JPWO2016181512A1 - 撮像装置、内視鏡システムおよび撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

細径化可能な撮像装置、内視鏡システムおよび撮像装置の製造方法を提供する。本発明の撮像装置１００は、入射光を集光するレンズユニット４０およびプリズム５１と、プリズム５１から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する受光部５２を有する撮像素子５３と、レンズユニット４０およびプリズム５１を撮像素子５３の主面上にそれぞれ接着するレンズ用接着剤４２およびプリズム用接着剤４３と、を備え、レンズ用接着剤４２およびプリズム用接着剤４３は、フォトリソグラフィプロセスによりパターニング可能な感光性を有する透明接着剤であって、レンズユニット４０およびプリズム５１の受光部５３に対する位置規定機能を有することを特徴とする。

Description

本発明は、被検体内に挿入される内視鏡の挿入部の先端に設けられて被検体内を撮像する撮像装置、該撮像装置を備えた内視鏡システムおよび撮像装置の製造方法に関する。

従来、医療分野および工業分野において、各種検査のために内視鏡システムが広く用いられている。このうち、医療用の内視鏡システムは、患者等の被検体内に、先端部に撮像装置が内蔵された可撓性を有する細長の挿入部を挿入することによって、被検部位の観察等を行うことができるものである。このような内視鏡システムでは、被検体への導入のしやすさを考慮し、挿入部の細径化が求められている。

一般に、内視鏡システムに用いられる撮像装置においては、金属製の枠部材（鏡胴）によって対物光学系としての対物レンズの外周部を保持し、対物レンズの径方向および光軸方向の位置を規定している。撮像装置を内蔵する挿入部を細径化する技術として、対物光学系の枠部材（鏡胴）を保持する部材（鏡胴保持部材）に光路方向の間隔を設け、この間隔部分の外周面をカットした後、鏡胴保持部材を固体撮像素子の上面側に近接配置することにより、高さ寸法を低減した内視鏡用撮像装置が開示されている（たとえば、特許文献１および２参照）。

特開２０００−２７１０６６号公報 特開２００２−４５３３３号公報

しかしながら、金属加工の限界により金属製の枠部材の肉厚を限りなく小さくすることは困難であるため、特許文献１および２の技術では、対物光学系がさらに小型化された場合、対物光学系の外形寸法に比べ、枠部材の肉厚が相対的に大きくなり、撮像装置の細径化を阻害するおそれがある。また、枠部材の材質として樹脂を用いた場合であっても、枠部材の製造上（例えば、射出成形により枠部材を成形する場合）の限界により、金属製と同様に肉厚が制限され、細径化を阻害する要因となりうるものであった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、細径化可能な撮像装置、内視鏡システムおよび撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、入射光を集光する光学系と、前記光学系から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する受光部を有する撮像素子と、前記光学系を前記撮像素子の主面上に接着する光学系接着剤層と、を備え、前記光学系接着剤層は、フォトリソグラフィプロセスによりパターニング可能な感光性を有する透明接着剤であって、前記光学系の前記受光部に対する位置規定機能を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記光学系は、複数の対物レンズと、前記対物レンズが集光した光を反射させるプリズムと、を有し、前記撮像素子は主面が前記対物レンズの光軸と平行に配置され、前記光学系接着剤層は、前記プリズムを前記受光部上に接着するプリズム用接着剤と、前記対物レンズを前記撮像素子上に接着するレンズ用接着剤と、を有し、前記プリズム用接着剤の厚さは前記レンズ用接着剤と同じ厚さであることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と平行に２列形成され、前記２列のレンズ用接着剤と前記撮像素子の主面により構成される溝部にレンズ枠で保持された前記対物レンズを配置することにより、前記対物レンズを位置決めすることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と直交する方向に複数形成され、前記複数のレンズ用接着剤と前記撮像素子の主面により構成される溝部に前記対物レンズをそれぞれ配置することにより、前記対物レンズを位置決めすることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記撮像素子の主面と前記レンズ枠の間、または前記撮像素子の主面と前記対物レンズとの間には、前記レンズ用接着剤が存在しないことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と平行に２列形成され、前記撮像素子は、前記２列のレンズ用接着剤の間に形成された溝部を有し、前記２列のレンズ用接着剤の間に前記対物レンズを配置することにより、前記対物レンズを位置決めすることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記対物レンズを保持するレンズ枠は、前記撮像素子と接することなく前記レンズ用接着剤により保持され、前記レンズ枠と前記レンズ用接着剤との接続部の周辺には封止樹脂が充填されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置は、上記発明において、前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と平行に２列形成され、前記撮像素子は、前記複数のレンズ用接着剤の間に前記対物レンズの光軸と直交するように複数形成された溝部を有し、前記溝部に前記対物レンズをそれぞれ配置することにより、前記対物レンズを位置決めすることを特徴とする。

