(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部シリコン層と，上部シリコン層と，これら両者間に介在する中間層とから構成された光学基板の前記上部シリコン層表面に複数の光束変換部を列状に形成する第１工程と，
前記各光束変換部の周辺の一部に沿った縁部を前記上部シリコン層のエッチングにより形成すると共に，前記各光束変換部の周辺の他部側に設けられ且つ前記光束変換部の成す列に沿って少なくとも２つの前記光束変換部を連結支持するように延設された取扱・支持部を前記上部シリコン層のエッチングにより形成し，これにより，複数の前記光束変換部と，前記光束変換部に対応した縁部と，これらを連結支持する取扱・支持部とを具えた光学素子集合体を得る第２工程と，
前記中間層を除去して前記下部シリコン層と，前記第２工程により得られた前記光学素子集合体を分離する第３工程と，
を含むことを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程において，前記縁部は，前記光束変換部の周辺の一部に沿った円弧形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学部材の製造方法。
【請求項３】
前記第１工程において，前記複数の光束変換部は前記光束変換部表面に略平行な平面内で２次元的に配列されて形成され，
前記第２工程において，複数の前記光学素子集合体を形成すると共に，複数の前記光学素子集合体の前記取扱・支持部の少なくとも片端を相互に連結してなる連結部を形成し，これにより光学素子集合体群を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部材の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程において，前記複数の光束変換部は前記光束変換部表面に略平行な平面内で２次元的に配列されて形成され，
前記第２工程において，複数の前記光学素子集合体を形成すると共に，複数の前記光学素子集合体の前記取扱・支持部の両端を相互に連結してなる連結部を形成し，これにより光学素子集合体群を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部材の製造方法。
【請求項５】
前記光学基板の周縁部の少なくとも一部に，前記連結部を介して前記光学素子集合体群と連結された枠を形成する工程をさらに具えることを特徴とする請求項３または４に記載の光学部材の製造方法。
【請求項６】
前記取扱・支持部の所定位置を切断して，少なくとも１つの前記光束変換部を有する光学素子に分離する工程
をさらに具えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの請求項に記載の光学部材の製造方法。
【請求項７】
前記第２工程において，前記取扱・支持部を形成する際に，前記取扱・支持部における前記光束変換部間に対応する位置の少なくとも１つの所定の位置に切れ目を設けると共に，
前記切れ目の位置で前記取扱・支持部を切断して，少なくとも１つの前記光束変換部を有する光学素子に分離する工程
をさらに具えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの請求項に記載の光学部材の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかの請求項に記載の光学部材の製造方法によって形成され，少なくとも１つの前記光束変換部と，前記光束変換部の周辺の一部に沿った縁部と，これらを連結支持する取扱・支持部とを具えた構成であることを特徴とする光学部材。
【請求項９】
請求項６または７に記載の光学部材の製造方法によって形成され，少なくとも１つの前記光束変換部と，前記光束変換部の周辺の一部に沿った縁部と，前記取扱・支持部を切断することにより形成され，前記光束変換部の周辺の他部側に延設された取扱部とを具えた素子構成であることを特徴とする光学部材。
【請求項１０】
請求項７に記載の光学部材の製造方法によって形成され，少なくとも１つの前記光束変換部と，前記光束変換部の周辺の一部に沿った縁部と，前記取扱・支持部を切断することにより形成され，前記光束変換部の周辺の他部側に延設された取扱部とを具え，側壁に前記切れ目の一部及び切断面を有する素子構成であることを特徴とする光学部材。
【請求項１１】
前記光束変換部は回折光学素子からなることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかの請求項に記載の光学部材。
【請求項１２】
前記光束変換部はレンズであることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかの請求項に記載の光学部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，光通信機器に適用するのに好適なレンズ素子等の光学部材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の分野において，レーザダイオードや光ファイバと結合されるマイクロレンズ等の光学部材が，例えば特開平７−１９９００６号公報，特開平１１−２９５５６１号公報に開示されている。前者では球状のボールレンズを用いて結合することが提案されている。後者では円形レンズの縁部に環状部分を設けたレンズが記載されている。これらのレンズは，レーザダイオードや光ファイバ等が搭載される半導体基板上の所定位置に，相互の光軸が一致するように配置されて，実装される。
