特許 6000654 レンズ、レンズユニット、およびレンズアレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6000654

(24)【登録日】2016年9月9日

(45)【発行日】2016年10月5日

(54)【発明の名称】レンズ、レンズユニット、およびレンズアレイ

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20060101AFI20160923BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20160923BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/02 B

   G02B7/02 A

   G02B3/00

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-122478(P2012-122478)

(22)【出願日】2012年5月29日

(65)【公開番号】特開2013-246427(P2013-246427A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2014年1月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】重光 学道

(72)【発明者】

【氏名】花戸 宏之

【審査官】 榎本 吉孝

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０６９４９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３４１４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０２３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２２０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８４６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３８８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２７９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１９１０１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−１２９１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１８０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０１１８１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０２ − ７／１６

Ｇ０２Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有効口径の外周部に、光軸と平行に突出する突出部が設けられているレンズであって、
上記光軸と平行であって該光軸に対する法線方向に延びる断面に関し、上記突出部の側面が円弧からなり、
上記突出部に光が入射し、
上記レンズは、両面に上記突出部が設けられており、
上記突出部は、上面および側面を備え、
上記レンズの一方の面に設けられている上記側面の径は、上記一方の面と逆側の面である上記レンズの他方の面に設けられている上記側面の径より大きく、
上記他方の面に設けられている上記突出部の上面は、上記一方の面に設けられている上記突出部の側面における、該側面に隣接する有効口径側の端部よりも、該光軸から離れる方向に延在しており、
上記断面に関し、
上記一方の面に設けられている上記突出部の側面における、該側面に隣接する有効口径側の端部と、
上記他方の面に設けられている上記突出部の側面における、該側面に隣接する有効口径と反対側の端部とは、上記法線方向に１０μｍ以上離されていることを特徴とするレンズ。

【請求項2】

上記突出部は、上記光軸を中心として回転対称に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項3】

請求項１または２に記載のレンズを２枚以上備えていることを特徴とするレンズユニット。

【請求項4】

ウエハに複数のレンズが成形されてなるレンズアレイであって、
上記レンズは、請求項１または２に記載のレンズであることを特徴とするレンズアレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ、複数のレンズを組み合わせて構成されたレンズユニット、およびウエハに複数のレンズが成形されてなるレンズアレイに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、小型の情報端末の市場が拡大している。そして、該情報端末の多くに、撮像機器が搭載されている。該撮像機器は、需要の拡大に伴い、小型化および高精度化が進んでいる。このため、該撮像機器のカメラモジュールに搭載されるレンズユニットに関しても、高精度の組み立てが求められている。こうした状況から、ウエハレベルレンズに代表されるレンズユニットの大量生産に係る技術、および高精度に複数のレンズを組み合わせてレンズユニットを構成する技術の開発が盛んになっている。

【0003】

高精度に複数のレンズを組み合わせてレンズユニットを構成するためには、複数のレンズ同士を適切に位置合わせすることが重要である。

【0004】

特許文献１には、円錐面を有する突出部分が設けられたコバと、レンズの有効口径の部分とが一体的に設けられたレンズが開示されている。さらに円錐受面を鏡筒に設け、コバの円錐面と鏡筒の円錐受面とを係合させることにより、レンズと鏡筒との相対的な位置決めを行うことが可能となる。また、さらに円錐面を別のレンズに設け、コバおよび別のレンズの円錐面同士を係合させることにより、これらのレンズの相対的な位置決めを行うことが可能となる。

【0005】

特許文献２および３には、複数のレンズのそれぞれについて、光軸を中心とした錐面を有する突出部分をコバに設け、これらの錐面同士を面当接させることにより、これらのレンズの光軸方向における位置決めを行う技術が開示されている。

