撮像モジュールおよびその製造方法、電子情報機器
【課題】イメージセンサチップの表面に異物があっても、それを避けることができると共に、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、光学調整を不要にする。
【解決手段】レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄに、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部２ｂが設けられている。また、集光レンズ３ａ，３ｂを内部に収容したレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合されているので、センサーチップ（撮像チップ）の表面に異物Ｄがあっても、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを回動させて、異物Ｄの位置を避けることができる。
【解決手段】レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄに、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部２ｂが設けられている。また、集光レンズ３ａ，３ｂを内部に収容したレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合されているので、センサーチップ（撮像チップ）の表面に異物Ｄがあっても、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを回動させて、異物Ｄの位置を避けることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、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。
【背景技術】
【０００２】
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（ＰＤＡ）、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が設けられた固体撮像チップと、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。
【０００３】
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８を用いて詳細に説明する。
【０００４】
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。
【０００５】
図８（ａ）および図８（ｂ）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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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１０１ｂ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。
【０００９】
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ＣＣＤ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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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１０２ａ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。
【００１３】
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である。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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１０１ａ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、センサーカバー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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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２１２ａ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２０９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２１２ｂ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。
【００２２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００４−２６０３５６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６６３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、上記従来の撮像モジュール１００では、センサーカバー１０２ｄに一体物として「ＩＲカットフィルター」、「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上のセンサーカバー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上以外のセンサーカバー１０２ｄ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、センサーカバー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/フレアー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ーカバー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。
【００２５】
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２１２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。
【００２６】
しかも、前述したように、上記特許文献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１０１ａとセンサ部１０２ａとの距離を精度よく規定し、また、上記特許文献２では、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イメージセンサチップ上に押し当てて、レンズと撮像素子との距離を精度よく規定しているものの、イメージセンサチップの表面に異物がある場合には、その異物によってレンズとイメージセンサチップの表面との高さがずれ、これによって光軸歪みが発生し、レンズと撮像素子との距離精度が保証できないという問題が発生する。
【００２７】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、イメージセンサチップの表面に異物があっても、それを避けることができると共に、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。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
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レンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズと該撮像チップの表面との距離が規定されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
さらに、これにピンホール（レンズなし）を含めて、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（一枚の集光レンズまたは他群集光レンズ）を内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズまたは該ピンホールと該撮像チップの表面との距離が規定されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
また、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レンズ筐体が、外枠ホルダーの裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、該撮像チップを該外枠ホルダ−の裏側凹部で覆って当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該外枠ホルダ−が装着された撮像モジュールであって、該レンズ筐体の裏側の外周底面に、該撮像チップの表面に直に当接する複数の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。
【００３１】
さらに、これにピンホール（レンズなし）を含めて、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（一枚の集光レンズまたは他群集光レンズ）を裏側凹部内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体が、外枠ホルダーの裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、該撮像チップを該外枠ホルダ−の裏側凹部で覆って当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該外枠ホルダ−が装着された撮像モジュールであって、該レンズ筐体の裏側の外周底面に、該撮像チップの表面に直に当接する複数の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。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける複数の高さ方向位置決め部は、２箇所以上である。具体的には、この複数の高さ方向位置決め部は、２〜４箇所のうちのいずれかである。さらに、この複数の高さ方向位置決め部は、２〜６箇所のうちのいずれかである。さらに、この複数の高さ方向位置決め部は、２〜８箇所のうちのいずれかであってもよい。さらに、高さ方向位置決め部は２箇所以上で、この高さ方向位置決め部が突出する平面と撮像チップの表面との対向面のうち、該高さ方向位置決め部が突出先端面と該撮像チップの表面とが接触しない対向面が面積的に半分以下であってもよい。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける複数の高さ方向位置決め部の連結形状の辺が前記撮像チップの各辺のうちの少なくともいずれかに平行となるように、該複数の高さ方向位置決め部が配設されている。
【００３４】
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は、前記レンズ筐体の外周底面から点状、線状または面状に突出した突出部で構成されている。
【００３５】
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である。
【００３６】
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、その先端面が前記撮像チップの撮像領域以外の位置決め領域の表面に当接する。
【００３７】
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の側壁はテーパ面で構成されている。
【００３８】
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のテーパ面は、異物の高さおよび傾斜面を避け得る角度を有している。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける外枠ホルダーには貫通穴が形成されており、該貫通穴から接着材を入れて該外枠ホルダーと前記レンズ筐体との位置関係を固定可能にしている。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおいて、前記接着材が遮光性を有しているかまたは／および、前記貫通穴が、該貫通穴からの進入光を前記撮像チップの撮像素子が感じない位置に設けられている。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおいて、光軸の位置決めを行うための前記外枠ホルダ部と、合焦点位置決めを行うための前記レンズ筐体により鏡筒部材を構成している。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける基板への接着・固定は、前記複数の高さ方向位置決め部が前記撮像チップの表面で支持されているのとは独立して、前記外枠ホルダーを介して行われる。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける撮像チップの表面への前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部による設置面または設置線、設置点は前記外枠ホルダーの接着位置とは独立に選択できる。
