WO2013089223A1

WO2013089223A1 - レンズアレイの製造方法及び成形用型

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Publication number: WO2013089223A1
Application number: PCT/JP2012/082478
Authority: WO
Inventors: 今井利幸; 渡邉大輔; 佐藤彰
Original assignee: コニカミノルタ株式会社
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-06-20
Also published as: US10259178B2; CN104023932A; US20180141291A1; JPWO2013089223A1; CN104023932B; JP5999098B2

Abstract

　レンズ部の周辺部にウェルドが形成されることを防止でき、転写型の加工時間の増大を抑えることができるレンズアレイの製造方法及び成形用型を提供する。　成形用型たるマスター型１０が複数のキャビティー部１２を囲む複数の直線状の溝部１４ｅを有するので、隣接する直線状の溝部１４ｅ，１４ｅの交わる角部１４ｐに樹脂が広がりにくくなり、隣接する溝部１４ｅ，１４ｅにはみ出した樹脂が互いに近接するように広がることで接触しウェルドとなって気泡を巻き込んでしまうことを防止できる。また、直線状の溝部１４ｅは孤立させないで連結された格子状溝１１４となっており、格子状溝１１４は一括した加工によって形成することができ、レンズ素子５０が小型になっても成形用型を短時間で加工することができる。

Description

レンズアレイの製造方法及び成形用型

　この発明は、複数のレンズ部を有するレンズアレイの製造方法及び成形用型に関し、特に基板上に樹脂製の転写層を形成することによって得られるレンズアレイの製造方法及び成形用型に関する。

　基板上に樹脂転写層を設けるレンズアレイの製造方法として、成形用型に設けた個々の転写部を囲むような凹部を形成して、転写材料が周囲に広がることを防止しているものが存在する。具体的には、転写用のキャビティー部を囲む輪帯状のスペーサー部の周囲に窪みであるバッファー部を設けることで樹脂が外に広がることを防止するとともに、スペーサー部にエッジや溝である樹脂止め構造を設けている（特許文献１参照）。参考のため、図１４に特許文献１中のＦｉｇ．１，２を添付した。

　別の例では、素子容量部の周囲に隙間の狭いスペーサー部を設けるとともにその外側に隙間の広いオーバーフロー部を設け、隙間の広いオーバーフロー部に樹脂を流すことで樹脂が広がることを防止している（特許文献２参照）。参考のため、図１５に特許文献２中のＦｉｇ．１を添付した。

　上記のようなレンズアレイの製造方法では、キャビティー部を囲むような環状のスペーサー部を設けるので、スペーサー部の周囲にはみ出した樹脂がスペーサー部の周囲に沿って広がって反対側からのものと接触した場合、ウェルドとなって気泡を巻き込んでしまう。また、スペーサー部の周囲のバッファー部若しくはオーバーフロー部、或いはこれらを得るための転写型は、エンドミルその他の切削工具によるマシニング加工を必要とする窪みであり、転写型の加工に長時間を要する。特にレンズアレイのレンズが小型になってレンズアレイの集積度が高まると、バッファー部も小型になって、転写型の加工時間が著しく増大する。

米国公開第２００７／０２１６０４９号公報米国特許第７，７０４，４１８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、レンズ部の周辺部にウェルドが形成されることを防止でき、転写型の加工時間の増大を抑えることができるレンズアレイの製造方法及び成形用型を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に係るレンズアレイの製造方法は、基板と、基板の少なくとも一方の基板面上に形成され複数のレンズ部を有する樹脂層とを備えるレンズアレイの製造方法であって、複数のレンズ部が、当該複数のレンズ部の表面形状に対応する転写面を有するマスターの成形用型を利用した１回以上の転写によって形成され、成形用型は、複数のレンズ部に対応する複数のキャビティー部と、複数のキャビティー部を構成する個々のキャビティー部をそれぞれ囲むような複数の直線状の溝部とを有する。

　上記製造方法によれば、成形用型が複数のキャビティー部を囲む複数の直線状の溝部を有するので、従来の輪帯状のスペーサー部の周囲に設けられる窪みであるバッファー部に比べ、隣接する直線状の溝部の交わる角部に樹脂が広がりにくくなり、隣接する溝部にはみ出した樹脂が互いに近接するように広がることで接触しウェルドとなって気泡を巻き込んでしまうことを防止できる。また、直線状の溝部は、孤立させないで連結することで一括して加工することができ、レンズが小型になっても成形用型を短時間で加工することができる。

