WO2013191035A1 - ウエハレンズの製造方法及び撮像レンズ - Google Patents

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WO2013191035A1
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lens
mold
resin layer
optical
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齊木泰宏
浅井克彦
湯浅清司
江黒孝一
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コニカミノルタ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278—Lenticular sheets
    • B29D11/00307—Producing lens wafers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0085—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing wafer level optics

Definitions

  • the present invention relates to a wafer lens manufacturing method and an imaging lens manufactured by the manufacturing method.
  • an imaging lens for an imaging device mounted on these portable electronic devices has a simple configuration but sufficient optical performance and is small in size. Therefore, a thin type is required.
  • a curable resin material is applied onto a transparent substrate (or a mold) made of glass having a size of 6 inches or 8 inches.
  • a manufacturing method of an imaging lens is known in which a wafer lens is manufactured by molding and curing, and an imaging lens is manufactured by cutting and curing into individual pieces. According to this manufacturing method, a large number of imaging lenses can be manufactured at a time, which has a great merit in terms of cost.
  • the configuration in which the substrate is released from the two molds at the same time is generally complicated, the configuration of the device tends to be complicated, and there is a new problem that a general-purpose release device cannot be used or is expensive.
  • the substrate is released from the molding die little by little, and after forming the plurality of lenses on the other surface of the substrate, the substrate is gradually released from the molding die. The fact is.
  • JP 2010-72665 A US Patent Application Publication No. 2009/147368
  • the wafer lens manufacturing process described above has the problem that the mold release resistance is large because a large number of lenses are molded simultaneously, and the time required for the mold release process is long in order to prevent damage to the lens and the substrate. Yes.
  • the mold release is performed in time series as described above, there is a problem that the manufacturing time is further increased.
  • Patent Documents 1 and 2 in the manufacture of a wafer lens having a configuration in which a thin-film aperture is provided on a substrate and lenses are formed on both sides of the substrate, the problem of lens peeling from the substrate at the time of release is considered. There is room for improvement.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and when a plurality of lenses are molded on both surfaces of a substrate using a mold, the lens is peeled off when the substrate is released from the mold. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a wafer lens that can be suppressed, and an imaging lens manufactured thereby.
  • the inventors have found that when a diaphragm is provided on the substrate, the lens and the substrate, and the diaphragm and the substrate have different adhesive properties, so that the boundary between the diaphragm and the substrate at the time of release. From the above, it has been found that peeling easily progresses. This phenomenon remarkably occurs when the mold release is performed quickly in order to shorten the manufacturing time.
  • the inventors of the present invention have an overlapping area between the first diaphragm portion and the first resin layer that is smaller than an overlapping area between the second diaphragm portion and the second resin layer facing each other across the substrate.
  • the substrate is released from the second mold by releasing the substrate from the first mold. It has been found that lens peeling can be suppressed rather than molding. Therefore, if a thin substrate is used and a lens is formed on the other surface with no lens formed on the back surface, the mold can be released quickly by bending the substrate at the time of mold release. It is also possible to prevent the lens from peeling from the substrate during the mold release. Furthermore, when a plurality of lenses are formed on one surface of the substrate, the rigidity of the substrate is increased by attaching the lenses, compared to a case where a plurality of lenses are not formed on one surface of the substrate.
  • the present invention has been made based on these findings.
  • the diaphragm portion is composed of an opening having a predetermined diameter and a light shielding portion that covers the periphery of the opening.
  • the wafer lens manufacturing method according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the first diaphragm portion and the second diaphragm portion are made of a black resist material attached to the substrate. To do.
  • first diaphragm portion and the second diaphragm portion are made of a black resist material attached to the substrate, a separate diaphragm member is not necessary and the thickness of the wafer lens in the optical axis direction can be reduced. Adhesiveness with the substrate at the time of mold release tends to be insufficient, and the effect of the present invention is particularly remarkable.
  • the wafer lens manufacturing method according to the first or second aspect of the invention, wherein an overlapping area between the first aperture part and the first resin layer is 3 mm 2 or less.
  • the diameter of the aperture varies depending on the application and size, etc. In the case where they are different from each other, the effect of the present invention can be obtained by first forming the one with the smaller overlap between the aperture portion and the lens.
  • the area overlapped with one resin layer is preferably 3 mm 2 or less. More preferably, it is 2 mm 2 or less.
  • the method of manufacturing a wafer lens according to claim 4 includes: a substrate; two resin layers each having a molding surface that includes a plurality of optical surfaces provided on opposing surfaces of the substrate; and the substrate and one surface.
  • a manufacturing method of a wafer lens comprising a diaphragm provided only between the first resin layers, Forming the diaphragm portion on one surface of the substrate in association with the plurality of optical surfaces;
  • the first resin layer is formed by interposing a first curable resin material between a first transfer mold having a plurality of optical transfer surfaces corresponding to a plurality of optical surfaces and the other surface of the substrate.
  • the substrate is released from the first molding die, thereby suppressing the release of the lens and releasing the mold. Can be done fast.
  • the substrate is released from the second mold, thereby further suppressing the lens peeling, thereby generating the lens peeling. Can be minimized.
  • the wafer lens manufacturing method according to the fourth aspect, wherein the aperture portion is made of a black resist material attached to the substrate.
  • the aperture is made of a black resist material attached to the substrate, a separate aperture member is not required, and the thickness of the wafer lens in the optical axis direction can be reduced.
  • the effect of the present invention is particularly remarkable.
  • the method for manufacturing a wafer lens according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the curable resin material is individually applied to each of the plurality of optical transfer surfaces.
  • the cutting work when separating into pieces becomes easy, and the half surface that makes it easy to bend the substrate at the time of mold release, the starting point of peeling Since this tends to occur for each lens, the effect of the present invention is particularly remarkable.
  • the lens unit according to claim 7 is formed by cutting a wafer lens manufactured by the method for manufacturing a wafer lens according to any one of claims 1 to 6.
