カメラ用のフラッシュモジュール及びその製造方法
【課題】フラッシュモジュールにおいて光利用効率及び放熱性の向上を図ること。
【解決手段】面発光素子２０の光射出面２５ａに光学素子３０が取り付けられるので、光学素子３０を面発光素子２０に近接して配置することができ、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子３０がガラス板状層３１と樹脂層３２とを積層したものであるので、熱伝導率の比較的高いガラス板状層３１によって面発光素子２０で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層３１を有する光学素子３０を用いることで、耐熱性をだけでなく耐久性に優れたフラッシュモジュール１０を得ることができる。
【解決手段】面発光素子２０の光射出面２５ａに光学素子３０が取り付けられるので、光学素子３０を面発光素子２０に近接して配置することができ、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子３０がガラス板状層３１と樹脂層３２とを積層したものであるので、熱伝導率の比較的高いガラス板状層３１によって面発光素子２０で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層３１を有する光学素子３０を用いることで、耐熱性をだけでなく耐久性に優れたフラッシュモジュール１０を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、携帯端末に内蔵されるカメラモジュール等を含む各種カメラ用のフラッシュモジュール及びその製造方法に関し、特にウェハーレベル光学素子を備えるカメラ用のフラッシュモジュール等に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラや、携帯端末等に組み込まれるカメラモジュールは、小型化と省エネルギー化とに対する要望が高まっており、これに伴って、カメラに付属して設けられるフラッシュにも同様の傾向が求められている。
【０００３】
このようなフラッシュに用いられる光学素子又は発光装置に特有の課題として、高輝度光源の使用、動画撮影によるフラッシュの長時間点灯による光学素子等の高熱化が懸念され、より高い放熱性が要求されるようになっている。また、このようなフラッシュでは、光源からの光の利用効率を向上させる必要があるが、そのような方法として発光素子の直上に光学素子を配置する構成が考えられている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、発光素子上に樹脂製レンズをオーバモールドする場合、発光素子に対して直接成形を行うため、発光素子とレンズの双方に材質・サイズ・形状等様々な制約が生じる。また、発光素子がレンズとしての樹脂に覆われることになるため、放熱性にも問題を生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４８１４７号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上記のように小型化や省エネルギー化に対する要求が高まっているカメラ用のフラッシュモジュールに特有の課題である光利用効率及び放熱性の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、耐熱性を含む耐久性の向上を図ったカメラ用のフラッシュモジュール及びその製造方法を提供することをさらなる目的とする。さらに、本発明は、材質や形状、サイズ等についての制約が少なく製造の容易なカメラモジュールの提供を目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は種々の検討を行い、例えばガラス基板又はガラスウェハー上にいわゆるレプリカ法等で樹脂製のレンズ部を整形してなるウェハーレンズを用いることで、これらの目的を達成できることを見出した。すなわち本発明に係るカメラ用のフラッシュモジュールは、面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールであって、光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、樹脂層のうちガラス板状層とは反対側の表面に、面発光素子からの配光を制御するための光学面が設けられていることを特徴とする。なお、本発明に係るカメラ用のフラッシュモジュールは、静止画や動画を撮影できるデジタルカメラ、携帯端末に内蔵されるカメラモジュール等に組み込むことができる要素であり、シャッターに同期して瞬時発光するものに限らず、連続発光するものを含む。
【０００９】
上記フラッシュモジュールでは、面発光素子の光射出面に光学素子が取り付けられるので、光学素子を面発光素子に近接して配置することができ、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子がガラス板状層と樹脂層とを積層したものであるので、熱伝導率の比較的高いガラス板状層によって面発光素子で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層を有する光学素子を用いることで、耐熱性だけでなく、耐久性の面でも性能の向上を図ることができる。光学素子はそれぞれ個別に作製できる。この場合、フラッシュモジュールの作製において、光学素子について、材料、形状、サイズ等に制約が少なく、製造が容易になる。
【００１０】
本発明の具体的な観点又は側面では、上記フラッシュモジュールにおいて、樹脂層が面発光素子の光射出面に対向して配置されている。この場合、ガラス板状層を外側に配置することができ、フラッシュモジュールの耐擦傷性、耐候性その他耐久性を向上させることができる。またこの場合、樹脂層に設けた光学面が面発光素子の光射出面に対向するので、光学素子への光取り込み効率をより高めやすくなる。
【００１１】
本発明の別の側面では、光学素子が、ガラス板状層の一方の表面側に樹脂層を有し、樹脂層の一部を介して面発光素子に接合されることによって一体化されている。この場合、樹脂層に光学素子と面発光素子とを接続して固定する機能を持たせることができ、フラッシュモジュールの小型化がより容易になる。また、一般的な撮像素子用の光学素子のように光の集光度合いが重要になる素子とは異なり、フラッシュモジュールなどの光を拡散するための光学素子は、本発明のように一部光学面に脚部を持っていても光学ムラなどの影響を少なくすることができる。むしろ脚部を光学素子の内部又は内側に設けることで光学素子自体の面積（特に光学面の面積）を大きくすることが可能になるので、脚部が光学面の外側に設けられている素子に比べ光量を大きくすることの効果も期待できる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、光学素子が、当該光学素子を面発光素子に対して接合によって固定するため光学面の領域内に複数の脚部を有する。この場合、複数の脚部によって光学素子と面発光素子とを安定した状態で固定することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、脚部が、光学面の領域の周辺部に設けられている。この場合、光学面の中央側での光束の乱れを抑えやすくなり、見分けやすい照明ムラを低減することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、脚部が、接着材によって面発光素子に接合されている。この場合、光学素子と面発光素子との接続の作業性を高めることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、脚部の端面に接着材を含浸させた接着材パッドに当てることによって脚部の端面に接着材を付着させ、脚部の端面を面発光素子の表面に当接させた状態で接着材を硬化させることによって、面発光素子と光学素子とが接合されている。この場合、ガラス板状層上に樹脂層を設けた状態で、脚部の底面に一回の操作で接着材をつけることができ、コストの削減につながる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、光学素子が、ガラス板状層の一方の表面側に樹脂層を有し、ガラス板状層の他方の表面側で面発光素子と一体化されている。この場合、熱伝導性に優れるガラス板状層が面発光素子の光射出面に密着するので、光学素子による放熱効果がさらに高まり、光学面を形成する樹脂やモジュール全体に与える影響を少なくすることができる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、通過光を拡散させる光拡散部を有する。この光拡散部によって配光特性の偏りによる輝度ムラを低減することができる。また、光拡散部によってフラッシュモジュールの内部構造が観察されにくくなり、外観品位を向上させることができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、光拡散部は、ガラス板状層と樹脂層との少なくとも一方の表面に形成されている。
本発明のさらに別の側面では、光拡散部は、ガラス板状層と樹脂層との少なくとも一方の内部に形成されている。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、光学素子と面発光素子との間に延在して光学素子と面発光素子とを相互に固定するスペーサーをさらに備える。このスペーサーによって、フラッシュモジュールの強度やハンドリング性が向上する。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、遮光体で形成されている。これにより、周囲に隣接して配置されたカメラレンズ系等に迷光が入り込むことを防止できる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、矩形輪郭を有し、内側に円形の開口を有
する。
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、円形輪郭を有し、内側に矩形の開口を有する。
【００２２】
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、面発光素子の発光体層に固定される。
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、面発光素子の素子基板に固定される。
【００２３】
本発明のさらに別の側面では、光学面が丸又は四角の輪郭形状を有する。光学面が丸の輪郭形状を有する場合、樹脂層の転写前の塗布工程から考えて、光学面中心に対して樹脂が均等に広がりレンズ精度が出やすい。特に脚部を有している場合においては、四角の輪郭形状のレンズに比べ収縮の観点からもレンズ精度が出やすくなる。また、樹脂が中央に集まるためダイシングにも有利である。一方、光学面が四角の輪郭形状を有する場合、光学素子の縁近くまでレンズを設けることが可能となるので光の効率が向上する。
【００２４】
本発明のさらに別の側面では、光学面が光学構造としてフレネル構造を有する。ここで、フレネル構造とは、光学面を複数の要素に分割しこれらの要素を光軸方向に関する位置を調整して配置したものを意味する。フレネル構造を採用することで、凸レンズ形状等を採用する場合に比べてガラス板状層の厚み方向に関して、フラッシュモジュール全体の厚みを薄くすることができ、小型化の面で有利である。
【００２５】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層がガラス板状層に対して±４０％以下の屈折率差を有する。この場合、樹脂層とガラス板状層との界面におけるフレネル反射が過大となることを防止でき、照明光の損失や迷光の発生を抑えることができる。
【００２６】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層とガラス板状層とがほぼ同じ屈折率を有する。この場合、樹脂層とガラス板状層との界面におけるフレネル反射を防止することができる。
【００２７】
本発明のさらに別の側面では、ガラス板状層上に設けられて樹脂層が存在する領域又は有効光学領域以外を遮光する遮光部材を備える。この場合、フラッシュの近くに配置される撮像光学系等に不要な光が入射すること等の迷光の弊害を低減できる。
【００２８】
本発明のさらに別の側面では、面発光素子全体に対して光射出面の有効領域が偏芯して存在する場合、スペースのある方に面発光素子と光学素子とを接着する補強の接着部が設けられている。この場合、面発光素子と光学素子との接着強度をより上げることができる。また、放熱性もより向上させることができる。
【００２９】
本発明のさらに別の側面では、ガラス板状層の厚みｄ１が、
０．１ｍｍ＜ｄ１＜１．５ｍｍ
である。ガラス板状層の放熱性について考えた場合、ガラス板状層が厚くなるにつれて体積が大きくなり、ガラス板状層による放熱性が向上する。ハンドリング性を考えた場合、厚みｄ１が例えば０．３ｍｍ以上であれば、ガラス板状層の堅牢性を維持できる。小型化を考えた場合、厚みｄ１が例えば１．０ｍｍ以下であれば、フラッシュモジュール全体を小型にできる。
【００３０】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層の厚みｄ２が、
０．０２ｍｍ＜ｄ２＜０．５ｍｍ
である。樹脂層の成形性を考えた場合、厚みｄ２が薄すぎると樹脂が行き渡らず成形が困難になる。また、厚みｄ２が厚すぎると樹脂が固化する際のヒケにより面精度が保てなくなる。光学面の形状にもよるが、樹脂層の厚みｄ２は、概ね２００μｍ〜５００μｍの範囲に収まっていることが好ましい。
【００３１】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層は、ガラス板状層の表面を局所的に又は全体的に覆うように形成されている。
【００３２】
本発明のさらに別の側面では、ガラス板状層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されている。また、樹脂層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されていてもよい。あるいは、樹脂層に蛍光体が含有されていてもよい。
【００３３】
本発明に係るカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法は、面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法であって、光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、樹脂層のうちガラス板状層とは反対側の表面に、面発光素子からの配光を制御するための光学面を設ける。
【００３４】
上記製造方法によって得られるカメラ用のフラッシュモジュールでは、面発光素子の光射出面に光学素子が取り付けられているので、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子がガラス板状層と樹脂層とを積層したものであるので、面発光素子で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層を有する光学素子を用いることで、耐熱性や耐久性の向上を図ることができる。
【００３５】
本発明の具体的な観点又は側面では、上記製造方法において、光学素子は、複数の光学面を２次元的に配列したレンズアレイから切り出されたものである。この場合、多数の光学素子を一括形成することができる。
【００３６】
