JP4930436B2 - Lens array sheet - Google Patents
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Description
本発明は、小型の光学系の製造に用いられるレンズに関する。 The present invention relates to a lens used for manufacturing a small optical system.
近年、携帯電話機などの小型の電子機器にカメラモジュールが搭載されることが多く、カメラモジュールの更なる小型化が指向されている。 In recent years, camera modules are often mounted on small electronic devices such as mobile phones, and further miniaturization of camera modules is aimed at.
このカメラモジュールについては、従来、レンズを支持するレンズバレルとレンズホルダ、赤外線(ＩＲ)カットフィルタを支持するホルダ、基板、撮像素子、および光学素子からなる積層体を保持する筐体、該積層体を封止する樹脂などが必要とされている。よって、上記多数の部品の小型化を図ると、多数の部品を精度良く組み合わせてカメラモジュールを作製することは容易でなかった。 Regarding this camera module, conventionally, a lens barrel and lens holder that support a lens, a holder that supports an infrared (IR) cut filter, a substrate, an image sensor, and a housing that holds a multilayer body including optical elements, the multilayer body There is a need for a resin or the like for sealing. Therefore, when the above-mentioned many parts are downsized, it is not easy to produce a camera module by accurately combining many parts.
そこで、基板と、多数の撮像素子が形成された半導体シートと、多数の撮像レンズが形成されたレンズアレイシートとを樹脂層を介して貼り付けて積層部材を形成し、該積層部材をダイシングして、個々のカメラモジュールを完成させる技術が提案されている（例えば、特許文献１など）。また、イメージセンサ・チップが行列に複数配置されて成るイメージセンサ・ウエハと、複数のレンズが一体化されて成るレンズアレイと、ＩＲフィルター・ガラスと、絞りフィルムとを、この順番で貼り合わせて一体化した構造体を得て、該構造体をイメージセンサ・チップの境界に沿って切断することで、個々のカメラモジュールを完成させる技術も提案されている（例えば、特許文献２など）。 Therefore, a laminated member is formed by pasting a substrate, a semiconductor sheet on which a large number of imaging elements are formed, and a lens array sheet on which a large number of imaging lenses are formed via a resin layer, and the laminated member is diced. A technique for completing individual camera modules has been proposed (for example, Patent Document 1). In addition, an image sensor wafer in which a plurality of image sensor chips are arranged in a matrix, a lens array in which a plurality of lenses are integrated, an IR filter glass, and a diaphragm film are bonded together in this order. There has also been proposed a technique for obtaining an integrated structure and cutting the structure along the boundary of the image sensor chip to complete each camera module (for example, Patent Document 2).
しかしながら、小型のカメラモジュールであっても、オートフォーカスやズーム機能などの各種機能を備えたモジュールの高機能化が要求されてきているが、上記特許文献１，２の技術は、このような高機能化の要求に十分応えられるものではない。 However, even for a small camera module, there is a demand for higher functionality of a module having various functions such as autofocus and zoom functions. It cannot fully meet the demand for functionalization.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小型の光学系における高機能化と高精度化とを両立させることが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of achieving both high functionality and high accuracy in a small optical system.
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、表面から裏面まで貫通する複数の開口部を所定配列で形成する板状のシート本体部と、各前記開口部内にそれぞれ位置するように前記所定配列で設けられ、前記シート本体部と離隔配置されるレンズ部と、前記シート本体部のうちの各前記開口部の外周を形成する各枠部と各前記開口部内に設けられた各前記レンズ部とをそれぞれ連結することで、各前記レンズ部を各前記枠部にそれぞれ支持するように、前記所定配列で設けられた連結支持部と、を備えることを特徴とするレンズアレイシートである。 In order to solve the above problems, a first aspect of the invention, a plate-like sheet main body portion to form a predetermined array a plurality of openings through to the back from the surface, so as to be positioned respectively in each said opening The lens unit provided in the predetermined arrangement and spaced apart from the sheet body part , each frame part forming an outer periphery of each opening part of the sheet body part , and each provided in each opening part A lens array sheet comprising: a connecting support portion provided in the predetermined arrangement so as to support the lens portions on the frame portions by connecting the lens portions to the lens portions, respectively. is there.
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズアレイシートであって、各前記連結支持部が、前記シート本体部と一体的に形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the lens array sheet according to the first aspect, each of the connection support portions is formed integrally with the sheet main body portion.
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のレンズアレイシートであって、各前記連結支持部が、各前記レンズ部と一体的に形成されていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のレンズアレイシートであって、前記シート本体部と、複数の前記レンズ部と、複数の前記連結支持部とが、一体成型によって形成されて成ることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４の何れかに記載のレンズアレイシートであって、各前記連結支持部が、インサート成型によって形成されて成ることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the lens array sheet according to any one of the first to fourth aspects, wherein each of the connection support portions is formed by insert molding.
また、請求項６の発明は、請求項１に記載のレンズアレイシートであって、各前記連結支持部が、前記シート本体部に対して取り付けられて成ることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the lens array sheet according to the first aspect, wherein each of the connection support portions is attached to the sheet main body portion.
また、請求項７の発明は、請求項６に記載のレンズアレイシートであって、各前記連結支持部が、各前記レンズ部に対して取り付けられて成ることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the lens array sheet according to claim 6, wherein each of the connection support portions is attached to each of the lens portions.
また、請求項８の発明は、請求項１から請求項７の何れかに記載のレンズアレイシートであって、各前記レンズ部が、該レンズ部の周囲に配置された３以上の前記連結支持部によって支持されることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the lens array sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the lens portions is arranged at three or more connected supports arranged around the lens portion. It is supported by the part.
また、請求項９の発明は、請求項８に記載のレンズアレイシートであって、各前記連結支持部が、各前記レンズ部を前記シート本体部に対して移動可能に支持する弾性部によって構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the lens array sheet according to claim 8, wherein each of the connection support portions includes an elastic portion that supports each of the lens portions movably with respect to the sheet main body portion. It is characterized by being.
また、請求項１０の発明は、請求項１から請求項９の何れかに記載のレンズアレイシートであって、前記シート本体部が、遮光部材が一体的に形成された部分を含むことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０の何れかに記載のレンズアレイシートであって、前記シート本体部が、前記レンズ部を移動させる部材が前記所定配列で形成されたシートと接合されることを特徴とする。
また、請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１の何れかに記載のレンズアレイシートであって、前記シート本体部は、各前記レンズ部と、当該レンズ部が位置する前記開口部の外周を形成する前記枠部と、を有するチップごとに切り離すことが可能であることを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the lens array sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein the sheet main body portion is formed with members for moving the lens portion in the predetermined arrangement. It is characterized by being bonded to a sheet.
The invention according to claim 12 is the lens array sheet according to any one of claims 1 to 11, wherein the sheet main body includes the lens portions and the opening in which the lens portions are located. It is possible to detach | separate for every chip | tip which has the said frame part which forms the outer periphery of this.
