(57)【要約】【課題】エネルギー硬化性の樹脂で形成されるレンズアレイにおいて、複数のレンズ部の並びのずれ、ピッチのばらつきを低減する。【解決手段】一次元又は二次元に配列された複数のレンズ部と、前記複数のレンズ部の間を埋めてこれらのレンズ部を相互に連結する基板部と、を備えるレンズアレイをエネルギー硬化性の樹脂で一体に形成するレンズアレイの製造方法であって、一対の型部材の間で前記樹脂を挟んで変形させた状態で、該樹脂にエネルギーを付与して該樹脂を硬化させる硬化工程を備え、前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、予め設定された複数の領域ごとに異なるタイミングで硬化させるレンズアレイの製造方法。【選択図】図７
2011194750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次元又は二次元に配列された複数のレンズ部と、前記複数のレンズ部の間を埋めてこれらのレンズ部を相互に連結する基板部と、を備えるレンズアレイをエネルギー硬化性の樹脂で一体に形成するレンズアレイの製造方法であって、
一対の型部材の間で前記樹脂を挟んで変形させた状態で、該樹脂にエネルギーを付与して該樹脂を硬化させる硬化工程を備え、
前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、予め設定された複数の領域ごとに異なるタイミングで硬化させるレンズアレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記複数の領域は同心の円状又は円環状であり、
前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、内側の領域から外側の領域に向けて順次硬化させるレンズアレイの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記複数の領域は同心の円状又は円環状であり、
前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、外側の領域から内側の領域に向けて順次硬化させるレンズアレイの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記複数の領域は、前記複数のレンズ部を形成する領域と、前記基板部を形成する領域であり、
前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、前記複数のレンズ部を形成する領域を先に硬化させ、次に前記基板部を形成する領域を硬化させるレンズアレイの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記樹脂が、紫外線硬化性の樹脂であり、
前記硬化工程は、前記複数の領域のうち、未硬化領域、又は未硬化領域と硬化済領域を、それ以外の領域をマスクを用いて覆うことにより露呈させ、その状態で紫外線を照射して未硬化の樹脂を硬化させるレンズアレイの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記樹脂が、熱硬化性の樹脂であり、
前記複数の領域のそれぞれに対応する複数の熱源を設け、
前記硬化工程は、前記複数の領域の硬化順に従って、前記複数の熱源を順次昇温させるレンズアレイの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記樹脂が、熱硬化性の樹脂であり、
少なくとも一方の型部材に、樹脂と接する成形面とは反対側の表面から該成形面において各レンズ部を形成する部分の近傍まで達する複数の孔を設け、
前記複数のレンズ部を形成する領域を硬化させる際には、熱源で発生した熱を、前記複数の孔の底面に加え、前記基板部を形成する領域を硬化させる際には、前記熱源で発生した熱を前記型部材の前記表面に加えるレンズアレイの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記一対の型部材の間には、前記レンズアレイを形成するために必要な量よりも多い量の前記樹脂を予め供給し、
前記一対の型部材で前記樹脂を挟んで所定の間隔まで狭める際に前記樹脂を前記一対の型部材の間から溢れ出させ、前記溢れ出た未硬化の樹脂と前記一対の型部材の間に挟まれる樹脂とが繋がった状態のまま、前記硬化工程を行うレンズアレイの製造方法。
【請求項９】
請求項３に記載のレンズアレイの製造方法であって、
前記一対の型部材の少なくとも一方の中央部に、前記樹脂を溜める凹部を設け、
前記一対の型部材の間には、前記レンズアレイを形成するために必要な量よりも多い量の前記樹脂を予め供給し、
前記樹脂を供給する際又は前記一対の型部材で前記樹脂を挟んで所定の間隔まで狭める際に、前記樹脂を前記凹部に流入させ、前記流入した未硬化の樹脂と前記内側の領域の樹脂とが繋がった状態のまま、前記硬化工程を行うレンズアレイの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたレンズアレイ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のレンズアレイを複数備え、これらのレンズアレイが積層されたレンズアレイ積層体。
【請求項１２】
請求項１０に記載のレンズアレイを少なくとも一つと、ウエハ上に複数の固体撮像素子が配列されたセンサアレイと、を備え、前記レンズアレイが前記センサアレイ上に積層された素子アレイ積層体。
【請求項１３】
請求項１０に記載のレンズアレイから、一つの前記レンズを含んで分割されたレンズモジュール。
【請求項１４】
請求項１１に記載のレンズアレイ積層体から、積層方向に並ぶレンズを含んで分割されたレンズモジュール積層体。
【請求項１５】
請求項１２に記載の素子アレイ積層体から、積層方向に並ぶ固体撮像素子及びレンズを含んで分割された撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイの製造方法及びレンズアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの電子機器の携帯端末には、小型で薄型な撮像ユニットが搭載されている。このような撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの固体撮像素子と、固体撮像素子上に被写体像を結像する一つ以上のレンズと、を備えている。
【０００３】
携帯端末の小型化・薄型化により、携帯端末に搭載される撮像ユニットにも更なる小型化・薄型化が要請されている。また、製造時の生産性も要請されている。かかる要請に対して、複数の固体撮像素子が配列されたセンサアレイに、複数のレンズが配列された一以上のレンズアレイを積層し、得られた積層体を、それぞれに固体撮像素子及びレンズを含むように切断して撮像ユニットを量産する方法が知られている。
【０００４】
上述の用途に用いられるレンズアレイの製造方法として、一対の型部材の間で紫外線硬化性や熱硬化性の樹脂を挟んで成形した状態で、該樹脂を硬化させ、レンズアレイを得るものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。得られるレンズアレイは、二次元に配列された複数のレンズ部と、前記複数のレンズ部の間を埋めてこれらのレンズ部を相互に連結する略円形の基板部と、を備え、これらのレンズ部と、基板部とは樹脂で一体に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０８／１５３１０２号
【特許文献２】国際公開第０８／１０２５８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に樹脂は硬化する過程で収縮するが、レンズアレイの基板部の径方向への樹脂の硬化収縮に対しては、型部材が規制となってその方向への樹脂の硬化収縮は制限される。そのため、形成されたレンズアレイの内部には応力が残留する。この残留応力に起因して、型部材から取り外されたレンズアレイに収縮が生じ、複数のレンズ部の並びにずれが生じ、ピッチにばらつきが生じる場合がある。
