造型物的制造方法及制造装置的制作方法

专利名称：造型物的制造方法及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有按1维或2维排列的且由树脂材料构成的多个透镜部的造型 物的制造方法及制造装置。
背景技术：
近几年，在移动电话机或PDA (Personal Digital Assistant)等的电子设备的 便携终端上搭载有小型且薄型的摄像单元。这种摄像单元通常具备CXD (Charge Coupled Device)图像传感器或 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)图像传感器等 的固体摄像元件和在固体摄像元件上使被摄体像成像的透镜。随着便携终端的小型化或薄型化，而且随着便携终端的普及，对其所搭载的摄像 单元也要求进一步的小型化或薄型化，而且要求生产效率。对于这种要求公知有以下方法 在具有按ι维或2维排列的多个固体摄像元件和保持这些固体摄像元件的基板部的传感器 阵列上，将同样具有按1维或2维排列的多个透镜部和保持这些透镜部的基板部的透镜阵 列重叠1个或多个，且使它们一体地组合之后，按照分别包括透镜部及固体摄像元件的方 式将透镜阵列的基板部及传感器阵列的基板部切断来进行摄像单元的批量生产。以下，将 基板部所保持的各透镜部称为晶圆级透镜，将这些透镜部的组称为晶圆级透镜阵列。作为以往的晶圆级透镜或晶圆级透镜阵列，公知有在由玻璃构成的基板部上接合 了由树脂材料构成的透镜部的晶圆级透镜或晶圆级透镜阵列(例如，参照专利文献1、2)。 而且，也公知有多个透镜部和将这些透镜部相互连结的基板部被树脂材料一体形成的晶圆 级透镜或晶圆级透镜阵列(例如，参照专列文献3)。虽然均通过模(也称模具)的使用来 形成由树脂材料构成的透镜部，但是树脂材料在硬化的过程中收缩。若树脂材料收缩，则模 的转印面的形状不能正确地转印到树脂材料，所以例如由树脂材料构成的透镜部的光学特 性的下降之虞存在。专利文献1 日本专利第3926380号公报专利文献2 国际公开第08/102648号说明书专利文献3 国际公开第08/093516号说明书

发明内容
本发明鉴于上述情况而作成的，其目的在于，将在具有按1维或2维排列的且由树 脂材料构成的多个透镜部的造型物中的各透镜部精度良好地进行形成。(1) 一种造型物(也称成型物)的制造方法，其中，该造型物具有按1维或2维排 列的多个透镜部和将该透镜部相互连结的基板部，并且该透镜部及该基板部由树脂材料一 体形成；再有，该造型物的制造方法中，在与上述造型物的一方的表面整合的第1模的转印 面和与该造型物的相反侧的表面整合的第2模的转印面之间使上述树脂材料硬化，根据伴 随上述树脂材料的硬化的收缩，而使上述第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔缩 小，并且该第1模的转印面及该第2模的转印面和上述树脂材料的密接得以维持。
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(2) 一种造型物的制造方法中，该造型物具有基板部和在该基板部的表面按1维 或2维排列的多个透镜部，且该透镜部由树脂材料形成；再有，在该造型物的制造方法中， 在与上述透镜部的表面整合的模的转印面与上述基板部的表面之间使上述树脂材料硬化， 根据伴随上述树脂材料的硬化的收缩，将上述模的转印面和上述基板部的表面的间隔缩 小，且该模的转印面和上述树脂材料的密接得以维持。 (3) 一种造型物的制造装置，该造型物具有按1维或2维状排列的多个透镜部和将 该透镜部相互连结的基板部，并且该透镜部及该基板部由树脂材料一体形成；该造型物的 制造装置具备第1模及第2模，该第1模具有与上述造型物的一方的表面整合的转印面， 该第2模具有与该造型物的相反侧的表面整合的转印面；机构部，按照使上述第1模的转印 面和上述第2模的转印面的间隔缩小的方式，使该第1模及该第2模相对移动；控制部，根 据在上述第1模的转印面和上述第2模的转印面之间被硬化的上述树脂材料的硬化所伴随 的收缩，驱动上述机构部。(4) 一种造型物的制造装置中，该造型物具有基板部和在该基板部的表面按1维 或2维排列的多个透镜部，且该透镜部由树脂材料形成，再有，该造型物的制造装置具备 模，具有与上述透镜部的表面整合的转印面，且按使该转印面与上述基板部的表面对置的 方式配置；机构部，按照上述模的转印面和上述基板部的表面的间隔缩小的方式，使该模移 动；控制部，根据在上述模的转印面和上述基板部的表面之间被硬化的上述树脂材料的硬 化所伴随的收缩，驱动上述机构部。根据本发明，即使由于伴随树脂材料的硬化的收缩，也可维持模的转印面和树脂 材料的密接，并将模的转印面的形状正确地转印。由此，可以精度良好地形成由树脂材料构 成的透镜部。