請求項１に記載の発明によれば、レンズアレイシートと、レンズ部を駆動させるためのアクチュエータ部のチップが所定配列で形成されたシートとを積層させて接合させた後に、チップ毎に分離することが可能となるため、小型の光学系における高機能化と高精度化とを両立させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the lens array sheet and the sheet in which the chips of the actuator unit for driving the lens unit are formed in a predetermined arrangement are stacked and bonded, and then separated for each chip. Therefore, it is possible to achieve both high functionality and high accuracy in a small optical system.
また、請求項２から請求項５の何れに記載の発明によっても、シート本体部と各レンズ部との位置関係を精度良く調整することができる。
In addition, according to the invention described in any one of
また、請求項８に記載の発明によれば、レンズ部の光軸をずらすことなく、アクチュエータ部と組み合わせることが可能となる。 According to the invention described in claim 8, it is possible to combine with the actuator unit without shifting the optical axis of the lens unit.
また、請求項９に記載の発明によれば、シート本体部と各レンズ部との位置関係が精度良く設定された状態を保持したまま、他の部材とレンズ部とを組み合わせることが可能となる。 According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to combine the other member and the lens unit while maintaining the state in which the positional relationship between the sheet main body unit and each lens unit is accurately set. .
また、請求項１０に記載の発明によれば、光学系の製造が容易となる。
In addition, according to the invention described in
また、請求項１１に記載の発明によれば、レンズ部が移動可能な状態を確保しつつ、他の部材と組み合わせることができる。 In addition, according to the invention described in claim 11, the lens unit can be combined with other members while securing the movable state.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るカメラモジュール４００を搭載した携帯電話機１００の概略構成を例示する模式図である。なお、図１および図１以降の図では方位関係を明確化するために、ＸＹＺの相互に直交する３軸が適宜付されている。
FIG. 1 is a schematic view illustrating the schematic configuration of a
図１(ａ)で示すように、携帯電話機１００は、画像取得再生部２００と本体部３００とを備える。画像取得再生部２００は、カメラモジュール４００や表示ディスプレイ（不図示）を有し、本体部３００は、携帯電話機１００の全体を制御する制御部とテンキーなどの各種ボタン（不図示）とを有する。なお、画像取得再生部２００と本体部３００とが、回動可能なヒンジ部によって連結され、携帯電話機１００が折り畳み可能となっている。
As shown in FIG. 1A, the
図１(ｂ)は、携帯電話機１００のうちの画像取得再生部２００に着目した断面模式図である。図１(ａ)，(ｂ)で示すように、カメラモジュール４００は、ＸＹ断面のサイズが約５ｍｍ四方であり、厚さ（Ｚ方向の奥行き）が約３ｍｍ程度である小型の撮像装置、すなわち所謂マイクロカメラユニット(ＭＣＵ)となっている。
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view focusing on the image acquisition /
以下、カメラモジュール４００の構成、およびその製造工程について順次説明する。
Hereinafter, the configuration of the
＜カメラモジュールの構成＞
図２は、カメラモジュール４００の構成例を模式的に示す分解斜視図である。
<Configuration of camera module>
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a configuration example of the
図２で示すように、カメラモジュール４００は、撮像素子層１０、撮像センサホルダ層２０、赤外カットフィルタ層３０、第１レンズ層４０、第２レンズ層５０、アクチュエータ層６０、平行バネ下層７０、第３レンズ層８０、平行バネ上層９０、および保護層ＣＢの１０層がこの順番で積層されて形成されている。そして、１０層に含まれる相互に隣接する各２層の間が、エポキシ樹脂などの樹脂によって接合されているため、各層間に樹脂が介在している。また、各層１０〜９０，ＣＢは、±Ｚ方向の面において略同一の矩形状（ここでは、一辺が約５ｍｍの正方形）の外形を有する。なお、後述するが、第３レンズ層８０については、カメラモジュール４００の製造途中で、連結部８４（本発明の「連結支持部」に相当、図１２参照）が図中の太破線で描かれた部分８４ａ，８４ｂ（図４(ｂ)参照）で切断され、枠部Ｆ８とレンズ部８１とが分離された状態となる。
As shown in FIG. 2, the
＜各層の構成＞
図３および図４は、撮像素子層１０、撮像センサホルダ層２０、赤外カットフィルタ層３０、第１レンズ層４０、第２レンズ層５０、アクチュエータ層６０、平行バネ下層７０、第３レンズ層８０、平行バネ上層９０、および保護層ＣＢの構成例をそれぞれ示す平面図である。
<Configuration of each layer>
3 and 4 show the
○撮像素子層１０：
図３(ａ)で示すように、撮像素子層１０は、例えば、ＣＯＭＳセンサまたはＣＣＤセンサなどで形成される撮像素子部１１、その周辺回路、および撮像素子部１１を囲む外周部Ｆ１を備えるチップである。なお、ここでは図示を省略しているが、撮像素子層１０の裏面（−Ｚ側の面）には、撮像素子部１１に対する信号の付与、および撮像素子部１１からの信号の読み出しを行うための配線を接続するための各種端子が設けられる。
○ Image sensor layer 10:
As shown in FIG. 3A, the
また、外周部Ｆ１の所定の２箇所にＺ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）Ｃａ１，Ｃｂ１が設けられ、該貫通孔Ｃａ１，Ｃｂ１には導電性を有する素材（導電材料）が充填される。この微小な貫通孔Ｃａ１，Ｃｂ１の内径は、例えば、数十μｍ程度に設定される。更に、撮像素子部１１の＋Ｚ側の面は、被写体からの光を受光する面（撮像面）として機能し、外周部Ｆ１が、撮像素子層１０の＋Ｚ側に隣接する撮像センサホルダ層２０に対して接合される。
In addition, minute holes (through holes) Ca1 and Cb1 penetrating along the Z direction are provided at two predetermined locations on the outer peripheral portion F1, and a conductive material (conductive material) is provided in the through holes Ca1 and Cb1. Filled. The inner diameters of the minute through holes Ca1, Cb1 are set to about several tens of μm, for example. Further, the surface on the + Z side of the image sensor unit 11 functions as a surface (image capturing surface) that receives light from the subject, and the outer peripheral portion F1 is located on the image
○撮像センサホルダ層２０：
図３(ｂ)で示すように、撮像センサホルダ層２０は、例えば、樹脂などの素材によって形成され、接合によって取り付けられる撮像素子層１０を保持するチップである。具体的には、撮像センサホルダ層２０の略中央には、断面が略正方形の開口２１がＺ方向に沿って設けられ、該開口２１の断面は＋Ｚ側に行くに従って小さくなる。なお、図３(ｂ)の破線で描かれた四角形は、−Ｚ側の面における開口２１の外縁を示す。
○ Imaging sensor holder layer 20:
As shown in FIG. 3B, the imaging
また、撮像素子層１０と同様な態様で、撮像センサホルダ層２０の外周部の所定の２箇所にＺ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）Ｃａ２，Ｃｂ２が設けられ、該貫通孔Ｃａ２，Ｃｂ２には導電材料が充填される。更に、撮像センサホルダ層２０の外周部の−Ｚ側の面が隣接する撮像素子層１０と接合され、該外周部の＋Ｚ側の面が隣接する赤外カットフィルタ層３０と接合される。
Further, in the same manner as the
○赤外カットフィルタ層３０：
図３(ｃ)で示すように、赤外カットフィルタ層３０は、透明基板上に屈折率の異なる透明薄膜が多層化されて構成された赤外線をカットするフィルタのチップである。具体的には、赤外カットフィルタ層３０は、例えば、ガラスまたは透明樹脂で構成される基板の上面に屈折率の異なる多数の透明薄膜をスパッタリングなどで形成したもので、薄膜の厚みおよび屈折率の組合せにより、透過する光の波長帯が制御される。例えば、赤外カットフィルタ層３０としては、６００ｎｍ以上の波長帯の光を遮断するものが好ましい。
○ Infrared cut filter layer 30:
As shown in FIG. 3 (c), the infrared
また、撮像素子層１０などと同様な態様で、赤外カットフィルタ層３０の外周部の所定の２箇所にＺ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）Ｃａ３，Ｃｂ３が設けられ、該貫通孔Ｃａ３，Ｃｂ３には導電材料が充填される。更に、赤外カットフィルタ層３０の外周部の−Ｚ側の面が隣接する撮像センサホルダ層２０と接合され、該外周部の＋Ｚ側の面が隣接する第１レンズ層４０と接合される。
Further, in the same manner as the
○第１レンズ層４０：
図３(ｄ)で示すように、第１レンズ層４０は、正のレンズパワーを有する光学レンズからなるレンズ部４１と、該レンズ部４１を囲み且つ該第１レンズ層４０の外周部を構成する枠部Ｆ４とが同一の素材で一体成型されて形成されたチップである。そして、第１レンズ層４０を構成する素材としては、フェノール系の樹脂やアクリル系の樹脂、あるいはガラスなどが挙げられる。なお、レンズ部４１は、第１〜３レンズ層４０，５０，８０による焦点が撮像素子部１１に対応したものとなるように光を屈折させる光学レンズとなっている。
○ First lens layer 40:
As shown in FIG. 3D, the
また、撮像素子層１０などと同様な態様で、枠部Ｆ４の所定の２箇所にＺ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）Ｃａ４，Ｃｂ４が設けられ、該貫通孔Ｃａ４，Ｃｂ４には導電材料が充填される。更に、枠部Ｆ４の−Ｚ側の面が隣接する赤外カットフィルタ層３０と接合され、該枠部Ｆ４の＋Ｚ側の面が隣接する第２レンズ層５０と接合される。
Further, in the same manner as the
○第２レンズ層５０：
図３(ｅ)で示すように、第２レンズ層５０は、負のレンズパワーを有する光学レンズからなるレンズ部５１と、該レンズ部５１を囲み且つ該第２レンズ層５０の外周部を構成する枠部Ｆ５とが同一の素材で一体成型されて形成されたチップである。そして、第２レンズ層５０を構成する素材としては、第１レンズ層４０と同様に、フェノール系の樹脂やアクリル系の樹脂、あるいはガラスなどが挙げられる。なお、レンズ部５１は、レンズ部４１と同様に、第１〜３レンズ層４０，５０，８０による焦点が撮像素子部１１に対応したものとなるように光を屈折させる光学レンズとなっている。
○ Second lens layer 50:
As shown in FIG. 3E, the
また、撮像素子層１０などと同様な態様で、枠部Ｆ５の所定の２箇所にＺ方向に沿って貫通する微小な孔（貫通孔）Ｃａ５，Ｃｂ５が設けられ、該貫通孔Ｃａ５，Ｃｂ５には導電材料が充填される。更に、枠部Ｆ５の−Ｚ側の面が隣接する第１レンズ層４０（具体的には、枠部Ｆ４）と接合され、該枠部Ｆ５の＋Ｚ側の面が隣接するアクチュエータ層６０と接合される。
Further, in the same manner as the
○アクチュエータ層６０：
図３(ｆ)で示すように、アクチュエータ層６０は、撮像素子層１０の撮像面側に配置されるとともに、第３レンズ層８０のレンズ部８１を移動させる薄板状のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂを備えるチップである。このアクチュエータ層６０は、シリコン(Ｓｉ)製の基板上に変位用の素子（アクチュエータ素子）が薄膜状に形成される。本実施形態では、アクチュエータ素子として、形状記憶合金(ＳＭＡ)を用いるものとする。
○ Actuator layer 60:
As shown in FIG. 3F, the
また、アクチュエータ層６０は、外周部を構成する枠部Ｆ６と、該枠部Ｆ６の内側の中空部分に対して該枠部Ｆ６から突設される２枚の板状のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂとを備える。つまり、２枚のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂの一端がそれぞれ枠部Ｆ６に固設され、枠部Ｆ６が２枚のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂを囲むように形成されている。
The
より具体的には、枠部Ｆ６は、Ｘ軸に対して平行に延設され且つ相互に対向する２辺を成す２枚の板状部材と、Ｙ軸に対して平行に延設され且つ相互に対向する２辺を成す２枚の板状部材とからなる４枚の板状部材がロの字型に配置されて形成される。また、該４枚の板状部材のうちの１枚の板状部材（ここでは、−Ｙ側の板状部材）が形成する枠部Ｆ６の内縁のうち、−Ｘ側の端部（一端）近傍の所定部（以下「一方所定部」と称する）にアクチュエータ部６１ａの一端が固設され、＋Ｘ側の端部（他端）近傍の所定部（以下「他方所定部」と称する）にアクチュエータ部６１ｂの一端が固設される。つまり、２枚のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂの各一端が枠部Ｆ６に対して固定された端部（固定端）となり、２枚のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂの各他端が枠部Ｆ６に対する相対的な位置が自由に変更される端部（自由端）となっている。