【００４４】
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レンズ筐体の内部に収容し、該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体を外枠ホルダー内で回動自在に嵌合して内部に収容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、該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体の裏側に設けられた複数の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に当接させかつ該外枠ホルダーにより該撮像チップ上を覆い、この状態で、該内部を密閉または半密閉するように該外枠ホルダ−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。
【００４５】
さらに、これにピンホール（レンズなし）を含めて、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レンズ筐体の内部に収容し、該集光レンズを内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりに、被写体光を該撮像チップ上に結像させるためのピンホールを持つレンズ筐体を外枠ホルダー内で回動自在に嵌合して内部に収容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、該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体の裏側に設けられた複数の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に当接させかつ該外枠ホルダーにより該撮像チップ上を覆い、この状態で、該内部を密閉または半密閉するように該外枠ホルダ−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。
【００４６】
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・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、前記レンズ筐体と共に前記外枠ホルダーを、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位置合わせして載置する。
【００４７】
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高さ方向位置決め部が接する撮像チップの表面位置にある異物を光学顕微鏡で光学的に予め検出しておく場合には、該異物の位置を外すように、前記外枠ホルダに対して前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部の位置を所定量だけ回動した状態で装着する。
【００４８】
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。
【００４９】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００５０】
本発明においては、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レンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズと該撮像チップの表面との距離が規定されている。
【００５１】
これによって、集光レンズを内部に収容したレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合されているので、撮像チップの表面に異物があっても、レンズ筐体の高さ方向位置決め部を回動させれば、異物の位置を避けることができると共に、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、光学調整が不要になる。
【発明の効果】
【００５２】
以上により、本発明によれば、集光レンズを内部に収容したレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合されているので、撮像チップの表面に異物があっても、レンズ筐体の高さ方向位置決め部を回動させて、異物の位置を避けることができると共に、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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】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２】図１の撮像モジュールの各部材を分解して模式的に示す縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）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４】図１のレンズ筐体における高さ方向位置決め部が異物に乗り上げた場合の復帰動作を模式的に示す要部断面図である。
【図５】図１のレンズ筐体における高さ方向位置決め部が異物に乗り上げた場合にレンズ筐体と共に高さ方向位置決め部が回動することを説明するための平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図１のレンズ筐体における高さ方向位置決め部の配置状態を平面視した場合の配置図である。
【図７】本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の撮像モジュール１０を含む固体撮像装置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８】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９】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。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に、本発明の撮像モジュールの実施形態１および、この撮像モジュールの実施形態１を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５５】
（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。
【００５６】
図１において、本実施形態１に係る撮像モジュール１０は、防塵および遮光用ケースとしての外枠ホルダー１と、この外枠ホルダー１内に、光軸Ｃを中心として回動自在に嵌合されるレンズ筐体２と、このレンズ筐体２内の上下に収容される第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂと、これらの第１集光レンズ３ａと第２集光レンズ３ｂ間に設けられた遮光フィルム４と、基板５と、この基板５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６と、このレンズ筐体２内の第１段差部２ａに固定され、第２集光レンズ３ｂとセンサーチップ６間を横切って配置されたＩＲカットフィルタ７と、このレンズ筐体２の外周底面２ｄに設けられた高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面で直に支持された状態で外枠ホルダー１の外周底面１ｃと基板５の表面との間を接着するための接着部８と、外枠ホルダー１の固定穴９ａから充填されて外枠ホルダー１とレンズ筐体２との位置関係を固定可能とする固定部材９とを有している。
【００５７】
撮像モジュール１０は、レンズ筐体２および、このレンズ筐体２内に上から順に配置された第１集光レンズ３ａ、遮光フィルム４、第２集光レンズ３ｂおよびＩＲカットフィルタ７、さらに、基板５上のセンサーチップ６を、外枠ホルダー１と基板５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。
【００５８】
この外枠ホルダー１は、外観として段差１ａが設けれられ、その段差１ａから上部が円筒形でその段差１ａから下部が４角筒形であり、下面側が開放されている。外枠ホルダー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１ａの上部の円筒形の上面に、第１集光レンズ３ａに対向した第１円形穴としての入射光通過用の円形穴１ｂ（または円形透明領域）が形成されている。この円形穴１ｂの中心を第１集光レンズ３ａと第２集光レンズ３ｂとの光軸Ｃが通過するように、外枠ホルダー１の開放した下面裏側から第１集光レンズ３ａ、遮光フィルム４および第２集光レンズ３ｂをこの順で順次、それらの円形の外形を外枠ホルダー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することができる。なお、外枠ホルダー１の裏面凹部にレンズ筐体２の外形凸部が嵌合するが、その裏面凹部と外形凸部が互いに回転自在な円形状であれば、段差１ａから下部が平面視円形（円筒形）でもよいが、ここでは、段差１ａから下部の外枠ホルダー１の外形は平面視矩形または正方形（４角筒形）としている。
【００５９】
外枠ホルダー１は、第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂにより入射光をセンサーチップ６の撮像領域６ａ上に合焦（焦点を合わすこと）して結像するように、センサーチップ６上に外枠ホルダー１およびレンズ筐体２自体の自重で載置される高さ方向位置決め部２ｂが、レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄから、先端が細いテーパ状に突出している。このレンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面上に乗って当接することにより、これらの第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂと、センサーチップ６の撮像領域６ａ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。
【００６０】
即ち、第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂが収容されて位置決めされるレンズ筐体２の裏側の凹部底面（レンズが入る天面）から、レンズ筐体２の外周底面２ｄから突出した高さ方向位置決め部２ｂの端面（先端面）までの高さ方向の距離を部品製造上の公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６の上面にレンズ筐体２を高さ方向位置決め部２ｂにより直接位置決めすることにより、レンズ筐体２に固定された第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂとセンサーチップ６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、高さ方向位置決め部２ｂをセンサーチップ６の上面に乗せるだけで、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。
【００６１】
第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂは、センサーチップ６の撮像領域６ａ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。
【００６２】
遮光フィルム４は、反射防止処理として黒色とされて、第１集光レンズ３ａの外周側下面（平面）と、第２集光レンズ３ｂの外周側上面（平面）との間に挟まれて位置しており、レンズ筐体２の上面中央部の円形穴２ｃ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４ａ（または円形透明領域）が上記外枠ホルダー１の円形穴１ｂおよび円形穴２ｃと同心円状（光軸Ｃと一致）に中央部に設けられている。この遮光フィルム４の円形穴４ａ（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４ａは、第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂ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。
【００６３】
センサーチップ６は、その中央の撮像領域６ａに、被写体からの入射光が第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂ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。
