JP2010091823A - 光学ユニットの製造方法、撮像ユニットの製造方法、光学ユニット、撮像ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】光学ユニットにおける光学系の偏角や芯出しを調整する作業を軽減することができるとともに、効率良く光学ユニットを製造することのできる光学ユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】光学部品が形成されたレンズウエハ１２ａ〜１２ｅを複数枚貼り合わせて、レンズユニットが複数構成されたレンズユニットウエハ１２を形成する工程と、レンズユニットウエハ１２の一面１２ｆに対し、複数の折り曲げ光学素子３が構成された折り曲げ光学素子ウエハ１３を、複数の折り曲げ光学素子３が複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニットウエハ１０を形成する工程と、光学ユニットウエハ１０を、レンズユニット及び折り曲げ光学素子３毎に分断して個別化し、複数の光学ユニットを製造する工程と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、光学ユニットの製造方法、撮像ユニットの製造方法、光学ユニット、撮像ユニットに関する。

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子が設けられた撮像ユニットを具備する電子内視鏡や、カメラ付き携帯電話、デジタルカメラ等が広く普及してきている。

撮像ユニットは、一般的に、固体撮像素子と、該固体撮像素子の受光部に被写体の光学像を入光させるレンズを具備する光学ユニット等から主要部が構成されている。また、小型化・薄型化を図ったカメラ付き携帯電話やデジタルカメラ、側視用や挿入部の細径化を図った電子内視鏡においては、光軸を可変させる、または撮像ユニットの薄型化を図る等の目的のため、光学ユニットは、さらに、プリズム等の折り曲げ光学素子を具備している。このように、光学ユニットが折り曲げ光学素子を具備する撮像ユニットは、例えば特許文献１に開示されている。図１９は、従来の撮像ユニットの構成の概略を示す部分断面図である。

図１９に示すように、特許文献１に開示された撮像ユニット６５は、光学ユニット６８と、固体撮像素子６４とにより主要部が構成されている。光学ユニット６８は、レンズユニット６２と、プリズム６３とにより主要部が構成されており、レンズユニット６２は、鏡胴６２ｃと、該鏡胴６２ｃ内に設けられた複数のレンズを具備する第１のレンズユニット６２ａ、第２のレンズユニット６２ｂと、鏡胴６２ｃの光軸方向後端側の外周に嵌合された連結枠６２ｄとにより主要部が構成されている。

また、プリズム６３は、連結枠６２ｄの光軸方向後端部に入射面６３ａが貼着されて固定されており、プリズム６３の出射面６３ｃには、固体撮像素子６４が固定された構成を有している。

このような構成を有する撮像ユニット６５においては、光学ユニット６８における光学系の偏角や芯出しの調整は、２つのレンズユニット６２ａ、６２ｂ及びプリズム６３と固体撮像素子６４とのアライメント調整により実現できるようになっている。
実開平７−２４０８８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された撮像ユニットにおいては、光学ユニット６８や撮像ユニット６５を製造する際、上述したようにプリズム６３とレンズユニット６２とを別体でそれぞれ形成した後、レンズユニット６２の連結枠６２ｄの後端部にプリズム６３を貼り合せて形成するため、光学ユニット６８における光学系の偏角や芯出しを調整する作業が難しく、作業時間もかかるためコスト高の要因となってしまうといった問題があった。また、一度に数多くの光学ユニットや撮像ユニットを、低コストにて製造することのできる製造方法が望まれていた。

本発明の目的は、上記問題点や事情に鑑みてなされたものであり、光学ユニットにおける光学系の偏角や芯出しを調整する作業を軽減することができるとともに、効率良く光学ユニットまたは撮像ユニットを製造することのできる光学ユニットの製造方法、撮像ユニットの製造方法、光学ユニット、撮像ユニットを提供するにある。

上記目的を達成するため本発明による光学ユニットの製造方法は、光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニットが複数構成されたレンズユニットウエハを形成する工程と、前記レンズユニットウエハの一面に対し、複数の折り曲げ光学素子が構成された折り曲げ光学素子ウエハを、前記複数の折り曲げ光学素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニットウエハを形成する工程と、前記光学ユニットウエハを、前記レンズユニット及び前記折り曲げ光学素子毎に分断して個別化し、複数の光学ユニットを製造する工程と、を具備することを特徴とする。

