(57)【要約】【課題】光路上への異物侵入と、製造工程における歩留まりの悪化を防ぐことが可能な光学部材を提供する。【解決手段】第１基板３１と、第１基板３１に対向する第２基板３３と、両基板の間に空間３５を設けて接合する接合部３６と、接合部３６に設けられた多孔質部材３７とを備える。そして、第１基板３１及び第２基板３３の少なくとも一方が光学透過部材であり、両基板間の空間３５が接合部３６と多孔質部材３７とにより閉じられている光学部材を構成する。【選択図】図４
2012058535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板とを離間し、前記第１基板と前記第２基板との間に空間を設けて接合する接合部と、
前記接合部に設けられた多孔質部材とを備え、
前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方が光学透過部材であり、
前記空間が、前記接合部と前記多孔質部材とにより閉じられている
光学部材。
【請求項２】
前記接合部に設けられた通気孔と、前記通気孔を塞いで設けられる前記多孔質部材とを備える請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記第１基板と前記第２基板とに、前記多孔質部材が接合されている請求項１に記載の光学部材。
【請求項４】
前記第１基板上に設けられた第１接合部と、前記第２基板上に設けられた第２接合部と、前記第１接合部に設けられた凹部と、前記第２接合部に設けられた凹部とを備え、前記第１接合部の凹部と重なる位置に、前記第２接合部の凹部が設けられ、前記第１接合部の凹部と前記第２接合部の凹部とが重なる位置に、前記多孔質部材が設けられている請求項１に記載の光学部材。
【請求項５】
前記多孔質部材が、フッ素樹脂である請求項１に記載の光学部材。
【請求項６】
前記多孔質部材が、前記空間を囲んで連続して形成されている請求項１に記載の光学部材。
【請求項７】
撮像素子と、
前記撮像素子に入射する光の光路上に設けられた光学透過部材を有する光学部材と、
前記撮像素子と前記光学部材とを離間し、前記撮像素子と前記光学部材との間に空間を設けて接合する接合部と、
前記接合部に設けられた多孔質部材とを備え、
前記空間が、前記接合部と前記多孔質部材とにより閉じられている
光学モジュール。
【請求項８】
前記光学部材が、光学透過部材からなる第１基板及び第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に空間を設けて接合する接合部とを備える請求項７に記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記第１基板と前記第２基板とを接合する前記接合部に、多孔質部材が設けられている請求項８に記載の光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の撮影に用いられる撮像装置等に適した光学部材、及び、この光学部材を備えた光学モジュールに係わる。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラや携帯電話等に搭載される、撮像素子（イメージセンサ）を備える光学モジュールが実用化されている。光学モジュールは、例えば、絶縁基板上に撮像素子が実装され、この撮像素子上に鏡筒等の光学部材が設けられる。このような構成の光学モジュールとしては、例えば、撮像素子上部への異物の侵入等を防ぐために、光学部材と絶縁基板との間の空間を、隔壁等で密閉する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。撮像素子上を密閉空間とすることにより、例えば、基板の個片化する際に、基板等の切断により塵埃が発生した場合にも、撮像素子上部や、撮像素子に入射する光路上に設けられた光学部材への異物の侵入等を防ぐことができる。
【０００３】
また、光学モジュールの製造方法として、半導体基体表面に撮像素子を作製し、この基体上に光学部材を位置合わせして貼り合わせた後、素子毎に個片化する方法が検討されている。このような製造方法の場合にも、撮像素子上を覆って、半導体基体と光学部材との間の空間を密閉構造とする。この構造により、半導体基体のダイシングの際に、素子上部への異物の侵入や、光学部材への異物の付着等を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９１６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像素子上の空間を光学部材や隔壁により密閉構造とすると、リフロー時に密閉空間中の気体の膨張等により、光学部材や隔壁が破損することがある。この破損の際に、撮像素子と光学部材との位置ずれなどが発生し、光学モジュールの製造歩留まりが悪化する。
従って、光学部材及び光学モジュールにおいて、撮像素子上部や、撮像素子に入射する光路上に設けられた光学部材への異物の侵入を防ぐことができ、さらに、リフロー等での熱による破損を防ぐことが可能な構造が求められている。
【０００６】
上述した問題の解決のため、本発明においては、光路上への異物侵入と、製造工程における歩留まりの悪化を防ぐことが可能な光学部材及び光学モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学部材は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、両基板の間に空間を設けて接合する接合部と、接合部に設けられた多孔質部材とを備える。そして、第１基板及び第２基板の少なくとも一方が光学透過部材であり、両基板間の空間が接合部と多孔質部材とにより閉じられている構成である。
【０００８】
また、本発明の光学モジュールは、撮像素子と、この撮像素子に入射する光の光路上に設けられた光学透過部材を有する光学部材と、撮像素子と光学部材との間に空間を設けて接合する接合部と、接合部に設けられた多孔質部材とを備える。そして、撮像素子と光学部材との間の空間が、接合部と多孔質部材とにより閉じられている構造を有する。