本発明の別の側面では、レンズアレイは、ガラス基板上に樹脂アレイ層を形成したものであり、樹脂アレイ層は、ガラス基板の表面を局所的に覆うように形成される。つまり、この樹脂アレイ層は、ガラス基板上に光学素子単位で樹脂を島状に供給することで、個々に分離した状態で形成される。
【００３７】
本発明のさらに別の側面では、レンズアレイは、ガラス基板上に樹脂アレイ層を形成したものであり、樹脂アレイ層は、ガラス基板の表面を全体的に覆うように形成される。つまり、この樹脂アレイ層は、ガラス基板上の全体に樹脂を供給することで、連結した状態で形成される。
【００３８】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層は、面発光素子の光射出面に対向して配置され、光学素子と面発光素子とをスペーサーを介して接合する。
【００３９】
本発明のさらに別の側面では、光学面に対応する光学転写面の周囲に樹脂溜部を設けた転写型によって樹脂層を形成する。この場合、樹脂溜部によって光学面の周囲の意図しない箇所にまで樹脂が広がることを防止でき、スペーサーの組み付け精度が低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールの側方断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すフラッシュモジュールのうち光学素子のＡＡ矢視図である。
【図２】カメラ用のフラッシュモジュールの表面側からの分解斜視図である。
【図３】カメラ用のフラッシュモジュールの背面側からの分解斜視図である。
【図４】（Ａ）は、面発光素子等の変形例を示す図であり、（Ｂ）は、面発光素子等の別の変形例を示す図である。
【図５】（Ａ）は、ガラス板状層の厚みｄ１とフラッシュモジュールの特性との関係を概念的に説明する図であり、（Ｂ）は、樹脂層の厚みｄ２と、フラッシュモジュールの特性との関係を概念的に説明する図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、光学素子の製造工程を説明する断面図である。
【図７】光学素子を面発光素子に接合する工程を説明する概念図である。
【図８】第２実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例を説明する側方断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、第３実施形態のフラッシュモジュール又は光学素子を説明する図である。
【図１１】第３実施形態のフラッシュモジュール又は光学素子を説明する図である。
【図１２】第４実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１３】変形例のカメラ用のフラッシュモジュールを説明する図である。
【図１４】別の変形例のカメラ用のフラッシュモジュールを説明する図である。
【図１５】第５実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１６】第６実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１７】第７実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、スペーサーの形状を説明する斜視図である。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は、スペーサーの構造を説明する部分拡大側方断面図である。
【図２０】（Ａ）及び（Ｂ）は、フラッシュモジュールの製造方法の一例を説明する断面図である。
【図２１】（Ａ）は、図１７に示すカメラ用のフラッシュモジュールの変形例を示し、（Ｂ）は、その製造方法を説明する図である。
【図２２】（Ａ）は、図１７に示すカメラ用のフラッシュモジュールの別の変形例を示し、（Ｂ）は、その製造方法を説明する図である。
【図２３】（Ａ）は、図１７に示すカメラ用のフラッシュモジュールの別の変形例を示し、（Ｂ）は、その製造方法を説明する図である。
【図２４】（Ａ）〜（Ｄ）は第８実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法を説明する側方断面図である。
【図２５】（Ａ）、（Ｂ）は第９実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュール及びその製造方法を説明する側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
〔第１実施形態〕
図１（Ａ）等に示すフラッシュモジュール１０は、カメラに組み込まれるものであり、面発光素子２０と光学素子３０とを備え、これらの面発光素子２０と光学素子３０とを積層して接合した構造を有している。図示のフラッシュモジュール１０は、不図示の駆動回路に接続されて発光動作又は動作点灯動作するものであり、例えばシャッタータイミングに対応して瞬時発光することができ、或いは動画撮影時に連続発光することができる。
【００４２】
面発光素子２０は、図１（Ａ）、図２等に概念的に示すように、素子基板２１と、ＬＥＤチップ２３と、発光体層２５とを備える。なお、素子基板２１と発光体層２５との間であってＬＥＤチップ２３の周辺には、配線層２７が設けられている。
【００４３】
素子基板２１は、例えばアルミニウムその他の金属で形成され、ＸＹ平面に沿って延びる。素子基板２１は、ＬＥＤチップ２３等を下面側から支持するとともにＬＥＤチップ２３等に対する放熱作用を有する。ＬＥＤチップ２３は、例えば青色発光ダイオードであり、不図示の駆動回路に駆動されて間欠的に又は連続的に点灯する。発光体層２５は、ＬＥＤチップ２３を周囲から覆うとともにＬＥＤチップ２３から射出された青色光を部分的に黄色光に変換する。このため、発光体層２５は、例えば青色光で励起される黄色蛍光体を分散させた樹脂材、或いは青色光で励起される緑色蛍光体及び赤色蛍光体を分散させた樹脂材等で形成される。発光体層２５の表面である光射出面２５ａは、ＸＹ平面に沿って延びる平坦面となっている。
【００４４】
面発光素子２０において、ＬＥＤチップ２３は、発光体層２５の中央から＋Ｘ方向にずれた位置に配置されている。つまり、発光体層２５の光射出面２５ａの有効領域ＡＥ（図２参照）は、面発光素子全体２０に対して＋Ｘ方向に偏芯している。
【００４５】
光学素子３０は、全体として矩形の外観を有するウェハーレベル光学素子（ＷＬＯ）であり、ガラス板状層３１と樹脂層３２とを積層して一体化した構造を有する。
【００４６】
ガラス板状層３１は、光透過性を有するガラス製の矩形平板であり、内側の第１表面３１ａと、外側の第２表面３１ｂとを有する。ガラス板状層３１の第１表面３１ａは、平坦な鏡面であり、第１表面３１ａ上には、中央の円形領域ＡＣにおいて、ガラス板状層３１よりも薄い樹脂層３２が形成されている。ガラス板状層３１の第２表面３１ｂは、平坦な鏡面であり、フラッシュモジュール１０をカメラに組み付けた状態で外界に露出する。第２表面３１ｂは、ガラス基材自体の研磨面とすることができるが、ガラス基材の研磨面上に反射防止コートを形成したものとできる。また、第２表面３１ｂは、レンズ効果を持たせるべく曲面とすることもできる。
【００４７】
樹脂層３２は、光透過性を有する樹脂製の円形板状体であり、内側の第１表面３２ａと、外側の第２表面３２ｂとを有する。樹脂層３２の第１表面３２ａは、光学素子３０の光学面となっており、格子状に配列された多数の部分光学面３４ａを有する。つまり、樹脂層３２のうちガラス板状層３１の反対側の表面である第１表面（光学面）３２ａは、面発光素子２０に対向しており、多数の部分光学面３４ａから構成される光学面を有している。第１表面３２ａは、部分的に欠落しており、第１表面３２ａの欠落部には、スペーサーとしての脚部３５に対応する複数の円形の突起面３４ｂが形成されている。一方、第２表面３２ｂは、平坦な鏡面であり、ガラス板状層３１の第１表面３１ａと密着している。
【００４８】
樹脂層３２は、第１表面３２ａの部分光学面３４ａに対応して、マトリックス状に配列された多数のレンズ要素３４を有し、突起面３４ｂに対応して、樹脂層３２の延在する円形領域ＡＣの周辺部の４箇所に脚部３５を有する。
【００４９】
各レンズ要素３４は、プリズム状の部材であり、全体としてフレネル構造である光学構造を形成する。図示の例において、レンズ要素３４を集めたフレネル構造は、凸レンズとして機能している。樹脂層３２の第１表面３２ａを多数のレンズ要素３４からなるフレネル構造によって形成することによって、樹脂層３２や光学素子３０のＺ方向の厚みを低減することができ、フラッシュモジュール１０を薄型化することができる。また、樹脂層３２の集光特性をレンズ要素３４単位で調整することができ、所望の配光を達成できる。
【００５０】
脚部３５は、薄い円柱状の突起であり、複数のレンズ要素３４の一部を切り取るように形成されている。脚部３５の端面３５ａは、ＸＹ平面に沿って延びる平坦面であり、接着材層３６を介して発光体層２５の光射出面２５ａに接着されている。端面３５ａすなわち突起面３４ｂの外縁には、面取りが施されている。４つの脚部３５は、ガラス板状層３１の４隅に対応して樹脂層３２の周縁近傍に等間隔で配置されている。脚部３５の厚みｔ１は、レンズ要素３４の最大厚みである樹脂層３２の厚みｄ２よりも大きくなっており、樹脂層３２の部分光学面３４ａを発光体層２５の光射出面２５ａに近接対向させつつ離間させた状態に保つ。
【００５１】
光学素子３０は、面発光素子２０の光射出面２５ａの有効領域ＡＥに対応して形成されており、光軸ＡＸを位置させる結果として、光学素子３０の有効光学領域に対応する円形領域ＡＣは、面発光素子２０全体に対して＋Ｘ方向にずれた位置に配置されている。このため、面発光素子２０は、−Ｘ方向側にスペースを有しており、このスペースに補強の接着部３８が設けられている。接着部３８は、脚部３５による面発光素子２０と光学素子３０との接合及び固定の強度をより向上させることができ、面発光素子２０の放熱性も向上させている。
【００５２】
面発光素子２０の発光体層２５に蛍光体を分散させる代わりに、図４（Ａ）に示すように、光学素子３０の樹脂層１３２に蛍光体が含有されていてもよい。この場合、発光体層２５の代えて設けた層１２５は、蛍光体を分散させていない無着色・透明の樹脂材で形成される。これによりＬＥＤチップ２３からの光を光学素子３０において白色等の所望の波長分布にすることができる。ここでフラッシュモジュール用のレンズは薄型のため、蛍光体を加えたシリコーン樹脂でＬＥＤチップを封止した場合に比べ、蛍光体の沈降による影響を少なくできるため、蛍光体の不均一分布による色ムラの問題を低減することが可能となる。
【００５３】
さらに、樹脂層３２の内部ではなく、図４（Ｂ）に示すように、樹脂層１３２の第１表面３２ａに蛍光体を含む樹脂を塗布して蛍光層３２ｆを形成することもできる。さらに、ガラス板状層１３１の第１表面３１ａ若しくは第２表面３１ｂの表面に蛍光体を含む樹脂を塗布して蛍光層３１ｆを形成してもよい。このことにより、より均一な厚みの蛍光体層を設けることが出来るため、色ムラの問題を更に低減することができる。さらに、レンズ成形前に蛍光体を含む樹脂を塗布することができるため光学面を傷つける事無く効率よく塗布することが可能である。
【００５４】
以上の光学素子３０において、ガラス板状層３１の厚みｄ１は、０．１ｍｍ＜ｄ１＜１．５ｍｍの範囲内となっているが、より好ましくは０．３ｍｍ＜ｄ１＜１．０ｍｍの範囲内とする。また、樹脂層３２の厚みｄ２は、０．０２ｍｍ＜ｄ２＜０．５ｍｍの範囲内となっているが、より好ましくは０．０４ｍｍ＜ｄ２＜０．３ｍｍの範囲内とする。
【００５５】
図５（Ａ）は、ガラス板状層３１の厚みｄ１と、フラッシュモジュール１０の特性との関係を概念的に説明する図である。フラッシュモジュール１０の放熱性は、ガラス板状層３１の厚みｄ１の増加に伴って向上する。フラッシュモジュール１０のハンドリング性は、厚みｄ１が０．１ｍｍ以上であることによって一定の性能を確保できるが、厚みｄ１を０．３ｍｍ以上とすることによってより良好なものとなる。一方で、フラッシュモジュール１０の小型化については、厚みｄ１を１．５ｍｍ以下とすることで携帯端末等に付属するカメラの小型化に寄与するといえる。
【００５６】
図５（Ｂ）は、樹脂層３２の厚みｄ２と、フラッシュモジュール１０の特性との関係を概念的に説明する図である。樹脂層３２の厚みｄ２が２０μｍ以下に薄くなると、成形用の樹脂を広げることが容易でなくなり、樹脂層３２の精密な成形ができなくなる。一方、樹脂層３２の厚みｄ２が５００μｍ以上に厚くなると、樹脂が固化する際のヒケによって部分光学面３４ａ等の面精度が保てなくなる傾向が強まる。
【００５７】
以上の光学素子３０において、ガラス板状層３１の熱伝導率は、一般に０．５４〜１．１３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の範囲内となる。また、樹脂層３２の熱伝導率は、ポリカーボネイトやアクリルで０．１９Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、非晶質ポリオレフィンで０．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。よって、図示の光学素子３０のように樹脂層３２を薄くしつつガラス板状層３１の厚みを確保することで、面発光素子２０の冷却効率を高めることができる。
【００５８】
また、以上の光学素子３０において、ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差は±４０％以内となっている。すなわち、ガラス板状層３１の屈折率をｎ１とし樹脂層３２の屈折率をｎ２とした場合、１．４×ｎ１≦ｎ２≦０．６×ｎ１となっている。ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差は、より好ましくは±３０％程度以内とし、さらに好ましくは±１０％程度以内又は±２％以内（略ゼロ）とする。このように、ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差を少なくすることで、ガラス板状層３１と樹脂層３２との界面における反射を低減することができ、照明光の損失や迷光の発生を抑えることができる。なお、ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差が±１０％程度以内の場合、フレネル反射による損失が０．１％程度に抑えられる。また、発光部の光射出面２５ａより樹脂レンズ部である樹脂層３２の面積が大きく、樹脂レンズ部３２が発光部の光射出面２５ａ全体を覆っている。これにより効率よく投光することが可能となっている。また、一般的な撮像素子用の光学素子のように光の集光度合いが重要になる素子とは異なり、フラッシュモジュール１０などに組み込まれて光を拡散するための光学素子は、本発明のように光学面の領域の一部（樹脂層３２の第１表面３２ａの一部）に脚部３５を持っていても光学ムラなどの影響は少なくすることができる。むしろ脚部３５を光学素子３０の内部に設けることで光学素子３０自体或いは光学面の面積を大きくすることが可能になるので脚部３５を光学面の外側に有する素子に比べ光量を大きくする効果も期待できる。さらに、ガラス板状層３１が外部に向かって設けられているため傷防止の効果が生じる。
【００５９】
以下、図６（Ａ）〜６（Ｃ）等を参照して、図１（Ａ）等に示す光学素子３０の製造工程について簡単に説明する。
【００６０】
まず、図６（Ａ）に示すように、平行平板であるガラス基板ＬＳの面上の周期的な領域（具体的にはマトリクス状に配列された多数領域）に樹脂材料ＬＭを供給又は塗布する。また、平行平板ＬＳの面上全体に樹脂材料ＬＭを塗布しても構わない。
【００６１】
