WO2012161316A1 - ウェハーレンズの製造方法、成形金型、転写型、及び転写型の製造方法 - Google Patents

Abstract

　樹脂硬化時の応力により樹脂型が反ることを防止し、レンズ部の形状のばらつきが生じることを防止することができるウェハーレンズの製造方法を提供することを目的とする。マスター型３０が第１凹凸構造３２を有することにより、マスター型３０から成形された転写型であるサブマスター型４０及びサブサブマスター型５０でも隣接する第２及び第３光学転写面４３ａ，５３ａの間の最も外側に凹部４４ａ，５４ａを有することになる。これにより、マスター型３０、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０による各成形工程において、樹脂が最も外側の凹部３２ａ，４４ａ，５４ａ内に入り込まないようにすることができ、第２及び第３転写部４９，５９、第１及び第２レンズ要素１１，１２が１つ１つ独立して繋がらない状態で成形することができる。

Description

ウェハーレンズの製造方法、成形金型、転写型、及び転写型の製造方法

　本発明は、微小な多数のレンズを２次元的に配列したウェハーレンズの製造方法に関し、特に撮像レンズ等に用いるためのウェハーレンズの製造方法、この製造方法に用いられる成形金型及び転写型、並びに転写型の製造方法に関する。

　ウェハーレンズの製造方法として、基板（例えば、ガラス平板）と成形型との間に硬化性樹脂を注入して、レンズ部を成形するものがある（例えば、特許文献１参照）。この際、マスター型から樹脂製の転写型であるサブマスター型を形成し、このサブマスター型からレンズ部を成形する。なお、サブマスター型を成形型として樹脂製の転写型であるサブサブマスター型を形成し、このサブサブマスター型からレンズ部を成形してもよい。このように、サブマスター型及びサブサブマスター型は、レンズ部を成形するための転写面の全てを一度に作製することを可能にする。そのため、レンズ部を成形するための成形型の加工時間をマスター型の加工時間よりも減らすことができる。また、１つのマスター型から複数の成形型又は転写型を作製することにより、レンズ１個当たりのマスター型の使用回数を減らすことができる。これにより、マスター型の寿命を延ばすことができ、結果的にマスター型の加工費を低減することができる。

　しかしながら、特許文献１の製造方法では、成形金型からの転写を１回以上行うため、成形金型でウェハーレンズを直接成形するよりもレンズ部の成形精度が低下しやすい。特許文献１の製造方法によって作製される転写型は、その型基板面の全体に樹脂部を設けたものであるため、樹脂の硬化収縮の影響を受けやすい。樹脂が硬化収縮する場合、作製する転写型が大きいほど、レンズ部間の位置変動や型基板からの樹脂の剥がれ等が発生するおそれがある。また、転写型の型基板上にレンズ成形部を成形する際に、各レンズ成形部を成形する転写面に樹脂が行き渡らず、樹脂不足となる場所が発生する場合があり、これらを防ぐため、転写面に樹脂を多めに供給する場合がある。このような場合、樹脂硬化時の応力により、型基板が反る。これにより、作製された転写型において、ウェハーレンズのレンズ部を成形するためのレンズ成形部の高さ等にばらつきが生じ、レンズ部の成形を行う際にもレンズ形状にばらつきが生じるという問題がある。また、ウェハーレンズの基板にレンズ部を成形する際に、転写型と同様に、樹脂不足とならないように転写面に過剰の樹脂を供給するため、レンズ部同士が繋がり、樹脂硬化時の応力で基板が反るという問題がある。

　基板の反りを小さくするために、ウェハーレンズの製造方法として、基板上に独立したレンズ部をアレイ状に成形するものがある（例えば、特許文献２参照）。この製造方法に用いられるマスター型は、各レンズ部を成形する転写面の間に溝のような凹部が形成されている。各転写面に供給された樹脂が、この凹部を超えて広がろうとすると、濡れのピン止め効果によって、ブレーキがかかる。一方、レンズ部を成形する転写面の同一面内に樹脂が不足している部分があると、樹脂は上記凹部に近い転写面の間よりも同一転写面内に優先的に広がる。

　しかしながら、特許文献２の製造方法では、転写を１回行うと凹部が存在しなくなるため、２回以上転写すると、特許文献１と同様にレンズ形状のばらつきや基板の反りが生じる問題が生じる。また、特許文献２のマスター型である転写ツールは、何らかの弾性を有する材料（ポリジメチルシロキサン等）からなると記載されており、かつ各レンズ部は繋がった状態で形成されている。このような型は、そもそも型自体が上述したようにばらつきや変形収縮等で型の精度が低下し、その結果さらに成形精度が低下する。

特開２００９－２２６６３１号公報 特表２００９－５３０１３６号公報

　本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、樹脂の硬化収縮の影響を抑え、樹脂硬化時の応力により樹脂型が反ることを防止し、レンズ部の形状のばらつきが生じることを防止することができるウェハーレンズの製造方法を提供することを目的とする。

　また、本発明は、上述のウェハーレンズの製造方法に用いられる成形金型及び転写型、並びに転写型の製造方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明に係るウェハーレンズの製造方法は、基板と、基板の一方の基板面上に成形され光学面を含む複数の樹脂製の成形部と、を備えるウェハーレンズの製造方法であって、複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する転写型を用いて複数の成形部を成形する工程を備え、転写型の転写面は、成形部に対応する転写面を有する成形金型を利用する１回以上の反転を伴う転写によって形成され、成形金型は、光学転写面の周囲であって、かつ転写対象の最も外側に外周凹部を形成するための凹凸構造を有し、凹凸構造は、最も外側に最外凹部を有する。

　上記ウェハーレンズの製造方法によれば、成形金型が最も外側に最外凹部を設けた凹凸構造を有することにより、成形金型から成形された転写型でも光学転写面の周囲の最も外側に外周凹部を有することになる。これにより、成形金型又は転写型による各成形工程において、樹脂の供給量や供給範囲に多少のバラツキがあっても樹脂が最も外側の凹部内に入り込まないようにすることができ、光学転写面又は光学面を含む成形部をこれらが１つ１つ独立して繋がらない状態で成形することができる。そのため、樹脂が硬化する時に型基板や基板にかかる応力を分散させることができ、転写型又は基板が反らず、レンズ部の形状のばらつきを防止することができる。

　本発明の具体的な態様又は観点では、上記ウェハーレンズの製造方法において、凹凸構造は、最外凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、複数の光学転写面の転写回数と最外凹部を含む凹部及び凸部の総数とが等しい。ここで、凹部と凸部とを交互に有するとは、凹部及び凸部の数が１つずつの場合、凹部が１つのみの場合も含む。転写後の最も外側の凹部は、転写する成形金型又は転写型の最も外側の凹部に隣接する凸部によって形成される。これにより、複数回転写をしても、光学転写面の間の最も外側に凹部を確実に設けることができる。

　本発明の別の観点では、凹凸構造は、最外凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、最外凹部を含む凹部の側面の最も内寄りの稜部及び凸部の側面の最も内寄りの稜部の数は、転写による反転回数に等しい。この場合、転写後の最も外側の凹部は、転写する成形金型又は転写型の凹凸構造の対応する凸部の最も内寄りの稜部を含む側面とこの凸部の端面とによって形成される。これにより、複数回転写をしても、光学転写面の間の最も外側に凹部を確実に設けることができる。

　本発明のさらに別の観点では、転写型は、成形金型から２回の転写によって形成されるサブサブマスター型である。ここで、転写型において、成形金型からの２回の転写により光学転写面の間の最も外側は凹部となっている。この場合、例えば凸形状の光学面を転写するために、凹部の光学転写面を有する成形金型を作成すればよく、成形金型の作成を簡易なものとすることができる。サブサブマスター型を使ってレンズ成形を行うと、転写型への転写回数が多くなるため転写精度が落ちるが、レンズ１個当たりの金型加工費や加工時間を減らせることとなりコスト的に有利になる。

　本発明のさらに別の観点では、転写型は、成形金型から１回の転写によって形成されるサブマスター型である。ここで、転写型において、成形金型からの１回の転写により光学転写面の間の最も外側は凹部となっている。この場合、サブマスター型を使ってレンズ成形を行うと、成形金型の転写型への転写回数をサブサブマスター型に比べ減らしつつ、転写精度を向上させることができる。そのため、コストと転写精度とを勘案して必要な精度に応じてサブマスター型をウェハーレンズを直接成形するための転写型として選択することができる。