图1是表示用于说明本发明的实施方式的造型物的一例的图，图1㈧是造型物的 平视图，图I(B)是该图I(A)中的B-B线剖面图。图2是表示图1的造型物的变形例的剖面图。图3是表示图1的造型物的制造装置的简要结构的正视图。图4是表示利用图3的制造装置的造型物的制造工序的示意图。图5是表示时间和树脂材料的粘度(硬度)的一般关系的图表。图6是表示图1的造型物的变形例的图，图6(A)是造型物的平视图，图6(B)是该 图6(A)的B-B线剖面图。图7是表示图6的造型物的制造装置的简要结构的正视图。图8是表示利用图6的制造装置的造型物的制造工序的示意图。图9是表示用于说明本发明的实施方式的造型物的其他的例子的图，图9(A)是造 型物的平视图，图9(B)是该图9㈧的B-B线剖面图。图10是表示图9的造型物的制造装置的简要结构的正视图。图11是表示利用图9的制造装置的造型物的制造工序的示意图。图中100-晶圆级透镜阵列(造型物)，101-透镜部，102-基板部，103a-透镜面， 103b-透镜面，110-制造装置，111-上模(第1模)，112_上模的转印面，113-下模(第2模)，114-下模的转印面，115-机构部，118-控制部，119-压力传感器，200-晶圆级透镜阵 列(造型物)，201-透镜部，202-基板部，203-透镜面，210-制造装置，211-模，212-模的转 印面，215-机构部，218-控制部，300-母版(造型物)，301-透镜部，302-基板部，303-透镜 面，310-制造装置，311-模，312-模的转印面，315-机构部，318-控制部，M-树脂材料
具体实施例方式在图1表示作为具有由按1维或2维排列的且由树脂材料构成的多个透镜部的造 型物的一例的晶圆级透镜阵列。图1所示的晶圆级透镜阵列100具有以预定间距按2维排 列的多个透镜部101和将这些透镜部101相互连结的大致圆形的基板部102。透镜部101和基板部102由光透射性的树脂材料一体形成。作为形成透镜部101 及基板部102的树脂材料，例如使用热硬化性的环氧树脂或丙烯酸树脂、或者光硬化性的 环氧树脂或丙烯酸树脂等。而且，可以使用在上述树脂分散有无机微粒子的有机无机复合材料。作为无机微 粒子，例如可以举氧化物微粒子、硫化物微粒子、硒化物微粒子、碲化物微粒子。更加具体 地，例如可以举氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫化锌等的微粒子。无机微粒子既可以单独使用也可以并用2种以上。而且，也可以是由多个成分形 成的复合物。而且，对无机微粒子而言，基于光催化活性减少、吸水率减少等的各种目的，或 者掺杂异种金属，或者由二氧化硅、氧化铝等的异种金属氧化物覆盖表面层，或者由硅烷偶 联剂、钛酸酯偶联剂、具有有机酸(羧酸类、磺酸盐类、磷酸类、膦酸类等)或有机酸基的分 散剂等进行表面装饰也可。若无机微粒子的数平均粒子尺寸过小，则有时物质的特性变化。而且，树脂基体和 无机微粒子的折射率差大时，若无机微粒子的数平均粒子尺寸过大，则瑞利散射的影响变 得显著。因此，优选为Inm 15nm，更加优选为2nm 10nm，尤其优选为3nm 7nm。而且， 无机微粒子的粒子尺寸分布越窄越优选。这种单分散粒子的定义的方式为多种多样，但是 如专利公开2006-160992号所记载的数值规定范围适合于优选的粒径分布范围。在此，上 述的数平均1次粒子尺寸例如可以由X射线衍射(XRD)装置或者透射式电子显微镜(TEM) 等进行测量。作为无机微粒子的折射率，在22°C、589nm的波长下，优选为1. 90 3. 00，更加优 选为1. 90 2. 70，尤其优选为2. 00 2. 70。而且，无机微粒子对树脂基体的含量从透明 性和高折射率化的观点来看优选为5质量％以上，更加优选为10 70质量％，尤其优选为 30 60质量％。透镜部101在其表背面形成有预定的透镜面103a、103b，在图示的例子中，均设为 凸的球面。另外，透镜面103a、103b不限于凸的球面，也可以为凹的球面或非球面，可以使 凸或凹的球面、或者非球面各种各样地组合。在图2表示透镜部101的其他的例子。图2㈧所示的变形例的透镜部101中，其一方的透镜面103a成为凹面、而其相反 侧的透镜面103b成为凸面。图2(B)所示的变形例的透镜部101的透镜面103a、103b均成 为凹面。而且，图2(C)所示的变形例的透镜部101中，其一方的透镜面103a成为具有凸部 及凹部的面而其相反侧的透镜面103b成为凸面。图2(D)所示的变形例的透镜部101的透镜面103a、103b均成为具有凸部及凹部的面。而且，图2(E)所示的变形例的透镜部101的一方的透镜面103a成为具有凸部及 凹部的面、其凹部的底位于基板部102的厚度内；其相反侧的透镜面103b成为凸面。而且，图2(F)所示的变形例的透镜部101中，其一方的透镜面103a成为凹面，其 整体位于基板部102的厚度内；其相反侧的透镜面103b成为凸面。通过将透镜部101和基板部102由树脂材料一体形成，也能采用如图2 (E)所示 的、透镜部101的一方的透镜面103a的一部分钻进基板部102的厚度内的透镜形状；或者 如图2(F)所示的、透镜部101的一方的透镜面103a的整体钻进基板部102的厚度内的透 镜形状，而使透镜的设计自由度提高。在图3表示制造晶圆级透镜阵列100的制造装置的一例。另外，以作为形成透镜 部101、基板部102的树脂材料而使用热硬化性树脂为例进行说明。图3所示的制造装置 110具备上模111及下模113、机构部115、树脂供给部116、加热部117、控制部118。上模111具有与晶圆级透镜阵列100的上侧的表面整合(也称匹配)的转印面 112。