WO2014092148A1 - レンズアレイ構造体の製造方法及びレンズアレイ構造体 - Google Patents

レンズアレイ構造体の製造方法及びレンズアレイ構造体 Download PDF

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WO2014092148A1
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lens
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林田貴一
山本信一
新井啓司
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コニカミノルタ株式会社
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Definitions

  • a spacer may be attached to the wafer lens in advance in order to adjust the positional relationship between the lens portion of the wafer lens and the light receiving element when the light receiving element is attached to the wafer lens.
  • an adhesive is applied to the surface of the wafer lens or spacer to bond them together.
  • the thickness of the molding layer can be changed according to the variation in the thickness of the substrate, and the thickness of the adhesive layer during lamination can be kept thin and constant.
  • a spacer that enables wafer stacking by bonding to a wafer lens or the like, there is one that is molded using a curable material (see Patent Document 3).
  • the spacer is formed with depressions and grooves to release air bubbles when bonded to the wafer lens and regulate the flow of the adhesive to prevent the adhesive from entering the opening of the spacer.
  • the adhesive is generally applied by screen printing or using a dispenser.
  • screen printing since there are protrusions on the wafer lens, it is appropriate to apply an adhesive to the surface of the spacer.
  • a dispenser In the case of using a dispenser, it can be applied regardless of the presence or absence of protrusions, so that it can be applied to either a wafer lens or a spacer.
  • a method of applying the adhesive in a grid frame shape and a method of applying the adhesive in a grid dot shape are considered.
  • the adhesive is spread and spread around the lens. It is required to be enclosed and sealed inside.
  • the periphery of the peripheral lens portion (hereinafter referred to as the peripheral lens portion) disposed on the outermost periphery is the inner lens portion disposed on the inner side of the peripheral lens portion.
  • the structure and adhesive application conditions are different from those in the vicinity of (hereinafter referred to as the internal lens portion).
  • the adhesive around the periphery lens part behaves differently from the adhesive around the inner lens part.
  • a pressure difference between a closed space or a closed region formed around the lens unit near the center and an open region outside the peripheral lens unit causes a difference in the closed space.
  • the adhesive layer is interposed between the molding layer on the substrate and the spacer, and the layers are laminated.
  • stress is concentrated on the molding layer during dicing, and the molding layer is easily peeled off at the interface with the substrate.
  • the wafer lens is likely to warp due to the influence of curing shrinkage, and it is difficult to control the thickness of the laminate obtained from this.
  • the adhesive will enter the optical surface part due to the influence, or optical failure will occur, or bubbles will be generated, and when cutting, there will be a hole in the cut surface leading to the optical surface. It is thought that water may enter and cause the optical surface to become dirty.
  • Patent Document 1 when the shape for suppressing the resin flow is imparted to the spacer as in Patent Document 3, the effect of suppressing the intrusion of the adhesive into the lens portion can be expected, but Patent Document 1 also mentions it. There is a high possibility that spacer warpage becomes a problem. Further, the disadvantage that the manufacturing cost of the mold for manufacturing the spacer, the molding process, etc. increase and the process becomes more complicated is easily recalled.
  • a method of manufacturing a lens array structure includes a step of preparing a lens array having a plurality of lens bodies, a step of preparing a spacer having openings corresponding to the lens bodies, and a lens. Applying an adhesive to one of the support surface of the array and the end surface of the spacer in a regular predetermined application pattern that can be arranged around each of the plurality of lens bodies, and the support surface and the end surface with the adhesive interposed therebetween The lens array and the spacer are bonded to each other, and the adhesive sandwiched between the support surface and the end surface is cured to bond the lens array and the spacer.
  • the additional pattern is a modified unit pattern.
  • the additional pattern includes a pattern element different from the unit pattern.
  • a dummy lens when preparing the lens array, is formed outside the lens body on the outer edge side of the lens body.
  • the dummy lens means a three-dimensional shape similar to a lens formed in an unusable area because the outer shape after dicing is not sufficient for a predetermined size of a target piece.
  • a substrate, a plurality of lens portions each having an optical surface molded on at least one substrate surface of the substrate, and an optical on one substrate surface A lens array having a bank-like projection surrounding the periphery of the surface is prepared, and in the step of bonding the lens array and the spacer, the adhesive interposed between one substrate surface of the lens array and the spacer is cured. As a result, an adhesive portion for joining the lens array and the spacer is formed.
  • the bank-like projections are separately supplied between the substrate and the transfer mold, and the supply amount of the lens resin material that becomes the lens portion is necessary to form the optical surface of the lens portion. It is formed by adjusting so as to exceed the amount.
  • the adhesive has a viscosity at 25 ° C. of 6000 cP or more and 15000 cP or less. Preferably it is 7000 cP or more, more preferably 8000 cP or more.
  • the adhesive has a thixo ratio at 25 ° C. of 1.05 or more and 1.3 or less.
  • a further lens array joined to the spacer so as to face the lens array with the spacer interposed therebetween is further provided.
  • the second resin layer 13 is made of resin like the first resin layer 12 and is formed on the other substrate surface 11 b provided on the substrate 11.
  • the second resin layer 13 has a plurality of second lens elements 13e.
  • Each second lens element 13e has a circular outline and is independent in a state of being separated from each other.
  • the second lens element 13e constitutes the lower part of the lens body 10a of the compound lens 10e.
  • the second lens elements 13e are two-dimensionally arranged in the XY plane on the substrate 11.
  • the position of each second lens element 13 e corresponds to the position of each first lens element 12 e on the opposite side of the substrate 11.
  • Each second lens element 13e is a convex aspherical lens portion and has a second optical surface 13a.
  • the transfer mold 72 for the first resin layer 12 of the first lens array 10 has been described above. However, the transfer mold (not shown) for the second resin layer 13 shown in FIG. It is only different and made in the same way.
  • the second resin layer 13 can also be produced in parallel with the first resin layer 12. In this case, before removing the substrate 11 from the transfer mold 72, the substrate 11 is inverted as necessary, and is not cured on the substrate surface 11b on the back of the substrate 11 or on the transfer mold (not shown) for the second resin layer 13.
  • the second resin layer 13 is formed by supplying the resin 82, pressing a transfer mold (not shown) for the second resin layer 13 against the substrate surface 11b and irradiating with ultraviolet rays. Thereafter, the transfer mold 72 for the first resin layer 12 and the transfer mold (not shown) for the second resin layer 13 are released simultaneously or one by one in order to release them from both transfer molds at once.
  • the first lens array 10 can be obtained.
  • a diaphragm can be formed on one of the substrate surfaces 11a and 11b of the substrate 11 so as to correspond to the pattern of the lens elements 12e and 13e.
  • the stop is formed by, for example, applying a black resist material and patterning the black resist in the peripheral region of the lens elements 12e and 13e.
  • the aperture can be formed by applying a black paint to the surrounding area of the lens elements 12e and 13e by screen printing or an ink jet coating apparatus.
  • the first spacer 30 is prepared by manufacturing the first spacer 30 constituting the lens array structure 100 (step S12). Although not specifically shown, a sheet of glass, ceramics, or the like that is the material of the first spacer 30 is prepared, and the opening 32 is formed at a proper position on the sheet with a pattern corresponding to the first lens element 12e. Various methods such as wet etching, dry etching, and machining can be used to form the opening 32.
  • the additional pattern PA1 provided outside the basic pattern PA0 is a combination of a plurality of pattern elements P1 different from the unit pattern P0.
  • the pattern element P1 has a shape similar to a part of the unit pattern P0 (specifically, a shape corresponding to two orthogonal sides or an L-shaped part of the unit pattern P0), and a part of the unit pattern P0.
  • the outer peripheral side of the basic pattern PA0 is made wider. That is, the additional pattern PA1 has a coating density higher in the region adjacent to the peripheral direction DX of the lens element 10p on the outer edge side than in the case of the unit pattern P0 alone.
  • Epoxy compound solid at normal temperature There is no restriction
  • the epoxy compound that is solid at room temperature includes those that are semi-solid at room temperature.
  • epoxy compound that is solid at room temperature those having an average molecular weight in the range of 500 to 10,000 are preferred, and those having an average molecular weight in the range of 1000 to 6000 are more preferred. This is because an epoxy compound having an average molecular weight of less than 500 is in a liquid state at room temperature, and when an epoxy compound having an average molecular weight of more than 10,000 is used, the viscosity of the adhesive increases and becomes unsuitable for coating.
  • the shape of the epoxy compound that is solid at room temperature is not particularly limited, but is preferably a powder or granular material having an average particle size of 0.1 to 0.5 mm.
  • the average particle size is less than 0.1 mm, the dispersibility of the epoxy compound that is liquid at room temperature as a curing aid is good, but pulverization may be necessary. In some cases, it may not be possible to mix uniformly with the ingredients.
  • Epoxy compound having a molecular structure having an aromatic ring in a repeating unit An epoxy compound having a molecular structure having an aromatic ring in a repeating unit, particularly an epoxy compound which is solid at room temperature, has extremely high crystallinity and has a room temperature. It becomes a crystalline solid at 25 ° C. and has a property that the viscosity rapidly decreases in a temperature region higher than 25 ° C. That is, although the said epoxy compound is a crystalline solid at 25 degreeC of room temperature, when it exceeds 25 degreeC, it is supposed that a crystal structure will be broken and a viscosity will fall.
  • the adhesive 83 according to the embodiment realizes a low viscosity at the time of heating by containing the epoxy compounds of the above (1) and (2), so that only a conventional diluent is added to make the viscosity low. Voids do not occur like adhesives. Moreover, since the said epoxy compound becomes what was excellent in heat resistance, the heat resistance of the adhesive agent 83 of embodiment containing this epoxy compound will also be excellent.
  • the openings 32 are outside the openings 32 p on the outer edge side. Since the additional pattern PA1 of the adhesive 83 is formed, it is possible to restrict the adhesive 83 applied to the periphery of the opening 32p on the outer edge side from being pushed out to the periphery. Therefore, it is possible to prevent the adhesive 83 from climbing onto the optical surface of the lens element 10p or generating air bubbles around the lens element 10p, thereby suppressing the occurrence of defective products.
  • the adhesive can be sufficiently spread around the lens body on the outer edge side, and the effect of suppressing the generation of bubbles can be enhanced.
  • the substrate portion 11e sandwiched between the first lens element 12e and the second lens element 13e on the compound lens 10e side is a part cut out from the substrate 11 shown in FIG. 17C and the like.
  • the spacer portion 331 disposed around the first lens element 12 e is a part cut out from the first spacer 30.
  • the substrate portion 21e sandwiched between the first lens element 22e and the second lens element 23e on the compound lens 20e side is a part cut out from the substrate 21 shown in FIG. 17C and the like.
  • the spacer portion 341 disposed around the first lens element 22 e is a part cut out from the second spacer 40.
  • an adhesive portion 350 exists so as to keep the internal space S1 airtight, and between the compound lens 10e, the spacer portion 341, and the compound lens 20e, The bonding portion 350 exists so as to keep the internal space S2 airtight.
  • the main component of the adhesive 83 is (1) an epoxy compound that is solid at room temperature, more preferably (2) an epoxy having a molecular structure having an aromatic ring in a repeating unit, as described in the first embodiment.
  • Compounds can be used.
  • the adhesive 83 of the embodiment becomes a creamy semi-fluid near room temperature, and becomes a liquid with a reduced viscosity at a relatively high temperature of 50 to 80 ° C. Therefore, it becomes easy to drop the adhesive 83 as a droplet by a dispenser or the like. For example, when the adhesive is individually supplied onto a large number of lattice points, the throughput of the process can be extremely increased. On the other hand, once the adhesive 83 is dripped onto the optical members such as the first lens array 10 and the first spacer 30, the adhesive 83 is rapidly cooled to about room temperature and the viscosity rapidly increases.
  • the drop amount is concentrated at one point so that the clearance between the workpiece and the lens element can be widened. Can be relaxed. As a result, the required accuracy for the movable shaft on which the dispenser is mounted can be lowered, and the device cost can be reduced. Further, the above method can be applied regardless of the number of matrixes of lens elements in the lens array, and advantages such as suppression of bubble generation can be enjoyed as they are.
  • the first lens array 10 is prepared by manufacturing the first lens array 10 (step S11).
  • the outline of the manufacturing process of the first lens array 10 is as shown in FIG. 2B.
  • an adhesive 83 is supplied onto the substrate surface 11a of the substrate 11 of the first lens array 10 obtained in the step S11 (step S13).
  • the exposed surface (support surface 11f) where the first lens element 12e is not formed for example, the application region A2 described in the second embodiment (FIG. 11A, etc.)
  • the adhesive 83 is applied by, for example, dropping from the discharge nozzle.
  • the support surface 11f is a region between a plurality of adjacent lens elements, and more preferably, an intermediate point C1 surrounded by four first lens elements 12e ( The adhesive 83 is dropped onto the basic pattern PO).
  • the dispenser 91 is driven by the drive unit 92 to move three-dimensionally, moves above the target intermediate point C1, and drops the liquid adhesive 83 whose temperature is controlled by the drive unit 92 from the nozzle end 91a. .
  • the processing speed of the adhesive 83 can be improved, and the adhesive 83 is spread and applied to the central region C2 around the intermediate point C1.
  • the amount of the adhesive 83 dropped is such that the space sandwiched between the substrate surface 11a of the first lens array 10 and the end surface 30u of the spacer body 31 when completely pressed by the first spacer 30 is completely filled with the adhesive 83.
  • the amount of the adhesive 83 slightly overflows from this space to the surroundings.
  • the adhesion part 50 is provided so that it may protrude from the opposing area
  • step S15 ultraviolet rays are irradiated from the substrate surface 11b side on the back of the substrate 11, and the adhesive 83 sandwiched between the first lens array 10 and the first spacer 30 is cured to form the adhesive portion 50 (step S15). ).
  • the bonding portion 50 has a raised portion 52 that protrudes from the bonding layer 51 sandwiched between the substrate surface 11a and the spacer body 31 to the peripheral opening 32 side. Then, the lens array structure 100 is completed by removing the suction jig 94a (see FIG. 21C).
  • samples 1 to 3 which are adhesives mainly composed of a normal temperature solid bisphenol A type epoxy resin material, were prepared.
  • the viscosity of Sample 1 was 7200 CP
  • the thixo ratio was 1.11
  • the viscosity of Sample 2 was 6800 CP
  • the thixotropy was 1.06
  • the viscosity of Sample 3 was 8700 CP
  • the thixotropy was 1.07.
  • the viscosity and thixo ratio were measured by the following procedures (1) and (2).
  • the adhesive strength after hardening, the wettability before hardening, etc. were measured in the procedure of following (3) and (4).
  • the lens array structure according to the tenth embodiment will be described below.
  • the lens array structure according to the tenth embodiment is a modification of the lens array structure according to the eighth embodiment, and items not specifically described are the same as those according to the eighth embodiment.