【0006】

しかしながら、特許文献１〜３に開示されている技術では、レンズ等の製造プロセスが複雑になる虞が大きい。

【0007】

すなわち、特許文献１に開示されている技術では、コバの円錐面および鏡筒の円錐受面の相対的な形状が、位置決めの精度に大きく影響する。このため、コバの円錐面および鏡筒の円錐受面の製造公差を極めて厳密にする必要があり、極めて高精度のレンズの成形が要求される。別のレンズに円錐面を設ける場合についても同様である。

【0008】

同様に、特許文献２および３に開示されている技術では、複数のレンズに設けられた各錐面の相対的な形状が、位置決めの精度に大きく影響する。このため、各錐面の製造公差を極めて厳密にする必要があり、極めて高精度のレンズの成形が要求される。

【0009】

一方、レンズに光を照射することによって得られた像に基づいて、レンズの位置決めを行う技術により、製造プロセスが複雑になる虞を低減することが可能であると考えられる。

【0010】

上記技術の一例として、特許文献４には、コバにコバ反射斜面部が設けられているレンズが開示されている。レンズを透過した光による像では、コバ反射斜面部に対応する部分と、それ以外に対応する部分との間にコントラスト差を生じる。特許文献４に開示されている技術では、このコントラスト差を、レンズの位置決めに利用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１２−２２０７４号公報（２０１２年２月２日公開）

【特許文献2】特開２００６−８４６２１号公報（２００６年３月３０日公開）

【特許文献3】特開２００５−３３８８６９号公報（２００５年１２月８日公開）

【特許文献4】特開２０１１−２２７９７３号公報（２０１１年１１月１０日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

特許文献４に係るレンズに設けられたコバ反射斜面部は、傾斜こそしているが、平坦な面である。このことに起因して、特許文献４に開示されている技術では、下記の問題が発生する。

【0013】

まず、被成形物（樹脂等）にレンズを成形するための金型に、コバ反射斜面部の成形部分を形成する場合、先端径の小さな金型加工刃（ボールエンドミル等）を適用する必要がある。この結果、特許文献４に開示されている技術では、金型の製造が困難であるという問題が発生する。

【0014】

また、コバ反射斜面部が平坦な面である場合、コバ反射斜面部を透過した光は収束または発散されるわけではない。この結果、上記コントラスト差が不十分となり、レンズの位置決めが不正確または困難となる虞がある。

【0015】

なお、上記コントラスト差を十分得るためには、コバ反射斜面部の領域を大きくする必要がある。しかしながら、コバ反射斜面部の領域を大きくすると、コバの設計の自由度が低下することになり、レンズの光学特性を改善したり、位置決めのために他の部材と当接させたりする設計を採用することが困難となる。

【0016】

特許文献１〜３に開示されている技術についても、それぞれコバの円錐面または錐面におけるほとんどの領域が、平坦または略平坦な面であるため、特許文献４に開示されている技術と同様の問題が発生する。

【0017】

本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、レンズの金型の製造を容易とし、かつ、レンズの正確かつ容易な位置決めを省スペースにて実現することを可能とするレンズ、複数のレンズを組み合わせて構成されたレンズユニット、およびウエハに複数のレンズが成形されてなるレンズアレイを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明のレンズは、上記の問題を解決するために、有効口径の外周部に、光軸と平行に突出する突出部が設けられているレンズであって、上記光軸と平行であって該光軸に対する法線方向に延びる断面に関し、上記突出部の側面が円弧からなり、上記突出部に光が入射し、上記レンズは、両面に上記突出部が設けられており、上記突出部は、上面および側面を備え、上記レンズの一方の面に設けられている上記側面の径は、上記一方の面と逆側の面である上記レンズの他方の面に設けられている上記側面の径より大きく、上記他方の面に設けられている上記突出部の上面は、上記一方の面に設けられている上記突出部の側面における、該側面に隣接する有効口径側の端部よりも、該光軸から離れる方向に延在しており、上記断面に関し、上記一方の面に設けられている上記突出部の側面における、該側面に隣接する有効口径側の端部と、上記他方の面に設けられている上記突出部の側面における、該側面に隣接する有効口径と反対側の端部とは、上記法線方向に１０μｍ以上離されていることを特徴としている。

