(57)【要約】【課題】簡易な装置構成で比較的短時間に製造することのできるレンズアレイのマスターモデル及びその製造方法を提供する。【解決手段】複数のレンズ部６が配列されたレンズアレイ１０のマスターモデル４０は、レンズ部６のレンズ面と同じ形状に成形された曲面をそれぞれ有する複数のレンズ相当部材４２が、レンズアレイ１０における複数のレンズ部６と同じ並びで配列され、一体的に連結されてなる。【選択図】図４
2011084060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを成形するための成形型の原型となるマスターモデルであって、
前記レンズ部のレンズ面と同じ形状に成形された曲面をそれぞれ有する複数のレンズ相当部材が、前記レンズアレイにおける前記複数のレンズ部と同じ並びで配列され、一体的に連結されてなるマスターモデル。
【請求項２】
請求項１に記載のマスターモデルであって、
前記レンズアレイの前記レンズ部は、パワーのあるレンズ面を表裏にそれぞれ有し、
前記各レンズ相当部材は、前記レンズ部の表裏のレンズ面と同じ形状に成形された曲面を表裏にそれぞれ有するマスターモデル。
【請求項３】
複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを成形するための成形型の原型となるマスターモデルの製造方法であって、
前記レンズ部のレンズ面と同じ形状に成形された曲面を有するレンズ相当部材を複数形成する工程と、
前記レンズアレイにおける前記複数のレンズ部と同じ並びで、前記複数のレンズ相当部材を１個又は複数個ずつ配列する工程と、
配列された前記複数のレンズ相当部材を一体的に連結する工程と、
を備えるマスターモデルの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のマスターモデルの製造方法であって、
前記レンズアレイの前記レンズ部は、パワーのあるレンズ面を表裏にそれぞれ有し、
前記各レンズ相当部材は、前記レンズ部の表裏のレンズ面と同じ形状に成形された曲面を表裏にそれぞれ有するマスターモデルの製造方法。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のマスターモデルの製造方法であって、
前記レンズ相当部材は、配列された際に隣り合う他のレンズ相当部材との間を埋めるフランジ部を有し、
前記複数のレンズ相当部材を、それらの前記フランジ部を互いに当接させて配列するマスターモデルの製造方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のマスターモデルの製造方法であって、
前記複数のレンズ相当部材を基板に配列するマスターモデルの製造方法。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のマスターモデルの製造方法であって、
配列された際に隣り合う複数個の前記レンズ相当部材を予め連結しておくマスターモデルの製造方法。
【請求項８】
複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型であって、
請求項１に記載のマスターモデルの形状を型素材に転写して形成された成形型。
【請求項９】
複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型であって、
請求項２に記載のマスターモデルの表面形状を第１の型素材に転写して形成された上型、及び前記マスターモデルの裏面形状を第２の型素材に転写して形成された下型を備え、
前記上型及び前記下型に、相互の位置決めをなす位置決め部が設けられた成形型。
【請求項１０】
複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型の製造方法であって、
請求項２に記載のマスターモデルの表面に複数の凸部を設けると共に、前記マスターモデルの裏面にも、前記表面の前記複数の凸部の各々に対応する位置に、凸部をそれぞれ設け、
前記マスターモデルの表面形状を型素材に転写して上型を形成し、また、前記マスターモデルの裏面形状を型素材に転写して下型を形成する成形型の製造方法。
【請求項１１】
複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型の製造方法であって、
請求項２に記載のマスターモデルを型素材で包み込んで、該マスターモデルの表面形状及び裏面形状を該型素材に転写し、
前記型素材を切断して、前記マスターモデルの表面形状が転写された上型と、前記マスターモデルの裏面形状が転写された下型とに分離する成形型の製造方法。
【請求項１２】
請求項８又は請求項９に記載のレンズアレイ用成形型を用いてレンズ材料を成形してなるレンズアレイ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のレンズアレイから一つのレンズ部を含んで分離されたレンズモジュール。
【請求項１４】
固体撮像素子を含むセンサモジュールと、前記固体撮像素子に結像する少なくとも一つのレンズモジュールとを備え、
前記レンズモジュールが、請求項１３に記載のレンズモジュールである撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイのマスターモデル及びその製造方法に関する。
【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、固体撮像素子の受光面に結像するレンズと、を備えている。  
【０００３】
携帯端末の小型化・薄型化、そして携帯端末の普及により、それ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、そして生産性が要求される。かかる要求に対して、複数の固体撮像素子が配列されたセンサアレイに、複数のレンズ部が同様に配列されたレンズアレイを重ね、それらを一体に組み合わせた後に、個々にレンズ部及び固体撮像素子を含むようにレンズアレイ及びセンサアレイを分断して撮像ユニットを量産する方法が知られている。  
【０００４】
上記の用途に用いられるレンズアレイを製造するにあたって、以下の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
（１）所定のレンズ面形状を反転した形状のレンズ成形面を有する型を用い、基板の表面に供給された樹脂に型のレンズ成形面の形状を転写し、硬化させる。
（２）上記（１）の工程を繰り返し、レンズ面形状に成形された樹脂成形部を基板の表面に配列する。
（３）同様にして、基板の裏面にもレンズ面形状に成形された樹脂成形部を配列して、マスターモデルを得る。
（４）電鋳によって、マスターモデルの表裏にそれぞれＮｉ等の金属を堆積させ、上型、及び下型を得る。
（５）上型と下型との間に光硬化性樹脂材料、又は熱硬化性樹脂材料を供給する。
（６）樹脂材料を上型と下型との間で挟み、圧縮することによって両型に倣って樹脂材料を変形させる。
（７）樹脂材料に光を照射し、又は熱を加え、樹脂材料を硬化させる。  
【０００５】
上記のレンズアレイの製造方法によれば、マスターモデルの表裏面には、それぞれ所定のレンズ面形状に成形された曲面が配列される。上型には、マスターモデルの表面に配列されたレンズ面形状の曲面を反転した形状のレンズ成形面が配列され、下型には、マスターモデルの裏面に配列されたレンズ面形状の曲面を反転した形状のレンズ成形面が配列される。そして、上型及び下型の対となるレンズ成形面の間でレンズ部が成形され、これらのレンズ部は、上型及び下型のレンズ成形面を除く成形面の間で成形される基板部により相互に連結される。上記の用途に用いられるレンズアレイにあっては、全体として例えば直径が６インチ、８インチ、又は１２インチのウエハ状（円板状）をなし、そこに例えば数千個のレンズ部が配列される。かかるレンズアレイを、以下では特にウエハレベルレンズアレイと称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０８／１５３１０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のレンズアレイの製造方法では、レンズアレイのマスターモデルを製造するにあたり、基板の表面及び裏面のそれぞれにおいて、型のレンズ成形面を樹脂に転写して硬化させる工程をレンズアレイに配列されるレンズ部の数だけ繰り返す必要がある。特に、数千個ものレンズが配列されるウエハレベルレンズアレイのマスターモデルともなると、その製造には非常に時間がかかる。また、基板上に樹脂を供給し、基板上で樹脂を成形するので、樹脂の供給手段、型の駆動手段、供給された樹脂の漏出の防止対策、等で装置も大掛かりになる。  