また、撮像ユニットの製造方法は、光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニットが複数構成されたレンズユニットウエハを形成する工程と、前記レンズユニットウエハの一面に対し、複数の折り曲げ光学素子が構成された折り曲げ光学素子ウエハを、前記複数の折り曲げ光学素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニットウエハを形成する工程と、前記光学ユニットウエハにおける前記レンズユニットウエハの前記一面に対向する他面に対し、複数の固体撮像素子が構成されたセンサウエハを、前記複数の固体撮像素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、撮像ユニットウエハを形成する工程と、前記撮像ユニットウエハを、前記レンズユニット、前記折り曲げ光学素子及び前記固体撮像素子毎に分断して個別化し、複数の撮像ユニットを製造する工程と、を具備することを特徴とする。

さらに、撮像ユニットの製造方法は、光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニットが複数構成されたレンズユニットウエハを形成する工程と、前記レンズユニットウエハの一面に対し、複数の折り曲げ光学素子が構成された折り曲げ光学素子ウエハを、前記複数の折り曲げ光学素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニットウエハを形成する工程と、前記光学ユニットウエハを、前記レンズユニット及び前記折り曲げ光学素子毎に分断して個別化し、複数の光学ユニットを製造する工程と、前記各光学ユニットの前記折り曲げ光学素子の光の出射面に対し、固体撮像素子をそれぞれ貼着する工程と、を具備することを特徴とする。

また、光学ユニットは、請求項１に記載の光学ユニットの製造方法によって製造されたことを特徴とする。

さらに、撮像ユニットは、請求項２〜６のいずれか１項に記載の撮像ユニットの製造方法によって製造されたことを特徴とする。

本発明によれば、光学ユニットにおける光学系の偏角や芯出しを調整する作業を軽減することができるとともに、効率良く光学ユニットまたは撮像ユニットを製造することのできる光学ユニットの製造方法、撮像ユニットの製造方法、光学ユニット、撮像ユニットを提供することができる。

即ち、ウエハレベルにて光学ユニットまたは撮像ユニットを形成することにより、光学ユニットまたは撮像ユニットを構成するウエハの厚みを調整管理することにより、ピントの調整が不要となる。さらに、ウエハプロセスを用いることによって、容易に精度の良いアライメントが可能となるため、光学ユニットにおける光学系の偏角や芯出しなどの調整作業が大幅に軽減されるとともに、一括で大量に光学ユニットまたは撮像ユニットが形成できるため、高歩留り、低コストを実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態を示す光学ユニットの上面図、図２は、図１中のII-II線に沿う光学ユニットの断面図、図３は、図２の光学ユニットの変形例の構成を示す断面図、図４は、本実施の形態を示す撮像ユニットの上面図、図５は、図４中のV-V線に沿う撮像ユニットの断面図である。

先ず、図１、図２を用いて、本実施の形態の光学ユニットの製造方法によって製造された光学ユニットの構成を説明する。

図１、図２に示すように、光学ユニット１は、レンズユニット２と折り曲げ光学素子３とによって主要部が構成されている。

レンズユニット２は、折り曲げ光学素子３から出射された光学像を、後述する固体撮像素子４（図５参照）に結像させるものであり、透明部材から形成された平板２ａと、該平板２ａ上に重畳された、光学像の光Ｌの光路に貫通孔が形成されたスペーサ２ｂと、該スペーサ２ｂ上に重畳された、光Ｌの光路に凸凸レンズ２ｃｌが位置するレンズ部材２ｃと、該レンズ部材２ｃ上に重畳された、光Ｌの光路に貫通孔が形成された絞り２ｄと、該絞り２ｄ上に重畳された、透明部材から形成された平板２ｅとから主要部が構成されている。即ち、レンズユニット２は、複数の光学部材（２ａ〜２ｅ）が積層されることによって構成されている。尚、レンズユニット２は、１つのレンズ２ｃｌのみならず、複数のレンズを有していても構わない。

また、レンズユニット２の一面２ｆは、レンズユニット２への光Ｌの入射面を構成しており、レンズユニット２の一面２ｆに対向する他面２ｇは、レンズユニット２からの光Ｌの出射面を構成している。

尚、平板２ａとレンズ部材２ｃとの間に、スペーサ２ｂではなく絞り２ｄが位置していても構わないし、レンズ部材２ｃと平板２ｅとの間に、絞り２ｄではなくスペーサ２ｂが位置していても構わない。また、平板２ａ、２ｅは、全てが透明部材から形成されている必要がなく、光Ｌの光路のみが透明部材から形成されていれば構わない。