　以上のように、転写型はサブマスター型、サブサブマスター型等を含むものである。これらの場合、サブマスター型は、サブマスター基板とサブマスター基板上の樹脂製の成形部とを含めて転写型とする。また、サブサブマスター型は、サブサブマスター基板とサブサブマスター基板上の樹脂製の成形部とを含めて転写型とする。

　本発明のさらに別の観点では、成形金型の最外凹部の側面及び転写型の外周凹部の側面に撥水性を付与する微細加工及びコートのいずれか一方を行う。この場合、樹脂が最外凹部内や外周凹部内に入るのをより防ぐことができる。

　本発明のさらに別の観点では、凹凸構造は、凹部及び凸部の角にＲを有する。ここで、凹凸構造の角とは、凹部又は凸部の側面とこの側面に隣接する端面との交わる部分であり、変形された稜部である。この場合、凹凸構造が角にＲを有することにより、光学転写面の加工用の切削刃と同一の切削刃を用いて凹凸構造の凹凸面を形成することができ、光学転写面と凹凸構造とを続けて加工することができる。これにより、成形金型を精度良く加工することができる。なお、凹凸構造の角にＲが形成されても、最外凹部に生じる空間があるため、毛細管現象等により樹脂の広がりを抑えることができる。

　本発明のさらに別の観点では、成形金型の転写面に個別に樹脂を供給する。この場合、転写型の転写部を確実に個別に形成することができる。

　本発明のさらに別の観点では、凹凸構造は、環状の凹部と環状の凸部とを交互に有する。この際、凹部の深さや凸部の高さは全周に亘って略一様とする。

　本発明の具体的な態様又は観点では、上記成形金型において、ウェハーレンズの成形部は、複数の光学面を有してもよい。この場合、例えば光学面を複数有する複眼レンズを基板の反りを防止しつつ多数成形することができる。

　上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型は、基板の一方の基板面上に成形され光学面を含む複数の樹脂製の成形部を備えるウェハーレンズを成形するための複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する転写型を成形する成形金型であって、転写型の光学転写面の周囲であって、かつ転写対象の最も外側に外周凹部を形成するための凹凸構造を有し、凹凸構造は、最も外側に最外凹部を有する。

　上記成形金型によれば、成形金型が凹凸構造を有することにより、成形金型から成形された転写型でも光学転写面の周囲の最も外側に外周凹部を有することになる。これにより、成形金型又は転写型による各成形工程において、樹脂硬化時の応力の分散により転写型又は基板が反ることを防止し、レンズ部の形状のばらつきが生じることを防止することができる。

　上記課題を解決するため、本発明に係る転写型は、基板の一方の基板面上に成形され少なくとも１つの光学面を含む複数の樹脂製の成形部を備えるウェハーレンズを成形するため、複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する転写型であって、型基板と、型基板の一方の型基板面上に互いに独立して形成され、ウェハーレンズの成形部に対応する複数の樹脂製の転写部と、を備える。

　上記転写型によれば、転写型の転写部を互いに独立して形成するため、転写型による転写の際に、各転写部を次の転写型又はウェハーレンズの型基板面に個別に近接させ或いは押圧することができる。そのため、転写部に供給する樹脂を少なく、かつ低圧で押圧することができる。また、各転写部にかかる圧力のばらつきを抑えることができる。また、転写部に供給する樹脂量を少なくすることができるため、硬化時の樹脂の収縮量を少なくすることができる。そのため、型基板の反りによる型精度の低下を抑えることができる。

　本発明の具体的な態様又は観点では、上記転写型において、転写部は、凹凸構造を有し、凹凸構造は、最も外側に外周凹部を有する。この場合、転写型が凹凸構造を有することにより、転写型による成形工程において、樹脂の供給量や供給範囲に多少のバラツキがあっても樹脂が外周凹部内に入り込まないようにすることができ、光学面を含む成形部を１つ１つ独立して繋がらない状態で成形することができる。そのため、樹脂が硬化する時に基板にかかる応力を分散させることができ、基板が反らず、レンズ部の形状のばらつきを防止することができる。

　本発明の別の観点では、凹凸構造は、外周凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、複数の光学転写面の転写回数と、外周凹部を含む凹部及び凸部の総数とが等しい。ここで、凹部と凸部とを交互に有するとは、凹部及び凸部の数が１つずつの場合、凹部が１つのみの場合も含む。転写型の最も外側の凹部は、転写する成形金型又は転写型の最も外側の凹部に隣接する凸部によって形成される。これにより、複数回転写をしても、光学転写面の間の最も外側に凹部を確実に設けることができる。

　本発明のさらに別の観点では、凹凸構造は、外周凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、外周凹部を含む凹部の側面の最も内寄りの稜部及び凸部の側面の最も内寄りの稜部の数は、転写による反転回数に等しい。この場合、転写後の最も外側の凹部は、転写する成形金型又は転写型の凹凸構造の対応する凸部の最も内寄りの稜部を含む側面とこの凸部の端面とによって形成される。これにより、複数回転写をしても、光学転写面の間の最も外側に凹部を確実に設けることができる。

　本発明のさらに別の観点では、外周凹部の側面は、微細加工及びコートのいずれか一方による撥水部を有する。この場合、樹脂が外周凹部内に入るのをより防ぐことができる。

　本発明のさらに別の観点では、ウェハーレンズの成形部は、複数の光学面を有する。この場合、例えば光学面を複数有する複眼レンズを基板の反りを防止しつつ多数成形することができる。

　上記課題を解決するため、本発明に係る転写型の製造方法は、基板と、基板の一方の基板面上に成形され少なくとも１つの光学面を含む複数の樹脂製の成形部と、を備えるウェハーレンズを製造するための転写型の製造方法であって、成形部に対応する転写面を有する成形金型を利用する１回以上の反転を伴う転写によって、型基板の少なくとも一方の型基板面上に成形部に対応する複数の樹脂製の転写部を互いに独立して成形する工程を備える。

　上記転写型の製造方法によれば、転写型の転写部を互いに独立して形成するため、転写型による転写の際に、各転写部を次の転写型又はウェハーレンズの型基板面に個別に近接させ或いは押圧することができる。そのため、転写部に供給する樹脂を少なく、かつ低圧で押圧することができる。また、各転写部にかかる圧力のばらつきを抑えることができる。また、転写部に供給する樹脂量を少なくすることができるため、硬化時の樹脂の収縮量を少なくすることができる。そのため、型基板の反りを抑えることができる。

　本発明の具体的な態様又は観点では、上記転写型の製造方法において、成形金型の転写面に個別に樹脂を供給する。この場合、転写型の転写部を確実に個別に形成することができる。

　本発明の別の観点では、転写部は、光学面に対応する少なくとも１つの光学転写面と、凹凸構造とを有し、凹凸構造は、最も外側に外周凹部を有する。

　本発明のさらに別の観点では、転写型は、成形金型から２回の転写によって形成されるサブサブマスター型である。

　本発明のさらに別の観点では、転写型は、成形金型から１回の転写によって形成されるサブマスター型である。

　上記課題を解決するため、本発明に係る別のウェハーレンズの製造方法は、基板と、基板の一方の基板面上に成形され少なくとも１つの光学面を含む複数の樹脂製の成形部と、を備えるウェハーレンズの製造方法であって、成形部に対応する第１転写部を有する成形金型を形成する工程と、成形金型によって、型基板の少なくとも一方の型基板面上に互いに独立して形成され、成形部に対応する複数の樹脂製の第２転写部を有するサブマスター型を成形する工程と、を備える。

　上記ウェハーレンズの製造方法によれば、サブマスター型の第２転写部が互いに独立して形成されるため、サブマスター型の型基板の反りを抑えることができ、レンズ部に形状のばらつきが生じることを防止することができる。

　本発明の具体的な態様又は観点では、上記ウェハーレンズの製造方法において、第１転写部は、光学面に対応する少なくとも１つの第１光学転写面と、第１凹凸構造とを有し、第２転写部は、光学面に対応する少なくとも１つの第２光学転写面と、第２凹凸構造とを有し、第１凹凸構造は、第１転写部の最も外側に最外凹部を有し、第２凹凸構造は、第２転写部の最も外側に外周凹部を有する。この場合、成形金型及びサブマスター型が第１及び第２凹凸構造をそれぞれ有することにより、成形金型又はサブマスター型による各成形工程において、光学面を含む成形部を１つ１つ独立して繋がらない状態で成形することができ、樹脂硬化時の応力によりサブマスター型又は基板が反ることを防止し、レンズ部の形状のばらつきが生じることを防止することができる。

