(57)【要約】      （修正有）【課題】積層されて一群の撮影光学系を形成する複数枚のレンズの光学面上のポジ型レジスト層に、大きさの異なる有効開口を一度の露光で形成する方法を提供する。【解決手段】遮光膜が表裏に形成され、複数のレンズ１４，２２，２３がそれぞれ形成されたレンズアレイ１１〜１３を積層する。平行光を出射する光源３０を、光軸４０に対する傾き角を０〜θ／２（θはレンズの撮影画角）の間の適宜選択した角度で光軸を中心に３６０度回転させて前記レンズアレイを照射し、全てのレンズの有効径内の全範囲を露光する。露光した範囲の遮光膜を現像処理によって除去して、それぞれの光学面に有効開口を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学面を表裏に有する複数個の微小レンズが平板上に形成されたレンズアレイを複数枚積層し、積層された前記微小レンズが一群の撮影光学系を構成するスタック型レンズアレイの前記光学面上に形成されたポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法であって、
前記ポジ型レジスト層は前記複数枚のレンズアレイの少なくとも２面以上に形成され、前記ポジ型レジスト層を露光する露光光を前記撮影光学系の最も被写体側に配置される光学面の有効径の範囲内に前記撮影光学系の撮影画角θ°の範囲内の入射角で入射させ、複数の前記光学面の有効径内のみに透過させて前記有効径内に形成された前記ポジ型レジスト層を露光する第１の工程と、
前記露光されたポジ型レジスト層を現像処理によって除去し、前記光学面の中心に有効開口を形成する第２の工程と、が順次に行われることを特徴とする光学面上のポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法。
【請求項２】
前記第１の工程は、
前記露光光が、平行光線を出射するコリメータを前記撮影光学系の光軸に対して前記撮影光学系の撮影画角θ°の半分のθ°／２の角度に傾けた後に前記光軸を中心に３６０度回転させながら出射させる第１の光線と、θ°／２〜０°の間の任意の角度に傾けた後に前記光軸を中心に３６０度回転させながら出射させる第２の光線とを含む複数の光線によって構成され、
前記露光光が前記微小レンズの手前に配置された絞り開口を透過して前記光学面に入射され、前記有効径内全域の前記ポジ型レジスト層を露光することを特徴とする請求項１記載の光学面上のポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、
前記複数の光学面の中心に、前記有効開口より小径の前記ポジ型レジスト層の未形成部分があるものを含み、
平行光線を出射するコリメータが前記撮影光学系の光軸に対して前記撮影光学系の撮影画角θ°の半分のθ°／２の角度に傾けられた後に前記光軸を中心に３６０度回転され、前記コリメータから出射された前記平行光線が前記微小レンズの手前に配置された絞り開口を透過した後に前記光学面に入射され、前記未形成部分を有する前記光学面の前記有効径の外径縁を含む内側の環状範囲が露光されて、前記有効径内の前記ポジ型レジスト層がすべて露光されることを特徴とする請求項１記載の光学面上のポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法。
【請求項４】
前記第１の工程は、
コリメータから出射された前記撮影光学系の光軸と平行な平行光線が、前記微小レンズの手前に配置されたフライアイレンズを透過して前記撮影画角と同じ角度に集束し、集束した光が前記光学面に入射され、前記一群の撮影光学系を構成する複数の前記微小レンズの有効径内の全域を露光することを特徴とする請求項１記載の光学面上のポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法。
【請求項５】
前記現像処理は、積層された前記複数枚のレンズアレイが１枚1枚に分離された後に行われることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の光学面上のポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のレンズが平板上に整列して形成されるとともに表裏にポジ型レジスト層が形成されたレンズシートを２枚以上積層したスタック型レンズアレイに関し、詳しくは、前記レンズの光学面に有効開口を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラのレンズモジュールは、携帯電話などの超小型機器に搭載されるようになり、ますます小型化が要求されるようになっている。一般的に、レンズはあるいはレンズユニットは、レンズ面での反射によるゴーストやフレアといった不具合が起きないように、遮光部材や反射防止部材が設けられる。超小型レンズにおいては、レンズ面に直接、蒸着あるいは塗布などによって遮光膜や反射防止膜が形成されることが多い。レンズ面に形成された遮光膜の一部が除去されて開口が形成される。この開口は、撮影画角範囲の画像の取り込みに対応した有効光束のみを透過させ、有効開口あるいは絞り開口などと呼ばれ、光学設計上の有効径に等しく形成される。