  • the lens unit according to claim 8 is characterized in that it is formed by laminating wafer lenses manufactured by the wafer lens manufacturing method according to any one of claims 1 to 6 and then cutting.
  • the present invention when a plurality of lenses are molded on both sides of a substrate using a mold, when the substrate is released from the mold, the time required for the mold release is shortened, and at the time of mold release It is possible to provide a wafer lens manufacturing method capable of suppressing lens peeling and a lens unit manufactured thereby.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining steps (a) to (h) for manufacturing the wafer lens WL according to the first embodiment. It is the schematic for demonstrating process (a), (b) which manufactures a lamination type lens combining wafer lens WL, WL '.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining steps (a) to (h) for manufacturing a wafer lens WL ′′ according to a second embodiment. It is a perspective view of wafer lens WL.
  • (A) is the figure which looked at the lens L1 in the optical axis direction
  • (b) is the figure which looked at the lens L2 in the optical axis direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing each process relating to a method of manufacturing a wafer lens, but the shape and size of the lens are schematically exaggerated and representative examples are not limited thereto. However, various modifications are possible.
  • a parallel plate glass (or resin) substrate GP having a first surface S1 and a second surface S2 is prepared, and as shown in FIG.
  • a black resist material to the first surface S1 and the second surface S2, and performing mask exposure and development, a plurality of donut shapes arranged at equal intervals at positions corresponding to lens portions to be described later
  • First aperture portion AP1 and second aperture portion AP2 are formed (see also FIG. 4).
  • the thickness of the substrate GP is about 0.2 to 0.7 mm, and can be bent to some extent at the time of mold release.
  • the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-72665 can be used. You may form an aperture
  • the first resin material PL1 that is a photocurable resin material is individually dropped into a plurality of cavities (optical transfer surfaces) MD1c arranged in a matrix of the first mold MD1. Then, as shown in FIG. 1C, the first molding material MD1 is brought close to the substrate GP, and the first resin material is formed at a position corresponding to the first aperture portion AP1 on the first surface S1 of the substrate GP. PL1 is sandwiched between the substrate GP and the first mold MD1.
  • the first resin material PL1 is cured by irradiating light of a predetermined wavelength such as UV light from the outside, so that the first lens (first resin layer) is formed on the first surface S1 of the substrate GP. ) L1 is formed.
  • a space can be formed between the lenses arranged in the direction perpendicular to the optical axis, so that the lens is less likely to be damaged during separation, and the cutting operation is facilitated.
  • the resin does not cover the entire surface of the substrate, it is difficult to hinder the bending of the substrate at the time of mold release after the first resin layer molding.
  • FIG. 1D a configuration in which a part of the periphery of the first surface S1 of the substrate GP is held in a wedge shape (a portion of the substrate GP is held) with the first molding die MD1 fixed. If the jig ZG is inserted and moved little by little in the direction away from the first mold MD1, the substrate GP is released from the first mold MD1 from the jig ZG side. At this time, the first lens L1 is released from the substrate GP while being stuck on the substrate GP. As shown in FIG.
  • the first lens L1 has an optical surface OP1 and a flange portion FL1 around the optical surface OP1, but the boundary is the first surface from the optical surface OP1 and the flange portion FL1. It is close to S1. That is, the flange portion FL1 functions so as not to overflow from the cavity MD1c even if the amount of the first resin material PL1 varies.
  • the surfaces of the optical surface OP1 and the flange portion FL1 constitute a molding surface.
  • the substrate GP is inverted so that the first lens L1 is the upper surface side and the second surface S2 is the lower surface side of the substrate GP.
  • the resin material is supplied to the mold, which is advantageous for suppressing bubbles, but is not limited thereto, and may be supplied to the substrate side.
  • a plurality of cavities in which the second resin material PL2 that is a photo-curable resin material is arranged in a row or matrix of the second molding die MD2 formed corresponding to the cavities MD1c described above. An appropriate amount is individually dropped into MD2c. Then, as shown in FIG. 1 (f), the second molding material MD2 is brought close to the substrate GP, and the second resin material is formed at a position corresponding to the second aperture portion AP2 on the second surface S2 of the substrate GP. PL2 is sandwiched between the substrate GP and the second mold MD2.
  • the second resin material PL2 is cured by irradiating light of a predetermined wavelength such as UV light from the outside, so that the second lens (second resin layer) is formed on the second surface S2 of the substrate GP. ) L2 is formed.
  • the 2nd resin material may use the same thing as a 1st resin material, and may use a different kind of thing.
  • the second lens L2 also has an optical surface OP2 and a flange portion FL2 around the optical surface OP2, but the boundary is the second surface from the optical surface OP2 and the flange portion FL2. It is close to S2.
  • the surfaces of the optical surface OP2 and the flange portion FL2 constitute a molding surface. 4 shows only the lens on the front surface of the substrate, the lens is also formed on the back surface of the substrate.
  • FIGS. 5A and 5B are views of the lenses L1 and L2 viewed in the optical axis direction.
  • an overlapping donut-shaped area (hatched area in the figure below) of the second diaphragm AP2 and the second lens L2 has an inner diameter of ⁇ 3 and an outer diameter of ⁇ 4.
  • the following formula is established. ⁇ (( ⁇ 2- ⁇ 1) / 2) 2 ⁇ (( ⁇ 4- ⁇ 3) / 2) 2 (1)
  • the substrate GP is released from the first mold MD1.
  • the substrate is bent without the lens on the back side of the substrate and then released, thereby releasing the lens in a relatively short time while suppressing lens peeling. It can be carried out.
  • the substrate GP is released from the second molding die MD2, thereby further increasing the lens. The suppression of peeling is aimed at. Thereby, generation
  • the wafer lenses WL and WL ′ are superposed and bonded via the spacer SP while aligning the optical axes of the two wafer lenses WL and WL ′ with reference to the mark or the like. Apply and fix the agent.