【００６４】
赤外線（ＩＲ）カットフィルタ７は、センサーチップ６の上方を横切るように、レンズ筐体２の第１の段差部２ａ間に掛け渡されて固定され、第１集光レンズ３ａさらに第２集光レンズ３ｂを通った入射光から赤外光をカットするものである。
【００６５】
上記構成の撮像モジュール１０の製造方法について詳細に説明する。
【００６６】
図２は、図１の撮像モジュール１０の各構成部材を分解して模式的に示す縦断面図であり、図３（ａ）〜図３（ｃ）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。
【００６７】
図２および図３（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１ｂ（または円形透明領域）を持つ外枠ホルダー１の裏側を上にして、その裏側の円形凹部内に、レンズ筐体２の裏側を上にして表面側から挿入して嵌合する。このとき、レンズ筐体２は外枠ホルダー１の円形凹部内で回動自在である。
【００６８】
さらに、このレンズ筐体２の裏側の円形凹部内に、第１集光レンズ３ａを突き当り（底面）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４ａを持つ遮光フィルム４を第１集光レンズ３ａの外周平面部まで挿入し、さらに、第２集光レンズ３ｂを遮光フィルム４の上から挿入し、この第２集光レンズ３ｂとレンズ筐体２の円形凹部の内周面間に接着剤を入れて固定する。
【００６９】
さらに、レンズ筐体２の裏側の円形凹部の第１段差部２ａ上に掛け渡して赤外線（ＩＲ）カットフィルタ７を接着固定する。このようにして、外枠ホルダー１の内部の所定位置にレンズ筐体２を収容し、さらに、このレンズ筐体２内に、第１集光レンズ３ａ、遮光フィルム４、第２集光レンズ３ｂおよび赤外線（ＩＲ）カットフィルタ７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。
【００７０】
一方、図２および図３（ａ）のセンサユニット製造工程に示すように、基板５上の所定位置にセンサーチップ６を搭載し、センサーチップ６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５の所定端子（図示せず）間をワイヤなどによりワイヤボンドしたり、基板５の所定端子（図示せず）上に、センサーチップ６の貫通電極を介した複数の端子を半田で接続したりしている。これによって、基板５上にセンサーチップ６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。
【００７１】
次に、図３（ｂ）のセンサモジュール１０の光軸調整およびセンサユニット・レンズユニット組合せ工程に示すように、センサーチップ６が搭載された基板５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６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８が基板５上の所定位置（外枠ホルダー１の外壁下端部に対応した位置）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。
【００７２】
この場合、撮像モジュール１０の光軸調整は、外枠ホルダー１へのレンズ筐体２の組み込み時に行われる。レンズユニット１１を製造した後、センサユニット１１とレンズユニット１２との組合せ時に、高さ方向（Ｚ方向）の位置決めについて、自動組み立て装置のハンド手段が、レンズ筐体２の底面２ｄから突出した高さ方向位置決め部２ｂを、外枠ホルダー１およびレンズ筐体２の自重でセンサーチップ６の表面上に直接置くことにより、レンズ筐体２の内部に保持された第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂと、センサーチップ６の中央部の撮像領域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。
【００７３】
センサーチップ６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、図４に示すように、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの側壁がテーパ面２ｂ１（テーパ面は多少膨れていてもよい）で構成されており、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面上の異物Ｄ上に乗り上げた場合に、外枠ホルダー１と共にレンズ筐体２が傾くが、異物Ｄの傾斜面に沿ってテーパ面２ｂ１（異物Ｄは接着剤の粒子などであり、異物Ｄの高さおよび傾斜面を避ける程度の角度を持ったテーパ面）およびその先端面が滑って、異物Ｄがないセンサーチップ６の表面上に自動的に案内される。このとき、図５に示すように、外枠ホルダー１の円形凹部内においてレンズ筐体２自体が回動して、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの先端面がセンサーチップ６の表面上を回転移動して異物Ｄのない表面上に直に乗っかる。
【００７４】
なお、本実施形態１のように、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂが異物Ｄを自動的に避ける場合について説明したが、これに限らず、異物Ｄの有無を光学顕微鏡などで光学的に予め検出しておく場合には、外枠ホルダー１とレンズ筐体２との位置関係（外枠ホルダー１の矩形または正方形に対して円形のレンズ筐体２に印を付けておく）を決めておき、その位置関係から所定位置の異物Ｄを外すように、外枠ホルダー１の円形凹部内でレンズ筐体２を回動させて挿入したものを（レンズ筐体２の外枠ホルダー１への装着時に異物Ｄを外すように回動させておく）、センサーチップ６の表面上に乗せてもよい。
【００７５】
ここでは、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの先端面が異物Ｄ上を自動的に滑り落ちるようにしている。レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの側壁にテーパ面を形成しているため、高さ方向位置決め部２ｂの先端面が異物Ｄ上を自動的により滑り落ち易いようにしている。
【００７６】
要するに、本実施形態１では、外枠ホルダー１とその内部で回転自在なレンズ筐体２とに分けることにより、レンズ筐体２が外枠ホルダー１の裏面円形凹部内で光軸Ｃを中心に回動して高さ方向位置決め部２ｂが自動的に異物Ｄ上を外せることにある。レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを乗せるセンサーチップ６の表面としては、チップ中央部の有効画素領域以外の位置決め可能領域（周辺回路領域など）であればよく、位置決め可能領域（周辺回路領域など）の表面高さは、精度の点からも、有効画素領域の高さと同一高さ領域とするのが好ましい。
【００７７】
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５上のセンサーチップ６のチップ形状を画像認識して、その上に外枠ホルダー１と共にレンズ内蔵のレンズ筐体２を上から設置する。この場合、対向する２辺にワイヤがワイヤボンドされていれば、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２ｂを載せる。このとき、外枠ホルダー１の外周側壁下端部は基板５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が入ってこれが接着部８となって、外枠ホルダー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が完全に入いらない場合を含む）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。
【００７８】
続いて、図３（ｃ）の撮像モジュール１０の最終の位置固定工程に示すように、外枠ホルダー１の固定穴９ａから固定部材９（接着材）を入れることにより、外枠ホルダー１とレンズ筐体２との位置関係を固定することができる。このとき、外枠ホルダー１の固定穴９ａからの導光は、固定部材９により封止・遮光されるために、内部への光漏れも発生しない。
【００７９】
以上により、本実施形態１によれば、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂが、異物Ｄがないセンサーチップ６の表面を自動的または予め選択することができるため、センサーチップ６の特定の位置決め箇所に異物Ｄが存在した場合であっても、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂが異物Ｄの傾斜面を滑り落ちて他の表面位置に接触させることができて、レンズと撮像面との当初の距離精度を保障することができる。
【００８０】
また、従来のように基板５に対しレンズ筐体２を位置決めしていた構造から、センサーチップ６の上面にレンズ筐体２の一部（高さ方向位置決め部２ｂ）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、レンズ筐体２の円形凹部内に固定された集光レンズ３ａ、３ｂとセンサーチップ６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カメラモジュールを実現することができる。
【００８１】
このように、センサーチップ６の上面の任意の箇所で、内部で回転自在なレンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを用いて直接位置決めすることにより、光軸調整と合焦点調整の精度はそれぞれ独立に向上し、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、センサーチップ６の上面に直接「レンズ筐体２」の基準面（高さ方向位置決め部２ｂ）を当てて高さ方向の位置決めとすることにより、レンズ筐体２に対して、レンズの組み立て精度ばらつきや、レンズ筐体２の成型精度のバラつきの要因が考えられるが、従来構造に比べ非常に少なく、フォーカス調整フリー構造が実現可能になる。
【００８２】
また、組み立て時に、高精度にセットされたセンサーチップ６および基板５に対して外枠ホルダー１およびレンズ筐体２のレンズ一体構造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。
【００８３】
さらに、本発明の新規構造では、レンズ一体構造の外枠ホルダー１で、基板５上に固定されたセンサーチップ６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６の撮像領域上へのごみの付着もなくなる。
【００８４】
なお、本実施形態１では、円筒状のレンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂは、レンズ筐体２の外周底面２ｄから突出させて、図６（ｃ）に示すように、対向する２箇所に設けたが、これに限らず、図６（ａ）に示すように、各高さ方向位置決め部２ｂの連結形状がセンサーチップ６の各辺に平行となるように、高さ方向位置決め部２ｂを４箇所配設してもよいし、図６（ｂ）に示すように、各高さ方向位置決め部２ｂの連結形状がセンサーチップ６の少なくとも一辺に平行となるように、高さ方向位置決め部２ｂを３箇所配設してもよいし、さらには、各高さ方向位置決め部２ｂの連結形状がセンサーチップ６の一辺に平行となるように、高さ方向位置決め部２ｂを２箇所配設してもよい。
【００８５】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の撮像モジュール１０を含む固体撮像装置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。
【００８６】
図７において、本実施形態２の電子情報機器２０は、上記実施形態１の撮像モジュール１０からの撮像信号を各種信号処理してカラー画像信号を得、こ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、このカラー画像信号を印刷用に所定の印刷信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力手段２４とを有している。なお、この電子情報機器２０として、これに限らず、メモリ部２１と、表示手段２２と、通信手段２３と、プリンタなどの画像出力手段２４とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。
【００８７】
この電子情報機器２０としては、前述したように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、車載用後方監視カメラなどの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、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）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。
【００８８】
