JP2011120269A - 撮像モジュールおよびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品の点数を減らしてより簡単な構成とし、これによって組立工数を減少させかつ組立精度を向上させ、光学調整を不要する。
【解決手段】基板４に対しホルダー部材１を位置決めしていた構造から、センサーチップ５の上面にホルダー部材の一部（高さ方向位置決め部１ｂ）を直接、載置することにより、撮像モジュール１０の部品点数が従来技術に比べて大幅に削減されて簡単な構成とすることができ、ホルダー部材１に固定された集光レンズ２ａ、２ｂとセンサーチップ５の上面との距離を精度よく垂直方向（Ｚ方向）の位置決めすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の受光部を有する撮像素子
と、入射光を撮像素子上に結像するためのレンズとがモジュール化（一体化）された撮像
モジュールおよびその製造方法、この撮像モジュールを、車載用カメラなどの画像入力デ
バイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラな
どのデジタルカメラや、車載用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、
カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの電子情報機器に関する。

この種の従来の撮像モジュールは、主に、カメラ付き携帯電話装置や携帯端末装置（Ｐ
ＤＡ）、さらにはカードカメラなどに用いられ、セラミックスやガラス入りエポキシ樹脂
などの基板上に、被写体からの画像光を光電変換して被写体を撮像する複数の受光部を有
する撮像素子を有する固体撮像チップと、入射光を撮像素子上に結像するためのレンズを
固定したホルダー部材とが設けられている。この場合に、これらのレンズと撮像素子との
距離を正確に固定して入射光を撮像素子上に精度よく結像させることは、鮮明な画像を得
るために重要である。

このように、レンズと撮像素子との距離を正確に規定する方法として、レンズが固定さ
れる鏡筒の底面を、固体撮像チップ上の撮像素子の周囲に直に当てて固定することが特許
文献１に開示されている。まず、特許文献１の撮像モジュールについて図５を用いて詳細
に説明する。

図８は、特許文献１に記載されている従来の撮像モジュールの要部構成例を模式的に示
す構造図であって、（ａ）は従来の撮像モジュールの縦断面図、（ｂ）は従来の撮像モジ
ュールの上面図である。

図８において、従来の撮像モジュール１００は、レンズ部１０１とイメージセンサチッ
プ１０２とを備えている。ここで、レンズ部１０１は、レンズ１０１ａと、これを固定す
る鏡筒１０１ｂとにより構成されている。また、イメージセンサチップ１０２は、撮像素
子としてのセンサ部１０２ａ、センサ部１０２ａからの信号を信号処理するための論理回
路部１０２ｂ、および論理回路部１０２ｂと外部とを接続するための入出力端子としての
ボンディングパッド１０２ｃを有している。

レンズ１０１ａは、ここでは、非球面凸レンズであり、入射された光をイメージセンサ
チップ１０２の表面上で結像させる機能を有している。

鏡筒１０１ｂは、円筒状または角形などの形状を有し、その内周部の所定の位置におい
てレンズ１０１ａを支持している。鏡筒１０１ｂは、レンズ支持部として機能していてい
る。このレンズ支持部は、筒状に構成される必要はない。例えば、レンズ支持部は、レン
ズ１０１ａを単数または複数の点で下方から支えるようにしてもよい。鏡筒１０１ｂの底
面は、センサカバー１０２ｄが設けられていない間隙ｄにおいて、イメージセンサチップ
１０２の論理回路部１０２ｂ上に固定されている。この事例では、センサカバー１０２ｄ
は、四方向に延出する連結部ｅを備えているため、この部分以外の４箇所の間隙ｄにおい
て鏡筒１０１ｂの４つの下端部がイメージセンサチップ１０２上に載置されて固定されて
いる。

鏡筒１０１ｂとイメージセンサチップ１０２は、例えば、紫外線硬化樹脂によって接着
される。この場合、イメージセンサチップ１０２に対して、予め定められた位置に鏡筒１
０１ｂの下端部の底面を載置し、その後、イメージセンサチップ１０２と鏡筒１０１ｂが
接着されるように紫外線硬化樹脂を塗布する。または、イメージセンサチップ１０２また
は鏡筒１０１ｂのいずれか一方または双方に紫外線硬化樹脂を塗布した後に、両者の位置
決めをするようにしてもよい。紫外線をこの紫外線硬化樹脂に照射することによってイメ
ージセンサチップ１０２と鏡筒１０１ｂとを接着固定する。このように、従来のカメラモ
ジュール１００では、レンズ１０１ａを支持するレンズ支持部（鏡筒１０１ｂ）をイメー
ジセンサチップ１０２上に載置して直接固定するようにしたため、小型化を図ることがで
きる。レンズ１０１ａとイメージセンサチップ１０２との間の部材がレンズ支持部（鏡筒
１０１ｂ）のみであることから、レンズ１０１ａとイメージセンサチップ１０２のセンサ
部１０２ａとの距離の積み上げ誤差が少なく、両者の相対的な位置を高精度でより確実に
設定することができる。

イメージセンサチップ１０２のセンサ部１０２ａは、イメージセンサチップ１０２の中
央の表面上に形成され、光学的な情報を電気信号に変換し、撮像信号として出力する撮像
素子である。この撮像素子は、多数の読取画素を有する。センサ部１０２ａは、例えばＣ
ＣＤ素子やＣＭＯＳ素子である。このセンサ部１０２ａは各読取画素の上方には複数のマ
イクロチップレンズが形成されており、入射光を各読取画素に対してそれぞれ集光させる
ことができる。

論理回路部１０２ｂは、各センサ部１０２ａから出力された撮像信号に対して、増幅処
理、ノイズ除去処理などの種々の信号処理を行う。

ボンディングパッド１０２ｃは、論理回路部１０２ｂと電気的に接続された入出力端子
である。このボンディングパッド１０２ｃは、ワイヤボンディングにより外部の電極と電
気的に接続される。例えば、イメージセンサチップ１０２を、例えば携帯電話装置、携帯
端末装置（ＰＤＡ）やカードカメラなどの回路を構成する配線基板上に設置し、これらの
ボンディングパッド１０２ｃとこの配線基板とをワイヤーボンディングにて電気的に接続
する。また、抵抗器やコンデンサなどの受動部品、トランジスタやＬＳＩなどの能動部品
が搭載されたサブ配線基板にイメージセンサチップ１０２を設置してボンディングパッド
１０２ｃとサブ配線基板とをワイヤーボンディングにて電気的に接続し、このサブ配線基
板を携帯電話装置、携帯端末装置（ＰＤＡ）やカードカメラなどと電気的に接続すること
もできる。

センサカバー１０２ｄは、少なくともセンサ部１０２ａ上を保護するために配置し、セ
ンサ部１０２ａへの異物の付着を防いでいる。センサカバー１０２ｄは、センサ部１０２
ａの領域外においてイメージセンサチップ１０２と固定される接触部を有する。センサカ
バー１０２ｄとセンサ部１０２ａとの間には間隙が形成される。センサーカバー１０２ｄ
は、例えば、透明性を有する合成樹脂やガラスによって形成される。この合成樹脂には、
シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂など
種々の樹脂が含まれる。センサカバー１０２ｄは、イメージセンサチップ１０２上に接着
または圧着される。接着の場合には、例えば紫外線硬化樹脂が用いられる。このセンサカ
バー１０２ｄは、撮像モジュールの製造段階において形成され、撮像モジュールの使用段
階においても継続して取り付けられる。即ち、センサカバー１０２ｄは、使用段階におい
て取り外されるものではない。したがって、センサカバー１０２ｄのセンサ部１０２ａの
上方は、入射光を通過させるため、透明性を有している必要がある。但し、センサカバー
１０２ｄ全体が透明性を有している必要はない。

センサカバー１０２ｄの入射面、即ちレンズ１０１ａ側の面と、センサ部１０２ａの表
面との間の距離は、所定距離以上の距離が必要がある。レンズ１０１ａを通過した入射光
は、徐々に収束し、センサ部１０２ａ上で結像するため、同じ大きさの異物であってもセ
ンサ部１０２ａに直接に付着した場合と、センサ部１０２ａから上方に所定距離だけ離れ
たセンサカバー１０２ｄ上に付着した場合とでは、センサ部１０２ａにおいて撮像される
画像上の大きさが異なる。具体的には、レンズ１０１ａが収束レンズである場合、センサ
カバー１０２ｄの入射面がセンサ部１０２ａから上方に離れれば離れるほど、センサカバ
ー１０２ｄに付着した異物がセンサ部１０２ａの画像上に小さく映し出され、異物の付着
の影響を少なくすることができる。

