(57)【要約】【課題】積層されたレンズアレイを相互により確実に位置決めすることができるレンズモジュールの製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】基板に形成された複数のレンズを有するレンズアレイを、円柱状の嵌合部で互いに嵌め合わせてなるレンズモジュールを製造する製造装置は、嵌合部で互いに嵌め合わされた２つのレンズアレイのうち一方のレンズアレイの基板を固定可能な固定部材と、２つのレンズアレイのうち、固定されていない他方のレンズアレイを、嵌合部を中心として回転させる回転部材と、を備え、回転部材によって他方のレンズアレイを回転させつつ、２つのレンズアレイの位置合わせを行う。【選択図】図３
2012078675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に形成された複数のレンズとを有するレンズアレイを、円柱状の嵌合部で互いに嵌め合わせてなるレンズモジュールを製造する製造装置であって、
前記嵌合部で互いに嵌め合わされた２つのレンズアレイのうち一方のレンズアレイの前記基板を固定可能な固定部材と、
前記固定部材との間で前記２つのレンズアレイを挟み込み、該２つのレンズアレイのうち固定されていない他方のレンズアレイを、前記嵌合部を軸として回転させる回転部材と、を備え、
前記回転部材によって前記他方のレンズアレイを回転させ、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行うレンズモジュールの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズモジュールの製造装置であって、
前記固定部材に設けられた透明部と、
前記透明部を通して前記２つのレンズアレイの各基板を検査する検査部と、を備え、
前記検査部は、前記２つのレンズアレイの各基板表面に形成されたアライメントマークを検出するレンズモジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレンズモジュールの製造装置であって、
前記固定部材に含まれ、前記レンズアレイを固定する側の面に溝が形成された固定板と、
前記溝に沿って空気を吸引することにより、前記固定部材に固定する前記レンズアレイ又は該レンズアレイの保持手段を前記固定板に吸着させる吸引装置と、を備えるレンズモジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズモジュールの製造装置であって、
前記回転部材が回転ステージを有し、前記回転ステージが前記嵌合部の中心と一致する軸を中心として回転するレンズモジュールの製造装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズモジュールの製造装置であって、
積層された前記２つのレンズアレイを保持する一対の保持部材を備え、
前記一対の保持部材はそれぞれ透明な板であって、一方の板が前記固定部材に固定される前記レンズアレイを保持し、他方の板が前記回転部材によって回転される前記レンズアレイを保持するレンズモジュールの製造装置。
【請求項６】
基板と、前記基板に形成された複数のレンズとを有するレンズアレイを、円柱状の嵌合部で互いに嵌め合わせてなるレンズモジュールを製造する製造方法であって、
固定部材が、前記嵌合部で互いに嵌め合わされた２つのレンズアレイのうち一方のレンズアレイの前記基板を固定する工程と、
回転部材が、前記固定部材との間で前記２つのレンズアレイを挟み込み、該２つのレンズアレイのうち固定されていない他方のレンズアレイを、前記嵌合部を軸として回転させる工程と、
前記回転部材によって前記他方のレンズアレイを回転させ、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行う工程と、有するレンズモジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズモジュールの製造方法であって、
検査部が前記固定部材に設けられた透明部を通して前記２つのレンズアレイの各基板を検査し、前記２つのレンズアレイの各基板表面に形成されたアライメントマークを検出することによって、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行う工程を有するレンズモジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のレンズモジュールの製造方法であって、
前記固定部材の少なくとも一部を構成する固定板の、前記レンズアレイを固定する側の面に形成された溝に沿って空気を吸引する吸引装置よって、前記固定部材に固定する前記レンズアレイ又は該レンズアレイの保持手段を前記固定板に吸着させる工程を有するレンズモジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項に記載のレンズモジュールの製造方法であって、
