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WO2023007616A1 - レンズユニットの製造方法、レンズユニット、撮像装置、および、内視鏡 - Google Patents

レンズユニットの製造方法、レンズユニット、撮像装置、および、内視鏡 Download PDF

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WO2023007616A1
WO2023007616A1 PCT/JP2021/027905 JP2021027905W WO2023007616A1 WO 2023007616 A1 WO2023007616 A1 WO 2023007616A1 JP 2021027905 W JP2021027905 W JP 2021027905W WO 2023007616 A1 WO2023007616 A1 WO 2023007616A1
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WO
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lens unit
wafer
lens
light shielding
region
Prior art date
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PCT/JP2021/027905
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English (en)
French (fr)
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純平 米山
Original Assignee
オリンパス株式会社
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Publication date
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    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses

Definitions

  • the present invention provides a method for manufacturing a lens unit having a step on its side surface, a lens unit having a step on its side surface, an imaging apparatus having a lens unit having a step on its side surface, and an imaging apparatus having a lens unit having a step on its side surface.
  • a lens unit having a step on its side surface a lens unit having a step on its side surface
  • an imaging apparatus having a lens unit having a step on its side surface an imaging apparatus having a lens unit having a step on its side surface.
  • the lens unit of the imaging device installed at the tip of the endoscope, it is important to reduce the diameter in order to make it less invasive.
  • a wafer-level stack is manufactured by cutting a stack of wafers in which a plurality of optical wafers each containing a plurality of lens elements are stacked.
  • a laminated wafer including a hybrid optical wafer in which a plurality of resin lenses are arranged on a glass wafer may cause chipping of the glass wafer during dicing. Therefore, it is not easy to manufacture a lens unit including a hybrid lens. Also, if the glass substrate of the cut hybrid lens is chipped, there is a risk that the reliability of the lens unit will be lowered.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-072829 discloses a cutting method using a filamentation laser that does not cause glass chipping and allows high-speed processing.
  • the laser cannot cut the light shielding layer. For this reason, for example, a laminated wafer including an aperture layer could not be cut using a laser.
  • Embodiments of the present invention provide a method for manufacturing an easily manufactured and highly reliable lens unit, an easily manufactured and highly reliable lens unit, an imaging apparatus having an easily manufactured and highly reliable lens unit, and an easily manufactured lens unit.
  • An object of the present invention is to provide an endoscope having a lens unit that is durable and highly reliable.
  • a method of manufacturing a lens unit includes a plurality of optical wafers including an optical wafer in which a light shielding layer forming an aperture is disposed on a glass wafer, and a first principal surface and the first principal surface. a step of producing a laminated wafer having a second main surface on the opposite side, and cutting the light shielding layer on the first main surface or the second main surface of the laminated wafer using a dicing blade and a step of performing stealth dicing along the grooves using a filamentation laser to divide the laminated wafer into a plurality of lens units.
  • a lens unit of an embodiment has a plurality of optical elements including a hybrid lens element having a glass substrate, a light shielding layer forming an aperture, and a resin lens, and each of the four side surfaces is the light shielding layer.
  • An imaging apparatus has a lens unit and an imaging unit, and the lens unit includes a hybrid lens element having a glass substrate, a light shielding layer forming an aperture, and a resin lens.
  • Each of the four side surfaces includes a first region having a linear scratch inclined with respect to the optical axis direction, in which the side surface of the light shielding layer is exposed, and a light shielding layer that is more light than the first region. and a second region free of the streaks located away from the axis.
  • An endoscope includes an imaging device having a lens unit and an imaging unit, and the lens unit includes a hybrid lens element having a glass substrate, a light shielding layer forming an aperture, and a resin lens.
  • each of the four side surfaces includes a first region having linear scratches inclined with respect to the optical axis direction, in which the side surface of the light shielding layer is exposed; and a second area without the streak located at a position farther from the optical axis than the area.
  • a method for manufacturing an easily manufactured and highly reliable lens unit, an easily manufactured and highly reliable lens unit, an imaging apparatus having an easily manufactured and highly reliable lens unit, and manufacturing It is possible to provide an endoscope having a lens unit that is easy to install and has high reliability.
  • FIG. 1 is a perspective view of an imaging device according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1
  • 4 is a flow chart of a method for manufacturing the imaging device of the first embodiment
  • FIG. 4 is a perspective exploded view for explaining a method of manufacturing the imaging device of the first embodiment
  • 4A to 4C are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the imaging device according to the first embodiment
  • 4A to 4C are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the imaging device according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an imaging device of Modification 1 of the first embodiment
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an imaging device of Modification 2 of the first embodiment
  • It is a perspective view of the endoscope of 2nd Embodiment.
  • the imaging device 2 of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 includes the lens unit 1 and the imaging unit 60 of the embodiment.
  • Reference O indicates the optical axis of the lens unit 1 .
  • the imaging unit 60 receives the subject image condensed by the lens unit 1 and converts it into an imaging signal.
  • the lens unit 1 includes a first optical element 10 having an incident surface 1SA, a second optical element 20, and a third optical element 30 having an exit surface 1SB.
  • the first optical element 10, the second optical element 20 and the third optical element 30 are laminated in this order.
  • the first optical element 10 is based on a first glass substrate 11 having a first main surface 11SA, which is the incident surface 1SA, and a second main surface 11SB opposite to the first main surface 11SA.
