成像光学系统及成像用透镜的制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种成像光学系统及成像用透镜的制造方法。背景技术 目前,在光学透镜的制造领域,正在进行对晶圆状的玻璃基板设置多个固化性 树脂制的透镜部 ( 制作所谓 “晶圆透镜 (wafer lens)” )、将该晶圆状的玻璃基板以每个 透镜部裁断 · 片断化,将其一个一个作为成像用透镜来使用这样的尝试。 近年来,作为 应用其的技术,公开有对成像用透镜的玻璃基板形成 IR(Infrared Rays,红外线 ) 阻断涂 层的例子 ( 参照专利文献 1),记载的要旨是在玻璃基板的表背两面中的至少一侧的面形 成 IR 阻断涂层。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 :美国专利申请公开 2007/0024958 号公报发明内容 但是,根据专利文献 1 的手法,由在至少一侧的面形成 IR 阻断涂层的记载教导 在两面形成 IR 阻断涂层,但没有提及关于本发明作为课题的基板的翘曲,对于有意识地 应对该问题也未提及,由此可能因膜的应力玻璃基板发生翘曲弯曲。
因此,本发明的解决课题在于,提供一种可以抑制玻璃基板的翘曲弯曲的成像 光学系统及成像用透镜的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明涉及的上述课题,可通过以下的手段来解决。
1. 一种成像光学系统,其特征在于,其为具有在玻璃基板上形成了固化性树脂 制的透镜部的成像用透镜的成像光学系统,
具有至少 1 组以上的上述成像用透镜,
对上述玻璃基板的表背两面分别形成有 IR 阻断涂层。
2. 如上述 1 所述的成像光学系统,其特征在于,
形成于上述玻璃基板的一侧的面的 IR 阻断涂层的总膜厚 r1 与形成于上述玻璃基 板的另一侧的面的 IR 阻断涂层的总膜厚 r2 的总膜厚比率 r 满足式 (1) 的条件。
0.9≤r( = r1/r2)≤1.1...(1)
3. 如上述 1 或 2 所述的成像光学系统,其特征在于,
上述 IR 阻断涂层为将多个由低折射率材料构成的低折射率层 A 和由高折射率材 料构成的高折射率层 B 交替层叠而成的交替多层膜,
形成于上述玻璃基板的一侧的面的 IR 阻断涂层的低折射率层 A1 的总膜厚 r(A1) 与形成于所述玻璃基板的另一侧的面的 IR 阻断涂层的低折射率层 A2 的总膜厚 r(A2) 的总 膜厚比率 r(A) 满足式 (2) 的条件,并且,形成于上述玻璃基板的一侧的面的 IR 阻断涂层
的高折射率层 B1 的总膜厚 r(B1) 与形成于上述玻璃基板的另一侧的面的 IR 阻断涂层的高 折射率层 B2 的总膜厚 r(B2) 的总膜厚比率 r(B) 满足式 (3) 的条件。
0.9≤r(A)( = r(A1)/r(A2))≤1.1...(2)
0.9≤r(B)( = r(B1)/r(B2))≤1.1...(3)
4. 上述 1 ~ 3 中的任一项所述的成像光学系统,其特征在于,
在上述成像用透镜的玻璃基板上,形成设置于上述透镜部的周边的固化性树脂 制的周边部,使形成于所述玻璃基板的一侧的面的上述周边部的厚度为 t1、使形成于所 述玻璃基板的另一侧的面的上述周边部的厚度为 t2,
使形成于上述玻璃基板的一侧的面的 IR 阻断涂层的总膜厚为 r1、使形成于上述 玻璃基板的另一侧的面的 IR 阻断涂层的总膜厚为 r2 时,
满足式 (4) 或式 (5) 的条件。
t1 > t2, r1 < r2...(4)
t1 < t2, r1 > r2...(5)
5. 如上述 1 ~ 4 中的任一项所述的成像光学系统,其特征在于,
具有 2 组以上的上述成像用透镜,
上述成像用透镜中,对玻璃基板没有形成上述 IR 阻断涂层的上述成像用透镜配 置于像面侧。
6. 如上述 1 ~ 5 中的任一项所述的成像光学系统,其特征在于,
上述固化性树脂为光固化性树脂,
上述 IR 阻断涂层对波长 365nm 的光具有 50%以上的透射率。
7. 如上述 6 所述的成像光学系统,其特征在于,
上述光固化性树脂为丙烯酸类树脂或环氧树脂。
8. 一种成像用透镜的制造方法,其特征在于,具备如下工序 :
对上述玻璃基板的表背两面形成 IR 阻断涂层的工序、
在上述 IR 阻断涂层上实行硅烷偶联处理的工序、
