TW201404567A - 薄片透鏡、薄片透鏡用成型模具及薄片透鏡的製造方法 - Google Patents

薄片透鏡、薄片透鏡用成型模具及薄片透鏡的製造方法 Download PDF

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Hiroumi TANIGAWA
Toshiyuki Imai
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Abstract

本發明提供一種於基板成型有複數個透鏡部及對準標記部之精度佳的薄片透鏡、及成型該薄片透鏡的成型模具、以及薄片透鏡的製造方法。透鏡部(L)中的透鏡環狀部(Lb)之內側的體積(當在與通過點(P3)之光軸同軸的虛擬圓筒面切斷透鏡部(L)時，成為虛擬圓筒面之內側的透鏡部(L)之體積)、和對準標記部(AM)的標記環狀部(AMb)之內側的體積(當在與通過點(P4)之軸線同軸的虛擬圓筒面切斷對準標記部(AM)時，成為虛擬圓筒面之內側的對準標記部(AM)之體積)為實質相等。藉此，可以用個別滴下法，來迴避以下的各問題：當在基板(ST)與成型模具(M1、M2)之間供應硬化性樹脂材料時，因供應的樹脂材料過多而會從成型對準標記部(AM)的成型模具之標記模穴大量溢出，並因與鄰接於此之透鏡部連繫而招來後述的薄片透鏡之切斷時的破裂，或是因樹脂材料過少，而無法精度佳地形成對準標記部(AM)等的問題。

Description

薄片透鏡、薄片透鏡用成型模具及薄片透鏡的製造方法
本發明係關於一種薄片透鏡(wafer lens)、薄片透鏡用成型模具及薄片透鏡的製造方法。
作為廉價大量製造搭載於可攜式終端等的攝影裝置用之攝影透鏡的方法，如專利文獻1所示，有以下之攝影透鏡的製造方法為人所周知，該製造方法係在基板上(或是模具上)塗敷硬化性樹脂材料，使之成型及硬化以形成薄片透鏡，且將之切斷而個片化，藉此製作攝影透鏡。
所謂薄片透鏡，係指將複數個小徑透鏡並排形成於一片大徑基板上所得者。當簡單說明其製造工序之一例時，首先，準備具有與6英寸、8英寸等晶圓尺寸之基板對應的大小且具有多數個成型轉印面的成型模具。然後，將硬化性樹脂材料夾持於成型模具與基板之間，以加熱或是照射光線等之方式使樹脂材料硬化，且藉由離模來獲得薄片透鏡。對此種薄片透鏡，依需要而施予反射防止 塗敷等，進而予以切斷而個片化，藉此可以獲得製程(process)少且大量的攝影透鏡。
[專利文獻]
(專利文獻1)日本特許第4420141號公報
(專利文獻2)日本特開2008-310213號公報
然而，在同一薄片上具有數十個至數千個透鏡部的薄片透鏡，重要的是品質(光學面形狀、薄片偏心、薄片間偏心)的管理，為了在成型時、評估時、積層時分別進行高精度之定位，就需要具有如此任務的對準標記(alignment mark)部。作為用以形成對準標記部的方法，在專利文獻2中，已有揭示與透鏡部同樣地以樹脂材料成型對準標記部的技術。
可是，專利文獻2係關於微透鏡陣列(micro lens array)者，為了形成此而在成型模具全面塗敷樹脂材料。另一方面，因薄片透鏡，最終是以大量生產攝影透鏡為目的而製造者，故而通常需要將所製造出的薄片透鏡切斷成每一透鏡部而個片化。因而，當轉用專利文獻2之技術而在薄片透鏡之成型模具全面塗敷樹脂材料的情況，因鄰接的透鏡部彼此連繫著，故而在切斷工序中容易發生透 鏡部破裂的現象。作為用以迴避此種問題的方法，可列舉樹脂不在鄰接的透鏡部間連繫，作為實現此的方法，較有效的是個別滴下成型法，該個別滴下成型法係以不使樹脂擴散於玻璃基板全面的方式，使用噴嘴等之吐出裝置將樹脂材料個別配置於各透鏡部以進行成型。
另一方面，對於對準標記部而言，則被要求能夠以可以進行位置對準的方式來正確地辨識標記。又，在製作具有多數個透鏡部的薄片透鏡之情況，亦需要可以輕易地辨識對準標記部之位置。因而，當以樹脂形成對準標記部的情況時，由於有必要形成可見度佳的形狀，所以必須形成與透鏡部不同的形狀。可是，在以樹脂一起形成透鏡部與對準標記部的情況，當透鏡部與對準標記部之形狀有所不同時，在個別滴下樹脂材料之際，就必須滴下與各自之形狀相應的不同量之樹脂材料。而且，如上述般因在薄片透鏡上係形成多數個透鏡部，故而每一個透鏡部的尺寸很小且彼此的配置間隔也很小，所以當僅針對對準標記部改變樹脂材料之供應量時，就恐有挨著相鄰的透鏡部、或是樹脂材料不足而無法製作適當的對準標記部之虞。
又，在製造具有大量生產廉價攝影透鏡之目的的薄片透鏡時，有想儘量減少工序、且縮短產距時間(takt time)的要求。可是，在以樹脂材料之個別滴下，製作透鏡部和對準標記部之際，當每次變更滴下量時就有為了吐出裝置之吐出量的穩定化而招來試滴(在基板以外之場所使樹脂材料試著滴下)或是成型常規(routine)之變更等 、調整及成型時間之增大的問題。
再者，在專利文獻2中，由於是以與光學面成型工序不同的工序將樹脂材料印刷於成型模具的對準標記成型部，所以會發生工序間的定位誤差而恐有無法向對準標記確保所期望的可見度之虞。此外，亦有增加對準標記成型部之印刷及搬運工序並增加生產成本的問題。