  • the first optical element 10 is a hybrid lens element having a resin lens 12, which is a concave lens, on the second main surface 11SB.
  • the second optical element 20 is based on a second glass substrate 21 having a third principal surface 21SA and a fourth principal surface 21SB opposite to the third principal surface 21SA.
  • the third main surface 21SA is arranged to face the second main surface 11SB.
  • the second optical element 20 is a hybrid lens element having a convex resin lens 22 on the third main surface 21SA and a convex resin lens 23 on the fourth main surface 21SB.
  • a light shielding layer 40 made of a metal containing chromium or titanium as a main component is provided on the fourth main surface 21SB.
  • the third optical element 30 is a third glass substrate 31 having a fifth main surface 31SA and a sixth main surface 31SB opposite to the fifth main surface 31SA, which is the emission surface 1SB.
  • the fifth main surface 31SA is arranged to face the fourth main surface 21SB.
  • the first glass substrate 11, the second glass substrate 21, and the third glass substrate 31 are made of borosilicate glass, quartz glass, or sapphire glass, for example.
  • the first optical element 10 and the second optical element 20, and the second optical element 20 and the third optical element 30 are respectively bonded with an adhesive layer 50 made of resin.
  • a lens unit of the present invention is not limited to the configuration of the lens unit 1 of this embodiment, and is set according to specifications.
  • a lens unit may have not only lens elements, but also spacer elements that define the distance between the lenses and a plurality of light shielding layers.
  • An imaging unit 60 is adhered to the sixth main surface 31SB (output surface 1S) of the third optical element 30 with an adhesive layer 51.
  • the imaging unit 60 has an imaging element 61 and a cover glass 63 adhered thereto by an adhesive layer 62 .
  • the lens unit 1 forms a subject image on the imaging element 61 .
  • the imaging element 61 is a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) light receiving element or a CCD (Charge Coupled Device).
  • first area 1SSA having a linear scratch inclined with respect to the optical axis direction where the side surface of the light shielding layer 40 is exposed, and from the first area 1SSA.
  • second region 1SSB having no streaks, which is located at a position further away from the optical axis O.
  • a linear scratch is a feature of a cut surface obtained by cutting the first region 1SSA by the first method using a dicing blade.
  • the second region is a cut surface feature cut by a second method that does not use a dicing blade.
  • the side surface is exposed in the first area 1SSA.
  • the cutting allowance by the second method is smaller than the cutting allowance by the first method. Therefore, the second area 1SSB is located farther from the optical axis O than the first area 1SSA. In other words, there is a step at the boundary between the first area 1SSA and the twenty-first area 1SSB on the side surface 1SS of the lens unit 1 (the side surface 21SS of the second glass substrate 21).
  • the length L1 of the first region 1SSA in the direction parallel to the optical axis is shorter than the length L2 of the second region 1SSB.
  • the length L2 of the side surface formed by stealth dicing of the lens unit 1 is longer than the depth L2 of the groove formed by the dicing blade.
  • the second method is stealth dicing using a filamentation laser.
  • the light-shielding layer 40 that cannot be cut using a laser is cut by the first method using a dicing blade.
  • the second method which prevents chipping of the glass substrate, cuts the incident surface 1SA, which is most susceptible to chipping and is cut last. Therefore, the lens unit 1 is easy to manufacture, and , reliable.
  • the lens unit 1 is a wafer-level optical unit manufactured by cutting a laminated wafer 1W obtained by laminating a plurality of optical wafers each having a plurality of optical elements arranged in a matrix.
  • a method of manufacturing the imaging device 2 by cutting the laminated wafer 2W in which a plurality of imaging units 60 are arranged on the laminated wafer 1W will be described below as an example along the flowchart of FIG.
  • the first optical wafer 10W is produced by disposing a plurality of resin lenses 12 on the second main surface 11SB of the glass wafer 11W.
  • Symbol CL indicates a plurality of grid-like cutting lines. It is preferable to use an energy curable resin for the resin lens 12 .
  • Energy curable resin undergoes a cross-linking reaction or a polymerization reaction by receiving energy such as heat, ultraviolet rays, and electron beams from the outside.
  • energy such as heat, ultraviolet rays, and electron beams from the outside.
  • it is made of a transparent UV-curable silicone resin, epoxy resin, or acrylic resin.
  • transparent means that the material absorbs and scatters light to the extent that it can withstand use in the wavelength range used.
  • a liquid or gel resin is placed on the glass wafer 11W, and in a state where a mold having a concave portion with a predetermined inner surface shape is pressed against the glass wafer 11W, ultraviolet light is applied to cure the resin by a molding method. , the resin lens 12 is produced.
  • the inner surface shape of the mold is transferred to the outer surface shape of the resin lens manufactured by using the molding method, it is possible to easily produce a configuration having an outer edge portion that also serves as a spacer and an aspherical lens.
  • An optical wafer 20W is manufactured in the same way as the optical wafer 10W.
  • the light shielding layer 40 is provided before the resin lenses 23 are provided on the fourth main surface 20SB.
  • a plurality of light shielding layers 40 are produced by patterning the metal layer provided on the fourth main surface 21SB using, for example, a sputtering method.
  • the light shielding layer 40 is mainly composed of chromium or titanium. "Main component" means 90% by weight or more.