在上述硅烷偶联处理后的上述 IR 阻断涂层上形成多个固化性树脂制的透镜部的 工序、和
以每个上述透镜部将上述玻璃基板裁断的工序。
发明的效果
根据本发明的上述手段,可以提供一种可以抑制玻璃基板的翘曲弯曲的成像光 学系统及成像用透镜的制造方法。
即,根据本发明,因为对玻璃基板的表背两面形成 IR 阻断涂层,因此向玻璃基 板的一侧的面成膜 IR 阻断涂层时的玻璃基板的翘曲,可用对另一侧的面成膜 IR 阻断涂层 时的玻璃基板的翘曲进行抵消、抑制玻璃基板的翘曲弯曲。 附图说明
图 1 是表示本发明的优选实施方式涉及的成像单元的概略构成的分解立体图。 图 2 是表示本发明的优选实施方式涉及的成像用透镜的概略构成的剖面图。 图 3 是用于说明本发明的优选实施方式涉及的成像单元的概略的制造方法的图。 图 4 是用于说明本发明的优选实施方式涉及的成像单元的概略的制造方法的 图,是图 3 的后续图。
图 5 是表示本发明的优选实施方式涉及的成像光学系统的变形例的概略剖面 图。
图 6 是表示涂层类型 I 的波长与透射率的概略关系的图。
图 7 是表示涂层类型 II 的波长与透射率的概略关系的图。
图 8 是表示涂层类型 III 的波长与透射率的概略关系的图。
图 9 是表示涂层类型 IV 的波长与透射率的概略关系的图。
图 10 是表示涂层类型 V 的波长与透射率的概略关系的图。
图 11 是表示涂层类型 VI 的波长与透射率的概略关系的图。
符号的说明
1 成像单元
2 透镜单元
21 光圈
21a 开口部 23 成像用透镜 25 间隔件 25a 开口部 26 光圈阵列 27 透镜阵列 28 间隔件阵列 4 传感器器件 5 外壳 51 圆筒部 51a 光透射孔 53 基底部 100 玻璃基板 102 表面 104 背面 110、120IR 阻断涂层 130、140 树脂部 132、142 透镜部 134、144 周边部 200 模具 202 空穴 210 光源 300、400、500 成像用透镜 310、410、510 玻璃基板320、330、420、430、520、530 树脂部具体实施方式
本发明的成像光学系统为具有在玻璃基板上形成了固化性树脂制的透镜部的成 像用透镜的成像光学系统,其特征在于,具有至少 1 组以上的上述成像用透镜,对上述 玻璃基板的表背两面分别形成有 IR 阻断涂层。 该特征为权利要求 1 至权利要求 8 涉及的 发明所通用的技术特征。
以下,一边参照附图,一边对本发明的优选实施方式进行详细的说明。
如图 1 所示,本发明的优选实施方式的成像单元 1 主要由透镜单元 2、传感器器 件 4 及外壳 5 构成,具有用外壳 5 覆盖了透镜单元 2 及传感器器件 4 的构成。
外壳 5 由圆筒状的圆筒部 51 和长方体状的基底部 53 构成。 圆筒部 51 和基底部 53 成型为一体,圆筒部 51 立设在基底部 53 上。 在圆筒部 51 的内部配置有透镜单元 2。 在圆筒部 51 的顶板部形成有圆形状的光透射孔 51a。 在基底部 53 的内部 ( 底部 ) 配置有 传感器器件 4。 作为传感器器件 4,可使用例如 CCD、 CMOS 等。
如图 1 放大图所示,透镜单元 2 主要由光圈 21、成像用透镜 23 及间隔件 25 构 成。 这些部件以在光圈 21 和间隔件 25 之间配置了成像用透镜 23 的状态相互重叠。 成像 用透镜 23 的中央部在表背两面分别呈凸状,该部位基本上发挥光学功能。 光圈 21 是调 节入射到成像用透镜 23 的光的光量的部件,在其中央部形成有圆形状的开口部 21a。 间 隔件 25 是用于调节外壳 5 的圆筒部 51 中的透镜单元 2 的配置位置 ( 高度位置 ) 的部件, 在其中央部也形成有圆形状的开口部 25a( 参照图 1 上段 )。 如图 2 所示,成像用透镜 23 具有玻璃基板 100。 在玻璃基板 100 的表面 102 上 形成有 IR 阻断涂层 110,在玻璃基板 100 的背面 104 上也形成有 IR 阻断涂层 120。 IR 阻断涂层 110、120 是用于遮蔽红外线的膜,对波长 365nm 的光具有 50%以上的透射率。 详细而言,IR 阻断涂层 110、120 是将多个由低折射率材料构成的低折射率层 A1、A2 和 由高折射率材料构成的高折射率层 B1、 B2 交替层叠了的交替多层膜。 在 IR 阻断涂层 110、120 中,优选低折射率层 A1、 A2 对玻璃基板 100 直接接触。