折り曲げ光学素子３は、例えばプリズムから構成されており、出射面３ｃが、レンズユニット２の一面２ｆとなる平板２ｅの外表面に貼着されることによって設けられている。尚、折り曲げ光学素子３は、プリズムに限らず、反射ミラー等から構成されていても構わない。

折り曲げ光学素子３は、入射面３ａから入光された光学像の光Ｌを、傾斜面３ｂにおいて屈折させ、即ち、光Ｌの方向を傾斜面３ｂにおいて可変させ、光Ｌを出射面３ｃからレンズユニット２に入光させるものである。

尚、傾斜面３ｂは、図３に示すように、曲面３ｂ’に形成されていても構わない。この場合、曲面３ｂ’は、凸レンズとして機能することから、レンズユニット２のレンズ部材２ｃのレンズは、図３に示すように、凸凸レンズ２ｃｌではなく、平凸レンズ２ｃｌ’で良くなるため、レンズ部材２ｃの材料を図２に示す構成よりも削減することができる。

このような構成を有する光学ユニット１は、被写体像からの入射光Ｌは、折り曲げ光学素子３の入射面３ａから折り曲げ光学素子３に入光し、傾斜面３ｂまたは曲面３ｂ’で屈折された後、出射面３ｃから出射される。該出射面３ｃから出射された光Ｌは、レンズユニット２の一面２ｆからレンズユニット２に入光し、他面２ｇから後述する固体撮像素子４に出射される。

次に、図４、図５を用いて、本実施の形態の撮像ユニットの製造方法によって製造された撮像ユニットの構成を説明する。

図４、図５に示すように、撮像ユニット５は、光学ユニット１と固体撮像素子４とによって主要部が構成されている。尚、光学ユニット１の構成は、上述した図１〜図３に示した構成と同じであるため、その説明は省略する。

固体撮像素子４は、レンズユニット２の他面２ｇに対し、具体的には、平板２ａの外表面に対し、受光部４ａがレンズユニット２の他面２ｇから出射された光Ｌを受光する位置に貼り合わされて設けられている。

固体撮像素子４は、折り曲げ光学素子３及びレンズユニット２を介して結像された光学像を受光部４ａで受け、図示しない固体撮像素子４を固定する基板を貫通する配線を介して、外部装置と映像信号の授受を行うものである。

次に、図１〜図５に示した光学ユニット１の製造方法及び撮像ユニット５の製造方法を、図６〜図１０を用いて説明する。

図６は、レンズユニットウエハの部分断面図、図７は、図６のレンズユニットウエハの一面に、折り曲げ光学素子ウエハを貼り合わせて、光学ユニットウエハを形成した状態を示す部分断面図、図８は、図７のレンズユニットウエハの他面に、センサウエハを貼り合わせて、撮像ユニットウエハを形成した状態を示す部分断面図である。

また、図９は、図８の撮像ユニットウエハに対して、レンズユニット毎にダイシングラインを形成した状態を示す部分断面図、図１０は、図９のダイシングラインを起点として、撮像ユニットウエハから、複数の撮像ユニットを個別化した状態を示す部分断面図である。

先ず、図６に示すように、光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニット２が複数構成されたレンズユニットウエハ１２を形成する。具体的には、先ず、平板２ａが複数構成されたレンズウエハ１２ａ上に、スペーサ２ｂが複数構成されたレンズウエハ１２ｂを重畳して貼り合わせ、該レンズウエハ１２ｂ上に、レンズ部材２ｃが複数構成されたレンズウエハ１２ｃを重畳して貼り合わせ、該レンズウエハ１２ｃ上に、絞り２ｄが複数構成されたレンズウエハ１２ｄを重畳して貼り合わせ、該レンズウエハ１２ｄ上に、平板２ｅが複数構成されたレンズウエハ１２ｅを重畳して貼り合わせることにより、レンズユニットウエハ１２を形成する。その結果、レンズユニットウエハ１２には、平板２ａ、スペーサ２ｂ、レンズ部材２ｃ、絞り２ｄ、平板２ｅからなるレンズユニット２が複数構成される。

この際、各レンズウエハ１２ａ〜１２ｄの貼り合わせは、各平板２ａ、２ｅの透明部、各スペーサ２ｂ、各絞り２ｄの貫通孔、各レンズ部材２ｃのレンズ２ｃｌが、各光Ｌの光軸上にそれぞれ位置するよう行われる。

