積層型ウェハレンズおよびその製造方法、多層レンズ
【課題】高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせ、均一に接着する。
【解決手段】接着するウェハスケールレンズ２０１，２０２の間の充填部２０３に、毛細管現象を利用して遮光性接着剤２１３を浸透充填し、接着する。充填部２０３とレンズ光学部２０１１との境界には突起部２０２３が設けられているため、遮光性接着剤２１３は、中空部２０９へ浸透しない。また、中空部２０９と外部とを結ぶ通気性膜２０５が形成されており、中空部２０９の膨張した空気を外部へ逃がす働きをする。
【解決手段】接着するウェハスケールレンズ２０１，２０２の間の充填部２０３に、毛細管現象を利用して遮光性接着剤２１３を浸透充填し、接着する。充填部２０３とレンズ光学部２０１１との境界には突起部２０２３が設けられているため、遮光性接着剤２１３は、中空部２０９へ浸透しない。また、中空部２０９と外部とを結ぶ通気性膜２０５が形成されており、中空部２０９の膨張した空気を外部へ逃がす働きをする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハスケールレンズを複数重ねた積層型ウェハレンズおよびその製造方法、ならびに、それを個々に分割した多層レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造コストの削減のために、複数枚のウェハスケールレンズを重ね合わせて接着した積層型ウェハレンズが提案され、製造されている。しかしながら、積層型ウェハレンズを製造する場合において、接着するウェハレンズ同士を位置ずれまたは傾きが生じないように重ね合わせることは容易ではない。このようなウェハレンズ同士の位置ずれまたは傾き、言い換えれば、中心位置のずれ（光軸のずれ）および距離（高さ）のずれは、レンズ特性を劣化させる大きな原因となる。したがって、非常に高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせて接着する技術が、積層型ウェハレンズの製造において必要不可欠である。
【０００３】
そこで例えば、特許文献１には、図１０（ａ）に示したように、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０を接着する接着剤５２０３をウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の間に充填する技術が開示されている。特許文献１に開示された積層型ウェハレンズ５０００は、２枚のウェハスケールレンズ５０１０、５０２０が重ね合わされた積層型ウェハレンズである。
【０００４】
図１０（ｂ）は、接着前のウェハスケールレンズ５０１０、５０２０を表しており、接着時には、溝５０１２、５０２２に接着剤５２０３が充填される。図１０（ｂ）に示すように、接着剤５２０３が充填される溝５０１２、５０２２は、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の互いに対向する側の面に、互いのレンズ光学部５０１１、５０２１を避けて形成されている。
【０００５】
そして、接着時には、レンズ光学部５０１１、５０２１の周囲の部分のうち、溝５０１２、５０２２を除いた部分において、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の対向面同士が互いに直に接している。これは、溝５０１２、５０２２に塗布する接着剤５２０３の厚さが、溝５０１２、５０２２の深さ内に納まっているためである。つまり、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０間の距離に、接着剤５２０３の有無は関係しない。よって、接着されたウェハスケールレンズ５０１０、５０２０間の距離を一定にすることができる。さらに、接着前であれば、重ね合わせたウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の位置や向きを、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０間の位置ずれまたは傾きが生じないように調整することができる。
【０００６】
なお、空隙へ遮光材や封止樹脂を毛細管現象を利用して浸透させる技術が開示されている。
【０００７】
例えば、特許文献２には、レンズ間に形成された空隙部へ遮光材を毛細管現象を利用して浸透させる技術が開示されている。すなわち、毛細管現象を利用した浸透によって、レンズ面に触れることなく遮光材を空隙部へ入れることが可能となり、均一な遮光部を容易に形成できることが示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、機能素子が実装された基板と樹脂封止プレートとを適正な間隔の間隙を設けて対向配置し、その間隙に封止樹脂を浸透充填する技術が開示されている。樹脂封止プレートには、基板に実装された機能素子の機能部に対応して開口部が形成されている。樹脂封止プレートに開口部を設けることで、封止樹脂を浸透充填するときに基板上の機能部内へ封止樹脂が入り込むことを、開口部の境界において生じる表面張力によって阻止することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2011-013576号公報（２０１１年１月２０日公開）
【特許文献２】特開2002-350605号公報（２００２年１２月４日公開）
【特許文献３】特開2007-235045号公報（２００７月９月１３日公開）
【特許文献４】特開2009-210739号公報（２００９月９月１７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、引用文献１に示された従来技術では、重ね合わせる各ウェハスケールレンズの対向面に溝を形成する必要があるため、金型加工が複雑になるという問題がある。また、溝の部分のみに接着剤が充填されるため、複数枚のウェハスケールレンズを光軸がずれないように調整し接着してから切断しても、それを多層レンズに分割した時には、個々の多層レンズごとまたは一つの多層レンズの分断面ごとに、接着代が不均一になる可能性がある。その結果、不均一な接着代によって、個々の多層レンズの光学的な性能にバラツキが出たり、あるいは、接着代が不十分であるために、接着が剥がれるといった問題がある。
【００１１】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせ、均一に接着することができる積層型ウェハレンズおよびその製造方法、多層レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る積層型ウェハレンズは、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズであって、互いに接着された２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有し、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に遮光性接着剤が充填されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、ウェハスケールレンズ同士の接着を、毛細管現象による遮光性接着剤の浸透充填によって行うことができる。したがって、製造装置から取り外すことなくウェハスケールレンズ間の接着を行うことができる。具体的に言えば、ウェハスケールレンズ間の位置ずれまたは傾きのないように調整してから固定し、その状態のままウェハスケールレンズ間に遮光性接着剤を滴下して毛細管現象によって浸透充填し接着する。これにより、ウェハスケールレンズを接着する工程で、ウェハスケールレンズ間での位置ずれまたは傾きが生じない。また、遮光性接着剤の充填を均一かつ容易に短時間で行うことができる。したがって、ウェハスケールレンズを高い精度で重ね合わせることができる。
【００１４】
ここで、２枚のウェハスケールレンズの対向面には障壁部が設けられており、その高さが、遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように設定されている。よって、ウェハスケールレンズを接着する工程に先立って、ウェハスケールレンズの位置合わせを容易かつ精度よく行うことが可能となる。また、遮光性接着剤がレンズ光学部の全周にあることで、多少の塗布ムラがあってもその影響は、レンズ光学部を除いたウェハスケールレンズ全体で吸収されるため、光学軸の軸ずれが起こり難くなる。さらに、従来技術のように、重ね合わせる各ウェハスケールレンズの対向面に溝のような複雑な形状を形成する必要がないため、金型加工が複雑にならない。
【００１５】
また、障壁部が、レンズ光学部と遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んで設けられている。これにより、ウェハスケールレンズの対向面の間に浸透充填された遮光性接着剤は、障壁部に阻まれて、レンズ光学部側へ浸透することができない。その結果、遮光が必要な遮光領域だけに遮光性接着剤が充填され、遮光が不要なレンズ光学部には充填されない。すなわち、遮光性接着剤を選択的に充填することができる。それゆえ、レンズ光学部の透光性およびレンズ特性を悪化させることがない。
【００１６】
よって、金型加工が容易であってしかも積層型ウェハレンズの切断時に接着剤の接着代が均一であり、また高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせることができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズは、上記ウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方には、少なくとも上記レンズ光学部と上記遮光領域との境界位置から、多層レンズを切り出すための切断位置まで連続した通気性膜が形成されていることを特徴としている。
【００１８】
重ね合わされたウェハスケールレンズのレンズ光学部同士によって挟まれる空間（中空部）が、外部から完全に密閉された空間であると、積層型ウェハレンズが個片化された多層レンズの状態において、高温の外部環境下では、中空部内の空気が加熱され、空気の膨張または圧力の増加によって、接着されたウェハスケールレンズが剥離してしまう危険性がある。
【００１９】
そこで、上記の構成によれば、さらに、多層レンズの状態において、通気性膜を中空部から外部との接触面まで配設できるように、ウェハスケールレンズ上に、少なくともレンズ光学部と遮光領域との境界位置から、多層レンズを切り出すための切断位置まで連続して通気性膜を形成する。
【００２０】
これにより、多層レンズの状態において、中空部内の空気が高温状態となり、膨張したり気圧が高まったりした時、中空部内の空気を、通気性膜を通じて外部へ逃すことができる。
【００２１】
なお、通気性膜は、例えば、ナノレベルの大きさの柱状構造を有し、かつ、該柱状構造の間に空気層を含んだ膜であってもよい。このような膜であれば、柱状構造以外の部分は空洞となっているので、中空部と外部との空気を互いに通すことができる。また、ナノレベルの微細構造であるために、毛細管現象は起こらず、通気性膜の空気層中へは遮光性接着剤は浸透しない。したがって、遮光性接着剤を通気性膜上に充填しても、空気層には遮光性接着剤が充填されず、通気性は保持される。
【００２２】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズは、上記障壁部は、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方に設けられた突起部、または、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に設けられたスペーサーであってもよい。
【００２３】
また、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズの製造方法であって、上記積層型ウェハレンズは、互いに接着される２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有するとともに、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記２枚のウェハスケールレンズを保持する保持工程と、上記保持した２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に、上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透させることによって充填する充填工程と、を含むことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、ウェハスケールレンズ同士の接着を、毛細管現象による遮光性接着剤の浸透充填によって行うことができる。したがって、製造装置から取り外すことなくウェハスケールレンズ間の接着を行うことができる。具体的に言えば、ウェハスケールレンズ間の位置ずれまたは傾きのないように調整してから固定し、その状態のままウェハスケールレンズ間に遮光性接着剤を滴下して毛細管現象によって浸透充填し接着する。これにより、ウェハスケールレンズを接着する工程で、ウェハスケールレンズ間での位置ずれまたは傾きが生じない。また、遮光性接着剤の充填を均一かつ容易に短時間で行うことができる。したがって、ウェハスケールレンズを高い精度で重ね合わせることができる。
【００２５】
ここで、２枚のウェハスケールレンズの対向面には障壁部が設けられており、その高さが、遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように設定されている。よって、ウェハスケールレンズを接着する工程に先立って、ウェハスケールレンズの位置合わせを容易かつ精度よく行うことが可能となる。また従来技術のように、重ね合わせる各ウェハスケールレンズの対向面に溝のような複雑な形状を形成する必要がないため、金型加工が複雑にならない。
【００２６】
また、障壁部が、レンズ光学部と遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んで設けられている。これにより、ウェハスケールレンズの対向面の間に浸透充填された遮光性接着剤は、障壁部に阻まれて、レンズ光学部側へ浸透することができない。その結果、遮光が必要な遮光領域だけに遮光性接着剤が充填され、遮光が不要なレンズ光学部には充填されない。すなわち、遮光性接着剤を選択的に充填することができる。それゆえ、レンズ光学部の透光性およびレンズ特性を悪化させることがない。
【００２７】
よって、金型加工が容易であってしかも積層型ウェハレンズの切断時に接着剤の接着代が均一であり、また高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせることができる。
【００２８】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズに設けられた貫通穴から、他方のウェハスケールレンズに上記遮光性接着剤を滴下することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、さらに、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズに設けられた貫通穴から、他方のウェハスケールレンズに遮光性接着剤を滴下することができる。なお、貫通穴が円板型のウェハスケールレンズの中心に設ければ、遮光性接着剤を半径方向に均一に充填することが可能となって好適であるが、これに限定されない。
【００３０】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記充填工程の際、ずらして重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズ上における、他方のウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、さらに、ずらして重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、他方のウェハスケールレンズからはみ出た、一方のウェハスケールレンズの位置に遮光性接着剤を滴下することができる。これにより、ウェハスケールレンズの外形を一致させて重ね合わせ、はみ出した部分がまったくない状態で、ウェハスケールレンズの間に遮光性接着剤を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。
【００３２】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、径の大きいウェハスケールレンズ上における、径の小さいウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴としている。
【００３３】
上記の構成によれば、さらに、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、径の小さいウェハスケールレンズからはみ出た、径の大きいウェハスケールレンズの位置に上記遮光性接着剤を滴下することができる。これにより、ウェハスケールレンズの外形を一致させて重ね合わせ、はみ出した部分がまったくない状態で、ウェハスケールレンズの間に遮光性接着剤を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。
【００３４】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記遮光性接着剤の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴としている。
【００３５】
上記の構成によれば、さらに、遮光性接着剤の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下であることにより、毛細管現象による浸透力が強くはたらき、浸透が活発に起こる。よって、積層型ウェハレンズの遮光領域全体にムラなく均一に遮光性接着剤を浸透充填させることができる。
