(57)【要約】【課題】複数のレンズを重ね合わせてなる積層型レンズにおける、特に薄形化した際の精度を改善できる積層型レンズの製造方法及びそれにより製造される積層型レンズを提供する。【解決手段】吸着された状態で、第１ウエハレンズＷＬ１の第１面Ｓ１と第２ウエハレンズＷＬ２の第１面Ｓ１とを向かい合わせにし、第１ウエハレンズＷＬ１の第２面Ｓ２と第２ウエハレンズＷＬ２の第２面Ｓ２に形成されたアライメントマークＡＭを合わせることで、光軸直交方向の位置決めを行うと共に、間に複数の貫通孔が形成された平板状のスペーサＳＰを配置して、第１ウエハレンズＷＬ１の第２面Ｓ２と第２ウエハレンズＷＬ２の第２面Ｓ２とを所定の間隔Ｄ５で且つ平行に維持する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び該第１面とは反対側の第２面を有する板状の第１光透過性基板の前記第２面を、基板保持装置に設けられた前記第１光透過性基板よりも剛性が高く平坦な保持面に密着固定した状態で、前記第１面と第１の成形型との間に介在させた第１の硬化性樹脂材料を前記第１の成形型を用いて成形することにより、前記第１面に所定の配列で並んだ複数の第１のレンズを成形する工程と、
成形した前記第１のレンズを前記第１の成形型から離型することなく、前記第１光透過性基板の前記第２面から前記保持面を離間させ、前記第２面と第２の成形型との間に介在させた第２の硬化性樹脂材料を前記第２の成形型を用いて成形することにより、前記第１のレンズに対応づけて前記第２面に並んだ複数の第２のレンズを成形する工程と、
前記第１の成形型及び前記第２の成形型を離型して、前記第１光透過性基板の両面に前記第１のレンズと前記第２のレンズとを形成した第１ウエハレンズを得る工程と、
第１面及び該第１面とは反対側の第２面を有する板状の第２光透過性基板の前記第２面を、基板保持装置に設けられた前記第２光透過性基板よりも剛性が高く平坦な保持面に密着固定した状態で、前記第２光透過性基板の前記第１面と第３の成形型との間に介在させた第３の硬化性樹脂材料を前記第３の成形型を用いて成形することにより、前記第１面に所定の配列で並んだ複数の第３のレンズを成形する工程と、
成形した前記第３のレンズを前記第３の成形型から離型することなく、前記第２光透過性基板の前記第２面から前記保持面を離間させ、前記第２面と第４の成形型との間に介在させた第４の硬化性樹脂材料を前記第４の成形型を用いて成形することにより、前記第３のレンズに対応づけて前記第２面に並んだ複数の第４のレンズを成形する工程と、
前記第３の成形型及び前記第４の成形型を離型して、前記第２光透過性基板の両面に前記第３のレンズと前記第４のレンズとを形成した第２ウエハレンズを得る工程と、
前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第１面と前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第１面とを向かい合わせに配置して、前記第１光透過性基板と前記第２光透過性基板とを接着剤を用いて接合する工程と、を有することを特徴とする積層型レンズの製造方法。
【請求項２】
接合した前記第１ウエハレンズと前記第２ウエハレンズを、前記レンズの光軸に沿って切断する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の積層型レンズの製造方法。
【請求項３】
前記第１光透過性基板の前記第２面と、前記第２光透過性基板の前記第２面の少なくとも一方を、前記基板保持装置の保持面に吸着固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層型レンズの製造方法。
【請求項４】
前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第１面と前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第１面との間に、複数の貫通孔が２次元状に設けられた板状のスペーサを配置して、接着剤を用いて接合することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層型レンズの製造方法。
【請求項５】
前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板及び前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板のうち一方の前記第２面に当接するように、前記積層型レンズを保持するためのホルダを取り付ける工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層型レンズの製造方法。
【請求項６】
前記第１ウエハレンズ及び前記第２ウエハレンズには、アライメントマークが形成されており、前記アライメントマークを用いて、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズと、前記第３のレンズ及び前記第４のレンズとの光軸合わせを行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の積層型レンズの製造方法。
【請求項７】
第１面及び該第１面とは反対側の第２面を有する板状の第３光透過性基板の前記第２面を、基板保持装置に設けられた前記第３光透過性基板よりも剛性が高く平坦な保持面に密着固定した状態で、前記第３光透過性基板の前記第１面と第５の成形型との間に介在させた第５の硬化性樹脂材料を前記第５の成形型を用いて成形することにより、前記第１面に所定の配列で並んだ複数の第５のレンズを成形する工程と、