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な装置構成で比較的短時間に製造することのできるレンズアレイのマスターモデル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを成形するための成形型の原型となるマスターモデルであって、前記レンズ部のレンズ面と同じ形状に成形された曲面をそれぞれ有する複数のレンズ相当部材が、前記レンズアレイにおける前記複数のレンズ部と同じ並びで配列され、一体的に連結されてなるマスターモデル。
（２）複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを成形するための成形型の原型となるマスターモデルの製造方法であって、前記レンズ部のレンズ面と同じ形状に成形された曲面を有するレンズ相当部材を複数形成する工程と、前記レンズアレイにおける前記複数のレンズ部と同じ並びで、前記複数のレンズ相当部材を１個又は複数個ずつ配列する工程と、配列された前記複数のレンズ相当部材を一体的に連結する工程と、を備えるマスターモデルの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズアレイのマスターモデルは、複数のレンズ相当部材を配列し、それらを連結して構成され、基板上で型のレンズ成形面を樹脂に転写して硬化させる工程を繰り返すものに比べて、簡易な装置構成で比較的短時間に製造することができる。
【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】本発明の実施形態を説明するためのマスターモデルの一例を示す図。
【図５】図４のマスターモデルをV-V線断面で示す図。
【図６】本発明の実施形態を説明するためのマスターモデルの製造方法の一例を示す図。
【図７】図６のマスターモデルの製造方法の詳細を示す図。
【図８】図４のマスターモデルの変形例を示す平面図である。
【図９】図８のマスターモデルをIX-IX線断面で示す図。
【図１０】図４のマスターモデルの他の変形例を示す図。
【図１１】図４のマスターモデルの他の変形例を示す図。
【図１２】図４のマスターモデルの他の変形例を示す図。
【図１３】図１２のマスターモデルをXIII-XIII線断面で示す図。
【図１４】本発明の実施形態を説明するための成形型の一例を示す図。
【図１５】図１４の成形型の製造方法の一例を示す図。
【図１６】図１４の成形型を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す図。
【図１７】本発明の実施形態を説明するためのマスターモデルの他の例を示す図。
【図１８】図１７のマスターモデルをXVIII-XVIII線断面で示す図。
【図１９】本発明の実施形態を説明するためのマスターモデルの製造方法の他の例を示す図。
【図２０】本発明の実施形態を説明するための成形型の他の例を示す図。
【図２１】図２０の成形型の製造方法の一例を示す図。
【図２２】図２０の成形型を用いたレンズアレイの製造方法の一例を示す図。
【図２３】図１の撮像ユニットの製造方法の一例を示す図。
【図２４】図１７のマスターモデルの変形例を示す図。
【図２５】図２４のマスターモデルの製造方法の一例を示す図。
【図２６】図１７のマスターモデルの他の変形例を示す図。
【図２７】図１７のマスターモデルの他の変形例を示す図。
【図２８】図２７のマスターモデルをXXVIII-XXVIII線断面で示す図。
【図２９】図２７のマスターモデルの製造方法の一例を示す図。
【図３０】図１７のマスターモデルの他の変形例を示す図。
【図３１】本発明の実施形態を説明するための成形型の他の例を示す図。
【図３２】図３１の成形型の製造方法の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
センサモジュール２は、固体撮像素子４と、基板部５とを備えている。基板部５は、例えばシリコンなどの半導体材料で形成されている。固体撮像素子４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、基板部５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、基板部５上に受光領域、絶縁膜、電極、配線、等を形成して構成されている。
【００１４】
レンズモジュール３は、レンズ部６と、フランジ部７とを備えている。レンズ部６は、その表裏に所定のレンズ面６ａ、６ｂを有している。両レンズ面６ａ、６ｂは、図示の例ではいずれも凸形状の球面とされているが、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。フランジ部７は、レンズ部６の外周から鍔状に張り出して、レンズ部６の外周を取り囲んでいる。レンズ部６、及びフランジ部７は、透光性の材料で一体に形成されている。
【００１５】
レンズモジュール３は、そのフランジ部７と基板部５との間にスペーサ９を介してセンサモジュール２に積層され、センサモジュール２に組み付けられている。スペーサ９は、レンズモジュール３のレンズ部６がセンサモジュール２の固体撮像素子４の受光面に結像するように、センサモジュール２の基板部５とレンズモジュール３のフランジ部７との間に所定の距離を置く厚みとなっている。スペーサ９と両モジュール２、３とは、例えば接着剤などを用いて接合される。
【００１６】
スペーサ９は、センサモジュール２の基板部５とレンズモジュール３のフランジ部７との間に所定の距離を置くことができる限り、その形状は特に限定されないが、固体撮像素子４の周囲を取り囲んで両モジュール２、３の間を外より隔絶する枠状の部材であることが好ましい。これによれば、両モジュール２、３の間から塵等の異物が入り、それが固体撮像素子４の受光面に付着することを防止することができる。さらに、スペーサ９を遮光性の材料で形成すれば、両モジュール２、３の間から固体撮像素子４に入射する不要な光を遮ることができる。
【００１７】
なお、図示の例では、センサモジュール２に組み付けられるレンズモジュール３が１つとなっているが、複数のレンズモジュール３が組み付けられる場合もある。その場合に、複数のレンズモジュール３は、スペーサ９と同等のスペーサを介して順次積層され、センサモジュール２に組み付けられる。また、それらのレンズ部６のレンズ面６ａ、６ｂは、レンズモジュール３毎に異なっていてもよい。
【００１８】
以上のように構成された撮像ユニット１は、例えば携帯端末等の回路基板にリフロー実装される。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ており、そこに撮像ユニット１が載置される。そして、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る。それにより半田が溶け、撮像ユニット１は回路基板に実装される。
【００１９】
上述のレンズモジュール３は、複数のレンズ部６が１次元又は２次元に配列されたレンズアレイを、個々にレンズ部６を含むように分断して得られる。また、上述のセンサモジュール２も同様に、複数の固体撮像素子が１次元又は２次元に配列されたセンサアレイを、個々に固体撮像素子を含むように分断して得られる。以下に、レンズモジュール３を得るレンズアレイについて詳細に説明する。
