WO2014119751A1 - レンズアレイ、複眼光学系、及びレンズアレイの製造方法 - Google Patents

レンズアレイ、複眼光学系、及びレンズアレイの製造方法 Download PDF

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WO2014119751A1
WO2014119751A1 PCT/JP2014/052331 JP2014052331W WO2014119751A1 WO 2014119751 A1 WO2014119751 A1 WO 2014119751A1 JP 2014052331 W JP2014052331 W JP 2014052331W WO 2014119751 A1 WO2014119751 A1 WO 2014119751A1
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WO
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lens array
lens
raised portion
resin
raised
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PCT/JP2014/052331
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下間剛
金野賢治
立林圭介
今井利幸
森基
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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Publication date
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    • G02B3/0075—Arrays characterized by non-optical structures, e.g. having integrated holding or alignment means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses

Definitions

  • the present invention relates to a lens array including a plurality of lenses arranged two-dimensionally, a compound eye optical system in which the lenses are stacked, and a method of manufacturing the lens array.
  • a resin lens array is known as a compound-eye optical system used in a compound-eye imaging device that forms a plurality of images on an image sensor using a plurality of lenses and reconstructs one image from the obtained images.
  • Patent Document 1 introduces a method of molding a lens array by injection molding. According to this method, a gate is provided on the side surface of the lens array, and molten resin is injected from the gate. And after cooling and solidifying the resin material for lenses, the lens array is manufactured by taking out from the mold.
  • the method of Patent Document 1 when the thickness of the lens array is reduced, the fluidity of the resin deteriorates, and the entire lens array may not be sufficiently filled with the resin. Even if it can be filled, in the lens far from the gate, no pressure is applied and the accuracy of the lens surface is deteriorated.
  • Patent Document 2 discloses a configuration that is finally separated into individual lenses, but is fitted with high accuracy when a plurality of lens arrays are joined. . Both arrays are fitted by a convex portion provided around the first lens array and a concave portion provided around the second lens array. At this time, an intervening portion is provided around each optical surface so as to surround and seal a gap formed between the optical surfaces, and the lenses are cut at the intervening portion.
  • a molding method such as a gate position, and no special consideration is given to resin flowability and other molding conditions.
  • the interposition part has a complicated shape, when it is molded by injection molding, the flow of the resin is poor and the shape is not suitable for injection molding. In addition, since they are finally used as individual pieces, the problem of crosstalk of light from adjacent lens elements, which causes a problem in a compound eye optical system, is not considered.
  • the present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide a thin lens array capable of realizing high-precision molding by simple injection molding and a manufacturing method thereof. Another object of the present invention is to provide a thin compound eye optical system in which the lens arrays are superimposed.
  • a lens array according to the present invention is a lens array having a plurality of lens elements arranged two-dimensionally, a resin injection portion provided at one location on the outer periphery, and a plurality of lenses And a ridge formed in a connecting region between the elements and extending in a direction in which the resin flows during molding.
  • the bulging portion is formed in a connection region between a plurality of lens elements and extends in the direction in which the resin flows during molding, so that it melts at various locations in the cavity of the mold apparatus for molding the thin lens array.
  • the resin can be filled with a small pressure drop, and the optical surface including the lens element far from the gate can be transferred with high accuracy.
  • the mold recess for transferring the raised portion has a role of assisting the uniform spread of the resin, and it becomes easy to prevent the formation of weld due to the wraparound of the resin.
  • the raised portion extends from the injection side surface where the resin injection portion is located to the opposing side surface.
  • the molten resin can be filled with a small pressure drop to the back of the cavity.
  • the ridge includes a rib that extends elongated along the injection direction.
  • the mold concave portion for transferring the raised portion has a groove shape, and the effect of guiding the resin is enhanced.
  • the ridge includes a rib extending elongated along a direction perpendicular to the injection direction. In this case, it is possible to have an action of spreading the molten resin in a direction perpendicular to the injection direction with respect to the raised portion.
  • a frame portion that protrudes toward one main surface along the outer periphery is further provided.
  • the frame portion can be used for joining with other lens arrays and other members while maintaining appropriate intervals.
  • the plurality of lens elements are arranged in an array number of 3 ⁇ 3 or more.
  • the lens array tends to be thin, and the induction of the molten resin by the mold recess for transferring the raised portion plays a major role in transferring the optical surface with high accuracy.
  • the height of the raised portion is higher than the apex of the optical surface of the lens element.
  • the mold recess for transferring the raised portion has a sufficient cross-sectional area, and the pressure drop of the molten resin can be reliably suppressed. Further, when the lens array is transported, the raised portion also protects the optical surface of the lens element.
  • the raised portions are provided opposite to both sides of the pair of main surfaces.
  • the mold recess for transferring the raised portion has a wider cross-sectional area, and a guide path for the molten resin can be secured.
  • a compound eye optical system includes the above-described first lens array and a second lens array superimposed on the first lens array, and the first lens array is raised. The portion is bonded to the facing portion of the second lens array. In this case, even if the compound eye optical system is placed in various temperature environments, it is easy to maintain a state with little warping.
  • the raised portion of the first lens array is joined to the raised portion provided in the facing portion of the second lens array.
  • a method of manufacturing a lens array according to the present invention is a method of manufacturing a lens array having a plurality of lens elements arranged two-dimensionally, and a ridge extending in a direction in which resin flows during molding.
  • the raised resin extending in the direction in which the resin flows at the time of molding is provided in the connection region between the plurality of lens elements, so that the molten resin from the gate is guided by the flow path space corresponding to the raised portion. Therefore, it is possible to fill the resin in the cavity of the mold device for molding the thin lens array with a small pressure drop, and to transfer the optical surface with high precision including the lens elements far from the gate. It becomes possible.
  • the mold recess for transferring the raised portion has a role of assisting the uniform spread of the resin, and it becomes easy to prevent the formation of weld due to the wraparound of the resin.
  • FIG. 1A is a plan view illustrating the lens array of the first embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the lens array shown in FIG. 2A and 2B are partially enlarged cross-sectional views for explaining the molding die for the lens array shown in FIG.
  • It is a cross-sectional conceptual diagram explaining the molding die for lens arrays. It is a figure explaining the flow of the molten resin in the shaping die for lens arrays. It is a figure explaining the effect which provided the protruding part by simulation.
  • FIG. 6A is an enlarged cross-sectional view for explaining the effect of providing a raised portion
  • FIG. 6B is a view for explaining a modification of the raised portion shown in FIG. 6A.
  • the lens array 10 of this embodiment is a product molded from a thermoplastic resin by injection molding, and has a square outline in plan view.
  • the lens array 10 includes a plurality of lens elements 10a, each of which is an optical element, and a support portion 10b that supports the plurality of lens elements 10a from the periphery.
  • the plurality of lens elements 10a constituting the lens array 10 are two-dimensionally arranged on square lattice points (3 ⁇ 3 nine points) arranged in parallel to the XY plane (surface perpendicular to the optical axis AX). ing.
  • Each lens element 10a has a convex first optical surface 11a on one main surface 10p side and a concave second optical surface 11b on the other main surface 10q side. Both optical surfaces 11a and 11b are aspherical surfaces, for example.
  • the support portion 10b is a plate-like portion having a rectangular outline, and is a connection region 10y that supports a plurality of lens elements 10a arranged in lattice points.