【０００３】
また，上記分野のレンズ等の光学部材としてフォトリソ・エッチングプロセスを用いて製造されたものが考案されている。このプロセスを用いる製造方法では，シリコン基板上にレンズ等の所望の形状をフォトリソグラフィ工程で形成した後，エッチングを行ってシリコンの不要な部分を除去して素子状の所望の光学部材を形成する。エッチング終了後は，一般に反射防止膜またはフィルタ用の膜等のコーティング膜の成膜処理を施すことが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記分野の光学部材は単体のサイズが非常に小さい。例えばフォトリソ・エッチングプロセスを用いてシリコン基板上に光学部材を製造する場合，通常は１枚の基板上に多数の素子状の光学部材が形成される。エッチング終了時には，シリコンの不要な部分が除去されて，形成された光学部材がバラバラの状態になる。これらの光学部材を１つずつ回収し，取り扱うことは容易ではない。
【０００５】
反射防止膜等を形成する成膜工程は，エッチング工程より後工程となる。このため，バラバラになった各光学部材を被成膜面をそろえて整列配置させ，蒸着プロセスへ投入しなければならないが，これも容易なことではない。また，実装工程においても，このような極小サイズの素子状の光学部材を所定位置に配置するべく取り扱うことは容易ではない。
【０００６】
本発明は，このような問題に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，製造工程および実装工程において取り扱いが容易な光学部材の製造方法および光学部材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，光学基板の表面に複数の光束変換部を列状に形成する第１工程と，前記各光束変換部の周辺の一部に沿い且つ互いに離隔した縁部を形成すると共に，前記各光束変換部の周辺の他部側に設けられ且つ前記光束変換部の成す列に沿って少なくとも２つの前記光束変換部を連結支持するように延設された取扱・支持部を形成し，これにより，複数の前記光束変換部と，前記光束変換部に対応した縁部と，これらを連結支持する取扱・支持部とを具えた光学素子集合体を得る第２工程と，を含むことを特徴とする光学部材の製造方法が提供される。
【０００８】
ここで光束変換部とは光束を変換する機能を有するものであり，例えば光束を収束，発散，反射，偏向等するものである。また，光束変換部は，配置条件により入射光束を平行光に変換するものも含む。光束変換部の具体例としては，レンズや，回折光学素子からなる素子等が挙げられる。
【０００９】
光学基板は結晶基板により構成してもよく，例えばシリコン結晶基板を用いることができる。また，その他の結晶基板としては，ＧａＡｓ，Ｉｎｐ，ＧａＰ，ＳｉＣ，Ｇｅ等を材料とする基板が挙げられる。
【００１０】
かかる構成によれば，複数の光束変換部を取扱・支持部により連結支持して一体化することができ，複数の光束変換部を一括して扱うことができる。これにより，回収や取り扱いが容易になり，反射防止膜またはフィルタ用の膜等のコーティング膜を形成するための成膜工程への投入も容易になる。
【００１１】
また，本発明の第２の観点によれば，下部シリコン層と，上部シリコン層と，これら両者間に介在する中間層とから構成された光学基板の前記上部シリコン層表面に複数の光束変換部を列状に形成する第１工程と，前記各光束変換部の周辺の一部に沿った縁部を前記上部シリコン層のエッチングにより形成すると共に，前記各光束変換部の周辺の他部側に設けられ且つ前記光束変換部の成す列に沿って少なくとも２つの前記光束変換部を連結支持するように延設された取扱・支持部を前記上部シリコン層のエッチングにより形成し，これにより，複数の前記光束変換部と，前記光束変換部に対応した縁部と，これらを連結支持する取扱・支持部とを具えた光学素子集合体を得る第２工程と，前記中間層を除去して前記下部シリコン層と，前記第２工程により得られた前記光学素子集合体を分離する第３工程と，を含むことを特徴とする光学部材の製造方法が提供される。
【００１２】
かかる構成によれば，複数の光束変換部を取扱・支持部により連結支持して一体化することができ，複数の光束変換部を一括して扱うことができる。これにより，回収や取り扱いが容易になり，反射防止膜またはフィルタ用の膜等のコーティング膜を形成するための成膜工程への投入も容易になる。さらに，シリコン層のエッチングの際には，例えば半導体技術で用いられるフォトリソ・エッチング技術を用いることができ，多数の光学部材を一括的かつ高精度に形成することができる。
【００１３】
その際に，前記第１工程において，前記複数の光束変換部は前記光束変換部表面に略平行な平面内で２次元的に配列されて形成され，前記第２工程において，複数の前記光学素子集合体を形成すると共に，複数の前記光学素子集合体の前記取扱・支持部の少なくとも片端を相互に連結してなる連結部を形成し，これにより光学素子集合体群を得るようにしてもよい。
