形した部位で光透過性を有しており、特に、成形部１４、１６、２４、２６中の凸レンズ部１４ａ、凹レンズ部１６ａ、凹レンズ部２４ａ、凸レンズ部２６ａはレンズ機能（光学機能）を発揮するレンズ有効部となっている。

なお、ウエハレンズ１０と２０とは、凹レンズ部１６ａを有する成形部である周辺部１６ｂの平坦面と同じく凹レンズ部２４ａを有する成形部である周辺部２４ｂの平坦面とを接着剤で接合した構成となっている。

なお、ここではウエハレンズ１０、２０の２つのウエハレンズでレンズユニットを構成する例を示しているが、本発明は更に別のウエハレンズを有するものであっても良いことは言うまでもない。

また、実施例１の変形例に係る撮像装置の例を図１（ｂ）に示す。図１（ａ）と共通する構成については図１（ａ）と同じ符号で示している。ここで図１（ａ）の撮像装置との異なる部分の１つ目は、図１（ｂ）ではガラス基板１２の物体側面と像側面に入射する光の光束を制限するための絞り部材１７、１８、ガラス基板２２の像側面に同じく絞り部材１９が形成されている点である。

なおこの絞り部材１７、１８、１９はそれぞれ黒色のフォトレジスト層で基板１２、２２に形成されている。

このように、従来のような最も物体側のレンズの更に物体側にレンズパッケージ３０や別体の部材等で絞りを配置するのではなく、ガラス基板上に形成されるレンズ部を有する樹脂製の成形面との間に絞り部材をガラス基板と一体的に設けたため、撮像装置全体として薄型化できる。

また、後述するようなレンズユニット３とセンサーユニットの位置合わせをこれらの絞り構成が阻害するような構成とならない、というメリットがある。

また、異なる部分の２つ目は、レンズユニット３を外方から覆う外装部材としてのカバーパッケージ３０の物体側の開口部形状が図１（ａ）とは異なる。

図１（ａ）、（ｂ）のいずれもウエハレンズ１０の物体側レンズ部の周囲には、光軸方向物体側から見た場合に環状の突出部、即ちレンズ部側から一旦物体側にレンズ部よりも最頂部が高くなるように突出し、更に外側で逆に高さが低くなるように樹脂製の成形部が形成されている。そして、図１（ｂ）では特にレンズ部側から最頂部にかけて傾斜部を有する点では図１（ａ）と同じであるが、更に外側でも径が像側に向けて拡がるような傾斜形状を成す突出部が形成されている。

このように形成されたレンズユニット３が、図１（ｂ）に示されるようにカバーパッケージ３０に開放側の下方から挿入されると、カバーパッケージ３０とレンズユニット３の最も物体側のレンズ部の周囲に形成されている非レンズ部１４ｅと、カバーパッケージの開口部を形成する端部３２ａとが互いにテーパー嵌合する形となっている。これにより、カバーパッケージ３０の開口部の中心と、レンズユニット３の光軸とが、レンズユニット４を嵌挿することで一致するような構成となっている。

また、異なる部分の３つ目は、レンズユニット３の側面とスペーサ基板７との側面が図１（ｂ）では一致した面で構成されている点が異なる。これは、複数のレンズ部を有する切断前のウエハレンズと複数の開口部を有する切断前のスペーサ基板とを接合した後、一緒に切断した場合、切断面としてのレンズユニットとスペーサ基板の側面とが一致するためである。

また、異なる部分の４つ目は、図１（ｂ）ではセンサーユニット５のカバーガラス６０の側面がパッケージ５０の側面と同一面となるように構成されて受光センサー４０を封止している構成である。当該構成も既述したレンズユニットとスペーサ基板の構成と同様、パッケージ５０とカバーガラスを接合した後に個片化のために切断することによって得られる構成である。

このように、図１（ａ）、（ｂ）のいずれもカバーパッケージ３０がレンズ部の上面を覆う形ではなく、当該突出部の周囲、図１（ａ）では１４ｂの外側に形成された成形部の凹み、図１（ｂ）では非レンズ部１４ｅにカバーパッケージ３０の開口部の端部が配置されるような構成であるため、レンズ部周囲が物体側から当該カバーパッケージ開口部で露出した構成となるため、後述するセンサーユニットの受光センサー光軸との所定の位置合わせを無理なく行うことができる。