本發明係有鑑於如此的狀況而開發完成者，其目的在於提供一種於基板成型有複數個透鏡部及對準標記部之精度佳的薄片透鏡、及成型該薄片透鏡的成型模具、以及薄片透鏡的製造方法。
申請專利範圍第1項所述的薄片透鏡，其特徵為，具有：基板；以及樹脂成形體，其係由隔出間隔地形成於前述基板之至少一方之表面上的硬化性樹脂材料所構成，前述樹脂成形體，係包含：透鏡部；以及至少二個對準標記部，前述透鏡部係具有：光學面；以及形成於該光學面之周圍的透鏡環狀部，前述對準標記部，係具有：形成有對準標記的平面部；以及形成於該平面部之周圍的標記環狀部，前述透鏡部中的前述透鏡環狀部之內側的體積、和前述對準標記部的前述標記環狀部之內側的體積為實質相等。
依據本發明，由於前述透鏡部中的前述透鏡環狀部之內側的體積、和前述對準標記部的前述標記環狀部之內側的體積為實質相等，所以以個別滴下法，將樹脂材料供應於前述基板與成型模具之間時，只要供應一定量的樹脂材料即可，因而可以迴避以下的各問題：因供應的樹脂材料過多而會從成型前述對準標記部之成型模具的模穴大量溢出，並與鄰接於此的透鏡部連繫，藉此招來薄片透鏡之切斷時的破裂，或是因樹脂材料過少，而無法精度佳地形成前述對準標記部等的問題。另外，所謂前述透鏡部中的前述透鏡環狀部之內側的體積、和前述對準標記部的前述標記環狀部之內側的體積為實質相等，係指其差異在±3%以內之意。
申請專利範圍第2項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1項所述的發明中，形成有前述對準標記的平面部之外徑為 0.14mm至2mm。
當形成有前述對準標記的平面部之外徑為 0.14m以上時，因容易加寬地確保前述平面部與前述對準標記之面積差，故而在以顯微鏡或攝影機觀察時容易辨識對準標記。另一方面，當形成有前述對準標記的平面部之外徑為 2mm以下時，由於可以將前述標記環狀部確保為適當的形狀所以非常好。
申請專利範圍第3項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1或2項所述的發明中，前述對準標記係由圓、圓弧及直線之至少一種所構成。
在將前述對準標記形成為圓形狀的情況時，有容易以機械加工製作出用以將之轉印的轉印面之優點。又，因不受測量之方向影響，可以精度佳地定位，故而合適用於薄片內偏心之測量。又，由於在積層複數片薄片的情況，藉由改變圓徑，則在重疊於前方的薄片之對準標記，並觀看內深側之薄片上的對準標記時，前方側的薄片之對準標記不會造成妨礙，所以非常好。在此情況，較佳是將前方側的對準標記之平面部的面積，形成比內深側的對準標記之平面部的面積還更為大。另一方面，在以線條來形成前述對準標記的情況，有容易以機械加工製作出用以將之轉印的轉印面之優點。又，由於線條(包含交叉後的十字形狀)，係以能夠測量邊緣之任何點來取平均，藉此可以排除誤差且能進行更高精度的定位，所以特別是在薄片透鏡成型時、薄片積層時合適用於薄片間偏心之測量。
申請專利範圍第4項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1至3項中任一項所述的發明中，在最遠離前述基板之位置的前述透鏡環狀部之直徑、和在最遠離前述基板之位置的前述標記環狀部之直徑為相等。
藉此，容易將前述透鏡部和前述對準標記部混合在一起的樹脂成形體，以等間距並排於前述基板上。
申請專利範圍第5項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1至4項中任一項所述的發明中，在前述樹脂成形體之通過透鏡部之光軸的光軸方向之剖面中，前述透鏡環狀部之外形、和前述標記環狀部之外形，為實質相 同的形狀。
藉此容易使得個別滴下時的樹脂材料之擴散，在前述透鏡部和前述對準標記部大致相等，且減少滴下、成型不均，而保持品質於一定。
申請專利範圍第6項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1至5項中任一項所述的發明中，前述樹脂成形體，係以等間距配置有前述透鏡部及前述對準標記部。
在前述基板上，緊縮間隔地配置前述樹脂成形體，藉此可以增大每一片基板之前述樹脂成形體的數量，且提高產率。又，因一邊使塗敷樹脂材料的分注器(dispenser)相對於前述基板以等速相對移動一邊滴下樹脂材料，藉此可以輕易地實現等間隔之樹脂材料的供應，故而能有效控制高精度之樹脂材料的供應量。
申請專利範圍第7項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1至6項中任一項所述的發明中，前述透鏡部，係形成於前述基板之雙面，前述對準標記部之一個，係當在前述基板之雙面形成前述透鏡時作為定位用途使用。
藉此，可以在前述基板之雙面形成前述透鏡時，使兩透鏡部之光軸精度佳地一致。