  • the intermediate product IM obtained by bonding the wafer lenses WL and WL ′ is cut by dicing between the lenses arranged in the plane direction of the substrate at a position indicated by a dotted line shown in FIG.
  • a lens unit LS as shown in b) can be obtained.
  • the intermediate product IM can be used as it is as a compound eye lens unit without being cut.
  • it is used as a compound eye lens unit used in a so-called compound eye type imaging device that obtains a higher resolution image by synthesizing a plurality of images obtained by forming images at different positions of the laminated lens portions arranged in the plane direction. be able to.
  • the lens unit LS of this example includes, from the object side, a first lens L1 that is convex on the object side, a second lens L2 that is concave on the image side, a third lens L2 ′ that is convex on the object side, and a fourth lens that is concave on the image side.
  • the aperture diameter of the second aperture section AP2 is the smallest
  • the aperture diameter of the first aperture section AP1 and the third aperture section AP2 ′ is larger than that
  • the aperture diameter of the fourth aperture section AP1 ′ is the largest. It is getting bigger.
  • these ratios may be changed as long as the optical characteristics are not impaired.
  • a parallel plate glass (or resin) substrate GP having a first surface S1 and a second surface S2 is prepared.
  • a doughnut-shaped black resist is applied at equal intervals to form the second aperture part AP2.
  • the first resin material PL1 that is a photocurable resin material is individually dropped into a plurality of cavities (optical transfer surfaces) MD1c arranged in a row or matrix of the first mold MD1. This is the same position as in the above-described embodiment. Then, as shown in FIG. 3C, the first mold MD1 is brought close to the substrate GP, and the first resin material PL1 is sandwiched between the substrate GP and the first mold MD1.
  • the first resin material PL1 is cured by irradiating light of a predetermined wavelength such as UV light from the outside, whereby the first lens (resin layer) L1 is formed on the first surface S1 of the substrate GP. Will be formed.
  • a wedge-shaped jig ZG is inserted into a part of the periphery of the first surface S1 of the substrate GP, and the first molding is performed.
  • the substrate GP is moved away from the mold MD1, the substrate GP is released from the first molding die MD1 from the jig ZG side, but at this time, the first lens L1 is detached from the substrate GP. Typed.
  • the substrate GP is inverted so that the first lens L1 is the upper surface side and the second surface S2 is the lower surface side of the substrate GP.
  • a plurality of cavities in which the second resin material PL2 that is a photo-curable resin material is arranged in a row or matrix of the second molding die MD2 formed corresponding to the cavities MD1c described above. An appropriate amount is individually dropped into MD2c. Then, as shown in FIG. 3 (f), the second molding material MD2 is brought close to the substrate GP, and the second resin material is formed at a position corresponding to the second aperture portion AP2 on the second surface S2 of the substrate GP. PL2 is sandwiched between the substrate GP and the second mold MD2.
  • the second resin material PL2 is cured by irradiating light of a predetermined wavelength such as UV light from the outside, whereby the second lens (resin layer) L2 is formed on the second surface S2 of the substrate GP. Will be formed.
  • a wedge-shaped jig ZG is inserted into a part of the periphery of the second surface S2 of the substrate GP, and the second molding die is inserted.
  • the substrate GP is moved away from the mold MD2
  • the substrate GP is separated from the second mold MD2 from the jig ZG side, but at this time, the second lens L2 is detached from the substrate GP.
  • a wafer lens WL ′′ having no diaphragm on the first surface S1 is formed (FIG. 3H).
  • the substrate GP is released from the first molding die MD1 after the first lens L1 is molded.
  • the second lens L2 is then molded on the second surface S2 on the opposite side of the substrate GP on which the first lens L1 is molded, and then the substrate GP is removed from the second molding die MD2.
  • the mold release it is possible to suppress lens peeling on both sides even when the second aperture part AP2 is formed. Since there is no diaphragm on one surface of the substrate, the adhesion between the lens and the substrate is high, and the mold can be released quickly by bending the substrate and releasing it.
  • the wafer lens WL ′′ formed in this way can form a lens unit after being cut in combination with another wafer lens, as shown in FIG.
  • the wafer lens may be stacked not only in two layers but also in three or more layers.
  • the shape of the lens and the diaphragm is not limited to a circle, and may be a non-circular shape. Even in this case, the areas of overlapping regions are compared with each other.