图1所示的晶圆级透镜阵列100的透镜部101以预定间距按2维排列，在晶圆级透镜 阵列100的上侧的表面包括透镜部101的透镜面103a，透镜面103a是凸的球面。由此，在 上模111的转印面112上与透镜面103a相反形状的凹的球面112a以与透镜部101相同间 距按2维排列。同样，在下模113也设置有与晶圆级透镜阵列100的下侧的表面整合的转 印面114。在上模111设置有对通过与树脂材料的接触而作用于转印面的压力进行检测的 压力传感器119。在图示的例子中，压力传感器119被设置于在转印面112上晶圆级透镜阵 列100的基板部102的表面的成型部位、即除了按2维排列的凹的球面112a以外的平坦面 112b。另外，通过与硬化之前的有流动性的树脂材料的接触而作用于转印面112的压力可 以看作为均勻，所以即使是1个压力传感器119也足够，但是优选在转印面112分散而设置 多个压力传感器。而且，在图示的例子中，压力传感器119被设置于上模111，但是也可以被 设置于下模113，而且，也可以被设置于上模111及下模113的双方。上模111及下模113按照各自的转印面112、114对置的方式配置，下模114安装 于底座120而使其位置固定，上模111由机构部115支承。机构部115使上模111升降，以 使上模111的转印面112和下模113的转印面114的间隔缩小或扩大。作为使上模111升 降的机构，例如可以利用滚珠丝杠、油缸活塞等的适当的机构。树脂供给部116将树脂材料供给到下模113的转印面114上。另外，考虑伴随树 脂材料的硬化的收缩，所供给的树脂材料的量被设定成比晶圆级透镜阵列100的体积多若干。加热部117分别加热上模111及下模113，并对与上模111的转印面112及下模 113的转印面114接触的树脂材料供给其硬化所需的热。因而，上模111及下模113由导热 率优异的例如镍等的金属材料而形成。控制部118根据由压力传感器119检测的压力将机构部115驱动，而使上模111 升降，调整上模111的转印面112和下模113的转印面114的间隔；而且，对树脂供给部116 及加热部117的工作进行控制，也对树脂材料的供给量或上模111及下模113的温度等进 行调节。
以下对利用具备以上的结构的制造装置110的晶圆级透镜阵列100的制造工序进 行说明。如图4㈧所示，首先从树脂供给部116将树脂材料M供给到下模113的转印面 114上，树脂材料M在下模113的转印面114上遍布。树脂材料M的流动性比较低时，例如 在树脂供给部116预热树脂材料M,并以流动性提高后的状态将树脂材料M供给到下模113 的转印面114上。另外，由加热部117加热下模113并在下模113的转印面114上预热树 脂材料M,并在下模113的转印面114上使树脂材料M的流动性提高也可。如图4(B)所示，树脂材料M在下模113的转印面114上遍布之后，树脂供给部116 从下模113上退避，然后，上模111下降，在上模111的转印面112与下模113的转印面114 之间夹有树脂材料M。树脂材料M与上模111的转印面112及下模113的转印面114密接， 将两转印面112、114的形状转印到树脂材料M。其次，由加热部117分别加热上模111及下模113，将热供给到与上模111的转印 面112及下模113的转印面114接触的树脂材料M。由此，在转印有两转印面112、114的形 状的状态下使树脂材料M硬化。在两转印面112、114的凹的球面112a、114a之间所夹持的 树脂材料M，形成在表背面具有凸的球面的透镜面103a、103b的透镜部101 ；而且，在两转印 面112、114的除了凹的球面以外的平坦面112b、114b之间所夹持的树脂材料M，形成用于相 互连结透镜部101的基板部102。在此，如图4(C)所示，在树脂材料M硬化的过程中，在树脂材料M会产生收缩，树 脂材料M的收缩力在上模111的转印面112及下模113的转印面114与树脂材料M要分离 的方向上发挥作用(在图4(C)中，为了说明树脂材料M的收缩力的作用方向，方便起见表 示了两转印面112、114和树脂材料M隔开的状态，但是优选不隔开而维持两转印面112、114 和树脂材料M的密接)。由此，通过与树脂材料M的接触，作用于上模111的转印面112及 下模113的转印面114的压力下降。该变动的压力由上模111的转印面112所设置的压力 传感器119检测，被检测的压力所对应的信号从压力传感器119传送到控制部118。控制部118对于在树脂材料M的硬化过程中在上模111的转印面112所作用的压 力，存储有预先设定的设定压力。控制部118根据从压力传感器119传送的信号，按照所储 存的设定压力由压力传感器119检测出的方式，驱动机构部115而使上模111下降。伴随 于此，如图4(D)所示，按以下方式发挥作用，即，上模111的转印面112和下模113的转印 面114的间隔被缩小，在仿真两转印面112、114而使树脂材料M变形的同时，维持两转印面 112、114和树脂材料M的密接。这样，即使由于与树脂材料M的硬化相伴的收缩，也可将两 转印面112、114和树脂材料M的密接加以维持，并将两转印面112、114的形状正确地转印。 由此，由树脂材料M可精度良好地形成透镜部101。控制部118所存储的设定压力例如也可以设定成在树脂材料M的硬化过程中为恒 定的压力。此时的压力也可以是通过驱动机构部115而使之发生的，也可以由上模111的 自重而使压力发生。作为优选，控制部118所存储的设定压力，如图12所示，树脂材料M越 硬就越高。图5表示时间T和树脂材料的粘度(硬度)μ的一般关系。另外，时间T对应 于树脂材料所接受的累计(積算)的能量(热量)。而且，在图5表示设定压力P的推移， 即施加于树脂材料的压力的推移。如图5所示，树脂材料M通过预热会暂时粘度下降，其后，随着硬化反应的进行，粘