  • the thickness of the light shielding layer 40 is, for example, 0.2 ⁇ m to 2 ⁇ m in order to ensure light shielding properties.
  • the optical wafer 10W, the optical wafer 20W, and the optical wafer 30W are stacked.
  • an adhesive layer 50 is provided on each of the resin lens 12 of the optical wafer 10W, the resin lens 22 of the optical wafer 20W, and the resin lens 23 using a transfer method.
  • the adhesive layer 50 may be deposited using, for example, an inkjet method.
  • the adhesive layer 50 is, for example, a thermosetting epoxy resin.
  • Optical element wafers (optical wafers) 10W to 40W are laminated and bonded to produce a laminated wafer 1W.
  • the laminated wafer 1W has a first principal surface 1SA and a second principal surface 1SB opposite to the first principal surface 1SA.
  • the laminated wafer 2W is manufactured by bonding a plurality of imaging units 60 to the emission surface 1SB (sixth main surface 41SB) of the laminated wafer 1W using the adhesive layer 51. .
  • the imaging unit 60 is manufactured by cutting an imaging wafer obtained by bonding a glass wafer to an imaging element wafer including a plurality of light receiving circuits using a transparent adhesive. Note that the laminated wafer 2W may be produced by adhering the imaging wafer to the laminated wafer 1W.
  • Step S40> Groove Formation As shown in FIG. 5, in the laminated wafer 1W, the incident surface 1SA (first main surface 11SA) of the first optical wafer 10W is attached to a fixing member such as a dicing tape 90 or the like. A dicing blade 80 is used in the laminated wafer 2W to form grooves T1 having a depth for cutting the light shielding layer 40 along grid-like cutting lines CL.
  • Filamentation is a remarkable phenomenon in high-intensity femtosecond lasers.
  • Linear plasma is generated by the dynamic nonlinear optical effect in which light is propagated in a balanced manner between convergence and divergence. Therefore, a modified region is generated along the scanning direction in the layered wafer 2W that has been stealth diced by scanning with the filamentation laser.
  • the laminated wafer 2W in which the modified regions are generated is divided into a plurality of lens units 1 along the scanning direction, that is, along the grooves T1 by applying stress from the outside.
  • the stress applied to the laminated wafer 2W for division may be applied mechanically or may be stress generated by heat treatment.
  • the width (cutting allowance) of the groove T1 formed by the dicing blade 80 is 50 ⁇ m to 200 ⁇ m, whereas the cutting allowance by the filamentation laser is as small as 1 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the second region 1SSB divided by the filamentation laser has processing marks parallel to the optical axis direction. However, processing traces are often not clearly observed because they are very fine.
  • the imaging device 2 Since the imaging device 2 is manufactured by the wafer level method, it has a small diameter and is easy to manufacture. Furthermore, the first optical wafer 10W attached to the dicing tape 90, which is particularly prone to chipping when cutting the laminated wafer 1W, is divided by stealth dicing using a filamentation laser. Therefore, the lens unit 1 and the imaging device 2 are easy to manufacture and have high reliability because the glass substrate is free from chipping.
  • the imaging device 2 may be manufactured by arranging the imaging unit 60 on the lens unit 1 manufactured by cutting the laminated wafer 1W.
  • the length L2 of the second region 1SSB formed by stealth dicing is shorter than the depth of the groove (length L1 of the first region) formed by the dicing blade. Therefore, the time required for groove formation is longer than when grooves are formed on the output surface. For this reason, it is preferable to form grooves on the exit surface.
  • the length L2 of the second region 1SSB formed by stealth dicing is preferably longer than the depth of the groove (length L1 of the first region) formed by the dicing blade.
  • Lens units 1A and 1B and imaging devices 2A and 2B of modifications of the first embodiment are similar to the lens unit 1 and imaging device 2 and have the same effects. Therefore, constituent elements having the same function are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • ⁇ Modification 1 of the first embodiment> An imaging device 2A (lens unit 1A) of this modified example shown in FIG. That is, the light shielding layer 40A is arranged on the second main surface 11SB of the first glass substrate 11 .
  • the emission surface 1SB of the laminated wafer 1W is fixed to a dicing tape when manufacturing the lens unit 1A.
  • Grooves having a depth that cuts through the light shielding layer 40A are formed in a grid pattern on the incident surface 1SA. It is divided into lens units 1A by stealth dicing in which a filamentation laser is irradiated along the grooves. Then, the imaging device 2A is manufactured by arranging the imaging unit 60 on the individualized lens unit 1A.
  • the length L1 of the side surface 1SSA cut by blade dicing is shorter than the length L2 of the side surface 1SSB cut by stealth dicing. time is short.
  • the third optical element 30A is a filter element that removes unnecessary infrared rays (for example, light with a wavelength of 700 nm or longer).
  • the third optical element 30A cannot be laser cut.
  • the incident surface 1SB of the laminated wafer 2W is fixed to a dicing tape when manufacturing the lens unit 1B.
  • Grooves having depths for cutting the filter wafer and the light shielding layers 40 and 40A are formed in a grid pattern on the exit surface 1SB. The bottom surface of the groove is located within the first glass wafer.
  • the side surfaces of the light shielding layers 40 and 40A and the side surface of the third optical element 30A, which is the filter element, are exposed to the first area 1SSA, which is the wall surface of the groove formed by the dicing blade.
