TW201518777A - 透鏡陣列、透鏡陣列層疊體及這些的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種具備複數的比較小型且具有高精度的光學面的透鏡部,對於複眼光學系最佳的透鏡陣列、透鏡陣列層疊體及這些的製造方法。此透鏡陣列,是由熱可塑性樹脂的一體物所構成,具有:被配置成2次元的複數透鏡部、及朝前述複數透鏡部的周圍延伸的凸緣部、及位於前述凸緣部的周圍比前述凸緣部的周圍部分更朝前述透鏡部的光軸方向突出的周狀的邊框部,在前述邊框部之突出側的第1面及其相反側的第2面之中至少一方中,設有進行與其他的零件的定位用的第1定位部,前述第2面,是位於比前述凸緣部的周圍部分更靠前述第1面側。

Description

透鏡陣列、透鏡陣列層疊體及這些的製造方法
本發明,是有關於具有複數透鏡部的透鏡陣列、透鏡陣列層疊體及這些的製造方法。
近年來,智慧手機和平板型個人電腦等所代表的薄型的附攝像裝置可攜式終端是急速普及。然而,在被搭載於這種薄型的可攜式終端的攝像裝置中,被要求高解像度且薄形輕小。為了對應這種要求,雖進行了由攝像透鏡的光學設計所產生的全長短縮和對應伴隨其的誤差感度增大的製造精度提高,但是為了對應進一步的要求,由習知的單一的攝像透鏡及攝像元件的組合來獲得像的構成成為不充分,而期待改變習知發想的光學系。
另一方面,藉由將攝像元件的攝像領域分割,各別配置透鏡,將所獲得的畫像處理,進行最終的畫像輸出的複眼攝像裝置所使用的複眼光學系的光學系,因為可對應薄型化的要求而受到矚目。在複眼攝像裝置中,因為對於各透鏡不求得那麼高的光學性,所以可以將各透鏡薄且小地形成,可以形成整體薄型且小型的光學系。在 專利文獻1中,記載了藉由射出成形法製作的微透鏡陣列。在這種複眼光學系中,為了達成高畫質化,是將光軸平行配置的透鏡部呈陣列狀排列的透鏡陣列是複數層疊較有利。對於此,攝像裝置所使用的公知的透鏡,是具有:藉由將複數透鏡陣列定位且接合於設在構成要素的透鏡之間的定位部,在接合後切斷成單片而獲得複合透鏡者(專利文獻2參照)。專利文獻2的情況,使用設在第1透鏡陣列的凸部、及設在第2透鏡陣列的凹部,將兩透鏡陣列嵌合。此時,將形成於相面對的光學面之間的空隙包圍密閉的方式將各光學面的周圍接合,最終,將透鏡之間切斷而單片化成攝像透鏡。在具備呈2次元狀配列的複數透鏡部的複眼光學系中,為了進行透鏡陣列彼此,或是透鏡陣列及鏡框和光圏構件等其他的構件的定位,也考慮了在透鏡陣列設置定位構造。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平08-248207號公報
[專利文獻2]日本特開2003-329808號公報
但是將透鏡陣列由射出成形形成的情況,可考慮從對應透鏡陣列的模槽的側面透過閘門將熱可塑性樹 脂充填。然而,對應透鏡陣列的模槽,因為是呈薄板狀擴大的空間,所以樹脂從閘門側朝反閘門側到達為止,具有某程度的流動距離。如此的話,會發生:在模槽內的流動阻力多的部位中樹脂的流動變慢,在流動阻力少的部位中樹脂的流動變快的現象。另一方面,如上述,在具有被陣列配列的複數透鏡部的透鏡陣列中,設置進行與他零件的定位用的定位構造的情況,不只有光軸方向(Z方向)及光軸垂直方向(X方向、Y方向),因為也有必要考慮光軸周圍的旋轉方向(θ方向)、朝與光軸垂直的平面的傾斜方向(Xθ方向,Yθ方向)的定位,所以考慮由周狀的突起構成定位部。但是,將這種周狀的定位構造設在透鏡陣列的話,射出成形時沿著形成定位構造的模槽部分樹脂的流動變快,比對應透鏡部的模槽部分先到達後側,與流動慢的樹脂相遇而固化,在最後側的透鏡部有可能發生熔合痕的成形不良。且,為了光學特性提高,使用複數透鏡陣列被層疊的層疊型透鏡陣列的情況,至少一個的透鏡陣列的透鏡部是具有成為比較薄層的傾向。在如此的透鏡陣列中,因為通過對應透鏡部的模槽的部位的樹脂的流動變慢,所以形成透鏡部呈陣列狀並列的透鏡陣列的情況,流動遲延是每通過對應透鏡部的模槽的部位就會擴大,在對應最終的透鏡部的模槽內,與其他已通過的流動速度快的樹脂相遇而固化,熔合痕有可能進一步容易產生。又,欲藉由加大凸緣部的面積,使即使熔合痕發生也不會達到透鏡部的話,透鏡陣列整體的尺寸會變大,而具有無法達成 小型化的原本的目的的問題。