申請專利範圍第8項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1至7項中任一項所述的薄片透鏡，其中，前述對準標記部之一個，係作為前述樹脂成形體之間距誤 差檢測用途使用。
由於藉此可以明白前述透鏡部之間距是否已精度佳地形成，所以可以抑制不良品的發生。
申請專利範圍第9項所述的薄片透鏡，在申請專利範圍第1至8項中任一項所述的發明中，當積層複數片的前述薄片透鏡時，前述對準標記部之一個，係作為積層的前述薄片透鏡之定位用途使用。
藉此，可以使設置於積層的前述薄片透鏡之透鏡部彼此的光軸，同時精度佳地一致。
申請專利範圍第10項所述的薄片透鏡用成型模具，係對向配置於基板之至少一方的表面，將硬化性樹脂材料夾入於其間，用以形成包含透鏡部、和至少二個對準標記部之樹脂成形體的薄片透鏡用成型模具，其特徵為：具有：用以形成前述透鏡部的透鏡模穴；以及用以形成前述對準標記部的標記模穴，前述透鏡模穴，係具有：用以形成前述透鏡部之光學面的光學面形成部；以及用以形成該光學面之周圍的透鏡環狀部的透鏡環狀部形成部，前述標記模穴，係具有：用以形成前述對準標記部之平面部的平面部形成部；以及用以形成該平面部之周圍的標記環狀部的標記環狀部形成部，前述透鏡模穴之容積和前述標記模穴之容積為實質相等。
依據本發明，由於前述透鏡模穴之容積和前述標記模穴之容積為實質相等，所以以個別滴下法，將樹脂材料供應於前述基板與成型模具之間時，只要供應一定量的樹脂材料即可，因而可以迴避以下的各問題：因供應的樹脂材料過多而會從成型前述對準標記部之成型模具的標記模穴大量溢出，並與鄰接於此的透鏡部連繫並固化，藉此招來薄片透鏡之切斷時的破裂，或是因樹脂材料過少，而無法精度佳地形成前述對準標記部等的問題。另外，所謂前述透鏡模穴之容積、和前述標記模穴之容積為實質相等，係指其差異在±3%以內之意。
申請專利範圍第11項所述的薄片透鏡用成型模具，在申請專利範圍第10項所述的發明中，前述平面部形成部之外徑為 0.14mm至2mm。
當前述平面部形成部之外徑為 0.14mm以上時，因容易加寬地確保藉由前述平面部形成部所形成的平面部與前述對準標記之面積差，故而在以顯微鏡或攝影機觀察時容易辨識對準標記。另一方面，當前述平面部之外徑為 2mm以下時，由於可以將藉由前述標記環狀部形成部所形成的標記環狀部確保為適當的形狀所以非常好。
申請專利範圍第12項所述的薄片透鏡用成型模具，在申請專利範圍第10或11項所述的發明中，在前述平面部形成部，係設置有由圓、圓弧及直線之至少一種所構成的凹部或是凸部，且藉由轉印凹部或是凸部而形成有對準標記。
在將前述對準標記形成為圓形狀的情況時，有容易以機械加工製作出用以將之轉印的前述凹部或是前述凸部之優點。又，因不受測量之方向影響，可以精度佳地定位，故而合適用於薄片內偏心之測量。另一方面，在以線條來形成前述對準標記的情況時，有容易以機械加工製作出用以將之轉印的前述凹部或是前述凸部之優點。又，由於線條(包含交叉後的十字形狀)，係以能夠測量邊緣之任何點來取平均，藉此可以排除誤差且能進行更高精度的定位，所以特別是在薄片透鏡成型時、薄片積層時合適用於薄片間偏心之測量。
申請專利範圍第13項所述的薄片透鏡用成型模具，在申請專利範圍第10至12項中任一項所述的發明中，前述凹部或是凸部，係在剛加工完標記模穴之後才被加工。
藉此，由於標記模穴之中心和前述凹部或是凸部之中心為精度佳地一致，所以可以提高轉印形成的對準標記之位置精度。又因從平面部加工前述凹部或是凸部，故而能成型高精度且再現性高的對準標記。
申請專利範圍第14項所述的薄片透鏡用成型模具，在申請專利範圍第10至13項中任一項所述的發明中，在前述透鏡環狀部形成部之最深的位置之直徑、和在前述標記環狀部形成部之最深的位置之直徑為相等。
藉此，容易將前述透鏡部和前述對準標記部混合在一起的樹脂成形體，以等間距並排於前述基板上。
申請專利範圍第15項所述的薄片透鏡用成型模具，在申請專利範圍第10至14項中任一項所述的發明中，在取得剖面時，前述透鏡環狀部形成部之外形、和前述標記環狀部形成部之外形，為實質相同的形狀。
藉此在成型個別滴下時所供應的樹脂材料時，樹脂材料之擴散，會在藉由前述透鏡環狀部形成部所形成的透鏡環狀部、和藉由前述標記環狀部形成部所形成的標記環狀部大致相等，而能夠減少滴下、成型不均，容易保持品質於一定。
申請專利範圍第16項所述的薄片透鏡用成型模具，在申請專利範圍第10至15項中任一項所述的發明中，鄰接的前述透鏡模穴彼此之間隔、和鄰接的前述透鏡模穴與前述標記模穴之間隔為相等。
將鄰接的前述透鏡模穴彼此之間隔、和鄰接的前述透鏡模穴與前述標記模穴之間隔形成為相等，藉此可以緊縮上述之間隔地配置，可以增大每一片基板之前述樹脂成形體的數量，且提高產率。又，因一邊使塗敷樹脂材料的分注器相對於前述基板以等速相對移動一邊滴下樹脂材料，藉此可以輕易地實現等間隔之樹脂材料的供應，故而能有效控制高精度之樹脂材料的供應量。
申請專利範圍第17項所述的薄片透鏡用成型模具，在申請專利範圍第10至16項中任一項所述的發明中，前述成型模具，係具有藉由轉印成型母模所得的樹脂製之成型轉印面。