次いで、図７に示すように、レンズユニットウエハ１２の光Ｌの入射面を構成する一面１２ｆ、具体的には、レンズウエハ１２ｅの外表面に対し、複数の折り曲げ光学素子３が構成された折り曲げ光学素子ウエハ１３を、各折り曲げ光学素子３が、各レンズユニット２にそれぞれ対向するとともに、各折り曲げ光学素子３の出射面３ｃが当接されるよう貼り合わせ、複数の光学ユニット１が構成された光学ユニットウエハ１０を形成する。

この状態において、図示しないが、光学ユニットウエハ１０に対し、レンズユニット２毎、即ち光学ユニット１及び折り曲げ光学素子３毎に分断して個別化を行うと、図１、図２に示すような、複数の光学ユニット１が製造される。

撮像ユニット５を製造する場合には、図８に示すように、図７に示す光学ユニットウエハ１０におけるレンズユニットウエハ１２の一面１２ｆに対向する光Ｌの出射面を構成する他面１２ｇ、具体的には、レンズウエハ１２ａの外表面に対し、複数の固体撮像素子４が構成されたセンサウエハ１４を、各固体撮像素子４が、各レンズユニット２にそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニット１と固体撮像素子４とからなる撮像ユニット５が複数構成された撮像ユニットウエハ１５を形成する。

具体的には、レンズユニットウエハ１２の他面１２ｇに対し、センサウエハ１４を、図８に示すように、各固体撮像素子４の受光部４ａが、各レンズユニット２から出射された各光Ｌを受光する位置に貼り合わせる。

その後、図９に示すように、撮像ユニットウエハ１５に対し、レンズユニット２、折り曲げ光学素子３及び固体撮像素子４毎、即ち撮像ユニット５毎に、ダイシングライン６をそれぞれ形成し、図１０に示すように、各ダイシングライン６を起点として分断して個別化を行うと、図４、図５に示すような、複数の撮像ユニット５が製造される。

このように、本実施の形態においては、光学部品が形成されたレンズウエハ１２ａ〜１２ｅを複数枚貼り合わせて、レンズユニット２が複数構成されたレンズユニットウエハ１２を形成し、該レンズウエハユニット１２の一面１２ｆに、折り曲げ光学素子３が複数構成された折り曲げ光学素子ウエハ１３を貼り合わせて、光学ユニットウエハ１０を形成し、個別化することにより、複数の光学ユニット１を製造すると示した。

また、光学ユニットウエハ１０のレンズユニットウエハ１２における他面１２ｇに、固体撮像素子４が複数構成されたセンサウエハ１４を貼り合わせて、撮像ユニットウエハ１５を形成し、個別化することにより、複数の撮像ユニット５を製造すると示した。

このことによれば、ウエハレベルにて図１、図２に示す光学ユニット１または図４、図５に示す撮像ユニット５を形成することにより、各、光学ユニット１または撮像ユニット５を構成するウエハの厚みを調整管理することによりピント調整レスが実現できる。

また、ウエハプロセスを用いることによって、容易に精度の良いアライメント調整が可能となるため、光学ユニット１における光学系の偏角や芯出しなどの調整作業が大幅に軽減されるとともに、一括で大量に光学ユニット１または撮像ユニット５が製造できることから、高歩留り、低コストが実現できる。

尚、光学ユニット１のレンズユニット２の他面２ｇにおける固体撮像素子４の受光部４ａに対向する位置に、後述する第２実施の形態に示すように、凹部または開口部（いずれも図示されず）を形成すると、固体撮像素子４のマイクロレンズ効果を損なわずに、撮像ユニット５を製造することができる。

以上から、光学ユニット１における光学系の偏角や芯出しを調整する作業を軽減することができるとともに、効率良く光学ユニット１または撮像ユニット５を製造することのできる光学ユニット１の製造方法、撮像ユニット５の製造方法、光学ユニット１、撮像ユニット５を提供することができる。

（第２実施の形態）
図１１は、本実施の形態を示す光学ユニットの上面図、図１２は、図１１中のXI-XI線に沿う光学ユニットの断面図、図１３は、本実施の形態を示す撮像ユニットの上面図、図１４は、図１３中のXIV-XIV線に沿う撮像ユニットの断面図である。

この第２実施の形態の光学ユニット、撮像ユニットの構成は、上述した図１〜図５に示した第１実施の形態の光学ユニット、撮像ユニットと比して、光学ユニットに入光する光の方向が反対となる点と、折り曲げ光学素子の出射面に、固体撮像素子が貼着されている点が異なる。

