JP6270339B2 - 撮像装置、撮像装置の製造方法、及び内視鏡システム - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態の撮像装置1は、撮像チップ10と、撮像チップ10と接着層20を介して接着されている透明材料からなる光学部材であるカバーガラス30と、を具備する。なお、図1では信号線40も図示しているが、以下の説明では可撓性の長い信号線40は撮像装置1の構成要素とはしない。
図4(A)に示すように、シリコン等の半導体からなるウエハの主面に公知の半導体製造技術を用いて、それぞれが受光部11及び電極群12Sを含む複数の機能部パターンからなる、複数の撮像チップパターンが形成された撮像ウエハ10Wが作製される。受光部11はCCD等でもよい。また、撮像信号を1次処理する半導体回路が受光部11の周囲に形成されていてもよい。この場合には、半導体回路パターンも機能部パターンのひとつとなる。
図4(B)に示すように、撮像ウエハ10Wを、幅10X、高さ10Yの間隔で切断することで、複数の直方体の撮像チップ10が作製される。すでに説明したように、それぞれの撮像チップ10には、受光部11と、信号を送受信するため配線(不図示)で接続された複数の電極パターン12からなる電極群12Sが配設されている。
図5(A)に示すように、光学部材ウエハであるガラスウエハ30Wが作製される。ガラスウエハ30Wには、撮像チップ10の機能部パターンである受光部11の対向する2つの角部と、所定の位置関係にある位置にそれぞれ形成された位置合わせマーク31A、31Bからなる1組の位置合わせマークセット31Sが複数組、形成されている。
図5(B)に示すように、ガラスウエハ30Wを、幅方向30X、高さ方向30Yの間隔で切断することで、複数の直方体のカバーガラス30が作製される。撮像装置1では、カバーガラス30の幅30Xは、受光部11を覆い電極群12Sを覆わないように設定されている。すなわち、カバーガラス30の幅30Xは、撮像チップの幅10Xよりも小さい。なお、カバーガラス30の高さ30Yは、位置合わせ精度が、Dμmの場合、撮像チップ10の高さ10YよりもDμm小さく設定されることが好ましい。
アライメント装置により撮影された画像を処理しパターン認識して、撮像チップ10とカバーガラス30との位置合わせ(アライメント)が行われる。すなわち、撮像チップ10の第1の主面10SAの画像と、カバーガラス30の第2の主面30SBの画像と、が撮影され、パターン認識されることにより、撮像チップ10の受光部11の角部11Xと、カバーガラス30の位置合わせマーク31の中央31Xとが認識され、両者が一致する位置に撮像チップ10とカバーガラス30との相対位置が移動する。
さらに、第2の主面30SBは撮像光学系の像高が最大となる位置であるため、位置合わせマーク31による光の反射及び散乱による悪影響が小さい。
撮像チップ10とカバーガラス30とは位置合わせされた状態で、接着層20を介して圧着しながら接着される。
次に第1実施形態の変形例の撮像装置及び変形例の撮像装置の製造方法について説明する。変形例の撮像装置等は、実施形態の撮像装置1と類似しているので同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
図7に示す変形例1の撮像装置1Aでは、L字型の位置合わせマーク31の内側角部31Cが、受光部11の角部11Xと、x、yだけ離れた所定関係の位置(距離d、相対角度θ)になるように形成されている。
図8に示す変形例2の撮像装置1Bでは、位置合わせマーク31Aは撮像装置1Aと同様に受光部11の角部11Xと所定の位置関係にある。しかし位置合わせマーク31Bは、電極パッド12の角部12Xと所定の位置関係にある。
図9に示す変形例3の撮像装置1Cでは、位置合わせマークセット31Sは、受光部を11取り囲む防湿壁であるガードリング15と所定の位置関係にある位置に形成されている。
図10の断面模式図に示す変形例4の撮像装置1Dでは、接着層20Dが受光部11の上側を覆っていない。なお、図10は説明のための模式図であり、複数の断面線に沿った断面図を適宜、重畳して表示している。
図11に示す変形例5の撮像装置1Eでは、カバーガラス30Eは円形である。
図12に示す変形例6の撮像装置1Fは撮像光学系50を具備し、カバーガラス30に撮像光学系50を配設するときの位置合わせ(XYZ3軸方向)にも、位置合わせマーク31が利用される。
図13に示す変形例7の撮像装置1Gでは、位置合わせマーク31Gはカバーガラス30の主面(接着面)30SBの外周部に形成された、受光部11への光入射を防止する金属からなる遮光パターン30Pを用いて形成されている、ネガ型パターンである。
遮光パターン30Pは、いわゆる光学的マスクであり、その一部を利用して形成される位置合わせマーク31Gは、遮光パターン30P形成時に同時に作製できるため、新たな工程追加の必要がない。
図14に示すように、第2実施形態の内視鏡システム9は、内視鏡2と、プロセッサ3と、モニタ4と、を具備する。内視鏡2の挿入部2Bの先端部2Aには、すでに説明した撮像装置1等が配設されている。
2…内視鏡