  • FIG. 26B is a diagram illustrating the fixing of the first spacer 30 to the first lens array 10 of FIG. 26A.
  • the adhesive 83 is filled so as to get over or run over the protrusions 15 and 215, but the adhesive 83 is prevented from getting over the outer protrusions 215 and 315, and the inner protrusion 15 It is reliably prevented that the adhesive 83 gets over.
  • the first lens array 10 is not limited to the first resin layer 12 and the second resin layer 13 provided on both sides of the substrate 11, and a single resin layer may be provided on one side of the substrate 11. it can.
  • the first lens array 10 can be formed of glass, resin, or other single material.
  • it may be a plastic lens array made of a resin integral obtained by injection molding a molten resin, or a glass lens array made of a glass integral obtained by press molding molten glass. May be.
  • the substrate surface 11a of the substrate 11 is subjected to hydrophilic treatment such as silane coupling treatment or plasma treatment, but the hydrophilic treatment may be omitted.
  • the manufacturing method of the first lens array 10 and the first spacer 30 described in the above embodiment is merely an example, and various methods that are not illustrated can be used.
  • the outer shape of the lens array structure is a disc shape, but it may be a polygonal shape such as a square shape or a hexagonal shape, or may be an elliptical shape.
  • the bank-like protrusion 15 is not limited to the outer ring mountain shape having a sharp upper end, and may have a gentle undulation with a corner of the top portion 15a.
  • the individual lens array structure 100 before the lens array structure 200 is formed a structure in which the lens array structure 100 is laminated in two layers, and the like can be separated into pieces by dicing.

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Abstract

光学面への接着剤の乗り上げや気泡の発生を抑えることで不良品の発生を抑制できるレンズアレイ構造体の製造方法を提供する。レンズアレイ10,20上に形成された第1レンズ要素12eの間に接着剤83を塗布する際に、第1レンズ要素12eのうち外縁側のレンズ要素10pの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側のレンズ要素10pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。よって、接着剤83がレンズ要素10pの光学面へ乗り上げたりレンズ要素10pの周囲に気泡発生したりすることを防止でき、不良品の発生を抑制できる。

Description

レンズアレイ構造体の製造方法及びレンズアレイ構造体
 本発明は、基板上にレンズ部をアレイ状に成形したレンズアレイ構造体の製造方法及びレンズアレイ構造体に関し、特に支持体としてのスペーサーを備えるレンズアレイ構造体の製造方法等に関する。
 ウェハーレンズとして、ガラス製の透明な基板の表裏に複数のレンズを配列した樹脂製の層を成形したものが存在する(特許文献1参照)。このようなウェハーレンズは、マスター型からの転写、又はマスター型から1回以上転写された透明型からの転写を経て作製される。なお、ウェハーレンズの基板の表面は、一体の成形層で覆われている。ウェハーレンズを複数積層してウェハーレンズの積層体を製造する場合、上下のウェハーレンズを支持するとともに上下に位置するレンズ部間の配置関係を調整するスペーサーをウェハーレンズ間に介在させる必要がある。また、ウェハーレンズに受光素子を取り付ける際のウェハーレンズのレンズ部及び受光素子間の配置関係調整のために、予めウェハーレンズにスペーサーを取り付ける場合がある。これらの積層体を製造する際には、ウェハーレンズ又はスペーサーの表面に接着剤を塗布して、お互いを接合する。上記のウェハーレンズの場合、基板の厚みのばらつきに応じて成形層の厚みを変えることができ、積層時の接着剤層の厚みを薄くかつ一定に保つことができる。
 なお、別のタイプのウェハーレンズとして、基板上に複数の独立したレンズ部を個別に配列したものも存在する(特許文献2参照)。このウェハーレンズは、基板上にレンズの配列に対応させて複数の塊状のレンズ樹脂を供給し、このようなレンズ樹脂を型の転写によって一括成形して複数の独立したレンズ部とすることによって作製される。この場合、隣接するレンズ部間に基板の表面が露出した部分が形成される。
 また、ウェハーレンズ等と接合することによってウェハースタックを可能にするスペーサーとして、硬化性材料を用いて成形されるものが存在する(特許文献3参照)。このスペーサーには、窪みや溝が形成されており、ウェハーレンズとの接着時の気泡を逃がし、接着剤の流れを規制して接着剤がスペーサーの開口に入ることを防止している。
 接着剤の塗布は、スクリーン印刷やディスペンサーを用いる方法が一般的である。スクリーン印刷を使用する場合は、ウェハーレンズについては突起が存在するため、スペーサーの表面へ接着剤を塗布するのが妥当である。ディスペンサーを用いる場合は、突起の有無に関わらず塗布できるため、ウェハーレンズ及びスペーサーのいずれにも塗布することができる。特にディスペンサーを使用する場合、接着剤を格子枠状に塗布する方法と、格子点状に孤立して塗布する方法とが考えられる。いずれの場合も、接着後の積層体のダイシングの際、切削時に吹き付ける水等の洗浄用液体が個片内部に侵入することを防ぐため、積層時に接着剤を押し広げ、レンズ周囲が接着剤で囲まれ内部が密閉されるようにすることが求められる。
 上記のように接着剤を塗布する場合、最外周に配置された辺縁のレンズ部(以下、辺縁レンズ部)の周辺は、かかる辺縁レンズ部よりも内側に配置された内部のレンズ部(以下、内部レンズ部)の周辺と比較して構造や接着剤の塗布条件が異なる。このため、辺縁レンズ部の周辺における接着剤は、内部レンズ部の周辺における接着剤と異なる挙動をする。例えば、接着剤を挟んでの積層体中において、中央寄りのレンズ部の周囲に形成された閉空間又は閉領域と、辺縁レンズ部の外側の開放領域との気圧差により、閉空間内の空気が移動して辺縁レンズ部等の周囲に充填された接着剤を押し出し、光学面への接着剤の乗り上げが発生し、あるいは気泡が形成されやすいと考えられる。気泡が発生することでウェハーレンズとスペーサーとの十分な接着性が確保できなくなるおそれがある。特にダイシングライン上に気泡が発生した場合、その後のダイシングの際、以下のような問題が生じる。レンズアレイとしてのウェハーレンズとスペーサーとが接着された構造体のダイシングを行う際には、切断後の構造体の飛散を防止するため、スペーサーの裏面に取り外し可能な低接着力のダイシングテープを貼り付け、ダイシングテープを完全に切断しないようにダイシングを行う。このとき、上述したようにダイシングライン上に気泡が存在すると、ダイシングテープが直接貼られていないウェハーレンズのうち周辺部の下面に対する接着力が弱くなるため、切断中に上層側の周辺部の破片が剥がれて飛びやすい。飛んだ破片が上部の光学面に当たると、破片によって光学面に傷が形成され、製品の不良となる。
 また、特許文献1等で提案されているような基板上に樹脂製の成形層を成形する方法では、基板上の成形層とスペーサーとの間に接着剤を介在させ積層することになる。この場合、ダイシング時に成形層に応力が集中し、基板との界面において成形層が剥離しやすくなる。また、成形層がウェハー面内で一体となっているため硬化収縮の影響を受けてウェハーレンズが反りやすく、これから得た積層体の厚み制御が難しいという欠点がある。
 また、特許文献2で提案されているように基板上に独立したレンズ部を成形する方法では、ウェハーレンズの基板面に直接接着剤を塗付することが可能であり、ダイシング起因の剥がれの発生を原理上起こさないことが期待できる。また、特許文献1で言及されている寸法誤差、成形厚誤差、光学性能誤差等の発生を防止できる点は、特許文献2の方法においては接着剤層厚を調整することにより達せられる。ただし、特許文献2の方法において接着剤層の厚みを増した場合、積層時の樹脂流動性が増し、積層プロセス進行時に接着剤で囲まれた閉領域が生じると、プロセスの進行によるウェハーレンズとスペーサーとの間のギャップ縮小に伴い閉領域の気圧が増す。その際、閉領域間に気圧差が存在すると、その影響を受け接着剤が光学面部へ侵入し光学不良となるか、あるいは気泡が生じ、切断時に切断面に光学面に通ずる穴が空いて切削水が侵入し、光学面の汚れの原因となることが考えられる。
 さらに、特許文献3のようにスペーサーに樹脂流動を抑制するための形状を付与する場合、接着剤がレンズ部に侵入することを抑制する効果は期待できるが、特許文献1でも言及しているようにスペーサーの反りが問題になる可能性が高い。また、スペーサーを作製するための型の作製コスト、成形工程等が増えることになりプロセスがさらに複雑になってしまうという欠点が容易に想起される。
国際公開WO2009/133756号公報 特表2009-530136号公報 特表2011-508900号公報
 本発明は、光学面への接着剤の乗り上げや気泡の発生を抑えることで不良品の発生を抑制できるレンズアレイ構造体の製造方法及びかかる製造方法によって得られるレンズアレイ構造体を提供することを目的とする。
 また、本発明は、安価で反りの少ないスペーサーを備え、スペーサーを固定するための接着剤による光学不良を防止しつつダイシングに際して光学面の汚れが生じにくいレンズアレイ構造体の製造方法及びかかる製造方法によって得られるレンズアレイ構造体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構造体の製造方法は、複数のレンズ本体を有するレンズアレイを準備する工程と、レンズ本体に対応する開口を有するスペーサーを準備する工程と、レンズアレイの支持面とスペーサーの端面との一方に接着剤を、複数のレンズ本体のそれぞれの周囲に配置され得る規則的な所定の塗布パターンで塗布する工程と、接着剤を挟んで支持面と端面とを対向させてレンズアレイとスペーサーとを貼り合わせる工程と、支持面と端面との間に挟まれた接着剤を硬化させることによって、レンズアレイとスペーサーとを接合する工程とを備え、接着剤を塗布する工程において、レンズ本体のうち外縁側のレンズ本体の外側と、開口のうち外縁側の開口の外側との少なくとも一方に、接着剤の追加パターンを形成する。具体的には、例えばレンズアレイ上に形成されたレンズ本体の間に接着剤を塗布する場合、レンズ本体のうち外縁側のレンズ本体の外側に、接着剤の追加パターンを形成し、スペーサーに形成された開口間に接着剤を塗布する場合、開口のうち外縁側の開口の外側に、接着剤の追加パターンを形成する。
 本発明の具体的な側面又は態様では、上記レンズアレイ構造体の製造方法において、所定の塗布パターンは、繰り返される複数の単位パターンを含む基本パターンであり、追加パターンは、単位パターンと異なるパターン要素を含む。なお、基本パターンについては、内側にある個々のレンズ本体に対して、例えば等幅あるいは同径のパターンが規則正しく並んでいる場合、個々のレンズ本体から見れば、例えば矩形状あるいは4隅ドット状の単位パターンが繰り返されているとみることができる。
 本発明の別の側面では、追加パターンは、単位パターンの一部を幅広にするものである。
 本発明のさらに別の側面では、追加パターンは、単位パターンを変形したものである。
 本発明のさらに別の側面では、所定の塗布パターンは、繰り返される複数の単位パターンを含む基本パターンであり、追加パターンは、単位パターンと同一のパターン要素を含み、所定の塗布パターンを連続的に拡張する。
 本発明のさらに別の側面では、追加パターンは、単位パターンと異なるパターン要素を含む。
 本発明のさらに別の側面では、追加パターンは、単位パターンよりも塗布密度が高い。
 本発明のさらに別の側面では、追加パターンは、空隙を形成するための閉領域を有する。
 本発明のさらに別の側面では、所定の塗布パターンは、レンズアレイ上に形成されたレンズ本体の間の格子点上又は格子枠上に分布する。
 本発明のさらに別の側面では、所定の塗布パターンは、スペーサー上に形成された開口の周囲を隙間なく充填する。
 本発明のさらに別の側面では、レンズアレイを準備する際に、レンズ本体のうち外縁側のレンズ本体の外側に、ダミーレンズを形成する。ここで、ダミーレンズとは、ダイシング後の外形が目的とする個片の所定寸法に足りず、使えないエリアに形成しているレンズ類似の立体形状のことを意味するものとする。
 本発明のさらに別の側面では、ダミーレンズの少なくとも一部は、レンズ本体よりも占有面積が狭い。
 本発明のさらに別の側面では、スペーサーを準備する際に、開口のうち外縁側の開口の外側に、ダミー孔を形成する。ここで、ダミー孔とは、ダイシング後の外形が目的とする個片の所定寸法に足りず、使えないエリアに形成している孔のことを意味するものとする。
 本発明のさらに別の側面では、ダミー孔の少なくとも一部は、開口よりも占有面積が狭い。
 本発明のさらに別の側面では、レンズアレイを準備する工程においては、基板と、基板の少なくとも一方の基板面上に成形され光学面をそれぞれ有する複数のレンズ部と、一方の基板面上の光学面の周囲を囲む土手状の突起を有するレンズアレイを準備し、レンズアレイとスペーサーとを貼り合わせる工程においては、レンズアレイの一方の基板面とスペーサーとの間に介在させた接着剤を硬化させることによって、レンズアレイとスペーサーとを接合する接着部を形成する。
 本発明のさらに別の側面では、土手状の突起を、基板と転写型との間に個別に供給されレンズ部となるレンズ樹脂材料の供給量をレンズ部の光学面を形成するのに必要な量を超えるように調整することによって形成する。
 上記目的を達成するため、本発明に係るレンズアレイ構造体は、基板と、基板の少なくとも一方の基板面上に成形され光学面をそれぞれ有する複数のレンズ部とを有するレンズアレイと、一方の基板面側に設けられレンズ部に対応する開口を有するスペーサーと、接着剤の硬化によって形成され、レンズアレイとスペーサーとを接合する接着部とを備え、接着部は、レンズ本体のうち外縁側のレンズ本体と開口のうち外縁側の開口との外側に、複数のレンズ本体のそれぞれの周囲とは異なる追加パターン部を有する。
 本発明の別の側面では、上記レンズアレイ構造体において、レンズアレイは、一方の基板面上の光学面の周囲を囲む土手状の突起を有しており、接着部は、スペーサーの端面とレンズアレイとの対向領域からはみ出すように設けられている。なお、レンズアレイ構造体は、複数のレンズアレイを積層したものに限らず、単独のレンズアレイとセンサーアレイ等とを積層したもの等も含まれるものとする。
