光学部品の製造方法、撮像装置および撮像装置の製造方法

【課題】光学フィルタがホルダに固定された撮像装置をさらに小型化すること。
【解決手段】光学ウェハ４０と、中空３ａを有するホルダ３と、撮像素子２とを準備する工程と、光学ウェハ４０を、円形のカッター２０により分割し、円形を有する光学フィルタ４を形成する工程と、光学フィルタ４をホルダ３に固定する工程と、光学フィルタ４を有するホルダ３を、撮像素子２上に配置する工程と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品を有する撮像装置、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置１００は、図１０に示すように撮像素子１０２が上面に配置された絶縁基板１０９と、絶縁基板１０９上に配置された鏡筒１０８と、レンズ１０５を有し、鏡筒１０８に固定された円筒形のホルダ１０３とを備えている。このような従来の撮像装置において、光学フィルタ１０４は平面視で四角形状を有しており、円筒形のホルダ１０３の端部１０３Ａに接合されている（図１０の矢印下側、破線内の斜視図参照）。
【０００３】
このような従来の撮像装置１００は、図１１（ａ）〜（ｅ）に示す工程により製造される。すなわち、接着剤により、四角形状の光学フィルタ１０４を鏡筒１０８に接合した後、レンズ１０５が既に組み込まれた円筒形のホルダ１０３を、鏡筒１０８の貫通孔１０８Ａ内に配置することで製造される。
【特許文献１】特開２００３−２１６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の撮像装置１００においては、光学フィルタが平面視で四角形状を有するため、小型化が進むほど、一般的に円筒形状を有するホルダに対して十分な接合強度を得ることが困難となるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み案出されたものであり、光学的精度に優れた小型の撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
撮像装置に用いられる光学部品の製造方法であり、光学ウエハおよび枠状のホルダを準備する工程と、円形の刃を回転させた状態で前記光学ウエハに押し当てて、前記光学ウエハを円形の光学フィルタに分割する工程と、前記光学フィルタを前記ホルダに固定する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の撮像装置の製造方法は、光学ウェハを、円形の刃を回転させた状態で分割し、円形の光学フィルタを形成する工程と、円形の光学フィルタを枠状のホルダに固定する工程とを有することにより、精度の高い円形状の光学フィルタを有する小型の撮像装置を製造することができる。
【０００８】
すなわち、本発明の撮像装置の製造方法は、回転する刃先により、光学ウェハの表面に深い切込みを形成し、円形の光学フィルタを形成することが可能であるため、光学ウェハを複数個に分割する際の交点クラックなどの不具合が低減される。よって、歩留まりが向上された円形の光学ウェハをホルダに固定することができる。一般的にホルダは円筒形を有するため、このような円形の光学ウェハを用いることで、小型の撮像装置の提供が可能となる。
【０００９】
また、本発明の撮像装置は、外周部が粗面化された面を有し、接着剤によりホルダの中空内に保持された円形の光学フィルタを有することにより、ホルダに十分な接着強度で円形の光学フィルタが接着固定される。従って、結像性能が向上され、小型化された撮像装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の撮像装置について図面を参照して詳述する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１の構成を示す断面図であり、図２は、図１に示した撮像装置１の一部の分解斜視図を示している。
【００１２】
本実施形態の撮像装置１は、図１および図２に示すように、撮像素子２と、中空３ａを有するホルダ３と、ホルダ３の中空３ａ内に固定された光学フィルタ４とを有する。
【００１３】
光学フィルタ４は、光が入射される第１の面１４と、撮像素子２に対向しており凹凸状態の周囲領域２４ａを含む第２の面２４とを有し、接着剤によりホルダ３の中空３ａ内に保持されている。また、光学フィルタ４は、平面視で円形の形状を有する。
【００１４】
撮像素子２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子であり、図１においてベース９の上面中央部に載置されている。ベース９の下面には、撮像素子２と電気的に接続された複数の端子が配置されており、このような複数の端子が、撮像装置１外部の回路と電気的に接続される。
【００１５】
ホルダ３は、図１に示すように、ベース９に取り付けられた鏡筒８に挿入され固定されている。図２に斜視図で示すように、ホルダ３は円筒形を有しており、レンズ５の内径Ｒ２および光学フィルタ４の内径Ｒ３よりも大きい内径Ｒ１の中空３ａを備えている。
【００１６】
また、ホルダ３の中空３ａの内面３ｂには、レンズ５の側面に環状に配置されたスペーサ６と、光学フィルタ４とが、固定されている。ホルダ３の中空３ａ内において、レンズ５および光学フィルタ４は、図２に示すように光軸方向Ａに並んで配置されている。また、撮像素子２も、光軸方向Ａに並んで配置されている。
【００１７】
レンズ５は、撮像素子２上に被写体を結像させる機能を有する。図１において、レンズ５はプラスチックレンズであり、側面には、スペーサ６が一体的に形成されている。このようなスペーサ６は、ホルダ３の中空３ａの内面に接して固定されており、スペーサ６によりレンズ５は位置決めされる。図１において、スペーサ６は、ホルダ３および光学フィルタ４と、接着剤７を介して接着されている。
【００１８】