　本発明の別の観点では、サブマスター型によって、型基板の少なくとも一方の型基板面上に互いに独立して形成され、成形部に対応する複数の樹脂製の第３転写部を有するサブサブマスター型を成形する工程を備える。この場合、サブサブマスター型の第３転写部が互いに独立して形成されるため、サブサブマスター型の型基板の反りを抑えることができ、レンズ部に形状のばらつきが生じることを防止することができる。

　本発明のさらに別の観点では、第３転写部は、光学面に対応する少なくとも１つの第３光学転写面と、第３凹凸構造とを有し、第３凹凸構造は、第３転写部の最も外側に外周凹部を有する。この場合、サブサブマスター型が第３凹凸構造を有することにより、サブサブマスター型による成形工程において、樹脂硬化時の応力によりサブサブマスター型又は基板が反ることを防止し、レンズ部の形状のばらつきが生じることを防止することができる。

　本発明のさらに別の観点では、第１、第２、及び第３転写部に個別に樹脂を供給する。この場合、サブマスター型及びサブサブマスター型の転写部やウェハーレンズのレンズ部を確実に個別に形成することができる。

図１Ａは、ウェハーレンズの平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示すウェハーレンズのＡＡ矢視断面図である。 図２Ａは、マスター型の平面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すマスター型のＡＡ矢視断面図である。 図３Ａは、図２Ａのマスター型の凹凸構造のうち最外凹部を説明する図であり、図３Ｂは、凸部を説明する図であり、図３Ｃは、内側の凹部を説明する図である。 図４Ａ～４Ｃは、樹脂の接触角と流れとの関係を説明する図である。 図５Ａは、凹凸構造を有する成形型における樹脂の流れを説明する図であり、図５Ｂは、凹凸構造を有しない成形型における樹脂の流れを説明する図である。 図６Ａは、サブマスター型の平面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示すサブマスター型のＡＡ矢視断面図である。 図７Ａは、図６Ａのサブマスター型の凹凸構造のうち外周凹部を説明する図であり、図７Ｂは、凸部を説明する図であり、図７Ｃは、図６Ａのサブマスター型によって得られる図８Ａのサブサブマスター型の凹凸構造のうち外周凹部を説明する図である。 図８Ａは、サブサブマスター型の平面図であり、図８Ｂは、図８Ａに示すサブサブマスター型のＡＡ矢視断面図である。 図９Ａ～９Ｆは、第１実施形態のウェハーレンズの製造工程を説明するための図である。 図１０Ａ～１０Ｄは、第２実施形態のウェハーレンズの製造工程を説明するための図である。 図１１Ａは、第３実施形態のマスター型の部分断面図であり、図１１Ｂは、サブマスター型の部分断面図であり、図１１Ｃは、サブサブマスター型の部分断面図である。 図１２Ａは、第４実施形態のマスター型の部分断面図であり、図１２Ｂは、サブマスター型の部分断面図であり、図１２Ｃは、サブサブマスター型の部分断面図であり、図１２Ｄは、ウェハーレンズの部分断面図である。 図１３Ａは、第５実施形態のマスター型の部分断面図であり、図１３Ｂは、サブマスター型の部分断面図であり、図１３Ｃは、サブサブマスター型の部分断面図であり、図１３Ｄは、ウェハーレンズの部分断面図である。 図１４は、図２Ａのマスター型の変形例を説明する図である。

〔第１実施形態〕
Ａ）ウェハーレンズ
　図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るウェハーレンズについて説明する。

　図１Ａ、１Ｂに示すように、ウェハーレンズ１００は、例えば円盤状であり、基板１０１と、第１樹脂層１０２と、第２樹脂層１０３とを有する。

　ウェハーレンズ１００のうち基板１０１は、ウェハーレンズ１００の全体に亘って延びる平板であり、ガラスで形成されている。基板１０１の厚さは、基本的には光学的仕様によって決定されるが、ウェハーレンズ１００の離型時において破損しない程度の厚さとなっている。

　第１樹脂層１０２は、樹脂製であり、基板１０１の一方の面１０１ａ上に形成されている。第１樹脂層１０２は、成形部である複数の第１レンズ要素１１を有する。各第１レンズ要素１１は、それぞれ独立しており、基板１０１上のＸＹ面内で２次元的に配列されている。第１レンズ要素１１は、第１レンズ本体１１ａと第１フランジ部１１ｂとを有する。第１レンズ本体１１ａは、例えば凸形状の非球面型のレンズ部であり、第１光学面１１ｄを有している。周囲の第１フランジ部１１ｂは、第１光学面１１ｄの周囲に広がる平坦な第１フランジ面１１ｇを有する。第１フランジ面１１ｇは、光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。ただし、第１フランジ面１１ｇは一部が凹凸形状になっていてもよい。各第１レンズ要素１１の第１光学面１１ｄ及び第１フランジ面１１ｇを合わせた表面は、転写によって一括成形される第１成形面１０２ａとなっている。

　第１樹脂層１０２は、光硬化性樹脂で形成されている。光硬化性樹脂には、光硬化性樹脂の重合を開始させる光重合開始剤が含まれている。光硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、ビニル系樹脂等を使用することができる。アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル系樹脂を使用する場合、光重合開始剤のラジカル重合により反応硬化させることができ、エポキシ系樹脂を使用する場合、光重合開始剤のカチオン重合により反応硬化させることができる。

　第２樹脂層１０３は、第１樹脂層１０２と同様に、樹脂製であり、基板１０１の他方の面１０１ｂ上に形成されている。第２樹脂層１０３は、成形部である複数の第２レンズ要素１２を有する。各第２レンズ要素１２は、それぞれ独立しており、基板１０１上のＸＹ面内で２次元的に配列している。各第２レンズ要素１２の位置は、基板１０１の反対側の各第１レンズ要素１１の位置に対応している。第２レンズ要素１２は、第２レンズ本体１２ａと第２フランジ部１２ｂとを有する。第２レンズ本体１２ａは、例えば凸形状の非球面型のレンズ部であり、第２光学面１２ｄを有している。周囲の第２フランジ部１２ｂは、第２光学面１２ｄの周囲に広がる平坦な第２フランジ面１２ｇを有する。第２フランジ面１２ｇは、光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。ただし、第２フランジ面１２ｇは一部が凹凸形状になっていてもよい。各第２レンズ要素１２の第２光学面１２ｄ及び第２フランジ面１２ｇを合わせた表面は、転写によって一括成形される第２成形面１０３ａとなっている。

　第２樹脂層１０３に用いられる光硬化性樹脂は、第１樹脂層１０２の光硬化性樹脂と同様のものである。ただし、両樹脂層１０２，１０３を同一の光硬化性樹脂で形成する必要はなく、別の光硬化性樹脂で形成することができる。第２樹脂層１０３を第１樹脂層１０２とは異なる樹脂で形成することにより、樹脂の分散を異なるものとすることができる。これにより色収差を補正することができる。

　なお、ウェハーレンズ１００において、基板１０１と第１又は第２樹脂層１０２，１０３との間に絞りを設けてもよい。また、基板１０１の一方の面１０１ａ又は他方の面１０１ｂにのみ樹脂層を設けてもよい。

Ｂ）成形型
　以下、図２Ａ、２Ｂ、図６Ａ、６Ｂ、及び図８Ａ、８Ｂ等を参照しつつ、図１Ａ等に示すウェハーレンズ１００を製造するための成形型の一例について説明する。

　ウェハーレンズ１００の成形には、成形型として、図２Ａ等に示すマスター型３０と、図６Ａ等に示すサブマスター型４０と、図８Ａ等に示すサブサブマスター型５０とが用いられる。

Ｂ－１）マスター型
　図２Ａに示すように、成形金型であるマスター型３０は、例えば円形のブロック状の部材であり、その軸に垂直な方向に延びる端面３０ａ上に、後述するサブマスター型４０の第２転写面４３を形成するための第１転写面３１を有する。この第１転写面３１は、最終的に得られるウェハーレンズ１００の第１樹脂層１０２の第１成形面１０２ａのネガ型に対応する。第１転写面３１は、複数の第１転写部３９を有する。第１転写部３９は、第１レンズ成形部６１と、第１凹凸構造３２とを有する。