センサカバー１０２ｄは、図８（ｂ）に示されるように、隣接するイメージセンサチッ
プ１０２のセンサカバー１０２ｄと連結する連結部を有している。この連結部は、ダイシ
ングの際に切断される。センサカバー１０２ｄは、この連結部によってウェハ上のチップ
全てが一体的に形成されている。

また、光学的精度を維持するため、鏡筒１０１ｂとイメージセンサチップ１０２とが直
接に当接するように鏡筒１０１ｂとイメージセンサチップ１０２との接触部分にはセンサ
カバー１０２ｄが設けられておらず、センサカバー１０２ｄの空隙（隙間ｄ）が設けられ
ている。同様に、配線を容易にするために、ボンディングパッド１０２ｃ上にもセンサカ
バー１０２ｄが設けられておらず、センサカバー１０２ｄの空隙が設けられている。

上述したように、特許文献１では、レンズ１０１ａが固定される鏡筒１０１ｂの４つの
下端部の底面を、イメージセンサチップ１０２上に当てて固定することにより、レンズ１
０１ａとセンサ部１０２ａとの距離を精度よく規定している。さらに、特許文献１では、
センサカバー１０２ｄ自体に、「ＩＲカットフィルタ」、「絞り」および「ローパスフィ
ルタ」などの付加価値を付け、それに４ヶ所の貫通穴（鏡筒１０１ｂの底面から延びた足
が通過する隙間ｄ）を設けて、鏡筒１０１ｂの底面から足を延ばしてイメージセンサチッ
プ１０２上に直に接触させることで、レンズ１０１ａとセンサ部１０２ａとの距離を精度
よく規定している。

次に、特許文献２の撮像モジュールについて図９を用いて詳細に説明する。レンズと撮
像素子との距離を正確に固定する方法として、特許文献１では、レンズ１０１ａとセンサ
部１０２ａとの間に鏡筒１０１ｂが介在していたが、レンズ部品自体からその一部を焦点
距離（センサまでの距離）まで延長し、そのレンズ部品から延長した先端部分をチップイ
メージセンサ上に押し当てて、レンズと撮像素子との距離を精度よく規定することが特許
文献２に開示されている。

図９は、特許文献２に開示されている従来の撮像装置の要部構成例を模式的に示す縦断
面図である。

図９において、従来の撮像装置２００は、基板２０１と、この基板２０１の一方の面上
に配設された撮像素子２０２と、この撮像素子２０２の撮像領域に集光させ被写体像を結
像させるための光学部材２０３と、この光学部材２０３と撮像素子２０２とを覆い隠す鏡
枠（ホルダー部材）２０４と、鏡枠２０４の上面（前部）に設けられ、磁石を備えた回転
部材２０５と、この回転部材２０５の下方に設けられた遮光性を有する遮光板２０６と、
この遮光板２０６の下方に設けられ、光学部材２０３に入射する光の量を調節する絞り板
２０７と、遮光板２０６と絞り板２０７とにより支持されるＩＲカットフィルタ２０８と
、絞り板２０７と、光学部材２０３との間に設けられ、光学部材２０３を基板２０１側に
押圧するばねである押圧部材２０９と、鏡枠２０４の位置決めを行うための位置決め電気
部品２１０とを備えている。なお、回転部材２０５と、遮光板２０６と、絞り板２０７と
、ＩＲカットフィルタ２０８とを鏡枠２０４の上端部２１１（ホルダー部材の前部）とす
る。

光学部材２０３は、透明なガラスまたはプラスチック材料を素材とし、基板２０１側（
光軸方向の後側）に配置される第１レンズ部材２１２と、この第１レンズ部材２１２の上
方に備えられた第２レンズ部材２１３と、第１レンズ部材２１２と第２レンズ部材２１３
との間に設けられ、第１レンズ部材２１２に入射する光の量を調節する絞り部２１４とか
ら構成されている。なお、第１レンズ部材２１２と第２レンズ部材２１３との光軸は同一
となっている。

第１レンズ部材２１２は、凸レンズ形状の第１レンズ部２１２ａと、第１レンズ部２１
２ａの周囲に管状の下脚部２１２ｂとを備えたものであり、下脚部２１２ｂの下端部には
、通常撮像モードにおいて、撮像素子２０２の表面に当接する当接部２１２ｃが形成され
ている。また、下脚部２１２ｂの上面には、押圧部材２０９が当接する。この押圧部材２
０９の押圧力（付勢力）により、通常撮像モードにおいて、第１レンズ部材２１２は基板
２０１側に押圧されている。さらに、第１レンズ部２１２ａの周囲には、管状の下脚部２
１２ｂから外側に平面視円形状に鍔部２１２ｄが形成されている。第１レンズ部材２１２
の焦点距離はレンズ主点からの距離であるが、部品寸法的には、その鍔部２１２ｄの平面
位置から下脚部２１２ｂの下端の当接部２１２ｃまでの距離寸法を製造交差で管理してい
る。

これによって、第１レンズ部材２１２の一部を焦点距離（センサまでの距離）の位置ま
で延長し、その第１レンズ部材２１２の下面から延長した下脚部２１２ｂの先端部分（下
端の当接部２１２ｃ）を撮像素子２０２の表面に押し当てて、第１レンズ部材２１２と撮
像素子２０２の表面との距離を高精度に位置させることができる。

次に、特許文献３には、基板上に撮像素子チップが配置され、その撮像素子チップ上を
覆うようにレンズが内部に治められた筒状のホルダーが設けられたカメラモジュールが開
示されている。これらのレンズと撮像素子チップとの距離を位置合わせするために、ホル
ダーから突出した突出部の下面が撮像素子チップの表面に対して接着剤を介して固着され
ている。

特許文献４には、特許文献３のカメラモジュールの製造方法が開示されている。この場
合、ホルダーの突起部をレンズの合焦状態を確認しながら接着剤を介して撮像素子チップ
の上面と近接させ、レンズが撮像素子に対して合焦した位置でホルダーの位置を決めて接
着剤を乾燥させる。

また、特許文献５には、基板上に撮像素子チップが配置され、その撮像素子チップ上に
位置する天面部と、この天面部から撮像素子チップ側に突出した突部とを有し、この突部
が撮像素子チップの上面に当接した状態で、撮像素子チップの上面と天面部との間が接着
剤を介して固着されているカメラモジュールが開示されている。

特開２００４−２６０３５６号公報 特開２００４−２６６３４０号公報 特開２００７−１８４８０１号公報 特開２００７−１５０４２８号公報 特開２００７−２５９０６４号公報

しかしながら、上記従来の撮像モジュール１００では、センサカバー１０２ｄに一体物
として「ＩＲカットフィルタ」、「絞り」および「ローパスフィルタ」などの付加価値を
設けることから、センサ部１０２ａ上のセンサカバー１０２ｄは光が透過するレンズ同等
の光学材料で構成する必要があるし、また、センサ部１０２ａ上以外のセンサカバー１０
２ｄは遮光しておく必要があるが、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように隙間ｄの内
側の円内を光透過、円外を遮光とした場合に、横方向からの光がセンサ部１０２ａに入ら
ないように、下方に足が出ている部分だけ遮光するのは製造上困難である。また、センサ
カバー１０２ｄには鏡筒１０１ｂの４つに分かれた下端部をイメージセンサチップ１０２
上に当接させるための貫通穴（隙間ｄ）が設けられており、この隙間ｄなどを通して横方
向からセンサ部１０２ａに光漏れする可能性が大きく、ゴースト/フレアが発生する虞が
ある。さらに、鏡筒１０１ｂをイメージセンサチップ１０２上にレンズ１０１ａの光軸を
センサ部１０２ａの中心に位置させるにはＸＹ方向への寸法精度も必要になる。実際に、
鏡筒１０１ｂの４つに分かれた下端部をセンサカバー１０２ｄの貫通穴（隙間ｄ）に通し
ているが、その下端部と貫通穴（隙間ｄ）との間には、寸法的に余裕（所定寸法以上のク
リアランス）がないとスムーズに入らないし、余裕が大きいとＸＹ方向の寸法精度があま
くなる。これらを組み立てるに際しては、部品点数が多くその構造が複雑であるので、管
理項目も多く、組立工数もかかるし、組み立てる精度にも問題が生じやすい。