  • the first optical wafer 10W attached to the dicing tape 90 which is particularly susceptible to chipping, is divided by stealth dicing using a filamentation laser. Therefore, the lens unit 1B and the imaging device 2B are easy to manufacture, and the reliability is high because the first glass substrate 11 is free from chipping.
  • the endoscope 9 of the present embodiment shown in FIG. 9 includes a distal end portion 9A, an insertion portion 9B extending from the distal end portion 9A, an operation portion 9C disposed on the proximal end side of the insertion portion 9B, and an operation and a universal cord 9D extending from the portion 9C.
  • An imaging device 2 (2A-2C) including a lens unit 1 (1A-1C) is arranged at the tip portion 9A.
  • An imaging signal output from the imaging device 2 is transmitted to a processor (not shown) via a cable through which the universal cord 9D is inserted.
  • a drive signal from the processor to the imaging device 2 is also transmitted via a cable through which the universal cord 9D is inserted.
  • the endoscope 9 may be a flexible endoscope with a soft insertion portion 9B or a rigid endoscope with a hard insertion portion 9B. Further, the application of the endoscope 9 may be medical or industrial.
  • the endoscope 9 is provided with the imaging device 2 (2A, 2B) including the lens unit 1 (1A, 1B), it is easy to manufacture and highly reliable.
  • Reference numerals 1, 1A, 1B... Lens unit 1W... Laminated wafers 2, 2A, 2B... Imaging device 2W... Laminated wafer 9... Endoscope 10 ... First optical element 11.
  • First glass substrate 12 Resin lens 20
  • Second optical element 21 Second glass substrate 22
  • Resin lens 23 Resin lenses 30, 30A
  • Third glass substrates 40, 40A Light shielding layers 50, 51... Adhesive layer 60

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Abstract

レンズユニット１の製造法は、遮光層４０が配設された光学ウエハ２０Ｗを含む複数の光学ウエハ１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗを含み、第１の主面１ＳＡと第２の主面１ＳＢとを有する積層ウエハ１Ｗを作製する工程Ｓ２０と、前記積層ウエハ１Ｗの前記第１の主面１ＳＡまたは前記第２の主面２ＳＢに、ダイシングブレード８０を用いて、前記遮光層４０を切断する深さの溝Ｔ１を格子状に形成する工程Ｓ４０と、前記溝Ｔ１にそって、フィラメンテーションレーザを用いてステルスダイシングを行い、前記積層ウエハ１Ｗを複数のレンズユニット１に分割する工程Ｓ５０と、を具備する。

Description

レンズユニットの製造方法、レンズユニット、撮像装置、および、内視鏡
　本発明は、側面に段差を有するレンズユニットの製造方法、側面に段差を有するレンズユニット、側面に段差を有するレンズユニットを有する撮像装置、側面に段差を有するレンズユニットを有する撮像装置を含む内視鏡に関する。
　内視鏡の先端部に配設される撮像装置のレンズユニットは、低侵襲化のため細径化が重要である。
　国際公開第２０１７／２０３５９２号には、細径のレンズユニットを効率良く製造できる、ウエハレベル積層体であるレンズユニットが開示されている。ウエハレベル積層体は、それぞれが複数のレンズ素子を含む複数の光学ウエハが積層された積層ウエハの切断によって製造される。