　本発明の具体的な側面又は観点によれば、上記レンズアレイの製造方法において、成形用型が、複数の直線状の溝部によって複数の型領域に仕切られている。この場合、複数の直線状の溝部を境界として複数の型領域に効率的に分割することができる。

　本発明の別の側面によれば、成形用型が、複数の直線状の溝部の組み合わせによって、複数の多角形の型領域に仕切られている。この場合、複数の直線状の溝部のみで複数の型領域に効率的に分割することができる。

　本発明のさらに別の側面によれば、成形用型が、複数の直線状の溝部を格子状に配置することによって、複数の矩形の型領域に仕切られている。この場合、平行な複数の直線状の溝部を直交する２方向に形成するだけで、複数の型領域に効率的に分割することができる。

　本発明のさらに別の側面によれば、複数の直線状の溝部が、表面側にエッジを有する。この場合、エッジで接触角が見かけ上大きくなるアンカー効果によって樹脂が溝部にはみ出しにくくなり、隣接するレンズからはみ出した樹脂同士がつながることを確実に防止できる。

　本発明のさらに別の側面によれば、複数の直線状の溝部が、台形状、Ｖ字形状、矩形状、多角形状、半円形、及び楕円形のいずれかの断面形状を有する。

　本発明のさらに別の側面によれば、複数の直線状の溝部が、複数のキャビティー部の深さよりも浅い溝深さを有する。これにより、溝部の底まで樹脂が達した場合であっても、成形用型によって形成される形状において、複数のキャビティー部に対応する部分よりも溝部に対応する部分でより突起が大きくなることを防止でき、次工程においてこの突起が大きいことで本成形品と対向する部材とがぶつかることでの不都合を防止できる。更に離型時においても有利となる。

　本発明のさらに別の側面によれば、複数の直線状の溝部が、２００μｍ以上の溝幅を有する。この場合、溝部近傍での樹脂厚が５０μｍ程度であり、樹脂によって溝部が充填されることを防止でき、隣接するレンズからはみ出した樹脂同士がつながることを確実に防止できる。溝幅とは型表面のキャビティー部の周囲において溝部が形成されている外縁の幅であり、転写面に設けた隣接するキャビティー部の間にある溝部断面方向の幅であり、後述の溝幅ｗである。
　なお、かかる溝部の溝幅ｗ〔μｍ〕は、溝部周辺の樹脂材料の厚みをｔ〔μｍ〕としたときに、
　ｗ＞５０×ｌｎ（ｔ）＋２
の条件を満たすように設定されることが望ましい。この場合、樹脂材料の厚みに適合する最小限の溝幅とすることが容易となる。

　上記目的を達成するため、本発明に係る成形用型は、基板と、基板の一方の基板面上に形成され複数のレンズ部を有する樹脂層とを備えるレンズアレイを直接又は間接的に形成するための成形用型であって、複数のレンズ部に対応する複数のキャビティー部と、複数のキャビティー部を構成する個々のキャビティー部を囲む複数の直線状の溝部とを備える。

　上記成形用型によれば、成形用型が複数のキャビティー部を囲む複数の直線状の溝部を有するので、隣接する直線状の溝部の交わる角部に樹脂が広がりにくくなり、隣接する溝部にはみ出した樹脂が近接することで接触しウェルドとなって気泡を巻き込んでしまうことを防止できる。また、直線状の溝部は、一括して加工することができ、レンズが小型になっても成形用型を短時間で加工することができる。