【０００７】
そして、一対の型部材の間で樹脂を挟んだ際に、余剰な樹脂が一対の型部材の間から溢れることがある。溢れた樹脂を含めて樹脂全体を硬化させた場合に、溢れた樹脂により、レンズアレイの基板部の外形は円形とはならず、径方向の収縮が不均一となる。それにより、複数のレンズ部の並びのずれ、ピッチのばらつきが一層顕著となる。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、エネルギー硬化性の樹脂で形成されるレンズアレイにおいて、複数のレンズ部の並びのずれ、ピッチのばらつきを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一次元又は二次元に配列された複数のレンズ部と、前記複数のレンズ部の間を埋めてこれらのレンズ部を相互に連結する基板部と、を備えるレンズアレイをエネルギー硬化性の樹脂で一体に形成するレンズアレイの製造方法であって、一対の型部材の間で前記樹脂を挟んで変形させた状態で、該樹脂にエネルギーを付与して該樹脂を硬化させる硬化工程を備え、前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、予め設定された複数の領域ごとに異なるタイミングで硬化させるレンズアレイの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズアレイの内部に残留する応力を、硬化時の領域に対応する部分毎に分断し、残留応力に起因するレンズアレイの収縮を抑制することができる。それにより、複数のレンズ部の並びのずれ、ピッチのばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を説明するための撮像ユニットの一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態を説明するためのレンズアレイの一例を示す図。
【図３】図２のレンズアレイをIII-III線断面で示す図。
【図４】図２のレンズアレイの製造に用いる成形装置の一例を示す図。
【図５】図４の成形装置を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す図。
【図６】樹脂の広がりを模式的に示す図。
【図７】図５に続くレンズアレイの製造方法の一例を示す図。
【図８】図７のレンズアレイの製造方法の変形例を示す図。
【図９】図７のレンズアレイの製造方法の他の変形例を示す図。
【図１０】図２のレンズアレイの製造に用いる成形装置の他の例を示す図。
【図１１】図１０の成形装置を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す図。
【図１２】図１１のレンズアレイの製造方法の変形例を示す図。
【図１３】図１０の成形装置の変形例を示す図。
【図１４】図１３の成形装置を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す図。
【図１５】図１の撮像ユニットの製造方法の一例を示す図。
【図１６】図１５の撮像ユニットの製造方法の変形例を示す図。
【図１７】図１の撮像ユニットの製造方法の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、撮像ユニットの一例を示す。
【００１３】
図１に示す撮像ユニット１は、センサモジュール２と、レンズモジュール３と、を備えている。
【００１４】
センサモジュール２は、ウエハ片２１を有している。ウエハ片２１は、例えばシリコンなどの半導体で形成されており、平面視略矩形状に形成されている。ウエハ片２１の略中央部には固体撮像素子２２が設けられている。固体撮像素子２２は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどであり、ウエハ片２１に対して周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程、等を繰り返し、ウエハ片２１上に受光領域、電極、絶縁膜、配線、等を形成して構成されている。
【００１５】
レンズモジュール３は、基板片３１と、レンズ部３２と、を有している。基板片３１は、レンズ部３２を囲み、レンズ部３２の外側に広がっている。基板片３１は、センサモジュール２のウエハ片２１と略同一の平面視略矩形状に形成されている。レンズ部３２の光軸方向の両端にそれぞれ形成される光学面３３は、図示の例ではいずれも凸形状の球面であるが、用途に応じて、凸形状の球面、凹形状の球面、非球面、又は平面の種々の組み合わせを採り得る。
【００１６】
レンズモジュール３は、その基板片３１とセンサモジュール２のウエハ片２１との間にスペーサ３５を介在させてセンサモジュール２に積層されている。レンズ部３２は、固体撮像素子２２の受光領域に被写体像を結像させる。なお、図示の例では、センサモジュール２に積層されるレンズモジュール３が一つであるが、センサモジュール２に複数のレンズモジュール３が積層される場合もある。
【００１７】
スペーサ３５は、センサモジュール２上でレンズモジュール３が安定する限り、その形状は特に限定されないが、好ましくは、固体撮像素子２２を包囲する枠状とされる。スペーサ３５を枠状とすれば、センサモジュール２とレンズモジュール３との間の空間を外より隔絶することができる。それにより、センサモジュール２とレンズモジュール３との間の空間への塵などの異物の進入を阻止し、異物が固体撮像素子２２やレンズ部３２に付着することを防止することができる。さらに、この場合に、スペーサ３５を遮光性のものとすれば、結像に不要な光がセンサモジュール２とレンズモジュール３との間から固体撮像素子２２に入射することを遮断することができる。
【００１８】
以上のように構成された撮像ユニット１は、典型的には携帯端末の回路基板にリフロー実装される。即ち、回路基板には、撮像ユニット１が実装される位置に予めペースト状の半田が印刷され、そこに撮像ユニット１が載せられる。そして、この撮像ユニット１を含む回路基板に赤外線の照射や熱風の吹付けといった加熱処理が施され、それにより半田を溶かして撮像ユニット１は回路基板に実装される。
【００１９】
図２及び図３は、レンズアレイの一例を示す。
【００２０】
図２及び図３に示すレンズアレイ５は、基板部３０と、複数のレンズ部３２と、を備えている。
【００２１】
複数のレンズ部３２は、行列状に配列されている。基板部３０は、配列された複数のレンズ部３２の間を埋めて、複数のレンズ部３２を相互に連結している。基板部３０と、複数のレンズ部３２とは、樹脂で一体に形成されている。基板部３０の外形は、ウエハ状（円形状）をなし、その直径は、典型的には６インチ、８インチ、又は１２インチとされる。そして、かかるサイズの基板部３０に対して、典型的には数千個のレンズ部３２が配列される。なお、複数のレンズ部３２の配列は、行列状に限られず、例えば放射状、同心の円環状、その他の２次元の配列であってもよく、また、１次元の配列であってもよい。
【００２２】
レンズアレイ５を形成する樹脂としては、エネルギー硬化性の樹脂組成物が用いられる。エネルギー硬化性の樹脂組成物は、例えば熱により硬化する樹脂組成物、あるいは紫外線により硬化する樹脂組成物などを例示することができる。
【００２３】
レンズアレイ５を形成する樹脂組成物は、モールド形状の転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００２４】
また、レンズアレイ５を形成する樹脂組成物は、硬化後にはリフロー工程を通しても熱変形しない程度の耐熱性を有していることが好ましい。該観点から、硬化物のガラス転移温度は２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂組成物にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００２５】