【0019】

上記の構成によれば、被成形物（樹脂等）にレンズを成形するための金型に、突出部の側面の成形部分を形成する場合、先端径の小さな金型加工刃（ボールエンドミル等）を適用することが可能となる。この結果、金型の製造を容易とすることが可能となる。

【0020】

また、上記の断面に関し、側面が円弧からなる場合、側面は、レンズとして機能するため、透過した光を収束または発散させることが可能である。この結果、レンズを透過した光による像では、側面に対応する部分と、側面以外に対応する部分との間に十分なコントラスト差が得られるため、レンズの位置決めを正確かつ容易とすることが可能となる。すなわち、レンズに照射された光は側面にて屈折し、その透過像において明暗のコントラストが得られる。このコントラストから突出部の端部を検出することが可能である。レンズの偏芯が大きい場合、一方の突出部の側面に対応する透過像と、他方の突出部の側面に対応する透過像とが重なって、コントラスト差が十分明確とならない懸念がある。上記の構成によれば、このコントラスト差の不明確さを抑制することが可能となる。この結果、一般的な測定機器によって、容易に該コントラスト差を測定することができる。

【0021】

また、上記の断面に関し、側面が円弧からなる場合、側面の領域の大きさに比して側面の形状変化量が大きくなり、より鮮明なコントラストが得られる。従って、このような側面は省スペース化が可能なものであると言える。この結果、コバ（有効口径の外周部）の設計の自由度の低下を抑制することができ、レンズの光学特性を改善したり、位置決めのために他の部材と当接させたりする設計を採用することも可能である。

【0022】

また、本発明のレンズの、上記突出部は、上記光軸を中心として回転対称に設けられているのが好ましい。

【0025】

また、本発明のレンズユニットは、本発明のレンズを２枚以上備えていることを特徴としている。また、本発明のレンズアレイは、ウエハに複数のレンズが成形されてなるレンズアレイであって、上記レンズは、本発明のレンズであることを特徴としている。

【0026】

上記の各構成によれば、レンズユニットおよびレンズアレイにおいて、本発明のレンズと同様の効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0027】

以上のとおり、本発明のレンズは、有効口径の外周部に、光軸と平行に突出する突出部が設けられているレンズであって、上記光軸と平行であって該光軸に対する法線方向に延びる断面に関し、上記突出部の側面が円弧からなる。

【0028】

従って、レンズの金型の製造を容易とし、かつ、レンズの正確かつ容易な位置決めを省スペースにて実現することが可能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施の形態に係るレンズおよびレンズユニットの構成を示す断面図、および同レンズユニットの透過像を示す平面図である。

【図2】一般的なレンズおよびレンズユニットの構成を示す断面図である。

【図3】本発明に係る、突出部の側面およびその成形部分を示す断面図である。

【図4】従来技術に係る、突出部の側面およびその成形部分を示す断面図である。

【図5】本発明のレンズ、および成形を行う金型の構成を示す断面図である。

【図6】図５に示す金型を製造する方法の具体例を示す断面図である。

【図7】光が突出部を透過する様子をグラフ形式にて示す図である。

【図8】突出部における、レンズ平面方向の位置と、形状変化量との関係を示すグラフである。

【図9】本発明の変形例に係るレンズの構成を示す断面図である。

【図10】本発明の実施の形態に係るレンズアレイの構成を示す断面図である。

【図11】本発明の変形例に係るレンズアレイの構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。

【0031】

〔従来一般的なレンズおよびレンズユニットの構成〕
まず、図２を参照して、本願が対象とするレンズおよびレンズユニットの一般的な構成について説明する。

【0032】

図２は、一般的なレンズおよびレンズユニットの構成を示す断面図である。

【0033】

図２に示す組レンズ（レンズユニット）２００は、第１レンズ（レンズ）１０１と第２レンズ（レンズ）１０２とが、接着剤１０３により接着されたものである。

【0034】

第１レンズ１０１は、一方の面にレンズとして機能する有効口径１０４ａを、他方の面にレンズとして機能する有効口径１０４ｂを備えている。また、有効口径１０４ａの外周部分は、コバ（有効口径の外周部）１０５ａであり、有効口径１０４ｂの外周部分は、コバ１０５ｂである。