 本発明のさらに別の側面では、土手状の突起は、基板と転写型との間に個別に供給されレンズ部となるレンズ樹脂材料の供給量をレンズ部の光学面を形成するのに必要な量を超えるように調整することによって、レンズ部と一体的に形成されたものである。
 本発明のさらに別の側面では、土手状の突起は、転写型内の構造を転写することによって、レンズ部と一体的に形成されたものである。なお、樹脂止め用の土手状の突起を転写するための転写型内の構造は、光学面の転写面の周囲に拡張された拡張転写面を有するものとできる。
 本発明のさらに別の側面では、土手状の突起は、環状で周方向に垂直な方向に複数段となるように設けられている。
 本発明のさらに別の側面では、土手状の突起の一方の基板面からの高さは、接着部のうちスペーサーの端面と一方の基板面との間に延存する接着剤層の厚みと同等以上である。
 本発明のさらに別の側面では、複数のレンズ部は、格子点の位置に独立して配置されている。
 本発明のさらに別の側面では、接着部は、常温において固体であり加熱により液状に変化する性質を有する固形エポキシ化合物を光硬化性樹脂中に含有する接着剤によって形成されている。
 本発明のさらに別の側面では、固形エポキシ化合物は、繰り返し単位中に芳香環を有する分子構造を持つ化合物である。繰り返し単位中に芳香環を有する分子構造を持つエポキシ化合物は、極めて結晶性が高く25℃で固形となるとともに、25℃より高い温度領域において粘度が急激に低下(液状化)するという性質を有する。
 本発明のさらに別の側面では、接着剤は、25℃での粘度が6000cP以上15000cP以下である。好ましくは7000cP以上、さらに好ましくは8000cP以上とする。
 本発明のさらに別の側面では、接着剤は、25℃でのチクソ比が1.05以上1.3以下である。
 本発明のさらに別の側面では、接着剤は、硬化後の接着強度が0.4MPa以上である。
 本発明のさらに別の側面では、スペーサーを挟んでレンズアレイに対向するようにスペーサーに接合されている別レンズアレイをさらに備える。
図1Aは、第1実施形態のレンズアレイ構造体の平面図であり、図1Bは、図1Aに示すレンズアレイ構造体のAA矢視断面図である。 図2Aは、レンズアレイ構造体の製造工程について説明するフローチャートであり、図2Bは、レンズアレイの製造工程について説明するフローチャートである。 図3A~3Eは、レンズアレイ構造体の製造工程について説明する断面図である。 図4A~4Cは、レンズアレイ構造体の製造工程について説明する断面図である。 図5Aは、図1A等に示すレンズアレイ構造体を構成するレンズアレイの平面図であり、図5Bは、図5Aに示すレンズアレイのAA矢視断面図である。 図6Aは、図1A等に示すレンズアレイ構造体を構成するスペーサーの平面図であり、図6Bは、図6Aに示すスペーサーのAA矢視断面図である。 レンズアレイ上への接着剤の塗布パターンを示す図である。 図8A及び8Bは、スペーサーの接着工程を説明する平面図である。 図9A~9Cは、比較例の製造方法を説明する平面図である。 レンズアレイ構造体をさらに積層したレンズアレイ構造体の断面図である。 図11Aは、第2実施形態のレンズアレイ構造体を構成するレンズアレイへの接着剤の塗布パターンを示す図であり、図11Bは、塗布パターンを部分的に拡大して説明する図である。 第3実施形態のレンズアレイ構造体を構成するレンズアレイへの接着剤の塗布パターンを示す図である。 第4実施形態のレンズアレイ構造体を構成するスペーサーへの接着剤の塗布パターンを示す図である。 図14Aは、第5実施形態のレンズアレイ構造体を構成するレンズアレイへの接着剤の塗布パターンを示す図であり、図14Bは、図14Aのレンズアレイに接合されるスペーサーを示す図である。 図15Aは、第6実施形態のレンズアレイ構造体を構成するレンズアレイへの接着剤の塗布パターンを示す図であり、図15Bは、図15Aのレンズアレイに接合されるスペーサーを示す図である。 図16Aは、第7実施形態のレンズアレイ構造体を構成するレンズアレイを示す図であり、図16Bは、図16Aのレンズアレイに接合されるスペーサーへの接着剤の塗布パターンを示す図である。 図17Aは、第8実施形態のレンズアレイ構造体の平面図であり、図17Bは、図17Aに示すレンズアレイ構造体のAA矢視断面図である。また、図17Cは、図17Bに示すレンズアレイ構造体をさらに積層したレンズアレイ構造体の断面図である。 図17A等に示すレンズアレイ構造体から得た光学装置の拡大断面図である。 図19Aは、図17B等に示す複合レンズ等を部分的に拡大した図であり、図19Bは、レンズ要素の周辺を説明するためさらに拡大した断面図である。 図20A~20Eは、レンズアレイ構造体の製造工程について説明する断面図である。 図21A~21Cは、レンズアレイ構造体の製造工程について説明する断面図である。 図22Aは、転写部の周囲に溢れ出した樹脂部分を説明する拡大断面図であり、図22Bは、図22Aに示す転写部の変形例を説明する図である。 図23A~23Cは、スペーサーの接着工程を説明する平面図である。 図24A~24Cは、比較例の製造方法を説明する平面図である。 図25A及び25Bは、第9実施形態のレンズアレイ構造体を説明する断面図である。 図26A及び26Bは、第10実施形態のレンズアレイ構造体を説明する断面図である。
〔第1実施形態〕
A)レンズアレイ構造体
 図面を参照して、本発明に係る第1実施形態のレンズアレイ構造体の構造等について説明する。
 図1A及び1Bに示すように、本実施形態のレンズアレイ構造体100は、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とを、接着部50を介して貼り合わせることによって積層した積層体である。第1レンズアレイ10は、XY面に平行に延びる平板状の部材であり、第1スペーサー30も、XY面に平行に延びる平板状の部材である。第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とは、Z軸方向に積層されている。
 レンズアレイ構造体100のうち第1レンズアレイ10は、円盤状であり、基板11と、第1樹脂層12と、第2樹脂層13とを備える。ここで、第1及び第2樹脂層12,13は、格子点上に配列された多数の部分からなり、軸AXに垂直なXY面内での並進及び軸AXのまわりの回転に関して各部が相互にアライメントされて基板11に接合されている。第1レンズアレイ10には、これを構成する光学素子として、多数の複合レンズ10eが形成されXY面に沿って2次的に配列されている。各複合レンズ10eは、第1及び第2樹脂層12,13を構成する個々の部分に対応するものとなっている。複合レンズ10eは、光学面を形成するレンズ本体10aと、レンズ本体10aの周辺に存在するフランジ部10bとを有する。
 第1レンズアレイ10のうち基板11は、第1レンズアレイ10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11の厚さは、基本的には光学的仕様によって決定されるが、第1レンズアレイ10の離型時において破損しない程度の厚さ(例えば、0.2~0.7mm程度)となっている。基板11は、複合レンズ10eのレンズ本体10aの中央部と、その周囲に延びるフランジ部10bとを構成する。なお、基板11は樹脂等の材料で形成されていてもよい。
 第1樹脂層12は、樹脂製であり、基板11に設けられた一方の基板面11a上に離散的に形成されている。第1樹脂層12は、複数の第1レンズ要素12eを有する。各第1レンズ要素12eは、円形の輪郭を有し、互いに分離した状態で独立している。第1レンズ要素12eは、複合レンズ10eのレンズ本体10aの上部を構成する。各第1レンズ要素12eは、基板11上のXY面内で2次元の正方形の格子点上に配列されている。各第1レンズ要素12eは、凸形状の非球面型のレンズ部であり、第1光学面12aを有している。第1樹脂層12を構成する全第1光学面12aは、転写によって一括成形される。なお、第1レンズ要素12eが形成されていない部分では、基板11の基板面11aが露出しているが、この露出表面は、後述する第1スペーサー30用の支持面11fとなる。
 第2樹脂層13は、第1樹脂層12と同様に、樹脂製であり、基板11に設けられた他方の基板面11b上に形成されている。第2樹脂層13は、複数の第2レンズ要素13eを有する。各第2レンズ要素13eは、円形の輪郭を有し、互いに分離した状態で独立している。第2レンズ要素13eは、複合レンズ10eのレンズ本体10aの下部を構成する。各第2レンズ要素13eは、基板11上のXY面内で2次元的に配列されている。各第2レンズ要素13eの位置は、基板11の反対側の各第1レンズ要素12eの位置に対応するものとなっている。各第2レンズ要素13eは、凸形状の非球面型のレンズ部であり、第2光学面13aを有している。第2樹脂層13を構成する全第2光学面13aは、転写によって一括成形される。なお、第2レンズ要素13eが形成されていない部分では、基板11の基板面11bが露出しているが、この露出表面は、後述する第2スペーサー40用の支持面となる。
 第1及び第2樹脂層12,13は、レンズ樹脂材料としての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。なお、両樹脂層12,13を同一の光硬化性樹脂で形成してもよいし、別の光硬化性樹脂で形成してもよい。
 第1スペーサー30は、ガラスや樹脂等で形成された平板状の部材である。第1スペーサー30は、第1レンズアレイ10の支持部材として機能する部分であり、第1レンズアレイ10の第1樹脂層12側に設けられている。第1スペーサー30は、スペーサー本体31と、複数の開口32とを有する。スペーサー本体31は、レンズ本体10aの第1レンズ要素12eと干渉しないように配置されている。開口32は、略円形であり、レンズ本体10aに対応する位置に貫通孔として形成されている。
 接着部50は、例えば光硬化性樹脂を用いた接着剤によって形成されている。接着部50は、第1レンズアレイ10の基板11とスペーサー本体31との間に設けられた薄膜状の部分である。接着部50は、基板面11aとスペーサー本体31の端面31bとに挟まれて、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とを相互に固定している。接着部50は、スペーサー本体31と略同一のパターンで形成されており、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とは気密に接合される。
B)レンズアレイ構造体の製造方法
 図2A等を参照しつつ、図1A及び1Bに示すレンズアレイ構造体100の製造工程について説明する。
 まず、レンズアレイ構造体100を構成する第1レンズアレイ10を製造することによって第1レンズアレイ10を準備する(ステップS11)。第1レンズアレイ10の製造工程の概要は、図2Bに示すようなものとなっている。
 図3A及び3Bに示すように、図1Bに示した第1レンズアレイ10の第1樹脂層12等を形成するための転写型72を作製する(ステップS21)。具体的には、後に形成される第1樹脂層12(図3D参照)を構成する多数の第1光学面12aに対応する多数の転写部71aを有する転写面71bを設けたマスター型71を準備する。一方で、第1樹脂層12用の転写型72を構成するガラス製の基板73を準備し、表面73aに対してシランカップリング処理、プラズマ処理等の親水化処理を施す。その後、基板73の表面73a又はマスター型71上に未硬化の樹脂81を供給し、マスター型71の転写面71bを基板73の表面73aに近接させ所定圧力で押圧する。次に、基板73の裏面73b側から紫外線を照射し、マスター型71と基板73との間に挟まれた樹脂81を硬化させて転写層74とする。最後に、マスター型71から基板73を剥がすことで、基板73上に転写層74を設けた転写型72を得ることができる。この転写型72は、第1樹脂層12を構成する多数の第1光学面12aを反転した多数の転写部72aを有する転写面72bを設けたものとなっている。なお、転写型72の転写面72bに対しては、必要に応じて離型剤を塗布する等の表面処理がされる。
 なお、基板73上に転写層74となるべき樹脂81を供給する際には、個々の転写部72aに対応して表面73a上に分離した状態で滴下又は塗布することができるが、表面73a上に一様に塗布することもできる。この場合は、フランジ部も樹脂が覆うことになる。
 以上では、第1レンズアレイ10の第1樹脂層12用の転写型72について説明したが、図1B等に示す第2樹脂層13用の転写型(不図示)も、転写面71bの形状が異なるだけであり、同様に作製される。
 次に、図3C及び3Dに示すように、第1レンズアレイ10の第1樹脂層12を形成する(ステップS23)。具体的には、第1レンズアレイ10を構成する基板11を準備し、表の基板面11aに対してシランカップリング処理、プラズマ処理等の親水化処理を施す。その後、ステップS21の工程で得た転写型72の転写面72b上又は基板11に未硬化の樹脂82を供給し、準備した基板11の基板面11aと転写型72とを近接させ所定圧力で押圧する型締めを行う。次に、基板11の裏の基板面11b側から紫外線を照射し、転写型72と基板11との間に挟まれた樹脂82を硬化させて第1樹脂層12とする。最後に、転写型72から基板11を外す離型を行うことで、基板11の表の基板面11a側に第1樹脂層12を設けたレンズアレイ110を得ることができる。このレンズアレイ110は、第1光学面12aを有する第1レンズ要素12eを基板11上に2次元的に配列したものとなっている。
 次に、図3Eに示すように、第1レンズアレイ10の第2樹脂層13を形成する(ステップS24)。第2樹脂層13は、第1樹脂層12と同様の手法で形成される。これにより、基板11の表裏に第1樹脂層12と第2樹脂層13とを設けた第1レンズアレイ10を得ることができる。第2樹脂層13を成形する際には、第1樹脂層12の配置と第2樹脂層13の配置とを相互にアライメントする必要があり、レンズアレイ110に対して第2樹脂層13用の転写型の精密なアライメントが行われる。
 以上のようにして得た第1レンズアレイ10に対しては、接着部50の強度を向上させる目的で、加熱処理を含むポストキュア処理が施される。
 図5A及び5Bは、以上のステップS11によって作製された第1レンズアレイ10の平面図及び断面図である。
 なお、第2樹脂層13は、第1樹脂層12と並行して作製することもできる。この場合、基板11を転写型72から外す前に、必要に応じて基板11を反転させ、基板11の裏の基板面11b上又は第2樹脂層13用の転写型(不図示)に未硬化の樹脂82を供給し、第2樹脂層13用の転写型(不図示)を基板面11bに押圧し紫外線を照射することで、第2樹脂層13を形成する。その後は、第1樹脂層12用の転写型72と第2樹脂層13用の転写型(不図示)とを同時に又は片側ずつ順に離型させることで、両転写型から一括して離型した第1レンズアレイ10を得ることができる。
 また、第1樹脂層12や第2樹脂層13を成形する前に、基板11のいずれかの基板面11a,11b上にレンズ要素12e,13eのパターンに対応させて絞りを形成することができる。絞りは、例えば黒色レジスト材料を塗布してパターニングすることにより黒色レジストをレンズ要素12e,13eの周囲領域に設けることによって形成される。あるいは、スクリーン印刷やインクジェット塗布装置により、黒色の塗料をレンズ要素12e,13eの周囲領域に塗布することで絞りを形成することもできる。
 図2Aに戻って、レンズアレイ構造体100を構成する第1スペーサー30を製造することによって第1スペーサー30を準備する(ステップS12)。具体的な図示を省略するが、第1スペーサー30の材料となるガラス、セラミックス等のシートを準備し、このシートの適所に第1レンズ要素12eに対応するパターンで開口32を形成する。開口32の形成には、ウェットエッチング、ドライエッチング、機械加工等の様々な手法を用いることができる。
 図6A及び6Bは、以上のステップS12によって作製された第1スペーサー30の平面図及び断面図である。
 次に、図2A及び図4Aに示すように、上記ステップS11の工程で得た第1レンズアレイ10の基板11の基板面11a上に接着剤83を供給する(ステップS13)。