作为构成低折射率层 A1、A2 的低折射率材料,可使用 SiO2 等。 另一方面,作 为构成高折射率层 B1、 B2 的高折射率材料,可使用 TiO2、 Ta2O5、 Nb2O3、 ZrO2 等。 对 于 IR 阻断涂层 110、120 而言,低折射率层 A1、 A2 也可以由相互不同的材料构成,高 折射率层 B1、 B2 也可以由相互不同的材料构成。 另外, IR 阻断涂层 110、120 通常以 10 ~ 40 层左右构成,但其层数相互可以相同,也可以不同。
在成像用透镜 23 中,优选形成于玻璃基板 100 的表面 102 的 IR 阻断涂层 110 的 总膜厚 r1 与形成于玻璃基板 100 的背面 104 的 IR 阻断涂层 120 的总膜厚 r2 的总膜厚比率 r 满足式 (1) 的条件。
0.9≤r( = r1/r2)≤1.1...(1)
进而,在成像用透镜 23 中,优选形成于玻璃基板 100 的表面 102 的 IR 阻断涂层 110 的低折射率层 A1 的总膜厚 r(A1) 与形成于玻璃基板 100 的背面 104 的 IR 阻断涂层 120 的低折射率层 A2 的总膜厚 r(A2) 的总膜厚比率 r(A) 满足式 (2) 的条件,并且,形成 于玻璃基板 100 的表面 102 的 IR 阻断涂层 110 的高折射率层 B1 的总膜厚 r(B1) 与形成于
玻璃基板 100 的背面 104 的 IR 阻断涂层 120 的高折射率层 B2 的总膜厚 r(B2) 的总膜厚比 率 r(B) 满足式 (3) 的条件。
0.9≤r(A)( = r(A1)/r(A2))≤1.1...(2)
0.9≤r(B)( = r(B1)/r(B2))≤1.1...(3)
另外,如图 2 所示,在 IR 阻断涂层 110 上形成有树脂部 130。 树脂部 130 由固 化性树脂 130A 构成。 树脂部 130 具有呈凸状的透镜部 132 和覆盖其周边的周边部 134, 透镜部 132 和周边部 134 可整体成型。 与其同样,在 IR 阻断涂层 120 下也形成有树脂部 140。 树脂部 140 由固化性树脂 140A 构成。 树脂部 140 具有呈凸状的透镜部 142 和覆盖 其周边的周边部 144,透镜部 142 和周边部 144 可整体成型。
在成像用透镜 23 中,使形成于玻璃基板 100 的表面 102 侧的周边部 134 的厚度 为 t1、使形成于玻璃基板 100 的背面 104 的周边部 144 的厚度为 t2 时,在 IR 阻断涂层 110 的总膜厚 r1 和 IR 阻断涂层 120 的总膜厚 r2 的关系中,满足式 (4) 或式 (5) 的条件。
t1 > t2, r1 < r2...(4)
t1 < t2, r1 > r2...(5)
需要说明的是,玻璃基板 100 的表面 102 和背面 104 中,也可以在任何一侧设置 树脂部 130、140( 透镜部 132、142)。 在该情况下,仅在玻璃基板 100 的单侧设置透镜 部,使未设置透镜部侧的 IR 阻断涂层 (IR 阻断涂层 120) 的厚度比设置了透镜部侧的 IR 阻断涂层 ( 例如 IR 阻断涂层 110) 厚,由此可抑制成像用透镜 23 整体的应力的偏离,进 而抑制翘曲。 作为构成树脂部 130、140 的固化性树脂 130A、140A,可使用光固化性树脂, 可优选使用丙烯酸类树脂、烯丙酯树脂、环氧树脂等。 在下述中对可使用的树脂进行说 明。
(1) 丙烯酸类树脂
用于聚合反应的 ( 甲基 ) 丙烯酸酯没有特别限定,可以使用通过一般的制造方 法所制造的下述 ( 甲基 ) 丙烯酸酯。 可举出酯 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、氨基甲酸酯 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、环氧 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、醚 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸烷基酯、 ( 甲 基 ) 丙烯酸亚烷基酯、具有芳香环的 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、具有脂环式结构的 ( 甲基 ) 丙烯 酸酯。 可以使用这些树脂的 1 种或 2 种以上。