よって、これらの相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

先ず、図１１、図１２を用いて、本実施の形態の光学ユニットの製造方法によって製造された光学ユニットの構成を説明する。

図１１、図１２に示すように、光学ユニット４１は、レンズユニット４２と折り曲げ光学素子４３とによって主要部が構成されている。

レンズユニット４２は、光学像を、折り曲げ光学素子４３を介して、後述する固体撮像素子４４（図１４参照）に結像させるものであり、透明部材から形成された平板４２ａと、該平板４２ａ上に重畳された、光学像の光Ｌの光路に貫通孔が形成されたスペーサ４２ｂと、該スペーサ４２ｂ上に重畳された、光Ｌの光路に凸凸レンズ４２ｃｌが位置するレンズ部材４２ｃと、該レンズ部材４２ｃ上に重畳された、光Ｌの光路に貫通孔が形成された絞り４２ｄと、該絞り４２ｄ上に重畳された、透明部材から形成された平板４２ｅとから主要部が構成されている。即ち、レンズユニット４２は、複数の光学部材（４２ａ〜４２ｅ）が積層されることによって構成されている。尚、レンズユニット４２は、１つのレンズ４２ｃｌのみならず、複数のレンズを有していても構わない。

また、レンズユニット４２の一面４２ｆは、レンズユニット４２からの光Ｌの出射面を構成しており、レンズユニット４２の一面４２ｆに対向する他面４２ｇは、レンズユニット４２への光Ｌの入射面を構成している。

尚、平板４２ａとレンズ部材４２ｃとの間に、スペーサ４２ｂではなく絞り４２ｄが位置していても構わないし、レンズ部材４２ｃと平板４２ｅとの間に、絞り４２ｄではなくスペーサ４２ｂが位置していても構わない。また、平板４２ａ、４２ｅは、全てが透明部材から形成されている必要がなく、光Ｌの光路のみが透明部材から形成されていれば構わない。

折り曲げ光学素子４３は、例えばプリズムから構成されており、入射面４３ｃが、レンズユニット４２の一面４２ｆとなる平板４２ｅの外表面に貼着されることによって設けられている。尚、折り曲げ光学素子４３は、プリズムに限らず、反射ミラー等から構成されていても構わない。

折り曲げ光学素子４３は、レンズユニット４２の一面４２ｆから入光された光学像の光Ｌを、傾斜面４３ｂにおいて屈折させ、即ち、光Ｌの方向を傾斜面４３ｂにおいて可変させ、光Ｌを出射面４３ａから固体撮像素子４４に入光させるためのものである。尚、傾斜面４３ｂは、上述した図３に示すように、曲面に形成されていても構わない。

また、折り曲げ光学素子４３の出射面４３ａに、凹部４３ｄが形成されており、該凹部４３ｄの底面には、光学面４３ｄｔが形成されている。尚、光学面４３ｄｔからも光Ｌは出射される。

このような構成を有する光学ユニット４１は、被写体像からの入射光Ｌは、他面４２ｇからレンズユニット４２に入光し、一面４２ｆから入射面４３ｃを介して、折り曲げ光学素子４３に入光し、傾斜面４３ｂで屈折された後、出射面４３ａから出射される。該出射面４３ａから出射された光Ｌは、後述する固体撮像素子４４に入光される。

次に、図１３、図１４を用いて、本実施の形態の撮像ユニットの製造方法によって製造された撮像ユニットの構成を説明する。

図１３、図１４に示すように、撮像ユニット４５は、光学ユニット４１と固体撮像素子４４とによって主要部が構成されている。尚、光学ユニット４１の構成は、上述した図１１、図１２に示した構成と同じであるため、その説明は省略する。

固体撮像素子４４は、折り曲げ光学素子４３の出射面４３ａに対し、受光部４４ａと光学面４３ｄｔとの間に空間が形成されるとともに、受光部４４ａが光学面４３ｄｔから出射された光Ｌを受光する位置に、アライメントされた後、貼り合わされて設けられている。

固体撮像素子４４は、レンズユニット４２及び折り曲げ光学素子４３を介して結像された光学像を受光部４４ａで受け、固体撮像素子４の電極４４ｂに電気的に接続された図示しない配線を介して、外部装置と映像信号の授受を行うものである。

次に、図１１〜図１４に示した光学ユニット１の製造方法及び撮像ユニット５の製造方法を、図１５〜図１７を用いて説明する。

図１５は、レンズユニットウエハの部分断面図、図１６は、図１５のレンズユニットウエハの一面に、折り曲げ光学素子ウエハを貼り合わせて、光学ユニットウエハを形成した状態を示す部分断面図、図１７は、図１６の光学ユニットウエハから、複数の光学ユニットを個別化した状態を示す部分断面図である。