  • the support portion 10b has an outer shell portion 10k around each lens element 10a.
  • the outer shell portion 10k has flange surfaces 11f that have a uniform predetermined thickness and are parallel to each other in the vertical direction.
  • a flange surface 11f having a certain width or more is provided around the optical surfaces 11a and 11b, and the molten resin is supplied to locations corresponding to the optical surfaces 11a and 11b on the transfer surface of the mold during injection molding. It has become easier.
  • the lens array 10 has a frame portion 12 protruding in the ⁇ Z direction from the main surface 10q along the outer peripheral portion 10c.
  • the frame portion 12 is used as a spacer during assembly. That is, the frame portion 12 is used for joining with other lens arrays and other members while maintaining appropriate intervals.
  • the lower end surface 12a of the frame portion 12 is used as an adhesive surface at that time.
  • a block-shaped resin injection portion 14 protrudes from one side S4 of the four sides around the lens array 10 or the center of the injection side surface portion 10m corresponding thereto.
  • the resin injection portion 14 is a gate trace corresponding to the gate at the time of molding, and can be excised in advance before the lens array 10 is laminated, but is left for simplification of the process.
  • a cut trace remains, and this cut trace is referred to as the resin injection part 14.
  • the lens array 10 is formed with two raised portions 16 for the purpose of preventing pressure drop of the molten resin during injection molding.
  • these raised portions 16 are formed on the main surface 10 p side without the frame portion 12. Both raised portions 16 extend parallel to each other in the direction in which the molten resin flows during molding.
  • each raised portion 16 is a rib 116 that is elongated and uniformly extends in the molten resin injection direction ( ⁇ Y direction), from the injection side surface portion 10 m where the resin injection portion 14 is located to the opposite side surface portion 10 n. It extends.
  • the injection direction is a direction in which molten resin is injected or injected into the mold when the lens array 10 is injection-molded, and means a direction from the resin injection portion 14 toward the center of the opposite side surface portion 10n.
  • Each protruding portion 16 is formed so as to protrude in the + Z direction from the support portion 10b which is the connection region 10y while avoiding the lens element 10a.
  • the height of the raised portion 16 is higher than the apex of the optical surface 11a of the lens element 10a. As a result, the raised portion 16 protects the optical surface 11a of the lens element 10a when the lens array 10 is transported.
  • the flow path cross section of the molten resin becomes large at the portion corresponding to the raised portion 16 on the transfer surface of the mold during injection molding, and the pressure drop of the molten resin is ensured. Can be suppressed.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams for explaining a method of forming the lens array 10.
  • FIG. 2A shows a cross section of a mold that forms a molding space corresponding to the cross section taken along the line BB of the lens array 10 shown in FIG. 1A
  • FIG. 2B shows the molding corresponding to the cross section taken along the line AA of the lens array 10 shown in FIG. A mold cross section forming a space is shown.
  • the mold apparatus 70 for injection molding includes a first mold 71 and a second mold 72.
  • the first mold 71 and the second mold 72 are mold-matched at the mold-matching surface PL, and a cavity 70 a is formed between the molds 71 and 72.
  • a transfer surface 71c for transferring the shape on the one main surface 10p side of the lens array 10 is formed on the first mold 71 so as to face the cavity 70a, and the lens array 10 is formed on the second mold 72.
  • a transfer surface 72c for transferring the shape of the other main surface 10q is formed.
  • the transfer surfaces 71c and 72c have a plurality of optical transfer portions 71g and 72g arranged two-dimensionally at a part thereof in order to transfer the optical surfaces 11a and 11b of the lens element 10a.
  • the first mold 71 is formed with a transfer surface 71 h for forming a pair of rib-like raised portions 16.
  • a transfer surface 72f for forming the frame portion 12 is formed on the second mold 72.
  • the mold device 70 is formed with a gate GA communicating with the cavity 70a. The gate GA is provided adjacent to the transfer surface 72 f of the frame portion 12.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the overall structure of the mold apparatus 70.
  • a runner RA is connected to the cavity 70a also shown in FIG.
  • the runner RA is connected to the sprue SP on the resin supply side.
  • the molten resin J from the sprue SP fills the runner RA and fills the cavity 70a through the gate GA.
  • a sprue portion 81 corresponding to the sprue SP By separating the first mold 71 and the second mold 72 after cooling the molten resin J, a sprue portion 81 corresponding to the sprue SP, a runner portion 82 corresponding to the runner RA, and a gate corresponding to the gate GA.
  • a molded product 80 including a portion 83 and a lens array body 84 corresponding to the cavity 70a is formed.
  • the gate section 83 is subjected to a gate cut process, and the lens array 10 is obtained by the resin injection section 14 that is the remainder of the gate section 83 and the lens array main body 84 beyond that.
  • the molten resin J supplied from the gate GA into the cavity 70a easily flows into a portion having a wide channel cross section, and is formed into a groove-shaped transfer surface 71h for the raised portion 16 and a groove-shaped transfer surface 72f for the frame portion 12. While flowing along, it also flows in parallel to the narrow portion 70i between them. Since a uniform flow is formed by the transfer surfaces 71h and 72f, the molten resin J tends to flow smoothly and uniformly from the injection side surface portion 70m on the gate GA side toward the opposing side surface portion 70n.
  • the wraparound of the molten resin J is prevented and the weld line is hardly formed. Furthermore, a large portion of the flow path cross section exists along the transfer surfaces 71h and 72f to the depth of the opposing side surface portion 70n, and the molten resin J can be filled in the cavity 70a with a small pressure drop. As a result, the molten resin J is supplied with sufficient injection pressure to the optical transfer portions 71g and 72g in the back of the cavity 70a, and the shapes of the optical surfaces 11a and 11b can be made with high accuracy.
  • FIG. 5 is a graph showing the result of a flow simulation of the molten resin J when injection molding is performed by the mold apparatus 70 shown in FIG. 2A and the like.
  • the horizontal axis represents the distance from the gate GA
  • the vertical axis represents the obtained resin pressure drop.
  • molding the lens array without the protruding part 16 was also performed as a comparative example.
  • the mold apparatus 70 is not formed with the transfer surface 71h for forming the raised portion 16.
  • the maximum pressure drop amount is 55 MPa in the mold without the raised portion 16, whereas the maximum pressure drop amount is 33 MPa in the mold with the raised portion 16.
  • the pressure drop of the molten resin J can be reduced by providing the raised portions 16.
  • polycarbonate is assumed as the molten resin J
  • the injection temperature is 270 ° C.
  • the mold temperature is 270 ° C.
  • the gate size is 1 mm ⁇ 0.5 mm
  • the injection rate is 10 cm 3 / sec. .
  • FIG. 6A is a diagram for explaining a secondary effect of the raised portion 16 provided in the lens array 10.
  • the raised portion 16 when the light L ⁇ b> 1 incident on a certain lens element 10 a is incident on the optical surface 11 a and is reflected on the back side thereof, there is a possibility that the light L ⁇ b> 1 enters the adjacent raised portion 16.
  • the side surface 16s of the raised portion 16 does not satisfy the condition of total reflection, and the light L1 incident on the side surface 16s is refracted by the side surface 16s and emitted to the outside as light L3.