【０００９】
本発明の光学部材及び光学モジュールによれば、基板間、又は、光学部材と撮像素子との間の空間が、接合部と多孔質部材とにより閉じられた空間である。このため、この空間内への異物の侵入を防ぐことができる。また、多孔質部材を用いて閉じられた空間とすることにより、上記空間と外部との間で、多孔質部材を通じて空気や水蒸気等を移動させることができる。このため、密閉空間における気体の膨張による、内圧上昇の際の破損を防ぐことができる。この結果、製造工程における歩留まりの悪化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光路上への異物侵入と、製造工程における歩留まりの悪化を防ぐことが可能な光学部材及び光学モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】Ａ〜Ｅは、光学部材の製造方法を説明するための工程図である。
【図２】Ａ〜Ｇは、光学部材の製造方法を説明するための工程図である。
【図３】Ａ〜Ｆは、光学部材の製造方法を説明するための工程図である。
【図４】Ａは、本発明の第１の実施の形態の光学部材の構成を示す断面図である。Ｂは、本発明の第１の実施の形態の光学部材の構成を示す分解斜視図である。
【図５】Ａ〜Ｃは、本発明の第１の実施の形態の光学部材の製造方法を説明するための工程図である。
【図６】Ａは、本発明の第２の実施の形態の光学部材の構成を示す断面図である。Ｂは、本発明の第２の実施の形態の光学部材の構成を示す分解斜視図である。
【図７】Ａ〜Ｄは、本発明の第２の実施の形態の光学部材の製造方法を説明するための工程図である。
【図８】Ａは、本発明の第３の実施の形態の光学部材の構成を示す断面図である。Ｂは、本発明の第３の実施の形態の光学部材の構成を示す分解斜視図である。
【図９】Ａ〜Ｄは、本発明の第３の実施の形態の光学部材の製造方法を説明するための工程図である。
【図１０】Ａは、本発明の第４の実施の形態の光学部材の構成を示す断面図である。Ｂは、本発明の第４の実施の形態の光学部材の構成を示す分解斜視図である。
【図１１】Ａ〜Ｄは、本発明の第４の実施の形態の光学部材の製造方法を説明するための工程図である。
【図１２】本発明の実施の形態の光学モジュールの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．光学部材の製造方法
２．光学部材の第１の実施の形態
３．第１の実施の形態の光学部材の製造方法
４．光学部材の第２の実施の形態
５．第２の実施の形態の光学部材の製造方法
６．光学部材の第３の実施の形態
７．第３の実施の形態の光学部材の製造方法
８．光学部材の第４の実施の形態
９．第４の実施の形態の光学部材の製造方法
１０．光学モジュールの実施の形態
【００１３】
〈１．光学部材の製造方法〉
以下本発明の光学部材の具体的な実施の形態について説明する。図１に、光学部材の基本的な製造工程を示す。
本実施の形態の光学部材の製造方法では、第１基板と第２基板との両方に、光学透過部材を用いた例について説明する。また、ここで用いられる光学透過部材は、光の透過面する両面にレンズ部が形成された構成である。
【００１４】
まず、以下の工程により、光学部材の基板を作製するためのスタンパ（型）を作製する。
図１Ａに示すように、金型１１に切削、エッチング等を行う。この加工により、金型１１に、作製するレンズに設ける光学面に対応した凹部１２を形成する。凹部１２は、金型１１の表面に複数並列的に配置される。
【００１５】
次に、図１Ｂに示すように、凹部１２を形成した金型１１を用いて、例えば無電解めっき等による電鋳を行う。電鋳により、金型１１の凹部１２のパターンとは逆の凸部１４転写された、ニッケル等からなる電鋳レプリカ１３（スタンパ）を作製する（図１Ｃ）。
【００１６】
次に、図１Ｄに示すように、熱硬化性樹脂１５に、電鋳レプリカ１３の凸部１４形成面を押し当てる。そして、熱硬化性樹脂１５と電鋳レプリカ１３を固定した状態で加熱する。この工程により、電鋳レプリカ１３の凸部１４のパターンが転写された、樹脂レプリカ１６を形成することができる。樹脂レプリカ１６には、図１Ａに示す金型１１の凹部１２と同様に、作製するレンズの光学面に対応した複数の凹部１７のパターンが並列的に形成される。
【００１７】
次に、樹脂レプリカ１６を用いて、光学部材の基板となるレンズ基板を作製する。
図２Ａに示すように、ガラス基板１８を用意する。そして、図２Ｂに示すように、上記作製した凹部１７に、紫外線硬化性樹脂１９が塗布された樹脂レプリカ１６を、ガラス基板１８の一方の面に当接する。
【００１８】
そして、図２Ｃに示すように、樹脂レプリカ１６をガラス基板１８に当接させた状態で、紫外線硬化性樹脂１９に対して、樹脂レプリカ１６側から紫外線（ＵＶ）を照射する。これにより、紫外線硬化性樹脂１９が、樹脂レプリカ１６の光学面を転写した状態で硬化し、レンズ部２１となる。さらに、レンズ部２１に熱硬化処理を行うことで、レンズ部２１を硬化して安定化する。
以上の工程により、図２Ｄに示すように、ガラス基板１８の一方の面にレンズ部２１が形成されたレンズ基板を作製することができる。
【００１９】
次に、図２Ｅに示すように、ガラス基板１８のレンズ部２１が形成されていない方の面に対して、凹部１７に紫外線硬化性樹脂２２が塗布された樹脂レプリカ１６を、当接する。
【００２０】
そして、図２Ｆに示すように、樹脂レプリカ１６をガラス基板１８に当接させた状態で、紫外線硬化性樹脂２２に対して、樹脂レプリカ１６側から紫外線（ＵＶ）を照射する。これにより、紫外線硬化性樹脂２２が、樹脂レプリカ１６の光学面を転写した状態で硬化し、レンズ部２３となる。さらに、レンズ部２３に熱硬化処理を行うことで、レンズ部２３を硬化して安定化する。
以上の工程により、図２Ｇに示すように、ガラス基板１８の両面にレンズ部２１、２３が形成されたレンズ基板２０を作製することができる。
【００２１】
次に、レンズ基板２０を用いて、光学部材を作製する。以下の方法では、２つのレンズ基板から成る光学部材を作製する方法について説明する。