【００３６】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記保持工程における、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔は、１ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００３７】
上記の構成によれば、さらに、対向面の間隔が１ｍｍ以下であることにより、毛細管現象による浸透力が強くはたらき、浸透が活発に起こる。よって、積層型ウェハレンズの遮光領域全体にムラなく均一に遮光性接着剤を浸透充填させることができる。
【００３８】
また、本発明に係る多層レンズは、上記に記載の積層型ウェハレンズから、１組または複数組の重ね合わされたレンズ光学部を含むように切断されたことを特徴としている。
【００３９】
上記の構成によれば、上記多層レンズは、積層型ウェハレンズが個片化されたものである。上記積層型ウェハレンズは、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型レンズであるから、上記積層型ウェハレンズを個片化した多層レンズにおいても高い精度でレンズ光学部が積層されていることを期待することができる。また、積層型レンズを分割するときには、ウェハスケールレンズの遮光領域（充填部）で切断するが、積層型ウェハレンズは、遮光領域の全域が遮光性接着剤により接着されているので、接着代が不十分であったり、一つの多層レンズにおいて切断面毎に接着代が不均一であったりすることがない。
【００４０】
よって、接着代が不均一であることによって多層レンズの光学的な性能が悪化すること、あるいは接着代が十分でないために多層レンズを構成するレンズが剥がれてしまうといったことがない。それゆえ、高品位な多層レンズを提供することができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本発明に係る積層型ウェハレンズは、互いに接着された２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有し、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に遮光性接着剤が充填されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されている構成である。
【００４２】
また、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、積層型ウェハレンズは、互いに接着される２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有するとともに、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記２枚のウェハスケールレンズを保持する保持工程と、上記保持した２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に、上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透させることによって充填する充填工程と、を含む方法である。
【００４３】
したがって、ウェハスケールレンズ同士の接着を、毛細管現象による遮光性接着剤の浸透充填によって行うことにより、ウェハスケールレンズを接着する工程で、ウェハスケールレンズ間での位置ずれまたは傾きが生じない。また、遮光性接着剤の充填を均一かつ容易に短時間で行うことができる。したがって、ウェハスケールレンズを高い精度で重ね合わせることができる。
【００４４】
また、高さが設定された障壁部により、ウェハスケールレンズを接着する工程に先立って、ウェハスケールレンズの位置合わせを容易かつ精度よく行うことが可能となる。
【００４５】
また、障壁部が、レンズ光学部と遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んで設けられていることにより、遮光が必要な遮光領域だけに遮光性接着剤が充填され、遮光が不要なレンズ光学部には充填されない。すなわち、遮光性接着剤を選択的に充填することができる。それゆえ、レンズ光学部の透光性およびレンズ特性を悪化させることがない。また、遮光性接着剤がレンズ光学部の全周にあることで、多少の塗布ムラがあってもその影響は、レンズ光学部を除いたウェハスケールレンズ全体で吸収されるため、光学軸の軸ずれが起こり難くなる。
【００４６】
よって、金型加工が容易であってしかも積層型ウェハレンズの切断時に接着剤の接着代が均一であり、また高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図２に示した積層型ウェハレンズの概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る積層型ウェハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示した積層型ウェハレンズのウェハスケールレンズにおける切断ラインを示した説明図である。
【図４】図１に示した積層型ウェハレンズから切り出された多層レンズの概略構造を示す断面図である。
【図５】図４に示した多層レンズの充填部の詳細構造を示す要部断面図であり、（ａ）は図４の破線領域Ａを拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）の破線領域Ｂを拡大した図である。
【図６】図１に示した積層型ウェハレンズの遮光性接着剤の塗布方法を示す説明図であり、（ａ）は外形をずらして遮光性接着剤を塗布する方法を示し、（ｂ）は一方のウェハスケールレンズの中心部に貫通穴を設けて遮光性接着剤を充填する方法を示す。
【図７】図１に示した積層型ウェハレンズを切断して多層レンズに分割する工程を示示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る積層型ウェハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る積層型ウェハレンズの構成を示す断面図である。
【図１０】従来の積層型ウェハレンズの、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明に過ぎない。
【００４９】
[実施形態１]
本発明の実施形態１に係る積層型ウェハレンズ２０を、図１〜図７に基づいて、説明する。
【００５０】
図２は、積層型ウェハレンズ２０の概略構造を示す斜視図である。同図に示すように、積層型ウェハレンズ２０は、２枚の径の等しい円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２が重ね合わさって、遮光性接着剤２１３によって接着されたものである。ウェハスケールレンズ２０１は、複数のレンズ光学部２０１１…がマトリクス状に配置されて形成されている。同様に、ウェハスケールレンズ２０２にも、ウェハスケールレンズ２０１の各レンズ光学部２０１１に対応して、複数のレンズ光学部２０２１…（図示せず）がマトリクス状に配置されて形成されている。なお、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、ガラスまたは樹脂などを材料として形成される。また、遮光性接着剤２１３は、遮光性を有する接着剤である。ここで、リフローレンズ用途では、熱膨張によるレンズ特性の劣化を抑制するため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２と遮光性接着剤２１３の線膨張係数の差を、例えば１０ｐｐｍ／Ｋ以下と少なくすることが望ましい。
【００５１】
ここで、上記線膨張係数の差について説明する。ウェハスケールレンズを形成するウェハ材料間の熱膨張差は、熱処理時の軸ズレに対して影響を与えるため、小さく抑えることが重要である。なお、ここでは、接着面積が小さい場合について考え、接着剤の高さ方向でせん断歪みが全て吸収されるものとする。
【００５２】
説明のために、長さｘの２種のウェハ材料Ｍ１、Ｍ２が、両端において接着剤で固定されている場合を考える。ウェハ材料Ｍ１、Ｍ２の線膨張係数の差をΔα、ウェハ材料Ｍ１、Ｍ２の温度上昇度の差をΔＴとすると、ウェハ材料Ｍ１、Ｍ２の熱膨張の差は、Δｘ＝ｘ・Δα・ΔＴとなる。
【００５３】
上記熱膨張の差Δｘが全て接着剤によって吸収されるとし、２箇所の接着剤の量（接着面積）の比をａ：１とする。この場合、熱膨張の差Δｘは、２ヶ所の接着剤に対して、それぞれ、Δｘ／（ａ＋１），Δｘ・ａ／（ａ＋１）だけ分配される。
【００５４】
さらに、上記熱膨張の差Δｘによって生じた軸ズレが常温復帰後もそのまま固定されるとした場合（ただし、実際には応力緩和が完全には起こらず、生じた軸ズレは常温復帰後に幾分回復すると考えられる）、レンズ光学部の軸ズレｄは、ｄ＝Δｘ・（ａ−１）／（ａ＋１）となる。
【００５５】
例えば、長さｘ＝２ｍｍ、温度上昇度の差ΔＴ＝２００Ｋ、接着剤の量の比２：１（ａ＝２）とし、線膨張係数の差Δα＝１０ｐｐｍ／Ｋとする。このとき、軸ズレｄ＝２ｍｍ・１０ｐｐｍ／Ｋ・２００Ｋ・１／３＝１．３μｍとなる。そして、軸ズレｄはこれ以上大きくならないことが望ましいから、線膨張係数の差Δαは、１０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが望ましい。
【００５６】
ただし、接着剤がレンズ光学部を支持する面の全体に塗布されている場合、接着剤の剛性により、ウェハスケールレンズは身動きがとれなくなり、硬化収縮や熱膨張による歪みを吸収できず、ウェハスケールレンズ自体や接着剤が割れてしまう可能性がある。従って、上記の数値にかかわらず、線膨張係数の差はできるだけ少ない方が良い。
【００５７】
図３は、積層型ウェハレンズ２０のウェハスケールレンズ２０１，２０２における切断ライン（切断位置）２１２を示した説明図である。同図では、説明のために、切断ライン２１２を強調的に示している。
【００５８】
図３に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２はそれぞれ複数のレンズ光学部２０１１…，２０２１…を有している。そして、複数のレンズ光学部２０１１…，２０２１…は、円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２にマトリクス状に配列している。そして、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を横切るように、レンズ光学部２０１１，２０２１の幅の間隔で複数の切断ライン２１２…が縦横に設けられている。その結果、各々のレンズ光学部２０１１，２０２１は４本一組の切断ライン２１２によって四方を囲まれている。
【００５９】
なお、ウェハスケールレンズ２０１，２０２には、できるだけ多くの多層レンズ３０を得ることができるように、レンズ光学部２０１１，２０２１がウェハスケールレンズ２０１，２０２の全体に配置される。ただし、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の形状または遮光性接着剤２１３の滴下方法（後述）などによって、レンズ光学部２０１１，２０２１の配置のされ方はさまざまに変化する。
【００６０】
さらに、４本一組の切断ライン２１２によって四方を囲まれた区画のうち、レンズ光学部２０１１，２０２１を除いた領域、および、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の円周の端部を含む領域は、遮光性接着剤２１３が塗布されて、対向するウェハスケールレンズ２０１，２０２と接着される平坦部（遮光領域）２０１２，２０２２である。
【００６１】
図１は、積層型ウェハレンズ２０の概略構造を示す断面図である。同図は、積層型ウェハレンズ２０のレンズ光学部２０１１，２０２１を含む位置で切断した断面（図１のｋ−ｋ線における矢視断面）を示す。
【００６２】
前記のように、積層型ウェハレンズ２０は、２枚の円板状で径の等しいウェハスケールレンズ２０１，２０２（図中の上方を第１のウェハスケールレンズ２０１、下方を第２のウェハスケールレンズ２０２とする。）を重ね合わせて接着したものである。
【００６３】
図１に示すように、第１のウェハスケールレンズ２０１のレンズ光学部２０１１と第２のウェハスケールレンズ２０２のレンズ光学部２０２１とが、互いに対応した位置、すなわち光軸を一致させて配置される。また、これと同時に、第１のウェハスケールレンズ２０１の平坦部２０１２と第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２とが対応する位置に配置されるように重ね合わせる。レンズ光学部２０１１，２０２１は、このように重ね合わせた状態で所望のレンズ機能を持つように、２枚を一組として設計されている。なお、以下では、このように重ね合わされた状態を、ウェハスケールレンズ２０１，２０２が「正しく重ね合わされた状態」と呼ぶ。
【００６４】
ウェハスケールレンズ２０１，２０２が正しく重ね合わされた状態では、第１のウェハスケールレンズ２０１と第２のウェハスケールレンズ２０２との間に、２種類の空間が形成される。すなわち、第１のウェハスケールレンズ２０１のレンズ光学部２０１１と第２のウェハスケールレンズ２０２のレンズ光学部２０２１との間に、中空部２０９が形成される。一方、第１のウェハスケールレンズ２０１の平坦部２０１２と第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２との間に、遮光性接着剤２１３を充填するための充填部２０３が形成される。正しく重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２の間の充填部２０３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体で空間的に連続している。
【００６５】
ウェハスケールレンズ２０１，２０２が正しく重ね合わされた状態で接着された積層型ウェハレンズ２０は、切断ライン２１２がダイシング刃２１０（図７）によって切断されて、多層レンズ３０が切り出される。ここで、多層レンズ３０は、積層型ウェハレンズ２０から、重ね合わされたレンズ光学部（図１では、２０１１，２０２１）を１組または複数組の含むように切断される。
【００６６】
図４は、積層型ウェハレンズ２０から切り出された多層レンズ３０の概略構造を示す断面図である。
【００６７】
図４に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２には、凹凸形状が形成されたレンズ光学部２０１１，２０２１と、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の円板面に沿って平坦な平坦部２０１２，２０２２とが設けられている。また、第２のウェハスケールレンズ２０２は、第１のウェハスケールレンズ２０１との対向面上のレンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界に、先端（エッジ）を有する突起部（コバ部；障壁部）２０２３を有している。
【００６８】
突起部２０２３は、レンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界部分に、中空部２０９を取り囲むように形成されている。そして、突起部２０２３のうち、先端からレンズ光学部２０２１にかけての領域は中空部２０９に属する。そして、当該領域は、レンズ光学部２０２１のレンズの有効径と繋げて光学設計されており、レンズ光学部２０２１に当該領域を含めて全体で、必要とするレンズ機能を有するようになっている。一方、突起部２０２３のうち、平坦部２０２２からの立ち上がりから先端までの領域は充填部２０３に属する。そして、当該領域は、遮光を必要とするため、充填部２０３に充填された遮光性接着剤２１３によって遮光される。すなわち、遮光を必要とする領域だけが遮光性接着剤２１３によって浸透充填されるようになっている。
【００６９】
ここで、突起部２０２３の先端までの高さ、および、突起部２０２３の先端から対向する第１のウェハスケールレンズ２０１までの距離について説明する。
【００７０】
まず、第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２から、突起部２０２３の先端までの高さは、毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が充填部２０３に浸透することのできる高さに設定されている。
【００７１】
詳細には、図４に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面全体に通気性膜２０５が形成されている。すなわち、突起部２０２３を含め、平坦部２０１２，２０２２には、通気性膜２０５が形成されている。そして、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３から離れた位置に形成された通気性膜２０５との距離は、対向する通気性膜２０５・２０５の間に毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が浸透することのできる距離になっている。そのような距離となるように、突起部２０２３の高さ、および、ウェハスケールレンズ２０１，２０２に形成される通気性膜２０５のそれぞれの厚みが調整されている。なお、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３の先端に形成された通気性膜２０５とが当接している。これにより、遮光性接着剤２１３の中空部２０９への浸入が防がれる。
【００７２】
このように、充填部２０３に遮光性接着剤２１３を毛細管現象を利用して浸透充填するため、充填部２０３の対向する通気性膜２０５・２０５の距離は１ｍｍ以下であり、遮光性接着剤２１３の粘度は１０Ｐａ・ｓ以下であることが望ましい。
【００７３】
ここで、遮光性接着剤２１３の粘度は、以下の特性を考慮して決定される。一般に、毛細管現象で浸透しやすい液体は次の特性をもつ。（i）粘度が低い、（ii）濡れやすい（接触角が小さい）、（iii）表面張力が大きい。そして、液体物質の浸透速度は、以下の数式（１）で表わされる。なお、ｔ:時間、η:粘度、l:浸透する深さ、ｒ:孔の径、γ:表面張力、θ:接触角とする。
【００７４】
【数１】
【００７５】
