ウエハレンズ及びその製造方法
【課題】ガラス基板の反りを抑制するウエハレンズを提供する。
【解決手段】ウエハレンズ１０はガラス基板１２、硬化性樹脂製の第１の樹脂部１４、硬化性樹脂製の第２の樹脂部１６を備える。第１の樹脂部１４と第２の樹脂部と１６には、それぞれ複数のレンズ部１４ａ，１６ａが形成され、第１の樹脂部１４と第２の樹脂部１６との各樹脂の体積が同等である。
【解決手段】ウエハレンズ１０はガラス基板１２、硬化性樹脂製の第１の樹脂部１４、硬化性樹脂製の第２の樹脂部１６を備える。第１の樹脂部１４と第２の樹脂部と１６には、それぞれ複数のレンズ部１４ａ，１６ａが形成され、第１の樹脂部１４と第２の樹脂部１６との各樹脂の体積が同等である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウエハレンズ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、いわゆるカメラモジュールと称される撮像装置が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等のコンパクトで薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。これらの撮像装置に使用される撮像素子としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子が使用され、近年では、撮像素子の高画素化も進み、高解像、高性能化が図られている。
【０００３】
他方、これら撮像素子上に被写体像を形成するための撮像用のレンズとしては、低コスト化のために、安価に大量生産できる樹脂材料で形成されるレンズが用いられており、これにより加工性も良好で非球面形状をとることで高性能化の要求にも対応可能となっている。このような、携帯端末に内蔵される撮像装置に用いる撮像用のレンズには、更なる超コンパクト化と携帯端末に求められる量産性とを両立することが要求されており、樹脂材料だけで構成する撮像用のレンズではその要求に応えるのが困難になってきている。
【０００４】
このような問題点を克服するため、最近では、数インチのウエハ状のガラス基板に対しレプリカ法によって硬化性樹脂製のレンズ部を複数形成し（ガラス基板上で樹脂を複数のレンズ形状に成形し）、その後レンズ部ごとに切断するという手法が提案されており、撮像用のレンズを大量生産しようとしている。こうした製法によって製造されたレンズはいわゆるウエハレンズと呼ばれ、こういった撮像用のレンズに関する技術が特許文献１〜３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２３３６５号公報
【特許文献２】特許第３９２９４７９号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００８／１０２７７３パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ウエハレンズにおいては、ガラス基板上で樹脂を成形し、光や熱等のエネルギーを与えて樹脂を硬化させるため、硬化の際の樹脂の収縮により、ガラス基板が樹脂側に引っ張られ、ガラス基板が表裏両面のうちどちらか一方の側に反ってしまうという問題がある。
【０００７】
したがって、本発明の主な目的は、ガラス基板の反りを抑制することができるウエハレンズ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の面に形成された硬化性樹脂製の第１の樹脂部と、
前記ガラス基板の他方の面に形成された硬化性樹脂製の第２の樹脂部と、
を備え、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方には単一又は複数のレンズ部が形成され、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の体積が同等であることを特徴とするウエハレンズが提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
ガラス基板の一方の面に硬化性樹脂製の第１の樹脂部を形成する第１の工程と、
前記ガラス基板の他方の面に硬化性樹脂製の第２の樹脂部を形成する第２の工程と、
を備え、
前記第１，第２の工程では、前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方に対し、複数のレンズ部を形成するか、又は単一のレンズ部を形成し、
前記第２の工程では、前記第２の樹脂部の樹脂の体積を、前記第１の樹脂部の樹脂の体積と同等とすることを特徴とするウエハレンズの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス基板の一方の面と他方の面とで同体積の硬化性樹脂を使用して第１，第２の樹脂部を構成するから、一方の樹脂部の硬化収縮に伴うガラス基板の変形を、他方の樹脂部の硬化収縮に伴うガラス基板の変形で相殺することができ、その結果ガラス基板の反りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズ積層体の概略構成を示す（ａ）斜視図であり、（ｂ）（ａ）中のＸ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズの概略構成を示す（ａ）斜視図（ｂ）（ａ）中のＹ線に沿う断面図である。
【図３】図１のウエハレンズ積層体の製造方法を概略的に説明するための図面であって、詳しくは図２のウエハレンズの製造方法を概略的に説明するための図面である。
【図４】図１のウエハレンズ積層体の製造方法を概略的に説明するための図面であって、詳しくはウエハレンズ同士を積層する際の工程を概略的に説明するための図面である。
【図５】図２のウエハレンズにおける樹脂部の変形例を示す断面図である。
【図６】図２のウエハレンズにおける樹脂部の変形例を示す断面図である。
【図７】図２のウエハレンズにおける樹脂部の変形例を示す断面図である。
【図８】シミュレーションモデルを説明するための概略図である。
【図９】式（１）及び、（３）にかかるシミュレーション結果を概略的に示す図面である。
【図１０】式（２）にかかるシミュレーション結果を概略的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１３】
図１に示す通り、本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズ積層体１は２枚のウエハレンズ１０，３０と２枚のスペーサ２０，４０とを有しており、これらが互いに積層された構成を有している。ウエハレンズ１０，３０間にはスペーサ２０が配置され、ウエハレンズ３０の下部にはスペーサ４０が配置されている。ウエハレンズ１０，３０は互いに同様の部材であり、スペーサ２０，４０も互いに同様の部材である。
【００１４】
図２に示す通り、ウエハレンズ１０は円盤状を呈するガラス基板１２を有している。ガラス基板１２の上部には樹脂部１４が形成されており、ガラス基板１２の下部には樹脂部１６が形成されている。樹脂部１４，１６は光硬化性樹脂（アクリル系又はエポキシ系のＵＶ硬化性樹脂など）又は熱硬化性樹脂で構成されている。樹脂部１４，１６を構成する各樹脂は種類が互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００１５】