図３Ａに示すように、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂと接合部２４により貼り合わせる。このとき、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂとは、第１レンズ基板２０Ａのレンズ部２３Ａと、第２レンズ基板２０Ｂのレンズ部２３Ｂとが対向するように貼り合わせる。第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂとの間には、レンズ部２３Ａとレンズ部２３Ｂとが接触しないように、間隙が設けられる。
【００２２】
接合部２４は、例えば、紫外線硬化性樹脂等を用いて形成する。接合部２４は、それぞれのレンズ部２３Ａ，２３Ｂの位置を除く部分、つまり、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂの光学面を除く部分に形成する。そして、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂの光学面である、レンズ部２３Ａ，２３Ｂの周囲を囲んで、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂを接合する。
【００２３】
また、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂとの接合では、第１レンズ基板２０Ａのレンズ部２１Ａ、２３Ａと、第２レンズ基板２０Ｂのレンズ部２１Ｂ，２３Ｂとの、正確な位置合わせをする。例えば、第１レンズ基板２０Ａ及び第２レンズ基板２０Ｂのアライメントマークや光学面を、画像センサや波面センサ等の各種センサ２５により位置合わせを行う。
【００２４】
そして、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂとを位置合わせした後、紫外線を照射して、紫外線硬化性樹脂からなる接合部を硬化させる。
上述の接合構造により、図３Ｂに示すように、第１レンズ基板２０Ａと、第２レンズ基板２０Ｂと、光学面周囲の接合部２４とにより、これらの間の空間（間隙）が閉じられた構造となる。
【００２５】
次に、図３Ｃに示すように、第１レンズ基板２０Ａのレンズ部２１Ａ側に、スペーサ２６Ａを形成する。スペーサ２６Ａは、例えば、紫外線硬化性樹脂等を用いて、第１レンズ基板２０Ａの光学面であるレンズ部２１Ａの位置を除く部分に形成する。そして、第１レンズ基板２０Ａ側から紫外線を照射して樹脂を硬化させる。これにより、図３Ｄに示すように、第１レンズ基板２０Ａのレンズ部２１Ａ側にスペーサ２６Ａが形成される。
また、同様に、第１レンズ基板２０Ｂのレンズ部２１Ｂ側に、スペーサ２６Ｂを形成する。スペーサ２６Ｂは、第２レンズ基板２０Ｂの光学面であるレンズ部２１Ｂの位置を除く部分に、紫外線硬化性樹脂等を塗布した後、紫外線を照射して形成する。
【００２６】
さらに、図３Ｅに示すように、例えば、波面センサ２７及び光源２８を用いて、第１レンズ基板２０Ａのレンズ部２１Ａ，２３Ａと、第２レンズ基板２０Ｂのレンズ部２１Ｂ，２３Ｂとから成るレンズユニットの検査を行う。
そして、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂとを、スペーサ２６Ａ，２６Ｂ及び接合部２５の位置において切削、個片化する。この個片化により、第１レンズ基板２０Ａのレンズ部２１Ａ，２３Ａと、第２レンズ基板２０Ｂのレンズ部２１Ｂ，２３Ｂとを各１つ備えたレンズユニットが形成される。そして、個片化後、各レンズユニットを洗浄及び単品検査することにより、図３Ｆに示す光学部材３０が形成される。
【００２７】
上述の光学部材３０は、上述のように第１レンズ基板２０Ａのレンズ部２１Ａ，２３Ａと、第２レンズ基板２０Ｂのレンズ部２１Ｂ，２３Ｂからなるレンズユニットと、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂとを接合する接合部とを備える。そして、第１レンズ基板２０Ａと第２レンズ基板２０Ｂの間に設けられた間隙が、上記２つの基板と接合部とにより閉ざされた（密閉）された空間となる。
【００２８】
〈２．光学部材の第１の実施の形態〉
次に、本発明の光学部材の第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態の光学部材の断面図を図４Ａに示し、分解斜視図を図４Ｂに示す。
この光学部材は、光学透過部材から成る２つの基板が組み合わされて、光学部の周囲が接合された構造である。
【００２９】
図４に示す光学部材は、第１基板３１、第２基板３３、第１光学部３２Ａ，３２Ｂ、第２光学部３４Ａ，３４Ｂ、接合部３６、多孔質部材３７、キャップ３８、通気孔３９、及び、空間３５から構成されている。
【００３０】
第１基板３１及び第２基板３３は、ガラス基板等の光学透過性の基板から構成されている。そして、第１基板３１には、凸レンズ部から成る第１光学部３２Ａ，３２Ｂが設けられている。第１光学部３２Ａ，３２Ｂの凸レンズ部は、第１基板３１の略中央に設けられている。また、第２基板３３には、凸レンズ部から成る第２光学部３４Ａ，３４Ｂが設けられている。第２光学部３４Ａ，３４Ｂの凸レンズ部は、第２基板３３の略中央に設けられている。
【００３１】
第１基板３１及び第２基板３３は、それぞれ、光学透過面を対向させて、接合部３６により接合されている。そして、光学部材の外面側に第１光学部３２Ａ及び第２光学部３４Ａが設けられ、光学部材の内面側に第１光学部３２Ｂ及び第２光学部３４Ｂが設けられている。つまり、第１基板３１と第２基板３３とは、第１光学部３２Ｂ及び第２光学部３４Ｂが形成されている面同士を対向させて接合されている。また、第１基板３１及び第２基板３３は、第１光学部３２Ｂと第２光学部３４Ｂとの間に間隙が設けられて接合されている。このため、光学部材には、上面を第１基板３１、下面を第２基板３３、側面を接合部３６に囲まれた空間３５が設けられている。
【００３２】
接合部３６は、第１基板３１及び第２基板３３において、第１光学部３２Ａ，３２Ｂ及び第２光学部３４Ａ，３４Ｂが形成されていない外周部分に形成されている。そして、接合部３６には、第１基板３１及び第２基板３３の間の空間３５から、外部に通じる通気孔３９が設けられている。