したがって、本実施形態２によれば、こ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手段２４により良好にプリントアウト（印刷）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９２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。
【００８９】
なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、基板５上に装着されたセンサーチップ６上に被写体光を結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂを内部に収容したレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合され、外枠ホルダー１はセンサーチップ６を覆うように基板５上に装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側に複数の高さ方向位置決め部２ｂが配置され、複数の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面により直に支持されて、集光レンズ３ａ，３ｂとセンサーチップ６の表面との距離が規定されている。また、基板５上にセンサーチップ６が装着され、被写体光をセンサーチップ６上に結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂを裏側凹部内部に収容したレンズ筐体２が、外枠ホルダー１の裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、センサーチップ６を外枠ホルダ−１の裏側凹部で覆って当該裏側凹部内を密閉または半密閉するように基板５上に外枠ホルダ−１が装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄに、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部２ｂが設けられている。
【００９０】
これによって、集光レンズ３ａ，３ｂを内部に収容したレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合されているので、センサーチップ６（撮像チップ）の表面に異物Ｄがあっても、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを回動させて、異物Ｄの位置を避けることができると共に、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目的を達成することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態１では、特に説明しなかったが、ピンホール（レンズなし）を含めて、本発明の撮像モジュールは、基板５上に装着されたセンサーチップ６上に被写体光を結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂ（一枚の集光レンズや他群集光レンズをも含む）を内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合され、外枠ホルダー１はセンサーチップ６を覆うように基板５上に装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側に複数の高さ方向位置決め部２ｂが配置され、複数の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面により直に支持されて、集光レンズ３ａ，３ｂまたは該ピンホールとセンサーチップ６の表面との距離が規定されていてもよい。また、基板５上にセンサーチップ６が装着され、被写体光をセンサーチップ６上に結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂ（一枚の集光レンズや他群集光レンズをも含む）を裏側凹部内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体２が、外枠ホルダー１の裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、センサーチップ６を外枠ホルダ−１の裏側凹部で覆って当該裏側凹部内を密閉または半密閉するように基板５上に外枠ホルダ−１が装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄに、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部２ｂが設けられていてもよい。
【００９２】
さらに、本実施形態１では、本発明の撮像モジュールにおける複数の高さ方向位置決め部２ｂは、２箇所以上であり、４箇所以下の場合について説明したが、これに限らず、この複数の高さ方向位置決め部２ｂは、２〜６箇所のうちのいずれかであってもよいし、２〜８箇所のうちのいずれかであってもよい。さらに、高さ方向位置決め部２ｂは２箇所以上で、この高さ方向位置決め部２ｂが突出する平面（高さ方向位置決め部２ｂと外周底面２ｄを含む面）とセンサーチップ６の表面との対向面のうち、高さ方向位置決め部２ｂが突出先端面とセンサーチップ６の表面とが接触しない対向面（外周底面２ｄ）が面積的に半分以下であってもよい。
【００９３】
なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、高さ方向位置決め部２ｂは、レンズ筐体２の外周底面２ｄから点状、線状または面状に突出した突出部で構成されている。
【００９４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１，２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１，２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１，２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。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
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、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、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、イメージセンサチップの表面に異物があっても、それを避けることができると共に、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て、光学調整を不要にすることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 外枠ホルダー
１ａ 段差
１ｂ、２ｃ、４ａ 円形穴（透明円形領域）
１ｃ、２ｄ 外周底面
２ レンズ筐体
２ａ 第１段差部
２ｂ 高さ方向位置決め部（突出部）
３ａ 第１集光レンズ
３ｂ 第２集光レンズ
４ 遮光フィルム
５ 基板
６ センサーチップ（撮像チップ）
６ａ 撮像領域
７ ＩＲカットフィルタ
８ 接着部
９ 固定部材
９ａ 固定穴（または固定用穴または貫通穴）
１０ 撮像モジュール
Ｃ 光軸
１１ レンズユニット
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 画像出力手段
【技術分野】
【０００１】
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、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、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。
【背景技術】
【０００２】
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（ＰＤＡ）、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が設けられた固体撮像チップと、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。
【０００３】
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８を用いて詳細に説明する。
【０００４】
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。
【０００５】
図８（ａ）および図８（ｂ）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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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１０１ｂ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。
【０００９】
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ＣＣＤ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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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１０２ａ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。
【００１３】
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である。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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１０１ａ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、センサーカバー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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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２１２ａ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２０９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２１２ｂ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。
【００２２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００４−２６０３５６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６６３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、上記従来の撮像モジュール１００では、センサーカバー１０２ｄに一体物として「ＩＲカットフィルター」、「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上のセンサーカバー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上以外のセンサーカバー１０２ｄ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、センサーカバー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/フレアー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ーカバー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。
【００２５】
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２１２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。
【００２６】
しかも、前述したように、上記特許文献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１０１ａとセンサ部１０２ａとの距離を精度よく規定し、また、上記特許文献２では、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イメージセンサチップ上に押し当てて、レンズと撮像素子との距離を精度よく規定しているものの、イメージセンサチップの表面に異物がある場合には、その異物によってレンズとイメージセンサチップの表面との高さがずれ、これによって光軸歪みが発生し、レンズと撮像素子との距離精度が保証できないという問題が発生する。