また、レンズアレイ５を形成する樹脂組成物は、形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂組成物が好ましい。樹脂組成物の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。硬化収縮率の低い樹脂組成物としては、例えば（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂組成物（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂組成物（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂組成物（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）等）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）等）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂組成物（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂組成物（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂組成物（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂組成物など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００２６】
また、レンズアレイ５を形成する樹脂組成物は、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂の混合物が望まれる。高アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（ｎｄ）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。低アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（ｎｄ）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’−ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開第２００６／０９５６１０号パンフレット、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００２７】
また、レンズアレイ５を形成する樹脂組成物には、屈折率を高めたり、アッベ数を調整したりするために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。特に上記高アッベ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００２８】
樹脂組成物に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００２９】
また、レンズアレイ５を形成する樹脂組成物には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００３０】
また、レンズアレイ５を形成する樹脂組成物には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂組成物の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００３１】
レンズアレイ５を形成する樹脂組成物は、上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂組成物を製造することができる。該硬化性樹脂組成物に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性組成物が溶剤を含む場合には溶剤を乾燥させた後にモールド形状転写操作を行うことが好ましい。
【００３２】
上述のレンズモジュール３（図１参照）は、基板部３０を切断し、個々にレンズ部３２を含むようにレンズアレイ５を分割して得られる。換言すれば、レンズアレイ５は、上述のレンズモジュール３の集合体である。
【００３３】
以下、図２のレンズアレイの製造方法を説明する。
【００３４】
図４は、図２のレンズアレイの製造に用いる成形装置の一例を示す。
【００３５】
図４に示す成形装置５０は、上型部材５１と、下型部材５２と、レンズアレイ５を形成するエネルギー硬化性の樹脂を供給するディスペンサ５３と、樹脂を硬化させる硬化手段５４と、を備えている。
【００３６】
上型部材５１、及び下型部材５２は、それらの間に樹脂を挟み、その樹脂をレンズアレイ５の形状に成形する。上型部材５１、及び下型部材５２は、レンズアレイ５の基板部３０と同じ径の円盤状とされている。下型部材５２に対向する上型部材５１の成形面６１には、複数のレンズ成形部６１ａが設けられている。レンズ成形部６１ａは、レンズ部３２の一方の光学面３３を反転した形状とされ、レンズアレイ５における複数のレンズ部３２と同じ並びで成形面６１に配列されている。また、上型部材５１に対向する下型部材５２の成形面６２には、複数のレンズ成形部６２ａが設けられている。レンズ成形部６２ａは、レンズ部３２の他方の光学面３３を反転した形状とされ、レンズアレイ５における複数のレンズ部３２と同じ並びで配列されている。
【００３７】
ディスペンサ５３は、上型部材５１と下型部材５２との間に進入し、下型部材５２の成形面６２上に、レンズアレイ５を形成するのに必要な量、又はレンズアレイ５を形成するのに必要な量よりも多い量の樹脂を供給する。なお、樹脂の供給が済んだ後、ディスペンサ５３は、図示しない駆動手段によって移動され、上型部材５１と下型部材５２との間から退避する。
【００３８】
上型部材５１や下型部材５２の材料は、レンズアレイ５を形成するエネルギー硬化性の樹脂に応じて適宜選択される。即ち、樹脂として熱硬化性のものを用いた場合には、型の材料は、例えばニッケル等の熱伝導率に優れる金属材料が用いられる。また、樹脂組成物として紫外線硬化性のものを用いた場合には、型の材料は、例えばガラス等の紫外線を透過する材料が用いられる。本例では、樹脂として紫外線硬化性のものを用いるものとする。
【００３９】
硬化手段５４は、紫外線ＵＶを射出する線源６３と、マスク６４と、を有している。線源６３は、図示の例では下型部材５２の下に配置されており、下型部材５２に向けて紫外線を射出する。よって、下型部材５２は、紫外線を透過する材料で形成されている。マスク６４は、線源６３と下型部材５２との間に配置されており、上型部材５１の成形面６１と下型部材５２の成形面６２との間の所定の領域を露呈させる。線源６３から射出された紫外線ＵＶは、マスク６４から露呈する上記の所定の領域にある樹脂に照射される。
【００４０】
図５は、図４の成形装置を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す。
【００４１】
ＦＩＧ．５Ａに示すように、ディスペンサ５３から下型部材５２の成形面６２上に必要量の樹脂Ｍを供給する。
【００４２】
次いで、ＦＩＧ．５Ｂに示すように、上型部材５１を降下させる。上型部材５１の降下に伴い、樹脂Ｍは、上型部材５１の成形面６１と下型部材５２の成形面６２との間で加圧され、成形面６１と成形面６２との間で放射状に広がりながら、成形面６１、及び成形面６２に倣って変形される。
【００４３】
次いで、ＦＩＧ．５Ｃに示すように、上型部材５１が所定量降下した状態で、成形面６１と成形面６２との間は樹脂Ｍで充填される。余剰な樹脂Ｍは、成形面６１と成形面６２との間から流出し、下型部材５２の外周面６６を伝い、そこに付着する。
【００４４】
図６は、樹脂の広がりを模式的に示す。
【００４５】
図６には、下型部材５２の外周面６６に付着する樹脂Ｍを、下型部材５２の成形面６２上にある樹脂Ｍと同じ面上に展開した状態が示されている。成形面６１と成形面６２との間からの余剰な樹脂Ｍの流出は、周上で一様ではなく、よって、下型部材５２の外周面６６に付着する樹脂Ｍの量は、周上の各所で異なる。そのため、図６に示すように、樹脂Ｍの広がりは、その外形が円形とはならない。