第１実施形態の成形用型であるマスター型を説明する平面図である。図２Ａは、マスター型の部分拡大平面図であり、図２Ｂは、マスター型の部分拡大断面図である。図３Ａ～３Ｃは、図１のマスター型の製造方法を説明する断面図である。図４Ａ～４Ｃは、マスター型を利用したレンズアレイの製造方法を説明する断面図である。図５Ａ～５Ｃは、マスター型を利用したレンズアレイの製造方法を説明する断面図である。図６Ａ、６Ｂは、レンズアレイ等の製造方法を説明する断面図である。マスター型に設けた溝部の役割を説明する部分拡大図である。図８Ａは、キャビティー部の周囲の平坦面の外縁に直線状の溝を有する実施形態の場合の樹脂のはみ出し状態を説明する図であり、図８Ｂは、キャビティー部の周囲の平坦面の外縁に輪帯状の窪みを有する比較例の場合の樹脂のはみ出し状態を説明する図である。第１の樹脂材料の厚みｔと溝部の溝幅ｗとの関係を示すチャートである。図１０Ａ～１０Ｃは、レンズアレイの製造方法の変形例を説明する断面図である。図１１Ａ、１１Ｂは、レンズアレイの製造方法の変形例を説明する断面図である。図１２Ａ～１２Ｅは、溝部の断面形状の変形例を説明する図である。第２実施形態に係るレンズアレイの製造方法を説明する図である。図１４Ａ、１４Ｂは、先行技術文献から引用した図である。先行技術文献から引用した図である。

〔第１実施形態〕
　図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るレンズアレイの製造方法等について説明する。

　Ａ）成形用型であるマスター型
　図１に示すように、レンズアレイを間接的に製造するための成形用型であるマスター型１０は、例えば正方形又は円形の輪郭を有する板状の部材であり、一方の主面である端面側に成形面１０ａを有する。成形面１０ａは、升目状に区画された多数の微小な型領域１１を有しており、これらの型領域１１は、全体として縦横のＸＹ方向に延びるマトリックス状に配列されている。成形面１０ａに設けた各型領域１１は、正方形の同一輪郭内に同一の立体的な形状を有する。各型領域１１の中心には、円形のキャビティー部１２が設けられており、各型領域１１の周囲は、４つの辺部分（後述する溝部１４ｅ）からなる矩形枠状の溝１４に囲まれている。２次元的に配列された型領域１１を囲む多数の溝１４の４つの辺は連続して形成されており、全体として格子状溝１１４を形成している。つまり、各型領域１１は、格子状溝１１４によって仕切られて周囲から分離されており、任意の隣接する一対の型領域１１は、これらの間に延びる直線状の溝部１４ｅを共通の境界としている。

　図２Ａ及び図２Ｂに示すように、各型領域１１は、中央のキャビティー部１２と周辺の平坦面１６とを含む。中央のキャビティー部１２は、最終的に得られる個々のレンズ素子の光学面（有効領域）を形成するための第１転写面部分１２ａと、個々のレンズ素子の光学面の縁部（有効領域外）を形成するための第２転写面部分１２ｂとを含む。第１転写面部分１２ａは、型領域１１の配列に対応して等間隔の格子点上に配置されており、最終的に得られるレンズ素子の光学面に対応する形状、ここでは、略半球の凹面に形成されているが、凸面形状であっても、凹凸両有面形状であってもよい。第２転写面部分１２ｂは、第１転写面部分１２ａを囲む環状の部分である。第２転写面部分１２ｂは、第１転写面部分１２ａの軸ＡＸを中心とする回転面に沿った形状を有し、最終的に得られるレンズ素子の光学面の縁部の凹凸に対応する形状、ここでは、トロイダル状（円弧を円周に沿って移動させたような形状）の凹面に形成されている。周辺の平坦面１６は、軸ＡＸに垂直に延びる平面であり、最終的に得られるレンズ素子の枠部に対応するものとなっている。