【００１４】
かかる構成によれば，複数の光束変換部が２次元的に配列され，複数の光学素子集合体が連結された光学素子集合体群を形成でき，複数の光学素子集合体を一括して扱うことができるので，取り扱いがいっそう容易になる。
【００１５】
あるいは，前記第２工程において，前記縁部は，前記光束変換部の周辺の一部に沿った円弧形状に形成されてもよい。また，前記第１工程において，前記複数の光束変換部は前記光束変換部表面に略平行な平面内で２次元的に配列されて形成され，前記第２工程において，複数の前記光学素子集合体を形成すると共に，複数の前記光学素子集合体の前記取扱・支持部の両端を相互に連結してなる連結部を形成し，これにより光学素子集合体群を得るようにしてもよい。
【００１６】
かかる構成によれば，複数の光束変換部が２次元的に配列され，複数の光学素子集合体が連結された光学素子集合体群を形成でき，複数の光学素子集合体を一括して扱うことができるので，取り扱いがいっそう容易になる。
【００１７】
さらに，前記光学基板の周縁部の少なくとも一部に，前記連結部を介して前記光学素子集合体群と連結された枠を形成する工程をさらに具えるようにしてもよい。
【００１８】
かかる構成によれば，光学素子集合体群と連結された枠により，光学素子集合体群をしっかりと支持することができ，自動装置への投入等も可能となる。
【００１９】
また，前記取扱・支持部の所定位置を切断して，少なくとも１つの前記光束変換部を有する光学素子に分離する工程をさらに具えるようにしてもよい。
【００２０】
かかる構成によれば，光学素子集合体または光学素子集合体群から，単体の光学素子を形成できる。
【００２１】
あるいはまた，前記第２工程において，前記取扱・支持部を形成する際に，前記取扱・支持部における前記光束変換部間に対応する位置の少なくとも１つの所定の位置に切れ目を設けると共に，前記切れ目の位置で前記取扱・支持部を切断して，少なくとも１つの前記光束変換部を有する光学素子に分離する工程をさらに具えるようにしてもよい。
【００２２】
かかる構成によれば，光学素子集合体または光学素子集合体群から，単体の光学素子を形成できる。また，予め切れ目を設けておくことで，光学素子に分離する作業が容易になる。
【００２３】
本発明の第３の観点によれば，上記記載の光学部材の製造方法によって形成され，少なくとも１つの前記光束変換部と，前記光束変換部の周辺の一部に沿った縁部と，これらを連結支持する取扱・支持部とを具えた構成であることを特徴とする光学部材が提供される。
【００２４】
かかる構成によれば，製造工程において取り扱いが容易な光学部材を提供できる。また，形成された光学部材は取扱・支持部を有するため，実装工程における取り扱いも容易となる。
【００２５】
本発明の第４の観点によれば，上記記載の光学部材の製造方法によって形成され，少なくとも１つの前記光束変換部と，前記光束変換部の周辺の一部に沿った縁部と，前記取扱・支持部を切断することにより形成され，前記光束変換部の周辺の他部側に延設された取扱部とを具えた素子構成であることを特徴とする光学部材が提供される。
【００２６】
かかる構成によれば，形成された光学部材は取扱部を有するため，実装工程における取り扱いが容易となる。
【００２７】
本発明の第５の観点によれば，上記記載の光学部材の製造方法によって形成され，少なくとも１つの前記光束変換部と，前記光束変換部の周辺の一部に沿った縁部と，前記取扱・支持部を切断することにより形成され，前記光束変換部の周辺の他部側に延設された取扱部とを具え，側壁に前記切れ目の一部及び切断面を有する素子構成であることを特徴とする光学部材が提供される。
【００２８】
なお，上記光学部材において，前記光束変換部は回折光学素子により構成されてもよい。また，前記光束変換部はレンズであってもよい。また，前記縁部は円弧状としてもよい。
【００２９】
ところで，前述の記載において光学部材とは光学素子，光学素子集合体，光学素子集合体群の全体を総称するものとする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下，図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付すことにより，重複説明を省略する。図１は，本発明の実施の形態にかかるレンズ素子１の構成を示す斜視図である。レンズ素子１は，光学基板からなり，レンズ部２と，レンズ部２と接続された取扱部４を有する。
【００３１】
レンズ部２はここでは円形形状をしており，回折光学素子からなる。レンズ部２は，回折光学素子の１つであるＣＧＨ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ）素子により形成してもよい。ＣＧＨ素子は，所望の光学特性を示す光学素子の光路差関数から所望の光学特性を得るに必要なフォトマスクのパターンをコンピュータを用いて求め，そのマスクパターンを用いて光学基板の表面の所望箇所にエッチング処理を施すことにより，所望の光学特性を有する回折型光学素子を形成したものである。
【００３２】