【００４６】
図７は、図５に続くレンズアレイの製造方法の一例を示す。
【００４７】
図７に示す例は、上型部材５１の成形面６１と下型部材５２の成形面６２との間に、同心の複数の円状又は円環状の領域を設定し、内側の領域から外側の領域に向けて各領域にある樹脂Ｍを順次硬化させるようにしたものである。図示の例では、成形面６１と成形面６２との間に、中心から半径Ｒａまでの円状の領域Ｃａ、半径Ｒａから半径Ｒｂ（＞Ｒａ）までの円環状の領域Ｃｂ、そして半径Ｒｂから縁（半径Ｒｃ）までの円環状の領域Ｃｃの３つの領域を設定している。
【００４８】
ＦＩＧ．７Ａに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ａを配置する。マスク６４ａは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃａ以外の領域を覆い、領域Ｃａを露呈させている。そして、線源６３を駆動し、線源６３から紫外線を射出させる。線源６３から射出された紫外線は、マスク６４から露呈した領域Ｃａにある樹脂Ｍに照射される。それにより、領域Ｃａにある樹脂Ｍを硬化させる。このとき、樹脂Ｍは、硬化の進行に伴って収縮を生じるが、その収縮分を補填するように、領域Ｃａの外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃａにおいて、成形面６１、及び成形面６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。
【００４９】
次いで、ＦＩＧ．７Ｂに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ｂを配置する。マスク６４ｂは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃｂ以外の領域を覆い、領域Ｃｂを露呈させている。そして線源６３を駆動し、マスク６４ｂから露呈した領域Ｃｂにある樹脂Ｍに紫外線を照射する。それにより、領域Ｃｂにある樹脂Ｍを硬化させる。領域Ｃｂにある樹脂Ｍの硬化収縮に対しては、その収縮分を補填するように、領域Ｃｂの外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｂにおいて、成形面６１、及び成形面６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。なお、マスク６４ａで露呈する領域Ｃａにある樹脂Ｍは、既に硬化が済んでおり、領域Ｃａにある樹脂Ｍにさらに紫外線を照射して支障はない。そこで、マスク６４ｂは、成形面６１と成形面６２との間で、その中心から半径Ｒｂまでの領域を露呈させる、即ちマスク６４ａで露呈する硬化済みの領域Ｃａを含めて露呈させるように構成してもよい。
【００５０】
次いで、ＦＩＧ．７Ｃに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ｃを配置する。マスク６４ｃは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃｃ以外の領域を覆い、領域Ｃｃを露呈させている。そして、線源６３を駆動し、マスク６４ｃから露呈した領域Ｃｃにある樹脂Ｍに紫外線を照射する。それにより、領域Ｃｃにある樹脂Ｍを硬化させる。領域Ｃｃにある樹脂Ｍの硬化収縮に対しては、その収縮分を補填するように、領域Ｃｃの外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍ、即ち下型部材５２の外周面６６に付着した未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｃにおいて、成形面６１、及び成形面６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。なお、マスク６４ｃは、成形面６１と成形面６２との間で、その中心から半径Ｒｃまでの領域を露呈させる、即ちマスク６４ａで露呈する硬化済みの領域Ｃａ、及びマスク６４ｂで露呈する硬化済みの領域Ｃｂを含めて露呈させるように構成してもよい。
【００５１】
次いで、ＦＩＧ．７Ｄに示すように、下型部材５２の外周面６６にヘラなどの除去部材５５を接触させ、外周面６６の全周にわたって除去部材５５を摺動させる。それにより、外周面６６に付着した樹脂Ｍを除去する。それにより、得られるレンズアレイ５の外形を円形とする。なお、外周面６６に付着した樹脂Ｍに紫外線を照射して、これを硬化させた後に除去するようにしてもよい。
【００５２】
このように、成形面６１と成形面６２との間に、同心の複数の円状又は円環状の領域Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃを設定し、内側の領域Ｃａから外側の領域Ｃｃに向けて各領域にある樹脂Ｍを順次硬化させることにより、レンズアレイ５の内部に残留する応力を、硬化時の領域に対応する部分毎に分断し、残留応力に起因するレンズアレイ５の収縮を抑制することができる。それにより、複数のレンズ部３２の並びのずれ、ピッチのばらつきを低減することができる。
【００５３】
そして、成形面６１、及び成形面６２と樹脂Ｍとの接触を維持することができ、レンズ成形部６１ａを含めた成形面６１、及びレンズ成形部６２ａを含めた成形面６２の形状を正確に樹脂Ｍに転写することができる。それにより、基板部３０、及びレンズ部３２の形状精度を向上させることができる。
【００５４】
さらに、成形面６１と成形面６２との間から流出した余剰な樹脂Ｍを除去し、レンズアレイ５の外形を円形とすることで、レンズアレイ５の径方向の収縮が均一となる。それにより、複数のレンズ部３２の並びのずれ、ピッチのばらつきを一層低減することができる。
【００５５】
図８は、図７の製造方法の変形例を示す。
【００５６】
図８に示す例は、上型部材５１の成形面６１と下型部材５２の成形面６２との間に、同心の複数の円状又は円環状の領域を設定し、外側の領域から内側の領域に向けて各領域にある樹脂Ｍを順次硬化させるようにしたものである。図示の例では、成形面６１と成形面６２との間に、中心から半径Ｒ０までの中央部の円状の領域Ｃ０、半径Ｒ０から半径Ｒａ（＞Ｒ０）までの円環状の領域Ｃａ、半径Ｒａから半径Ｒｂ（＞Ｒａ）までの円環状の領域Ｃｂ、そして半径Ｒｂから縁（半径Ｒｃ）までの円環状の領域Ｃｃの４つの領域を設定している。なお、成形面６１と成形面６２との間に樹脂Ｍを充填する工程は、図５に示すものと同様であるので、説明を省略する。
【００５７】
下型部材５２の成形面６２の中央部（中心から半径Ｒ０までの領域）には、樹脂Ｍを溜める凹部６７が設けられている。なお、上型部材５１の成形面６１の中央部に樹脂溜まりとなる凹部を設けてもよいし、成形面６１の中央部及び成形面６２の中央部の双方に樹脂溜まりとなる凹部を設けてもよい。
【００５８】
ＦＩＧ．８Ａに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ｃを配置する。マスク６４ｃは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃｃを露呈させている。そして、線源６３を駆動し、マスク６４ｃから露呈した領域Ｃｃにある樹脂Ｍに紫外線を照射する。それにより、領域Ｃｃにある樹脂Ｍを硬化させる。領域Ｃｃにある樹脂Ｍの硬化収縮に対しては、その収縮分を補填するように、領域Ｃｃの内周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｃにおいて、成形面６１、及び成形面６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。
【００５９】