また、本発明にかかる内視鏡システムは、生体内に挿入され、生体内を撮像する内視鏡システムにおいて、上記いずれか一つに記載の撮像装置を先端部に備えた内視鏡を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置の製造方法は、複数の受光部が形成されたウエハ上に、透明な感光性接着剤からなる光学系接着剤層の層を形成する接着剤層形成工程と、入射光を集光する光学系を配置する部分の前記光学系接着剤層を、フォトリソグラフィプロセスによりパターニングするパターニング工程と、前記ウエハをダイシングして撮像素子に個片化するダイシング工程と、前記光学系接着剤層を位置規定手段として前記撮像素子上に前記光学系を位置決めした後、前記撮像素子上に前記光学系を接続する接続工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置の製造方法は、上記発明において、前記接着剤層形成工程は、液状の感光性接着剤をスピンコートにより前記ウエハ上に形成したことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像装置の製造方法は、上記発明において、前記接着剤層形成工程は、フィルム状の感光性接着剤を前記ウエハ上にラミネートして形成したことを特徴とする。

本発明によれば、対物レンズを撮像素子表面に直接実装することにより、撮像装置の細径化を図ることが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。 図２は、図１に示す内視鏡先端の光軸方向と平行な鉛直面での部分断面図である。 図３Ａは、図２に示す撮像装置の斜視図である。 図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ線断面図である。 図４Ａは、図２の撮像装置の製造工程を説明する図である。 図４Ｂは、図２の撮像装置の製造工程を説明する図である。 図４Ｃは、図２の撮像装置の製造工程を説明する図である。 図４Ｄは、図２の撮像装置の製造工程を説明する図である。 図５Ａは、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。 図５Ｂは、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置を説明する斜視図である。 図６Ａは、本発明の実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。 図６Ｂは、本発明の実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置を説明する斜視図である。 図７Ａは、本発明の実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。 図７Ｂは、本発明の実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置を説明する斜視図である。 図８Ａは、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。 図８Ｂは、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置を説明する斜視図である。 図８Ｃは、図８Ｂの撮像装置を前端部からみた図である。 図９Ａは、本発明の実施の形態３の変形例１にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。 図９Ｂは、本発明の実施の形態３の変形例２にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。 図９Ｃは、本発明の実施の形態３の変形例３にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。

以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、撮像装置を備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、内視鏡システム１は、内視鏡２と、ユニバーサルコード６と、コネクタ７と、光源装置９と、プロセッサ（制御装置）１０と、表示装置１３とを備える。

内視鏡２は、挿入部４を被検体内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し撮像信号を出力する。ユニバーサルコード６内部の電気ケーブル束は、内視鏡２の挿入部４の先端まで延伸され、挿入部４の先端部３１に設けられる撮像装置に接続する。

コネクタ７は、ユニバーサルコード６の基端に設けられて、光源装置９およびプロセッサ１０に接続され、ユニバーサルコード６と接続する先端部３１の撮像装置が出力する撮像信号に所定の信号処理を施すとともに、撮像信号をアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して画像信号として出力する。

光源装置９は、例えば、白色ＬＥＤを用いて構成される。光源装置９が点灯するパルス状の白色光は、コネクタ７、ユニバーサルコード６を経由して内視鏡２の挿入部４の先端から被写体へ向けて照射する照明光となる。

プロセッサ１０は、コネクタ７から出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体を制御する。表示装置１３は、プロセッサ１０が処理を施した画像信号を表示する。

内視鏡２の挿入部４の基端側には、内視鏡機能を操作する各種ボタン類やノブ類が設けられた操作部５が接続される。操作部５には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入口１７が設けられる。