　ガラスウエハに複数の樹脂レンズが配設されたハイブリッド光学ウエハを含む積層ウエハは、ダイシングするときに、ガラスウエハに欠けが生じることがある。このため、ハイブリッドレンズを含むレンズユニットの製造が容易ではない。また、切断されたハイブリッドレンズのガラス基板に欠けがあるとレンズユニットの信頼性が低下するおそれがあった。
　日本国特開２００９－０７２８２９号公報には、ガラスに欠けが生じることはなく、高速処理できる、フィラメンテーションレーザを用いた切断方法が開示されている。
　しかし、レーザは遮光層を切断できない。このため、例えば、絞り層を含む積層ウエハはレーザを用いて切断することはできなかった。
国際公開第２０１７／２０３５９２号 特開２００９－０７２８２９号公報
　本発明の実施形態は、製造が容易で信頼性が高いレンズユニットの製造方法、製造が容易で信頼性が高いレンズユニット、製造が容易で信頼性が高いレンズユニットを有する撮像装置、製造が容易で信頼性が高いレンズユニットを有する内視鏡を提供することを目的とする。
　実施形態のレンズユニットの製造方法は、ガラスウエハに絞りを構成している遮光層が配設された光学ウエハ、を含む複数の光学ウエハを含み、第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する積層ウエハを作製する工程と、前記積層ウエハの前記第１の主面または前記第２の主面に、ダイシングブレードを用いて、前記遮光層を切断する深さの溝を格子状に形成する工程と、前記溝にそって、フィラメンテーションレーザを用いてステルスダイシングを行い、前記積層ウエハを複数のレンズユニットに分割する工程と、を具備する。
　実施形態のレンズユニットは、ガラス基板と、絞りを構成している遮光層と、樹脂レンズと、を有するハイブリッドレンズ素子を含む複数の光学素子を有し、４つの側面のそれぞれは、前記遮光層の側面が露出している、光軸方向に対して傾斜した線状痕がある第１の領域と、前記第１の領域よりも光軸から離れた位置にある前記線条痕のない第２の領域と、を有する。
　実施形態の撮像装置は、レンズユニットと撮像ユニットとを有し、前記レンズユニットは、ガラス基板と、絞りを構成している遮光層と、樹脂レンズと、を有するハイブリッドレンズ素子を含む複数の光学素子を有し、４つの側面のそれぞれは、前記遮光層の側面が露出している、光軸方向に対して傾斜した線状痕がある第１の領域と、前記第１の領域よりも光軸から離れた位置にある前記線条痕のない第２の領域と、を有する。
　実施形態の内視鏡は、レンズユニットと撮像ユニットとを有する撮像装置を含み、前記レンズユニットは、ガラス基板と、絞りを構成している遮光層と、樹脂レンズと、を有するハイブリッドレンズ素子を含む複数の光学素子を有し、４つの側面のそれぞれは、前記遮光層の側面が露出している、光軸方向に対して傾斜した線状痕がある第１の領域と、前記第１の領域よりも光軸から離れた位置にある前記線条痕のない第２の領域と、を有する。
　本発明の実施形態によれば、製造が容易で信頼性が高いレンズユニットの製造方法、製造が容易で信頼性が高いレンズユニット、製造が容易で信頼性が高いレンズユニットを有する撮像装置、製造が容易で信頼性が高いレンズユニットを有する内視鏡を提供できる。
第１実施形態の撮像装置の斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法のフローチャートである。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視分解図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の変形例１の撮像装置の断面図である。 第１実施形態の変形例２の撮像装置の断面図である。 第２実施形態の内視鏡の斜視図である。
＜第１実施形態＞
　図１、図２に示す実施形態の撮像装置２は、実施形態のレンズユニット１と撮像ユニット６０とを含む。符号Ｏは、レンズユニット１の光軸を示す。撮像ユニット６０はレンズユニット１が集光した被写体像を受光して撮像信号に変換する。
　なお、以下の説明において、各実施形態に基づく図面は、模式的なものである。各部分の厚さと幅との関係、夫々の部分の厚さの比率および相対角度などは現実の構成とは異なる。図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。一部の構成要素の図示を省略する。
　レンズユニット１は、入射面１ＳＡを有する第１の光学素子１０と、第２の光学素子２０と、出射面１ＳＢを有する第３の光学素子３０と、を具備する。第１の光学素子１０と第２の光学素子２０と第３の光学素子３０とは、この順に積層されている。
　第１の光学素子１０は、入射面１ＳＡである第１の主面１１ＳＡと第１の主面１１ＳＡの反対側の第２の主面１１ＳＢを有する第１のガラス基板１１を基体とする。第１の光学素子１０は、第２の主面１１ＳＢに、凹レンズである樹脂レンズ１２を有するハイブリッドレンズ素子である。
　第２の光学素子２０は、第３の主面２１ＳＡと第３の主面２１ＳＡの反対側の第４の主面２１ＳＢを有する第２のガラス基板２１を基体とする。第３の主面２１ＳＡは第２の主面１１ＳＢと対向配置されている。第２の光学素子２０は、第３の主面２１ＳＡに、凸レンズである樹脂レンズ２２を有し、第４の主面２１ＳＢに、凸レンズである樹脂レンズ２３を有するハイブリッドレンズ素子である。第４の主面２１ＳＢには、クロムまたはチタンを主成分とする金属からなる遮光層４０が配設されている。
　第３の光学素子３０は、第５の主面３１ＳＡと第５の主面３１ＳＡの反対側の、出射面１ＳＢである第６の主面３１ＳＢを有する第３のガラス基板３１である。第５の主面３１ＳＡは第４の主面２１ＳＢと対向配置されている。