對於此,在專利文獻1中完全沒有言及熔合痕,且,也未記載將複數透鏡陣列層疊的技術、和將與其他的零件定位用的定位構造設在透鏡陣列。
在專利文獻2中,也完全沒有言及熔合痕,且,專利文獻2的透鏡陣列層疊體,只是被單片化成各透鏡部者,並沒有揭示由熔合痕所產生的影響,且未揭示提供高畫質且小型的複眼光學系的技術思想。
本發明,是有鑑於這種習知技術的問題點者,其目的是提供一種透鏡陣列、透鏡陣列層疊體及這些的製造方法,具備複數比較小型且具有高精度的光學面的透鏡部,且可以與其他的零件正確地定位,對於複眼光學系最佳。
為了實現上述的目的之中至少一個,反映了本發明的一發明的透鏡陣列,是由熱可塑性樹脂的一體物所構成的透鏡陣列,其特徵為,具有:被配置成2次元的複數透鏡部、及朝前述複數透鏡部的周圍延伸的凸緣部、及位於前述凸緣部的周圍且比前述凸緣部的周圍部分更朝前述透鏡部的光軸方向突出的周狀的邊框部,前述邊框部,在突出側的第1面及其相反側的第2面之中至少一方中,設有進行與其他的零件的定位用的第1定位部,前述第2面,是位於比前述凸緣部的周圍部分更靠前述第1面 側。
為了實現上述的目的之中至少一個,反映了本發明的一發明的透鏡陣列的製造方法,是由熱可塑性樹脂的一體物所構成的透鏡陣列的製造方法,其特徵為:將在成形模子的模槽內被熔融的熱可塑性樹脂射出,該成形模子所具有成形面是對應:被配置成2次元的複數透鏡部、及朝前述複數透鏡部的周圍延伸的凸緣部、及位於前述凸緣部的周圍且朝比前述凸緣部的周圍部分更靠前述透鏡部的光軸方向突出的周狀的邊框部,將射出的前述樹脂固化之後,脫模,在前述邊框部之突出側的第1面及其相反側的第2面之中至少一方中,設有進行與其他的零件的定位用的第1定位部,前述第2面,是可位於比前述凸緣部的周圍部分更靠前述第1面側的透鏡陣列。
本透鏡陣列層疊體的製造方法,其特徵為:將前述透鏡陣列作為第1透鏡陣列,將具有對應前述第1定位部的第2定位部的第2透鏡陣列,層疊於前述第1透鏡陣列。
依據本發明的話,可以提供可以具備複數比較小型且具有高精度的光學面的透鏡部,且可以與其他的零件正確地定位,對於複眼光學系最佳的透鏡陣列、透鏡陣列層疊體及這些的製造方法。
1‧‧‧畫像處理部
2‧‧‧運算部
3‧‧‧記憶體
AP1‧‧‧遮光構件
AP1a‧‧‧開口(光透過部)
AP2‧‧‧遮光構件
AP2a‧‧‧開口(光透過部)
BX‧‧‧下部框體
CG‧‧‧蓋玻璃
CT‧‧‧基板
CV‧‧‧模槽
DU‧‧‧攝像裝置
END‧‧‧模槽端部
GT‧‧‧閘門
LA1‧‧‧第1透鏡陣列
LA1a‧‧‧物體側透鏡部
LA1b‧‧‧凸緣部
LA1c‧‧‧邊框部
LA1d‧‧‧第1斜面
LA1e‧‧‧第2斜面
LA1f‧‧‧第3斜面
LA2‧‧‧第2透鏡陣列
LA2a‧‧‧像側透鏡部
LA2b‧‧‧凸緣部
LA2c‧‧‧邊框部
LA2d‧‧‧第1斜面
LA2e‧‧‧第2斜面
LF‧‧‧鏡框
LF1‧‧‧側面部
LF2‧‧‧天面部
LF2a‧‧‧開口(光透過部)
LF2b‧‧‧鏡框斜面
LH‧‧‧複眼光學系
LU‧‧‧攝像單元
MD1‧‧‧第1模子
MD1a‧‧‧模槽內面
MD1b‧‧‧壁
MD2‧‧‧第2模子
PL‧‧‧熱可塑性樹脂
PP‧‧‧透鏡部成形面
R1‧‧‧路徑
R2‧‧‧路徑
SH‧‧‧遮光構件
SH1‧‧‧開口(光透過部)
SR‧‧‧攝像元件
SS‧‧‧受光面
W‧‧‧熔合痕
[第1圖]本實施例的攝像裝置的示意圖。
[第2圖]本實施例的攝像單元LU的剖面圖。
[第3圖](a),是將第2圖的第1透鏡陣列LA1、及第2透鏡陣列LA2、及遮光構件AP1分解地顯示的剖面圖,(b),是在將這些組裝了的狀態下顯示的剖面圖。
[第4圖]將第2圖的IV部擴大顯示的圖。