成形した前記第５のレンズを前記第５の成形型から離型することなく、前記第３光透過性基板の前記第２面から前記保持面を離間させ、前記第２面と第６の成形型との間に介在させた第６の硬化性樹脂材料を前記第６の成形型を用いて成形することにより、前記第５のレンズに対応づけて前記第２面に並んだ複数の第６のレンズを成形する工程と、
前記第５の成形型及び前記第６の成形型を離型して、前記第３光透過性基板の両面に前記第５のレンズと前記第６のレンズとを形成した第３ウエハレンズを得る工程と、
前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第２面、又は前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第２面と、前記第３ウエハレンズの前記第３光透過性基板における前記第１面とを向かい合わせに配置して、前記第２光透過性基板又は前記第１光透過性基板と、前記第３光透過性基板とを接着剤を用いて接合する工程と、を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の積層型レンズの製造方法。
【請求項８】
接合した前記第１ウエハレンズと前記第２ウエハレンズと前記第３ウエハレンズとを、前記レンズの光軸に沿って切断する工程を有することを特徴とする請求項７に記載の積層型レンズの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の積層型レンズの製造方法により製造されたことを特徴とする積層型レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型レンズの製造方法及びその製造方法により製造された積層型レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの携帯電子機器が普及し、これらの携帯電子機器に搭載される撮像装置用の撮像レンズを安価に大量に製造する方法として、ウエハ状のガラス基板上に光硬化性樹脂からなるレンズ部を成形型で多数成形することにより、基板上に多数のレンズが形成されたウエハレンズを作製し、これらを個片化して多数のレンズを得る方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、支持部材に吸着されたサブマスター用基板とマスター型との間に樹脂材料を挟持して成形を行い離型することでサブマスター成形型を作製し、このサブマスター成形型でガラス基板の一方の面にレンズ成形を行った後、離型せずにガラス基板の他方の面にサブマスター型でレンズ成形を行う技術が記載されている。上述した携帯電子機器においても高画質化が求められており、例えば特許文献２に示されるように、ウエハレンズを複数積層することにより、高画質化を図ることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際特許公開第２００９／１１６３７１号パンフレット
【特許文献２】国際特許公開第２００９／１３３７５６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、スマートフォンやタブレットＰＣ等の薄型の携帯電子機器が急速に普及しており、上述したようなレンズに対しても更なる薄型化が求められている。しかし、従来技術により成形されたレンズを積層したレンズユニットにおいて、一層の製品の薄形化を図ろうとすると、期待される光学性能を発揮できない恐れがあることが判明した。具体的には、レンズユニットの薄形化を図るべく、ベースとなるガラス基板の厚さを薄くしてゆくと、ガラス基板自体における厚さの不均一や反りなどの影響を無視できなくなり、十分な光学性能を発揮することが難しくなるのである。かかる問題は、特にレンズを積層したレンズユニットにおいて顕著に生じる。
【０００６】
しかしながら特許文献１、２には、ガラス基板の両面にレンズを成形する場合に、ガラス基板を薄くすることにより生じる反りや厚さのばらつきに起因する問題や、それらを複数積層する場合の問題について十分検討されておらず、改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、両面にレンズが形成された複数の基板を重ね合わせてなる積層型レンズにおける、特に薄形化した際の精度を改善できる積層型レンズの製造方法及びそれにより製造される積層型レンズ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】
【０００８】
請求項１に記載の積層型レンズの製造方法は、
第１面及び該第１面とは反対側の第２面を有する板状の第１光透過性基板の前記第２面を、基板保持装置に設けられた前記第１光透過性基板よりも剛性が高く平坦な保持面に密着固定した状態で、前記第１面と第１の成形型との間に介在させた第１の硬化性樹脂材料を前記第１の成形型を用いて成形することにより、前記第１面に所定の配列で並んだ複数の第１のレンズを成形する工程と、
成形した前記第１のレンズを前記第１の成形型から離型することなく、前記第１光透過性基板の前記第２面から前記保持面を離間させ、前記第２面と第２の成形型との間に介在させた第２の硬化性樹脂材料を前記第２の成形型を用いて成形することにより、前記第１のレンズに対応づけて前記第２面に並んだ複数の第２のレンズを成形する工程と、
前記第１の成形型及び前記第２の成形型を離型して、前記第１光透過性基板の両面に前記第１のレンズと前記第２のレンズとを形成した第１ウエハレンズを得る工程と、
第１面及び該第１面とは反対側の第２面を有する板状の第２光透過性基板の前記第２面を、基板保持装置に設けられた前記第２光透過性基板よりも剛性が高く平坦な保持面に密着固定した状態で、前記第２光透過性基板の前記第１面と第３の成形型との間に介在させた第３の硬化性樹脂材料を前記第３の成形型を用いて成形することにより、前記第１面に所定の配列で並んだ複数の第３のレンズを成形する工程と、