挿入部４は、撮像装置が設けられる先端部３１と、先端部３１の基端側に連設された複数方向に湾曲自在な湾曲部３２と、この湾曲部３２の基端側に連設された可撓管部３３とによって構成される。湾曲部３２内の湾曲管３４（図２参照）は、操作部５に設けられた湾曲操作用ノブの操作によって湾曲し、挿入部４内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、たとえば上下左右の４方向に湾曲自在となっている。

内視鏡２には、光源装置９からの照明光を伝送するライトガイド（不図示）が配設され、ライトガイドによる照明光の出射端に照明レンズ（不図示）が配置される。この照明レンズは、挿入部４の先端部３１に設けられており、照明光が被検体に向けて照射される。

次に、内視鏡２の先端部３１の構成について詳細に説明する。図２は、図１に示す内視鏡２先端の光軸方向と平行な鉛直面での部分断面図である。図２においては、内視鏡２の挿入部４の先端部３１と、湾曲部３２の一部を図示している。

図２に示すように、湾曲部３２は、湾曲管３４内部に挿通された湾曲ワイヤの牽引弛緩にともない、上下左右の４方向に湾曲自在である。この湾曲部３２の先端側に延設された先端部３１内部の上部に、撮像装置１００が設けられ、下部には各種処置具を延出させる処置具チャンネル３６が形成されている。

撮像装置１００は、レンズユニット４０と、レンズユニット４０の基端側に配置する撮像ユニット５０とを有し、後述する撮像素子の端辺が接着剤で先端部３１の内側に接着される。先端部３１は、撮像装置１００を収容する内部空間を形成するための硬質部材で形成される。先端部３１の基端外周部は、図示しない柔軟な被覆管によって被覆されている。先端部３１よりも基端側の部材は、湾曲部３２が湾曲可能なように、柔軟な部材で構成されている。

レンズユニット４０は、複数の対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３と、複数の対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の間に配置されるスペーサ４０ｂ−１および４０ｂ−２と、図示しない絞り部材と、複数の対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３等を保持するレンズ枠４１と、を有する。レンズユニット４０が、先端部３１内部の先端固定部３５に挿嵌固定されることによって、先端部３１に固定される。

撮像ユニット５０は、レンズユニット４０の対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３から出射された光を反射させるプリズム５１と、プリズム５１により反射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する受光部５２を有する撮像素子５３と、を備える。撮像素子５３は、受光部５２が形成される主面が対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸と平行（水平）となるように配置される横置き型であり、プリズム５１は受光部５２上に配置されている。撮像素子５３の基端には、信号ケーブル５５が接続されたフレキシブルプリント基板５４が接続されている。フレキシブルプリント基板５４上には、撮像素子５３を駆動する電子部品５７等が実装されている。本発明の実施の形態１における撮像素子５３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の半導体撮像素子である。

信号ケーブル５５の基端は、挿入部４の基端方向に延伸する。信号ケーブル５５は、挿入部４に挿通配置され、図１に示す操作部５およびユニバーサルコード６を介して、コネクタ７まで延設されている。

先端部３１に入射した光は、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３によって集光され、プリズム５１に入射する。受光部５２は、プリズム５１から照射された光を受光し、受光した光を撮像信号に変換する。撮像信号は、フレキシブルプリント基板５４に接続される信号ケーブル５５およびコネクタ７を経由して、プロセッサ１０に出力される。本明細書において、先端部３１の光が入射する側、すなわち対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３が配置される側を前端部といい、プリズム５１が配置される側を後端部という。

先端固定部３５の内壁面と接する撮像素子５３の側面は、接着剤で先端固定部３５の内壁面に接着され、撮像素子５３上のプリズム５１の組み付け位置の後端側は、封止樹脂６７により封止されている。

次に、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置１００について説明する。図３Ａは、図２に示す撮像装置１００の斜視図である。図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ線断面図である。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置１００において、撮像素子５３の対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の搭載領域上にはレンズ用接着剤４２を介してレンズユニット４０が接続されるとともに、受光部５２上にはプリズム用接着剤４３を介してプリズム５１が接続されている。レンズユニット４０は、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３を保持するレンズ枠４１が撮像素子５３表面に直接実装されている。撮像素子５３の後端部側には、フレキシブルプリント基板５４を接続する撮像素子電極５６が形成されている。