藉此，只要成型一個前述母模，就可以輕易地複製精度佳的成型模具。
申請專利範圍第18項所述的薄片透鏡的製造方法，係使用申請專利範圍第10至17項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，來製造薄片透鏡的製造方法，其特徵為，具有：在前述基板、與前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應硬化性樹脂材料的步驟；以及使用藉由前述標記模穴所形成的對準標記部，來檢測形成於前述基板的樹脂成形體之間距誤差的步驟。
依據本發明，由於具有：使用藉由前述標記模穴所形成的對準標記部，來檢測形成於前述基板的樹脂成形體之間距誤差的步驟，所以可以藉由檢測此種對準標記，來明白前述透鏡部之間距是否已精度佳地形成，故而可以抑制不良品之發生。
申請專利範圍第19項所述的薄片透鏡的製造方法，係使用一對之申請專利範圍第10至17項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，來製造薄片透鏡的製造方法，其特徵為，具有：在前述基板之一方的表面、與一方之成型模具的前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應第1硬化性樹脂材料的步驟；及使用藉由前述標記模穴所形成的對準標記部，來將另一方之成型模具定位於前述基板之另一方的表面的步驟； 以及在前述基板之另一方的表面、與另一方之成型模具的前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應第2硬化性樹脂材料的步驟。
依據本發明，在前述基板之雙面形成透鏡部時，可以使兩透鏡部之光軸同時精度佳地一致。
申請專利範圍第20項所述的薄片透鏡的製造方法，係使用申請專利範圍第10至17項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，來製造薄片透鏡的製造方法，其特徵為，具有：藉由在前述基板、與前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應硬化性樹脂材料來製造複數片薄片透鏡的步驟；及當積層複數片前述薄片透鏡時，使用藉由前述標記模穴所形成的對準標記部來進行定位的步驟；以及將積層後之前述薄片透鏡予以接合的步驟。
依據本發明，可以使設置於積層的前述薄片透鏡之透鏡部彼此的光軸，同時精度佳地一致。
依據本發明，可以提供一種於基板成型有複數個透鏡部及對準標記部之精度佳的薄片透鏡、及成型該薄片透鏡的成型模具、以及薄片透鏡的製造方法。
AM、AM1、AM(1)、AM(2)、AM(3)、AM(3)’‧‧‧對準標記部
AMa‧‧‧平面部
AMb‧‧‧標記環狀部
AMc‧‧‧對準標記
BM1‧‧‧母模
BM1a‧‧‧平面
BM1b‧‧‧透鏡母模部
BM1c‧‧‧溝槽
CA‧‧‧攝影機
GP‧‧‧玻璃基板
L‧‧‧透鏡部
L1、L1’‧‧‧第1透鏡部
L2、L2’‧‧‧第2透鏡部
LC‧‧‧透鏡模穴
LCa‧‧‧光學面形成部
LCb‧‧‧透鏡環狀部形成部
LS‧‧‧透鏡單元
La‧‧‧光學面
Lb‧‧‧透鏡環狀部
M‧‧‧中間成型模具
M1‧‧‧第1中間成型模具
M2‧‧‧第2中間成型模具
MC‧‧‧標記模穴
MCa‧‧‧平面部形成部
MCb‧‧‧標記環狀部形成部
MCc‧‧‧標記形成部
PL1‧‧‧第1樹脂材料
PL2‧‧‧第2樹脂材料
S1‧‧‧第1面
S2‧‧‧第2面
SP‧‧‧間隔件
ST、ST’‧‧‧基板
WL、WL’‧‧‧薄片透鏡
第1圖係顯示製造本實施形態之薄片透鏡的工序之流程圖。
第2圖係顯示母模的透鏡母模部之例(a)、和標記母模部之例(b)至(d)的立體圖。
第3圖係顯示第1母模BM1之局部剖視圖。
第4圖係顯示中間成型模具的透鏡模穴LC之例(a)、和標記模穴MC之例(b)至(d)的立體圖。
第5圖(a)係取中間成型模具M中之透鏡模穴LC、和標記模穴之一例(對應於第4圖(b))的剖面而顯示的圖；第5圖(b)係在箭頭VB方向觀看到透鏡模穴LC的圖；第5圖(c)係在箭頭VC方向觀看到標記模穴MC的圖。
第6圖係用以說明薄片透鏡的製造方法之各工序(a)至(e)的圖。
第7圖係顯示形成於基板上的透鏡部L之例(a)、和對準標記部AM之例(b)至(d)的立體圖。
第8圖係薄片透鏡WL的上視圖。
第9圖係用以說明組合薄片透鏡WL、WL’以製造積層型透鏡的工序(a)、(b)之概略圖。
第10圖係顯示形成於基板上的對準標記部AM之變化例(a)至(e)的立體圖。
以下，基於圖式說明本發明之實施形態。第1 圖係顯示製造本實施形態之薄片透鏡的工序之流程圖。步驟S101至S103，係顯示從第1母模製造第1中間成型模具的工序，步驟S106至S108，係顯示從第2母模製造第2中間成型模具的工序。