樹脂部１４には複数のレンズ部１４ａが形成されている。レンズ部１４ａは略半球形状に突出しており、凸状の光学面を構成している。樹脂部１６には複数のレンズ部１６ａが形成されている。レンズ部１６ａは略半球形状に凹んでおり、凹状の光学面を構成している。レンズ部１４ａとレンズ部１６ａとは互いに相対する位置に形成されており、レンズ部１４ａとレンズ部１６ａとで光学面に対する光軸が一致するようになっている。
【００１６】
特に樹脂部１４，１６では、図２（ｂ）に示す通り、光学有効面の範囲内の領域Ａにレンズ部１４ａ，１６ａが形成されている。領域Ａに隣り合う領域は光学有効面の範囲外の領域Ｂであり、領域Ｂには非レンズ部１４ｂ，１６ｂが形成されている。非レンズ部１４ｂは平面状を呈しており、非レンズ部１６ｂは凹凸形状を呈している。
【００１７】
樹脂部１４と樹脂部１６とではこれらを構成する各樹脂の体積が同等となっている。「各樹脂の体積が同等」とは、好ましくは式（３）の条件を満たすことであり、より好ましくは式（３ａ）〜（３ｃ）の条件を満たすことである。
【００１８】
０．６≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦２．１ … （３）
０．６≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦１．９ … （３ａ）
０．７５≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦１．４ … （３ｂ）
０．７５≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦１．３ … （３ｃ）
式（３）〜（３ｃ）中、「Ｖｗａ」は物体側の樹脂の体積を、「Ｖｗｂ」は像側の樹脂の体積を表している。
【００１９】
樹脂の体積は以下の方法により測定する。
（Ａ）面形状を測定し、また、基点となる樹脂の厚みを測定することで樹脂体積として換算する。
（Ｂ）測定方法としては、例えば、パナソニック製形状測定器ＵＡ３Ｐを用いる。なお、測定器はこれに限定されず、触針式及び非接触式がある。触針式では、段差計が一般的に用いられ、例えば、カンチレバーの先端についた先端が尖ったダイヤモンドのチップで、測定試料表面をなぞりそのガラス基板と樹脂表面との段差を測定する。一方で、非接触式では、顕微鏡を用いてガラス基板表面と樹脂表面のフォーカス位置のズレから測定したり、顕微鏡を用いて、レンズ断面を観測したりすることで測定できる。
【００２０】
本実施形態では、好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の厚みが式（１）の条件を満たし、より好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の厚みが式（１ａ）〜（１ｃ）の条件を満たしている。
【００２１】
０．６≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦２．１ … （１）
０．６≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦１．９ … （１ａ）
０．７５≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦１．４ … （１ｂ）
０．７５≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦１．３ … （１ｃ）
式（１）〜（１ｃ）中、「Ｔｗａ」は物体側（樹脂部１４）の樹脂の厚みの平均を、「Ｔｗｂ」は像側（樹脂部１６）の樹脂の厚みの平均を表している。
【００２２】
樹脂の厚みの測定方法としては、触針式及び非接触式がある。触針式では、段差計が一般的に用いられ、例えば、カンチレバーの先端についた先端が尖ったダイヤモンドのチップで、測定試料表面をなぞりそのガラス基板と樹脂表面との段差を測定する。一方で、非接触式では、顕微鏡を用いてガラス基板表面と樹脂表面のフォーカス位置のズレから測定したり、顕微鏡を用いて、レンズ断面を観測したりすることで測定する。
【００２３】
式（１）〜（１ｃ）の条件に代えて又は加えて、樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の体積硬化収縮率が式（２）の条件を満たしてもよく、好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の体積硬化収縮率が式（２ａ）〜（２ｃ）の条件を満たすのがよい。
【００２４】
０．６≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦３．０ … （２）
０．６≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦１．９ … （２ａ）
０．７５≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦２．０ … （２ｂ）
０．７５≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦１．３ … （２ｃ）
式（２）〜（２ｃ）中、「ｋｗａ」は物体側の樹脂の体積硬化収縮率を、「ｋｗｂ」は像側の樹脂の体積硬化収縮率を表している。
【００２５】
特に、樹脂部１４，１６を構成する各樹脂は上記の通りに種類が互いに同じであってもよいし異なっていてもよいが、好ましくは各樹脂の種類が異なる場合に式（２）〜（２ｃ）の条件を満たすのがよい。
【００２６】
なお、式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）の条件は、後述の実施例にかかるシミュレーション結果に基づいている。
【００２７】
他方、樹脂部１４と樹脂部１６とでは、樹脂部１４，１６の各樹脂の厚みや体積硬化収縮率が式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）を満たさなくても、樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の塗布面積が同等であってもよい。ここでいう「塗布面積」とは、ウエハレンズ１０を平面視したときの樹脂部１４，１６の面積であり、樹脂部１４，１６の凹凸による起伏（３次元形状）は考慮しないものである。
【００２８】
スペーサ２０は光透過性の材料（耐熱性のガラスなど）で構成されている。図１（ｂ）に示す通り、スペーサ２０にはレンズ部１６ａ，レンズ部３４ａに対応する位置に円形状の透過孔２２が形成されており、ウエハレンズ１０を透過した光はスペーサ２０に遮光されずにウエハレンズ３０に入射するようになっている。
【００２９】
続いて、図３，図４を参照しながらウエハレンズ積層体１の製造方法（ウエハレンズ１０，３０の製造方法を含む。）について説明する。
【００３０】
図３（ａ）に示す通り、ガラス基板１０の表面にモノマー状態（硬化前）の樹脂１４Ａを載置（滴下・塗布など）しておいて上方から成形型５０を押圧し、キャビティ５２に樹脂１４Ａを充填する。その後、樹脂１４Ａが光硬化性樹脂である場合には、樹脂１４Ａをキャビティ５２に充填した状態で上方から光照射する。この場合、成形型５０として光透過性を有する型を用いる。
【００３１】
その結果、照射した光が成形型５０を透過して樹脂１４Ａに入射して樹脂１４Ａが硬化し、ガラス基板１２上に樹脂部１４（特に複数のレンズ部１４ａ）が形成される。他方、樹脂１４Ａが熱硬化性樹脂である場合には、樹脂１４Ａをキャビティ５２に充填した状態で成形型５０を加熱すればよい。
【００３２】