前記回転部材が、回転ステージを前記嵌合部の中心と一致する軸を中心として回転させる工程を有するレンズモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズモジュールの製造装置及びレンズモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、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形成するためのレンズと、を備えている。
【０００３】
携帯端末の小型化・薄型化に伴って撮像ユニットの小型化・薄型化が要請されている。また、携帯端末のコストの低下を図るため、製造工程の効率化が望まれている。このような小型かつ多数のレンズを製造する方法としては、基板に複数のレンズを成形した構成であるレンズアレイ（所謂、ウエハレベルレンズ）を製造し、基板を切断して複数のレンズをそれぞれ分離させることでレンズモジュールを量産する方法が知られている。
【０００４】
また、複数のレンズが形成されたレンズアレイ基板と複数の固体撮像素子が形成されたセンサ基板とを一体に組み合わせ、レンズと固体撮像素子をセットとして含むようにレンズアレイ基板とともにセンサ基板を切断することで撮像ユニットを量産する方法が知られている。
【０００５】
ここで、複数のレンズを積層させた撮像ユニットを構成とする場合には、レンズアレイ同士を複数積層させ、積層させたレンズアレイを相互に位置決めするアライメント工程を行い、その後、各レンズアレイ基板を切断することで、一つの固体撮像素子に対して複数のレンズが積層された撮像ユニットを構成する。
【０００６】
アライメント工程によって積層させた複数のレンズアレイを位置決めする技術としては、例えば、下記文献に示すものがある。
【０００７】
特許文献１には、２つのレンズアレイ同士を相互に位置決めしながら、一方のレンズアレイの凹部を他方のレンズアレイの凸部に嵌合させるレンズモジュールの構成が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、積層される一対のレンズアレイのうち、一方のレンズアレイの突起と他方のレンズアレイの凹部を嵌合し、両レンズアレイを積層状態に連結する構成が記載されている。
【０００９】
特許文献３には、複数のレンズが形成されたレンズプレート同士を嵌合構造によってアライメントすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−９５７０８号公報
【特許文献２】特開２０００−２８４１５８号公報
【特許文献３】特開２００７−６５６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、積層されるレンズアレイに形成した嵌合部の嵌合によってレンズアレイ同士をアライメントする場合には、レンズアレイ及び嵌合部を非常に高い精度で形成することが前提となるため、実際には非常に困難である。特にウエハレベルレンズにおいては、基板に複数のレンズが形成された構成の場合には、各レンズを積層する方向に対応するレンズと光軸をあわせる必要があるため、嵌合部の嵌合によって適性に位置決めすることが難しい。レンズアレイ間の積層方向での位置ずれはレンズ面間の偏芯の原因となり、レンズの結像性能に影響を及ぼす。また、適性に位置決めができない場合には、嵌合部が形成されたレンズアレイが無駄となってしまい、歩留まりが低下してしまう。
【００１２】
本発明は、積層されたレンズアレイを相互により確実に位置決めすることができるレンズモジュールの製造装置及び製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）基板と、前記基板に形成された複数のレンズとを有するレンズアレイを、円柱状の嵌合部で互いに嵌め合わせてなるレンズモジュールを製造する製造装置であって、
前記嵌合部で互いに嵌め合わされた２つのレンズアレイのうち一方のレンズアレイの前記基板を固定可能な固定部材と、
前記固定部材との間で前記２つのレンズアレイを挟み込み、該２つのレンズアレイのうち固定されていない他方のレンズアレイを、前記嵌合部を軸として回転させる回転部材と、を備え、
前記回転部材によって前記他方のレンズアレイを回転させ、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行うレンズモジュールの製造装置。
（２）基板と、前記基板に形成された複数のレンズとを有するレンズアレイを、円柱状の嵌合部で互いに嵌め合わせてなるレンズモジュールを製造する製造方法であって、
固定部材が、前記嵌合部で互いに嵌め合わされた２つのレンズアレイのうち一方のレンズアレイの前記基板を固定する工程と、
回転部材が、前記固定部材との間で前記２つのレンズアレイを挟み込み、該２つのレンズアレイのうち固定されていない他方のレンズアレイを、前記嵌合部を軸として回転させる工程と、
前記回転部材によって前記他方のレンズアレイを回転させ、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行う工程と、有するレンズモジュールの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、積層されたレンズアレイを相互により確実に位置決めすることができるレンズモジュールの製造装置及び製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】レンズモジュールの構成を示す断面図である。