取扱部４は，レンズ部２，縁部６と一体的に形成されている。具体的には，取扱部４は，図１に示す通り，その両端間の中間部でレンズ部２の外周の上部側を取り巻くように，レンズ部２，縁部６と一体的に形成され，レンズ部２表面に略平行な面内でレンズ部２よりも広い幅を有し，直線状に伸長したバー状の形状を有し，その側壁８はレンズ部２に略垂直である。取扱部４の寸法としては，例えば，レンズ部２表面に略平行な面の横方向の幅Ｗは５００μｍ，縦方向の高さｈは１００μｍ，レンズ部２表面に垂直な方向の厚さｔは１００μｍとできる。
【００３３】
縁部６はレンズ部２の円周形状に沿った円弧形状を有する。この縁部６の円弧形状を呈する外形は裏面（レンズ部２と反対の面）まで延びている。この円弧の外径寸法は，レンズ素子１を半導体基板上に実装する際にレンズ素子１と結合される光ファイバの外径寸法と一致するようにすると実装時に好都合であり，縁部６の円弧の外径寸法を例えばφ１２５μｍの光ファイバに適合するよう形成してもよい。ここで，縁部６の円弧形状を呈する外形は，表面側（レンズ部形成面）からその対向面である裏面側までの厚みｔにわたって，その円弧状部の外径寸法がほぼ一様であるように形成する。ただし，必要に応じ，円弧状部の外径寸法は，厚みｔにわたり，勾配をもってわずかに異なる寸法とすることもできる。
【００３４】
レンズ素子１を形成する光学基板としては，結晶基板を用いることができる。特に，レンズ素子１を適用する光学系の光源の波長が１．３μｍまたは１．５μｍである場合には，シリコン結晶基板を用いることができる。
【００３５】
以下に，レンズ素子１の製造方法について説明する。図２〜図４を参照して，本発明の第１の実施の形態にかかる製造方法について説明する。図２は製造工程を説明するための模式的な断面図である。ここでは，光学基板としてＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ（Ｓｉ）  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板１０を用いる。図２（ａ）に示すように，ＳＯＩ基板１０は，上層にＳＯＩ層１０ａ，下層にＳｉ層１０ｃ，その間にＳｉＯ２層１０ｂを挟んだ構造を有する。ここで，ＳＯＩ層１０ａはＳｉから成っている。ＳＯＩ基板１０には例えば直径が４インチのサイズの基板を使用できる。各層の厚みは例えばＳＯＩ層１０ａが１００μｍ，ＳｉＯ２層１０ｂが１〜２μｍ，Ｓｉ層１０ｃが５００μｍとすることができる。
【００３６】
まず，図２（ｂ）に示すように，ＳＯＩ層１０ａの表面に複数のレンズ部２を所定の間隔をおいて形成する。レンズ部２の形成では，例えば半導体技術で用いられるフォトリソ・エッチング技術を用いて，ＳＯＩ層１０ａの表面にエッチング処理を施すことにより，所望の光学特性を示す多数のレンズ部２を一括的かつ高精度に形成することができる。
【００３７】
次に図２（ｃ）に示すように，各レンズ部２の周囲に縁部６と取扱・支持部４ａを形成する。このときの上面図を図３に示す。図２は，図３のＡ−Ａ’断面における図に対応する。図３に示すように，ＳＯＩ基板１０上には複数のレンズ部２が列状に形成されている。そして，縁部６は各レンズ部２の外周の一部に沿った円弧状となるように形成されている。また，取扱・支持部４ａはレンズ部２の外周の他部側でレンズ部と接続し，レンズ部２表面に略平行な面上でレンズ部２を越えてレンズ部２の列方向に沿って伸長し，１列中の全レンズ部２を接続して一体化するように形成されている。バー状のレンズ素子集合体１２は，上記構成の一列に配置された複数のレンズ部２とそれらレンズ部２を一体化して一方向に伸長した取扱・支持部４ａを有する。ＳＯＩ基板１０上には複数のレンズ素子集合体１２が整列されて形成されている。
【００３８】
この工程では，各レンズ素子集合体１２に対応する形状のパターンをフォトマスクパターンとして用いて，各レンズ素子集合体１２間に位置するＳｉＯ２層１０ｂ表面が露出するまでエッチングすることにより，各レンズ素子集合体１２が基板上に形成される。
【００３９】
この後，基板全体をフッ酸に浸す。フッ酸はＳｉＯ２を除去し，Ｓｉをエッチングしないので，ＳｉＯ２層１０ｂは除去され，ＳＯＩ層１０ａとＳｉ層１０ｃは分離される。なお，フッ酸と同様の選択的エッチングを行う液をフッ酸の代わりに用いてもよい。以上より，レンズ素子集合体１２より下層のＳｉ層１０ｃは分離され，図２（ｄ）に示すように，各々のバー状のレンズ素子集合体１２が基板から分離される。
【００４０】
図４はバー状のレンズ素子集合体１２の構成を示す要部斜視図である。上述のように一方向に伸長した取扱・支持部４ａは複数のレンズ部２とその縁部６で接続し，全体として複数のレンズ部２が棒状の取扱・支持部４ａにより一体化され，バー状のレンズ素子集合体１２を構成している。以降の工程においては，複数のレンズ部２を有するレンズ素子集合体１２を１つの単位としてまとめて取り扱うことができる。すなわち，レンズ素子集合体１２により，複数のレンズ部２を一括して取り扱うことができる。
【００４１】
そして，実装工程直前にバー状のレンズ素子集合体１２の切断箇所１４（図４参照）で切断し，切り離すことにより，単体のレンズ素子１が形成される。切断箇所１４は，取扱・支持部４ａにおける隣接するレンズ部２間に位置する。なお，レンズ素子集合体１２における取扱・支持部４ａは，単体のレンズ素子１に分離した後は取扱部４と呼ぶ。取扱部４は単体のレンズ素子１の実装時等の取り扱いを容易にするために用いられる。