通気孔３９は、光学部材の内側（空間３５側）の開口径が小さく、外側の開口径が内側よりも充分に大きい構成となるように、途中に段差３６Ａが設けられている。そして、この段差３６Ａに多孔質部材３７と、キャップ３８とが取り付けられている。多孔質部材３７は、例えば、厚さが０．１０〜０．４５ｍｍで設けられていることが好ましい。
【００３３】
多孔質部材３７は、シート状又はブロック状であり、０．１μｍ〜１０μｍの微細孔を有する多孔質材料からなる。多孔質部材３７は、上記微細孔を有することにより、防水及び防塵性を有し、さらに、通気性を有する。
多孔質部材３７としては、例えば、フッ素樹脂から構成される。このフッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（TFE）や、部分フッ素化樹脂、及び、フッ素化樹脂の共重合体を用いることができる。
部分フッ素化樹脂としては、例えば、ポリクロロトリフルオロエチレン（三フッ素化樹脂PCTFE,CTFE）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、及び、ポリフッ化ビニル（PVF）と用いることができる。
また、フッ素化樹脂の共重合体としては、例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（PFA）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（FEP）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ETFE）、及び、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ECTFE）を用いることができる。
上記のフッ素樹脂を用いることにより、防水性、防塵性、及び、通気性に加えて、さらに撥水性、耐熱性、耐薬品性、耐候性、及び、電気特性等の特性をもつ多孔質部材３７を構成することができる。
【００３４】
また、多孔質部材３７としては、ガーレー数（ｓ）が４〜３５ｓである多孔質材料を用いることが好ましい。ここで示すガーレー数は、ＪＩＳＰ８１７７に規定されているガーレー試験法による。また、ガーレー数の測定装置としては、紙及び板紙−透気度試験方法−ガーレー試験機法（ＪＩＳ  Ｐ  ８１１７：１９９８）を用いる。この試験の結果は、６４２ｍｍ２の紙を空気１００ｍＬが通過する時間（秒）として定義される“透気抵抗度（ガーレー）”で表す。
【００３５】
また、多孔質部材３７としては、フラジール（ｃｍ３／ｃ，ｍ３／ｓ）が３〜６ｍ３／ｓである多孔質材料を用いることが好ましい。ここで示すフラジールは、ＪＩＳＬ１０９６に規定されるフラジール試験法（通気性試験）による。この試験法は、試料面通気孔の大きさを直径７０ｍｍとし、試料表裏間の差圧が１２７Ｐａになるように吸込みファンを調節し、そのときの試験片通過空気量（ｃｃ／ｓ）を求める。
【００３６】
また、多孔質部材３７としては、耐水度（ｋＰａ）が７〜４００ｋＰａである多孔質材料を用いることが好ましい。ここで示す耐水度は、ＪＩＳＬ１０９２に規定されるＢ法（高水圧法）による。この方法において、「繊維製品の防水性試験方法」（防水性、はっ水性）「繊維製品の防水性試験方法」では耐水度試験（低水圧法・高水圧法）を規定する。
【００３７】
多孔質部材３７は通気孔３９を塞ぐように設けられているが、上記特性を有するため、空間３５と外部との空気や水蒸気などの気体の流通が可能である。また、多孔質部材３７が防水及び防塵性を有することにより、光学部材の空間３５内への異物の侵入を防ぐことができる。
キャップ３８は、多孔質部材３７と接合部３６との間に隙間ができないように、接合部３６の通気孔３９の側壁、及び、多孔質部材３７と密着する構成とする。さらに、接合部３６の通気孔３９と同様の通気孔３８Ａが設けられている。
【００３８】
従って、図４に示す光学部材は、第１基板３１、第２基板３３及び接合部３６により空間３５が設けられる。そして、この空間３５は、第１基板３１、第２基板３３、接合部３６、及び、多孔質部材３７により、密閉された構造である。
さらに、光学部材は、多孔質部材３７が上述の特性を有することにより、接合部３６の通気孔３９、多孔質部材３７の細孔、及び、キャップ３８の通気孔３８Ａを通じて、空間３５と外部とが連通する構造となる。この構造によれば、光学部材の空間３５は、多孔質部材３７を通じて、外部と空気や水蒸気等の気体の流通が可能となる。また、多孔質部材３７の防水性及び防塵性により、光学部材の空間３５内へ水や塵埃等の異物の侵入を防ぐことができる。
【００３９】
〈３．第１の実施の形態の光学部材の製造方法〉
次に、上述の第１の実施の形態の光学部材の製造方法について説明する。第１の実施の形態の光学部材の製造工程を図５に示す。なお、以下の説明では、第１の実施の形態の光学部材を製造する際に、上述の図１〜３に示す光学部材の基本的な製造工程と異なる部分のみを抜粋して説明する。
【００４０】
まず、図５Ａに示すように、第２基板３３上に、紫外線硬化性樹脂等から成る接着剤により接合部３６を形成する。接合部３６は、第２光学部３４Ａ，３４Ｂが設けられた部分を除いて、第２基板３３の外周を囲む一連のパターンに、紫外線硬化性樹脂を塗布する。また、接合部３６は、厚さ方向の途中で開口径の異なる通気孔３９を形成する。この通気孔３９は、光学部材の内側（空間３５側）の開口径が小さく、外側の開口径が内側よりも充分に大きくなるように、段差３６Ａが設けられている。
【００４１】
そして、接合部３６上に第１基板３１を載置する。そして、接合部３６に対して紫外線を照射することにより接合部３６を硬化して、第１基板３１と第２基板３３とを接着する。接合部３６を硬化した後、第１基板３１及び第２基板３３を、接合部３６において切削、個片化する。
【００４２】
次に、光学部材を個片化した後、図５Ｂに示すように、接合部３６の段差３６Ａに多孔質部材３７を取り付ける。多孔質部材３７は、接合部３６の通気孔３９を塞ぐように設ける。