成形した前記第３のレンズを前記第３の成形型から離型することなく、前記第２光透過性基板の前記第２面から前記保持面を離間させ、前記第２面と第４の成形型との間に介在させた第４の硬化性樹脂材料を前記第４の成形型を用いて成形することにより、前記第３のレンズに対応づけて前記第２面に並んだ複数の第４のレンズを成形する工程と、
前記第３の成形型及び前記第４の成形型を離型して、前記第２光透過性基板の両面に前記第３のレンズと前記第４のレンズとを形成した第２ウエハレンズを得る工程と、
前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第１面と前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第１面とを向かい合わせに配置して、前記第１光透過性基板と前記第２光透過性基板とを接着剤を用いて接合する工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の原理を、図面を参照して説明する。図１に、ガラス基板ＧＰの両面にレンズＬ１，Ｌ２を成形したウエハレンズＷＬの模式的な断面図を示しており、（ａ）は厚みにばらつきのあるガラス基板、（ｂ）は本発明により成形されたウエハレンズＷＬの一例である。理解を容易にするため、板厚等は誇張して図示している。積層型レンズの薄形化を図るためには、ガラス基板ＧＰは板厚が１ｍｍ以下と非常に薄くしなければならないが、本発明者らの検討によれば、ガラス基板が薄くなると反りや厚さのバラツキなどが生じやすくなることが判明している。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、反りや厚さのバラツキが生じたガラス基板ＧＰに対して、まず一方の面Ｓ１にレンズＬ１を、他方の面Ｓ２にレンズＬ２をそれぞれ成形する場合、各々のレンズ頂部とガラス基板ＧＰとの距離を一定にすることは、ガラス基板ＧＰに成形型（不図示）を十分接近させることで比較的容易に実現できる。ところが、図１（ａ）に示すようにガラス基板ＧＰの板厚がばらついていると、光軸方向に並んだ個々のレンズＬ１及びレンズＬ２の光軸上の面間距離がばらついてしまい、ウエハレンズＷＬの軸上厚が変化して、期待する光学性能を発揮できない恐れがある。
【００１１】
これに対し本発明によれば、
第１面及び該第１面とは反対側の第２面を有する板状の第１光透過性基板の前記第２面を、基板保持装置に設けられた前記第１光透過性基板よりも剛性が高く平坦な保持面に密着固定した状態で、前記第１面と第１の成形型との間に介在させた第１の硬化性樹脂材料を前記第１の成形型を用いて成形することにより、前記第１面に所定の配列で並んだ複数の第１のレンズを成形する工程と、
成形した前記第１のレンズを前記第１の成形型から離型することなく、前記第１光透過性基板の前記第２面から前記保持面を離間させ、前記第２面と第２の成形型との間に介在させた第２の硬化性樹脂材料を前記第２の成形型を用いて成形することにより、前記第１のレンズに対応づけて前記第２面に並んだ複数の第２のレンズを成形する工程と、
前記第１の成形型及び前記第２の成形型を離型して、前記第１光透過性基板の両面に前記第１のレンズと前記第２のレンズとを形成した第１ウエハレンズを得る工程と、を有するものである。
【００１２】
即ち、図１（ｂ）を参照して、第１面Ｓ１及び第１面Ｓ１とは反対側の第２面Ｓ２を有する板状の光透過性基板としてのガラス基板ＧＰの第２面Ｓ２を、基準面として用いて成形を行うのである。より具体的に説明すると、第２面Ｓ２を、剛性が高く平坦な保持面に密着固定することで、例え第２面Ｓ２に反りが生じていても平坦状に矯正される。この状態で、第２面Ｓ２に対して不図示の第１の成形型の基準位置（例えばキャビティの最も深い位置Ｐ１）を第１の所定間隔Δｄ３に設定し、第１の硬化性樹脂材料を第１の成形型を用いて成形することにより、第１面Ｓ１に所定の配列で並んだ複数の第１のレンズＬ１を成形する。
【００１３】
続いて、第１成形型を離型することなく、第２面Ｓ２に対して不図示の第２の成形型の基準位置（例えばキャビティの最も深い位置Ｐ２）を第２の所定間隔Δｄ２に設定し、第２面Ｓ２に付与した第２の硬化性樹脂材料を第２の成形型を用いて成形することにより、第１のレンズＬ１に対応づけて第２面Ｓ２に並んだ複数の第２のレンズＬ２を成形する。
【００１４】
本発明によれば、第２面Ｓ２にレンズＬ２を成形する際に、第２面Ｓ２に対して不図示の第２の成形型の基準位置を第２の所定間隔Δｄ２に合わせ込んでいる（ガラス基板ＧＰの表面Ｓ２に成形型を密着させる場合を含む）ので、第２面Ｓ２からのレンズＬ２の面頂点高さΔｄ２は、精度良く定まる。従って、ガラス基板ＧＰの両面に複数の第１のレンズＬ１と第２のレンズＬ２とを形成したウエハレンズＷＬにおいて、ガラス基板ＧＰの板厚のバラツキや反り等に関わらず、光軸方向に沿って対向するレンズＬ１，Ｌ２の面頂点間距離が、第２面Ｓ２を基準として、いずれもΔｄ３＋Δｄ２＝ΔＤ（一定）に定まることとなり、高精度な光学性能を実現できる。つまり、前記光透過性基板の片面を常に基準面にして固定することで、当該基準面と一方のレンズの面頂点までの距離及び当該基準面と他方のレンズの面頂点までの距離が精度よく保たれることを利用して、ウエハレンズの高い光学性能を実現しているのである。
【００１５】
更に、第１のウエハレンズと同様の製法で、第２のウエハレンズを形成したときに、高精度の積層レンズが得られるようにこれらを組み合わせる必要がある。本発明では、以下のようにして、高精度の積層レンズを得るようにしている。
【００１６】