その後、樹脂部１４をガラス基板１２とともに成形型５０から離型して裏返し、ガラス基板１０の裏面に樹脂部１６を形成する。この場合は図３（ａ）の成形型５０に代えて図３（ｂ）の成形型６０を使用すればよく、成形型６０のキャビティ６２に対し樹脂１６Ａを充填した状態で光照射又は加熱して樹脂１６Ａを硬化し、樹脂部１６（特に複数のレンズ部１６ａ）を形成する。
【００３３】
特に、樹脂部１６を形成する場合には、樹脂１４Ａの使用量（体積）に対し樹脂１６Ａの体積を同等とする。好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６とで式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）を満たすように樹脂１４Ａ，１６Ａの厚みや体積硬化収縮率を調整する。また樹脂部１４と樹脂部１６とで塗布面積が同等となるように樹脂１４Ａ，１６Ａの塗布面積を調整してもよい。
【００３４】
その後、樹脂部１６をガラス基板１２とともに成形型６０から離型することでウエハレンズ１０を製造することができる。
【００３５】
なお、ウエハレンズ３０を製造する場合にも、ウエハレンズ１０を製造するのと同様にすればよい。
【００３６】
その後、図４（ａ）に示す通り、ウエハレンズ３０の樹脂部３６の上面又はスペーサ４０の下面に接着剤７０を塗布し、ウエハレンズ３０に対しスペーサ４０を載置する。接着剤７０は光硬化性樹脂で構成されており、光照射により硬化するものである（後述の接着剤７２，７４も同様である。）。その後、スペーサ４０の上方から光を照射して接着剤７０を硬化させ、スペーサ４０をウエハレンズ３０に固定する。
【００３７】
その後、スペーサ４０を固定したのと同様にして、図４（ｂ）に示す通りにウエハレンズ３０の樹脂部３４に対しスペーサ２０を固定する。
【００３８】
その後、図４（ｃ）に示す通り、ウエハレンズ１０の樹脂部１６の下面又はスペーサ２０の上面に接着剤７４を塗布し、スペーサ２０に対しウエハレンズ１０を載置する。その後、ウエハレンズ１０の上方から光を照射して接着剤７４を硬化させ、ウエハレンズ１０をスペーサ２０に固定する。以上の処理によりウエハレンズ積層体１を製造することができる。
【００３９】
なお、ウエハレンズ積層体１はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置の撮像用のレンズとして好適に使用される。この場合、図１（ｂ）に示す通り、ウエハレンズ積層体１はレンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａごとに切断され、その切断片８０がウエハレンズ積層体となって撮像装置に組み込まれ撮像用レンズに使用される。
【００４０】
これと同様に、ウエハレンズ１０そのものも撮像用レンズとして使用可能であり、この場合には、図２（ｂ）に示す通り、ウエハレンズ１０はレンズ部１４ａ，１６ａごとに切断され、その切断片９０がウエハレンズとなって撮像装置に組み込まれ撮像用レンズに使用される。
【００４１】
以上の本実施形態によれば、ウエハレンズ１０を製造する場合に、ガラス基板１２の表面と裏面とで同体積の樹脂１４Ａ，１６Ａを使用し、樹脂部１４ａ，１６ａを形成するから、例えば樹脂１４Ａを硬化させる際に起こる樹脂１４Ａの収縮に伴うガラス基板１２の変形を、樹脂１６Ａを硬化させる際の樹脂１６Ａの収縮に伴うガラス基板１２の変形で相殺され、ガラス基板１２が表裏両面のうちいずれか一方の側に反るのを抑制することができる。また樹脂１４Ａ，１６Ａの使用量（体積）を同量とするから、樹脂１４Ａ，１６Ａの使用量を容易に管理することができる。
【００４２】
なお、ウエハレンズ１０の樹脂部１４と樹脂部１６とのうち、厚みの平均が小さい側の樹脂の体積硬化収縮率を、厚みの大きい側の樹脂の体積硬化収縮率より大きくしてもよい。
【００４３】
樹脂部１４と樹脂部１６との樹脂の厚みの平均が異なる場合、硬化収縮時において、樹脂部１４，１６の厚みの平均が大きい樹脂側に、ガラス基板１２が引っ張られて反ってしまうため、樹脂部１４，１６の厚みの平均の大きいほうを体積硬化収縮率の小さい樹脂にすることで、一方の樹脂部１４，１６の厚みに起因した硬化収縮に伴うガラス基板１２の変形を、他方の樹脂部１４，１６の体積硬化収縮率に起因した硬化収縮に伴うガラス基板１２の変形で相殺することができ、その結果、ガラス基板１２の反りを抑制することができる。
【００４４】
本実施形態にかかるウエハレンズ積層体１では、ウエハレンズ１０，３０を２段にわたり積層した例を示したが、ウエハレンズ３０に対しスペーサ２０を介してウエハレンズ１０を積層したのと同様に、ウエハレンズ１０に対しスペーサを介して更にウエハレンズを積層し、全体としてウエハレンズを３段以上積層してもよい。
【００４５】
本実施形態にかかるウエハレンズ積層体１では、各レンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａを複数有する例を示したが、ウエハレンズ積層体１はレンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａを１つずつ有するような形態を有してもよい（図１（ｂ）中符号８０参照）。
【００４６】
これと同様に、ウエハレンズ１０はレンズ部１４ａ，１６ａを１つずつ有する形態を有してもよい（図２（ｂ）中符号９０参照）。
【００４７】
このような場合でも、樹脂部１４，１６（樹脂部３４，３６）では、樹脂は同等の体積を有しているし、厚みや体積硬化収縮率は式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）の関係を満たすし、塗布面積は同等である。
【００４８】
当該ウエハレンズ積層体，ウエハレンズを製造する場合には、図３の工程において１つのキャビティ５２，６２を有する金型５０，６０を使用し、図４の工程において透過孔２２，４２を有するスペーサ２０，４０を使用すればよく、その他の工程は図３，図４の工程と同様にすればよい。ただ、当該ウエハレンズ積層体，ウエハレンズを製造する上では、上記のようにガラス基板１２，３２に複数のレンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａを形成し、レンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａごとに切断するほうが大量生産するのに適している。
［変形例１］
図１，図２のウエハレンズ１０では、樹脂部１４と樹脂部１６とでレンズ部１４ａ，１６ａの形状を凹凸としていわゆるメニスカスレンズを構成したが、レンズ部１４ａ，１６ａは図１，図２の形状に代えて、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す形状を呈してもよい（ウエハレンズ３０においても同様である。）。
【００４９】
すなわち、図５（ａ）のように、非レンズ部１６ｂが単に平面状を呈していてもよいし、図５（ｂ）のように、非レンズ部１４ｂが凹凸形状を呈してもよいし、図５（ｃ）のように、非レンズ部１４ｂ，１６ｂの両方が凹凸形状を呈してもよい。図５（ａ）〜図５（ｃ）の形状においても、光学的な性能を落とさずに、ガラス基板１２の反りを抑制することができる。
【００５０】
なお、図５（ａ）の非レンズ部１６ｂに対し、図２（ｂ）の非レンズ部１６ｂはレンズ部１６ａの周縁部で大きく凸状を呈し、それに隣り合う部位で凹状を呈している。そのため、図２（ｂ）の非レンズ部１６ｂでは、図５（ａ）の非レンズ部１６ｂの点線で囲まれた領域Ｃの分だけ、スペーサ２０の配置位置（高さ位置）を確保することができ、ウエハレンズ積層体１を製造する上では図２（ｂ）の形状が好ましい。