【００４２】
なお，上述の説明では，縁部６はレンズ部２の外周の一部を囲むように設けられているが，レンズ部２の外周が縁部６を構成する要素となっていてもよい。また，上記では１つのレンズ部２を有するレンズ素子１およびその製造方法について説明したが，上記方法を適用して複数のレンズ部２を有するレンズアレイ等を製造することも可能である。例えば，図４における切断箇所１４の位置を隣接するレンズ部２間全ての位置ではなく，適宜設定することにより，２つあるいはそれ以上のレンズ部を有するレンズアレイを製造できる。あるいは，全く切断することなく，レンズ素子集合体１２そのものが所望のレンズアレイになるように設計して製造することも可能である。
【００４３】
切断には，例えばダイシングやダイヤモンドカッター等を用いることができる。この場合，レンズ素子１の側壁８は切断方法に依存した切断面を有することになる。
【００４４】
以上より本実施の形態によれば，製造工程において複数のレンズ部２が取扱・支持部４ａにより接続され一体化されたレンズ素子集合体１２が形成される。これにより，レンズ部２形成後も，バラバラの状態のレンズを取り扱う必要はなく，複数のレンズ部２を一括して扱うことができ，回収や取り扱いが容易になるという効果が得られる。また，反射防止膜またはフィルタ用の膜等のコーティング膜を形成するための成膜工程においても，レンズ素子集合体１２をまとめて蒸着工程に投入するだけで，レンズ部２の被成膜面がそろい，整列配置された状態になるため，取り扱いが非常に容易である。
【００４５】
図５は，本発明の第２の実施の形態の製造方法にかかるレンズ素子集合体２２の構成を示す要部斜視図である。本実施の形態では，レンズ素子集合体の取扱・支持部の構成が第１の実施の形態と異なる。以下，この点に注目して説明し，レンズ部２の製造等，第１の実施の形態と同様の製造工程については説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態では，第１の実施の形態のレンズ素子集合体１２に代わり，図５に示すレンズ素子集合体２２が形成される。レンズ素子集合体２２はバー状の形状を有し，所定の間隔で一方向に配置されたレンズ部２と，この方向に伸長する取扱・支持部２４ａとを有する。取扱・支持部２４ａは，図５に示す通り，レンズ部２の外周の上部側でレンズ部と接続し，レンズ部２表面に略平行な面上でレンズ部２を越えてレンズ部２の列方向に沿って伸長し，１列中の全レンズ部２を接続して一体化するように形成されている。さらに，取扱・支持部２４ａは切れ目２６を有する。
【００４７】
切れ目２６は取扱・支持部２４ａにおいて隣接するレンズ部２間に位置する。切れ目２６の位置は図４の切断箇所１４の位置と一致させてもよい。切れ目２６はここではレンズ部２表面に略平行な面内にＶ字型の断面を有する溝である。
【００４８】
レンズ素子集合体２２の形成にあたっては，上記構成の切れ目２６を有する取扱・支持部２４ａを含むレンズ素子集合体２２に対応する形状のパターンを形成する。そしてこのパターンをフォトマスクパターンとして用いてエッチングすることにより，第１の実施の形態におけるレンズ素子集合体１２の形成と同様にレンズ素子集合体２２が形成される。
【００４９】
そして，実装工程直前に切れ目２６で切断し，切り離すことにより，図６に示すような単体のレンズ素子２１が形成される。切断の際は，切れ目２６があるため，レンズ素子集合体２２に弱い力を与えるだけで切れ目２６の位置で取扱・支持部２４ａは容易に破断可能である。レンズ素子２１はその側壁２８における形状が図１のレンズ素子１と異なり，その他の構成は同様である。レンズ素子２１の側壁２８はエッチングにより形成された切れ目２６の一部と，破断により形成される破断面を有する。破断により分離された取扱・支持部２４ａの部分は，取扱部２４と呼ぶ。この取扱部２４により，単体のレンズ素子の実装時等の取り扱いを容易にすることができる。
【００５０】
なお，上記では１つのレンズ部２を有するレンズ素子２１の場合について説明したが，これに限定するものではない。例えば，取扱・支持部２４ａに設ける切れ目２６の位置を，第１の実施の形態における切断箇所１４の位置同様，適宜設定することにより，複数のレンズ部２を有するレンズアレイを製造することも可能である。図７に３個のレンズ部２を有するレンズアレイを製造する場合に形成されるレンズ素子集合体２２ａの要部平面図を示す。図７では，３個のレンズ部２毎に切れ目２６が設けられている。
【００５１】
以上より本実施の形態によれば，第１の実施の形態と同様に，製造工程において複数のレンズ部２が取扱・支持部２４ａにより接続され一体化されたレンズ素子集合体２２が形成される。これにより，レンズ部２形成後も，バラバラの状態のレンズを取り扱う必要はなく，複数のレンズ部２を一括して扱うことができ，回収や取り扱いが容易になるという効果が得られる。また，反射防止膜またはフィルタ用の膜等のコーティング膜を形成するための成膜工程においても，レンズ素子集合体２２をまとめて蒸着工程に投入するだけで，レンズ部２の被成膜面がそろい，整列配置された状態になるため，取り扱いが非常に容易である。さらに本実施の形態では第１の実施の形態の効果に加え，切れ目２６を設けることにより，個々のレンズ素子への分離が容易になるという効果が得られる。
【００５２】