  • the raised portion 16 does not exist, when the light L1 incident on the lens element 10a is incident on the optical surface 11a and reflected on the back surface side, it is totally reflected on the front surface 10s, and this light L2 propagates inside. , There is a possibility of entering the adjacent lens element 10a. Since such light L2 causes crosstalk, providing the raised portion 16 contributes to reduction of crosstalk.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a modification.
  • an absorption film 16u is formed on the top surface 16t of the raised portion 16, and the crosstalk light L4 is absorbed.
  • the absorption film 16u it is preferable to use a black paint or a colored one as an adhesive when adhering different lens arrays on the upper and lower sides.
  • a black paint or a colored one as an adhesive when adhering different lens arrays on the upper and lower sides.
  • the absorption film 16u sticks to the lens element 10a and the lens performance may be impaired.
  • the rib 116 since the rib 116 is integrally formed, the rigidity of the lens array 10 is increased as compared with the case where the rib 116 is not provided. is there.
  • the lens array of the second embodiment is a modification of the lens array of the first embodiment, and items not specifically described are the same as those of the first embodiment.
  • the plurality of lens elements 10a constituting the lens array 10 are on square lattice points (4 ⁇ 4 16 points) arranged in parallel to the XY plane. Are two-dimensionally arranged.
  • the lens array 10 has three ridges 16, that is, ribs 116 that are elongated along the injection direction ( ⁇ Y direction) of the molten resin.
  • the raised portion 16 is formed in the connection region 10y between the lens elements 10a so as to avoid the row of the lens elements 10a, and extends from the injection side surface portion 10m where the resin injection portion 14 is located to the opposite side surface portion 10n.
  • liquidity of resin can be ensured by increasing the number of the ribs 116 arrange
  • the lens array according to the third embodiment will be described below.
  • the lens array of the third embodiment is a modification of the lens array of the first embodiment, and items not specifically described are the same as those of the first embodiment.
  • the ridges 16, that is, the ribs 116, which are shown as dot pattern regions, do not extend linearly but extend in a bent manner.
  • the raised portion 16 as a whole extends in the molten resin injection direction ( ⁇ Y direction).
  • the lens element 10a is arranged not on the square lattice point but on the triangular lattice point, and the bending of the raised portion 16 is reduced.
  • the lens elements 10a are arranged in a non-lattice pattern, so as to sew them, along the resin injection direction, that is, from the injection side to the opposite side
  • the rib 116 along the flow of the resin, the fluidity of the molten resin can be ensured.
  • the lens array according to the fourth embodiment will be described below.
  • the lens array of the fourth embodiment is a modification of the lens array of the first or third embodiment, and matters that are not particularly described are the same as those of the first embodiment.
  • the lens array 10 of the present embodiment originally two raised portions 16, that is, ribs 116 shown as dot pattern areas are branched or merged.
  • the raised portion 16 as a whole extends in the molten resin injection direction ( ⁇ Y direction).
  • the rib 116 is formed along the flow of the resin, so that the fluidity of the resin during molding is ensured. be able to.
  • the rigidity of the lens array 10 that is a molded body is increased, which can contribute to the prevention of warpage associated with the temperature change in the surrounding environment.
  • the lens array and the like according to the fifth embodiment will be described below.
  • the lens array of the fifth embodiment is a modification of the lens array of the first embodiment, and items not specifically described are the same as those of the first embodiment.
  • raised portions 16, that is, ribs 116 shown as dot pattern regions extend in the diagonal direction of the lens array 10.
  • the resin injection portion 14 is also provided at the diagonal corner, the raised portion 16 as a whole extends in the molten resin injection direction (intermediate between the ⁇ X direction and the ⁇ Y direction).
  • the lens element 10a is arranged not on a square lattice point but on a distorted triangular lattice point so that the width of the raised portion 16 is relatively wide.
  • the lens array of the sixth embodiment is a modification of the lens array of the first embodiment, and items not specifically described are the same as those of the first embodiment.
  • one raised portion 16 or rib 116 shown as a dot pattern region extends in the molten resin injection direction ( ⁇ Y direction), and the other raised portion 26 or The rib 126 extends in a direction ( ⁇ X direction) perpendicular to the injection direction of the molten resin.
  • the ridges 26 or the ribs 126 extending in the direction perpendicular to the injection direction have an action of spreading the molten resin in the direction perpendicular to the injection direction ( ⁇ X direction) to the ridges, so that the molten resin is uniformly distributed Expands and suppresses pressure drop of molten resin.
  • the lens array according to the seventh embodiment will be described below.
  • the lens array of the seventh embodiment is a modification of the lens array of the first or second embodiment, and items not specifically described are the same as those of the first embodiment.
  • the plurality of lens elements 10a are two-dimensionally arranged on triangular lattice points arranged parallel to the XY plane.
  • the protruding part 16, ie, the rib 116 is bent and extended like the case of 3rd Embodiment.
  • the raised portion 16 is represented in a schematic line shape that is thinner than the actual one to simplify the description.
  • the raised portion 16 that is, the rib 116 is branched or merged.
  • the raised portion 16 as a whole extends in the molten resin injection direction ( ⁇ Y direction).
  • the protruding part 16 is represented by the typical linear form thinner than actual.
  • the ridges 16, that is, the ribs 116 extend in the diagonal direction of the lens array 10, and the molten resin injection direction ( ⁇ X direction and (Intermediate with -Y direction).
  • the protruding part 16 is represented by the typical linear form thinner than actual.
  • ridges or ribs extending in a direction perpendicular to the injection direction of the molten resin can be added.
  • the lens array according to the eighth embodiment will be described below.
  • the lens array of the eighth embodiment is a modification of the lens array of the first embodiment, and items not specifically described are the same as those of the first embodiment.
  • the height of the raised portion 16 is increased, and the flow path cross section in the raised portion 16 is increased as compared with the case of the first embodiment.
  • the top surface 16t of the raised portion 16 is higher than the optical surface 11a with a sufficient margin.
  • the raised portion 16 or rib 116 not only is the raised portion 16 or rib 116 provided on one main surface 10p of the lens array 10, but also the raised portion 6 or rib 106 is provided on the other main surface 10q.
  • One raised portion 16 and the other raised portion 6 are arranged to face each other, and the effect of increasing the cross section of the flow path is high.
  • the compound eye optical system 100 and the imaging apparatus 1000 according to the ninth embodiment will be described.
  • the compound eye optical system 100 of the present embodiment is a laminated body in which a first lens array 10, a second lens array 20, and a third lens array 30 are bonded together.
  • the first to third lens arrays 10, 20, and 30 are flat members extending in parallel to the XY plane.
  • the lens arrays 10, 20, and 30 are stacked in the Z-axis direction perpendicular to the XY plane. It is integrated.
  • the first to third lens arrays 10, 20, and 30 have the same structure as the lens array 10 of the first to eighth embodiments shown in FIG. 1A and the like, and the manufacturing method thereof is also the same. Omitted.
  • the raised portion 16 protrudes only on the lower side where the frame portion 12 is located.
  • the second lens array 20 is of a type in which the raised portions 16 protrude opposite to both sides of the pair of main surfaces.
  • the third lens array 30 is of a type in which the raised portion 16 protrudes only on the upper side (the second lens array 20 side) without the frame portion 12.
  • the imaging apparatus 1000 incorporating the compound eye optical system 100 is detected by the sensor array 60 provided corresponding to the plurality of lens arrays 10, 20, and 30, and the sensor array 60. And an image processing unit 65 that performs processing on the image signal.