特别优选具有脂环式结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸酯,也可以是含有氧原子、氮原子的 脂环结构。 例如,可举出 ( 甲基 ) 丙烯酸环己酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸环戊酯、 ( 甲基 ) 丙 烯酸环庚酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸双环庚酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸三环癸酯、三环癸烷二甲醇 ( 甲 基 ) 丙烯酸酯、( 甲基 ) 丙烯酸异冰片酯、氢化双酚类的二 ( 甲基 ) 丙烯酸酯等。 另外, 特别优选具有金刚烷骨架。 例如,可举出 2- 烷基 -2- 金刚烷基 ( 甲基 ) 丙烯酸酯 ( 参 照特开 2002-193883 号公报 )、金刚烷基二 ( 甲基 ) 丙烯酸酯 ( 特开昭 57-500785)、金 刚烷基二羧酸二烯丙酯 ( 参照特开昭 60-100537 号公报 )、全氟金刚烷基丙烯酸酯 ( 参 照特开 2004-123687 号公报 )、新中村化学制 2- 甲基 -2- 金刚烷基甲基丙烯酸酯、1, 3- 金刚烷二醇二丙烯酸酯、1,3,5- 金刚烷三醇三丙烯酸酯、不饱和羧酸金刚烷基酯 ( 参照特开 2000-119220 号公报 )、3,3’ - 二烷氧基羰基 -1,1’ 联金刚烷 ( 参照特开 2001-253835 号公报 )、1,1’- 联金刚烷化合物 ( 参照美国专利第 3342880 号说明书 )、
四金刚烷 ( 参照特开 2006-169177 号公报 )、2- 烷基 -2- 羟基金刚烷、2- 亚烷基金刚烷、 1,3- 金刚烷二羧酸二叔丁酯等的不具有芳香环的具有金刚烷骨架的固化性树脂 ( 参照特 开 2001-322950 号公报 )、双 ( 羟基苯基 ) 金刚烷类、双 ( 环氧丙氧基苯基 ) 金刚烷 ( 参 照特开平 11-35522 号公报、特开平 10-130371 号公报 ) 等。
另外,也可以含有其它的反应性单体。 如果是 ( 甲基 ) 丙烯酸酯,例如可举 出 :丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸 2- 乙基 己酯、甲基丙烯酸 2- 乙基己酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲 基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯 酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯等。
作为多官能 ( 甲基 ) 丙烯酸酯,例如可举出 :三羟甲基丙烷三 ( 甲基 ) 丙烯酸 酯、季戊四醇四 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、季戊四醇三 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、二季戊四醇六 ( 甲 基 ) 丙烯酸酯、二季戊四醇五 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、二季戊四醇四 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、二季 戊四醇三 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、三季戊四醇八 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、三季戊四醇七 ( 甲基 ) 丙 烯酸酯、三季戊四醇六 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、三季戊四醇五 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、三季戊四醇 四 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、三季戊四醇三 ( 甲基 ) 丙烯酸酯等。