　第１のガラス基板１１、第２のガラス基板２１、第３のガラス基板３１は、例えば、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、または、サファイアガラスからなる。
　第１の光学素子１０と第２の光学素子２０、第２の光学素子２０と第３の光学素子３０は、それぞれ樹脂からなる接着層５０によって接着されている。
　なお、本発明のレンズユニットの構成は、本実施形態のレンズユニット１の構成に限定されるものではなく、仕様に応じて設定される。例えば、レンズユニットが、レンズ素子だけなく、レンズ間の距離を規定するスペーサ素子および複数の遮光層を有していてもよい。
　第３の光学素子３０の第６の主面３１ＳＢ（出射面１Ｓ）には、撮像ユニット６０が接着層５１によって、接着されている。撮像ユニット６０は、撮像素子６１にカバーガラス６３が接着層６２によって、接着されている。レンズユニット１は被写体像を撮像素子６１に結像する。撮像素子６１は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）受光素子、またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）である。
　レンズユニット１の４つの側面１ＳＳのそれぞれには、遮光層４０の側面が露出している、光軸方向に対して傾斜した線状痕がある第１の領域１ＳＳＡと、第１の領域１ＳＳＡよりも光軸Ｏから離れた位置にある、前記線条痕のない第２の領域１ＳＳＢと、を有する。
　線状痕は、第１の領域１ＳＳＡがダイシングブレードを用いた第１の方法によって切断された切断面の特徴である。一方、第２の領域は、ダイシングブレードを用いない第２の方法によって切断された切断面の特徴である。
　遮光層４０はダイシングブレードを用いた第１の方法によって切断されているため、側面が第１の領域１ＳＳＡに露出している。
　後述するように、第２の方法による切り代は、第１の方法による切り代よりも小さい。このため、第２の領域１ＳＳＢは、第１の領域１ＳＳＡよりも光軸Ｏから離れた位置にある。言い替えれば、レンズユニット１の側面１ＳＳ（第２のガラス基板２１の側面２１ＳＳ）の、第１の領域１ＳＳＡと第２１の領域１ＳＳＢとの境界には段差がある。
　なお、第１の領域１ＳＳＡの光軸に平行方向の長さＬ１は、第２の領域１ＳＳＢの長さＬ２よりも短い。言い替えれば、レンズユニット１のステルスダイシングにより形成される側面の長さＬ２は、ダイシングブレードにより形成される溝の深さＬ２よりも長い。
　レンズユニット１では、第２の方法は、フィラメンテーションレーザを用いたステルスダイシングである。レーザを用いて切断できない遮光層４０は、ダイシングブレードを用いた第１の方法によって切断される。そして、ガラス基板の欠け発生が防止されている第２の方法によって、最も欠けが発生しやすい、最後に切断される入射面１ＳＡが切断されるため、レンズユニット１は製造が容易であり、かつ、信頼性が高い。
＜製造方法＞
　レンズユニット１は、それぞれに複数の光学素子がマトリックス状に配設されている複数の光学ウエハを積層した積層ウエハ１Ｗを切断することによって製造されるウエハレベル光学ユニットである。
　以下、図３のフローチャートにそって、積層ウエハ１Ｗに複数の撮像ユニット６０を配設した積層ウエハ２Ｗの切断によって撮像装置２を製造する方法を例に説明する。
＜工程Ｓ１０＞複数の光学ウエハ作製
　図４に示すように、ガラスウエハ１１Ｗの第２の主面１１ＳＢに、複数の樹脂レンズ１２を配設することによって第１の光学ウエハ１０Ｗが作製される。符号ＣＬは、格子状の複数の切断線を示す。樹脂レンズ１２にはエネルギー硬化型樹脂を用いることが好ましい。
　エネルギー硬化型樹脂は、外部から熱、紫外線、電子線などのエネルギーを受けることによって、架橋反応あるいは重合反応が進む。例えば透明な紫外線硬化型のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂からなる。なお「透明」とは、使用波長範囲において使用に耐えうる程度に、材料の光吸収および散乱が少ないことを意味する。
　未硬化であるため、液体状またはゲル状の樹脂をガラスウエハ１１Ｗに配設し、所定の内面形状の凹部のある金型を押し当てた状態において、紫外線を照射し樹脂を硬化するモールド法よって、樹脂レンズ１２は作製される。なお、ガラスと樹脂の界面密着強度を向上させるために、樹脂配設前のガラスウエハにシランカップリング処理等を行うことが好ましい。
　モールド法を用いることによって製造される樹脂レンズの外面形状は金型の内面形状が転写されるために、スペーサを兼ねた外縁部を有する構成および非球面レンズが容易に作製できる。
　光学ウエハ１０Ｗと同じように、光学ウエハ２０Ｗが作製される。光学ウエハ２０Ｗでは、第４の主面２０ＳＢに樹脂レンズ２３を配設する前に、遮光層４０が配設される。例えばスパッタ法を用いて第４の主面２１ＳＢに配設された金属層を、パターニングすることで、複数の遮光層４０が作製される。遮光層４０は、クロムまたはチタンを主成分とする。「主成分」は、９０重量％以上であることを意味する。遮光層４０の厚さは、遮光性を担保するため、例えば、０．２μｍ―２μｍである。
＜工程Ｓ２０＞ウエハ積層
　図４に示すように、光学ウエハ１０Ｗ、光学ウエハ２０Ｗ、光学ウエハ３０Ｗが積層される。図示しないが、光学ウエハ１０Ｗの樹脂レンズ１２、光学ウエハ２０Ｗの樹脂レンズ２２、および、樹脂レンズ２３に、転写法を用いて、それぞれ接着層５０が配設される。接着層５０は、例えば、インクジェット法を用いて配設されてもよい。接着層５０は、例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂である。光学素子ウエハ（光学ウエハ）１０Ｗ－４０Ｗが積層され、接着されることで積層ウエハ１Ｗが作製される。積層ウエハ１Ｗは、第１の主面１ＳＡと第１の主面１ＳＡと反対側の第２の主面１ＳＢとを有する。