  • the compound-eye optical system 100 is bonded to the sensor array 60 and housed in a case (not shown), for example.
  • the imaging apparatus 1000 operates with various functions according to applications such as a field division method and a super-resolution method.
  • the first lens array 10 and the second lens array 20 are basically fixed by the frame portion 12, but the lower end surface H1 of the raised portion 16 of the first lens array 10 and The upper end surface H2 of the raised portion 16 of the second lens array 20 is joined by the adhesive layer BL.
  • the second lens array 20 and the third lens array 30 are basically fixed by the frame portion 12, but the lower end surface of the raised portion 16 of the second lens array 20 and the third lens array 20 are fixed. The upper end surface of the raised portion 16 of the lens array 30 is joined by the adhesive layer BL.
  • an effect of increasing the structural strength of the compound-eye optical system 100 is produced by joining the raised portions 16, and the compound-eye optical system 100 can be easily maintained in a state with less warping even when the compound-eye optical system 100 is placed in various temperature environments.
  • the thermal deformation was simulated for the compound-eye optical system 100 having the structure shown in the figure, the warp is reduced due to the rib-like raised portion 16 with respect to the temperature change (20 ° C. to 50 ° C.). It was confirmed.
  • the lens array and the like according to the tenth embodiment will be described below.
  • the lens array of the tenth embodiment is a modification of the lens array of the first embodiment, and items not specifically described are the same as those of the first embodiment.
  • the raised portions 16 are formed around the entire lens element 10a.
  • the raised portion 16 does not extend linearly but extends in the molten resin injection direction ( ⁇ Y direction) as a whole.
  • the cross-sectional area of the mold space is expanded in the injection direction, and the fluidity of the molten resin is improved.
  • the periphery of the lens element 10a is surrounded by the flange surface 11f, and the protruding portion 16 is prevented from affecting the optical surface 11a.
  • a diaphragm is formed by providing a diaphragm member before and after the lens array 10 or applying a light shielding material to at least one main surface of the lens array 10 as necessary. You may do it. Further, a diaphragm member is arranged before and after the compound eye optical system 100, a diaphragm member is provided between the lens arrays 10, 20, and 30 constituting the compound eye optical system 100, For at least one, a diaphragm may be formed by applying a light shielding material to at least one main surface.
  • the size and optical surface shape of the lens element 10a can be changed as appropriate according to the application and function. Further, the contour of the lens array 10 and the like is not limited to a rectangle, and can be various shapes.

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Abstract

簡易な射出成形によって高精度な成形を実現できる薄型のレンズアレイ及びその製造方法を提供する。このレンズアレイ１０では、隆起部１６が複数のレンズ要素１０ａ間の連結領域１０ｙに形成され成形時に樹脂が流動する方向に延びるので、薄板状のレンズアレイ１０を成形するための金型装置７０のキャビティ７０ａ中の各所に溶融樹脂Ｊを少ない圧力降下で充填することができ、ゲートＧＡから遠いレンズ要素１０ａを含めて高精度な光学面の転写が可能になる。また、隆起部１６を転写するための金型凹部が樹脂の均一な拡がりを補助する役割を有し、溶融樹脂Ｊの回り込みによるウェルドの形成を防止することが容易になる。

Description

レンズアレイ、複眼光学系、及びレンズアレイの製造方法
　本発明は、２次元的に配列された複数のレンズを含むレンズアレイ、これを積み重ねた複眼光学系、及びレンズアレイの製造方法に関する。
　複数のレンズを用いて撮像素子上に複数の画像を結像し、得られた複数画像から１つの画像を再構成する複眼撮像装置に用いられる複眼光学系として、樹脂製のレンズアレイが知られている。例えば、特許文献１には、射出成形によってレンズアレイを成形する方法が紹介されている。この方法によれば、レンズアレイの側面にゲートを設け、ゲートから溶融した樹脂を注入する。そして、レンズ用樹脂材料を冷却固化した後、金型から取り出すことで、レンズアレイを製造している。
　しかしながら、特許文献１の方法では、レンズアレイの厚みが薄くなってくると、樹脂の流動性が悪くなり、レンズアレイ全体に樹脂を十分に充填できない可能性がある。また、充填できたとしても、ゲートから遠い位置にあるレンズでは、圧力がかからずレンズ面の精度が悪くなる。