【図２】嵌合部の形状の変形例を示す断面図である。
【図３】レンズモジュールの製造装置を概略的に示す構成図である。
【図４】レンズアレイのアライメントを説明する模式的な平面図である。
【図５】レンズアレイのアライメントを説明する模式的な平面図である。
【図６】アライメントマークの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、レンズモジュールの構成を示す断面図である。
図１に示すように、レンズモジュールＬＭは、２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２を積層させてなる。
【００１７】
レンズアレイＬ１は、円盤状の基板１０と、基板１０に形成された複数のレンズ１とを有する。基板１０と各レンズ１は透明である。複数のレンズ１は、基板１０に２次に配列されている。各レンズ１は、基板１０の表裏それぞれの面に設けられたレンズ面を含む。各レンズ１の一対のレンズ面は、光軸が一致するように基板１０において表裏の対応する位置に設けられる。各レンズ１の一対のレンズ面は、基板１０の表面から突出する凸状の曲面である。なお、レンズ１のレンズ面の形状は凸状の曲面に限らず、光軸に対して回転対称な形状を有する形状であればよく、例えば凹状の曲面や非球面であってもよい。
【００１８】
レンズアレイＬ２は、円盤状の基板２０と、基板２０に形成された複数のレンズ２とを有する。基板２０と各レンズ２は透明である。複数のレンズ２は、基板２０に２次に配列されている。各レンズ２は、基板２０の表裏それぞれの面に設けられたレンズ面を含む。各レンズ２の一対のレンズ面は、光軸が一致するように基板２０において表裏の対応する位置に設けられる。各レンズ２の一対のレンズ面は、基板２０の表面から突出する凸状の曲面である。なお、レンズ２のレンズ面の形状は凸状の曲面に限らず、光軸に対して回転対称な形状を有する形状であればよく、例えば凹状の曲面や非球面であってもよい。
【００１９】
レンズモジュールＬＭは、レンズアレイＬ１とレンズアレイＬ２とを嵌合部３０によって嵌め合わせてなる。嵌合部３０は、円柱状の部材である。嵌合部３０は、その軸方向における一方の端部が、レンズアレイＬ１の一方の面（図１では下方の面）の中央に設けられた円形の凹部１１に嵌め合わされ、他方の端部が、レンズアレイＬ２の一方の面（図１では上方の面）の中央に設けられた円形の凹部１２に嵌め合わされる。
【００２０】
嵌合部３０は、レンズアレイＬ１の基板１０（又はレンズアレイＬ２の基板２０）を平面視した状態で、その中央に位置している。そして、レンズモジュールＬＭは、２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２を嵌合部３０を中心として相互に回転させることで、レンズアレイＬ１とレンズアレイＬ２との位置合わせが行われたものである。レンズモジュールＬＭは、レンズアレイＬ１とレンズアレイＬ２との間の間隔は嵌合部３０の軸方向の長さによって規定され、レンズアレイＬ１，Ｌ２間のレンズ１，２が配置される２次元の平面に対する位置は相対回転による位置合わせによって調整される。なお、嵌合部３０の外径と、レンズアレイＬ１，Ｌ２の各基板１０，２０の凹部１１，１２の内径は、位置合わせする際にレンズアレイＬ１，Ｌ２同士を相対回転させることができるように設計される。
【００２１】
レンズアレイＬ１の基板１０におけるレンズアレイＬ２と向かい合う側の面の端部には、アライメントマークＭ１が形成されている。同様に、レンズアレイＬ２の基板２０におけるレンズアレイＬ１と向かい合う側の面の端部には、アライメントマークＭ２が形成されている。アライメントマークＭ１，Ｍ２は、レンズアレイＬ１，Ｌ２同士の位置合わせの基準として用いられる。
【００２２】
図２は、嵌合部の形状の変形例を示している。ＦＩＧ．２Ａに示すレンズモジュールＬＭは、レンズアレイＬ２の基板２０に、略円柱状の嵌合部２４が一体で形成されている。嵌合部２４は、基板２０の平面視において中央に設けられている。また、レンズアレイＬ１の基板１０の中央には貫通孔１４が形成されている。このレンズモジュールＬＭは、レンズアレイＬ２の嵌合部２４を、レンズアレイＬ１の貫通孔１４に嵌め込んでなる。
【００２３】
また、このレンズモジュールＬＭは、レンズアレイＬ１の基板１０のレンズアレイＬ２側の面においてレンズ１が設けられていない領域に、リブ１３が形成されている。同様に、レンズアレイＬ２の基板２０のレンズアレイＬ１側の面においてレンズ２が設けられていない領域に、リブ２３が形成されている。リブ１３，２３は、レンズ１，２それぞれの基板１０，２０表面に対して突出する高さよりも高く形成されている。リブ１３，２３は、レンズアレイＬ１，Ｌ２同士を積層させた際に互いに当接するように形成されており、レンズ１，２が接触することを防止するとともに、基板１０，２０の間隔を確保するスペーサとしても機能する。