そして、図５Ｃに示すように、接合部３６に多孔質部材３７を取り付けた後、多孔質部材３７を抑えるように、キャップ３８を、接合部３６の通気孔３９に取り付ける。接合部３６とキャップ３８とは、接着剤等を用いて互いの接触面を接着固定する。
以上の工程により、第１の実施の形態の光学部材を製造することができる。
【００４３】
〈４．光学部材の第２の実施の形態〉
次に、本発明の光学部材の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態の光学部材の断面図を図６Ａに示し、分解斜視図を図６Ｂに示す。
この光学部材は、外面側に光学部として凸レンズ部が形成され、内面側に光学部として凹レンズ部が形成された光学透過部材から成る基板を用いて、光学部の周囲が接合された構造である。
【００４４】
図６に示す光学部材は、第１基板４１、第２基板４２、第１接合部４７、第２接合部４８、及び、これらの構成に囲まれた空間５１を有する。第１基板４１及び第２基板４２は、それぞれ光学透過部材からなる。
【００４５】
第１基板４１及び第２基板４２は、ガラス基板等の光学透過性の基板から構成されている。そして、第１基板４１は、光学部材の外面側に凸レンズ部から成る第１光学部４３を備え、内面側（空間５１側）に凹レンズ部を有する第２光学部４４が備えられている。第１光学部４３の凸レンズ部は、第１基板４１の略中央に設けられている。第２光学部４４は、第１基板４１の内面側を全て覆い、第１光学部４３と第１基板４１を挟んだ対称の位置に凹レンズ部が設けられている。
また、第２基板４２は、光学部材の外面側に凸レンズ部から成る第３光学部４５を備え、内面側（空間５１側）に凹レンズ部を有する第４光学部４６が備えられている。第３光学部４５の凸レンズ部は、第２基板４２の略中央に設けられている。第４光学部４６は、第２基板４２の内面側を全て覆い、第３光学部４５と第２基板４２を挟んだ対称の位置に凹レンズ部が設けられている。
【００４６】
第１基板４１及び第２基板４２は、光学透過面を対向させて、第１接合部４７及び第２接合部４８により接合されている。第１接合部４７は、第１基板４１の内面側に備えられた第２光学部４４の光学面が形成されていない外周部分に設けられている。また、第２接合部４８は、第２基板４２の内面側に備えられている第４光学部４６の光学面が形成されていない外周部分に設けられている。そして、この第１接合部４７と第２接合部４８とが当接することにより、第１基板４１と第２基板４２とが、第２光学部４４と第４光学部４６が形成されている面同士を対向させて接合されている。また、第１基板４１及び第２基板４２は、第２光学部４４と第４光学部４６との間に間隙が設けられて接合されている。このため、光学部材には、上面を第１基板４１、下面を第２基板４２、側面を第１接合部４７及び第２接合部４８に囲まれた空間５１が設けられている。
【００４７】
また、図６Ｂに示すように、第１接合部４７及び第２接合部４８には、接合時に重なる位置に、それぞれ凹部５２，５３が設けられている。第１接合部４７には、外面側に凹部５２が形成され、第２接合部４８には、内面側に凹部５３が形成されている。このため、図６Ａに示すように、凹部５２と凹部５３とを重ねて接合することにより、この凹部５２と凹部５３とにより、この空間５１から外部に通じる通気孔５４が形成される。
【００４８】
そして、図６Ａに示すように、通気孔５４において、第１接合部４７と第２接合部４８との間に多孔質部材４９が備えられている。多孔質部材４９は、図６Ｂに示すように、凹部５２と凹部５３よりも大きい面積の膜状に構成されている。そして、凹部５２を覆って第１接合部４７に接続され、さらに、凹部５３を覆って第２接合部４８に接続されている。このため、通気孔５４が、多孔質部材４９により塞がれた構造となる。
【００４９】
従って、図６に示す光学部材は、第１基板４１（第２光学部４４）、第２基板４２（第４光学部４６）、第１接合部４７及び第２接合部４８により空間５４が設けられる。そして、この空間５４は、第２基板４２（第４光学部４６）、第１接合部４７、第２接合部４８、及び、多孔質部材４９により、内部が密閉された構造となる。
【００５０】
多孔質部材４９としては、上述の第１の実施の形態の光学部材と同様の特性を有する材料を用いることができる。
このため、光学部材は、通気孔５４、及び、多孔質部材４９を通じて、空間５１と外部とが連通する構造となる。この構造によれば、光学部材の空間５１は、多孔質部材４９を通じて、外部と空気や水蒸気等の気体の流通が可能であり、なおかつ光学部材の空間５１内へ水や塵埃等の異物の侵入を防ぐことができる。
【００５１】
〈５．第２の実施の形態の光学部材の製造方法〉
次に、上述の第２の実施の形態の光学部材の製造方法について説明する。第２の実施の形態の光学部材の製造工程を図７に示す。なお、以下の説明では、第２の実施の形態の光学部材を製造する際に、上述の図１〜３に示す光学部材の基本的な製造工程と異なる部分のみを抜粋して説明する。
【００５２】
まず、図７Ａに示すように、第１光学部４３及び第２光学部４４が形成された第１基板４１に、紫外線硬化性樹脂等から成る接着剤により第１接合部４７を形成する。また、第３光学部４５及び第４光学部４６が形成された第２基板４２に、紫外線硬化性樹脂等から成る接着剤により第２接合部４８を形成する。第１接合部４７及び第２接合部４８は、それぞれ第１基板４１と第２基板４２の光学部が設けられた部分を除いて、内面側に外周を囲む一連のパターンに、紫外線硬化性樹脂を塗布する。
【００５３】
このとき、第１接合部４７に凹部５２を形成し、第２接合部４８に凹部５３を形成する。凹部５２と凹部５３とは、第１接合部４７と第２接合部４８とを接合した際に、重なり合う場所に設ける。そして、一方の凹部を光学部材の外側に向けて開口した形状とし、他方の凹部を光学部材の内側（空間５１側）に開口した形状とする。
【００５４】
次に、図７Ｂに示すように、凹部５２と凹部５３との間に、多孔質部材４９を取り付ける。図７Ｂでは、第２接合部４８の凹部５３を塞ぐように、多孔質部材４９が取り付けられている。
【００５５】