　一方、特許文献２には、最終的に個々のレンズに個片化されるものであるが、複数枚のレンズアレイを接合する際に、高精度に嵌合させるための構成が開示されている。第１レンズアレイの周囲に設けられた凸部と、第２レンズアレイの周囲に設けられた凹部により両アレイを嵌合させる。この際、光学面間に形成された空隙を囲んで密閉するように各光学面の周囲に介在部が設けられており、この介在部においてレンズ間を切断している。
　上記特許文献２には、例えばゲート位置等の成形方法に関する言及が無く、樹脂の流動性その他の成形条件に関して特段の考慮がされていない。また、介在部が複雑な形状となっているため、これを射出成形によって成形する場合は樹脂の流動が悪く、射出成形に適した形状ではない。また、最終的に個片化して用いられるものであるため、複眼光学系で問題になるような隣接するレンズ要素からの光のクロストークの問題が考慮されていない。
特開平８－２４８２０７号公報 特開２００３－３２９８０８号公報
　本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、簡易な射出成形によって高精度な成形を実現できる薄型のレンズアレイ及びその製造方法を提供することを目的とする。
　また、本発明は、上記レンズアレイを重ね合わせた薄型の複眼光学系を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイは、２次元的に配列された複数のレンズ要素を有するレンズアレイであって、外周の一箇所に設けられた樹脂注入部と、複数のレンズ要素間の連結領域に形成され成形時に樹脂が流動する方向に延びる隆起部とを備える。
　上記レンズアレイでは、隆起部が複数のレンズ要素間の連結領域に形成され成形時に樹脂が流動する方向に延びるので、薄板状のレンズアレイを成形するための金型装置のキャビティ中の各所に溶融樹脂を少ない圧力降下で充填することができ、ゲートから遠いレンズ要素を含めて高精度な光学面の転写が可能になる。また、隆起部を転写するための金型凹部が樹脂の均一な拡がりを補助する役割を有し、樹脂の回り込みによるウェルドの形成を防止することが容易になる。
　本発明の具体的な側面又は態様では、上記レンズアレイにおいて、隆起部は、樹脂注入部のある注入側面部から対向側面部まで延びている。この場合、キャビティの奥まで少ない圧力降下で溶融樹脂を充填することができる。
　本発明の別の側面では、隆起部は、注入方向に沿って細長く延びるリブを含む。この場合、隆起部を転写するための金型凹部が溝状になり、樹脂を誘導する効果が高まる。
　本発明のさらに別の側面では、隆起部は、注入方向に垂直な方向に沿って細長く延びるリブを含む。この場合、隆起部に対して注入方向に垂直な方向に溶融樹脂を拡げる作用を持たせることができる。
　本発明のさらに別の側面では、外周に沿って一方の主面側に突起する枠部をさらに備える。この場合、枠部は他のレンズアレイその他の部材と間隔を適切に保って接合するために用いることができる。
　本発明のさらに別の側面では、複数のレンズ要素は、３×３以上のアレイ数で配列されている。この場合、レンズアレイが薄型となりやすく、隆起部を転写するための金型凹部による溶融樹脂の誘導が高精度な光学面の転写にとって大きな役割を果たす。
　本発明のさらに別の側面では、隆起部の高さは、レンズ要素の光学面の頂点より高い。この場合、隆起部を転写するための金型凹部が十分な断面積を持つことになり、溶融樹脂の圧力降下を確実に抑制できる。また、レンズアレイの搬送等に際しては、隆起部がレンズ要素の光学面を保護することにもなる。
　本発明のさらに別の側面では、隆起部は、一対の主面の両側に対向して設けられている。この場合、隆起部を転写するための金型凹部がより広い断面積を持つことになり、溶融樹脂の案内路を確保できる。
　上記課題を解決するため、本発明に係る複眼光学系は、上述の第１のレンズアレイと、第１のレンズアレイと重ね合わされる第２のレンズアレイとを備え、第１のレンズアレイの隆起部は、第２のレンズアレイの対向部分と接合されている。この場合、複眼光学系が様々な温度環境に置かれても反りが少ない状態に維持しやすくなる。
　本発明の具体的な側面又は態様では、上記複眼光学系において、第１のレンズアレイの隆起部は、第２のレンズアレイの対向部分に設けられた隆起部に接合されている。
　上記課題を解決するため、本発明に係るレンズアレイの製造方法は、２次元的に配列された複数のレンズ要素を有するレンズアレイの製造方法であって、成形時に樹脂が流動する方向に延びる隆起部を複数のレンズ要素間の連結領域に設けることにより、ゲートからの溶融樹脂を隆起部に対応する流路空間によって誘導する。
　上記レンズアレイの製造方法では、成形時に樹脂が流動する方向に延びる隆起部を複数のレンズ要素間の連結領域に設けることにより、ゲートからの溶融樹脂を隆起部に対応する流路空間によって誘導するので、薄板状のレンズアレイを成形するための金型装置のキャビティ中の各所に溶融樹脂を少ない圧力降下で充填することができ、ゲートから遠いレンズ要素を含めて高精度な光学面の転写が可能になる。また、隆起部を転写するための金型凹部が樹脂の均一な拡がりを補助する役割を有し、樹脂の回り込みによるウェルドの形成を防止することが容易になる。
図１Ａは、第１実施形態のレンズアレイを説明する平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示すレンズアレイのＡＡ矢視断面図である。 図２Ａ及び２Ｂは、図１に示すレンズアレイ用の成形金型を説明する部分拡大断面図である。 レンズアレイ用の成形金型を説明する断面概念図である。 レンズアレイ用の成形金型における溶融樹脂の流動を説明する図である。 隆起部を設けた効果をシミュレーションによって説明する図である。 図６Ａは、隆起部を設けた効果を説明する拡大断面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示す隆起部の変形例を説明する図である。 第２実施形態のレンズアレイを説明する図である。 第３実施形態のレンズアレイを説明する図である。 第４実施形態のレンズアレイを説明する図である。 第５実施形態のレンズアレイを説明する図である。 第６実施形態のレンズアレイを説明する図である。 図１２Ａ～１２Ｃは、第７実施形態のレンズアレイを説明する図である。 図１３Ａ及び１３Ｂは、第８実施形態のレンズアレイを説明する図である。 第９実施形態の複眼光学系及び撮像装置を概念的に説明する断面図である。 図１５Ａ及び１５Ｂは、第１０実施形態のレンズアレイを説明する図である。
〔第１実施形態〕
　図１Ａ及び１Ｂ等に示すように、本実施形態のレンズアレイ１０は、熱可塑性樹脂から射出成形によって成形された製品であり、平面視において正方形の輪郭を有する。レンズアレイ１０は、それぞれが光学素子である複数のレンズ要素１０ａと、複数のレンズ要素１０ａを周囲から支持する支持部１０ｂとを有する。レンズアレイ１０を構成する複数のレンズ要素１０ａは、ＸＹ面（光軸ＡＸに垂直な面）に平行に配列された正方の格子点（３×３の９点）上に２次元的に配列されている。各レンズ要素１０ａは、一方の主面１０ｐ側に凸の第１光学面１１ａを有し、他方の主面１０ｑ側に凹の第２光学面１１ｂを有する。両光学面１１ａ，１１ｂは、例えば非球面となっている。支持部１０ｂは、矩形の輪郭を有する板状の部分であり、複数のレンズ要素１０ａを格子点に配列した状態で支持する連結領域１０ｙとなっている。支持部１０ｂは、各レンズ要素１０ａの周囲に外殻部１０ｋを有している。外殻部１０ｋは、一様な所定の厚みを確保し上下に互いに平行なフランジ面１１ｆを有している。つまり、光学面１１ａ，１１ｂの周囲には、一定幅以上のフランジ面１１ｆが設けられており、射出成形に際して金型の転写面のうち光学面１１ａ，１１ｂに対応する箇所に溶融樹脂が供給されやすくなっている。
　レンズアレイ１０は、外周部１０ｃに沿って主面１０ｑから－Ｚ方向に突出する枠部１２を有する。枠部１２は、組み立てに際してスペーサーとして利用される。つまり、枠部１２は、他のレンズアレイその他の部材と間隔を適切に保って接合するために用いられる。枠部１２の下端面１２ａは、その際の接着面として利用される。レンズアレイ１０の周囲の４辺のうち一つの辺Ｓ４又はこれに対応する注入側面部１０ｍの中央からは、ブロック状の樹脂注入部１４が突出している。樹脂注入部１４は、成形時のゲートに対応するゲート跡であり、レンズアレイ１０の積層前に予め切除することもできるが、工程の簡素化のため残したままとしている。なお、樹脂注入部１４を除去して一つの辺に対応する側面を平坦化し若しくはこれに窪みを形成した場合も、切除跡が残り、この切除跡を樹脂注入部１４と呼ぶものとする。