【００２７】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、イメージセンサチップの表面に異物があっても、それを避けることができると共に、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。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
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レンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズと該撮像チップの表面との距離が規定されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
さらに、これにピンホール（レンズなし）を含めて、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（一枚の集光レンズまたは他群集光レンズ）を内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズまたは該ピンホールと該撮像チップの表面との距離が規定されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
また、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レンズ筐体が、外枠ホルダーの裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、該撮像チップを該外枠ホルダ−の裏側凹部で覆って当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該外枠ホルダ−が装着された撮像モジュールであって、該レンズ筐体の裏側の外周底面に、該撮像チップの表面に直に当接する複数の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。
【００３１】
さらに、これにピンホール（レンズなし）を含めて、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（一枚の集光レンズまたは他群集光レンズ）を裏側凹部内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体が、外枠ホルダーの裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、該撮像チップを該外枠ホルダ−の裏側凹部で覆って当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該外枠ホルダ−が装着された撮像モジュールであって、該レンズ筐体の裏側の外周底面に、該撮像チップの表面に直に当接する複数の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。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける複数の高さ方向位置決め部は、２箇所以上である。具体的には、この複数の高さ方向位置決め部は、２〜４箇所のうちのいずれかである。さらに、この複数の高さ方向位置決め部は、２〜６箇所のうちのいずれかである。さらに、この複数の高さ方向位置決め部は、２〜８箇所のうちのいずれかであってもよい。さらに、高さ方向位置決め部は２箇所以上で、この高さ方向位置決め部が突出する平面と撮像チップの表面との対向面のうち、該高さ方向位置決め部が突出先端面と該撮像チップの表面とが接触しない対向面が面積的に半分以下であってもよい。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける複数の高さ方向位置決め部の連結形状の辺が前記撮像チップの各辺のうちの少なくともいずれかに平行となるように、該複数の高さ方向位置決め部が配設されている。
【００３４】
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は、前記レンズ筐体の外周底面から点状、線状または面状に突出した突出部で構成されている。
【００３５】
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である。
【００３６】
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、その先端面が前記撮像チップの撮像領域以外の位置決め領域の表面に当接する。
【００３７】
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の側壁はテーパ面で構成されている。
【００３８】
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のテーパ面は、異物の高さおよび傾斜面を避け得る角度を有している。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける外枠ホルダーには貫通穴が形成されており、該貫通穴から接着材を入れて該外枠ホルダーと前記レンズ筐体との位置関係を固定可能にしている。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおいて、前記接着材が遮光性を有しているかまたは／および、前記貫通穴が、該貫通穴からの進入光を前記撮像チップの撮像素子が感じない位置に設けられている。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおいて、光軸の位置決めを行うための前記外枠ホルダ部と、合焦点位置決めを行うための前記レンズ筐体により鏡筒部材を構成している。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける基板への接着・固定は、前記複数の高さ方向位置決め部が前記撮像チップの表面で支持されているのとは独立して、前記外枠ホルダーを介して行われる。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像モジュールにおける撮像チップの表面への前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部による設置面または設置線、設置点は前記外枠ホルダーの接着位置とは独立に選択できる。
【００４４】
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レンズ筐体の内部に収容し、該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体を外枠ホルダー内で回動自在に嵌合して内部に収容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、該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体の裏側に設けられた複数の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に当接させかつ該外枠ホルダーにより該撮像チップ上を覆い、この状態で、該内部を密閉または半密閉するように該外枠ホルダ−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。
【００４５】
さらに、これにピンホール（レンズなし）を含めて、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レンズ筐体の内部に収容し、該集光レンズを内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりに、被写体光を該撮像チップ上に結像させるためのピンホールを持つレンズ筐体を外枠ホルダー内で回動自在に嵌合して内部に収容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、該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体の裏側に設けられた複数の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に当接させかつ該外枠ホルダーにより該撮像チップ上を覆い、この状態で、該内部を密閉または半密閉するように該外枠ホルダ−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。
【００４６】
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・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、前記レンズ筐体と共に前記外枠ホルダーを、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位置合わせして載置する。
【００４７】
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高さ方向位置決め部が接する撮像チップの表面位置にある異物を光学顕微鏡で光学的に予め検出しておく場合には、該異物の位置を外すように、前記外枠ホルダに対して前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部の位置を所定量だけ回動した状態で装着する。
【００４８】
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。
【００４９】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００５０】
本発明においては、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レンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズと該撮像チップの表面との距離が規定されている。
【００５１】
これによって、集光レンズを内部に収容したレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合されているので、撮像チップの表面に異物があっても、レンズ筐体の高さ方向位置決め部を回動させれば、異物の位置を避けることができると共に、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、光学調整が不要になる。
【発明の効果】
【００５２】
以上により、本発明によれば、集光レンズを内部に収容したレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合されているので、撮像チップの表面に異物があっても、レンズ筐体の高さ方向位置決め部を回動させて、異物の位置を避けることができると共に、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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】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２】図１の撮像モジュールの各部材を分解して模式的に示す縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）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４】図１のレンズ筐体における高さ方向位置決め部が異物に乗り上げた場合の復帰動作を模式的に示す要部断面図である。
【図５】図１のレンズ筐体における高さ方向位置決め部が異物に乗り上げた場合にレンズ筐体と共に高さ方向位置決め部が回動することを説明するための平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図１のレンズ筐体における高さ方向位置決め部の配置状態を平面視した場合の配置図である。
【図７】本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の撮像モジュール１０を含む固体撮像装置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８】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９】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。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に、本発明の撮像モジュールの実施形態１および、この撮像モジュールの実施形態１を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５５】
（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。
【００５６】