次いで、ＦＩＧ．８Ｂに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ｂを配置する。マスク６４ｂは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃｂを露呈させている。そして、線源６３を駆動し、マスク６４ｂから露呈した領域Ｃｂにある樹脂Ｍに紫外線を照射する。それにより、領域Ｃｂにある樹脂Ｍを硬化させる。領域Ｃｂにある樹脂Ｍの硬化収縮に対しては、その収縮分を補填するように、領域Ｃｂの内周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｂにおいて、成形面６１、及び成形面６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。なお、マスク６４ｂは、成形面６１と成形面６２との間で、その縁から半径Ｒａまでの領域を露呈させる、即ちマスク６４ｃで露呈する領域Ｃｃを含めて露呈させるように構成してもよい。
【００６０】
次いで、ＦＩＧ．８Ｃに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ａを配置する。マスク６４ａは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃａを露呈せている。そして、線源６３を駆動し、マスク６４ａから露呈した領域Ｃａにある樹脂Ｍに紫外線を照射する。それにより、領域Ｃａにある樹脂Ｍを硬化させる。領域Ｃａにある樹脂Ｍの硬化収縮に対しては、その収縮分を補填するように、領域Ｃａの内周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍ、即ち樹脂溜りである凹部６７にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃａにおいて、成形面６１、及び成形面６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。なお、マスク６４ａは、成形面６１と成形面６２との間で、その縁から半径Ｒ０までの領域を露呈させる、即ちマスク６４ｃで露呈する領域Ｃｃ、及びマスク６４ｂで露呈する領域Ｃｂを含めて露呈させるように構成してもよい。領域Ｃａにある樹脂Ｍの硬化が済んだ後、マスク６４ａを線源６３と下型部材５２との間から退避させ、凹部６７にある未硬化の樹脂Ｍに紫外線を照射し、これを硬化させる。
【００６１】
次いで、ＦＩＧ．８Ｄに示すように、除去部材５５により、外周面６６に付着した樹脂Ｍを除去し、レンズアレイ５の外形を円形とする。
【００６２】
図９は、図７の製造方法の他の変形例を示す。
【００６３】
図９に示す例は、上型部材５１の成形面６１と下型部材５２の成形面６２との間に、レンズアレイ５の複数のレンズ部３２を形成する領域Ｃｄと、レンズアレイ５の基板部３０を形成する領域Ｃｅとを設定し、領域Ｃｄにある樹脂Ｍを先に硬化させるようにしたものである。なお、成形面６１と成形面６２との間に樹脂Ｍを充填する工程は、図５に示すものと同様であるので、説明を省略する。
【００６４】
ＦＩＧ．９Ａに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ｄを配置する。マスク６４ｄは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃｄを露呈させている。そして、線源６３を駆動し、マスク６４ｄから露呈した領域Ｃｄにある樹脂Ｍに紫外線を照射する。それにより、領域Ｃｄにある樹脂Ｍを硬化させ、複数のレンズ部３２を形成する。各レンズ部３２を形成する樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、各レンズ部３２の周囲にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、各レンズ部３２を形成する樹脂Ｍと、成形面６１のレンズ成形部６１ａ、及び成形面６２のレンズ成形部６２ａとの接触が維持される。
【００６５】
次いで、ＦＩＧ．９Ｂに示すように、線源６３と下型部材５２との間にマスク６４ｅを配置する。マスク６４ｅは、成形面６１と成形面６２との間の領域Ｃｅを露呈させている。そして、線源６３を駆動し、マスク６４ｅから露呈した領域Ｃｅにある樹脂Ｍに紫外線を照射する。それにより、領域Ｃｅにある樹脂Ｍを硬化させ、基板部３０を形成する。基板部３０を形成する樹脂Ｍの硬化収縮に対しては、その収縮分を補填するように、基板部３０の外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍ、即ち下型部材５２の外周面６６に付着した未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、基板部３０を形成する樹脂Ｍと、成形面６１、及び成形面６２との接触が維持される。なお、マスク６４ｅは、複数のレンズ部３２を形成する領域Ｃｄを含めて露呈させるように構成してもよい。
【００６６】
次いで、ＦＩＧ．９Ｃに示すように、除去部材５５により、外周面６６に付着した樹脂Ｍを除去し、レンズアレイ５の外形を円形とする。
【００６７】
図１０は、図２のレンズアレイの製造に用いる成形装置の他の例を示す。
【００６８】
図１０に示す成形装置１５０は、上型部材１５１と、下型部材１５２と、レンズアレイ５を形成するエネルギー硬化性の樹脂を供給するディスペンサ１５３と、樹脂を硬化させる硬化手段１５４と、を備えている。
【００６９】
上型部材１５１、及び下型部材１５２は、それらの間に樹脂を挟み、その樹脂をレンズアレイ５の形状に成形する。上型部材１５１、及び下型部材１５２は、レンズアレイ５の基板部３０と同じ径の円盤状とされている。上型部材１５１の成形面１６１には、複数のレンズ成形部１６１ａが設けられている。また、下型部材１５２の成形面１６２には、複数のレンズ成形部１６２ａが設けられている。
【００７０】
ディスペンサ１５３は、上型部材１５１と下型部材１５２との間に進入し、下型部材１５２の成形面１６２上に、レンズアレイ５を形成するのに必要な量の樹脂を供給する。本例では、樹脂として熱硬化性のものを用いるものとする。
【００７１】
硬化手段１５４は、熱源である複数のヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃを有している。ヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃは、いずれも円環状であって、ヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃの順に径が大きくなっている。そして、ヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃは、同心に配置され、下型部材１５２の表面（成形面１６２とは反対側の面）に添え付けられている。よって、下型部材１５２は、熱伝導率に優れる金属材料で形成されている。ヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃで発生した熱は、下型部材１５２を介して、成形面１６１と成形面１６２との間にある樹脂に伝達される。なお、ヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃで発生した熱は、下型部材１５２で径方向にも拡散されるが、主として、各ヒータの上に重なる領域にある樹脂に伝達される。
【００７２】
図１１は、図１０の成形装置を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す。
【００７３】
図１１に示す例は、上型部材１５１の成形面１６１と下型部材１５２の成形面１６２との間に、同心の複数の円状又は円環状の領域を設定し、内側の領域から外側の領域に向けて各領域にある樹脂Ｍを順次硬化させるようにしたものである。図示の例では、成形面１６１と成形面１６２との間に、中心から半径Ｒａまでの円状の領域Ｃａ、半径Ｒａから半径Ｒｂ（＞Ｒａ）までの円環状の領域Ｃｂ、そして半径Ｒｂから縁（半径Ｒｃ）までの円環状の領域Ｃｃの３つの領域を設定している。なお、成形面１６１と成形面１６２との間に樹脂Ｍを充填する工程は、図５に示すものと同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