【００２０】
図２及び図３に示すレンズアレイ１０は、複数のレンズ部６と、これらのレンズ部６を相互に繋ぐ基板部１１とを備えている。このレンズアレイ１０は、全体として所定のサイズのウエハ状をなし、そこに複数のレンズ部６が配列されたウエハレベルレンズアレイであって、図示の例では、複数のレンズ部６は２次元に配列されている。これらのレンズ部６、及び基板部１１は、透光性の材料で一体に形成されている。
【００２１】
上述のレンズモジュール３（図１参照）は、ウエハレベルレンズアレイ１０において、隣り合うレンズ部６の間で基板部１１を切断して得られる。切断されて個々のレンズ部６に付属する基板部１１が、レンズモジュール３のフランジ部７となる。  
【００２２】
ウエハレベルレンズアレイ１０は、そのマスターモデルが製造され、このマスターモデルから成形型が製造される。そして、ウエハレベルレンズアレイ１０は、この成形型を用いて製造される。以下に、まず、ウエハレベルレンズアレイ１０のマスターモデル、及びその製造方法について説明する。  
【００２３】
図４及び図５に示すマスターモデル４０は、基板４１と、複数のレンズ相当部材４２とを備えている。これらのレンズ相当部材４２は、基板４１上に配列され、基板４１に接着固定されている。図示の例では、レンズ相当部材４２は、ウエハレベルレンズアレイ１０における複数のレンズ部６の配列に対応して、２次元に配列されている。
【００２４】
基板４１は、ウエハレベルレンズアレイ１０と同サイズのウエハ状に形成されている。基板４１の材料は特に限定されないが、例えば、ガラスや樹脂などが用いられる。
【００２５】
レンズ相当部材４２は、その表面が、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６に形成する表側のレンズ面６ａと同一形状の曲面に成形され、また、その裏面は平面に成形されている。レンズ相当部材４２は、例えば、デジタルカメラ用レンズ等の製造で一般的に行われているガラスのプレス成形や樹脂の射出成形により形成される。
【００２６】
図６は、マスターモデル４０の製造方法を示し、多数のレンズ相当部材４２が予め作製され、作製されたレンズ相当部材４２はレンズホルダ４３に整列して収納されている。また、基板４１には、その表面に接着剤５１が塗布されている。接着剤としては、例えば光硬化性や熱硬化性の樹脂材料が用いられる。基板４１上を精密に走査可能なＸＹロボット４４を用い、レンズホルダ４３に収納されたレンズ相当部材４２を保持し、レンズホルダ４３からレンズ相当部材４２を１個ずつ取り出して基板４１上に移送する。そして、レンズ相当部材４２が基板４１上の所定位置に配置されるよう位置決めし、基板４１に対してレンズ相当部材４２を押圧して基板４１の表面に密着させる。ＸＹロボット４４によるレンズ相当部材４２の保持は、例えば吸着パッドが用いられる。
【００２７】
図７に示すように、ＸＹロボット４４によりレンズ相当部材４２を保持する際には、開閉駆動されるＶ字状の一対のブロック４４ｂでレンズ相当部材４２を両側から挟み込み、ＸＹロボット４４の保持部４４ａとレンズ相当部材４２との芯合わせがなされる。なお、Ｖ字状の一対のブロック４４ｂに限らず、その他の適宜なガイド手段を用いてＸＹロボット４４の保持部４４ａとレンズ相当部材４２との芯合わせを行ってもよい。
【００２８】
以上の工程を繰り返して、ウエハレベルレンズアレイ１０の複数のレンズ部６と同数のレンズ相当部材４２を基板４１上に配列し、接着剤５１として紫外線硬化樹脂を用いた場合には紫外線を照射し、また接着剤５１として熱効果性樹脂を用いた場合には加熱して接着剤５１を硬化させ、レンズ相当部材４２を基板４１に固定する。
【００２９】
以上により、ウエハレベルレンズアレイ１０の表面形状と同一の形状に形成されたマスターモデル４０が製造される。このように、予め作製されたレンズ相当部材４２を基板４１上に配列して固定するようにすれば、基板上で型のレンズ成形面を樹脂に転写して硬化させる工程を繰り返す場合に比べて、簡易な装置構成で比較的短時間にマスターモデル４０を製造することができる。
【００３０】
ウエハレベルレンズアレイ１０の裏面形状に関するマスターモデルについても、同様に、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６に形成する裏側のレンズ面６ｂと同一形状の曲面を有するレンズ相当部材を基板上に複数配列し、それらのレンズ相当部材を基板に固定して製造される。この場合、ウエハレベルレンズアレイ１０の表面形状に関するマスターモデルと、ウエハレベルレンズアレイ１０の裏面形状に関するマスターモデルとに分けられるが、基板を共用し、その表裏面にそれぞれレンズ相当部材を固定し、一つとすることもできる。
【００３１】
また、上述の例では、レンズホルダ４３からレンズ相当部材４２を１個ずつ取り出して基板４１上に移送するものとして説明したが、ＸＹロボット４４に複数の保持部４４ａを備え、レンズホルダ４３からレンズ相当部材４２を複数個ずつ取り出して基板４１上に配置することもできる。さらに、複数個のレンズ相当部材４２を、基板４１上での並びにおけるピッチで相互に連結した状態に作製しておけば、それらのレンズ相当部材４２のいずれか一つを基板４１上で位置決めすることで、他のレンズ相当部材４２については自ずと基板４１上の所定位置に配置されるので、作業効率が向上する。
【００３２】
以下に、マスターモデル４０の変形例を説明する。
【００３３】
図８及び図９に示すマスターモデル４０ａは、基板４１と、複数のレンズ相当部材４２とを備えている。そして、基板４１の表面には、複数の凹部４５が形成されている。凹部４５は、レンズ相当部材４２が配置される箇所に設けられており、更に図示の例では、凹部４５は、行列状に配列されるレンズ相当部材４２の行又は列に沿って隣り合う凹部４５と連結されている。そして、これらの凹部４５は、行又は列に沿って連結されることで格子状の溝を構成している。凹部４５には接着剤が充填されており、レンズ相当部材４２は、凹部４５に充填された接着剤によって基板４１に接着固定される。これによれば、基板４１の表面は接着剤によって覆われず、レンズ相当部材４２と基板４１の表面との密着がより確実になされる。それにより、レンズ相当部材４２の中心軸（レンズ部６の光軸に相当する）の倒れを防止することができる。さらに、複数の凹部４５が連結されているので、凹部４５が独立している場合に比べて、全ての凹部４５への接着剤の充填が容易となる。さらに、凹部４５が行又は列に沿って連結され、格子状の溝を構成しており、格子点を指標としてレンズ相当部材４２を基板４１上で位置決めすることもできる。
【００３４】
図１０に示すマスターモデル４０ｂは、基板４１と、複数のレンズ相当部材４２とを備えている。そして、基板４１の表面には、複数の嵌合凹部４６が形成されている。嵌合凹部４６は、レンズ相当部材４２が配置される箇所に設けられており、レンズ相当部材４２が嵌り込む大きさに形成されている。これによれば、レンズ相当部材４２の位置決めが容易となり、また位置決め精度を向上させることもできる。嵌合凹部４６は、例えば、嵌合凹部４６を形成する箇所を露呈させるマスクを用いて基板４１に対しサンドブラスト加工を施すことにより形成することができる。なお、図示の例では、嵌合凹部４６の底面に、接着剤が充填される凹部４５が設けられている。
【００３５】
