WO2004003618A1

WO2004003618A1 - イメージセンサモジュール

Info

Publication number: WO2004003618A1
Application number: PCT/JP2003/008250
Authority: WO
Inventors: Yuji Sakamoto
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2004-01-08
Also published as: US7391458B2; CN1332231C; US20050237418A1; CN1666130A

Abstract

　イメージセンサモジュール（Ｘ１）は、ハウジング（１）、レンズ押さえ（２）、イメージセンサチップ（４）、基板（５）、およびレンズユニット（Ａ，Ｂ）を含む。ハウジング（１）には、レンズユニット（Ａ，Ｂ）を固定するための段部(1ａ)が形成されている。レンズ押さえ（２）は、ハウジング（１）に固定されるとともに、レンズユニット（Ａ，Ｂ）の上面に当接する。レンズ押さえ（２）の付勢力によって、レンズユニット（Ａ，Ｂ）は、ハウジング（１）の段部(1ａ)に押し付けられる。

Description

イメージセンサモジユーノレ技術分野

本願発明は、デジタルカメラや携帯電話などに組み込まれるィメ

モジュールに関する。背景技術

一般的に、従来のイメージセンサモジュールは、一のイメージセンサチップと、これらチップを搭載する基板と、この基板上に取り付けられたハウジングを含んでいる。さらに、イメージセンサモジュールは、被写体からの光を上記イメージセンサチップ上に結像させるためのレンズを有している。このレンズは、ハウジング内の所定の位置に保持される。

上記ィメージセンサモジュールによつて鮮明な撮像画像を得るには、ィメージセンサチップに対してレンズを正確に取り付ける必要がある。ところが、従来のィメージセンサモジュールは、レンズの正確な取り付けを可能とする簡易な構造を有していなかった。そのため、レンズの取り付け位置が不適切なことに起因して、鮮明な撮像画像が得られなくなる場合があった。また、レンズ取り付け構造が複雑であることに起因して、イメージセンサモジュールの製造コストが高くなっていた。発明の開示

本願発明は、このような事情のもとに考え出されたものである。したがって、本願発明は、レンズの取り付けが簡易かつ正確に行えるように構成されたィメージセンサモジュールを提供することをその課題とする。また、本願発明の別の課題は、レンズを正確な位置に配置する方法を提供することにある。

本願発明の第 1の側面により提供されるイメージセンサモジュールは、基板上に搭載されたイメージセンサチップと、上記基板上に取り付けられ、かつ上記ィメ一ジセンサチップよりも上方にレンズ保持用の段部を有しているハウジングと、上記段部上に載せられ、かつ被写体の像を上記イメージセンサチップ上に結像させるためのレンズと、上記ハウジングに取り付けられたレンズ押さえと、を具備している。上記レンズ押さえは弾性変形可能部分を有しており、上記レンズは、上記弾性変形可能部分に起因する付勢力によって、上記ハウジングの上記段部に押し付けられる構成とされている。

好ましくは、上記レンズ押さえは、上記ハウジングの上面部に固定される第 1部分と、上記レンズの上面部に当接する第 2部分とを有している。上記弾性変形可能部分は、上記第 1部分と上記第 2部分との間に設けられている。好ましくは、上記レンズ押さえの第 1部分には凸部が形成されており、上記ハウジングの上面部には、上記凸部と係合する凹部が形成されている。

好ましくは、上記レンズ押さえは、上記レンズの上記上面部のうち、中央寄りの一定領域以外の部分を覆うように構成されている。

好ましくは、上記レンズの上部は、上記ハウジングの上記上面部よりも上方に突出している。

好ましくは、上記レンズ押さえの上記第 1部分および上記第 2部分の中間部分には、この中間部分の薄肉化を図るための凹部が形成されている。

好ましくは、上記レンズは、第 1 レンズ部材ぉよび第 2レンズ部材を組み合わせてなる。上記第 1 レンズ部材は、凹状のレンズ面を有しており、上記第 2 レンズ部材は、上記凹状のレンズ面から離間した凸状のレンズ面を有している。好ましくは、上記第 1レンズには、位置決め用凸部が形成されており、上記第 2レンズには、この位置決め用凸部に係合する凹部が形成されている。好ましくは、本願発明のイメージセンサモジュールは、上記段部の下方に位置する追加の段部と、この追加の段部に取り付けられる光学フィルタとをさらに具備している。

本願発明の第 2の側面により提供されるイメージセンサモジュールは、基板上に搭載されたイメージセンサチップと、上記イメージセンサチップに対面するレンズ部およびこのレンズ部から下方に延びるスぺーサを有するレンズュニットと、を具備している。上記スぺーサは、上記イメージセンサチップに直接的に接している。