【０００３】
下記特許文献１には、複数のレンズが１枚の板に形成されたレンズアレイのレンズ面に遮光膜を形成し、遮光膜の一部にレーザ光を照射して有効開口を形成するマイクロレンズの製造方法が記載されている。下記特許文献２には、複数個のレンズが配列されたレンズアレイに平行なレーザー光を照射し、レンズアレイの夫々のレンズによって前記レーザー光が集光され、集光されたレーザー光によってレンズアレイの裏面側に配置された遮光基材に円錐状の開口を形成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５２０６２号公報
【特許文献２】特開２００６−２０９０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１又は２に記載された方法では、レンズ面に形成された遮光膜に有効開口を形成することができるが、一度に形成できるのは１層の遮光膜に対してであるから、２枚以上のレンズアレイを重ねて構成したスタック型レンズアレイを作製する場合、１枚のレンズアレイに有効開口を形成した後に、２枚重ねにしてスタック型を構成しなければならない。仮に、レンズアレイを２枚重ねにして平行光で露光したとしても、レンズ面に形成される開口径は全て同じになってしまうので、一群の光学系を構成する場合のようにそれぞれ大きさの異なる開口を同時に形成することはできない。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、複数個のレンズが平面上に整列して形成されるとともに表裏にポジ型レジスト層が形成されたレンズシートを２枚以上積層したスタック型レンズアレイにおいて、前記レンズの光学面に大きさの異なる有効開口を一度の露光で形成する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光学面上のポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法は、光学面を表裏に有する複数個の微小レンズが平板上に形成されたレンズアレイを複数枚積層し、積層された前記微小レンズが一群の撮影光学系を構成するスタック型レンズアレイの前記光学面上に形成されたポジ型レジスト層に有効開口を形成する方法である。
【０００８】
この方法は、前記ポジ型レジスト層は前記複数枚のレンズアレイの少なくとも２面以上に形成され、前記ポジ型レジスト層を露光する露光光を前記撮影光学系の最も被写体側に配置される光学面の有効径の範囲内に前記撮影光学系の撮影画角θ°の範囲内の入射角で入射させ、複数の前記光学面の有効径内のみに透過させて前記有効径内に形成された前記ポジ型レジスト層を露光する第１の工程と、前記露光されたポジ型レジスト層を現像処理によって除去し、前記光学面の中心に有効開口を形成する第２の工程と、が順次に行われることを特徴とする。
【０００９】
前記第１の工程は、前記露光光が平行光線を出射するコリメータを前記撮影光学系の光軸に対して前記撮影光学系の撮影画角θ°の半分のθ°／２の角度に傾けた後に前記光軸を中心に３６０度回転させながら出射させる第１の光線と、θ°／２〜０°の間の任意の角度に傾けた後に前記光軸を中心に３６０度回転させながら出射させる第２の光線とを含む複数の光線によって構成され、前記露光光が前記微小レンズの手前に配置された絞り開口を透過して前記光学面に入射されて前記有効径内全域の前記ポジ型レジスト層を露光するようにすることが好ましい。
【００１０】
前記第１の工程は、前記複数の光学面の中心に、前記有効開口より小径の前記ポジ型レジスト層の未形成部分があるものを含み、平行光線を出射するコリメータが前記撮影光学系の光軸に対して前記撮影光学系の撮影画角θ°の半分のθ°／２の角度に傾けられた後に前記光軸を中心に３６０度回転され、前記コリメータから出射された前記平行光線が前記微小レンズの手前に配置された絞り開口を透過した後に前記光学面に入射され、前記未形成部分を有する前記光学面の前記有効径の外径縁を含む内側の環状範囲が露光されて、前記有効径内の前記ポジ型レジスト層がすべて露光されるようにしても良い。
【００１１】
前記第１の工程は、コリメータから出射された前記撮影光学系の光軸と平行な平行光線が、前記微小レンズの手前に配置されたフライアイレンズを透過して前記撮影画角と同じ角度に集束し、集束した光が前記光学面に入射され、前記一群の撮影光学系を構成する複数の前記微小レンズの有効径内の全域を露光するようにしても良い。
【００１２】
前記現像処理は、積層された前記複数枚のレンズアレイが１枚1枚に分離された後に行われるようにすると良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２枚以上積層されて一群の光学系を形成する複数枚のレンズの光学面上のポジ型レジスト層に、それぞれ大きさの異なる有効開口を一度の露光で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】３枚のレンズアレイを露光台に積層する工程を説明する図である。