　図１及び図２Ａ等に示すように、成形面１０ａ全体に広がる格子状溝１１４は、第１のＸ方向に平行で等間隔に延びる一群の溝要素１４ａと、Ｘ方向に直交する第２のＹ方向に平行で等間隔に延びる一群の溝要素１４ｂとを有し、これら一群の溝要素１４ａは第１の溝部分１４ｃを、一群の溝要素１４ｂは第２の溝部分１４ｄを構成する。これらの溝部分１４ｃ，１４ｄを構成する一群の各溝要素１４ａ，１４ｂすなわち個々の溝部１４ｅは、図２Ｂに示す溝幅ｗが２００μｍ以上のＶ字形状の断面を有する。各溝要素１４ａ，１４ｂの外縁（すなわち平坦面１６との境界）は、Ｖ字形状の断面に由来して鈍角のエッジ１４ｈに形成されており、エッジ１４ｈのアンカー効果（エッジで接触角が見かけ上大きくなることを利用して樹脂の流れにブレーキをかけること）によって樹脂が溝要素１４ａ，１４ｂ又は溝部１４ｅにはみ出しにくくなるようにしている。溝要素１４ａ，１４ｂは、Ｖ字形状の断面に限らず、矩形状、半円形、及び楕円形のいずれかの断面形状を有するものとでき、この場合もエッジ１４ｈにアンカー効果を発揮させることができる。各溝要素１４ａ，１４ｂは、単位である溝部１４ｅを組み合わせた集合体であるが、それぞれ直線状に延びており、切削工具による迅速で簡易な加工によって形成可能になっている。図２Ｂに部分的に例示するように、溝要素１４ａ，１４ｂ又は溝部１４ｅの深さｄ２は、キャビティー部１２の深さｄ１よりも浅くなっており、溝要素１４ａ，１４ｂ又は溝部１４ｅが樹脂で充填されてしまった場合にも、樹脂によって形成された溝部１４ｅを反転した凸部によってその後の転写工程が妨げられないようにしている。

　マスター型１０は、金属材料で形成される。金属材料としては、例えば鉄－ニッケル系合金その他の鋼材が挙げられる。具体的にはＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＴＡＶＡＸ（ウッデホルム社）、ステンレスインバー、パーマロイなどがある。マスター型１０は、上記のような金属材料でできた基材上に別の金属等を被覆したものとでき、無電解ニッケルリンメッキや銅メッキを施すことで光学面仕上げ加工を容易にしている。なお、マスター型１０又はその基材は、金属材料に限らず、ガラス、金属ガラス等の材料で形成されてもよい。ただし、高精度の成形面１０ａを設ける観点で、一般的には金属材料でマスター型１０を形成することが望ましい。

　Ｂ）マスター型の製造工程
　図３Ａに示すように、図１に示すマスター型１０の材料１０ｆの表面１０ｇ上に切削工具又は研削工具を利用して溝要素１４ａ，１４ｂを刻設することによって、溝部分１４ｃ，１４ｄを順次形成する。一般には、マスター型１０を金属材料で形成する場合、切削工具の方が適し、マスター型１０をガラス等の難削材で形成する場合、研削工具の方が溝上面のエッジ１４ｈがシャープに仕上がり適している。以上の工程により、材料１０ｆ上に格子状溝１１４を形成することができる。ここで、各溝要素１４ａ，１４ｂはそれぞれ一直線状に延びており、切削工具を直線的に移動させるだけで高精度の加工が可能である。このとき一直線状にマスター型１０の端から端まで一度に加工を行うことで、より精度を向上させ加工をすることができる。さらに各溝要素１４ａ，１４ｂについては、接続部で垂直となるようにすなわち直交するように加工され加工後が格子状の正方形に近い形状となるようにすることが、精度的にもコスト面でも加工に関してより有利になる。なお、溝要素１４ａ，１４ｂの加工精度は、キャビティー部１２の加工精度よりも低くすることができる。溝要素１４ａ，１４ｂを刻設する対象である材料１０ｆは、例えば金属材料でできた基材の端面を切削して平坦面とし、この平坦面上に無電解ニッケルリンメッキ等を施して平坦な表面１０ｇとしたものである。なお溝要素１４ａ，１４ｂを最初に加工することで、キャビティー部等の加工の目印にすることも可能である。

　次に、図３Ｂに示すように、マスター型１０の材料１０ｆの表面１０ｇ上に切削工具によってキャビティー部１２よりも浅い仮加工凹部７１を形成する。仮加工凹部７１は、完成品のキャビティー部１２と同様に格子点上に２次元的に配列される。仮加工凹部７１の加工精度は、キャビティー部１２の加工精度よりも低くすることができる。

　次に、図３Ｃに示すように、マスター型１０の材料１０ｆの表面１０ｇ上に切削工具によってキャビティー部１２を形成する。キャビティー部１２の加工精度は、最終的に得られるレンズ部の光学面と同等となっている。キャビティー部１２の周囲には、未加工の表面１０ｇが残っており、平坦面１６となる。なお、表面１０ｇを含む表層を薄く切除することによって平坦面１６とすることもできる。