また、上記従来の撮像装置２００では、Ｚ方向の位置決めは、第１レンズ部材２１２の
下面から延長した下脚部２１２ｂを撮像素子２０２上に直接当てて、第１レンズ部材２１
２と撮像素子２０２の表面との距離を高精度に位置決めして組立精度を向上させる構造に
なっているが、所定のレンズ性能を得るには、金型構造が複雑であり精度も必要になる。
また、絶えず、押圧部材２０９（ばね）によるセンサーチップ（撮像素子２０２）側への
押圧力（付勢力）が必要であることから、第１レンズ部材２１２の上面に押圧部材２０９
（ばね）を配置し、かつその押圧部材２０９（ばね）を押さえて保持する別部材も必要と
なって、部品点数が多くなり、構造も複雑になっている。したがって、これらを組み立て
るに際して、部品点数が多くその構造が複雑であることから、管理項目も多く、組立工数
もかかるし、組み立てる精度にも問題が生じやすい。しかも、上記従来の撮像装置２００
では、撮像モジュール組立時に各部品の精度、組立精度などを吸収するべく、第１レンズ
部材２１２のレンズ位置のフォーカス調整をも要していた。

さらに、特許文献３〜５のカメラモジュールでは、撮像素子チップの上面とホルダーの
突出部や天面部との間に接着剤が介在しているが、その接着層は５〜２５μｍと大きくば
らつくため、ホルダー内のレンズと撮像素子チップとの距離を正確に位置合わせすること
ができず、歩留まりおよび集光効率向上のために光学調整を不要にできない。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、構成部品の点数を減らしてより簡単な構
成とし、これによって組立工数を減少させかつ組立精度を向上させ、光学調整を不要にで
きる撮像モジュールおよびその製造方法、この撮像モジュールを車載用後方監視カメラな
どの画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器を提供することを目的とする。

本発明の撮像モジュールは、基板上に装着された撮像チップ上に被写体光を結像させる
ための集光レンズを内部に収容したホルダ−部材が該撮像チップを覆うように該基板上に
装着された撮像モジュールにおいて、該ホルダ−部材が該撮像チップの表面で直に支持さ
れているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、より詳しくは、本発明の撮像モジュールは、基板上に装着された撮像チップ上に
被写体光を結像させるための集光レンズを内部に収容したホルダ−部材が該撮像チップを
覆うように該基板上に装着された撮像モジュールにおいて、該ホルダ−部材が該撮像チッ
プの表面で支持され、該撮像チップの表面で直に支持されるホルダ−部材の一部が該集光
レンズと該撮像チップの表面との高さ方向位置決め部とされているものであり、そのこと
により上記目的が達成される。

さらに、より詳しくは、本発明の撮像モジュールは、基板上に撮像チップが装着され、
被写体光を該撮像チップ上に結像させるための集光レンズを裏側凹部内部に収容したホル
ダ−部材が、該撮像チップを該裏側凹部で覆って該裏側凹部内を密閉または半密閉するよ
うに該基板上に装着された撮像モジュールにおいて、該裏側凹部内に設けられた段差部に
、該撮像チップの表面に直に当接する高さ方向位置決め部が設けられたものであり、その
ことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける高さ方向位置決め部は、前記段差
部の全面またはその一部、または、該段差部から平面状または点状に突出した突出部であ
る。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける突出部は、前記撮像チップの表
面に当接する先端面は円形状または長円形状である。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける突出部は、複数設けられ、前記
撮像チップの撮像領域以外の表面に対して複数箇所で当接する。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける段差部は、前記撮像チップの表
面端縁部のダイシング端面による変形部分を逃がすように形成されている。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける突出部は、前記撮像チップの表
面端縁部のダイシング端面による変形部分を避けて突出するように形成されている。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける集光レンズは、前記ホルダー部
材の裏側凹部内部の底面で位置決めされて収容され、該裏側凹部内部の側壁と該集光レン
ズの外周端面とが接着固定されている。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける集光レンズは、２枚の組レンズ
であり、該２枚のレンズ間に、中央部に光通過用穴が設けられた遮光フィルムが挟持され
ている。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける裏側凹部内に、前記撮像チップ
の上方を横切るように、前記集光レンズを通過した入射光から赤外線をカットして該撮像
チップ側に出射する赤外線カットフィルタが設けられている。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおいて、前記ホルダー部材の裏面の段
差部の全面またはその一部面を、前記撮像チップ上に接着剤を介さずに直に載置される高
さ方向位置決め部としている。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける高さ方向位置決め部と撮像チッ
プの表面との接触は、前記段差部の全面またはその一部面による２面接触または３面接触
である。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおいて、前記ホルダー部材のレンズ収
納基準面である凹部底面から他の段差を介すことなく、前記高さ方向位置決め部として段
差が設けられている。

本発明の撮像モジュールの製造方法は、基板上に撮像チップを装着するセンサユニット
形成工程と、被写体光を該撮像チップ上に結像させるための集光レンズをホルダ−部材の
裏側凹部内に収容して固定するレンズユニット形成工程とをこの順またはこれとは逆順に
行い、該裏側凹部内に設けられた段差部の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に直
に当接させて該撮像チップを該裏側凹部で覆い、この状態で、該裏側凹部内を密閉または
半密閉するように該ホルダ−部材を該基板上に接着材により接着するセンサユニット・レ
ンズユニット組合せ工程を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の撮像モジュールの製造方法におけるセンサユニット形成工
程は、前記基板上の所定位置に前記撮像チップを搭載し、該撮像チップの複数の入出力パ
ッドと、該基板の各所定端子との間をそれぞれワイヤボンドして該基板上に撮像チップを
固定する。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールの製造方法におけるレンズユニット形成
工程は、前記集光レンズを前記ホルダ−部材の裏側凹部内の底面まで挿入して位置決めし
、この状態で該ホルダ−部材の裏側凹部の内周壁と該集光レンズの外周端面とを接着材で
接着して固定する。

さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールの製造方法におけるセンサユニット・レ
ンズユニット組合せ工程は、前記撮像チップが装着された基板に対して、前記集光レンズ
を収容したホルダー部材を、該撮像チップの平面画像を認識する自動組立装置により該撮
像チップとの位置合わせをして該撮像チップ上に直に載置する。

本発明の電子情報機器は、本発明の上記撮像モジュールを画像入力デバイスとして撮像
部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

基板に対しホルダー部材を位置決めしていた構造を、撮像チップとしてのセンサーチッ
プの表面にホルダー部材の高さ方向位置決め部を直接当接させて位置決めすることにより
、撮像モジュールの部品点数を従来技術に比べて大幅に削減して簡単な構成とすることが
可能となり、ホルダー部材に固定されたレンズとセンサーチップの上面との距離を精度よ
く垂直方向（Ｚ方向）の位置決めすることが可能となる。これによって、部品精度および
その組み立て精度、実装精度を向上させることが可能となって、フォーカス調整フリーの
撮像モジュールを実現することが可能となる。ここでは、センサーチップの表面と高さ方
向位置決め部との接着は行わず接着剤などは介在していないため、レンズとセンサーチッ
プの上面との距離が、接着層により５〜２５μｍと大きくばらつくことなく、より精度の
よい組み立てが可能となる。

センサーチップが装着された基盤に対して、レンズ一体構造のホルダー部材を該当セン
サーチップの平面画像を認識する自動組み立て装置により位置合わせして装着するため、
平面方向（ＸＹ方向）のズレの発生を最小限に抑えて高精度に位置決めすることが可能と
なる。

さらに、本発明の新規構造では、レンズ一体構造のホルダー部材で、基板上に固定され
たセンサーチップを上から覆うように内部を封止するため、外部から内部への光漏れは発
生せず、密閉構造であるため、ごみの内部への侵入もなく、内部のセンサーチップの撮像
領域上へのごみの付着もない。したがって、画像の画質を向上させることが可能となる。