　第１転写部３９のうち第１レンズ成形部６１は、第１光学転写面３１ａと、第１フランジ転写面３１ｂとを有する。第１光学転写面３１ａは、サブマスター型４０の第２光学転写面４３ａを形成するためのものである。第１光学転写面３１ａは、アレイ状に複数個配置されており、略半球の凹形状に形成されている。第１フランジ転写面３１ｂは、サブマスター型４０の第２フランジ転写面４３ｂを形成するためのものである。第１フランジ転写面３１ｂは、第１光学転写面３１ａの外周（具体的には外側に隣接する領域）に設けられている。

　第１凹凸構造３２は、成形時に樹脂が第１転写部３９の外側に広がることを防止するためのものである。第１凹凸構造３２は、隣接する第１光学転写面３１ａの間であり、かつ第１転写部３９の外縁から第１フランジ転写面３１ｂの外縁まで設けられている。つまり、第１凹凸構造３２は、第１レンズ成形部６１の周囲を囲うように円環状に設けられている。第１凹凸構造３２は、外側から内側に向けて順に、凹部３２ａと、凸部３２ｂと、凹部３２ｃとを有する。第１凹凸構造３２のうち凹部３２ａは、第１光学転写面３１ａから最も遠くに設けられている最外凹部となっており、第１凹凸構造３２の起点となっている。なお、本実施形態において、最外凹部は、隣接する独立した第１転写部３９間を繋ぐように延びており、隣接する独立した第１転写部３９の各第１凹凸構造３２の凹部３２ａを合わせたものとなっている。ここで、図３Ａに示すように、凹部３２（最外凹部）ａは、光軸ＯＡに垂直な底面又は端面３６ａと、端面（底面）３６ａに隣接する側面３５ａとで形成されている。端面３６ａに隣接する一方の側面３５ａ（この場合、凹部３２ａの外側の側面３５ａ）は、当該第１転写部３９に隣接する別の第１転写部３９の凹部３２ａの側面３５ａと共通となっている。図３Ｂに示すように、凸部３２ｂは、光軸ＯＡに垂直な頂面又は端面３６ｂと、端面（頂面）３６ｂに隣接する側面３５ａ，３５ｂとで形成されている。側面３５ａは、凹部３２ａと凸部３２ｂとで共通となっている。図３Ｃに示すように、凹部３２ｃは、光軸ＯＡに垂直な底面又は端面３６ｃと、端面（底面）３６ｃに隣接する側面３５ｂ，３５ｃとで形成されている。側面３５ｂは、凸部３２ｂと凹部３２ｃとで共通となっている。端面３６ａ，３６ｃは、端面３６ｂよりも奥側、すなわち樹脂供給側から深い位置に形成されている。側面３５ａの最も内寄りの縁部と側面３５ａの縁部に隣接する端面３６ｂとは、稜部３７ａで交差する。側面３５ｂの最も内寄りの縁部と側面３５ｂの縁部に隣接する端面３６ｃとは、稜部３７ｂで交差する。側面３５ｃの最も内寄りの縁部と側面３５ｃの縁部に隣接する第１フランジ転写面３１ｂとは、稜部３７ｃで交差する。これは、以下に説明するサブマスター型４０及びサブサブマスター型５０の凹部４４ａ，５４ａ及び凸部４４ｂについても同様である。このうち凹部４４ａは、サブマスター型４０における外周凹部となっており、凹部５４ａは、サブサブマスター型５０における外周凹部となっている。なお、側面３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、光軸ＯＡに対して表側又は図面上側に開くように傾斜していてもよいし、光軸ＯＡに平行でもよい。

　第１凹凸構造３２は、凹部３２ａ，３２ｃと凸部３２ｂの繰り返し構造であり、２つの凹部と１つの凸部が設けられている。本実施形態のマスター型３０は、第１光学面１１ｄを成形するために３回反転転写することを目的とする成形型であり、凹部と凸部の総数も３つになっている。言い換えれば、第１凹凸構造３２は、外側から内側に向けて順に、凹部３２ａの側面３５ａの最も内寄りの稜部３７ａ、凸部３２ｂの側面３５ｂの最も内寄りの稜部３７ｂ、凹部３２ｃの側面３５ｃの最も内寄りの稜部３７ｃが設けられている。つまり、凹部の最も内寄りの稜部と凸部の最も内寄りの稜部とが交互に設けられている。稜部３７ａ，３７ｂ，３７ｃの数は、転写による反転回数に等しくなっている。ここで、第１凹凸構造３２の凹部３２ａの側面３５ａの最も内寄りの稜部３７ａは、成形時に樹脂が凹部３２ａ内に流れるのを抑えることに寄与する。第１凹凸構造３２の凸部３２ｂの側面３５ｂの最も内寄りの稜部３７ｂは、サブマスター型４０の第２凹凸構造４４の最も外側の凹部４４ａの転写に寄与する。第１凹凸構造３２の凹部３２ｃの側面３５ｃの最も内寄りの稜部３７ｃは、サブマスター型４０の第２凹凸構造４４の凸部４４ｂの転写に寄与する。第１凹凸構造３２の凹部３２ａの側面３５ａには、微細加工やコートによって、撥水加工がされている。ここで、微細加工では、具体的には多数の微細な柱状構造を形成する。

　以下、第１凹凸構造３２における樹脂の流れについて説明する。図４Ａに示すように、平面９１で接触角θを持つ樹脂９２の広がりは、凹部９３の稜部９４でブレーキがかかり、稜部９４を通過しにくくなる（濡れのピン止め効果）。仮に多少稜部９４を通過して樹脂がはみ出した場合であっても、稜部９４を通過後は凹部９３によって形成される広い空間が存在することから、樹脂が進行方向の凹部９３側すなわち外周側に広がり続けるよりも、毛細管現象によって光軸を中心とした円環状に溝加工されている部分（光軸を中心とした四角やその多角形等の溝加工でもよい）に沿って、例えば凹部３２ａの稜部３７ａ（図５Ａ等参照）に沿って樹脂が広がる流れが優先されることとなる。そして、樹脂の体積には限りがあることから、これらの現象により、仮に多少稜部９４を通過したとしても樹脂は外周側へあまり広がらず、他の光学面を形成する樹脂と接触することなく独立した状態で光学面の成形を行える。なお、平面９１に対する稜部９４に隣接する斜面９５の角度を屈折角αとすると、樹脂９２が稜部９４を通過し、図４Ｃに示すように、屈折した先の斜面９５での接触角がθとなるためには、図４Ｂに示すように、接触角がθ＋αになる必要がある。本実施形態において、各第１転写部３９に対する樹脂の供給量は、稜部９４における樹脂の接触角がθ＋αにならない程度となっている。

　図２Ａ等に示すサブマスター型４０の成形時において説明をすると、最も外側の凹部３２ａの側面３５ａと隣接する端面３６ａとが交差する稜部３７ａが図４（Ａ）等に示す稜部９４に相当して樹脂の流れを止める手段となり、樹脂の接触角がθ＋α以上にならず、大部分の樹脂が凹部３２ａ内に入り込まないようにすることができる。そのため、図５Ａに示すように、樹脂が凹部３２ａでブレーキがかかりほぼ凹部３２ａの外側に広がらない。これにより、サブマスター型４０の各第１転写部４９を１つ１つ独立したものとすることができる。また、第１凹凸構造３２の側面３５ａに撥水加工を施すことにより、第１凹凸構造３２の側面３５ａの接触角がθ´（θ´＞θ）になり、撥水加工を施す前よりも樹脂の流れを抑えるブレーキ効果を高めることができる。なお、第１凹凸構造３２を設けない場合、図５Ｂに示すように、樹脂を充填する所望の領域を超えて樹脂がはみ出してしまう。

　マスター型３０は、一般に金属材料で形成されている。金属材料としては、例えば鉄系材料や鉄系合金、非鉄系合金等が挙げられる。鉄系材料としては、例えば熱間金型、冷間金型、プラスチック金型、高速度工具鋼、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼が挙げられる。