　レンズアレイ１０には、射出成形時における溶融樹脂の圧力降下を防止する目的で、２つの隆起部１６が形成されている。これらの隆起部１６は、この場合、枠部１２のない主面１０ｐ側に形成されている。両隆起部１６は、成形時に溶融樹脂が流動する方向に互いに平行に延びている。具体的には、各隆起部１６は、溶融樹脂の注入方向（－Ｙ方向）に沿って細長く一様に延びるリブ１１６であり、樹脂注入部１４のある注入側面部１０ｍから対向側面部１０ｎまで延びている。ここで、注入方向とは、レンズアレイ１０を射出成形した際に、金型内に溶融樹脂を射出又は注入させた方向であり、樹脂注入部１４から対向側面部１０ｎの中央に向かう方向を意味する。各隆起部１６は、レンズ要素１０ａを避けて連結領域１０ｙである支持部１０ｂから＋Ｚ方向に突出するように形成されている。隆起部１６の高さは、レンズ要素１０ａの光学面１１ａの頂点より高い。これにより、レンズアレイ１０の搬送等に際しては、隆起部１６がレンズ要素１０ａの光学面１１ａを保護することになる。また、隆起部１６を光学面１１ａより高くすることで、射出成形に際して金型の転写面のうち隆起部１６に対応する箇所において溶融樹脂の流路断面が大きくなり、溶融樹脂の圧力降下を確実に抑制することができる。
　図２Ａ及び２Ｂは、レンズアレイ１０の成形方法を説明する図である。なお、図２Ａは、図１Ａのレンズアレイ１０のＢＢ矢視断面に対応する成形空間を形成する金型断面を示し、図２Ｂは、図１Ａのレンズアレイ１０のＡＡ矢視断面に対応する成形空間を形成する金型断面を示している。
　射出成形用の金型装置７０は、第１金型７１と第２金型７２とを備える。第１金型７１と第２金型７２とは、型合わせ面ＰＬで型合わせされ、金型７１，７２間にキャビティ７０ａを形成する。キャビティ７０ａに臨むように、第１金型７１には、レンズアレイ１０の一方の主面１０ｐ側の形状を転写するための転写面７１ｃが形成され、第２金型７２には、レンズアレイ１０の他方の主面１０ｑ側の形状を転写するための転写面７２ｃが形成されている。転写面７１ｃ，７２ｃは、レンズ要素１０ａの光学面１１ａ，１１ｂを転写するため、その一部に２次元的に配列された複数の光学転写部７１ｇ，７２ｇを有する。また、第１金型７１には、リブ状の一対の隆起部１６を形成するための転写面７１ｈが形成されている。一方、第２金型７２には、枠部１２を形成するための転写面７２ｆが形成されている。さらに、金型装置７０には、キャビティ７０ａに連通するゲートＧＡが形成されている。ゲートＧＡは、枠部１２の転写面７２ｆに隣接して設けられている。
　図３は、金型装置７０の全体構造を説明する断面図である。図２Ａ等にも示すキャビティ７０ａには、ゲートＧＡを介してランナーＲＡが連結されている。ランナーＲＡは、樹脂供給側のスプルーＳＰに繋がっている。結果的に、スプルーＳＰからの溶融樹脂Ｊは、ランナーＲＡを充填し、ゲートＧＡを介してキャビティ７０ａを充填する。溶融樹脂Ｊの冷却後に第１金型７１と第２金型７２とを離間させることで、スプルーＳＰに対応するスプルー部８１と、ランナーＲＡに対応するランナー部８２と、ゲートＧＡに対応するゲート部８３と、キャビティ７０ａに対応するレンズアレイ本体８４とを備える成形品８０が形成される。ここで、ゲート部８３に対しては、ゲートカット処理が施され、ゲート部８３の残りである樹脂注入部１４と、その先のレンズアレイ本体８４とによって、レンズアレイ１０が得られる。
　以下、図４を参照して、キャビティ７０ａ内における溶融樹脂Ｊの流れについて説明する。ゲートＧＡからキャビティ７０ａ中に供給された溶融樹脂Ｊは、流路断面が広い箇所に流れ込みやすく、隆起部１６用の溝状の転写面７１ｈと枠部１２用の溝状の転写面７２ｆとに沿って流れこみつつも、それらの間の狭い部分７０ｉにも並行して流れ込む。これらの転写面７１ｈ，７２ｆによって一様な流れが形成されるので、溶融樹脂Ｊは、ゲートＧＡ側の注入側面部７０ｍから対向側面部７０ｎに向けてスムーズかつ一様に流れる傾向を有する。この結果、隆起部１６用の転写面７１ｈがない場合に比較して、溶融樹脂Ｊの回り込みが防止され、ウェルドラインが形成されにくくなる。さらに、転写面７１ｈ，７２ｆに沿って対向側面部７０ｎの奥まで流路断面の大きな部分が存在することになり、溶融樹脂Ｊを少ない圧力降下でキャビティ７０ａ中の各所に充填することができる。この結果、キャビティ７０ａの奥にある光学転写部７１ｇ，７２ｇにも十分な射出圧で溶融樹脂Ｊが供給され、光学面１１ａ，１１ｂの形状を高精度にできる。
　図５は、図２Ａ等に示す金型装置７０によって射出成形を行った場合における溶融樹脂Ｊの流動シミュレーションを行った結果を示すグラフである。グラフにおいて、横軸はゲートＧＡからの距離であり、縦軸は得られた樹脂圧力降下量を示す。なお、比較例として、隆起部１６のないレンズアレイを成形する際の流動シミュレーションも行った。この場合、金型装置７０は、隆起部１６を形成するための転写面７１ｈが形成されていないものとなる。結果は、図からも明らかなように、隆起部１６のない金型では最大圧力降下量が５５ＭＰａであるのに対して、隆起部１６のある金型では最大圧力降下量は３３ＭＰａとなっており、隆起部１６を設けることで溶融樹脂Ｊの圧力降下を低減できることが分かる。なお、上記流動シミュレーションでは、溶融樹脂Ｊとしてポリカーボネートを想定し、射出温度を２７０℃とし、金型温度を２７０℃とし、ゲートサイズを１ｍｍ×０．５ｍｍとし、射出率を１０ｃｍ３／ｓｅｃとした。
　図６Ａは、レンズアレイ１０に設けた隆起部１６の副次的な効果について説明する図である。隆起部１６を設けることで、あるレンズ要素１０ａに入射した光Ｌ１が光学面１１ａに入射し、その裏面側で反射された場合、隣接する隆起部１６に入射する可能性がある。ここで、隆起部１６の側面１６ｓは、全反射の条件を満たさないものとなっており、側面１６ｓに入射した光Ｌ１は、側面１６ｓで屈折されて光Ｌ３として外部に射出される。一方、隆起部１６が存在しないとすると、レンズ要素１０ａに入射した光Ｌ１が光学面１１ａに入射し裏面側で反射された場合、表面１０ｓで全反射折され、この光Ｌ２が内部を伝搬し、隣のレンズ要素１０ａに入射する可能性がある。このような光Ｌ２は、クロストークの原因になるので、隆起部１６を設けることで、クロストークの低減に寄与する。
　図６Ｂは、変形例を説明する図である。この場合、隆起部１６の頂面１６ｔに吸収膜１６ｕを形成しており、クロストークの光Ｌ４を吸収する。吸収膜１６ｕは、黒い塗料や上下に別のレンズアレイを接着する際の接着剤として着色したもの等を用いることが好ましい。なお、図６Ａの表面１０ｓに吸収膜１６ｕを配置することも考えられるが、その場合は、吸収膜１６ｕのはみ出しによるレンズ要素１０ａへの付着の可能性があり、レンズ性能を損なうおそれがある。なお、本実施形態のレンズアレイ１０の場合、リブ１１６を一体成形したことにより、リブ１１６を設けない場合に比べてレンズアレイ１０の剛性が増すので、温度変化による反り等を低減するという効果もある。
〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第２実施形態のレンズアレイ等は第１実施形態のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
　図７に示すように、本実施形態のレンズアレイ１０において、レンズアレイ１０を構成する複数のレンズ要素１０ａは、ＸＹ面に平行に配列された正方の格子点（４×４の１６点）上に２次元的に配列されている。そして、レンズアレイ１０は、溶融樹脂の注入方向（－Ｙ方向）に沿って細長く延びる３つの隆起部１６すなわちリブ１１６を有する。隆起部１６は、レンズ要素１０ａの間の連結領域１０ｙにレンズ要素１０ａの列を避けるように形成されており、樹脂注入部１４のある注入側面部１０ｍから対向側面部１０ｎまで延びている。本実施形態に示すように、レンズ要素１０ａの数に合わせて、それらの間に配置するリブ１１６の数を増やすことで樹脂の流動性を確保することができる。
〔第３実施形態〕
　以下、第３実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第３実施形態のレンズアレイ等は第１実施形態のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
　図８に示すように、本実施形態のレンズアレイ１０では、ドットパターンの領域として示す隆起部１６すなわちリブ１１６が直線的に延びるのではなく、折れ曲がって延びている。ただし、隆起部１６は、全体として溶融樹脂の注入方向（－Ｙ方向）に延びている。なお、本実施形態の場合、レンズ要素１０ａは、正方格子点でなく三角格子点上に配置されており、隆起部１６の折れ曲がりを少なくしている。本実施形態に示すように、レンズ要素１０ａの配置が格子状ではないパターンで配置されている場合でも、それらの間を縫うように、樹脂の注入方向に沿ってすなわち射出側から反対側への樹脂の流動に沿ってリブ１１６を形成することで、溶融樹脂の流動性を確保することができる。