図１において、本実施形態１に係る撮像モジュール１０は、防塵および遮光用ケースとしての外枠ホルダー１と、この外枠ホルダー１内に、光軸Ｃを中心として回動自在に嵌合されるレンズ筐体２と、このレンズ筐体２内の上下に収容される第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂと、これらの第１集光レンズ３ａと第２集光レンズ３ｂ間に設けられた遮光フィルム４と、基板５と、この基板５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６と、このレンズ筐体２内の第１段差部２ａに固定され、第２集光レンズ３ｂとセンサーチップ６間を横切って配置されたＩＲカットフィルタ７と、このレンズ筐体２の外周底面２ｄに設けられた高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面で直に支持された状態で外枠ホルダー１の外周底面１ｃと基板５の表面との間を接着するための接着部８と、外枠ホルダー１の固定穴９ａから充填されて外枠ホルダー１とレンズ筐体２との位置関係を固定可能とする固定部材９とを有している。
【００５７】
撮像モジュール１０は、レンズ筐体２および、このレンズ筐体２内に上から順に配置された第１集光レンズ３ａ、遮光フィルム４、第２集光レンズ３ｂおよびＩＲカットフィルタ７、さらに、基板５上のセンサーチップ６を、外枠ホルダー１と基板５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。
【００５８】
この外枠ホルダー１は、外観として段差１ａが設けれられ、その段差１ａから上部が円筒形でその段差１ａから下部が４角筒形であり、下面側が開放されている。外枠ホルダー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１ａの上部の円筒形の上面に、第１集光レンズ３ａに対向した第１円形穴としての入射光通過用の円形穴１ｂ（または円形透明領域）が形成されている。この円形穴１ｂの中心を第１集光レンズ３ａと第２集光レンズ３ｂとの光軸Ｃが通過するように、外枠ホルダー１の開放した下面裏側から第１集光レンズ３ａ、遮光フィルム４および第２集光レンズ３ｂをこの順で順次、それらの円形の外形を外枠ホルダー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することができる。なお、外枠ホルダー１の裏面凹部にレンズ筐体２の外形凸部が嵌合するが、その裏面凹部と外形凸部が互いに回転自在な円形状であれば、段差１ａから下部が平面視円形（円筒形）でもよいが、ここでは、段差１ａから下部の外枠ホルダー１の外形は平面視矩形または正方形（４角筒形）としている。
【００５９】
外枠ホルダー１は、第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂにより入射光をセンサーチップ６の撮像領域６ａ上に合焦（焦点を合わすこと）して結像するように、センサーチップ６上に外枠ホルダー１およびレンズ筐体２自体の自重で載置される高さ方向位置決め部２ｂが、レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄから、先端が細いテーパ状に突出している。このレンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面上に乗って当接することにより、これらの第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂと、センサーチップ６の撮像領域６ａ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。
【００６０】
即ち、第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂが収容されて位置決めされるレンズ筐体２の裏側の凹部底面（レンズが入る天面）から、レンズ筐体２の外周底面２ｄから突出した高さ方向位置決め部２ｂの端面（先端面）までの高さ方向の距離を部品製造上の公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６の上面にレンズ筐体２を高さ方向位置決め部２ｂにより直接位置決めすることにより、レンズ筐体２に固定された第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂとセンサーチップ６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、高さ方向位置決め部２ｂをセンサーチップ６の上面に乗せるだけで、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。
【００６１】
第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂは、センサーチップ６の撮像領域６ａ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。
【００６２】
遮光フィルム４は、反射防止処理として黒色とされて、第１集光レンズ３ａの外周側下面（平面）と、第２集光レンズ３ｂの外周側上面（平面）との間に挟まれて位置しており、レンズ筐体２の上面中央部の円形穴２ｃ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４ａ（または円形透明領域）が上記外枠ホルダー１の円形穴１ｂおよび円形穴２ｃと同心円状（光軸Ｃと一致）に中央部に設けられている。この遮光フィルム４の円形穴４ａ（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４ａは、第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂ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。
【００６３】
センサーチップ６は、その中央の撮像領域６ａに、被写体からの入射光が第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂ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。
【００６４】
赤外線（ＩＲ）カットフィルタ７は、センサーチップ６の上方を横切るように、レンズ筐体２の第１の段差部２ａ間に掛け渡されて固定され、第１集光レンズ３ａさらに第２集光レンズ３ｂを通った入射光から赤外光をカットするものである。
【００６５】
上記構成の撮像モジュール１０の製造方法について詳細に説明する。
【００６６】
図２は、図１の撮像モジュール１０の各構成部材を分解して模式的に示す縦断面図であり、図３（ａ）〜図３（ｃ）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。
【００６７】
図２および図３（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１ｂ（または円形透明領域）を持つ外枠ホルダー１の裏側を上にして、その裏側の円形凹部内に、レンズ筐体２の裏側を上にして表面側から挿入して嵌合する。このとき、レンズ筐体２は外枠ホルダー１の円形凹部内で回動自在である。
【００６８】
さらに、このレンズ筐体２の裏側の円形凹部内に、第１集光レンズ３ａを突き当り（底面）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４ａを持つ遮光フィルム４を第１集光レンズ３ａの外周平面部まで挿入し、さらに、第２集光レンズ３ｂを遮光フィルム４の上から挿入し、この第２集光レンズ３ｂとレンズ筐体２の円形凹部の内周面間に接着剤を入れて固定する。
【００６９】
さらに、レンズ筐体２の裏側の円形凹部の第１段差部２ａ上に掛け渡して赤外線（ＩＲ）カットフィルタ７を接着固定する。このようにして、外枠ホルダー１の内部の所定位置にレンズ筐体２を収容し、さらに、このレンズ筐体２内に、第１集光レンズ３ａ、遮光フィルム４、第２集光レンズ３ｂおよび赤外線（ＩＲ）カットフィルタ７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。
【００７０】
一方、図２および図３（ａ）のセンサユニット製造工程に示すように、基板５上の所定位置にセンサーチップ６を搭載し、センサーチップ６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５の所定端子（図示せず）間をワイヤなどによりワイヤボンドしたり、基板５の所定端子（図示せず）上に、センサーチップ６の貫通電極を介した複数の端子を半田で接続したりしている。これによって、基板５上にセンサーチップ６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。
【００７１】
次に、図３（ｂ）のセンサモジュール１０の光軸調整およびセンサユニット・レンズユニット組合せ工程に示すように、センサーチップ６が搭載された基板５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６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８が基板５上の所定位置（外枠ホルダー１の外壁下端部に対応した位置）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。
【００７２】
この場合、撮像モジュール１０の光軸調整は、外枠ホルダー１へのレンズ筐体２の組み込み時に行われる。レンズユニット１１を製造した後、センサユニット１１とレンズユニット１２との組合せ時に、高さ方向（Ｚ方向）の位置決めについて、自動組み立て装置のハンド手段が、レンズ筐体２の底面２ｄから突出した高さ方向位置決め部２ｂを、外枠ホルダー１およびレンズ筐体２の自重でセンサーチップ６の表面上に直接置くことにより、レンズ筐体２の内部に保持された第１集光レンズ３ａおよび第２集光レンズ３ｂと、センサーチップ６の中央部の撮像領域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。
【００７３】
センサーチップ６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、図４に示すように、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの側壁がテーパ面２ｂ１（テーパ面は多少膨れていてもよい）で構成されており、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面上の異物Ｄ上に乗り上げた場合に、外枠ホルダー１と共にレンズ筐体２が傾くが、異物Ｄの傾斜面に沿ってテーパ面２ｂ１（異物Ｄは接着剤の粒子などであり、異物Ｄの高さおよび傾斜面を避ける程度の角度を持ったテーパ面）およびその先端面が滑って、異物Ｄがないセンサーチップ６の表面上に自動的に案内される。このとき、図５に示すように、外枠ホルダー１の円形凹部内においてレンズ筐体２自体が回動して、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの先端面がセンサーチップ６の表面上を回転移動して異物Ｄのない表面上に直に乗っかる。
【００７４】
なお、本実施形態１のように、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂが異物Ｄを自動的に避ける場合について説明したが、これに限らず、異物Ｄの有無を光学顕微鏡などで光学的に予め検出しておく場合には、外枠ホルダー１とレンズ筐体２との位置関係（外枠ホルダー１の矩形または正方形に対して円形のレンズ筐体２に印を付けておく）を決めておき、その位置関係から所定位置の異物Ｄを外すように、外枠ホルダー１の円形凹部内でレンズ筐体２を回動させて挿入したものを（レンズ筐体２の外枠ホルダー１への装着時に異物Ｄを外すように回動させておく）、センサーチップ６の表面上に乗せてもよい。
【００７５】
ここでは、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの先端面が異物Ｄ上を自動的に滑り落ちるようにしている。レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂの側壁にテーパ面を形成しているため、高さ方向位置決め部２ｂの先端面が異物Ｄ上を自動的により滑り落ち易いようにしている。
【００７６】
要するに、本実施形態１では、外枠ホルダー１とその内部で回転自在なレンズ筐体２とに分けることにより、レンズ筐体２が外枠ホルダー１の裏面円形凹部内で光軸Ｃを中心に回動して高さ方向位置決め部２ｂが自動的に異物Ｄ上を外せることにある。レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを乗せるセンサーチップ６の表面としては、チップ中央部の有効画素領域以外の位置決め可能領域（周辺回路領域など）であればよく、位置決め可能領域（周辺回路領域など）の表面高さは、精度の点からも、有効画素領域の高さと同一高さ領域とするのが好ましい。
【００７７】