図１１に示すマスターモデル４０ｃは、基板４１と、複数のレンズ相当部材４２とを備えている。そして、基板４１には、複数の吸引孔４７が形成されている。吸引孔４７は、基板４１を厚み方向に貫通し、レンズ相当部材４２が配置される箇所に開口している。レンズ相当部材４２が基板４１上に配列された後に、吸引孔４７を減圧してレンズ相当部材４２を基板４１に吸着し、その状態で吸引孔４７を封止することで、レンズ相当部材４２は基板４１に固定されている。これによれば、基板４１の表面は接着剤によって覆われず、レンズ相当部材４２と基板４１の表面との密着がより確実になされる。それにより、レンズ相当部材４２の中心軸の倒れを防止することができる。吸引孔４７を封止してレンズ相当部材４２を固定するのに替えて、レンズ相当部材４２を基板４１に吸着した状態で、レンズ相当部材４２の周囲に接着材を流し込み、これを硬化させてレンズ相当部材４２を固定するようにしてもよい。
【００３６】
図１２及び図１３に示すマスターモデル４０ｄは、基板４１と、複数のレンズ相当部材４２とを備えている。そして、レンズ相当部材４２には、フランジ部４８がそれぞれ設けられている。フランジ部４８は、レンズ相当部材４２が基板４１上に配列された際に、隣り合うレンズ相当部材４２の間を埋めるように形成されており、図示の例では、平面視で四角形状に形成されている。これによれば、一つのレンズ相当部材４２を基板４１上で位置決めすればよく、他のレンズ相当部材４２についてはフランジ部４８の側面同士を当接させることで基板４１上の所定位置に配置することができ、作業効率が向上する。なお、基板４１の外周部にあって、レンズ相当部材４２のフランジ部４８で覆われていない領域には、例えばレンズ相当部材４２を形成する材料と同じガラスや樹脂などからなるパテ４９が、周囲のフランジ部４８と同じ高さまで盛られている。
【００３７】
上述したマスターモデル４０及びその変形例４０ａ〜４０ｄは、いずれも複数のレンズ相当部材４２の各々を基板４１に固定し、基板４１を介して連結されているが、上述のマスターモデル４０ｄにおいては、複数のレンズ相当部材４２の各々のフランジ部４８を相互に接合して、基板４１を介さずに、これらのレンズ相当部材４２を連結するようにしてもよい。
【００３８】
次に、ウエハレベルレンズアレイ１０の成形型について説明する。
【００３９】
図１４に示す上型２０は、ウエハレベルレンズアレイ１０の表面形状に関するマスターモデル４０を用いて製造された成形型である。また、下型３０は、ウエハレベルレンズアレイ１０の裏面形状に関するマスターモデル５０を用いて製造された成形型である。
【００４０】
上型２０の転写面２１は、マスターモデル４０の形状が転写されてなり、つまりはウエハレベルレンズアレイ１０の表面形状を反転させた形状となっている。よって、転写面２１には、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６の配列に対応してレンズ成形面２２が２次元に配列されている。そして、レンズ成形面２２は、凸形状の球面であるレンズ面６ａに対応して凹形状の球面に成形されている。下型３０の転写面３１は、マスターモデル５０の形状が転写されてなり、つまりはウエハレベルレンズアレイ１０の裏面形状を反転させた形状となっている。よって、転写面３１には、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６の配列に対応してレンズ成形面３２が２次元に配列されている。そして、レンズ成形面３２は、凸形状の球面であるレンズ面６ｂに対応して凹形状の球面に成形されている。これらの上型２０及び下型３０は、例えば電鋳法により製造される。
【００４１】
図１５に示すように、電鋳法による上型２０の製造は、まず、マスターモデル４０の表面に導電膜を形成する。そして、導電膜が形成されたマスターモデル４０をニッケルメッキ液に漬け、その中で導電膜を陰極とする電界を生じさせる。それにより、マスターモデル４０の表面にニッケルＮｉが析出・堆積する。このニッケルＮｉの堆積物が上型２０となり、マスターモデル４０との接触面が転写面２１となる。
【００４２】
次に、図１６を参照して、以上のプロセスを経て製造される上型２０及び下型３０を用いたウエハレベルレンズアレイ１０の製造方法を説明する。
【００４３】
まず、下型３０の転写面３１上に成形材料Ｍを供給し、成形材料Ｍを転写面３１上に行き渡らせる。成形材料Ｍの流動性が比較的低い場合には、例えば、成形材料Ｍを予熱し、流動性を高めた状態で転写面３１上に供給する（ＦＩＧ．１６Ａ）。
【００４４】
成形材料Ｍとしては、エネルギー硬化性の樹脂組成物を用いることができる。エネルギー硬化性の樹脂組成物は、熱により硬化する樹脂組成物、あるいは活性エネルギー線の照射（例えば紫外線）により硬化する樹脂組成物のいずれであってもよい。  
【００４５】
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。
【００４６】
一方、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。
【００４７】
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）、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）、（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。  
【００４８】
また、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂組成物が望まれる。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。
【００４９】
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２００６／０９５６１０号公報、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。  
【００５０】
また、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。  
【００５１】
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。
【００５２】
また、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。  
【００５３】
また、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。  
【００５４】
また、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該組成物を基板及び／又は型の上にキャストし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。  
【００５５】
次いで、上型２０を降下させ、上型２０の転写面２１と下型３０の転写面３１との間で成形材料Ｍを挟み、圧縮することによって両転写面２１、３１に倣って成形材料Ｍを変形させる（ＦＩＧ．１６Ｂ）。  
【００５６】
次いで、上型２０が降下しきった後に、加熱又は活性エネルギー線の照射によって成形材料Ｍに硬化エネルギーを付与し、上型２０の転写面２１と下型３０の転写面３１との間で成形材料Ｍを硬化させ、ウエハレベルレンズアレイ１０を得る。対となる上型２０のレンズ成形面２２と下型３０のレンズ成形面３２との間でレンズ部６が成形される。また、レンズ成形面２２、３２を除く上型２０の転写面２１と下型３０の転写面３１との間で基板部１１が成形される（ＦＩＧ．１６Ｃ）。
【００５７】
そして、ウエハレベルレンズアレイ１０を上型２０及び下型３０から離型する（ＦＩＧ．１６Ｄ）。  
【００５８】
以上の説明したウエハレベルレンズアレイ１０の製造方法において、その製造に用いられるマスターモデル４０は、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６の表裏のレンズ面６ａ、６ｂのうちいずれか一方のレンズ面に対応する曲面が設けられたレンズ相当部材４２を複数配列して構成されているが、以下では、レンズ部６のレンズ面６ａに対応する曲面、及びレンズ面６ｂに対応する曲面の双方が設けられたレンズ相当部材を複数配列して構成されるマスターモデルについて説明する。なお、以下の説明において、レンズ部６の表裏のレンズ面６ａ，６ｂは、それぞれ凸形状の球面、凹形状の球面、又は非球面であって、いずれもパワーを有するものとする。