(2) 烯丙基树脂
为具有烯丙基、通过自由基聚合进行固化的树脂,例如,可举出下面的树脂, 但并不特别限定于以下的树脂。
可举出不含有芳香环的含溴 ( 甲基 ) 烯丙酯 ( 参照特开 2003-66201 号公报 )、 ( 甲 基 ) 丙 烯 酸 烯 丙 酯 ( 参 照 特 开 平 5-286896 号 公 报 )、 烯 丙 酯 树 脂 ( 参 照 特 开 平 5-286896 号公报、特开 2003-66201 号公报 )、丙烯酸酯和含环氧基的不饱和化合物的共 聚化合物 ( 参照特开 2003-128725 号公报 )、丙烯酸酯化合物 ( 参照特开 2003-147072 号 公报 )、丙烯酸酯化合物 ( 参照特开 2005-2064 号公报 ) 等。
(3) 环氧树脂
作为环氧树脂,只要是具有环氧基、通过光或热进行聚合固化的树脂,就没有 特别限定,作为固化引发剂也可以使用酸酐、阳离子发生剂等。 由于环氧树脂的固化收 缩率低,因此在可以形成成型精度优异的透镜方面是优选的。
作为环氧树脂的种类,可举出苯酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、二 环戊二烯型环氧树脂。 作为其一例,可以举出 :双酚 F 二缩水甘油醚、双酚 A 二缩水甘 油醚、2,2’ - 双 (4 缩水甘油氧基环己基 ) 丙烷、3,4- 环氧环己基甲基 -3,4- 环氧环 己烷羧酸酯、二氧化乙烯基环己烯、2-(3,4- 环氧环己基 )-5,5- 螺环 -(3,4- 环氧环己 烷 )-1,3- 二 酯等。 固化剂是在构成固化性树脂材料方面所使用的物质,没有特别限定。 另外,在 本发明中,在比较固化性树脂材料和添加了添加剂后的光学材料的透射率的情况下,使 固化剂不包含在添加剂中。 作为固化剂,可以优选使用酸酐固化剂、酚固化剂等。 作 为酸酐固化剂的具体例,可以举出邻苯二甲酸酐、马来酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸 酐、六氢化邻苯二甲酸酐、3- 甲基 - 六氢化邻苯二甲酸酐、4- 甲基 - 六氢化邻苯二甲酸 酐或者 3- 甲基 - 六氢化邻苯二甲酸酐和 4- 甲基 - 六氢化邻苯二甲酸酐的混合物、四氢化
9烷、双 (3,4- 环氧环己基 ) 己二酸酯、1,2- 环丙烷二羧酸二缩水甘油CN 102016654 A CN 102016664 A说明书7/14 页邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐等。 另外,根据需要可含有固化促进剂。 作为固化促进剂,只要是固化性良好、无着色、不损害热固性树脂的透明性的物质,就 没有特别限定,可以使用例如 2- 乙基 -4- 甲基咪唑 (2E4MZ) 等的咪唑类 ;叔胺、季铵 盐、二氮杂双环十一碳烯等的双环式脒类和其衍生物 ;膦、磷 盐等,可以使用 1 种这 些固化促进剂,也可以混合使用 2 种以上。
在以上的成像单元 1 中,外部光通过光透射孔 51a 入射到透镜单元 2,对于其入 射光而言用光圈 21 的开口部 21a 调节光量,透过成像用透镜 23,从间隔件 25 的开口部 25a 射出。 其后,形成为该射出光入射到传感器器件 4 的构成。
接着,对成像单元 1 的制造方法 ( 含有成像用透镜 23 的制造方法 ) 进行说明。
首先,准备晶圆状的玻璃基板 100,对其表面 102 和背面 104 分别形成 IR 阻断涂 层 110、120。 作为 IR 阻断涂层 110、120 的形成方法,使用公知的真空蒸镀法、溅射、 CVD(Chemical Vapour Deposition) 法等。
其后,为了提高树脂部 130、140 对 IR 阻断涂层 110、120 的密合性,对 IR 阻断 涂层 110、120 上实行硅烷偶联处理。 详细而言,用乙醇将硅烷偶联剂 ( 東レダウコ一ニ ング制 SZ-6030) 稀释为 0.1 ~ 2.0wt%,在其中加入醋酸将 pH 调节为 3 ~ 5。 而后将该 溶液涂布在 IR 阻断涂层 110、120 上使其干燥。 其结果,在 IR 阻断涂层 110、120 上形 成利用硅烷醇键的牢固地化学键合了的表面。 该表面与固化性树脂 (130A、140A) 的密 合性好,可大幅改善与形成于 IR 阻断涂层 110、120 上的树脂部 130、140 的密合性。 其后,如图 3(a) 所示,对模具 200 的空穴 202 填充固化性树脂 130A。 在该情 况下,在模具 200 的上部载置固化性树脂 130A,一边从其上方按压玻璃基板 100 一边使 其向下方移动,在空穴 202 中填充固化性树脂 130A。 在填充固化性树脂 130A 的情况 下,也可以一边抽真空一边填充固化性树脂 130A。 如果一边抽真空一边填充固化性树脂 130A,可以防止在固化性树脂 130A 中混入气泡。
