光学元件的制造方法以及防反射结构体的制作方法_2

文档序号:9221516阅读:来源:国知局
通过将图1A以及IB所示的光学构件阵列100等层叠并切断而形成。在此,首先说明光学构件阵列100。另外,也可以将光学构件阵列100自身用作光学元件。
[0049]光学构件阵列
[0050]如图1A以及IB所示,光学构件阵列100呈圆盘状,具有基板101、第一透镜阵列层102以及第二透镜阵列层103。光学构件阵列100具有将后述的复合透镜10呈矩阵状排列而构成一体的结构。为了便于说明,仅图示出四个复合透镜10,但实际的光学构件阵列100包括很多复合透镜10。在此,第一以及第二透镜阵列层102、103关于垂直于轴AX的XY面内的平移以及绕轴AX的旋转,以相互对准的方式而被与基板101接合。
[0051]光学构件阵列100中的基板101是沿XY面延伸的圆形平板,出于使光学构件阵列100的形状稳定的目的以及容易成形的目的而被使用。基板101由树脂、玻璃、光子晶体、以及向它们中添加了添加物的材质等形成。尤其是,优选为透光性好的玻璃、透明树脂、以及向它们中添加了添加物的材质。基板101的厚度基本上根据光学规格来确定。也可以根据清洗、表面改性等目的,对基板101的单面或双面实施等离子体、离子束、研磨、热处理、干蚀刻、湿蚀刻等表面处理。另外,也可以对基板101的单面或双面实施保护膜、抗蚀剂处理、光学薄膜的堆积等处理,还可以通过切削、模制、切割、研磨、喷砂等进行表面加工、形状加工。例如,可以通过使用黑的树脂材料的抗蚀剂处理进行可变光阑的构图等。另外,通过在基板101的单面或双面设置红外截止过滤膜,可以减少向摄像元件传送的噪声。
[0052]第一透镜阵列层102是树脂制,形成在基板101的一个面1lb上。第一透镜阵列层102考虑到成形的容易度而形成为覆盖基板101的整个面。第一透镜阵列层102具有在俯视时呈圆形的外形,具有很多第一透镜元件11。第一透镜元件11将第一透镜本体Ila和第一凸缘部Ilb作为一组。第一透镜元件11在XY面内呈二维地相互等间隔地排列。这些第一透镜元件11经由平坦的连结部Ilc 一体成形。各第一透镜元件11的形状大致相同。将第一透镜元件11与连结部Ilc合在一起的表面成为通过转印而一并成形的第一成形面102a。第一透镜本体Ila例如是非球面型的透镜部,作为光学功能部而具有凸状的第一光学面lid。S卩,第一光学面Ild具有曲面,与第一凸缘面Ilg不同,成为宏观的非平坦面。周围的第一凸缘部Iib具有向第一光学面Iid的周围扩展的平坦的第一凸缘面lig,第一凸缘部Ilb的外周也成为连结部11c。第一凸缘面Ilg与垂直于光轴OA的XY面平行地配置。
[0053]作为第一透镜阵列层102所使用的材料,例如使用热固化性树脂、热塑性树脂、光固化性树脂、有机无机杂化材料等。具体而言,作为光固化性树脂,例如有丙烯酸树脂、烯丙基树脂、环氧类树脂、氟类树脂等。作为热固化性树脂,例如有氟类树脂、有机硅树脂等。作为热塑性树脂,例如有聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃共聚物等。作为有机无机杂化材料,例如有聚酰亚胺.氧化钛杂化材料等。对于第一透镜阵列层102所使用的材料而言,特别是在考虑耐热性和作业性的便利时,优选热固化性树脂以及光固化性树脂。通过使用熔点为200°C以上的树脂或加热到200°C以上时难以产生裂纹等劣化的树脂,可以在成形后的回流(reflow)工序中抑制第一光学面Ild的劣化、后述的防反射结构体的形状、颜色等的变化。
[0054]如图2放大所示,在第一透镜元件11的第一光学面Ild上设置有防反射结构体51。另外,在图2中,实际上第一光学面Ild和防反射结构体51的边界并不明确存在,为便于说明而用虚线示出。