[第5圖](a),是顯示將本實施例的第1透鏡陣列LA1成形的過程的圖。(b),是顯示將比較例成形的過程的圖。
[第6圖](a),是顯示將第5圖(a)由VIA-VIA線切斷並朝箭頭方向所見的模槽內部的圖,(b),是顯示將第5圖(b)由VIB-VIB線切斷並朝箭頭方向所見的模槽內部的圖。
[第7圖]對於熔合痕的發生的說明圖。
[第8圖]顯示本實施例的變形例的圖。
[第9圖]本實施例的變形例的透鏡陣列的主要部分剖面圖。
[第10圖]顯示本實施例的變形例的圖。
[第11圖]比較例的第1透鏡陣列的剖面圖,相對於本實例,將由剖面線顯示的部位堆積於邊框部。
首先,說明具有使用本實施例的透鏡陣列的複眼光學系的攝像裝置。複眼光學系,是使複數透鏡系呈陣列狀配置於1個攝像元件上的光學系,通常被分成:各透鏡系是進行相同視野的攝像的超解像型式、及各透鏡系進行不同視野的攝像的視野分割型式。本發明的複眼光學系,雖可以使用在其中任一的型式,但是在此說明從藉由複數透鏡系所獲得的相同視野的複數像將解像度高的1枚的合成畫像輸出的超解像型式。
在第1圖示意本實施例的攝像裝置。如第1圖所示,攝像裝置DU,是具有攝像單元LU、畫像處理部1、運算部2、記憶體3等。且,攝像單元LU,是具有:1個攝像元件SR、及對於其攝像元件SR進行實質上相同視野的複數成像的複眼光學系LH。攝像元件SR,可使用:具有例如複數畫素的CCD型影像檢測器、CMOS型影像檢測器等的固體攝像元件。在攝像元件SR的光電轉換部也就是受光面SS上,因為使形成有被攝體的光學像的方式設有複眼光學系LH,所以藉由複眼光學系LH形成的光學像,是藉由攝像元件SR被轉換成電氣訊號。在畫像處理部1內的畫像合成部1a中,依據相當於從攝像元件SR被送出的複數畫像的電氣訊號,從複數枚的畫像獲得解像度高的1枚的畫像資料的方式實行畫像處理。
第2圖,是本實施例的攝像單元LU的剖面圖。第2圖的上方是物體側。複眼光學系LH,是具有: 使複數(在此呈4行4列排列的16個)的物體側透鏡部LA1a形成一體的第1透鏡陣列LA1、及使複數(在此呈4行4列排列的16個)的像側透鏡部LA2a形成一體的第2透鏡陣列LA2。第1透鏡陣列LA1及第2透鏡陣列LA2,是由具有聚碳酸酯和丙烯樹脂等的透光性的熱可塑性樹脂的一體物所構成,如後述使用成形模子藉由射出成形而獲得者。物體側透鏡部LA1a、及像側透鏡部LA2a的光軸是一致。
在第2圖中,在第1透鏡陣列LA1、及第2透鏡陣列LA2之間,是配置有由金屬板和樹脂板等所構成的遮光構件AP1。遮光構件AP1,是將以光軸為中心的作為光透過部的開口AP1a形成複數個(在此呈4行4列排列的16個)。在第1透鏡陣列LA1及遮光構件AP1之間、第2透鏡陣列LA2及遮光構件AP1之間塗抹黏著劑。
在第2透鏡陣列LA2的像側中,黏著有由金屬板和樹脂板等所構成的遮光構件AP2。遮光構件AP2,是將以光軸為中心的作為光透過部的開口AP2a形成複數個(在此呈4行4列排列的16個)。
第3圖(a),是將第2圖的第1透鏡陣列LA1、及第2透鏡陣列LA2、及遮光構件AP1分解地顯示的剖面圖,第3圖(b),是在將這些組裝的狀態下顯示的剖面圖。第1透鏡陣列LA1,是具有:使光軸成為平行的方式被配置成2次元的複數彎月形透鏡形狀也就是物體 側透鏡部LA1a、及將物體側透鏡部LA1a彼此連接並且在物體側透鏡部LA1a周圍延伸的大致板狀的凸緣部LA1b、及與凸緣部LA1b的周圍連接且對於凸緣部LA1b朝光軸方向像側移行的邊框部LA1c。換言之,邊框部LA1c,是朝像側突出的周狀的突起部,其物體側的面(稱為第2面,其相反的面稱為第1面)是位於比與邊框部LA1c連接的凸緣部LA1b的周圍部分更靠像側。且,在邊框部LA1c中,設置與鏡框LF和第2透鏡陣列LA2局部地抵接的轂部也可以。