8度逐渐变高。设定压力按照与预热后的树脂材料的粘度的上升对应的方式逐渐变高。这样， 在树脂材料M变得越硬而设定压力P设得越高的情况下，对于逐渐硬化的树脂材料M就可 以更正确地转印上模111的转印面112及下模113的转印面114的形状。另外，在图示的 例中，至由预热而下降的粘度返回到常温中的粘度μ ^为止，设定压力不依赖于树脂材料M 的粘度的上升而设为恒定。这是为了防止通过对粘度极低的树脂材料M施加比较高的压力 而树脂材料M从上模111和下模113的间隙漏出。在上述的例子中，以形成晶圆级透镜阵列100的透镜部101、基板部102以及肋条 104的树脂材料M是热硬化性树脂为例进行了说明，但是也可以设为光硬化性树脂。此时， 在制造装置110中设置有将用于进行树脂材料的硬化反应的光照射到树脂材料的光源，而 且，上模111及下模113的至少一方由可使从光源射出的光透射的玻璃等材料而形成。在图6表示上述的晶圆级透镜阵列100的变形例。图6所示的晶圆级透镜阵列 200具有基板部202、在基板部202的表面以预定间距按2维排列的多个透镜部201。基板部202由如透明氧化铝的光透射性的陶瓷或玻璃等形成，而透镜部201由光 透射性的树脂材料而形成并接合于基板部202的表面。作为形成透镜部201的树脂材料， 例如使用热硬化性的环氧树脂或丙烯酸树脂、或者光硬化性的环氧树脂或丙烯酸树脂等。透镜部201在其表面形成有预定的透镜面203，在图示的例子中设为凸的球面。另 外，透镜面203不限于凸的球面，也可以为凹的球面，而且也可以为非球面。在图7表示制造晶圆级透镜阵列200的制造装置的一例。另外，以形成透镜部201 的树脂材料使用热硬化性树脂的树脂材料为例进行了说明。图7所示的制造装置210具备 模211、机构部215、树脂供给部216、加热部217、控制部218。模211具有与包括透镜部201的透镜面203的晶圆级透镜阵列200的表面整合的 转印面212。图6所示的晶圆级透镜阵列200的透镜部201以预定间距按2维排列，透镜 部201的透镜面203为凸的球面，所以在模的转印面212将与透镜面203相反形状的凹的 球面212a以与透镜部201相同的节距按2维排列。模211按照转印面212与在底座220所固定的基板部202的表面对置的方式配置， 并由机构部215支承。机构部215使模211升降，以使模211的转印面212和基板部202的 间隔缩小或扩大。树脂供给部216将树脂材料供给到基板部202上。加热部217对模211 进行加热，并对模211的转印面212所接触的树脂材料供给其硬化所需的热。控制部218按照从供给到基板部202上的树脂材料硬化开始起的时间而将机构部 215驱动以使模211升降，来对模211的转印面212和基板部202的表面的间隔进行调整； 而且，对树脂供给部216及加热部217的工作进行控制，也对树脂材料的供给量或模211的 温度等进行调节。以下，说明利用如以上构成的制造装置210的晶圆级透镜阵列200的制造工序。如图8 (A)所示，首先，由树脂供给部216将树脂材料M供给到在基板部202上配 置透镜部201的各部位。而且，如图8(B)所示，模211下降，在模211的转印面212与基板 部202的表面之间夹持有树脂材料M。树脂材料M密接于转印面212的凹的球面212a，且 凹的球面212a的形状被转印到树脂材料Μ。此时，在转印面212和基板部202的表面之间 残留若干的间隙G。其次，由加热部217对模211进行加热，对该转印面212的凹的球面212a所接触的树脂材料M供给热。由此，在凹的球面212a的形状已被转印的状态下使树脂材料M硬化。 在凹的球面212a与基板部202的表面之间的所夹持的树脂材料M会形成在表面具有凸的 球面的透镜面203的透镜部201。在此，如图8(C)所示，在树脂材料M硬化的过程中，在树脂材料M会产生收缩，树 脂材料M的收缩力在模211的转印面212的凹的球面212a和树脂材料M要分离的方向上 发挥作用(在图8(C)中，为了说明树脂材料M的收缩力的作用方向，方便起见表示了转印 面212的凹的球面212a和树脂材料M隔开的状态，但是优选不隔开而维持转印面212的凹 的球面212a和树脂材料M的密接)。控制部218存储有所预先测量的树脂材料M的厚度 的经时变化量(也称随时间变化量)，根据所存储的经时变化量，按照从树脂材料M硬化开 始起的时间、即从基于加热部217的模211加热开始起的时间，驱动机构部215并使模211 下降。伴随于此，如图8(D)所示，发挥以下作用，即，转印面212和基板部202的表面的间 隔被缩小，在模仿真转印面212的凹的球面212a而使树脂材料M变形的同时，维持凹的球 面212a和树脂材料M的密接。