More specifically, the frame portion F6 extends in parallel with the X axis and has two sides facing each other, and the frame portion F6 extends in parallel with the Y axis. Four plate-like members composed of two plate-like members that form two sides facing each other are formed in a square shape. Further, among the inner edges of the frame portion F6 formed by one plate-like member (here, the -Y-side plate-like member) of the four plate-like members, the -X-side end portion (one end). One end of the
また、枠部Ｆ６の所定の２箇所（撮像素子層１０などと同様な位置）にＺ方向に沿って、枠部Ｆ６の裏面（ここでは、−Ｚ側の面）から該枠部Ｆ６の途中まで微小な孔部Ｃａ６，Ｃｂ６が設けられる。更に、枠部Ｆ６の−Ｚ側の面が隣接する第２レンズ層５０（具体的には、枠部Ｆ５）と接合され、該枠部Ｆ６の＋Ｚ側の面が隣接する平行バネ下層７０と接合される。
Further, in the middle of the frame F6 from the back surface (here, the −Z side surface) of the frame F6 along the Z direction at two predetermined positions (the same position as the
ここで、アクチュエータ層６０の詳細な構成ならびに動作について説明する。
Here, a detailed configuration and operation of the
図５は、アクチュエータ層６０の詳細な構成を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a detailed configuration of the
アクチュエータ層６０は、図５(ａ)で示すベース層６０１上に、図５(ｂ)で示す絶縁層６０２、図５(ｃ)で示す第１アクチュエータ素子層６０３、図５(ｄ)で示す絶縁・導電層６０４、および図５(ｅ)で示す第２アクチュエータ素子層６０５がこの順番で積層されて構成される。
The
図５(ａ)で示すように、ベース層６０１は、例えば、適度な剛性を有する素材（例えば、シリコンや金属など）で構成され、枠部Ｆ６１と、突設部６１１ａ，６１１ｂとを有する板状のベース部材によって構成される。
As shown in FIG. 5A, the
枠部Ｆ６１は、第２レンズ層５０に対して接合されて固定される部分である。この突設部６１１ａは、枠部Ｆ６１の一方所定部から突設される板状の部分であり、突設部６１１ｂは、枠部Ｆ６１の他方所定部から突設される板状の部分である。
The frame portion F61 is a portion that is bonded and fixed to the
つまり、このベース層６０１では、突設部６１１ａ，６１１ｂの各一端が枠部Ｆ６１に固設されて固定端となるとともに、突設部６１１ａ，６１１ｂの各他端が自由端となっており、枠部Ｆ６１が突設部６１１ａ，６１１ｂを囲むように形成されている。また、枠部Ｆ６１の所定の２箇所（撮像素子層１０などと同様な位置）にＺ方向に沿って、微小な貫通孔Ｃａ６１，Ｃｂ６１が設けられ、該貫通孔Ｃａ６１，Ｃｂ６１には導電材料が充填される。
That is, in this
図５(ｂ)で示すように、絶縁層６０２は、導電性を有しない材料（例えば、有機物）で構成され、ベース層６０１と同一の形状を有する。この絶縁層６０２は、例えば、ベース層６０１の上面（＋Ｚ側の面）の全域に渡って、所定厚の有機物がマスクを用いた蒸着などにより形成される。したがって、絶縁層６０２は、枠部Ｆ６１の上面に形成される膜状の枠部Ｆ６２と、突設部６１１ａ，６１１ｂの上面にそれぞれ形成される突設部６１２ａ，６１２ｂとを有する。ここでは、アクチュエータ層６０の枠部Ｆ６は、主に上下に積層する枠部Ｆ６１，Ｆ６２によって構成される。また、枠部Ｆ６２の所定の２箇所（撮像素子層１０などと同様な位置）においてＺ方向に沿った微小な貫通孔Ｃａ６２，Ｃｂ６２が設けられ、該貫通孔Ｃａ６２，Ｃｂ６２には導電材料が充填される。
As shown in FIG. 5B, the insulating
なお、製造の容易性を考慮すると、貫通孔Ｃａ６１，Ｃｂ６１が設けられていないベース層６０１上に絶縁層が形成された後に、型押しなどの手法によって、微小な貫通孔Ｃａ６１，Ｃｂ６１，Ｃａ６２，Ｃｂ６２が同時に形成される手法が好適である。
In consideration of ease of manufacturing, after the insulating layer is formed on the
図５(ｃ)で示すように、第１アクチュエータ素子層６０３は、２つの変位素子部６１３ａ，６１３ｂと、２つの電極部Ｔａ，Ｔｂとを有する。
As shown in FIG. 5C, the first
変位素子部６１３ａは、突設部６１１ａ，６１２ａ上に設けられ、電圧の印加に応じて伸縮する薄膜状の素子（ここでは、形状記憶合金）によって構成される。また、変位素子部６１３ｂは、変位素子部６１３ａと同様な形状を有し、突設部６１１ｂ，６１２ｂ上に設けられ、電圧の印加に応じて伸縮する薄膜状の素子（ここでは、形状記憶合金）によって構成される。なお、変位素子部６１３ａ，６１３ｂは、例えば、スパッタリングで成膜するか、または箔状に薄く延伸された素子を接着剤などで接合することで形成される。
The
電極部Ｔａは、例えば、導電性に優れた金属などによって構成されるとともに、変位素子部６１３ａのうちの一方所定部側の端部（固定端）近傍に対して電気的に接続され、貫通孔Ｃａ６１，Ｃａ６２に充填された導電材料から供給される電圧を変位素子部６１３ａに対して印加する部分である。ここでは、電極部Ｔａが、貫通孔Ｃａ６２の直上に設けられる。また、電極部Ｔｂは、電極部Ｔａと同様に、例えば、導電性に優れた金属などによって構成されるとともに、変位素子部６１３ｂのうちの他方所定部側の端部（固定端）近傍に対して電気的に接続され、貫通孔Ｃｂ６１，Ｃｂ６２に充填された導電材料から供給される電圧を変位素子部６１３ｂに対して印加する部分である。ここでは、電極部Ｔｂが、貫通孔Ｃｂ６２の直上に設けられる。
The electrode portion Ta is made of, for example, a metal having excellent conductivity, and is electrically connected to the vicinity of the end portion (fixed end) on the one predetermined portion side of the
図５(ｄ)で示すように、絶縁・導電層６０４は、絶縁膜６１４ａ，６１４ｂと、導電部Ｃｎａ，Ｃｎｂとを有する。
As shown in FIG. 5D, the insulating /
絶縁膜６１４ａは、変位素子部６１３ａの上面のうちの固定端から自由端の若干手前までの全域に渡って薄膜状に設けられた電気伝導性を有しない膜（絶縁膜）である。また、絶縁膜６１４ｂは、変位素子部６１３ｂの上面のうちの固定端から自由端の若干手前までの全域に渡って薄膜状に設けられた電気伝導性を有しない膜（絶縁膜）である。これらの絶縁膜６１４ａ，６１４ｂは、例えば、マスクを用いた有機物の蒸着などにより形成される。
The insulating
導電部Ｃｎａは、変位素子部６１３ａの上面のうち、一方所定部とは反対側の端部（自由端）近傍に設けられた電気伝導性を有する膜（導電膜）である。また、導電部Ｃｎｂは、変位素子部６１３ｂの上面のうち、他方所定部とは反対側の端部（自由端）近傍に設けられた導電膜である。これらの導電部Ｃｎａ，Ｃｎｂは、例えば、スパッタリングによる成膜などで形成される。
The conductive portion Cna is a film (conductive film) having electrical conductivity provided in the vicinity of the end (free end) opposite to the predetermined portion on the upper surface of the
図５(ｅ)で示すように、第２アクチュエータ素子層６０５は、２つの変位素子部６１５ａ，６１５ｂと、接続部６１５ｃとを有する。
As shown in FIG. 5E, the second
変位素子部６１５ａ，６１５ｂは、変位素子部６１３ａ，６１３ｂと同様な素材で構成され、例えば、スパッタリングによる成膜、または箔状に薄く延伸された素子を接着剤などで接合することで形成される。そして、変位素子部６１５ａが、絶縁膜６１４ａおよび導電部Ｃｎａの上面のほぼ全域に設けられ、変位素子部６１５ｂが、絶縁膜６１４ｂおよび導電部Ｃｎｂの上面のほぼ全域に設けられる。したがって、変位素子部６１３ａと変位素子部６１５ａとが絶縁膜６１４ａおよび導電部Ｃｎａを挟むように形成され、変位素子部６１３ａと変位素子部６１５ａとが、自由端近傍において導電部Ｃｎａによって電気的に接続される。また、変位素子部６１３ｂと変位素子部６１５ｂとが絶縁膜６１４ｂおよび導電部Ｃｎｂを挟むように形成され、変位素子部６１３ｂと変位素子部６１５ｂとが、自由端近傍において導電部Ｃｎｂによって電気的に接続される。
The
接続部６１５ｃは、枠部Ｆ６１の上面側（具体的には、枠部Ｆ６２の上面）に設けられ、変位素子部６１５ａと変位素子部６１５ｂとを固定端近傍において電気的に接続する配線である。この接続部６１５ｃは、例えば、導電性に優れた金属などによって構成され、スパッタリングによる成膜などで形成される。
The connection portion 615c is a wiring that is provided on the upper surface side of the frame portion F61 (specifically, the upper surface of the frame portion F62) and electrically connects the
なお、変位素子部６１３ａ，６１３ｂ，６１５ａ，６１５ｂについては、ともに加熱時に縮むように形状を記憶する熱処理（記憶熱処理）が適時施されているものとする。
In addition, about the
ここで、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂの動作について、アクチュエータ部６１ｂの動作を例に挙げて説明する。
Here, the operation of the
図６は、アクチュエータ部６１ｂの動作を説明するための図である。図６(ａ)は、図３(ｆ)と同様に、アクチュエータ層６０の構成を示す平面図であり、図６(ｂ)，(ｃ)は、アクチュエータ部６１ｂに着目して、図６(ａ)の切断面線６Ａ−６Ａから見た断面模式図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the actuator portion 61b. 6 (a) is a plan view showing the configuration of the
なお、図６(ｂ)，(ｃ)では、貫通孔Ｃｂ１〜Ｃｂ５，Ｃｂ６１，Ｃｂ６２に導電材料が充填されて形成される配線ＣＴｂが図示されている。配線ＣＴｂは、電極部Ｔｂを介して変位素子部６１３ｂに電気的に接続され、本体部３００の電源回路（不図示）から配線ＣＴｂを介してアクチュエータ部６１ｂに電圧が印加される。なお、変位素子部６１３ａに対しても同様に、貫通孔Ｃａ１〜Ｃａ５，Ｃａ６１，Ｃａ６２に導電材料が充填されて形成される配線ＣＴａが電極部Ｔａを介して変位素子部６１３ａに電気的に接続され、電源回路から配線ＣＴａを介してアクチュエータ部６１ａに電圧が印加される。
6B and 6C illustrate the wiring CTb formed by filling the through holes Cb1 to Cb5, Cb61, and Cb62 with a conductive material. The wiring CTb is electrically connected to the
ここでは、２つのアクチュエータ部６１ａ，６１ｂを構成する９つの部分、すなわち電極部Ｔａ、変位素子部６１３ａ、導電部Ｃｎａ、変位素子部６１５ａ、接続部６１５ｃ、変位素子部６１５ｂ、導電部Ｃｎｂ、変位素子部６１３ｂ、および電極部Ｔｂが、この順番で配線ＣＴａ，ＣＴｂの間で直列に接続される。
Here, nine parts constituting two
図６(ｂ)では、アクチュエータ部６１ｂが変形していない状態（初期状態）が示されている。初期状態では、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂに電圧が印加されておらず、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂが常温状態にある。このため、ベース層６０１の突設部６１１ｂの弾性力によって変位素子部６１３ｂ，６１５ｂが平板状とされ、アクチュエータ部６１ｂがほぼ平坦な形状を呈する。
FIG. 6B shows a state where the
図６(ｂ)で示した初期状態から、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂに電圧が印加されると、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂに電流が流れ、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂは、ジュール熱により加熱される。そして、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂが、所定の変態開始温度を超えると、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂが縮小する。このとき、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂの延設距離と、突設部６１１ｂの延設距離とに差が生じ、図６(ｃ)で示すように、アクチュエータ部６１ｂの自由端が上方にシフトするように、アクチュエータ部６１ｂが変形する。
When a voltage is applied to the
また、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂへの電圧の印加が終了されると、自然冷却により、変位素子部６１３ｂ，６１５ｂの延設距離が初期状態に戻り、アクチュエータ部６１ｂは変形していない初期状態に戻る。