其后,点亮配置在模具 200 的上方的光源 210,对固化性树脂 130A 进行光照射 而使固化性树脂 130A 固化。 作为光源 210,可以使用高压水银灯、金属卤化物灯、氙气 灯、卤素灯、荧光灯、黑光灯、 G 灯、 F 灯等,可以是线状光源,也可以是点状光源。
在由光源 210 进行光照射的情况下,可以将多个的线状或点状的光源 210 配置成 方格状以使光同时到达固化性树脂 130A,也可以将线状或点状的光源 210 相对玻璃基板 100 平行地进行扫描,以使光依次到达固化性树脂 130A。 在该情况下,优选对光照射时 的亮度分布、照度 ( 强度 ) 分布进行测定,根据其测定结果来控制照射次数、照射量、照 射时间等。
在此,如上所述,因为 IR 阻断涂层 110、120 对波长 365nm 的光具有 50 %以 上的透射率,因此从光源 210 发出的光充分地透过 IR 阻断涂层 110、120( 含玻璃基板 100。 ), IR 阻断涂层 110、120 不会成为妨碍固化性树脂 130A 固化的主要原因。
需要说明的是,在模具 200 由透明的材料 ( 玻璃、树脂等 ) 构成的情况下,也可 以点亮配置于模具 200 的下方的光源 210,从玻璃基板 100 侧和模具 200 侧的两侧进行光 照射。
其后,当通过光照射来固化固化性树脂 130A 时,玻璃基板 100 的表面 102 上形 成树脂部 130( 透镜部 132)。 其后,如图 3(b) 所示,将玻璃基板 100 从模具 200 中脱模。
其后,如图 3(c) 所示,将玻璃基板 100 翻过来,与在玻璃基板 100 的表面 102 上形成了 树脂部 130 同样,在模具 200 上载置固化性树脂 140A 而按压玻璃基板 100,对固化性树 脂 140A 进行光照射,在玻璃基板 100 的背面 104 上形成树脂部 140( 透镜部 142)。
通过以上的处理,制造图 4 上段的透镜阵列 27。
需要说明的是,在图 3 中,为了使其内容清楚,省略了 IR 阻断涂层 110、120。
其后,如图 4 上段所示,除形成了多个透镜部 132、142 的透镜阵列 27 以外,准 备形成了与透镜部 132 同等数量的开口部 21a 的光圈阵列 26 和形成了与透镜部 142 同等 数量的开口部 25a 的间隔件阵列 28。 光圈阵列 26 和间隔件阵列 28 是通过在固化性树脂 中掺合碳使其着色为黑色、用注射成型法对树脂进行成型而成的。
其后,通过粘接剂,对透镜阵列 27 接合光圈阵列 26 和间隔件阵列 28,制造透镜 单元阵列 29。 其后,如图 4 中段、下段所示,用立铣刀将透镜单元阵列 29 以每个透镜部 132、142 逐个切单,制造多个透镜单元 2,将各透镜单元 2 组装在外壳 5 的圆筒部 51 上 ( 进行粘接 ),制造成像单元 1。
根据以上的本实施方式,在成像用透镜 23 中,因为对玻璃基板 100 的表面 102 和背面 104 分别形成 IR 阻断涂层 110、120,因此对于在玻璃基板 100 的一侧的面 ( 表面 102) 形成 IR 阻断涂层 110 时的膜应力,可以通过对另一侧的面 ( 背面 104) 的 IR 阻断涂 层 120 的形成来缓和。 即,对玻璃基板 100 的一侧的面 ( 表面 102) 的 IR 阻断涂层 110 成膜时的玻璃基 板 100 的翘曲,可用对另一侧的面 ( 背面 104) 的 IR 阻断涂层 120 成膜时的玻璃基板 100 的翘曲来进行抵消,作为整体可以抑制玻璃基板 100 的翘曲弯曲。
在该情况下,特别是如果满足上述式 (1) ~ (3) 的条件 ( 如果将 IR 阻断涂层 110、120 的总膜厚,低折射率层 A1、A2 的总膜厚,高折射率层 B1、B2 等设定为与玻璃 基板 100 的表面 102 和背面 104 大致相同 ),可以更加准确地抑制玻璃基板 100 的翘曲弯 曲。