第1母模，係具有：用於在基板之第1面形成第1透鏡部和第1對準標記部，且對應於第1透鏡部的形狀之透鏡母模部；以及對應於第1對準標記部的形狀之標記母模部。第2母模，係具有：用於在基板之第2面形成第2透鏡部和第2對準標記部，且對應於第2透鏡部的形狀之透鏡母模部；以及對應於第2對準標記部的形狀之標記母模部。
在此，第2圖(a)係顯示透鏡母模部LM之一例。又第2圖(b)至(d)係顯示標記母模部MM之例。另外，在將標記母模部MM藉由機械加工形成於模具母材上的情況下，在剛完成該加工之後，當加工用以轉印後述的標記模穴之標記形成部的凹部或是凸部MMc時，由於可以精度佳地加工，且容易使標記模穴之中心和凹部或是凸部MMc之中心的位置正確地一致所以非常好。
第3圖係第1母模BM1之局部剖視圖，且在平面BM1a上形成有透鏡母模部BM1b(與第2圖(a)所示之LM同樣的形狀)。雖然未圖示，但是亦同樣設置有標記母模部(與第2圖(b)至(d)所示之MM同樣的形狀)。另外，在透鏡母模部BM1b之周圍，係形成有剖面為三角形狀的環狀之溝槽BM1c。
此是為了在製造第1中間成型模具時，進行阻止以免樹脂材料擴散者。第2母模，雖然透鏡母模部及標記母模部之形狀有所不同，但是亦具有同樣的構成。
在第1圖之步驟S101中，對第1母模BM1之透鏡母模部BM1b及未圖示的標記母模部，個別滴下光硬化性樹脂材料PL，使玻璃基板GP平行地接近平面BM1a，接著在步驟S102藉由從外部照射UV光等的預定波長之光線來使光硬化性樹脂材料PL硬化，以在步驟S103製作玻璃基板GP上積層有樹脂製之成型轉印面的第1中間成型模具M1。另外，作為光硬化性樹脂材料，係可以使用：以丙烯酸樹脂組成物或烯丙基(allyl)樹脂組成物等為主成分且用自由基聚合來硬化的光硬化性樹脂材料、或是以環氧樹脂組成物或環氧樹脂組成物及環氧丙烷(oxetane)化合物為主成分且用陽離子(cation)聚合來硬化的光硬化性材料等。
第4圖(a)係顯示轉印透鏡母模部所形成的透鏡模穴LC之一例，第4圖(b)至(d)係顯示轉印標記母模部所形成的標記模穴MC之例。透鏡模穴LC，係具有：用以形成透鏡部之光學面的光學面形成部LCa；以及用以形成光學面周圍之透鏡環狀部的透鏡環狀部形成部LCb。另一方面，標記模穴MC，係具有：用以形成對準標記部之平面部的平面部形成部MCa；及用以形成平面部周圍之標記環狀部的標記環狀部形成部MCb；以及用以在平面部形成對準標記AM的標記形成部MCc。平面部形成部MCa 之外徑較佳為 0.14mm至2mm。標記形成部MCc，係具有圓、圓弧及直線之一個、或是將之組合而成的凸部或凹部之形狀。雖然未圖示，但是鄰接的透鏡模穴LC彼此之間隔、以及透鏡模穴LC、與鄰接於此的標記模穴MC之間隔為相等。
第5圖(a)係取中間成型模具M中之透鏡模穴LC、和標記模穴MC之一例(對應於第4圖(b))的剖面而顯示的圖；第5圖(b)係在箭頭VB方向觀看到透鏡模穴LC的圖；第5圖(c)係在箭頭VC方向觀看到標記模穴MC的圖。在透鏡環狀部形成部LCb之最深的位置P1之直徑 1，係與在標記環狀部形成部MCb之最深的位置P2之直徑 2相等。又，從透鏡環狀部形成部LCb之點P1靠近外側的形狀，與從標記環狀部形成部MCb之點P2靠近外側的形狀，為實質相等。第4圖(c)、(d)所示的標記模穴亦為同樣。透鏡模穴LC之容積和標記模穴MC之容積為實質相等。
與此同時進行，在第1圖之步驟S106中，對第2母模之透鏡母模部及標記母模部，個別滴下光硬化性樹脂材料，且使玻璃基板GP接近，接著在步驟S107中藉由從外部照射UV光等之預定波長的光線使光硬化性樹脂材料硬化，並在步驟S108中製作在玻璃基板上積層有樹脂製之成型轉印面的第2中間成型模具M2。
其次，就使用第1中間成型模具M1及第2中間成型模具M2，製造薄片透鏡的態樣加以說明。第6圖 雖然是用以說明薄片透鏡的製造方法之各工序(a)至(e)的圖，但是透鏡部之形狀及對準標記部之形狀實際上有所不同。
在此，雖然準備平行平板玻璃(或是樹脂)製之基板ST，但是亦可在其第1面S1及第2面S2，於基板ST上塗敷黑色阻劑，且進行遮罩曝光及顯影，作為前置工序，藉此對準成型的透鏡部而形成複數個開口。各開口，係在成型作為攝影透鏡時，發揮光圈的功能。
其次，如第6圖(a)所示，使作為光硬化型樹脂材料的第1樹脂材料PL1個別滴下在第1中間成型模具M1之並排成矩陣狀的複數個透鏡模穴LC及標記模穴MC(第1圖之步驟S104)，且對向於基板ST之第1面S1定位。然後，如第6圖(b)所示，使第1成型模具M1相對地接近基板ST，且用基板ST和第1成型模具M1來夾入第1樹脂材料PL1。作為第1樹脂材料PL1，係可以使用與用於中間成型模具之製作者同樣的光硬化性樹脂材料。
在此種狀態下，由於第1樹脂材料PL1會藉由從外部照射UV光等之預定波長的光線而硬化，所以能藉此在基板ST之第1面S1，成型轉印有第1中間成型模具M1之透鏡模穴LC的第1透鏡部L1，並且成型轉印有標記模穴MC的第1對準標記部AM1(第1圖之步驟S105)。此時，亦可藉由從外部加熱第1樹脂材料PL1，來促進其硬化。