【0035】

第２レンズ１０２は、一方の面にレンズとして機能する有効口径１０６ａを、他方の面にレンズとして機能する有効口径１０６ｂを備えている。また、有効口径１０６ａの外周部分は、コバ１０７ａであり、有効口径１０６ｂの外周部分は、コバ１０７ｂである。

【0036】

具体的に、第１レンズ１０１と第２レンズ１０２とは、互いの光軸が一直線となるように接着されている。なおここでは、この一直線の関係にある第１レンズ１０１の光軸と第２レンズ１０２の光軸とを総じて、組レンズの光軸である光軸Ｌａと称する。

【0037】

なお、図２では、互いに垂直な３方向である、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を定義している。Ｚ方向は、光軸Ｌａと平行な方向である。一方、Ｘ方向およびＹ方向はいずれも、光軸Ｌａに対する法線方向のうちの１つである。換言すれば、光軸Ｌａに対する法線方向とは、光軸Ｌａから延び光軸Ｌａと垂直な直線（法線）が延びている方向の総称である。

【0038】

〔本実施の形態に係るレンズおよびレンズユニットの構成〕
続いて、図１を参照して、本実施の形態に係るレンズおよびレンズユニットについて説明する。

【0039】

図１は、本実施の形態に係るレンズおよびレンズユニットの構成を示す断面図、および同レンズユニットの透過像を示す平面図である。

【0040】

なお、図１中、図２と同様または実質同様の機能を有する部材については、図１と図２とで同じ部材番号を付しており、本項において詳細な説明を省略している。以下では、図１に示す組レンズ（レンズユニット）１００における、組レンズ２００（図２参照）と異なる点についてのみ説明する。

【0041】

組レンズ１００の第１レンズ１０１は、コバ１０５ａに突出部１０８ａが設けられており、コバ１０５ｂに突出部１０８ｂが設けられている。

【0042】

突出部１０８ａおよび突出部１０８ｂは、それぞれ、コバ１０５ａおよびコバ１０５ｂにおいて、光軸Ｌａと平行に突出するように設けられていると共に、光軸Ｌａを中心として回転対称に設けられている。そして、突出部１０８ａは、上面１０９ａと側面１１０ａとを備えており、突出部１０８ｂは、上面１０９ｂと側面１１０ｂとを備えている。

【0043】

上面１０９ａは、突出部１０８ａの頂点を含む平面であり、上面１０９ｂは、突出部１０８ｂの頂点を含む平面である。側面１１０ａは、上面１０９ａにおける有効口径１０４ａ側の縁から突出部１０８ａ全体における有効口径１０４ａ側の縁までの領域である。側面１１０ｂは、上面１０９ｂにおける有効口径１０４ｂ側の縁から突出部１０８ｂ全体における有効口径１０４ｂ側の縁までの領域である。

【0044】

組レンズ１００の第２レンズ１０２は、コバ１０７ａに突出部１１１ａが設けられており、コバ１０７ｂに突出部１１１ｂが設けられている。

【0045】

突出部１１１ａおよび突出部１１１ｂは、それぞれ、コバ１０７ａおよびコバ１０７ｂにおいて、光軸Ｌａと平行に突出するように設けられていると共に、光軸Ｌａを中心として回転対称に設けられている。そして、突出部１１１ａは、上面１１２ａと側面１１３ａとを備えており、突出部１１１ｂは、上面１１２ｂと側面１１３ｂとを備えている。