また、毛細管現象による浸透では、毛細管（すなわち、隙間）に存在している空気と、流入する液との置換を考慮しなければならない。すなわち、上記のように、充填部２０３に遮光性接着剤２１３を浸透させる場合、充填部２０３に存在している空気と浸透する遮光性接着剤２１３との置換を考慮する必要がある。そこで、充填部２０３から脱気をすることにより、充填部２０３へ遮光性接着剤２１３が浸透しやすいようにしてもよい。
【００７６】
また、遮光性接着剤２１３の粘度ηが高い場合、上記数式（１）に示したように、浸透には時間がかかる。そこで、充填部２０３に遮光性接着剤２１３を浸透させるとき、圧入を行ってもよい。
【００７７】
一方、突起部２０２３から、第１のウェハスケールレンズ２０１において対応する位置である、レンズ光学部２０１１と平坦部２０１２との境界までの間隙の高さは、遮光性接着剤２１３が毛細管現象によって浸透することのできない高さに設定されている。これにより、突起部２０２３が障壁となって、（たとえ、図４に示したように、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３の先端に形成された通気性膜２０５とが当接していなくても、）充填部２０３に浸透した遮光性接着剤２１３が中空部２０９へは浸透しない。その結果、中空部２０９には遮光性接着剤２１３が充填されないので、レンズ光学部２０１１，２０２１と中空部２０９によって形成されるレンズの透光性およびレンズ特性を保つことができる。
【００７８】
なお、上記では、突起部２０２３が第２のウェハスケールレンズ２０２のみに設けられている場合について説明したが、突起部は少なくとも一方のウェハスケールレンズに設けられていればよい。すなわち、ウェハスケールレンズ２０１，２０２のどちらか一方、あるいは両方に突起部が設けられていればよい。
【００７９】
そして、両方のウェハスケールレンズ２０１，２０２に突起部が設けられている場合、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を正しく重ね合わせた時に、第１のウェハスケールレンズ２０１の突起部と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部との先端同士が向き合った状態となるようにする。また、この場合には、第１のウェハスケールレンズ２０１の突起部の平坦部２０１２から先端までの高さと、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部の平坦部２０２２から先端までの高さの和は、遮光性接着剤２１３が毛細管現象によって浸透できる高さに設定する。また、両突起部の間隙は、遮光性接着剤２１３が浸透できない高さにする。
【００８０】
図５は、図４に示した多層レンズ３０の充填部２０３の詳細構造を示す要部断面図であり、（ａ）は図４の破線領域Ａを拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）の破線領域Ｂを拡大した図である。
【００８１】
図５（ａ）に示すように、中空部２０９から、外部との接触面である切断ライン２１２における切断面まで通じた通気性膜（エアパス）２０５が、遮光性接着剤２１３とウェハスケールレンズ２０１，２０２との間に形成されている。ここで、図１より明らかなように、通気性膜２０５は、平坦部２０１２，２０２２のみでなく、レンズ光学部２０２１，２０１１も含めたウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面全体に形成することが望ましい。ただし、後述のように、遮光性接着剤２１３を中空部２０９へ浸入させず、かつ、膨張した中空部２０９内の空気を排出するためには、通気性膜２０５は、少なくとも、隣接する多層レンズ３０間の充填部２０３の中に一体として形成され、切断ライン２１２において切断されることで外部と接触するように形成されていればよい。
【００８２】
通気性膜２０５は、中空部２０９において膨張した空気を外部に排出できる材質、構造であればよい。例えば、通気性膜２０５は、第２のウェハスケールレンズ２０２の表面から第１のウェハスケールレンズ２０１の表面の方向へ伸びた柱状構造を有する膜であることが望ましい。
【００８３】
図５（ｂ）に、通気性膜２０５が柱状構造２０７を有する場合の例を示す。図５（ｂ）に示すように、通気性膜２０５が柱状構造を有する場合、通気性膜２０５では、ナノレベルの大きさの微細な柱状構造２０７の間（空気層２０８）を空気が通ることになる。そのため、積層型ウェハレンズ２０を多層レンズ３０に分割した後には、通気性膜２０５によって中空部２０９と多層レンズ３０の外部とが結ばれて、通気性膜２０５が、中空部２０９と外部との空気を互いに通じさせる空気通路（エアパス）として機能することになる。
【００８４】
これにより、多層レンズ３０が高温状態となり中空部２０９内の空気が熱せられて膨張した時には、通気性膜２０５を通じて、膨張した空気が外部へ排出される。それゆえ、中空部２０９の空気の膨張あるいは圧力の増大によって、遮光性接着剤２１３が剥がれて、多層レンズ３０が構成レンズに分解したり、傾いてレンズ特性が悪化したりすることがない。
【００８５】
また、上記柱状構造２０７の材料には酸化ケイ素が用いることができる。酸化ケイ素が用いれば、柱状構造２０７を形成することができるとともに、通気性膜２０５が反射防止膜としての機能も持つようになる。そのため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の通気性膜２０５が形成される側の面には反射防止膜を別途設ける必要がない。さらに、通気性膜２０５の遮光性接着剤２１３と接触する側の表面に、フッ素系の撥水（疎水性）膜を形成してもよい。このような撥水（疎水性）膜を形成することで、毛細管現象による遮光性接着剤２１３の通気性膜２０５への浸入を抑制する効果を向上させることができる。
【００８６】
以下では、積層型ウェハレンズ２０および多層レンズ３０の製造方法の各工程について、説明する。
【００８７】
（１）ウェハスケールレンズ形成工程
はじめに、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を形成する。図１に示すように、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２には、レンズ光学部２０１１，２０２１および平坦部２０１２，２０２２が形成される。また、第２のウェハスケールレンズ２０２には、第１のウェハスケールレンズ２０１と対向する面の、レンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界部分に、中空部２０９を取り囲むようにして、先端（エッジ）を有する突起部２０２３が形成される。なお、突起部２０２３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２に一体として形成されているため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面の構造、すなわち、レンズ光学部２０１１，２０２１および平坦部２０１２，２０２２と同一工程において同時に形成することが好ましい。
【００８８】
（２）通気性膜形成工程
次に、図１に示すように、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２の互いに対向する面の平坦部２０１２，２０２２に、通気性膜２０５を形成する。
【００８９】
ここで、通気性膜２０５は、平坦部２０１２，２０２２のみでなく、レンズ光学部２０２１，２０１１も含めたウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面全体に形成することが望ましい。特に、第２のウェハスケールレンズ２０２では、突起部２０２３の先端まで通気性膜２０５を形成し、遮光性接着剤２１３を浸透させるときには、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３の先端に形成された通気性膜２０５とを当接させることが望ましい。こうすることによって、遮光性接着剤２１３が中空部２０９へ浸入することを妨げることができる。
【００９０】
また、通気性膜２０５は、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２の平坦部２０１２，２０２２に沿って、中空部２０９において膨張した空気を切断ライン２１２の位置（すなわち、切断後に外部との接触面となる位置）まで排出できるように、ナノレベルの大きさの微細な構造（例えば、柱状構造２０７）を有するように形成する。また、通気性膜２０５の材料としては、例えば、酸化ケイ素を用いることができる。
【００９１】
詳細には、上記通気性膜２０５を、一般的な多層膜として、屈折率の高い・低い材料の組み合わせにより形成する場合、材料としては例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＳｉＮ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５等を用いることができる。
【００９２】
また、形成方法については、例えば、蒸着法により、上記１つまたは複数の材料からなるナノサイズの粒子を蒸着し、粒子内細孔と粒子間細孔とによって空隙を含んだ単層または多層膜をウェハスケールレンズ２０１，２０２の表面に積層して形成する。なお、上記蒸着法による通気性膜２０５の形成方法は、特開2009-210739号公報（先行技術文献の特許文献４）を参考とした。
【００９３】
（３）重ね合わせ工程
次に、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせる。このとき、第１のウェハスケールレンズ２０１のレンズ光学部２０１１と第２のウェハスケールレンズ２０２のレンズ光学部２０２１とが対応するように、かつ、第１のウェハスケールレンズ２０１の平坦部２０１２と第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２とが対応するように、正しく重ね合わせる。詳細には、ウェハスケールレンズは、ウェハ上に複数個配置されたレンズ光学部（光学面）を２箇所以上で個々に光学的に合わせることで、重ね合わせる。
【００９４】
この時点では、重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２は接着がされていない状態なので、ウェハスケールレンズ２０１，２０２同士の位置ずれまたは傾きがないように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置を精密に調整することができる。このとき、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、それぞれのウェハスケールレンズごとに保持することができる保持装置（図示せず）によって、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置および傾きを調整したのちに固定してもよい（保持工程）。
【００９５】
図１に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせた結果、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間には、中空部２０９と充填部２０３が形成される。充填部２０３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体で空間的に連続している。
【００９６】
（４）浸透充填工程
次に、位置を調整した状態で固定したウェハスケールレンズ２０１，２０２の間に形成された充填部２０３に、遮光性接着剤２１３を浸透充填する（充填工程）。遮光性接着剤２１３が固着し、重ね合わせたウェハスケールレンズ２０１，２０２同士が接着すると、積層型ウェハレンズ２０が完成する。
【００９７】
ここで、前述のように、正しく重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２の間の充填部２０３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体で空間的に連続している。また、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間隔（すなわち、充填部２０３の高さ）は、毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が浸透する間隔に設定されている。そのため、重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２の周端の一箇所に遮光性接着剤２１３を滴下すると、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体の充填部２０３に、毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が浸透充填される。
【００９８】
詳細には、第２のウェハスケールレンズ２０２には、突起部２０２３が、第１のウェハスケールレンズ２０１と対向する面の、レンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界部分に、中空部２０９を取り囲むように形成されている。そして、突起部２０２３の高さは、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間隔が、毛細管現象によって充填部２０３に遮光性接着剤２１３が浸透する間隔となるように設定されている。加えて、突起部２０２３の高さは、突起部２０２３の先端と第１のウェハスケールレンズ２０１との間隔が、充填部２０３に浸透した遮光性接着剤２１３が中空部２０９へは浸透しない間隔となるように設定されている。例えば、図４に示したように、突起部２０２３の先端が、通気性膜２０５を介して、ウェハスケールレンズ２０１に当接するようにすれば、突起部２０２３の位置では、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間にはマクロな隙間は存在しなくなる。これにより、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間隔を最適に確保して、毛細管現象によって充填部２０３に遮光性接着剤２１３を浸透充填するとともに、突起部２０２３が障壁となって中空部２０９への遮光性接着剤２１３の浸透を防ぐことができる。
【００９９】
また、充填部２０３のウェハスケールレンズ２０１，２０２の面上に形成された通気性膜２０５は、柱状構造２０７および柱状構造２０７同士の間隙（空気層２０８）がナノスケールの大きさである。そのために、図５（ｂ）に示すように、充填部２０３に浸透した遮光性接着剤２１３は、通気性膜２０５の空気層２０８の内部へは浸透することができない。また、通気性膜２０５は、平坦部２０１２，２０２２に形成されることによって、中空部２０９の熱膨張した空気を外部へ逃がす通気性の層としても機能する。
【０１００】
つづいて、図６（ａ）（ｂ）を参照して、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を接着するときの、遮光性接着剤２１３の滴下方法について説明する。
【０１０１】
遮光性接着剤２１３の滴下を行う時は、前述のように前処理として、ウェハスケールレンズ２０１，２０２同士を正しく重ね合わせ、位置ずれおよび傾きがないように精密に調整し、さらにその状態で２枚のウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置を保持装置によって固定する。そして、固定されたウェハスケールレンズ２０１，２０２の間に、塗布部２０４を用いて遮光性接着剤２１３を滴下すると、毛細管現象によってウェハスケールレンズ２０１，２０２のすべての充填部２０３に遮光性接着剤２１３が浸透充填される。
【０１０２】
図６（ａ）に、遮光性接着剤２１３の塗布方法の一例である、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の外形をずらして遮光性接着剤２１３を塗布する方法を示す。
【０１０３】
図６（ａ）に示すように、２枚の径の等しい円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２を、遮光性接着剤２１３を滴下できる程度に少しずらした状態で、一方の（第１の）ウェハスケールレンズ２０１から、他方の（第２の）ウェハスケールレンズ２０２がはみ出した部分に遮光性接着剤２１３を滴下する。すなわち、遮光性接着剤２１３が滴下される側のウェハスケールレンズ２０２を、他方のウェハスケールレンズ２０１の下側に配置し、塗布部２０４によって上方から遮光性接着剤２１３を滴下する。
【０１０４】
上記の滴下方法によれば、径の等しいウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせ、外形にはみ出した部分がない状態で、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間に遮光性接着剤２１３を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。
【０１０５】
また、図６（ｂ）に、遮光性接着剤２１３の塗布方法の他の例である、一方のウェハスケールレンズ２０１の中心部に貫通穴２１１を設けて遮光性接着剤を充填する方法を示す。
【０１０６】
図６（ｂ）に示すように、２枚の径の等しい円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２の一方の第１のウェハスケールレンズ２０１の中心あるいは中心部に貫通穴２１１を設けて、貫通穴２１１を設けない他方の第２のウェハスケールレンズ２０２と重ね合わせ、貫通穴２１１を通じてウェハスケールレンズ２０２に遮光性接着剤２１３を滴下する。
【０１０７】
上記の滴下方法によれば、レンズ光学部２０１１，２０２１を一致させるように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせた状態で遮光性接着剤２１３を充填すると、貫通穴２１１が円板の中心に設けられていることから、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の半径方向にほぼ均一に充填することが可能となる。
【０１０８】