本発明では、前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第１面と前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第１面とを向かい合わせに配置して、前記第１光透過性基板と前記第２光透過性基板とを接着剤を用いて接合するのである。即ちいずれの光透過性基板においても第２面が平坦状に成形された状態で、各レンズが成形されているので、双方の第２面を基準面として、前記第１ウエハレンズ及び前記第２ウエハレンズを接合することで、容易に高精度なレンズの組み合わせを得ることができる。しかも、積層型レンズにおいて、第１光透過性基板及び第２光透過性基板の基準面として用いられる第２面が外面に配置されているため、ホルダへの取り付けが極めて容易になる。
【００１７】
本発明によれば、前記第１及び前記第２光透過性基板の片面を常に基準面にして固定することで、前記第１光透過性基板とレンズと、前記第２光透過性基板とに形成されたレンズとの光軸方向の距離を等しくすることが出来、これにより前記光透過性基板の厚み誤差、うねりや反りなどの影響が排除され、ひいては、両レンズ間の距離が正確に保たれたウエハレンズからなる積層型レンズを得ることが可能になる。尚、第１〜第４樹脂材料は同じでも異なっていても良い。又、光透過性基板を保持する保持面は、これが保持する光透過性基板より剛性が高ければ足り、素材は限定されない。
【００１８】
請求項２に記載の積層型レンズの製造方法は、請求項１に記載の発明において、接合した前記第１ウエハレンズと前記第２ウエハレンズを、前記レンズの光軸に沿って切断する工程を有することを特徴とする。
【００１９】
これにより、光軸が一致した前記第１〜第４レンズを切断して個片化することが出来、積層型レンズの大量生産が可能になる。
【００２０】
請求項３に記載の積層型レンズの製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１光透過性基板の前記第２面と、前記第２光透過性基板の前記第２面の少なくとも一方を、前記基板保持装置の保持面に吸着固定することを特徴とする。
【００２１】
これにより、前記第２面を前記保持面に対してより密着させることができるから、前記光透過性基板の厚さの不均一及びうねりや反りなどをより確実に矯正した状態で保持することが可能になり、前記第２面の平面性が高まり、基準面としての精度が向上する。
【００２２】
請求項４に記載の積層型レンズの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第１面と前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第１面との間に、複数の貫通孔が２次元状に設けられた板状のスペーサを配置して、接着剤を用いて接合することを特徴とする。
【００２３】
このようなスペーサを用いることで、接着剤の量を低減できると共に、複数のウエハレンズの間隔をより精度よく保持することができる。また、遮光性のある素材をスペーサに用いることで遮光性を高めることもできる。
【００２４】
請求項５に記載の積層型レンズの製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板及び前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板のうち一方の前記第２面に当接するように、前記積層型レンズを保持するためのホルダを取り付ける工程を有することを特徴とする。
【００２５】
前記第２面を基準面として、前記第１ウエハレンズ及び前記第２ウエハレンズの各レンズを成形したので、前記第２面を基準面としてホルダに位置決め固定することで、そのホルダに対して各レンズの光軸を精度良く合わせることができる。
【００２６】
請求項６に記載の積層型レンズの製造方法は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記第１ウエハレンズ及び前記第２ウエハレンズには、アライメントマークが形成されており、前記アライメントマークを用いて、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズと、前記第３のレンズ及び前記第４のレンズとの光軸合わせを行うことを特徴とする。
【００２７】
アライメントマークを用いて、接着前に前記第１ウエハレンズ及び前記第２ウエハレンズを位置決めすることで、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズと、前記第３のレンズ及び前記第４のレンズとの光軸合わせを精度良く行うことができる。
【００２８】
請求項７に記載の積層型レンズの製造方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、第１面及び該第１面とは反対側の第２面を有する板状の第３光透過性基板の前記第２面を、基板保持装置に設けられた前記第３光透過性基板よりも剛性が高く平坦な保持面に密着固定した状態で、前記第３光透過性基板の前記第１面と第５の成形型との間に介在させた第５の硬化性樹脂材料を前記第５の成形型を用いて成形することにより、前記第１面に所定の配列で並んだ複数の第５のレンズを成形する工程と、
成形した前記第５のレンズを前記第５の成形型から離型することなく、前記第３光透過性基板の前記第２面から前記保持面を離間させ、前記第２面と第６の成形型との間に介在させた第６の硬化性樹脂材料を前記第６の成形型を用いて成形することにより、前記第５のレンズに対応づけて前記第２面に並んだ複数の第６のレンズを成形する工程と、
前記第５の成形型及び前記第６の成形型を離型して、前記第３光透過性基板の両面に前記第５のレンズと前記第６のレンズとを形成した第３ウエハレンズを得る工程と、