【００５９】
図１７及び図１８に示すマスターモデル１４０は、基板１４１と、複数のレンズ相当部材１４２とを備える。
【００６０】
レンズ相当部材１４２は、その表裏に曲面１４３ａ、１４３ｂが形成されており、また、曲面１４３ａ、１４３ｂに挟まれる部分の外周を包囲するフランジ部１４４を有している。表側の曲面１４３ａは、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６の表側のレンズ面６ａと同一形状に成形されており、また、その裏側の曲面１４３ｂは、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６の裏側のレンズ面６ｂと同一形状に成形されている。曲面１４３ａ、１４３ｂに挟まれる部分の厚みは、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６と同じ厚みとされており、また、フランジ部１４４の厚みは、ウエハレベルレンズアレイ１０の基板部１１と同じ厚みとされている。
【００６１】
そして、曲面１４３ａ、１４３ｂは、それらの中心軸が互いに一致するように形成されている。曲面１４３ａ、１４３ｂの中心軸について許容される同軸度は、撮像ユニット１（図１参照）におけるレンズモジュール３のレンズ部６の表裏のレンズ面６ａ、６ｂの光軸について許容される同軸度に準拠し、例えば携帯電話等に搭載される撮像ユニットおいては、典型的には１〜２μｍである。前記の同軸度を満足するレンズ相当部材１４２は、例えば、ガラスのプレス成形や樹脂の射出成形により形成され得る。
【００６２】
基板１４１は、ウエハレベルレンズアレイ１０と同サイズのウエハ状をなし、その厚みはウエハレベルレンズアレイ１０の基板部１１と同じ厚みとされている。そして、基板１４１には、その厚み方向に貫通し、レンズ相当部材１４２が嵌り込む大きさの貫通孔１４５が複数形成されている。貫通孔１４５は、ウエハレベルレンズアレイ１０におけるレンズ部６と同じ並びで基板１４１に配列されている。基板１４１の材料は特に限定されないが、例えば、ガラスや樹脂などが用いられる。
【００６３】
次に、マスターモデル１４０の製造方法を説明する。
【００６４】
図１９に示すように、基板１４１の貫通孔１４５の内周面には、接着剤１５０がそれぞれ塗布されている。接着剤としては、例えば光硬化性や熱硬化性の樹脂材料が用いられる。また、基板１４１の裏面には、治具１５１が添えられている。治具１５１には、基板１４１の貫通孔１４５にそれぞれ接続する複数の貫通孔１５２が形成されている。貫通孔１５２は、レンズ相当部材１４２の一方の曲面１４３ｂよりは大きく、かつフランジ部１４４よりは小さい径に形成されている。そして、レンズ相当部材１４２を、個々に基板１４１の貫通孔１４５に嵌め込んでいく。治具１５１は、貫通孔１５２を通して基板１４１の貫通孔１４５に嵌め込まれたレンズ相当部材１４２の裏側の曲面１４３ｂを露呈させ、貫通孔１５２の周縁部でレンズ相当部材１４２のフランジ部１４４を支持し、全てのレンズ相当部材１４２を同じ高さに揃える（ＦＩＧ．１９Ａ）。
【００６５】
以上の工程を繰り返し、基板１４１の全ての貫通孔１４５にレンズ相当部材１４２をそれぞれ嵌め込む。その後に、接着剤１５０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には紫外線を照射し、また接着剤１５０として熱硬化性樹脂を用いた場合には加熱して接着剤１５０を硬化させ、レンズ相当部材１４２を基板１４１にそれぞれ固定する。基板１４１とレンズ相当部材１４２とが接着によって固定された後は、治具１５１を基板１４１から取り外す（ＦＩＧ．１９Ｂ）。
【００６６】
以上により、複数のレンズ相当部材１４２は、ウエハレベルレンズアレイ１０における複数のレンズ部６と同じ並びに配列され、基板１４１によって相互に連結されて一体化される。それにより得られるマスターモデル１４０は、ウエハレベルレンズアレイ１０と同一形状をなす。
【００６７】
このように、ウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６の表裏に形成されるレンズ面６ａ、６ｂとそれぞれ同じ形状の曲面１４３ａ、１４３ｂが表裏に形成されたレンズ相当部材１４２を複数配列して、マスターモデル１４０の表裏にそれらの曲面１４３ａ、１４３ｂを配列している。個々のレンズ相当部材１４２において、中心軸を高精度に合わせてその表裏に曲面１４３ａ、１４３ｂを形成するのは比較的容易である。よって、マスターモデル１４０の全体にわたって、対となる曲面１４３ａ、１４３ｂの中心軸を容易にかつ高精度に合わせることができる。
【００６８】
次に、マスターモデル１４０を用いて製造されるレンズアレイの成形型及びその製造方法について説明する。
【００６９】
図２０に示す成形型は、上型１２０と、下型１３０とを備える。
【００７０】
上型１２０は、転写面１２１を有する。転写面１２１は、マスターモデル１４０の表面形状が転写されてなり、つまりはウエハレベルレンズアレイ１０の表面形状を反転させた形状となっている。転写面１２１には、マスターモデル１４０の表側に配列された曲面１４３ａと同じ並びで複数のレンズ成形面１２２が行列状に配列されている。レンズ成形面１２２は、凸形状の球面である曲面１４３ａに対応して凹形状の球面に成形されている。
【００７１】
下型１３０は、転写面１３１を有する。転写面１３１は、マスターモデル１４０の裏面形状が転写されてなり、つまりはウエハレベルレンズアレイ１０の裏面形状を反転させた形状となっている。転写面１３１には、マスターモデル１４０の裏側に配列された曲面１４３ｂと同じ並びで複数のレンズ成形面１３２が行列状に配列されている。レンズ成形面１３２は、凸形状の球面である曲面１４３ｂに対応して凹形状の球面に成形されている。
【００７２】
上型１２０及び下型１３０には、相互の位置決めを行う位置決め部として、対となるピン収容孔１２３、１３３が複数箇所に設けられている。
【００７３】
図２１に示すように、上型１２０及び下型１３０は、マスターモデル１４０を用いて電鋳法により製造することができる。まず、マスターモデル１４０の複数箇所にピン１４６をそれぞれ立設する。ピン１４６は、マスターモデル１４０の表側及び裏側にそれぞれ突出するように、マスターモデル１４０をその厚さ方向に貫通して配置される。そして、マスターモデル１４０の表面、及び裏面に導電膜をそれぞれ形成する。
【００７４】
次いで、マスターモデル１４０をニッケルメッキ液に漬け、その中で導電膜を陰極とする電界を生じさせる。それにより、マスターモデル１４０の表面及び裏面にニッケルがそれぞれ析出・堆積する。マスターモデル１４０の表側の堆積物が上型１２０となり、また、マスターモデル１４０の裏側の堆積物が下型１３０となる。
【００７５】
上型１２０において、マスターモデル１４０との接触面が転写面１２１となり、その面には、マスターモデル１４０の表側に配列された曲面１４３ａと同じ並びで、曲面１４３ａを反転した形状のレンズ成形面１２２が配列される。また、転写面１２１には、マスターモデル１４０の表側に突出して配置されたピン１４６の端部の形状が転写されてなるピン収容孔１２３が形成される。
【００７６】
同様に、下型１３０において、マスターモデル１４０との接触面が転写面１３１となり、その面には、マスターモデル１４０の裏側に配列された曲面１４３ｂと同じ並びで、曲面１４３ｂを反転した形状のレンズ成形面１３２が配列される。また、転写面１３１には、マスターモデル１４０の裏側に突出して配置されたピン１４６の端部の形状が転写されてなるピン収容孔１３３が形成される。
【００７７】