 具体的には、図4A及び図7に示すように、基板11の基板面11aのうち、第1レンズ要素12eが形成されていない露出表面(支持面11f)であって、全ての第1レンズ要素12eを囲むような塗布パターンに相当する塗布領域A1に、接着剤83を吐出ノズルからの連続滴下等によって塗布する。塗布領域A1は、各第1レンズ要素12eを等幅の線で囲む格子枠状の基本パターンPA0に対して、この基本パターンPA0の外縁を囲むような追加パターンPA1を追加したものとなっている。基本パターンPA0は、規則的に繰り返される複数の正方枠状の単位パターンP0を含み、各単位パターンP0は、第1レンズ要素12eを中心にしてこの第1レンズ要素12eを囲むように配置され、閉領域STを形成している。つまり、複合レンズ10eを構成する中央側のレンズ要素10qと外縁側のレンズ要素10pとは、基本パターンPA0の接着剤83からなる閉領域STに囲まれている。なお、内側にある個々の第1レンズ要素12eについては、それぞれ等幅のパターンが規則正しく並んでいることになるので、個々の第1レンズ要素12eから見れば、矩形状の単位パターンP0が繰り返されているとみることができる。つまり、基本パターンPA0は、単位パターンP0を幅分だけ重複させつつ組み合わせたものとなっている。基本パターンPA0の外側に設けた追加パターンPA1は、単位パターンP0とは異なる複数のパターン要素P1を組み合わせたものとなっている。このパターン要素P1は、単位パターンP0の一部に類似する形状(具体的には単位パターンP0の直交2辺又はL字状部分に対応する形状)を有しており、単位パターンP0の一部である基本パターンPA0の外周側を幅広にするものとなっている。つまり、追加パターンPA1は、外縁側のレンズ要素10pについてその周辺方向DXに隣接する領域において、塗布密度を単位パターンP0のみの場合よりも高くするものとなっている。追加パターンPA1を基本パターンPA0とは異なるパターン要素を含むものとすることで、追加パターンPA1を外縁側のレンズ本体10aの周辺における接着剤83の挙動に応じたものとでき、第1レンズアレイ10の周辺部における接着剤83の外への広がりを比較的簡単に調整することができる。また、追加パターンPA1を、単位パターンP0の一部を幅広にするものとすることで、接着剤83の塗布工程を簡易に保ちつつ、外縁側のレンズ本体10aの周辺に塗布された接着剤83の流動を適切に調節することができる。
 塗布領域A1に塗布する接着剤83を全て同一にしてもよいが、これに限るものではない。例えば、基本パターンPA0と追加パターンPA1とに物性の異なる接着剤83を塗布することができる。具体的には、追加パターンPA1において粘度が高い接着剤を用いることで、レンズ要素10p付近の閉空間SS(図8A参照)の空気がより効果的に外側に逃げにくくなる。また、追加パターンPA1において高い接着強度の強力な接着剤を用いることで、ダイシング時の破片の飛びをより効果的に防止することができる。なお、各複合レンズをダイシングにより個片化して用いる場合は、追加パターンPA1の接着剤83により接着された部位は、ダイシング後に廃棄されるため、個片化後のレンズに必要な条件(例えば接着強度、リフロー耐性等)に関係なく選択することができる。従って、材料選択の自由度が高い。
 図4Aに示すように、接着剤83の滴下には、接着剤用のディスペンサー91を用いるとよい。ディスペンサー91は、駆動部92に駆動されて3次元的に移動し、目的とする塗布領域(塗布パターン)A1上方に移動し、移動するノズル端91aから駆動部92によって温度制御された液体状の接着剤83を連続滴下する。接着剤83の温度を調整して低粘度の液体状とすることで、接着剤83の滴下の処理速度を向上させることができ、接着剤83を滴下点又は滴下線の周辺に適度に拡げた塗布領域A1に対して塗布することができる。接着剤83の滴下量又は供給量は、第1スペーサー30の端面31bで接着剤83を押圧したときに第1レンズアレイ10の基板面11aとスペーサー本体31の端面31bとの間に挟まれた空間が接着剤83で略充填される量とする。なお、接着剤83の供給量については、滴下量のばらつきを考慮して、あえて接着剤83の供給量をわずかに過剰にして端面31bと開口32との境界の周囲に溢れさせることもできる。また、基本パターンPA0と追加パターンPA1とに物性の異なる接着剤83を塗布する場合、複数の接着剤を個別のパターンで個別に供給するため、複数のディスペンサーを用いることができる。
 基本パターンPA0及び追加パターンPA1に塗布する接着剤83の具体的な材料としては、主剤と、硬化助剤と、硬化開始剤とを含み、溶剤等を含めることができる。 
 実施形態の接着剤83は、常温(20℃±5℃)で塗布形状の流延を抑制できる程度に粘性が高く、常温よりも十分高い高温で液滴として供給できる程度に粘性が低いものが好ましく、常温及びその隣接温度領域で粘度の温度依存性が大きいエポキシ化合物を含有するものとする。
 実施形態の接着剤83では、主剤として、例えば(1)常温で固形のエポキシ化合物、より好ましくは、(2)繰り返し単位中に芳香環を有する分子構造を持つエポキシ化合物を用いる。以下、主剤としてのエポキシ化合物について具体的に説明する。
 (1)常温で固形のエポキシ化合物
 常温で固形のエポキシ化合物としては、特に制限はない。ここで、常温で固形のエポキシ化合物には、常温で半固形のものも含まれるものとする。
 常温で固形のエポキシ化合物としては、平均分子量が500~10000の範囲であるものが好ましく、平均分子量が1000~6000の範囲であるものがより好ましい。平均分子量が500未満のエポキシ化合物は、概ね常温で液状であるし、平均分子量が10000を超えるエポキシ化合物を用いた場合、接着剤の粘り気が増し、塗布に適さなくなるためである。
 また、常温で固形のエポキシ化合物の形状は、特に限定されるわけではないが、平均粒径が0.1~0.5mmの粉末又は粒状物であることが好ましい。平均粒径が0.1mm未満では、硬化助剤としての、室温で液状のエポキシ化合物への分散性はよいが、粉砕が必要になる場合があり、平均粒径が0.5mmを超えると他の成分と均一に混合できない場合がある。
 常温で固形のエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテルをはじめ、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル等の構造を有するエポキシ化合物が挙げられる。また、これらのエポキシ化合物は、単独でも複数種を混合して用いても差し支えない。なお、接着の対象が光学素子等であるので、塩素イオンをはじめとするイオン性不純物等の含有量が800ppm以下であることが望ましい。
(2)繰り返し単位中に芳香環を有する分子構造を持つエポキシ化合物
 常温で固形のエポキシ化合物であって、特に繰り返し単位中に芳香環を有する分子構造を持つエポキシ化合物は、極めて結晶性が高く室温の25℃で結晶性固体となるとともに、25℃より高い温度領域において粘度が急激に低下するという性質を有する。つまり、上記エポキシ化合物は、室温の25℃で結晶性固体であるが、25℃を超えて加熱することで結晶構造が壊れて粘度が低下するとされている。
 このような分子構造、すなわち、繰り返し単位中に芳香環を持つエポキシ化合物を含有する接着剤は、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30との接合に用いると、これら接合した部品間の距離を高精度に保ち、かつ信頼性の高い製品を得ることができる。すなわち、上記エポキシ化合物は、繰り返し単位中に芳香環を有することで室温25℃において結晶性個体となるため、かかるエポキシ化合物を含有する接着剤は、25℃での粘度が高いものとなる。つまり、上記エポキシ化合物は、加熱されることで急激に低粘度となるため、加熱しながら接着剤の塗布を行えば粘度が下がり、高粘度化合物に顕著に見られる糸引きによる塗布量のバラつきを抑えることができる。また、接合の対象である第1レンズアレイ10上に塗布した後は、塗布形状が流延してしまうことを抑制できる。
 上記エポキシ化合物は、1分子中に2以上のエポキシ基を有することが好ましい。このような分子構造のエポキシ化合物を含有することで、接着剤の接着強度がより優れたものとなる。また、エポキシ化合物を10量体以下にすることで、取り扱いが容易な50~80℃の温度範囲における粘度を低く設定しやすくなる。また、上記エポキシ化合物として10量体以下の分子構造を持つものを用いることで、保管時の析出の問題が発生しにくくなる。上記エポキシ化合物は、3量体以上7量体以下であることがより好ましい。
 上記エポキシ化合物としては、例えば、レゾルシノール型エポキシ、ナフタレン型エポキシ、ビフェニル型エポキシ等が挙げられる。このようなエポキシ化合物の市販品としては、例えば、EX-201(長瀬産業社製)、YSLV-80XY(東都化成社製)等が挙げられる。常温において固体であり加熱により液状に変化する性質を有する固形エポキシ化合物を光硬化性樹脂中に含有する接着剤によって接着部を構成し、接着剤やこれを塗布する対象物の温度を調整することにより、塗布後の接着剤の粘度を上げてその濡れ拡がりを抑制することで、接着剤の形状を維持することが容易となる。そのため、接着剤で囲まれ空気の逃げを阻止する閉領域の発生を遅らせることができる。また、接着剤を滴下によって供給する場合、温調をかけ滴下時の粘度を下げることができ、より高密度かつ狭ピッチなレンズアレイ間に接着剤を塗付するために細径針を用いるときでも、滴下タクトの上昇を抑えることができる。特に、上記(2)のエポキシ化合物を用いることにより、接着剤の供給時の粘度を簡易な温度制御によって自在に調節することができる。具体的には、滴下時は加温によって点滴下に適した粘度の低い接着剤とすることができ、滴下後は常温に戻って粘度が高く形状が維持されやすい接着剤とすることができるので、閉領域の発生を確実に遅らせて接着剤や気泡の意図しない流動を防止することができる。
 上記(1)及び(2)のエポキシ化合物と混合される硬化助剤としては、基本的にはエポキシ化合物であり、具体的には、ノボラックフェノール型エポキシ、ビフェニル型エポキシ、ジシクロペンタジエン型エポキシを用いることができる。なお、硬化助剤の混合割合は、例えば20質量%~80質量%程度の範囲とする。
 上記(1)及び(2)のエポキシ化合物に添加される硬化開始剤としては、取り扱いの便宜等を考慮して光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤として、カチオン発生剤、アニオン発生剤等であるUV重合開始剤を用いることができる。UV重合開始剤は、具体的には、カチオンを発生する光重合開始剤として、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、フェロセニウム塩を用い、アニオンを発生する光重合開始剤として、アルキルリチウム、カルバメート誘導体、オキシムエステル誘導体、光アミン発生剤を用いることができる。なお、UV重合開始剤の添加割合は、例えば0.001質量%~5質量%程度の範囲とする。
 上記(1)及び(2)のエポキシ化合物を含む実施形態の接着剤83は、室温25℃での粘度が6000cP~15000cP(8Pa・s~15Pa・s)、好ましくは7000cP~15000cPであって25℃でのチクソ比が1.05~1.3の流動体であり、50~80℃の温度範囲において粘度の上限が1000cP~8000cP(1Pa・s~8Pa・s)となることが望ましい。接着剤83の粘度を6000cP以上とすることで、滴下等による塗布直後に接着剤が濡れ広がってしまうことを防止しやすくなる。また、15000cP以下とすることで、ディスペンスのハンドリング性を確保しやすくなる。接着剤83のチクソ比を1.05以上とすることで、接着剤が流れてムラになりやすくなることを防止できる。また、チクソ比を1.3以下とすることで、塗布後の接着剤の形状安定性が過度に大きくなって接着剤をムラなく広げることが容易でなくなることを回避できる。また、実施形態の接着剤83は、レンズアレイ積層体を撮像装置等に組み込んで使用する際のスペーサーとレンズアレイとの剥離を防止する観点から、硬化後の接着強度が0.4MPa以上となることが望ましい。室温25℃での粘度が6000~15000cPであって25℃でのチクソ比が1.05~1.3となることにより、室温で第1レンズアレイ10、第1スペーサー30等の光学部材間に接着剤83を挟んで簡単に拡げることができる。ただし、接着剤83の粘性は、エポキシ化合物のみに依存するものではなく、他の成分を添加することで接着剤83の粘性を適宜調整できる。
 実施形態の接着剤83は、上記(1)及び(2)のエポキシ化合物を含有させることで加熱時の低粘度を実現させているため、従来の希釈剤のみを添加することで低粘度としていた接着剤のようにボイドが発生することもない。また、上記エポキシ化合物は、耐熱性が優れたものとなるため、このエポキシ化合物を含有する実施形態の接着剤83の耐熱性も優れたものとなる。
 実施形態の接着剤83は、上記エポキシ化合物を含有させることで、第1レンズアレイ10、第1スペーサー30等の光学部材間の距離を高精度に保ち、光学的精度を高めることができる。すなわち、上述した物質からなる接着剤83は、室温近傍においてクリーム状の半流動体となり、50~80℃の比較的高温で粘度が低下して液体状となるものを用いることができる。したがって、かかる接着剤83をディスペンサー等によって滴下することで、接着剤83を適度に拡げつつ所望のパターンで供給することができる。その一方、接着剤83が第1レンズアレイ10、第1スペーサー30等の光学部材上に一旦滴下されると、接着剤83は室温程度まで迅速に冷却されて粘度が急激に上昇する。これにより、詳細は後述するが、第1レンズアレイ10及び第1スペーサー30等の一対の光学部材を近接させてこれらのギャップに存在する接着剤83を拡げる場合、接着剤83が過度に流動することを防止することができる。さらに、接着剤83の成分を調整することで、基本パターンPA0と追加パターンPA1とにおいて、粘度等の物性の異なる接着剤を塗布することもできる。
 ステップS13の後、図2A及び図4Bに示すように、ステップS13の工程で得た第1スペーサー30を第1レンズアレイ10の基板11の上方に精密にアライメントしつつ配置し、第1スペーサー30を基板11の基板面11aに向けて所定距離まで押圧しつつ徐々に近接させることで、基板11上の接着剤83を一様に拡げてスペーサー30と基板11との間のギャップを接着剤83で略充填する(ステップS14)。この際、第1スペーサー30は、端面31a側において吸着治具94aを有するホルダー94に支持されており、昇降装置95に駆動されて昇降することで、第1スペーサー30の端面31bと、第1レンズアレイ10の基板面11a,11b等との間隔の微調整が可能になっている。
 図8A及び8Bは、接着剤83の拡散を説明する図である。図8Aの状態では、第1スペーサー30と基板11とがかなり近づいており、図7の当初塗布領域(塗布パターン)A1に存在した接着剤83の面積又は輪郭が幾分増加し、一部で第1レンズ要素12eの周りの閉空間SSが減少し始めている。図8Bの状態では、第1スペーサー30と基板11とが目標位置まで近づいており、第1レンズアレイ10の基板面11aとスペーサー本体31の端面31bとのギャップが適正な状態となる。この状態では、接着剤83の面積又は輪郭が最大限まで増加し、第1レンズ要素12e及びその周辺を除いた全領域で、スペーサー30と基板11との間のギャップを接着剤83で充填した状態となっている。つまり、各第1レンズ要素12e及びその周辺の位置において閉空間SSが形成されている。この場合、第1レンズ要素12eの周辺に基本パターンPA0の閉領域STに相当する閉空間SSが形成されるものの、塗布領域(塗布パターン)A1が基本パターンPA0の外縁を囲む追加パターンPA1を有するものとなっている。そのため、この追加パターンPA1が障壁となって、外縁側のレンズ要素10pを覆うように形成される閉空間SS又は閉領域STの空気が外側の周辺方向DXに偏って押し出される現象を抑制することができる。これにより、接着剤83が全体的に移動して第1光学面12aに達することが阻止され、第1光学面12aの汚染を防止できる。
 次に、図2A及び図4Bに示すように、基板11の裏の基板面11b側から紫外線を照射し、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30との間に挟まれた接着剤83を硬化させて接着部50とする(ステップS15)。接着部50は、基板面11aとスペーサー本体31との間に挟まれた薄膜状の接合層51となる。その後、吸着治具94aを除去することで、レンズアレイ構造体100が完成する(図4C参照)。このレンズアレイ構造体100に対しては、接着部50等の強度を向上させる目的で、加熱処理を含むポストキュア処理が施される。なお、詳細な説明は省略するが、接着部50は、追加パターンPA1に対応する部分を有するものとなっている。