以上のウエハレンズ１０、２０においてこれらを物体側（図１の凸レンズ部１４ａ側）から見た場合には、図２に示す通り、凸レンズ部１４ａ、凹レンズ部１６ａ、凹レンズ部２４ａ、凸レンズ部２６ａは、同心円状に配置されており、これらレンズ部同士で光軸ＰＡが互いに一致するように上下に積層されている。

なお、図２に示す通り、成形部１４の表面には切断位置に対して凸レンズ部１４ａがどちらに偏芯しているかを示すための偏芯識別標識１４ｃを設けてもよい。ウエハレンズ１０を個片化するために切断する際、センサーユニット上に偏芯して配置されたセンサー部分に対応する様、切断位置を予め僅かながら偏芯した位置で切断する場合がありうる。その場合でも各レンズは微少なため、どちら側に偏芯して切断されたがか判別しにくい場合があるが、このような偏芯識別標識１４ｃを表示しておく事により、センサーユニットへの組み込みの際、組み込み方向を誤って組み込む事が防止できる、という利点がある。

図３に示す通り、カバーパッケージ３０は無底箱状を呈しており（下方が開放されており）、四角状を呈した１枚の天板部３２と４枚の側板部３４とから構成されている。

天板部３２の中央部には円形状の開口部３２ａが形成されている。

４つの側板部３４のうち互いに隣り合う２つの側板部３４には切欠部３４ａが３箇所形成されている（残りの１つの側板部３４には当該部位は形成されていない。）。

図１に示す通り、センサーユニット５は主にはセンサー４０、パッケージ５０、カバーガラス６０から構成されている。なお、ここでは図１（ａ）の撮像装置に用いられるセンサーユニットで説明している。

センサー４０はレンズユニット３を透過した光を受光する受光センサーであって、受光した光を光電変換して電気信号を外部機器（図示略）に出力可能となっている。

パッケージ５０は有底箱状を呈しており、上方が開放されている。図１（ｂ）に示す通り、パッケージ５０の略中央部にはセンサー４０が配置されている。

カバーガラス６０はパッケージ５０の上部に蓋体として設けられており、センサー４０はパッケージ５０とカバーガラス６０とに囲まれた空間中に密閉されている。

図１（ａ）、（ｂ）に示す通り、スペーサ７はレンズユニット３の成形部２６とセンサーユニット５のカバーガラス６０との間に介在しており、レンズユニット３とセンサーユニット５との間に一定の間隔を付与している。

図２、図４に示す通り、スペーサ７は四角枠状を呈しており、４辺のうち互いに隣り合う２辺及びそのコーナー部に突起部７ａが形成されている。突起部７ａはカバーパッケージ３０の外側に突出しており、詳しくは切欠部３４ａから突出（露出）している。

スペーサ７の内側にはＩＲカットフィルタ７０が設けられている。ＩＲカットフィルタ７０はカバーガラス６０の上方に配置され、センサー４０に入射しようとする赤外線を遮光するようになっている。

続いて、レンズユニット３とセンサーユニット５との光軸合わせ方法であって、詳しくはウエハレンズ１０、２０とセンサー４０との光軸合わせ方法について説明する。

はじめに、図５に示す通り、平坦状のベース１００に対し、ＩＲカットフィルタ７０を事前に装着したスペーサ７を載置する。

ベース１００には、スペーサ７を所定位置に位置決めする、物体側から見た場合（図５でいうと治具挿入側から見た場合）、Ｌ字型の治具１１０が（図５ではその一部のみが表示されている）が立設・固定されており、図１５に示す通り、スペーサ７の各突起部７ａを治具１１０にそれぞれ当接させ、スペーサ７を治具１１０に対応するベース１００上に仮固定する。

その後、位置合わせ用の治具１２０を用いて、レンズユニット３をスペーサ７に対し位置合わせして接着・固定する。

治具１２０は先端が先細のテーパ状を呈しており、治具１２０にはテーパ部１２０ａが形成されている。治具１２０の中央部にはレンズユニット３を吸引可能な吸引部１２０ｂ（吸引孔）が形成されている。治具１２０は前後左右方向（２次元平面上）と上下方向とに移動可能となっている（図５、図６中矢印参照）。