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Abstract

成形型を用いて基板の両面に複数のレンズを成形した場合に、成形型より基板を離型する際に、レンズの剥離を抑制できるウエハレンズの製造方法及びそれにより製造される撮像レンズを提供する。第１絞り部ＡＰ１との重複した面積が小さい第１のレンズＬ１を成形した後に、第１の成形型ＭＤ１から基板ＧＰの離型を行うことで、レンズ剥離の抑制を図り、次いで、第１のレンズＬ１を成形した基板ＧＰの反対側の第２面Ｓ２に第２のレンズＬ２を成形した後に、第２の成形型ＭＤ２から基板ＧＰの離型を行うことで、更にレンズ剥離の抑制を図っているのであり、これによりレンズ剥離の発生を最小限に抑えることができる。

Description

ウエハレンズの製造方法及び撮像レンズ
　本発明は、ウエハレンズの製造方法及びその製造方法により製造された撮像レンズに関するものである。
　近年、スマートフォンやタブレットＰＣなどの携帯電子機器が急速に普及し、これらの携帯電子機器に搭載される撮像装置用の撮像レンズには、簡素な構成でありながら十分な光学性能を備え、しかも小型で薄型のものが求められている。このような携帯電子機器に適した撮像レンズを安価に大量に製造する方法として、６インチや８インチといったサイズのガラスなどからなる透明基板上（若しくは成形型上）に硬化性樹脂材料を塗布し、成形及び硬化してウエハレンズを作製し、切断して個片化することで撮像レンズを作製する撮像レンズの製造方法が知られている。この製造方法によれば、一度に多数の撮像レンズを作製できることで、コスト面において多大なメリットがある。また、このような撮像レンズの製造方法において、基板の両面にレンズを設けることで、光学特性を向上させることも知られている。
　しかしこの製造方法によれば、１枚の基板上に数千個というような大量のレンズが形成されるため、離型抵抗が大きくなり、成形型に離型剤を塗布するなどの離型処理を施していても、成形型から離型を行う際に、レンズや基板が破損したり基板とレンズとが剥離したりしやすいという問題がある。基板の両面にレンズが形成されたウエハレンズの製造においては、両面にレンズを成形した後に基板を２つの型から同時に離型することで、基板やレンズに加わるストレスを小さくすることでこのような問題を抑制することも考えられる。しかしながら、基板を２つの型から同時に離型する構成は概して装置構成が複雑になりやすく、汎用の離型装置が使えなかったりコストがかかったりするという新たな問題を生じるから、基板の一方の面に複数のレンズを形成した後、少しずつ成形型から基板を離型し、更に基板の他方の面に複数のレンズを形成した後、少しずつ成形型から基板を離型する作業が行われているというのが実情である。
　ところで、上述の携帯電子機器に適した撮像レンズにおいても、レンズに入射する不要光をカットしたり、光学性能をさらに高めたりするために、特許文献１、２に示すように、基板とレンズとの間に薄膜状の絞りを設けることが提案されている。基板に付着した薄い絞りを設けることで、金属等からなる別体の絞り部材が不要になり、部品を減らすことができ、またレンズの光軸方向の薄型化に貢献するというメリットがある。
特開２０１０－７２６６５号公報 米国特許出願公開第２００９／１４７３６８号明細書
　ところが、本発明者らの検討によれば、基板とレンズとの間に薄膜状の絞りが設けられていると、基板を成形型から離型させる際に、成形されたレンズが基板から剥離し易くなるという問題があることが判明した。離型の際に基板に加わるストレスを出来るだけ小さくし、時間をかけて離型を行うことでこの問題は緩和されるものの、離型に長時間を要しては撮像レンズ全体の製造時間を短くすることができず、撮像レンズを安価に作製するという目的と相反することになってしまう。また、上述したウエハレンズの製造プロセスは、多数のレンズを同時に成形するために離型抵抗が大きく、レンズや基板の破損を防ぐために、そもそも離型工程に要する時間が長いという課題を有している。基板の両面にレンズを有するウエハレンズの場合は、上述したように２回の離型を時系列的に実行すると、さらに製造時間が長くなってしまうという課題も生じる。
　特許文献１、２には、薄膜状の絞りを基板上に設け、かつ、基板の両面にレンズを形成した構成を持つウエハレンズの製造において、離型時における基板からのレンズ剥離の問題が考慮されておらず、改善の余地がある。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、成形型を用いて基板の両面に複数のレンズを成形した場合に、成形型より基板を離型する際に、レンズの剥離を抑制できるウエハレンズの製造方法及びそれにより製造される撮像レンズを提供することを目的とする。
　請求項１に記載のウエハレンズの製造方法は、基板と、前記基板の一方の面上に設けられ複数の光学面を含む成形面を有する第１樹脂層と、前記基板と前記第１樹脂層との間に設けられた第１絞り部と、前記基板の他方の面上に設けられ複数の光学面を含む成形面を有する第２樹脂層と、前記基板と前記第２樹脂層との間に設けられた第２絞り部とを備えるウエハレンズの製造方法であって、
　前記基板の一方の面上に、前記複数の光学面に対応づけて前記第１絞り部を形成する工程と、
　前記複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第１転写型と、前記基板との間に少なくとも一部が前記第１絞り部に重なるように第１の硬化性樹脂材料を介在させ、前記第１転写型により前記成形面を有する前記第１樹脂層を成形する工程と、
　前記基板を前記第１成形型から離型する工程と、
　前記基板の他方の面上に、前記複数の光学面に対応づけて前記第２絞り部を形成する工程と、
　前記第１樹脂層が形成された前記基板を前記第１成形型から離型した後に、前記複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第２転写型と、前記基板との間に少なくとも一部が前記第２絞り部に重なるように第２の硬化性樹脂材料を介在させ、前記第２転写型により前記成形面を有する前記第２樹脂層を成形する工程と、