 図9A~9Cは、塗布領域(塗布パターン)A1が基本パターンPA0のみである場合に生じる問題を概念的に説明する図である。これらのうち図9Bは、レンズアレイ構造体100のうち中央側の第1レンズ要素12eすなわちレンズ要素10q(図7参照)を示しており、接着剤83は、第1光学面12aに達することなく第1樹脂層12の周囲を略一様に囲んでいる。ただし、僅かながら接着剤83の未充填領域である気泡87が形成されている。一方、図9A及び9Cは、レンズアレイ構造体100のうち周辺側の第1レンズ要素12eすなわちレンズ要素10p(図7参照)を示している。周辺側の第1レンズ要素12eの周辺では、第1スペーサー30の上側が吸着治具94a等によって封止された状態になっており、閉空間の形成によって中央からの接着剤83が周辺方向DXに押し出される傾向が生じるので、接着剤83の一部は、第1光学面12aに達してしまい、第1レンズ要素12eの周囲に気泡87が形成されている。
C)レンズアレイの積層体であるレンズアレイ構造体
 図10に示すレンズアレイ構造体200は、図1A等に示すレンズアレイ構造体100等を複合的に積層して得たものである。図示のレンズアレイ構造体200は、第1レンズアレイ10と、第1スペーサー30と、第2レンズアレイ20と、第2スペーサー40とを有する。第1レンズアレイ10及び第1スペーサー30は、第1のレンズアレイ構造体100を構成し、第2レンズアレイ20及び第2スペーサー40は、第2のレンズアレイ構造体100'を構成する。第1のレンズアレイ構造体100と第2のレンズアレイ構造体100'とは、接着部50を介して接合されている。なお、第1のレンズアレイ構造体100側には、さらに追加してセンサーアレイ60を接合することができる。
 レンズアレイ構造体200において、第2のレンズアレイ構造体100'を構成する第2レンズアレイ20は、第1レンズアレイ10と同様の構造を有する。すなわち、第2レンズアレイ20は、基板21と、第1樹脂層22と、第2樹脂層23とを備える。第2レンズアレイ20は、格子点状に配列された光学素子として複合レンズ20eを有する。各複合レンズ20eは、光学面を形成するレンズ本体20aと、レンズ本体20aの周辺に存在するフランジ部20bとを有する。第2スペーサー40は、第1スペーサー30と同様の構造を有する。すなわち、第2スペーサー40は、スペーサー本体41と、開口42とを有する。
 第2レンズアレイ20及び第2スペーサー40は、第1レンズアレイ10及び第1スペーサー30と同様に製造され、これらをレンズアレイ構造体100の場合と同様に接合することで、同様のレンズアレイ構造体100'を得ることができる。さらに、第1のレンズアレイ構造体100の第1レンズアレイ10を構成する裏側の基板面11bの露出表面上に例えば図7と同様のパターンで接着剤を滴下し、別のレンズアレイ構造体100'の第2スペーサー40を基板面11bにアライメントしつつ適宜近接させ接着剤を硬化させることで、一対のレンズアレイ構造体100,100'を積層したレンズアレイ構造体200を得ることができる。一対のレンズアレイ構造体100,100'を積層して得たレンズアレイ構造体200は、これらを接合した手法と同様の手法によって、センサーアレイ60とアライメントされて接合され得る。
 センサーアレイ60は、CCD,CMOS等で構成されるイメージセンサー60aと、駆動回路(不図示)とを備える。各イメージセンサー60aは、第1レンズアレイ10を構成する各複合レンズ10eと、第2レンズアレイ20を構成する各複合レンズ20eとに対してアライメントされた状態で第1レンズアレイ10に接合されている。
 以上において、一方のレンズアレイ構造体100の第1レンズアレイ10と、他方のレンズアレイ構造体100'の第2スペーサー40とを接合する際には、既に第2スペーサー40に対して別の第2レンズアレイ20が予め固定されている。この場合、第1レンズアレイ10と第2スペーサー40との接合時に、第2スペーサー40の一方の端面は第2レンズアレイ20によって塞がれていることになる。このため、接合工程の初期段階において、接着剤83に気泡を溜めた閉空間SSが形成されて接着剤83が周辺に押し出される現象等を回避する必要性が高まるが、この場合も、塗布領域(塗布パターン)A1が基本パターンPA0の外縁を囲む追加パターンPA1を有するものとすれば、外縁側のレンズ要素10pを覆うように形成される閉空間SSの空気が外側に偏って押し出される現象を抑制することができる。つまり、接着剤83が第2レンズ要素13eの周囲に止められるので、第2光学面13aの汚染や接合層51における気泡の残留が回避される。
 なお、図10のレンズアレイ構造体200は、ダイシングを行うことなく、複数のレンズによって得られる複数の画像から一つの画像を再構成する複眼撮像装置用の光学部材として使用することもできるが、ダイシングによって個々の積層レンズ(不図示)に個片化したり、複数の複合レンズ毎に切断して複眼撮像装置用の積層レンズアレイにしたりすることもできる。ダイシングに際しては、第2スペーサー40の端面にダイシングテープを貼り付けて、接着剤の塗布に対応する格子パターンで2つのスペーサー30,40とともにレンズアレイ構造体100,100'を切断して個片化することにより、複合レンズ10e,20eの積層体を得る。この際、ダイシングテープはハーフカットされ、各積層体は切断後もダイシングテープによって接着される。ここで、ダイシングライン上に気泡が生じている場合、ダイシングテープで固定されていないレンズアレイ10,20に対する接着部の接着力が弱まるため、切断中にレンズアレイ10,20の一部が剥がれて飛び散るおそれがある。しかしながら、本実施形態においては、上述したように接着部50のパターンを工夫することで、積層体の周辺部において接着が確実に行われるようにしているため、この問題を抑制することができる。なお、詳細な説明を省略するが、一対のレンズアレイ構造体100,100'の積層体に対してさらにセンサーアレイ60を積層したレンズアレイ構造体200を、センサーアレイごとダイシングすることによって個片化し、個々の光学装置(不図示)を得ることもできる。
 以上の説明から明らかなように、本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法によれば、レンズアレイ10,20上に形成された第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aの間に接着剤83を塗布する際に、第1レンズ要素12eのうち外縁側のレンズ要素10p又はこれに対応するレンズ本体10aの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側のレンズ要素10pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。よって、接着剤83がレンズ要素10pの光学面へ乗り上げたり、レンズ要素10pの周囲に気泡が発生、特にダイシングライン上に気泡が発生したりすることを防止でき、不良品の発生を抑制できる。
〔第2実施形態〕
 以下、第2実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第2実施形態のレンズアレイ構造体等は第1実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第1実施形態と同様である。
 図11Aは、本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10に塗布される接着剤83の塗布領域(塗布パターン)A2を説明する図である。この場合、接着剤83が点状に分布して塗布されており、塗布領域A2は、全第1レンズ要素12eを囲む格子点状の基本パターンPA0に対して、この基本パターンPA0の外縁に沿って点在するような追加パターンPA1を追加したものとなっている。これらのうち、基本パターンPA0は、各第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aを囲むように規則的に繰り返される分離型の単位パターンP0を含む。各単位パターンP0は、第1レンズ要素12eを中心とする正四角形の四隅に配置される4つの点状領域83aを含んでいる。各点状領域83aは、円形で、そのサイズは、略同一になっている。中央側のレンズ要素10qの周囲に配置された各点状領域83aは、隣接する第1レンズ要素12eの周囲の点状領域83aと共通するものとなっている。つまり、内側にある個々の第1レンズ要素12eからみれば、それぞれ等幅のパターンが規則正しく並んでいることになり、4隅のドット状の単位パターンP0が重複しつつ繰り返されて基本パターンPA0を構成しているとみることができる。
 図11Bに一部拡大して示すように、基本パターンPA0を構成する周辺の部分領域RPにおける各単位パターンP0は、第1レンズ要素12eを中心とする正四角形の四隅に配置される4つの点状領域83a,83bを含んでいる。図示の外縁側のレンズ要素10pの周囲において、中央方向DO寄りにある内側の3つの点状領域83aは、隣接する第1レンズ要素12eと共通するものとなるが、周辺方向DX寄りにある外側の点状領域83bは、その外側に第1レンズ要素12eが存在せず共通のものとなっていない。また、周辺方向DX寄りである外側の点状領域83bは、中央方向DO寄りである内側の点状領域83aよりも直径が大きくなっている。つまり、外側の点状領域83bの外周部は、追加パターンPA1を構成するパターン要素P1となっており、単位パターンP0の一部に類似する形状を有するとともに、基本パターンPA0の外周側を拡張するものとなっている。追加パターンPA1は、外縁側のレンズ要素10pのさらに外側領域において、接着剤83の塗布密度を単位パターンP0のみの場合よりも高くするものとなっている。
 本実施形態のように、接着剤83を点状領域83a,83bからなる塗布領域A2に塗布する場合、第1スペーサー30を第1レンズアレイ10に近づける初期段階で、点状領域83a,83bが独立しており、図8Aに示す閉空間SSが形成されないが、第1スペーサー30を第1レンズアレイ10にさらに近接させた段階で隣接する点状領域83a,83b同士が互いにつながって、最終的には閉空間SSが存在する図8Bのような状態となる。
 以上の説明から明らかなように、本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法によれば、レンズアレイ10上に形成された第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aの間に接着剤83を塗布する際に、第1レンズ要素12eのうち外縁側のレンズ要素10p又はこれに対応するレンズ本体10aの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側のレンズ要素10pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。よって、接着剤83がレンズ要素10pの光学面へ乗り上げたり、レンズ要素10pの周囲に気泡が発生したりすることを防止でき、不良品の発生を抑制できる。
〔第3実施形態〕
 以下、第3実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第3実施形態のレンズアレイ構造体等は第1実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第1実施形態と同様である。
 図12は、本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10に塗布する接着剤83の塗布領域(塗布パターン)A3を説明する図である。この場合、接着剤83が格子状に塗布されており、塗布領域A3は、各第1レンズ要素12e又は複合レンズ10eを囲む格子枠状の基本パターンPA0に対して、この基本パターンPA0の外縁を囲むような格子枠状の追加パターンPA1を追加したものとなっている。基本パターンPA0は、第1実施形態の場合と同様に、各第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aを囲むように規則的に繰り返される単位パターンP0を含む。追加パターンPA1は、単位パターンP0と同様に規則的に繰り返されるパターン要素P1を含むが、このパターン要素P1は、第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aの存在しない領域全体に亘って形成されており、第1レンズ要素12eを囲むものとなっていない。追加パターンPA1は、単位パターンP0と同様のパターン要素P1を外側に繰り返すことによって、基本パターンPA0を外周側に連続的に拡張するものとなっている。このようにすることで、接着剤の塗布パターンに連続性を持たせて、追加パターンの構造を簡易にすることができ、接着剤の塗布工程を簡易にできる。
 以上の説明から明らかなように、本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法によれば、レンズアレイ10上に形成された第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aの間に接着剤83を塗布する際に、第1レンズ要素12eのうち外縁側のレンズ要素10p又はこれに対応するレンズ本体10aの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側のレンズ要素10pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。
〔第4実施形態〕
 以下、第4実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第4実施形態のレンズアレイ構造体等は第1実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第1実施形態と同様である。
 図13は、図5A等に示す第1レンズアレイ10に接合される第1スペーサー30を説明する裏面図である。この場合、第1スペーサー30は、開口32として、中央側の開口32qと外縁側の開口32pとを有する。
 本実施形態の場合、第1レンズアレイ10ではなく、第1スペーサー30の端面31bに接着剤83を塗布してこれらの接合を行う。第1スペーサー30の端面31bは、周辺部を除いて全体が接着剤83で一様に覆われている。結果的に、接着剤83の塗布領域A4は、各開口32を囲む基本パターンPA0に対して、この基本パターンPA0の外縁を囲むような追加パターンPA1を追加したものとなっている。基本パターンPA0は、規則的に繰り返される複数の正方領域内に開口32に対応する円形の開口を有する単位パターンP0を含む。単位パターンP0の接着剤83は、中央側の開口32q又は外縁側の開口32pの周囲の端面31bを覆うように塗布されている。追加パターンPA1は、単位パターンP0とは異なるL字状のパターン要素P1を含むものとなっており、基本パターンPA0の外周側を拡張して幅広にするものとなっている。つまり、追加パターンPA1は、外縁側の開口32pの周辺方向DXに隣接する領域について、塗布密度を単位パターンP0のみの場合よりも高くするものとなっている。
 接着剤83は、第1スペーサー30の端面31bが平坦であることから、スクリーン印刷等の手法を用いて端面31b上に簡易に塗布することができる。
 本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法によれば、第1スペーサー30に形成された開口32の間に接着剤83を塗布する際に、開口32のうち外縁側の開口32pの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側の開口32pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。よって、接着剤83がレンズ要素10pの光学面へ乗り上げたり、レンズ要素10pの周囲に気泡が発生したりすることを防止でき、不良品の発生を抑制できる。特に、塗布密度を高めた接着剤の部分の抵抗によって、外縁側のレンズ本体の周辺に塗布された接着剤が周囲に押し出される現象を確実に抑制することができる。また、外縁側のレンズ本体の周辺に接着剤を十分に行きわたらせることができ、気泡発生の抑制効果を高めることができる。
〔第5実施形態〕
 以下、第5実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第5実施形態のレンズアレイ構造体等は第1及び第3実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第1実施形態等と同様である。
 図14Aは、本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10を説明する平面図である。この場合、外縁側のレンズ要素10pの外側に、標準ダミーレンズ10rと変形ダミーレンズ10sとを備える。標準ダミーレンズ10rは、比較的内側にあって複合レンズ10eと同一の形状を有する。変形ダミーレンズ10sは、最外縁にあって複合レンズ10eよりも小さくかつ非円の楕円形状を有する。複数のダミーレンズの少なくとも一部を、レンズ本体よりも占有面積を狭くすることにより、ダミーレンズの密度を高めやすくなる。なお、ダミーレンズ10r,10sは、凸及び凹のいずれかの形状を有するものとでき、表面を光学面とする必要はない。