レンズ枠４１内に対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３、スペーサ４０ｂ−１〜４０ｂ−２および図示しない絞り部材を挿入してレンズユニット４０とした後、レンズユニット４０を、撮像素子５３の主面に配置されたレンズ用接着剤４２を位置規定手段として使用して、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の位置を規定し接続する。レンズユニット４０は、治具等により上部側面を吸着された状態で、対応するレンズ用接着剤４２上に移動され、上部からレンズユニット４０とレンズ位置規定手段であるレンズ用接着剤４２との位置をカメラ等により確認しながら、受動的に位置調整が行われた後に撮像素子５３上に固定される。同様に、プリズム５１は、治具等により上部側面を吸着された状態で、対応するプリズム用接着剤４３上に移動され、上部からプリズム５１とプリズム位置規定手段であるプリズム用接着剤４３との位置をカメラ等により確認しながら、位置調整が行われた後に撮像素子５３上に固定される。レンズユニット４０およびプリズム５１の正確な位置決めのためには、レンズ用接着剤４２およびプリズム用接着剤４３の大きさは、レンズユニット４０およびプリズム５１の上部方向からの投影面の大きさと略同一、またはわずかに大きくすることが好ましい。

レンズユニット４０は、レンズ枠４１を用いることなく、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３、およびスペーサ４０ｂ−１〜４０ｂ−２を一体化したものを使用することもできる。レンズユニットの一体化は、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３またはスペーサ４０ｂ−１および４０ｂ−２の接続面に予め接着剤を塗布しておき、一体化用の枠部材中に、例えば、対物レンズ４０ａ−３、スペーサ４０ｂ−２、対物レンズ４０ａ−２、スペーサ４０ｂ−１、対物レンズ４０ａ−１等の順番に落とし込み、接着剤を硬化させた後、枠部材からレンズユニットを取り出すことで一体化することができる。このようにレンズ枠４１を用いない場合には、外形が円形の対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３、およびスペーサ４０ｂ−１〜４０ｂ−２のうち、撮像のための光路となっていない一部分をカットする、いわゆるＤカットをしても良い。Ｄカットをすることによって、撮像素子５３との接着面積が大きくなり、対物レンズの固定を安定させることができる。なお、Ｄカットするタイミングは、上記の作成ステップのうち、落とし込む前にそれぞれをＤカットしても良いし、一体化した後にまとめてＤカットしても良い。また、レンズユニット４０とレンズ用接着剤４２との接着部周辺には、光路を遮らない範囲で封止樹脂（不図示）を充填して、接着部分を保護することが好ましい。

次に、本発明の実施の形態１にかかる撮像装置１００の製造方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、図２の撮像装置１００の製造工程を説明する図である。

図４Ａに示す複数の受光部５２が形成されたウエハ５３ｐ上に、図４Ｂに示すように透明な感光性接着剤からなる光学系接着剤層層４４を形成する。ウエハ５３ｐをダイシングして個片化することにより複数の撮像素子５３が製造されるものであり、１の撮像素子５３領域上に受光部５２とレンズ搭載領域を有する。レンズ搭載領域は、レンズ用接着剤４２が配置される領域であり、該領域にレンズユニット４０が実装される。レンズ搭載領域には、撮像素子５３を駆動・制御するための周辺回路が形成されていてもよい。

液状の感光性接着剤により光学系接着剤層層４４を形成する場合、スピンコートによりウエハ５３Ｐ上に感光性接着剤を塗布する。スピンコートにより感光性接着剤を形成した後、プリベークして半硬化状態の光学系接着剤層４４とする。これにより、露光および現像が可能となり、レンズ用接着剤４２とプリズム用接着剤４３のパターニングを行うことができる。液状の感光性接着剤としては、例えば、太陽インキ製造（株）のＵ−１００シリーズを好適に使用することができる。

フィルム状の感光性接着剤により光学系接着剤層４４を形成する場合、フィルム状の感光性接着剤をウエハ５３Ｐ上にラミネートして形成する。フィルム状の感光性接着剤を使用する場合、光学系接着剤層層４４の厚さを容易に厚くすることができる。フィルム状の感光性接着剤としては、例えば、デュポンＭＲＣドライフィルム（株）のＰｅｒＭＸシリーズ、住友ベークライト（株）のＩＢＦシリーズを好適に使用することができる。