本実施形態において、光学フィルタ４は、光が入射される第１の面１４と、撮像素子に対向しており凹凸状態の周囲領域２４ａを含む第２の面２４とを有しており、接着剤によりホルダ３の中空３ａ内に保持されている。本実施形態の撮像装置は、このような光学フィルタ４を有することにより、光学フィルタ４を強固に保持することができる小型の撮像装置１とすることができる。
【００１９】
すなわち、図３に示すように、円形の光学フィルタ４の第２の面２４において、表面が粗面化され凹凸状態の周囲領域２４ａを有することにより、接着剤による光学フィルタ４の固定を強固とすることができる。このため、一般的に円筒形状を有するホルダ３に対して光学フィルタ４を強固に接着し、被写体の像を安定に結像させることが可能な小型の撮像装置１とすることができる。
【００２０】
また、図１および図２において、光学フィルタ４の外周部２４ａが粗面化された第２の面２４は、撮像素子２側に配置される。このような配置により、光の乱反射を低減することができ、被写体の像を適切に撮像素子上に結像させることができる。
【００２１】
さらに、光学フィルタ４は、図３に示すように円柱形状を有しており、側面３４が鏡面とされている。すなわち、側面３４は、光学フィルタ４の第２の面２４における外周部２４ａよりも粗度が低い。このように光学フィルタ４の側面３４を鏡面とすることにより、光学フィルタ４をホルダ３の中空３ａ内に組み込む際に、側面３４とホルダ３の内周面との擦れにより発生する塵などを低減し、画像欠陥が発生しにくい撮像装置とすることができる。
【００２２】
光学フィルタ４が、ガラスやプラスチックなどからなる支持層４ａと、フィルタ効果を有する層４ｂとの多層構造から成る場合、図４に示すように、支持層４ａ側の第２の面２４の外周部２４ａに粗面化処理が施される。この場合、フィルタ層４ｂの脆性に起因して生じる生産性等の不具合を低減できる。光学フィルタ４が、ガラス板４ａとＩＲカット層４ｂとが積層されてなる構造のＩＲカットフィルタである場合、ガラス板４ａ側の外周領域を粗面化する。これにより、脆性が高いＩＲカット層４ｂに不要なクラックなどが生じず、赤外線領域をカットして、可視域の波長を良好に透過させるＩＲカットフィルタ４とすることができる。
【００２３】
次に本実施の形態における撮像装置１の製造方法を、図５を用いて説明する。
【００２４】
（ａ）中空３ａを有するホルダ３を準備する。（図５ａ）
（ｂ）接着剤７を介して、ホルダ３の中空３ａ内にスペーサ６を配置し、スペーサ６によりレンズ５を固定する。（図５ｂ）
（ｃ）円形の光学フィルタ４をホルダ３の中空３ａ内に固定する。（図５ｃ）
（ｄ）光学フィルタ４を有するホルダ３を鏡筒９に固定し、撮像素子２上に配置する。（図５ｄ、ｅ）
以上（ａ）〜（ｄ）の工程により形成された撮像装置１は、一般的に略円筒形状を有するホルダ３の内部に光学フィルタ４が収容された構造を有するため、小型化された撮像装置１を製造することができる。
【００２５】
なお、上記工程（ｃ）における光学フィルタ４のホルダ３への固定は、まず、自重により光学フィルタ４をホルダ３の中空３ａ内に落とし込んで光学フィルタ４を位置決めし、その後、接着剤により光学フィルタ４とホルダ３とを接着することで固定する。
【００２６】
また、工程（ｄ）におけるホルダ３の鏡筒９への固定は、ホルダ３と鏡筒９との互いの中心軸が一致された状態で固定される。
【００２７】
ここで、工程（ｃ）においてホルダ３の中空３ａ内に固定される円形の光学フィルタ４の形成方法について図６を用いて説明する。
【００２８】
（ア）テーブル４１上に、粘着シート４２上に固定された光学シート４０を載置する。（図６ａ）
（イ）光学ウェハ４０の表面に、円形の刃を有するカッター２０を回転させた状態で押し当てて、連続的に穴を開けて、平面形状が円形の深い溝（スクライブライン）Ｌを作る。（図６ａ）
（ウ）スクライブラインＬに沿って、光学ウェハ４０を複数個切り出す。（図６ｂ）
以上（ア）〜（ウ）の工程により形成された複数の光学フィルタ４は、カッター２０を挿入した側の第２の面２４の外周部２４ａが凹凸形状を有しており、粗面化がなされている。このような光学フィルタ４は、ホルダ３に組み込まれた際に、粗面化された領域においてホルダ３と強固に接着される。
【００２９】
上述の工程（イ）において形成されるスクライブラインＬは、図６に示すように、カッター２０の刃先が光学ウェハ４０の表面を転がり、光学ウェハ４０の表面に圧力が加えられることで形成される。
【００３０】
また、工程（イ）において形成されるスクライブラインＬは、図６に示すように、複数の円形が互いに接する形状に形成される。このように、複数の円形が互いに一点で当接するように配置されることで、光学ウェハ４０の利用されない領域を低減できる。また、光学ウェハ４０を円形に切断し複数の光学フィルタ４とするため、光学ウェハ４０を矩形状に切断する場合と比べて、スクライブラインＬ同士の交点において生じるクラックが低減される。このため、光学フィルタ４の歩留まりを向上することができる。
【００３１】
また、工程（イ）において用いられる光学ウェハ４０をスクライブするカッター２０の側面図を図７（ａ）に示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すカッター２０の平面図である。図７（ｂ）に示すように、カッター２０は、複数の突起部２１と切欠き部２２とからなる複数の段差を備えた形状を有している。このようなカッター２０が光学ウェハ４０の一方の面に挿入され加圧されることで、クラックが少ない円形のスクライブラインLを形成できる。
【００３２】