[0055]防反射结构体51在作为宏观的平坦面的第一光学面Ild的整个面以大致均匀的密度形成。第一光学面Iid如上所述具有曲面,若将第一光学面Ild划分为多个区域,则被分成第一区域和多个区域中的与第一区域不同的第二区域。具体而言,被分成第一区域和第二区域,相对于光轴OA面角度较小的部分Al (第一光学面Ild的顶点侧)作为第一区域,面角度较大的部分A2(第一光学面Ild的外缘侧)作为第二区域。防反射结构体51并非一并形成,而是通过至少两次制作工序而形成。具体而言,首先,在面角度较小的部分Al形成第一防反射结构体51a。此后,在面角度较大的部分A2形成第二防反射结构体51b。在本实施方式的情况下,在防反射结构体51中的第二防反射结构体51b上,几乎未残留通过防反射结构体51的制作工序而形成的第二掩模MB,但在第一防反射结构体51a上残留有第二掩模MB。
[0056]防反射结构体51在第一光学面Ild等的面内具有随机配置的微细的凹凸形状(即微细的突起密集的形状)。防反射结构体51成为如下结构:随着从入射光侧趋向光学元件中心侧、凹凸形状的体积密度增加那样的尖细结构。即,防反射结构体51将大致锥体状的微细突起聚集而成。防反射结构体51的粗糙度(Rz:十点平均粗糙度)为1nm以上100nm以下。另外,防反射结构体51的粗糙度Rz优选为50nm以上800nm以下,更优选为250nm以上SOOnm以下。防反射结构体51通过使用离子束、等离子体而形成。通常,某界面上的反射率由夹着界面的两空间的折射率之差确定,该差越大,表面反射率越增加。由于防反射结构体51是形成在第一光学面Ild上的使用波长水平以下的凹凸形状,因此,在防反射结构体51与第一光学面Ild之间,不存在折射率急剧变化的界面。由此,防反射结构体51中的折射率变化缓慢,表面反射率降低。该效果并不依赖于波长、入射角。因此,防反射结构体51与具有低折射率层等的以往类型的结构体相比,可以抑制波长依存性和角度依存性。
[0057]回到图1B,第二透镜阵列层103也同样地为树脂制,形成在基板101的另一个面1lc上。第二透镜阵列层103具有在俯视时呈圆形的外形,在XY面内呈二维地相互等间隔地排列有将第二透镜本体12a和第二凸缘部12b作为一组的很多第二透镜元件12。这些第二透镜元件12经由平坦的连结部12c —体成形。将各第二透镜元件12与连结部12c合在一起的表面成为通过转印而一并成形的第二成形面103a。第二透镜本体12a例如是非球面型的透镜部,作为光学功能部具有凹状的第二光学面12d。周围的第二凸缘部12b具有向第二光学面12d的周围扩展的平坦的第二凸缘面12g,第二凸缘部12b的外周也成为连结部12c。第二凸缘面12g与垂直于光轴OA的XY面平行地配置。在第二透镜元件12的第一光学面12d上,设置有图2放大所示的防反射结构体51。防反射结构体51与第一透镜元件11的第一光学面Ild同样地,由第一防反射结构体51a和第二防反射结构体51b构成。即,在相对于光轴OA面角度较小的部分Al形成有第一防反射结构体51a,在相对于光轴OA面角度较大的部分A2形成有第二防反射结构体51b。第二透镜阵列层103的形状、材料等与第一透镜阵列层102相同,故省略说明。
[0058]另外,在光学构件阵列100中,也可以在基板101与第一透镜阵列层102之间或者在基板101与第二透镜阵列层103之间设置光阑。在该情况下,光阑的开口部与各第一以及第二透镜本体11a、12a对准地配置。
[0059]诱镜单元
[0060]以下,参照图1C说明从光学构件阵列100被分离出的透镜单元200。
[0061]透镜单元200被用作例如摄像透镜。透镜单元200具有第一复合透镜10和第二复合透镜110。透镜单元200在将图1A以及IB所示的光学构件阵列100和其他的光学构件阵列层叠、接合后,通过切割,切割出来而得到。在此,示出切割出来之前的光学构件阵列100的图1A的虚线,示出配置于格点的很多复合透镜10的外缘。夹着各复合透镜10的边界线的复合透镜10的外侧成为连结部11c、12c。
[0062]如图1C所示,复合透镜10是方形柱状的部件,具有从光轴OA方向呈四边形的轮廓。复合透镜10具有:已经说明的第一透镜元件11、第二透镜元件12、以及被夹在它们之间的平板部13。平板部13是将基板101切割出来的部分。