図８は本発明の第３の実施の形態の製造方法にかかるレンズ素子集合体３２の構成を示す要部斜視図である。本実施の形態では，取扱・支持部に設けられる切れ目の構成が第２の実施の形態と異なる。以下，この点に注目して説明し，レンズ部２の製造等，前述の実施の形態と同様の製造工程については説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態では，前述の実施の形態のレンズ素子集合体に代わり，図８に示すレンズ素子集合体３２が形成される。レンズ素子集合体３２はバー状の形状を有し，所定の間隔で一方向に配置されたレンズ部２と，この方向に伸長する取扱・支持部３４ａとを有する。取扱・支持部３４ａは，図８に示す通り，レンズ部２の外周の上部側でレンズ部２と接続し，レンズ部２表面に略平行な面上でレンズ部２を越えてレンズ部２の列方向に沿って伸長し，１列中の全レンズ部２を接続して一体化するように形成されている。取扱・支持部３４ａは，切れ目３６を有する。
【００５４】
切れ目３６は取扱・支持部３４ａにおいて隣接するレンズ部２間に位置する。切れ目３６の位置は図４の切断箇所１４の位置と一致させてもよい。切れ目３６は取扱・支持部３４ａにおいてレンズ部２表面を延長した面側に開口部を有し，レンズ部２表面に垂直な方向を深さ方向とする溝であり，レンズ部２表面に垂直な方向にＶ字型の断面を有する。切れ目３６は図５の切れ目２６とは溝の深さ方向が異なる。
【００５５】
レンズ素子集合体３２の形成にあたっては，上記構成の切れ目３６を有する取扱・支持部３４ａを含むレンズ素子集合体３２に対応する形状のパターンを形成する。この際に，切れ目３６の開口部のサイズとエッチングレートの関係を考慮してパターン設計する。レンズ素子集合体３２形成のエッチング終了時に，切れ目３６の開口部が基板の反対面まで達しないよう，精密に設計されたパターンとする。このパターンをフォトマスクパターンとして用いてエッチングすることにより，第１の実施の形態におけるレンズ素子集合体１２の形成と同様にレンズ素子集合体３２が形成される。
【００５６】
そして，実装工程直前に切れ目３６で切断し，切り離すことにより，図１に示す単体のレンズ素子１と同様な形状のレンズ素子が形成される。切断の際は，切れ目３６があるため，レンズ素子集合体３２に弱い力を与えるだけで切れ目３６の位置で取扱・支持部３４ａは容易に破断可能である。形成後のレンズ素子はその側壁にエッチングにより形成された切れ目３６の一部と，破断により形成される破断面を有する。破断により分離された取扱・支持部３４ａの部分は，取扱部と呼ぶ。この取扱部により，単体のレンズ素子の実装時等の取り扱いを容易にすることができる。
【００５７】
なお，本実施の形態においても，前述の実施の形態と同様に，取扱・支持部３４ａに設ける切れ目３６の位置を適宜設定することにより，複数のレンズ部２を有するレンズアレイ等を製造することが可能である。
【００５８】
以上より本実施の形態によれば，前述の実施の形態と同様に，製造工程において複数のレンズ部２が取扱・支持部３４ａにより接続され一体化されたレンズ素子集合体３２が形成される。これにより，レンズ部２形成後も，バラバラの状態のレンズを取り扱う必要はなく，複数のレンズ部２を一括して扱うことができ，回収や取り扱いが容易になるという効果が得られる。また，反射防止膜またはフィルタ用の膜等のコーティング膜を形成するための成膜工程においても，レンズ素子集合体３２をまとめて蒸着工程に投入するだけで，レンズ部２の被成膜面がそろい，整列配置された状態になるため，取り扱いが非常に容易である。また，切れ目３６を設けることにより，個々のレンズ素子への分離が容易になるという効果が得られる。さらに，本実施の形態ではレンズ部２形成面の裏面側の取扱・支持部３４ａの面には切れ目３６の開口部を持たない。この構成により，レンズ素子集合体３２形成後もそのままの状態で実装に用いるシート等に配置することができ，実装工程への移行がより容易になる。
【００５９】
図９は，本発明の第４の実施の形態の製造方法にかかるレンズ素子集合体群４２の構成を示す平面図である。本実施の形態では，レンズ素子集合体を一連のグループ化したレンズ素子集合体群の構成を採用しており，この点が前述の実施の形態と異なる。以下，この点に注目して説明し，レンズ部２の製造等，前述の実施の形態と同様の製造工程については説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態では，前述の実施の形態のレンズ素子集合体に代わり，図９に示すレンズ素子集合体群４２が形成される。レンズ素子集合体群４２はここでは，図５に示すと同様に配列された複数のバー状のレンズ素子集合体２２の両端を連結部４４で接続して一体化した構成を有する。すなわち，レンズ素子集合体群４２は，レンズ部２表面に略平行な平面内で複数のレンズ部２が２次元的に配列形成されており，取扱・支持部２４ａ，連結部４４により，これら全てのレンズ部２が一体的に接続されている。
【００６１】
なお，レンズ素子集合体群４２を構成する際，レンズ素子集合体２２の代わりに図４に示すレンズ素子集合体１２または図８に示すレンズ素子集合体３２を用いてもよく，あるいはレンズ部２が２次元的に配置されてそれらのレンズ部２全てと接続し一体化する取扱・支持部及び連結部を有するような構成であればよい。レンズ素子集合体群４２はここでは，切れ目２６を有するが，切れ目を有しない構成をとることもできる。