ここでは、治具１２０をレンズユニット３の成形部１４に対向配置してテーパ部１２０ａと傾斜部１４ｂとを当接させる。

この状態において、吸引部１２０ｂを介してレンズユニット３を治具１２０で吸引しながら、治具１２０を前後左右方向及び上下方向に移動させ、治具１２０の位置にレンズユニット３の傾斜部１４ｂが当接していることによる調整作用によりレンズユニット３をスペーサ７の所定位置に移動させ、その所定位置でレンズユニット３をスペーサ７に接着・固定する。

つまり、治具１２０の下降に伴いレンズユニットの成形部２６がスペーサ７に対し徐々に押圧されるが、これとともに、成形部１４の傾斜部１４ｂが治具１２０のテーパ部１２０ａに完全に嵌合するように微小移動し、レンズユニット３がスペーサ７上において治具１２０の配置位置に応じた適切な位置（所定位置）に位置調整される。

また、この場合、レンズユニット３のカバーパッケージ３０には切欠部３４ａが形成されているから、スペーサ７の突起部７ａが切欠部３４ａから露出（突出）した状態で治具１１０に当接したまま保持される。その結果、スペーサ７の突起部７ａが仮固定の基準となって、スペーサ７の仮固定位置は維持される。

なお、レンズユニット３をスペーサ７に接着・固定する場合には、その間に光硬化性樹脂製の接着剤を事前に塗布しておき、レンズユニット３の位置決めがされたら、その塗布部位に向けて光照射すればよい。

さらに、この工程では、カバーパッケージ３０を外した状態でレンズユニット３をスペーサ７に接着・固定してもよい。この場合には、レンズユニット３をスペーサ７に接着・固定したら、カバーパッケージ３０の切欠部３４ａをスペーサ７の突起部７ａに嵌合させるように、カバーパッケージ３０をウエハレンズ１０、２０の上方から覆えばよい。

その後、レンズユニット３をスペーサ７に接着・固定したのと同様に、（レンズユニット３を接着・固定済みの）スペーサ７をセンサーユニット５に接着・固定する。

詳しくは、図６に示す通り、ベース１００に対し、センサーユニット５を載置する。

ベース１００には、図１（ｃ）と同様に物体側から見た場合に、センサーユニット５をベース上の所定位置に位置決めするためのＬ字型の治具１３０（図６では一部のみ表示されている）が立設・固定されており、図１６に示す通り、センサーユニット５のパッケージ５０の側面（隣り合う２つの側面５０ａ）を治具１３０にそれぞれ当接させ、センサーユニット５を治具１３０に対応するベース１００上の所定位置Ｃに仮固定する。

この状態において、再度、位置合わせ用の治具１２０を用いて、スペーサ７をセンサーユニット５に対し位置合わせして接着・固定する。

ここでは、治具１２０のテーパ部１２０ａと傾斜部１４ｂとを当接させたまま、吸引部１２０ｂを介してレンズユニット３を治具１２０で吸引しながら、治具１２０を前後左右方向及び上下方向に移動させ、レンズユニット３をセンサーユニット５（センサー４０）に対応する所定位置に移動させ、その所定位置でスペーサ７をセンサーユニット５に接着・固定する。

この場合も先に説明したレンズユニット３とスペーサ７との位置合わせ同様、治具１２０の下降に伴いスペーサ７がカバーガラス６０に対し徐々に押圧されるが、これとともに、成形部１４の傾斜部１４ｂが治具１２０のテーパ部１２０ａに完全に嵌合するように微小移動し、レンズユニット３がセンサーユニット５上において治具１２０の配置位置に応じた適切な位置（所定位置）に位置決めされ、これによりレンズユニット３のウエハレンズ１０、２０の光軸とセンサーユニット５のセンサー４０の光軸とが一致する。

なおここではセンサーの光軸とレンズユニット３のウエハレンズ１０、２０の光軸との光軸合わせを示しているが、必ずしもウエハレンズ１０、２０の光軸はセンサーの光軸と位置合わせするものには限定されない。つまり、撮像装置の仕様によっては、センサーの光軸からずれた所定位置に対してウエハレンズ１０、２０の光軸を位置合わせするものであっても良い。