好ましくは、上記スぺーサは、接着剤を介して上記イメージセンサチップに固定されている。

好ましくは、上記レンズユニットは、上記スぺーサと一体形成された第 1 レンズと、この第 1 レンズに組み合わされた第 2レンズを含んでいる。

好ましくは、本願発明のイメージセンサモジュールは、上記レンズユニットのレンズ部を覆う光学フィルタをさらに具備している。

好ましくは、本願発明のイメージセンサモジュールは、上記レンズユニットと上記光学フィルタとの間に配置された絞りをさらに具備している。

本願発明の第 3の側面により提供されるイメージセンサモジュールの製造方法は、イメージセンサチップを基板に搭載し、さらに、上記イメージセンサチップにレンズュニットを搭載する各工程を含んでいる。上記レンズュニットは、レンズ部およびこのレンズ部から延びるスぺーサを含んでいる。上記レンズュニットを上記イメージセンサチップに搭載するに際して、上記スぺーサは、上記ィメージセンサチップに直接的に接触させられる。

本願発明の第 4の側面によれば、基板上に搭載されたイメージセンサチップと、このイメージセンサチップ対向するレンズ面を有するレンズと、を備えたイメージセンサモジュールの製造方法が提供される。この製造方法は、上記ィメージセンサチップと上記レンズ面との間の距離を調整をする工程と、上記距離の調整の後に上記レンズを固定する工程と、を含んでいる。

好ましくは、上記距離の調整は、上記レンズ面を通して上記イメージセンサチップにテストチャートを撮像させつつ、このテストチャートの撮像画像が最適となるように上記レンズ面を変位させることにより行う。

好ましくは、上記レンズの固定は、紫外線硬化樹脂を用いて行う。

好ましくは、上記距離の調整は、上記レンズを保持するハウジングを移動させることにより行う。

好ましくは、上記距離の調整は、上記基板に固定されたハウジングに相対的に上記レンズを移動させることにより行う。図面の簡単な説明

図 1は、本願発明の第 1の実施形態に基づくィメージセンサモジュールを示す断面図である。

図 2は、図 1のイメージセンサモジュールに用いるレンズュニットを示す分解図である。

図 3は、図 1のイメージセンサモジュールに用いるレンズ押さえを示す断面図である。

図 4は、図 1のイメージセンサモジュールに用いるイメージセンサチップを示す斜視図である。

図 5は、本願発明の第 2の実施形態に基づくィメージセンサモジュールを示す断面図である。

図 6は、本願発明の第 3の実施形態に基づくィメージセンサモジュールの主要ュュットを示す断面図である。

図 7及び図 8は、図 6に示すュニットを基板に固定する方法を示す。

図 9は、本願発明の第 4の実施形態に基づくィメージセンサモジュールを示す断面図である。

図 1 0及び図 1 1は、図 9に示すィメ一ジセンサモジュールのレンズュ-ットをハウジングに固定する方法を示す。

図 1 2は、本願発明の第 5の実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示す断面図である。

図 1 3は、図 1 2の I 一 I線方向に見た断面図である。

図 1 4〜図 1 6は、図 1 2のイメージセンサモジュールの製造方法を示す。図 1 7は、図 1 5に示すレンズュニットをイメージセンサチップに固定する方法の一例を示す図である。

図 1 8は、本願発明の第 6の実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本願発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して具体的に説明する。

図 1は、本願発明の第 1実施形態に係るイメージセンサモジュール X 1を示している。イメージセンサモジュール X 1は、第 1およぴ第 2レンズ A， Bと、ハウジング 1と、レンズ押さえ 2と、光学フィルタ 3と、イメージセンサチップ 4と、絶縁性基板 5と、を備えている。

基板 5は、矩形の平板状である。イメージセンサチップ 4は、 C C D型あるいは C MO S型の固体撮像素子であり、基板 5上に実装されている。図 4に示すように、イメージセンサチップ 4は、光を受光するための受光部 8と、複数の電極 1 0と、内部に造り込まれた光電変換部（図示略）とを有している。受光部 8が受けた光は、上記光電変換部においてその受光量に対応した電荷に変換される。この電荷は、各電極 1 0から出力される。各電極 1 0は、基板 5の表面に形成された複数の導体パッド 7とワイヤ 9を介して接続されている。基板 5の裏面には、各導体パッド 7と配線パターン（図示略）を介して電気的に導通した複数の端子 1 1が設けられている。これら複数の端子 1 1を介して、イメージセンサモジュール X 1 (図 1 )の面実装を行うことが可能である。ハウジング 1は、たとえば遮光性のある合成樹脂からなり、円筒状の外側壁面を有している。ハウジング 1は、イメージセンサチップ 4の周囲を取り囲むように基板 5上に固定されている。この固定は、たとえば紫外線硬化樹脂を含有する接着剤を用いて行う。このような手段によれば、紫外線照射によって接着剤を迅速に硬化させることができる。