第2透鏡陣列LA2,是具有:使光軸成為平行的方式被配置成2次元的複數彎月形透鏡形狀也就是像側透鏡部LA2a、及將像側透鏡部LA2a彼此連接並且在像側透鏡部LA2a周圍延伸的大致板狀的凸緣部LA2b、及與凸緣部LA2b的周圍連接且對於凸緣部LA2b朝光軸方向像側移行的邊框部LA2c。換言之,邊框部LA2c,是朝像側突出的周狀的突起部,其物體側的面(稱為第2面,其相反的面稱為第1面)是位於比與邊框部LA2c連接的凸緣部LA2b的周圍部分更靠像側。且,在邊框部LA2c中,設置與第1透鏡陣列LA1局部地抵接的轂部也可以。各透鏡部LA1a的物體側光學面及像側光學面、及各透鏡部LA2a的物體側光學面及像側光學面,是各別藉由後述的成形模子被精度佳地形成。
在第3圖(a)中,對於各透鏡陣列,透鏡部是藉由箭頭a的範圍顯示,邊框部是藉由箭頭c的範圍顯 示,凸緣部之中將相鄰接的透鏡部之間連接的部位是藉由箭頭b1的範圍顯示,凸緣部之中與邊框部連接的部位是藉由箭頭b2的範圍顯示。邊框部中,也包含後述的定位部面。且,在本實施例中,物體側及像側之間,因為光學面的大小相異、從光軸方向所見時的定位部的位置相異,因此以光學面大者為基準決定透鏡陣列的透鏡部a,與光軸垂直的方向的定位部為止的長度是以長者為基準決定透鏡陣列的邊框部c。
在第2圖中,由黑色的丙烯樹脂等的遮光性材料所構成的鏡框LF,是具有:將複眼光學系LH的周圍包圍的矩形框狀的側面部LF1、及從側面部LF1的上端朝內側延伸的天面部LF2。在天面部LF2中,將以光軸為中心的作為光透過部的開口LF2a形成複數個(在此呈4行4列排列的16個)。
第4圖,是擴大第2圖的IV部顯示的圖。第1透鏡陣列LA1的邊框部LA1c,是為了與凸緣部LA1b連接,而具有:朝相同方向傾斜的第1斜面LA1d、及第2斜面LA1e。另一方面,第2透鏡陣列LA2的邊框部LA2c,是為了與凸緣部LA2b連接,而具有:朝相同方向傾斜的第2斜面LA2d、及第2斜面LA2e。這些的斜面,是使與透鏡部的位置關係及其形狀成為所期者的方式,在正確的位置由正確的形狀形成。藉由使作為第1定位部的第1透鏡陣列LA1的第2斜面LA1e、及作為第2定位部的第2透鏡陣列LA2的第1斜面LA2d相面對的方式,將 2個透鏡陣列重疊,使第1透鏡陣列LA1及第2透鏡陣列LA2,在公差內被定位在光軸垂直交叉方向(X方向及Y方向)及光軸旋轉方向(θ方向)。另一方面,藉由第1透鏡陣列LA1的邊框部LA1c的下面、及第2透鏡陣列LA2的邊框LA2c的上面抵接,來決定第1透鏡陣列LA1及第2透鏡陣列LA2的光軸間距離。且,第2透鏡陣列LA2的第2斜面LA2e,是具有將遮光構件AP2定位的功能。在被定位的狀態下,將2個透鏡陣列之間的間隙由黏著劑黏著,而獲得透鏡陣列層疊體。
進一步,鏡框LF的天面部LF2,是與第1透鏡陣列LA1的第1斜面LA1d相面對,形成鏡框斜面LF2b。藉由將作為第1定位部的第1透鏡陣列LA1的第1斜面LA1d、及鏡框斜面LF2b相面對,將兩者重疊,進行第1透鏡陣列LA1及鏡框LF的光軸垂直交叉方向及光軸旋轉方向的定位。又,藉由第1透鏡陣列LA1的邊框部LA1c的上面、及鏡框LF的天面部LF2的下面抵接,來決定第1透鏡陣列LA1及第2透鏡陣列LA2及鏡框LF的光軸間距離。在此狀態下,藉由將鏡框LF的天面部LF2的下面及第1透鏡陣列LA1之間黏著,就可獲得將透鏡陣列(在本實施例中為透鏡陣列層疊體)固定在鏡框LF的透鏡陣列單元。
在第2圖中,鏡框LF的側面部LF1的下端,是被黏著在基板CT的上面。在基板CT上,在被鏡框LF包圍的內側,固定有盤狀的下部框體BX。下部框體BX, 是在底面將攝像元件SR保持,並且使被配置於攝像元件SR及複眼光學系LH之間而具有將蓋玻璃CG保持的功能。
透鏡陣列LA1、LA2的光軸方向中的平均板厚是0.3~0.7mm較佳。藉由將平均板厚成為0.3mm以上就可以確保必要的充填性,且藉由成為0.7mm以下,可以確保光學性能且達成構成複眼光學系LH時的薄型化。在本實施例中,第1透鏡陣列LA1的平均板厚為0.60mm,第2透鏡陣列LA2的平均板厚為0.55mm。