そして、図７Ｃに示すように、第１基板４１と第２基板４２とを位置合わせてして、第１接合部４７と第２接合部４８とを接合する。第１接合部４７と第２接合部４８とを接合することにより、内側に開口した凹部５２、凹部５２と凹部５３とが重なり合う部分、外側に開口した凹部５３部分とにより通気孔５４が形成される。そして、凹部５２と凹部５３との間に取り付けられた多孔質部材４９により、この通気孔５４を封止する。
さらに、第１接合部４７と第２接合部４８に対して紫外線を照射して硬化し、第１基板４１と第２基板４２とを接合する。
【００５６】
そして、図７Ｄに示すように、接合部を硬化させた後、多孔質部材４９を除く第１接合部４７及び第２接合部４８において、第１基板４１及び第２基板４２を切削し、個片化する。個片化後、光学部材に熱処理等を行いて、接合部を熱硬化させる。
以上の工程により、第２の実施の形態の光学部材を製造することができる。
【００５７】
〈６．光学部材の第３の実施の形態〉
次に、本発明の光学部材の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態の光学部材の断面図を図８Ａに示し、分解斜視図を図８Ｂに示す。
この光学部材は、外面側及び内面側に光学部として凸レンズ部が形成された光学透過部材から成る基板を用いて、光学部の周囲が接合された構造である。
【００５８】
図８に示す光学部材は、第１基板６１、第２基板６２、多孔質部材６７、及び、これらの構成に囲まれた空間６８を有する。第１基板６１及び第２基板６２は、それぞれ光学透過部材からなる。
【００５９】
第１基板６１及び第２基板６２は、ガラス基板等の光学透過性の基板から構成されている。そして、第１基板６１は、光学部材の外面側に凸レンズ部から成る第１光学部６３を備え、内面側（空間６８側）に凸レンズ部を有する第２光学部６４が備えられている。第１光学部６３の凸レンズ部は、第１基板６１の略中央に設けられている。第２光学部６４は、第１基板６１の内面側の中央部分において、第１光学部６３と第１基板６１を挟んだ対称の位置に設けられている。
【００６０】
また、第２基板６２は、光学部材の外面側に凸レンズ部から成る第３光学部６５を備え、内面側（空間６８側）に凸レンズ部を有する第４光学部６６が備えられている。第３光学部６５の凸レンズ部は、第２基板６２の略中央に設けられている。第４光学部６６は、第２基板６２の内面側の中央部分において、第３光学部６５と第２基板６２を挟んだ対称の位置に設けられている。
【００６１】
第１基板６１及び第２基板６２は、光学透過面を対向させて、多孔質部材６７により接合されている。
多孔質部材６７は、第１基板６１及び第２基板６２の内面側において、第２光学部６４及び第４光学部６６の光学面が形成されていない外周部分に設けられている。つまり、光学部材の第１基板６１及び第２基板６２を支持する隔壁が、全て多孔質部材から構成されている。
また、多孔質部材６７は、第１基板６１及び第２基板６２と図示しない接着剤層などにより、それぞれ接合されている。
【００６２】
また、図８Ｂに示すように、多孔質部材６７は、第１基板６１及び第２基板６２の外周を囲む一連のパターンで形成されている。
このため、第１基板６１及び第２基板６２は、多孔質部材６７を介して間隙が設けられている。
このように、図８に示す光学部材は、上面を第１基板６１、下面を第２基板６２、側面を多孔質部材６７に囲まれた空間６８が設けられ、空間６８が密閉された構造を有している。
【００６３】
多孔質部材６７としては、上述の第１の実施の形態の光学部材と同様の特性を有する材料を用いることができる。また、本実施の形態の光学部材では、多孔質部材６７が、第１基板６１と第２基板６２とを支持する隔壁としての強度を備えている必要がある。このため、多孔質部材６７の構成を充分に厚い構成とする。
【００６４】
上述のように、光学部材は、多孔質部材６７を通じて、空間６８と外部とが連通する構造となる。この構造によれば、光学部材の空間６８は、多孔質部材６７を通じて、外部と空気や水蒸気等の気体の流通が可能であり、なおかつ光学部材の空間６８内へ水や塵埃等の異物の侵入を防ぐことができる。
【００６５】
〈７．第３の実施の形態の光学部材の製造方法〉
次に、上述の第３の実施の形態の光学部材の製造方法について説明する。第３の実施の形態の光学部材の製造工程を図９に示す。なお、以下の説明では、第３の実施の形態の光学部材を製造する際に、上述の図１〜３に示す光学部材の基本的な製造工程と異なる部分のみを抜粋して説明する。
【００６６】
まず、図９Ａに示すように、第３光学部６５及び第４光学部６６が形成された第２基板６２の接合部６９に、紫外線硬化性樹脂等による接着剤を塗布する。そして、接合部６９に、多孔質部材６７と取り付ける。多孔質部材６７は、光学部材の第１基板６１及び第２基板６２を支持する隔壁として、外周部分に一連のパターンとして設けられている。
【００６７】
次に、図９Ｂに示すように、第２基板６２上に接着した多孔質部材６７の上面に、紫外線硬化性樹脂等による接着剤を塗布する。そして、図９Ｃに示すように、第１基板６１と第２基板６２とを位置合わせてして、第１基板６１と多孔質部材６７とを接着する。そして、接着部に対して紫外線を照射することにより、紫外線硬化性樹脂等からなる接着剤を硬化させる。これにより、第１基板６１と第２基板６２とが、多孔質部材６７により接合される。
【００６８】
そして、図９Ｄに示すように、接合部を硬化させた後、多孔質部材６７において、第１基板６１及び第２基板６２を切削し、個片化する。個片化後、光学部材に熱処理等を行いて、接合部を熱硬化させる。
以上の工程により、第２の実施の形態の光学部材を製造することができる。
【００６９】
〈８．光学部材の第４の実施の形態〉
次に、本発明の光学部材の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態の光学部材の断面図を図１０Ａに示し、分解斜視図を図１０Ｂに示す。
この光学部材は、外面側及び内面側に光学部として凸レンズ部が形成された光学透過部材から成る基板を用いて、光学部の周囲が接合された構造である。
【００７０】
図１０に示す光学部材は、第１基板７１、第２基板７２、第１接合部７７、第２接合部７８、及び、これらの構成に囲まれた空間８１を有する。第１基板７１及び第２基板７２は、それぞれ光学透過部材からなる。