这样，即使由于与树脂材料M的硬化相伴的收缩，也可将凹 的球面212a和树脂材料M的密接加以维持，并将凹的球面212a的形状正确地转印。由此， 由树脂材料M可精度良好地形成透镜部201。在上述的例子中，以形成晶圆级透镜阵列200的透镜部201的树脂材料M为热硬 化性树脂为例进行了说明，但是也可以设为光硬化性树脂。而且，在维持模211的转印面 212和树脂材料M的密接时，根据所预先测量的树脂材料M的厚度的经时变化量，对应从树 脂材料M硬化开始起的时间将模211的转印面212和基板部202的表面的间隔缩小，但是 代替此，也可以与图3所示的晶圆级透镜阵列100的制造装置110同样，设置对通过与树脂 材料的接触而作用于模211的转印面212的压力进行检测的压力传感器，在树脂材料M硬 化的过程中按照所预先设定的设定压力由压力传感器检测的方式将模211的转印面212和 基板部202的表面的间隔缩小。而且，在图3所示的晶圆级透镜阵列100的制造装置110中，在维持第1模111的 转印面112及第2模113的转印面114与树脂材料M的密接时，也可以与图7所示的晶圆级 透镜阵列200的制造装置210同样地根据所预先测量的树脂材料M的厚度的经时变化量， 按照从树脂材料M硬化开始起的时间而将两转印面112、114的间隔缩小。在图3所示的晶圆级透镜阵列100的制造装置110及图7所示的晶圆级透镜阵列 200的制造装置210中所使用的模111、113、211，通过使用具有与晶圆级透镜阵列相同的表 面形状的母版而被形成，例如将母版浸渍于镀镍液，在其中使镍析出或堆积于母版的表面， 根据所谓的电铸而形成。以下，对母版进行说明。在图9表示作为具有按1维或2维排列的且由树脂材料构成的多个透镜部的造型 物的一例的晶圆级透镜阵列的母版。图9所示的母版300是图6所示的晶圆级透镜阵列 200的母版、且具有基板部302和在基板部302的表面以预定间距按2维排列的多个曲面部 301。包括相当于曲面部301的表面的曲面303的母版300的表面的形状被设为与图6的 晶圆级透镜阵列200的上侧的表面形状相同。S卩，母版300的曲面部301的曲面303被设 为与晶圆级透镜阵列200的透镜部201的透镜面203相同的凸的球面。母版300的曲面部 301的曲面303是相当于晶圆级透镜阵列200的透镜部201的透镜面203的曲面，以后，将 母版300的曲面部301及其曲面303分别称为母版300的透镜部及其透镜面。
基板部302由氧化铝等的陶瓷或玻璃等形成。而且，透镜部303由树脂材料形成 且与基板部302的表面接合。作为形成透镜部303的树脂材料，例如使用热硬化性的环氧 树脂或丙烯酸树脂、或者光硬化性的环氧树脂或丙烯酸树脂等。另外，母版坯料300的透镜 部301及基板部302并非是作为光学要素发挥功能的，所以形成母版300的透镜部301或 基板部302的树脂材料不是光透射性的树脂材料也可。图10表示制造母版300的制造装置的一例。另外，以作为形成透镜部301的树脂 材料而使用热硬化性树脂为例进行说明。图10所示的制造装置310具备有模311、机构 部315、树脂供给部316、加热部317、控制部318。模311具有与母版300的多个透镜部301中的一部分的透镜部301的透镜面303 所匹配的转印面，在图示的例子中，具有与1个透镜部301的透镜面303所匹配的转印面 312。透镜部301的透镜面303为凸的球面，所以在转印面312设置有1个与透镜面303相 反形状的凹的球面312a。该转印面312例如通过对模施以切削加工、磨削加工等适当的加 工而被形成。模311按照转印面312与固定在底座320的基板部302的表面对置的方式配置， 并由机构部315支承。机构部315使模311升降，以使模311的转印面312和基板部302 的表面的间隔缩小或扩大，并且使模311沿基板部302的表面以预定间距纵横移动。树脂 供给部316跟随由机构部315移动的模311，将树脂材料供给到在基板部302上由模311的 转印面312覆盖的部位。加热部317对模311进行加热，对与模311的转印面312接触的 树脂材料供给其硬化所需的热。控制部318按照从树脂材料硬化开始起的时间将机构部315驱动而使模311升 降，对模311的转印面312和基板部302的表面的间隔进行调整；而且，对树脂供给部316 及加热部317的工作进行控制，也对树脂材料的供给量或模的温度等进行调节。以下，说明利用如以上构成的制造装置310的母版300的制造工序。如图Il(A)所示，首先，从树脂供给部316将树脂材料M供给到基板部302上。其 后，如图Il(B)所示，使模311下降，在模311的转印面312与基板部302的表面之间夹持 有树脂材料M。树脂材料M与转印面312的凹的球面312a密接，凹的球面312a的形状就被 转印到树脂材料M。此时，在转印面312与基板部302的表面之间残留若干的间隙G。其次，由加热部317对模311进行加热，对与该转印面312的凹的球面312a接触的 树脂材料M供给热。由此，在凹的球面312a的形状已被转印的状态下使树脂材料M硬化。 在凹的球面312a与基板部302的表面之间所夹持的树脂材料M就形成在表面具有凸的球 面的透镜面303的透镜部301。