次に、図６（Ｂ）に示すように、マトリクス状に複数の第１転写面ＴＳを並べた転写型ＣＴを降下させ、平行平板であるガラス基板ＬＳと転写型ＣＴとの間に樹脂材料ＬＭを挟んだ状態で光照射又は加熱により樹脂材料ＬＭを硬化させる。これにより、ガラス基板ＬＳ上にマトリクス状に配列された多数の分離されたレンズ領域ＬＬａを備えるレンズ層である樹脂アレイ層ＬＬが成形される。なお、ガラス基板ＬＳの面上全体に樹脂材料ＬＭを塗布することができる。この場合は、１つ又は周期的に複数の光学転写面を有する転写型ＣＴを周期的に降下させてもよく、この際、転写型ＣＴのうち、光学転写面は、一部だけであってもよく、型全面に１つ又は複数の光学転写面があってもよい。光学転写面が全面にあることで、光学面として利用することができる面積が増え、結果として光の利用効率を高めることができ光学性能が向上する。
【００６２】
次に、図６（Ｃ）に示すように、転写型ＣＴを樹脂アレイ層ＬＬから離型する。これにより、ガラス基板ＬＳの一方の面上に光学面３４ｆがアレイ状に形成され、光学素子３０の集合体であるウェハーレンズ１００を得る。
【００６３】
その後は、図示を省略するが、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って、ウェハーレンズ１００をダイシングする。ダイシングされ個片化された光学素子３０の外形は、矩形状となる。ウェハーレンズ１００から光学素子３０を切り出すことにより、カメラ撮影に必要な領域を効率良く照明するレンズである光学素子３０を安価に量産することができる。
【００６４】
以下、図７等を参照して、光学素子３０を面発光素子２０に接合する工程について説明する。予め、例えばＵＶ硬化型の樹脂剤等である接着材を含浸させた接着材パッド５１を有するスタンプ台５０を準備しておく。図６（Ａ）〜６（Ｃ）に示す工程で作製した光学素子３０を、搬送装置６０により樹脂層３２が下になるように配置して徐々に降下させる。光学素子３０を適度な高さ位置まで降下させることにより、接着材パッド５１の表面に光学素子３０の脚部３５の端面３５ａが接し、端面３５ａ全体に略一様に接着材パッド５１に含まれる接着材が付着する。その後、光学素子３０を上昇させて脚部３５の端面３５ａを接着材パッド５１から離す。この際、光学素子３０を降下させすぎると、第１表面３２ａが接着材パッド５１に接して第１表面３２ａに接着材が付着してしまうので、搬送装置６０によって光学素子３０の降下量が正確に制御される。その後、光学素子３０は、搬送装置６０により面発光素子２０を支持するステージまで搬送され、面発光素子２０上の適所に載置される。これにより、光学素子３０の脚部３５の端面３５ａがＵＶ硬化型の接着材を介して面発光素子２０の光射出面２５ａに当接する。この状態で、光学素子３０の脚部３５の端面３５ａにＵＶ光を照射すると、ＵＶ硬化型の接着材が硬化して接着材層３６が形成される。その後、面発光素子２０と光学素子３０との間であって、−Ｘ方向側のスペース部分（余剰空間部分）において、ＵＶ硬化型の樹脂剤を局所的に供給しＵＶ光の照射によって硬化させる。これにより、脚部３５による接合の補強として接着部３８が形成され、フラッシュモジュール１０が完成する（図１（Ａ）等参照）。
【００６５】
以上ように、本実施形態のカメラ用のフラッシュモジュール１０によれば、面発光素子２０の光射出面２５ａに光学素子３０が取り付けられるので、光学素子３０を面発光素子２０に近接して配置することができ、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子３０がガラス板状層３１と樹脂層３２とを積層したものであるので、熱伝導率の比較的高いガラス板状層３１によって面発光素子２０で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層３１を有する光学素子３０を用いることで、耐熱性をだけでなく耐久性に優れたフラッシュモジュール１０を得ることができる。
【００６６】
〔第２実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００６７】
図８に示すカメラ用のフラッシュモジュール１０の場合、光学素子３０において、ガラス板状層３１の第１表面３１ａのうち樹脂層３２の周囲に、層状の遮光部材７１が形成されている。遮光部材７１は、例えばＣｒＯ、Ｃｒ等の無機材料の成膜によって形成されるが、カーボン等を含有させた樹脂材料の塗布等によっても形成可能であり、遮光性のシートを光学素子３０に接着することによっても形成可能である。
【００６８】
図８に示すカメラ用のフラッシュモジュール１０によれば、遮光部材７１がガラス板状層３１上に設けられて樹脂層３２が存在する領域以外（具体的には有効光学領域である円形領域ＡＣの外側）を遮光するので、フラッシュモジュール１０の近くに配置される撮像光学系等に不要な光が入射するといった弊害を防止することができる。
【００６９】
図９に示すカメラ用のフラッシュモジュール１０は、図８の変形例を説明するものである。この場合、ガラス板状層３１の第２表面３１ｂのうち樹脂層３２の周囲に対応する領域に、遮光部材１７１が形成されている。遮光部材１７１は、図８の遮光部材７１と同様の材料及び手法で形成することができ、中央にフラッシュ光又は照明光を通過させるための円形の開口ＯＰを有する。なお、遮光部材１７１の開口ＯＰの直径は、樹脂層３２の延在する円形領域ＡＣの直径よりもひとまわり大きくなっており、必要なフラッシュ光又は照明光の通過の妨げにならないようになっている。
【００７０】
〔第３実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００７１】
図１０（Ａ）に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、３つの円形の脚部３５が形成されている。これにより脚部３５の数が４つに比べその数を減らしつつ、安定した脚部３５を設けることが可能である。
【００７２】
図１０（Ｂ）に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、２つの円形の脚部３５と２つの長円又は楕円形の脚部３３５とが形成されている。このような脚部３５の形状及び配置にすることで、図面の上下方向については発光又は投光を妨げる脚部を極力小さな脚部３５とし、そのかわり図面の左右方向に関しては大きめの脚部３３５を設けることになる、この構成は、直交する２方向のうち一方の方向について発光を大きくしたい場合に有利である。
【００７３】
図１０（Ｃ）に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、２つの長円又は楕円形の脚部３３５が形成されている。本構成は、図１０（Ｂ）に示すタイプをさらに推し進めたもので、図面上下の脚部をなくしつつ、図面左右の２つの長円又は楕円形の脚部３３５で安定した状態で接合したものである。この構成は、一方の方向について発光をより大きくしたい場合により有利である。
【００７４】
図１１に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、４つの円形の脚部３５が形成され、補強の接着部３３８が樹脂層３２の第１表面３２ａに重なるように形成されている。なお、図１１等に示す丸形状の脚部３５は、四角形状に比べ収縮が均等になりやすいため脚部の形状精度をよくすることができ、取り付け時に安定した取り付けを行うことができる。
【００７５】
〔第４実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００７６】
図１２に示すように、第４実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子５３０とを備えるが、樹脂層５３２がガラス板状層３１の第２表面３１ｂ側に形成されている。つまり、ガラス板状層３１の第１表面３１ａが面発光素子２０に対向し、樹脂層５３２の第１表面３２ａがガラス板状層３１とは反対の外界側に向いている。この場合も、樹脂層５３２の光学構造は、第１実施形形態と同様であり、多数の部分光学面３４ａから構成される光学面３４ｆを有するものとなっている。ただし、樹脂層５３２は、外側に形成されるので、脚部３５を有していない。本実施形態の場合、ガラス板状層３１の第１表面３１ａが面発光素子２０の光射出面２５ａに接着材を介して接合されている。
【００７７】
本実施形態のフラッシュモジュール１０では、光学素子５３０が、ガラス板状層３１の一方の第２表面３１ｂ側に樹脂層５３２を有し、ガラス板状層３１の他方の第１表面３１ａ側で面発光素子２０に接合されて一体化されている。このため、樹脂に比べて熱伝導性の高いガラス板状層３１が面発光素子２０の光射出面２５ａに密着するので、光学素子５３０による放熱効果がさらに高まる。
【００７８】
以上では、第１〜４実施形態を介して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、脚部３５を樹脂層３２に設ける必要はなく、脚部３５を樹脂層３２の周囲に形成することもできる。また、図１３に示すように、脚部３５を樹脂層３２に設ける場合であっても、部分光学面３４ａが形成された光学面又は有効光学領域（具体的には円形領域ＡＯ）の外側の樹脂部分３２ｃに脚部３５を設けることができる。脚部３５の端面３５ａは、円形に限らず、矩形等とすることができる。
【００８０】
第４実施形態を実現する場合、ウェハーで作製した面発光素子２０に対し、一対一に対応する位置にウェハーを構成する各光学素子３０を配置し、面発光素子２０のウェハーと光学素子３０のウェハーとを接合後にダイシングを行うことでフラッシュモジュール１０を得ることもできる。このように光学素子３０だけでなく面発光素子２０を含めてウェハー化することで工程を削減することができ、コスト低減の効果もある。
【００８１】
また、面発光素子２０は、複数の色光を発生する複数の発光体チップを内蔵するものとでき、またＬＥＤチップ２３に限らず、ＬＥＤチップ２３を他の原理で動作する発光体に置き換えることができる。
【００８２】
また、樹脂層３２に設ける光学面は、マトリックス状に配列される部分光学面３４ａに限らず、例えば同心状に配列される輪帯状の部分からなるものとできる。
【００８３】
また、樹脂層３２において部分光学面３４ａを集めた光学面は、円形領域ＡＣに限らず矩形領域に形成することができる。具体的には、図１４に示すように、樹脂層３２として、部分光学面３４ａを集めた光学面ＡＯを矩形領域ＡＲに形成することができる。
【００８４】
図８等において、遮光部材７１を樹脂層３２の外側に設けているが、樹脂層３２が円形又は矩形輪郭の有効光学領域（具体的には円形領域ＡＣ）の外側に広がる場合、遮光部材７１を樹脂層３２に重ねて形成することもできる。
【００８５】
〔第５実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第５実施形態について説明する。なお、第５実施形態のフラッシュモジュールは、第１又は第２実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態等と同様であるものとする。
【００８６】
図１５に示すように、第５実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０とを備えるが、これらのうち光学素子３０の第２表面３１ｂ側に光拡散部として光拡散層８１が形成されている。光拡散層（光拡散部）８１は、ガラス板状層３１の表面に形成されており、面発光素子２０から射出され樹脂層３２やガラス板状層３１の内部を通過したフラッシュ光を散乱させる。光拡散層８１は、例えばサンドブラスト、エッチング、粗研磨等によってガラス板状層３１の表面を粗面化することで形成される。光拡散層８１を設けることによって、樹脂層３２を通過したフラッシュ光の配光特性に偏りがあっても、かかる配光特性を平坦化することができ、輝度ムラを低減することができる。また、光拡散層８１によって、フラッシュモジュール１０の内部構造が外部から観察されにくくなり、外観品位を向上させることができる。
【００８７】
なお、図示を省略するが、光拡散層８１は、ガラス板状層３１の第２表面３１ｂではなく、樹脂層３２の第１表面（光学面）３２ａに形成することができる。樹脂層３２の場合、光拡散層８１は、樹脂層３２の表面に例えばシボ加工等を施すことによって形成される。
【００８８】
以上の光拡散層８１は、ガラス板状層３１及び樹脂層３２の一方だけでなく、双方の表面に形成することができる。
【００８９】
〔第６実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第６実施形態について説明する。なお、第６実施形態のフラッシュモジュールは、第１、第５実施形態等のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態等と同様であるものとする。
【００９０】
図１５に示すように、第６実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０とを備えるが、これらのうち光学素子３０の内部に光拡散部として光拡散体１８１を内蔵している。光拡散体（光拡散部）１８１は、ガラス板状層３１の内部に光散乱体を分散させることで形成され、例えば樹脂層３２を形成する前にガラス板状層３１のガラス材料をアニールすることで結晶化させ、ガラス材料を適度に失透させることによって得られる。
【００９１】
なお、図示を省略するが、光拡散体（光拡散部）１８１は、ガラス板状層３１の内部に限らず、樹脂層３２の内部に形成することができる。樹脂層３２の場合、光拡散体１８１は、例えば樹脂層３２の内部に屈折率等が異なる光散乱体を埋め込むことによって形成される。
【００９２】
以上の光拡散体１８１は、ガラス板状層３１及び樹脂層３２の一方だけでなく、双方の表面に形成することができる。
【００９３】
〔第７実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第７実施形態について説明する。なお、第７実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００９４】
図１７に示すように、第７実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０との間にスペーサー８３を備える。スペーサー８３は、面発光素子２０のＬＥＤチップ２３等を囲むようにフラッシュモジュール１０の周辺部に設けられており、樹脂層３２の第１表面３２ａ又は部分光学面３４ａを発光体層２５の光射出面２５ａに近接対向させつつ離間させた状態に保つ。つまり、第７実施形態のフラッシュモジュール１０の場合、図１等に示す脚部３５に代えてスペーサー８３を用いている。
【００９５】
図１８（Ａ）に例示するように、スペーサー８３は、矩形輪郭を有し、内側に円形の開口ＯＰ１を有する。また、図１８（Ｂ）に例示する変形例のように、スペーサー８３は、矩形輪郭を有し、内側に矩形の開口ＯＰ２を有する。スペーサー８３は、例えば遮光体で形成されている。スペーサー８３を遮光体で形成することにより、フラッシュモジュール１０の周囲に隣接して配置されたカメラレンズ系等に迷光が入り込むことを防止できる。
【００９６】
図１９（Ａ）に示すように、スペーサー８３の内側面８３ａに反射膜８３ｄを形成することができ、図１９（Ｂ）に示すように、光透過性のスペーサー８３の内部に光拡散体８４を埋め込むとともに、スペーサー８３の外側面８３ｂに反射膜８３ｄを形成することができる。
【００９７】
以下、本実施形態のフラッシュモジュール１０の製造方法の一例について説明する。本実施形態のフラッシュモジュール１０は、例えば図６（Ａ）〜６（Ｃ）に示す工程を一部変更することによって作製される。
【００９８】