【0046】

上面１１２ａは、突出部１１１ａの頂点を含む平面であり、上面１１２ｂは、突出部１１１ｂの頂点を含む平面である。側面１１３ａは、上面１１２ａにおける有効口径１０６ａ側の縁から突出部１１１ａ全体における有効口径１０６ａ側の縁までの領域である。側面１１３ｂは、上面１１２ｂにおける有効口径１０６ｂ側の縁から突出部１１１ｂ全体における有効口径１０６ｂ側の縁までの領域である。

【0047】

そして、注目すべき点として、図１および図２に示す断面、すなわちＹ方向およびＺ方向からなる断面に関し、側面１１０ａ、側面１１０ｂ、側面１１３ａ、および側面１１３ｂはいずれも、円弧からなっている。上述したとおり、Ｚ方向は光軸Ｌａと平行な方向であり、Ｙ方向は光軸Ｌａに対する法線方向である。

【0048】

つまり、側面１１０ａ、側面１１０ｂ、側面１１３ａ、および側面１１３ｂはいずれも、光軸Ｌａと平行であって光軸Ｌａに対する法線方向に延びる断面に関し、該側面が円弧からなる。

【0049】

なお、図１には、例えば第１レンズ１０１側から、組レンズ１００に光を透過させて得られた像（透過像）の平面図をさらに示している。図１に示すとおり、側面１１０ａ、側面１１０ｂ、側面１１３ａ、および側面１１３ｂに対応する透過像の部分が暗くなり（図１中、光輪Ｒ１〜Ｒ４）組レンズ１００における他の部分に対応する透過像の部分との間にコントラスト差を生じる。光輪Ｒ１〜Ｒ４の相対的な位置が適切となるように、第１レンズ１０１および第２レンズ１０２の位置決めを行うことにより、容易に位置決めを行うことができる。換言すれば、光輪Ｒ１〜Ｒ４の相対的な位置のずれ（ずれ量）を検出することにより、第１レンズ１０１および／または第２レンズ１０２の偏芯（偏芯量）を容易に検出することができる。なお、ここで偏芯とは、第１レンズ１０１の両面間、第２レンズ１０２の両面間、または、第１レンズ１０１と第２レンズ１０２との間の、光軸のずれである。該コントラスト差の詳細については後述する。

【0050】

また、第２レンズ１０２は、両面に突出部（すなわち、突出部１１１ａおよび突出部１１１ｂ）が設けられている。ここで、上記断面に関し、側面１１３ｂにおける側面１１３ｂに隣接する有効口径１０６ｂ側の端部と、側面１１３ａにおける側面１１３ａに隣接する有効口径１０６ａと反対側の端部とは、Ｙ方向に１０μｍ以上離されているのが好ましい。図１を参照すれば、距離Ｙ１が１０μｍ以上であるのが好ましい。

【0051】

組レンズ１００の偏芯が大きい場合、側面１１３ａに対応する透過像と、側面１１３ｂに対応する透過像とが重なって、コントラスト差が十分明確とならない懸念がある。上記の構成によれば、このコントラスト差の不明確さを抑制することが可能となる。この結果、一般的な測定機器によって、容易に該コントラスト差を測定することができる。

【0052】

なお、組レンズ１００において、偏芯検出を適用する対象となるレンズまたはレンズユニットにおいて想定される偏芯量は、粗い調芯であれば５〜１０μｍ、微調整であれば１〜３μｍ程度になる。該レンズおよびレンズユニットにおいては、おおよそ１０μｍ以上の離間距離を確保する程度の物理的制約は、許容されると考えられる。

【0053】

また、通常、プラスチックレンズは射出成形により製造される。この場合、射出成形時のプラスチックの流動性が良好である形状とするために、突出部１０８ａ、突出部１０８ｂ、突出部１１１ａ、および突出部１１１ｂはいずれも、その丈が低くされる。