〔第４実施形態〕
　以下、第４実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第４実施形態のレンズアレイ等は第１又は第３実施形態のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態等と同様である。
　図９に示すように、本実施形態のレンズアレイ１０では、ドットパターンの領域として示す元々２つの隆起部１６すなわちリブ１１６が分岐したり合流したりしている。ただし、隆起部１６は、全体として溶融樹脂の注入方向（－Ｙ方向）に延びている。
　本実施形態のように、樹脂の合流部を有する金型を用いて成形する場合であっても、樹脂の流れに沿ってリブ１１６が形成されるため、成形時の樹脂の流動性を確保することができる。しかも、合流部を有することで成形体であるレンズアレイ１０の剛性が増し、周辺環境の温度変化に伴う反りの防止に寄与し得る。
〔第５実施形態〕
　以下、第５実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第５実施形態のレンズアレイ等は第１実施形態のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
　図１０に示すように、本実施形態のレンズアレイ１０では、ドットパターンの領域として示す隆起部１６すなわちリブ１１６がレンズアレイ１０の対角方向に延びている。ただし、樹脂注入部１４も対角の隅に設けられているので、隆起部１６は、全体として溶融樹脂の注入方向（－Ｘ方向と－Ｙ方向との中間）に延びている。なお、本実施形態の場合、レンズ要素１０ａは、正方格子点でなく歪んだ三角格子点上に配置されており、隆起部１６の幅が相対的に広くなるようにしている。
〔第６実施形態〕
　以下、第６実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第６実施形態のレンズアレイ等は第１実施形態のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
　図１１に示すように、本実施形態のレンズアレイ１０では、ドットパターンの領域として示す一方の隆起部１６すなわちリブ１１６が溶融樹脂の注入方向（－Ｙ方向）に延び、他方の隆起部２６すなわちリブ１２６が溶融樹脂の注入方向に垂直な方向（±Ｘ方向）に延びている。このように、注入方向に垂直な方向に延びる隆起部２６又はリブ１２６は、隆起部に注入方向に垂直な方向（±Ｘ方向）に溶融樹脂を拡げる作用を有し、溶融樹脂を一様に拡げ溶融樹脂の圧力降下を抑制する。
　本実施形態においても、樹脂の流動性を確保しつつ、レンズアレイ自体の剛性を高めることができる。
〔第７実施形態〕
　以下、第７実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第７実施形態のレンズアレイ等は第１又は第２実施形態等のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態等と同様である。
　図１２Ａの場合、複数のレンズ要素１０ａは、ＸＹ面に平行に配列された三角格子点上に２次元的に配列されている。そして、隆起部１６すなわちリブ１１６は、第３実施形態の場合と同様に、折れ曲がって延びている。なお、図１２Ａでは、隆起部１６を実際よりも細い模式的な線状に表して説明を簡単にしている。
　図１２Ｂの場合、第４実施形態の場合と同様に、隆起部１６すなわちリブ１１６が分岐したり合流したりしている。ただし、隆起部１６は、全体として溶融樹脂の注入方向（－Ｙ方向）に延びている。なお、図１２Ｂでは、隆起部１６を実際よりも細い模式的な線状に表している。
　図１２Ｃの場合、第５実施形態の場合と同様に、隆起部１６すなわちリブ１１６がレンズアレイ１０の対角方向に延び、樹脂注入部１４を基準として、溶融樹脂の注入方向（－Ｘ方向と－Ｙ方向との中間）に延びている。なお、図１２Ｃでは、隆起部１６を実際よりも細い模式的な線状に表している。
　以上説明した図１２Ａ～１２Ｃに実施形態において、図１１の場合と同様に、溶融樹脂の注入方向に垂直な方向に延びる隆起部又はリブを追加することができる。
〔第８実施形態〕
　以下、第８実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第８実施形態のレンズアレイ等は第１実施形態のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態と同様である。
　図１３Ａの場合、隆起部１６の高さを増加させて、第１実施形態の場合に比較して、隆起部１６における流路断面を増加させている。この場合、隆起部１６の頂面１６ｔは光学面１１ａよりも十分な余裕をとって高くなっている。
　図１３Ｂの場合、レンズアレイ１０の一方の主面１０ｐに隆起部１６すなわちリブ１１６を設けるだけでなく、他方の主面１０ｑにも隆起部６すなわちリブ１０６を設けている。一方の隆起部１６と他方の隆起部６とは、対向して配置されおり、流路断面の増加の効果が高くなっている。
〔第９実施形態〕
　以下、第９実施形態に係る複眼光学系１００及び撮像装置１０００について説明する。
　図１４に示すように、本実施形態の複眼光学系１００は、第１のレンズアレイ１０と第２のレンズアレイ２０と第３のレンズアレイ３０とを貼り合わせた積層体である。第１～第３レンズアレイ１０，２０，３０は、ＸＹ面に平行に延びる平板状の部材であり、これらのレンズアレイ１０，２０，３０は、ＸＹ面に垂直なＺ軸方向に積み重ねられて一体化されている。第１～第３レンズアレイ１０，２０，３０の構造は、図１Ａ等に示す第１～８実施形態のレンズアレイ１０と同様の構造を有しその製造方法も同様であり、詳細な説明は省略する。なお、第１レンズアレイ１０では、隆起部１６が枠部１２のある下側にのみ突出するタイプとなっている。第２レンズアレイ２０では、隆起部１６が一対の主面の両側に対向して突出するタイプとなっている。第３レンズアレイ３０では、隆起部１６が枠部１２のない上側（第２レンズアレイ２０側）のみに突出するタイプとなっている。
　複眼光学系１００を組み込んだ撮像装置１０００は、上述した複眼光学系１００の他に、複数のレンズアレイ１０，２０，３０に対応して設けられたセンサーアレイ６０と、センサーアレイ６０によって検出された画像信号に対して処理を行う画像処理部６５とを備える。ここで、複眼光学系１００は、センサーアレイ６０に接合され、例えば不図示のケースに収納される。なお、撮像装置１０００は、視野分割方式、超解像方式等の用途に応じた各種機能で動作する。
　複眼光学系１００において、第１のレンズアレイ１０と第２のレンズアレイ２０とは、基本的に枠部１２によって固定されているが、第１のレンズアレイ１０の隆起部１６の下端面Ｈ１と、第２のレンズアレイ２０の隆起部１６の上端面Ｈ２とが接着層ＢＬによって接合されている。同様に、第２のレンズアレイ２０と第３のレンズアレイ３０とは、基本的に枠部１２によって固定されているが、第２のレンズアレイ２０の隆起部１６の下端面と、第３のレンズアレイ３０の隆起部１６の上端面とが接着層ＢＬによって接合されている。この場合、隆起部１６同士の接合によって複眼光学系１００の構造強度を高める効果が生じ、複眼光学系１００が様々な温度環境に置かれても複眼光学系１００を反りが少ない状態に維持しやすくなる。実際に、図示のような構造の複眼光学系１００について熱変形のシミュレーションを行ったところ、温度変化（２０℃～５０℃）に対して、リブ状の隆起部１６があることで反りが少なくなることを確認した。
〔第１０実施形態〕
　以下、第１０実施形態に係るレンズアレイ等について説明する。なお、第１０実施形態のレンズアレイ等は第１実施形態のレンズアレイ等を変形したものであり、特に説明しない事項は第１実施形態等と同様である。
　図１５Ａ及び１５Ａに示すように、本実施形態のレンズアレイ１０では、隆起部１６がレンズ要素１０ａの周囲全体に形成されている。この場合、隆起部１６は、ドットパターンの領域で示すように、線状に延びるのではなく全体として溶融樹脂の注入方向（－Ｙ方向）に延びている。これにより、隆起部１６を設けない場合に比較して注入方向に関して型空間の断面積が拡がり、溶融樹脂の流動性が良好なものとなる。なお、レンズ要素１０ａの周囲は、フランジ面１１ｆに囲まれており、隆起部１６が光学面１１ａに影響を与えることを回避している。