先ず、図１５に示すように、光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニット４２が複数構成されたレンズユニットウエハ１２’を形成する。具体的には、先ず、平板４２ａが複数構成されたレンズウエハ１２ａ’上に、スペーサ４２ｂが複数構成されたレンズウエハ１２ｂ’を重畳して貼り合わせ、該レンズウエハ１２ｂ’上に、レンズ部材４２ｃが複数構成されたレンズウエハ１２ｃ’を重畳して貼り合わせ、該レンズウエハ１２ｃ’上に、絞り４２ｄが複数構成されたレンズウエハ１２ｄ’を重畳して貼り合わせ、該レンズウエハ１２ｄ’上に、平板４２ｅが複数構成されたレンズウエハ１２ｅ’を重畳して貼り合わせることにより、レンズユニットウエハ１２’を形成する。その結果、レンズユニットウエハ１２’には、平板４２ａ、スペーサ４２ｂ、レンズ部材４２ｃ、絞り４２ｄ、平板４２ｅからなるレンズユニット４２が複数構成されている。

この際、各レンズウエハ１２ａ’〜１２ｄ’の貼り合わせは、各平板４２ａ、４２ｅの透明部、各スペーサ４２ｂ、各絞り４２ｄの貫通孔、各レンズ部材４２ｃのレンズ４２ｃｌが、光Ｌの光軸上に位置するよう行われる。

次いで、図１６に示すように、レンズユニットウエハ１２’の光Ｌの出射面を構成する一面１２ｆ’、具体的には、レンズウエハ１２ｅ’の外表面に対し、複数の折り曲げ光学素子４３が構成された折り曲げ光学素子ウエハ１３’を、各折り曲げ光学素子４３が、各レンズユニット４２にそれぞれ対向するとともに、各折り曲げ光学素子４３の入射面４３ｃが当接されるよう貼り合わせ、複数の光学ユニット４１が構成された光学ユニットウエハ１０’を形成する。

次いで、図１７に示すように、光学ユニットウエハ１０’に対し、レンズユニット４２及び折り曲げ光学素子４３毎、即ち光学ユニット４１毎に分断して個別化を行うと、図１１、図１２に示すような、複数の光学ユニット４１が製造される。

最後に、撮像ユニット５を製造する場合には、上述した図１４に示すように、個別化された各光学ユニット４１の折り曲げ光学素子４３の出射面４３ａに対し、各固体撮像素子４４を、アライメント調整してそれぞれ貼り合わせる。

具体的には、出射面４３ａに対して、受光部４４ａと光学面４３ｄｔとの間に空間が形成されるとともに、受光部４４ａが光学面４３ｄｔから出射された光Ｌを受光する位置に固体撮像素子４４をそれぞれ貼り合わす。その結果、図１３、図１４に示すような、複数の撮像ユニット４５が製造される。

このような構成によれば、固体撮像素子４４を個別で貼り合わせるため、上述した第１実施の形態よりも作業効率が落ちるが、その他は、上述した第１実施の形態と同様の効果を得ることができる他、固体撮像素子４４を、該固体撮像素子４４の受光部４４ａ上に空間を持たせて、折り曲げ光学素子４３の出射面４３ａに接合するため、撮像ユニット４５の性能向上のために用いられているマイクロレンズの効果を損なわずに形成できる。

また、固体撮像素子４４上に折り曲げ光学素子４３を配することで、光学設計上の自由度も向上する。また第１実施の形態と比べて、撮像ユニット４５の高さを低く形成することができる。

また、上述した第１及び第２実施の形態に示した光学ユニットまたは撮像ユニットは、例えば内視鏡に設けられる。図１８は、光学ユニットまたは撮像ユニットが設けられた内視鏡を具備する内視鏡装置を示す斜視図である。

図１８に示すように、内視鏡装置１０１は、内視鏡１０２と周辺装置１００とにより構成されている。内視鏡１０２は、操作部１０３と、挿入部１０４と、ユニバーサルコード１０５とから主要部が構成されている。

周辺装置１００は、架台１２６に配置された、光源装置１２１と、ビデオプロセッサ１２２と、接続ケーブル１２３と、キーボード１２４と、モニタ１２５とから主要部が構成されている。また、このような構成を有する内視鏡１０２と周辺装置１００とは、コネクタ１１９により互いに接続されている。