［変形例２］
図１，図２のウエハレンズ１０のようにメニスカスレンズを構成しなくても、図６（ａ），（ｂ）に示す通り、ガラス基板１２の表裏両面のうちいずれか一方の面には光学的なパワーを持たない樹脂部１８を形成してもよい（ウエハレンズ３０においても同様である。）。樹脂部１８はガラス基板１２に対して樹脂を塗布した平面形状を呈してもよい。この場合において、光学的なパワーを持たない樹脂部１８を形成することは、樹脂部１８を成形しない場合に比べガラス基板１２の反りを抑制するのに特に効果がある。レンズ設計面の上でも、樹脂部１８が光学的なパワーを持たないために、ウエハレンズ１０の構成要素として容易に組み込むことができる。
［変形例３］
図１，図２のウエハレンズ１０のようにメニスカスレンズを構成しなくても、図７（ａ），（ｂ）に示す通り、ガラス基板１２の表裏両面に樹脂部１４又は樹脂部１６を形成してもよい（ウエハレンズ３０においても同様である。）。このようにガラス基板１２の表裏両面に対し凸状又は凹状を形成した場合でも、ガラス基板１２の表裏の心厚や光学面形状、樹脂１４Ａ又は樹脂１６Ａの硬化収縮率の違い等による不均一な状態を、光学面以外の形状（非レンズ部１４ｂ，１６ｂ）を変えることで、両面からのガラス基板１２を引っ張る力を均一にし、より一層ガラス基板１２の反りに強い構成とすることができる。
【実施例】
【００５１】
本実施例では、構造解析シミュレーションを用いて、ガラス基板の反り量を確認した。
【００５２】
まずは、図８に示されるモデルを作成し、各素材のパラメータを振り、ガラス基板の中心位置（基準）から端点までの変化量をガラス基板の反り量（ｍｍ）とした。このモデルでは、ガラス基板として、Φ２００ｍｍのウエハ状のガラスを想定しており、半径ｒとして１００ｍｍを与えた。
【００５３】
第１の樹脂部では、ヤング率１として３，０００Ｍｐａを、ポアソン比１として０．３３を、硬化収縮率１，厚み１として表１，表２で表記した値を使用した。
【００５４】
ガラス基板では、ヤング率２として６３，０００Ｍｐａを、ポアソン比２として０．２０を、硬化収縮率２として０．００を、厚み２として１．００ｍｍを使用した。
【００５５】
第３の樹脂部では、ヤング率３として３，０００Ｍｐａを、ポアソン比３として０．３３を、硬化収縮率３，厚み３として表１，表２で表記した値を使用した。
【００５６】
この結果を表１，表２及び図９，図１０に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
表１，表２中、判定の項目の「○」，「△」，「×」の基準は下記の通りとした。
【００６０】
「○」…ガラス基板の反りは小さく、破損の可能性や光学性能への影響はほとんどない
「△」…ガラス基板の反りは大きいが、破損の可能性や光学性能への影響は小さい
「×」…ガラス基板の反りが大きく、破損の可能性があったり光学性能に影響が大きかったりする
本実施形態にかかる式（１），（２）、また望ましい範囲を示した式（１ａ）〜（１ｃ），（２ａ）〜（２ｃ）の条件はこの結果を元に決定した。
【００６１】
本シミュレーション結果は、ガラス基板がウエハの状態であるが、個々のレンズの反りについては、このウエハを切断した状態として考えればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ ウエハレンズ積層体
１０ ウエハレンズ
１２ ガラス基板
１４ 樹脂部
１４ａ レンズ部
１４ｂ 非レンズ部
１４Ａ 樹脂
１６ 樹脂部
１６ａ レンズ部
１６ｂ 非レンズ部
１６Ａ 樹脂
１８ 樹脂部
２０ スペーサ
２２ 透過孔
３０ ウエハレンズ
３２ ガラス基板
３４ 樹脂部
３４ａ レンズ部
３４ｂ 非レンズ部
３４Ａ 樹脂
３６ 樹脂部
３６ａ レンズ部
３６ｂ 非レンズ部
３６Ａ 樹脂
４０ スペーサ
４２ 透過孔
５０ 成形型
５２ キャビティ
６０ 成形型
６２ キャビティ
７０，７２，７４ 接着剤
８０，９０ 切断片
Ａ 光学有効面の範囲内の領域
Ｂ 光学有効面の範囲外の領域
Ｃ （スペーサの高さ位置を確保するための）領域
【技術分野】
【０００１】
本発明はウエハレンズ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、いわゆるカメラモジュールと称される撮像装置が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等のコンパクトで薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。これらの撮像装置に使用される撮像素子としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子が使用され、近年では、撮像素子の高画素化も進み、高解像、高性能化が図られている。
【０００３】
他方、これら撮像素子上に被写体像を形成するための撮像用のレンズとしては、低コスト化のために、安価に大量生産できる樹脂材料で形成されるレンズが用いられており、これにより加工性も良好で非球面形状をとることで高性能化の要求にも対応可能となっている。このような、携帯端末に内蔵される撮像装置に用いる撮像用のレンズには、更なる超コンパクト化と携帯端末に求められる量産性とを両立することが要求されており、樹脂材料だけで構成する撮像用のレンズではその要求に応えるのが困難になってきている。
【０００４】
このような問題点を克服するため、最近では、数インチのウエハ状のガラス基板に対しレプリカ法によって硬化性樹脂製のレンズ部を複数形成し（ガラス基板上で樹脂を複数のレンズ形状に成形し）、その後レンズ部ごとに切断するという手法が提案されており、撮像用のレンズを大量生産しようとしている。こうした製法によって製造されたレンズはいわゆるウエハレンズと呼ばれ、こういった撮像用のレンズに関する技術が特許文献１〜３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２３３６５号公報
【特許文献２】特許第３９２９４７９号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００８／１０２７７３パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ウエハレンズにおいては、ガラス基板上で樹脂を成形し、光や熱等のエネルギーを与えて樹脂を硬化させるため、硬化の際の樹脂の収縮により、ガラス基板が樹脂側に引っ張られ、ガラス基板が表裏両面のうちどちらか一方の側に反ってしまうという問題がある。
【０００７】
したがって、本発明の主な目的は、ガラス基板の反りを抑制することができるウエハレンズ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の面に形成された硬化性樹脂製の第１の樹脂部と、
前記ガラス基板の他方の面に形成された硬化性樹脂製の第２の樹脂部と、
を備え、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方には単一又は複数のレンズ部が形成され、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の体積が同等であることを特徴とするウエハレンズが提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