　前記基板を前記第２成形型から離型する工程と、を有し、
　光軸方向に見たときに、前記第１絞り部と前記第１樹脂層との重複した面積は、前記基板を挟んで対向する前記第２絞り部と前記第２樹脂層との重複した面積よりも小さいことを特徴とする。
　本発明者らは種々検討した結果、基板上に絞り部を設けると、レンズと基板、及び、絞りと基板では、密着性が異なることに起因して、離型時に絞り部と基板との境を起点に剥離が進展しやすくなることを見出した。この現象は、製造の時間短縮のために離型を速く行おうとするときに顕著に生じる。本発明者らは、前記第１絞り部と前記第１樹脂層との重複した面積が、前記基板を挟んで対向する前記第２絞り部と前記第２樹脂層との重複した面積よりも小さい場合であって、裏面にレンズが形成されていない状態でレンズの成形及び離型を行う場合、前記第１成形型から前記基板を離型させる方が、前記第２成形型から前記基板を離型させるよりも、レンズ剥離を抑制できることを見出した。従って、薄い基板を用いて裏面にレンズが形成されていない状態で他方の面にレンズを成形し離型を行えば、離型時に基板を撓ませることで離型を速く行うことができ、しかも離型の際にレンズが基板から剥離することも抑制することができる。更に、前記基板の一方の面に複数のレンズを形成したときは、前記基板の一方の面に複数のレンズを形成しない場合と比べると、レンズを付着させたことにより基板の剛性が増すため、離型時の基板の撓みを小さくして、基板からのレンズの剥離を抑制することができる。本発明は、これらの知見に基づいてなされたものであり、まず前記第１絞り部と重複する面積が小さい前記第１樹脂層を成形した後に、前記第１成形型から前記基板の離型を行うことで、レンズ剥離の抑制を図りつつ離型に要する時間を短くし、次いで、前記第１樹脂層を成形した前記基板の反対側に前記第２樹脂層を成形した後に、前記第２成形型から前記基板の離型を行うことで、更にレンズ剥離の抑制を図っているのであり、これによりレンズ剥離の発生を最小限に抑えることができる。尚、絞り部とは、所定の径を有する開口と、当該開口の周囲を覆う遮光部とからなる。
　請求項２に記載のウエハレンズの製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記第１絞り部と前記第２絞り部は、前記基板に付着される黒色レジスト材料からなることを特徴とする。
　前記第１絞り部と前記第２絞り部が、前記基板に付着される黒色レジスト材料であると、別体の絞り部材が不要になるとともに、ウエハレンズの光軸方向の厚みを小さくできる半面、離型時における基板との密着性が不足しやすく、本発明の効果が特に顕著である。
　請求項３に記載のウエハレンズの製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１絞り部と前記第１樹脂層との重複した面積は、３ｍｍ2以下であることを特徴とする。
　例えば本発明の製造方法により製造したウエハレンズを、撮像レンズに用いた場合、用途やサイズ等により、絞り部の径は様々であるが、光学的な理由によって基板の表裏で絞り部の径が異なる場合は、絞り部とレンズとの重なりの小さい方を先に成形することで、本発明の効果が得られる。但し、第１絞り部と第１樹脂層との重複面積が大きすぎると、離型時の離型速度とレンズの剥離防止とを両立することが難しくなるので、前記第１絞り部と前記第１樹脂層との重複した面積は、３ｍｍ2以下であると好ましい。２ｍｍ2以下であるとさらに好ましい。
　請求項４に記載のウエハレンズの製造方法は、基板と、前記基板の対向する面上にそれぞれ設けられ複数の光学面を含む成形面を有する２つの樹脂層と、前記基板と一方の面上の第１樹脂層の間にのみに設けられた絞り部とを備えるウエハレンズの製造方法であって、
　前記基板の一方の面上に、前記複数の光学面に対応づけて前記絞り部を形成する工程と、
　複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第１転写型と、前記基板の他方の面との間に第１の硬化性樹脂材料を介在させて、前記第１樹脂層を成形した後に、前記基板を前記第１成形型から離型する工程と、
　前記第１樹脂層が形成された前記基板を前記第１成形型から離型した後に、複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第２転写型と、前記基板の一方の面との間に少なくとも一部が前記絞り部に重なるように第２の硬化性樹脂材料を介在させて第２樹脂層を成形した後に、前記基板を前記第２成形型から離型する工程と、を有することを特徴とする。
　本発明では、まず前記基板の絞り部がない一方の面に樹脂層を成形した後に、前記第１成形型から前記基板の離型を行うことで、レンズ剥離の抑制を図りつつ、離型を速く行うことができる。次いで、前記基板の他方の面に樹脂層を成形した後に、前記第２成形型から前記基板の離型を行うことで、更にレンズ剥離の抑制を図っているのであり、これによりレンズ剥離の発生を最小限に抑えることができる。
　請求項５に記載のウエハレンズの製造方法は、請求項４に記載の発明において、前記絞り部は、前記基板に付着される黒色レジスト材料からなることを特徴とする。
　前記絞り部が、前記基板に付着される黒色レジスト材料であると、別体の絞り部材が不要になるとともに、ウエハレンズの光軸方向の厚みを小さくできる半面、離型時における基板との密着性が不足しやすく、本発明の効果が特に顕著である。
　請求項６に記載のウエハレンズの製造方法は、請求項１～５のいずれかに記載の発明において、前記硬化性樹脂材料は、前記複数の光学転写面毎に個別に付与されることを特徴とする。
　前記硬化性樹脂材料は、前記複数の光学転写面に個別に付与されると、個片化する際の切断作業が容易になり、また、離型時に基板を撓ませやすくなる半面、剥離の起点がレンズ毎に生じやすくなるので、本発明の効果が特に顕著である。