Ｂ－２）サブマスター型
　図６Ａ、図７Ａ、及び７Ｂに示すように、サブマスター型４０は、例えば円形のブロック状の部材であり、樹脂部であるサブマスター樹脂部４１と型基板である光透過性のサブマスター基板４２とを有する。サブマスター樹脂部４１とサブマスター基板４２とは、積層構造となっている。つまり、サブマスター樹脂部４１は、サブマスター基板４２の一方の面４２ａ上に形成されている。サブマスター樹脂部４１は、後述するサブサブマスター型５０の第３転写面５３を形成する第２転写面４３を有する。この第２転写面４３は、最終的に得られるウェハーレンズ１００の第１樹脂層１０２の第１成形面１０２ａのポジ型に対応する。第２転写面４３は、複数の第２転写部４９を有する。サブマスター樹脂部４１において、各第２転写部４９は、サブマスター基板４２の一方の面４２ａ上にそれぞれ独立して形成されている。第２転写部４９は、第２レンズ成形部６２と、第２凹凸構造４４とを有する。

　第２転写部４９のうち第２レンズ成形部６２は、第２光学転写面４３ａと、第２フランジ転写面４３ｂとを有する。第２光学転写面４３ａは、図８Ａのサブサブマスター型５０の第３光学転写面５３ａを形成するためのものである。第２光学転写面４３ａは、第１光学転写面３１ａによって転写され、アレイ状に複数個配置されており、略半球の凸形状に形成されている。第２フランジ転写面４３ｂは、サブサブマスター型５０の第３フランジ転写面５３ｂを形成するためのものである。第２フランジ転写面４３ｂは、第２光学転写面４３ａの外周（具体的には外側に隣接する領域）に設けられている。

　第２凹凸構造４４は、成形時に樹脂が第２転写部４９の外側に広がることを防止するためのものである。第２凹凸構造４４は、隣接する第２光学転写面４３ａの間であり、かつ第２転写部４９の外縁から第２フランジ転写面４３ｂの外縁まで設けられている。つまり、第２凹凸構造４４は、第２レンズ成形部６２の周囲を囲うように、円環状に配置されている。第２凹凸構造４４は、外側から内側に向けて順に、凹部４４ａと、凸部４４ｂとを有する。つまり、第２凹凸構造４４のうち凹部４４ａは、第２光学転写面４３ａから最も遠くに設けられている外周凹部となっており、第２凹凸構造４４の起点となっている。凹部４４ａ（外周凹部）は、マスター型３０の第１凹凸構造３２のうち凹部３２ａに隣接する凸部３２ｂによって転写されたものである。凸部４４ｂは、マスター型３０の第１凹凸構造３２のうち最も内側の凹部３２ｃによって転写されたものである。

　第２凹凸構造４４は、第１光学面１１ｄを残り２回反転転写で成形するために、凹部と凸部の総数が２つになっている。言い換えれば、第２凹凸構造４４は、外側から内側に向けて順に、側面４５ａの最も内寄りの稜部４７ａと、側面４５ｂの最も内寄りの稜部４７ｂとが設けられている。つまり、稜部４７ａ，４７ｂの数は、残りの転写による反転回数に等しくなっている。ここで、第２凹凸構造４４の凹部４４ａの側面４５ａの最も内寄りの稜部４７ａは、成形時に樹脂が凹部４４ａ内に流れるのを抑えることに寄与する。第２凹凸構造４４の凸部４４ｂの側面４５ｂの最も内寄りの稜部４７ｂは、サブサブマスター型５０の第３凹凸構造５４の最も外側の凹部５４ａの転写に寄与する。第２凹凸構造４４の側面４５ａは、微細加工やコートによって、撥水処理がされている。これにより、樹脂の流れを抑えるブレーキ効果を高めることができる。サブサブマスター型５０の成形時において、樹脂が凹部４４ａ内に入り込まないため、サブサブマスター型５０の各第２転写部５９を１つ１つ独立したものとすることができる。

　サブマスター樹脂部４１は、上記ウェハーレンズ１００の第１樹脂層１０２と同様の樹脂４１ｂによって形成されている。樹脂４１ｂとしては、光硬化性樹脂が挙げられ、上記ウェハーレンズ１００の第１樹脂層１０２と同様のアクリル樹脂、アリルエステル樹脂、エポキシ系樹脂、ビニル系樹脂等が使用可能である。また、樹脂４１ｂとしては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましく、離型剤を塗布しなくても離型できる樹脂がよい。

　サブマスター基板４２は例えば石英、ガラス、シリコンウェハー、金属、樹脂等の平滑性を有する材料で形成されている。透明性又は光透過性の観点（サブマスター型４０の上からでも下からでも光照射できるという点）を考慮すると、サブマスター基板４２は、好ましくは石英やガラス等から構成される。

Ｂ－３）サブサブマスター型
　図８Ａ及び図７Ｃに示すように、サブサブマスター型５０は、円形の平板状であり、樹脂部であるサブサブマスター樹脂部５１と光透過性のサブサブマスター基板５２とを有する。サブサブマスター樹脂部５１とサブサブマスター基板５２とは、積層構造となっている。つまり、サブサブマスター樹脂部５１は、サブサブマスター基板５２の一方の面５２ａ上に形成されている。サブサブマスター樹脂部５１は、ウェハーレンズ１００の成形面１０２ａを形成する第３転写面５３を有する。この第３転写面５３は、ウェハーレンズ１００の第１樹脂層１０２の第１成形面１０２ａのネガ型に対応する。第３転写面５３は、複数の第３転写部５９を有する。サブサブマスター樹脂部５１において、各第３転写部５９は、サブサブマスター基板５２の一方の面５２ａ上にそれぞれ独立して形成されている。第３転写部５９は、第３レンズ成形部６３と、第３凹凸構造５４とを有する。

　第３転写部５９のうち第３レンズ成形部６３は、第３光学転写面５３ａと、第３フランジ転写面５３ｂとを有する。第３光学転写面５３ａは、図１Ａのウェハーレンズ１００の第１光学面１１ｄを形成するためのものである。第３光学転写面５３ａは、上述のように第２光学転写面４３ａによって転写され、アレイ状に複数個配置されており、略半球の凹形状に形成されている。第３フランジ転写面５３ｂは、ウェハーレンズ１００の第１フランジ面１１ｇを形成するためのものである。サブサブマスター型５０は、第１樹脂層１０２の第１成形面１０２ａを形成するための転写型として機能する。

　第３凹凸構造５４は、成形時に樹脂が第３転写部５９の外側に広がることを防止するためのものである。第３凹凸構造５４は、隣接する第３光学転写面５３ａの間であり、かつ第３転写部５９の外縁から第３フランジ転写面５３ｂの外縁まで設けられている。つまり、第３凹凸構造５４は、第３転写部５９の周囲を囲うように、円環状に配置されている。第３凹凸構造５４は、凹部５４ａを有する。凹部５４ａは、第３光学転写面５３ａから最も遠くに設けられている外周凹部となっており、第３凹凸構造５４の起点となっている。凹部（外周凹部）５４ａは、サブマスター型４０の第２凹凸構造４４のうち凹部４４ａに隣接する凸部４４ｂによって転写されたものである。

　第３凹凸構造５４は、第１光学面１１ｄを残り１回反転転写で成形するために、凹部と凸部の総数が１つになっている。言い換えれば、第３凹凸構造５４は、側面５５ａの最も内寄りの稜部５７ａが設けられている。つまり、稜部５７ａの数は、残りの転写による反転回数に等しくなっている。ここで、第３凹凸構造５４の凹部５４ａの側面５５ａの最も内寄りの稜部５７ａは、成形時に樹脂が凹部５４ａ内に流れるのを抑えることに寄与する。第３凹凸構造５４の側面５５ａは、微細加工やコートによって、撥水処理がされている。第１樹脂層１０２の成形時において、樹脂が凹部５４ａ内に入り込まないため、第１樹脂層１０２の各第１レンズ要素１１を１つ１つ独立したものとすることができる。

　サブサブマスター樹脂部５１は、上記ウェハーレンズ１００の第１樹脂層１０２やサブマスター樹脂部４１の樹脂４１ｂと同様の樹脂５１ｂで形成され、サブサブマスター基板５２は、サブマスター基板４２と同様の材料で形成される。なお、サブマスター樹脂部４１とサブサブマスター樹脂部５１とを必ずしも同一の材料で形成する必要はない。また、サブマスター基板４２とサブサブマスター基板５２とも必ずしも同一の材料で形成する必要はなく、異なる材料で形成されてもよい。