 図14Bは、図14Aの第1レンズアレイ10に接合される第1スペーサー30を説明する裏面図である。この場合、第1スペーサー30は、開口32として、中央側の開口32qと外縁側の開口32pとを有する。さらに、第1スペーサー30は、外縁側の開口32pの外側に、標準ダミー開口32rと変形ダミー開口32sとを備える。標準ダミー開口32rは、比較的内側にあって開口32と同一の形状を有する。変形ダミー開口32sは、最外縁にあって開口32よりも小さくかつ非円の楕円形状を有する。第1スペーサー30をアライメントして第1レンズアレイ10に接合する際に、標準ダミー開口32rは、標準ダミーレンズ10rに対応して輪郭が一致するように配置され、変形ダミー開口32sは、変形ダミーレンズ10sに対応して輪郭が一致するように配置されている。複数のダミー開口の少なくとも一部を、開口32pよりも占有面積を狭くすることにより、ダミー開口の密度を高めやすくなる。
 第1レンズアレイ10に塗布する接着剤83の塗布領域(塗布パターン)A5は、各第1レンズ要素12eを囲む格子枠状の基本パターンPA0に対して、この基本パターンPA0の外縁を囲むような格子枠状の追加パターンPA1を追加したものとなっている。基本パターンPA0は、第1及び第3実施形態の場合と同様に、各第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aを囲むように規則的に繰り返される単位パターンP0を含む。追加パターンPA1は、パターン要素P1として、基本パターンPA0と同様の規則的に繰り返される単位パターンP0と、外縁を充填するパターン要素P3とを含む。パターン要素P1を構成する基本パターンPA0は、標準ダミーレンズ10rを囲むように形成され、パターン要素P1を構成するパターン要素P3は、変形ダミーレンズ10sを囲むように形成されている。つまり、追加パターンPA1は、第3実施形態の場合と同様に単位パターンP0と同様のパターン要素P1を外側に繰り返すこと及び単位パターンP0を変形したパターン要素P3を最外縁に充填することによって、基本パターンPA0を外周側に拡張するものとなっている。結果的には、追加パターンPA1は、単位パターンP0のみの場合よりも、最外縁の分だけ塗布密度を高くするものとなっている。
 以上の説明から明らかなように、本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法によれば、レンズアレイ10上に形成された第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aの間に接着剤83を塗布する際に、第1レンズ要素12eのうち外縁側のレンズ要素10p又はこれに対応するレンズ本体10aの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側のレンズ要素10pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。
 本実施形態の製造方法の場合、基本パターンPA0における閉領域ST1と、追加パターンPA1における閉領域ST2とは、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とを近接させた場合、それぞれ閉空間SSを形成する。この際、閉領域ST2の数を十分多くすることで、貼り付け時における接着剤83の流動を抑える効果を持たせることができる。つまり、閉領域ST2の配置や密度を調整することで、基本パターンPA0における外縁側のレンズ要素10pの周りの閉空間SSと、これに隣接する標準ダミーレンズ10rの周りの閉空間SSとにおいて、内部の気圧が略同じになるようにできる。あるいは、標準ダミーレンズ10rの周りの閉空間SS内の気圧がレンズ要素10pの周りの閉空間SS内の気圧よりも幾分低く大気圧に近くなるようにできる。これにより、レンズ要素10p周辺の接着剤83が周辺方向に押し出される現象をより効果的に防止できる。
 また、本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法では、基本パターンPA0の外側に形成される追加パターンPA1において、閉空間SSの元になる閉領域ST2は、サイズ又は形状が場所により変化するものとなっている。これにより、閉領域ST2を少ない面積に多数形成することができる。
 なお、追加パターンPA1によって、基本パターンPA0における閉領域ST1と異なる形状の閉領域ST2を形成する場合、レンズ要素10pを基準として配置や形状を変更した変形ダミーレンズ10sを用いることや、開口32を基準として配置や形状を変更した変形ダミー開口32sを用いることが望ましい。つまり、変形ダミーレンズ10sや変形ダミー開口32sを用いることが、追加パターンPA1による閉空間SSの内部気圧を基本パターンPA0による閉空間SSの内部気圧に近づける観点、つまり接着剤83が周辺方向に押し出される現象を防止する観点で望ましいといえる。
〔第6実施形態〕
 以下、第6実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第6実施形態のレンズアレイ構造体等は第1、第2、及び第5実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第1実施形態等と同様である。
 図15Aは、本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10を説明する平面図であり、図15Bは、図15Aの第1レンズアレイ10に接合される第1スペーサー30を説明する裏面図である。この場合、第5実施形態と同様に、第1レンズアレイ10において、第1レンズ要素12eの外側に、標準ダミーレンズ10rと変形ダミーレンズ10sとが設けられている。また、第1スペーサー30において、開口32の外側に、標準ダミー開口32rと変形ダミー開口32sとが設けられている。
 本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10に塗布する接着剤83の塗布領域(塗布パターン)A6を説明する図である。この場合、接着剤83が点状に離散して塗布されており、塗布領域A6は、全第1レンズ要素12eを囲む格子枠状の基本パターンPA0に対して、この基本パターンPA0の外縁を囲むような追加パターンPA1を追加したものとなっている。追加パターンPA1は、基本パターンPA0の単位パターンP0の一部に相当するもの又は一部を変形したものに相当する。追加パターンPA1は、単位パターンP0の点状領域83aと同一の格子点上に配置される同一サイズのパターン要素P1と、点状領域83aの格子点からずれて配置される小サイズのパターン要素P2とを含んでいる。
 本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法によれば、レンズアレイ10上に形成された第1レンズ要素12e又はレンズ本体10aの間に接着剤83を塗布する際に、第1レンズ要素12eのうち外縁側のレンズ要素10p又はこれに対応するレンズ本体10aの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側のレンズ要素10pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。よって、接着剤83がレンズ要素10pの光学面へ乗り上げたり、レンズ要素10pの周囲に気泡が発生したりすることを防止でき、不良品の発生を抑制できる。
〔第7実施形態〕
 以下、第7実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第7実施形態のレンズアレイ構造体等は第1及び第5実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第1実施形態等と同様である。
 図16Aは、本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10を説明する平面図である。この場合、第5実施形態の場合と同様に、第1レンズアレイ10において、外縁側のレンズ要素10pの外側に、標準ダミーレンズ10rと変形ダミーレンズ10sとを備える。
 図16Bは、図16Aの第1レンズアレイ10に接合される第1スペーサー30を説明する裏面図である。この場合、第5実施形態の場合と同様に、第1スペーサー30において、外縁側の開口32pの外側に、標準ダミー開口32rと変形ダミー開口32sとを備える。
 本実施形態の場合、第1レンズアレイ10ではなく、第1スペーサー30の端面31bに接着剤83を塗布してこれらの接合を行う。第1スペーサー30の端面31bは、全体が接着剤83で一様に覆われている。結果的に、接着剤83の塗布領域A7は、各開口32を囲む基本パターンPA0に対して、この基本パターンPA0の外縁を囲むような追加パターンPA1を追加したものとなっている。基本パターンPA0は、規則的に繰り返される複数の正方領域内に開口32に対応する円形の開口を有する単位パターンP0を含む。単位パターンP0の接着剤83は、中央側の開口32q又は外縁側の開口32pの周囲の端面31bを覆うように塗布されている。追加パターンPA1は、単位パターンP0とは異なるパターン要素P1を含むものとなっている。パターン要素P1は、単位パターンP0の一部と同一又は類似する形状を有するが、正確には、標準ダミー開口32r又は変形ダミー開口32sに対応する円形又は楕円の開口を有し、標準ダミー開口32r又は変形ダミー開口32sの周囲の端面31bを覆うように塗布されている。つまり、追加パターンPA1は、外縁側の開口32pの周辺方向DXに隣接する領域について、塗布密度を単位パターンP0のみの場合よりも高くするものとなっている。
 接着剤83は、第1スペーサー30の端面31bが平坦であることから、スクリーン印刷等の手法を用いて端面31b上に簡易に塗布することができる。
 本実施形態のレンズアレイ構造体100の製造方法によれば、第1スペーサー30に形成された開口32の間に接着剤83を塗布する際に、開口32のうち外縁側の開口32pの外側に、接着剤83の追加パターンPA1を形成するので、外縁側の開口32pの周辺に塗布された接着剤83が周囲に押し出されることを制限できる。よって、接着剤83がレンズ要素10pの光学面へ乗り上げたり、レンズ要素10pの周囲に気泡が発生したりすることを防止でき、不良品の発生を抑制できる。
 また、上記レンズアレイ構造体100の製造方法によれば、第1レンズアレイ10において、第1レンズ要素12eのうち外縁側のレンズ要素10pの外側に、ダミーレンズ10r,10sを形成している。このため、接着剤83の塗布領域(塗布パターン)A7に一種の連続性を持たせることが容易になり、接合のための張り合わせの工程で外縁側のレンズ要素10pの周辺に閉空間SSを形成することが容易になる。
 以下、スペーサーを固定するための接着剤による光学不良をより効果的に防止できる実施態様について詳しく説明する。
〔第8実施形態〕
 以下、第8実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第8実施形態のレンズアレイ構造体等は第1及び第2実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第1実施形態等と同様である。
A)レンズアレイ構造体(レンズアレイの積層体であるレンズアレイ構造体)
 図17A及び17Bに示すように、本実施形態のレンズアレイ構造体100は、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とを、接着部50を介して貼り合わせることによって積層した積層体である。
 図17Cに示すレンズアレイ構造体200は、図17A等に示すレンズアレイ構造体100等を複合的に積層して得たものである。レンズアレイ構造体200は、第1レンズアレイ10と、第1スペーサー30と、第2レンズアレイ20と、第2スペーサー40と、センサーアレイ60とを有する。
 なお、図17Cのレンズアレイ構造体200は、ダイシングを行うことなく、複数のレンズによって得られる複数の画像から一つの画像を再構成する複眼撮像装置用の光学部材として使用することもできるが、ダイシングによって個々の積層レンズに個片化して(図17Aの二点鎖線参照)、図18に示すような、平面視したときに単一のレンズを含む光学装置300とすることもできる。また、複数のレンズ毎に切断して複眼撮像装置用の積層レンズアレイとすることもできる。光学装置300、あるいは、複眼撮像装置用の光学部材と撮像センサーアレイとを組み合わせた光学装置は、例えば携帯端末に組み込まれて撮像を可能にするカメラモジュール等として機能させることができる。
 図19Aに示すように、第1レンズアレイ10を構成する1つの複合レンズ10eにおいて、第1レンズ要素12eは、第1光学面12aを有している。各第1光学面12aの周囲には環状の突起15が形成されている。突起15は、例えば第1樹脂層12の成形時において転写型のうち第1光学面12aを成形する転写面から溢れさせた樹脂によって形成される。突起15は、光学的な機能を有する部分ではなく、第1スペーサー30を接着部50によって固定する際に、固化する前の接着剤が第1スペーサー30の開口32内に溢れ出すことを防止したものである。
 第2レンズ要素13eは、第2光学面13aを有している。各第2光学面13aの周囲には環状の突起15が形成されている。突起15は、例えば第2樹脂層13の成形時において転写型のうち第2光学面13aを成形する転写面から溢れさせた樹脂によって形成される。突起15は、第1レンズ要素(レンズ部)12eの周囲に形成されているものと同様に、光学的な機能を有する部分ではなく、固定用の接着剤が第2スペーサー40の開口42内に溢れ出すことを防止したものである。第2レンズ要素13e側の突起15は、第2レンズ要素13eが露出側にあって周囲にスペーサーを設けない場合、省略することもできる。
 第1スペーサー30のスペーサー本体31は、一対の平坦な端面30t,30u間に挟まれた層状の部分である。スペーサー本体31は、開口32に臨むように、環状の第1テーパー面31aと環状の第2テーパー面31bとを有する。このうち、第1レンズアレイ10に近い第1テーパー面31aは、第1レンズ要素(レンズ部)12eの周囲に形成された突起15に対向して配置されている。
 接着部50は、第1レンズアレイ10の基板面11aとスペーサー本体31の端面30uとの間に挟まれた接合層51と、接合層51から周囲の開口32側に若干はみ出した隆起部52とを備える。接合層51は、略一様な厚みを有する接着剤の層である。隆起部52は、第1スペーサー30の第1テーパー面31aと、第1レンズ要素(レンズ部)12eの突起15との間に挟まれた楔状の空間に充填された接着剤である。隆起部52は、不規則な形状に形成されている。隆起部52の不規則な形状は、第1スペーサー30の開口32の径の大きさのばらつきや、第1レンズアレイ10に対する第1スペーサー30の位置ずれ、又はディスペンス量のばらつきや基板11の表面の濡れ性の程度によって生じる。
 図19Bに示すように、土手状の突起15は、第1レンズアレイ10の第1レンズ要素12eの周囲に形成されて第1レンズ要素12eと一体化されている。土手状の突起15は、頂部15aと、外側の斜面15bと、内側の斜面15cとを有する。突起15は、第1レンズ要素12eを囲む外輪山状の部分であり、第1スペーサー30を第1レンズアレイ10に接合する際に、スペーサー本体31から周囲に押し出された接着剤が第1レンズ要素12eの境界Fを超えて第1光学面12a内にはみ出すことを防止している。突起15の内側には、結果的に環状又はカルデラ状の溝部16が形成される。
 ここで、土手状の突起15の高さT1は、接合層(接着剤層)51の厚みT2よりも大きい。つまり、基板面11aから突起15の頂部15aまでの距離に相当する高さT1は、基板面11aからスペーサー本体31の端面30uまでの距離に相当する厚みT2以上となっている。突起15の高さT1を接合層51の厚みT2以上に大きくすることで、突起15による接着剤の侵入阻止すなわち樹脂止め機能を確実にすることができる。土手状の突起15の具体的なサイズは、厚みT2が20~80μmでスペーサー幅W1(図17B参照)が500~800μmである場合に、50~100μm程度の高さで、100~200μm程度の横幅となる。
 図17Cに戻って、第2レンズアレイ20は、第1レンズアレイ10と同様の構造を有する別レンズアレイである。第2レンズアレイ20において、レンズ本体20aの光学面の周囲には、土手状の突起15が形成されている。土手状の突起15は、例えば転写によって第1レンズ要素12eと一括して成形され、第1レンズ要素12eと一体化されている。第2レンズアレイ20に設けた突起15は、第1レンズアレイ10に設けた突起15と同様の形状を有し同様の樹脂止め機能を有するものであり、詳細な説明を省略する。