【００７１】
第１基板７１及び第２基板７２は、ガラス基板等の光学透過性の基板から構成されている。そして、第１基板７１は、光学部材の外面側に凸レンズ部から成る第１光学部７３を備え、内面側（空間８１側）に凸レンズ部を有する第２光学部７４が備えられている。第１光学部７３の凸レンズ部は、第１基板７１の略中央に設けられている。第２光学部７４は、第１基板７１の内面側の中央部分において、第１光学部７３と第１基板７１を挟んだ対称の位置に設けられている。
【００７２】
また、第２基板７２は、光学部材の外面側に凸レンズから成る第３光学部７５を備え、内面側（空間８１側）に凸レンズを有する第４光学部７６が備えられている。第３光学部７５の凸レンズ部は、第２基板７２の略中央に設けられている。第４光学部７６は、第２基板７２の内面側の中央部分において、第３光学部７５と第２基板７２を挟んだ対称の位置に設けられている。
【００７３】
第１基板７１及び第２基板７２は、光学透過面を対向させて、第１接合部７７及び第２接合部７８により接合されている。第１接合部７７は、第１基板７１の内面側において、第２光学部７４の光学面が形成されていない外周部分に設けられている。また、第２接合部７８は、第２基板７２の内面側において第４光学部７６の光学面が形成されていない外周部分に設けられている。そして、この第１接合部７７と第２接合部７８とが当接することにより、第１基板７１と第２基板７２とが、第２光学部７４と第４光学部７６が形成されている面同士を対向させて接合されている。また、第１基板７１及び第２基板７２は、第２光学部７４と第４光学部７６との間に間隙が設けられて接合されている。このため、光学部材は、上面を第１基板７１、下面を第２基板７２、側面を第１接合部７７及び第２接合部７８に囲まれた空間８１が設けられている。
【００７４】
また、図１０Ｂに示すように、第１接合部７７及び第２接合部７８には、接合時に重なる位置に、それぞれ凹部８２，８３が設けられている。この凹部８２，８３は、光学部材の側壁の４辺にそれぞれ１組ずつ設けられている。また、第１接合部７７には、外面側に凹部８２が形成され、第２接合部７８には、内面側に凹部８３が形成されている。このため、図１０Ａに示すように、凹部８２と凹部８３とを重ねて接合することにより、この凹部８２と凹部８３とにより、空間８１から外部に通じる通気孔８４が形成される。
【００７５】
そして、図１０Ａに示すように、通気孔８４において、第１接合部７７と第２接合部７８との間に多孔質部材７９が備えられている。多孔質部材７９は、図１０Ｂに示すように、第１接合部７７と第２接合部７８とが接合する面の全面を覆い、さらに、凹部８２及び凹部８３を覆う膜状に構成されている。このため、第１接合部７７と第２接合部７８とは、多孔質部材７９を介して接合されている。
また、凹部８２及び凹部８３を覆って第１接合部７７と第２接合部７８とに接合されているため、通気孔８４が、多孔質部材７９により塞がれた構造となる。
【００７６】
従って、図１０に示す光学部材は、第１基板７１、第２基板７２、第１接合部７７、第２接合部７８、及び、多孔質部材７９により、内部が密閉された空間８１が設けられる。
【００７７】
多孔質部材７９としては、上述の第１の実施の形態の光学部材と同様の特性を有する材料を用いることができる。
このため、光学部材は、通気孔８４、及び、多孔質部材７９を通じて、空間８１と外部とが連通する構造となる。この構造によれば、光学部材の空間８１は、多孔質部材７９を通じて、外部と空気や水蒸気等の気体の流通が可能であり、なおかつ光学部材の空間８１内へ水や塵埃等の異物の侵入を防ぐことができる。
【００７８】
〈９．第４の実施の形態の光学部材の製造方法〉
次に、上述の第４の実施の形態の光学部材の製造方法について説明する。第４の実施の形態の光学部材の製造工程を図１１に示す。なお、以下の説明では、第４の実施の形態の光学部材を製造する際に、上述の図１〜３に示す光学部材の基本的な製造工程と異なる部分のみを抜粋して説明する。
【００７９】
まず、図１１Ａに示すように、第１光学部７３及び第２光学部７４が形成された第１基板７１に、紫外線硬化性樹脂等から成る接着剤により第１接合部７７を形成する。また、第３光学部７５及び第４光学部７６が形成された第２基板７２に、紫外線硬化性樹脂等から成る接着剤により第２接合部７８を形成する。第１接合部７７及び第２接合部７８は、それぞれ第１基板７１と第２基板７２の光学部が設けられた部分を除いて、内面側に外周を囲む一連のパターンに、紫外線硬化性樹脂を塗布する。
【００８０】
このとき、第１接合部７７に凹部８２を形成し、第２接合部７８に凹部８３を形成する。凹部８２と凹部８３とは、第１接合部７７と第２接合部７８とを接合した際に、重なり合う場所に設ける。そして、一方の凹部を光学部材の外側に向けて開口した形状とし、他方の凹部を光学部材の内側（空間８１側）に開口した形状とする。
【００８１】
次に、図１１Ｂに示すように、第２接合部７８上に、多孔質部材７９を取り付ける。図１１Ｂでは、第２接合部７８の凹部８３を塞ぎ、第２接合部７８の上面全面に多孔質部材７９が取り付けられている。
【００８２】
そして、図１１Ｃに示すように、第１基板７１と第２基板７２とを位置合わせてして、第１接合部７７と第２接合部７８とを接合する。第１接合部７７と第２接合部７８とを接合することにより、内側に開口した凹部８２、凹部８２と凹部８３とが重なり合う部分、外側に開口した凹部８３とにより通気孔８４が形成される。そして、凹部８２と凹部８３との間に取り付けられた多孔質部材７９により、この通気孔８４を封止する。
さらに、第１接合部７７と第２接合部７８に対して紫外線を照射して硬化し、第１基板７１と第２基板７２とを接合する。
【００８３】
そして、図１１Ｄに示すように、接合部を硬化させた後、第１接合部７７及び第２接合部７８において、第１基板７１及び第２基板７２を切削し、個片化する。個片化後、光学部材に熱処理等を行いて、接合部を熱硬化させる。
以上の工程により、第４の実施の形態の光学部材を製造することができる。
【００８４】
〈１０．光学モジュールの実施の形態〉