成形装置１５０のヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃのうち、最も小径のヒータ１６３ａの半径は、半径Ｒａより小さく、成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃａに重なっている。ヒータ１６３ｂの半径は、半径Ｒａより大きく、かつ半径Ｒｂより小さく、成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｂに重なっている。また、ヒータ１６３ｂの半径は、半径Ｒｂより大きく、かつ半径Ｒｃより小さく、成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｃに重なっている。
【００７５】
ＦＩＧ．１１Ａに示すように、成形面１６１と成形面１６２との間を樹脂Ｍで充填した後、ヒータ１６３ａを動作させ、ヒータ１６３ａを昇温させる。ヒータ１６３ａで発生した熱Ｈは、その上に重なる成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃａにある樹脂Ｍに伝達される。それにより、領域Ｃａにある樹脂Ｍを硬化させる。このとき、領域Ｃａにある樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、領域Ｃａの外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃａにおいて、成形面１６１、及び成形面１６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。
【００７６】
次いで、ＦＩＧ．１１Ｂに示すように、ヒータ１６３ｂを動作させ、ヒータ１６３ｂを昇温させる。ヒータ１６３ｂで発生した熱Ｈは、その上に重なる成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｂにある樹脂Ｍに伝達される。それにより、領域Ｃｂにある樹脂Ｍを硬化させる。このとき、領域Ｃｂにある樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、領域Ｃｂの外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｂにおいて、成形面１６１、及び成形面１６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。なお、領域Ｃａにある樹脂Ｍは、既に硬化が済んでおり、よって、領域Ｃａに重なるヒータ１６３ａは、動作させたままであってもよいし、停止させてもよい。
【００７７】
次いで、ＦＩＧ．１１Ｃに示すように、ヒータ１６３ｃを動作させ、ヒータ１６３ｃを昇温させる。ヒータ１６３ｃで発生した熱Ｈは、その上に重なる成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｃにある樹脂Ｍに伝達される。それにより、領域Ｃｃにある樹脂Ｍを硬化させる。このとき、領域Ｃｃにある樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、領域Ｃｃの外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍ、即ち下型部材１５２の外周面１６６に付着した未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｃにおいて、成形面１６１、及び成形面１６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。なお、領域Ｃａにある樹脂Ｍ、及び領域Ｃｂにある樹脂Ｍは、既に硬化が済んでおり、よって、領域Ｃａに重なるヒータ１６３ａ、及び領域Ｃｂに重なるヒータ１６３ｂは、動作させたままであってもよいし、停止させてもよい。
【００７８】
次いで、ＦＩＧ．１１Ｄに示すように、下型部材１５２の外周面１６６に除去部材１５５を接触させ、外周面１６６の全周にわたって除去部材１５５を摺動させる。それにより、外周面１６６に付着した樹脂Ｍを除去する。
【００７９】
このように、成形面１６１と成形面１６２との間に、同心の複数の円状又は円環状の領域Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃを設定し、内側の領域Ｃａから外側の領域Ｃｃに向けて各領域にある樹脂Ｍを順次硬化させることにより、レンズアレイ５の内部に残留する応力を、硬化時の領域に対応する部分毎に分断し、残留応力に起因するレンズアレイ５の収縮を抑制することができる。それにより、複数のレンズ部３２の並びのずれ、ピッチのばらつきを低減することができる。
【００８０】
そして、成形面１６１、及び成形面１６２と樹脂Ｍとの接触を維持することができ、レンズ成形部１６１ａを含めた成形面１６１、及びレンズ成形部１６２ａを含めた成形面１６２の形状を正確に樹脂Ｍに転写することができる。それにより、基板部３０、及びレンズ部３２の形状精度を向上させることができる。
【００８１】
さらに、成形面１６１と成形面１６２との間から流出した余剰な樹脂Ｍを除去し、レンズアレイ５の外形を円形とすることで、レンズアレイ５の径方向の収縮が均一となる。それにより、複数のレンズ部３２の並びのずれ、ピッチのばらつきを一層低減することができる。
【００８２】
図１２は、図１１の製造方法の変形例を示す。
【００８３】
図１２に示す例は、上型部材１５１の成形面１６１と下型部材１５２の成形面１６２との間に、同心の複数の円状又は円環状の領域を設定し、外側の領域から内側の領域に向けて各領域にある樹脂Ｍを順次硬化させるようにしたものである。図示の例では、成形面１６１と成形面１６２との間に、中心から半径Ｒ０までの中央部の円状の領域Ｃ０、半径Ｒ０から半径Ｒａ（＞Ｒ０）までの円環状の領域Ｃａ、半径Ｒａから半径Ｒｂ（＞Ｒａ）までの円環状の領域Ｃｂ、そして半径Ｒｂから縁（半径Ｒｃ）までの円環状の領域Ｃｃの４つの領域を設定している。なお、成形面１６１と成形面１６２との間に樹脂Ｍを充填する工程は、図５に示すものと同様であるので、説明を省略する。
【００８４】
下型部材１５２の成形面１６２の中央部（中心から半径Ｒ０までの領域）には、樹脂Ｍを溜める凹部１６７が設けられている。なお、上型部材１５１の成形面１６１の中央部に樹脂溜まりとなる凹部を設けてもよいし、成形面１６１の中央部及び成形面１６２の中央部の双方に樹脂溜まりとなる凹部を設けてもよい。
【００８５】
成形装置１５０のヒータ１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃのうち、最も小径のヒータ１６３ａの半径は、半径Ｒ０より大きく、かつ半径Ｒａより小さく、成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃａに重なっている。ヒータ１６３ｂの半径は、半径Ｒａより大きく、かつ半径Ｒｂより小さく、成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｂに重なっている。また、ヒータ１６３ｂの半径は、半径Ｒｂより大きく、かつ半径Ｒｃより小さく、成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｃに重なっている。
【００８６】
ＦＩＧ．１２Ａに示すように、成形面１６１と成形面１６２との間を樹脂Ｍで充填した後、ヒータ１６３ｃを動作させ、ヒータ１６３ｃを昇温させる。ヒータ１６３ｃで発生した熱Ｈは、その上に重なる成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｃにある樹脂Ｍに伝達される。それにより、領域Ｃｃにある樹脂Ｍを硬化させる。このとき、領域Ｃｃにある樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、領域Ｃｃの内周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｃにおいて、成形面１６１、及び成形面１６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。