When the application of voltage to the
なお、ここでは、２つのアクチュエータ部６１ａ，６１ｂが接続部６１５ｃによって電気的に接続されており、同時に通電加熱される。このため、２つのアクチュエータ部６１ａ，６１ｂが略同一のタイミングおよびメカニズムで略同一に変形する。
Here, the two
○平行バネ下層７０：
図４(ａ)で示すように、平行バネ下層７０は、りん青銅などの金属材料で構成され、枠部Ｆ７と、弾性部７１とを有するチップであり、バネ機構を形成する層（弾性層）となっている。
○ Parallel spring lower layer 70:
As shown in FIG. 4A, the parallel spring
枠部Ｆ７は、平行バネ下層７０の外周部を構成する。そして、枠部Ｆ７の−Ｚ側の面が隣接するアクチュエータ層６０（具体的には、枠部Ｆ６）と接合され、該枠部Ｆ７の＋Ｚ側の面が隣接する第３レンズ層８０と接合される。
The frame portion F7 constitutes the outer peripheral portion of the parallel spring
弾性部７１は、３つの略直線状に伸びる板状部材７１ａ，７１ｂ、７１ｃがコの字型に連結されて形成され、３つの板状部材７１ａ，７１ｂ，７１ｃのうちの両側の２本の板状部材７１ａ，７１ｃの各一端、すなわち弾性部７１の両端が、枠部Ｆ７の２箇所に固設される。ここでは、弾性部７１は、枠部Ｆ７の内側の中空部分に配置されるため、枠部Ｆ７が、弾性部７１を囲むように形成される。
The
より具体的には、枠部Ｆ７は、枠部Ｆ６と同様に、Ｘ軸に対して平行に延設され且つ相互に対向する２辺を成す２枚の板状部材と、Ｙ軸に対して平行に延設され且つ相互に対向する２辺を成す２枚の板状部材とからなる４枚の板状部材がロの字型に配置されて形成される。また、該４枚の板状部材のうちの１枚の板状部材（ここでは、−Ｙ側の板状部材）が形成する枠部Ｆ７の内縁のうち、−Ｘ側の端部（一端）近傍の所定部（以下「一方所定部」と称する）に弾性部７１の一端（具体的には、板状部材７１ａの一端）が固設され、＋Ｘ側の端部（他端）近傍の所定部（以下「他方所定部」と称する）に弾性部７１の他端（具体的には、板状部材７１ｃの一端）が固設される。
More specifically, the frame part F7, like the frame part F6, extends in parallel to the X axis and has two plate-like members that are opposed to each other, and the Y axis. Four plate-like members, which are formed of two plate-like members extending in parallel and having two sides facing each other, are formed in a square shape. Further, among the inner edges of the frame portion F7 formed by one plate-like member (here, the -Y-side plate-like member) of the four plate-like members, an end portion (one end) on the -X side. One end of the elastic portion 71 (specifically, one end of the plate-
また、弾性部７１を構成する３つの板状部材７１ａ，７１ｂ，７１ｃのうち、両側の２つの板状部材７１ａ，７１ｃの下面（−Ｚ側の面）が、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂの上面（＋Ｚ側の面）に当接する。したがって、図６で示したアクチュエータ部６１ａ，６１ｂの変形に応じて、枠部Ｆ７に対する板状部材７１ｂの相対的な位置が＋Ｚ側にシフトされるように、２つの板状部材７１ａ，７１ｃが弾性変形する。
Of the three
○第３レンズ層８０：
図４(ｂ)で示すように、第３レンズ層８０は、枠部Ｆ８と、レンズ部８１と、レンズ保持部８３とを有するチップである。この第３レンズ層８０を構成する素材としては、第１および第２レンズ層４０，５０と同様に、フェノール系の樹脂やアクリル系の樹脂、あるいはガラスなどが挙げられる。
○ Third lens layer 80:
As shown in FIG. 4B, the
枠部Ｆ８は、第３レンズ層８０の外周部を構成する。具体的には、枠部Ｆ８は、Ｘ軸に対して平行に延設され且つ相互に対向する２辺を成す２枚の板状部材と、Ｙ軸に対して平行に延設され且つ相互に対向する２辺を成す２枚の板状部材とからなる４枚の板状部材がロの字型に配置されて形成される。そして、枠部Ｆ８の内側に形成される中空部分に、レンズ部８１およびレンズ保持部８３が配置され、レンズ部８１およびレンズ保持部８３が枠部Ｆ８に囲まれた状態となっている。また、枠部Ｆ８の−Ｚ側の面が隣接する平行バネ下層７０（具体的には、枠部Ｆ７）と接合され、該枠部Ｆ８の＋Ｚ側の面が隣接する平行バネ上層９０と接合される。
The frame portion F8 constitutes the outer peripheral portion of the
レンズ部８１は、撮像素子部１１からの距離が変更可能な光学レンズであり、ここでは、正のレンズパワーを有する。
The
レンズ保持部８３は、レンズ部８１を保持し、平行バネ下層７０の弾性部７１と、後述する平行バネ上層９０の弾性部９１とによって挟持される。具体的には、例えば、レンズ保持部８３は、レンズ部８１と一体的に成型され、レンズ保持部８３の＋Ｙ側の端部のうち、−Ｚ側の面に弾性部７１が接合され、＋Ｚ側の面に弾性部９１が接合される。
The
なお、第３レンズ層８０については、カメラモジュール４００の製造途中で、図４(ｂ)で示すように、連結部８４（図１２参照）が図中の太破線で描かれた部分８４ａ，８４ｂで切断されて、枠部Ｆ８と、レンズ部８１およびレンズ保持部８３とが分離された状態となり、第３レンズ層８０が形成される。この連結部８４の切断については、更に後述する。
As for the
○平行バネ上層９０：
図４(ｃ)で示すように、平行バネ上層９０は、平行バネ下層７０と同様な構成を有し、りん青銅などの金属材料で構成され、枠部Ｆ９と、弾性部９１とを有するチップであり、バネ機構を形成する層（弾性層）となっている。
○ Parallel spring upper layer 90:
As shown in FIG. 4C, the parallel spring
枠部Ｆ９は、平行バネ上層９０の外周部を構成する。そして、枠部Ｆ９の−Ｚ側の面が隣接する第３レンズ層８０（具体的には、枠部Ｆ８）と接合され、該枠部Ｆ９の＋Ｚ側の面が隣接する保護層ＣＢと接合される。
The frame portion F9 constitutes the outer peripheral portion of the parallel spring
弾性部９１は、弾性部７１と同様に、３つの略直線状に伸びる板状部材９１ａ，９１ｂ，９１ｃがコの字型に連結されて形成され、３つの板状部材９１ａ，９１ｂ，９１ｃのうちの両側の２本の板状部材９１ａ，９１ｃの各一端、すなわち弾性部９１の両端が、枠部Ｆ９の２箇所に固設される。ここでは、弾性部９１は、枠部Ｆ９の内側の中空部分に配置されるため、枠部Ｆ９が、弾性部９１を囲むように形成されている。枠部Ｆ９のより具体的な構成については、上述した枠部Ｆ７と同様となるため、ここでは、説明を省略する。
Similar to the
なお、弾性部９１を構成する３つの板状部材９１ａ，９１ｂ，９１ｃのうち、中央の１つの板状部材９１ｂの下面（−Ｚ側の面）が、レンズ保持部８３に接合されることで、レンズ保持部８３が、弾性部７１と弾性部９１とによって挟持される。そして、図６で示したアクチュエータ部６１ａ，６１ｂの変形に応じて、枠部Ｆ９に対する板状部材９１ｂの相対的な位置が＋Ｚ側にシフトされるように、２つの板状部材９１ａ，９１ｃが弾性変形する。
Of the three plate-
○保護層ＣＢ：
図４(ｄ)で示すように、保護層ＣＢは、盤面が略正方形の板状の透明部材であり、例えば、樹脂やガラスなどによって構成される。そして、保護層ＣＢの外周部の−Ｚ側の面が隣接する平行バネ上層９０（具体的には、枠部Ｆ９）と接合される。保護層ＣＢの外周部は、例えば、外周に沿って凸形状を持つ構造にして、凸形状の上端面で接合するようにしても良い。
○ Protective layer CB:
As shown in FIG. 4D, the protective layer CB is a plate-shaped transparent member having a substantially square board surface, and is made of, for example, resin or glass. The surface on the −Z side of the outer peripheral portion of the protective layer CB is joined to the adjacent parallel spring upper layer 90 (specifically, the frame portion F9). For example, the outer peripheral portion of the protective layer CB may be structured to have a convex shape along the outer periphery, and may be joined at the upper end surface of the convex shape.
＜カメラモジュールの完成型の構造＞
図７は、カメラモジュール４００の構造を示す図である。詳細には、図７(ａ)は、カメラモジュール４００を保護層ＣＢ側（上方）から見た平面図であり、図７(ｂ)は、図７(ａ)の切断面線７Ａ−７Ａから見た断面模式図である。なお、図７(ｂ)では、切断面よりも−Ｙ側に位置している貫通孔Ｃａ１〜Ｃａ５，Ｃａ６１，Ｃａ６２が繋がって形成される１つの貫通孔Ｃｖａ、および貫通孔Ｃｂ１〜Ｃｂ５，Ｃｂ６１，Ｃｂ６２が繋がって形成される１つの貫通孔Ｃｖｂの位置関係が分かるように、それぞれが破線で示されている。
<Complete structure of camera module>
FIG. 7 is a diagram illustrating the structure of the
図７(ｂ)で示すように、撮像素子層１０、撮像センサホルダ層２０、赤外カットフィルタ層３０、第１レンズ層４０、第２レンズ層５０、アクチュエータ層６０、平行バネ下層７０、第３レンズ層８０、平行バネ上層９０、および保護層ＣＢの１０層がこの順番で積層されてカメラモジュール４００が形成されている。また、貫通孔Ｃｖａ，Ｃｖｂには、それぞれ導電材料が充填され、撮像素子層１０の裏面（−Ｚ側の面）から供給される電圧をアクチュエータ層６０の各アクチュエータ部６１ａ，６１ｂに付与する。
As shown in FIG. 7B, the
なお、このカメラモジュール４００は、例えば、微細装置の集積化のために使用されるマイクロマシニング(micromachining)技法により製作される。この技法は、半導体加工技術の一種として、一般にＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)と称される。なお、ＭＥＭＳという加工技術の名称が使用される分野としては、半導体工程、特に、集積回路技術を応用したマイクロマシニング技術を利用してサイズがμｍオーダーのマイクロセンサ、アクチュエータ、および電気機械的構造物を製作する分野が含まれる。カメラモジュール４００の製造方法については、更に後述する。
The
＜レンズ部の駆動の態様＞
図８は、第３レンズ層８０に含まれるレンズ部８１の駆動態様を説明するための図である。図８では、レンズ部８１と弾性部７１，９１の状態を側方から見た模式図が示されている。なお、実際にはレンズ保持部８３を弾性部７１，９１が挟持しているが、図８では、説明の簡略化のために、弾性部７１，９１がレンズ部８１を点Ｐｕ，Ｐｄで保持しているように示されている。また、図８(ａ)では、弾性部７１，９１が変形していない状態（初期状態）が示され、図８(ｂ)では、弾性部７１，９１が変形している状態（変形状態）が示されている。
<Mode of driving the lens unit>
FIG. 8 is a diagram for explaining a driving mode of the
上述したように、弾性部７１，９１は、ともに同様な構成を有し、それぞれ同様に枠部Ｆ７，Ｆ９に対して２箇所で固設される。そして、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂの変形により、板状部材７１ｂが上昇するように弾性部７１が変形する際には、レンズ部８１を介して弾性部９１も同様に変形する。このとき、レンズ部８１が、所定距離離隔して並設される板状部材７１ａ，９１ａおよび板状部材７１ｃ，９１ｃによって挟持された状態と同視することができ、板状部材７１ａ，９１ａおよび板状部材７１ｃ，９１ｃが略同一のタイミングで略同一の変形を行う。このため、レンズ部８１は、光軸が傾くことなく、上下方向（ここでは、Ｚ軸に沿った方向）に移動する。すなわち、レンズ部８１の光軸の方向をずらすことなく、レンズ部８１と撮像素子部１１との距離を変更することができる。その結果、撮像素子部１１とレンズ部８１との距離が変更され、焦点調整が実行される。
As described above, the
＜カメラモジュールの製造工程＞
図９は、カメラモジュール４００の製造工程の手順を例示するフローチャートである。図９で示すように、(工程Ａ)複数のシートの準備（ステップＳ１）、(工程Ｂ)複数のシートの接合（ステップＳ２）、(工程Ｃ)ダイシング（ステップＳ３）、(工程Ｄ)光軸の偏芯の検査（ステップＳ４）、および(工程Ｅ)撮像素子層の結合（ステップＳ５）が順次に行われることで、カメラモジュール４００が製造される。以下、各工程について説明する。
<Camera module manufacturing process>
FIG. 9 is a flowchart illustrating the procedure of the manufacturing process of the
○複数のシートの準備（工程Ａ）：
図１０および図１１は、準備する１０枚のシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢの構成例を示す平面図である。ここでは、各シートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢが、円盤状である例を示して説明する。
○ Preparation of multiple sheets (Process A):
FIG. 10 and FIG. 11 are plan views showing a configuration example of ten sheets U2 to U9 and UCB to be prepared. Here, each sheet | seat U2-U9, UCB demonstrates and shows the example which is disk shape.