　なお、上記第１～第１０実施形態において、必要に応じて、レンズアレイ１０の前後に絞り部材を設けたり、レンズアレイ１０の少なくとも一方の主面に遮光材料を塗布する等して絞りを形成したりしてもよい。また、複眼光学系１００の前後に絞り部材を配置したり、複眼光学系１００を構成する各レンズアレイ１０，２０，３０の間に絞り部材を設けたり、各レンズアレイ１０，２０，３０のうち少なくとも一つについて、少なくとも一方の主面に遮光材料を塗布して絞りを形成したりしてもよい。
　また、上記実施形態において、レンズ要素１０ａのサイズや光学面形状等は、用途や機能に応じて適宜変更することができる。また、レンズアレイ１０等の輪郭は、矩形に限らず様々な形状とできる。

Claims (11)

  1. 　２次元的に配列された複数のレンズ要素を有するレンズアレイであって、
    　外周の一箇所に設けられた樹脂注入部と、
    　前記複数のレンズ要素間の連結領域に形成され成形時に樹脂が流動する方向に延びる隆起部と
    を備えるレンズアレイ。
  2. 　前記隆起部は、樹脂注入部のある注入側面部から対向側面部まで延びている、請求項１に記載のレンズアレイ。
  3. 　前記隆起部は、注入方向に沿って細長く延びるリブを含む、請求項２に記載のレンズアレイ。
  4. 　前記隆起部は、注入方向に垂直な方向に沿って細長く延びるリブを含む、請求項３に記載のレンズアレイ。
  5. 　外周に沿って一方の主面側に突起する枠部をさらに備える、請求項１から４までのいずれか一項に記載のレンズアレイ。
  6. 　前記複数のレンズ要素は、３×３以上のアレイ数で配列されている、請求項１から５までのいずれか一項に記載のレンズアレイ。
  7. 　前記隆起部の高さは、前記レンズ要素の光学面の頂点より高い、請求項１から６までのいずれか一項に記載のレンズアレイ。
  8. 　前記隆起部は、一対の主面の両側に対向して設けられている、請求項１から７までのいずれか一項に記載のレンズアレイ。
  9. 　請求項１から８までのいずれか一項に記載の第１のレンズアレイと、
    　前記第１のレンズアレイと重ね合わされる第２のレンズアレイとを備え、
    　前記第１のレンズアレイの隆起部は、第２のレンズアレイの対向部分と接合されている複眼光学系。
  10. 　前記第１のレンズアレイの隆起部は、第２のレンズアレイの対向部分に設けられた隆起部に接合されている請求項９に記載の複眼光学系。
  11. 　２次元的に配列された複数のレンズ要素を有するレンズアレイの製造方法であって、
    　成形時に樹脂が流動する方向に延びる隆起部を前記複数のレンズ要素間の連結領域に設けることにより、ゲートからの溶融樹脂を隆起部に対応する流路空間によって誘導するレンズアレイの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016136861A1 (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 コニカミノルタ株式会社 成形装置及び成形方法
JP2016186580A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 キヤノン株式会社 レンズアレイユニット、画像形成装置及びレンズアレイユニットの製造方法
WO2017204309A1 (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 凸版印刷株式会社 光学素子、光学素子版構造、印刷物及び光学素子の製造方法
WO2020003535A1 (ja) * 2018-06-29 2020-01-02 日立化成株式会社 樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000016157A1 (fr) * 1998-09-16 2000-03-23 Fujitsu Limited Dispositif optique et dispositif d'affichage utilisant ce dispositif
JP2003329808A (ja) * 2002-05-16 2003-11-19 Olympus Optical Co Ltd 接合レンズアレイ
JP2008116606A (ja) * 2006-11-02 2008-05-22 Nikon Corp マイクロレンズの製造方法
WO2008081660A1 (ja) * 2006-12-28 2008-07-10 Konica Minolta Opto, Inc. 光学素子の製造方法、中間部材及び光学素子
WO2008102582A1 (ja) * 2007-02-19 2008-08-28 Konica Minolta Opto, Inc. 光学素子の製造方法及び光学素子
JP2012103553A (ja) * 2010-11-11 2012-05-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニットおよび画像読取装置
JP2012533775A (ja) * 2009-12-21 2012-12-27 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ 光学積層体およびその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000016157A1 (fr) * 1998-09-16 2000-03-23 Fujitsu Limited Dispositif optique et dispositif d'affichage utilisant ce dispositif
JP2003329808A (ja) * 2002-05-16 2003-11-19 Olympus Optical Co Ltd 接合レンズアレイ
JP2008116606A (ja) * 2006-11-02 2008-05-22 Nikon Corp マイクロレンズの製造方法
WO2008081660A1 (ja) * 2006-12-28 2008-07-10 Konica Minolta Opto, Inc. 光学素子の製造方法、中間部材及び光学素子
WO2008102582A1 (ja) * 2007-02-19 2008-08-28 Konica Minolta Opto, Inc. 光学素子の製造方法及び光学素子
JP2012533775A (ja) * 2009-12-21 2012-12-27 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ 光学積層体およびその製造方法
JP2012103553A (ja) * 2010-11-11 2012-05-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニットおよび画像読取装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016136861A1 (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 コニカミノルタ株式会社 成形装置及び成形方法
JP2016186580A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 キヤノン株式会社 レンズアレイユニット、画像形成装置及びレンズアレイユニットの製造方法
WO2017204309A1 (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 凸版印刷株式会社 光学素子、光学素子版構造、印刷物及び光学素子の製造方法
US11644602B2 (en) 2016-05-25 2023-05-09 Toppan Printing Co., Ltd. Optical element, optical element stamper structure, printed article, and method for manufacturing optical element
WO2020003535A1 (ja) * 2018-06-29 2020-01-02 日立化成株式会社 樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法
JPWO2020003535A1 (ja) * 2018-06-29 2021-02-18 昭和電工マテリアルズ株式会社 樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法

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