【００８７】
次いで、ＦＩＧ．１２Ｂに示すように、ヒータ１６３ｂを動作させ、ヒータ１６３ｂを昇温させる。ヒータ１６３ｂで発生した熱Ｈは、その上に重なる成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃｂにある樹脂Ｍに伝達される。それにより、領域Ｃｂにある樹脂Ｍを硬化させる。このとき、領域Ｃｂにある樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、領域Ｃｂの内周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃｂにおいて、成形面１６１、及び成形面１６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。
【００８８】
次いで、ＦＩＧ．１２Ｃに示すように、ヒータ１６３ａを動作させ、ヒータ１６３ａを昇温させる。ヒータ１６３ａで発生した熱Ｈは、その上に重なる成形面１６１と成形面１６２との間の領域Ｃａにある樹脂Ｍに伝達される。それにより、領域Ｃａにある樹脂Ｍを硬化させる。このとき、領域Ｃａにある樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、領域Ｃａの内周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍ、即ち樹脂溜りである凹部１６７にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、領域Ｃａにおいて、成形面１６１、及び成形面１６２と樹脂Ｍとの接触が維持される。領域Ｃａにある樹脂Ｍの硬化が済んだ後、引き続きヒータ１６３ａを動作させ、下型部材１５２において径方向に拡散する熱により、凹部１６７にある樹脂Ｍを硬化させる。
【００８９】
次いで、ＦＩＧ．１２Ｄに示すように、除去部材１５５により、下型部材１５２の外周面１６６に付着した樹脂Ｍを除去し、レンズアレイ５の外形を円形とする。
【００９０】
図１３は、図１０の成形装置の変形例を示す。
【００９１】
図１３に示す成形装置２５０において、上型部材１５１の成形面とは反対側の表面１６４には、複数の収容孔１６５が設けられている。複数の収容孔１６５は、レンズアレイ５における複数のレンズ部３２と同じ並びで、表面１６４に配列されており、各収容孔１６５は、表面１６４から、成形面１６２のレンズ成形部１６２ａの近傍まで延びている。
【００９２】
硬化手段１５４は、熱源である一つのヒータ１６３と、伝熱部材１７０とを有している。ヒータ１６３は、上型部材１５１の表面１６４を覆うに足りる径の円盤状とされている。伝熱部材１７０は、ヒータ１６３と上型部材１５１との間に挟まれ、ヒータ１６３で発生した熱を上型部材１５１に伝える。伝熱部材１７０は、ヒータ１６３と略同一の径の円盤状のベース１７１と、ベース１７１の一方の表面に設けられた複数の略円柱状の突起１７２と、で構成されている。突起１７２は、上型部材１５１の表面１６４における複数の収容孔１６５と同じ並びで、ベース１７１の表面に配列されている。各突起１７２は、収容孔１６５より小さい径で、かつ収容孔１６５の深さよりも長く形成されている。
【００９３】
伝熱部材１７０は、複数の突起１７２の先端面を、上型部材１５１の収容孔１６５の底面に接触させて上型部材１５１の上に重ねられている。突起１７２の外周面と、収容孔１６５の内周面との間には隙間が置かれ、また、突起１７２が設けられたベース１７１の表面と上型部材１５１の表面１６４との間にも隙間が置かれている。これらの隙間に介在する空気によって断熱がなされ、伝熱部材１７０から上型部材１５１への伝熱は、主として各突起１７２の先端面と、これに接触している上型部材１５１の収容孔１６５の底面とを介してなされる。なお、上記の隙間に、断熱材を充填するようにしてもよい。
【００９４】
図１４は、図１３の成形装置を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す。
【００９５】
図１４に示す例は、上型部材１５１の成形面１６１と下型部材１５２の成形面１６２との間に、レンズアレイ５の複数のレンズ部３２を形成する領域Ｃｄと、レンズアレイ５の基板部３０を形成する領域Ｃｅとを設定し、領域Ｃｄにある樹脂を先に硬化させるようにしたものである。なお、成形面１６１と成形面１６２との間に樹脂Ｍを充填する工程は、図５に示すものと同様であるので、説明を省略する。
【００９６】
ＦＩＧ．１４Ａに示すように、ヒータ１６３と上型部材１５１との間に伝熱部材１７０挟んだ状態でヒータ１６３を動作させ、ヒータ１６３を昇温させる。ヒータ１６３で発生した熱は、伝熱部材１７０の複数の突起１７２の先端面と、これらの先端面に接触している上型部材１５１の複数の収容孔１６５の底面とを介して上型部材１５１に伝えられる。各収容孔１６５の底面は、成形面１６２のレンズ成形部１６２ａの近傍に位置しており、よって、上型部材１５１に伝えられた熱Ｈの多くは、複数のレンズ部３２を形成する領域Ｃｄにある樹脂Ｍに伝達される。それにより、領域Ｃｄにある樹脂Ｍを硬化させ、複数のレンズ部３２を形成する。各レンズ部３２を形成する樹脂Ｍの硬化収縮に対して、その収縮分を補填するように、各レンズ部３２の周囲にある未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、各レンズ部３２を形成する樹脂Ｍと、成形面１６１のレンズ成形部１６１ａ、及び成形面１６２のレンズ成形部１６２ａとの接触が維持される。
【００９７】
次いで、ＦＩＧ．１４Ｂに示すように、ヒータ１６３と上型部材１５１との間から伝熱部材１７０を取り除き、ヒータ１６３を、上型部材１５１の表面１６４に直接重ねる。ヒータ１６３で発生した熱は、上型部材１５１の全体に一様に伝わり、領域Ｃｅにある樹脂Ｍにも伝達される。それにより、領域Ｃｅにある樹脂Ｍを硬化させ、基板部３０を形成する。基板部３０を形成する樹脂Ｍの硬化収縮に対しては、その収縮分を補填するように、基板部３０の外周側の領域にある未硬化の樹脂Ｍ、即ち下型部材１５２の外周面１６６に付着した未硬化の樹脂Ｍが流入する。それにより、基板部３０を形成する樹脂Ｍと、成形面１６１、及び成形面１６２との接触が維持される。
【００９８】
次いで、ＦＩＧ．１４Ｃに示すように、除去部材１５５により、外周面１６６に付着した樹脂Ｍを除去し、レンズアレイ５の外形を円形とする。
【００９９】
以上のようにして製造されるレンズアレイ５は、その基板部３０をカッターなどで切断され、個々にレンズ部３２を含んだ複数のレンズモジュール３（図１参照）に分割される。レンズモジュール３は、上述のとおり、センサモジュール２との組み合わせにおいて撮像ユニット１を構成する。
【０１００】
図１５は、図１の撮像ユニットの製造方法の一例を示す。
【０１０１】
ＦＩＧ．１５Ａに示すように、行列状に配列された複数のレンズ部３２の行間、列間を延びる切断ラインＬに沿って基板部３０を切断する。それにより、レンズアレイ５は、レンズ部３２をそれぞれ含む複数のレンズモジュール３に分割される。そして、ＦＩＧ．１５Ｂに示すように、個々のレンズモジュール３を、スペーサ３５を介してセンサモジュール２に積層する。以上により、撮像ユニット１（図１参照）を得る。
【０１０２】
図１６は、図１５の撮像ユニットの製造方法の変形例を示す。図１６に示す例では、センサモジュール２には２つのレンズモジュール３が積層される。
【０１０３】
ＦＩＧ．１６Ａに示すように、レンズアレイ５におけるレンズ部３２と同じ並びで複数のスペーサ３５が配列された相互に連結されたスペーサアレイ９を介して二枚のレンズアレイ５積層し、レンズアレイ積層体６を構成する。そして、切断ラインＬに沿って積層体６に含む二枚のレンズアレイ５の基板部３０、及びスペーサアレイ９を一括して切断する。それにより、ＦＩＧ．１６Ｂに示すように、レンズアレイ積層体６は、各々が二つのレンズモジュール３が積層されてなる複数のレンズモジュール積層体７に分割される。そして、ＦＩＧ．１６Ｃに示すように、個々のレンズモジュール積層体７を、スペーサ３５を介してセンサモジュール２に積層する。以上により、撮像ユニット１を得る。