図２０（Ａ）に示すように、図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００にスペーサー基板ＳＳを貼り付けて、ウェハーレンズ１００とスペーサー基板ＳＳとを一体化した接合部材２００を得る。その後、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って接合部材２００をダイシングすることで個片化された接合ユニット２００ａを得る。
【００９９】
図２０（Ｂ）に示すように、個々の接合ユニット２００ａを面発光素子２０に接着することで、フラッシュモジュール１０が完成する。この際、スペーサー８３の下端面８３ｇが面発光素子２０の素子基板２１の上面２１ａに接着される。つまり、スペーサー８３や光学素子３０は、素子基板２１に支持される。
【０１００】
図２１（Ａ）は、図１７に示すフラッシュモジュール１０の変形例を示している。この場合、スペーサー８３の下端部１８３ｇが面発光素子２０の発光体層２５に接着される。つまり、スペーサー８３や光学素子３０は、発光体層２５の上部外縁２５ｇに支持される。
【０１０１】
図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）に示すフラッシュモジュール１０の作製方法を説明する図である。図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００にスペーサー基板ＳＳを貼り付けて接合部材２００を得る。スペーサー基板ＳＳは、下端部１８３ｇにおいて開口ＯＰの内側に段差を有しており、ダイシングによって個辺化された接合ユニット２００ａは、下端部１８３ｇの段差を利用して面発光素子２０の発光体層２５にアライメントされた状態で固定される。
【０１０２】
図２２（Ａ）は、図１７に示すフラッシュモジュール１０の変形例を示している。この場合、面発光素子２０と光学素子３０とが同一サイズを有するものとなっている。
【０１０３】
図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）に示すフラッシュモジュール１０の作製方法を説明する図である。図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００に対して、スペーサー基板ＳＳを介して面発光素子アレイＥＡを貼り付けて接合部材３００を得る。スペーサー基板ＳＳは、一方でウェハーレンズ１００に接合され、他方で面発光素子アレイＥＡに接合される。その後、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って接合部材３００をダイシングすることで、個片化された接合ユニットとしてフラッシュモジュール１０を得る。
【０１０４】
図２３（Ａ）は、図２３（Ａ）のフラッシュモジュール１０を製造するための部品である接合ユニットを示している。この場合、図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００に対して、スペーサー基板ＳＳを介して発光体アレイＦＡを貼り付けて接合部材４００を得る。スペーサー基板ＳＳは、一方でウェハーレンズ１００に接合され、他方で発光体アレイＦＡに接合される。その後、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って接合部材４００をダイシングすることで、接合ユニット４００ａを得る。この接合ユニット４００ａは、図１７等に示す素子基板２１に接着され、フラッシュモジュール１０が完成する。なお、発光体アレイＦＡは、ＬＥＤチップ２３と発光体層２５とを備える光部品を２次元的に配列したものである。
【０１０５】
〔第８実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第８実施形態について説明する。なお、第８実施形態のフラッシュモジュールの製造方法は、第７実施形態のフラッシュモジュールの製造方法を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第７実施形態（第１実施形態の引用を含む）と同様であるものとする。
【０１０６】
図２４（Ａ）及び２４（Ｂ）に示すように、転写型ＣＴには、図６（Ｂ）の場合と同様に複数の第１転写面ＴＳが設けられているが、隣接する第１転写面ＴＳの間に比較的深い溝ＧＶが形成されている。図では簡略化しているが、転写型ＣＴを構成する複数の第１転写面ＴＳは例えばマトリックス状に配列されており、溝ＧＶは格子状に形成されていることになる。溝ＧＶは、第１転写面ＴＳの周囲にはみ出す樹脂材料ＬＭがスペーサー８３（図１７参照）を固定する位置Ａ１まで広がることを防止している。特に、図２４（Ｃ）に示すように、溝ＧＶの縁において切欠き又は面取り状の樹脂溜部ＳＬ１が設けられており、周囲の意図しない箇所にまで樹脂が広がることを防止でき、レンズ領域ＬＬａの周囲に漏れ出した樹脂材料ＬＭが硬化して形成された突起によってスペーサー８３の組み付け精度が低下することを防止する。
【０１０７】
さらに、図２４（Ｄ）に示すように、外側の第１転写面ＴＳの周囲のうち溝ＧＶのない外側には、斜面状の樹脂溜部ＳＬ２が形成されている。この樹脂溜部ＳＬ２は、第１転写面ＴＳの外側にはみ出す樹脂材料ＬＭがスペーサー８３（図１７参照）を固定する位置まで広がることを防止している。
【０１０８】
〔第９実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第９実施形態について説明する。なお、第９実施形態のフラッシュモジュール及びその製造方法は、第８実施形態のフラッシュモジュール及びその製造方法を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第８実施形態と同様であるものとする。
【０１０９】
図２４（Ａ）に示すように、転写型ＣＴには、溝ＧＶが設けられておらず、樹脂アレイ層ＬＬを構成する個々のレンズ領域ＬＬａの間に薄い樹脂膜ＬＬｂが形成される。
【０１１０】
図２４（Ｂ）に示すように、分割によって個片化された後のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０との間にスペーサー８３を備えるが、スペーサー８３の上端８３ｈは、薄い樹脂膜ＬＬｂを介してガラス板状層３１に接合される。この場合、転写型ＣＴによって略均一厚みの樹脂膜ＬＬｂを形成しているので、その上にスペーサー８３を配置しても、組み付けの悪化やガラス基板ＬＳの歪みが生じず、高品位のフラッシュモジュール１０を作製することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…フラッシュモジュール、 ２０…面発光素子、 ２０ａ…光射出面、 ２１…素子基板、 ２３…チップ、 ２５…発光体層、 ２７…配線層、 ３０…光学素子、 ３１…ガラス板状層、 ３１ａ…第１表面、 ３１ｂ…第２表面、 ３２…樹脂層、 ３２ａ…第１表面、 ３２ｂ…第２表面、 ３４…レンズ要素、 ３４ａ…部分光学面、 ３４ｂ…突起面、 ３４ｆ…光学面、 ３５，３３５…脚部、 ３５ａ…端面、 ３６…接着材層、 ３８…接着部、 ５０…スタンプ台、 ５１…接着材パッド、 ７１，１７１…遮光部材、 １００…ウェハーレベルレンズ、 ＡＣ…円形領域、 ＡＥ…有効領域、 ＡＯ…光学面、 ＡＲ…矩形領域、 ＡＸ…光軸、 ＯＰ…開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、携帯端末に内蔵されるカメラモジュール等を含む各種カメラ用のフラッシュモジュール及びその製造方法に関し、特にウェハーレベル光学素子を備えるカメラ用のフラッシュモジュール等に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラや、携帯端末等に組み込まれるカメラモジュールは、小型化と省エネルギー化とに対する要望が高まっており、これに伴って、カメラに付属して設けられるフラッシュにも同様の傾向が求められている。
【０００３】
このようなフラッシュに用いられる光学素子又は発光装置に特有の課題として、高輝度光源の使用、動画撮影によるフラッシュの長時間点灯による光学素子等の高熱化が懸念され、より高い放熱性が要求されるようになっている。また、このようなフラッシュでは、光源からの光の利用効率を向上させる必要があるが、そのような方法として発光素子の直上に光学素子を配置する構成が考えられている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、発光素子上に樹脂製レンズをオーバモールドする場合、発光素子に対して直接成形を行うため、発光素子とレンズの双方に材質・サイズ・形状等様々な制約が生じる。また、発光素子がレンズとしての樹脂に覆われることになるため、放熱性にも問題を生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４８１４７号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上記のように小型化や省エネルギー化に対する要求が高まっているカメラ用のフラッシュモジュールに特有の課題である光利用効率及び放熱性の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、耐熱性を含む耐久性の向上を図ったカメラ用のフラッシュモジュール及びその製造方法を提供することをさらなる目的とする。さらに、本発明は、材質や形状、サイズ等についての制約が少なく製造の容易なカメラモジュールの提供を目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は種々の検討を行い、例えばガラス基板又はガラスウェハー上にいわゆるレプリカ法等で樹脂製のレンズ部を整形してなるウェハーレンズを用いることで、これらの目的を達成できることを見出した。すなわち本発明に係るカメラ用のフラッシュモジュールは、面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールであって、光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、樹脂層のうちガラス板状層とは反対側の表面に、面発光素子からの配光を制御するための光学面が設けられていることを特徴とする。なお、本発明に係るカメラ用のフラッシュモジュールは、静止画や動画を撮影できるデジタルカメラ、携帯端末に内蔵されるカメラモジュール等に組み込むことができる要素であり、シャッターに同期して瞬時発光するものに限らず、連続発光するものを含む。
【０００９】
上記フラッシュモジュールでは、面発光素子の光射出面に光学素子が取り付けられるので、光学素子を面発光素子に近接して配置することができ、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子がガラス板状層と樹脂層とを積層したものであるので、熱伝導率の比較的高いガラス板状層によって面発光素子で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層を有する光学素子を用いることで、耐熱性だけでなく、耐久性の面でも性能の向上を図ることができる。光学素子はそれぞれ個別に作製できる。この場合、フラッシュモジュールの作製において、光学素子について、材料、形状、サイズ等に制約が少なく、製造が容易になる。
【００１０】
本発明の具体的な観点又は側面では、上記フラッシュモジュールにおいて、樹脂層が面発光素子の光射出面に対向して配置されている。この場合、ガラス板状層を外側に配置することができ、フラッシュモジュールの耐擦傷性、耐候性その他耐久性を向上させることができる。またこの場合、樹脂層に設けた光学面が面発光素子の光射出面に対向するので、光学素子への光取り込み効率をより高めやすくなる。
【００１１】
本発明の別の側面では、光学素子が、ガラス板状層の一方の表面側に樹脂層を有し、樹脂層の一部を介して面発光素子に接合されることによって一体化されている。この場合、樹脂層に光学素子と面発光素子とを接続して固定する機能を持たせることができ、フラッシュモジュールの小型化がより容易になる。また、一般的な撮像素子用の光学素子のように光の集光度合いが重要になる素子とは異なり、フラッシュモジュールなどの光を拡散するための光学素子は、本発明のように一部光学面に脚部を持っていても光学ムラなどの影響を少なくすることができる。むしろ脚部を光学素子の内部又は内側に設けることで光学素子自体の面積（特に光学面の面積）を大きくすることが可能になるので、脚部が光学面の外側に設けられている素子に比べ光量を大きくすることの効果も期待できる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、光学素子が、当該光学素子を面発光素子に対して接合によって固定するため光学面の領域内に複数の脚部を有する。この場合、複数の脚部によって光学素子と面発光素子とを安定した状態で固定することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、脚部が、光学面の領域の周辺部に設けられている。この場合、光学面の中央側での光束の乱れを抑えやすくなり、見分けやすい照明ムラを低減することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、脚部が、接着材によって面発光素子に接合されている。この場合、光学素子と面発光素子との接続の作業性を高めることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、脚部の端面に接着材を含浸させた接着材パッドに当てることによって脚部の端面に接着材を付着させ、脚部の端面を面発光素子の表面に当接させた状態で接着材を硬化させることによって、面発光素子と光学素子とが接合されている。この場合、ガラス板状層上に樹脂層を設けた状態で、脚部の底面に一回の操作で接着材をつけることができ、コストの削減につながる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、光学素子が、ガラス板状層の一方の表面側に樹脂層を有し、ガラス板状層の他方の表面側で面発光素子と一体化されている。この場合、熱伝導性に優れるガラス板状層が面発光素子の光射出面に密着するので、光学素子による放熱効果がさらに高まり、光学面を形成する樹脂やモジュール全体に与える影響を少なくすることができる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、通過光を拡散させる光拡散部を有する。この光拡散部によって配光特性の偏りによる輝度ムラを低減することができる。また、光拡散部によってフラッシュモジュールの内部構造が観察されにくくなり、外観品位を向上させることができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、光拡散部は、ガラス板状層と樹脂層との少なくとも一方の表面に形成されている。
本発明のさらに別の側面では、光拡散部は、ガラス板状層と樹脂層との少なくとも一方の内部に形成されている。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、光学素子と面発光素子との間に延在して光学素子と面発光素子とを相互に固定するスペーサーをさらに備える。このスペーサーによって、フラッシュモジュールの強度やハンドリング性が向上する。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、遮光体で形成されている。これにより、周囲に隣接して配置されたカメラレンズ系等に迷光が入り込むことを防止できる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、矩形輪郭を有し、内側に円形の開口を有
する。