ハウジング 1は、その内部に第 1およぴ第 2レンズ A, Bや光学フィルタ 3 を収容するための収容空間部を有している。ハウジング 1の内側には、第 1および第 2段部 l a， 1 bが形成されている。第 1段部 1 aは、第 1およぴ第 2 レンズ A, Bを支持するための部分である。第 2段部 l bは、光学フィルタ 3 を支持するための部分であり、第 1段部 1 aよりも下方に形成されている。光学フィルタ 3は、第 1および第 2レンズ A, Bを透過してきた光に含まれる赤外線をカットする。これにより、ノイズの少ない鮮明な撮像画像を得ることができる。

第 1および第 2レンズ A， Bは、同一の直径を有する平面視円板状であり、被写体から進行してきた光をイメージセンサチップ 4の受光部 8上に集束させる。図 2に示すように、第 1レンズ Aは、平凸レンズとして構成されている。具体的には、レンズ Aの上面 A 4の全体がフラットであるのに対して、下面中央部が凸状のレンズ面 A 1として形成されている。第 2レンズ Bは、凹凸レンズとして構成されている。具体的には、レンズ Bの上面中央部は、凹状のレンズ面 B 1として形成されており、下面中央部は、凸状のレンズ面 B 4として形成されている。第 1レンズ Aの下面には、レンズ面 A 1の周囲を取り囲む環状の凹部 A 2と、この凹部 A 2の周囲を取り囲む平面部 A 3とが形成されている。第 2レンズ Bの上面には、レンズ面 B 1の周囲を取り囲む環状に形成された凸部 B 2と、この凸部 B 2の周囲を取り囲む平面部 B 3とが形成されている。第 1および第 2レンズ A， Bは、平面部 A 3， B 3どうしが互いに接触するようにして重ね合わされている。図 1に示すように、レンズ面 A 1はレンズ面 B 1によって規定された凹状部分に一部嵌入しており、これらのレンズ面 A 1， B 1の間には隙間 6が形成されている。凹部 A 2には凸部 B 2が嵌入している。この嵌入によって第 1およぴ第 2レンズ A， Bの中心合わせがなされている。第 1および第 2レンズ A， Bからなるレンズユニットは、第 1段部 l a上に載せられている。図に示すように、レンズ Bは全体的にハウジング 1内に収容されるが、レンズ Aは、ハウジング 1の上面部 1 9よりも寸法 Hだけ突出する。

レンズ押さえ 2は、合成樹脂製であり、中央部に開口部 2 aが形成されている。このレンズ押さえ 2は、その外周縁部 2 9 aが、ハウジング 1の上面部 1 9に重ね合わされた状態で、ハウジング 1に固定される。外周縁部 2 9 aの下面には、ハウジング 1の上面部 1 9に形成された複数の凹部 1 dに嵌入する複数の凸部 2 cが突設されている。これらの嵌合によりハウジング 1に対するレンズ押さえ 2の位置決めが図られる。ハウジング 1とレンズ押さえ 2とは接着剤を介して互いに接着される。

レンズ押さえ 2の内周縁部 2 9 bは、第 1 レンズ Aの上面 A 4に接触しており、第 1および第 2レンズ A, Bに対して下向きの押圧力 Fを付与している。図 3は、ハウジング 1に取り付けられていない状態（「自然状態」）における、レンズ押さえ 2を示す。自然状態において、内周縁部 2 9 bの下面及び外周縁部 2 9 aの下面は、同一平面上にある。既述したように、第 1 レンズ Aの上面 A 4はハウジング 1の上面部 1 9よりも寸法 Hだけ上方に突出している。このため、レンズ押さえ 2がハウジング 1に取り付けられた状態においては、ハウジング 1の中間部分 2 9 cが弹性的に橈み、その結果、上記した押圧力 Fが生ずる。

レンズ押さえ 2の中間部分 2 9 cは、外周縁部 2 9 aに比べて薄肉に形成されている。このため、中間部分 2 9 cとレンズ Aの上面との間には、隙間 2 8 が形成される（換言すれば、中間部分 2 9 cに凹部が形成されている）。このような構成により、中間部分 2 9 cは、適切に撓むことができる。レンズ押さえ 2は、第 1レンズ Aの上面 A 4のうち、中央寄りの一定領域以外の箇所を覆つている。第 1 レンズ Aの上面 A 4は、レンズ押さえ 2の開口部 2 aに対応する部分のみが上方に開放した状態にあり、このことによつて被写体の結像に不必要な余分な光が第 1および第 2レンズ A， Bに入射することが抑制されている。次に、イメージセンサモジュール X 1の作用について説明する。

まず、このィメージセンサモジュール X 1においては、レンズ押さえ 2がその中間部分 2 9 cの弾性変形に伴う押圧力 Fを発生させており、この押圧力 F によって第 1および第 2レンズ A， Bが第 1段部 1 aの上面に押さえつけられている。このため、それら第 1および第 2レンズ A， Bは、第 1段部 l aから不当に浮き上がることはない。この構成によれば、第 1段部 l aの上面高さを基準として、第 1および第 2レンズ A， Bの高さを所望の正確な高さに規定することができる。