在此，如图Il(C)所示，在树脂材料M硬化的过程中，在树脂材料M会产生收缩，树 脂材料M的收缩力在模311的转印面312的凹的球面312a和树脂材料M要分离的方向上 发挥作用(在图Il(C)中，为了说明树脂材料M的收缩力的作用方向，方便起见表示了转印 面312的凹的球面312a和树脂材料M隔开的状态，但是优选不隔开而维持转印面312的凹 的球面312a和树脂材料M的密接)。控制部318存储所预先测量的树脂材料M的厚度的经 时变化量，根据所存储的经时变化量，按照从树脂材料M硬化开始起的时间将机构部315驱 动而使模311下降。伴随于此，如图Il(D)所示，按以下方式发挥作用S卩，转印面312和基 板部302的表面的间隔被缩小，在仿真转印面312的凹的球面312a而使树脂材料M变形的同时，维持凹的球面312a和树脂材料M的密接。这样，即使由于与树脂材料M的硬化相伴 的收缩，也可将凹的球面312a和树脂材料M的密接加以维持，并将凹的球面312a的形状正 确地转印。由此，由树脂材料M精度良好地形成透镜部301。树脂材料M的硬化所需的时间经过之后，控制部318通过驱动机构部315而使模 311上升、且沿基板部302的表面以预定间距使模311纵横移动。以后，将上述的树脂材料 M的供给、模311的下降以及树脂材料M的硬化的工序反复进行，在基板部302的表面形成 多个透镜部301而制造母版300。在上述的例子中，以形成母版300的透镜部301的树脂材料是热硬化性树脂为例 进行了说明，但是也可以设为光硬化性树脂。而且，在维持模311的转印面312和树脂材料 M的密接时，根据所预先测量的树脂材料M的厚度的经时变化量，按照从树脂材料M硬化开 始起的时间将模311的转印面312和基板部302的表面的间隔缩小，但代替此，也可以与图 3所示的晶圆级透镜阵列100的制造装置110同样，设置对与树脂材料的接触而作用于模 311的转印面312的压力进行检测的压力传感器，并在树脂材料M硬化的过程中将模311的 转印面312和基板部302的表面的间隔缩小，以使所预先设定的设定压力由压力传感器检 测出。如上说明，本说明书所公开的造型物的制造方法中，该造型物具有按1维或2维排 列的多个透镜部和将该透镜部相互连结的基板部，并且该透镜部及该基板部由树脂材料一 体形成；且该造型物的制造方法中，在与上述造型物的一方的表面整合的第1模的转印面 和与该造型物的相反侧的表面整合的第2模的转印面之间使上述树脂材料硬化，根据伴随 上述树脂材料的硬化的收缩，而使上述第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔缩小， 并且该第1模的转印面及该第2模的转印面和上述树脂材料的密接得以维持。根据该制造 方法，即使由于伴随树脂材料的硬化的收缩，也可维持模的转印面和树脂材料的密接，并将 模的转印面的形状正确地转印。由此，可以精度良好地形成由树脂材料构成的透镜部。而且，本说明书所公开的造型物的制造方法中，设置对在上述第1模的转印面或 上述第2模的转印面所作用的压力进行检测的压力传感器，并在上述树脂材料硬化的过程 中，按照所预先设定的设定压力由上述压力传感器检测出的方式，将上述第1模的转印面 和上述第2模的转印面的间隔缩小。根据该制造方法，可以根据伴随树脂材料的硬化的收 缩，适当地缩小第1模的转印面和第2模的转印面的间隔，并维持两转印面和树脂材料的密 接。而且，本说明书所公开的造型物的制造方法中，上述树脂材料变得越硬上述设定 压力就越高。根据该制造方法，可以对逐渐硬化的树脂材料更正确地转印模的转印面的形 状。而且，本说明书所公开的造型物的制造方法中，根据所预先测量的上述树脂材料 的厚度的经时变化量，按照从该树脂材料硬化开始起的时间而缩小上述第1模的转印面和 上述第2模的转印面的间隔。根据该制造方法，可以根据伴随树脂材料的硬化的收缩而适 当地缩小第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔，并维持两转印面和树脂材料的密接。而且，本说明书所公开的造型物的制造方法中，该造型物具有基板部和在该基板 部的表面按1维或2维排列的多个透镜部，该透镜部由树脂材料形成；在该造型物的制造方法中，在上述透镜部的表面的模的转印面与上述基板部的表面之间使上述树脂材料硬化， 根据伴随上述树脂材料的硬化的收缩，而使上述模的转印面和上述基板部的表面的间隔缩 小，并维持该模的转印面和上述树脂材料的密接。根据该制造方法，即使由于伴随树脂材料 的硬化的收缩，也可维持模的转印面和树脂材料的密接，并将模的转印面的形状正确地转 印。由此，可以精度良好地形成由树脂材料构成的透镜部。而且，本说明书所公开的造型物的制造方法中，设置对在上述模的转印面所作用 的压力进行检测的压力传感器，并在上述树脂材料硬化的过程中按照所预先设定的设定压 力由上述压力传感器检测出的方式将上述模的转印面和上述基板部的间隔缩小。根据该制 造方法，可以根据伴随树脂材料的硬化的收缩，适当地将模的转印面和基板部的表面的间 隔缩小，并维持模的转印面和树脂材料的密接。而且，本说明书所公开的造型物的制造方法中，上述树脂材料变得越硬上述设定 压力就越高。根据该制造方法，可以对逐渐硬化的树脂材料更正确地转印模的转印面的形 状。