【００２４】
ＦＩＧ．２Ｂに示すレンズモジュールＬＭは、レンズアレイＬ２の基板２０に、略円柱状の嵌合部２５が一体で形成されている。嵌合部２５は、基板２０の平面視において中央に設けられている。嵌合部２５は、その軸方向に対して基板２０側の基端部と先端部と間に段差２５ａが形成されている。また、レンズアレイＬ１の基板１０の中央には貫通孔１４が形成されている。このレンズモジュールＬＭは、レンズアレイＬ２の嵌合部２５を、レンズアレイＬ１の貫通孔１４に嵌め込んでなる。嵌合部２５を貫通孔１４に嵌め込んだ状態で、段差２５ａが基板１０に当接することにより、レンズアレイＬ１の基板１０とレンズアレイｌ２の基板２０との間隔が確保される。
【００２５】
図２に示すレンズモジュールＬＭのように、レンズアレイＬ１，Ｌ２を相対回転させることで位置合わせが可能であれば、嵌合部２４，２５の形状は特に限定されない。
【００２６】
レンズアレイＬ１，Ｌ２はそれぞれ、基板１０，２０とレンズ１，２とが、同じ成形材料を使用して成形型で同時に一体成形されたものとすることができる。又は、基板１０，２０を成形した後、作製された基板１０，２０それぞれの両面に、レンズ１，２が成形されたものであってもよい。又は、基板１０，２０としてガラス基板を用い、それぞれの両面に、レンズ１，２が成形されたものであってもよい。
【００２７】
次に、レンズ及び基板の材料について、説明する。
【００２８】
レンズ１，２を形成する材料としては、例えばガラスを用いることができる。ガラスは種類が豊富であり、高屈折率を有するものを選択できるので、大きなパワーを持たせたいレンズの素材として適している。また、ガラスは耐熱性に優れ、撮像ユニットのリフロー実装に好適である。
【００２９】
また、レンズ１，２を形成する材料として、樹脂を用いることもできる。樹脂は加工性に優れており、型等でレンズ面を簡易かつ安価に形成するのに適している。樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも用いることができるが、上述した撮像ユニットのリフロー実装を考慮すると、軟化点が例えば２００℃以上の比較的高いものが好ましく、２５０℃以上のものがより好ましい。
【００３０】
紫外線硬化性樹脂としては、紫外線硬化性シリコン樹脂、紫外線硬化性エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を例示することができる。エポキシ樹脂としては、線膨張係数が４０〜８０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．５０〜１．７０、好ましくは１．５０〜１．６５のものを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、熱硬化性シリコン樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等を例示できる。例えば、シリコン樹脂としては、線膨張係数が３０〜１６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．４０〜１．５５のものを用いることができる。エポキシ樹脂は線膨張係数が４０〜８０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．５０〜１．７０、好ましくは１．５０〜１．６５のものを用いることができる。フェノール樹脂は、線膨張係数が３０〜７０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．５０〜１．７０のものを用いることができる。アクリル樹脂としては、線膨張係数が２０〜６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．４０〜１．６０、好ましくは１．５０〜１．６０のものを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、具体的には、富士高分子工業（株）製ＳＭＸ−７８５２・ＳＭＸ−７８７７、（株）東芝製ＩＶＳＭ−４５００、東レ・ダウコーニング（株）製ＳＲ−７０１０、等を例示することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等を例示することができる。ポリカーボネートは、線膨張係数が６０〜７０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．４０〜１．７０、好ましくは１．５０〜１．６５のものを用いることができる。ポリサルフォン樹脂は、線膨張係数が１５〜６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．６３のものを用いることができる。ポリエーテルサルフォン樹脂は、線膨張係数が２０〜６０［１０−６／Ｋ］で、屈折率が１．６５のものを用いることができる。
【００３１】
一般に、光学ガラスの線膨張係数は２０℃で４．９〜１４．３［１０−６／Ｋ］であり、屈折率は波長５８９．３ｎｍで１．４〜２．１である。また、石英ガラスの線膨張係数は０．１〜０．５［１０−６／Ｋ］であり、屈折率は約１．４５である。