本実施形態においては、第 1および第 2 レンズ A, Bを組み合わせて使用しているため、単一のレンズを用いた場合と比較すると、収差を少なくし、かつ開口数を大きくすることが可能となる。すなわち、歪みが少なく、かつ明るく鮮明な撮像画像を得ることができる。さらには、本実施形態においては、光学フィルタ 3によって赤外線をカツトするとともに、レンズ押さえ 2によって第 1 レンズ Aの上面 A 4の中央寄り領域以外の箇所を覆っている。これらの構成により、撮像画像の質を高めることができる。

レンズ押さえ 2は、レンズに対する押圧力 Fを発生させるための手段として機能するとともに、レンズの絞りとしても機能する。このため、イメージセンサモジュール X Iでは、全体の部品点数を少なくすることができる。また、モジュール X 1は、構造がシンプルであり、製造コストを廉価に抑えることがでさる。

図 5は、本願発明の第 2の実施形態を示す。同図において、第 1実施形態のモジュールと同一または類似の部材については、同一の符号を付している。図 5のモジュール X 2は、図 1のモジュール X 1と基本的には同じ構造を有しているが、以下の点において異なっている。すなわち、図 1のモジュール X Iにおいては第 1レンズ Aの上部がハウジング 1の上面部 1 9から突出しているが、図 5のモジュールにおいては、第 1レンズ Aは、その上面 A 4がハウジング 1 の上面部 1 9よりも低い高さにあるように、ハウジング 1に収容されている。このような場合であっても、レンズ押さえ 2の内周縁部 2 9 bをレンズ Aの上面 A 4に当接させることにより、レンズユニットを下方に付勢する構成とすることは可能である。本願発明によれば、第 1 レンズ Aの上面 A 4が、ハウジング 1の上面部 1 9 と面一になるように構成してもよレ、。また、レンズ押さえ 2は、ハウジング 1 に外嵌可能な筒状部を備えた構成としてもよい。

図 6〜図 8を参照し、本願発明の第 3の実施形態に基づくイメージセンサモジュール（X 3 ；図 8参照）について説明する。

上述した第 1及ぴ第 2の実施形態においては、レンズュニットの正確な位置決めを、レンズ押さえ 2の付勢力を利用することにより実現している。しかしながら、以下の方法によれば、このようなレンズ押さえを用いなくとも、レンズュ-ットをイメージセンサチップに対して正確に位置決めすることが可能である。

図 6に示すように、第 3の実施形態に係るモジュールは、図 5に示したハウジングと同様のハウジング 1を含んでいる。ハウジング 1には、光学フィルタ 3と、第 1及ぴ第 2レンズ A、 Bが固定されている。第 1 レンズ Aの上面には、絞り 1 3が設けられている。絞り 1 3には、光を通過させるための開口部 1 3 aが形成されている。以下、図 6に示すュニットを、「レンズアセンブリ」とレヽうことにする。

図 7に示すように、レンズアセンブリは、ハンドリング装置 1 4を利用することにより以下のようにして基板 5に固定される。

まず、ハンドリング装置 1 4によって、レンズアセンブリの上面を吸着保持する。この状態で、イメージセンサチップ 4上から基板 5の上面に向けてレンズアセンブリを近づける。基板 5の上面の所定箇所には、即時硬化性を有する紫外線硬化樹脂 1 5があらかじめ塗布されている。

ハンドリング装置 1 4は、吸着ュニット 1 4 Xおよび本体ュニット 1 4 Yのほか、図外の真空ポンプや駆動機構などにより構成される。吸着ュニット 1 4 Xには、レンズアセンブリの上面に接して吸引作用により密着する多数の吸引口 1 4 aが形成されている。また、吸着ュニット 1 4 Xには、後述するテストチャートを、絞り 1 3、レンズ A、 B、光学フィルタ 3を通じてイメージセサチップ 4に撮像させるための中央開口部 1 4 bが形成されている。一方、本体ユニット 1 4 Yにも、上記と同様の理由で中央開口部 1 4 cが形成されているほか、真空ポンプの接続口 1 4 dから吸着ユニット 1 4 Xの吸引口 1 4 aまでの流路をなす溝 1 4 eや、駆動機構に連結するためのアーム 1 4 f が形成されている。このような吸着ユニット 1 4 Xおよび本体ユニット 1 4 Yは、中央開口部 1 4 b , 1 4 c同士や吸引口 1 4 aと溝 1 4 eとを連接させるようにして一体ィ匕されている。このようなハンドリング装置 1 4によれば、吸引口 1 4 aがレンズアセンブリの上面に接した状態で真空ポンプを作動させると、吸引口 1 4 aから溝 1 4 eを通じて接続口 1 4 dの方面へと空気の流れが生じ、これにより吸引口 1 4 a付近では負圧が発生することでレンズアセンブリが吸着保持される。こうしてレンズアセンブリを吸着保持した状態の吸着ュニット 1 4 Xおよび本体ュニット 1 4 Yは、アーム 1 4 f を介して駆動機構によりイメージセンサチップ 4上の所定位置まで移動させられ、さらにそれから下方に移動させられる。その結果、ハウジング 1の底部 1 eが紫外線硬化樹脂 1 5にめり込んだ状態とされる。