図１０(ａ)は、図３(ｂ)で示した撮像センサホルダ層２０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（撮像センサホルダシート）Ｕ２を例示する図である。なお、ここでは、「所定配列」という文言を、多数のチップを所定の方向に所定の間隔で配列した状態を含む意味で使用している。また、この撮像センサホルダシートＵ２は、例えば、樹脂材料を素材として、金属金型を用いたプレス加工によって製作される。なお、貫通孔Ｃａ２，Ｃｂ２は、例えば、型押し加工またはエッチングなどによって形成される。ここで、各撮像センサホルダ層２０は、撮像素子部１１を有する撮像素子層１０の取り付け先となる所定部材に相当する。
FIG. 10A shows a sheet (imaging sensor holder sheet) U2 in which a large number of chips corresponding to the imaging
図１０(ｂ)は、図３(ｃ)で示した赤外カットフィルタ層３０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数配列されたシート（赤外カットフィルタシート）Ｕ３を例示する図である。この赤外カットフィルタシートＵ３は、例えば、透明基板上に屈折率の異なる透明薄膜を多層化することで製作される。具体的には、まず、フィルタの基板となるガラスあるいは透明樹脂の基板を用意し、該基板の上面に屈折率の異なる透明薄膜をスパッタリングや蒸着などの手法によって多数積層させることで製作される。なお、透明薄膜の厚みや屈折率の組合せを適宜変更することで、透過する光の波長帯が設定される。ここでは、例えば、６００ｎｍ以上の波長帯の光を透過させないように設定することで、赤外光が遮断される。なお、貫通孔Ｃａ３，Ｃｂ３は、例えば、型押し加工またはエッチングなどによって形成される。
FIG. 10B shows a sheet (infrared cut filter sheet) in which a large number of chips corresponding to the infrared
図１０(ｃ)は、図３(ｄ)で示した第１レンズ層４０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（第１レンズシート）Ｕ４を例示する図であり、図１０(ｄ)は、図３(ｅ)で示した第２レンズ層５０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（第２レンズシート）Ｕ５を例示する図である。第１および第２レンズシートＵ４，Ｕ５は、例えば、フェノール系の樹脂、アクリル系の樹脂、または光学ガラスを素材として、成型またはエッチングなどの手法で製作される。なお、貫通孔Ｃａ４，Ｃａ５，Ｃｂ４，Ｃｂ５は、例えば、型押し加工またはエッチングなどによって形成される。ところで、カメラモジュール４００に絞りを形成する場合は、例えば、第２レンズ層５０などに、シャドウマスクを用いて遮光材料の薄膜を形成したり、別途黒色に色づけされた樹脂材料などで絞りを形成したりすれば良い。
FIG. 10C shows a sheet (first lens sheet) U4 in which a large number of chips corresponding to the
図１０(ｅ)は、図３(ｆ)で示したアクチュエータ層６０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（アクチュエータシート）Ｕ６を例示する図である。アクチュエータシートＵ６は、例えば、シリコン(Ｓｉ)などの基板上に、アクチュエータ素子に相当する形状記憶合金(ＳＭＡ)の薄膜を形成することで製作される。以下具体例を挙げて説明する。
FIG. 10E illustrates a sheet (actuator sheet) U6 in which a large number of chips corresponding to the
まず、シリコン（または金属）の薄板に対して適宜エッチング処理を行うことで、上記ベース層６０１（図５(ａ)）が所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたベース板が形成される。 First, a base in which a large number of base layers 601 (FIG. 5 (a)) are formed in a predetermined arrangement (here, a predetermined arrangement in a matrix form) by appropriately performing an etching process on a thin plate of silicon (or metal). A plate is formed.
次に、フォトリソ法などを用いてベース板上に絶縁膜が形成され、各ベース層６０１上に絶縁層６０２（図５(ｂ)）が形成された状態となる。なお、貫通孔Ｃａ６１，Ｃａ６２，Ｃａ６１，Ｃｂ６１は、例えば、型押し加工またはエッチングなどによって形成される。また、このとき、貫通孔Ｃａ６１，Ｃａ６２が一体的に繋がって形成される孔部Ｃａ６と、貫通孔Ｃｂ６１，Ｃｂ６２が一体的に繋がって形成される孔部Ｃｂ６とに対して、金属がめっきされる。なお、貫通孔Ｃａ６１，Ｃｂ６１については、例えば、シリコンの薄板に対して、ＤＲＩＥ(Deep Reactive Ion Etching)などのエッチングが施されて形成されても良い。
Next, an insulating film is formed on the base plate by using a photolithography method or the like, and an insulating layer 602 (FIG. 5B) is formed on each
次に、例えば、スパッタリング法（または蒸着法）を用いてアクチュエータ素子層６０３（図５(ｃ)）が形成される。このとき、各絶縁層６０２上に変位素子部６１３ａ，６１３ｂおよび電極部Ｔａ，Ｔｂが形成された状態となる。
Next, the actuator element layer 603 (FIG. 5C) is formed using, for example, a sputtering method (or vapor deposition method). At this time, the
次に、フォトリソ法を用いた絶縁膜の形成と、スパッタリング法（または蒸着法）を用いた金属薄膜の形成により、絶縁・導電層６０４（図５(ｄ)）が形成される。このとき、変位素子部６１３ａ，６１３ｂおよび電極部Ｔａ，Ｔｂ上に、絶縁層６１４ａ，６１５ｂおよび導電部Ｃｎａ，Ｃｎｂが形成された状態となる。
Next, an insulating / conductive layer 604 (FIG. 5D) is formed by forming an insulating film using a photolithography method and forming a metal thin film using a sputtering method (or vapor deposition method). At this time, the insulating
次に、例えば、スパッタリング法（または蒸着法）を用いて第２アクチュエータ素子層６０５（図５(ｅ)）が形成される。このとき、絶縁層６１４ａ，６１５ｂおよび導電部Ｃｎａ，Ｃｎｂ上に、変位素子部６１５ａ，６１５ｂが形成されるとともに、変位素子部６１５ａ，６１５ｂを導電可能に接続する接続部６１５ｃが形成された状態となる。そして、記憶させたい形状の型にアクチュエータ部６１ａ，６１ｂをセットし、所定温度（例えば、６００℃）程度で加熱する処理（形状記憶処理）が行われる。
Next, the second actuator element layer 605 (FIG. 5E) is formed using, for example, a sputtering method (or vapor deposition method). At this time, the
図１０(ｆ)は、図４(ａ)で示した平行バネ下層７０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（平行バネ下シート）Ｕ７を例示する図であり、図１１(ｂ)は、図４(ｃ)で示した平行バネ上層９０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（平行バネ上シート）Ｕ９を例示する図である。平行バネ下シートＵ７および平行バネ上シートＵ９は、りん青銅などの金属材料の薄板に対して、例えばエッチングなどを施すことで製作される。
FIG. 10 (f) shows a sheet (parallel spring lower sheet) U7 in which a large number of chips corresponding to the parallel spring
図１１(ａ)は、図４(ｂ)で示した第３レンズ層８０に相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（第３レンズシート）Ｕ８を例示する図である。第３レンズシートＵ８は、本発明の「レンズアレイシート」に相当するものであり、例えば、フェノール系の樹脂、アクリル系の樹脂、または光学ガラスを素材として、成型およびエッチングなどの手法で製作される。
FIG. 11A shows a sheet (third lens sheet) U8 in which a large number of chips corresponding to the
図１２は、第３レンズシートＵ８の一部領域を拡大した平面模式図である。なお、図１２では、第３レンズシートＵ８のうちの６つの第３レンズ層８０に相当するチップが形成された一部領域が示されている。 FIG. 12 is a schematic plan view in which a partial region of the third lens sheet U8 is enlarged. FIG. 12 shows a partial region where chips corresponding to the six third lens layers 80 of the third lens sheet U8 are formed.
図１１(ａ)および図１２で示すように、外形が略円形の板状のシート本体部８に複数の第３レンズ層８０に相当するチップが所定配列で形成され、その境界線が破線で示されている。そして、各チップに相当する部分には、表面から裏面まで貫通する開口部８９が形成され、各開口部８９において、レンズ部８１およびレンズ保持部８３が、シート本体部８とは離隔配置される。また、２本の連結部８４により、レンズ部８１を保持するレンズ保持部８３と、シート本体部８とが連結されて、レンズ部８１が支持された状態となっている。
As shown in FIG. 11A and FIG. 12, chips corresponding to the plurality of third lens layers 80 are formed in a predetermined arrangement on a plate-like sheet body portion 8 having a substantially circular outer shape, and the boundary line is a broken line. It is shown. An
なお、ここでは、連結部８４がレンズ部８１の左右に設けられた２本であったが、これに限られない。例えば、３以上の連結部８４をレンズ部８１の周囲に配置して、レンズ部８１を支持すれば、レンズ部８１の光軸がずれ難くなり、レンズ部８１と、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂとを組み合わせて、カメラモジュール４００を製造する際の組み立て精度が向上する。
In addition, although the
また、ここでは、シート本体部８、レンズ部８１、レンズ保持部８３、および連結部８４が、樹脂などの同一素材によって一体的に形成される。なお、これらの部材が、インサート成型などの手法によって一体成型されても良い。このように各部分を一体的に形成することで、シート本体部８と各レンズ部８１との位置関係を精度良く調整することができ、最終的には、カメラモジュール４００における光軸の偏芯を抑制することができる。
Further, here, the sheet main body portion 8, the
なお、第３レンズ層８０がカメラモジュール４００に適用されることを考慮すると、第３レンズ層８０のうちのレンズ部８１以外の部分は、光を遮断することが好ましい。したがって、例えば、シート本体部８、レンズ保持部８３、および連結部８４のうちの少なくとも一部分が、遮光部材を含んで一体的に形成されれば、光学系の製造の簡略化、ひいてはカメラモジュール４００の製造の簡略化が図られる。
Considering that the
図１１(ｃ)は、図４(ｄ)で示した保護層ＣＢに相当するチップが所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（保護シート）ＵＣＢを例示する図である。保護シートＵＣＢは、例えば、透明の材料である樹脂（またはガラス）を所望の厚みとし、適宜エッチングを施すことで製作された平板状のシートである。 FIG. 11C illustrates a sheet (protective sheet) UCB in which a large number of chips corresponding to the protective layer CB shown in FIG. 4D are formed in a predetermined arrangement (here, a matrix-like predetermined arrangement). It is. The protective sheet UCB is, for example, a flat sheet manufactured by making a resin (or glass), which is a transparent material, have a desired thickness and appropriately performing etching.
なお、ここで準備される１０枚のシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢには、シートの接合工程における位置合わせのためのマーク（アライメントマーク）が、略同一の位置に付される。アライメントマークとしては、例えば、十字などのマークなどが挙げられ、各シートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢの上面の外周部近傍であって比較的離隔した２箇所以上の位置に設けられることが好ましい。 The ten sheets U2 to U9 and UCB prepared here are provided with marks (alignment marks) for alignment in the sheet joining step at substantially the same positions. Examples of the alignment mark include a mark such as a cross, and it is preferable that the alignment mark be provided at two or more positions in the vicinity of the outer peripheral portion of the upper surface of each of the sheets U2 to U9 and UCB.
○複数のシートの接合（工程Ｂ）：
図１３は、複数のシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢを順次に積層させて接合する工程を模式的に示す図である。
○ Joining multiple sheets (process B):
FIG. 13 is a diagram schematically showing a process of sequentially laminating and joining a plurality of sheets U2 to U9 and UCB.