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５上のセンサーチップ６のチップ形状を画像認識して、その上に外枠ホルダー１と共にレンズ内蔵のレンズ筐体２を上から設置する。この場合、対向する２辺にワイヤがワイヤボンドされていれば、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２ｂを載せる。このとき、外枠ホルダー１の外周側壁下端部は基板５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が入ってこれが接着部８となって、外枠ホルダー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が完全に入いらない場合を含む）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。
【００７８】
続いて、図３（ｃ）の撮像モジュール１０の最終の位置固定工程に示すように、外枠ホルダー１の固定穴９ａから固定部材９（接着材）を入れることにより、外枠ホルダー１とレンズ筐体２との位置関係を固定することができる。このとき、外枠ホルダー１の固定穴９ａからの導光は、固定部材９により封止・遮光されるために、内部への光漏れも発生しない。
【００７９】
以上により、本実施形態１によれば、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂが、異物Ｄがないセンサーチップ６の表面を自動的または予め選択することができるため、センサーチップ６の特定の位置決め箇所に異物Ｄが存在した場合であっても、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂが異物Ｄの傾斜面を滑り落ちて他の表面位置に接触させることができて、レンズと撮像面との当初の距離精度を保障することができる。
【００８０】
また、従来のように基板５に対しレンズ筐体２を位置決めしていた構造から、センサーチップ６の上面にレンズ筐体２の一部（高さ方向位置決め部２ｂ）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、レンズ筐体２の円形凹部内に固定された集光レンズ３ａ、３ｂとセンサーチップ６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カメラモジュールを実現することができる。
【００８１】
このように、センサーチップ６の上面の任意の箇所で、内部で回転自在なレンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを用いて直接位置決めすることにより、光軸調整と合焦点調整の精度はそれぞれ独立に向上し、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、センサーチップ６の上面に直接「レンズ筐体２」の基準面（高さ方向位置決め部２ｂ）を当てて高さ方向の位置決めとすることにより、レンズ筐体２に対して、レンズの組み立て精度ばらつきや、レンズ筐体２の成型精度のバラつきの要因が考えられるが、従来構造に比べ非常に少なく、フォーカス調整フリー構造が実現可能になる。
【００８２】
また、組み立て時に、高精度にセットされたセンサーチップ６および基板５に対して外枠ホルダー１およびレンズ筐体２のレンズ一体構造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。
【００８３】
さらに、本発明の新規構造では、レンズ一体構造の外枠ホルダー１で、基板５上に固定されたセンサーチップ６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６の撮像領域上へのごみの付着もなくなる。
【００８４】
なお、本実施形態１では、円筒状のレンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂは、レンズ筐体２の外周底面２ｄから突出させて、図６（ｃ）に示すように、対向する２箇所に設けたが、これに限らず、図６（ａ）に示すように、各高さ方向位置決め部２ｂの連結形状がセンサーチップ６の各辺に平行となるように、高さ方向位置決め部２ｂを４箇所配設してもよいし、図６（ｂ）に示すように、各高さ方向位置決め部２ｂの連結形状がセンサーチップ６の少なくとも一辺に平行となるように、高さ方向位置決め部２ｂを３箇所配設してもよいし、さらには、各高さ方向位置決め部２ｂの連結形状がセンサーチップ６の一辺に平行となるように、高さ方向位置決め部２ｂを２箇所配設してもよい。
【００８５】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２として、本発明の実施形態１の撮像モジュール１０を含む固体撮像装置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。
【００８６】
図７において、本実施形態２の電子情報機器２０は、上記実施形態１の撮像モジュール１０からの撮像信号を各種信号処理してカラー画像信号を得、こ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、このカラー画像信号を印刷用に所定の印刷信号処理をした後に印刷処理可能とするプリンタなどの画像出力手段２４とを有している。なお、この電子情報機器２０として、これに限らず、メモリ部２１と、表示手段２２と、通信手段２３と、プリンタなどの画像出力手段２４とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。
【００８７】
この電子情報機器２０としては、前述したように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、車載用後方監視カメラなどの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、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）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。
【００８８】
したがって、本実施形態２によれば、こ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手段２４により良好にプリントアウト（印刷）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９２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。
【００８９】
なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、基板５上に装着されたセンサーチップ６上に被写体光を結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂを内部に収容したレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合され、外枠ホルダー１はセンサーチップ６を覆うように基板５上に装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側に複数の高さ方向位置決め部２ｂが配置され、複数の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面により直に支持されて、集光レンズ３ａ，３ｂとセンサーチップ６の表面との距離が規定されている。また、基板５上にセンサーチップ６が装着され、被写体光をセンサーチップ６上に結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂを裏側凹部内部に収容したレンズ筐体２が、外枠ホルダー１の裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、センサーチップ６を外枠ホルダ−１の裏側凹部で覆って当該裏側凹部内を密閉または半密閉するように基板５上に外枠ホルダ−１が装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄに、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部２ｂが設けられている。
【００９０】
これによって、集光レンズ３ａ，３ｂを内部に収容したレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合されているので、センサーチップ６（撮像チップ）の表面に異物Ｄがあっても、レンズ筐体２の高さ方向位置決め部２ｂを回動させて、異物Ｄの位置を避けることができると共に、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目的を達成することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態１では、特に説明しなかったが、ピンホール（レンズなし）を含めて、本発明の撮像モジュールは、基板５上に装着されたセンサーチップ６上に被写体光を結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂ（一枚の集光レンズや他群集光レンズをも含む）を内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体２が外枠ホルダー１内で回動自在に嵌合され、外枠ホルダー１はセンサーチップ６を覆うように基板５上に装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側に複数の高さ方向位置決め部２ｂが配置され、複数の高さ方向位置決め部２ｂがセンサーチップ６の表面により直に支持されて、集光レンズ３ａ，３ｂまたは該ピンホールとセンサーチップ６の表面との距離が規定されていてもよい。また、基板５上にセンサーチップ６が装着され、被写体光をセンサーチップ６上に結像させるための集光レンズ３ａ，３ｂ（一枚の集光レンズや他群集光レンズをも含む）を裏側凹部内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホール（集光レンズの収容されない状態）を持つレンズ筐体２が、外枠ホルダー１の裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、センサーチップ６を外枠ホルダ−１の裏側凹部で覆って当該裏側凹部内を密閉または半密閉するように基板５上に外枠ホルダ−１が装着された撮像モジュールであって、レンズ筐体２の裏側の外周底面２ｄに、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部２ｂが設けられていてもよい。
【００９２】
さらに、本実施形態１では、本発明の撮像モジュールにおける複数の高さ方向位置決め部２ｂは、２箇所以上であり、４箇所以下の場合について説明したが、これに限らず、この複数の高さ方向位置決め部２ｂは、２〜６箇所のうちのいずれかであってもよいし、２〜８箇所のうちのいずれかであってもよい。さらに、高さ方向位置決め部２ｂは２箇所以上で、この高さ方向位置決め部２ｂが突出する平面（高さ方向位置決め部２ｂと外周底面２ｄを含む面）とセンサーチップ６の表面との対向面のうち、高さ方向位置決め部２ｂが突出先端面とセンサーチップ６の表面とが接触しない対向面（外周底面２ｄ）が面積的に半分以下であってもよい。
【００９３】
なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、高さ方向位置決め部２ｂは、レンズ筐体２の外周底面２ｄから点状、線状または面状に突出した突出部で構成されている。
【００９４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１，２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１，２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１，２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。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
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、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、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、イメージセンサチップの表面に異物があっても、それを避けることができると共に、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て、光学調整を不要にすることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 外枠ホルダー
１ａ 段差
１ｂ、２ｃ、４ａ 円形穴（透明円形領域）
１ｃ、２ｄ 外周底面
２ レンズ筐体
２ａ 第１段差部
２ｂ 高さ方向位置決め部（突出部）
３ａ 第１集光レンズ
３ｂ 第２集光レンズ
４ 遮光フィルム
５ 基板
６ センサーチップ（撮像チップ）
６ａ 撮像領域
７ ＩＲカットフィルタ
８ 接着部
９ 固定部材
９ａ 固定穴（または固定用穴または貫通穴）
１０ 撮像モジュール
Ｃ 光軸
１１ レンズユニット