在本實施例中,第1透鏡陣列LA1的光軸方向中的最厚的部分的板厚為D1、最薄的部分的板厚為D2的話,滿足D1/D2≦2.0的關係。在第4圖的第1透鏡陣列LA1中,邊框部LA1c的中央部分是成為最厚度的大的最厚層部,D1=0.78mm。且,在第1透鏡陣列LA1的物體側的面中,設在相鄰接的透鏡部LA1a之間的凹陷的中心部分,因為是成為最厚度的小的最薄層部,D2=0.41mm,所以D1/D2=1.90。又,上述的凹陷是對於將透鏡陣列內傳播的不需要光的減弱有用,但是不一定必要設置,藉由將此消除可使成形模子的製造容易。無凹陷的情況時,如虛線所示,因為物體側透鏡部LA1a的緣是成為最薄層部,D2=0.51mm,所以D1/D2=1.53。
進一步在第2透鏡陣列LA2中,因為像側透鏡部LA2a的中央是成為最厚層部,D1=0.65mm,且像側透鏡部LA2a的緣是成為最薄層部,D2=0.49mm,所以 D1/D2=1.33。
且在本實施例中,由凸緣部LA1b的周圍部分(第3圖(a)的符號b2所顯示的部分)的光軸方向的平均厚度B1、及邊框部LA1c的光軸方向的平均厚度C,是滿足C<1.5B1的關係。如此的話,將邊框部LA1c圍繞的樹脂的流速因為不會變快,所以熔合痕不易產生。在本實施例中,C≒0.75mm、B1≒0.60mm,在由第5圖(b)所示的模具所成形的邊框部的厚的比較例中,C≒0.91mm、B1≒0.60mm。
且在本實施例中,透鏡部LA1c的光軸方向的最小厚度A、及凸緣部LA1b的光軸方向的平均厚度B2,是滿足B2<1.5A的關係。如此的話,通過透鏡部的樹脂的流速因為不會對於通過凸緣部的樹脂的流速變慢,所以熔合痕不易產生。本實施例及比較例皆是A≒0.55mm、B≒0.60mm。
接著,將本實施例的透鏡陣列的成形過程,以第1透鏡陣列LA1及比較例為例進行說明。第5圖(a),是顯示將本實施例的第1透鏡陣列LA1成形的過程的圖。第5圖(b),是顯示將比較例成形的過程的圖。比較例,是對於本實施例的第1透鏡陣列LA1,如第11圖的剖面線所示將邊框部LA1c的板厚成為最厚的方式堆積者,其以外的形狀,是與第1透鏡陣列LA1相同。因此,因為比較例的最大板厚D1=0.92mm,所以成為D1/D2=2.2。
在第5圖中,各別由模具材料的一體物所構成的第1模子MD1及第2模子MD2是被鎖模之後,從樹脂流入部也就是閘門GT(虛線)沿著紙面垂直方向朝模槽CV內供給熔融的熱可塑性樹脂之後,藉由固化使脫模,而獲得第1透鏡陣列LA1及比較例。在此,使透鏡部及斜面的位置成為所期的位置關係的方式,設計成形模子也就是第1及第2模子MD1、MD2,且,被正確地製作。此情況,藉由將模具材料磨削加工等,將由一體物所構成的模具使用作為成形模子,就容易使透鏡部及斜面的位置關係正確。
第6圖(a),是顯示將第5圖(a)由VIA-VIA線切斷並朝箭頭方向所見的模槽內部的圖,第6圖(b),是顯示將第5圖(b)由VIB-VIB線切斷並朝箭頭方向所見的模槽內部的圖,其皆將從閘門GT被供給至模槽CV(第5圖)內的熱可塑性樹脂的先端,依時間順序顯示成T1~T5。且,第6圖所示的圓,是物體側透鏡部LA1a的透鏡部成形面PP。
說明成形時的樹脂的流動。比較例的情況,如第6圖(b)所示,從閘門GT被供給的熱可塑性樹脂PL,是在時刻T1中,將模槽CV內大致均等地漸漸地擴大,但是在時刻T2通過第1列的透鏡部成形面PP時,與邊框部成形面相比透鏡部成形面及凸緣部成形面的模槽空間因為變薄所以會受到阻力,而對於通過邊框部成形面的樹脂PL發生遲延。進一步,在時刻T2由第1列的透鏡 部成形面PP及凸緣部成形面遲延的樹脂PL,是藉由由第2列的透鏡部成形面PP及凸緣部成形面再度受到阻力而使遲延擴大(路徑R1)。另一方面,通過透鏡部成形面PP及凸緣部成形面的外側中的邊框部的成形面的樹脂PL,因為模槽空間厚所以流動速度較快(路徑R2)。