ガラス基板の一方の面に硬化性樹脂製の第１の樹脂部を形成する第１の工程と、
前記ガラス基板の他方の面に硬化性樹脂製の第２の樹脂部を形成する第２の工程と、
を備え、
前記第１，第２の工程では、前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方に対し、複数のレンズ部を形成するか、又は単一のレンズ部を形成し、
前記第２の工程では、前記第２の樹脂部の樹脂の体積を、前記第１の樹脂部の樹脂の体積と同等とすることを特徴とするウエハレンズの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス基板の一方の面と他方の面とで同体積の硬化性樹脂を使用して第１，第２の樹脂部を構成するから、一方の樹脂部の硬化収縮に伴うガラス基板の変形を、他方の樹脂部の硬化収縮に伴うガラス基板の変形で相殺することができ、その結果ガラス基板の反りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズ積層体の概略構成を示す（ａ）斜視図であり、（ｂ）（ａ）中のＸ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズの概略構成を示す（ａ）斜視図（ｂ）（ａ）中のＹ線に沿う断面図である。
【図３】図１のウエハレンズ積層体の製造方法を概略的に説明するための図面であって、詳しくは図２のウエハレンズの製造方法を概略的に説明するための図面である。
【図４】図１のウエハレンズ積層体の製造方法を概略的に説明するための図面であって、詳しくはウエハレンズ同士を積層する際の工程を概略的に説明するための図面である。
【図５】図２のウエハレンズにおける樹脂部の変形例を示す断面図である。
【図６】図２のウエハレンズにおける樹脂部の変形例を示す断面図である。
【図７】図２のウエハレンズにおける樹脂部の変形例を示す断面図である。
【図８】シミュレーションモデルを説明するための概略図である。
【図９】式（１）及び、（３）にかかるシミュレーション結果を概略的に示す図面である。
【図１０】式（２）にかかるシミュレーション結果を概略的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１３】
図１に示す通り、本発明の好ましい実施形態に係るウエハレンズ積層体１は２枚のウエハレンズ１０，３０と２枚のスペーサ２０，４０とを有しており、これらが互いに積層された構成を有している。ウエハレンズ１０，３０間にはスペーサ２０が配置され、ウエハレンズ３０の下部にはスペーサ４０が配置されている。ウエハレンズ１０，３０は互いに同様の部材であり、スペーサ２０，４０も互いに同様の部材である。
【００１４】
図２に示す通り、ウエハレンズ１０は円盤状を呈するガラス基板１２を有している。ガラス基板１２の上部には樹脂部１４が形成されており、ガラス基板１２の下部には樹脂部１６が形成されている。樹脂部１４，１６は光硬化性樹脂（アクリル系又はエポキシ系のＵＶ硬化性樹脂など）又は熱硬化性樹脂で構成されている。樹脂部１４，１６を構成する各樹脂は種類が互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００１５】
樹脂部１４には複数のレンズ部１４ａが形成されている。レンズ部１４ａは略半球形状に突出しており、凸状の光学面を構成している。樹脂部１６には複数のレンズ部１６ａが形成されている。レンズ部１６ａは略半球形状に凹んでおり、凹状の光学面を構成している。レンズ部１４ａとレンズ部１６ａとは互いに相対する位置に形成されており、レンズ部１４ａとレンズ部１６ａとで光学面に対する光軸が一致するようになっている。
【００１６】
特に樹脂部１４，１６では、図２（ｂ）に示す通り、光学有効面の範囲内の領域Ａにレンズ部１４ａ，１６ａが形成されている。領域Ａに隣り合う領域は光学有効面の範囲外の領域Ｂであり、領域Ｂには非レンズ部１４ｂ，１６ｂが形成されている。非レンズ部１４ｂは平面状を呈しており、非レンズ部１６ｂは凹凸形状を呈している。
【００１７】
樹脂部１４と樹脂部１６とではこれらを構成する各樹脂の体積が同等となっている。「各樹脂の体積が同等」とは、好ましくは式（３）の条件を満たすことであり、より好ましくは式（３ａ）〜（３ｃ）の条件を満たすことである。
【００１８】
０．６≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦２．１ … （３）
０．６≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦１．９ … （３ａ）
０．７５≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦１．４ … （３ｂ）
０．７５≦Ｖｗａ／Ｖｗｂ≦１．３ … （３ｃ）
式（３）〜（３ｃ）中、「Ｖｗａ」は物体側の樹脂の体積を、「Ｖｗｂ」は像側の樹脂の体積を表している。
【００１９】
樹脂の体積は以下の方法により測定する。
（Ａ）面形状を測定し、また、基点となる樹脂の厚みを測定することで樹脂体積として換算する。
（Ｂ）測定方法としては、例えば、パナソニック製形状測定器ＵＡ３Ｐを用いる。なお、測定器はこれに限定されず、触針式及び非接触式がある。触針式では、段差計が一般的に用いられ、例えば、カンチレバーの先端についた先端が尖ったダイヤモンドのチップで、測定試料表面をなぞりそのガラス基板と樹脂表面との段差を測定する。一方で、非接触式では、顕微鏡を用いてガラス基板表面と樹脂表面のフォーカス位置のズレから測定したり、顕微鏡を用いて、レンズ断面を観測したりすることで測定できる。
【００２０】
本実施形態では、好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の厚みが式（１）の条件を満たし、より好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の厚みが式（１ａ）〜（１ｃ）の条件を満たしている。
【００２１】
０．６≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦２．１ … （１）
０．６≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦１．９ … （１ａ）
０．７５≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦１．４ … （１ｂ）
０．７５≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦１．３ … （１ｃ）
式（１）〜（１ｃ）中、「Ｔｗａ」は物体側（樹脂部１４）の樹脂の厚みの平均を、「Ｔｗｂ」は像側（樹脂部１６）の樹脂の厚みの平均を表している。
【００２２】
樹脂の厚みの測定方法としては、触針式及び非接触式がある。触針式では、段差計が一般的に用いられ、例えば、カンチレバーの先端についた先端が尖ったダイヤモンドのチップで、測定試料表面をなぞりそのガラス基板と樹脂表面との段差を測定する。一方で、非接触式では、顕微鏡を用いてガラス基板表面と樹脂表面のフォーカス位置のズレから測定したり、顕微鏡を用いて、レンズ断面を観測したりすることで測定する。
【００２３】
式（１）〜（１ｃ）の条件に代えて又は加えて、樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の体積硬化収縮率が式（２）の条件を満たしてもよく、好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の体積硬化収縮率が式（２ａ）〜（２ｃ）の条件を満たすのがよい。