＜工程Ｓ３０＞撮像ユニット配設
　積層ウエハ１Ｗの出射面１ＳＢ（第６の主面４１ＳＢ）に、接着層５１を用いて、複数の撮像ユニット６０を接着することによって、積層ウエハ２Ｗが作製される。
　撮像ユニット６０は、複数の受光回路を含む撮像素子ウエハに、透明接着剤を用いてガラスウエハを接着した撮像ウエハを切断することによって製造される。なお、積層ウエハ１Ｗに撮像ウエハを接着して積層ウエハ２Ｗが作製されてもよい。
＜工程Ｓ４０＞溝形成
　図５に示すように、積層ウエハ１Ｗは、第１の光学ウエハ１０Ｗの入射面１ＳＡ（第１の主面１１ＳＡ）が、ダイシングテープ９０等の固定部材に貼り付けられる。そして、積層ウエハ２Ｗにダイシングブレード８０を用いて、格子状の切断線ＣＬにそって遮光層４０を切断する深さの溝Ｔ１が形成される。
＜工程Ｓ５０＞レーザダイシング
　図６に示すように、溝Ｔ１（切断線ＣＬ）にそって、フィラメンテーションレーザを用いて、ステルスダイシングを行い、積層ウエハ２Ｗを複数のレンズユニット１に分割する。
　フィラメンテーションは、高強度のフェムト秒レーザに顕著な現象である。光の収束と発散とがバランスして伝播するダイナミックな非線型光学効果によって、集光されたまま長い距離を光が伝搬されることによって線状のプラズマが発生する。このため、フィラメンテーションレーザが走査されることでステルスダイシングされた積層ウエハ２Ｗには、走査方向にそって改質領域が生成する。改質領域が生成された積層ウエハ２Ｗは、外部から応力を印加することによって走査方向、すなわち、溝Ｔ１にそって複数のレンズユニット１に分割される。分割のために、積層ウエハ２Ｗに印加する応力は、機械的に印加してもよいし、熱処理により生じる応力でもよい。
　ダイシングブレード８０により形成される溝Ｔ１の幅（切り代）は、５０μｍ―２００μｍであるのに対して、フィラメンテーションレーザによる切り代は、１μｍ―３μｍと僅かである。フィラメンテーションレーザにより分割された第２の領域１ＳＳＢには、原理的には光軸方向に対して平行な加工痕が生じる。しかし、加工痕は、非常に微細である等の理由から明瞭には観察されないことも多い。
　撮像装置２は、ウエハレベル法において製造されるため、細径であり、かつ、製造が容易である。さらに、積層ウエハ１Ｗを切断するときに、チッピングが特に発生しやすい、ダイシングテープ９０に貼り付けられている第１の光学ウエハ１０Ｗは、フィラメンテーションレーザを用いたステルスダイシングにより分割される。このため、レンズユニット１および撮像装置２は、製造が容易であり、かつ、ガラス基板に欠けがないため、信頼性が高い。
　なお、積層ウエハ１Ｗの切断によって製造されたレンズユニット１に撮像ユニット６０が配設されることによって、撮像装置２が作製されてもよい。
　積層ウエハ１Ｗを切断する際に、入射面１ＳＡにダイシングブレートにより溝を形成し、溝にそってステルスダイシングにより分割することも可能である。しかし、ステルスダイシングにより形成される第２の領域１ＳＳＢの長さＬ２が、ダイシングブレードにより形成される溝の深さ（第１の領域の長さＬ１）よりも短くなる。このため、出射面に溝を形成する場合よりも、溝形成に要する時間が長くなる。このため、出射面に溝を形成することが好ましい。言い替えれば、ステルスダイシングにより形成される第２の領域１ＳＳＢの長さＬ２が、ダイシングブレードにより形成される溝の深さ（第１の領域の長さＬ１）よりも長いことが好ましい。
＜第１実施形態の変形例＞
　第１実施形態の変形例のレンズユニット１Ａ、１Ｂおよび撮像装置２Ａ、２Ｂは、レンズユニット１および撮像装置２と類似し同じ効果を有する。このため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜第１実施形態の変形例１＞
　図７に示す本変形例の撮像装置２Ａ（レンズユニット１Ａ）は、第１の光学素子１０に遮光層４０Ａが配設されている。すなわち、第１のガラス基板１１の第２の主面１１ＳＢに遮光層４０Ａが配設されている。
　図示しないが、レンズユニット１Ａの製造時には、積層ウエハ１Ｗの出射面１ＳＢがダイシングテープに固定される。入射面１ＳＡに、遮光層４０Ａを切断する深さの溝が格子状に形成される。溝にそってフィラメンテーションレーザが照射されるステルスダイシングによりレンズユニット１Ａに分割される。そして、個片化されたレンズユニット１Ａに撮像ユニット６０が配設されることによって撮像装置２Ａが作製される。
　レンズユニット１Ａは、入射面１ＳＡに溝が形成されるため、ブレードダイシングによる切断された側面１ＳＳＡの長さＬ１が、ステルスダイシングにより切断された側面１ＳＳＢの長さＬ２よりも短いため、切断に要する時間が短い。
＜第１実施形態の変形例２＞
　図８に示す本変形例の撮像装置２Ｂ（レンズユニット１Ｂ）は、第１の光学素子１０および第２の光学素子２０に遮光層４０Ａが配設されている。さらに、第３の光学素子３０Ａは、不要な赤外線（例えば波長７００ｎｍ以上の光）を除去するフィルタ素子である。第３の光学素子３０Ａは、レーザ切断できない。
　図示しないが、レンズユニット１Ｂの製造時には、積層ウエハ２Ｗの入射面１ＳＢがダイシングテープに固定される。出射面１ＳＢに、フィルタウエハ、および、遮光層４０、４０Ａを切断する深さの溝が格子状に形成される。溝の底面は、第１のガラスウエハ内に位置する。
　レンズユニット１Ｂでは、遮光層４０、４０Ａの側面およびフィルタ素子である第３の光学素子３０Ａの側面が、ダイシングブレードによって形成された溝の壁面である第１の領域１ＳＳＡに露出している。