以上により、本発明のよれば、撮像チップ上面に直接、高さ方向位置決め部をホルダー
部材の基準面として当てて高さ方向の位置決めをするため、ホルダー部材に対する集光レ
ンズの組み立て精度ばらつき、ホルダー部材の成型精度などのバラつき要因が考えられる
が、従来構造に比べて部品点数も少なく簡単な構成であることから、組立工数を減少させ
ると共に組立精度を向上させることができ、フォーカス調整フリーとすることができる。
また、センサーチップの表面と高さ方向位置決め部との接着は行わず、間に接着剤などは
介在していないため、接着剤による接着を行った場合に比べて、レンズとセンサーチップ
の上面との距離をより精度のよい組み立てを行うことができて、フォーカス調整フリーと
することができる。

本発明の実施形態１に係る撮像モジュールの要部構成例を模式的に示す縦断面図である。 図１の撮像モジュールの製造方法を各製造工程毎に模式的に示す縦断面図である。 図２（ｃ）に対応した撮像モジュールのセンサユニット・レンズユニット組合せ工程を説明するための平面模式図である。 本発明の実施形態２に係る撮像モジュールの要部構成例を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施形態３に係る撮像モジュールにおけるセンサーチップの上面と点状の高さ方向位置決め部との位置関係を模式的に示す平面図である。 本実施形態３の撮像モジュールにおける長円形状の高さ方向位置決め部を裏側から見た図であって、４つのピンで基板を固定した場合を示す平面模式図である。 本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３のいずれかの撮像モジュールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。 特許文献１に記載されている従来の撮像モジュールの要部構成例を模式的に示す構造図であって、（ａ）は従来の撮像モジュールの縦断面図、（ｂ）は従来の撮像モジュールの上面図である。 特許文献２に開示されている従来の撮像装置の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態４に係る撮像モジュールの要部構成例を模式的に示す上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線縦断面図、（ｃ）は、これと比較するための図１の撮像モジュールの上面図、（ｄ）は、（ｃ）のＢ−Ｂ線縦断面図である。 （ａ）は、図１０（ａ）のホルダー部材の裏面図、（ｂ）は、これと比較するための図１または図４の撮像モジュールにおけるホルダー部材の裏面図である。 本発明の実施形態４に係る撮像モジュールの変形例を模式的に示す縦断面図である。 本発明の撮像モジュールの他の効果について説明するための撮像モジュールの縦断面図である。

以下に、本発明の撮像モジュールの実施形態１〜３および、本発明の撮像モジュールの
実施形態１〜３のいずれかを画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器を実施
形態４として図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る撮像モジュールの要部構成例を模式的に示す縦断面
図である。

図１において、本実施形態１に係る撮像モジュール１０は、防塵用ケースのホルダー部
材１と、このホルダー部材１内に上下に収容される第１集光レンズ２ａおよび第２集光レ
ンズ２ｂと、これらの第１集光レンズ２ａと第２集光レンズ２ｂ間に設けられた遮光フィ
ルム３と、基板４と、この基板４上に設けられた固体撮像チップとしてのセンサーチップ
５と、このホルダー部材１内の第１の段差部１ｄに固定され、第２集光レンズ２ｂとセン
サーチップ５間を横切って配置されたＩＲカットフィルタ６と、ホルダー部材１の外壁底
面と基板４との間を固着する接着部７とを有している。

防塵用のホルダー部材１は、上から順に配置された第１集光レンズ２ａ、遮光フィルム
３、第２集光レンズ２ｂ、ＩＲカットフィルタ６およびセンサーチップ５を、基板４とで
覆って内部を密閉または半密閉する構造になっている。このホルダー部材１は、外観とし
て段差１１ａが設けられ、その段差１１ａの上部が円筒形でその段差１１ａの下部が４角
筒形であり、下面が開放されている。ホルダー部材１は、外壁厚が薄く内部を遮光および
密閉または半密閉可能とする樹脂製の筐体で構成され、筐体上面、即ち、段差上部の円筒
形の上面に、第１集光レンズ２ａに対向した第１円形穴としての入射光通過用の円形穴１
ａ（または円形透明領域）が形成されている。この円形穴１ａの中心を第１集光レンズ２
ａと第２集光レンズ２ｂとの光軸が通過するように、ホルダー部材１の開放した下面裏側
から第１集光レンズ２ａ、遮光フィルム３および第２集光レンズ２ｂをこの順で順次、そ
れらの円形の外形をホルダー部材１の円形凹部内に挿入して固定することにより位置決め
できる。

防塵用のホルダー部材１は、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂにより入射
光をセンサーチップ５の撮像領域５ａ上に合焦して結像するように、センサーチップ５上
にホルダー部材１自体の自重で載置される高さ方向位置決め部１ｂが、ホルダー部材１の
裏面の第２の段差部１ｆから面状に突出している。このホルダー部材１の高さ方向位置決
め部１ｂがセンサーチップ５上に当接することにより、第１集光レンズ２ａおよび第２集
光レンズ２ｂと、センサーチップ５の撮像領域５ａとの高さ方向（Ｚ方向）の距離が精度
よく規定されるようになっている。即ち、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂ
が収容されて位置決めされえるホルダー部材１の裏面側の凹部底面から、ホルダー部材１
の裏面の第２の段差部１ｆから突出した高さ方向位置決め部１ｂの端面までの高さ方向の
距離を部品製造上の交差以内に正確に管理することができる。これによって、センサーチ
ップ５の上面にホルダー部材１を面状の高さ方向位置決め部１ｂにより直接位置決めする
ことにより、ホルダー部材１に固定された第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂ
とセンサーチップ５の上面との距離を精度よく垂直方向（Ｚ方向）に位置決めすることが
できて、部品精度およびその組み立て精度、実装精度を向上させることができ、フォーカ
ス調整フリーの撮像モジュール１０を実現することができる。

第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂは、センサーチップ５の撮像領域５ａに
被写体光を、焦点を合わせて結像させるための組レンズであり、透明なアクリル系プラス
チック材料やガラス材料などで構成されている。

遮光フィルム３は、反射防止処理として黒色とされて、第１集光レンズ２ａの外周側下
面（平面）と、第２集光レンズ２ｂの外周側上面（平面）との間に挟まれて位置しており
、ホルダー部材１の上面中央部の円形穴１ａよりも直径が小さい入射光通過用の第２円形
穴としての円形穴３ａ（または円形透明領域）が上記ホルダー部材１の円形穴１ａと同心
円状に中央部に設けられている。この遮光フィルム３の円形穴３ａ（または円形透明領域
）は、フレアの発生を防止するための絞りである。即ち、この円形穴３ａは、第１集光レ
ンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂのレンズ特性を考慮してフレアが発生しない開口径に
設定されている。例えば鉛直方向（高さ方向）からの入射光に対して５０度〜６０度の傾
きを持つ斜め光を照射し、その斜め光による撮像信号のレベル（乱反射したノイズレベル
）が所定基準値（表示画面が荒れる度合いなど）よりも小さいレベルになるように開口径
を設定する。

センサーチップ５は、その中央の撮像領域５ａに、被写体からの入射光が第１集光レン
ズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂを透過した光を光電変換して撮像する複数の光電変換部
（複数の受光部）がマトリクス状に形成された固体撮像素子を有している。この固体撮像
素子を、ＣＭＯＳイメージセンサおよびＣＣＤイメージセンサのいずれにも適用すること
ができる。ＣＭＯＳイメージセンサでは、多層配線層によって互いに接続されて光電変換
部の選択および光電変換部からの信号出力に係る信号読出回路が単位画素部毎に設けられ
ている。ＣＣＤイメージセンサでは、複数の光電変換部が撮像領域の受光面に２次元状に
設けられ、光電変換部で光電変換された信号電荷が電荷転送部ＣＣＤに読み出されて所定
方向に順次電荷転送された後に、電荷検出部で受光部毎ではなく一括して順次電荷検出さ
れて撮像信号として増幅されて信号出力される。