进而根据本实施方式,因为对玻璃基板 100 的表面 102 和背面 104 分别形成 IR 阻断涂层 110、120,因此可以在整个可以用 IR 阻断涂层 110 遮光的红外区域和可以用 IR 阻断涂层 120 遮光的红外区域的这 2 个红外区域、在广泛的红外区域遮光红外线。
[ 变形例 ]
在上述实施方式中,表示了用 1 组的成像用透镜 23 构成了成像光学系统的例 子,但也可以将其替代,如图 5 所示用多组 (2 组以上 ) 的成像用透镜构成成像光学系 统。
在图 5 的成像光学系统中,由 3 组的成像用透镜 300、400、500 构成。 成像用 透镜 300 具有玻璃基板 310,其表面 312 形成有 IR 阻断涂层 110,其背面 314 形成有 IR 阻断涂层 120。 在 IR 阻断涂层 110 上形成有树脂部 320,在 IR 阻断涂层 120 上形成有树 脂部 330。
与其大致同样,成像用透镜 400 具有玻璃基板 410,在其表面 412 形成有树脂部 420,在其背面 414 形成有树脂部 430。 成像用透镜 500 也具有玻璃基板 510,在其表面 512 形成有树脂部 520,在其背面 514 形成有树脂部 530。 玻璃基板 310、410、510 相当 于成像用透镜 23 的玻璃基板 100,树脂部 320、330、420、430、520、530 相当于成像用
透镜 23 的树脂部 130、140。
在该成像光学系统中,在配置于距传感器器件 4 最远的位置的成像用透镜 300 中,形成有 IR 阻断涂层 110、120(IR 阻断涂层 110、120 也可以形成于成像用透镜 400 的 玻璃基板 410。 ),在配置于与传感器器件 4 对向的最近的位置的成像用透镜 500 中,没 有形成 IR 阻断涂层 110、120。 即,没有形成 IR 阻断涂层 110、120 的成像用透镜 500 配 置于像面侧。
在此,如上所述,IR 阻断涂层 110、120 是合计 10 ~ 40 层左右的低高折射率膜 的交替层叠膜,在将该程度的多层膜用真空蒸镀法进行成膜的过程中,有时数 μm 左右 的灰尘等在膜中作为污染物混杂,作为表面杂质而成为问题。 当该杂质作为图像在传感 器器件 4 面成像时,图像中便会摄入杂质而成为问题,特别是越接近传感面,因光线被 聚集而可以容许的杂质的大小越严格。 相对于此,根据本变形例,因为在距传感器器件 4 的传感面远的 ( 物体面侧的 ) 玻璃基板 310 上形成有 IR 阻断涂层 110、120,所以外观 容许规格得到放宽,作为成像光学系统的合格率提高。
实施例
(1) 样品的制作 对 3 片玻璃基板 ( 平面玻璃晶圆,大小 8 英寸,厚度 3mm) 的各表背两面形成具 有规定形状的光固化性树脂制的透镜部,形成成像用透镜。 在透镜部的形成 ( 光固化性 树脂的固化 ) 时,照射 6000mJ/cm2 的 UV 灯等。 其后,介由间隔件使各成像用透镜彼此 之间贴在一起,制作多个与图 5 同样的成像光学系统。
(1.1) 实施例 1
在多个成像光学系统中,将在第 1 个成像用透镜的玻璃基板的表面 (a 面 ) 形成 表 1 中 “涂层类型 I” 的 IR 阻断涂层、在其背面 (b 面 ) 形成表 1 中 “涂层类型 II” 的 IR 阻断涂层的作为 “实施例 1” 的样品。
在 IR 阻断涂层的形成时,将玻璃基板设置在真空蒸镀装置内,对其单侧的表面 (a 面 ),以表 1 中 “涂层类型 I” 所示的形式,通过真空蒸镀法交替层叠作为低折射率层 的 SiO2 膜、作为高折射率层的 TiO2 膜 ( 计 18 层 ),形成 IR 阻断涂层。 其后,暂时将真 空蒸镀装置进行大气开放而使玻璃基板翻转,与在表面形成 IR 阻断涂层同样,对相反侧 的背面 (b 面 ) 也以表 1 中 “涂层类型 II” 所示的形式形成 IR 阻断涂层 ( 在后述的实施 例 2 ~ 6、比较例 1 中, IR 阻断涂层的形成方法也相同。 )。
需要说明的是,在 IR 阻断涂层形成后,从真空蒸镀装置中取出玻璃基板,在 IR 阻断涂层上实施硅烷偶联处理 ( 用乙醇将硅烷偶联剂 ( 東レダウコ一ニング制 SZ-6030) 稀释为 0.1 ~ 2.0wt%,在其中加入醋酸将 pH 调节为 3 ~ 5,将该溶液涂布在 IR 阻断涂层 上使其干燥 ),对该处理后的玻璃基板的表背两面,形成具有规定形状的光固化性树脂制 的透镜部。