【００２４】
０．６≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦３．０ … （２）
０．６≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦１．９ … （２ａ）
０．７５≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦２．０ … （２ｂ）
０．７５≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦１．３ … （２ｃ）
式（２）〜（２ｃ）中、「ｋｗａ」は物体側の樹脂の体積硬化収縮率を、「ｋｗｂ」は像側の樹脂の体積硬化収縮率を表している。
【００２５】
特に、樹脂部１４，１６を構成する各樹脂は上記の通りに種類が互いに同じであってもよいし異なっていてもよいが、好ましくは各樹脂の種類が異なる場合に式（２）〜（２ｃ）の条件を満たすのがよい。
【００２６】
なお、式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）の条件は、後述の実施例にかかるシミュレーション結果に基づいている。
【００２７】
他方、樹脂部１４と樹脂部１６とでは、樹脂部１４，１６の各樹脂の厚みや体積硬化収縮率が式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）を満たさなくても、樹脂部１４と樹脂部１６との各樹脂の塗布面積が同等であってもよい。ここでいう「塗布面積」とは、ウエハレンズ１０を平面視したときの樹脂部１４，１６の面積であり、樹脂部１４，１６の凹凸による起伏（３次元形状）は考慮しないものである。
【００２８】
スペーサ２０は光透過性の材料（耐熱性のガラスなど）で構成されている。図１（ｂ）に示す通り、スペーサ２０にはレンズ部１６ａ，レンズ部３４ａに対応する位置に円形状の透過孔２２が形成されており、ウエハレンズ１０を透過した光はスペーサ２０に遮光されずにウエハレンズ３０に入射するようになっている。
【００２９】
続いて、図３，図４を参照しながらウエハレンズ積層体１の製造方法（ウエハレンズ１０，３０の製造方法を含む。）について説明する。
【００３０】
図３（ａ）に示す通り、ガラス基板１０の表面にモノマー状態（硬化前）の樹脂１４Ａを載置（滴下・塗布など）しておいて上方から成形型５０を押圧し、キャビティ５２に樹脂１４Ａを充填する。その後、樹脂１４Ａが光硬化性樹脂である場合には、樹脂１４Ａをキャビティ５２に充填した状態で上方から光照射する。この場合、成形型５０として光透過性を有する型を用いる。
【００３１】
その結果、照射した光が成形型５０を透過して樹脂１４Ａに入射して樹脂１４Ａが硬化し、ガラス基板１２上に樹脂部１４（特に複数のレンズ部１４ａ）が形成される。他方、樹脂１４Ａが熱硬化性樹脂である場合には、樹脂１４Ａをキャビティ５２に充填した状態で成形型５０を加熱すればよい。
【００３２】
その後、樹脂部１４をガラス基板１２とともに成形型５０から離型して裏返し、ガラス基板１０の裏面に樹脂部１６を形成する。この場合は図３（ａ）の成形型５０に代えて図３（ｂ）の成形型６０を使用すればよく、成形型６０のキャビティ６２に対し樹脂１６Ａを充填した状態で光照射又は加熱して樹脂１６Ａを硬化し、樹脂部１６（特に複数のレンズ部１６ａ）を形成する。
【００３３】
特に、樹脂部１６を形成する場合には、樹脂１４Ａの使用量（体積）に対し樹脂１６Ａの体積を同等とする。好ましくは樹脂部１４と樹脂部１６とで式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）を満たすように樹脂１４Ａ，１６Ａの厚みや体積硬化収縮率を調整する。また樹脂部１４と樹脂部１６とで塗布面積が同等となるように樹脂１４Ａ，１６Ａの塗布面積を調整してもよい。
【００３４】
その後、樹脂部１６をガラス基板１２とともに成形型６０から離型することでウエハレンズ１０を製造することができる。
【００３５】
なお、ウエハレンズ３０を製造する場合にも、ウエハレンズ１０を製造するのと同様にすればよい。
【００３６】
その後、図４（ａ）に示す通り、ウエハレンズ３０の樹脂部３６の上面又はスペーサ４０の下面に接着剤７０を塗布し、ウエハレンズ３０に対しスペーサ４０を載置する。接着剤７０は光硬化性樹脂で構成されており、光照射により硬化するものである（後述の接着剤７２，７４も同様である。）。その後、スペーサ４０の上方から光を照射して接着剤７０を硬化させ、スペーサ４０をウエハレンズ３０に固定する。
【００３７】
その後、スペーサ４０を固定したのと同様にして、図４（ｂ）に示す通りにウエハレンズ３０の樹脂部３４に対しスペーサ２０を固定する。
【００３８】
その後、図４（ｃ）に示す通り、ウエハレンズ１０の樹脂部１６の下面又はスペーサ２０の上面に接着剤７４を塗布し、スペーサ２０に対しウエハレンズ１０を載置する。その後、ウエハレンズ１０の上方から光を照射して接着剤７４を硬化させ、ウエハレンズ１０をスペーサ２０に固定する。以上の処理によりウエハレンズ積層体１を製造することができる。
【００３９】
なお、ウエハレンズ積層体１はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置の撮像用のレンズとして好適に使用される。この場合、図１（ｂ）に示す通り、ウエハレンズ積層体１はレンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａごとに切断され、その切断片８０がウエハレンズ積層体となって撮像装置に組み込まれ撮像用レンズに使用される。
【００４０】
これと同様に、ウエハレンズ１０そのものも撮像用レンズとして使用可能であり、この場合には、図２（ｂ）に示す通り、ウエハレンズ１０はレンズ部１４ａ，１６ａごとに切断され、その切断片９０がウエハレンズとなって撮像装置に組み込まれ撮像用レンズに使用される。
【００４１】
以上の本実施形態によれば、ウエハレンズ１０を製造する場合に、ガラス基板１２の表面と裏面とで同体積の樹脂１４Ａ，１６Ａを使用し、樹脂部１４ａ，１６ａを形成するから、例えば樹脂１４Ａを硬化させる際に起こる樹脂１４Ａの収縮に伴うガラス基板１２の変形を、樹脂１６Ａを硬化させる際の樹脂１６Ａの収縮に伴うガラス基板１２の変形で相殺され、ガラス基板１２が表裏両面のうちいずれか一方の側に反るのを抑制することができる。また樹脂１４Ａ，１６Ａの使用量（体積）を同量とするから、樹脂１４Ａ，１６Ａの使用量を容易に管理することができる。
【００４２】
なお、ウエハレンズ１０の樹脂部１４と樹脂部１６とのうち、厚みの平均が小さい側の樹脂の体積硬化収縮率を、厚みの大きい側の樹脂の体積硬化収縮率より大きくしてもよい。
【００４３】
樹脂部１４と樹脂部１６との樹脂の厚みの平均が異なる場合、硬化収縮時において、樹脂部１４，１６の厚みの平均が大きい樹脂側に、ガラス基板１２が引っ張られて反ってしまうため、樹脂部１４，１６の厚みの平均の大きいほうを体積硬化収縮率の小さい樹脂にすることで、一方の樹脂部１４，１６の厚みに起因した硬化収縮に伴うガラス基板１２の変形を、他方の樹脂部１４，１６の体積硬化収縮率に起因した硬化収縮に伴うガラス基板１２の変形で相殺することができ、その結果、ガラス基板１２の反りを抑制することができる。
【００４４】