之後，如第6圖(c)所示地將第1中間成型模 具M1離模，藉此在基板ST之第1面S1密接形成有第1透鏡部L1和第1對準標記部AM。
接著，使基板ST反轉，將作為光硬化型樹脂材料的第2樹脂材料PL2，個別滴下在基板ST之第2面S2上(第1圖之步驟S109)，且藉由攝影機CA，通過透明的第1對準標記部AM1之平面部，來觀察第2中間成型模具M2之標記模穴MC的標記形成部MCc。在此種狀態下，即便不使攝影機CA移動，亦可以藉由改變其光學系統之焦距，來同時觀察第1對準標記部AM、和標記形成部MCc。作為第2樹脂材料，係可以使用與第1樹脂材料同樣的光硬化性樹脂材料。亦可使用與第1樹脂材料相同物。
在此，在第1對準標記部AM、和第2中間成型模具M2之標記模穴MC的標記形成部MCc偏移的情況，當在此種狀態下進行成型時，藉由第2中間成型模具M2之透鏡模穴LC而轉印成型的第2透鏡部L2之光軸、和既已成型的第1透鏡部L1之光軸就不會一致。因此，藉由未圖示之可動載置台(stage)相對於基板ST使第2成型模具M2相對移動於光軸正交方向，藉此能以第1對準標記部AM1之對準標記AMc、和第2中間成型模具M2之標記模穴MC的標記形成部MCc一致的方式定位。一邊維持此狀態的同時，一邊使第2中間成型模具M2接近基板ST，且如第5圖(d)所示用基板ST和第2中間成型模具M2來夾入第2樹脂材料PL2。
在此種狀態下，由於第2樹脂材料PL2會藉由從外部照射UV光等之預定波長的光線而硬化，所以能藉此在基板ST之第2面S2，形成有第2透鏡部L2(第1圖之步驟S110)。此時，亦可藉由從外部加熱第2樹脂材料PL2，來促進其硬化。之後，將第2中間成型模具M2離模，如第6圖(e)所示，藉此可以獲得在基板ST之第1面S1密接形成有第1透鏡部L1、且在基板ST之雙面形成有透鏡部L1、L2的薄片透鏡WL。
第7圖(a)係顯示轉印透鏡模穴LC而形成的透鏡部L之一例，第7圖(b)至(d)係顯示轉印標記模穴MC而形成的對準標記部AM之例。透鏡部L，係具有：中央的光學面La；以及點對稱於光學面La周圍之光軸的透鏡環狀部Lb。另一方面，對準標記部AM，係具有：中央的平面部AMa；及點對稱於平面部AMa周圍之光軸的標記環狀部AMb；以及形成於平面部AMa上的對準標記AMc。平面部AMa，係外徑為 0.14mm至2mm的圓形狀。
在透鏡環狀部Lb之最高的(最遠離基板ST的)位置P3之直徑 3，係與在標記環狀部AMb之最高的位置P4之直徑 4相等。又，透鏡部L中的透鏡環狀部Lb之內側的體積(當在與通過點P3之光軸同軸的虛擬圓筒面切斷透鏡部L時，成為虛擬圓筒面之內側的透鏡部L之體積)、和對準標記部AM的標記環狀部AMb之內側的體積(當在與通過點P4之軸線同軸的虛擬圓筒面切斷對準 標記部AM時，成為虛擬圓筒面之內側的對準標記部AM之體積)為實質相等。藉此，可以用個別滴下法，來迴避以下的各問題：當在基板ST與成型模具M1、M2之間供應硬化性樹脂材料時，因供應的樹脂材料過多而會從成型對準標記部AM的成型模具之標記模穴大量溢出，並因與鄰接於此之透鏡部連繫而招來後述的薄片透鏡之切斷時的破裂，或是因樹脂材料過少，而無法精度佳地形成對準標記部AM等的問題。
再者，從透鏡環狀部Lb之點P3靠近外側的形狀，與從標記環狀部AMb之點P4靠近外側的形狀，為實質相等。第7圖(c)、(d)所示的對準標記部AM亦為同樣。藉此，容易使得個別滴下時的樹脂材料之擴散，在透鏡部和對準標記部大致相等，且減少滴下、成型不均，能容易保持品質於一定。另外，第7圖(b)所示的對準標記AMc，係形成於平面部AMa之中央的小圓，第7圖(c)所示的對準標記AMc，係形成於平面部AMa之中央的十字槽形狀，第7圖(d)所示的對準標記AMc，係形成於平面部AMa之中央的大圓。
如此，將概略形成有透鏡部L和對準標記部AM(1)、AM(2)、AM(3)的薄片透鏡WL之一例顯示於第8圖。在第8圖中，將上下方向假設為Y方向，將左右方向假設為X方向。從第8圖可明白，作為樹脂成形體的透鏡部L和對準標記部AM(1)、AM(2)、AM(3)係在混合在一起的狀態下，彼此以等間距並排成矩陣狀，藉此可以提高 密度並有效率地配置多數個透鏡部L。
在此，對準標記部AM(1)，係與第7圖(b)所示者同樣，合適用於檢測形成於薄片透鏡WL的透鏡部L之間距的不均是否在基準值以內，因此，可以比較多地配置於透鏡部L之間。
又，對準標記部AM(2)，係與第7圖(c)所示者同樣，且與第6圖(c)有關聯，合適用於上述之對準成型於基板ST之雙面的透鏡部L1、L2之光軸，由於在此是沿著X方向遠離設置，且對準標記為正交的直線形狀，所以可以精度佳地進行交叉的二方向(X、Y)之定位。再者，對準標記部AM(3)，係與第7圖(d)所示者同樣，在此是沿著Y方向遠離設置，此合適用於積層後述的薄片透鏡彼此時。對準標記部AM(1)至AM(3)，較佳為不同的形狀，以免招來誤檢測。