　請求項７に記載のレンズユニットは、請求項１～６のいずれかに記載のウエハレンズの製造方法により製造されたウエハレンズを切断することにより形成されたことを特徴とする。
　請求項８に記載のレンズユニットは、請求項１～６のいずれかに記載のウエハレンズの製造方法により製造されたウエハレンズを積層した後、切断することにより形成されたことを特徴とする。
　本発明によれば、成形型を用いて基板の両面に複数のレンズを成形した場合に、成形型より基板を離型する際に、離型に要する時間を短くし、かつ、離型時のレンズの剥離を抑制できるウエハレンズの製造方法及びそれにより製造されるレンズユニットを提供することができる。
第１の実施形態にかかるウエハレンズＷＬを製造する工程（ａ）～（ｈ）を説明するための概略図である。 ウエハレンズＷＬ、ＷＬ’を組み合わせて積層型レンズを製造する工程（ａ）、（ｂ）を説明するための概略図である。 第２の実施形態にかかるウエハレンズＷＬ”を製造する工程（ａ）～（ｈ）を説明するための概略図である。 ウエハレンズＷＬの斜視図である。 （ａ）はレンズＬ１を光軸方向に見た図、（ｂ）はレンズＬ２を光軸方向に見た図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、ウエハレンズの製造方法にかかる各工程を示す図であるが、レンズの形状やサイズは代表的な例を模式的に誇張して示したものであり、これに限定されるものではなく、種々変更可能である。
（第１の実施形態）
　まず、図１（ａ）に示すように、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２を有する平行平板ガラス（もしくは樹脂）製の基板ＧＰを準備し、図１（ｂ）に示すように、基板ＧＰの、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２に、黒色レジスト材料を塗布して、マスク露光及び現像を行うことにより、後述するレンズ部に対応する位置に等間隔に配置された、複数のドーナツ状の第１絞り部ＡＰ１及び第２絞り部ＡＰ２を形成する（図４も参照）。フォトリソ法等を用いて、絞り部を基板上に形成することで、金属製の絞り部材を別体で設ける必要がなく、光軸方向の厚みも小さくすることができる。なお、基板ＧＰの厚みは0.2～0.7mm程度であり、離型時にある程度撓ませることができるものである。絞り部の形成については、例えば特開２０１０－７２６６５号公報に開示された技術を用いることができる。黒色塗料を用いてスクリーン印刷やインクジェットによる印刷で絞り部を形成してもよい。
　次いで、光硬化性樹脂材料である第１の樹脂材料ＰＬ１を第１の成形型ＭＤ１のマトリクス状に並んだ複数のキャビティ（光学転写面）ＭＤ１ｃ内に、適量だけ個別滴下する。
そして、図１（ｃ）に示すように、第１の成形型ＭＤ１を基板ＧＰに接近させ、基板ＧＰの第１面Ｓ１上の第１絞り部ＡＰ１に対応する位置で、第１の樹脂材料ＰＬ１を基板ＧＰと第１の成形型ＭＤ１とで挟み込む。
　かかる状態で、外部からＵＶ光などの所定波長の光を照射することで第１の樹脂材料ＰＬ１が硬化するので、これにより基板ＧＰの第１面Ｓ１に、第１のレンズ（第１樹脂層）Ｌ１が形成されることとなる。樹脂材料を個別滴下することで、光軸に垂直な方向に並ぶレンズ間に間隔ができるので、個片化の際にレンズの破損がしにくくなり、切断作業が容易になる。また、樹脂が基板全面を覆わないので、第１樹脂層成形後の離型時の基板の撓みを阻害しにくくなる。
　次に、図１（ｄ）に示すように、第１の成形型ＭＤ１を固定した状態で、基板ＧＰの第１面Ｓ１の周囲の一部に楔状の（基板ＧＰの一部を把持する構成でも良い。以下同じ）治具ＺＧを差し込み、第１の成形型ＭＤ１から遠ざかる方向に少しずつ移動させると、基板ＧＰは治具ＺＧ側から第１の成形型ＭＤ１より離型し離れてゆくが、このとき第１のレンズＬ１が基板ＧＰ上に貼り付いたまま離型される。尚、図１（ｅ）に示すように、第１のレンズＬ１は、光学面ＯＰ１と、その周囲のフランジ部ＦＬ１とを有するが、その境界は、光学面ＯＰ１及びフランジ部ＦＬ１より第１面Ｓ１に近くなっている。即ち、フランジ部ＦＬ１は、第１の樹脂材料ＰＬ１の量がばらついたでも、キャビティＭＤ１ｃから溢れないように機能する。光学面ＯＰ１及びフランジ部ＦＬ１の表面が成形面を構成する。
　ついで、図１（ｅ）に示すように基板ＧＰを反転し、第１のレンズＬ１を上面側とし、第２面Ｓ２を基板ＧＰの下面側とする。なお、本実施形態では成形型に樹脂材料を供給しており、気泡の抑制等に有利であるが、これに限るものではなく、基板側に供給してもよい。
　更に、光硬化性樹脂材料である第２の樹脂材料ＰＬ２を、上述したキャビティＭＤ１ｃに対応して形成された第２の成形型ＭＤ２の一列又はマトリクス状に並んだ複数のキャビティ（光学転写面）ＭＤ２ｃ内に、適量だけ個別滴下する。そして、図１（ｆ）に示すように、第２の成形型ＭＤ２を基板ＧＰに接近させ、基板ＧＰの第２面Ｓ２上の第２絞り部ＡＰ２に対応する位置で、第２の樹脂材料ＰＬ２を基板ＧＰと第２の成形型ＭＤ２とで挟み込む。
　かかる状態で、外部からＵＶ光などの所定波長の光を照射することで第２の樹脂材料ＰＬ２が硬化するので、これにより基板ＧＰの第２面Ｓ２に、第２のレンズ（第２樹脂層）Ｌ２が形成されることとなる。なお、第２樹脂材料は第１樹脂材料と同じものを用いてもよいし、異なる種類のものを用いてもよい。
　次に、図１（ｇ）に示すように、第２の成形型ＭＤ２を固定した状態で、基板ＧＰの第２面Ｓ２の周囲の一部に楔状の治具ＺＧを差し込み、第２の成形型ＭＤ２から遠ざかる方向に移動させると、基板ＧＰは治具ＺＧ側から第２の成形型ＭＤ２より離型し離れてゆくが、このとき第２のレンズＬ２が基板ＧＰ上に貼り付いたまま離型される（図１（ｈ））。これにより図４に示すようなウエハレンズＷＬが形成される。尚、図５（ｂ）に示すように、第２のレンズＬ２も、光学面ＯＰ２と、その周囲のフランジ部ＦＬ２とを有するが、その境界は、光学面ＯＰ２及びフランジ部ＦＬ２より第２面Ｓ２に近くなっている。光学面ＯＰ２及びフランジ部ＦＬ２の表面が成形面を構成する。なお、図４には、基板の表面のレンズのみを図示されているが、基板の裏面にもレンズが形成されている。