【００６２】
レンズ素子集合体群４２の形成にあたっては，上記形状のレンズ素子集合体群４２に対応する形状のパターンを形成する。このパターンをフォトマスクパターンとして用いてエッチングすることにより，第１の実施の形態におけるレンズ素子集合体１２の形成と同様にレンズ素子集合体群４２が形成される。
【００６３】
そして，実装工程直前に切れ目２６で切断し，切り離すことにより，単体のレンズ素子を形成できる。レンズ素子集合体群４２は，図５のレンズ素子集合体２２と同様の切れ目２６を有するため，切れ目２６の位置で取扱・支持部２４ａ，連結部４４を容易に破断できる。形成後のレンズ素子はその側壁にエッチングにより形成された切れ目２６の一部と，破断により形成される破断面を有する。破断により分離された取扱・支持部２４ａの部分は，取扱部と呼ぶ。この取扱部により，単体のレンズ素子の実装時等の取り扱いを容易にすることができる。また，前述の実施の形態と同様に，取扱・支持部２４ａに設ける切れ目２６の位置を適宜設定することにより，複数のレンズ部２を有するレンズアレイを製造することが可能である。
【００６４】
以上より本実施の形態によれば，前述の実施の形態と同様に，製造工程において複数のレンズ部２が取扱・支持部２４ａ，連結部４４により接続され一体化されたレンズ素子集合体群４２が形成される。これにより，レンズ部２形成後も，バラバラの状態のレンズを取り扱う必要はなく，複数のレンズ部２を一括して扱うことができ，回収や取り扱いが容易になるという効果が得られる。また，反射防止膜またはフィルタ用の膜等のコーティング膜を形成するための成膜工程においても，レンズ素子集合体群４２をまとめて蒸着工程に投入するだけで，レンズ部２の被成膜面がそろい，整列配置された状態になるため，取り扱いが非常に容易である。特に本実施の形態においては，レンズ素子集合体１２，２２，３２のようなバー状のレンズ素子集合体をさらにまとめて取り扱うことができ，回収，取り扱いの容易さが向上する。さらに，レンズ素子集合体群４２の取扱・支持部に切れ目を設けているため，個々のレンズ素子への分離が容易になる。
【００６５】
なお，前述の例では複数のレンズ素子集合体の取扱・支持部の両端で連結する構成について説明したが，片端だけを連結する構成とすることもできる。
【００６６】
図１０は，本発明の第５の実施の形態にかかる製造方法を説明するための平面図である。図１０（ａ）は基板上に形成されるレンズ素子集合体群および枠の構成を概略的に示す平面図である。図１０（ａ）において，光学基板１０上には複数のレンズ素子集合体群４２が形成され，光学基板１０の周囲にはリング状の枠５０が形成されている。光学基板１０上の全てのレンズ素子集合体群４２と枠５０は接続され一体化されている。枠５０は，レンズ素子集合体群４２より厚く形成されている。なお，図１０（ａ）ではレンズ素子集合体群４２は，その表示を省略しているが，その詳細な構成を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）はレンズ素子集合体群４２の要部拡大図を示す。隣接するレンズ素子集合体群４２は連結部４４を共有することで互いに接続されている。レンズ素子集合体群４２は例えば１ｃｍ角のサイズとすることができる。
【００６７】
なお，本実施の形態において光学基板１０上に形成されるバー状のレンズ素子集合体の部分の構成は図５と同様のレンズ素子集合体の構成を示しているが，これに限定されるものではなく，レンズ素子集合体１２，２２，３２あるいは上記以外の構成でも可能である。また，枠５０の形状も任意に設定できる。ただし，光学基板１０上に形成される複数のレンズ素子集合体群４２と枠５０は連結部並びに光学基板の周縁部により接続され一体化されている構成とする。
【００６８】
図１１を参照しながら，本実施の形態にかかる製造方法の一例について説明する。図１１は製造工程を示す模式的な要部断面図であり，図１０（ａ）のＢ−Ｂ’断面に対応する。ここでは，例えば，光学基板として円形のＳＯＩ基板１０を用いる。図１１（ａ）に示すように，ＳＯＩ基板１０は，上層にＳＯＩ層（Ｓｉ層）１０ａ，下層にＳｉ層１０ｃ，その間にＳｉＯ２層１０ｂを挟んだ構造を有する。
【００６９】
まず，図１１（ｂ）に示すように，ＳＯＩ層１０ａに複数のレンズ部２を所定の間隔をおいて形成する。レンズ部２の形成では，例えばフォトリソ・エッチング技術を用いて，ＳＯＩ層１０ａの表面にエッチング処理を施すことにより，所望の光学特性を示す多数のレンズ部２を一括的かつ高精度に形成することができる。
【００７０】
次に図１１（ｃ）に示すように，各レンズ部２の周囲に縁部６と取扱・支持部２４ａを形成し，また，図示していないが，同時に連結部４４も形成する。また，ＳＯＩ基板１０の周縁にはＳＯＩ層からなる周縁部１０ａ’が残存する。この工程では，各々の群が複数のレンズ素子集合体２２を含む複数のレンズ素子集合体群４２，およびそれらを接続する連結部４４，周縁部１０ａ’に対応する形状のパターンをフォトマスクパターンとして用いてエッチングすることにより各部を形成する。
【００７１】