而且，本说明书所公开的造型物的制造方法中，根据所预先测量的上述树脂材料 的厚度的经时变化量，按照从该树脂材料硬化开始起的时间而将上述模的转印面和上述基 板部的表面的间隔缩小。根据该制造方法，可以根据伴随树脂材料的硬化的收缩，适当地缩 小模的转印面和基板部的表面的间隔，并维持模的转印面和树脂材料的密接。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置中，该造型物具有按1维或2维状排列 的多个透镜部和将该透镜部相互连结的基板部，并且该透镜部及该基板部由树脂材料一体 形成，该造型物的制造装置具备第1模及第2模，该第1模具有与上述造型物的一方的表 面整合的转印面，该第2模具有与该造型物的相反侧的表面整合的转印面；机构部，按照使 上述第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔缩小的方式，使该第1模及该第2模相 对移动；控制部，根据在上述第1模的转印面和上述第2模的转印面之间被硬化的上述树脂 材料的硬化所伴随的收缩，驱动上述机构部。根据该制造装置，即使由于伴随树脂材料的硬 化的收缩，也可维持模的转印面和树脂材料的密接，并将模的转印面的形状正确地转印。由 此，可以精度良好地形成由树脂材料构成的透镜部。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置还具备用于对在上述第1模的转印面 或上述第2模的转印面所作用的压力进行检测的压力传感器，上述控制部按照在上述树脂 材料硬化的过程中由上述压力传感器检测出的压力成为预先设定的设定压力的方式，驱动 上述机构部。根据该制造装置，可以根据伴随树脂材料的硬化的收缩，适当地缩小第1模的 转印面和第2模的转印面的间隔，并维持两转印面和树脂材料的密接。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置中，上述树脂材料变得越硬上述设定 压力被设定得越高。根据该制造装置，可对逐渐硬化的树脂材料更正确地转印模的转印面 的形状。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置中，根据预先测量的上述树脂材料的 厚度的经时变化量，按照从该树脂材料硬化开始起的时间而将上述机构部驱动。根据该制 造装置，可以根据伴随树脂材料的硬化的收缩，适当地缩小第1模的转印面和上述第2模的 转印面的间隔，并维持两转印面和树脂材料的密接。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置中，该造型物具有基板部和在该基板
13部的表面按1维或2维排列状的多个透镜部，该透镜部由树脂材料形成，其中，该造型物的 制造装置具备模，具有与上述透镜部的表面整合的转印面，且按使该转印面与上述基板部 的表面对置的方式配置；机构部，按照上述模的转印面和上述基板部的表面的间隔缩小的 方式，使该模移动；控制部，根据在上述模的转印面与上述基板部的表面之间被硬化的上述 树脂材料的硬化所伴随的收缩，驱动上述机构部。根据该制造装置，即使由于伴随树脂材料 的硬化的收缩，也可维持模的转印面和树脂材料的密接，并将模的转印面的形状正确地转 印。由此，可以精度良好地形成由树脂材料构成的透镜部。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置还具备用于对在上述模的转印面所作 用的压力进行检测的压力传感器，上述控制部按照在上述树脂材料硬化的过程中由上述压 力传感器检测出的压力成为预先设定的设定压力的方式，驱动上述机构部。根据该制造装 置，可以根据伴随树脂材料的硬化的收缩，适当地缩小模的转印面和基板部的表面的间隔， 并维持模的转印面和树脂材料的密接。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置中，上述树脂材料变得越硬上述设定 压力被设定得越高。根据该制造装置，可对逐渐硬化的树脂材料更正确地转印模的转印面 的形状。而且，本说明书所公开的造型物的制造装置中，上述控制部根据预先测量的上述 树脂材料的厚度的经时变化量，按照从该树脂材料硬化开始起的时间而将上述机构部驱 动。根据该制造装置，可以根据伴随树脂材料的硬化的收缩，适当地缩小模的转印面和基板 部的表面的间隔，并维持模的转印面和树脂材料的密接。
权利要求
一种造型物的制造方法，其中，该造型物具有多个透镜部，按1维或2维排列；基板部，将该透镜部相互连结；并且上述透镜部及上述基板部由树脂材料一体形成，该造型物的制造方法中，在与上述造型物的一方的表面整合的第1模的转印面和与上述造型物的相反侧的表面整合的第2模的转印面之间，使上述树脂材料硬化，根据伴随上述树脂材料的硬化的收缩，而使上述第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔缩小，并且上述第1模的转印面及上述第2模的转印面与上述树脂材料的密接得以维持。