次に、上述の光学部材を用いた光学モジュールの実施の形態について説明する。以下の説明では、光学モジュールとして、撮像素子が基板上に形成された撮像装置について説明するが、これに限定されるものではない。
【００８５】
図１２に、本実施の形態の光学モジュールの断面図を示す。光学モジュールは、撮像素子９１と、撮像素子９１が実装された実装基板９２と、撮像素子９１上に備えられた光学部材９４とを備える。撮像素子９１としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。また、この光学モジュールは、上述の第２の実施の形態の光学部材を備える。なお、第２の実施の形態の光学素子以外にも、第１の実施の形態又は第３，４の実施の形態の光学部材等を適用することができる。
【００８６】
実装基板９２は、一方の面に撮像素子９１と、スペーサ９３により接合された光学部材９４とを備え、他方の面に、外部機器との接続用のバンプ９５が設けられている。実装基板は、例えば、半導体回路等が形成された半導体基体等から構成されている。
【００８７】
撮像素子９１は、実装基板９２への実装面と反対の面に受光部が形成されている。そして、撮像装置は、撮像素子９１の上部に設けられた光学部材９５を通して、外部からの光を撮像素子９１の受光面に取り込む構造である。そして、受光面に設けられた受光部において光を検出する。
【００８８】
スペーサ９３は、実装基板９２上に実装された撮像素子９１の周囲を囲んで形成されている。そして、スペーサ９３は、実装基板９２と光学部材９４とを接合するための接合部である。このため、撮像素子９１は、実装基板９２、スペーサ（接合部）９３及び光学部材９４により覆われた構成となる。また、スペーサ９３により、撮像素子９１の上部と、光学部材９４の下部とが離間された状態で接合されている。このため、実装基板９２、スペーサ（接合部）９３及び光学部材９４により密閉された空間９６が設けられている。
【００８９】
従って、スペーサ９３に、上述の第１〜４の実施の形態の光学部材の接合部のように、多孔質部材を設けることができる。例えば、スペーサ９３を紫外線硬化性樹脂により構成し、スペーサ内に第１、第２、又は、第４の実施の形態の光学部材のように、多孔質部材を取り付ける構成としてもよい。また、例えば、第３の実施の形態の光学部材のように、スペーサ９３を全て多孔質部材から形成してもよい。
このとき、スペーサ９３に設ける多孔質部材としては、上述の第１の実施の形態の光学部材と同様の特性を有する材料を用いることができる。この構成により、光学モジュールの空間９６は、スペーサ９３に設けられた多孔質部材を通じて、外部と連通する構造となる。この構造によれば、光学モジュールの空間９６は、多孔質部材を通じて外部と空気や水蒸気等の気体の流通が可能であり、なおかつ光学部材の空間９６内へ水や塵埃等の異物の侵入を防ぐことができる。
【００９０】
光学モジュールは、例えば、上述の方法により、第２の実施の形態の光学部材９４を作製する。また、所定の半導体回路等が形成された半導体基体からなる実装基板９２の一方の面上に撮像素子９１を実装する。また、実装基板９２の他方の面に、外部接続用のバンプ（導電端子）９５を形成する。
そして、撮像素子９１を実装した実装基板９２上に、撮像素子９１の周囲を囲む一連のパターンに接合部となる紫外線硬化性樹脂を塗布する。
【００９１】
次に、塗布した紫外線硬化性樹脂上に上記光学部材９４を載置する。そして、紫外線を照射して樹脂を硬化することにより、実装基板９２と光学部材９４とを接合する。この工程により、スペーサ９３を接合部とする光学モジュールを形成することができる。
また、スペーサ９３を形成する際、上述の第１〜第４の実施の形態の光学部材の製造方法で説明した方法により、接合部内に多孔質部材を設けることができる。或いは、接合部自体を多孔質部材により形成することができる。
そして、接合部を硬化させた後、スペーサ９３において、実装基板９２及び光学部材９４を切削し、個片化する。個片化後、光学部材に熱処理等を行いて、接合部を熱硬化させる。
以上の工程により、撮像素子９１が載置された実装基板９２上に、スペーサ９３を用いて光学部材９４が接合された本実施の形態の光学モジュールを製造することができる。
【００９２】
本実施の形態の光学モジュールによれば、光学部材内、又は、光学部材と実装基板との間に設けられる密閉された空間が、接合部に設けられる多孔質部材により、外部と空気や水蒸気などの気体の流通が可能となる。
また、多孔質部材が防水及び防塵性を有することにより、光学部材内、又は、光学部材と実装基板との間の空間内への異物の侵入を防ぐことができる。
【００９３】
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１１  金型、１２，１７，５２，５３，８２，８３  凹部、１３  電鋳レプリカ、１４  凸部、１５  熱硬化性樹脂、１６  樹脂レプリカ、１８  ガラス基板、１９，２２  紫外線硬化性樹脂、２０，２１，２１Ａ，２１Ｂ，２３，２３Ａ，２３Ｂ  レンズ基板、２０Ａ  第１レンズ基板、２０Ｂ  第２レンズ基板、２４，３６，６９  接合部、２５  センサ、２６Ａ，２６Ｂ，９３  スペーサ、２７  波面センサ、２８  光源、３１，４１，６１，７１  第１基板、３２Ａ，３２Ｂ，４３，６３，７３  第１光学部、３３，４２，６２，７２  第２基板、３４Ａ，３４Ｂ，４４，６４，７４  第２光学部、３５，５１，６８，８１，９６  空間、３６Ａ  段差、３７，４９，６７，７９  多孔質部材、３８  キャップ、３８Ａ，３９，５４，８４  通気孔、４５，６５，７５  第３光学部、４６，６６，７６  第４光学部、４７，７７  第１接合部、４８，７８  第２接合部、９１  撮像素子、９２  実装基板、９４  光学部材、９５  バンプ
【図１】
2012058535.tif 000003
【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】
2012058535.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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