本実施形態にかかるウエハレンズ積層体１では、ウエハレンズ１０，３０を２段にわたり積層した例を示したが、ウエハレンズ３０に対しスペーサ２０を介してウエハレンズ１０を積層したのと同様に、ウエハレンズ１０に対しスペーサを介して更にウエハレンズを積層し、全体としてウエハレンズを３段以上積層してもよい。
【００４５】
本実施形態にかかるウエハレンズ積層体１では、各レンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａを複数有する例を示したが、ウエハレンズ積層体１はレンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａを１つずつ有するような形態を有してもよい（図１（ｂ）中符号８０参照）。
【００４６】
これと同様に、ウエハレンズ１０はレンズ部１４ａ，１６ａを１つずつ有する形態を有してもよい（図２（ｂ）中符号９０参照）。
【００４７】
このような場合でも、樹脂部１４，１６（樹脂部３４，３６）では、樹脂は同等の体積を有しているし、厚みや体積硬化収縮率は式（１）〜（１ｃ），（２）〜（２ｃ）の関係を満たすし、塗布面積は同等である。
【００４８】
当該ウエハレンズ積層体，ウエハレンズを製造する場合には、図３の工程において１つのキャビティ５２，６２を有する金型５０，６０を使用し、図４の工程において透過孔２２，４２を有するスペーサ２０，４０を使用すればよく、その他の工程は図３，図４の工程と同様にすればよい。ただ、当該ウエハレンズ積層体，ウエハレンズを製造する上では、上記のようにガラス基板１２，３２に複数のレンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａを形成し、レンズ部１４ａ，１６ａ，３４ａ，３６ａごとに切断するほうが大量生産するのに適している。
［変形例１］
図１，図２のウエハレンズ１０では、樹脂部１４と樹脂部１６とでレンズ部１４ａ，１６ａの形状を凹凸としていわゆるメニスカスレンズを構成したが、レンズ部１４ａ，１６ａは図１，図２の形状に代えて、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す形状を呈してもよい（ウエハレンズ３０においても同様である。）。
【００４９】
すなわち、図５（ａ）のように、非レンズ部１６ｂが単に平面状を呈していてもよいし、図５（ｂ）のように、非レンズ部１４ｂが凹凸形状を呈してもよいし、図５（ｃ）のように、非レンズ部１４ｂ，１６ｂの両方が凹凸形状を呈してもよい。図５（ａ）〜図５（ｃ）の形状においても、光学的な性能を落とさずに、ガラス基板１２の反りを抑制することができる。
【００５０】
なお、図５（ａ）の非レンズ部１６ｂに対し、図２（ｂ）の非レンズ部１６ｂはレンズ部１６ａの周縁部で大きく凸状を呈し、それに隣り合う部位で凹状を呈している。そのため、図２（ｂ）の非レンズ部１６ｂでは、図５（ａ）の非レンズ部１６ｂの点線で囲まれた領域Ｃの分だけ、スペーサ２０の配置位置（高さ位置）を確保することができ、ウエハレンズ積層体１を製造する上では図２（ｂ）の形状が好ましい。
［変形例２］
図１，図２のウエハレンズ１０のようにメニスカスレンズを構成しなくても、図６（ａ），（ｂ）に示す通り、ガラス基板１２の表裏両面のうちいずれか一方の面には光学的なパワーを持たない樹脂部１８を形成してもよい（ウエハレンズ３０においても同様である。）。樹脂部１８はガラス基板１２に対して樹脂を塗布した平面形状を呈してもよい。この場合において、光学的なパワーを持たない樹脂部１８を形成することは、樹脂部１８を成形しない場合に比べガラス基板１２の反りを抑制するのに特に効果がある。レンズ設計面の上でも、樹脂部１８が光学的なパワーを持たないために、ウエハレンズ１０の構成要素として容易に組み込むことができる。
［変形例３］
図１，図２のウエハレンズ１０のようにメニスカスレンズを構成しなくても、図７（ａ），（ｂ）に示す通り、ガラス基板１２の表裏両面に樹脂部１４又は樹脂部１６を形成してもよい（ウエハレンズ３０においても同様である。）。このようにガラス基板１２の表裏両面に対し凸状又は凹状を形成した場合でも、ガラス基板１２の表裏の心厚や光学面形状、樹脂１４Ａ又は樹脂１６Ａの硬化収縮率の違い等による不均一な状態を、光学面以外の形状（非レンズ部１４ｂ，１６ｂ）を変えることで、両面からのガラス基板１２を引っ張る力を均一にし、より一層ガラス基板１２の反りに強い構成とすることができる。
【実施例】
【００５１】
本実施例では、構造解析シミュレーションを用いて、ガラス基板の反り量を確認した。
【００５２】
まずは、図８に示されるモデルを作成し、各素材のパラメータを振り、ガラス基板の中心位置（基準）から端点までの変化量をガラス基板の反り量（ｍｍ）とした。このモデルでは、ガラス基板として、Φ２００ｍｍのウエハ状のガラスを想定しており、半径ｒとして１００ｍｍを与えた。
【００５３】
第１の樹脂部では、ヤング率１として３，０００Ｍｐａを、ポアソン比１として０．３３を、硬化収縮率１，厚み１として表１，表２で表記した値を使用した。
【００５４】
ガラス基板では、ヤング率２として６３，０００Ｍｐａを、ポアソン比２として０．２０を、硬化収縮率２として０．００を、厚み２として１．００ｍｍを使用した。
【００５５】
第３の樹脂部では、ヤング率３として３，０００Ｍｐａを、ポアソン比３として０．３３を、硬化収縮率３，厚み３として表１，表２で表記した値を使用した。
【００５６】
この結果を表１，表２及び図９，図１０に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
表１，表２中、判定の項目の「○」，「△」，「×」の基準は下記の通りとした。
【００６０】
「○」…ガラス基板の反りは小さく、破損の可能性や光学性能への影響はほとんどない
「△」…ガラス基板の反りは大きいが、破損の可能性や光学性能への影響は小さい
「×」…ガラス基板の反りが大きく、破損の可能性があったり光学性能に影響が大きかったりする
本実施形態にかかる式（１），（２）、また望ましい範囲を示した式（１ａ）〜（１ｃ），（２ａ）〜（２ｃ）の条件はこの結果を元に決定した。
【００６１】
本シミュレーション結果は、ガラス基板がウエハの状態であるが、個々のレンズの反りについては、このウエハを切断した状態として考えればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ ウエハレンズ積層体
１０ ウエハレンズ
１２ ガラス基板
１４ 樹脂部
１４ａ レンズ部
１４ｂ 非レンズ部
１４Ａ 樹脂
１６ 樹脂部
１６ａ レンズ部
１６ｂ 非レンズ部
１６Ａ 樹脂
１８ 樹脂部
２０ スペーサ
２２ 透過孔
３０ ウエハレンズ
３２ ガラス基板
３４ 樹脂部
３４ａ レンズ部
３４ｂ 非レンズ部
３４Ａ 樹脂
３６ 樹脂部
３６ａ レンズ部
３６ｂ 非レンズ部
３６Ａ 樹脂
４０ スペーサ
４２ 透過孔
５０ 成形型
５２ キャビティ
６０ 成形型
６２ キャビティ
７０，７２，７４ 接着剤
８０，９０ 切断片
Ａ 光学有効面の範囲内の領域
Ｂ 光学有効面の範囲外の領域
Ｃ （スペーサの高さ位置を確保するための）領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の面に形成された硬化性樹脂製の第１の樹脂部と、
前記ガラス基板の他方の面に形成された硬化性樹脂製の第２の樹脂部と、