工程（イ）において用いられるカッター２０の他の例を図８に示す。図８（ａ）は、カッター２０の側面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すカッター２０の平面図である。図８に示すカッター２０は、側面視において多角形の形状を有しており、複数の直線部２３と、複数の直線部２３の交点に位置する複数の尖端部３４とを有する。図８においては、複数の尖端部３４が、カッター２０の刃先の複数の突起となる。このようなカッター２０が、光学ウェハ４０の一方の面に挿入され圧が加えられることで、光学ウェハ４０の表面に尖端部３４による圧力が加わり、光学フィルタを高精度に形成することができる。
【００３３】
光学ウェハ４０が、ガラス板やプラスチック板などの支持板４０ａに、フィルター効果を有する成分からなる層４０ａが塗布された構造である場合、工程（イ）においてカッター２０が進入する側は、光学ウェハ４０の支持板４０ａ側とするのが良い。その際、光学フィルタ４の支持層４ａ側における第２の面２４の外周部２４ａに、粗面化がなされ、凹凸が形成される。例えば、光学ウェハ４０がガラス板４０ａとＩＲカット層４０ｂとから成る場合、図９（ａ）に示すように、ＩＲカット層４０ｂを粘着シート４２に固定し、光学ウェハ４０のガラス板４０ａ側からカッター２０を進行してスクライブラインＬを形成する。このように、ガラス層４０ａ側からカッター２０の刃を進行させることで、ＩＲコート層４０ｂの割れが低減され、光学性能の劣化が低減された複数のＩＲカットフィルタ４とすることができる。
【００３４】
また、図９（ｂ）において、ガラス層４０ａとＩＲカット層４０ｂとから成る光学ウェハ４０は、カッター２０により完全に分断されるのではなく、ガラス層４０ａ側から、光学ウェハ４０の厚み方向の途中までスクライブライン（溝）Ｌが形成される。その後、スクライブラインＬに沿って光学ウェハ４０を複数に分割することで、複数のＩＲカットフィルタ４となる。光学ウェハ４０を完全に分断するのではなく、粘着シート４２に保持した状態で保管できるため、必要に応じてＩＲカットフィルタ４を切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の撮像装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す撮像装置の一部の分解斜視図である。
【図３】本発明の撮像装置に用いられる光学フィルタの一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の撮像装置に用いられ２層から成る光学フィルタの一例を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）本発明の撮像装置の製造工程を示す工程図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）本発明の撮像装置に用いられる光学フィルタの製造方法を示す工程図である。
【図７】（ａ）は、光学フィルタの製造工程において用いられるカッターの一例を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の平面図である。
【図８】（ａ）は、光学フィルタの製造工程において用いられるカッターの別の例を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）の平面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）２層から成る光学フィルタのスクライブ工程を示す工程図である。
【図１０】従来の撮像装置を示す断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）従来の撮像装置の製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：撮像装置
２：撮像素子
３：ホルダ
４：光学フィルタ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置に用いられる光学部品の製造方法であり、
光学ウエハおよび枠状のホルダを準備する工程と、
円形の刃を回転させた状態で前記光学ウエハに押し当てて、前記光学ウエハを円形の光学フィルタに切り出す工程と、
前記光学フィルタを前記ホルダに固定する工程と、
を有する光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記光学フィルタを前記ホルダの内面に固定することを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
ガラス層およびフィルタ層からなる前記光学ウエハを分割する工程において、前記光学ウエハの前記ガラス層側から前記刃を押し当てることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記光学ウエハを粘着シートに固定して前記光学ウエハを分割することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
複数の突起を有する前記刃によって前記光学ウエハを分割することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された方法によって製造された前記光学部品を撮像素子の光軸上に配置する工程を有する撮像装置の製造方法。
【請求項７】
撮像素子と、
前記撮像素子上に配置された枠状のホルダと、
光が入射される第１の面と、前記撮像素子に対向しており凹凸状態の周囲領域を含む第２の面とを有しており、前記ホルダに固定された光学フィルタと、
を備えた撮像装置。
【請求項８】
前記光学フィルタは、前記第１の面側に位置するガラス層と、前記第２の面側に位置するフィルタ層とからなることを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光学フィルタは、前記ホルダの内面に固定されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の撮像装置。

【図１】