【0054】

図１では、レンズを２枚備えている組レンズ１００について説明を行ったが、本発明に係るレンズユニットにおけるレンズの枚数は、２枚に限定されず、３枚以上であってもよい。すなわち、本発明に係るレンズユニットは、レンズを２枚以上備えた全ての組レンズを対象とするものであると言える。

【0055】

〔突出部の側面の具体的な構造〕
図３は、突出部１０８ａの側面１１０ａおよびその成形部分を示す断面図である。

【0056】

図４は、従来技術に係る、突出部の側面およびその成形部分を示す断面図である。

【0057】

なお、本項では便宜上、突出部１０８ａに関してのみ説明を行うが、突出部１０８ｂ、突出部１１１ａ、および突出部１１１ｂについても、突出部１０８ａと同様のことが言える。

【0058】

図３に示すとおり、図１および図２に示す断面、すなわちこれらの図のＹ方向およびＺ方向からなる断面に関し、側面１１０ａは、円Ｃ１の円弧からなっており、その他の形状を含んでいない。

【0059】

一方、図４に示す突出部２０８ａは、図３に示す上面１０９ａと実質同一の構成である上面２０９ａと、側面１１０ａと異なり、傾斜こそしているが略平坦な面である側面２１０ａとを備えている。

【0060】

突出部２０８ａにおいて、側面２１０ａは、上面２０９ａとの境目およびその近傍にて若干丸みを帯びているに過ぎず、上記の断面（図３と同じ断面）に関し、該境目およびその近傍というごくわずかな領域にて円Ｃ２の円弧を含んでいるに過ぎない。

【0061】

突出部１０８ａのサイズと突出部２０８ａのサイズとが同じである場合、円Ｃ２より円Ｃ１のほうが大きいことは明らかである。また、側面１１０ａは、側面２１０ａと異なり、上記の断面に関し、円弧でない部分を含んでいない。

【0062】

〔金型の製造の容易化〕
図５は、第１レンズ１０１、および成形を行う金型３０１の構成を示す断面図である。

【0063】

図６は、金型３０１を製造する方法の具体例を示す断面図である。

【0064】

なお、本項では便宜上、第１レンズ１０１に関してのみ説明を行うが、第２レンズ１０２についても、第１レンズ１０１と同様のことが言える。

【0065】

金型３０１は、被成形物（樹脂等）に第１レンズ１０１を成形するものである。図５に示すとおり、金型３０１は、一方の面に、有効口径１０４ａを成形する成形部３０４ａ、コバ１０５ａを成形する成形部３０５ａ、上面１０９ａを成形する成形部３０９ａ、および側面１１０ａを成形する成形部３１０ａを備えている。また、図５に示すとおり、金型３０１は、他方の面に、有効口径１０４ｂを成形する成形部３０４ｂ、コバ１０５ｂを成形する成形部３０５ｂ、上面１０９ｂを成形する成形部３０９ｂ、および側面１１０ｂを成形する成形部３１０ｂを備えている。

【0066】

金型３０１における上記一方の面を製造する際、ここではボールエンドミルである金型加工刃３０２を用いて、図６に示すように、該一方の面の原型となる金属（図示しない）を加工する。

【0067】

すなわち、まず上記金属を平坦にする（図６中の（１））。続いて、該平坦な部分の一部に窪みを設けることにより成形部３０９ａを形成しつつ、成形部３０９ａの終端にて、金型加工刃３０２または該金属を該平坦な部分と垂直な方向に回転させながら該金属と金型加工刃３０２とを沿わせることにより成形部３１０ａを形成する（図６中の（２））。最後に、該平坦な部分の別の一部に成形部３０４ａを形成する（図６中の（３））。成形部３０４ａ、成形部３０９ａ、または成形部３１０ａのいずれにも加工されていない、残りの該平坦な部分が、成形部３０５ａとなる。

【0068】

上記の構成によれば、金型３０１に、成形部３１０ａを形成する場合、先端径の大きな金型加工刃３０２を適用することが可能となる。この結果、金型３０１の製造を容易とすることが可能となるため、生産性の向上が見込める。