【図２】第１の方法の画角と同じ角度（半画角）に傾けた平行光をレンズアレイに照射する模式図である。
【図３】任意の角度の光線を説明する図である。
【図４】第１の方法の光軸と平行な露光光をレンズアレイに照射する模式図である。
【図５】図２と図４を重ねて表したレンズ部分の拡大図である。
【図６】図２における第１面の照射範囲を説明する図である。
【図７】図２と図４における第３面の照射範囲を説明する図である。
【図８】図３で説明した光線による照射範囲を説明する図である。
【図９】各光学面に有効開口が形成された状態の断面図である。
【図１０】第２の方法での遮光膜の未形成部分を説明する図である。
【図１１】図１０における照射範囲を説明する図である。
【図１２】第３の方法を説明する図である。
【図１３】図１２のレンズ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示されるように、スタック型レンズアレイ１０は、非球面の微小レンズ（以下、単にレンズという）１４，２２，２３が所定の間隔で平板部１５上に整列して形成されたレンズアレイ１１〜１３が積層される。レンズアレイ１１〜１３は四隅に位置決めして組立るための位置決め孔１６が設けられ、位置決め孔１６に露光台２０に立設された位置決め軸２１が挿通される。レンズアレイ１１〜１３のそれぞれの間にはスペーサ１８，１９が配置され、レンズアレイ１１〜１３がそれぞれ所定の間隔で組み付けられる。これによってレンズアレイ１１〜１３に形成されたそれぞれのレンズが一群の撮影光学系を構成する。
【００１６】
露光台２０にセットされたレンズアレイ１１〜１３の上に微小レンズ１４光軸４０を中心とする絞り開口３１が形成された絞り板３２が配置される。絞り開口３１はレンズ１４，２２，２３によって構成される撮影光学系の入射瞳の大きさに形成され、入射瞳の位置に配置される。平行光線３４を出射するコリメータを備えた光源３０が絞り板３２の上方に配置される。
【００１７】
図２に示されるように、光源３０は、レンズアレイ１１の中心の光軸４０に対して撮影画角と同じθ／２°まで傾けることができ、傾けた状態で軸４０を中心にして３６０度回転させることができる（第１の光線）。また、図３に示されるように、θ／２°より小さい角度でロックして３６０度回転させることもでき（第２の光線５０）、図４に示されるように、傾き角を０°にして出射光が光軸４０と平行になるようにすることもできる（別の第２の光線３３）。これら複数の第２の光線を第１の光線とともにレンズアレイ１１〜１３に照射することで、レンズ１４，２２，２３によって構成される撮影光学系の光路と同じ範囲を透過する露光光が形成される。
【００１８】
図５に示されるように、レンズアレイ１１〜１３は、それぞれの表裏の全面にポジ型レジスト層（以下、遮光膜という）４４〜４９が形成されている。なお、遮光膜の形成方法については、特に限定しない。蒸着、塗布、印刷、リソグラフィ、インクジェットなど周知の方法を用いると良い。
【００１９】
図２に戻って説明する。光源３０の傾き角がθ／２°のときは、絞り開口３１を透過した第１の光線３４がレンズ１４の第１光学面２４上の範囲３５（図６参照）を照射し、これが光軸４０を中心に３６０度回転した範囲３６（第１の光線３４による露光範囲）は、第１光学面２４上の有効径の範囲（有効開口３７と同じ）と一致する。これにより、第１の光線３４はレンズ１４，２２，２３のそれぞれの光学面（第１光学面２４〜第６光学面２９）を透過してそれぞれの有効径内を露光する。
【００２０】
レンズ１４の第１光学面２４では第１の光線３４が有効径の内側の範囲と一致して、第１光学面２４の有効径内を露光するが、例えば、レンズ２２の第３光学面２６では第１の光線３４が露光する範囲は有効径の内側に隣接する環状範囲５１となる。そこで、光源３０を傾けずに光軸４０と平行に光線３３を出射させて第３光学面２６を露光する。しかし、第２の光線３３によって露光された範囲５２との間に未露光の部分５３（図４参照）が生じる。
【００２１】
そこで、光源３０の傾き角を撮影画角の半角θ／２°より小さい角度にした第２の光線５０を出射させる（図３参照）。第２の光線５０による第３光学面２６上の露光範囲５４は環状範囲５１と一部が重なるものの光軸を含む範囲５２との間に未露光の部分５５が未だ存在する（図８参照）。更に、光源３０の傾斜を小さくして光軸寄りにし、第４の光線（図示せず）を出射させ、未露光の部分５５が露光するようにすれば、第３光学面２６の有効径内がすべて露光される。
【００２２】
このように、光源３０の光軸４０に対する傾斜角を撮影画角の範囲内（０〜θ／２）で変化させながら繰返し露光することでレンズ１４，２２，２３の光学面（第１光学面２４〜第６光学面２９）に対して、それぞれの有効径内の遮光膜を露光することができる。
【００２３】