なおここで、「センサーの光軸」とは受光センサーの画素エリアの内、実際に撮像装置で撮影のために使用可能な有効画素エリアの対角中心をいうものとする。

この場合（スペーサ７とセンサーユニット５とを接着する場合）にも、その間に光硬化性樹脂製の接着剤を事前に塗布しておき、レンズユニット３の位置決めがされたら、その塗布部位に向けて光照射すればよい。

その結果、スペーサ７を介して、レンズユニット３のウエハレンズ１０，２０の光軸と、センサーユニット５のセンサー３０の光軸とを、位置合わせすることができる。

なお、ここでは、治具１３０と治具１２０とを用いてレンズユニット３とセンサーユニット５とを位置決めしたが、これに代えて下記の方法で位置決めしてもよい。

すなわち、治具１３０上に対しスペーサ７の突起部７ａがそれぞれ当接する位置に治具１２０でレンズユニット３を移動させ、その位置で治具１２０を下降させてセンサーユニット５に対しスペーサ７を接着・固定してもよい。

この場合は、治具１３０を用いてレンズユニット３とセンサーユニット５とを位置決めしていることになる。

なおここでは治具１３０に対してスペーサ７の突起部７ａが当接させる例を示したが、スペーサ突起部７ａが当接する部分は治具１３０とは別体の治具で構成しても良い。

以上の実施例１では、ウエハレンズ３のウエハレンズ１０、２０のうち最も物体側に配置されたウエハレンズ１０の成形部１４に対し、位置合わせ用の治具１２０を当接させるための傾斜部１４ｂが形成され、傾斜部１４ｂを基準として、傾斜部１４ｂに治具１２０を当接させながらレンズユニット３の配置位置を位置決めしている。

そのため、ウエハレンズ１０、２０の切断面（側端面）を基準として、ウエハレンズ１０、２０の光軸とセンサー４０の光軸とを一致させるのとは異なり、ウエハレンズ１０、２０の製造時におけるダイシングの精度に依らずに、ウエハレンズ１０、２０とセンサー４０との光軸を一致させることができる。

なお、本実施例１にかかる成形部１４では、図７に示す通り、傾斜部１４ｂが凸レンズ部１４ａから外周部に向けて上方に傾斜し、傾斜部１４ｂの最頂部が凸レンズ部１４ａよりも高くなっているが、これに代えて、図８のような成形部１４を形成してもよい。図８の成形部１４では、傾斜部１４ｓが凸レンズ部１４ａから外周部に向けて下方に傾斜し、傾斜部１４ｓが凸レンズ部１４ａより低くなっている。

ただ、図７と図８との各構成を比較すると、図７の構成を採用するのが好ましい。図８の成形部１４では、傾斜部１４ｓの高さと凸レンズ部１４ａの高さとで成形部１４の樹脂の高さ（厚さ）が決まるが、図７の成形部１４では、傾斜部１４ｂの高さと凸レンズ部１４ａの高さとのいずれかで成形部１４の樹脂の高さ（厚さ）が決まる。

そのため、図７の構成のほうが成形部１４の樹脂の厚さを薄くする上では有利であり、樹脂の厚さを薄くすれば成形時の樹脂の硬化収縮量を低減することができ、ひいては成型性に優れた高精度のレンズ有効部を形成することができる。

さらには、図８の構成では、凸レンズ部１４ａが同一平面上で露出・突出しているから、取扱い時などにおいて凸レンズ部１４ａに傷や損傷などが発生しやすいが、図７の構成では、傾斜部１４ｂの高さで凸レンズ部１４ａを内包することが可能であり、取扱い時などにおいて凸レンズ部１４ａに傷や損傷などが発生するのを有効に防止することもできる。

（実施例２）
本実施例２は主には下記の点で実施例１と異なっており、それ以外は実施例１と同様となっている。

図９、図１０に示す通り、本実施例２にかかる撮像装置２では、ウエハレンズ１０の成形部１４における傾斜部１４ｂやスペーサ７（ＩＲカットフィルタ７０を含む）が設けられておらず、これらに代わる構成として、ウエハレンズ２０の成形部２６においてスペーサ部２６ｃが形成されている。