赤外線（ＩＲ）カットフィルタ６は、センサーチップ５の上方を横切るように、ホルダ
ー部材１の第１の段差部１ｄ間に掛け渡されて固定され、第１集光レンズ２ａさらに第２
集光レンズ２ｂを通った入射光から赤外光をカットするものである。

上記構成のセンサモジュール１０の製造方法について説明する。

図２は、図１の撮像モジュールの製造方法を各製造工程毎に模式的に示す縦断面図であ
る。

図２（ａ）のレンズユニット製造工程に示すように、まず、真ん中に円形穴１ａ（また
は円形透明領域）を持つホルダー部材１の裏側の凹部底面１ｃに、第１集光レンズ２ａを
突き当りまで挿入して位置決めした後に、さらにその上に、真ん中に円形穴３ａを持つ遮
光フィルム３を第１集光レンズ２ａの外周平面部まで挿入し、さらに、第２集光レンズ２
ｂを遮光フィルム３の上から挿入し、この第２集光レンズ２ｂとホルダー部材１の凹部の
内周面間に接着剤を入れて固定する。さらに、ホルダー部材１の裏側の凹部の第１の段差
部１ｄ上に掛け渡して赤外線（ＩＲ）カットフィルタ６を接着固定する。これによって、
第１集光レンズ２ａ、遮光フィルム３、第２集光レンズ２ｂおよび赤外線（ＩＲ）カット
フィルタが内部の所定位置に収容されたレンズユニット１１を製造することができる。

次に、図２（ｂ）のセンサユニット製造工程に示すように、基板４上の所定位置にセン
サーチップ５を搭載し、センサーチップ５の対向辺（２辺）に沿って複数並べられた入出
力パッド（図示せず）と、基板４の所定端子（図示せず）間をワイヤ１２１によりワイヤ
ボンドして、基板４上にセンサーチップ５を固定する。これによって、基板４上にセンサ
ーチップ５が装着されたセンサユニット１２を製造することができる。

続いて、図２（ｃ）および図３の撮像モジュール１０の最終のセンサユニット・レンズ
ユニット組合せ工程に示すように、枠部材（図示せず）の四隅にピン１３が立っており、
基板４の受け側の方にも四角に切り欠き４ａが形成され、基板４の切り欠き４ａにピン１
３を通して平面（ＸＹ）方向のズレ防止としている。これによって、センサーチップ５が
搭載された基板４を、図示しない自動組み立て装置に対して位置決めし、自動組み立て装
置の画像認識機能によって、センサーチップ５の平面画像が画像認識されて、まず、自動
組み立て装置によって接着剤７ａが基板４上の所定位置（ホルダー部材１の外壁下端部１
ｅに対応した位置）に塗布され、さらに、その自動組み立て装置によって、センサユニッ
ト１２上にレンズユニット１１を精度よく正確に搭載する。このように、枠部材（図示せ
ず）およびその四隅のピン１３を用いるのは、接着剤７ａが硬化するまでセンサユニット
１２とレンズユニット１１を動くことなく固定するためである。

この場合、高さ方向（Ｚ方向）の位置決めについて、ホルダー部材１の裏面の第２の段
差部１ｆから突出した面状の高さ方向位置決め部１ｂを、ホルダー部材１の自重でセンサ
ーチップ５の表面上に直接置くことにより、ホルダー部材１に保持された第１集光レンズ
２ａおよび第２集光レンズ２ｂと、センサーチップ５の撮像領域５ａとの距離を精度よく
高さ方向に位置決めすることができる。

センサーチップ５はシリコンチップであって、その表面に凹みを付けるのは困難である
から、平面（ＸＹ）方向の位置決め精度は自動組み立て装置の画像認識機能により載置す
る精度としても高精度である。これに加えて、高さ方向位置決め部１ｂをセンサーチップ
５の表面上に案内するテーパ部１ｇをホルダー部材１の裏面の第２の段差部１ｆに至る側
壁に付けると更に挿入が容易になる。センサーチップ５の厚みは０.２ｍｍ程度で薄く、
前述したように、図示しない自動組み立て装置によって、基板４上のチップ形状を画像認
識してホルダー部材１を上から設置するので、実際は、ピン１３はあっても良いし無くて
もよい。対向する２辺にワイヤ１２１がワイヤボンドされているので、これ以外の対向す
る２辺のチップ端縁上に高さ方向位置決め部１ｂを載せる。このとき、ホルダー部材１の
外周側壁下端部１ｅは基板４の表面とわずかに浮く（例えば０．２μｍ程度）ように設定
されており、この浮いた間に接着剤７ａが入って接着部７となって、ホルダー部材１の内
部を密閉状態または半密閉状態（その浮いた間に接着剤７ａが完全に入らない場合を含み
、ホルダー部材１の内部と外部とが一部の隙間で連通している状態）にする。これによっ
て、平面（ＸＹ）方向に精度よく組み立てられた撮像モジュール１０を製造することがで
きる。

以上により、本実施形態１によれば、基板４に対しホルダー部材１を位置決めしていた
構造から、センサーチップ５の上面にホルダー部材の一部（高さ方向位置決め部１ｂ）を
直接、載置することにより、撮像モジュール１０の部品点数が従来技術に比べて大幅に削
減されて簡単な構成とすることができ、ホルダー部材１に固定された集光レンズ２ａ、２
ｂとセンサーチップ５の上面との距離を精度よく垂直方向（Ｚ方向）の位置決めすること
ができて、部品精度およびその組み立て精度、実装精度を向上させることができ、フォー
カス調整フリーのカメラモジュールを実現することができる。また、組み立て時に、セン
サーチップが装着された基板を位置決めピンにより勘合させて精度よくセットし、その高
精度にセットされたセンサーチップおよび基板に対してレンズ一体構造のホルダー部材を
自動組立装置により位置合わせして装着するため、平面方向（ＸＹ方向）のズレの発生を
最小限に抑えて高精度に位置決めすることができる。さらに、本発明の新規構造では、レ
ンズ一体構造のホルダー部材で、基板上に固定されたセンサーチップ５を上から覆うよう
に内部を封止するため、外部から内部への光漏れは発生せず、密閉または半密閉構造であ
るため、ごみの内部への侵入もなく、内部のセンサーチップの撮像領域上へのごみの付着
もない。

（実施形態２）
上記実施形態１では、ホルダー部材１に固定されたレンズとセンサーチップ５の上面と
の距離を精度よく位置決めするのに、センサーチップ５の上面にホルダー部材１の面状の
高さ方向位置決め部１ｂを直接載置する場合について説明したが、本実施形態２では、上
記実施形態１の高さ方向位置決め部１ｂを、センサーチップ５の上面に面形状として受け
るのではなく、点形状（円形状または長円形状）で受ける場合について説明する。

図４は、本発明の実施形態２に係る撮像モジュールの要部構成例を模式的に示す縦断面
図である。なお、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付
して説明する。

図４において、本実施形態２に係る撮像モジュール１０Ａは、防塵用ケースのホルダー
部材１Ａと、このホルダー部材１Ａ内に上下に装着される第１集光レンズ２ａおよび第２
集光レンズ２ｂと、これらの第１集光レンズ２ａと第２集光レンズ２ｂ間に設けられた遮
光フィルム３と、基板４と、この基板４上に設けられたセンサーチップ５と、このホルダ
ー部材１内の第１の段差部１ｄに固定され、第２集光レンズ２ｂとセンサーチップ５間を
横切って配置されたＩＲカットフィルタ６と、ホルダー部材１と基板４間の接着部７とを
有している。

防塵用のホルダー部材１Ａは、上から順に配置された第１集光レンズ２ａ、遮光フィル
ム３、第２集光レンズ２ｂ、ＩＲカットフィルタ６およびセンサーチップ５を、基板４と
で覆って内部を密閉または半密閉する構造になっている。このホルダー部材１Ａは、外観
として段差１１ａが設けられ、その段差１１ａの上部が円筒形でその段差１１ａの下部が
４角筒形であり、下面が凹状に開放されている。ホルダー部材１Ａは、外壁厚が薄く内部
を遮光および密閉または半密閉可能とする樹脂製の筐体で構成され、筐体上面、即ち、段
差上部の円筒形の上面に、第１集光レンズ２ａに対向した第１円形穴としての入射光通過
用の円形穴１ａ（または円形透明領域）が形成されている。この円形穴１ａの中心を第１
集光レンズ２ａと第２集光レンズ２ｂとの光軸が通過するように、ホルダー部材１Ａの開
放した下面裏側から第１集光レンズ２ａ、遮光フィルム３および第２集光レンズ２ｂをこ
の順で順次、それらの円形の外形をホルダー部材１Ａの円形凹部内に挿入して固定するこ
とにより位置決めできる。