内視鏡１０２の挿入部１０４は、先端部１０６と湾曲部１０７と可撓管部１０８とにより構成されている。

先端部１０６の側面に、対物レンズ１１１が配設されている。また、先端部１０６に、上述した撮像ユニット５または撮像ユニット４５が内蔵されている。

内視鏡１０２のユニバーサルコード１０５の先端に、コネクタ１１９が設けられ、このコネクタ１１９は、周辺装置１００の光源装置１２１に接続されている。コネクタ１１９に、図示しないライトガイドの端部を構成する図示しないライトガイド用口金や図示しない撮像用ケーブルの端部が接続された電気接点部等が配設されている。

撮像用ケーブルは、先端部１０６内の固体撮像素子４または固体撮像素子４４から挿入部１０４内、操作部１０３内及びユニバーサルコード１０５内を介して、コネクタ１１９内の上述した電気接点部まで挿通されており、固体撮像素子４または固体撮像素子４４で撮像した像の電気信号を、ビデオプロセッサ１２２へと伝達するものである。

以上のように、第１及び第２実施の形態に示した光学ユニットまたは撮像ユニットは、内視鏡の挿入部の先端部内に設けられておれば、より先端部を細径化することができる。

また、内視鏡に限らず、上述した第１及び第２実施の形態に示した光学ユニットまたは撮像ユニットは、カメラ付き携帯電話や、デジタルカメラに適用しても良いことは云うまでもない。

第１実施の形態を示す光学ユニットの上面図。 図１中のII-II線に沿う光学ユニットの断面図。 図２の光学ユニットの変形例の構成を示す断面図。 第１実施の形態を示す撮像ユニットの上面図。 図４中のV-V線に沿う撮像ユニットの断面図。 レンズユニットウエハの部分断面図。 図６のレンズユニットウエハの一面に、折り曲げ光学素子ウエハを貼り合わせて、光学ユニットウエハを形成した状態を示す部分断面図。 図７のレンズユニットウエハの他面に、センサウエハを貼り合わせて、撮像ユニットウエハを形成した状態を示す部分断面図。 図８の撮像ユニットウエハに対して、レンズユニット毎にダイシングラインを形成した状態を示す部分断面図。 図９のダイシングラインを起点として、撮像ユニットウエハから、複数の撮像ユニットを個別化した状態を示す部分断面図。 第２実施の形態を示す光学ユニットの上面図。 図１１中のXI-XI線に沿う光学ユニットの断面図。 第２実施の形態を示す撮像ユニットの上面図。 図１３中のXIV-XIV線に沿う撮像ユニットの断面図。 レンズユニットウエハの部分断面図。 図１５のレンズユニットウエハの一面に、折り曲げ光学素子ウエハを貼り合わせて、光学ユニットウエハを形成した状態を示す部分断面図。 図１６の光学ユニットウエハから、複数の光学ユニットを個別化した状態を示す部分断面図。 光学ユニットまたは撮像ユニットが設けられた内視鏡を具備する内視鏡装置を示す斜視図。 従来の撮像ユニットの構成の概略を示す部分断面図。

符号の説明

１…光学ユニット
２…レンズユニット
２ａ…平板（光学部品）
２ｂ…スペーサ（光学部品）
２ｃ…レンズ部品（光学部品）
２ｃｌ…凸凸レンズ
２ｃｌ’…平凸レンズ
２ｄ…絞り（光学部品）
２ｅ…平板（光学部品）
３…折り曲げ光学素子
３ａ…折り曲げ光学素子の入射面
３ｂ…折り曲げ光学素子の傾斜面
３ｂ’…折り曲げ光学素子の曲面
３ｃ…折り曲げ光学素子の出射面
４…固体撮像素子
４ａ…受光部
５…撮像ユニット
１０…光学ユニットウエハ
１０’…光学ユニットウエハ
１２…レンズユニットウエハ
１２’…レンズユニットウエハ
１２ａ…レンズウエハ
１２ｂ…レンズウエハ
１２ｃ…レンズウエハ
１２ｄ…レンズウエハ
１２ｅ…レンズウエハ
１２ｆ…レンズユニットウエハの一面（入射面）
１２ｇ…レンズユニットウエハの他面（出射面）
１２ａ’…レンズウエハ
１２ｂ’…レンズウエハ
１２ｃ’…レンズウエハ
１２ｄ’…レンズウエハ
１２ｅ’…レンズウエハ
１２ｆ’…レンズユニットウエハの一面（出射面）
１２ｇ’…レンズユニットウエハの他面
１３…折り曲げ光学素子ウエハ
１３’…折り曲げ光学素子ウエハ
１４…センサウエハ
１５…撮像ユニットウエハ
４１…光学ユニット
４２…レンズユニット
４２ａ…平板（光学部品）
４２ｂ…スペーサ（光学部品）
４２ｃ…レンズ部品（光学部品）
４２ｃｌ…凸凸レンズ
４２ｄ…絞り（光学部品）
４２ｅ…平板（光学部品）
４３…折り曲げ光学素子
４３ａ…折り曲げ光学素子の出射面
４３ｂ…折り曲げ光学素子の傾斜面
４３ｃ…折り曲げ光学素子の入射面
４３ｄ…凹部
４３ｄｔ…光学面
４４…固体撮像素子
４４ａ…受光部
４５…撮像ユニット