　図５（ａ），（ｂ）は、レンズＬ１、Ｌ２を光軸方向に見た図である。図５（ａ）、（ｂ）を参照して、光軸方向から見たときに、第１絞り部ＡＰ１と第１のレンズＬ１との重複したドーナツ状の面積（上図中のハッチング領域）の内径がφ１で、外径がφ２であり、また第２絞り部ＡＰ２と第２のレンズＬ２との重複したドーナツ状の面積（下図中のハッチング領域）の内径がφ３で、外径がφ４であるときに、以下の式が成立する。
　π（（φ２－φ１）／２）2＜π（（φ４－φ３）／２）2　　　（１）
　本実施形態によれば、上述した式（１）に従い、第１絞り部ＡＰ１との重複した面積が小さい第１のレンズＬ１を成形した後に、第１の成形型ＭＤ１から基板ＧＰの離型を行うことで、密着性の高いレンズを成形し、基板の裏面にレンズのない状態で基板を撓ませて離型を行うことにより、レンズ剥離の抑制を図りつつ、比較的短時間で離型を行うことができる。次いで、第１のレンズＬ１を成形した基板ＧＰの反対側の第２面Ｓ２に第２のレンズＬ２を成形した後に、第２の成形型ＭＤ２から基板ＧＰの離型を行うことで、更にレンズ剥離の抑制を図っている。これにより、レンズ剥離の発生を最小限に抑えることができる。
　更に、同様な工程を経て、基板ＧＰ’に第１のレンズＬ１’と第２のレンズＬ２’を有する別のウエハレンズＷＬ’を形成した後に、基板ＧＰ、ＧＰ’に形成した不図示のアライメントマークなどを基準として、図２（ａ）に示すように、２つのウエハレンズＷＬ、ＷＬ’の各レンズの光軸を合わせつつ、スペーサＳＰを介してウエハレンズＷＬ、ＷＬ’を重ね合わせ、接着剤を塗布して固定する。
　その後、ウエハレンズＷＬ及びＷＬ’を接合した中間生成体ＩＭから、基板の平面方向に並ぶレンズ間を、図２（ａ）に示す点線で示す位置でダイシングすることにより切断して、図２（ｂ）に示すようなレンズユニットＬＳを得ることができる。尚、中間生成体ＩＭを切断することなく、そのまま複眼用レンズユニットとして用いることもできる。つまり、平面方向に並ぶ各積層レンズ部がそれぞれ異なる位置に結像することで得られる複数の画像を合成してより解像度の高い画像を得るいわゆる複眼型撮像装置に用いられる複眼用レンズユニットとして用いることができる。本例のレンズユニットＬＳは、物体側から、物体側に凸の第１レンズＬ１，像側に凹の第２レンズＬ２，物体側に凸の第３レンズＬ２’、像側に凹の第４レンズＬ１’からなり、第２絞り部ＡＰ２の開口径が最も小さく、それより第１絞り部ＡＰ１及び第３絞り部ＡＰ２’の開口径が大きく、更に第４絞り部ＡＰ１’の開口径が最も大きくなっている。具体的な例としては、各レンズの重複部の面積の比率が、Ｌ１：Ｌ２：Ｌ１’：Ｌ２’＝２．２７：１．３５：１．６３：１．８８とすることができる。もちろん、光学特性が損なわれない範囲でこれらの比率を変化させてもよい。絞り部とレンズとの重複部分の面積を光学特性が損なわれない範囲で変えることにより、離型時のレンズの剥離防止と離型時間の短縮とを両立させることができる。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について、図３を参照して説明する。なお、以下の説明で説明した箇所以外は第１実施形態と同様である。まず、図３（ａ）に示すように、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２を有する平行平板ガラス（もしくは樹脂）製の基板ＧＰを準備するが、図３（ｂ）に示すように、基板ＧＰの第２面Ｓ２にのみ、等間隔にドーナツ状の黒いレジストを塗布して、第２絞り部ＡＰ２を形成する。
　次いで、光硬化性樹脂材料である第１の樹脂材料ＰＬ１を第１の成形型ＭＤ１の一列又はマトリクス状に並んだ複数のキャビティ（光学転写面）ＭＤ１ｃ内に、適量だけ個別滴下する。これは上述した実施形態と同様な位置である。そして、図３（ｃ）に示すように、第１の成形型ＭＤ１を基板ＧＰに接近させ、第１の樹脂材料ＰＬ１を基板ＧＰと第１の成形型ＭＤ１とで挟み込む。
　かかる状態で、外部からＵＶ光などの所定波長の光を照射することで第１の樹脂材料ＰＬ１が硬化するので、これにより基板ＧＰの第１面Ｓ１に、第１のレンズ（樹脂層）Ｌ１が形成されることとなる。
　次に、図３（ｄ）に示すように、第１の成形型ＭＤ１を固定した状態で、基板ＧＰの第１面Ｓ１の周囲の一部に楔状の治具ＺＧを差し込み、第１の成形型ＭＤ１から遠ざかる方向に移動させると、基板ＧＰは治具ＺＧ側から第１の成形型ＭＤ１より離型し離れてゆくが、このとき第１のレンズＬ１が基板ＧＰ上に貼り付いたまま離型される。
　ついで、図３（ｅ）に示すように基板ＧＰを反転し、第１のレンズＬ１を上面側とし、第２面Ｓ２を基板ＧＰの下面側とする。
　更に、光硬化性樹脂材料である第２の樹脂材料ＰＬ２を、上述したキャビティＭＤ１ｃに対応して形成された第２の成形型ＭＤ２の一列又はマトリクス状に並んだ複数のキャビティ（光学転写面）ＭＤ２ｃ内に、適量量だけ個別滴下する。そして、図３（ｆ）に示すように、第２の成形型ＭＤ２を基板ＧＰに接近させ、基板ＧＰの第２面Ｓ２上の第２絞り部ＡＰ２に対応する位置で、第２の樹脂材料ＰＬ２を基板ＧＰと第２の成形型ＭＤ２とで挟み込む。
　かかる状態で、外部からＵＶ光などの所定波長の光を照射することで第２の樹脂材料ＰＬ２が硬化するので、これにより基板ＧＰの第２面Ｓ２に、第２のレンズ（樹脂層）Ｌ２が形成されることとなる。
　次に、図３（ｇ）に示すように、第２の成形型ＭＤ２を固定した状態で、基板ＧＰの第２面Ｓ２の周囲の一部に楔状の治具ＺＧを差し込み、第２の成形型ＭＤ２から遠ざかる方向に移動させると、基板ＧＰは治具ＺＧ側から第２の成形型ＭＤ２より離型し離れてゆくが、このとき第２のレンズＬ２が基板ＧＰ上に貼り付いたまま離型される。これにより第１面Ｓ１に絞り部がないウエハレンズＷＬ”が形成される（図３（ｈ））。