　以上、ウェハーレンズ１００のうち第１樹脂層１０２を成形するために用いるマスター型３０、サブマスター型４０、及びサブサブマスター型５０について説明したが、第２樹脂層１０３を成形する際にも同様の型を用いる。

Ｃ）転写型及びウェハーレンズの製造方法
　図９Ａ～９Ｆを参照しつつ、上述のマスター型３０、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０を使用して行われるウェハーレンズ１００の製造工程について説明する。なお、以下では第１樹脂層１０２の成形について説明するが、第２樹脂層１０３の成形についても同様の工程を行う。

　まず、研削加工等によって第１樹脂層１０２の最終形状に対応するマスター型３０を作製する。次に、図９Ａに示すように、マスター型３０を構成する個々の第１転写部３９上に樹脂４１ｂをドット状に塗布又は供給する。ここで、樹脂４１ｂは、第１転写部３９のうち第１凹凸構造３２の凹部３２ａの稜部３７ａまで充填することが望ましい。次に、図９Ａに示すように、マスター型３０の上方からサブマスター基板４２を押圧する。この際、樹脂４１ｂは、第１凹凸構造３２からはみ出さず、第１転写部３９内に収まっている。サブマスター基板４２を押圧した状態で不図示のＵＶ発生装置により紫外線を照射させ、間に挟まれた樹脂４１ｂを硬化させる。この際、樹脂４１ｂにマスター型３０の第１転写面３１及び第１凹凸構造３２が転写され、樹脂４１ｂに第２転写面４３（第２光学転写面４３ａ及び第２フランジ転写面４３ｂ）及び第２凹凸構造４４が形成される。これにより、サブマスター樹脂部４１が形成される。ＵＶ発生装置で用いる光源の例としては、キセノンアークランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ＵＶレーザー、キセノンフラッシュランプ、ＬＥＤ等が挙げられる。

　次に、図９Ｂに示すように、マスター型３０からサブマスター樹脂部４１とサブマスター基板４２とを一体として離型し、サブマスター型４０が作製される。

　次に、図９Ｃに示すように、サブマスター型４０を構成する個々の第２転写部４９上に樹脂５１ｂをドット状に塗布又は供給する。ここで、樹脂５１ｂは、第２転写部４９のうち第２凹凸構造４４の凹部４４ａの稜部４７ａまで充填することが望ましい。次に、図９Ｃに示すように、サブマスター型４０の上方からサブサブマスター基板５２を押圧する。この際、樹脂５１ｂは、第２凹凸構造４４からはみ出さず、第２転写部４９内に収まっている。サブサブマスター基板５２を押圧した状態で不図示のＵＶ発生装置により紫外線を照射させ、間に挟まれた樹脂５１ｂを硬化させる。この際、樹脂５１ｂにサブマスター型４０の第２転写面４３及び第２凹凸構造４４が転写され、樹脂５１ｂに第３転写面５３（第３光学転写面５３ａ及び第３フランジ転写面５３ｂ）及び第３凹凸構造５４が形成される。これにより、サブサブマスター樹脂部５１が形成される。

　次に、図９Ｄに示すように、サブマスター型４０からサブサブマスター樹脂部５１とサブサブマスター基板５２とを一体として離型し、サブサブマスター型５０が完成する。

　次に、ウェハーレンズ１００を作製する。図９Ｅに示すように、サブサブマスター型５０を構成する個々の第３転写部５９上に樹脂１０２ｂ（第１樹脂層１０２を形成する光硬化性樹脂）をドット状に塗布又は供給する。ここで、樹脂１０２ｂは、第３転写部５９のうち第３凹凸構造５４の凹部５４ａの稜部５７ａまで充填することが望ましい。次に、図９Ｅに示すように、サブサブマスター型５０の上方から基板１０１を押圧する。この際、樹脂１０２ｂは、第３凹凸構造５４からはみ出さず、第３転写部５９内に収まっている。基板１０１を押圧した状態で不図示のＵＶ発生装置により紫外線を照射させ、間に挟まれた樹脂１０２ｂを硬化させる。この際、樹脂１０２ｂにサブサブマスター型５０の第３転写面５３が転写され、樹脂１０２ｂに第１成形面１０２ａ（第１光学面１１ｄ及び第１フランジ面１１ｇ）が形成される。これにより、第１樹脂層１０２が形成される。なお、続けて上述と同様の工程で基板１０１の他方の面１０１ｂに第２樹脂層１０３を形成してもよい。また、第１樹脂層１０２の形成後、環状のスペーサー（不図示）を基板１０１の一方の面１０１ａに隣接する第１樹脂層１０２間を充填するような配置で接着した後に、他方の面１０１ｂに第２樹脂層１０３を形成してもよい。この場合、スペーサーが押さえになることによりウェハーレンズ１００の反りを防止できる。

　その後、図９Ｆに示すように、サブサブマスター型５０から第１樹脂層１０２と基板１０１とを一体として離型する。既に第２樹脂層１０３が形成されている場合、ウェハーレンズ１００が完成する。第１樹脂層１０２が形成されていない場合、同様の工程を行うことで第２樹脂層１０３が形成され、サブサブマスター型５０の離型によってウェハーレンズ１００が完成する。

　なお、上記方法によって製造されたウェハーレンズ１００は、積層され、第１レンズ本体１１ａ等を中心として四角柱状にダイシングによって切り出され、不図示の複合レンズとなる。複数のウェハーレンズ１００を積層する場合、ウェハーレンズ１００間に絞りを設けてもよい。この場合、絞りの開口部が各第１レンズ本体１１ａ等にアライメントして配置される。

　以上説明したウェハーレンズ１００の製造方法によれば、マスター型３０が第１凹凸構造３２を有することにより、マスター型３０から成形された転写型であるサブマスター型４０及びサブサブマスター型５０でも隣接する第２及び第３光学転写面４３ａ，５３ａの間の最も外側に凹部４４ａ，５４ａを有することになる。これにより、マスター型３０、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０による各成形工程において、樹脂が最も外側の凹部３２ａ，４４ａ，５４ａ内に入り込まないようにすることができ、第２及び第３光学転写面４３ａ，５３ａを含む第２及び第３転写部４９，５９、第１及び第２光学面１１ｄ，１２ｄを含む第１及び第２レンズ要素１１，１２が１つ１つ独立して繋がらない状態で成形することができる。そのため、樹脂が硬化する時に基板１０１にかかる応力を分散させることができ、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０、基板１０１が反らず、第１及び第２レンズ要素１１，１２の形状のばらつきを防止することができる。

　以上説明した転写型であるサブマスター型４０及びその製造方法によれば、転写型であるサブマスター型４０やサブサブマスター型５０の第２及び第３転写部４９，５９を互いに独立して形成するため、サブマスター型４０やサブサブマスター型５０の製造の際に、各第２及び第３転写部４９，５９に対応して型基板面であるサブマスター基板４２やサブサブマスター基板５２を個別に押圧することができる。そのため、第２及び第３転写部４９，５９に供給する樹脂５１ｂ，１０２ｂを少なく、かつ低圧で押圧することができる。また、各第２及び第３転写部４９，５９にかかる圧力のばらつきを抑えることができる。また、第２及び第３転写部４９，５９の樹脂量を少なくすることができるため、硬化時の樹脂５１ｂ，１０２ｂの収縮量を少なくすることができる。そのため、サブマスター基板４２やサブサブマスター基板５２の反りを抑えることができる。

〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係るウェハーレンズの製造方法等について説明する。なお、第２実施形態のウェハーレンズの製造方法等は第１実施形態のウェハーレンズの製造方法等を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。

　図１０Ａ～１０Ｄに示すように、マスター型３０については凸形状の第１転写面３１を有するものを用い、サブマスター型４０については凹形状の第２転写面４３を有するものを用いる。

　図１０Ａ等に示すように、マスター型３０には、隣接する第１光学転写面３１ａの間であり、かつ第１転写部３９の外縁から第１フランジ転写面３１ｂの外縁までにかけて、第１凹凸構造３２が設けられている。第１凹凸構造３２は、外側から内側に向けて順に、凹部３２ａと、凸部３２ｂとを有する。本実施形態のマスター型３０は、第１光学面１１ｄを成形するために２回反転転写することを目的とする成形型であり、凹部と凸部の総数も２つになっている。ここで、第１凹凸構造３２の凹部３２ａの側面３５ａの最も内寄りの稜部３７ａは、成形時に樹脂が凹部３２ａ内に流れるのを抑えることに寄与する。第１凹凸構造３２の凸部３２ｂの側面３５ｂの最も内寄りの稜部３７ｂは、サブマスター型４０の第２凹凸構造４４の最も外側の凹部４４ａの転写に寄与する。第１凹凸構造３２において、稜部３７ａ，３７ｂの数は、転写による反転回数に等しい。第１凹凸構造３２の凹部３２ａの側面３５ａには、微細加工やコートによって、撥水加工がされている。