　Ｃ）レンズアレイの製造工程
　まず、図３Ａ～３Ｃの工程で作製されたマスター型１０を用いて、サブマスター型２０（図５Ａ参照）を形成する。

　具体的には、図４Ａに示すように、マスター型１０の成形面１０ａ上に、光硬化性の樹脂として第１の樹脂材料２２ａを配置する。この際、キャビティー部１２毎に独立して第１の樹脂材料２２ａを配置する。第１の樹脂材料２２ａは、その粘度及び表面張力によって窪んだキャビティー部１２から突起する。

　その後、図４Ｂに示すように、マスター型１０の成形面１０ａがサブマスター型２０の基板２１の一方の面２１ａの下方に位置するように基板２１等をアライメントして配置し、基板２１の下方からマスター型１０を押圧して、マスター型１０の成形面１０ａと基板２１の面２１ａとが適当な間隔となるまで近接させる。ここで、第１の樹脂材料２２ａはマスター型１０や基板２１によって押圧され、第１及び第２転写面部分１２ａ，１２ｂ外の平坦面１６の位置まで押し広げられる。

　この際、図７に示すように、第１の樹脂材料２２ａが最も横方向に広がっても、隣接する一対のキャビティー部１２の間には溝部１４ｅが存在しており、特定のキャビティー部１２の第１の樹脂材料２２ａが隣のキャビティー部１２側に流れ込むことを防止できる。つまり、隣接する型領域１１間で第１の樹脂材料２２ａがオーバーフローすることを防止できる。特に溝部１４ｅの外縁にエッジ１４ｈが形成されているため、第１の樹脂材料２２ａが溝部１４ｅに流れ込むことを抑制できる。このように、第１の樹脂材料２２ａが溝部１４ｅに流れ込むことを抑制できるのは、溝部１４ｅの外縁に形成されたエッジ１４ｈによって濡れ角（接触角）が見かけ上大きくなって拡散防止の効果が高まることによる。

　図２Ａに一点鎖線で示すように、第１の樹脂材料２２ａは、キャビティー部１２からはみ出して平坦面１６に沿って広がり、溝部１４ｅに達する場合もあるが、溝部１４ｅを充填してしまうことはない。仮に第１の樹脂材料２２ａが溝部１４ｅに流れ込んでも、一対の溝部１４ｅ，１４ｅが交わる角部１４ｐにまで第１の樹脂材料２２ａが達することは生じにくく、各溝部１４ｅ，１４ｅの中央側が優先的に充填される。このため、いずれかの溝部１４ｅで逆方向から広がってきた第１の樹脂材料２２ａが互いに接触しウェルドとなって気泡を巻き込んでしまうことを防止できる。

　図８Ａは、第１の樹脂材料２２ａが局所的にさらに過剰に供給された場合を示す。この場合、２箇所で溝部１４ｅ，１４ｅが交わる角部１４ｐ近くまで第１の樹脂材料２２ａが達しているが、樹脂同士がつながるウェルドは形成されていない。一方、図８Ｂに示す比較例のように、平坦面１６の周囲に従来型の輪帯状の窪み３１４が存在する場合、窪み３１４の内縁に沿って樹脂材料３２２ａが延びて樹脂同士がつながるウェルドＷＤが形成されてしまう。

　ここで、マスター型１０に設けた溝部１４ｅの溝幅ｗ（図７、図２Ｂ参照）と、基板２１の平坦面１６との間に挟まれて広がる第１の樹脂材料２２ａの厚みｔ（図７、図４Ｂ参照）との関係について考える。一般的には、厚みｔが薄ければ、成形での広がりも小さいため、必要な溝幅ｗも小さくなる。具体的な作製例で溝部１４ｅの溝幅ｗと第１の樹脂材料２２ａの厚みｔの関係を検討した結果、図９のチャートに記号「◆」で示すように、複数種類の第１の樹脂材料２２ａの厚みｔに対して溝部１４ｅの溝幅ｗを対応する値以上に確保する必要があった。このような記号「◆」の点を曲線で近似すると、対数的であり、厚みｔ〔μｍ〕が１μｍで溝幅ｗ〔μｍ〕が０よりも大きいと考えて、以下の関係式を得る。
　ｗ＞５０．３８９×ｌｎ（ｔ）＋２．６１０２　　…　　（１）
よって、近似的には、
　ｗ＞５０×ｌｎ（ｔ）＋２　　…　　（２）
となるように、第１の樹脂材料２２ａの厚みｔに応じて溝部１４ｅの溝幅ｗを設定することが望ましいといえる。