図９、図１１に示す通り、スペーサ部２６ｃは内傾斜部２６ｄ、接着部２６ｅ、外傾斜部２６ｆから構成されており、凸レンズ部２６ａの厚みより高くなっている。

内傾斜部２６ｄは凸レンズ部２６ａから外周に向かって下方に傾斜している。接着部２６ｅは平坦であり、センサーユニット５のカバーガラス６０と接着される接着面となっている。外傾斜部２６ｆは接着部２６ｅから外周に向かって上方に傾斜している。

続いて、本実施例２にかかるレンズユニット３とセンサーユニット５との光軸合わせ方法について説明する。

まずは実施例１と同様に、図１２に示す通り、センサーユニット５のパッケージ５０の側面（２つの側面５０ａ）を治具１３０にそれぞれ当接させ、センサーユニット５を所定位置Ｃで仮固定する。

この状態において、位置合わせ用の治具１５０を用いて、レンズユニット３をセンサーユニット５に対し位置合わせして接着・固定する。

図１３に示す通り、治具１５０は、図１（ｃ）と同様に物体側から見た場合に円形状を呈した部材であり、側面１５０ａがウエハレンズ２０の成形部２６における外傾斜部２６ｆと当接可能に傾斜している。

ここでは、仮固定されたセンサーユニット５上にレンズユニット３を載置し、レンズユニット３の成形部２６におけるスペーサ部２６ｃを治具１５０に向けて押圧し、その位置でレンズユニット３をセンサーユニット５に接着・固定する。

この場合、図１４に示す通り、スペーサ部２６ｃの外傾斜部２６ｆと治具１５０の側面１５０ａとが当接しながら、レンズユニット３がセンサーユニット５上において治具１５０により適切な位置（所定位置）に位置決めされ、レンズユニット３のウエハレンズ１０、２０の光軸とセンサーユニット５のセンサー４０の光軸とが一致する。

レンズユニット３とセンサーユニット５とを接着する場合には、成形部２６の２６ｅとカバーガラス６０との間に光硬化性樹脂製の接着剤を事前に塗布しておき、レンズユニット３の位置決めがされたら、その塗布部位に向けて光照射すればよい。

その結果、レンズユニット３のウエハレンズ１０、２０の光軸と、センサーユニット５のセンサー４０の光軸とを、一致させることができる。

なお、実施例１のレンズユニット３ではウエハレンズ２０を省略してウエハレンズ１０とカバーパッケージ３０とでレンズユニット３を構成してもよいし、実施例２のレンズユニット３ではウエハレンズ１０を省略してウエハレンズ２０とカバーパッケージ３０とでレンズユニット３を構成してもよい。

なお、ここでもセンサーの光軸とレンズユニット３のウエハレンズ１０、２０の光軸との光軸合わせを示しているが、必ずしもウエハレンズ１０、２０の光軸はセンサーの光軸と位置合わせするものには限定されない。つまり、撮像装置の仕様によっては、センサーの光軸からずれた所定位置に対してウエハレンズ１０、２０の光軸を位置合わせするものであっても良い。

１、２ 撮像装置
３ レンズユニット
５ センサーユニット
７ スペーサ
７ａ 突起部
１０ ウエハレンズ
１２ ガラス基板
１４、１６ 成形部
１４ａ 凸レンズ部
１４ｂ 傾斜部
１４ｃ 偏芯識別標識
１４ｓ 傾斜部
１６ａ 凹レンズ部
１６ｂ 周辺部
２０ ウエハレンズ
２２ ガラス基板
２４、２６ 成形部
２４ａ 凹レンズ部
２４ｂ 周辺部
２６ａ 凸レンズ部
２６ｂ 周辺部
２６ｃ スペーサ部
２６ｄ 内傾斜部
２６ｅ 接着部
２６ｆ 外傾斜部
３０ パッケージ
３２ 天板部
３２ａ 開口部
３４ 側板部
３４ａ 切欠部
４０ センサー
５０ パッケージ
６０ カバーガラス
７０ ＩＲカットフィルタ
１００ ベース
１１０、１３０ 治具
１２０ （位置合わせ用）治具
１２０ａ テーパ部
１２０ｂ 吸引部
１５０ （位置合わせ用）治具
１５０ａ 側面
ＰＡ 光軸

Claims (24)

1. ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したレンズユニットにおいて、
   最も物体側に形成された第１レンズ部の周囲の樹脂製の成形部は、前記第１レンズ部よりも物体側に突出した突出部を形成していることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記レンズユニットは、物体側から順に、物体側に凸面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第１レンズ部と、ガラス基板を介して形成され、像側に凹面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第２レンズ部とを有する第１ウエハレンズと、
   前記第１ウエハレンズの前記第２レンズ部が形成された樹脂製の成形部に接着された樹脂製の成形部の一部に形成され、物体側に凹面を向けた第３レンズ部と、ガラス基板を介して形成された、樹脂製の成形部の一部に形成された第４レンズ部とを有する第２ウエハレンズと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記突出部は、前記第１レンズ部の光軸方向物体側からみて環状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズユニット。
4. 前記突出部は、前記第１レンズ部側の側面が物体側に向かって径が広がる第１の傾斜部をもって形成されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。
5. 前記突出部は、前記第１レンズ部側とは反対側の側面が像側に向かうにつれて径が拡がる第２の傾斜部をもって形成されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。
6. 前記第１レンズ部を形成する樹脂製の成形部は、ガラス基板の表面上に形成され、当該ガラス基板の表面上には前記樹脂製の成形部との間に絞り部材が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のレンズユニット。
7. ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したレンズユニットであって、
   当該レンズユニットは、物体側から順に、物体側に凸面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第１レンズ部と、ガラス基板を介して形成され、像側に凹面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第２レンズ部とを有する第１ウエハレンズと、
   前記第１ウエハレンズの前記第２レンズ部が形成された樹脂製の成形部に接着された樹脂製の成形部の一部に形成され、物体側に凹面を向けた第３レンズ部と、ガラス基板を介して形成された、樹脂製の成形部の一部に形成された第４レンズ部とを有する第２ウエハレンズと、を有し、
   前記第１レンズ部の外周には、位置合わせ用の治具を当接させるための傾斜部が形成されていることを特徴とするレンズユニット。
8. 前記傾斜部が、前記レンズ部から外周部に向かって高くなっていることを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
9. 前記レンズ部が凸状を呈しており、
   前記傾斜部の最頂部が前記レンズ部より高いことを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
10. 物体側から順に、物体側に凸面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第１レンズ部と、ガラス基板を介して形成された、像側に凹面を向け、樹脂製の成形部の一部に形成された第２レンズ部とを有する第１ウエハレンズと、
    前記第１ウエハレンズの前記第２レンズ部が形成された樹脂製の成形部に接着された樹脂製の成形部の一部に形成され、物体側に凹面を向けた第３レンズ部と、ガラス基板を介して形成された、樹脂製の成形部の一部に形成された第４レンズ部とを有する第２ウエハレンズと、
    を有するレンズユニットと、
    前記レンズユニットを外方から覆うと共に、前記第１レンズ部に光を入射すべく開口部を形成した外装部材と、
    前記第２ウエハレンズから所定間隔を以って配置された受光センサーを基板の一面に配置したセンサーユニットと、を有する撮像装置であって、
    前記第１レンズ部の周囲の樹脂製の成形部は、前記第１レンズ部よりも物体側に突出した、前記第１レンズ部の光軸方向物体側からみて環状の突出部が形成されており、当該環状の突出部の周囲に前記外装部材の開口部の端部が配置されていることを特徴とする撮像装置。
11. 前記突出部は、前記第１レンズ部側の側面が物体側に向かって径が広がる第１の傾斜部をもって形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記突出部は、第１レンズ部側とは反対側の側面が像側に向かうにつれて径が拡がる第２の傾斜部が形成されており、前記外装部材の開口部は当該第２の傾斜部と嵌合する傾斜開口部が形成されていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の撮像装置。