前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第２面、又は前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第２面と、前記第３ウエハレンズの前記第３光透過性基板における前記第１面とを向かい合わせに配置して、前記第２光透過性基板又は前記第１光透過性基板と、前記第３光透過性基板とを接着剤を用いて接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００２９】
本発明では、前記第２ウエハレンズの前記第２光透過性基板における前記第２面、又は前記第１ウエハレンズの前記第１光透過性基板における前記第２面と、前記第３ウエハレンズの前記第３光透過性基板における前記第１面とを向かい合わせに配置して、前記第２光透過性基板又は前記第１光透過性基板と、前記第３光透過性基板とを接着剤を用いて接合するのである。即ちいずれの光透過性基板においても第２面が平坦状に成形された状態で、各レンズが成形されているので、いずれか２つの第２面を基準面として平坦状に維持しつつ、前記第１ウエハレンズ又は前記第２ウエハレンズと、前記前記第３ウエハレンズとを接合することで、高精度なレンズの組み合わせを得ることができる。しかも、積層型レンズにおいて、基準面として用いられる第２面が外面に配置されているため、ホルダへの取り付けが極めて容易になる。
【００３０】
請求項８に記載の積層型レンズの製造方法は、請求項７に記載の発明において、接合した前記第１ウエハレンズと前記第２ウエハレンズと前記第３ウエハレンズを、前記レンズの光軸に沿って切断する工程を有することを特徴とする。
【００３１】
これにより、光軸が一致した前記第１〜第６レンズを切断して個片化することが出来、積層型レンズの大量生産が可能になる。
【００３２】
請求項９に記載の積層型レンズは、請求項１〜８のいずれかに記載の積層型レンズの製造方法により製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、複数のレンズを重ね合わせてなる積層型レンズにおける、特に薄形化した際の精度を改善できる積層型レンズの製造方法及びそれにより製造される積層型レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ガラス基板ＧＰの両面にレンズＬ１，Ｌ２を成形したウエハレンズＷＬの模式的な断面図である。
【図２】第１ウエハレンズＷＬ１を製造する工程を示す概略図である。
【図３】第１ウエハレンズＷＬ１を製造する工程を示す概略図である。
【図４】第２ウエハレンズＷＬ２を製造する工程を示す概略図である。
【図５】第２ウエハレンズＷＬ２を製造する工程を示す概略図である。
【図６】第１ウエハレンズＷＬと第２ウエハレンズＷＬ２を組み合わせて積層型レンズを製造する工程示す概略図である。
【図７】積層型レンズをホルダに組み込んだ状態で示す断面図である。
【図８】３層の積層型レンズを製造する工程の一部を示す図である。
【図９】積層型レンズの外観を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図９は、本実施形態の製造方法ににより得られる積層型レンズＬＳの模式図である。図９に示すように、積層型レンズＬＳは、表裏に複数のレンズが形成された２枚のガラス基板ＧＰ１、ＧＰ２を、間に複数の貫通孔が形成された平板状のスペーサＳＰを挟んで積層したものである。なお、図９においては、９個のレンズが配置されたものとして図示しているが、レンズの個数はこれに限るものではない。また、後述するように、レンズ毎に個片化する場合、図９のレンズは、積層型レンズを得るための中間生成体ＩＭ１となる。積層型レンズＬＳ（あるいは中間生成体ＩＭ１）の詳しい構造は後述する製造方法において説明する。
【００３６】
図２〜５は、積層型レンズの製造方法にかかる各工程を示す図である。レンズ形状や平板の板厚バラツキは理解を容易にするため誇張して示している。レンズの凹凸等もあくまで一例であり、図に示すようなものには限られない。尚、本実施の形態において、基板保持装置は３次元に移動可能なステージ上に設けられているものとする。
【００３７】
（第１ウエハレンズＷＬ１の製造）
まず、図２（ａ）に示すように、第１光透過性基板であるガラス（もしくは樹脂）製の第１平板ＧＰ１の両面に、等間隔に黒いレジスト材料を塗布し、マスク露光及び現像を行って、複数の開口が形成された絞りＡＰを形成する。なお第１平板ＧＰ１の厚みは0.2〜0.7mm程度である。
【００３８】
次いで、図２（ｂ）に示すように、第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２（ここでは上面）を、第１基板保持装置ＨＤ１の鋼製である平面状の保持面ＨＤ１ｓにより保持する。第１基板保持装置ＨＤ１は、保持面ＨＤ１ｓに縦横に形成された細溝ＨＤ１ｖを形成しており、かかる細溝ＨＤ１ｖは、内部の配管を通じて、外部の負圧ポンプＰに接続されている。よって、第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２は、負圧ポンプＰの駆動により発生した細溝ＨＤ１ｖ内の負圧により、保持面ＨＤ１ｓに吸着保持されることとなる。尚、絞りＡＰの厚さは１μｍ程度なので、保持面ＨＤ１ｓによる吸着保持に影響を与えず、第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２は高精度に平面状に維持される。
【００３９】