　本実施形態によれば、第１のレンズＬ１と基板ＧＰとの間に絞り部がないので、第１のレンズＬ１を成形した後に、第１の成形型ＭＤ１から基板ＧＰの離型を行うことで、レンズ剥離の抑制を図り、次いで、第１のレンズＬ１を成形した基板ＧＰの反対側の第２面Ｓ２に第２のレンズＬ２を成形した後に、第２の成形型ＭＤ２から基板ＧＰの離型を行うことで、第２の絞り部ＡＰ２が形成されていても、両面でのレンズ剥離の抑制を図ることができる。基板の一方の面には絞りがないため、レンズと基板の密着性が高く、基板を撓ませて離型することで速く離型を行うことができる。尚、このようにして形成されたウエハレンズＷＬ”は、図２に示すように、別のウエハレンズと組み合わせて切断した後に、レンズユニットを形成できる。
　本発明は、明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施形態は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。例えば、ウエハレンズの積層は２層のみならず、３層以上でも良い。又、レンズや絞り部の形状は円形に限られず、非円形でも良く、その場合でも、重複した領域の面積同士を比較する。
ＡＰ１ 第１の絞り部
ＡＰ２ 第２の絞り部
ＦＬ１ フランジ部
ＦＬ２ フランジ部
ＧＰ 基板
ＩＭ 中間生成体
Ｌ１ 第１のレンズ
Ｌ２ 第２のレンズ
ＬＳ レンズユニット
ＭＤ１ 第１の成形型
ＭＤ１ｃ キャビティ
ＭＤ２ 第２の成形型
ＭＤ２ｃ キャビティ
ＯＰ１ 光学面
ＯＰ２ 光学面
ＰＬ１ 第１の樹脂材料
ＰＬ２ 第２の樹脂材料
Ｓ１ 第１面
Ｓ２ 第２面
ＳＰ スペーサ
ＷＬ、ＷＬ’、ＷＬ” ウエハレンズ
ＺＧ 治具

Claims (8)

  1. 　基板と、前記基板の一方の面上に設けられ複数の光学面を含む成形面を有する第１樹脂層と、前記基板と前記第１樹脂層との間に設けられた第１絞り部と、前記基板の他方の面上に設けられ複数の光学面を含む成形面を有する第２樹脂層と、前記基板と前記第２樹脂層との間に設けられた第２絞り部とを備えるウエハレンズの製造方法であって、
    　前記基板の一方の面上に、前記複数の光学面に対応づけて前記第１絞り部を形成する工程と、
    　前記複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第１転写型と、前記基板との間に少なくとも一部が前記第１絞り部に重なるように第１の硬化性樹脂材料を介在させ、前記第１転写型により前記成形面を有する前記第１樹脂層を成形する工程と、
    　前記基板を前記第１成形型から離型する工程と、
    　前記基板の他方の面上に、前記複数の光学面に対応づけて前記第２絞り部を形成する工程と、
    　前記第１樹脂層が形成された前記基板を前記第１成形型から離型した後に、前記複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第２転写型と、前記基板との間に少なくとも一部が前記第２絞り部に重なるように第２の硬化性樹脂材料を介在させ、前記第２転写型により前記成形面を有する前記第２樹脂層を成形する工程と、
    　前記基板を前記第２成形型から離型する工程と、を有し、
    　光軸方向に見たときに、前記第１絞り部と前記第１樹脂層との重複した面積は、前記基板を挟んで対向する前記第２絞り部と前記第２樹脂層との重複した面積よりも小さいことを特徴とするウエハレンズの製造方法。
  2. 　前記第１絞り部と前記第２絞り部は、前記基板に付着される黒色レジスト材料からなることを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造方法。
  3. 　前記第１絞り部と前記第１樹脂層との重複した面積は、３ｍｍ2以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウエハレンズの製造方法。
  4. 　基板と、前記基板の対向する面上にそれぞれ設けられ複数の光学面を含む成形面を有する２つの樹脂層と、前記基板と一方の面上の第１樹脂層の間にのみに設けられた絞り部とを備えるウエハレンズの製造方法であって、
    　前記基板の一方の面上に、前記複数の光学面に対応づけて前記絞り部を形成する工程と、
    　複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第１転写型と、前記基板の他方の面との間に第１の硬化性樹脂材料を介在させて、前記第１樹脂層を成形した後に、前記基板を前記第１成形型から離型する工程と、
    　前記第１樹脂層が形成された前記基板を前記第１成形型から離型した後に、複数の光学面に対応する複数の光学転写面を有する第２転写型と、前記基板の一方の面との間に少なくとも一部が前記絞り部に重なるように第２の硬化性樹脂材料を介在させて第２樹脂層を成形した後に、前記基板を前記第２成形型から離型する工程と、を有することを特徴とするウエハレンズの製造方法。
  5. 　前記絞り部は、前記基板に付着される黒色レジスト材料からなることを特徴とする請求項４に記載のウエハレンズの製造方法。
  6. 　前記硬化性樹脂材料は、前記複数の光学転写面毎に個別に付与されることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のウエハレンズの製造方法。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載のウエハレンズの製造方法により製造されたウエハレンズを切断することにより形成されたことを特徴とする撮像レンズ。
  8. 　請求項１～６のいずれかに記載のウエハレンズの製造方法により製造されたウエハレンズを積層した後、切断することにより形成されたことを特徴とする撮像レンズ。
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