さらに、遮光性接着剤２１３の他の滴下方法として、以下のようにすることができる。図６（ａ）では、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は径の等しい円板状であるが、一方のウェハスケールレンズの外形を他方のウェハスケールレンズの外形より大きくしてもよい。そして、外形の大きいウェハスケールレンズを下側に配置し、小さいウェハスケールレンズを上側に配置して、外形の大きいウェハスケールレンズが、小さいウェハスケールレンズからはみ出した外周部に、遮光性接着剤２１３を上方から滴下部２０４を用いて滴下する。このとき、隣接するウェハスケールレンズ２０１，２０２は、遮光性接着剤２１３の滴下前に、レンズ光学部２０１１，２０２１および平坦部２０１２，２０２２同士をそれぞれ一致させるように重ね合わせて固定しておく。
【０１０９】
上記の構成によれば、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の外形を一致させて重ね合わせ、はみ出した部分がまったくない状態で、ウェハスケールレンズの間に遮光性接着剤を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。また、外形のはみ出した所であれば、どこにでも遮光性接着剤２１３を滴下することもできるので、例えば、複数個所に遮光性接着剤２１３の滴下を行うことができる。
【０１１０】
（５）分割工程
最後に、積層型ウェハレンズ２０を個々の多層レンズ３０に分割する。図７は、積層型ウェハレンズ２０の断面図であり、切断ライン２１２に沿って切断して多層レンズ３０に分割する様子を示している。積層型ウェハレンズ２０を、ウェハスケールレンズ２０１，２０２に設定された切断ライン２１２に沿って、一つまたは複数のレンズ光学部２０１１，２０２１を含むように切断すると、多層レンズ３０が完成する。なお切断にはダイシング刃２１０を用いることができる。
【０１１１】
図７に示すように、充填部２０３の全域が遮光性接着剤２１３で接着されており、充填部２０３の大きさがダイシング刃２１０の幅よりも十分大きい。その結果、切断ライン２１２に沿って切断したとき、各切断面の切断ライン２１２に沿った全長において遮光性接着剤２１３によって接着された状態となる。したがって、個々の多層レンズ３０ごとあるいは一つの多層レンズ３０の切断面ごとに、接着代が不均一になることはない。それゆえ、接着代が不均一である場合に生じる、個々の多層レンズ３０の光学的な性能にバラツキが出ること、あるいは接着代が十分でなく遮光性接着剤２１３が多層レンズ３０の構成レンズから剥がれてしまうといったことがなく、高品質な多層レンズ３０を提供することが可能である。
【０１１２】
[実施形態２]
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１３】
本実施形態の構造および製造工程の説明に当たっては、実施形態１と同様の部分については説明を省略し、相違点のみ説明する。具体的には、ウェハスケールレンズの接着工程のみについて説明を行い、そのほかについては省略する。
【０１１４】
図８に、３枚のウェハスケールレンズによって構成された積層型ウェハレンズ４０の斜視図を示す。同図に示すように、積層型ウェハレンズ４０では、隣接するウェハスケールレンズ同士は、遮光性接着剤４２１，４２２によって接着されている。すなわち、第１のウェハスケールレンズ４０１と第２のウェハスケールレンズ４０２とが遮光性接着剤４２１によって接着され、第２のウェハスケールレンズ４０２と第３のウェハスケールレンズ４０３とが遮光性接着剤４２２によって接着されている。
【０１１５】
積層型ウェハレンズ４０の製造方法は、例えば以下の通りである。
【０１１６】
はじめに、第１のウェハスケールレンズ４０１と第２のウェハスケールレンズ４０２とを重ね合わせて、ウェハスケールレンズ４０１，４０２間での位置ずれまたは傾きのないように精密に調整して、保持装置によって固定した状態とし、重ね合わせたウェハスケールレンズ４０１，４０２の間に遮光性接着剤４２１を滴下し、浸透充填させる。このときの遮光性接着剤４２１の滴下は、図６（ａ）に示した２枚構成の積層型ウェハレンズ２０の場合と同様に、ウェハスケールレンズ４０１，４０２の一方をずらして、一方のウェハスケールレンズがはみ出した位置に遮光性接着剤４２１を滴下する方法で行う。
【０１１７】
次に、遮光性接着剤４２１が固着してから、第２のウェハスケールレンズ４０２の第１のウェハスケールレンズ４０１と接着されていない面と、第３のウェハスケールレンズ４０３とを重ね合わせて、位置ずれまたは傾きのないように調整してから保持装置によって固定した状態とし、重ね合わせたウェハスケールレンズ４０２，４０３の間に遮光性接着剤４２２を滴下し、浸透充填させる。このときの遮光性接着剤４２２の滴下も、前述した遮光性接着剤４２１の滴下と同様に、ウェハスケールレンズ４０２，４０３の一方をずらして、一方のウェハスケールレンズがはみ出した位置に遮光性接着剤４２２を滴下する方法で行う。
【０１１８】
なお、上記のウェハスケールレンズを重ね合わせるすべての工程において、ウェハスケールレンズのレンズ光学部および平坦部同士の位置が正しく一致するように調整を行ったのちに保持固定を行う。
【０１１９】
また、遮光性接着剤４２１，４２２の浸透充填方法としては、前述のようにウェハスケールレンズをずらす方法のほか、実施形態１において図６（ｂ）を参照して説明したように、接着するウェハスケールレンズの一方に貫通穴を設け、貫通穴を通じて他方のウェハスケールレンズに遮光性接着剤を滴下する方法でもよい。
【０１２０】
具体的には、貫通穴を設ける方法の場合には、以下の通りである。
【０１２１】
まず、第１のウェハスケールレンズ４０１および第３のウェハスケールレンズ４０３に貫通穴を設ける。
【０１２２】
次に、第１のウェハスケールレンズ４０１と第２のウェハスケールレンズ４０２とを、第１のウェハスケールレンズ４０１が上となるように重ね合わせて、位置および傾きのないように調整し、保持装置によって固定して、第１のウェハスケールレンズ４０１に設けた貫通穴を通してウェハスケールレンズ４０２の表面に遮光性接着剤４２１を滴下し、浸透充填させる。
【０１２３】
次に、遮光性接着剤４２１が固着してから、第２のウェハスケールレンズ４０２の第１のウェハスケールレンズ４０１と接着されていない面と、第３のウェハスケールレンズ４０３とを、第３のウェハスケールレンズ４０３が上となるように重ね合わせて、位置ずれまたは傾きのないように調整し、保持装置によって固定して、第３のウェハスケールレンズ４０３に設けた貫通穴を通してウェハスケールレンズ４０２の表面に遮光性接着剤４２２を滴下し、浸透充填させる。
【０１２４】
さらに、上記の手順を繰り返せば、４枚以上のウェハスケールレンズで構成される積層型ウェハレンズを製造することもできる。
【０１２５】
積層ウェハレンズを構成する各ウェハスケールレンズの径を、滴下方向に対して徐々に大きなものとする。径の大きなものから下から順に積層された構成である。そして、重ね合わせたウェハスケールレンズのはみ出した部分に遮光性接着剤を滴下する。このとき、１枚のウェハスケールレンズに対して、はみ出した部分の複数箇所に遮光性接着剤を滴下してもよい。さらに、１枚のウェハスケールレンズに対して、重ね合わせたウェハスケールレンズを回転させながら、はみ出した部分に遮光性接着剤を滴下してもよい。すなわち、例えば、ウェハスケールレンズの全周に遮光性接着剤を滴下してもよい。なお、ウェハスケールレンズに滴下する際、重ね合わせたウェハスケールレンズのはみ出した部分が小さい場合には、はみ出した部分が大きく露出するように、重ね合わせたウェハスケールレンズを傾けてもよい。
【０１２６】
そして、上記のように滴下された遮光性接着剤は、遮光性接着剤が滴下されたウェハスケールレンズとそのすぐ上に隣接する径の小さいウェハスケールレンズとの間に浸透充填される。
【０１２７】
この工程をすべてのウェハスケールレンズ間で繰り返せば、遮光性接着剤を滴下するウェハスケールレンズとその他のウェハスケールレンズとの間に干渉が発生せずに、スムーズな接着を行うことができる。
【０１２８】
また、４枚以上のウェハスケールレンズを積層した積層ウェハレンズを、貫通穴を通して遮光性接着剤を滴下する方法で作成する場合、例えば、それぞれのウェハスケールレンズに設ける貫通穴の径を、遮光性接着剤の滴下方向に沿って徐々に小さくすれば、すべてのウェハスケールレンズの隙間に遮光性接着剤を容易に滴下することが可能である。
【０１２９】
ここで、図９は、本発明のさらに他の実施形態に係る積層型ウェハレンズの構成を示す断面図である。
【０１３０】
以上の実施形態１，２においては、遮光性接着剤が中空部へ浸入することを防ぐために、ウェハスケールレンズに突起部を設ける構成について説明した。しかし、図９に示すように、突起部の代わりに、リング状のスペーサー（障壁部）６１４を設けてもよい。スペーサー６１４は、平坦部６０１２，６０２２とレンズ光学部２０１１，２０２１との境界に配置されており、上下をウェハスケールレンズ６０１，６０２の平坦部６０１２，６０２２に当接されている。スペーサー６１４の高さは、充填部６０３の高さが遮光性接着剤６１３が充填部６０３へ浸透する高さとなるように設定されている。
【０１３１】
この構成によっても、スペーサー６１４が障壁となって、充填部６０３に浸透した遮光性接着剤６１３が中空部６０９へは浸透しない。
【０１３２】
以上のように、本発明に係る積層型ウェハレンズは、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズであって、互いに隣接する２つのウェハスケールレンズの隙間に遮光性液体（遮光性接着剤）を用いて、毛細管現象を利用して液体を浸透充填し、接着されている構成である。
【０１３３】
上記構成により、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズにおいて、遮光性液体によるウェハスケールレンズ間の接着を行った積層により、遮光性を有する積層型ウェハレンズを実現できる。このように積層型ウェハレンズを形成することで、多層レンズを安価に製造することができる。
【０１３４】
詳細には、上記積層型ウェハレンズの製造方法は、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズの製造方法であって、互いに隣接する２つのウェハスケールレンズの隙間に遮光性液体を用いて、毛細管現象を利用して液体を浸透充填し、接着する方法である。このとき、ウェハスケールレンズの間隔が１ｍｍ以下で、遮光性液体の粘度は１０Ｐａ・ｓ以下であることが望ましい。また、レンズ光学部とそれ以外の平坦部とは、エッジを有するコバ部（遮壁部）を形成し、あらかじめウェハスケールレンズのレンズ光学部の有効径が遮光を必要とするコバ部に繋げて光学設計されており、遮光を必要とする領域だけが浸透充填されている。これにより、ウェハスケールレンズ間の接着を、位置ズレや傾き調整を行なった状態で装置から取り外すことなく行なえるので、ウェハスケールレンズ間の位置ズレや傾きを生じない。積層型ウェハレンズは接着後、個々の多層レンズに分割される。
【０１３５】
また、上記積層型ウェハレンズの製造方法は、リフローレンズ用途では、熱膨張によるレンズ特性の劣化を抑制するため、ウェハスケールレンズと遮光性接着剤の線膨張係数の差を例えば１０ｐｐｍ／Ｋ以下と少なくすることがことが望ましい。また、固片化された多層レンズは、遮光性接着剤によって囲まれた空間（中空部）が、常温または低温の外部環境下において、外部から密閉されている。そのため、高温の外部環境下において、膨張した中空部内の空気の圧力によって、構成する多層レンズ間が剥離してしまう可能性がある。そこで、ウェハスケールレンズの接着面に柱状の膜を形成する。この膜はナノレベルの微細な構造であるため、凹構造中には毛細管現象で遮光性接着剤は浸入できない。その結果、上記膜内に空気層が残ることで、接着剤と反射防止膜の内部から、外部へと空気層が接続する。したがって、膨張した空気は、反射防止膜内部より外部へ排出される。この柱状の膜に酸化ケイ素等を用いて反射防止膜としても良い。また、最表面にフッ素系の撥水膜（疎水性）を形成することで、毛細管による遮光性接着剤の浸入抑制効果を向上させることもできる。
【０１３６】
なお、本発明は以下のように構成してもよい。
【０１３７】
すなわち、本発明に係る積層型ウェハレンズは、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズであって、対向するウェハスケールレンズ間で、何れか一方若しくは両方のウェハスケールレンズに、光学領域と充填部を隔てる環状の突起部を有し、上記充填部に遮光性接着剤が充填されており、上記突起部は、ウェハスケールレンズ間に毛細管作用で遮光性接着剤が充填できる高さに規定されて構成されていてもよい。
【０１３８】
また、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズの製造方法であって、レンズ光学部を避けて遮光性接着剤を、毛細管現象を利用して遮光部に浸透充填する方法であってもよい。
【０１３９】
さらに、上記製造方法は、ウェハスケールレンズのうち少なくとも一方の中心に貫通穴を設けて、遮光性接着剤を浸透充填する方法であってもよい。
【０１４０】
さらに、上記製造方法は、ウェハスケールレンズのうち少なくとも一方の外形をずらして、遮光性接着剤を浸透充填する方法であってもよい。
【０１４１】
さらに、上記製造方法は、ウェハスケールレンズのうち少なくとも一方の外形を大きくして、遮光性接着剤を浸透充填する方法であってもよい。
【０１４２】
さらに、上記製造方法は、上記浸透充填の際の遮光性接着剤の粘度を１０Ｐａ・ｓ以下とする方法であってもよい。
【０１４３】
また、本発明に係る多層レンズは、前記積層型ウェハレンズから一または複数個毎に切断されたものであってもよい。
【０１４４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は特に、カメラ付携帯電話、インターホン用カメラ、車載用カメラなど、種々の電子機器類に搭載されるレンズおよびその製造に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４６】
２０，４０，６０ 積層型ウェハレンズ
３０ 多層レンズ
２０１，２０２，４０１，４０２，４０３，６０１，６０２ ウェハスケールレンズ
２０５，６０５ 通気性膜
２１１ 貫通穴
２１２ 切断ライン（切断位置）
２１３，４２１，４２２，６１３ 遮光性接着剤
６１４ スペーサー（障壁部）
２０１１，２０２１，６０１１，６０２１ レンズ光学部
２０１２，２０２２，６０１２，６０２２ 平坦部（遮光領域）
２０２３ 突起部（障壁部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハスケールレンズを複数重ねた積層型ウェハレンズおよびその製造方法、ならびに、それを個々に分割した多層レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造コストの削減のために、複数枚のウェハスケールレンズを重ね合わせて接着した積層型ウェハレンズが提案され、製造されている。しかしながら、積層型ウェハレンズを製造する場合において、接着するウェハレンズ同士を位置ずれまたは傾きが生じないように重ね合わせることは容易ではない。このようなウェハレンズ同士の位置ずれまたは傾き、言い換えれば、中心位置のずれ（光軸のずれ）および距離（高さ）のずれは、レンズ特性を劣化させる大きな原因となる。したがって、非常に高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせて接着する技術が、積層型ウェハレンズの製造において必要不可欠である。
【０００３】
そこで例えば、特許文献１には、図１０（ａ）に示したように、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０を接着する接着剤５２０３をウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の間に充填する技術が開示されている。特許文献１に開示された積層型ウェハレンズ５０００は、２枚のウェハスケールレンズ５０１０、５０２０が重ね合わされた積層型ウェハレンズである。
【０００４】
図１０（ｂ）は、接着前のウェハスケールレンズ５０１０、５０２０を表しており、接着時には、溝５０１２、５０２２に接着剤５２０３が充填される。図１０（ｂ）に示すように、接着剤５２０３が充填される溝５０１２、５０２２は、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の互いに対向する側の面に、互いのレンズ光学部５０１１、５０２１を避けて形成されている。
【０００５】
そして、接着時には、レンズ光学部５０１１、５０２１の周囲の部分のうち、溝５０１２、５０２２を除いた部分において、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の対向面同士が互いに直に接している。これは、溝５０１２、５０２２に塗布する接着剤５２０３の厚さが、溝５０１２、５０２２の深さ内に納まっているためである。つまり、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０間の距離に、接着剤５２０３の有無は関係しない。よって、接着されたウェハスケールレンズ５０１０、５０２０間の距離を一定にすることができる。さらに、接着前であれば、重ね合わせたウェハスケールレンズ５０１０、５０２０の位置や向きを、ウェハスケールレンズ５０１０、５０２０間の位置ずれまたは傾きが生じないように調整することができる。
【０００６】
なお、空隙へ遮光材や封止樹脂を毛細管現象を利用して浸透させる技術が開示されている。
【０００７】
例えば、特許文献２には、レンズ間に形成された空隙部へ遮光材を毛細管現象を利用して浸透させる技術が開示されている。すなわち、毛細管現象を利用した浸透によって、レンズ面に触れることなく遮光材を空隙部へ入れることが可能となり、均一な遮光部を容易に形成できることが示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、機能素子が実装された基板と樹脂封止プレートとを適正な間隔の間隙を設けて対向配置し、その間隙に封止樹脂を浸透充填する技術が開示されている。樹脂封止プレートには、基板に実装された機能素子の機能部に対応して開口部が形成されている。樹脂封止プレートに開口部を設けることで、封止樹脂を浸透充填するときに基板上の機能部内へ封止樹脂が入り込むことを、開口部の境界において生じる表面張力によって阻止することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2011-013576号公報（２０１１年１月２０日公開）