再者，經過同樣的工序，在基板ST’形成具有第1透鏡部L1’和第2透鏡部L2’的另一個薄片透鏡WL’之後，如第9圖(a)所示，藉由攝影機CA，通過形成於基板ST、ST’的一方(前方側)之對準標記部AM(3)，來觀察另一方(內深側)之對準標記部AM(3)’，藉此一邊對準二個薄片透鏡WL、WL’之各透鏡的光軸的同時，一邊中介格子狀的間隔件SP將薄片透鏡WL、WL’重疊在一起，且塗敷接著劑來固定。另外，在此種情況下，前方側的對準標記部AM(3)之平面部的面積，係比內深側的對準標記部AM(3)’之面積還更為大，由於藉此容易通過平面部來觀察 內深側的對準標記部AM(3)’所以非常好。
之後，以從接合薄片透鏡WL及WL’後的中間生成體，切離並排於平面方向的各透鏡之間的方式，藉由切割(dicing)來切斷第9圖(a)所示之虛線所示的位置，藉此可以獲得第9圖(b)所示之經個片化的透鏡單元LS。
第10圖係顯示對準標記部AM之變化例的圖。第10圖(a)之對準標記部AM，係在平面部AMa上於三角形(較佳為正三角形)之三個頂點分別配置凹狀之小圓者。第10圖(b)之對準標記部AM，係在平面部AMa上於四角形(較佳為正方形)之四個頂點分別配置凹狀之小圓者。第10圖(c)之對準標記部AM，係具有與在平面部AMa上沿著三角形(較佳為正三角形)之邊使小圓移動所形成的軌跡相當之形狀的薄溝槽；第10圖(d)之對準標記部AM，雖然是具有與在平面部AMa上沿著四角形(較佳為正方形)之邊使小圓移動所形成的軌跡相當之形狀的薄溝槽，但是較佳為外壁皆是由圓弧和直線所構成，且內壁僅由直線所構成。第10圖(e)之對準標記部AM，係在平面部AMa上於二個凹狀的小圓之間形成有直線溝槽者。
本發明並非被限定於說明書中所記載的實施形態，對於該發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，可從本說明書中所記載的實施形態或技術思想中明白本發明包含其他變化例。說明書的記載及實施形態，畢竟是以例證為目的，本發明之範圍係由後述的申請專利範圍所揭示。
例如，薄片透鏡之積層並不僅為二層，亦可為三層以上。又，在本實施形態中，雖然針對並排於平面方向之每一透鏡部個別化而獲得攝影透鏡，但是亦可藉由針對複數個攝影透鏡之每一個進行切斷，來獲得從光軸方向觀看包含複數個透鏡的攝影透鏡。如此的攝影透鏡，係可以使用作為用於所謂複眼型攝影裝置的複眼用透鏡，該複眼用透鏡係將藉由並排於平面方向之各積層透鏡部成像於各為不同之位置所得的複數個影像予以合成而獲得解像度更高的影像者。
再者，在本實施形態中，雖然是從機械加工後的母模以樹脂形成中間成型模具，並使用此來製造薄片透鏡，但是亦可從機械加工後的母模直接成型薄片透鏡。在此情況，雖然製造成本會提高，但是可以製作具有更正確之所期望的透鏡形狀之薄片透鏡。又在此情況，形成對準標記的凹部或是凸部，較佳是在剛加工完成標記模穴之後才被加工。又，在本實施形態中，作為透鏡部及對準標記部、以及中間成型模具的材料，雖然是使用光硬化性樹脂材料，但是亦可使用熱硬化性樹脂材料等其他的能量硬化性樹脂材料。
AM‧‧‧對準標記部
AMa‧‧‧平面部
AMb‧‧‧標記環狀部
AMc‧‧‧對準標記
L‧‧‧透鏡部
La‧‧‧光學面
Lb‧‧‧透鏡環狀部

Claims (20)

  1. 一種薄片透鏡，其特徵為，具有：基板；以及樹脂成形體，其係由隔出間隔地形成於前述基板之至少一方之表面上的硬化性樹脂材料所構成，前述樹脂成形體，係包含：透鏡部；以及至少二個對準標記部，前述透鏡部係具有：光學面；以及形成於該光學面之周圍的透鏡環狀部，前述對準標記部，係具有：形成有對準標記的平面部；以及形成於該平面部之周圍的標記環狀部，前述透鏡部中的前述透鏡環狀部之內側的體積、和前述對準標記部的前述標記環狀部之內側的體積為實質相等。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的薄片透鏡，其中，形成有前述對準標記的平面部之外徑為0.14mm至2mm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的薄片透鏡，其中，前述對準標記係由圓、圓弧及直線之至少一種所構成。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的薄片透鏡，其中，在最遠離前述基板之位置的前述透鏡環狀部之直徑、和在最遠離前述基板之位置的前述標記環狀部之直徑為相等。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的薄片透鏡，其中，在前述樹脂成形體之通過透鏡部之光軸的光軸方向之剖面中，前述透鏡環狀部之外形、和前述標記環狀部之外形，為實質相同的形狀。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的薄片透鏡，其中，前述樹脂成形體，係以等間距配置有前述透鏡部及前述對準標記部。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的薄片透鏡，其中，前述透鏡部，係形成於前述基板之雙面，前述對準標記部之一個，係當在前述基板之雙面形成前述透鏡時作為定位用途使用。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的薄片透鏡，其中，前述對準標記部之一個，係作為前述樹脂成形體之間距誤差檢測用途使用。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的薄片透鏡，其中，當積層複數片的前述薄片透鏡時，前述對準標記部之一個，係作為積層的前述薄片透鏡之定位用途使用。