【００３２】
また、無機微粒子を樹脂マトリックス中に分散させることによって得られる有機無機複合材料を使用することが好ましい。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、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。
【００３３】
無機微粒子は、単独で用いて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、アルミナ等の異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チナ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。
【００３４】
無機微粒子の数平均粒子サイズは、小さすぎると物質の特性が変化する場合がある。また、樹脂マトリックスと無機微粒子の屈折率差が大きい場合には、無機微粒子の数平均粒子サイズが大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となる。このため、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号公報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。
【００３５】
無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９．３ｎｍ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。
【００３６】
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。
【００３７】
有機無機複合材料に用いられる樹脂としては、公知の紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が使用できる。また、特開２００７−９３８９３号公報に記載された屈折率１．６０より大きい樹脂、特開２００７−２１１１６４号公報に記載された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、特開２００７−２３８９２９号公報、特願２００８−１２６４５号、特開２０１０−０４３１９１号公報、特開２０１０−０６５０６３号公報、特開２０１０−５４８１７号公報に記載された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、特開２０１０−０３１１８６号公報、特開２０１０−３７３６８号公報に記載された熱可塑性樹脂等を挙げることができる。有機無機複合材料には、必要に応じて、可塑剤、分散剤等の添加剤を加えることができる。
【００３８】
基板１０，２０は、レンズ１，２の成形材料と同じものを用いることができる。又は、基板１０，２０は、可視光に対して透明なガラスなどの材料であれば、レンズ１，２の成形材料とは異なる材料で作ってもよい。この場合には、基板１０，２０を形成する材料としては、レンズ１，２を形成する材料と線膨張係数と屈折率が近しいことが好ましい。レンズ１，２を形成する材料、及び基板１０，２０を形成する材料の線膨張係数が近ければ、上述した撮像ユニットのリフロー実装において、レンズ１，２の歪みや割れといった不都合を回避することができる。レンズ１，２を形成する材料、及び基板１０，２０を形成する材料の屈折率が近ければ、レンズ１，２と基板１０，２０間の界面での反射を防ぎ、ゴーストの発生を回避することができる。
【００３９】
次に、レンズモジュールの製造装置について説明する。以下の説明において、図１で示したレンズモジュールＬＭを用いる。
【００４０】
図３は、レンズモジュールの製造装置を概略的に示している。レンズモジュールの製造装置１００は、積層された２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２からなるレンズモジュールＬＭを保持するとともに、２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２を相対的に回転させることで、互いの位置合わせを行うアライメント機構を備えている。図３において、レンズアレイＬ１，Ｌ２を相対回転する方向に平行な面をＸ方向とＹ方向によって規定される面とした場合、Ｘ−Ｙ平面に対して垂直な方向をＺ方向とする。図３では、製造装置１００の配置の鉛直方向をＺ方向とする。
【００４１】
製造装置１００は、アライメントを行う際にレンズモジュールＬＭを固定する固定部材１１０と、レンズアレイＬ１，Ｌ２を相対的に回転させるための回転部材１２０と、を備えている。
【００４２】
固定部材１１０は、少なくとも一部に透明部を含む固定板１１１を備える。固定板１１１の透明部は、例えばガラス板で構成される。固定版１１１の、レンズアレイＬ１を固定する側の面１１２には、断面視において略半円状の溝１１１ａが、該固定板１１１の面に沿って形成されている。
【００４３】