13. 前記第１レンズ部を形成する樹脂製の成形部は、ガラス基板の表面上に形成され、当該ガラス基板の表面上には前記成形部との間に絞り部材が形成されていることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載の撮像装置。
14. 前記レンズユニットの外形が、光軸方向からみて矩形形状を成していることを特徴とする請求項１０から請求項１３までのいずれか一項に記載の撮像装置。
15. 前記レンズユニットの光軸と、前記センサーユニットの受光センサーの光軸とが一致していることを特徴とする請求項１０から請求項１４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
16. 前記第２ウエハレンズの前記第４レンズ部側に配置され、前記第１乃至第４レンズ部に対応する位置に開口部を有するガラスからなるスペーサ基板を有し、前記センサーユニットは、前記スペーサ基板の他端部が接合されたガラスからなるカバー部材を有し、当該カバー部材から所定間隔を以って受光センサーを基板の一面に配置していることを特徴とする請求項１０から請求項１５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
17. ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数枚積層したレンズユニットの光軸を、各ウエハレンズの透過光を受光する受光センサーの所定位置に一致させるための位置合わせ方法であって、
    前記受光センサーを所定位置に配置する工程と、
    配置された前記受光センサーに、複数枚のウエハレンズのうち最も外側に配置された成形部であって、レンズ部の外周に形成された傾斜部に対し、位置合わせ用の治具を当接させながら前記レンズユニットの光軸を前記受光センサーの所定位置に一致させるように移動させる工程と、
    を有することを特徴とする位置合わせ方法。
18. 前記傾斜部に対して、位置合わせ用の治具を当接させながら前記レンズユニットを所定位置に移動させる工程の後、
    前記レンズユニットを光軸方向に移動させ、所定位置に配置された前記受光センサーとの距離を所定距離にすることを特徴とする請求項１７に記載の位置合わせ方法。
19. 前記受光センサーを所定位置に配置する工程の前に、
    前記レンズユニットと前記受光センサーとの間に一定の間隔を付与するスペーサを、仮固定する工程と、
    前記傾斜部に対し前記位置合わせ用の治具を当接させながら前記レンズユニットを駆り固定された前記スペーサに移動させ、前記レンズユニットと前記スペーサとを接着する工程と、
    を有することを特徴とする請求項１８に記載の位置合わせ方法。
20. 前記傾斜部に対して前記位置合わせ用の治具を当接させながら前記レンズユニットを所定位置に移動させた後に、前記レンズユニットを光軸方向に移動させて、受光センサーとの距離を所定位置にする工程と、
    前記受光センサーとの距離を所定位置に配置する工程後、前記レンズユニットと前記スペーサとを接着することを特徴とする請求項１９に記載の位置合わせ方法。
21. 前記レンズユニットは複数枚のウエハレンズを覆うカバーパッケージを有し、かつ、前記カバーパッケージには切欠部が形成され、
    前記レンズユニットと前記スペーサとを接着する工程では、前記カバーパッケージの切欠部から露出した前記スペーサの一部を基準として、前記スペーサの仮固定位置を維持することを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の位置合わせ方法。
22. 前記レンズユニットは、ガラス基板上に複数の成形部が形成された複数枚のウエハレンズアレイを積層して接合後、切断して個片化されたものであることを特徴とする請求項１７から請求項２１までのいずれか一項に記載の位置合わせ方法。
23. 前記レンズユニットの光軸は、前記受光センサーの光軸と一致するように位置合わせすることを特徴とする請求項１７から請求項２２までのいずれか一項に記載の位置合わせ方法。
24. ガラス基板上に樹脂製の成形部が形成され、その一部にレンズ部が形成されたウエハレンズを複数積層したレンズユニットと、前記レンズ部を透過した入射光を受光する受光センサーを備えたセンサーユニットと、を備えた撮像装置の製造方法であって、
    第１のガラス基板上に樹脂製の複数のレンズ部と、各レンズ部の外方に傾斜して突出している傾斜部とを備えた第１のウエハレンズアレイと、第２のガラス基板上に樹脂製の複数のレンズ部を供えた第２のウエハレンズアレイを準備し、前記第１のウエハレンズアレイが前記傾斜部が外部に露出するように前記第２のウエハレンズアレイと積層した後接合し、切断してレンズユニットを生成する工程と、
    前記受光センサーを所定位置に配置する工程と、
    所定位置に配置された前記受光センサーに、複数枚のウエハレンズのうち前記傾斜部に対し、位置合わせ用の治具を当接させながら前記レンズユニットを前記受光センサーに対して所定位置に移動させる工程と、
    前記レンズユニットを前記所定位置へ移動後、前記センサーユニットに対して前記レンズユニットを固定する工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。