　次に、図４Ｃに示すように、不図示の光源によりＵＶ光その他の所定波長の硬化光を照射し、マスター型１０と基板２１との間に挟まれた第１の樹脂材料２２ａを硬化させる。結果的に、マスター型１０の成形面１０ａが転写されかつ硬化した樹脂によって構成される第１樹脂層２２が形成される。

　次に、基板２１とマスター型１０とを貼り合わせた状態で加熱処理を行う。具体的には、仕上げの硬化処理として、マスター型１０を基板２１とともに４０℃～７０℃程度で所定時間加熱する。これに伴って第１樹脂層２２が加熱され、第１樹脂層２２が完全に硬化する。

　次に、図５Ａに示すように、マスター型１０から第１樹脂層２２と基板２１とを一体として離型する。これにより、基板２１の片側に多数の樹脂層部分２２ｂからなる樹脂層２２を形成したサブマスター型２０を得ることができる。このサブマスター型２０において、樹脂層２２の表面が次の成形のための成形面２０ａ（転写面）となっている。

　以上において、マスター型１０の一回の転写によってサブマスター型２０を形成することもできるが、マスター型１０の複数回の転写によって基板２１の部分領域上に段階的に複数の樹脂層部分２２ｂを形成し、樹脂層２２を徐々に形成することもできる。

　以後の一連の工程では、図５Ａ等に示すサブマスター型２０を用いて、レンズアレイ４０（図５Ｃ参照）を形成する。

　具体的には、図５Ｂに示すように、サブマスター型２０の第１樹脂層２２上に、光硬化性の樹脂として素子用樹脂材料４２ａを配置する。この際、第１樹脂層２２を構成する樹脂層部分２２ｂ毎に独立して素子用樹脂材料４２ａを配置するとともに、サブマスター型２０が光透過性の薄い平板状の基板４１の一方の面４１ａの下方に位置するように基板４１等をアライメントして配置し、基板４１の下方からサブマスター型２０を押圧する。この際、素子用樹脂材料４２ａは、横方向に押し広げられるが、第１樹脂層２２の樹脂層部分２２ｂに設けた凸部２２ｐによってネック部４２ｎ及び拡張部４２ｏが形成され余剰の樹脂が樹脂層部分２２ｂの外側にはみ出しにくくなっている。

　次に、不図示の光源によりＵＶ光その他の所定波長の硬化光を照射し、サブマスター型２０と基板４１との間に挟まれた素子用樹脂材料４２ａを硬化させる。結果的に、サブマスター型２０の樹脂層部分２２ｂであるレンズ部に設けた成形面２０ａが転写されかつ硬化した樹脂によって構成される第１レンズ樹脂層４２が形成される。その後、基板４１とサブマスター型２０とを貼り合わせた状態で加熱処理を行う。これにより、第１レンズ樹脂層４２が加熱され完全に硬化する。

　次に、図５Ｃに示すように、サブマスター型２０から第１レンズ樹脂層４２と基板４１とを一体として離型する。これにより、基板４１の片側に多数の樹脂層部分であるレンズ部４２ｂからなる第１レンズ樹脂層４２を形成したレンズアレイ４０を得ることができる。

　その後、図５Ａ等に示すサブマスター型２０と同様の構造を有するサブマスター型（不図示）を用いて、レンズアレイ１４０（図６Ａ参照）を形成する。

　つまり、図６Ａ等に示すように、図５Ｃに示すレンズアレイ４０の他方の面４１ｂ上に多数のレンズ部４３ｂを備える第２レンズ樹脂層４３を形成する。詳細な説明は省略するが、第２レンズ樹脂層４３も、第１レンズ樹脂層４２と同様に、図３Ｃに示すマスター型１０と同様のマスター型から得たサブマスター型を転写することによって作製される。このようにして得られたレンズアレイ１４０は、ウェハーレベルレンズとも呼ばれる半製品であり、多数のレンズ素子を２次元的に配列した状態で組み込んだものとなっている。