マスターモデル１４０は、上述のとおり、対となる曲面１４３ａ、１４３ｂの中心軸がその全体にわたって高精度に合っている。よって、上型１２０及び下型１３０の相互の位置決めが正確になされることにより、対となる上型１２０のレンズ成形面１２２及び下型１３０のレンズ成形面１３２の中心軸もまた、全てにおいて高精度に合うこととなる。そして、上型１２０の各ピン収容孔１２３と、対応する下型１３０のピン収容孔１３３とに、ピン１４６の端部をそれぞれ収容することにより、上型１２０及び下型１３０の相互の位置決めを容易にかつ正確に行うことができる。
【００７８】
なお、上型１２０及び下型１３０の製造は、電鋳法に限られるものではない。例えば、型素材としてガラスや樹脂を用い、軟化したこれらの型素材にマスターモデル１４０の表面形状又は裏面形状をそれぞれ転写して製造することもできる。
【００７９】
次に、図２２を参照して、上述の上型１２０及び下型１３０を用いたウエハレベルレンズアレイ１０の製造方法について説明する。
【００８０】
まず、下型１３０の転写面１３１上に成形材料Ｍを供給する（ＦＩＧ．２２Ａ）。
【００８１】
次いで、上型１２０を降下させ、上型１２０の転写面１２１と下型１３０の転写面１３１との間で成形材料Ｍを挟み、圧縮することによって転写面１２１、１３１に倣って成形材料Ｍを変形させる。ここで、上型１２０の各ピン収容孔１２３と、対応する下型１３０のピン収容孔１３３とに、ピン１４６の端部をそれぞれ収容して、上型１２０及び下型１３０の相互の位置決めを行う。それにより、上型１２０の各レンズ成形面１２２の中心軸と、対応する下型１３０のレンズ成形面１３２の中心軸とが高精度に合わされる（ＦＩＧ．２２Ｂ）。
【００８２】
次いで、上型１２０が降下しきった後に、加熱又は活性エネルギー線の照射によって成形材料Ｍに硬化エネルギーを付与し、上型１２０の転写面１２１と下型１３０の転写面１３１との間で成形材料Ｍを硬化させ、ウエハレベルレンズアレイ１０を得る。対となる上型１２０のレンズ成形面１２２と下型１３０のレンズ成形面１３２との間でレンズ部６が形成される。また、レンズ成形面１２２、１３２を除く上型１２０の転写面１２１と下型１３０の転写面１３１との間で基板部１１が形成される（ＦＩＧ．２２Ｃ）。
【００８３】
そして、ウエハレベルレンズアレイ１０を上型１２０及び下型１３０から離型する（ＦＩＧ．２２Ｄ）。
【００８４】
上型１２０と下型１３０の相互の位置決めにより、対となる上型１２０のレンズ成形面１２２及び下型１３０のレンズ成形面１３２の中心軸が、全てにおいて高精度に合った状態にあるので、対となるレンズ成形面１２２、１３２の間でそれぞれ形成されるレンズ部６の表裏のレンズ面６ａ、６ｂの光軸もまた、全てにおいて高精度に合うこととなる。
【００８５】
次に、図２３を参照して、撮像ユニットの製造方法について説明する。
【００８６】
図２３に示す例は、スペーサ部材７０を介してセンサアレイ６０にウエハレベルレンズアレイ１０を積層して一体とし、その後に、ウエハレベルレンズアレイ１０、センサアレイ６０、及びスペーサ部材７０をまとめて切断して、複数の撮像ユニット１（図１参照）を得るものである。
【００８７】
センサアレイ６０は、シリコンなどの半導体材料で形成されたウエハ６１を備える。ウエハ６１は、ウエハレベルレンズアレイ１０と同サイズに形成されている。そして、ウエハ６１上には、複数の固体撮像素子４が形成されている。これらの固体撮像素子４は、ウエハ６１上において、ウエハレベルレンズアレイ１０の複数のレンズ部６と同じ並びで行列状に配列されている。
【００８８】
スペーサ部材７０は、ウエハレベルレンズアレイ１０と同サイズのウエハ状をなす部材である。スペーサ部材７０には、複数の貫通孔７１が形成されている。これらの貫通孔７１は、スペーサ部材７０において、ウエハレベルレンズアレイ１０の複数のレンズ部６と同じ並びで行列状に配列されている。
【００８９】
まず、複数の固体撮像素子４が配列されているセンサアレイ６０の表面にスペーサ部材７０を載置して、両者を接合する。そして、スペーサ部材７０の上にウエハレベルレンズアレイ１０を載置し、スペーサ部材７０とウエハレベルレンズアレイ１０とを接合する。スペーサ部材７０により、ウエハレベルレンズアレイ１０の各レンズ部６と、対応するセンサアレイ６０の固体撮像素子４との間に、所定の距離が置かれる（ＦＩＧ．２３Ａ）。
【００９０】
そして、ウエハレベルレンズアレイ１０、センサアレイ６０、及びスペーサ部材７０が一体となった積層体８０を格子状に切断する。ウエハレベルレンズアレイ１０は、個々にレンズ部６を含む複数のレンズモジュール３に分離され、センサアレイ６０は、個々に撮像素子を含む複数のセンサモジュール２に分離され、そして、スペーサ部材７０は、各レンズモジュール３と対応するセンサモジュール２との間に介在して両者を接続する複数のスペーサ９に分離される。一組のレンズモジュール３、センサモジュール２、及びスペーサ９は、一体に接合されて撮像ユニット１を構成した状態で分離される（ＦＩＧ．２３Ｂ）。
【００９１】
なお、図示の例では、センサアレイ６０に積層されるウエハレベルレンズアレイ１０が１つとなっているが、複数のウエハレベルレンズアレイ１０が積層される場合もある。その場合に、各ウエハレベルレンズアレイ１０は、センサアレイ６０との間にスペーサ部材７０を介し、またセンサアレイ６０に積層されたウエハレベルレンズアレイ１０との間にスペーサ部材７０と同等のスペーサ部材を介して順次積層される。また、レンズ部６の形状は、ウエハレベルレンズアレイ１０毎に異なっていてもよい。
【００９２】
ここで、センサアレイ６０に複数のウエハレベルレンズアレイ１０が積層される場合に、それらの積層方向に並んで１つの光学系を構成する複数のレンズ部６の光軸が高精度に合っていることも要求される。ウエハレベルレンズアレイ１０の各レンズ部６の光軸と、対応する他のウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６の光軸の同軸度は、主として、個々のウエハレベルレンズアレイ１０におけるレンズ部６の配列のピッチ精度に依存し、即ち、それらのマスターモデル１４０におけるレンズ相当部材１４２の配列のピッチ精度に依存する。図２４及び図２５を参照し、２つのウエハレベルレンズアレイ１０が積層されるものとして、積層される複数のレンズアレイそれぞれのマスターモデル、及びそれらの製造方法を説明する。
【００９３】
図２４に示すように、マスターモデル１４０Ａ、１４０Ｂは、積層される複数のレンズアレイそれぞれのマスターモデルであって、いずれも上述のマスターモデル１４０と同一の構成を備え、複数の貫通孔１４５が配列された基板１４１と、貫通孔１４５に嵌め込まれた複数のレンズ相当部材１４２とを備える。ただし、マスターモデル１４０Ａに含むレンズ相当部材１４２と、マスターモデル１４０Ｂに含むレンズ相当部材１４２とでは、それらの表裏に形成されている曲面１４３ａ、１４３ｂの形状（径）が異なっている。従って、マスターモデル１４０Ａの形状が転写されてなる成形型を用いて複製されるウエハレベルレンズアレイ１０と、マスターモデル１４０Ｂの形状が転写されてなる成形型を用いて複製されるウエハレベルレンズアレイ１０と、でレンズ部６の形状（径）は異なる。
【００９４】
図２５に示すように、マスターモデル１４０Ａに含む基板１４１、及びマスターモデル１４０Ｂに含む基板１４１は、それらの基板素材１４１´を積層し、積層された２つの基板素材１４１´に対して、ドリルやエンドミルによる穴あけ加工を一括して施して貫通孔１４５を形成し、作製される。
【００９５】
これによれば、マスターモデル１４０Ａとマスターモデル１４０Ｂとで、それらの基板１４１における貫通孔１４５の配列のピッチが同一となり、よって、それらの貫通孔１４５に嵌め込まれたレンズ相当部材１４２の配列のピッチもまた、マスターモデル１４０Ａとマスターモデル１４０Ｂとで同一となる。それにより、マスターモデル１４０Ａの形状が転写されてなる成形型を用いて複製されるウエハレベルレンズアレイ１０と、マスターモデル１４０Ｂの形状が転写されてなる成形型を用いて複製されるウエハレベルレンズアレイ１０とでレンズ部６の配列のピッチもまた同一となる。そこで、これらのウエハレベルレンズアレイ１０が積層された際に、それらの積層方向に並んで１つの光学系を構成する複数のレンズ部６の光軸が高精度に合うこととなる。