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、円形輪郭を有し、内側に矩形の開口を有する。
【００２２】
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、面発光素子の発光体層に固定される。
本発明のさらに別の側面では、スペーサーは、面発光素子の素子基板に固定される。
【００２３】
本発明のさらに別の側面では、光学面が丸又は四角の輪郭形状を有する。光学面が丸の輪郭形状を有する場合、樹脂層の転写前の塗布工程から考えて、光学面中心に対して樹脂が均等に広がりレンズ精度が出やすい。特に脚部を有している場合においては、四角の輪郭形状のレンズに比べ収縮の観点からもレンズ精度が出やすくなる。また、樹脂が中央に集まるためダイシングにも有利である。一方、光学面が四角の輪郭形状を有する場合、光学素子の縁近くまでレンズを設けることが可能となるので光の効率が向上する。
【００２４】
本発明のさらに別の側面では、光学面が光学構造としてフレネル構造を有する。ここで、フレネル構造とは、光学面を複数の要素に分割しこれらの要素を光軸方向に関する位置を調整して配置したものを意味する。フレネル構造を採用することで、凸レンズ形状等を採用する場合に比べてガラス板状層の厚み方向に関して、フラッシュモジュール全体の厚みを薄くすることができ、小型化の面で有利である。
【００２５】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層がガラス板状層に対して±４０％以下の屈折率差を有する。この場合、樹脂層とガラス板状層との界面におけるフレネル反射が過大となることを防止でき、照明光の損失や迷光の発生を抑えることができる。
【００２６】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層とガラス板状層とがほぼ同じ屈折率を有する。この場合、樹脂層とガラス板状層との界面におけるフレネル反射を防止することができる。
【００２７】
本発明のさらに別の側面では、ガラス板状層上に設けられて樹脂層が存在する領域又は有効光学領域以外を遮光する遮光部材を備える。この場合、フラッシュの近くに配置される撮像光学系等に不要な光が入射すること等の迷光の弊害を低減できる。
【００２８】
本発明のさらに別の側面では、面発光素子全体に対して光射出面の有効領域が偏芯して存在する場合、スペースのある方に面発光素子と光学素子とを接着する補強の接着部が設けられている。この場合、面発光素子と光学素子との接着強度をより上げることができる。また、放熱性もより向上させることができる。
【００２９】
本発明のさらに別の側面では、ガラス板状層の厚みｄ１が、
０．１ｍｍ＜ｄ１＜１．５ｍｍ
である。ガラス板状層の放熱性について考えた場合、ガラス板状層が厚くなるにつれて体積が大きくなり、ガラス板状層による放熱性が向上する。ハンドリング性を考えた場合、厚みｄ１が例えば０．３ｍｍ以上であれば、ガラス板状層の堅牢性を維持できる。小型化を考えた場合、厚みｄ１が例えば１．０ｍｍ以下であれば、フラッシュモジュール全体を小型にできる。
【００３０】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層の厚みｄ２が、
０．０２ｍｍ＜ｄ２＜０．５ｍｍ
である。樹脂層の成形性を考えた場合、厚みｄ２が薄すぎると樹脂が行き渡らず成形が困難になる。また、厚みｄ２が厚すぎると樹脂が固化する際のヒケにより面精度が保てなくなる。光学面の形状にもよるが、樹脂層の厚みｄ２は、概ね２００μｍ〜５００μｍの範囲に収まっていることが好ましい。
【００３１】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層は、ガラス板状層の表面を局所的に又は全体的に覆うように形成されている。
【００３２】
本発明のさらに別の側面では、ガラス板状層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されている。また、樹脂層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されていてもよい。あるいは、樹脂層に蛍光体が含有されていてもよい。
【００３３】
本発明に係るカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法は、面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法であって、光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、樹脂層のうちガラス板状層とは反対側の表面に、面発光素子からの配光を制御するための光学面を設ける。
【００３４】
上記製造方法によって得られるカメラ用のフラッシュモジュールでは、面発光素子の光射出面に光学素子が取り付けられているので、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子がガラス板状層と樹脂層とを積層したものであるので、面発光素子で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層を有する光学素子を用いることで、耐熱性や耐久性の向上を図ることができる。
【００３５】
本発明の具体的な観点又は側面では、上記製造方法において、光学素子は、複数の光学面を２次元的に配列したレンズアレイから切り出されたものである。この場合、多数の光学素子を一括形成することができる。
【００３６】
本発明の別の側面では、レンズアレイは、ガラス基板上に樹脂アレイ層を形成したものであり、樹脂アレイ層は、ガラス基板の表面を局所的に覆うように形成される。つまり、この樹脂アレイ層は、ガラス基板上に光学素子単位で樹脂を島状に供給することで、個々に分離した状態で形成される。
【００３７】
本発明のさらに別の側面では、レンズアレイは、ガラス基板上に樹脂アレイ層を形成したものであり、樹脂アレイ層は、ガラス基板の表面を全体的に覆うように形成される。つまり、この樹脂アレイ層は、ガラス基板上の全体に樹脂を供給することで、連結した状態で形成される。
【００３８】
本発明のさらに別の側面では、樹脂層は、面発光素子の光射出面に対向して配置され、光学素子と面発光素子とをスペーサーを介して接合する。
【００３９】
本発明のさらに別の側面では、光学面に対応する光学転写面の周囲に樹脂溜部を設けた転写型によって樹脂層を形成する。この場合、樹脂溜部によって光学面の周囲の意図しない箇所にまで樹脂が広がることを防止でき、スペーサーの組み付け精度が低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールの側方断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すフラッシュモジュールのうち光学素子のＡＡ矢視図である。
【図２】カメラ用のフラッシュモジュールの表面側からの分解斜視図である。
【図３】カメラ用のフラッシュモジュールの背面側からの分解斜視図である。
【図４】（Ａ）は、面発光素子等の変形例を示す図であり、（Ｂ）は、面発光素子等の別の変形例を示す図である。
【図５】（Ａ）は、ガラス板状層の厚みｄ１とフラッシュモジュールの特性との関係を概念的に説明する図であり、（Ｂ）は、樹脂層の厚みｄ２と、フラッシュモジュールの特性との関係を概念的に説明する図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、光学素子の製造工程を説明する断面図である。
【図７】光学素子を面発光素子に接合する工程を説明する概念図である。
【図８】第２実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例を説明する側方断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、第３実施形態のフラッシュモジュール又は光学素子を説明する図である。
【図１１】第３実施形態のフラッシュモジュール又は光学素子を説明する図である。
【図１２】第４実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１３】変形例のカメラ用のフラッシュモジュールを説明する図である。
【図１４】別の変形例のカメラ用のフラッシュモジュールを説明する図である。
【図１５】第５実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１６】第６実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１７】第７実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールを説明する側方断面図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、スペーサーの形状を説明する斜視図である。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は、スペーサーの構造を説明する部分拡大側方断面図である。
【図２０】（Ａ）及び（Ｂ）は、フラッシュモジュールの製造方法の一例を説明する断面図である。
【図２１】（Ａ）は、図１７に示すカメラ用のフラッシュモジュールの変形例を示し、（Ｂ）は、その製造方法を説明する図である。
【図２２】（Ａ）は、図１７に示すカメラ用のフラッシュモジュールの別の変形例を示し、（Ｂ）は、その製造方法を説明する図である。
【図２３】（Ａ）は、図１７に示すカメラ用のフラッシュモジュールの別の変形例を示し、（Ｂ）は、その製造方法を説明する図である。
【図２４】（Ａ）〜（Ｄ）は第８実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法を説明する側方断面図である。
【図２５】（Ａ）、（Ｂ）は第９実施形態におけるカメラ用のフラッシュモジュール及びその製造方法を説明する側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
〔第１実施形態〕
図１（Ａ）等に示すフラッシュモジュール１０は、カメラに組み込まれるものであり、面発光素子２０と光学素子３０とを備え、これらの面発光素子２０と光学素子３０とを積層して接合した構造を有している。図示のフラッシュモジュール１０は、不図示の駆動回路に接続されて発光動作又は動作点灯動作するものであり、例えばシャッタータイミングに対応して瞬時発光することができ、或いは動画撮影時に連続発光することができる。
【００４２】
面発光素子２０は、図１（Ａ）、図２等に概念的に示すように、素子基板２１と、ＬＥＤチップ２３と、発光体層２５とを備える。なお、素子基板２１と発光体層２５との間であってＬＥＤチップ２３の周辺には、配線層２７が設けられている。
【００４３】
素子基板２１は、例えばアルミニウムその他の金属で形成され、ＸＹ平面に沿って延びる。素子基板２１は、ＬＥＤチップ２３等を下面側から支持するとともにＬＥＤチップ２３等に対する放熱作用を有する。ＬＥＤチップ２３は、例えば青色発光ダイオードであり、不図示の駆動回路に駆動されて間欠的に又は連続的に点灯する。発光体層２５は、ＬＥＤチップ２３を周囲から覆うとともにＬＥＤチップ２３から射出された青色光を部分的に黄色光に変換する。このため、発光体層２５は、例えば青色光で励起される黄色蛍光体を分散させた樹脂材、或いは青色光で励起される緑色蛍光体及び赤色蛍光体を分散させた樹脂材等で形成される。発光体層２５の表面である光射出面２５ａは、ＸＹ平面に沿って延びる平坦面となっている。
【００４４】
面発光素子２０において、ＬＥＤチップ２３は、発光体層２５の中央から＋Ｘ方向にずれた位置に配置されている。つまり、発光体層２５の光射出面２５ａの有効領域ＡＥ（図２参照）は、面発光素子全体２０に対して＋Ｘ方向に偏芯している。
【００４５】
光学素子３０は、全体として矩形の外観を有するウェハーレベル光学素子（ＷＬＯ）であり、ガラス板状層３１と樹脂層３２とを積層して一体化した構造を有する。
【００４６】
ガラス板状層３１は、光透過性を有するガラス製の矩形平板であり、内側の第１表面３１ａと、外側の第２表面３１ｂとを有する。ガラス板状層３１の第１表面３１ａは、平坦な鏡面であり、第１表面３１ａ上には、中央の円形領域ＡＣにおいて、ガラス板状層３１よりも薄い樹脂層３２が形成されている。ガラス板状層３１の第２表面３１ｂは、平坦な鏡面であり、フラッシュモジュール１０をカメラに組み付けた状態で外界に露出する。第２表面３１ｂは、ガラス基材自体の研磨面とすることができるが、ガラス基材の研磨面上に反射防止コートを形成したものとできる。また、第２表面３１ｂは、レンズ効果を持たせるべく曲面とすることもできる。
【００４７】
樹脂層３２は、光透過性を有する樹脂製の円形板状体であり、内側の第１表面３２ａと、外側の第２表面３２ｂとを有する。樹脂層３２の第１表面３２ａは、光学素子３０の光学面となっており、格子状に配列された多数の部分光学面３４ａを有する。つまり、樹脂層３２のうちガラス板状層３１の反対側の表面である第１表面（光学面）３２ａは、面発光素子２０に対向しており、多数の部分光学面３４ａから構成される光学面を有している。第１表面３２ａは、部分的に欠落しており、第１表面３２ａの欠落部には、スペーサーとしての脚部３５に対応する複数の円形の突起面３４ｂが形成されている。一方、第２表面３２ｂは、平坦な鏡面であり、ガラス板状層３１の第１表面３１ａと密着している。
【００４８】
樹脂層３２は、第１表面３２ａの部分光学面３４ａに対応して、マトリックス状に配列された多数のレンズ要素３４を有し、突起面３４ｂに対応して、樹脂層３２の延在する円形領域ＡＣの周辺部の４箇所に脚部３５を有する。
【００４９】
各レンズ要素３４は、プリズム状の部材であり、全体としてフレネル構造である光学構造を形成する。図示の例において、レンズ要素３４を集めたフレネル構造は、凸レンズとして機能している。樹脂層３２の第１表面３２ａを多数のレンズ要素３４からなるフレネル構造によって形成することによって、樹脂層３２や光学素子３０のＺ方向の厚みを低減することができ、フラッシュモジュール１０を薄型化することができる。また、樹脂層３２の集光特性をレンズ要素３４単位で調整することができ、所望の配光を達成できる。
【００５０】
脚部３５は、薄い円柱状の突起であり、複数のレンズ要素３４の一部を切り取るように形成されている。脚部３５の端面３５ａは、ＸＹ平面に沿って延びる平坦面であり、接着材層３６を介して発光体層２５の光射出面２５ａに接着されている。端面３５ａすなわち突起面３４ｂの外縁には、面取りが施されている。４つの脚部３５は、ガラス板状層３１の４隅に対応して樹脂層３２の周縁近傍に等間隔で配置されている。脚部３５の厚みｔ１は、レンズ要素３４の最大厚みである樹脂層３２の厚みｄ２よりも大きくなっており、樹脂層３２の部分光学面３４ａを発光体層２５の光射出面２５ａに近接対向させつつ離間させた状態に保つ。
【００５１】
光学素子３０は、面発光素子２０の光射出面２５ａの有効領域ＡＥに対応して形成されており、光軸ＡＸを位置させる結果として、光学素子３０の有効光学領域に対応する円形領域ＡＣは、面発光素子２０全体に対して＋Ｘ方向にずれた位置に配置されている。このため、面発光素子２０は、−Ｘ方向側にスペースを有しており、このスペースに補強の接着部３８が設けられている。接着部３８は、脚部３５による面発光素子２０と光学素子３０との接合及び固定の強度をより向上させることができ、面発光素子２０の放熱性も向上させている。
【００５２】