  10. 一種薄片透鏡用成型模具，係對向配置於基板之至少一方的表面，將硬化性樹脂材料夾入於其間，用以形成包含透鏡部、和至少二個對準標記部之樹脂成形體的薄片透鏡用成型模具，其特徵為：具有：用以形成前述透鏡部的透鏡模穴；以及用以形成前述對準標記部的標記模穴，前述透鏡模穴，係具有：用以形成前述透鏡部之光學面的光學面形成部；以及用以形成該光學面之周圍的透鏡環狀部的透鏡環狀部形成部，前述標記模穴，係具有：用以形成前述對準標記部之 平面部的平面部形成部；以及用以形成該平面部之周圍的標記環狀部的標記環狀部形成部，前述透鏡模穴之容積和前述標記模穴之容積為實質相等。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的薄片透鏡用成型模具，其中，前述平面部形成部之外徑為0.14mm至2mm。
  12. 如申請專利範圍第10或11項所述的薄片透鏡用成型模具，其中，在前述平面部形成部，係設置有由圓、圓弧及直線之至少一種所構成的凹部或是凸部，且藉由轉印凹部或是凸部而形成有對準標記。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的薄片透鏡用成型模具，其中，前述凹部或是凸部，係在剛加工完標記模穴之後才被加工。
  14. 如申請專利範圍第10至13項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，其中，在前述透鏡環狀部形成部之最深的位置之直徑、和在前述標記環狀部形成部之最深的位置之直徑為相等。
  15. 如申請專利範圍第10至14項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，其中，在取得剖面時，前述透鏡環狀部形成部之外形、和前述標記環狀部形成部之外形，為實質相同的形狀。
  16. 如申請專利範圍第10至15項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，其中，鄰接的前述透鏡模穴彼此之間隔、和鄰接的前述透鏡模穴與前述標記模穴之間隔為相 等。
  17. 如申請專利範圍第10至16項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，其中，前述成型模具，係具有藉由轉印成型母模所得的樹脂製之成型轉印面。
  18. 一種薄片透鏡的製造方法，係使用申請專利範圍第10至17項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，來製造薄片透鏡的製造方法，其特徵為，具有：在前述基板、與前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應硬化性樹脂材料的步驟；以及使用藉由前述標記模穴所形成的對準標記部，來檢測形成於前述基板的樹脂成形體之間距誤差的步驟。
  19. 一種薄片透鏡的製造方法，係使用一對之申請專利範圍第10至17項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，來製造薄片透鏡的製造方法，其特徵為，具有：在前述基板之一方的表面、與一方之成型模具的前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應第1硬化性樹脂材料的步驟；及使用藉由前述標記模穴所形成的對準標記部，來將另一方之成型模具定位於前述基板之另一方的表面的步驟；以及在前述基板之另一方的表面、與另一方之成型模具的前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應第2硬化性樹脂材料的步驟。
  20. 一種薄片透鏡的製造方法，係使用申請專利範圍 第10至17項中任一項所述的薄片透鏡用成型模具，來製造薄片透鏡的製造方法，其特徵為，具有：藉由在前述基板、與前述透鏡模穴及前述標記模穴之間個別地供應硬化性樹脂材料來製造複數片薄片透鏡的步驟；及當積層複數片前述薄片透鏡時，使用藉由前述標記模穴所形成的對準標記部來進行定位的步驟；以及將積層後之前述薄片透鏡予以接合的步驟。
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