【００９６】
なお、図示の例では、マスターモデル１４０Ａに含むレンズ相当部材１４２と、マスターモデル１４０Ｂに含むレンズ相当部材１４２とで、それらの表裏に形成されている曲面１４３ａ、１４３ｂの径は異なっている。マスターモデル１４０Ａに含む基板１４１、及びマスターモデル１４０Ｂに含む基板１４１に一括して形成される貫通孔１４５は、マスターモデル１４０Ａに含むレンズ相当部材１４２の曲面１４３ａ、１４３ｂ、又はマスターモデル１４０Ｂに含むレンズ相当部材１４２の曲面１４３ａ、１４３ｂのいずれか大きい方の径を基準に、それより大径なものとする。そして、曲面１４３ａ、１４３ｂに挟まれる部分と貫通孔１４５の内周面との間は、フランジ部１４４によって埋めるようにする。こうすることで、レンズ径の違うウエハレベルレンズを積層する場合であっても、一括加工した基板を用いることができるため、加工も容易となり、積層したレンズ間のピッチ精度が高精度に維持できる。
【００９７】
以下に、マスターモデル１４０の変形例を説明する。
【００９８】
図２６に示すマスターモデル１４０ａは、上述の積層体８０におけるスペーサ部材７０に相当するスペーサ部をウエハレベルレンズアレイ１０に一体に形成する場合におけるマスターモデルである。このマスターモデル１４０は、基板１４１と、複数のレンズ相当部材１４２とを備える。
【００９９】
基板１４１は、ウエハレベルレンズアレイ１０と同サイズのウエハ状をなし、その厚みはウエハレベルレンズアレイ１０の基板部１１、及びスペーサ部材７０の合計の厚みとされている。レンズ相当部材１４２が貫通孔１４５にそれぞれ嵌め込まれた状態で、レンズ相当部材１４２の裏側の曲面１４３ｂは貫通孔１４５の内に収容されており、基板１４１の裏面側は、レンズ相当部材１４２の裏側の曲面１４３ｂより突出して、スペーサ部１４７を形成する。即ち、スペーサ部１４７は、基板１４１の厚みによって形成される。
【０１００】
このマスターモデル１４０の形状が転写されてなる成形型を用いて複製されるウエハレベルレンズアレイ１０の裏側には、マスターモデル１４０のスペーサ部１４７に対応するスペーサ部が一体に形成される。このスペーサ部は、センサアレイ６０や他のウエハレベルレンズアレイ１０への積層の際に、それらとの間に介在して、各レンズ部６と、対応する素子（センサアレイ６０の固体撮像素子４、又は他のウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６）との間に所定の距離を置く。
【０１０１】
図２７及び図２８に示すマスターモデル１４０ｂは、ウエハレベルレンズアレイ１０の複数のレンズ部６と同じ並びで配列された複数のレンズ相当部材１４２を備えている。
【０１０２】
レンズ相当部材１４２は、その表裏に曲面１４３ａ、１４３ｂが形成されており、また、曲面１４３ａ、１４３ｂに挟まれる部分の外周を包囲するフランジ部１４４を有している。フランジ部１４４は、レンズ相当部材１４２が配列された際に、隣り合うレンズ相当部材１４２の間を埋めるように形成されており、図示の例では、平面視で四角形状に形成されている。レンズ相当部材１４２は、そのフランジ部１４４を隣り合うレンズ相当部材１４２のフランジ部１４４と接合され、相互に連結されている。
【０１０３】
次に、マスターモデル１４０ｂの製造方法を説明する。
【０１０４】
まず、多数のレンズ相当部材１４２が予め作製され、それらのフランジ部１４４の側面には光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂などの接着剤１５０がそれぞれ塗布されている。そして、１つのレンズ相当部材１４２を治具１５１上に配置し、これを基点に、他のレンズ相当部材１４２を、既に治具１５１上に配置されたレンズ相当部材１４２に隣接させて載置していく。その際、フランジ部１４４の側面同士を当接させることで、治具１５１上に載置するレンズ相当部材１４２の位置決めがなされる（ＦＩＧ．２９Ａ）。
【０１０５】
以上の工程を繰り返して、治具１５１上に、ウエハレベルレンズアレイ１０の複数のレンズ部６と同数のレンズ相当部材１４２をレンズ部６と同じ並びで配列する。その後に、接着剤１５０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には紫外線を照射し、また接着剤１５０として熱効果性樹脂を用いた場合には加熱して接着剤１５０を硬化させ、隣り合うレンズ相当部材１４２を、それらのフランジ部１４４において接合し、相互に連結する。そして、一体とされた複数のレンズ相当部材１４２の外周を取り囲むように治具１５１上にパテ１４８を盛り、全体としてウエハ状に成形する（ＦＩＧ．２９Ｂ）。
【０１０６】
図３０に示すマスターモデル１４０ｃは、その表裏にスペーサ部１４７が設けられている。レンズ相当部材１４２のフランジ部１４４には、その表裏の縁に沿って、枠部１４７ａ、１４７ｂがそれぞれ設けられている。枠部１４７ａは、レンズ相当部材１４２の表側の曲面１４３ａを取り囲み、曲面１４３ａよりも突出している。また、枠部１４７ｂは、レンズ相当部材１４２の裏側の曲面１４３ｂを取り囲み、曲面１４３ｂよりも突出している。
【０１０７】
レンズ相当部材１４２の表裏の枠部１４７ａ、１４７ｂは、隣り合うレンズ相当部材１４２の表裏の枠部１４７ａ、１４７ｂとそれぞれ接合されている。複数のレンズ相当部材１４２の表側の枠部１４７ａが一体となって、マスターモデル１４０ｃの表側のスペーサ部１４７を構成し、また、複数のレンズ相当部材１４２の裏側の枠部１４７ｂが一体となって、マスターモデル１４０ｃの裏側のスペーサ部１４７を構成する。
【０１０８】
このマスターモデル１４０ｃの形状が転写されてなる成形型を用いて複製されるウエハレベルレンズアレイ１０の表裏には、マスターモデル１４０ｃの表裏のスペーサ部１４７に対応するスペーサ部が一体に形成される。このスペーサ部は、センサアレイ６０や他のウエハレベルレンズアレイ１０への積層の際に、それらとの間に介在して、各レンズ部６と、対応する素子（センサアレイ６０の固体撮像素子４、又は他のウエハレベルレンズアレイ１０のレンズ部６）との間に所定の距離を置く。
【０１０９】
次に、マスターモデル１４０を用いて製造されるレンズアレイの成形型の他の例、及びその製造方法について説明する。
【０１１０】
図３１に示す成形型は、上型２２０と、下型２３０とを備える。
【０１１１】
上型２２０は、転写面２２１を有する。転写面２２１は、マスターモデル１４０の表面形状が転写されてなり、マスターモデル１４０の表側に配列された曲面１４３ａと同じ並びで複数のレンズ成形面２２２が行列状に配列されている。
【０１１２】
下型２３０は、転写面２３１を有する。転写面２３１は、マスターモデル１４０の裏面形状が転写されてなり、マスターモデル１４０の裏側に配列された曲面１４３ｂと同じ並びで複数のレンズ成形面２３２が行列状に配列されている。
【０１１３】
上型２２０及び下型２３０には、相互の位置決めを行う位置決め部として、互いに整合するテーパ面２２４、２３４がその外周部に全周にわたってそれぞれ設けられている。また、上型２２０及び下型２３０には、それらの中心軸回りの相対回転を規制するために、中心軸から外れた位置に一対のピン収容孔２２３、２３３がそれぞれ設けられている。
【０１１４】
図３２に示すように、まず、マスターモデル１４０の中心軸から外れた位置にピン１４６を立設し、ピン１４６を含むマスターモデル１４０の全面に導電膜を形成する。そして、上述の電鋳法によって、マスターモデル１４０の全面にニッケルを析出・堆積させる。それにより、マスターモデル１４０は、ニッケルの堆積物２５０により包まれる（ＦＩＧ．３２Ａ）。
【０１１５】