まず、撮像センサホルダシートＵ２、赤外カットフィルタシートＵ３、第１レンズシートＵ４、および第２レンズシートＵ５について、シートＵ２〜Ｕ５の各チップが、それぞれ直上に積層されるように、シート形状のまま位置合わせ（アライメント）が行われる。なお、レンズ部４１，５１，８１によって形成される光学系の精度を保つためには、３つのレンズ部４１，５１，８１の光軸のズレ量（すなわち偏芯精度）が５μｍ以内であることが望ましい。
First, with respect to the imaging sensor holder sheet U2, the infrared cut filter sheet U3, the first lens sheet U4, and the second lens sheet U5, a sheet shape is formed so that the chips of the sheets U2 to U5 are stacked immediately above each other. The alignment (alignment) is performed as it is. In order to maintain the accuracy of the optical system formed by the
具体的には、公知のアライナー装置に、まず、撮像センサホルダシートＵ２および赤外カットフィルタシートＵ３がセットされ、予め形成しておいたアライメントマークを用いたアライメントが行われる。この際、事前に、撮像センサホルダシートＵ２と赤外カットフィルタシートＵ３とが接合される面（接合面）に、いわゆるエポキシ樹脂系の接着剤、または紫外線硬化接着剤が塗布されており、両シートＵ２，Ｕ３が接合される。なお、接合面にＯ2プラズマを照射することで、接合面を活性化して、両シートＵ２，Ｕ３を直接接合する方法を用いても良い。但し、複数の層を短時間で簡単に接合して、カメラモジュール４００の生産性の向上と製造コストの低減とを図ることを考慮すれば、上記樹脂の接着剤を用いる方が好ましい。
Specifically, first, an imaging sensor holder sheet U2 and an infrared cut filter sheet U3 are set in a known aligner device, and alignment using a previously formed alignment mark is performed. At this time, a so-called epoxy resin adhesive or ultraviolet curing adhesive is applied in advance to the surface (joint surface) to which the imaging sensor holder sheet U2 and the infrared cut filter sheet U3 are joined. Sheets U2 and U3 are joined. Alternatively, a method may be used in which the joining surfaces are activated by irradiating the joining surfaces with O 2 plasma and both sheets U2 and U3 are directly joined. However, in view of improving the productivity of the
続いて、上記と同様なアライメントならびに接合方法により、赤外カットフィルタシートＵ３上に第１レンズシートＵ４が接合され、更に、第１レンズシートＵ４上に第２レンズシートＵ５が接合される。 Subsequently, the first lens sheet U4 is bonded onto the infrared cut filter sheet U3 and the second lens sheet U5 is bonded onto the first lens sheet U4 by the same alignment and bonding method as described above.
このとき、各シートＵ２〜Ｕ５には、各チップにおいて所定位置を貫通する貫通孔Ｃａ２〜Ｃａ５，Ｃｂ２〜Ｃｂ５がそれぞれ設けられており、４つのシートＵ２〜Ｕ５の積層および接合により、上下に積層されるチップ毎に、貫通孔Ｃａ２〜Ｃａ５が一体的に繋がった貫通孔と、貫通孔Ｃｂ２〜Ｃｂ５が一体的に繋がった貫通孔とが形成される。そして、４つのシートＵ２〜Ｕ５の各チップの２つの貫通孔に対して、該貫通孔以外の部分にシャドーマスクなどを施して、例えば、無電解メッキなどといった金属（例えば、金など）をメッキする手法で、上下方向に導電可能な配線がそれぞれ形成される。この配線は、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂに電界を付与する配線部を形成する。
At this time, each sheet U2 to U5 is provided with through holes Ca2 to Ca5 and Cb2 to Cb5 penetrating a predetermined position in each chip, and stacked vertically by stacking and bonding the four sheets U2 to U5. For each chip to be formed, a through hole in which the through holes Ca2 to Ca5 are integrally connected and a through hole in which the through holes Cb2 to Cb5 are integrally connected are formed. Then, a shadow mask or the like is applied to the two through holes of each chip of the four sheets U2 to U5, and a metal such as electroless plating (for example, gold) is plated. By this technique, wirings that can conduct in the vertical direction are formed. This wiring forms a wiring portion for applying an electric field to the
次に、４つのシートＵ２〜Ｕ５が積層されて形成された積層体の上面に対して、アクチュエータシートＵ６、平行バネ下シートＵ７、第３レンズシートＵ８、および平行バネ上シートＵ９がこの順番で下から順に積層および接合される。アライメントならびに接合方法については、上述したシートＵ２，Ｕ３に係る手法と同様であり、このとき、シートＵ２〜Ｕ９の各チップが、それぞれ直上に積層される。ここでは、例えば、第３レンズシートＵ８のシート本体部８が、弾性部７１，９１などの所定部材が所定配列で形成された平行バネ下シートＵ７および平行バネ上シートＵ９と接合される。
Next, the actuator sheet U6, the parallel unsprung sheet U7, the third lens sheet U8, and the parallel unsprung sheet U9 are arranged in this order on the top surface of the laminate formed by laminating the four sheets U2 to U5. Laminated and joined in order from the bottom. The alignment and joining method is the same as the method according to the above-described sheets U2 and U3, and at this time, the chips of the sheets U2 to U9 are stacked immediately above. Here, for example, the sheet body 8 of the third lens sheet U8 is joined to the parallel unsprung sheet U7 and the parallel spring-upper sheet U9 in which predetermined members such as the
また、この際、第３レンズシートＵ８のレンズ部８１が、平行バネ下シートＵ７の弾性部７１を介して、アクチュエータシートＵ６のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂによって支持された状態となる。また、シートＵ７〜Ｕ９が積層されて結合されることで、レンズ保持部８３が上下面から弾性部７１，９１によって挟持され、弾性部７１，９１によってレンズ部８１が支持された状態となる。このとき、第３レンズシートＵ８の各チップにおいて、枠部Ｆ８とレンズ部８１とをレンズ保持部８３を介して連結する連結部８４（図１２参照）がいわゆるフェムト秒レーザなどによって切断され、枠部Ｆ８とレンズ部８１とが分離される。なお、ここでは、各連結部８４が枠部Ｆ８側の一部分８４ａ，８４ｂ（図４(ｂ)の太破線部）で切断される。
At this time, the
このように、複数のチップが形成されたシートの状態で、各チップのレンズ部８１が弾性部７１，９１によって支持された後に、レンズ部８１が移動可能な状態とされる。このため、レンズ部８１とアクチュエータ部６１ａ，６１ｂとの位置合わせを精度良く行うことができる。すなわち、例えば、各光学ユニット（後述）におけるレンズ部の光軸の偏芯などを防ぐことが可能となる。また、第３レンズシートＵ８のシート本体部８が、隣接する他のシート（ここでは、平行バネ下シートＵ７および平行バネ上シートＵ９）と接合されるため、レンズ部８１が、移動可能な状態が確保されつつ、弾性部７１，９１などの他の部材と組み合わされる。
As described above, in the state of a sheet on which a plurality of chips are formed, the
最後に、平行バネ上シートＵ９の上面に対して、保護シートＵＣＢが、上述した手法と同様な方法で、アライメントされて接合される。このとき、９つのシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢが積層した部材（積層部材）が形成される。 Finally, the protective sheet UCB is aligned and joined to the upper surface of the parallel spring upper sheet U9 by the same method as described above. At this time, a member (laminated member) in which nine sheets U2 to U9 and UCB are laminated is formed.
○ダイシング（工程Ｃ）：
９つのシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢが積層された形成された積層部材が、ダイシング装置によってチップ毎に切り離されて、９つの層２０〜９０，ＣＢが積層された光学系のユニット（光学ユニット）が多数生成される。
○ Dicing (Process C):
An optical system unit (optical unit) in which the laminated member formed by laminating the nine sheets U2 to U9 and UCB is separated for each chip by the dicing apparatus, and the nine
○光軸の偏芯の検査（工程Ｄ）：
上記ダイシングによって生成された多数の光学ユニットについて、レンズ偏芯測定機によって、３つのレンズ部４１，５１，８１の光軸のズレ量（すなわち偏芯）が所定の許容値域範囲（例えば、５μｍ以内）に入っているのか否か検査される。
○ Inspection of eccentricity of optical axis (process D):
With respect to a large number of optical units generated by the dicing, a deviation amount of the optical axes (that is, eccentricity) of the three
ここで、光軸の偏芯の検査を行う理由について簡単に説明する。一般に、カメラモジュール４００を構成する部品のうち、最も高価となるのは撮像素子層１０である。そして、光軸の偏芯が所定の許容値域範囲から外れたカメラモジュール４００は、不良品として扱われる。このため、光学ユニットの段階で不良品と良品とを選別し、良品に対してのみ撮像素子層１０を取り付けるようにすることで、カメラモジュール４００の製造コストならびに資源の無駄使いの低減を図ることが可能となる。
Here, the reason why the eccentricity of the optical axis is inspected will be briefly described. In general, the
○撮像素子層の結合（工程Ｅ）：
光軸の偏芯の検査によって良品であると判別された各光学ユニットの下面（具体的には、撮像センサホルダ層２０の裏面）に対して、撮像素子層１０のチップが、いわゆるエポキシ樹脂系の接着剤、または紫外線硬化接着剤を用いた接合によって取り付けられて、カメラモジュール４００が完成される。
○ Bonding of imaging element layer (process E):
The chip of the
以上のように、本発明の実施形態に係るカメラモジュール４００の製造工程では、レンズ部８１をそれぞれ有する複数のチップ（第３レンズ層８０に相当する）が所定配列で形成された第３レンズシートＵ８と、レンズ部８１を駆動させるためのアクチュエータ部６１ａ，６１ｂをそれぞれ有する複数のチップ（アクチュエータ層６０に相当する）が所定配列で形成されたアクチュエータシートＵ６とを含む複数のシートを積層させて接合した後に、チップ毎に分離してカメラモジュール４００が形成される。このため、小型の光学系における高機能化と高精度化との両立、ひいては小型の撮像装置における高機能化と高精度化との両立を図ることができる。
As described above, in the manufacturing process of the
＜変形例＞
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
◎例えば、上記実施形態では、カメラモジュール４００が、１０層が積層されて形成されたが、これに限られない。例えば、第３レンズ層８０について、レンズパワーを有するレンズ部８１と枠部Ｆ８とを、レンズ部８１と同じ材料で形成された薄板状の弾性部材によって、レンズ部８１を周囲の少なくとも２箇所において連結することで、平行バネ下層７０および平行バネ上層９０を省略する構成などが考えられる。このような構成を採用する場合には、第３レンズシートＵ８について、連結部８４が、レンズ部８１をシート本体部８に対して移動可能に支持する弾性部材に変更すれば良い。このような構成を採用すれば、シート本体部８と各レンズ部８１との位置関係が精度良く設定された状態を保持したまま、他の部材（例えば、アクチュエータ部など）とレンズ部８１とを組み合わせてカメラモジュール４００を製造することができる。
For example, in the above embodiment, the
但し、レンズ部８１の光軸のずれを抑制するためには、第３レンズ層８０について、枠部Ｆ８とレンズ部８１とが、レンズ部８１の周囲の異なる方向から少なくとも３つの弾性部材によって連結されたものに変更することが好ましい。そして、３以上の弾性部材が設けられる場所は、レンズ部８１の光軸を中心とした周方向に沿った略等間隔の位置など、枠部Ｆ８がレンズ部８１を偏りなく支持可能である場所であることが望ましい。このように、レンズ部８１の周囲に配置される３以上の弾性部材によってレンズ部８１が支持されれば、レンズ部８１の光軸をずらすことなく、レンズ部８１と、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂとを精度良く組み合わせて、カメラモジュール４００を製造することができる。
However, in order to suppress the deviation of the optical axis of the