因此,經過時刻T3、T4超過時刻T5,通過透鏡部成形面PP的外側來的樹脂PL,即使到達閘門GT的相反側的模槽端部END,通過透鏡部成形面PP及凸緣部成形面來的樹脂PL,是尚未通過第4列的透鏡部成形面PP及凸緣部成形面,由此在第4列的透鏡部成形面PP內,通過路徑R1及路徑R2的樹脂PL會相遇,藉由這樣的狀態固化而發生熔合痕W。熔合痕W,是形成於透鏡部的話有可能導致像差劣化。另一方面,為了將熔合痕W發生於未到達透鏡部成形面PP的位置,雖也考慮加長閘門的相反側的凸緣部,但是需將模槽端部END擴大至第6圖(b)的虛線的位置為止,藉此會導致透鏡陣列的大型化而不佳。
且為了提高光學性能的目的,會有將透鏡陣列層疊體之中一部分的透鏡陣列的透鏡部薄層地光學設計。將如此的透鏡陣列由射出成形製作的情況,因為通過對應透鏡部的模槽的部位的樹脂的流動變慢,所以形成透鏡部呈陣列狀並列的透鏡陣列的情況,如第7圖所示,流動遲延是每通過對應透鏡部的模槽的部位就會擴大,由對應最終的透鏡部的模槽內,與通過其他的流動速度快的樹 脂相遇而固化,熔合痕有可能進一步容易產生。
對於此,第1透鏡陣列LA1的情況,如第6圖(a)所示,從閘門GT被供給的熱可塑性樹脂PL之中,沿著路徑R1流動者,是第1透鏡陣列LA1的邊框部LA1c的成形面的模槽空間的厚度比比較例薄,成為與各列的透鏡部成形面及凸緣部成形面同等的厚度。因此,沿著路徑R2流動的樹脂PL,是通過對應比透鏡部成形面PP外側的邊框部LA1c的模槽CV內時會受到不小的阻力。經過時刻T3、T4,超過時刻T5,沿著路徑R2流動來的樹脂PL,是在到達閘門GT的相反側的模槽端部END的時點,沿著路徑R1流動來的樹脂PL,已經通過第4列的透鏡部成形面PP,由此由透鏡部成形面PP以外的位置,與通過路徑R2的樹脂PL相遇,藉此發生的熔合痕W,可以位於透鏡部成形面PP及模槽端部END之間。因此,在物體側透鏡部LA1a中因為未形成有熔合痕W,所以可以抑制像差性能的劣化。在第2透鏡陣列LA2也同樣。
且依據本實施例,從閘門GT朝模槽CV內注入樹脂PL而成形時,模槽空間因為是在樹脂PL的流動方向幾乎均一,所以樹脂PL的流動速度在哪個部位皆幾乎成為一定,因為在將樹脂PL的先端部對齊的狀態下進行注入,所以大的熔合痕W不易產生。尤其是,可以防止在接近閘門GT相反側的模槽端部END的透鏡部成形面PP發生特異的熔合痕W。因此,不需將透鏡陣列LA1、 LA2的平面方向的面積過度地變大。
進一步,如本實施例,藉由將3行以上及3列以上的多數的透鏡部配置成陣列狀,就可達成充分的高畫質化,且樹脂注入時的注入阻力即使伴隨透鏡部的數量增加而增大,仍可有效地防止熔合痕的發生。且,因為透鏡部的數量即使變多,也可以對於別的光學相關連零件(其他的透鏡陣列、光圏構件、鏡框等)及包含光軸周圍方向的方向進行確實地定位,所以可以更確實地迴避透鏡陣列的光學性能的下降。
進一步,依據本實施例,藉由在第1透鏡陣列LA1的邊框部LA1c,設置各定位用的2個斜面LA1d、LA1e,就可以確實地定位鏡框LF及第2透鏡陣列LA2,並且可以減小從光軸方向所見時的定位用的空間,可以抑制透鏡陣列LA1、LA2的平面方向的尺寸變大。尤其是,藉由先將2個斜面LA1d、LA1e的傾斜的方向對齊好,因為第1透鏡陣列LA1的板厚是成為幾乎均一,所以在第1透鏡陣列LA1的成形時,就可以將熱硬化性樹脂平順地注入,即使具有定位用的斜面LA1d、LA1e,也可以確實地抑制熔合痕W的發生。在第2透鏡陣列LA2也同樣。且,如第8圖(a)(b)所示,將第1斜面及第2斜面之中至少一方形成平緩的曲面,將曲面及平面組合者也可以。第8圖(a)是顯示斜面LA2d為曲面的例,第8圖(b),是顯示斜面LA2d、LA1e為曲面的例。無論平坦面或曲面,傾斜面的話因為成形時不易妨害樹脂的 流通所以成形不良不易產生,且,樹脂充填後的脫模成為容易。且,藉由是傾斜面,透鏡陣列及其他零件的定位變容易,可以防止因為定位在透鏡陣列施加應力並導致破損。
又,第1透鏡陣列LA1的物體側透鏡部LA1a、及第2透鏡陣列LA2的像側透鏡部LA2a因為是具有彎月形透鏡形狀,所以由凹面及凸面的組合所構成的板厚均一成為容易,容易發揮本發明的效果。