その後、第１の成形型ＭＤ１の一列又はマトリクス状に並んだ複数のキャビティＭＤ１ｃ内に、液状の第１の樹脂材料ＰＬ１を個別滴下する。ここで、第１の成形型ＭＤ１は、少なくとも裏面は剛性が高く平坦な材料で構成されたものである。例えば、マスター成形型と剛性の高い肉厚のガラス基板との間に硬化性樹脂材料を介在させて成形を行うことにより得られる、剛性ガラス基板で裏打ちされた樹脂型を用いることができる。この成形型に用いられるガラス基板は、例えば厚さ１〜２ｃｍであり、それ単体で十分な剛性と平坦性を有する。後述する第３の成形型ＭＤ３も同様の構成を持つものとする。第２の成形型ＭＤ２や第４の成形型ＭＤ４も同様の構成にしてもよい。
【００４０】
そして、図２（ｃ）に示すように、第１の成形型ＭＤ１を、第１基板保持装置ＨＤ１に保持された第１平板ＧＰ１に接近させ、第１の樹脂材料ＰＬ１を第１平板ＧＰ１と第１の成形型ＭＤ１とで挟み込むが、このとき、図１（ｂ）を参照して説明したように、第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２を基準面として、第１の成形型ＭＤ１の複数のキャビティＭＤ１ｃの最も深い位置Ｐ１（第１の成形型ＭＤ１の最上面でも良い）とを所定の間隔Ｄ１（第１の所定間隔）に且つ平行に維持する。これは、例えば良く知られたレーザ測距装置を第１基板保持装置ＨＤ１に搭載し、レーザ光を第１の成形型ＭＤ１に向かって照射するなどして、両者間の相対距離を求めて、精密駆動ステージ等により接近させることで実現できる。このとき、第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２上の光軸直交方向の特定座標位置に、アライメントマークＡＭを印字又は刻印する。アライメントマークＡＭは種々の方法で形成できる。例えば、絞りＡＰの一部を除去したり、絞りのない部分にレンズと同じ樹脂材料を用いてレンズの成形と同時に成形したりすることでアライメントマークＡＭを形成できる。第１平板ＧＰ１に絞りＡＰを形成するのと同時に絞りＡＰと同じ材料でアライメントマークＡＭを形成するようにしてもよい。
【００４１】
第１の樹脂材料ＰＬ１がＵＶ硬化性の素材であれば、外部からＵＶ光を照射することで硬化するので、これにより第１平板ＧＰ１の第１面Ｓ１に、第１のレンズＬ１が形成されることとなる。但し、本実施形態においては、第１の樹脂材料ＰＬ１が硬化した後も、第１の成形型ＭＤ１を第１平板ＧＰ１から分離しない。
【００４２】
次に、図２（ｄ）に示すように、第１の成形型ＭＤ１の平面状の裏面ＭＤ１ｂを、第１基板保持装置ＨＤ１と同様な構成の第２基板保持装置ＨＤ２の平面状の保持面ＨＤ２ｓにより保持する。更に、図２（ｅ）に示すように、第２基板保持装置ＨＤ２により、第１の成形型ＭＤ１を保持したまま、第１基板保持装置ＨＤ１の吸着を停止し、第１平板ＧＰ１から分離する。そして、図２（ｆ）に示すように、第２基板保持装置ＨＤ２の平面状の保持面ＨＤ２ｓにより保持した状態で、第１の成形型ＭＤ１毎、第１平板ＧＰ１を上下に反転させる。このとき、第１の成形型ＭＤ１が貼り付いたままであるから、第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２（この状態では下面）は、平面状に維持される。なお、成形型の保持装置を反転させることが難しい場合は、基板上に樹脂を供給して成形を行うこともできる。
【００４３】
その後、上述したキャビティＭＤ１ｃに対応して形成された第２の成形型ＭＤ２の複数のキャビティＭＤ２ｃ内に、液状の第２の樹脂材料ＰＬ２を個別滴下する。そして、第１平板ＧＰ１に形成したアライメントマークＡＭを基準として第２の成形型ＭＤ２を光軸直交方向に位置決めしながら、図３（ａ）に示すように、第２基板保持装置ＨＤ２に第１の成形型ＭＤ１を介して保持された第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２に接近させ、第２の樹脂材料ＰＬ２を第１平板ＧＰ１と第２の成形型ＭＤ２とで挟み込むが、このとき、図１（ｂ）を参照して説明したように、第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２を基準面として、第２の成形型ＭＤ２の複数のキャビティＭＤ２ｃの最も深い位置Ｐ１とを所定の間隔Ｄ２（第２の所定間隔）に且つ平行に維持する。かかるステップは、第２の成形型ＭＤ２の最上面を、第１平板ＧＰ１に突き当てることで行っても良い。なお、レンズ形状が凹面状である場合は、最も深い位置に変えて光軸が通過する凹面の中心位置Ｐ１１（図１参照）と第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２との距離を所定間隔に保つようにしてもよい。
【００４４】
第２の樹脂材料ＰＬ２がＵＶ硬化性の素材であれば、外部からＵＶ光を照射することで硬化するので、これにより第１平板ＧＰ１の第２面Ｓ２に、第２のレンズＬ２が形成されることとなる。即ち、いずれのレンズＬ１，Ｌ２の光軸方向の面間距離（Ｄ１＋Ｄ２）も、精度良く均一に成形される。
【００４５】
その後、図３（ｂ）に示すように、第１の成形型ＭＤ１と第２の成形型ＭＤ２とを、第１平板ＧＰ１から離型することで、第１平板ＧＰ１の第１面Ｓ１に第１のレンズＬ１を形成し、第２面Ｓ２に第２のレンズＬ２を形成した第１ウエハレンズＷＬ１を得ることができる。
【００４６】
（第２ウエハレンズＷＬ２の製造）
まず、図４（ａ）に示すように、第２光透過性基板であるガラス（もしくは樹脂）製の第２平板ＧＰ２の両面に、黒いレジスト材料を塗布し、マスク露光及び現像することにより、等間隔に配置された複数の絞りＡＰを形成する。ここでは、後述するスペーサ基板を接着する際の工程を容易にするために、複数の絞りＡＰをレンズに対応する位置に間隔をあけて配置している。
【００４７】
次いで、図４（ｂ）に示すように、第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２（ここでは上面）を、上述した基板保持装置と同様な構成である第３基板保持装置ＨＤ３の平面状の保持面ＨＤ３ｓにより保持する。