光学系接着剤層４４を形成後、図４Ｃに示すように、フォトリソグラフィプロセスによりレンズ用接着剤４２とプリズム用接着剤４３のパターニングを行い、図４Ｃで点線で示す位置をダイシングして個別の撮像素子５３に分割する。

その後、レンズ用接着剤４２およびプリズム用接着剤４３を位置規定手段として、レンズユニット４０とプリズム５１との位置を規定した後、加熱・加圧してレンズユニット４０およびプリズム５１を、レンズ用接着剤４２およびプリズム用接着剤４３にそれぞれ接続する。レンズユニット４０とプリズム５１は、接着剤の粘着性によりレンズユニット４０とプリズム５１とを仮固定した後、同時に接続してもよく、あるいは、個別に接続してもよい。レンズユニット４０とプリズム５１とを個別に接続する場合、先にプリズム５１をプリズム用接着剤４３で接続した後、レンズユニット４０の接続位置を撮像素子５３が出力する画像を見ながら調整してもよい。

レンズユニット４０のレンズ枠４１、またはレンズ枠を使用しない一体化したレンズユニットを直接撮像素子５３に接続することにより撮像装置１００の細径化は可能となる。しかしながら、レンズユニット４０やプリズム５１の光軸を一致させながら精度よく位置決めするためには、使用する接着剤の塗布量や塗布位置の精密な制御が必要であり、レンズユニット４０を直接撮像素子５３に接続した撮像装置を高精度に製造することは容易ではなかった。本発明の実施の形態１にかかる撮像装置１００で使用する撮像素子５３は、複数の受光部５２が形成されたウエハレベルにおいて透明な感光性接着剤を塗布し、感光性接着剤をフォトリソグラフィプロセスによるパターニングを行い、レンズ用接着剤４２とプリズム用接着剤４３を形成した後、個片化される。本発明の実施の形態１では、フォトリソグラフィプロセス、すなわちフォトマスクを使用した露光、および現像によりレンズ用接着剤４２とプリズム用接着剤４３を形成するため、レンズ用接着剤４２とプリズム用接着剤４３の平面方向の相対的な配置位置を高精度に制御することができる。

また、感光性接着剤として液状のものを使用する場合、スピンコートにより接着剤の厚みを高精度に制御可能であり、フィルム状の感光性接着剤を使用した場合も、フィルムの製造工程においてフィルム厚みを高精度に制御可能であるため、レンズ用接着剤４２およびプリズム用接着剤４３の厚みを高精度に制御して、レンズユニット４０の光軸とプリズム５１の光軸を高精度に一致させることができる。本発明の実施の形態１では、液状またはフィルム状のいずれの感光性接着剤を使用しても、レンズ用接着剤４２の厚みとプリズム用接着剤４３の厚みは略同一となる。

本発明の実施の形態１では、上記のようにして形成したレンズ用接着剤４２およびプリズム用接着剤４３を位置規定部材として、レンズユニット４０およびプリズム５１の接続位置を規定するため、高精度に位置決め可能であるとともに、細径化可能な撮像装置１００を得ることができる。

なお、本発明の実施の形態１では、撮像素子は、受光部が形成される主面が対物レンズの光軸と平行（水平）となるように配置される横置き型であるが、プリズムを使用しないで、対物レンズから受光部に直接光を入射する縦置き型の撮像素子も使用することができる。横置き型の撮像素子を使用する場合、受光部上にフォトリソグラフィプロセスによりレンズ用接着剤を形成し、形成したレンズ用接着剤を位置規定手段としてレンズユニットの位置を規定して接続することにより、細径化でき、かつ高精度な撮像装置を得ることができる。

（実施の形態２）
図５Ａは、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態２にかかる撮像装置を説明する斜視図である。図５Ａ、および図５Ｂにおいては、撮像素子電極の図示を省略している。