防塵用のホルダー部材１Ａは、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂにより入
射光をセンサーチップ５の撮像領域５ａ上に合焦して結像するように、センサーチップ５
上にホルダー部材自体の自重で載置される円形点状の高さ方向位置決め部１ｂＡが、ホル
ダー部材１Ａの裏面の第２の段差部１ｆから円形点状に突出している。この場合、上記高
さ方向位置決め部１ｂＡは、センサーチップ５の矩形上面の４角近傍に対応する位置に設
ける。このホルダー部材１Ａの高さ方向位置決め部１ｂＡが組み立て時にセンサーチップ
５上に当接することにより、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂと、センサー
チップ５の撮像領域５ａとの高さ方向（Ｚ方向）に距離が精度よく規定されるようになっ
ている。即ち、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂが収容されて位置決めされ
るホルダー部材１Ａの裏面側の凹部底面１ｃと、ホルダー部材１Ａの裏面の第２の段差部
１ｆから突出した高さ方向位置決め部１ｂＡの円形点までの高さ方向の距離を部品製造上
の交差以内に正確に管理することができる。これによって、センサーチップ５の上面にホ
ルダー部材１Ａを円形点状の高さ方向位置決め部１ｂＡにより直接位置決めすることによ
り、ホルダー部材１Ａに固定された第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂとセン
サーチップ５の上面との距離を精度よく垂直方向（Ｚ方向）の位置決めすることができて
、部品精度およびその組み立て精度、実装精度を向上させることができ、フォーカス調整
フリーの撮像モジュール１０Ａを実現することができる。

これは、高さ方向位置決め部１ｂＡを、上記実施形態１のように平面（段差部１ｆ）で
はなく点（円形突出部）で当接させてセンサーチップ５上に乗せて位置決めする場合であ
り、上記実施形態１のように高さ方向位置決め部１ｂでセンサーチップ５の上面に面当て
すると面積的に広く（または長い距離）で精度を出す必要があるので、凹凸があると（最
も悪い位置で合ってしまって精度が悪化しやすいのに対して、上記高さ方向位置決め部１
ｂＡのように円形点にしてその円形点で部品製造上の交差を決めて管理するようにしてお
けば、ホルダー部材１Ａに固定されたレンズとセンサーチップ５の上面との距離を、部品
製造および組み立て上、より精度よく位置決めすることができる。なお、この円形点はあ
まり小さ過ぎるとつぶれてしまったり、成形材料が回りきらなくなって変形したりするの
で注意が必要である。

（実施形態３）
上記実施形態２では、点形状（円形状または長円形状）の高さ方向位置決め部（突出部
）について説明したが、本実施形態３では、点形状（円形状または長円形状）の高さ方向
位置決め部の数について説明する。

図５は、本発明の実施形態３に係る撮像モジュールにおけるセンサーチップの上面と点
状の高さ方向位置決め部との位置関係を模式的に示す平面図である。なお、図１および図
４の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付して説明する。

図５において、本実施形態３に係る撮像モジュール１０Ｂにおけるセンサーチップ５の
上面と３点の高さ方向位置決め部１ｂＢとの位置関係は、撮像領域５ａ上を避けるように
配置されている。高さ方向位置決め部１ｂＢの３点は、３点を結ぶ面積が形成できるので
、３点は全てセンサーチップ５の上面に浮くことなく絶対に当たる。このため、高さ方向
の位置決め精度が良好になる。２点の場合はそれらの間を結ぶ線の周りにホルダー部材１
が回転して傾く可能性が残って高さ方向の位置決め精度がよくないが、２点のうちの少な
くとも一方が面接触かまたは長円形であれば、３点のように傾くことなく安定化する。ま
た、上記実施形態２に係る撮像モジュール１０Ａにおける高さ方向位置決め部１ｂＡのよ
うに、センサーチップ５の上面に４点の点状の高さ方向位置決め部１ｂＡが当接する場合
には、高さ方向位置決め部１ｂＡの４点のうちの１点が浮く可能性もある。したがって、
高さ方向位置決め部１ｂＢのように３点がセンサーチップ５の表面に当たって配置された
場合、その全ての点がセンサーチップ５の表面にと当接する。基板４に先に接着剤を設定
しておいて、ホルダー部材１の点状の高さ方向位置決め部１ｂＡまたは１ｂＢを基板４上
のセンサーチップ５の表面に設置する際に、精密に画像認識する自動位置決め装置により
平面方向の位置決めをすると共に、所定荷重で押さえて設置すればよい。その後、接着剤
７ａを硬化させる。接着剤７ａは全周で、接着剤７ａの量が少ないと途中で穴が開いてそ
こからごみが入ってしまう。

高さ方向位置決め部１ｂＢの３点の当接位置は、３点からなる面積が大きくなるように
、できるだけ基板４上のセンサーチップ５の外縁端がよいが、センサーチップ５のエッジ
は裁断しているのでチッピングを起こして膨れており、高さ方向位置決め部１ｂＢの３点
の突出部はセンサーチップ５の表面端縁部のダイシング側面による変形部分（膨れ部分）
を避けた位置で突出するように形成されている。なお、上記実施形態１の高さ方向位置決
め部.0１ｂのように段差部１ｆでセンサーチップ５の表面に直に当接させる場合には、セ
ンサーチップ５の表面端部のダイシング側面による変形部分（膨れ部分）を段差部１ｆを
凹ませて逃がすように形成すればよい。

なお、上記実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、集光レンズ２ａ，２ｂを通過
した入射光から赤外線をカットしてセンサーチップ５の側に出射する赤外線カットフィル
タ６とセンサーチップ５間を樹脂モールドで埋め込んで高さ方向（Ｚ方向）の位置決めと
する場合も考えられるが、この場合、樹脂モールドで埋め込む必要があり、その分だけ部
品点数の増加と製造工数の増加があるだけではなく、高さ方向（Ｚ方向）の位置決め精度
も樹脂モールドで埋め込む分だけ精度低下する。

なお、図６には、本実施形態３の長円形状の高さ方向位置決め部１ｂＢを裏側から見た
図であって、４つのピン１３で基板４を固定した場合を示している。

なお、被写体光をセンサーチップ５上に結像させるための集光レンズ２ａ、２ｂをホル
ダ−部材１の裏側凹部内の底面１ｃまで収容して固定する場合に、裏側凹部の底面１ｃに
３点の突出部が設けられていてもよく、３点の突出部から３点の高さ方向位置決め部１ｂ
Ｂまでの結像距離を部品製造上または組み立て上の交差管理をすれば、入射光をセンサー
チップ５上に正確に結像させるべく、より高精度の高さ方向（Ｚ方向）の位置決めを行う
ことができる。

（実施形態４）
上記実施形態１では、ホルダー部材１に固定された集光レンズ２ａ、２ｂとセンサーチ
ップ５の上面との距離を精度よく位置決めするのに、センサーチップ５の上面にホルダー
部材１の面状の高さ方向位置決め部１ｂを直接載置する場合について説明し、上記実施形
態２では、上記実施形態１の高さ方向位置決め部１ｂを、高さ方向位置決め部１ｂＡとし
てセンサーチップ５の上面に面形状で受けるのではなく、点形状（円形状または長円形状
）で受ける場合について説明し、上記実施形態３では、その点形状（円形状または長円形
状）の高さ方向位置決め部の数（ここでは３つ）について説明したが、本実施形態４では
、センサーチップ５の上面にホルダー部材１の面状の高さ方向位置決め部として、ホルダ
ー部材１の段差部全面を直に載置する場合について説明する。