【０１０４】
このように、複数のレンズモジュール３を予め積層したレンズモジュール積層体７をセンサモジュール２に積層するようにすれば、それらのレンズモジュール３をセンサモジュール２に順次積層する場合に比べて、撮像ユニット１の生産性を向上させることができる。
【０１０５】
図１７は、図１の撮像ユニットの製造方法の他の例を示す。
【０１０６】
図１７に示す例は、レンズアレイ５をセンサアレイ４に積層して複数の撮像ユニット１の集合体である素子アレイ積層体８を構成し、その後に素子アレイ積層体８を複数の撮像ユニット１に分割するようにしたものである。
【０１０７】
センサアレイ４は、シリコンなどの半導体材料で形成されたウエハ２０を有しており、ウエハ２０には、レンズアレイ５におけるレンズ部３２と同じ並びで、複数の固体撮像素子２２が配列されている。典型的には、ウエハ２０の直径は、６インチ、８インチ、又は１２インチとされ、そこに数千個の固体撮像素子２２が配列される。
【０１０８】
スペーサアレイ９を介してレンズアレイ５をセンサアレイ４に積層し、素子アレイ積層体８を構成する。そして、切断ラインＬに沿って素子アレイ積層体８に含むセンサアレイ４のウエハ２０、及びレンズアレイ５の基板部３０、並びにスペーサアレイ９を一括して切断する。以上により、素子アレイ積層体８は、レンズ部３２及び固体撮像素子２２をそれぞれ含む複数の撮像ユニット１に分割される。
【０１０９】
このように、一枚以上のレンズアレイ５をセンサアレイ４に積層し、その後に、センサアレイ４のウエハ２０、及びレンズアレイ５の基板部３０を一括して切断して複数の撮像ユニット１に分割するようにすれば、レンズモジュール３又はそれらの積層体７をセンサモジュール２に組み付ける場合に比べて、撮像ユニット１の生産性を一層向上させることができる。
【０１１０】
以上説明したように、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、一次元又は二次元に配列された複数のレンズ部と、前記複数のレンズ部の間を埋めてこれらのレンズ部を相互に連結する基板部と、を備えるレンズアレイをエネルギー硬化性の樹脂で一体に形成するレンズアレイの製造方法であって、一対の型部材の間で前記樹脂を挟んで変形させた状態で、該樹脂にエネルギーを付与して該樹脂を硬化させる硬化工程を備え、前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、予め設定された複数の領域ごとに異なるタイミングで硬化させる。
【０１１１】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記複数の領域が同心の円状又は円環状であり、前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、内側の領域から外側の領域に向けて順次硬化させる。
【０１１２】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記複数の領域が同心の円状又は円環状であり、前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、外側の領域から内側の領域に向けて順次硬化させる。
【０１１３】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記複数の領域が、前記複数のレンズ部を形成する領域と、前記基板部を形成する領域であり、前記硬化工程は、前記一対の型部材の間にある未硬化の樹脂を、前記複数のレンズ部を形成する領域を先に硬化させ、次に前記基板部を形成する領域を硬化させる。
【０１１４】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記樹脂が、紫外線硬化性の樹脂であり、前記硬化工程は、前記複数の領域のうち、未硬化領域、又は未硬化領域と硬化済領域を、それ以外の領域をマスクを用いて覆うことにより露呈させ、その状態で紫外線を照射して未硬化の樹脂を硬化させる。
【０１１５】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記樹脂が、熱硬化性の樹脂であり、前記複数の領域のそれぞれに対応する複数の熱源を設け、前記硬化工程は、前記複数の領域の硬化順に従って、前記複数の熱源を順次昇温させる。
【０１１６】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記樹脂が、熱硬化性の樹脂であり、少なくとも一方の型部材に、樹脂と接する成形面とは反対側の表面から該成形面において各レンズ部を形成する部分の近傍まで達する複数の孔を設け、前記複数のレンズ部を形成する領域を硬化させる際には、熱源で発生した熱を、前記複数の孔の底面に加え、前記基板部を形成する領域を硬化させる際には、前記熱源で発生した熱を前記型部材の前記表面に加える。
【０１１７】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記一対の型部材の間には、前記レンズアレイを形成するために必要な量よりも多い量の前記樹脂を予め供給し、前記一対の型部材で前記樹脂を挟んで所定の間隔まで狭める際に前記樹脂を前記一対の型部材の間から溢れ出させ、前記溢れ出た未硬化の樹脂と前記一対の型部材の間に挟まれる樹脂とが繋がった状態のまま、前記硬化工程を行う。
【０１１８】
また、本明細書に開示されたレンズアレイの製造方法は、前記一対の型部材の少なくとも一方の中央部に、前記樹脂を溜める凹部を設け、前記一対の型部材の間には、前記レンズアレイを形成するために必要な量よりも多い量の前記樹脂を予め供給し、前記樹脂を供給する際又は前記一対の型部材で前記樹脂を挟んで所定の間隔まで狭める際に、前記樹脂を前記凹部に流入させ、前記流入した未硬化の樹脂と前記内側の領域の樹脂とが繋がった状態のまま、前記硬化工程を行う。
【０１１９】
また、本明細書に開示されたレンズアレイは、上記いずれかに記載の製造方法により製造されたものである。
【０１２０】
また、本明細書に開示されたレンズアレイ積層体は、上記のレンズアレイを複数備え、これらのレンズアレイが積層されたものである。
【０１２１】
また、本明細書に開示された素子アレイ積層体は、上記のレンズアレイを少なくとも一つと、ウエハ上に複数の固体撮像素子が配列されたセンサアレイと、を備え、前記レンズアレイが前記センサアレイ上に積層されたものである。
【０１２２】
また、本明細書に開示されたレンズモジュールは、上記のレンズアレイから、一つの前記レンズを含んで分割されたものである。
【０１２３】
また、本明細書に開示されたレンズモジュール積層体は、上記のレンズアレイ積層体から、積層方向に並ぶレンズを含んで分割されたものである。
【０１２４】
また、本明細書に開示された撮像ユニットは、上記の素子アレイ積層体から、積層方向に並ぶ固体撮像素子及びレンズを含んで分割されたものである。
【符号の説明】
【０１２５】
１     撮像ユニット
２     センサモジュール
３     レンズモジュール
４     センサアレイ
５     レンズアレイ
６     レンズアレイ積層体
７     レンズモジュール積層体
８     素子アレイ積層体
９     スペーサアレイ
２０   ウエハ
２１   ウエハ片
２２   固体撮像素子
３０   基板部
３１   基板片
３２   レンズ部
３３   光学面
３５   スペーサ
５０   成形装置
５１   上型部材
５２   下型部材
５３   ディスペンサ
５４   硬化手段
５５   除去部材
６１   成形面
６１ａ レンズ成形部
６２   成形面
６２ａ レンズ成形部
６３   線源
６４   マスク
６６   外周面
Ｃａ   領域
Ｃｂ   領域
Ｃｃ   領域
Ｍ     樹脂
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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