回転部材１２０は、テーブル状の回転ステージ１２１を含む。回転ステージ１２１はその上面が、レンズモジュールＬＭのレンズアレイＬ２の基板２０を支持する平坦面である。回転ステージ１２１は、回転部材１２０を駆動させた際には回転軸Ｓを中心に回動する。  
【００４４】
製造装置１００は、積層された２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２を保持する一対の保持部材１３０，１４０を備えている。一対の保持部材１３０，１４０はそれぞれ、透明な板、例えばガラス板である。一対の保持部材１３０，１４０は互いに平行に配され、その間にレンズモジュールＬＭを挟み込むことによって保持する。
【００４５】
保持部材１３０は、固定部材１１０の固定板１１１とレンズアレイＬ１との間に配される。保持部材１３０のレンズアレイＬ１側の表面には、基板１０においてレンズ１が形成されてない領域に当接する凸状の保持部１３１が一体に形成されている。
【００４６】
保持部材１４０は、回転部材１２０の回転ステージ１２１とレンズアレイＬ２との間に配される。保持部材１４０のレンズアレイＬ２側の表面には、基板２０においてレンズ２が形成されてない領域に当接する凸状の保持部１４１が一体に形成されている。  
【００４７】
製造装置１００は、保持部材１３０，１４０を設けずに省略してもよい。この場合、固定部材１１０の固定板１１１、及び回転部材１２０の回転ステージ１２１にレンズモジュールＬＭを保持する機構を適宜設ければよい。
【００４８】
更に、製造装置１００は、昇降駆動部１５０、検査部１６０、吸引装置１８０を備えている。
【００４９】
昇降駆動部１５０は、回転ステージ１２１を含め回転部材１２０全体を上方に押し上げ、また引き下げる駆動を行う。この駆動により、回転ステージ１２１の上方に配置されたレンズモジュールＬＭを固定部材１１０の固定板１１１に保持部材１３０，１４０を介して押し付け、また、レンズモジュールＬＭを固定部材１１０側から離す。
【００５０】
検査部１６０は、固定部材１１０の上方に配置され、固定板１１１の透明部を通して２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２の基板１０，２０の位置を検査する。検査部１６０は、基板１０，２０のそれぞれの表面に形成されたアライメントマークＭ１，Ｍ２に基づき、レンズアレイＬ１，Ｌ２の位置の合致の具合を検査する。検査部１６０は、例えば、実体顕微鏡、拡大スコープ、ビデオマイクロスコープを用いる。
【００５１】
吸引装置１８０は、固定部材１１０の固定板１１１の溝１１１ａに連通する吸気部を備えている。そして、吸引装置１８０は、昇降駆動部１５０によって回転ステージ１２１を持ち上げ、保持部材１３０の上面と固定板１１１の下方の面１１２とを合わせた状態で、溝１１１ａに沿って空気を吸引する。こうすることで、保持部材１３０に負圧がかかり、固定板１１１と保持部材１３０とが固定される。こうして、保持部材１３０，１４０とともに、保持されたレンズアレイＬ１，Ｌ２が固定部材１１０に対して固定される。
【００５２】
次に、レンズアレイのアライメントについて説明する。
【００５３】
先ず、２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２を、嵌合部３０を介して嵌め合わせ、互いに積層させる。２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２を保持部材１３０，１４０で挟み込み、回転部材１２０の回転ステージ１２１上に配置する。このとき、レンズアレイＬ１，Ｌ２は、嵌合部３０が回転ステージ１２１の回転軸Ｓ上に位置するように、配置される。
【００５４】
次に、昇降駆動部１５０を駆動し、回転部材１２０を上昇（図３のＺ方向に移動）させる。そして、一対の保持部材１３０，１４０及びレンズモジュールＬＭを、固定部材１１０と回転ステージ１２０との間で挟み込み保持させる。更に、吸引装置を駆動することで、固定部材１１０の固定板１１１に対して保持部材１３０を固定させる。
【００５５】
この状態で、回転部材１２０を駆動し、回転ステージ１２１を回転軸Ｓを中心に回動させる。また、検査部１６０がレンズアレイＬ１のアライメントマークＭ１とレンズアレイＬ２のアライメントマークＭ２との位置のずれ量を検出し、回転部材１２０が、ずれ量が０になるように回転ステージ１２１を回動させる。
【００５６】
なお、回転部材１２０及び検出部１６０のそれぞれの駆動は、図示しないコンピュータを用いた制御部によって統括的に制御されていてもよい。
【００５７】
図４は、アライメントの際にレンズアレイＬ１，Ｌ２の位置を調整する状態を模式的に示している。アライメント時には、レンズアレイＬ１を固定し、レンズアレイＬ２を回動することによって、レンズアレイＬ１及びレンズアレイＬ２のＸ−Ｙ平面に投影される相対位置を変位させる。検査部１６は、レンズアレイＬ１及びレンズアレイＬ２のアライメントマークＭ１，Ｍ２それぞれの位置を検出する。そして、回転部材１２０は、回転ステージ１２１を回動させることで、レンズアレイＬ２のアライメントマークＭ２とレンズアレイＬ１のアライメントマークＭ１とが、Ｘ−Ｙ平面における位置が一致するように駆動する。検査部１６がアライメントマークＭ１，Ｍ２が一致したことを検出した場合、回転部材１２０は回転ステージ１２１の回動を停止する。