図９に示されるように、レンズアレイ１１〜１３は、露光が済んだ後に露光台２０から１枚づつ取り外されて現像処理が行われ、レンズ１４，２２，２３に形成された遮光膜４４〜４９の露光された範囲、即ち、設定された全ての有効径内の遮光膜が除去され、有効開口３７〜３９，４１〜４３が形成される。有効開口３７〜３９，４１〜４３が形成されたレンズアレイ１１〜１３は、個々のレンズ１４，２２，２３に対応するスペーサを介して再度積層され、紫外線硬化型接着材等で固着された後に１つ１つのレンズユニットにダイシングされる。その後、ＣＣＤなどのイメージセンサが取付けられて撮像ユニットが作製される。
【００２４】
次に、別の形成方法について説明する。レンズの光学面に形成される有効開口の大きさは設計値により決まっている。従って、レンズアレイに遮光膜を形成する際、光学面の有効開口の部分に遮光膜を形成しなければ良く、その方が除去する手間が省ける。しかしながら、高精度な未形成部分を遮光膜に設ける方法はなく、そのため、遮光膜の形成後に不要範囲を露光し、現像処理で除去する方法が採られている。
【００２５】
そこで、本発明による第２の方法は、有効径より少しだけ小さな未形成部分を設けて遮光膜を形成し、その後、有効径内を露光して有効径より内側に少しだけはみ出した部分を除去する方法を提案するものである。説明については、前述した第１の方法と同じものは図面に同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２６】
図１０に示されるように、積層されたレンズアレイ１１〜１３の各光学面２４〜２９（図９参照）に形成される遮光膜６４〜６９は、それぞれの光学面２４〜２９に設定された有効開口３７〜３９，４１〜４３（図９参照）より小径の未形成部分５７〜５９，６１〜６３が設けられている。露光光は前述した第１の光線３４を用いる。光源３０を光軸４０に対して撮影画角と同じ角度（撮影画角の半角θ／２°）に傾け、光軸４０を中心に３６０度回転させて第１の光線３４をレンズ１４，２２，２３に照射し透過させる（図２参照）。第１の光線３４は第１光学面２４では有効径内の全てを露光するが、例えば、第３光学面２６では有効径の外径縁を含む内側の環状範囲５１（図７，１１参照）を露光する。
【００２７】
図１１に示されるように、第３光学面２６に形成された遮光膜６６は、第１の光線３４によって露光される環状範囲５１の内径より大きく、且つ有効径（有効開口３９と同じ径）より小さい円６０の内側に遮光膜６６の未形成部分６３が設けられている。ここで、第１の光線３４によって環状範囲５１が露光され、有効径と円６０の間の遮光膜（遮光膜６６の一部）が露光される。このとき露光された範囲の遮光膜が現像処理によって除去される。これによって、有効径より内側には遮光膜がなくなり、有効開口３９（図９参照）が形成される。同じ様に、有効開口３８，４１〜４３（図９参照）も形成される。
【００２８】
次に、第３の方法について説明する。図１２に示されるように、この方法は前記第１の方法で使用した絞り板３２の代わりに複数の集光レンズ７１を有するフラスアイレンズ７０を用いる。集光レンズ７１は、光源３０から出射された平行光を前記撮影画角と同じ角度に集束させるとともに、出射させた集束光７２をレンズアレイ７３，７４に形成されたレンズ７５，７６の第１光学面８１〜第４光学面８４に透過させる。
【００２９】
集光レンズ７１は、集束光７２が第１光学面８１の有効径内のみに照射されるように位置決めされ、レンズ７５，７６を透過する光線は、前記撮影光学系内の光路と同じ光路をレンズ７５，７６内に形成する。レンズアレイ７３，７４の表裏には遮光膜８５〜８８が形成されている。第１光学面８１〜第４光学面８４のそれぞれの有効径内に形成された遮光膜はレンズ７５，７６の光路内に位置しており、透過する光によって露光される。このとき露光された範囲の遮光膜は現像処理によって除去され、有効径内には遮光膜がなくなり、有効開口９１〜９４（図１３参照）が形成される。
【符号の説明】
【００３０】
１０  スタック型レンズアレイ
１１〜１３，７３，７４  レンズアレイ
１４，２２，２３，７５，７６  レンズ（微小レンズ）
１５  平板部
１６  位置決め孔
１７，１８，１９  スペーサ
２０  露光台
２１  位置決め軸
２４〜２９  光学面（第１光学面２４〜第６光学面２９）
３０  光源
３１  絞り開口
３２  絞り板
３３  光軸と平行に出射される光線（第２の光線の１つ）
３４  第１の光線
３７〜３９，４１〜４３，９１〜９４  有効開口
４０  光軸
４４〜４９，６４〜６９，８５〜８８  遮光膜（ポジ型レジスト層）
５０  任意の角度の光線（第２の光線の１つ）
５７〜５９，６１〜６３  未形成部分
８０  フライアイレンズ
８１  集光レンズ
８２  集束光
８１〜８４  光学面（第１光学面８１〜第４光学面８４）
【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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