且因為藉由使模槽端部END(透鏡陣列的邊框部的側面成形面)、及最接近其的透鏡部成形面PP,接近3mm以內,所以與攝像無關的不要部分可變小,所以可以防止透鏡陣列的尺寸變大,且,也可以抑制在透鏡陣列容易產生特異的熔合痕的樹脂注入部相反側的邊框部的模槽端部發生熔合痕。
將第1透鏡陣列成形之後,第2透鏡陣列也由同樣的程序成形製作,如上述,藉由將兩者的對應的定位部相面對重疊,進行對準。在該狀態下藉由將兩者黏著,就可以獲得透鏡陣列層疊體。進一步,藉由將透鏡陣列層疊體黏著在鏡框,就可獲得透鏡陣列單元。
第9圖,是本實施例的變形例的透鏡陣列的主要部分剖面圖。在第9圖中,第1透鏡陣列LA1,是除了第1斜面LA1d、第2斜面LA1e以外,具有相面對於第2斜面LA1e的第3斜面LA1f。與上述的實施例同樣,第2斜面LA1e,是藉由與第2透鏡陣列LA2的第1斜面 LA2d抵接而發揮定位功能。另一方面,第3斜面LA1f,是藉由卡合於其他的零件也就是作為板狀的遮光構件SH的光透過部的開口SH1,使用在作為光圏構件的遮光構件SH的定位者。
第10圖(a)(b),是顯示本實施例的變形例的圖,相當於由第5圖(a)的VIII-VIII線切斷的剖面圖。在第10圖(a)的例中,對於上述的實施例的第1模子MD1,模槽內面MD1a,是由模槽端部END附近突出。由此,模槽端部END附近的模槽空間△是成為最窄。因此,從閘門GT被供給的樹脂之中,通過路徑R2(第6圖參照)的樹脂,是進入狹窄的模槽空間△內時會受到阻力,因為與模槽端部END碰撞並返回為止的時間變長,所以與通過路徑R1(第6圖參照)的樹脂可以在透鏡部成形面PP以外相遇,由此可以抑制在透鏡部發生熔合痕。此以外的構成,是與上述的實施例同樣。
在第10圖(b)的例中,對於上述的實施例的第1模子MD1,由模槽端部END附近,在對於樹脂注入方向的前方,形成從模槽內面MD1a突出的壁MD1b,形成光圏部(窄小部)γ。因此,從閘門GT被供給的樹脂之中,通過路徑R2(第6圖參照)的樹脂,通過光圏部γ時會受到阻力,因為與模槽端部END碰撞並返回為止的時間變長,所以與通過路徑R1(第6圖參照)的樹脂可以在透鏡部成形面PP以外相遇,由此可以迴避在透鏡部發生熔合痕。此以外的構成,是與上述的實施例同 樣。
本領域的本行業者,明顯可從本說明書的實施例和技術思想得知,本發明不限定於本說明書的實施例,當然也包含其他的實施例、變形例。
例如,在上述各實施例中,雖使用斜面和曲面進行定位,但是若對於成形沒有障礙的話,由垂直面進行定位也可以。但是,因為在樹脂注入時容易產生段差而成為成形不良使得容易脫模阻力變大,所以進行考慮了此點的成形較佳。
且上述各實施例,雖是將透鏡陣列2層層疊,但是不限定於此,將透鏡陣列3層以上層疊也可以,透鏡陣列是1層也可以。
且在上述各實施例中,透鏡陣列的透鏡部雖是彎月形透鏡形狀者,但是不限定於此,包含具有非彎月形透鏡形狀的透鏡部的透鏡陣列也可以。
[產業上的可利用性]
本發明的透鏡陣列,是可以使用在具備超解像型式和視野分割型式等的複眼光學系的攝像裝置的複眼光學系。
CV‧‧‧模槽
END‧‧‧模槽端部
GT‧‧‧閘門
PL‧‧‧熱可塑性樹脂
PP‧‧‧透鏡部成形面
R1‧‧‧路徑
R2‧‧‧路徑
W‧‧‧熔合痕

Claims (20)

  1. 一種透鏡陣列,是由熱可塑性樹脂的一體物所構成的透鏡陣列,具有:被配置成2次元的複數透鏡部、及朝前述複數透鏡部的周圍延伸的凸緣部、及位於前述凸緣部的周圍且比前述凸緣部的周圍部分更朝前述透鏡部的光軸方向突出的周狀的邊框部,前述邊框部,是在突出側的第1面及其相反側的第2面之中至少一方中,設有進行與其他的零件的定位用的第1定位部,前述第2面,是位於比前述凸緣部的周圍部分更靠前述第1面側。
  2. 如申請專利範圍第1項的透鏡陣列,其中,前述第1定位部,是設在前述第1面。