【００４８】
その後、第３の成形型ＭＤ３のレンズＬ１，Ｌ２と同じ配列で形成された複数のキャビティＭＤ３ｃ内に、液状の第３の樹脂材料ＰＬ３を個別滴下する。そして、第３の成形型ＭＤ３を、図４（ｃ）に示すように、第３基板保持装置ＨＤ３に保持された第２平板ＧＰ２に接近させ、第３の樹脂材料ＰＬ３を第２平板ＧＰ２と第３の成形型ＭＤ３とで挟み込むが、このとき、図１（ｂ）を参照して説明したように、第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２を基準面として、第３の成形型ＭＤ３の複数のキャビティＭＤ３ｃの最も深い位置Ｐ３とを所定の間隔Ｄ３（第３の所定間隔）に且つ平行に維持する。このとき、第３の成形型ＭＤ３に対して第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２上の光軸直交方向の特性座標位置に、アライメントマークＡＭを印字又は刻印をする。
【００４９】
第３の樹脂材料ＰＬ３がＵＶ硬化性の素材であれば、外部からＵＶ光を照射することで硬化するので、これにより第２平板ＧＰ２の第１面Ｓ１に、第３のレンズＬ３が形成されることとなる。但し、本実施形態においては、第３の樹脂材料ＰＬ３が硬化した後も、第３の成形型ＭＤ３を第２平板ＧＰ２から分離しない。
【００５０】
次に、図４（ｄ）に示すように、第３の成形型ＭＤ３の平面状の裏面ＭＤ３ｂを、同様な構成の第４基板保持装置ＨＤ４の平面状の保持面ＨＤ４ｓにより保持する。更に、図４（ｅ）に示すように、第４基板保持装置ＨＤ４により、第３の成形型ＭＤ３を保持したまま、第３基板保持装置ＨＤ３の吸着を停止し、第２平板ＧＰ２から分離する。そして、図４（ｆ）に示すように、第４基板保持装置ＨＤ４の平面状の保持面ＨＤ４ｓにより保持した状態で、第３の成形型ＭＤ３毎、第２平板ＧＰ２を上下に反転させる。このとき、第３の成形型ＭＤ３が貼り付いたままであるから、第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２（この状態では下面）は、平面状に維持される。
【００５１】
その後、上述したキャビティＭＤ３ｃに対応して形成された第４の成形型ＭＤ４の複数のキャビティＭＤ４ｃ内に、液状の第４の樹脂材料ＰＬ４を個別滴下する。そして、第２平板ＧＰ２に形成したアライメントマークＡＭを基準として第４の成形型ＭＤ４を光軸直交方向に位置決めしながら、図５（ａ）に示すように、第３基板保持装置ＨＤ３に第３の成形型ＭＤ３を介して保持された第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２に接近させ、第４の樹脂材料ＰＬ４を第２平板ＧＰ２と第４の成形型ＭＤ４とで挟み込むが、このとき、図１（ｂ）を参照して説明したように、第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２を基準面として、第４の成形型ＭＤ４の複数のキャビティＭＤ４ｃの最も深い位置Ｐ４とを所定の間隔Ｄ４（第４の所定間隔）に且つ平行に維持する。かかるステップは、第４の成形型ＭＤ４の最上面を、第２平板ＧＰ２に突き当てることで行っても良い。
【００５２】
第４の樹脂材料ＰＬ４がＵＶ硬化性の素材であれば、外部からＵＶ光を照射することで硬化するので、これにより第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２に、第４のレンズＬ４が形成されることとなる。即ち、いずれのレンズＬ３，Ｌ４の光軸方向の面間距離（Ｄ３＋Ｄ４）も、精度良く均一に成形される。
【００５３】
その後、図５（ｂ）に示すように、第３の成形型ＭＤ３と第４の成形型ＭＤ４とを、第２平板ＧＰ２から離型することで、第２平板ＧＰ２の第１面Ｓ１に第３のレンズＬ３を形成し、第２面Ｓ２に第４のレンズＬ４を形成した第２ウエハレンズＷＬ２を得ることができる。
【００５４】
（第１ウエハレンズＷＬ１と第２ウエハレンズＷＬ２との接合）
次に、形成した第１ウエハレンズＷＬ１と第２ウエハレンズＷＬ２とを組み合わせる工程について説明する。図６（ａ）に示すように、レンズに対応する位置に複数の凹部が形成された板状の第２の固定具ＶＤ２の平面状接触面ＶＤ２ｓ上に、第２ウエハレンズＷＬ２の第２面Ｓ２を、レンズＬ４が接触しないように載置する。そして、マトリクス状に並んだ複数の貫通孔を有する平板状のスペーサＳＰを、第２ウエハレンズＷＬ２のレンズＬ３と干渉しないように配置し、さらに、その上に第１ウエハレンズＷＬ１の第１面Ｓ１をスペーサＳＰに向かい合わせて、第１ウエハレンズのレンズＬ１がスペーサＳＰと干渉しないように載置する。このとき、各ウエハレンズに形成されたアライメントマークＡＭを参照して、光軸直交方向の位置決めを行う。そして、第２の固定具と同様の形状を持つ第１の固定具ＶＤ１の平面状接触面ＶＤ１sを、第１ウエハレンズＷＬ１のレンズＬ２と干渉しないように第１ウエハレンズＷＬ１に向き合わせて載置する。ここで、第１ウエハレンズＷＬ１の第２面Ｓ２と第２ウエハレンズＷＬ２の第２面Ｓ２とを、所定の間隔Ｄ５（第５の所定の間隔）で且つ平行に維持する。
【００５５】