次に、図 8に示すように、レンズアセンブリ全体を上下方向に微調整しつつテストチャート 1 6を用いてピント合わせを行う。そしてピントが最も良く合う位置にレンズアセンブリを留めておき、その状態で紫外線硬化樹脂 1 5を硬ィ匕させる。

具体的には、ハウジング 1の底部 1 eが紫外線硬化樹脂 1 5にめり込んだ状態となった後に、本体ュニット 1 4 Yの上方にテストチヤート 1 6を配置する。テストチャート 1 6は、イメージセンサチップ 4から所定の距離だけ離れた位置に固定される。テストチャート 1 6には、ピント調整用のパターンが描かれている。

通常、第 2レンズ Bの凸レンズ面 B 4は、当初の段階でイメージセンサチップ 4から最もピントが合う位置にはない。そのため、イメージセンサチップ 4 を作動させた状態で、凸レンズ面 B 4を上下方向に変位させつつ、イメージセンサチップ 4にテストチヤート 1 6を撮像させる。こうしてイメージセンサチップ 4の出力信号が外部に取り出され、テストチャート 1 6の撮像画像が図外のモニタなどに映し出される。この撮像画像を利用してテストチヤート 1 6に最もピントが合うレンズアセンブリの位置（「最適位置」）を探し出す。その後、判明した最適位置に、レンズアセンブリを固定する。この状態で、紫外線硬化樹脂 1 5に対して紫外線を照射することにより、紫外線硬化樹脂 1 5を硬化させる。紫外線硬化樹脂 1 5をより完全に硬化させるベく、紫外線照射を行った後さらに加熱処理を行うようにしても良レ、。紫外線硬化樹脂 1 5が硬化した後、ハンドリング装置 1 4の吸引動作を停止させてレンズアセンブリから吸着ュ- ッ 'ト 1 4 Xおよび本体ュニット 1 4 Yを離す。

上述した方法によれば、鮮明な撮像画像が得られる位置にレンズァセンブリを配置することができる。

図 9は、本願発明の第 4の実施形態に係るイメージセンサモジュール X 4を示す。この図において、上記した第 3の実施形態に係る部材と同一あるいは類似の部材は、同じ参照符号を付している。イメージセンサモジュール X 4は、第 1 レンズ A、第 2レンズ B、ハウジング 1、光学フィルタ 3、イメージセンサチップ 4、基板 5などを含んでいる。さらに、イメージセンサモジュール X 4は、一対のレンズ A、 Bを保持するレンズキャップ 1 7を含んでいる。図 9に示すように、レンズキャップ 1 7は、その上面に光を通過させるための開口部 1 7 aを有しており、絞りとしての機能を有している。またレンズキャップ 1 7は、円筒状の側壁部 1 7 bを有している。側壁部 1 7 bの底部は、符号 1 7 cにて示されている。

第 1および第 2のレンズ A, Bとレンズキャップ 1 7とは、互いに精度良く組み合わされている。レンズキャップ 1 7は、ハゥジング 1に形成された円筒状の収容スペースにはめ込まれた後、接着剤 1 8を介してハウジング 1に固定される。ハウジング 1の内部には、レンズキヤップ 1 7の底部 1 7 cに対面する平坦部 1 f が設けられている。

イメージセンサモジュール X 4の製作においても、上記した第 3実施形態のモジュール X 3の場合と同様に、ハンドリング装置を用いたピント調節を行う。詳細は以下のとおりである。

図 1 0に示すように、レンズキャップ 1 7の上面をハンドリング装置 1 4によって吸着保持する。レンズキャップ 1 7には、予めレンズ A、 Bを固定しておく。図 1 0に示す装置 1 4は、図 7に示したハンドリング装置と同じ構成および機能を有している。一方、基板 5上には、イメージセンサチップ 4が実装されており、チップ 4と、基板 5上に形成された配線パターン（図示略）とはヮィャ 9で接続されている。さらに、基板 5には、ハウジング 1が固定されている。ハウジング 1には光学フィルタ 3が取り付けられている。ハウジング 1の所定箇所には、レンズキャップ 1 7を固定するための紫外線硬化樹脂 1 8が塗布されている。図 1 0に示す状態からハンドリング装置 1 4を作動させることにより、レンズキャップ 1 7を、ハウジング 1の収容スペースにはめ込む。

その後、図 1 1に示すように、レンズキャップ 1 7を上下に変位させることにより、撮像画像が最も鮮明となる点を探す。この際に、テストチャート 1 6 を用いてピント合わせを行う点は、上述した第 3の実施形態の場合と同様である。