　図６Ｂに示すように、図６Ａのレンズアレイ１４０を切断線ＣＬに沿って切断することで、レンズアレイ１４０に含まれるレンズ素子５０が個片化される。レンズ素子５０は、平面視正方形の複合レンズとなっている。レンズ素子５０は、第１レンズ樹脂層４２のうちいずれか１つのレンズ部４２ｂである第１レンズ部Ｌ１と、第２レンズ樹脂層４３のレンズ部４３ｂのうち上記第１レンズ部Ｌ１に対向する１つの第２レンズ部Ｌ２と、これらのレンズ部Ｌ１，Ｌ２間に挟まれた基板４１の一部である部分ＰＰとを備える。レンズ素子５０において、第１レンズ部Ｌ１の成形面４２ｔと第２レンズ部Ｌ２の成形面４３ｔは、光学面となっている。

　以上の説明では、サブマスター型２０から第１レンズ樹脂層４２を形成していたが、サブマスター型２０からサブサブマスター型３０（図１０Ｃ参照）を形成し、サブサブマスター型３０から第１レンズ樹脂層４２を形成することもできる。

　具体的には、図１０Ａのサブマスター型２０から、図１０Ｂに示す第２の樹脂材料３２ａの配置又は供給工程、基板３１の押圧工程、硬化光の照射工程、及び仕上げの加熱処理を経て、図１０Ｃに示すように、基板３１上に樹脂層部分３２ｂからなる樹脂層３２を形成したサブサブマスター型３０を得る。

　その後、図１０Ｃのサブサブマスター型３０から、図１１Ａに示す素子用樹脂材料４２ａの配置又は供給工程、基板４１の押圧工程、硬化光の照射工程、及び仕上げの加熱処理を経て、レンズ部４２ｂからなる第１レンズ樹脂層４２を形成したレンズアレイ４０を得る。この場合、レンズアレイ４０は、３回の転写で形成される。なお、説明を省略したが、第１レンズ樹脂層４２の反対側に第２レンズ樹脂層を設けることもできる。

　一方、マスター型１０から直接的に第１レンズ樹脂層４２を形成することもできる。この場合、レンズアレイ４０は、１回の転写で形成され、サブマスター型２０と同様の形状を有するものとなる。

　図７では、マスター型１０に設けた溝部１４ｅの断面形状（すなわち溝が延びる方向に垂直な断面の形状）がＶ字である場合を説明しているが、溝部１４ｅの断面形状は、Ｖ字形状に限らず、図１２Ａ～１２Ｅに示すように、台形状、矩形状、多角形状、半円形、及び楕円形のいずれかとできる。

　特に、図１２Ａの台形状は加工が簡単であり、溝幅の調整も容易である。Ｖ字形状の溝では溝加工後に比較的大きな溝エッジが存在するので、平坦面１６を追加工していくと、溝が浅くなり溝幅が狭くなっていくため、所望の溝幅を得ることが容易でなくなる。一方、台形状の場合、溝エッジを小さくでき、追加工の有無に関わらず溝幅の調整が容易であり、比較的単純な形状であり加工も容易である。

　以上で説明した第１実施形態の製造方法によれば、成形用型たるマスター型１０が複数のキャビティー部１２を囲む複数の直線状の溝部１４ｅを有するので、隣接する直線状の溝部１４ｅ，１４ｅの交わる角部１４ｐに樹脂が広がりにくくなり、隣接する溝部１４ｅ，１４ｅにはみ出した樹脂が互いに近接するように広がることで接触しウェルドとなって気泡を巻き込んでしまうことを防止できる。また、直線状の溝部１４ｅは孤立させないで連結された格子状溝１１４となっており、格子状溝１１４は一括した加工によって形成することができ、レンズ素子５０が小型になっても成形用型を短時間で加工することができる。

〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係るレンズアレイの製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態のレンズアレイの製造方法等を部分的に変更したものであり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。