面発光素子２０の発光体層２５に蛍光体を分散させる代わりに、図４（Ａ）に示すように、光学素子３０の樹脂層１３２に蛍光体が含有されていてもよい。この場合、発光体層２５の代えて設けた層１２５は、蛍光体を分散させていない無着色・透明の樹脂材で形成される。これによりＬＥＤチップ２３からの光を光学素子３０において白色等の所望の波長分布にすることができる。ここでフラッシュモジュール用のレンズは薄型のため、蛍光体を加えたシリコーン樹脂でＬＥＤチップを封止した場合に比べ、蛍光体の沈降による影響を少なくできるため、蛍光体の不均一分布による色ムラの問題を低減することが可能となる。
【００５３】
さらに、樹脂層３２の内部ではなく、図４（Ｂ）に示すように、樹脂層１３２の第１表面３２ａに蛍光体を含む樹脂を塗布して蛍光層３２ｆを形成することもできる。さらに、ガラス板状層１３１の第１表面３１ａ若しくは第２表面３１ｂの表面に蛍光体を含む樹脂を塗布して蛍光層３１ｆを形成してもよい。このことにより、より均一な厚みの蛍光体層を設けることが出来るため、色ムラの問題を更に低減することができる。さらに、レンズ成形前に蛍光体を含む樹脂を塗布することができるため光学面を傷つける事無く効率よく塗布することが可能である。
【００５４】
以上の光学素子３０において、ガラス板状層３１の厚みｄ１は、０．１ｍｍ＜ｄ１＜１．５ｍｍの範囲内となっているが、より好ましくは０．３ｍｍ＜ｄ１＜１．０ｍｍの範囲内とする。また、樹脂層３２の厚みｄ２は、０．０２ｍｍ＜ｄ２＜０．５ｍｍの範囲内となっているが、より好ましくは０．０４ｍｍ＜ｄ２＜０．３ｍｍの範囲内とする。
【００５５】
図５（Ａ）は、ガラス板状層３１の厚みｄ１と、フラッシュモジュール１０の特性との関係を概念的に説明する図である。フラッシュモジュール１０の放熱性は、ガラス板状層３１の厚みｄ１の増加に伴って向上する。フラッシュモジュール１０のハンドリング性は、厚みｄ１が０．１ｍｍ以上であることによって一定の性能を確保できるが、厚みｄ１を０．３ｍｍ以上とすることによってより良好なものとなる。一方で、フラッシュモジュール１０の小型化については、厚みｄ１を１．５ｍｍ以下とすることで携帯端末等に付属するカメラの小型化に寄与するといえる。
【００５６】
図５（Ｂ）は、樹脂層３２の厚みｄ２と、フラッシュモジュール１０の特性との関係を概念的に説明する図である。樹脂層３２の厚みｄ２が２０μｍ以下に薄くなると、成形用の樹脂を広げることが容易でなくなり、樹脂層３２の精密な成形ができなくなる。一方、樹脂層３２の厚みｄ２が５００μｍ以上に厚くなると、樹脂が固化する際のヒケによって部分光学面３４ａ等の面精度が保てなくなる傾向が強まる。
【００５７】
以上の光学素子３０において、ガラス板状層３１の熱伝導率は、一般に０．５４〜１．１３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の範囲内となる。また、樹脂層３２の熱伝導率は、ポリカーボネイトやアクリルで０．１９Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、非晶質ポリオレフィンで０．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。よって、図示の光学素子３０のように樹脂層３２を薄くしつつガラス板状層３１の厚みを確保することで、面発光素子２０の冷却効率を高めることができる。
【００５８】
また、以上の光学素子３０において、ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差は±４０％以内となっている。すなわち、ガラス板状層３１の屈折率をｎ１とし樹脂層３２の屈折率をｎ２とした場合、１．４×ｎ１≦ｎ２≦０．６×ｎ１となっている。ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差は、より好ましくは±３０％程度以内とし、さらに好ましくは±１０％程度以内又は±２％以内（略ゼロ）とする。このように、ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差を少なくすることで、ガラス板状層３１と樹脂層３２との界面における反射を低減することができ、照明光の損失や迷光の発生を抑えることができる。なお、ガラス板状層３１と樹脂層３２との屈折率差が±１０％程度以内の場合、フレネル反射による損失が０．１％程度に抑えられる。また、発光部の光射出面２５ａより樹脂レンズ部である樹脂層３２の面積が大きく、樹脂レンズ部３２が発光部の光射出面２５ａ全体を覆っている。これにより効率よく投光することが可能となっている。また、一般的な撮像素子用の光学素子のように光の集光度合いが重要になる素子とは異なり、フラッシュモジュール１０などに組み込まれて光を拡散するための光学素子は、本発明のように光学面の領域の一部（樹脂層３２の第１表面３２ａの一部）に脚部３５を持っていても光学ムラなどの影響は少なくすることができる。むしろ脚部３５を光学素子３０の内部に設けることで光学素子３０自体或いは光学面の面積を大きくすることが可能になるので脚部３５を光学面の外側に有する素子に比べ光量を大きくする効果も期待できる。さらに、ガラス板状層３１が外部に向かって設けられているため傷防止の効果が生じる。
【００５９】
以下、図６（Ａ）〜６（Ｃ）等を参照して、図１（Ａ）等に示す光学素子３０の製造工程について簡単に説明する。
【００６０】
まず、図６（Ａ）に示すように、平行平板であるガラス基板ＬＳの面上の周期的な領域（具体的にはマトリクス状に配列された多数領域）に樹脂材料ＬＭを供給又は塗布する。また、平行平板ＬＳの面上全体に樹脂材料ＬＭを塗布しても構わない。
【００６１】
次に、図６（Ｂ）に示すように、マトリクス状に複数の第１転写面ＴＳを並べた転写型ＣＴを降下させ、平行平板であるガラス基板ＬＳと転写型ＣＴとの間に樹脂材料ＬＭを挟んだ状態で光照射又は加熱により樹脂材料ＬＭを硬化させる。これにより、ガラス基板ＬＳ上にマトリクス状に配列された多数の分離されたレンズ領域ＬＬａを備えるレンズ層である樹脂アレイ層ＬＬが成形される。なお、ガラス基板ＬＳの面上全体に樹脂材料ＬＭを塗布することができる。この場合は、１つ又は周期的に複数の光学転写面を有する転写型ＣＴを周期的に降下させてもよく、この際、転写型ＣＴのうち、光学転写面は、一部だけであってもよく、型全面に１つ又は複数の光学転写面があってもよい。光学転写面が全面にあることで、光学面として利用することができる面積が増え、結果として光の利用効率を高めることができ光学性能が向上する。
【００６２】
次に、図６（Ｃ）に示すように、転写型ＣＴを樹脂アレイ層ＬＬから離型する。これにより、ガラス基板ＬＳの一方の面上に光学面３４ｆがアレイ状に形成され、光学素子３０の集合体であるウェハーレンズ１００を得る。
【００６３】
その後は、図示を省略するが、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って、ウェハーレンズ１００をダイシングする。ダイシングされ個片化された光学素子３０の外形は、矩形状となる。ウェハーレンズ１００から光学素子３０を切り出すことにより、カメラ撮影に必要な領域を効率良く照明するレンズである光学素子３０を安価に量産することができる。
【００６４】
以下、図７等を参照して、光学素子３０を面発光素子２０に接合する工程について説明する。予め、例えばＵＶ硬化型の樹脂剤等である接着材を含浸させた接着材パッド５１を有するスタンプ台５０を準備しておく。図６（Ａ）〜６（Ｃ）に示す工程で作製した光学素子３０を、搬送装置６０により樹脂層３２が下になるように配置して徐々に降下させる。光学素子３０を適度な高さ位置まで降下させることにより、接着材パッド５１の表面に光学素子３０の脚部３５の端面３５ａが接し、端面３５ａ全体に略一様に接着材パッド５１に含まれる接着材が付着する。その後、光学素子３０を上昇させて脚部３５の端面３５ａを接着材パッド５１から離す。この際、光学素子３０を降下させすぎると、第１表面３２ａが接着材パッド５１に接して第１表面３２ａに接着材が付着してしまうので、搬送装置６０によって光学素子３０の降下量が正確に制御される。その後、光学素子３０は、搬送装置６０により面発光素子２０を支持するステージまで搬送され、面発光素子２０上の適所に載置される。これにより、光学素子３０の脚部３５の端面３５ａがＵＶ硬化型の接着材を介して面発光素子２０の光射出面２５ａに当接する。この状態で、光学素子３０の脚部３５の端面３５ａにＵＶ光を照射すると、ＵＶ硬化型の接着材が硬化して接着材層３６が形成される。その後、面発光素子２０と光学素子３０との間であって、−Ｘ方向側のスペース部分（余剰空間部分）において、ＵＶ硬化型の樹脂剤を局所的に供給しＵＶ光の照射によって硬化させる。これにより、脚部３５による接合の補強として接着部３８が形成され、フラッシュモジュール１０が完成する（図１（Ａ）等参照）。
【００６５】
以上ように、本実施形態のカメラ用のフラッシュモジュール１０によれば、面発光素子２０の光射出面２５ａに光学素子３０が取り付けられるので、光学素子３０を面発光素子２０に近接して配置することができ、光の利用効率を高めることができる。また、光学素子３０がガラス板状層３１と樹脂層３２とを積層したものであるので、熱伝導率の比較的高いガラス板状層３１によって面発光素子２０で発生した熱の放熱効率を高めることができる。また、ガラス板状層３１を有する光学素子３０を用いることで、耐熱性をだけでなく耐久性に優れたフラッシュモジュール１０を得ることができる。
【００６６】
〔第２実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００６７】
図８に示すカメラ用のフラッシュモジュール１０の場合、光学素子３０において、ガラス板状層３１の第１表面３１ａのうち樹脂層３２の周囲に、層状の遮光部材７１が形成されている。遮光部材７１は、例えばＣｒＯ、Ｃｒ等の無機材料の成膜によって形成されるが、カーボン等を含有させた樹脂材料の塗布等によっても形成可能であり、遮光性のシートを光学素子３０に接着することによっても形成可能である。
【００６８】
図８に示すカメラ用のフラッシュモジュール１０によれば、遮光部材７１がガラス板状層３１上に設けられて樹脂層３２が存在する領域以外（具体的には有効光学領域である円形領域ＡＣの外側）を遮光するので、フラッシュモジュール１０の近くに配置される撮像光学系等に不要な光が入射するといった弊害を防止することができる。
【００６９】
図９に示すカメラ用のフラッシュモジュール１０は、図８の変形例を説明するものである。この場合、ガラス板状層３１の第２表面３１ｂのうち樹脂層３２の周囲に対応する領域に、遮光部材１７１が形成されている。遮光部材１７１は、図８の遮光部材７１と同様の材料及び手法で形成することができ、中央にフラッシュ光又は照明光を通過させるための円形の開口ＯＰを有する。なお、遮光部材１７１の開口ＯＰの直径は、樹脂層３２の延在する円形領域ＡＣの直径よりもひとまわり大きくなっており、必要なフラッシュ光又は照明光の通過の妨げにならないようになっている。
【００７０】
〔第３実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００７１】
図１０（Ａ）に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、３つの円形の脚部３５が形成されている。これにより脚部３５の数が４つに比べその数を減らしつつ、安定した脚部３５を設けることが可能である。
【００７２】
図１０（Ｂ）に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、２つの円形の脚部３５と２つの長円又は楕円形の脚部３３５とが形成されている。このような脚部３５の形状及び配置にすることで、図面の上下方向については発光又は投光を妨げる脚部を極力小さな脚部３５とし、そのかわり図面の左右方向に関しては大きめの脚部３３５を設けることになる、この構成は、直交する２方向のうち一方の方向について発光を大きくしたい場合に有利である。
【００７３】
図１０（Ｃ）に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、２つの長円又は楕円形の脚部３３５が形成されている。本構成は、図１０（Ｂ）に示すタイプをさらに推し進めたもので、図面上下の脚部をなくしつつ、図面左右の２つの長円又は楕円形の脚部３３５で安定した状態で接合したものである。この構成は、一方の方向について発光をより大きくしたい場合により有利である。
【００７４】
図１１に示す光学素子３０では、その第１表面３２ａを面発光素子２０と適度に離間させた状態に保って光学素子３０を面発光素子２０に接続・固定するため、４つの円形の脚部３５が形成され、補強の接着部３３８が樹脂層３２の第１表面３２ａに重なるように形成されている。なお、図１１等に示す丸形状の脚部３５は、四角形状に比べ収縮が均等になりやすいため脚部の形状精度をよくすることができ、取り付け時に安定した取り付けを行うことができる。
【００７５】
〔第４実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００７６】
図１２に示すように、第４実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子５３０とを備えるが、樹脂層５３２がガラス板状層３１の第２表面３１ｂ側に形成されている。つまり、ガラス板状層３１の第１表面３１ａが面発光素子２０に対向し、樹脂層５３２の第１表面３２ａがガラス板状層３１とは反対の外界側に向いている。この場合も、樹脂層５３２の光学構造は、第１実施形形態と同様であり、多数の部分光学面３４ａから構成される光学面３４ｆを有するものとなっている。ただし、樹脂層５３２は、外側に形成されるので、脚部３５を有していない。本実施形態の場合、ガラス板状層３１の第１表面３１ａが面発光素子２０の光射出面２５ａに接着材を介して接合されている。
【００７７】
本実施形態のフラッシュモジュール１０では、光学素子５３０が、ガラス板状層３１の一方の第２表面３１ｂ側に樹脂層５３２を有し、ガラス板状層３１の他方の第１表面３１ａ側で面発光素子２０に接合されて一体化されている。このため、樹脂に比べて熱伝導性の高いガラス板状層３１が面発光素子２０の光射出面２５ａに密着するので、光学素子５３０による放熱効果がさらに高まる。
【００７８】
以上では、第１〜４実施形態を介して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、脚部３５を樹脂層３２に設ける必要はなく、脚部３５を樹脂層３２の周囲に形成することもできる。また、図１３に示すように、脚部３５を樹脂層３２に設ける場合であっても、部分光学面３４ａが形成された光学面又は有効光学領域（具体的には円形領域ＡＯ）の外側の樹脂部分３２ｃに脚部３５を設けることができる。脚部３５の端面３５ａは、円形に限らず、矩形等とすることができる。
【００８０】
第４実施形態を実現する場合、ウェハーで作製した面発光素子２０に対し、一対一に対応する位置にウェハーを構成する各光学素子３０を配置し、面発光素子２０のウェハーと光学素子３０のウェハーとを接合後にダイシングを行うことでフラッシュモジュール１０を得ることもできる。このように光学素子３０だけでなく面発光素子２０を含めてウェハー化することで工程を削減することができ、コスト低減の効果もある。
【００８１】
また、面発光素子２０は、複数の色光を発生する複数の発光体チップを内蔵するものとでき、またＬＥＤチップ２３に限らず、ＬＥＤチップ２３を他の原理で動作する発光体に置き換えることができる。
【００８２】
また、樹脂層３２に設ける光学面は、マトリックス状に配列される部分光学面３４ａに限らず、例えば同心状に配列される輪帯状の部分からなるものとできる。
【００８３】
また、樹脂層３２において部分光学面３４ａを集めた光学面は、円形領域ＡＣに限らず矩形領域に形成することができる。具体的には、図１４に示すように、樹脂層３２として、部分光学面３４ａを集めた光学面ＡＯを矩形領域ＡＲに形成することができる。