3…プロセッサ
3A…信号処理部
9…内視鏡システム
10…撮像チップ
10W…撮像ウエハ
11…受光部
12…電極パターン
15…ガードリングパターン
20…接着層
30…カバーガラス
31…位置合わせマーク
40…信号線
50…撮像光学系
60…内視鏡画像
Claims (15)
- 受光部を含む複数の機能部パターンが第1の主面に形成された、半導体材料からなる直方体の撮像チップと、
前記複数の機能部パターンのそれぞれと所定の位置関係にある少なくとも2箇所に、それぞれ位置合わせマークが形成されており、前記受光部を覆うように接着層を介して接着されている透明材料からなる光学部材と、
前記光学部材に配設された撮像光学系と、を具備し、それぞれの前記位置合わせマークが前記撮像光学系の像高が最大となる位置に形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像チップの前記第1の主面に、前記受光部と接続された複数の電極パターンが、端辺にそって列設されており、
前記光学部材が、前記複数の電極パターンを覆っていないことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記位置合わせマークが、前記光学部材の接着面に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記位置合わせマークが、金属層により形成されていることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記光学部材が、カバーガラス、フィルタ、プリズム、またはレンズ機能を有する部材であることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 平面視寸法が、前記撮像チップの平面視寸法と同じであることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記位置合わせマークが、前記受光部を取り囲む防湿壁であるガードリングと所定の位置関係にある位置に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記位置合わせマークが、平面視矩形の前記受光部の角部と所定の位置関係にある位置に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記光学部材が、前記位置合わせマークが前記受光部の前記角部を覆うように接着されていることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
- 前記接着層が、前記受光部を覆っていないことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記位置合わせマークが、前記光学部材の接着面の外周部に形成された、前記受光部への光入射を防止する金属からなる遮光パターンを用いて形成されていることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。
- それぞれが受光部を含む複数の機能部パターンからなる、複数の撮像チップパターンが第1の主面に形成された、半導体材料からなる撮像ウエハを作製する工程と、
前記撮像ウエハを切断し個片化することで、複数の直方体の撮像チップを作製する工程と、
前記撮像チップパターンの前記機能部パターンの少なくとも2箇所と所定の位置関係にある位置に、それぞれ位置合わせマークが形成されている1組の位置合わせマークセットを、光学部材ウエハに複数組形成する工程と、
前記光学部材ウエハを切断し個片化することで、それぞれに前記1組の位置合わせマークセットが形成されている複数の平面視矩形の光学部材を作製する工程と、
前記光学部材の位置合わせマークと、前記位置合わせマークと所定の位置関係にある前記機能部パターンとを位置合わせしながら、接着層を介して前記撮像チップと前記光学部材とを接着する工程と、
前記位置合わせマークを位置合わせに利用して前記光学部材に撮像光学系を配設する工程と、を具備し、
それぞれの前記位置合わせマークが前記撮像光学系の像高が最大となる位置に形成されていることを特徴とする撮像装置の製造方法。 - 前記撮像チップの前記第1の主面に、前記受光部と接続された複数の電極パターンが、端辺にそって列設されており、
前記光学部材が、前記複数の電極パターンを覆わないように接着されることを特徴とする請求項12に記載の撮像装置の製造方法。 - 金属層により形成されている前記位置合わせマークが、前記光学部材の接着面に形成されていることを特徴とする請求項13に記載の撮像装置の製造方法。
- 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の撮像装置が挿入部の先端部に配設された内視鏡と、
前記撮像装置が撮像する矩形の内視鏡画像を処理し、前記内視鏡画像の角部をマスキングし、前記角部を表示しない内視鏡画像を出力する処理部を有するプロセッサと、を具備する内視鏡システム。
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