図１０（ａ）は、本発明の実施形態４に係る撮像モジュールの要部構成例を模式的に示
す上面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線縦断面図、図１０（ｃ）は、これと
比較するための図１の撮像モジュールの上面図、図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）のＢ−Ｂ
線縦断面図である。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）において、本実施形態４に係る撮像モジュール１０Ｃ
は、防塵用ケースのホルダー部材１Ｃと、このホルダー部材１Ｃ内に上下に収容される第
１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂと、これらの第１集光レンズ２ａと第２集光
レンズ２ｂ間に設けられ、中央部に円形穴３ａ（または円形透明領域）が形成された遮光
フィルム３と、基板４と、この基板４上に設けられた固体撮像チップとしてのセンサーチ
ップ５と、このホルダー部材１Ｃ内の第１の段差部１ｄに固定され、第２集光レンズ２ｂ
とセンサーチップ５間を横切って配置された赤外線（ＩＲ）カットフィルタ６と、ホルダ
ー部材１Ｃの外壁底面と基板４との間を接着剤で固着された接着部７とを有している。

防塵用のホルダー部材１Ｃは、上から順に配置された第１集光レンズ２ａ、遮光フィル
ム３、第２集光レンズ２ｂ、ＩＲカットフィルタ６およびセンサーチップ５を、基板４と
で覆って内部を密閉または半密閉する構造になっている。このホルダー部材１Ｃは、外観
として外側に段差１１ａが設けられ、その段差１１ａの上部が円筒形でその段差１１ａの
下部が４角筒形であり、下面が複数の段差を有して開放されている。ホルダー部材１Ｃは
、外壁厚が薄く内部を遮光および密閉または半密閉可能とする樹脂製の筐体で構成され、
筐体上面、即ち、段差上部の円筒形の上面に、第１集光レンズ２ａに対向した第１円形穴
としての入射光通過用の円形穴１ａ（または円形透明領域）が形成されている。この円形
穴１ａの中心を第１集光レンズ２ａと第２集光レンズ２ｂとの光軸が一致して通過するよ
うに、ホルダー部材１Ｃの開放した下面裏側から第１集光レンズ２ａ、遮光フィルム３お
よび第２集光レンズ２ｂをこの順で順次、それらの円形の外形をホルダー部材１Ｃの円形
凹部内いっぱいまで挿入して固定することにより位置決めできる。

防塵用のホルダー部材１Ｃは、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂにより入
射光をセンサーチップ５の撮像領域５ａ上に精度よく合焦して結像するように、センサー
チップ５上にホルダー部材１Ｃ自体の自重で接着剤を介さずに直に載置される高さ方向位
置決め部１ｂＣを、図１１（ａ）に示すようにホルダー部材１Ｃの裏面の第２の段差部１
ｆの全面またはその一部面としている。このホルダー部材１Ｃの高さ方向位置決め部１ｂ
Ｃとしてセンサーチップ５上に第２の段差部１ｆの全面またはその一部面を当接すること
により、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂと、センサーチップ５の撮像領域
５ａとの高さ方向（Ｚ方向）の距離が精度よく規定されるようになっている。即ち、第１
集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂが収容されて位置決めされえるホルダー部材１
Ｃの裏面側の凹部底面部から、ホルダー部材１Ｃの裏面の第２の段差部１ｆ全面までの高
さ方向の距離を部品製造上の交差以内に正確に管理することができる。これによって、セ
ンサーチップ５の上面にホルダー部材１Ｃを、面状の高さ方向位置決め部１ｂＣとして接
着剤を介さずに、センサーチップ５の上面に乗せて直接位置決めすることにより、ホルダ
ー部材１Ｃに固定された第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂとセンサーチップ
５の上面との距離を、接着剤による接着層の厚さのばらつき（５〜２５μｍ程度の大きい
ばらつき）を含むことなく、より精度よく垂直方向（Ｚ方向）に位置決めすることができ
て、ホルダー部材１Ｃとに部品精度およびその組み立て精度、実装精度を向上させること
ができて、本実施形態４のフォーカス調整フリーの撮像モジュール１０Ｃを実現すること
ができる。

このように、本実施形態４では、撮像チップとしてのセンサーチップ５の表面で直に支
持されるホルダ−部材１Ｃの段差部１ｆが、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２
ｂとセンサーチップ５の表面との高さ方向位置決め部１ｂＣとされているが、高さ方向位
置決め部１ｂＣが点（突出部）の場合など、載置面積（底面積）が小さいと、ホルダー部
材１Ｃの自動載置時に高さ方向位置決め部１ｂＣに荷重がかかってつぶれたり変形し易く
なって、第１集光レンズ２ａおよび第２集光レンズ２ｂとセンサーチップ５の表面の撮像
領域との距離に誤差が生じるため、ホルダー部材１Ｃの高さ方向位置決め部１ｂＣとセン
サーチップ５の表面との段差部１ｆの全面またはその一部面による２面接触とする。この
ように、より広い面積で当接させるようにすると、つぶれたり変形したりする場合や、金
型上面積を出すのに１μｍ程度の誤差が生じるものの、接着剤を間に介在させる場合の１
０μｍ程度（５〜２５μｍの範囲でばらつく）の誤差に比べて誤差が圧倒的に少ない。

なお、上記実施形態４のように、段差部１ｆの全面または一部面によって２面で、高さ
方向位置決め部１ｂＣとセンサーチップ５の表面とを接触させる場合の他に、４面または
それ以上の面で接触させてもよいが、これに比べて３面で接触させる方が、がたつかない
のでよい。

また、突出部がホルダ載置時に潰れなくするためには、ホルダー部材１Ｃの樹脂材料の
材質や載置面積（突出部の底面積）、さらには載置するときの荷重（レンズが入ったホル
ダの自重だけでは潰れない）にもよるが、載置面積が小さい突出部が突出する場合にはそ
の突出量がすくない方がよい。

さらに、上記実施形態４では、特に説明しなかったが、第１集光レンズ２ａおよび第２
集光レンズ２ｂとセンサーチップ５の表面の撮像領域との距離を正確に位置合わせをする
ために、ホルダー部材１Ｃの裏面段差の数を少なくすること、第１集光レンズ２ａおよび
第２集光レンズ２ｂの収容位置により近いところに、センサーチップ５の表面との基準面
を作ることによっても、金型製作上の誤差をより軽減して成形精度をより向上させること
もできる。この場合、図１２に示すように、撮像モジュール１０Ｄとして、ホルダー部材
１Ｄのホルダ内へのレンズ収納の基準面（裏側凹部底面１ｃ）から他の段差（ＩＲカット
フィルタ６は奥と手前側の段差１ｄに配置）を介することなく、センサーチップ５の表面
に載置するホルダー部材１Ｄの段差１ｇ（図１０の段差１ｆよりも面積的に広くセンサー
チップ５の表面に当接する）を設けるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態１〜４の場合とは構成的に全く異なるが、その応用例について説
明する。薄くて剃りやすいフレキ基板（フレキシブル基板）上にセンサーチップ５を搭載
し、センサーチップ５の表面上にセンサカバー（レンズが収納されておらず、上記ホルダ
ー部材とは構成が異なる）を載置してセンサーチップ５の基板上の近傍位置とを接着剤で
固着する。レンズはオートフォーカスでモータ駆動のレンズユニットとしてセンサカバー
上に設けられている。レンズユニットは撮像素子に電子制御的に焦点が合ったレンズ位置
でモータ駆動を停止するようになっている。ここでは、センサカバーの所定箇所（高さ方
向位置決め部）をセンサーチップ５の表面上に直に載置してセンサカバーがセンサーチッ
プ５の表面に対して相対的に傾かないようにしている。これによって、その上のレンズユ
ニットのレンズも傾かないことになる。

さらに、図１３に示すようにセンサーチップ５が基板４に対し傾きを持って実装された
ものに対しても、そのセンサーチップ５の表面にホルダー１の高さ方向位置決め部１ｂが
載置されて、センサーチップ５の表面と同じように傾いた状態でホルダー１が実装される
ため、センサーチップ５が基板４に対し傾きを持って実装されてもカメラ性能に影響を与
えない。

（実施形態５）
図７は、本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜４のいずれかの撮像モジュ
ールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。