【0069】

ここまでは、金型３０１における上記一方の面に関してのみ説明を行ったが、金型３０１における上記他方の面に関しても同様である。

【0070】

〔コントラストの向上および省スペース化〕
図７は、光が突出部を透過する様子をグラフ形式にて示す図である。

【0071】

図８は、突出部における、レンズ平面方向の位置と、形状変化量との関係を示すグラフである。

【0072】

図７に示すグラフにおいて、横軸はレンズ平面方向（一般的には、光軸に対する法線方向）の位置であり、縦軸は光軸方向の位置である。レンズ平面方向と光軸方向とが垂直であることは言うまでも無い。

【0073】

レンズ４０１は、第１レンズ１０１および第２レンズ１０２のいずれかであり、便宜上、一方の面の突出部４０２を構成する、上面４０３および側面４０４のみを図示したものである。すなわち、側面４０４は、側面１１０ａ、側面１１０ｂ、側面１１３ａ、および側面１１３ｂのいずれかである。

【0074】

突出部４０２に光が入射されたとき、上面４０３に入射された光はほとんど屈折しない一方、側面４０４に入射された光は上面４０３側、すなわち図７の紙面左側に屈折する。

【0075】

さらに、側面４０４は、凸レンズとして機能するため、透過した光、すなわち上面４０３側に屈折する光を収束させる。この結果、レンズ４０１を透過した光による像では、側面４０４に対応する部分（図７中の暗領域Ｄ１）と、側面４０４以外に対応する部分（図７中の明領域Ｂ１）との間に十分なコントラスト差が得られるため、レンズ４０１の位置決めを正確かつ容易とすることが可能となる。

【0076】

すなわち、レンズ４０１に照射された光は側面４０４にて屈折し、その透過像において明暗のコントラストが得られる。このコントラストから突出部４０２の端部を検出することが可能である。

【0077】

図８に示すグラフにおいて、横軸はレンズ平面方向の位置であり、縦軸は光軸方向の形状変化量である。

【0078】

図８に示す領域４０３´は、上面４０３と１対１に対応する、上面４０３における、レンズ平面方向の位置に対する光軸方向の形状変化量を示している。図８に示す領域４０４´は、側面４０４と１対１に対応する、側面４０４における、レンズ平面方向の位置に対する光軸方向の形状変化量を示している。

【0079】

領域４０３´および領域４０４´から分かるように、側面４０４における、上面４０３と反対側（図８の紙面右側）の端部において、上記形状変化量が顕著に大きくなっている。これにより、該形状変化量が大きい側面４０４の部分において光をより収束させることが可能となるため、暗領域Ｄ１と明領域Ｂ１との区別を明確化し、これらの十分なコントラスト差を得ることができる。

【0080】

〔レンズの変形例〕
図９は、変形例に係るレンズの構成を示す断面図である。

【0081】

図９に示す第１レンズ１０１´は、第１レンズ１０１の変形例である。第１レンズ１０１´は、側面１１０ａのかわりに側面１１０ａ´を備えており、側面１１０ｂのかわりに側面１１０ｂ´を備えている点を除けば、第１レンズ１０１と同じものである。

【0082】

図１および図２に示す断面、すなわちＹ方向およびＺ方向からなる断面に関し、側面１１０ａおよび側面１１０ｂは、外側へ膨らむ円弧からなっていたが、側面１１０ａ´および側面１１０ｂ´は、内側へくびれる円弧からなっている。

【0083】

なお、図９には、被成形物（樹脂等）に第１レンズ１０１´を成形する金型３０１´を併せて示している。第１レンズ１０１´と同様に、金型３０１´は、成形部３１０ａのかわりに成形部３１０ａ´を備えており、成形部３１０ｂのかわりに成形部３１０ｂ´を備えている点を除けば、金型３０１と同じものである。上記の断面に関し、成形部３１０ａおよび成形部３１０ｂは、内側へくびれる円弧からなっていたが、成形部３１０ａ´および成形部３１０ｂ´は、外側へ膨らむ円弧からなっている。