ここで、レンズ部８１の周囲に複数の弾性部材が設けられるように第３レンズ層８０の構成を変更した２つの具体例（具体的には、具体例１，２）を示して説明する。
Here, two specific examples (specific examples 1 and 2) in which the configuration of the
○具体例１：
図１４は、具体例１に係る第３レンズ層８０Ａの構成を示す平面模式図である。
○ Specific example 1:
FIG. 14 is a schematic plan view showing the configuration of the
図１４で示すように、レンズ部８１と、枠部Ｆ８とが、４本の連結部８５ａ〜８５ｄによって連結され、レンズ部８１が支持されている。４本の連結部８５ａ〜８５ｄは、一端が、レンズ部８１の上下左右（±Ｘ，±Ｙ側）の４方向からそれぞれ固設されるとともに、約９０度の中心角に対応する円弧状の部分をそれぞれ有して、他端が枠部Ｆ８の各辺に対してそれぞれ固設される。
As shown in FIG. 14, the
具体的には、連結部８５ａの一端がレンズ部８１の＋Ｙ側に固設され、連結部８５ａの他端が枠部Ｆ８の＋Ｘ側の辺の略中央部に固設される。同様に、連結部８５ｂの一端がレンズ部８１の＋Ｘ側に固設され、連結部８５ｂの他端が枠部Ｆ８の−Ｙ側の辺の略中央部に固設される。連結部８５ｃの一端がレンズ部８１の−Ｙ側に固設され、連結部８５ｃの他端が枠部Ｆ８の−Ｘ側の辺の略中央部に固設される。連結部８５ｄの一端がレンズ部８１の−Ｘ側に固設され、連結部８５ｄの他端が枠部Ｆ８の＋Ｙ側の辺の略中央部に固設される。
Specifically, one end of the connecting
また、４本の連結部８５ａ〜８５ｄは、薄板状の弾性部材によって構成される。そして、アクチュエータ部による外力が、レンズ部８１および４本の連結部８５ａ〜８５ｄのうちの少なくとも一部に付与されて、４本の連結部８５ａ〜８５ｄが同様な弾性変形を行うことで、レンズ部８１が枠部Ｆ８に対して相対的に移動可能な構成となっている。
Moreover, the four
そして、このように各レンズ部８１が連結部８５ａ〜８５ｄによって枠部Ｆ８と連結される第３レンズシートＵ８Ａを用いる場合には、図１６で示すように、平行バネ下シートＵ７および平行バネ上シートＵ９を含まない複数のシートＵ２〜Ｕ６，Ｕ８Ａ，ＵＣＢを積層させて、カメラモジュールを製造することができる。
When the third lens sheet U8A in which the
○具体例２：
図１５は、具体例２に係る第３レンズ層８０Ｂの構成を示す平面模式図である。
○ Specific example 2:
FIG. 15 is a schematic plan view illustrating the configuration of the
図１５で示すように、レンズ部８１と、枠部Ｆ８とが、直線状に延設される４本の連結部８６ａ〜８６ｄによって連結されて、レンズ部８１が支持されている。そして、枠部Ｆ８の内縁を構成する各辺と、レンズ部８１のうちの該各辺に対向する部分とが、各連結部８６ａ〜８６ｄによって連結されている。
As shown in FIG. 15, the
具体的には、連結部８６ａの一端がレンズ部８１の＋Ｘ側に固設され、連結部８６ａの他端が枠部Ｆ８の＋Ｘ側の辺の略中央部に固設される。同様に、連結部８６ｂの一端がレンズ部８１の−Ｙ側に固設され、連結部８６ｂの他端が枠部Ｆ８の−Ｙ側の辺の略中央部に固設される。連結部８６ｃの一端がレンズ部８１の−Ｘ側に固設され、連結部８６ｃの他端が枠部Ｆ８の−Ｘ側の辺の略中央部に固設される。連結部８６ｄの一端がレンズ部８１の＋Ｙ側に固設され、連結部８６ｄの他端が枠部Ｆ８の＋Ｙ側の辺の略中央部に固設される。
Specifically, one end of the connecting
また、４本の連結部８６ａ〜８６ｄは、薄板状の弾性部材によって構成される。そして、アクチュエータによる外力が、レンズ部８１および４本の連結部８６ａ〜８６ｄのうちの少なくとも一部に付与されて、４本の連結部８６ａ〜８６ｄが同様な弾性変形を行うことで、レンズ部８１が枠部Ｆ８に対して相対的に移動可能な構成となっている。
Moreover, the four
そして、このように各レンズ部８１が連結部８６ａ〜８６ｄによって枠部Ｆ８と連結される第３レンズシートＵ８Ｂを用いる場合には、図１６で示すように、平行バネ下シートＵ７および平行バネ上シートＵ９を含まない複数のシートＵ２〜Ｕ６，Ｕ８Ｂ，ＵＣＢを積層させて、カメラモジュールを製造することができる。
When using the third lens sheet U8B in which each
但し、具体例１，２の何れの場合についても、アクチュエータシートＵ６に形成されるアクチュエータ部６１ａ，６１ｂの形状を、第３レンズ層８０Ａ，８０Ｂの形状に合わせたものに変更する必要性があり、例えば、レンズ部８１の外縁近傍を直接押す様な形状とすれば良い。
However, in any of the specific examples 1 and 2, it is necessary to change the shapes of the
このように、上記具体例１，２で示したような構成によれば、例えば、レンズ部８１を保持するための弾性部７１，９１を有する他の層７０，９０が不要となるため、カメラモジュール４００の構造の簡略化による組み立て精度の向上と、カメラモジュール４００の薄型化および小型化とを図ることができる。
As described above, according to the configuration shown in the first and second specific examples, for example, the
また、光学系の設計によっては、第１および第２レンズ層４０，５０も適宜省略可能となる。したがって、レンズ部８１をアクチュエータ部で精度良く支持する観点から言えば、カメラモジュール４００が、移動するレンズ部８１を有するレンズ層８０と、レンズ部８１を移動させるアクチュエータ層６０と、を少なくとも含む複数の層が積層されて形成されれば良い。
Further, depending on the design of the optical system, the first and second lens layers 40 and 50 can be omitted as appropriate. Therefore, from the viewpoint of accurately supporting the
なお、上述した平行バネ下層７０および平行バネ上層９０を省略する構成では、上記実施形態と比較して、連結部８４をレーザーなどで切断する必要性がないため、レンズ部８１における光軸の偏芯の発生を抑制しつつ、高精度にカメラモジュールを組み立てることができる。
In the configuration in which the parallel spring
◎また、上記実施形態では、レンズ部８１がレンズ保持部８３によって保持され、該レンズ保持部８３が連結部８４によってシート本体部８に対して連結されていたが、これに限られない。例えば、レンズ保持部８３を設けることなく、連結部８４によって、シート本体部８とレンズ部８１とが直接連結されても良い。
In the above embodiment, the
◎また、上記実施形態では、シート本体部８、レンズ部８１、レンズ保持部８３、および連結部８４が、樹脂などの同一素材によって一体的に形成されていたが、これに限られない。例えば、シート本体部８と連結部８４とが同一素材によって一体的に形成され、レンズ部８１が連結部８４とは異なる素材で形成される態様も考えられる。逆に、レンズ部８１と連結部８４とが同一素材によって一体的に形成され、シート本体部８が連結部８４とは異なる素材で形成される態様も考えられる。また、連結部８４が、シート本体部８４とは別体として形成されて、シート本体部８４に対して接着や溶着などによって取り付けられる態様も考えられる。更に、連結部８４が、レンズ部８１とは別体として形成されて、レンズ部８１に対して接着や溶着などによって取り付けられる態様も考えられる。
In the above embodiment, the sheet main body 8, the
◎また、上記実施形態では、ダイシング後に、光学ユニットの光軸の偏芯を検査して、良品の光学ユニットに対して撮像素子層１０を取り付けたが、これに限られない。例えば、９つのシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢを積層させる精度が高い様な場合には、図３(ａ)で示した撮像素子層１０が所定の基板（例えば、シリコン基板）上に所定配列（ここでは、マトリックス状の所定配列）で多数形成されたシート（撮像素子シート）を形成しておき、９つのシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢを積層させる際に、併せて撮像素子シートもアライメントしつつ積層および接合させた後に、ダイシングを行うことで、多数のカメラモジュール４００を完成させても良い。このような構成を採用することで、撮像素子層１０を接合する際のアライメントも容易となるため、撮像素子部１１を含む複数の機能を実現する部材を容易に精度良く組み合わせることが可能となる。
In the above-described embodiment, the eccentricity of the optical axis of the optical unit is inspected after dicing, and the
◎また、上記実施形態では、４つのシートＵ２〜Ｕ５が積層された状態で、貫通孔Ｃａ２〜Ｃａ５が一体的に繋がって形成される貫通孔、および貫通孔Ｃｂ２〜Ｃｂ５が一体的に繋がって形成される貫通孔に対して、金属をメッキすることで配線が形成されたが、これに限られない。例えば、ダイシング前に撮像素子シートを積層および接合する場合には、複数のシートＵ２〜Ｕ９，ＵＣＢが積層させて接合された後に、貫通孔Ｃａ１〜Ｃａ５，Ｃａ６１，Ｃａ６２が一体的に繋がって形成される貫通孔、および貫通孔Ｃｂ１〜Ｃｂ５，Ｃｂ６１，Ｃｂ６２が一体的に繋がって形成される貫通孔に対して、金属をメッキすることで配線ＣＴａ，ＣＴｂが形成されても良い。 In the above embodiment, the through holes Ca2 to Ca5 are integrally connected and the through holes Cb2 to Cb5 are integrally connected in a state where the four sheets U2 to U5 are laminated. Although the wiring is formed by plating a metal with respect to the formed through hole, the present invention is not limited to this. For example, when imaging element sheets are stacked and bonded before dicing, a plurality of sheets U2 to U9 and UCB are stacked and bonded, and then the through holes Ca1 to Ca5, Ca61 and Ca62 are integrally connected. The wirings CTa and CTb may be formed by plating a metal with respect to the through holes formed by integrally connecting the through holes and the through holes Cb1 to Cb5, Cb61, and Cb62.
また、５つのシートＵ２〜Ｕ６について、シート毎に貫通孔Ｃａ２〜Ｃａ５，Ｃａ６１，Ｃａ６２，Ｃｂ２〜Ｃｂ５，Ｃｂ６１，Ｃｂ６２に金属をメッキするなどして導電材料を充填させておき、５つのシートＵ２〜Ｕ６を積層した時点で、配線ＣＴａ，ＣＴｂが形成されるようにしても良い。なお、各層間における接触抵抗の低減を図るためには、貫通孔Ｃａ２〜Ｃａ５，Ｃａ６１，Ｃａ６２，Ｃｂ２〜Ｃｂ５，Ｃｂ６１，Ｃｂ６２から若干はみ出る程度に導電材料を充填させることが好ましい。 In addition, for each of the five sheets U2 to U6, a conductive material is filled by plating the through holes Ca2 to Ca5, Ca61, Ca62, Cb2 to Cb5, Cb61, and Cb62 for each sheet. The wirings CTa and CTb may be formed at the time when .about.U6 is laminated. In order to reduce the contact resistance between the respective layers, it is preferable to fill the conductive material to such a degree that it slightly protrudes from the through holes Ca2 to Ca5, Ca61, Ca62, Cb2 to Cb5, Cb61, and Cb62.
◎また、上記実施形態では、カメラモジュール４００を構成する１０層のうちの５層を貫通する電圧供給用の配線ＣＴａ，ＣＴｂが設けられたが、これに限られない。例えば、撮像素子層１０については、貫通する配線を設けず、撮像素子層１０内に配置された信号用の各種配線と同様に、撮像素子層１０内に適宜電圧供給用の配線を設けて、撮像素子層１０の裏面または側面から該配線に対して電気的に接続可能な端子部を設けても良い。このような構成を採用しても、上記実施形態と同様に、アクチュエータ部に電界を付与するための配線部を容易に精度良く形成することができる。
In the above embodiment, the voltage supply wirings CTa and CTb penetrating five of the ten layers constituting the
ところで、上述したように、光学系の設計によっては、第１および第２レンズ層４０，５０も適宜省略可能となる。したがって、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂに電界を付与するための配線部を容易に精度良く形成するといった観点から言えば、カメラモジュール４００を構成する複数の層のうち、撮像素子層１０とアクチュエータ層６０との間に配置される１層以上を貫通し、且つアクチュエータ層６０に電界を付与する配線が設けられれば良い。
Incidentally, as described above, the first and second lens layers 40 and 50 can be appropriately omitted depending on the design of the optical system. Therefore, from the viewpoint of easily and accurately forming a wiring portion for applying an electric field to the
◎また、上記実施形態では、ベース層６０１に貫通孔Ｃａ６１，Ｃｂ６１を設けた上で導電材料を充填したが、これに限られず、例えば、ベース層６０１の素材となるシリコンの薄板にイオンドーピングを施すことで、導通可能な領域を形成するようにしても良い。
In the above embodiment, the
◎また、上記実施形態では、複数のシートＵ２〜Ｕ５を貫通する貫通孔Ｃａ２〜Ｃａ５，Ｃｂ２〜Ｃｂ５をシート毎に形成したが、これに限られない。例えば、シートＵ２〜Ｕ５を積層して接合した後に、いわゆるフェムト秒レーザ、エキシマレーザ、またはイオン性エッチング法などを用いて、数１０μｍ程度の大きさの４つのシートを貫通する貫通孔を形成しても良い。 In the above embodiment, the through holes Ca2 to Ca5 and Cb2 to Cb5 penetrating the plurality of sheets U2 to U5 are formed for each sheet, but the present invention is not limited to this. For example, after the sheets U2 to U5 are laminated and bonded, a so-called femtosecond laser, excimer laser, or ionic etching method is used to form a through-hole that penetrates four sheets of a size of about several tens of μm. May be.