【特許文献２】特開2002-350605号公報（２００２年１２月４日公開）
【特許文献３】特開2007-235045号公報（２００７月９月１３日公開）
【特許文献４】特開2009-210739号公報（２００９月９月１７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、引用文献１に示された従来技術では、重ね合わせる各ウェハスケールレンズの対向面に溝を形成する必要があるため、金型加工が複雑になるという問題がある。また、溝の部分のみに接着剤が充填されるため、複数枚のウェハスケールレンズを光軸がずれないように調整し接着してから切断しても、それを多層レンズに分割した時には、個々の多層レンズごとまたは一つの多層レンズの分断面ごとに、接着代が不均一になる可能性がある。その結果、不均一な接着代によって、個々の多層レンズの光学的な性能にバラツキが出たり、あるいは、接着代が不十分であるために、接着が剥がれるといった問題がある。
【００１１】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせ、均一に接着することができる積層型ウェハレンズおよびその製造方法、多層レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る積層型ウェハレンズは、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズであって、互いに接着された２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有し、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に遮光性接着剤が充填されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、ウェハスケールレンズ同士の接着を、毛細管現象による遮光性接着剤の浸透充填によって行うことができる。したがって、製造装置から取り外すことなくウェハスケールレンズ間の接着を行うことができる。具体的に言えば、ウェハスケールレンズ間の位置ずれまたは傾きのないように調整してから固定し、その状態のままウェハスケールレンズ間に遮光性接着剤を滴下して毛細管現象によって浸透充填し接着する。これにより、ウェハスケールレンズを接着する工程で、ウェハスケールレンズ間での位置ずれまたは傾きが生じない。また、遮光性接着剤の充填を均一かつ容易に短時間で行うことができる。したがって、ウェハスケールレンズを高い精度で重ね合わせることができる。
【００１４】
ここで、２枚のウェハスケールレンズの対向面には障壁部が設けられており、その高さが、遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように設定されている。よって、ウェハスケールレンズを接着する工程に先立って、ウェハスケールレンズの位置合わせを容易かつ精度よく行うことが可能となる。また、遮光性接着剤がレンズ光学部の全周にあることで、多少の塗布ムラがあってもその影響は、レンズ光学部を除いたウェハスケールレンズ全体で吸収されるため、光学軸の軸ずれが起こり難くなる。さらに、従来技術のように、重ね合わせる各ウェハスケールレンズの対向面に溝のような複雑な形状を形成する必要がないため、金型加工が複雑にならない。
【００１５】
また、障壁部が、レンズ光学部と遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んで設けられている。これにより、ウェハスケールレンズの対向面の間に浸透充填された遮光性接着剤は、障壁部に阻まれて、レンズ光学部側へ浸透することができない。その結果、遮光が必要な遮光領域だけに遮光性接着剤が充填され、遮光が不要なレンズ光学部には充填されない。すなわち、遮光性接着剤を選択的に充填することができる。それゆえ、レンズ光学部の透光性およびレンズ特性を悪化させることがない。
【００１６】
よって、金型加工が容易であってしかも積層型ウェハレンズの切断時に接着剤の接着代が均一であり、また高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせることができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズは、上記ウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方には、少なくとも上記レンズ光学部と上記遮光領域との境界位置から、多層レンズを切り出すための切断位置まで連続した通気性膜が形成されていることを特徴としている。
【００１８】
重ね合わされたウェハスケールレンズのレンズ光学部同士によって挟まれる空間（中空部）が、外部から完全に密閉された空間であると、積層型ウェハレンズが個片化された多層レンズの状態において、高温の外部環境下では、中空部内の空気が加熱され、空気の膨張または圧力の増加によって、接着されたウェハスケールレンズが剥離してしまう危険性がある。
【００１９】
そこで、上記の構成によれば、さらに、多層レンズの状態において、通気性膜を中空部から外部との接触面まで配設できるように、ウェハスケールレンズ上に、少なくともレンズ光学部と遮光領域との境界位置から、多層レンズを切り出すための切断位置まで連続して通気性膜を形成する。
【００２０】
これにより、多層レンズの状態において、中空部内の空気が高温状態となり、膨張したり気圧が高まったりした時、中空部内の空気を、通気性膜を通じて外部へ逃すことができる。
【００２１】
なお、通気性膜は、例えば、ナノレベルの大きさの柱状構造を有し、かつ、該柱状構造の間に空気層を含んだ膜であってもよい。このような膜であれば、柱状構造以外の部分は空洞となっているので、中空部と外部との空気を互いに通すことができる。また、ナノレベルの微細構造であるために、毛細管現象は起こらず、通気性膜の空気層中へは遮光性接着剤は浸透しない。したがって、遮光性接着剤を通気性膜上に充填しても、空気層には遮光性接着剤が充填されず、通気性は保持される。
【００２２】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズは、上記障壁部は、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方に設けられた突起部、または、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に設けられたスペーサーであってもよい。
【００２３】
また、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズの製造方法であって、上記積層型ウェハレンズは、互いに接着される２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有するとともに、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記２枚のウェハスケールレンズを保持する保持工程と、上記保持した２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に、上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透させることによって充填する充填工程と、を含むことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、ウェハスケールレンズ同士の接着を、毛細管現象による遮光性接着剤の浸透充填によって行うことができる。したがって、製造装置から取り外すことなくウェハスケールレンズ間の接着を行うことができる。具体的に言えば、ウェハスケールレンズ間の位置ずれまたは傾きのないように調整してから固定し、その状態のままウェハスケールレンズ間に遮光性接着剤を滴下して毛細管現象によって浸透充填し接着する。これにより、ウェハスケールレンズを接着する工程で、ウェハスケールレンズ間での位置ずれまたは傾きが生じない。また、遮光性接着剤の充填を均一かつ容易に短時間で行うことができる。したがって、ウェハスケールレンズを高い精度で重ね合わせることができる。
【００２５】
ここで、２枚のウェハスケールレンズの対向面には障壁部が設けられており、その高さが、遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように設定されている。よって、ウェハスケールレンズを接着する工程に先立って、ウェハスケールレンズの位置合わせを容易かつ精度よく行うことが可能となる。また従来技術のように、重ね合わせる各ウェハスケールレンズの対向面に溝のような複雑な形状を形成する必要がないため、金型加工が複雑にならない。
【００２６】
また、障壁部が、レンズ光学部と遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んで設けられている。これにより、ウェハスケールレンズの対向面の間に浸透充填された遮光性接着剤は、障壁部に阻まれて、レンズ光学部側へ浸透することができない。その結果、遮光が必要な遮光領域だけに遮光性接着剤が充填され、遮光が不要なレンズ光学部には充填されない。すなわち、遮光性接着剤を選択的に充填することができる。それゆえ、レンズ光学部の透光性およびレンズ特性を悪化させることがない。
【００２７】
よって、金型加工が容易であってしかも積層型ウェハレンズの切断時に接着剤の接着代が均一であり、また高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせることができる。
【００２８】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズに設けられた貫通穴から、他方のウェハスケールレンズに上記遮光性接着剤を滴下することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、さらに、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズに設けられた貫通穴から、他方のウェハスケールレンズに遮光性接着剤を滴下することができる。なお、貫通穴が円板型のウェハスケールレンズの中心に設ければ、遮光性接着剤を半径方向に均一に充填することが可能となって好適であるが、これに限定されない。
【００３０】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記充填工程の際、ずらして重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズ上における、他方のウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、さらに、ずらして重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、他方のウェハスケールレンズからはみ出た、一方のウェハスケールレンズの位置に遮光性接着剤を滴下することができる。これにより、ウェハスケールレンズの外形を一致させて重ね合わせ、はみ出した部分がまったくない状態で、ウェハスケールレンズの間に遮光性接着剤を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。
【００３２】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、径の大きいウェハスケールレンズ上における、径の小さいウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴としている。
【００３３】
上記の構成によれば、さらに、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、径の小さいウェハスケールレンズからはみ出た、径の大きいウェハスケールレンズの位置に上記遮光性接着剤を滴下することができる。これにより、ウェハスケールレンズの外形を一致させて重ね合わせ、はみ出した部分がまったくない状態で、ウェハスケールレンズの間に遮光性接着剤を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。
【００３４】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記遮光性接着剤の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴としている。
【００３５】
上記の構成によれば、さらに、遮光性接着剤の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下であることにより、毛細管現象による浸透力が強くはたらき、浸透が活発に起こる。よって、積層型ウェハレンズの遮光領域全体にムラなく均一に遮光性接着剤を浸透充填させることができる。
【００３６】
さらに、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、上記保持工程における、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔は、１ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００３７】
上記の構成によれば、さらに、対向面の間隔が１ｍｍ以下であることにより、毛細管現象による浸透力が強くはたらき、浸透が活発に起こる。よって、積層型ウェハレンズの遮光領域全体にムラなく均一に遮光性接着剤を浸透充填させることができる。
【００３８】
また、本発明に係る多層レンズは、上記に記載の積層型ウェハレンズから、１組または複数組の重ね合わされたレンズ光学部を含むように切断されたことを特徴としている。
【００３９】
上記の構成によれば、上記多層レンズは、積層型ウェハレンズが個片化されたものである。上記積層型ウェハレンズは、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型レンズであるから、上記積層型ウェハレンズを個片化した多層レンズにおいても高い精度でレンズ光学部が積層されていることを期待することができる。また、積層型レンズを分割するときには、ウェハスケールレンズの遮光領域（充填部）で切断するが、積層型ウェハレンズは、遮光領域の全域が遮光性接着剤により接着されているので、接着代が不十分であったり、一つの多層レンズにおいて切断面毎に接着代が不均一であったりすることがない。
【００４０】
よって、接着代が不均一であることによって多層レンズの光学的な性能が悪化すること、あるいは接着代が十分でないために多層レンズを構成するレンズが剥がれてしまうといったことがない。それゆえ、高品位な多層レンズを提供することができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本発明に係る積層型ウェハレンズは、互いに接着された２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有し、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に遮光性接着剤が充填されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されている構成である。
【００４２】
また、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、積層型ウェハレンズは、互いに接着される２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有するとともに、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されており、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記２枚のウェハスケールレンズを保持する保持工程と、上記保持した２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に、上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透させることによって充填する充填工程と、を含む方法である。
【００４３】
したがって、ウェハスケールレンズ同士の接着を、毛細管現象による遮光性接着剤の浸透充填によって行うことにより、ウェハスケールレンズを接着する工程で、ウェハスケールレンズ間での位置ずれまたは傾きが生じない。また、遮光性接着剤の充填を均一かつ容易に短時間で行うことができる。したがって、ウェハスケールレンズを高い精度で重ね合わせることができる。
【００４４】
また、高さが設定された障壁部により、ウェハスケールレンズを接着する工程に先立って、ウェハスケールレンズの位置合わせを容易かつ精度よく行うことが可能となる。
【００４５】
また、障壁部が、レンズ光学部と遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んで設けられていることにより、遮光が必要な遮光領域だけに遮光性接着剤が充填され、遮光が不要なレンズ光学部には充填されない。すなわち、遮光性接着剤を選択的に充填することができる。それゆえ、レンズ光学部の透光性およびレンズ特性を悪化させることがない。また、遮光性接着剤がレンズ光学部の全周にあることで、多少の塗布ムラがあってもその影響は、レンズ光学部を除いたウェハスケールレンズ全体で吸収されるため、光学軸の軸ずれが起こり難くなる。
【００４６】
よって、金型加工が容易であってしかも積層型ウェハレンズの切断時に接着剤の接着代が均一であり、また高い精度でウェハスケールレンズ同士を重ね合わせることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図２に示した積層型ウェハレンズの概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る積層型ウェハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示した積層型ウェハレンズのウェハスケールレンズにおける切断ラインを示した説明図である。