【００５８】
アライメントが終了した後、レンズアレイＬ１，Ｌ２を互いに固定する。レンズアレイＬ１，Ｌ２同士の固定する手順としては、位置合わせ前に、レンズアレイＬ１，Ｌ２のリブ１３，２３に、レンズアレイ同士の固定用の樹脂を予め塗布する。この樹脂は、上述したレンズ材料用の紫外線硬化樹脂を用いる。次に、固定板１１１の透明部を通して紫外線を照射し、リブ１３，２３に塗布してある紫外線硬化樹脂を硬化させることでレンズアレイＬ１，Ｌ２を固定する。
【００５９】
レンズアレイＬ１，Ｌ２同士を固定した後、昇降駆動部１５０が回転部材１２０を降下させ、固定部材１１０の固定板１１１と回転ステージ１２１の間隔を拡げ、一対の保持部材１３０，１４０からレンズモジュールＬＭを開放し、レンズモジュールＬＭを取り出す。こうして、互いに位置合わせが行われたレンズアレイＬ１，Ｌ２からなるレンズモジュールＬＭを得る。
【００６０】
このような、製造装置１００によれば、嵌合部３０の嵌め込みによってレンズアレイＬ１，Ｌ２の互いの中心の位置を合わせたうえで、嵌合部３０を中心とするレンズアレイＬ１，Ｌ２の相対回転によって最終的な位置合わせを実行することができる。このため、従来のように、積層されるレンズアレイに形成した嵌合部の嵌合でのみレンズアレイ同士をアライメントする場合にはレンズアレイ及び嵌合部を非常に高い精度で形成することが前提となるが、製造装置１００では、ある程度の精度で嵌合部を形成することで適正なアライメントを行うことができる。特にウエハレベルレンズにおいては、基板に複数のレンズが形成された構成の場合であっても、嵌合部とアライメントの両方の位置決めによって適性に位置決めすることができる。また、嵌合部の形状精度によって歩留まりが低下してしまうことを抑えることができる。
【００６１】
レンズアレイＬ１，Ｌ２同士を嵌め合わせるための嵌合部の位置は、レンズアレイＬ１，Ｌ２の中心に限定されない。嵌合部は、レンズアレイＬ１，Ｌ２同士を嵌め合わせ、かつ、両者を相対回転させることができる範囲でその配置を変更することが可能である。
【００６２】
次に、レンズアレイ同士を嵌め合わせる嵌合部の配置を変更した例を説明する。図５は、図４と同様の視点に基づいて、レンズアレイＬ１，Ｌ２のアライメントを模式的に示している。この例では、レンズアレイＬ１，Ｌ２の各基板１０，２０の周縁部において、Ｚ方向に延びる円柱状の嵌合部３０によって互いに嵌め合わされている。そして、この例では、レンズアレイＬ１，Ｌ２の相対回転の中心が嵌合部３０の中心である。なお、この例でもレンズモジュールＬＭの他の構成や、製造装置の構成部材の構成及びその機能については、以下のでは別途説明しない限り同じとする。
【００６３】
嵌め合わされた２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２は、嵌合部３０の中心が、それらの下方に配されている回転ステージ１２０の回転軸Ｓ上に位置するように、配置され、回転ステージ１２０と図示しない固定部材とによって挟み込まれ、固定される。
【００６４】
そして、アライメントを行う際には、検査部１６０によってレンズアレイＬ１，Ｌ２のアライメントマークＭ１，Ｍ２の位置に基づいて、図５に示すように回転ステージ１２０を回動させることで下方に配されたレインアレイＬ２をレンズアレイＬ１に対して移動させる。検査部１６がアライメントマークＭ１，Ｍ２が一致したことを検出した場合、回転部材１２０は回転ステージ１２１の回動を停止する。アライメント後、レンズアレイＬ１，Ｌ２を互いに固定し、レンズモジュールＬＭを得る。
【００６５】
次に、アライメントマークについて説明する。
図１を参照して説明すると、レンズモジュールＬＭにおいて、アライメントマークＭ１，Ｍ２はそれぞれ、レンズアレイＬ１，Ｌ２と一体に形成されてもよく、作製されたレンズアレイＬ１，Ｌ２に後で形成されてもよい。
【００６６】
図６は、レンズアレイの基板にアライメントマークを一体に形成した例を示す。図６Ａは、レンズアレイの基板に平面視でクロス状のアライメントマークを一体に形成した例を示している。また、図６Ｂは、レンズアレイの基板に平面視でリング状のアライメントマークを一体に形成した例を示している。これらの例のようにレンズアレイの基板と一体に形成する際には、基板１０を構成する材料と同じ材料、例えば、同じ成形材料を用いて基板１０の成形時に同時に成形することで、アライメントマークを形成することができる。検査部１６０は、これらのアライメントマークを検出する場合には、それぞれのアライメントマークの形状において特徴となる部分を画像処理などによって検出し、そのアライメントマークの位置を検出信号として出力する。アライメントマークの形状において特徴となる部分としては、例えば、図６Ａに示すクラス状のアライメントマークの場合には、交点部分である。また、図６Ｂに示すリング状のアライメントマークの場合には、円環部分の中央開口における中心部分を特徴となる部分とすることができる。
【００６７】