【００８４】
図８等において、遮光部材７１を樹脂層３２の外側に設けているが、樹脂層３２が円形又は矩形輪郭の有効光学領域（具体的には円形領域ＡＣ）の外側に広がる場合、遮光部材７１を樹脂層３２に重ねて形成することもできる。
【００８５】
〔第５実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第５実施形態について説明する。なお、第５実施形態のフラッシュモジュールは、第１又は第２実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態等と同様であるものとする。
【００８６】
図１５に示すように、第５実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０とを備えるが、これらのうち光学素子３０の第２表面３１ｂ側に光拡散部として光拡散層８１が形成されている。光拡散層（光拡散部）８１は、ガラス板状層３１の表面に形成されており、面発光素子２０から射出され樹脂層３２やガラス板状層３１の内部を通過したフラッシュ光を散乱させる。光拡散層８１は、例えばサンドブラスト、エッチング、粗研磨等によってガラス板状層３１の表面を粗面化することで形成される。光拡散層８１を設けることによって、樹脂層３２を通過したフラッシュ光の配光特性に偏りがあっても、かかる配光特性を平坦化することができ、輝度ムラを低減することができる。また、光拡散層８１によって、フラッシュモジュール１０の内部構造が外部から観察されにくくなり、外観品位を向上させることができる。
【００８７】
なお、図示を省略するが、光拡散層８１は、ガラス板状層３１の第２表面３１ｂではなく、樹脂層３２の第１表面（光学面）３２ａに形成することができる。樹脂層３２の場合、光拡散層８１は、樹脂層３２の表面に例えばシボ加工等を施すことによって形成される。
【００８８】
以上の光拡散層８１は、ガラス板状層３１及び樹脂層３２の一方だけでなく、双方の表面に形成することができる。
【００８９】
〔第６実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第６実施形態について説明する。なお、第６実施形態のフラッシュモジュールは、第１、第５実施形態等のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態等と同様であるものとする。
【００９０】
図１５に示すように、第６実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０とを備えるが、これらのうち光学素子３０の内部に光拡散部として光拡散体１８１を内蔵している。光拡散体（光拡散部）１８１は、ガラス板状層３１の内部に光散乱体を分散させることで形成され、例えば樹脂層３２を形成する前にガラス板状層３１のガラス材料をアニールすることで結晶化させ、ガラス材料を適度に失透させることによって得られる。
【００９１】
なお、図示を省略するが、光拡散体（光拡散部）１８１は、ガラス板状層３１の内部に限らず、樹脂層３２の内部に形成することができる。樹脂層３２の場合、光拡散体１８１は、例えば樹脂層３２の内部に屈折率等が異なる光散乱体を埋め込むことによって形成される。
【００９２】
以上の光拡散体１８１は、ガラス板状層３１及び樹脂層３２の一方だけでなく、双方の表面に形成することができる。
【００９３】
〔第７実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第７実施形態について説明する。なお、第７実施形態のフラッシュモジュールは、第１実施形態のフラッシュモジュールを一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様であるものとする。
【００９４】
図１７に示すように、第７実施形態のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０との間にスペーサー８３を備える。スペーサー８３は、面発光素子２０のＬＥＤチップ２３等を囲むようにフラッシュモジュール１０の周辺部に設けられており、樹脂層３２の第１表面３２ａ又は部分光学面３４ａを発光体層２５の光射出面２５ａに近接対向させつつ離間させた状態に保つ。つまり、第７実施形態のフラッシュモジュール１０の場合、図１等に示す脚部３５に代えてスペーサー８３を用いている。
【００９５】
図１８（Ａ）に例示するように、スペーサー８３は、矩形輪郭を有し、内側に円形の開口ＯＰ１を有する。また、図１８（Ｂ）に例示する変形例のように、スペーサー８３は、矩形輪郭を有し、内側に矩形の開口ＯＰ２を有する。スペーサー８３は、例えば遮光体で形成されている。スペーサー８３を遮光体で形成することにより、フラッシュモジュール１０の周囲に隣接して配置されたカメラレンズ系等に迷光が入り込むことを防止できる。
【００９６】
図１９（Ａ）に示すように、スペーサー８３の内側面８３ａに反射膜８３ｄを形成することができ、図１９（Ｂ）に示すように、光透過性のスペーサー８３の内部に光拡散体８４を埋め込むとともに、スペーサー８３の外側面８３ｂに反射膜８３ｄを形成することができる。
【００９７】
以下、本実施形態のフラッシュモジュール１０の製造方法の一例について説明する。本実施形態のフラッシュモジュール１０は、例えば図６（Ａ）〜６（Ｃ）に示す工程を一部変更することによって作製される。
【００９８】
図２０（Ａ）に示すように、図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００にスペーサー基板ＳＳを貼り付けて、ウェハーレンズ１００とスペーサー基板ＳＳとを一体化した接合部材２００を得る。その後、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って接合部材２００をダイシングすることで個片化された接合ユニット２００ａを得る。
【００９９】
図２０（Ｂ）に示すように、個々の接合ユニット２００ａを面発光素子２０に接着することで、フラッシュモジュール１０が完成する。この際、スペーサー８３の下端面８３ｇが面発光素子２０の素子基板２１の上面２１ａに接着される。つまり、スペーサー８３や光学素子３０は、素子基板２１に支持される。
【０１００】
図２１（Ａ）は、図１７に示すフラッシュモジュール１０の変形例を示している。この場合、スペーサー８３の下端部１８３ｇが面発光素子２０の発光体層２５に接着される。つまり、スペーサー８３や光学素子３０は、発光体層２５の上部外縁２５ｇに支持される。
【０１０１】
図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）に示すフラッシュモジュール１０の作製方法を説明する図である。図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００にスペーサー基板ＳＳを貼り付けて接合部材２００を得る。スペーサー基板ＳＳは、下端部１８３ｇにおいて開口ＯＰの内側に段差を有しており、ダイシングによって個辺化された接合ユニット２００ａは、下端部１８３ｇの段差を利用して面発光素子２０の発光体層２５にアライメントされた状態で固定される。
【０１０２】
図２２（Ａ）は、図１７に示すフラッシュモジュール１０の変形例を示している。この場合、面発光素子２０と光学素子３０とが同一サイズを有するものとなっている。
【０１０３】
図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）に示すフラッシュモジュール１０の作製方法を説明する図である。図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００に対して、スペーサー基板ＳＳを介して面発光素子アレイＥＡを貼り付けて接合部材３００を得る。スペーサー基板ＳＳは、一方でウェハーレンズ１００に接合され、他方で面発光素子アレイＥＡに接合される。その後、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って接合部材３００をダイシングすることで、個片化された接合ユニットとしてフラッシュモジュール１０を得る。
【０１０４】
図２３（Ａ）は、図２３（Ａ）のフラッシュモジュール１０を製造するための部品である接合ユニットを示している。この場合、図６（Ａ）〜６（Ｃ）と同様の工程で得られたウェハーレンズ１００に対して、スペーサー基板ＳＳを介して発光体アレイＦＡを貼り付けて接合部材４００を得る。スペーサー基板ＳＳは、一方でウェハーレンズ１００に接合され、他方で発光体アレイＦＡに接合される。その後、一点鎖線で示すダイシングラインＤＸに沿って接合部材４００をダイシングすることで、接合ユニット４００ａを得る。この接合ユニット４００ａは、図１７等に示す素子基板２１に接着され、フラッシュモジュール１０が完成する。なお、発光体アレイＦＡは、ＬＥＤチップ２３と発光体層２５とを備える光部品を２次元的に配列したものである。
【０１０５】
〔第８実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第８実施形態について説明する。なお、第８実施形態のフラッシュモジュールの製造方法は、第７実施形態のフラッシュモジュールの製造方法を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第７実施形態（第１実施形態の引用を含む）と同様であるものとする。
【０１０６】
図２４（Ａ）及び２４（Ｂ）に示すように、転写型ＣＴには、図６（Ｂ）の場合と同様に複数の第１転写面ＴＳが設けられているが、隣接する第１転写面ＴＳの間に比較的深い溝ＧＶが形成されている。図では簡略化しているが、転写型ＣＴを構成する複数の第１転写面ＴＳは例えばマトリックス状に配列されており、溝ＧＶは格子状に形成されていることになる。溝ＧＶは、第１転写面ＴＳの周囲にはみ出す樹脂材料ＬＭがスペーサー８３（図１７参照）を固定する位置Ａ１まで広がることを防止している。特に、図２４（Ｃ）に示すように、溝ＧＶの縁において切欠き又は面取り状の樹脂溜部ＳＬ１が設けられており、周囲の意図しない箇所にまで樹脂が広がることを防止でき、レンズ領域ＬＬａの周囲に漏れ出した樹脂材料ＬＭが硬化して形成された突起によってスペーサー８３の組み付け精度が低下することを防止する。
【０１０７】
さらに、図２４（Ｄ）に示すように、外側の第１転写面ＴＳの周囲のうち溝ＧＶのない外側には、斜面状の樹脂溜部ＳＬ２が形成されている。この樹脂溜部ＳＬ２は、第１転写面ＴＳの外側にはみ出す樹脂材料ＬＭがスペーサー８３（図１７参照）を固定する位置まで広がることを防止している。
【０１０８】
〔第９実施形態〕
以下、カメラ用のフラッシュモジュールの第９実施形態について説明する。なお、第９実施形態のフラッシュモジュール及びその製造方法は、第８実施形態のフラッシュモジュール及びその製造方法を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第８実施形態と同様であるものとする。
【０１０９】
図２４（Ａ）に示すように、転写型ＣＴには、溝ＧＶが設けられておらず、樹脂アレイ層ＬＬを構成する個々のレンズ領域ＬＬａの間に薄い樹脂膜ＬＬｂが形成される。
【０１１０】
図２４（Ｂ）に示すように、分割によって個片化された後のフラッシュモジュール１０は、面発光素子２０と光学素子３０との間にスペーサー８３を備えるが、スペーサー８３の上端８３ｈは、薄い樹脂膜ＬＬｂを介してガラス板状層３１に接合される。この場合、転写型ＣＴによって略均一厚みの樹脂膜ＬＬｂを形成しているので、その上にスペーサー８３を配置しても、組み付けの悪化やガラス基板ＬＳの歪みが生じず、高品位のフラッシュモジュール１０を作製することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…フラッシュモジュール、 ２０…面発光素子、 ２０ａ…光射出面、 ２１…素子基板、 ２３…チップ、 ２５…発光体層、 ２７…配線層、 ３０…光学素子、 ３１…ガラス板状層、 ３１ａ…第１表面、 ３１ｂ…第２表面、 ３２…樹脂層、 ３２ａ…第１表面、 ３２ｂ…第２表面、 ３４…レンズ要素、 ３４ａ…部分光学面、 ３４ｂ…突起面、 ３４ｆ…光学面、 ３５，３３５…脚部、 ３５ａ…端面、 ３６…接着材層、 ３８…接着部、 ５０…スタンプ台、 ５１…接着材パッド、 ７１，１７１…遮光部材、 １００…ウェハーレベルレンズ、 ＡＣ…円形領域、 ＡＥ…有効領域、 ＡＯ…光学面、 ＡＲ…矩形領域、 ＡＸ…光軸、 ＯＰ…開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールであって、
前記光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、
前記樹脂層のうち前記ガラス板状層とは反対側の表面に、前記面発光素子からの配光を制御するための光学面が設けられていることを特徴とするカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記面発光素子の前記光射出面に対向して配置されていること特徴とする請求項１に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項３】
前記光学素子は、前記ガラス板状層の一方の表面側に前記樹脂層を有し、前記樹脂層の一部を介して前記面発光素子に接合されることによって一体化されていることを特徴とする請求項２に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項４】
前記光学素子は、当該光学素子を前記面発光素子に対して接合によって固定するため、前記光学面の領域内に複数の脚部を有すること特徴とする請求項３に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項５】
前記脚部は、前記光学面の領域の周辺部に設けられていること特徴とする請求項４に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項６】
前記脚部は、接着材によって前記面発光素子に接合されていること特徴とする請求項４及び５のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項７】
前記光学素子は、前記ガラス板状層の一方の表面側に前記樹脂層を有し、前記ガラス板状層の他方の表面側で前記面発光素子と一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項８】
前記光学素子は、通過光を拡散させる光拡散部を有することを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項９】
前記光拡散部は、前記ガラス板状層と前記樹脂層との少なくとも一方の表面に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１０】
前記光拡散部は、前記ガラス板状層と前記樹脂層との少なくとも一方の内部に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１１】
前記光学素子と前記面発光素子との間に延在して前記光学素子と前記面発光素子とを相互に固定するスペーサーをさらに備えることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１２】
前記スペーサーは、遮光体で形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１３】
前記スペーサーは、矩形輪郭を有し、内側に円形の開口を有することを特徴とする請求項１１及び１２のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１４】