2.如权利要求1所述的造型物的制造方法，其特征在于，设置压力传感器，该压力传感器对在上述第1模的转印面或上述第2模的转印面所作 用的压力进行检测，在上述树脂材料硬化的过程中，按照预先设定的设定压力由上述压力传感器检测出的 方式，将上述第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔缩小。
3.如权利要求2所述的造型物的制造方法，其特征在于， 上述树脂材料变得越硬上述设定压力就越高。
4.如权利要求1所述的造型物的制造方法，其特征在于根据预先测量的上述树脂材料的厚度的经时变化量，按照从上述树脂材料硬化开始起 的时间而将上述第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔缩小。
5.一种造型物的制造方法，其中，该造型物具有基板部及多个透镜部，该多个透镜部在上述基板部的表面按1维或2维 排列，上述透镜部由树脂材料形成， 该造型物的制造方法中，在上述基板部和与上述透镜部的表面整合的模的转印面之间使上述树脂材料硬化， 根据伴随上述树脂材料的硬化的收缩，而使上述模的转印面和上述基板部的表面的间 隔缩小，并且上述模的转印面和上述树脂材料的密接得以维持。
6.如权利要求5所述的造型物的制造方法，其特征在于，设置压力传感器，该压力传感器对在上述模的转印面所作用的压力进行检测， 在上述树脂材料硬化的过程中，按照预先设定的设定压力由上述压力传感器检测出的 方式，将上述模的转印面和上述基板部的表面的间隔缩小。
7.如权利要求6所述的造型物的制造方法，其特征在于， 上述树脂材料变得越硬上述设定压力就越高。
8.如权利要求7所述的造型物的制造方法，其特征在于，根据预先测量的上述树脂材料的厚度的经时变化量，按照从上述树脂材料硬化开始起 的时间而将上述模的转印面和上述基板部的表面的间隔缩小。
9.一种造型物的制造装置，该造型物具有多个透镜部，按1维或2维状排列；基板部， 将上述透镜部相互连结，并且上述透镜部及上述基板部由树脂材料一体形成，其中，该造型物的制造装置具备第1模及第2模，该第1模具有与上述造型物的一方的表面整合的转印面，该第2模具有与上述造型物的相反侧的表面整合的转印面；机构部，按照使上述第1模的转印面和上述第2模的转印面的间隔缩小的方式，使上述 第1模及上述第2模相对移动；控制部，根据与在上述第1模的转印面和上述第2模的转印面之间被硬化的上述树脂 材料的硬化所伴随的收缩，驱动上述机构部。
10.如权利要求9所述的造型物的制造装置，其特征在于， 还具备压力传感器，对在上述第1模的转印面或上述第2模的转印面所作用的压力进行检测， 上述控制部按照在上述树脂材料硬化的过程中由上述压力传感器检测出的压力成为 预先设定的设定压力的方式，驱动上述机构部。
11.如权利要求10所述的造型物的制造装置，其特征在于， 上述树脂材料变得越硬上述设定压力被设定得就越高。
12.如权利要求9所述的造型物的制造装置，其特征在于，上述控制部根据预先测量的上述树脂材料的厚度的经时变化量，按照从上述树脂材料 硬化开始起的时间而将上述机构部进行驱动。
13.一种造型物的制造装置，该造型物具有基板部及多个透镜部，该多个透镜部在上述 基板部的表面按1维或2维排列，上述透镜部由树脂材料形成，其中，该造型物的制造装置具备模，具有与上述透镜部的表面整合的转印面，且按使该转印面与上述基板部的表面对 置的方式配置；机构部，按照上述模的转印面和上述基板部的表面的间隔缩小的方式，使上述模移动；控制部，根据在上述模的转印面和上述基板部的表面之间被硬化的上述树脂材料的硬 化所伴随的收缩，驱动上述机构部。
14.如权利要求13所述的造型物的制造装置，其特征在于， 还具备压力传感器，对在上述模的转印面所作用的压力进行检测，上述控制部按照在上述树脂材料硬化的过程中由上述压力传感器检测出的压力成为 预先设定的设定压力的方式，驱动上述机构部。
15.如权利要求14所述的造型物的制造装置，其特征在于， 上述树脂材料变得越硬上述设定压力被设定得就越高。
16.如权利要求13所述的造型物的制造装置，其特征在于，上述控制部根据预先测量的上述树脂材料的厚度的经时变化量，按照从上述树脂材料 硬化开始起的时间而将上述机构部进行驱动。
全文摘要
本发明提供一种造型物的制造方法及制造装置，精度良好地形成具有按1维或2维排列的且由树脂材料构成的多个透镜部的造型物之各透镜部。具有按1维或2维排列的多个透镜部(101)、将该透镜部(101)相互连结的基板部(102)，并且该透镜部及该基板部由树脂材料一体形成的晶圆级透镜阵列(100)按照以下方式被制造，即，在该晶圆级透镜阵列(100)的一方的表面所整合的第1模(111)的转印面(112)与相反侧的表面所整合的第2模(113)的转印面(114)之间使软化的树脂材料(M)硬化，根据树脂材料的硬化所伴随的收缩，而使第1模(111)的转印面(112)及第2模(113)的转印面(114)的间隔缩小，并且第1模(111)的转印面(112)及第2模(113)的转印面(114)与树脂材料(M)的密接得以维持。
文档编号G02B3/00GK101887135SQ20101016564
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月23日 优先权日2009年5月14日
发明者中尾和广, 山田大辅 申请人:富士能株式会社;富士胶片株式会社