ピントが最適となる点が見つかれば、ハンドリング装置 1 4の移動を停止させた後、紫外線の照射により紫外線硬化樹脂 1 8を硬化させる。これにより、レンズ Bのレンズ面 B 4とイメージセンサチップ 4との間の距離を最適な値とすることができる。

本願発明の第 5実施形態に係るイメージセンサモジュール X 5を図 1 2に示す。イメージセンサモジユーノレ X 5は、ィメージセンサチップ 1 ' 、イメージセンサチップ 1 ' を搭載する基板 2 ' 、レンズユニット 3 ' 、レンズユニット 3，上に設けられた絞り 4 ' 、絞り 4 ' 上に設けられた光学フィルタ 5 ' 、おょぴレンズュニット 3 ' を囲うハウジング 6 ' を含んでいる。レンズユニット 3，は、第 1およぴ第 2レンズ 3 1 , 3 2を組み合わせて構成されている。イメージセンサチップ 1 ' は、 C C D型あるいは C MO S型の固体撮像デバイスである。イメージセンサチップ 1，の上面中央には、レンズユエット 3 ' を透過してきた光を受ける受光部 1 1 ' が設けられている。イメージセンサチップ 1 ' は、複数のワイヤ 1 2 ' を介して基板 2 ' 上のランド（図示略）に電気的に接続されている。イメージセンサチップ 1 ' は、受光部 1 1 ' での受光量に応じた信号をワイヤ 1 2 ' を通じて外部に出力する。この出力信号は、 A /Dコンバータや画像処理プロセッサなどを経て、画素情報として利用される。基板 2，は、たとえばプリント配線基板である。基板 2 ' の下面には、上記ランドに導通する複数の端子（図示略）が設けられる。この導通は、たとえば、基板 2，にスルーホールを形成することにより、達成することができる。

レンズユニット 3 ' は、イメージセンサチップ 1 ' の真上に配置された第 1 単体レンズ 3 1と、この第 1 レンズ 3 1上に固定された第 2単体レンズ 3 2とからなる。これら各レンズ 3 1 , 3 2は、たとえば透明な合成樹脂製であり、レンズ部 3 1 a， 3 2 aをそれぞれ有している。

第 1レンズ 3 1は、レンズ部 3 l aのほか、このレンズ部 3 1 aの周縁から延びてイメージセンサチップ 1，に当接するスぺーサ 3 1 bを有する。図 1 3 力ら理解されるように、スぺーサ 3 l bは、断面が円筒形状である。レンズ部 3 1 aは、イメージセンサチップ 1 ' 側に向く凸状レンズ面 3 1 a aと、この凸状レンズ面とは逆の凹状レンズ面 3 1 a bを有している。凹レンズ面 3 1 a bの周りには、上方に突出する突出部 3 1 a cが設けられている。この突出部 3 1 a cの外周には平坦部 3 1 a dが形成されている。スぺーサ 3 1 bは、平坦部 3 1 a dの下側にある。スぺーサ 3 1 bの先端は、イメージセンサチップ 1 ' の受光部 1 1 ' より外側の上面に接着剤を介して接合される。スぺーサ 3 1 bを正確な所定長さに形成しておけば、スぺーサ 3 1 bをイメージセンサチップ 1 ' 上に接着固定するだけで、チップ 1 ' に対するレンズ部 3 1 aの高さを正確に設定することができる。

第 2レンズ 3 2は、レンズ部 3 2 aと、このレンズ部 3 2 a とほぼ同程度の厚みからなる周縁部 3 2 bとを有する。レンズ部 3 2 aには、第 1 レンズ 3 1 のレンズ部 3 1 aに面する凸状レンズ面 3 2 a a、および、第 1レンズ 3 1とは反対側で全面にわたって平坦な入射レンズ面 3 2 a bが形成されている。周縁部 3 2 bには、第 1 レンズ 3 1の突出部 3 1 a cや平坦部 3 1 a dに密接する段部 3 2 b aが形成されている。第 2 レンズ 3 2が第 1 レンズ 3 1に密接することにより、イメージセンサチップ 1 ' に対するレンズ部 3 2 aの配置が正確に決められる。

上記構成によれば、レンズュニット 3 ' が全体として、イメージセンサチップ 1 ' に対して正確に位置決めされる。その結果、被写体から来た光が、レンズユニット 3，を介して正確にイメージセンサチップ 1 ' 上に集束されることとなる。