【図４】図１に示した積層型ウェハレンズから切り出された多層レンズの概略構造を示す断面図である。
【図５】図４に示した多層レンズの充填部の詳細構造を示す要部断面図であり、（ａ）は図４の破線領域Ａを拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）の破線領域Ｂを拡大した図である。
【図６】図１に示した積層型ウェハレンズの遮光性接着剤の塗布方法を示す説明図であり、（ａ）は外形をずらして遮光性接着剤を塗布する方法を示し、（ｂ）は一方のウェハスケールレンズの中心部に貫通穴を設けて遮光性接着剤を充填する方法を示す。
【図７】図１に示した積層型ウェハレンズを切断して多層レンズに分割する工程を示示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る積層型ウェハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る積層型ウェハレンズの構成を示す断面図である。
【図１０】従来の積層型ウェハレンズの、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明に過ぎない。
【００４９】
[実施形態１]
本発明の実施形態１に係る積層型ウェハレンズ２０を、図１〜図７に基づいて、説明する。
【００５０】
図２は、積層型ウェハレンズ２０の概略構造を示す斜視図である。同図に示すように、積層型ウェハレンズ２０は、２枚の径の等しい円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２が重ね合わさって、遮光性接着剤２１３によって接着されたものである。ウェハスケールレンズ２０１は、複数のレンズ光学部２０１１…がマトリクス状に配置されて形成されている。同様に、ウェハスケールレンズ２０２にも、ウェハスケールレンズ２０１の各レンズ光学部２０１１に対応して、複数のレンズ光学部２０２１…（図示せず）がマトリクス状に配置されて形成されている。なお、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、ガラスまたは樹脂などを材料として形成される。また、遮光性接着剤２１３は、遮光性を有する接着剤である。ここで、リフローレンズ用途では、熱膨張によるレンズ特性の劣化を抑制するため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２と遮光性接着剤２１３の線膨張係数の差を、例えば１０ｐｐｍ／Ｋ以下と少なくすることが望ましい。
【００５１】
ここで、上記線膨張係数の差について説明する。ウェハスケールレンズを形成するウェハ材料間の熱膨張差は、熱処理時の軸ズレに対して影響を与えるため、小さく抑えることが重要である。なお、ここでは、接着面積が小さい場合について考え、接着剤の高さ方向でせん断歪みが全て吸収されるものとする。
【００５２】
説明のために、長さｘの２種のウェハ材料Ｍ１、Ｍ２が、両端において接着剤で固定されている場合を考える。ウェハ材料Ｍ１、Ｍ２の線膨張係数の差をΔα、ウェハ材料Ｍ１、Ｍ２の温度上昇度の差をΔＴとすると、ウェハ材料Ｍ１、Ｍ２の熱膨張の差は、Δｘ＝ｘ・Δα・ΔＴとなる。
【００５３】
上記熱膨張の差Δｘが全て接着剤によって吸収されるとし、２箇所の接着剤の量（接着面積）の比をａ：１とする。この場合、熱膨張の差Δｘは、２ヶ所の接着剤に対して、それぞれ、Δｘ／（ａ＋１），Δｘ・ａ／（ａ＋１）だけ分配される。
【００５４】
さらに、上記熱膨張の差Δｘによって生じた軸ズレが常温復帰後もそのまま固定されるとした場合（ただし、実際には応力緩和が完全には起こらず、生じた軸ズレは常温復帰後に幾分回復すると考えられる）、レンズ光学部の軸ズレｄは、ｄ＝Δｘ・（ａ−１）／（ａ＋１）となる。
【００５５】
例えば、長さｘ＝２ｍｍ、温度上昇度の差ΔＴ＝２００Ｋ、接着剤の量の比２：１（ａ＝２）とし、線膨張係数の差Δα＝１０ｐｐｍ／Ｋとする。このとき、軸ズレｄ＝２ｍｍ・１０ｐｐｍ／Ｋ・２００Ｋ・１／３＝１．３μｍとなる。そして、軸ズレｄはこれ以上大きくならないことが望ましいから、線膨張係数の差Δαは、１０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが望ましい。
【００５６】
ただし、接着剤がレンズ光学部を支持する面の全体に塗布されている場合、接着剤の剛性により、ウェハスケールレンズは身動きがとれなくなり、硬化収縮や熱膨張による歪みを吸収できず、ウェハスケールレンズ自体や接着剤が割れてしまう可能性がある。従って、上記の数値にかかわらず、線膨張係数の差はできるだけ少ない方が良い。
【００５７】
図３は、積層型ウェハレンズ２０のウェハスケールレンズ２０１，２０２における切断ライン（切断位置）２１２を示した説明図である。同図では、説明のために、切断ライン２１２を強調的に示している。
【００５８】
図３に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２はそれぞれ複数のレンズ光学部２０１１…，２０２１…を有している。そして、複数のレンズ光学部２０１１…，２０２１…は、円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２にマトリクス状に配列している。そして、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を横切るように、レンズ光学部２０１１，２０２１の幅の間隔で複数の切断ライン２１２…が縦横に設けられている。その結果、各々のレンズ光学部２０１１，２０２１は４本一組の切断ライン２１２によって四方を囲まれている。
【００５９】
なお、ウェハスケールレンズ２０１，２０２には、できるだけ多くの多層レンズ３０を得ることができるように、レンズ光学部２０１１，２０２１がウェハスケールレンズ２０１，２０２の全体に配置される。ただし、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の形状または遮光性接着剤２１３の滴下方法（後述）などによって、レンズ光学部２０１１，２０２１の配置のされ方はさまざまに変化する。
【００６０】
さらに、４本一組の切断ライン２１２によって四方を囲まれた区画のうち、レンズ光学部２０１１，２０２１を除いた領域、および、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の円周の端部を含む領域は、遮光性接着剤２１３が塗布されて、対向するウェハスケールレンズ２０１，２０２と接着される平坦部（遮光領域）２０１２，２０２２である。
【００６１】
図１は、積層型ウェハレンズ２０の概略構造を示す断面図である。同図は、積層型ウェハレンズ２０のレンズ光学部２０１１，２０２１を含む位置で切断した断面（図１のｋ−ｋ線における矢視断面）を示す。
【００６２】
前記のように、積層型ウェハレンズ２０は、２枚の円板状で径の等しいウェハスケールレンズ２０１，２０２（図中の上方を第１のウェハスケールレンズ２０１、下方を第２のウェハスケールレンズ２０２とする。）を重ね合わせて接着したものである。
【００６３】
図１に示すように、第１のウェハスケールレンズ２０１のレンズ光学部２０１１と第２のウェハスケールレンズ２０２のレンズ光学部２０２１とが、互いに対応した位置、すなわち光軸を一致させて配置される。また、これと同時に、第１のウェハスケールレンズ２０１の平坦部２０１２と第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２とが対応する位置に配置されるように重ね合わせる。レンズ光学部２０１１，２０２１は、このように重ね合わせた状態で所望のレンズ機能を持つように、２枚を一組として設計されている。なお、以下では、このように重ね合わされた状態を、ウェハスケールレンズ２０１，２０２が「正しく重ね合わされた状態」と呼ぶ。
【００６４】
ウェハスケールレンズ２０１，２０２が正しく重ね合わされた状態では、第１のウェハスケールレンズ２０１と第２のウェハスケールレンズ２０２との間に、２種類の空間が形成される。すなわち、第１のウェハスケールレンズ２０１のレンズ光学部２０１１と第２のウェハスケールレンズ２０２のレンズ光学部２０２１との間に、中空部２０９が形成される。一方、第１のウェハスケールレンズ２０１の平坦部２０１２と第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２との間に、遮光性接着剤２１３を充填するための充填部２０３が形成される。正しく重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２の間の充填部２０３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体で空間的に連続している。
【００６５】
ウェハスケールレンズ２０１，２０２が正しく重ね合わされた状態で接着された積層型ウェハレンズ２０は、切断ライン２１２がダイシング刃２１０（図７）によって切断されて、多層レンズ３０が切り出される。ここで、多層レンズ３０は、積層型ウェハレンズ２０から、重ね合わされたレンズ光学部（図１では、２０１１，２０２１）を１組または複数組の含むように切断される。
【００６６】
図４は、積層型ウェハレンズ２０から切り出された多層レンズ３０の概略構造を示す断面図である。
【００６７】
図４に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２には、凹凸形状が形成されたレンズ光学部２０１１，２０２１と、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の円板面に沿って平坦な平坦部２０１２，２０２２とが設けられている。また、第２のウェハスケールレンズ２０２は、第１のウェハスケールレンズ２０１との対向面上のレンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界に、先端（エッジ）を有する突起部（コバ部；障壁部）２０２３を有している。
【００６８】
突起部２０２３は、レンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界部分に、中空部２０９を取り囲むように形成されている。そして、突起部２０２３のうち、先端からレンズ光学部２０２１にかけての領域は中空部２０９に属する。そして、当該領域は、レンズ光学部２０２１のレンズの有効径と繋げて光学設計されており、レンズ光学部２０２１に当該領域を含めて全体で、必要とするレンズ機能を有するようになっている。一方、突起部２０２３のうち、平坦部２０２２からの立ち上がりから先端までの領域は充填部２０３に属する。そして、当該領域は、遮光を必要とするため、充填部２０３に充填された遮光性接着剤２１３によって遮光される。すなわち、遮光を必要とする領域だけが遮光性接着剤２１３によって浸透充填されるようになっている。
【００６９】
ここで、突起部２０２３の先端までの高さ、および、突起部２０２３の先端から対向する第１のウェハスケールレンズ２０１までの距離について説明する。
【００７０】
まず、第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２から、突起部２０２３の先端までの高さは、毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が充填部２０３に浸透することのできる高さに設定されている。
【００７１】
詳細には、図４に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面全体に通気性膜２０５が形成されている。すなわち、突起部２０２３を含め、平坦部２０１２，２０２２には、通気性膜２０５が形成されている。そして、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３から離れた位置に形成された通気性膜２０５との距離は、対向する通気性膜２０５・２０５の間に毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が浸透することのできる距離になっている。そのような距離となるように、突起部２０２３の高さ、および、ウェハスケールレンズ２０１，２０２に形成される通気性膜２０５のそれぞれの厚みが調整されている。なお、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３の先端に形成された通気性膜２０５とが当接している。これにより、遮光性接着剤２１３の中空部２０９への浸入が防がれる。
【００７２】
このように、充填部２０３に遮光性接着剤２１３を毛細管現象を利用して浸透充填するため、充填部２０３の対向する通気性膜２０５・２０５の距離は１ｍｍ以下であり、遮光性接着剤２１３の粘度は１０Ｐａ・ｓ以下であることが望ましい。
【００７３】
ここで、遮光性接着剤２１３の粘度は、以下の特性を考慮して決定される。一般に、毛細管現象で浸透しやすい液体は次の特性をもつ。（i）粘度が低い、（ii）濡れやすい（接触角が小さい）、（iii）表面張力が大きい。そして、液体物質の浸透速度は、以下の数式（１）で表わされる。なお、ｔ:時間、η:粘度、l:浸透する深さ、ｒ:孔の径、γ:表面張力、θ:接触角とする。
【００７４】
【数１】
【００７５】
また、毛細管現象による浸透では、毛細管（すなわち、隙間）に存在している空気と、流入する液との置換を考慮しなければならない。すなわち、上記のように、充填部２０３に遮光性接着剤２１３を浸透させる場合、充填部２０３に存在している空気と浸透する遮光性接着剤２１３との置換を考慮する必要がある。そこで、充填部２０３から脱気をすることにより、充填部２０３へ遮光性接着剤２１３が浸透しやすいようにしてもよい。
【００７６】
また、遮光性接着剤２１３の粘度ηが高い場合、上記数式（１）に示したように、浸透には時間がかかる。そこで、充填部２０３に遮光性接着剤２１３を浸透させるとき、圧入を行ってもよい。
【００７７】
一方、突起部２０２３から、第１のウェハスケールレンズ２０１において対応する位置である、レンズ光学部２０１１と平坦部２０１２との境界までの間隙の高さは、遮光性接着剤２１３が毛細管現象によって浸透することのできない高さに設定されている。これにより、突起部２０２３が障壁となって、（たとえ、図４に示したように、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３の先端に形成された通気性膜２０５とが当接していなくても、）充填部２０３に浸透した遮光性接着剤２１３が中空部２０９へは浸透しない。その結果、中空部２０９には遮光性接着剤２１３が充填されないので、レンズ光学部２０１１，２０２１と中空部２０９によって形成されるレンズの透光性およびレンズ特性を保つことができる。
【００７８】
なお、上記では、突起部２０２３が第２のウェハスケールレンズ２０２のみに設けられている場合について説明したが、突起部は少なくとも一方のウェハスケールレンズに設けられていればよい。すなわち、ウェハスケールレンズ２０１，２０２のどちらか一方、あるいは両方に突起部が設けられていればよい。
【００７９】
そして、両方のウェハスケールレンズ２０１，２０２に突起部が設けられている場合、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を正しく重ね合わせた時に、第１のウェハスケールレンズ２０１の突起部と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部との先端同士が向き合った状態となるようにする。また、この場合には、第１のウェハスケールレンズ２０１の突起部の平坦部２０１２から先端までの高さと、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部の平坦部２０２２から先端までの高さの和は、遮光性接着剤２１３が毛細管現象によって浸透できる高さに設定する。また、両突起部の間隙は、遮光性接着剤２１３が浸透できない高さにする。
【００８０】
図５は、図４に示した多層レンズ３０の充填部２０３の詳細構造を示す要部断面図であり、（ａ）は図４の破線領域Ａを拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）の破線領域Ｂを拡大した図である。
【００８１】
図５（ａ）に示すように、中空部２０９から、外部との接触面である切断ライン２１２における切断面まで通じた通気性膜（エアパス）２０５が、遮光性接着剤２１３とウェハスケールレンズ２０１，２０２との間に形成されている。ここで、図１より明らかなように、通気性膜２０５は、平坦部２０１２，２０２２のみでなく、レンズ光学部２０２１，２０１１も含めたウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面全体に形成することが望ましい。ただし、後述のように、遮光性接着剤２１３を中空部２０９へ浸入させず、かつ、膨張した中空部２０９内の空気を排出するためには、通気性膜２０５は、少なくとも、隣接する多層レンズ３０間の充填部２０３の中に一体として形成され、切断ライン２１２において切断されることで外部と接触するように形成されていればよい。
【００８２】
通気性膜２０５は、中空部２０９において膨張した空気を外部に排出できる材質、構造であればよい。例えば、通気性膜２０５は、第２のウェハスケールレンズ２０２の表面から第１のウェハスケールレンズ２０１の表面の方向へ伸びた柱状構造を有する膜であることが望ましい。
【００８３】
図５（ｂ）に、通気性膜２０５が柱状構造２０７を有する場合の例を示す。図５（ｂ）に示すように、通気性膜２０５が柱状構造を有する場合、通気性膜２０５では、ナノレベルの大きさの微細な柱状構造２０７の間（空気層２０８）を空気が通ることになる。そのため、積層型ウェハレンズ２０を多層レンズ３０に分割した後には、通気性膜２０５によって中空部２０９と多層レンズ３０の外部とが結ばれて、通気性膜２０５が、中空部２０９と外部との空気を互いに通じさせる空気通路（エアパス）として機能することになる。
【００８４】