作製されたレンズアレイＬ１，Ｌ２に後で形成する場合、アライメントマークＭ１，Ｍ２は、着色された樹脂を透明な基板１０，２０の表面に形成した構成としてもよい。又は、ブラックレジストなどの遮光性材料や光反射性材料を使用し、これらの材料からなる非透明部分をスプレー塗布法などにより形成してもよい。
【００６８】
上述の説明において、レンズモジュールＬＭは、２つのレンズアレイＬ１，Ｌ２を積層させた構成を例に説明したが、３つ以上のレンズアレイを積層させた構成としてもよい。
【００６９】
本明細書は、以下の事項を開示するものである。
（１）基板と、前記基板に形成された複数のレンズとを有するレンズアレイを、円柱状の嵌合部で互いに嵌め合わせてなるレンズモジュールを製造する製造装置であって、
前記嵌合部で互いに嵌め合わされた２つのレンズアレイのうち一方のレンズアレイの前記基板を固定可能な固定部材と、
前記固定部材との間で前記２つのレンズアレイを挟み込み、該２つのレンズアレイのうち固定されていない他方のレンズアレイを、前記嵌合部を軸として回転させる回転部材と、を備え、
前記回転部材によって前記他方のレンズアレイを回転させ、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行うレンズモジュールの製造装置。
（２）（１）に記載のレンズモジュールの製造装置であって、
前記固定部材に設けられた透明部と、
前記透明部を通して前記２つのレンズアレイの各基板を検査する検査部と、を備え、
前記検査部は、前記２つのレンズアレイの各基板表面に形成されたアライメントマークを検出するレンズモジュールの製造方法。
（３）（１）又は（２）に記載のレンズモジュールの製造装置であって、
前記固定部材に含まれ、前記レンズアレイを固定する側の面に溝が形成された固定板と、
前記溝に沿って空気を吸引することにより、前記固定部材に固定する前記レンズアレイ又は該レンズアレイの保持手段を前記固定板に吸着させる吸引装置と、を備えるレンズモジュールの製造方法。
（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載のレンズモジュールの製造装置であって、
前記回転部材が回転ステージを有し、前記回転ステージが前記嵌合部の中心と一致する軸を中心として回転するレンズモジュールの製造装置。
（５）（１）から（４）のいずれか１つに記載のレンズモジュールの製造装置であって、
積層された前記２つのレンズアレイを保持する一対の保持部材を備え、
前記一対の保持部材はそれぞれ透明な板であって、一方の板が前記固定部材に固定される前記レンズアレイを保持し、他方の板が前記回転部材によって回転される前記レンズアレイを保持するレンズモジュールの製造装置。
（６）基板と、前記基板に形成された複数のレンズとを有するレンズアレイを、円柱状の嵌合部で互いに嵌め合わせてなるレンズモジュールを製造する製造方法であって、
固定部材が、前記嵌合部で互いに嵌め合わされた２つのレンズアレイのうち一方のレンズアレイの前記基板を固定する工程と、
回転部材が、前記固定部材との間で前記２つのレンズアレイを挟み込み、該２つのレンズアレイのうち固定されていない他方のレンズアレイを、前記嵌合部を軸として回転させる工程と、
前記回転部材によって前記他方のレンズアレイを回転させ、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行う工程と、有するレンズモジュールの製造方法。
（７）（６）に記載のレンズモジュールの製造方法であって、
検査部が前記固定部材に設けられた透明部を通して前記２つのレンズアレイの各基板を検査し、前記２つのレンズアレイの各基板表面に形成されたアライメントマークを検出することによって、前記２つのレンズアレイの位置合わせを行う工程を有するレンズモジュールの製造方法。
（８）（６）又は（７）に記載のレンズモジュールの製造方法であって、
前記固定部材の少なくとも一部を構成する固定板の、前記レンズアレイを固定する側の面に形成された溝に沿って空気を吸引する吸引装置よって、前記固定部材に固定する前記レンズアレイ又は該レンズアレイの保持手段を前記固定板に吸着させる工程を有するレンズモジュールの製造方法。
（９）（６）から（８）のいずれか１つに記載のレンズモジュールの製造方法であって、
前記回転部材が、回転ステージを前記嵌合部の中心と一致する軸を中心として回転させる工程を有するレンズモジュールの製造方法。
【符号の説明】
【００７０】
１        レンズ
１０      基板
２４，２５，３０    嵌合部
１００    製造装置
１１０    固定部材
１２０    回転部材
１２１    回転ステージ
１３０，１４０    保持部材
１６０    検査部
１８０    吸引装置
Ｌ１      レンズアレイ
Ｌ２      レンズアレイ
ＬＭ      レンズモジュール
Ｍ１，Ｍ２    アライメントマーク
【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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