絞り 4 ' は、レンズユニット 3 ' に進入する光を制限するために設けられたものであり、光を通過させる開口部 4 ' aを有している。絞り 4，は、レンズ 3 2の上面に対して、遮光性材料を塗布することにより形成することができる。光学フィルタ 5 ' は、絞り 4 ' 全体を覆う。図 1 2に示すように、フィルタ 5，は、接着剤 7 ' を介してハウジング 6，に固定される。フィルタ 5 ' は、たとえば赤外線を遮断する機能を有する。被写体から来た光から赤外線を除去することにより、鮮明な撮像画像を得ることが可能となる。また、フィルタ 5 ' は、絞り 4 ' やレンズユニット 3 ' に対する保護カバーとしても機能する。具体的には、絞り 4 ' は、たとえばレンズュニット 3 ' に対して埃が付着したり、あるいは衝撃が加わったりすることを防止する。さらに、フィルタ 5 ' は、ハウジング 6 ' に固定されることにより、レンズユニット 3' がイメージセンサチップ 1 ' から離間する方向に移動してしまうことを防止することができる。ハウジング 6 ' は、遮光性のある合成樹脂製などからなり、イメージセンサチップ 1 ' やレンズユニット 3 ' などを覆う円筒形状とされる。ハウジング 6，は、基板 2，に対して接合されている。ハウジング 6，は、レンズユニット 3 ' の側面から光が漏れることを防止する。さらに、ハウジング 6，は、レンズュニット 3 ' が衝撃などで横方向に位置ずれることを防止する。

イメージセンサモジュール X 5は、以下のようにして製造することができる。まず、図 1 4に示すように、イメージセンサチップ 1 ' を基板 2 ' 上に搭載した後、ワイヤボンディングによりチップ 1 ' と基板上の配線パターンとをヮィャ 1 2，を介して接続する。

次に、図 1 5に示すように、レンズユニット 3 ' をイメージセンサチップ 1，上に直接に搭載する（レンズユニット 3 ' の上面には、予め絞り 4，が形成されている）。スぺーサ 3 1 bの下端部は、イメージセンサチップ 1 ' の上面に接着剤を介して固定される。レンズユニット 3 ' をチップ 1，に搭載する際には、レンズ部 3 1 a， 3 2 aの中心と受光部 1 1，の中心とがー致するように位置合わせする。

最後に、図 1 6に示すように、ハウジング 6 ' を基板 2' に接合する。ハウジング 6 ' の上部には、予め光学フィルタ 5，が取り付けられている。ハウジング 6 ' が基板 2，上に接合された状態では、フィルタ 5 ' と絞り 4 ' とが密着する。このため、当初レンズュニット 3，がイメージセンサチップ 1 ' から若干浮いた状態にあっても、ユニット 3 ' はフィルタ 5，によりチップ 1，の方向に押さえつけられる。最終的には、ハウジング 6 ' を基板 2' に固定することで、レンズ部 3 l a, 3 2 aの高さ位置を規定の値にすることができる。上述した第 5の実施形態についても、ハンドリング装置を用いたピント合わせを行うことが可能である。具体的には、図 1 7に示すように、レンズュニット 3 ' をイメージセンサチップ 1 ' に固定するに際して、ハンドリング装置 1 4によってレンズユニット 3 ' を上下動させる。この際に、テストチャート 1 6を用いてピント合わせを行う点は、上述した第 3及び第 4の実施形態の場合と同様である。ピントが最適となる点が見つかれば、ハンドリング装置 1 4の移動を停止させた後、紫外線の照射により紫外線硬化樹脂 1 5 'を硬化させる。これにより、レンズ 3 1のレンズ面 3 1 a aとイメージセンサチップ 1 ' との間の距離を最適な値とすることができる。

図 1 8は、本願発明の第 6の実施形態に係るイメージセンサモジュール X 6 を示す。イメージセンサモジュール X 6は、レンズュニットの構成を除き、上述したイメージセンサモジュール X 5と同様の構成を有している。具体的には、モジュール X 5では、レンズュニット 3 ' が 2つのレンズ 3 1 , 3 2の組み合わせにより構成されていたが、モジュール X 6では、レンズユニット 3 " が単一のレンズからなっている。図 1 8に示すように、レンズユニット 3 " は、凸状のレンズ面 3 l a aや、平坦なレンズ面 3 2 a b " を有するレンズ部 3 0 " を含んでいる。さらに、レンズユニット 3 " は、レンズ部 3 0 " と一体形成されたスぺーサ 3 1 " を含んでいる。

レンズュニットのスぺーサは、必ずしも筒状でなくても良い。スぺーサには、鉛直方向に延びるスリット状の溝が少なくとも 1つ設けられた構成とすることも可能である。絞り 4 ' は、光学フィルタ 5 ' の内面に遮光性材料を塗布することにより形成してもよい。さらには、レンズュニットおよび光学フィルタとは別体に形成された遮光性部材を利用してもよい。この場合には、絞り 4 ' をモジュール X 6内で固定するにあたっては、接着剤を用いずに、フィルタ 5 ' と第 2レンズ 3 2との間に単に挟み込む構成とすることも可能である。フィルタ 5 ' は、赤外線遮断等の特別の機能を奏する必要がない場合（たとえばレンズを保護すれば十分な場合）には、単なる透明カバーで置き換えてもよい。

本願発明につき、以上のように説明したが、これを他の様々な態様に改変し得ることは明らかである。このような改変は、本願発明の思想及び範囲から逸脱するものではなく、当業者に自明な全ての変更は、以下における請求の範囲に含まれるべきものである。