そして，図１１（ｄ）に示すように，ＳＯＩ基板１０と同じ外径を持つリング状のＳｉ基板からなる枠５０をＳＯＩ基板１０の外周に一致させて周縁部１０ａ’の端部上に接着する。接着は公知技術の直接接合法あるいはハンダ等の接着物質を用いて行う。円形のＳＯＩ基板１０の外径が例えば４インチの場合は，リング状の枠５０の寸法は例えば，外径４インチ，内径３．７５インチ，厚さ５００μｍとすることができる。
【００７２】
この後，基板全体をフッ酸に浸してＳｉＯ２層１０ｂを除去し，ＳＯＩ層１０ａとＳｉ層１０ｃを分離する。図１１（ｅ）に示すように，レンズ素子集合体２２より下層のＳｉ層１０ｃは分離，除去され，これにより各々の群が複数のレンズ素子集合体２２を含む複数のレンズ素子集合体群４２，連結部４４，周縁部１０ａ’，枠５０を含む図１０に示す構成が形成される。
【００７３】
以上より本実施の形態によれば，複数のレンズ素子集合体群をまとめ，さらに周縁部上にレンズ素子集合体群より厚い枠５０をレンズ素子集合体群と一体的に形成している。これより前述の実施の形態の効果に加え，光学基板１０上に形成した多数のレンズ部２を一括して取り扱うことができ，素子形成後の回収，取り扱いの容易さが一段と向上する。また，十分な厚みを有する枠５０を有するため，周縁部１０ａ’，連結部４４を介して，複数のレンズ素子集合体群４２をしっかりと支持することができ，自動装置への投入等も可能となる。
【００７４】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
なお，上記実施の形態中で説明したレンズ素子，レンズ素子集合体，レンズ素子集合体群（言い換えれば光学素子，光学素子集合体，光学素子集合体群）の全体を総称して光学部材と呼ぶものとする。
【００７６】
レンズ部，縁部，取扱・支持部，取扱部，連結部，切れ目，枠等の形状は上記例に限定されず，様々な形状が考えられる。例えば，レンズ部は，円形に限らず所望の形状で形成可能であり，また，屈折型のレンズ部としてもよい。切れ目２６の断面形状はＶ字形に限定されず，Ｕ字形や長方形等，別の形状であってもよい。また，上記例では，光束変換部をレンズ部，また光学部材における素子の例としてレンズ素子を例にとり説明したが，これに限定するものではない。例えば，光束変換部を光偏向部等とし，光学部材を光偏向素子等とした場合にも本発明は適用可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上，詳細に説明したように本発明によれば，製造工程および実装工程において取り扱いが容易な光学部材の製造方法および光学部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかるレンズ素子の構成を示す斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態にかかる製造工程を説明する図である。
【図３】  基板上に形成されるレンズ素子集合体の構成を示す上面図である。
【図４】  本発明の第１の実施の形態にかかるレンズ素子集合体の構成を示す要部斜視図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態にかかるレンズ素子集合体の構成を示す要部斜視図である。
【図６】  本発明の第２の実施の形態にかかるレンズ素子の構成を示す斜視図である。
【図７】  本発明の第２の実施の形態にかかるレンズ素子集合体の構成を示す要部平面図である。
【図８】  本発明の第３の実施の形態にかかるレンズ素子集合体の構成を示す要部斜視図である。
【図９】  本発明の第４の実施の形態にかかるレンズ素子集合体群の構成を示す平面図である。
【図１０】  本発明の第５の実施の形態にかかり，図１０（ａ）は基板上に形成されるレンズ素子集合体群および枠の構成を示す平面図であり，図１０（ｂ）はレンズ素子集合体群の要部拡大図である。
【図１１】  本発明の第５の実施の形態にかかる製造工程を説明する図である。
【符号の説明】
１，２１        レンズ素子
２        レンズ部
４，２４        取扱部
４ａ，２４ａ，３４ａ        取扱・支持部
６        縁部
８，２８        側壁
１０        ＳＯＩ基板
１０ａ        ＳＯＩ層（Ｓｉ層）
１０ｂ        ＳｉＯ２層
１０ｃ        Ｓｉ層
１２，２２，３２        レンズ素子集合体
１４        切断箇所
２６，３６        切れ目
４２        レンズ素子集合体群
４４        連結部
５０        枠
【図１】
0004240873.tif 000002
【図２】
0004240873.tif 000003
【図３】
0004240873.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004240873.tif 000006
【図６】
0004240873.tif 000007
【図７】
0004240873.tif 000008
【図８】
0004240873.tif 000009
【図９】
0004240873.tif 000010
【図１０】
0004240873.tif 000011
【図１１】
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