次いで、堆積物２５０に、その外周面から内部のマスターモデル１４０の外周面に達する深さでかつマスターモデル１４０の外周面に対して（換言すればマスターモデル１４０の中心軸に対して）所定の角度θ（＜９０°）で傾斜して、全周にわったて切り込みを入れ、堆積物２５０を、その厚さ方向に二分する（ＦＩＯＧ．３２Ｂ）。
【０１１６】
堆積物２５０を二分したうちの一方は、マスターモデル１４０の表面形状が転写されてなる転写面２２１を含み、これが上型２２０となる。また、他方は、マスターモデル１４０の裏面形状が転写されてなる転写面２３１を含み、これが下型２３０となる。そして、上型２２０に残る切断面がテーパ面２２４となり、下型２３０に残る切断面がテーパ面２３４となる（ＦＩＧ．３２Ｃ）。
【０１１７】
マスターモデル１４０は、上述のとおり、対となる曲面１４３ａ、１４３ｂの中心軸がその全体にわたって高精度に合っている。よって、上型２２０及び下型２３０の相互の位置決めが正確になされることにより、対となる上型２２０のレンズ成形面２２２及び下型２３０のレンズ成形面２３２の中心軸もまた、全てにおいて高精度に合うこととなる。そして、上型２２０のテーパ面２２４と下型２３０のテーパ面２３４とを整合させることにより、上型２２０及び下型２３０の相互の位置決めを容易にかつ正確に行うことができる。
【０１１８】
以上説明したように、本明細書には、複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを成形するための成形型の原型となるマスターモデルであって、前記レンズ部のレンズ面と同じ形状に成形された曲面をそれぞれ有する複数のレンズ相当部材が、前記レンズアレイにおける前記複数のレンズ部と同じ並びで配列され、一体的に連結されてなるマスターモデルが開示されている。
【０１１９】
また、本明細書に開示されたマスターモデルは、前記レンズアレイの前記レンズ部が、パワーのあるレンズ面を表裏にそれぞれ有し、前記各レンズ相当部材は、前記レンズ部の表裏のレンズ面と同じ形状に成形された曲面を表裏にそれぞれ有する。
【０１２０】
また、本明細書には、複数のレンズ部が配列されたレンズアレイを成形するための成形型の原型となるマスターモデルの製造方法であって、前記レンズ部のレンズ面と同じ形状に成形された曲面を有するレンズ相当部材を複数形成する工程と、前記レンズアレイにおける前記複数のレンズ部と同じ並びで、前記複数のレンズ相当部材を１個又は複数個ずつ配列する工程と、配列された前記複数のレンズ相当部材を一体的に連結する工程と、を備えるマスターモデルの製造方法が開示されている。
【０１２１】
また、本明細書に開示されたマスターモデルの製造方法は、前記レンズアレイの前記レンズ部は、パワーのあるレンズ面を表裏にそれぞれ有し、前記各レンズ相当部材は、前記レンズ部の表裏のレンズ面と同じ形状に成形された曲面を表裏にそれぞれ有する。
【０１２２】
また、本明細書に開示されたマスターモデルの製造方法は、前記レンズ相当部材は、配列された際に隣り合う他のレンズ相当部材との間を埋めるフランジ部を有し、前記複数のレンズ相当部材を、それらの前記フランジ部を互いに当接させて配列する。
【０１２３】
また、本明細書に開示されたマスターモデルの製造方法は、前記複数のレンズ相当部材を基板に配列する。
【０１２４】
また、本明細書に開示されたマスターモデルの製造方法は、配列された際に隣り合う複数個の前記レンズ相当部材を予め連結しておく。
【０１２５】
また、本明細書には、複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型であって、上記のマスターモデルの形状を型素材に転写して形成されたレンズアレイの成形型が開示されている。
【０１２６】
また、本明細書には、複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型であって、上記のマスターモデルの表面形状を第１の型素材に転写して形成された上型、及び前記マスターモデルの裏面形状を第２の型素材に転写して形成された下型を備え、前記上型及び前記下型に、相互の位置決めをなす位置決め部が設けられたレンズアレイの成形型が開示されている。
【０１２７】
また、本明細書には、複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型の製造方法であって、上記のマスターモデルの表面に複数の凸部を設けると共に、前記マスターモデルの裏面にも、前記表面の前記各凸部に対応する位置に、凸部をそれぞれ設け、前記マスターモデルの表面形状を型素材に転写して上型を形成し、また、前記マスターモデルの裏面形状を型素材に転写して下型を形成するレンズアレイの成形型の製造方法が開示されている。
【０１２８】
また、本明細書には、複数のレンズ部が配列されたレンズアレイの成形型の製造方法であって、上記のマスターモデルを型素材で包み込んで、該マスターモデルの表面形状及び裏面形状を該型素材に転写し、前記型素材を切断して、前記マスターモデルの表面形状が転写された上型と、前記マスターモデルの裏面形状が転写された下型とに分離するレンズアレイの成形型の製造方法が開示されている。
【０１２９】
また、本明細書には、上記のレンズアレイ用成形型を用いてレンズ材料を成形してなるレンズアレイが開示されている。
【０１３０】
また、本明細書には、上記のレンズアレイから一つのレンズ部を含んで分離されたレンズモジュールが開示されている。
【０１３１】
また、本明細書には、固体撮像素子を含むセンサモジュールと、前記固体撮像素子に結像する少なくとも一つのレンズモジュールとを備え、前記レンズモジュールが、上記のレンズモジュールである撮像ユニットが開示されている。
【符号の説明】
【０１３２】
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  固体撮像素子
６  レンズ部
６ａ  レンズ面
６ｂ  レンズ面
１０  レンズアレイ
２０  上型
３０  下型
４０  マスターモデル
４１  基板
４２  レンズ相当部材
【図１】
2011084060.tif 000003
【図２】
2011084060.tif 000004
【図３】
2011084060.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011084060.tif 000008
【図７】
2011084060.tif 000009
【図８】
2011084060.tif 000010
【図９】
2011084060.tif 000011
【図１０】
2011084060.tif 000012
【図１１】
2011084060.tif 000013
【図１２】
2011084060.tif 000014
【図１３】
2011084060.tif 000015
【図１４】
2011084060.tif 000016
【図１５】
2011084060.tif 000017
【図１６】
2011084060.tif 000018
【図１７】
2011084060.tif 000019
【図１８】
2011084060.tif 000020
【図１９】
2011084060.tif 000021
【図２０】
2011084060.tif 000022
【図２１】
2011084060.tif 000023
【図２２】
2011084060.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2011084060.tif 000026
【図２５】
2011084060.tif 000027
【図２６】
2011084060.tif 000028
【図２７】
2011084060.tif 000029
【図２８】
2011084060.tif 000030
【図２９】
2011084060.tif 000031
【図３０】
2011084060.tif 000032
【図３１】
2011084060.tif 000033
【図３２】
2011084060.tif 000034