これにより、多層レンズ３０が高温状態となり中空部２０９内の空気が熱せられて膨張した時には、通気性膜２０５を通じて、膨張した空気が外部へ排出される。それゆえ、中空部２０９の空気の膨張あるいは圧力の増大によって、遮光性接着剤２１３が剥がれて、多層レンズ３０が構成レンズに分解したり、傾いてレンズ特性が悪化したりすることがない。
【００８５】
また、上記柱状構造２０７の材料には酸化ケイ素が用いることができる。酸化ケイ素が用いれば、柱状構造２０７を形成することができるとともに、通気性膜２０５が反射防止膜としての機能も持つようになる。そのため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の通気性膜２０５が形成される側の面には反射防止膜を別途設ける必要がない。さらに、通気性膜２０５の遮光性接着剤２１３と接触する側の表面に、フッ素系の撥水（疎水性）膜を形成してもよい。このような撥水（疎水性）膜を形成することで、毛細管現象による遮光性接着剤２１３の通気性膜２０５への浸入を抑制する効果を向上させることができる。
【００８６】
以下では、積層型ウェハレンズ２０および多層レンズ３０の製造方法の各工程について、説明する。
【００８７】
（１）ウェハスケールレンズ形成工程
はじめに、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を形成する。図１に示すように、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２には、レンズ光学部２０１１，２０２１および平坦部２０１２，２０２２が形成される。また、第２のウェハスケールレンズ２０２には、第１のウェハスケールレンズ２０１と対向する面の、レンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界部分に、中空部２０９を取り囲むようにして、先端（エッジ）を有する突起部２０２３が形成される。なお、突起部２０２３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２に一体として形成されているため、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面の構造、すなわち、レンズ光学部２０１１，２０２１および平坦部２０１２，２０２２と同一工程において同時に形成することが好ましい。
【００８８】
（２）通気性膜形成工程
次に、図１に示すように、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２の互いに対向する面の平坦部２０１２，２０２２に、通気性膜２０５を形成する。
【００８９】
ここで、通気性膜２０５は、平坦部２０１２，２０２２のみでなく、レンズ光学部２０２１，２０１１も含めたウェハスケールレンズ２０１，２０２の対向面全体に形成することが望ましい。特に、第２のウェハスケールレンズ２０２では、突起部２０２３の先端まで通気性膜２０５を形成し、遮光性接着剤２１３を浸透させるときには、第１のウェハスケールレンズ２０１に形成された通気性膜２０５と、第２のウェハスケールレンズ２０２の突起部２０２３の先端に形成された通気性膜２０５とを当接させることが望ましい。こうすることによって、遮光性接着剤２１３が中空部２０９へ浸入することを妨げることができる。
【００９０】
また、通気性膜２０５は、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２の平坦部２０１２，２０２２に沿って、中空部２０９において膨張した空気を切断ライン２１２の位置（すなわち、切断後に外部との接触面となる位置）まで排出できるように、ナノレベルの大きさの微細な構造（例えば、柱状構造２０７）を有するように形成する。また、通気性膜２０５の材料としては、例えば、酸化ケイ素を用いることができる。
【００９１】
詳細には、上記通気性膜２０５を、一般的な多層膜として、屈折率の高い・低い材料の組み合わせにより形成する場合、材料としては例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＳｉＮ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５等を用いることができる。
【００９２】
また、形成方法については、例えば、蒸着法により、上記１つまたは複数の材料からなるナノサイズの粒子を蒸着し、粒子内細孔と粒子間細孔とによって空隙を含んだ単層または多層膜をウェハスケールレンズ２０１，２０２の表面に積層して形成する。なお、上記蒸着法による通気性膜２０５の形成方法は、特開2009-210739号公報（先行技術文献の特許文献４）を参考とした。
【００９３】
（３）重ね合わせ工程
次に、第１および第２のウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせる。このとき、第１のウェハスケールレンズ２０１のレンズ光学部２０１１と第２のウェハスケールレンズ２０２のレンズ光学部２０２１とが対応するように、かつ、第１のウェハスケールレンズ２０１の平坦部２０１２と第２のウェハスケールレンズ２０２の平坦部２０２２とが対応するように、正しく重ね合わせる。詳細には、ウェハスケールレンズは、ウェハ上に複数個配置されたレンズ光学部（光学面）を２箇所以上で個々に光学的に合わせることで、重ね合わせる。
【００９４】
この時点では、重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２は接着がされていない状態なので、ウェハスケールレンズ２０１，２０２同士の位置ずれまたは傾きがないように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置を精密に調整することができる。このとき、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は、それぞれのウェハスケールレンズごとに保持することができる保持装置（図示せず）によって、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置および傾きを調整したのちに固定してもよい（保持工程）。
【００９５】
図１に示すように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせた結果、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間には、中空部２０９と充填部２０３が形成される。充填部２０３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体で空間的に連続している。
【００９６】
（４）浸透充填工程
次に、位置を調整した状態で固定したウェハスケールレンズ２０１，２０２の間に形成された充填部２０３に、遮光性接着剤２１３を浸透充填する（充填工程）。遮光性接着剤２１３が固着し、重ね合わせたウェハスケールレンズ２０１，２０２同士が接着すると、積層型ウェハレンズ２０が完成する。
【００９７】
ここで、前述のように、正しく重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２の間の充填部２０３は、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体で空間的に連続している。また、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間隔（すなわち、充填部２０３の高さ）は、毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が浸透する間隔に設定されている。そのため、重ね合わされたウェハスケールレンズ２０１，２０２の周端の一箇所に遮光性接着剤２１３を滴下すると、ウェハスケールレンズ２０１，２０２全体の充填部２０３に、毛細管現象によって遮光性接着剤２１３が浸透充填される。
【００９８】
詳細には、第２のウェハスケールレンズ２０２には、突起部２０２３が、第１のウェハスケールレンズ２０１と対向する面の、レンズ光学部２０２１と平坦部２０２２との境界部分に、中空部２０９を取り囲むように形成されている。そして、突起部２０２３の高さは、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間隔が、毛細管現象によって充填部２０３に遮光性接着剤２１３が浸透する間隔となるように設定されている。加えて、突起部２０２３の高さは、突起部２０２３の先端と第１のウェハスケールレンズ２０１との間隔が、充填部２０３に浸透した遮光性接着剤２１３が中空部２０９へは浸透しない間隔となるように設定されている。例えば、図４に示したように、突起部２０２３の先端が、通気性膜２０５を介して、ウェハスケールレンズ２０１に当接するようにすれば、突起部２０２３の位置では、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間にはマクロな隙間は存在しなくなる。これにより、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間隔を最適に確保して、毛細管現象によって充填部２０３に遮光性接着剤２１３を浸透充填するとともに、突起部２０２３が障壁となって中空部２０９への遮光性接着剤２１３の浸透を防ぐことができる。
【００９９】
また、充填部２０３のウェハスケールレンズ２０１，２０２の面上に形成された通気性膜２０５は、柱状構造２０７および柱状構造２０７同士の間隙（空気層２０８）がナノスケールの大きさである。そのために、図５（ｂ）に示すように、充填部２０３に浸透した遮光性接着剤２１３は、通気性膜２０５の空気層２０８の内部へは浸透することができない。また、通気性膜２０５は、平坦部２０１２，２０２２に形成されることによって、中空部２０９の熱膨張した空気を外部へ逃がす通気性の層としても機能する。
【０１００】
つづいて、図６（ａ）（ｂ）を参照して、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を接着するときの、遮光性接着剤２１３の滴下方法について説明する。
【０１０１】
遮光性接着剤２１３の滴下を行う時は、前述のように前処理として、ウェハスケールレンズ２０１，２０２同士を正しく重ね合わせ、位置ずれおよび傾きがないように精密に調整し、さらにその状態で２枚のウェハスケールレンズ２０１，２０２の位置を保持装置によって固定する。そして、固定されたウェハスケールレンズ２０１，２０２の間に、塗布部２０４を用いて遮光性接着剤２１３を滴下すると、毛細管現象によってウェハスケールレンズ２０１，２０２のすべての充填部２０３に遮光性接着剤２１３が浸透充填される。
【０１０２】
図６（ａ）に、遮光性接着剤２１３の塗布方法の一例である、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の外形をずらして遮光性接着剤２１３を塗布する方法を示す。
【０１０３】
図６（ａ）に示すように、２枚の径の等しい円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２を、遮光性接着剤２１３を滴下できる程度に少しずらした状態で、一方の（第１の）ウェハスケールレンズ２０１から、他方の（第２の）ウェハスケールレンズ２０２がはみ出した部分に遮光性接着剤２１３を滴下する。すなわち、遮光性接着剤２１３が滴下される側のウェハスケールレンズ２０２を、他方のウェハスケールレンズ２０１の下側に配置し、塗布部２０４によって上方から遮光性接着剤２１３を滴下する。
【０１０４】
上記の滴下方法によれば、径の等しいウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせ、外形にはみ出した部分がない状態で、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の間に遮光性接着剤２１３を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。
【０１０５】
また、図６（ｂ）に、遮光性接着剤２１３の塗布方法の他の例である、一方のウェハスケールレンズ２０１の中心部に貫通穴２１１を設けて遮光性接着剤を充填する方法を示す。
【０１０６】
図６（ｂ）に示すように、２枚の径の等しい円板状のウェハスケールレンズ２０１，２０２の一方の第１のウェハスケールレンズ２０１の中心あるいは中心部に貫通穴２１１を設けて、貫通穴２１１を設けない他方の第２のウェハスケールレンズ２０２と重ね合わせ、貫通穴２１１を通じてウェハスケールレンズ２０２に遮光性接着剤２１３を滴下する。
【０１０７】
上記の滴下方法によれば、レンズ光学部２０１１，２０２１を一致させるように、ウェハスケールレンズ２０１，２０２を重ね合わせた状態で遮光性接着剤２１３を充填すると、貫通穴２１１が円板の中心に設けられていることから、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の半径方向にほぼ均一に充填することが可能となる。
【０１０８】
さらに、遮光性接着剤２１３の他の滴下方法として、以下のようにすることができる。図６（ａ）では、ウェハスケールレンズ２０１，２０２は径の等しい円板状であるが、一方のウェハスケールレンズの外形を他方のウェハスケールレンズの外形より大きくしてもよい。そして、外形の大きいウェハスケールレンズを下側に配置し、小さいウェハスケールレンズを上側に配置して、外形の大きいウェハスケールレンズが、小さいウェハスケールレンズからはみ出した外周部に、遮光性接着剤２１３を上方から滴下部２０４を用いて滴下する。このとき、隣接するウェハスケールレンズ２０１，２０２は、遮光性接着剤２１３の滴下前に、レンズ光学部２０１１，２０２１および平坦部２０１２，２０２２同士をそれぞれ一致させるように重ね合わせて固定しておく。
【０１０９】
上記の構成によれば、ウェハスケールレンズ２０１，２０２の外形を一致させて重ね合わせ、はみ出した部分がまったくない状態で、ウェハスケールレンズの間に遮光性接着剤を滴下する場合と比較して、工程が簡便容易になる。また、外形のはみ出した所であれば、どこにでも遮光性接着剤２１３を滴下することもできるので、例えば、複数個所に遮光性接着剤２１３の滴下を行うことができる。
【０１１０】
（５）分割工程
最後に、積層型ウェハレンズ２０を個々の多層レンズ３０に分割する。図７は、積層型ウェハレンズ２０の断面図であり、切断ライン２１２に沿って切断して多層レンズ３０に分割する様子を示している。積層型ウェハレンズ２０を、ウェハスケールレンズ２０１，２０２に設定された切断ライン２１２に沿って、一つまたは複数のレンズ光学部２０１１，２０２１を含むように切断すると、多層レンズ３０が完成する。なお切断にはダイシング刃２１０を用いることができる。
【０１１１】
図７に示すように、充填部２０３の全域が遮光性接着剤２１３で接着されており、充填部２０３の大きさがダイシング刃２１０の幅よりも十分大きい。その結果、切断ライン２１２に沿って切断したとき、各切断面の切断ライン２１２に沿った全長において遮光性接着剤２１３によって接着された状態となる。したがって、個々の多層レンズ３０ごとあるいは一つの多層レンズ３０の切断面ごとに、接着代が不均一になることはない。それゆえ、接着代が不均一である場合に生じる、個々の多層レンズ３０の光学的な性能にバラツキが出ること、あるいは接着代が十分でなく遮光性接着剤２１３が多層レンズ３０の構成レンズから剥がれてしまうといったことがなく、高品質な多層レンズ３０を提供することが可能である。
【０１１２】
[実施形態２]
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１３】
本実施形態の構造および製造工程の説明に当たっては、実施形態１と同様の部分については説明を省略し、相違点のみ説明する。具体的には、ウェハスケールレンズの接着工程のみについて説明を行い、そのほかについては省略する。
【０１１４】
図８に、３枚のウェハスケールレンズによって構成された積層型ウェハレンズ４０の斜視図を示す。同図に示すように、積層型ウェハレンズ４０では、隣接するウェハスケールレンズ同士は、遮光性接着剤４２１，４２２によって接着されている。すなわち、第１のウェハスケールレンズ４０１と第２のウェハスケールレンズ４０２とが遮光性接着剤４２１によって接着され、第２のウェハスケールレンズ４０２と第３のウェハスケールレンズ４０３とが遮光性接着剤４２２によって接着されている。
【０１１５】
積層型ウェハレンズ４０の製造方法は、例えば以下の通りである。
【０１１６】
はじめに、第１のウェハスケールレンズ４０１と第２のウェハスケールレンズ４０２とを重ね合わせて、ウェハスケールレンズ４０１，４０２間での位置ずれまたは傾きのないように精密に調整して、保持装置によって固定した状態とし、重ね合わせたウェハスケールレンズ４０１，４０２の間に遮光性接着剤４２１を滴下し、浸透充填させる。このときの遮光性接着剤４２１の滴下は、図６（ａ）に示した２枚構成の積層型ウェハレンズ２０の場合と同様に、ウェハスケールレンズ４０１，４０２の一方をずらして、一方のウェハスケールレンズがはみ出した位置に遮光性接着剤４２１を滴下する方法で行う。
【０１１７】
次に、遮光性接着剤４２１が固着してから、第２のウェハスケールレンズ４０２の第１のウェハスケールレンズ４０１と接着されていない面と、第３のウェハスケールレンズ４０３とを重ね合わせて、位置ずれまたは傾きのないように調整してから保持装置によって固定した状態とし、重ね合わせたウェハスケールレンズ４０２，４０３の間に遮光性接着剤４２２を滴下し、浸透充填させる。このときの遮光性接着剤４２２の滴下も、前述した遮光性接着剤４２１の滴下と同様に、ウェハスケールレンズ４０２，４０３の一方をずらして、一方のウェハスケールレンズがはみ出した位置に遮光性接着剤４２２を滴下する方法で行う。
【０１１８】
なお、上記のウェハスケールレンズを重ね合わせるすべての工程において、ウェハスケールレンズのレンズ光学部および平坦部同士の位置が正しく一致するように調整を行ったのちに保持固定を行う。
【０１１９】
また、遮光性接着剤４２１，４２２の浸透充填方法としては、前述のようにウェハスケールレンズをずらす方法のほか、実施形態１において図６（ｂ）を参照して説明したように、接着するウェハスケールレンズの一方に貫通穴を設け、貫通穴を通じて他方のウェハスケールレンズに遮光性接着剤を滴下する方法でもよい。
【０１２０】
具体的には、貫通穴を設ける方法の場合には、以下の通りである。
【０１２１】