  3. 如申請專利範圍第1項的透鏡陣列,其中,前述第1定位部,是設在前述第2面。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述第1定位部,是包含傾斜面。
  5. 如申請專利範圍第1項的透鏡陣列,其中,前述第1定位部,是設在前述第1面及前述第2面的雙方。
  6. 如申請專利範圍第5項的透鏡陣列,其中,前述第1面及前述第2面的第1定位部是各別包含傾 斜面,其傾斜的方向是對齊。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述透鏡部的光軸方向中,前述透鏡陣列的最厚的部分的板厚為D1、最薄的部分的板厚為D2的話,對於前述透鏡部、凸緣部、及包含邊框部的前述透鏡陣列整體,滿足D1/D2≦2.0的關係。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述透鏡陣列的光軸方向中的平均板厚是0.3~0.7mm。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述複數透鏡部,是從光軸方向所見,配置成3列以上且3行以上的陣列狀。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述複數透鏡部各別具有彎月形透鏡形狀。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述凸緣部的周圍部分的光軸方向的平均厚度B1、及前述邊框部的光軸方向的平均厚度C,是滿足C<1.5B1的關係。
  12. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述透鏡部的光軸方向的最小厚度A、及前述凸緣部的光軸方向的平均厚度B2,是滿足B2<1.5A的關係。
  13. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的透鏡陣列,其中,前述其他的零件,是具備對應前述複數透鏡部的複數光透過部的板狀的光圏構件。
  14. 一種透鏡陣列層疊體,其特徵為:將如申請專利範圍第1至12項中任一項的前述透鏡陣列作為第1透鏡陣列,將具有對應前述第1定位部的第2定位部的第2透鏡陣列,層疊於前述第1透鏡陣列。
  15. 一種透鏡陣列的製造方法,是由熱可塑性樹脂的一體物所構成的透鏡陣列的製造方法,其特徵為:將在成形模子的模槽內被熔融的熱可塑性樹脂射出,該成形模子所具有成形面是對應:被配置成2次元的複數透鏡部、及朝前述複數透鏡部的周圍延伸的凸緣部、及位於前述凸緣部的周圍且朝比前述凸緣部的周圍部分更靠前述透鏡部的光軸方向突出的周狀的邊框部,將射出的前述樹脂固化之後,脫模,在前述邊框部之突出側的第1面及其相反側的第2面之中至少一方中,設 有進行與其他的零件的定位用的第1定位部,前述第2面,是可位於比前述凸緣部的周圍部分更靠前述第1面側的透鏡陣列。
  16. 如申請專利範圍第15項的透鏡陣列的製造方法,其中,前述成形模子,是由模具材料的一體物所構成。
  17. 如申請專利範圍第15或是16項的透鏡陣列的製造方法,其中,前述模槽之樹脂注入部相反側的邊框部的側面成形面、及最接近該邊框部的透鏡部成形面的距離是3mm以內。
  18. 如申請專利範圍第15或是16項的透鏡陣列的製造方法,其中,前述模槽之形成樹脂注入部相反側的邊框部的部位的光軸方向的高度是最小。
  19. 如申請專利範圍第15或是16項的透鏡陣列的製造方法,其中,在前述模槽之形成樹脂注入部相反側的邊框部的部位的前方設有窄小部。
  20. 一種透鏡陣列層疊體的製造方法,其特徵為:將由如申請專利範圍第15至19項中任一項的透鏡陣列的製造方法所獲得的前述透鏡陣列作為第1透鏡陣列,將具有對應前述第1定位部的第2定位部的第2透鏡陣列,層疊於前述第1透鏡陣列。
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