　図１０Ｂ等に示すように、サブマスター型４０には、マスター型３０と同様に、隣接する第２光学転写面４３ａの間であり、かつ第２転写部４９の外縁から第２フランジ転写面４３ｂの外縁までにかけて、第２凹凸構造４４が設けられている。第２凹凸構造４４は、凹部４４ａを有する。凹部４４ａは、マスター型３０の第１凹凸構造３２のうち凸部３２ｂによって転写されたものである。ここで、第２凹凸構造４４の凹部４４ａの側面４５ａの最も内寄りの稜部４７ａは、成形時に樹脂が凹部３２ａ内に流れるのを抑えることに寄与する。第２凹凸構造４４の側面４５ａは、微細加工やコートによって、撥水処理がされている。

〔第３実施形態〕
　以下、第３実施形態に係るウェハーレンズの製造方法等について説明する。なお、第３実施形態のウェハーレンズの製造方法等は第１実施形態のウェハーレンズの製造方法等を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。

　図１１Ａに示すように、マスター型３３０において、凹部３２ａ，３２ｃ及び凸部３２ｂの側面３５ａ，３５ｃ，３５ｂは、段差３８ａ，３８ｃ，３８ｂをそれぞれ有する。これにより、成形時に樹脂が最外凹部である凹部３２ａの稜部３７ａを超えて凹部３２ａ内に流入しても、段差３８ａの縁部Ｅ１によるブレーキ効果により樹脂が外周側に広がることを防ぐことができる。

　図１１Ｂに示すように、マスター型３３０と同様に、サブマスター型３４０において、第２凹凸構造４４の凹部４４ａ及び凸部４４ｂの側面４５ａ，４５ｂは、段差４８ａ，４８ｂをそれぞれ有する。また、図１１Ｃに示すように、サブサブマスター型３５０において、第３凹凸構造５４の凹部５４ａの側面５５ａは、段差５８ａをそれぞれ有する。マスター型３３０の場合と同様に、サブマスター型３４０の凹部４４ａやサブサブマスター型３５０の凹部５４ａにおいても、段差４８ａ，５８ａの縁部Ｅ１によるブレーキ効果により、樹脂が外周側に広がることを防ぐことができる。

〔第４実施形態〕
　以下、第４実施形態に係るウェハーレンズの製造方法等について説明する。なお、第４実施形態のウェハーレンズの製造方法等は第１実施形態のウェハーレンズの製造方法等を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。

　図１２Ｄに示すように、本実施形態のウェハーレンズ４１０は、スペーサー付のウェハーレンズである。すなわち、ウェハーレンズ４１０は、各第１レンズ要素１１の周囲にスペーサー７４を有する。スペーサー７４は、円環状の凸形状となっている。スペーサー７４は、ウェハーレンズ４１０と他のウェハーレンズや部材等とを積層する際に、第１レンズ要素１１を他のウェハーレンズ等に対して中空に支持可能にする。

　図１２Ａに示すように、マスター型４３０は、スペーサー７４を形成するためのスペーサー用成形面７１を有する。スペーサー用成形面７１は、第１フランジ転写面３１ｂと第１凹凸構造３２の最も内側の凹部３２ｃとの間に形成されている。スペーサー用成形面７１は、凹形状であり、後述するサブマスター型４４０のスペーサー用成形面７２を形成する。

　図１２Ｂに示すように、サブマスター型４４０は、マスター型４３０のスペーサー用成形面７１によって形成されたスペーサー用成形面７２を有する。スペーサー用成形面７２は、第２フランジ転写面４３ｂと第２凹凸構造４４の凸部４４ｂとの間に形成されている。スペーサー用成形面７２は、凸形状であり、後述するサブサブマスター型４５０のスペーサー用成形面７３を形成する。

　図１２Ｃに示すように、サブサブマスター型４５０は、サブマスター型４４０のスペーサー用成形面７２によって形成されたスペーサー用成形面７３を有する。スペーサー用成形面７３は、第３フランジ転写面５３ｂと第３凹凸構造５４の凹部５４ａとの間に形成されている。スペーサー用成形面７３は、凹形状であり、図１２Ｄに示すウェハーレンズ４１０のスペーサー７４を形成する。

〔第５実施形態〕
　以下、第５実施形態に係るウェハーレンズの製造方法等について説明する。なお、第５実施形態のウェハーレンズの製造方法等は第１実施形態のウェハーレンズの製造方法等を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。

　図１３Ｄに示すように、ウェハーレンズ５１０は、１つの第１レンズ要素１１に複数の第１レンズ本体１１ａを有する。つまり、１つの第１レンズ要素１１の単位で複眼レンズを形成している。本実施形態の場合、１つのレンズ要素１１内に、例えば４つの第１レンズ本体１１ａが設けられている。第１フランジ部１１ｂは、この複数の第１レンズ本体１１ａの周囲に設けられている。

　図１３Ａに示すように、マスター型５３０は、第１レンズ要素１１の複数の第１レンズ本体１１ａを形成するための複数の第１光学転写面３１ａを有する。

　図１３Ｂに示すように、サブマスター型５４０は、マスター型５３０の第１光学転写面３１ａによって形成された複数の第２光学転写面４３ａを有する。

　図１３Ｃに示すように、サブサブマスター型５５０は、サブマスター型５４０の第２光学転写面４３ａによって形成された複数の第３光学転写面５３ａを有する。

　詳細な説明は省略するが、図１３Ａに示すマスター型５３０を図１３Ｂに示すサブマスター型５４０と同様の形状とすることにより、図１３Ｃに示すサブサブマスター型５５０と同様の形状のサブマスター型を得ることができ、このサブマスター型から図１３Ｄに示すウェハーレンズ５１０を得ることができる。

　以上、本実施形態に係るウェハーレンズの製造方法等について説明したが、本発明に係るウェハーレンズの製造方法等は上記のものには限られない。例えば、上記実施形態において、第１及び第２光学面１１ｄ，１２ｄの形状、大きさは、用途や機能に応じて適宜変更することができる。

　また、上記実施形態において、ウェハーレンズ１００内に形成される第１及び第２レンズ要素１１，１２の数も、図示の９つに限らず、２つ以上の複数（１０以上の多数を含む）とすることができる。この際、第１及び第２レンズ要素１１，１２の配置は、ダイシングの都合から格子点上が望ましい。さらに、隣接するレンズ要素１１，１２の間隔も、図示のものに限らず、加工性等を考慮して適宜設定することができる。その他一般的には、空間的な効率を考慮して、例えばマスター型３０の隣接する一対の第１転写部３９間の間隔（外縁間の距離）を第１転写部３９の直径よりも小さくする。

　マスター型３０の第１転写部３９を非円形とすることもできる。具体的には、例えば第１凹凸構造３２を構成する凹部３２ａ，３２ｃ及び凸部３２ｂを軸に垂直な面で考えて長円、楕円その他の環状に形成することができる。

　また、上記実施形態において、サブサブマスター型５０第３転写面５３に樹脂を塗布又は供給したが、基板１０１の一方の面１０１ａ及び他方の面１０１ｂに樹脂を塗布又は供給してもよい。

　また、上記実施形態において、基板１０１の一方の面１０１ａ及び他方の面１０１ｂに予めカップリング剤を塗布してもよい。また、各型３０，４０，５０の各転写面３１，４３，５３に予め離型剤を塗布してもよい。

　また、上記実施形態において、第１凹凸構造３２等の内側や外側にブレーキ効果に寄与しない構造が設けられていてもよい。

　また、上記実施形態において、第１凹凸構造３２に例えば光軸ＯＡから放射状に延びる切れ込みが形成されていてもよい。

　また、上記実施形態において、図１４に示すように、第１凹凸構造３２の凹部３２ａ，３２ｃ及び凸部３２ｂの角Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６にＲが形成されていてもよい。この場合、第１凹凸構造３２の角のＲは、第１光学転写面３１ａの加工用の切削刃と同一の切削刃によって形成される。同一の切削刃でマスター型３０の第１レンズ成形部６１と第１凹凸構造３２とを続けて加工することができる。これにより、マスター型３０を精度良く加工することができる。なお、第１凹凸構造３２の角Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６にＲが形成されても、凹部３２ａによって生じる空間があるため、毛細管現象等により樹脂の広がりを抑えることができる。