【0084】

上記の構成によっても、金型の製造を容易にすることが可能である。

【0085】

〔レンズアレイ〕
図１０は、本実施の形態に係るレンズアレイの構成を示す断面図である。

【0086】

図１０に示すレンズアレイ５００は、ウエハに複数の第１レンズ１０１が成形されてなるレンズアレイである。なお、図１０には、被成形物（樹脂等）にレンズアレイ５００を成形するための金型５０１をさらに示している。

【0087】

大量一括成形による高い生産方法および、その生産性から熱硬化性樹脂を用いた耐熱レンズを作製する方法としてウエハレベルレンズプロセスがある。複数の型で形成した空間に樹脂を流し込むことで成形を行う射出成形に対して、ウエハレベルレンズプロセスでは、図１０に示すように、アレイ状となった一体金型２対を用いて形状を転写して、レンズアレイ５００を製造する。

【0088】

ウエハレベルレンズプロセスでは、射出成形ほど樹脂の流動性を考慮する必要が無く、サグ量の大きな形状を適用可能である。

【0089】

なお、図１０には、ウエハに複数の第１レンズ１０１が成形されている例について説明を行ったが、これに限定されず、第２レンズ１０２であってもよいし、それ以外のレンズであってもよい。また、１つのレンズアレイに成形されるレンズが１種類であることは、必須でない。

【0090】

個々のレンズに検出パターン（すなわち、突出部の側面）を設けず、レンズと同ピッチもしくはレンズとの相対関係の判る位置に該検出パターンを配置することで、レンズアレイの調芯操作を容易に行うことができる（図１１参照）。

【0091】

すなわち、図１１に示すレンズアレイ６００は、レンズとしてのレンズ光学面６０１がアレイ状に複数成形されている。そして、複数のレンズ光学面６０１の外周に、偏芯検出パターン６０２を備えている。偏芯検出パターン６０２は、少なくとも１つのレンズ光学面６０１の光軸と平行であって該光軸に対する法線方向に延びる断面（紙面と垂直な方向）に関し、円弧からなる（突出部の）側面、すなわち、例えば側面１１０ａと同様の構造を有している。

【0092】

本発明の特徴点は、下記のように解釈することもできる。

【0093】

レンズにおける少なくとも１面は、その外周に、レンズの光軸と平行に突出する突出部が形成されている。突出部は、突出部の頂点を含む平面である頂部と、頂部におけるレンズ側の縁から突出部におけるレンズ側の縁までの領域である側部とからなり、レンズの光軸に対する法線に沿って延びるレンズの光軸と平行な側部の断面の輪郭は、円弧からなる。

【0094】

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】

【0095】

本発明は、レンズ、複数のレンズを組み合わせて構成されたレンズユニット、およびウエハに複数のレンズが成形されてなるレンズアレイに利用することができる。

【符号の説明】

【0096】

１００ 組レンズ（レンズユニット）
１０１ 第１レンズ（レンズ）
１０２ 第２レンズ（レンズ）
１０４ａ 有効口径
１０４ｂ 有効口径
１０５ａ コバ（有効口径の外周部）
１０５ｂ コバ
１０６ａ 有効口径
１０６ｂ 有効口径
１０７ａ コバ
１０７ｂ コバ
１０８ａ 突出部
１０８ｂ 突出部
１１０ａ 側面
１１０ｂ 側面
１１１ａ 突出部
１１１ｂ 突出部
１１３ａ 側面
１１３ｂ 側面
４０１ レンズ
４０２ 突出部
４０４ 側面
５００ レンズアレイ
６００ レンズアレイ
６０１ レンズ光学面（レンズ）
Ｌａ 光軸
Ｙ１ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】