◎また、上記実施形態では、複数の層を貫通する配線ＣＴａ，ＣＴｂによってアクチュエータ部６１ａ，６１ｂに電圧を印加したが、これに限られない。例えば、アクチュエータ層６０の外縁部に設けられた端子部と、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂとを電気的に接続する配線を設けても良い。このとき、端子部は、アクチュエータ層６０の外部からアクチュエータ部６１ａ，６１ｂに電界を付与するための配線を電気的に接続するための端子として機能する。このような構成を採用すると、撮像素子層１０とアクチュエータ層６０との間に配置される各層の作成が容易になる。
In the above embodiment, a voltage is applied to the
◎また、上記実施形態では、アクチュエータ素子として、形状記憶合金(ＳＭＡ)を用いたが、これに限られず、例えば、ＰＺＴ(チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate)などの無機圧電体や、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶＤＦ)などの有機圧電体などといった圧電素子を用いても良い。そして、圧電素子の薄膜をアクチュエータ素子とした場合には、例えば、ベース層６０１上に電極、圧電素子の薄膜、電極の順番にスパッタリング法などを用いて成膜し、高電界を掛けてポーリングを行えば良い。
In the above-described embodiment, the shape memory alloy (SMA) is used as the actuator element. However, the present invention is not limited to this. For example, an inorganic piezoelectric material such as PZT (lead zirconate titanate) Alternatively, a piezoelectric element such as an organic piezoelectric body such as polyvinylidene fluoride (PVDF) may be used. When the piezoelectric element thin film is used as an actuator element, for example, an electrode, a piezoelectric element thin film, and an electrode are formed on the
◎また、上記実施形態では、ベース層６０１上に、絶縁層６０２、および絶縁膜６１４ａ，６１４ｂを介してアクチュエータ素子の薄膜を成膜することで、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂが形成されたが、これに限られない。例えば、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂが、ベース層６０１上に、該ベース層６０１の素材と比較して温度の上昇に対応して長さが変化する割合（線膨張率、または線膨張係数）が異なる金属薄膜を成膜することで、アクチュエータ部が形成されても良い。なお、線膨張係数の異なる素材の組合せとしては、例えば、ベース層をシリコン(Ｓｉ)で構成し、金属薄膜をアルミニウム(Ａｌ)で構成するような態様が考えられる。
In the above embodiment, the
◎また、上記実施形態では、弾性部７１，９１がそれぞれ枠部Ｆ７，Ｆ９の２箇所に固設されたが、これに限られず、種々の構成を採用しても良い。但し、上述の如くレンズ部８１の光軸を傾けることなく、レンズ部８１を移動させるためには、弾性部７１，９１がそれぞれ枠部Ｆ７，Ｆ９の２箇所以上で固設されることが好ましい。
In the above embodiment, the
◎また、上記実施形態では、弾性部７１の両端が、枠部Ｆ７の合計２箇所に固設され、弾性部９１の両端が、枠部Ｆ９の合計２箇所に固設されていたが、これに限られない。例えば、弾性部７１，９１をそれぞれ中央部分で２分割して、２分割された弾性部７１の一方および他方の一端を枠部Ｆ７にそれぞれ固設することで合計２箇所に固設するとともに、２分割された弾性部９１の一方および他方の一端を枠部Ｆ９にそれぞれ固設することで合計２箇所に固設するような構成も考えられる。
In the above embodiment, both ends of the
◎また、上記実施形態では、カメラモジュール４００を例に挙げて説明したが、本発明の対象は、これに限られない。例えば、所定部材に対して相対的な移動が可能なレンズ部と、該レンズ部を移動させるための外力を付与するアクチュエータ部とを有する光学系一般に対して、本発明を適用することが可能である。
In the above embodiment, the
以下、本発明を適用して製造された光学系を含む具体例について簡単に説明する。 Hereinafter, specific examples including an optical system manufactured by applying the present invention will be briefly described.
図１７は、対物レンズ７０５を駆動させる駆動装置を含む光ピックアップ装置７００の構成例を示す断面模式図である。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of an
この光ピックアップ装置７００では、光源７０１から射出される光ビームを光ディスク７０６の情報記録面７０７に集光させ、該情報記録面７０７で反射される光ビームを受光素子７０８で受光して、情報を読み取るものである。そして、この光ピックアップ装置７００では、情報記録面７０７の形状に合わせて、光ビームのフォーカス位置を調節する必要がある。そこで、本具体例に係る光ピックアップ装置７００には、上記実施形態に係るアクチュエータ層６０、平行バネ下層７０、および平行バネ上層９０を用いて対物レンズ７０５を駆動することで光ビームの焦点を調節する駆動装置が搭載されている。
In this
図１７で示すように、光源７０１から射出された光ビームは、ビームスプリッター７０２を透過し、コリメータレンズ７０３で略平行光とされ、反射プリズム７０４にて反射されて、対物レンズ７０５に入射する。そして、対物レンズ７０５を保持する部分が、平行バネ下層７０の弾性部７１と、平行バネ下層９０の弾性部９１とによって挟持され、弾性部７１の下面にアクチュエータ層６０のアクチュエータ部６１ａ，６１ｂが接合されている。このため、アクチュエータ部６１ａ，６１ｂの変形により、弾性部７１の押し上げ、ならびに弾性部７１の弾性力による押し下げが生じ、対物レンズ７０５が光軸に沿って上下に駆動可能とされている。また、対物レンズ７０５で屈折された光は、光ディスク７０６に入射し、情報記録面７０７に集光される。そして、情報記録面７０７で反射された光は、入射してきた光路を逆に辿り、ビームスプリッター７０２で反射されて受光素子７０８に至る。
As shown in FIG. 17, the light beam emitted from the
１０ 撮像素子層
１１ 撮像素子部
２０ 撮像センサホルダ層
３０ 赤外カットフィルタ層
４０ 第１レンズ層
４１，５１，８１ レンズ部
５０ 第２レンズ層
６０ アクチュエータ層
６１ａ，６１ｂ アクチュエータ部
７０ 平行バネ下層
７１，９１ 弾性部
８０，８０Ａ，８０Ｂ 第３レンズ層
８３ レンズ保持部
８４，８５ａ〜８５ｄ，８６ａ〜８６ｄ 連結部
８９ 開口部
９０ 平行バネ上層
１００ 携帯電話機
４００ カメラモジュール
７００ 光ピックアップ装置
Ｃａ１〜Ｃａ５，Ｃａ６１，Ｃａ６２，Ｃｂ１〜Ｃｂ５，Ｃｂ６１，Ｃｂ６２，Ｃｖａ ，Ｃｖｂ 貫通孔
ＣＢ 保護層
ＣＴａ，ＣＴｂ 配線
Ｆ１ 外周部
Ｆ４〜Ｆ９ 枠部
Ｕ２ 撮像センサホルダシート
Ｕ３ 赤外カットフィルタシート
Ｕ４ 第１レンズシート
Ｕ５ 第２レンズシート
Ｕ６ アクチュエータシート
Ｕ７ 平行バネ下シート
Ｕ８，Ｕ８Ａ，Ｕ８Ｂ 第３レンズシート
Ｕ９ 平行バネ上シート
ＵＣＢ 保護層シート
DESCRIPTION OF
Claims (12)
各前記開口部内にそれぞれ位置するように前記所定配列で設けられ、前記シート本体部と離隔配置されるレンズ部と、
前記シート本体部のうちの各前記開口部の外周を形成する各枠部と各前記開口部内に設けられた各前記レンズ部とをそれぞれ連結することで、各前記レンズ部を各前記枠部にそれぞれ支持するように、前記所定配列で設けられた連結支持部と、
を備えることを特徴とするレンズアレイシート。 A plate-like sheet main body portion that forms a plurality of openings penetrating from the front surface to the back surface in a predetermined arrangement;
A lens unit that is provided in the predetermined arrangement so as to be located in each of the openings , and is arranged separately from the sheet main body unit;
By connecting the respective said lens portion provided outer periphery to the respective frame part and in each of said openings which form each said opening of said seat main body respectively, each of the lens portions on each of said frame portion A connection support portion provided in the predetermined arrangement so as to support each of them;
A lens array sheet comprising:
各前記連結支持部が、
前記シート本体部と一体的に形成されていることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to claim 1,
Each said connection support part is
A lens array sheet formed integrally with the sheet main body.
各前記連結支持部が、
各前記レンズ部と一体的に形成されていることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to claim 1 or 2,
Each said connection support part is
A lens array sheet formed integrally with each of the lens portions.
前記シート本体部と、複数の前記レンズ部と、複数の前記連結支持部とが、一体成型によって形成されて成ることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to claim 3,
The lens array sheet, wherein the sheet main body portion, the plurality of lens portions, and the plurality of connection support portions are formed by integral molding.
各前記連結支持部が、
インサート成型によって形成されて成ることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to any one of claims 1 to 4,
Each said connection support part is
A lens array sheet formed by insert molding.
各前記連結支持部が、
前記シート本体部に対して取り付けられて成ることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to claim 1,
Each said connection support part is
A lens array sheet attached to the sheet main body.
各前記連結支持部が、
各前記レンズ部に対して取り付けられて成ることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to claim 6,
Each said connection support part is
A lens array sheet attached to each of the lens portions.
各前記レンズ部が、
該レンズ部の周囲に配置された３以上の前記連結支持部によって支持されることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to any one of claims 1 to 7,
Each of the lens parts
A lens array sheet, wherein the lens array sheet is supported by three or more connection support portions arranged around the lens portion.
各前記連結支持部が、
各前記レンズ部を前記シート本体部に対して移動可能に支持する弾性部によって構成されていることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to claim 8,
Each said connection support part is
A lens array sheet, comprising: an elastic portion that supports each of the lens portions so as to be movable with respect to the sheet main body portion.
前記シート本体部が、
遮光部材が一体的に形成された部分を含むことを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to any one of claims 1 to 9,
The seat body is
A lens array sheet comprising a portion in which a light shielding member is integrally formed.
前記シート本体部が、
前記レンズ部を移動させる部材が前記所定配列で形成されたシートと接合されることを特徴とするレンズアレイシート。 The lens array sheet according to any one of claims 1 to 10,
The seat body is
A lens array sheet, wherein a member for moving the lens portion is bonded to a sheet formed in the predetermined arrangement.
前記シート本体部は、各前記レンズ部と、当該レンズ部が位置する前記開口部の外周を形成する前記枠部と、を有するチップごとに切り離すことが可能であることを特徴とするレンズアレイシート。The lens array sheet, wherein the sheet main body part can be separated for each chip having each lens part and the frame part forming the outer periphery of the opening part where the lens part is located. .
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