本発明の実施の形態２にかかる撮像装置に使用される撮像素子５３Ａの主面上には、レンズ用接着剤４２ａが、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸と平行に２列形成されている。２列のレンズ用接着剤４２ａは、撮像素子５３Ａの主面とともに溝部４６ａを構成し、この溝部４６ａにレンズユニット４０を配置することにより、レンズユニット４０の接続位置を規定する。レンズ用接着剤４２ａを高精度に配置することにより、レンズユニット４０は、光軸方向と直交する方向は自動的に位置が規定され、光軸方向および回転方向の調整を行えばよい。レンズユニット４０の光軸方向の位置を高精度に規定するためには、レンズ用接着剤４２ａの光軸方向の長さを、レンズユニット４０の光軸方向の長さと略同一とすることが好ましい。

本発明の実施の形態２では、レンズユニット４０の位置決めの調整が容易となるとともに、溝部４６ａ内のレンズユニット４０と撮像素子５３Ａの主面との間には、レンズ用接着剤４２ａが存在しないため、レンズ用接着剤４２ａが硬化する際の収縮によるレンズユニット４０の高さの調整が容易となる。また、レンズユニット４０とレンズ用接着剤４２ａとの接着部周辺には、光路を遮らない範囲で封止樹脂（不図示）を充填して、接着部分を保護することが好ましい。

また、撮像素子の主面上に形成されるレンズ用接着剤は、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸と直交する方向に複数形成されていてもよい。図６Ａは、本発明の実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。図６Ｂは、本発明の実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置を説明する斜視図である。図６Ａ、および図６Ｂにおいては、撮像素子電極の図示を省略している。

本発明の実施の形態２の変形例１にかかる撮像装置に使用される撮像素子５３Ｂの主面上には、レンズ用接着剤４２ｂが、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸と直交する方向に４列形成されている。４列のレンズ用接着剤４２ｂは、撮像素子５３Ｂの主面とともに溝部４６ｂを構成し、この溝部４６ｂに対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３をそれぞれ配置することにより、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３を位置決めする。レンズ用接着剤４２ｂの配置間隔は、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸方向の最大長さに合わせて調整することが好ましい。レンズ用着接剤４２ｂを高精度に配置することにより、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３は、光軸方向は自動的に位置が規定され、光軸方向と直交する方向および回転方向の調整を行えばよい。なお、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸方向と直交する方向の位置を高精度に規定するためには、レンズ用接着剤４２ｂの光軸方向と直交する方向の長さを、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸方向と直交する方向の長さと略同一とすることが好ましい。また、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３とレンズ用接着剤４２ｂとの接着部周辺には、光路を遮らない範囲で封止樹脂（不図示）を充填して、接着部分を保護することが好ましい。

さらに、撮像素子の主面上に形成されるレンズ用接着剤に、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３をそれぞれ配置する溝部を形成してもよい。図７Ａは、本発明の実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。図７Ｂは、本発明の実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置を説明する斜視図である。図７Ａ、および図７Ｂにおいては、撮像素子電極の図示を省略している。

本発明の実施の形態２の変形例２にかかる撮像装置に使用される撮像素子５３Ｃの主面上には、レンズ用接着剤４２ｃが形成され、レンズ用接着剤４２ｃには、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の光軸と直交する方向に溝部４６ｃが３列形成されている。溝部４６ｃは、レンズ用接着剤４２ｃが露光・現像により除去されたものであり、この溝部４６ｃに対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３をそれぞれ配置することにより、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３を位置決めする。溝部４６ｃの配置間隔は、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３の厚さに合わせて調整することが好ましい。また、溝部４６ｃの長さおよび幅は、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３を配置した際、溝部４６ｃの主面側の端部が対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３と接することにより位置決めできる大きさであることが好ましい。レンズ用接着剤４２ｃをフォトリソグラフィプロセスにより高精度に配置することにより、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３は、光軸方向および光軸方向と直交する方向は自動的に位置が規定され、回転方向の調整を行えばよい。また、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３とレンズ用接着剤４２ｃとの接着部周辺には、光路を遮らない範囲で封止樹脂（不図示）を充填して、接着部分を保護することが好ましい。

（実施の形態３）
図８Ａは、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。図８Ｂは、本発明の実施の形態３にかかる撮像装置を説明する斜視図である。図８Ｃは、図８Ｂの撮像装置を前端部からみた図である。図８Ａおよび図８Ｂにおいては、撮像素子電極の図示を省略している。