Claims (34)

1. 　基板と、前記基板の一方の基板面上に成形され光学面を含む複数の樹脂製の成形部と、を備えるウェハーレンズの製造方法であって、
   　複数の前記光学面に対応する複数の光学転写面を有する転写型を用いて前記複数の成形部を成形する工程を備え、
   　前記転写型の転写面は、前記成形部に対応する転写面を有する成形金型を利用する１回以上の反転を伴う転写によって形成され、
   　前記成形金型は、前記光学転写面の周囲であって、かつ転写対象の最も外側に外周凹部を形成するための凹凸構造を有し、
   　前記凹凸構造は、最も外側に最外凹部を有する、ウェハーレンズの製造方法。
2. 　前記凹凸構造は、前記最外凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記複数の光学転写面の転写回数と前記最外凹部を含む前記凹部及び前記凸部の総数とが等しい、請求項１に記載のウェハーレンズの製造方法。
3. 　前記凹凸構造は、前記最外凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記最外凹部を含む前記凹部の側面の最も内寄りの稜部及び前記凸部の側面の最も内寄りの稜部の数は、転写による反転回数に等しい、請求項１に記載のウェハーレンズの製造方法。
4. 　前記転写型は、前記成形金型から２回の転写によって形成されるサブサブマスター型である、請求項１から３までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
5. 　前記転写型は、前記成形金型から１回の転写によって形成されるサブマスター型である、請求項１から３までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
6. 　前記成形金型の前記最外凹部の側面及び前記転写型の前記外周凹部の側面に撥水性を付与する微細加工及びコートのいずれか一方を行う、請求項１から５までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
7. 　前記凹凸構造は、前記凹部及び前記凸部の角にＲを有する、請求項２から６までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
8. 　前記成形金型の前記転写面に個別に樹脂を供給する、請求項１から７までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
9. 　前記凹凸構造は、環状の凹部と環状の凸部とを交互に有する、請求項１から８までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
10. 　前記ウェハーレンズの前記成形部は、複数の光学面を有する、請求項１から９までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
11. 　基板の一方の基板面上に成形され光学面を含む複数の樹脂製の成形部を備えるウェハーレンズを成形するための複数の前記光学面に対応する複数の光学転写面を有する転写型を成形する成形金型であって、
    　前記転写型の光学転写面の周囲であって、かつ転写対象の最も外側に外周凹部を形成するための凹凸構造を有し、
    　前記凹凸構造は、最も外側に最外凹部を有する、成形金型。
12. 　前記凹凸構造は、前記最外凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記複数の光学転写面の転写回数と前記最外凹部を含む前記凹部及び前記凸部の総数とが等しい、請求項１１に記載の成形金型。
13. 　前記凹凸構造は、前記最外凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記最外凹部を含む前記凹部の側面の最も内寄りの稜部及び前記凸部の側面の最も内寄りの稜部の数は、転写による反転回数に等しい、請求項１１に記載の成形金型。
14. 　前記最外凹部の側面に撥水性を付与する微細加工及びコートのいずれか一方が行われる、請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の成形金型。
15. 　前記凹凸構造は、前記凹部及び前記凸部の角にＲを有する、請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の成形金型。
16. 　基板の一方の基板面上に成形され少なくとも１つの光学面を含む複数の樹脂製の成形部を備えるウェハーレンズを成形するため、複数の前記光学面に対応する複数の光学転写面を有する転写型であって、
    　型基板と、
    　前記型基板の一方の型基板面上に互いに独立して形成され、前記ウェハーレンズの前記成形部に対応する複数の樹脂製の転写部と、
    を備える、転写型。
17. 　前記転写部は、凹凸構造を有し、前記凹凸構造は、最も外側に外周凹部を有する、請求項１６に記載の転写型。
18. 　前記凹凸構造は、前記外周凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記複数の光学転写面の転写回数と、前記外周凹部を含む前記凹部及び前記凸部の総数とが等しい、請求項１７に記載の転写型。
19. 　前記凹凸構造は、前記外周凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記外周凹部を含む前記凹部の側面の最も内寄りの稜部及び前記凸部の側面の最も内寄りの稜部の数は、転写による反転回数に等しい、請求項１７に記載の転写型。
20. 　前記外周凹部の側面は、微細加工及びコートのいずれか一方による撥水部を有する、請求項１７から１９までのいずれか１項に記載の転写型。
21. 　前記ウェハーレンズの前記成形部は、複数の光学面を有する、請求項１６から２０までのいずれか１項に記載の転写型。
22. 　基板と、前記基板の一方の基板面上に成形され少なくとも１つの光学面を含む複数の樹脂製の成形部と、を備えるウェハーレンズを製造するための転写型の製造方法であって、
    　前記成形部に対応する転写面を有する成形金型を利用する１回以上の反転を伴う転写によって、型基板の少なくとも一方の型基板面上に前記成形部に対応する複数の樹脂製の転写部を互いに独立して成形する工程を備える、転写型の製造方法。
23. 　前記成形金型の前記転写面に個別に樹脂を供給する、請求項２２に記載の転写型の製造方法。
24. 　前記転写部は、前記光学面に対応する少なくとも１つの光学転写面と、凹凸構造とを有し、前記凹凸構造は、最も外側に外周凹部を有する、請求項２２及び２３のいずれか１項に記載の転写型の製造方法。
25. 　前記凹凸構造は、前記外周凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記複数の光学転写面の転写回数と、前記外周凹部を含む前記凹部及び前記凸部の総数とが等しい、請求項２４に記載の転写型の製造方法。
26. 　前記凹凸構造は、前記外周凹部を起点として凹部と凸部とを交互に有し、前記外周凹部を含む前記凹部の側面の最も内寄りの稜部及び前記凸部の側面の最も内寄りの稜部の数は、転写による反転回数に等しい、請求項２４に記載の転写型の製造方法。
27. 　前記転写型は、前記成形金型から２回の転写によって形成されるサブサブマスター型である、請求項２２から２６までのいずれか１項に記載の転写型の製造方法。
28. 　前記転写型は、前記成形金型から１回の転写によって形成されるサブマスター型である、請求項２２から２６までのいずれか１項に記載の転写型の製造方法。
29. 　前記外周凹部の側面に撥水性を付与する微細加工及びコートのいずれか一方を行う、請求項２４から２８までのいずれか１項に記載の転写型の製造方法。
30. 　基板と、前記基板の一方の基板面上に成形され少なくとも１つの光学面を含む複数の樹脂製の成形部と、を備えるウェハーレンズの製造方法であって、
    　前記成形部に対応する第１転写部を有する成形金型を形成する工程と、
    　前記成形金型によって、型基板の少なくとも一方の型基板面上に互いに独立して形成され、前記成形部に対応する複数の樹脂製の第２転写部を有するサブマスター型を成形する工程と、
    を備える、ウェハーレンズの製造方法。
31. 　前記第１転写部は、前記光学面に対応する少なくとも１つの第１光学転写面と、第１凹凸構造とを有し、
    　第２転写部は、前記光学面に対応する少なくとも１つの第２光学転写面と、第２凹凸構造とを有し、
    　前記第１凹凸構造は、前記第１転写部の最も外側に最外凹部を有し、
    　前記第２凹凸構造は、前記第２転写部の最も外側に外周凹部を有する、請求項３０に記載のウェハーレンズの製造方法。
32. 　前記サブマスター型によって、型基板の少なくとも一方の型基板面上に互いに独立して形成され、前記成形部に対応する複数の樹脂製の第３転写部を有するサブサブマスター型を成形する工程を備える、請求項３０及び３１のいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。
33. 　前記第３転写部は、前記光学面に対応する少なくとも１つの第３光学転写面と、第３凹凸構造とを有し、
    　前記第３凹凸構造は、前記第３転写部の最も外側に外周凹部を有する、請求項３２に記載のウェハーレンズの製造方法。
34. 　前記第１、第２、及び第３転写部に個別に樹脂を供給する、請求項３０から３３までのいずれか１項に記載のウェハーレンズの製造方法。

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