前記スペーサーは、円形輪郭を有し、内側に矩形の開口を有することを特徴とする請求項１１及び１２のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１５】
前記スペーサーは、前記面発光素子の発光体層に固定されることを特徴とする請求項１１から１４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１６】
前記スペーサーは、前記面発光素子の素子基板に固定されることを特徴とする請求項１１から１４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１７】
前記光学面は、丸又は四角の輪郭形状を有すること特徴とする請求項１から１６までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１８】
前記光学面は、光学構造としてフレネル構造を有すること特徴とする請求項１から１７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１９】
前記樹脂層は、前記ガラス板状層に対して±４０％以下の屈折率差を有すること特徴とする請求項１から１８までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２０】
前記樹脂層と前記ガラス板状層とは、略同じ屈折率を有すること特徴とする請求項１８に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２１】
前記ガラス板状層上に設けられて前記樹脂層が存在する領域以外を遮光する遮光部材を備えること特徴とする請求項１から２０までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２２】
前記面発光素子全体に対して前記光射出面の有効領域が偏芯して存在する場合、スペースのある方に前記面発光素子と前記光学素子とを接着する補強の接着部が設けられていること特徴とする請求項１から２１までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２３】
前記ガラス板状層の厚みｄ１は、
０．１ｍｍ＜ｄ１＜１．５ｍｍ
であることを特徴とする請求項１から２２までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２４】
前記樹脂層の厚みｄ２は、
０．０２ｍｍ＜ｄ２＜０．５ｍｍ
であることを特徴とする請求項１から２３までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２５】
前記樹脂層は、前記ガラス板状層の表面を全体的に覆うように形成されている請求項１から２４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２６】
前記樹脂層は、前記ガラス板状層の表面を局所的に覆うように形成されている請求項１から２４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２７】
前記ガラス板状層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されていることを特徴とする請求項１から２６までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２８】
前記樹脂層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されていることを特徴とする請求項１から２７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２９】
前記樹脂層に蛍光体が含有されていることを特徴とする請求項１から２７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項３０】
面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法であって、
前記光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、
前記樹脂層のうち前記ガラス板状層とは反対側の表面に、前記面発光素子からの配光を制御するための光学面を設けることを特徴とするカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３１】
前記光学素子は、複数の光学面を２次元的に配列したレンズアレイから切り出されたものであることを特徴とする請求項３０に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３２】
前記レンズアレイは、ガラス基板層上に樹脂アレイ層を形成したものであり、前記樹脂アレイ層は、前記ガラス基板層の表面を局所的に覆うように形成されることを特徴とする請求項３１に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３３】
前記レンズアレイは、ガラス基板層上に樹脂アレイ層を形成したものであり、前記樹脂アレイ層は、前記ガラス基板層の表面を全体的に覆うように形成されることを特徴とする請求項３１に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３４】
前記樹脂層は、前記面発光素子の前記光射出面に対向して配置され、前記光学素子と前記面発光素子とをスペーサーを介して接合することを特徴とする請求項３２及び３３のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３５】
前記光学面に対応する光学転写面の周囲に樹脂溜部を設けた転写型によって前記樹脂層を形成することを特徴とする請求項３４に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項１】
面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールであって、
前記光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、
前記樹脂層のうち前記ガラス板状層とは反対側の表面に、前記面発光素子からの配光を制御するための光学面が設けられていることを特徴とするカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記面発光素子の前記光射出面に対向して配置されていること特徴とする請求項１に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項３】
前記光学素子は、前記ガラス板状層の一方の表面側に前記樹脂層を有し、前記樹脂層の一部を介して前記面発光素子に接合されることによって一体化されていることを特徴とする請求項２に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項４】
前記光学素子は、当該光学素子を前記面発光素子に対して接合によって固定するため、前記光学面の領域内に複数の脚部を有すること特徴とする請求項３に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項５】
前記脚部は、前記光学面の領域の周辺部に設けられていること特徴とする請求項４に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項６】
前記脚部は、接着材によって前記面発光素子に接合されていること特徴とする請求項４及び５のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項７】
前記光学素子は、前記ガラス板状層の一方の表面側に前記樹脂層を有し、前記ガラス板状層の他方の表面側で前記面発光素子と一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項８】
前記光学素子は、通過光を拡散させる光拡散部を有することを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項９】
前記光拡散部は、前記ガラス板状層と前記樹脂層との少なくとも一方の表面に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１０】
前記光拡散部は、前記ガラス板状層と前記樹脂層との少なくとも一方の内部に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１１】
前記光学素子と前記面発光素子との間に延在して前記光学素子と前記面発光素子とを相互に固定するスペーサーをさらに備えることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１２】
前記スペーサーは、遮光体で形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１３】
前記スペーサーは、矩形輪郭を有し、内側に円形の開口を有することを特徴とする請求項１１及び１２のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１４】
前記スペーサーは、円形輪郭を有し、内側に矩形の開口を有することを特徴とする請求項１１及び１２のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１５】
前記スペーサーは、前記面発光素子の発光体層に固定されることを特徴とする請求項１１から１４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１６】
前記スペーサーは、前記面発光素子の素子基板に固定されることを特徴とする請求項１１から１４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１７】
前記光学面は、丸又は四角の輪郭形状を有すること特徴とする請求項１から１６までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１８】
前記光学面は、光学構造としてフレネル構造を有すること特徴とする請求項１から１７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項１９】
前記樹脂層は、前記ガラス板状層に対して±４０％以下の屈折率差を有すること特徴とする請求項１から１８までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２０】
前記樹脂層と前記ガラス板状層とは、略同じ屈折率を有すること特徴とする請求項１８に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２１】
前記ガラス板状層上に設けられて前記樹脂層が存在する領域以外を遮光する遮光部材を備えること特徴とする請求項１から２０までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２２】
前記面発光素子全体に対して前記光射出面の有効領域が偏芯して存在する場合、スペースのある方に前記面発光素子と前記光学素子とを接着する補強の接着部が設けられていること特徴とする請求項１から２１までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２３】
前記ガラス板状層の厚みｄ１は、
０．１ｍｍ＜ｄ１＜１．５ｍｍ
であることを特徴とする請求項１から２２までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２４】
前記樹脂層の厚みｄ２は、
０．０２ｍｍ＜ｄ２＜０．５ｍｍ
であることを特徴とする請求項１から２３までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２５】
前記樹脂層は、前記ガラス板状層の表面を全体的に覆うように形成されている請求項１から２４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２６】
前記樹脂層は、前記ガラス板状層の表面を局所的に覆うように形成されている請求項１から２４までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２７】
前記ガラス板状層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されていることを特徴とする請求項１から２６までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２８】
前記樹脂層の表面に蛍光体を含む樹脂が塗布されていることを特徴とする請求項１から２７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項２９】
前記樹脂層に蛍光体が含有されていることを特徴とする請求項１から２７までのいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュール。
【請求項３０】
面発光素子と、当該面発光素子の光射出面に取り付けられる光学素子とを有するカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法であって、
前記光学素子は、ガラス板状層と樹脂層とを積層したものであり、
前記樹脂層のうち前記ガラス板状層とは反対側の表面に、前記面発光素子からの配光を制御するための光学面を設けることを特徴とするカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３１】
前記光学素子は、複数の光学面を２次元的に配列したレンズアレイから切り出されたものであることを特徴とする請求項３０に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３２】
前記レンズアレイは、ガラス基板層上に樹脂アレイ層を形成したものであり、前記樹脂アレイ層は、前記ガラス基板層の表面を局所的に覆うように形成されることを特徴とする請求項３１に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３３】
前記レンズアレイは、ガラス基板層上に樹脂アレイ層を形成したものであり、前記樹脂アレイ層は、前記ガラス基板層の表面を全体的に覆うように形成されることを特徴とする請求項３１に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３４】
前記樹脂層は、前記面発光素子の前記光射出面に対向して配置され、前記光学素子と前記面発光素子とをスペーサーを介して接合することを特徴とする請求項３２及び３３のいずれか一項に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【請求項３５】
前記光学面に対応する光学転写面の周囲に樹脂溜部を設けた転写型によって前記樹脂層を形成することを特徴とする請求項３４に記載のカメラ用のフラッシュモジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１３−１０１２９９（Ｐ２０１３−１０１２９９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５４３（Ｐ２０１２−１０５４３）
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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