本発明の実施の形態３にかかる撮像装置に使用される撮像素子５３Ｄの主面上には、レンズ用接着剤４２ｄが、レンズユニット４０Ｄの光軸と平行に２列形成されている。また、２列のレンズ用接着剤４２ｄの間には、レンズユニット４０Ｄを配置する溝部４６ｄが形成されている。

撮像装置を細径化するためには、使用する対物レンズの径の制約があるが、本発明の実施の形態３では、撮像素子５３Ｄの溝部４６ｄを形成し、溝部４６ｄにレンズユニット４０Ｄを落とし込むように配置することで、撮像装置を細径化しながら、径の大きな対物レンズを用いたレンズユニット４０Ｄを使用することができる。これにより明るい画像を取得することができる。

溝部４６ｄは、シリコンからなる撮像素子５３Ｄの結晶異方性ウェットエッチング、深掘り反応性イオンエッチング、またはダイシングブレードによる加工にて形成することができる。溝部４６ｄの光軸方向の長さはレンズユニット４０Ｄの長さと略同一であることが好ましく、光軸方向と直交する方向の長さは、レンズユニット４０Ｄの径と光軸の位置とを考慮して決めることが好ましい。溝部４６ｄにレンズユニット４０Ｄを落とし込んで配置することにより、レンズユニット４０Ｄは、光軸方向および光軸方向と直交する方向は自動的に位置が規定され、回転方向の調整を行えばよい。

レンズユニット４０Ｄの外周は溝部４６ｄと接していてもよいが、図８Ｃに示すように、溝部４６ｄと接することなくレンズ用接着剤４２ｄのみにより保持されることが好ましい。溝部４６ｄの位置精度よりレンズ用接着剤４２ｄの位置精度のほうが高いため、レンズ用接着剤４２ｄのみにより接して保持されることにより、レンズユニット４０Ｄを高精度に位置決めすることができる。また、レンズユニット４０Ｄとレンズ用接着剤４２ｄとの接着部周辺には、光路を遮らない範囲で封止樹脂４７を充填して、接着部分を保護することが好ましい。

なお溝部は、一辺が開口していてもよいが、開口していないものであってもよい。図９Ａは、本発明の実施の形態３の変形例１にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。図９Ａにおいては、撮像素子電極の図示を省略している。撮像素子５３Ｅの主面上には、レンズ用接着剤４２ｅが、レンズユニットの光軸と平行に２列形成されるとともに、２列のレンズ用接着剤４２ｅの間には、撮像素子５３Ｅの前端部側が開口していない溝部４６ｅが形成されている。溝部４６ｅにレンズユニットを落とし込んで位置決めすることにより、細径化を図りながら、高精度な撮像装置を得ることができる。

さらに、溝部は有底であってもよい。図９Ｂは、本発明の実施の形態３の変形例２にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。図９Ｂにおいては、撮像素子電極の図示を省略している。撮像素子５３Ｆの主面上には、レンズ用接着剤４２ｆが、レンズユニットの光軸と平行に２列形成されるとともに、２列のレンズ用接着剤４２ｆの間には、有底の溝部４６ｆが形成されている。溝部４６ｆにレンズユニットを落とし込んで位置決めすることにより、細径化を図りながら、高精度な撮像装置を得ることができる。

さらにまた、溝部は対物レンズに合わせて複数形成されていてもよい。図９Ｃは、本発明の実施の形態３の変形例３にかかる撮像装置に使用される撮像素子を説明する斜視図である。図９Ｃにおいては、撮像素子電極の図示を省略している。撮像素子５３Ｇの主面上には、レンズ用接着剤４２ｇが、レンズユニットの光軸と平行に２列形成されるとともに、２列のレンズ用接着剤４２ｇの間には、対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３をそれぞれ配置する３つの溝部４６ｇが形成されている。溝部４６ｇに対物レンズ４０ａ−１〜４０ａ−３をそれぞれ落とし込んで位置決めすることにより、細径化を図りながら、高精度な撮像装置を得ることができる。