[0063]第二复合透镜110与第一复合透镜10的结构大体相同,具有第一透镜元件111、第二透镜元件112、以及平板部113。
[0064]另外,透镜单元200被收纳于例如另行准备的支座,作为摄像透镜与摄像回路基板粘接。
[0065]根据以上的透镜单元200,以扩展到被第二掩模MB覆盖的基底的第一防反射结构体51a外的区域的方式形成有第二防反射结构体51b,因此,在作为宏观的非平坦面的整个第一以及第二光学面I ld、12d上,比较均匀地形成防反射结构体51。因此,第一以及第二光学面lld、12d上的反射光减少,可以抑制由反射光可能产生的重影。另外,由于防反射结构体51由与第一以及第二光学面lld、12d相同的材质形成,因此,可以防止产生膜剥落、裂纹这样的不良情况。而且,通过使用具有均质的防反射结构体51的光学构件阵列100,成为具有高精度的光学特性的透镜单元200。
[0066]光学构件阵列的制造方法
[0067]以下,参照图3以及图4对用于制造图1A等所示的光学构件阵列100的透镜制造装置的一例进行说明。透镜制造装置具有图3所示的成形装置(仅图示出成形金属模40)、以及图4所示的加工装置60。
[0068]成形装置是用于使流体状的树脂流入成形金属模40并使其固化来进行光学构件阵列100的成形的装置。虽然图示省略,但成形装置除作为主要部件的成形金属模40之外还具有:用于使成形金属模40进行移动、开闭动作等的金属模升降装置、用于将树脂涂敷在基板101上的树脂涂敷装置、用于使树脂固化的UV光产生装置、用于取出已成形的光学构件阵列100的脱模装置、以及用于驱动这些装置的控制驱动装置等。
[0069]如图3所不,成形金属模40具有:第一金属模41、第二金属模42、以及分隔件43。第一透镜阵列层102以及第二透镜阵列层103依次成形于基板101的两面101b、101c,在脱模时,第一金属模41处于在作为基板101的上侧的一个面1lb侧与第一透镜阵列层102紧贴配置的状态,第二金属模42处于在作为基板101的下侧的另一个面1lc侧与第二透镜阵列层103紧贴配置的状态。
[0070]第一金属模41用于成形光学构件阵列100的第一成形面102a。第一金属模41是例如透光性的玻璃制,具有厚壁的圆板状的外形。第一金属模41在基板101侧的端面41a具有与第一透镜阵列层102的第一成形面102a对应的第一转印面41b。即,在端面41a上形成有多个第一转印面41b。第一转印面41b包括:用于形成第一成形面102a中的第一光学面Ild的第一光学面转印面41c、以及用于形成第一凸缘面Ilg的第一凸缘面转印面41d。
[0071]第二金属模42用于成形光学构件阵列100的第二成形面103a。第二金属模42也与第一金属模41同样地是例如透光性的玻璃制,具有厚壁的圆板状的外形。第二金属模42在基板101侧的端面42a具有与第二透镜阵列层103的第二成形面103a对应的第二转印面42b。第二转印面42b包括:用于形成第二成形面103a中的第二光学面12d的第二光学面转印面42c、以及用于形成第二凸缘面12g的第二凸缘面转印面42d。
[0072]分隔件43形成光学构件阵列100的侧面100a,并且,对第一以及第二透镜阵列层102,103的厚度进行限定。分隔件43被夹在第一金属模41和第二金属模42之间,具有环状的外形。
[0073]如图4所示,加工装置60具有:真空腔61、载置台62、离子枪63、中和枪64、蒸镀装置65、气体供给部66、67、气体排出部68、以及控制部69。
[0074]真空腔61用于将加工装置60内气密地保持。在真空腔61内设置有载置台62、离子枪63、中和枪64、以及蒸镀装置65。另外,真空腔61经由端口 61a与气体供给部66、67连通,并经由端口 61b与气体排出部68连通。
[
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1