Claims

請求の範囲

1 . 基板上に搭載されたイメージセンサチップと、 '

上記基板上に取り付けられ、かつ上記イメージセンサチップよりも上方にレンズ保持用の段部を有しているハウジングと、

上記段部上に載せられ、かつ被写体の像を上記ィメージセンサチップ上に結像させるためのレンズと、

上記ハウジングに取り付けられたレンズ押さえと、を具備しており、上記レンズ押さえが弾性変形可能部分を有しており、上記レンズが、上記弾性変形可能部分に起因する付勢力によって、上記ハウジングの上記段部に押し付けられる構成とされていることを特徴とする、イメージセンサモジュール。

2 . 上記レンズ押さえは、上記ハウジングの上面部に固定される第 1部分と、上記レンズの上面部に当接する第 2部分とを有しており、上記弾性変形可能部分は、上記第 1部分と上記第 2部分との間に設けられている、請求項 1に記載のィメージセンサモジユーノレ。

3 . 上記レンズ押さえの第 1部分には凸部が形成されており、上記ハウジングの上面部には、上記凸部と係合する凹部が形成されている、請求項 2に記載のィメージセンサモジユーノレ。

4 . 上記レンズ押さえは、上記レンズの上記上面部のうち、中央寄りの一定領域以外の部分を覆うように構成されている、請求項 2に記載のィメージセンサモシユーノレ。

5 . 上記レンズの上部は、上記ハウジングの上記上面部よりも上方に突出している、請求項 2に記載のイメージセンサモジュール。

6 . 上記レンズ押さえの上記第 1部分および上記第 2部分の中間部分には、この中間部分の薄肉化を図るための凹部が形成されている、請求項 2に記載のィメージセンサモジユーノレ。

7 .上記レンズは、第 1 レンズ部材および第 2レンズ部材を組み合わせてなり、上記第 1 レンズ部材は、凹状のレンズ面を有しており、上記第 2レンズ部材は、上記凹状のレンズ面から離間した凸状のレンズ面を有している、請求項 1に記載のイメージセンサモジユーノレ。

8 . 上記第 1 レンズには、位置決め用凸部が形成されており、上記第 2レンズには、この位置決め用凸部に係合する凹部が形成されている、請求項 7に記載のィメージセンサモジユーノレ。

9 . 上記段部の下方に位置する追加の段部と、この追加の段部に取り付けられる光学フィルタとをさらに具備する、請求項 1に記載のイメージセンサモジュ一ノレ。

10. 基板上に搭載されたイメージセンサチップと、

上記イメージセンサチップに対面するレンズ部およびこのレンズ部から下方に延びるスぺーサを有するレンズュニットと、を具備しており、

上記スぺーザが上記ィメージセンサチップに直接的に接していることを特徴とする、イメージセンサモジュール。 '

11. 上記スぺーサは、接着剤を介して上記イメージセンサチップに固定されている、請求項 1 0に記載のイメージセンサモジュール。

12. 上記レンズユニットは、上記スぺーサと一体形成された第 1レンズと、この第 1レンズに組み合わされた第 2レンズを含んでいる、請求項 1 0に記載のイメージセンサモジユーノレ。

13. 上記レンズユニットのレンズ部を覆う光学フィルタをさらに具備する、請求項 1 0に記載のイメージセンサモジュール。

14. 上記レンズユニットと上記光学フィルタとの間に配置された絞りをさらに具備する、請求項 1 3に記載のイメージセンサモジュール。

15. イメージセンサチップを基板に搭載し、

上記イメージセンサチップにレンズュニットを搭載する、各工程を含む方法であって、

上記レンズュニットは、レンズ部およびこのレンズ部から延びるスぺーサを含んでおり、上記レンズユニットを上記イメージセンサチップに搭載するに際して、上記スぺーサを上記イメージセンサチップに直接的に接触させることを特徴とする、イメージセンサモジュールの製造方法。

16. 基板上に搭載されたイメージセンサチップと、このイメージセンサチップ対向するレンズ面を有するレンズと、を備えたイメージセンサモジュールの製造方法であって、

上記イメージセンサチップと上記レンズ面との間の距離を調整をする工程と、

上記距離の調整の後に上記レンズを固定する工程と、

を含むことを特徴とする、イメージセンサモジュールの製造方法。

17. 上記距離の調整は、上記レンズ面を通して上記イメージセンサチップにテストチヤートを撮像させつつ、このテストチャートの撮像画像が最適となるように上記レンズ面を変位させることにより行う、請求項 1 6に記載の製造方法。

18. 上記レンズの固定は、紫外線硬化樹脂を用いて行う、請求項 1 6に記載の製造方法。

19. 上記距離の調整は、上記レンズを保持するハウジングを移動させることにより行う、請求項 1 6に記載の製造方法。

20. 上記距離の調整は、上記基板に固定されたハウジングに相対的に上記レンズを移動させることにより行う、請求項 1 6に記載の製造方法。