１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
４ 挿入部
５ 操作部
６ ユニバーサルコード
７ コネクタ
９ 光源装置
１０ プロセッサ
１３ 表示装置
１７ 処置具挿入口
３１ 先端部
３２ 湾曲部
３３ 可撓管部
３４ 湾曲管
３５ 先端固定部
３６ 処置具チャンネル
４０ レンズユニット
４０ａ−１〜４０ａ−３ 対物レンズ
４０ｂ−１、４０ｂ−２ スペーサ
４１ レンズ枠
４２ レンズ用接着剤
４３ プリズム用接着剤
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅ、４６ｆ、４６ｇ 溝部
４７、６７ 封止樹脂
５０ 撮像ユニット
５１ プリズム
５２ 受光部
５３、５３Ｃ、５３Ｄ 撮像素子
５４ フレキシブルプリント基板
５５ 信号ケーブル
５６ 撮像素子電極
５７ 電子部品
１００ 撮像装置

Claims (12)

1. 入射光を集光する光学系と、
   前記光学系から入射された光を受光して光電変換を行うことにより電気信号を生成する受光部を有する撮像素子と、
   前記光学系を前記撮像素子の受光部が形成される主面上に接着する光学系接着剤層と、
   を備え、前記光学系接着剤層は、フォトリソグラフィプロセスによりパターニング可能な感光性を有する透明接着剤であって、前記光学系の前記受光部に対する位置規定機能を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記光学系は、複数の対物レンズと、前記対物レンズが集光した光を反射させるプリズムと、を有し、
   前記撮像素子は主面が前記対物レンズの光軸と平行に配置され、
   前記光学系接着剤層は、前記プリズムを前記受光部上に接着するプリズム用接着剤と、前記対物レンズをレンズ搭載領域に接着するレンズ用接着剤と、を有し、前記プリズム用接着剤の厚さは前記レンズ用接着剤と同じ厚さであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と平行に２列形成され、前記２列のレンズ用接着剤と前記撮像素子の主面により構成される溝部にレンズ枠で保持された前記対物レンズを配置することにより、前記対物レンズの位置を規定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と直交する方向に複数形成され、前記複数のレンズ用接着剤と前記撮像素子の主面により構成される溝部に複数の前記対物レンズをそれぞれ配置することにより、前記対物レンズの位置を規定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記撮像素子の主面と前記レンズ枠の間、または前記撮像素子の主面と前記対物レンズとの間には、前記レンズ用接着剤が存在しないことを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
6. 前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と平行に２列形成され、
   前記撮像素子は、前記２列のレンズ用接着剤の間に形成された溝部を有し、前記２列のレンズ用接着剤の間に前記対物レンズを配置することにより、前記対物レンズの位置を規定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
7. 前記対物レンズを保持するレンズ枠は、前記撮像素子と接することなく前記レンズ用接着剤により保持され、前記レンズ枠と前記レンズ用接着剤との接続部の周辺には封止樹脂が充填されることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記レンズ用接着剤は、前記対物レンズの光軸と平行に２列形成され、
   前記撮像素子は、前記複数のレンズ用接着剤の間に前記対物レンズの光軸と直交するように複数形成された溝部を有し、前記溝部に複数の前記対物レンズをそれぞれ配置することにより、前記対物レンズの位置を規定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
9. 生体内に挿入され、生体内を撮像する内視鏡システムにおいて、
   請求項１〜８のいずれか一つに記載の撮像装置を先端部に備えた内視鏡を有することを特徴とする内視鏡システム。
10. 複数の受光部が形成されたウエハ上に、透明な感光性接着剤からなる光学系接着剤層の層を形成する接着剤層形成工程と、
    入射光を集光する光学系を配置する部分の前記光学系接着剤層を、フォトリソグラフィプロセスによりパターニングするパターニング工程と、
    前記ウエハをダイシングして撮像素子に個片化するダイシング工程と、
    前記光学系接着剤層を位置規定手段として前記撮像素子上に前記光学系を位置決めした後、前記撮像素子上に前記光学系を接続する接続工程と、
    を含むことを特徴とする撮像装置の製造方法。
11. 前記接着剤層形成工程は、液状の感光性接着剤をスピンコートにより前記ウエハ上に形成したことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置の製造方法。
12. 前記接着剤層形成工程は、フィルム状の感光性接着剤を前記ウエハ上にラミネートして形成したことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置の製造方法。

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