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 画像出力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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するかまたは該集光レンズの代わりにピンホールを持つレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズまたは該ピンホールと該撮像チップの表面との距離が規定された撮像モジュール。
【請求項２】
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するかまたは該集光レンズの代わりにピンホールを持つレンズ筐体が、外枠ホルダーの裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、該撮像チップを該外枠ホルダ−の裏側凹部で覆って当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該外枠ホルダ−が装着された撮像モジュールであって、該レンズ筐体の裏側の外周底面に、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部が設けられた撮像モジュール。
【請求項３】
前記複数の高さ方向位置決め部は、２箇所以上６箇所以下であるかまたは、２箇所以上で、該高さ方向位置決め部が突出する平面と該撮像チップの表面との対向面のうち、該高さ方向位置決め部が突出先端面と該撮像チップの表面とが接触しない対向面が面積的に半分以下である請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
前記複数の高さ方向位置決め部の連結形状の辺が前記撮像チップの各辺のうちの少なくともいずれかに平行となるように、該複数の高さ方向位置決め部が配設されている請求項３に記載の撮像モジュール。
【請求項５】
前記高さ方向位置決め部は、前記レンズ筐体の外周底面から点状、線状または面状に突出した突出部で構成されている請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
前記突出部は、前記撮像チップの表面に当接する先端面は円形状である請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
前記突出部は、その先端面が前記撮像チップの撮像領域以外の位置決め領域の表面に当接する請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項８】
前記突出部の側壁はテーパ面で構成されている請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項９】
前記突出部のテーパ面は、異物の高さおよび傾斜面を避け得る角度を有している請求項８に記載の撮像モジュール。
【請求項１０】
前記外枠ホルダーには貫通穴が形成されており、該貫通穴から接着材を入れて該外枠ホルダーと前記レンズ筐体との位置関係を固定可能にしている請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
前記接着材が遮光性を有しているかまたは／および、前記貫通穴が、該貫通穴からの進入光を前記撮像チップの撮像素子が感じない位置に設けられている請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１２】
光軸の位置決めを行うための前記外枠ホルダ部と、合焦点位置決めを行うための前記レンズ筐体により鏡筒部材を構成している請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１３】
前記基板への接着・固定は、前記複数の高さ方向位置決め部が前記撮像チップの表面で支持されているのとは独立して、前記外枠ホルダーを介して行われる請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１４】
前記撮像チップの表面への前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部による設置面または設置線、設置点は前記外枠ホルダーの接着位置とは独立に選択できる請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１５】
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レンズ筐体の内部に収容し、該集光レンズを内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホールを持つレンズ筐体を外枠ホルダー内で回動自在に嵌合して内部に収容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、
該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体の裏側に設けられた複数の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に当接させかつ該外枠ホルダーにより該撮像チップ上を覆い、この状態で、該内部を密閉または半密閉するように該外枠ホルダ−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撮像モジュールの製造方法。
【請求項１６】
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、前記レンズ筐体と共に前記外枠ホルダーを、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位置合わせして載置する請求項１５に記載の撮像モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記高さ方向位置決め部が接する撮像チップの表面位置にある異物を光学顕微鏡で光学的に予め検出しておく場合には、該異物の位置を外すように、前記外枠ホルダに対して前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部の位置を所定量だけ回動した状態で装着する請求項１５または１６に記載の撮像モジュールの製造方法。
【請求項１８】
請求項１〜１４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。
【請求項１】
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するかまたは該集光レンズの代わりにピンホールを持つレンズ筐体が外枠ホルダー内で回動自在に嵌合され、該外枠ホルダーは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であって、該レンズ筐体の裏側に複数の高さ方向位置決め部が配置され、該複数の高さ方向位置決め部が該撮像チップの表面により直に支持されて、該集光レンズまたは該ピンホールと該撮像チップの表面との距離が規定された撮像モジュール。
【請求項２】
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するかまたは該集光レンズの代わりにピンホールを持つレンズ筐体が、外枠ホルダーの裏側凹部内部に回動自在に嵌合され、該撮像チップを該外枠ホルダ−の裏側凹部で覆って当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該外枠ホルダ−が装着された撮像モジュールであって、該レンズ筐体の裏側の外周底面に、該撮像チップの表面に直に当接する複数の高さ方向位置決め部が設けられた撮像モジュール。
【請求項３】
前記複数の高さ方向位置決め部は、２箇所以上６箇所以下であるかまたは、２箇所以上で、該高さ方向位置決め部が突出する平面と該撮像チップの表面との対向面のうち、該高さ方向位置決め部が突出先端面と該撮像チップの表面とが接触しない対向面が面積的に半分以下である請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
前記複数の高さ方向位置決め部の連結形状の辺が前記撮像チップの各辺のうちの少なくともいずれかに平行となるように、該複数の高さ方向位置決め部が配設されている請求項３に記載の撮像モジュール。
【請求項５】
前記高さ方向位置決め部は、前記レンズ筐体の外周底面から点状、線状または面状に突出した突出部で構成されている請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
前記突出部は、前記撮像チップの表面に当接する先端面は円形状である請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
前記突出部は、その先端面が前記撮像チップの撮像領域以外の位置決め領域の表面に当接する請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項８】
前記突出部の側壁はテーパ面で構成されている請求項５に記載の撮像モジュール。
【請求項９】
前記突出部のテーパ面は、異物の高さおよび傾斜面を避け得る角度を有している請求項８に記載の撮像モジュール。
【請求項１０】
前記外枠ホルダーには貫通穴が形成されており、該貫通穴から接着材を入れて該外枠ホルダーと前記レンズ筐体との位置関係を固定可能にしている請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
前記接着材が遮光性を有しているかまたは／および、前記貫通穴が、該貫通穴からの進入光を前記撮像チップの撮像素子が感じない位置に設けられている請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１２】
光軸の位置決めを行うための前記外枠ホルダ部と、合焦点位置決めを行うための前記レンズ筐体により鏡筒部材を構成している請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１３】
前記基板への接着・固定は、前記複数の高さ方向位置決め部が前記撮像チップの表面で支持されているのとは独立して、前記外枠ホルダーを介して行われる請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１４】
前記撮像チップの表面への前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部による設置面または設置線、設置点は前記外枠ホルダーの接着位置とは独立に選択できる請求項１または２に記載の撮像モジュール。
【請求項１５】
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レンズ筐体の内部に収容し、該集光レンズを内部に収容するかまたは該集光レンズの代わりにピンホールを持つレンズ筐体を外枠ホルダー内で回動自在に嵌合して内部に収容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、
該集光レンズを内部に収容したレンズ筐体の裏側に設けられた複数の高さ方向位置決め部を該撮像チップの表面に当接させかつ該外枠ホルダーにより該撮像チップ上を覆い、この状態で、該内部を密閉または半密閉するように該外枠ホルダ−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撮像モジュールの製造方法。
【請求項１６】
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、前記レンズ筐体と共に前記外枠ホルダーを、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位置合わせして載置する請求項１５に記載の撮像モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記高さ方向位置決め部が接する撮像チップの表面位置にある異物を光学顕微鏡で光学的に予め検出しておく場合には、該異物の位置を外すように、前記外枠ホルダに対して前記レンズ筐体の高さ方向位置決め部の位置を所定量だけ回動した状態で装着する請求項１５または１６に記載の撮像モジュールの製造方法。
【請求項１８】
請求項１〜１４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。
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
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【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１５７９７１（Ｐ２０１０−１５７９７１Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３１０（Ｐ２００９−３１０）
【出願日】平成２１年１月５日（２００９．１．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月５日（２００９．１．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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