を備え、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方には単一又は複数のレンズ部が形成され、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の体積が同等であることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項２】
請求項１に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の厚みが式（１）の条件を満たすことを特徴とするウエハレンズ。
０．６≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦２．１ … （１）
（式（１）中、「Ｔｗａ」は物体側の樹脂の厚みの平均を、「Ｔｗｂ」は像側の樹脂の厚みの平均を表している。）
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の体積硬化収縮率が式（２）の条件を満たすことを特徴とするウエハレンズ。
０．６≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦３．０ … （２）
（式（２）中、「ｋｗａ」は物体側の樹脂の体積硬化収縮率を、「ｋｗｂ」は像側の樹脂の体積硬化収縮率を表している。）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１，第２の樹脂部のうち、厚みの平均が小さい側の樹脂の体積硬化収縮率が、厚みの大きい側の樹脂の体積硬化収縮率よりも大きいことを特徴とするウエハレンズ。
【請求項５】
請求項１に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の塗布面積が同等であることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部のレンズ部と前記第２の樹脂部のレンズ部とのうち、一方のレンズ部が凸状を呈しており、他方のレンズ部が凹状を呈していることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部とが、有効光学面の範囲内に形成されるレンズ部と有効光学面の範囲外に形成される非レンズ部とをそれぞれ有し、
前記第１の樹脂部の非レンズ部と前記第２の樹脂部の非レンズ部とのうち、少なくとも一方の非レンズ部が凸状又は凹状を呈していることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部のレンズ部と前記第２の樹脂部のレンズ部とのうち、一方のレンズ部が凸状又は凹状を呈しており、他方のレンズ部が平面状を呈していることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項９】
ガラス基板の一方の面に硬化性樹脂製の第１の樹脂部を形成する第１の工程と、
前記ガラス基板の他方の面に硬化性樹脂製の第２の樹脂部を形成する第２の工程と、
を備え、
前記第１，第２の工程では、前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方に対し、複数のレンズ部を形成するか、又は単一のレンズ部を形成し、
前記第２の工程では、前記第２の樹脂部の樹脂の体積を、前記第１の樹脂部の樹脂の体積と同等とすることを特徴とするウエハレンズの製造方法。
【請求項１】
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の面に形成された硬化性樹脂製の第１の樹脂部と、
前記ガラス基板の他方の面に形成された硬化性樹脂製の第２の樹脂部と、
を備え、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方には単一又は複数のレンズ部が形成され、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の体積が同等であることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項２】
請求項１に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の厚みが式（１）の条件を満たすことを特徴とするウエハレンズ。
０．６≦Ｔｗａ／Ｔｗｂ≦２．１ … （１）
（式（１）中、「Ｔｗａ」は物体側の樹脂の厚みの平均を、「Ｔｗｂ」は像側の樹脂の厚みの平均を表している。）
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の体積硬化収縮率が式（２）の条件を満たすことを特徴とするウエハレンズ。
０．６≦ｋｗａ／ｋｗｂ≦３．０ … （２）
（式（２）中、「ｋｗａ」は物体側の樹脂の体積硬化収縮率を、「ｋｗｂ」は像側の樹脂の体積硬化収縮率を表している。）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１，第２の樹脂部のうち、厚みの平均が小さい側の樹脂の体積硬化収縮率が、厚みの大きい側の樹脂の体積硬化収縮率よりも大きいことを特徴とするウエハレンズ。
【請求項５】
請求項１に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部との各樹脂の塗布面積が同等であることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部のレンズ部と前記第２の樹脂部のレンズ部とのうち、一方のレンズ部が凸状を呈しており、他方のレンズ部が凹状を呈していることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部とが、有効光学面の範囲内に形成されるレンズ部と有効光学面の範囲外に形成される非レンズ部とをそれぞれ有し、
前記第１の樹脂部の非レンズ部と前記第２の樹脂部の非レンズ部とのうち、少なくとも一方の非レンズ部が凸状又は凹状を呈していることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のウエハレンズにおいて、
前記第１の樹脂部のレンズ部と前記第２の樹脂部のレンズ部とのうち、一方のレンズ部が凸状又は凹状を呈しており、他方のレンズ部が平面状を呈していることを特徴とするウエハレンズ。
【請求項９】
ガラス基板の一方の面に硬化性樹脂製の第１の樹脂部を形成する第１の工程と、
前記ガラス基板の他方の面に硬化性樹脂製の第２の樹脂部を形成する第２の工程と、
を備え、
前記第１，第２の工程では、前記第１の樹脂部と前記第２の樹脂部のいずれか少なくとも一方に対し、複数のレンズ部を形成するか、又は単一のレンズ部を形成し、
前記第２の工程では、前記第２の樹脂部の樹脂の体積を、前記第１の樹脂部の樹脂の体積と同等とすることを特徴とするウエハレンズの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８５８１（Ｐ２０１２−８５８１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８１４７（Ｐ２０１１−１６８１４７）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【分割の表示】特願２０１１−４６０３０（Ｐ２０１１−４６０３０）の分割
【原出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【分割の表示】特願２０１１−４６０３０（Ｐ２０１１−４６０３０）の分割
【原出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]