図７において、本実施形態５の電子情報機器２０は、上記実施形態１〜４のいずれかの
撮像モジュール１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃまたは１０Ｄと、この撮像モジュール１０
、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃまたは１０Ｄからのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理
した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部２１と、この撮像モジュール
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃまたは１０Ｄからのカラー画像信号を表示用に所定の信号
処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示手
段２２と、この撮像モジュール１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃまたは１０Ｄからのカラー
画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信
手段２３と、この撮像モジュール１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃまたは１０Ｄからのカラ
ー画像信号を印刷用に所定の信号処理をした後に紙面などにプリントアウトする画像出力
装置２４とを有している。

この電子情報機器２０としては、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ
などのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用カメラおよびテレビジョ
ン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装
置などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。

したがって、本実施形態５によれば、撮像モジュール１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃま
たは１０Ｄからのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、こ
れを紙面にて画像出力装置２４により良好にプリントアウトしたり、これを通信データと
して有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部２１に所定のデータ圧縮処理
を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。この電子情報機
器２０は、メモリ部２１、表示手段２２、通信手段２３および画像出力装置２４のうちの
少なくともいずれかを有していればよい。

なお、本実施形態１〜４では、特に説明しなかったが、基板４上にセンサチップ５が装
着され、被写体光をセンサチップ５上に結像させるための集光レンズ２ａ，２ｂを裏側凹
部内部に収容したホルダ−部材１、１Ａ、１Ｃまたは１Ｄが、センサチップ５をその凹部
で覆って凹部内部を密閉または半密閉（一部の隙間で内部と連通している場合を含む）す
るように基板４上に装着された撮像モジュール１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃまたは１０
Ｄにおいて、その裏側凹部内に設けられた段差部１ｆまたは１ｇに、センサチップ５の表
面に直に当接する高さ方向位置決め部１ｂ、１ｂＡ、１ｂＢまたは１ｂＣが設けられてい
る。これによって、構成部品の点数を減らしてより簡単な構成とし、これによって組立工
数を減少させかつ組立精度を向上させ、光学調整を不要にできる本発明の効果を奏する。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜５を用いて本発明を例示してきたが、本
発明は、この実施形態１〜５に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請
求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本
発明の具体的な好ましい実施形態１〜５の記載から、本発明の記載および技術常識に基づ
いて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特
許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様
にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の受光部を有する撮像素子
と、入射光を撮像素子上に結像するためのレンズとがモジュール化（一体化）された撮像
モジュールおよびその製造方法、この撮像モジュールを、車載用カメラなどの画像入力デ
バイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラな
どのデジタルカメラや、車載用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、
カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの電子情報機器の分野におい
て、センサーチップ上面に直接、高さ方向位置決め部をホルダー部材の基準面として当て
て高さ方向の位置決めをするため、ホルダー部材に対する集光レンズの組み立て精度ばら
つき、ホルダー部材の成型精度などのバラつき要因が考えられるが、従来構造に比べて部
品点数も少なく簡単な構成であることから、組立工数を減少させると共に組立精度を向上
させることができ、フォーカス調整フリーとすることができる。また、センサーチップの
表面と高さ方向位置決め部との接着は行わず、間に接着剤などは介在していないため、接
着剤による接着を行った場合に比べて、レンズとセンサーチップの上面との距離をより精
度のよい組み立てを行うことができて、フォーカス調整フリーとすることができる。

１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ ホルダー部材
１ａ 円形穴（透明円形領域）
１ｂ、１ｂＡ，１ｂＢ、１ｂＢ１、１ｂＢ２、１ｂＣ 高さ方向位置決め部（突出部ま
たは段差部）
１ｃ 裏側凹部内の底面
１ｄ 第１の段差部
１ｆ 第２の段差部
２ａ 第１集光レンズ
２ｂ 第２集光レンズ
３ 遮光フィルム
４ 基板
５ センサーチップ（撮像チップ）
５ａ 撮像領域
６ ＩＲカットフィルタ
７ 接着部
７ａ 接着材（接着剤）
１０，１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 撮像モジュール
１１ レンズユニット
１１ａ 外部の段差
１２ センサユニット
２０ 電子情報機器
２１ メモリ部
２２ 表示手段
２３ 通信手段
２４ 画像出力装置

Claims (13)

1. 基板上に撮像チップが装着され、被写体光を該撮像チップ上に結像させるための集光レンズを裏側凹部内部に収容したホルダ−部材が、該撮像チップを該裏側凹部で覆って該裏側凹部内を密閉または半密閉するように該基板上に装着された撮像モジュールにおいて、
   該裏側凹部内に設けられた段差部に、該撮像チップの表面に直に面接触で当接する高さ方向位置決め部が設けられており、
   該高さ方向位置決め部は、該段差部の一部平面および、該段差部から点状に突出した突出部のうち、該段差部の一部平面であって、該撮像チップの表面で直に面接触で支持される前記ホルダ−部材の一部が、前記集光レンズと前記撮像チップの表面との高さ方向位置決め部とされており、
   該高さ方向位置決め部と該撮像チップの表面との接触は、該段差部の一部平面による４面接触である撮像モジュール。
2. 前記段差部の一部平面は、前記撮像チップの撮像領域以外の表面に対して複数箇所で当接する請求項１に記載の撮像モジュール。
3. 前記段差部は、前記撮像チップの表面端縁部のダイシング端面による変形部分を逃がすように形成されている請求項１に記載の撮像モジュール。
4. 前記集光レンズは、前記ホルダー部材の裏側凹部内部の底面で位置決めされて収容され、該裏側凹部内部の側壁と該集光レンズの外周端面とが接着固定されている請求項１に記載の撮像モジュール。
5. 前記集光レンズは、組レンズであり、該組レンズの２枚のレンズ間に、中央部に光通過用穴が設けられた遮光フィルムが挟持されている請求項１に記載の撮像モジュール。
6. 前記ホルダー部材の内部に、前記撮像チップの上方を横切るように、前記集光レンズを通過した入射光から赤外線をカットして該撮像チップ側に出射する赤外線カットフィルタが設けられている請求項１に記載の撮像モジュール。
7. 前記ホルダー部材の裏面の段差部の全平面またはその一部平面を、前記撮像チップ上に接着剤を介さずに直に載置される高さ方向位置決め部としている請求項１に記載の撮像モジュール。
8. 前記ホルダー部材のレンズ収納基準面である凹部底面から他の段差を介すことなく、前記高さ方向位置決め部として段差が設けられている請求項５に記載の撮像モジュール。
9. 基板上に撮像チップを装着するセンサユニット形成工程と、
   被写体光を該撮像チップ上に結像させるための集光レンズをホルダ−部材の裏側凹部内に収容して固定するレンズユニット形成工程とをこの順またはこれとは逆順に行い、
   該裏側凹部内に設けられた段差部の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に直に面接触で当接させて該撮像チップを該裏側凹部で覆い、この状態で、該裏側凹部内を密閉または半密閉するように該ホルダ−部材を該基板上に接着材により接着するセンサユニット・レンズユニット組合せ工程を行うものであり、
   該高さ方向位置決め部は、該段差部の一部平面および、該段差部から点状に突出した突出部のうち、該段差部の一部平面であって、該撮像チップの表面で直に面接触で支持される前記ホルダ−部材の一部が、前記集光レンズと前記撮像チップの表面との高さ方向位置決め部とされており、
   該高さ方向位置決め部と該撮像チップの表面との接触は、該段差部の一部平面による４面接触である撮像モジュールの製造方法。
10. 前記センサユニット形成工程は、前記基板上の所定位置に前記撮像チップを搭載し、該撮像チップの複数の入出力パッドと、該基板の各所定端子との間をそれぞれワイヤボンドして該基板上に該撮像チップを固定する請求項９に記載の撮像モジュールの製造方法。
11. 前記レンズユニット形成工程は、前記集光レンズを前記ホルダ−部材の裏側凹部内の底面まで挿入して位置決めし、この状態で該ホルダ−部材の裏側凹部の内周壁と該集光レンズの外周端面とを接着材で接着して固定する請求項９に記載の撮像モジュールの製造方法。
12. 前記センサユニット・レンズユニット組合せ工程は、前記撮像チップが装着された基板に対して、前記集光レンズを収容したホルダー部材を、該撮像チップの平面画像を認識する自動組立装置により該撮像チップとの位置合わせをして該撮像チップ上に直に載置する請求項９に記載の撮像モジュールの製造方法。
13. 請求項１〜８のいずれかに記載の撮像モジュールを画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。