まず、第１のウェハスケールレンズ４０１および第３のウェハスケールレンズ４０３に貫通穴を設ける。
【０１２２】
次に、第１のウェハスケールレンズ４０１と第２のウェハスケールレンズ４０２とを、第１のウェハスケールレンズ４０１が上となるように重ね合わせて、位置および傾きのないように調整し、保持装置によって固定して、第１のウェハスケールレンズ４０１に設けた貫通穴を通してウェハスケールレンズ４０２の表面に遮光性接着剤４２１を滴下し、浸透充填させる。
【０１２３】
次に、遮光性接着剤４２１が固着してから、第２のウェハスケールレンズ４０２の第１のウェハスケールレンズ４０１と接着されていない面と、第３のウェハスケールレンズ４０３とを、第３のウェハスケールレンズ４０３が上となるように重ね合わせて、位置ずれまたは傾きのないように調整し、保持装置によって固定して、第３のウェハスケールレンズ４０３に設けた貫通穴を通してウェハスケールレンズ４０２の表面に遮光性接着剤４２２を滴下し、浸透充填させる。
【０１２４】
さらに、上記の手順を繰り返せば、４枚以上のウェハスケールレンズで構成される積層型ウェハレンズを製造することもできる。
【０１２５】
積層ウェハレンズを構成する各ウェハスケールレンズの径を、滴下方向に対して徐々に大きなものとする。径の大きなものから下から順に積層された構成である。そして、重ね合わせたウェハスケールレンズのはみ出した部分に遮光性接着剤を滴下する。このとき、１枚のウェハスケールレンズに対して、はみ出した部分の複数箇所に遮光性接着剤を滴下してもよい。さらに、１枚のウェハスケールレンズに対して、重ね合わせたウェハスケールレンズを回転させながら、はみ出した部分に遮光性接着剤を滴下してもよい。すなわち、例えば、ウェハスケールレンズの全周に遮光性接着剤を滴下してもよい。なお、ウェハスケールレンズに滴下する際、重ね合わせたウェハスケールレンズのはみ出した部分が小さい場合には、はみ出した部分が大きく露出するように、重ね合わせたウェハスケールレンズを傾けてもよい。
【０１２６】
そして、上記のように滴下された遮光性接着剤は、遮光性接着剤が滴下されたウェハスケールレンズとそのすぐ上に隣接する径の小さいウェハスケールレンズとの間に浸透充填される。
【０１２７】
この工程をすべてのウェハスケールレンズ間で繰り返せば、遮光性接着剤を滴下するウェハスケールレンズとその他のウェハスケールレンズとの間に干渉が発生せずに、スムーズな接着を行うことができる。
【０１２８】
また、４枚以上のウェハスケールレンズを積層した積層ウェハレンズを、貫通穴を通して遮光性接着剤を滴下する方法で作成する場合、例えば、それぞれのウェハスケールレンズに設ける貫通穴の径を、遮光性接着剤の滴下方向に沿って徐々に小さくすれば、すべてのウェハスケールレンズの隙間に遮光性接着剤を容易に滴下することが可能である。
【０１２９】
ここで、図９は、本発明のさらに他の実施形態に係る積層型ウェハレンズの構成を示す断面図である。
【０１３０】
以上の実施形態１，２においては、遮光性接着剤が中空部へ浸入することを防ぐために、ウェハスケールレンズに突起部を設ける構成について説明した。しかし、図９に示すように、突起部の代わりに、リング状のスペーサー（障壁部）６１４を設けてもよい。スペーサー６１４は、平坦部６０１２，６０２２とレンズ光学部２０１１，２０２１との境界に配置されており、上下をウェハスケールレンズ６０１，６０２の平坦部６０１２，６０２２に当接されている。スペーサー６１４の高さは、充填部６０３の高さが遮光性接着剤６１３が充填部６０３へ浸透する高さとなるように設定されている。
【０１３１】
この構成によっても、スペーサー６１４が障壁となって、充填部６０３に浸透した遮光性接着剤６１３が中空部６０９へは浸透しない。
【０１３２】
以上のように、本発明に係る積層型ウェハレンズは、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズであって、互いに隣接する２つのウェハスケールレンズの隙間に遮光性液体（遮光性接着剤）を用いて、毛細管現象を利用して液体を浸透充填し、接着されている構成である。
【０１３３】
上記構成により、高い精度でウェハスケールレンズが重ね合わされた積層型ウェハレンズにおいて、遮光性液体によるウェハスケールレンズ間の接着を行った積層により、遮光性を有する積層型ウェハレンズを実現できる。このように積層型ウェハレンズを形成することで、多層レンズを安価に製造することができる。
【０１３４】
詳細には、上記積層型ウェハレンズの製造方法は、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズの製造方法であって、互いに隣接する２つのウェハスケールレンズの隙間に遮光性液体を用いて、毛細管現象を利用して液体を浸透充填し、接着する方法である。このとき、ウェハスケールレンズの間隔が１ｍｍ以下で、遮光性液体の粘度は１０Ｐａ・ｓ以下であることが望ましい。また、レンズ光学部とそれ以外の平坦部とは、エッジを有するコバ部（遮壁部）を形成し、あらかじめウェハスケールレンズのレンズ光学部の有効径が遮光を必要とするコバ部に繋げて光学設計されており、遮光を必要とする領域だけが浸透充填されている。これにより、ウェハスケールレンズ間の接着を、位置ズレや傾き調整を行なった状態で装置から取り外すことなく行なえるので、ウェハスケールレンズ間の位置ズレや傾きを生じない。積層型ウェハレンズは接着後、個々の多層レンズに分割される。
【０１３５】
また、上記積層型ウェハレンズの製造方法は、リフローレンズ用途では、熱膨張によるレンズ特性の劣化を抑制するため、ウェハスケールレンズと遮光性接着剤の線膨張係数の差を例えば１０ｐｐｍ／Ｋ以下と少なくすることがことが望ましい。また、固片化された多層レンズは、遮光性接着剤によって囲まれた空間（中空部）が、常温または低温の外部環境下において、外部から密閉されている。そのため、高温の外部環境下において、膨張した中空部内の空気の圧力によって、構成する多層レンズ間が剥離してしまう可能性がある。そこで、ウェハスケールレンズの接着面に柱状の膜を形成する。この膜はナノレベルの微細な構造であるため、凹構造中には毛細管現象で遮光性接着剤は浸入できない。その結果、上記膜内に空気層が残ることで、接着剤と反射防止膜の内部から、外部へと空気層が接続する。したがって、膨張した空気は、反射防止膜内部より外部へ排出される。この柱状の膜に酸化ケイ素等を用いて反射防止膜としても良い。また、最表面にフッ素系の撥水膜（疎水性）を形成することで、毛細管による遮光性接着剤の浸入抑制効果を向上させることもできる。
【０１３６】
なお、本発明は以下のように構成してもよい。
【０１３７】
すなわち、本発明に係る積層型ウェハレンズは、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズであって、対向するウェハスケールレンズ間で、何れか一方若しくは両方のウェハスケールレンズに、光学領域と充填部を隔てる環状の突起部を有し、上記充填部に遮光性接着剤が充填されており、上記突起部は、ウェハスケールレンズ間に毛細管作用で遮光性接着剤が充填できる高さに規定されて構成されていてもよい。
【０１３８】
また、本発明に係る積層型ウェハレンズの製造方法は、複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされた積層型ウェハレンズの製造方法であって、レンズ光学部を避けて遮光性接着剤を、毛細管現象を利用して遮光部に浸透充填する方法であってもよい。
【０１３９】
さらに、上記製造方法は、ウェハスケールレンズのうち少なくとも一方の中心に貫通穴を設けて、遮光性接着剤を浸透充填する方法であってもよい。
【０１４０】
さらに、上記製造方法は、ウェハスケールレンズのうち少なくとも一方の外形をずらして、遮光性接着剤を浸透充填する方法であってもよい。
【０１４１】
さらに、上記製造方法は、ウェハスケールレンズのうち少なくとも一方の外形を大きくして、遮光性接着剤を浸透充填する方法であってもよい。
【０１４２】
さらに、上記製造方法は、上記浸透充填の際の遮光性接着剤の粘度を１０Ｐａ・ｓ以下とする方法であってもよい。
【０１４３】
また、本発明に係る多層レンズは、前記積層型ウェハレンズから一または複数個毎に切断されたものであってもよい。
【０１４４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は特に、カメラ付携帯電話、インターホン用カメラ、車載用カメラなど、種々の電子機器類に搭載されるレンズおよびその製造に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４６】
２０，４０，６０ 積層型ウェハレンズ
３０ 多層レンズ
２０１，２０２，４０１，４０２，４０３，６０１，６０２ ウェハスケールレンズ
２０５，６０５ 通気性膜
２１１ 貫通穴
２１２ 切断ライン（切断位置）
２１３，４２１，４２２，６１３ 遮光性接着剤
６１４ スペーサー（障壁部）
２０１１，２０２１，６０１１，６０２１ レンズ光学部
２０１２，２０２２，６０１２，６０２２ 平坦部（遮光領域）
２０２３ 突起部（障壁部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズであって、
互いに接着された２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有し、
２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に遮光性接着剤が充填されており、
上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されていることを特徴とする積層型ウェハレンズ。
【請求項２】
上記ウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方には、少なくとも上記レンズ光学部と上記遮光領域との境界位置から、多層レンズを切り出すための切断位置まで連続した通気性膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層型ウェハレンズ。
【請求項３】
上記障壁部は、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方に設けられた突起部、または、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に設けられたスペーサーであることを特徴とする請求項１または２に記載の積層型ウェハレンズ。
【請求項４】
複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズの製造方法であって、
上記積層型ウェハレンズは、互いに接着される２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有するとともに、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されており、
上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記２枚のウェハスケールレンズを保持する保持工程と、
上記保持した２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に、上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透させることによって充填する充填工程と、を含むことを特徴とする積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項５】
上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズに設けられた貫通穴から、他方のウェハスケールレンズに上記遮光性接着剤を滴下することを特徴とする請求項４に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項６】
上記充填工程の際、ずらして重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズ上における、他方のウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴とする請求項４に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項７】
上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、径の大きいウェハスケールレンズ上における、径の小さいウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴とする請求項４に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項８】
上記遮光性接着剤の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項９】
上記保持工程における、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔は、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズから、１組または複数組の重ね合わされたレンズ光学部を含むように切断されたことを特徴とする多層レンズ。
【請求項１】
複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズであって、
互いに接着された２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有し、
２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に遮光性接着剤が充填されており、
上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されていることを特徴とする積層型ウェハレンズ。
【請求項２】
上記ウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方には、少なくとも上記レンズ光学部と上記遮光領域との境界位置から、多層レンズを切り出すための切断位置まで連続した通気性膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層型ウェハレンズ。
【請求項３】
上記障壁部は、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面のいずれか一方または両方に設けられた突起部、または、上記２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に設けられたスペーサーであることを特徴とする請求項１または２に記載の積層型ウェハレンズ。
【請求項４】
複数のレンズ光学部を有するウェハスケールレンズが、複数枚重ね合わされて接着された積層型ウェハレンズの製造方法であって、
上記積層型ウェハレンズは、互いに接着される２枚のウェハスケールレンズの対向する２面の間に、レンズ光学部と該レンズ光学部の周囲の遮光領域とを隔てるように、該レンズ光学部を取り囲んだ障壁部を有するとともに、２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間隔が、該対向面の間に遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記障壁部の高さが設定されており、
上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔が、該対向面の間に上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透可能な間隔となるように、上記２枚のウェハスケールレンズを保持する保持工程と、
上記保持した２枚のウェハスケールレンズの上記遮光領域における対向面の間に、上記遮光性接着剤を毛細管現象によって浸透させることによって充填する充填工程と、を含むことを特徴とする積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項５】
上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズに設けられた貫通穴から、他方のウェハスケールレンズに上記遮光性接着剤を滴下することを特徴とする請求項４に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項６】
上記充填工程の際、ずらして重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、一方のウェハスケールレンズ上における、他方のウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴とする請求項４に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項７】
上記充填工程の際、重ね合わせた２枚のウェハスケールレンズのうちの、径の大きいウェハスケールレンズ上における、径の小さいウェハスケールレンズからはみ出た位置に上記遮光性接着剤を滴下することを特徴とする請求項４に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項８】
上記遮光性接着剤の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項９】
上記保持工程における、上記遮光領域における２枚のウェハスケールレンズの対向面の間隔は、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層型ウェハレンズから、１組または複数組の重ね合わされたレンズ光学部を含むように切断されたことを特徴とする多層レンズ。
【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２０１３−７６７６９（Ｐ２０１３−７６７６９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５４７２（Ｐ２０１１−２１５４７２）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]