このとき、スペーサＳＰは、間隔Ｄから第１平板ＧＰ１と第２平板ＧＰ２の合計板厚を引いた値より若干短くなっている。これにより、第１平板ＧＰ１又は第２平板ＧＰ２とスペーサＳＰとの間には、隙間が生じるので、かかる隙間を埋めるように予めディスペンサＤＰにより、スペーサ又はウエハレンズに接着剤を塗布しておく。そして、上述したように２つの固定具で第１ウエハレンズＷＬ１、スペーサＳＰ、第２ウエハレンズＷ２を挟持した状態で、接着剤を固化させることで、第１ウエハレンズＷＬ１と第２ウエハレンズＷＬ２とは相互に連結される。ここで、光硬化性接着剤を用いると、図６（ａ）の下方から光を照射することにより、絞りＡＰで光を遮られることなく接着剤に光照射することができ、確実に接着剤を固化させることができる。尚、スペーサを用いることで、接着剤の塗布量を少なくすることができ、かつ、２つのウエハレンズ間に形状を有する物体であるスペーサが存在するため、２つのウエハレンズ間の距離をより正確に保つことが容易となるが、スペーサを用いず接着剤のみで、第１ウエハレンズＷＬ１と第２ウエハレンズＷＬ２とを接合しても良い。こうして、図６（ｂ）に示す中間生成体ＩＭ１を得る。後述するように、この中間生成体ＩＭ１が積層型レンズＬＳにもなり得る（図９の一点鎖線で示す断面図に相当）。
【００５６】
その後、図６（ｂ）に示すように、第１ウエハレンズＷＬ１と第２ウエハレンズＷＬ２とを接合した中間生成体ＩＭ１から、第１の固定具ＶＤ１及び第２の固定具ＶＤ２を分離させ、図６（ｂ）の点線で示す位置をダイシングにより切断することで、図６（ｃ）に示すような積層型レンズＬＳを得ることができる。尚、光軸方向から見て一つのレンズが含まれるように切断するだけでなく、光軸方向から見て複数のレンズが含まれるように切断して積層型レンズＬＳを得るようにしてもよい。例えば、図９の場合では、光軸方向から見て２×２のレンズを含む積層型レンズと、光軸方向から見て１つのレンズを含む５つの積層型レンズを得るようにしてもよい。光軸方向から見て複数のレンズを含む積層型レンズは、例えば、平面方向に並ぶ各積層レンズ部がそれぞれ異なる位置に結像することで得られる複数の画像を合成してより解像度の高い画像を得るいわゆる複眼型撮像装置に用いられる複眼用レンズユニットとして用いることができる。中間生成体ＩＭ１を切断することなく、そのまま複眼用積層型レンズユニットとして用いることもでき、この場合は、中間生成体ＩＭ１そのものが積層レンズＬＳとなる。
【００５７】
積層型レンズＬＳにおいて、第１平板ＧＰ１と第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２が、それぞれ外側に配置されており、互いの平行度や、レンズＬ１〜Ｌ４の光軸に対する直交度が精度良く確保されている。従って、図７に示すように、積層型レンズＬＳを保持するホルダＨＬの端部フランジの内側面ＨＬｐに、第１平板ＧＰ１又は第２平板ＧＰ２の第２面Ｓ２を当接するように組み付けることで、レンズＬ１〜Ｌ４の光軸に対するホルダＨＬの軸線平行度を精度良く確保できる。
【００５８】
その後、図７に示すように、接着剤により第１ウエハレンズＷＬ１及び第２ウエハレンズＷＬ２とを接合した中間生成体ＩＭ２から、光軸方向に並んだレンズ毎にダイシングにより切断することで、２層の積層型レンズを得ることができる。
【００５９】
なお、第１ウエハレンズＷＬ１と第２ウエハレンズＷＬ２と第３ウエハレンズＷＬ３とを接合する場合は、上述と同様にして、第３光透過性基板である第３平板ＧＰ３の第１面Ｓ１に第５のレンズＬ５を形成するとともに、第２面Ｓ２に第６のレンズＬ６を形成した第３ウエハレンズＷＬ３を得ることができる。更に、上述した第１中間生成体ＩＭ１と同様の方法で２枚のウエハレンズが積層された積層レンズを作製し、第２ウエハレンズＷＬ２の第２面Ｓ２（又は第１ウエハレンズＷＬ１の第２面Ｓ２）と、第３ウエハレンズＷＬ３の第１面Ｓ１を向かい合わせにし、第１ウエハレンズＷＬ１の第２面Ｓ２（又は第２ウエハレンズＷＬ２の第２面Ｓ２）と第３ウエハレンズＷＬ３の第２面Ｓ２に形成されたアライメントマークＡＭを合わせることで、光軸直交方向の位置決めを行うと共に、間にスペーサＳＰを配置して、不図示の一対の固定具により、中間生成体ＩＭ１、スペーサＳＰ、第３ウエハレンズＷＬ３を挟持し、第２ウエハレンズＷＬ１の第２面Ｓ２（又は第１ウエハレンズＷＬ１の第２面Ｓ２）と、第３ウエハレンズＷＬ３の第２面Ｓ２とを所定の間隔Ｄ８で且つ平行に維持する。そして、中間生成体ＩＭ１で説明したのと同様の手順で、３つのウエハレンズが積層された中間生成体ＩＭ２を得ることができる。この後、必要に応じて、個片化し、ホルダの取り付けを行う。
【００６０】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。例えば、平板等の吸着保持は、負圧に限らず静電吸着でも良い。又、ウエハレンズの積層は２層、３層のみならず、４層以上でも良い。
【符号の説明】
【００６１】
ＡＭ アライメントマーク
ＡＰ 絞り
ＤＰ ディスペンサ
ＧＰ１ 第１平板
ＧＰ２ 第２平板
ＧＰ３ 第３平板
ＨＤ１ 第１基板保持装置
ＨＤ１ｓ 保持面
ＨＤ１ｖ 細溝
ＨＤ２ 第２基板保持装置
ＨＤ２ｓ 保持面
ＨＤ３ 第３基板保持装置
ＨＤ３ｓ 保持面
ＨＤ４ 第４基板保持装置
ＨＤ４ｓ 保持面
ＨＬ ホルダ
ＨＬｐ 内側面
ＩＭ１ 中間生成体又は積層型レンズ
ＩＭ２ 中間生成体又は積層型レンズ
Ｌ１ 第１のレンズ
Ｌ２ 第２のレンズ
Ｌ３ 第３のレンズ
Ｌ４ 第４のレンズ
Ｌ５ 第５のレンズ
Ｌ６ 第６のレンズ
ＬＳ 積層型レンズ
ＭＤ１ 第１の成形型
ＭＤ１ｂ 裏面
ＭＤ１ｃ キャビティ
ＭＤ２ 第２の成形型
ＭＤ２ｃ キャビティ
ＭＤ３ 第３の成形型
ＭＤ３ｂ 裏面
ＭＤ３ｃ キャビティ
ＭＤ４ 第４の成形型
ＭＤ４ｃ キャビティ
Ｐ 負圧ポンプ
ＰＬ１ 第１の樹脂材料
ＰＬ２ 第２の樹脂材料
ＰＬ３ 第３の樹脂材料
ＰＬ４ 第４の樹脂材料
Ｓ１ 第１面
Ｓ２ 第２面
ＳＰ スペーサ
ＶＤ１ 吸着装置
ＶＤ２ 吸着装置
ＷＬ１ 第１ウエハレンズ
ＷＬ２ 第２ウエハレンズ
ＷＬ３ 第３ウエハレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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