(1.2) 实施例 2
在多个成像光学系统中,在第 2 个成像用透镜的玻璃基板的表面 (c 面 ) 形成表 1 中 “涂层类型 I” 的 IR 阻断涂层,在其背面 (d 面 ) 形成表 1 中 “涂层类型 II” 的 IR 阻 断涂层,将该透镜单元作为 “实施例 2” 的样品。
(1.3) 实施例 3
在多个成像光学系统中,在第 3 个成像用透镜的玻璃基板的表面 (e 面 ) 形成表 1 中 “涂层类型 I” 的 IR 阻断涂层,在其背面 (f 面 ) 形成表 1 中 “涂层类型 II” 的 IR 阻 断涂层,将该透镜单元作为 “实施例 3” 的样品。
(1.4) 比较例 1
在多个成像光学系统中,仅在第 1 个成像用透镜的玻璃基板的表面 (a 面 ) 形成 表 1 中 “涂层类型 I”、“涂层类型 II”的 IR 阻断涂层,将该透镜单元作为 “比较例 1” 的样品。
需要说明的是,在比较例 1 的样品中,在玻璃基板上首先形成涂层类型 I 的 IR 阻 断涂层,在其上形成涂层类型 II 的 IR 阻断涂层。
(1.5) 实施例 4
在多个成像光学系统中,将在第 1 个成像用透镜的玻璃基板的表面 (a 面 ) 形成 表 2 中 “涂层类型 III” 的 IR 阻断涂层、在其背面 (b 面 ) 形成表 2 中 “涂层类型 IV” 的 IR 阻断涂层的作为 “实施例 4” 的样品。
(1.6) 实施例 5
在多个成像光学系统中,将在第 1 个成像用透镜的玻璃基板的表面 (a 面 ) 形成 表 3 中 “涂层类型 V” 的 IR 阻断涂层、在其背面 (b 面 ) 形成表 3 中 “涂层类型 VI” 的 IR 阻断涂层的作为 “实施例 5” 的样品。
需要说明的是,在实施例 5 的样品中,在 IR 阻断涂层的 TiO2 膜的成膜中,将成 膜速度设定为
相比涂层类型 I ~ IV 加大 TiO2 膜的成膜速度。 在该情况下, IR阻断涂层对于波长 365nm 的光的透射率减少 ( 参照表 4)。 (1.7) 实施例 6
在多个成像光学系统中,将在第 1 个成像用透镜的玻璃基板的表面 (a 面 ) 形成 表 3 中 “涂层类型 I” 的 IR 阻断涂层、在其背面 (b 面 ) 形成表 3 中 “涂层类型 II” 的 IR 阻断涂层的作为 “实施例 6” 的样品。
需要说明的是,在实施例 6 的样品中,在 IR 阻断涂层的形成后不实施硅烷偶联 处理。
[ 表 1]
[ 表 2]
[ 表 3](2) 样品的评价
(2.1) 玻璃基板的翘曲量的测定
在各样品中,测定在玻璃基板上形成 IR 阻断涂层时的中心部与外周部的高度之 差,算出玻璃基板的翘曲量 ( 变形量 )。 将其算出结果示于表 4。 表 4 中, “○”、 “△”、 “×” 的基准如下。
○ ... 不足 1mm 的变形
△ ...1 ~ 2mm 的变形
×... 超过 2mm 的变形
需要说明的是,当在玻璃基板中存在超过 2mm 的变形时,认为在与间隔件粘接 时存在不良状况。
(2.2) 杂质的容许大小的测定
在各样品中,测定容许杂质混入 IR 阻断涂层的大小达哪种程度。 将其测定结果 示于表 4。 在杂质的长边为 20μm 以下时外观合格品率低于 90%、作为不良品,因此在 表 4 中在杂质的长边超过 20μm 的情况下作为 “○”,在其长边为 20μm 以下的情况下 作为 “△”。
(2.3) 透镜部的固化性评价
使各样品浸渍在丙酮中 10 分钟,测定透镜部 ( 树脂 ) 的重量减少%,由该测定
结果评价透镜部的固化性。 将其评价结果示于表 4。 在表 4 中,在重量减少不到 10%的 情况下判断为固化充分而作为 “○”,在看到重量减少 10%以上的溶出时判断为固化不 足而作为 “△”。
(2.4) 玻璃基板和透镜部的密合性评价
在各样品中,在透镜部粘贴胶带,试验剥下该胶带时透镜部是否从玻璃基板剥 离 ( 进行胶带剥离试验 ),由其试验结果评价玻璃基板和透镜部的密合性。 将其结果示于 表 4。 在表 4 中,在看不到透镜部的剥离的情况下判断为密合性充分而作为 “○”,在 看到透镜部的剥离的情况下判断为密合性不足而作为 “△”。
[ 表 4]
(3) 总结
由表 4 的结果可知,在对玻璃基板的表背两面分别形成了 IR 阻断涂层的样品 中,玻璃基板的翘曲量小,对玻璃基板的表背两面形成 IR 阻断涂层在抑制玻璃基板的翘 曲弯曲方面是有用的。