　チッピングが特に発生しやすい、ダイシングテープ９０に貼り付けられている第１の光学ウエハ１０Ｗは、フィラメンテーションレーザを用いたステルスダイシングにより分割される。このため、レンズユニット１Ｂおよび撮像装置２Ｂは、製造が容易であり、かつ、第１のガラス基板１１に欠けがないため、信頼性が高い。
＜第２実施形態＞
　図９に示す本実施形態の内視鏡９は、先端部９Ａと、先端部９Ａから延設された挿入部９Ｂと、挿入部９Ｂの基端側に配設された操作部９Ｃと、操作部９Ｃから延出するユニバーサルコード９Ｄと、を含む。先端部９Ａに、レンズユニット１（１Ａ―１Ｃ）を含む撮像装置２（２Ａ－２Ｃ）が配設されている。撮像装置２から出力された撮像信号は、ユニバーサルコード９Ｄを挿通するケーブルを経由することによってプロセッサ（不図示）に伝送される。また、プロセッサから撮像装置２への駆動信号も、ユニバーサルコード９Ｄを挿通するケーブルを経由することによって伝送される。
　内視鏡９は、挿入部９Ｂが軟性の軟性鏡でも、挿入部９Ｂが硬性の硬性鏡でもよい。また内視鏡９の用途は、医療用でも工業用でもよい。
　内視鏡９は、レンズユニット１（１Ａ、１Ｂ）を含む撮像装置２（２Ａ、２Ｂ）を具備するため、製造が容易で信頼性が高い。
　本発明は、上述した実施形態等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。
１、１Ａ、１Ｂ・・・レンズユニット
１Ｗ・・・積層ウエハ
２、２Ａ、２Ｂ・・・撮像装置
２Ｗ・・・積層ウエハ
９・・・内視鏡
１０・・・第１の光学素子
１１・・・第１のガラス基板
１２・・・樹脂レンズ
２０・・・第２の光学素子
２１・・・第２のガラス基板
２２・・・樹脂レンズ
２３・・・樹脂レンズ
３０、３０Ａ・・・第３の光学素子
３１・・・第３のガラス基板
４０、４０Ａ・・・遮光層
５０、５１・・・接着層
６０・・・撮像ユニット
８０・・・ダイシングブレード
９０・・・ダイシングテープ

Claims (10)

  1. 　ガラスウエハに絞りを構成している遮光層が配設された光学ウエハ、を含む複数の光学ウエハを含み、第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する積層ウエハを作製する工程と、
    　前記積層ウエハの前記第１の主面または前記第２の主面に、ダイシングブレードを用いて、前記遮光層を切断する深さの溝を格子状に形成する工程と、
    　前記溝にそって、フィラメンテーションレーザを用いてステルスダイシングを行い、前記積層ウエハを複数のレンズユニットに分割する工程と、を具備することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
  2. 　前記溝を形成することによって、前記積層ウエハが含む全ての遮光層を切断することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニットの製造方法。
  3. 　前記積層ウエハは、フィルタウエハを含んでおり
    　前記溝を形成することによって、前記フィルタウエハを切断することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニットの製造方法。
  4. 　前記積層ウエハは、前記複数の光学ウエハを接着している遮光性樹脂からなる接着層を有し、
    　前記溝を形成することによって、前記接着層を切断することを特徴とする請求項２に記載のレンズユニットの製造方法。
  5. 　前記フィラメンテーションレーザを、前記溝の底面に照射することを特徴とする請求項２に記載のレンズユニットの製造方法。
  6. 　前記レンズユニットのステルスダイシングにより形成される側面の長さは、前記ダイシングブレードにより形成される前記溝の深さよりも長いことを特徴とする請求項５に記載のレンズユニットの製造方法。
  7. 　ガラス基板と、絞りを構成している遮光層と、樹脂レンズと、を有するハイブリッドレンズ素子を含む複数の光学素子を有し、
    　４つの側面のそれぞれは、前記遮光層の側面が露出している、光軸方向に対して傾斜した線状痕がある第１の領域と、前記第１の領域よりも光軸から離れた位置にある前記線条痕のない第２の領域と、を有することを特徴とするレンズユニット。
  8. 　前記複数の光学素子は、フィルタ素子を含んでおり
    　前記第１の領域は、前記フィルタ素子の側面を含むことを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
  9. 　レンズユニットと撮像ユニットとを有し、前記レンズユニットは、
    　ガラス基板と、絞りを構成している遮光層と、樹脂レンズと、を有するハイブリッドレンズ素子を含む複数の光学素子を有し、４つの側面のそれぞれは、前記遮光層の側面が露出している、光軸方向に対して傾斜した線状痕がある第１の領域と、前記第１の領域よりも光軸から離れた位置にある前記線条痕のない第２の領域と、を有することを特徴とする撮像装置。
  10. 　レンズユニットと撮像ユニットとを有する撮像装置を含み、前記レンズユニットは、
    　ガラス基板と、絞りを構成している遮光層と、樹脂レンズと、を有するハイブリッドレンズ素子を含む複数の光学素子を有し、４つの側面のそれぞれは、前記遮光層の側面が露出している、光軸方向に対して傾斜した線状痕がある第１の領域と、前記第１の領域よりも光軸から離れた位置にある前記線条痕のない第２の領域と、を有することを特徴とする内視鏡。
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