 第2スペーサー40は、第2レンズアレイ20を構成する各複合レンズ20eに対応して開口42を有する。第2スペーサー40は、第2レンズアレイ20を構成する各複合レンズ20eに対してアライメントされた状態で第2レンズアレイ20に接合されている。第2スペーサー40は、第1スペーサー30と同様の構造を有するので、詳細な説明を省略する。
 第2レンズアレイ20と第2スペーサー40とは、接着部50によって接合され積層されている。この際、土手状の突起15によって第2スペーサー40から周囲に押し出された接着剤が第1レンズ要素22eの光学面にはみ出すことを防止している。
 第2スペーサー40は、接着部50を介して第1レンズアレイ10に接合されている。第1スペーサー30は、接着部50を介してセンサーアレイ60に接合されている。
 図18に示す光学装置300において、複合レンズ10e側の第1レンズ要素12eと第2レンズ要素13eとの間に挟まれる基板部分11eは、図17C等に示す基板11から切り出した一部である。また、第1レンズ要素12eの周囲に配置されたスペーサー部分331は、第1スペーサー30から切り出した一部である。同様に、複合レンズ20e側の第1レンズ要素22eと第2レンズ要素23eとの間に挟まれる基板部分21eは、図17C等に示す基板21から切り出した一部である。また、第1レンズ要素22eの周囲に配置されたスペーサー部分341は、第2スペーサー40から切り出した一部である。複合レンズ10eとスペーサー部分331とセンサー部361との間には、接着部350が内部空間S1の気密を保つように存在し、複合レンズ10eとスペーサー部分341と複合レンズ20eとの間には、接着部350が内部空間S2の気密を保つように存在する。
 本実施形態においても、接着剤83の主剤として、第1実施形態で説明した(1)常温で固形のエポキシ化合物、より好ましくは、(2)繰り返し単位中に芳香環を有する分子構造を持つエポキシ化合物を用いることができる。
 実施形態の接着剤83は、室温近傍においてクリーム状の半流動体となり、50~80℃の比較的高温で粘度が低下して液体状となる。したがって、かかる接着剤83をディスペンサー等によって液滴として滴下することが容易となり、例えば多数の格子点上に接着剤を個別に供給する場合、処理のスループットを極めて高くすることができる。その一方、接着剤83が第1レンズアレイ10、第1スペーサー30等の光学部材上に一旦滴下されると、接着剤83は室温程度まで迅速に冷却されて粘度が急激に上昇する。これにより、第1レンズアレイ10、第1スペーサー30等の一対の光学部材を近接させてこれらのギャップに存在する接着剤83を拡げる場合、接着剤83が過度に流動して周囲の光学面を汚す等の意図しない気泡が形成されることを防止できる。
 ここで、接着剤83を液滴として対象の光学部材上に滴下させ、接着剤83を光学部材上で冷却させて粘性を高めた状態で光学部材間に挟んで押し拡げ、接着剤83を十分に行き渡らせた後に硬化させる手法の利点について説明する。まず、滴下後に押し拡げる際の接着剤83の粘度が適度に低いと、気泡発生の原因となる接着剤83によって囲まれた閉領域の発生を、積層プロセスの進行に対して遅らせることができる。すなわち、レンズアレイ内のレンズ要素数に関わらず滴下点間の空隙を介して光学部材間からエアを効率的にレンズアレイ外周に排出することができる。また、この手法では、レンズ要素が格子点上に配列されていることを前提として、滴下点数を1つのレンズ要素に対して略1点に抑えることができ、ディスペンスの欠点である滴下タクトの増加を抑えることができる。第1レンズアレイ10及び第1スペーサー30の接合に関して、第1レンズ要素12eの周囲に土手状の突起15が形成されていることを前提とした場合、滴下量に求められる精度は、接着剤83層の厚みが40μmの場合に、1点当り約0.3mg±5%(100ショット平均)程度である。これは一般的なエアディスペンサーによって容易に実現可能である。また、点滴下の場合、滴下量が1点に集中するためワークとのクリアランスを広く取ることができ、かつレンズ要素間の最も面積の広い平坦領域に滴下するため滴下ノズルの面内位置精度も緩和することができる。結果として、ディスペンサーを搭載する可動軸への要求精度を下げることができ、装置コストを下げることが可能となる。また、上記手法は、レンズアレイ内のレンズ要素の行列数の大小に関わらず適用することができ、気泡発生の抑制等の利点はそのまま享受することができる。
B)レンズアレイ構造体の製造方法
 図2A等を参照しつつ、図17B等に示すレンズアレイ構造体100の製造工程について説明する。
 まず、第1レンズアレイ10を製造することによって第1レンズアレイ10を準備する(ステップS11)。第1レンズアレイ10の製造工程の概要は、図2Bに示すようなものとなっている。
 予め、図20A及び20Bに示すように、第1レンズアレイ10の第1樹脂層12等を形成するための転写型72を作製する(ステップS21)。転写部72aの外周には、これに近接して環状の突部72pが形成されている。環状の突部72pは、後述する第1樹脂層12の成形に際して、第1レンズ要素12eの周囲に環状の突起15を形成するための部分となっている。
 以上では、第1レンズアレイ10の第1樹脂層12用の転写型72について説明したが、第2樹脂層13用の転写型(不図示)も、転写面71bの形状が異なるだけであり、同様に作製される。
 次に、図20C及び20Dに示すように、第1レンズアレイ10の第1樹脂層12を形成する(ステップS23)。第1レンズ要素12eの周囲には、第1レンズ要素12eの外縁に沿って環状の突起15が形成されている。これは、硬化前の樹脂82の一部が転写部72aの周囲に溢れ出したものである。すなわち、基板11と転写型72との間に個別に供給されレンズ部となるレンズ樹脂材料の供給量をレンズ部の光学面を形成するのに必要な量を超えるように調整することによって突起15を形成している。この場合、光学面を有するレンズ部を拡張するように土手状の突起15を形成することができ、土手状の突起15の形成が容易となる。また、転写型72によって、レンズ部と一体的に土手状の突起15を形成することで、レンズ部に対する相対位置を適切に設定することができる。これにより、接着剤の拡がりを土手構造によって確実に停止させることができる。
 図22Aに拡大して示すように、滴下された樹脂82のうち、転写部72aの周囲に溢れ出した樹脂部分82aは、重力の影響を受けつつも、基板11の基板面11aの樹脂82に対する濡れ性と、転写型72の型表面72sの樹脂82に対する濡れ性とを反映した形状となる。つまり、樹脂部分82aと基板面11aとの成す角である撥水角αは、基板11の基板面11aの濡れ性によって定まる。樹脂部分82aと型表面72sとの成す角である撥水角βは、転写型72の型表面72sの濡れ性によって定まる。そのため、基板11の材料、転写型72の転写層74の材料、及び樹脂82の材料の選択と組み合わせとによって撥水角α,βを調整することができる。結果的に、樹脂部分82aの形状すなわち突起15の形状もある程度の再現性で略目的形状に調整することができる。ここで、突起15の高さT1は、図19Bで既に説明したように、接着部50の接合層51の厚みT2以上大きくなっている。突起15の形状(突起15の高さT1や撥水角α,β)は、第1レンズアレイ10に第1スペーサー30を固定する際に重要になる。
 なお、環状の突起15は、転写型72の転写部72aの周囲に硬化前の樹脂82を溢れ出させることによって形成するものに限らず、様々な方法によって形成することができる。例えば、図22Bに示すように、転写型72の転写部72aに突起15の形状に対応する転写面72q(拡張転写面)を有する環状の追加転写部72rを付随させることによって強制的に突起15を形成することができる。この場合、突起15の形状を追加転写部72rによって比較的目標通りに形成できる。つまり、突起15の形状を精密にして樹脂の阻止(樹脂止め)をより確実にかつ精密に行うことができる。
 次に、図20Eに示すように、第1レンズアレイ10の第2樹脂層13を形成する(ステップS24)。第2樹脂層13は、第1樹脂層12と同様の手法で形成される。
 図2Aに戻って、第1スペーサー30を製造することによって第1スペーサー30を準備する(ステップS12)。
 次に、図21Aに示すように、ステップS11の工程で得た第1レンズアレイ10の基板11の基板面11a上に接着剤83を供給する(ステップS13)。本実施形態において、基板11の基板面11aのうち、第1レンズ要素12eが形成されていない露出表面(支持面11f)であって、例えば第2実施形態で説明した塗布領域A2(図11A等参照)に、接着剤83を吐出ノズルからの滴下等によって塗布する。具体的には、図23Aに示すように、支持面11fであって、隣り合う複数のレンズ要素の間の領域、より好適には、4つの第1レンズ要素12eに囲まれた中間点C1(基本パターンPOに相当)に接着剤83を滴下する。ディスペンサー91は、駆動部92に駆動されて3次元的に移動し、目的とする中間点C1上方に移動し、ノズル端91aから駆動部92によって温度制御された液体状の接着剤83を滴下する。接着剤83の温度を調整して液体状とすることで、接着剤83の滴下の処理速度を向上させることができ、接着剤83を中間点C1の周辺の中心領域C2に拡げて塗布することができる。接着剤83の滴下量は、第1スペーサー30で押圧したときに第1レンズアレイ10の基板面11aとスペーサー本体31の端面30uとの間に挟まれた空間が完全に接着剤83で充填され、かつこの空間から周囲に接着剤83がわずかに溢れ出る量とする。これにより、第1スペーサー30の端面30uと第1レンズアレイ10との対向領域からはみ出すように接着部50が設けられることになる。なお、理想的には上記空間から接着剤83が溢れないことが最良ではあるが、わずかに溢れさせることで、滴下量のばらつきがあったとしても接着されない領域が生じることを回避することができる。
 その後、第1レンズアレイ10の基板面11a上で接着剤83の状態が安定した段階で、図21Bに示すように、ステップS13の工程で得た第1スペーサー30を第1レンズアレイ10の基板11の上方に精密にアライメントしつつ配置し、基板11の基板面11aに向けて所定距離まで押圧しつつ徐々に近接させることで、基板11上の接着剤83を一様に拡げてギャップを充填する(ステップS14)。第1スペーサー30を降下させるタイミングは、ステップS13で滴下された接着剤83が室温(例えば25℃)に下がった後とする。これにより、接着剤83が適度な粘性を有するものとなり、第1レンズ要素12eの周辺に意図しない閉領域が形成されることを抑制できる。
 図23B及び23Cは、接着剤83の拡散を説明する図である。図23Bの状態では、第1スペーサー30と基板11とがかなり近づいており、中心領域C2の周辺に集まっていた接着剤83の輪郭が増加し、一部で第1レンズ要素12eの近くまで達している。ただし、第1レンズ要素12eは土手状の突起15によって囲まれており、接着剤83が第1光学面12aに達することが阻止されている。図23Cの状態では、第1スペーサー30と基板11とが目標状態まで近づいており、第1レンズアレイ10の基板面11aとスペーサー本体31の端面30uとのギャップが適正な状態となる。この状態では、接着剤83の輪郭が最大限まで増加し、第1レンズ要素12eを除いた全領域でギャップを充填した状態となっている。つまり、各第1レンズ要素12eの位置において閉空間が形成されている。この場合、第1レンズ要素12eの周辺に閉領域が形成されるものの、土手状の突起15の存在によって、接着剤83は、第1光学面12aに達することが阻止される。また、同様の理由から、接合層51内に気泡が残留することが回避される。
 最後に、基板11の裏の基板面11b側から紫外線を照射し、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30との間に挟まれた接着剤83を硬化させて接着部50とする(ステップS15)。接着部50は、基板面11aとスペーサー本体31との間に挟まれた接合層51から周囲の開口32側にはみ出した隆起部52を有するものとなる。その後、吸着治具94aを除去することで、レンズアレイ構造体100が完成する(図21C参照)。
 図24A~24Cは、土手状の突起15が無かった場合を概念的に説明する図である。これらのうち図24Bは、レンズアレイ構造体100のうち中央領域の複合レンズ10eを示しており、接着剤83は、第1光学面12aに達することなく第1樹脂層12の周囲を略一様に囲んでいる。ただし、僅かながら接着剤83の未充填領域である気泡87が形成されている。一方、図24A及び24Cは、レンズアレイ構造体100のうち周辺領域の複合レンズ10eを示している。周辺領域の複合レンズ10eの周辺では、第1スペーサー30の上側が吸着治具94a等によって封止されており、閉空間の形成によって中央からの接着剤83が周辺に押し出される傾向が生じるので、接着剤83の一部は、第1光学面12aに達してしまい、第1レンズ要素12eの周囲に気泡87が形成されている。
 以上において、一方のレンズアレイ構造体100の第1レンズアレイ10と、他方のレンズアレイ構造体100'の第2スペーサー40とを接合する際には、既に第2スペーサー40に対して別の第2レンズアレイ20が予め固定されている。この場合、第1レンズアレイ10と第2スペーサー40との接合時に、第2スペーサー40の一方の端面は第2レンズアレイ20によって塞がれていることになる。このため、接着剤83に気泡を溜めた閉領域が早期に形成されて接着剤83が周辺に押し出される現象等を回避する必要性が高まるが、この場合も、接着剤83が適度の粘性を有し、第2レンズ要素13eの周囲に土手状の突起15を設けることによって、接着剤83が第2レンズ要素13eの周囲に止められるので、第2光学面13aの汚染や接合層51における気泡の残留が回避される。
 以上の説明では、第1レンズアレイ10の基板面11aに接着剤83を滴下しているが、上下を反転させて、第1スペーサー30の端面30uに接着剤83を滴下することもできる。この場合、第1スペーサー30の端面30uは平坦であり、接着剤83はスクリーン印刷等によって端面30u上に平坦に塗布又は供給することができる。また、接着剤の滴下工程において、第1実施形態等で説明した接着剤83の塗布パターンを適用することもできる。
 以上説明した本実施形態のレンズアレイ構造体100では、第1レンズアレイ10が一方の基板面11a上の第1光学面12aの周囲を囲む土手状の突起15を有する。これにより、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30との積層時において、接着剤83の滴下量の精度や第1スペーサー30の厚みその他の寸法にばらつきがあっても接着剤83の拡がりを土手状の突起15である土手構造によって停止させることができ、第1光学面12aへの接着剤83の侵入を防止することができる。以上のことは、第1レンズアレイ10と第2スペーサー40とを接合する際にも成り立つ。
〔実施例〕
 以下、具体的な実施例について説明する。接着剤83として、常温固体のビスファノールA型エポキシ樹脂材料を主成分とする接着剤である試料1~3を準備した。試料1の粘度は7200CP、チクソ比は1.11、試料2の粘度は6800CP、チクソ性は1.06、試料3の粘度は8700CP、チクソ性は1.07であった。なお、試料1~3について、粘度、チクソ比は下記(1)及び(2)の手順で測定した。また、硬化後の接着強度、硬化前の濡れ性等は下記(3)及び(4)の手順で測定した。
(1)粘度の測定
 E型粘度計(商品名:VISCOMETER TV-22、TOKI SANGYO CO.LTD社製、使用ローター:φ15mm、設定温度:25℃)を用いて、各試料1~5の回転数20rpmにおける粘度を測定した。
(2)チクソ値の測定
 チクソ比Ti(10/20)は、25℃においてE型粘度計を用いて10rpmで測定した時の粘度を、20rpmで測定した時の粘度で除することで算出した。
(3)接着強度の測定(抜去試験)
 表面を有機溶剤で拭き洗浄したスライドガラス2枚を、接着範囲:φ10mm、接着剤厚:60μmで接着したテストサンプルを用いて、デジタルフォースゲージ(商品名:ZP-200N CO.IMADA、速度:30mm/min)で引張り接着強度を測定した。
(4)硬化前の濡れ性テスト
 UVオゾン洗浄を行ったスライドガラス上に0.30mg±10%の接着剤を点滴下し、外径の経時変化(滴下直後、1h後、12h後)を顕微鏡で観察した。観察結果の評価基準は、外径の経時変化が3%未満の場合「○」とし、3%以上5%未満の場合「△」とし、5%以上の場合「×」とした。