Claims (8)

1. 光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニットが複数構成されたレンズユニットウエハを形成する工程と、
   前記レンズユニットウエハの一面に対し、複数の折り曲げ光学素子が構成された折り曲げ光学素子ウエハを、前記複数の折り曲げ光学素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニットウエハを形成する工程と、
   前記光学ユニットウエハを、前記レンズユニット及び前記折り曲げ光学素子毎に分断して個別化し、複数の光学ユニットを製造する工程と、
   を具備することを特徴とする光学ユニットの製造方法。
2. 光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニットが複数構成されたレンズユニットウエハを形成する工程と、
   前記レンズユニットウエハの一面に対し、複数の折り曲げ光学素子が構成された折り曲げ光学素子ウエハを、前記複数の折り曲げ光学素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニットウエハを形成する工程と、
   前記光学ユニットウエハにおける前記レンズユニットウエハの前記一面に対向する他面に対し、複数の固体撮像素子が構成されたセンサウエハを、前記複数の固体撮像素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、撮像ユニットウエハを形成する工程と、
   前記撮像ユニットウエハを、前記レンズユニット、前記折り曲げ光学素子及び前記固体撮像素子毎に分断して個別化し、複数の撮像ユニットを製造する工程と、
   を具備することを特徴とする撮像ユニットの製造方法。
3. 前記レンズユニットウエハの前記一面は、前記各レンズユニットへの光の入射面を構成しており、
   撮像ユニットウエハを形成する工程は、前記センサウエハを、前記レンズユニットウエハの前記各レンズユニットからの光の出射面を構成する前記他面に対し、前記各固体撮像素子の受光部が前記各レンズユニットから出射された各光を受光する位置に貼り合わせることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニットの製造方法。
4. 光学部品が形成されたレンズウエハを複数枚貼り合わせて、レンズユニットが複数構成されたレンズユニットウエハを形成する工程と、
   前記レンズユニットウエハの一面に対し、複数の折り曲げ光学素子が構成された折り曲げ光学素子ウエハを、前記複数の折り曲げ光学素子が前記複数のレンズユニットにそれぞれ対向するよう貼り合わせ、光学ユニットウエハを形成する工程と、
   前記光学ユニットウエハを、前記レンズユニット及び前記折り曲げ光学素子毎に分断して個別化し、複数の光学ユニットを製造する工程と、
   前記各光学ユニットの前記折り曲げ光学素子の光の出射面に対し、固体撮像素子をそれぞれ貼着する工程と、
   を具備することを特徴とする撮像ユニットの製造方法。
5. 前記各折り曲げ光学素子の前記出射面にそれぞれ凹部が形成され、該凹部の底面に光学面がそれぞれ形成されており、
   前記固体撮像素子を貼着する工程は、前記各固体撮像素子の受光部と、前記各折り曲げ光学素子の前記光学面との間に空間が形成されるとともに、前記各受光部が前記各光学面から出射された各光を受光する位置に、前記固体撮像素子を貼り合わせることを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニットの製造方法。
6. 前記レンズユニットウエハの前記一面は、前記各レンズユニットからの光の出射面を構成しており、
   前記光学ユニットウエハを形成する工程は、前記レンズユニットウエハの前記出射面に、前記折り曲げ光学素子ウエハを貼り合わせる工程であることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像ユニットの製造方法。
7. 請求項１に記載の光学ユニットの製造方法によって製造されたことを特徴とする光学ユニット。
8. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の撮像ユニットの製造方法によって製造されたことを特徴とする撮像ユニット。

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