　図１３に示すように、レンズアレイを間接的に製造するための成形用型であるマスター型２１０は、一方の主面である端面側に成形面２１０ａを有する。成形面２１０ａは、三角形の鱗模様状に区画された多数の微小な型領域２１１を有している。成形面２１０ａに設けた各型領域２１１は、上下の向きが交互に反転するが、正三角形の同一輪郭内に同一の立体的な形状を有する。各型領域２１１の中心には、円形のキャビティー部１２が設けられており、各型領域２１１の周囲は、３つの溝部１４ｅからなる三角枠状の溝２１４に囲まれている。２次元的に配列された型領域２１１を囲む多数の溝２１４は、全体として格子状溝３１４を形成している。つまり、各型領域２１１は、格子状溝３１４によって仕切られて周囲から分離されており、任意の隣接する一対の型領域２１１は、これらの間に延びる直線状の溝部１４ｅを共通の境界としている。

　成形面２１０ａ全体に広がる格子状溝３１４は、第１の方向に平行で等間隔に延びる一群の溝要素１４ａからなる第１の溝部分１４ｃと、第１の方向に対して６０°傾いた第２の方向に平行で等間隔に延びる一群の溝要素１４ｂからなる第２の溝部分１４ｄと、第１及び第２の方向に対して６０°傾いた第３の方向に平行で等間隔に延びる一群の溝要素１４ｉからなる第３の溝部分１４ｊとを備える。これらの溝部分１４ｃ，１４ｄ，１４ｊを構成する各溝要素１４ａ，１４ｂ，１４ｉは、例えば台形状、Ｖ字形状、矩形状、多角形状、半円形、及び楕円形のいずれかの断面形状を有する（図７、図１２Ａ～１２Ｅ参照）。ここで、各溝要素１４ａ，１４ｂ，１４ｉは、成形面２１０ａ上で一直線上に延びており、切削工具を直線的に移動させるだけで高精度の加工が可能である。

　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

　上記実施形態においては、基板２１，３１，４１がガラスで形成されるとしたが、基板２１，３１，４１を、光透過性を示す樹脂材料で形成することもできる。

　上記実施形態において図示した転写面部分１２ａ，１２ｂ等の形状は単なる例示であり、レンズ素子５０の用途に応じて様々な形状とすることができる。

　上記実施形態では、基板２１，３１，４１等に対して硬化用の光照射処理と加熱処理とを行っていたが、例えば光照射処理のみで樹脂材料を十分に硬化させることができる場合、加熱処理を省略することができる。

Claims

　基板と、前記基板の少なくとも一方の基板面上に形成され複数のレンズ部を有する樹脂層とを備えるレンズアレイの製造方法であって、
　前記複数のレンズ部は、当該複数のレンズ部の表面形状に対応する転写面を有するマスターの成形用型を利用した１回以上の転写によって形成され、
　前記成形用型は、前記複数のレンズ部に対応する複数のキャビティー部と、前記複数のキャビティー部を構成する個々のキャビティー部をそれぞれ囲むような複数の直線状の溝部とを有するレンズアレイの製造方法。
　前記成形用型は、前記複数の直線状の溝部によって複数の型領域に仕切られている、請求項１に記載のレンズアレイの製造方法。
　前記成形用型は、前記複数の直線状の溝部の組み合わせによって、複数の多角形の型領域に仕切られている、請求項２に記載のレンズアレイの製造方法。
　前記成形用型は、前記複数の直線状の溝部を格子状に配置することによって、複数の矩形の型領域に仕切られている、請求項３に記載のレンズアレイの製造方法。
　前記複数の直線状の溝部は、表面側にエッジを有する、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法。
　前記複数の直線状の溝部は、台形状、Ｖ字形状、矩形状、多角形状、半円形、及び楕円形のいずれかの断面形状を有する、請求項５に記載のレンズアレイの製造方法。
　前記複数の直線状の溝部は、前記複数のキャビティー部の深さよりも浅い溝深さを有する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法。
　前記複数の直線状の溝部は、２００μｍ以上の溝幅を有する、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のレンズアレイの製造方法。
　基板と、前記基板の一方の基板面上に形成され複数のレンズ部を有する樹脂層とを備えるレンズアレイを直接又は間接的に形成するための成形用型であって、
　前記複数のレンズ部に対応する複数のキャビティー部と、
　前記複数のキャビティー部を構成する個々のキャビティー部を囲む複数の直線状の溝部と
を備える、成形用型。