 その結果、試料1~3はいずれも、0.4MPa以上の良好な接着強度を示し、かつ濡れ性テストの結果は、試料1、3が○、試料2が△であり、いずれも実用上差し支えないものであった。試料1~3のうち、特に試料1、3の取り扱いが容易であり、滴下時の加温(40℃)により粘度が低下し、かつ糸引きが抑制されていて取り扱いが容易であった。しかも、滴下後は速やかに常温に戻り、粘度増加するため形状が維持されやすいものであった。試料1~3を用いることにより、スペーサーの接合時には、気泡の発生を防止しつつ過不足の無い充填及び接着が可能であった。
〔第9実施形態〕
 以下、第9実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第9実施形態のレンズアレイ構造体等は第8実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第8実施形態と同様である。
 図25Aは、本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10を作製するための転写型272を示す。この転写型272は、転写層74において、二重の突部72p,272pを設けたものとなっている。つまり、転写型272は、環状で周方向に垂直な方向に複数段の突部72p,272pを有する。このような転写型272を用いて第1レンズアレイ10を製造する場合、第1樹脂層12の成形に際して、転写部72aの突部72p,272p間に充填された樹脂部分と突部272pの周囲に溢れ出した樹脂部分とによって第1レンズ要素12eの周囲に突起15,215が形成される。ここで、樹脂82の供給量に多少の差があっても、突部72p,272pが2段となっているので、少なくとも内側の突起15は確実に形成される。
 図25Bは、図25Aの第1レンズアレイ10に対する第1スペーサー30の固定を説明する図である。図からも明らかなように、接着剤83が突起15,215に乗り上げるように充填されているが、外側の突起215を接着剤83が乗り越えることが抑制され、内側の突起15を接着剤83が乗り越えることは確実に防止される。
〔第10実施形態〕
 以下、第10実施形態に係るレンズアレイ構造体等について説明する。なお、第10実施形態のレンズアレイ構造体等は第8実施形態のレンズアレイ構造体等を変形したものであり、特に説明しない事項は第8実施形態と同様である。
 図26Aは、本実施形態のレンズアレイ構造体を構成する第1レンズアレイ10を作製するための転写型372を示す。この転写型372は、転写層74において、三重の突部72p,272p,372pを設けたものとなっている。つまり、転写型372は、環状で周方向に垂直な方向に複数段の突部72p,272p,372pを有する。このような転写型372を用いて第1レンズアレイ10を製造する場合、第1樹脂層12の成形に際して、転写部72aの突部72p,272p,372p間に充填された樹脂部分と突起372pの周囲に溢れ出した樹脂部分とによって突起15,215,315が形成される。ここで、樹脂82の供給量に多少の差があっても、突部72p,272p,372pが3段となっているので、少なくとも内側の突起15,215は確実に形成される。
 図26Bは、図26Aの第1レンズアレイ10に対する第1スペーサー30の固定を説明する図である。図からも明らかなように、接着剤83が突起15,215を乗り越え又は乗り上げるように充填されているが、外側の突起215,315を接着剤83が乗り越えることが抑制され、内側の突起15を接着剤83が乗り越えることは確実に防止される。
〔その他〕
 以上、本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したが、本発明に係るレンズアレイの製造方法は上記のものには限られない。例えば、第1スペーサー30に形成した接着剤83の塗布パターンは、第1レンズアレイ10に対しても形成することができ、第1レンズアレイ10に形成した接着剤83の塗布パターンは、第1スペーサー30に対しても形成することができる。
 また、第1レンズアレイ10及び第1スペーサー30の一方にのみ接着剤83の塗布パターンを形成するだけに限らず、第1レンズアレイ10及び第1スペーサー30の双方に塗布パターンを形成することができる。この際、第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とに同じ塗布パターンを形成することもできるが、異なる塗布パターンを形成することもできる。第1レンズアレイ10と第1スペーサー30とに異なる塗布パターンを形成する場合、第1レンズアレイ10に形成する塗布パターンと、第1スペーサー30に形成する塗布パターンとを合成して、図7、11A、12、13、14A、15A、16B等に示す塗布パターンを完成することとできる。
 第1レンズアレイ10は、基板11の両側に第1樹脂層12と第2樹脂層13とを設けたものに限らず、基板11の片側に単一の樹脂層を設けたものとすることができる。さらに、第1レンズアレイ10は、ガラス、樹脂その他の単一の材料から形成することができる。例えば、溶融樹脂を射出成形することによって得られた樹脂の一体物からなるプラスチック製レンズアレイでもよいし、溶融ガラスをプレス成形することによって得られたガラスの一体物からなるガラス製レンズアレイであってもよい。
 以上では、主にレンズアレイ構造体100を構成する第1レンズアレイ10と第1スペーサー30との接合について説明したが、第2~第7実施形態等における接着剤83の塗布パターンについては、レンズアレイ構造体100'を構成する第2レンズアレイ20と第2スペーサー40との接合についても同様に適用することができる。さらに、第1レンズアレイ10と第2スペーサー40との接合についても、第2~第7実施形態等における接着剤83の塗布パターンを同様に適用することができる。
 また、上記実施形態において、第1レンズアレイ10の輪郭形状、レンズ要素12e,13eの光学面形状等は、用途や機能に応じて適宜変更することができる。また、レンズ要素12e,13eの配置パターンも、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。さらに、第1スペーサー30の反対側の第2樹脂層13等については省略することもできる。
 上記実施形態において、基板11の基板面11aに対してシランカップリング処理又はプラズマ処理等の親水化処理を行っているが、親水化処理については省略することもできる。
 上記実施形態で説明した第1レンズアレイ10、第1スペーサー30等の製造方法は、単なる例示であり、例示されていない様々な手法を用いることができる。
 また、上記実施形態において、レンズアレイ構造体100,100'の2枚に限らず、同様のレンズアレイ構造体を3枚以上積層してもよい。
 また、上記実施形態において、レンズアレイ構造体の外形を円盤形としたが、四角形状や六角形状等の多角形形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。
 また、上記実施形態において、土手状の突起15は、外輪山状に上端が尖ったものに限らず、頂部15aの角が取れた緩やかな起伏を有するものとできる。
 上記土手状の突起15については、第1レンズアレイ10を構成する第1レンズ要素12eの全てに設ける必要はなく、例えば第1レンズアレイ10の中心に近い中央側の第1レンズ要素12eについては、接着剤が比較的均等に拡がる傾向があるので突起15を有しない形状とすることもできる。
 また、上記実施形態において、第1レンズアレイ10上に接着剤83を塗布したが、上下を反転させて、第1スペーサー30の端面30u上に接着剤83を塗布して第1レンズアレイ10を押し付けるように近接させ、接着剤83の光硬化によって接着部50を得ることができる。この場合も土手状の突起15の存在によって接着剤83のはみ出し等を防止することができる。
 また、レンズアレイ構造体200とされる前の個々のレンズアレイ構造体100、レンズアレイ構造体100を2層に積層したもの等をダイシングによって個片化することもできる。

Claims (29)

  1.  複数のレンズ本体を有するレンズアレイを準備する工程と、
     前記レンズ本体に対応する開口を有するスペーサーを準備する工程と、
     前記レンズアレイの支持面と前記スペーサーの端面との一方に接着剤を、前記複数のレンズ本体のそれぞれの周囲に配置され得る規則的な所定の塗布パターンで塗布する工程と、
     前記接着剤を挟んで前記支持面と前記端面とを対向させて前記レンズアレイと前記スペーサーとを貼り合わせる工程と、
     前記支持面と前記端面との間に挟まれた前記接着剤を硬化させることによって、前記レンズアレイと前記スペーサーとを接合する工程とを備え、
     前記接着剤を塗布する工程において、前記レンズ本体のうち外縁側のレンズ本体の外側と、前記開口のうち外縁側の開口の外側との少なくとも一方に、前記接着剤の追加パターンを形成するレンズアレイ構造体の製造方法。
  2.  前記所定の塗布パターンは、繰り返される複数の単位パターンを含む基本パターンであり、前記追加パターンは、前記単位パターンと異なるパターン要素を含む、請求項1に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  3.  前記追加パターンは、前記単位パターンの一部を幅広にするものである、請求項2に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  4.  前記追加パターンは、前記単位パターンを変形したものである、請求項2に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  5.  前記所定の塗布パターンは、繰り返される複数の単位パターンを含む基本パターンであり、前記追加パターンは、前記単位パターンと同一のパターン要素を含み、前記所定の塗布パターンを連続的に拡張する、請求項1に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  6.  前記追加パターンは、前記単位パターンと異なるパターン要素を含む、請求項5に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  7.  前記追加パターンは、前記単位パターンよりも塗布密度が高い、請求項1から6までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  8.  前記追加パターンは、空隙を形成するための閉領域を有する、請求項1から7までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  9.  前記所定の塗布パターンは、前記レンズアレイ上に形成された前記レンズ本体の間の格子点上又は格子枠上に分布する、請求項1から8までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  10.  前記所定の塗布パターンは、前記スペーサー上に形成された前記開口の周囲を隙間なく充填する、請求項1から8までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  11.  前記レンズアレイを準備する際に、前記レンズ本体のうち外縁側のレンズ本体の外側に、ダミーレンズを形成する、請求項1から10までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  12.  前記ダミーレンズの少なくとも一部は、前記レンズ本体よりも占有面積が狭い、請求項11に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  13.  前記スペーサーを準備する際に、前記開口のうち外縁側の開口の外側に、ダミー孔を形成する、請求項1から12までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  14.  前記ダミー孔の少なくとも一部は、前記開口よりも占有面積が狭い、請求項13に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  15.  前記レンズアレイを準備する工程においては、基板と、前記基板の少なくとも一方の基板面上に成形され光学面をそれぞれ有する複数のレンズ部と、前記一方の基板面上の前記光学面の周囲を囲む土手状の突起を有するレンズアレイを準備し、
     前記レンズアレイと前記スペーサーとを貼り合わせる工程においては、前記レンズアレイの前記一方の基板面と前記スペーサーとの間に介在させた接着剤を硬化させることによって、前記レンズアレイと前記スペーサーとを接合する接着部を形成する、請求項14に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  16.  前記土手状の突起を、前記基板と転写型との間に個別に供給され前記レンズ部となるレンズ樹脂材料の供給量を前記レンズ部の光学面を形成するのに必要な量を超えるように調整することによって形成する、請求項15に記載のレンズアレイ構造体の製造方法。
  17.  基板と、前記基板の少なくとも一方の基板面上に成形され光学面をそれぞれ有する複数のレンズ部とを有するレンズアレイと、
     前記一方の基板面側に設けられ前記レンズ部に対応する開口を有するスペーサーと、
     接着剤の硬化によって形成され、前記レンズアレイと前記スペーサーとを接合する接着部とを備え、
     前記接着部は、前記レンズ本体のうち外縁側のレンズ本体と前記開口のうち外縁側の開口との外側に、前記複数のレンズ本体のそれぞれの周囲とは異なる追加パターン部を有するレンズアレイ構造体。
  18.  前記レンズアレイは、前記一方の基板面上の前記光学面の周囲を囲む土手状の突起を有しており、
     前記接着部は、前記スペーサーの端面と前記レンズアレイとの対向領域からはみ出すように設けられている、請求項17に記載のレンズアレイ構造体。
  19.  前記土手状の突起は、前記基板と転写型との間に個別に供給され前記レンズ部となるレンズ樹脂材料の供給量を前記レンズ部の光学面を形成するのに必要な量を超えるように調整することによって、前記レンズ部と一体的に形成されたものである、請求項18に記載のレンズアレイ構造体。
  20.  前記土手状の突起は、転写型内の構造を転写することによって、前記レンズ部と一体的に形成されたものである、請求項18に記載のレンズアレイ構造体。
  21.  前記土手状の突起は、環状で周方向に垂直な方向に複数段となるように設けられている、請求項18から20までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
  22.  前記土手状の突起の前記一方の基板面からの高さは、前記接着部のうち前記スペーサーの端面と前記一方の基板面との間に延存する接着剤層の厚みと同等以上である、請求項18から21までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
  23.  前記複数のレンズ部は、格子点の位置に独立して配置されている、請求項18から22までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
  24.  前記接着部は、常温において固体であり加熱により液状に変化する性質を有する固形エポキシ化合物を光硬化性樹脂中に含有する接着剤によって形成されている、請求項18から23までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
  25.  前記固形エポキシ化合物は、繰り返し単位中に芳香環を有する分子構造を持つ化合物である、請求項24に記載のレンズアレイ構造体。
  26.  前記接着剤は、25℃での粘度が6000cP以上15000cP以下である、請求項24及び25のいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
  27.  前記接着剤は、25℃でのチクソ比が1.05以上1.3以下である、請求項24から26までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
  28.  前記接着剤は、硬化後の接着強度が0.4MPa以上である、請求項24から27までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
  29.  前記スペーサーを挟んで前記レンズアレイに対向するように前記スペーサーに接合されている別レンズアレイをさらに備える、請求項18から28までのいずれか一項に記載のレンズアレイ構造体。
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