(57)【要約】      （修正有）【課題】熱可塑性樹脂の一体物からなる外形が矩形状の光学素子において、ウェルドの発生を抑制できる光学素子を提供する。【解決手段】レンズ部と、レンズ部の周囲のフランジ部と、フランジ部を囲い光軸方向に少なくとも一部が突出したリム部とを有し、ゲート側からレンズ部を挟んで反対側の反ゲート側に向かう方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、Ｘ方向に沿ったリム部の平均高さをＹ方向に沿ったリム部の平均高さより低くすること。【効果】転写領域の端を通過する流れの遅れが少なく、熱可塑性樹脂の流動先端の形状が鋭角に折れ曲がらないため、ウェルドが生じにくく、また生じても転写面との干渉を抑制でき、その転写面により転写されたレンズ部の適正な光学性能を確保できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂の一体物からなり光軸方向から見た時に外形矩形状の光学素子であって、
レンズ部と、前記レンズ部の周囲のフランジ部と、前記フランジ部を囲い光軸方向に少なくとも一部が突出したリム部とを有し、ゲート側から前記レンズ部を挟んで反対側の反ゲート側に向かう方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、前記Ｘ方向に沿ったリム部の平均高さは、前記Ｙ方向に沿ったリム部の平均高さより低いことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記Ｘ方向に沿ったリム部の平均厚さをＡ（ｍｍ）とし、前記Ｙ方向に沿ったリム部の平均厚さをＡ’（ｍｍ）とし、前記レンズ部及び前記フランジ部の平均厚さをＢ（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
１＜Ａ／Ｂ≦１．４      （１）
１＜Ａ’／Ｂ≦２．０      （２）
【請求項３】
以下の式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
０．３≦Ｂ≦０．７      （３）
【請求項４】
熱可塑性樹脂の一体物からなり光軸方向に見た時に外形矩形状の光学素子であって、
レンズ部と、前記レンズ部の周囲のフランジ部と、前記フランジ部を囲い光軸方向に少なくとも一部が突出したリム部とを有し、ゲート側から前記レンズ部を挟んで反対側の反ゲート側に向かう方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、前記Ｘ方向に沿ったリム部と前記Ｙ方向に沿ったリム部とが交差した交差部におけるリム部の平均高さは、前記交差部以外のリム部の平均高さより高いことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
前記レンズ部及び前記フランジ部の平均厚さをＢ（ｍｍ）、前記交差部におけるリム部の平均高さをＣｘ（ｍｍ）とし、前記交差部以外のリム部の平均高さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たす事を特徴とする請求項５に記載の光学素子。
１＜Ｄ/Ｂ≦１．４      （４）
１＜Ｃｘ/Ｂ≦２．０      （５）
【請求項６】
前記Ｘ方向に沿ったリム部の平均幅をＣ（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子。
Ｃ＞Ａ      （６）
【請求項７】
以下の式を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光学素子。
Ｃ／Ｂ≦１．４      （７）
【請求項８】
前記リム部は、遮光部材の位置決めのために用いられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学素子。
【請求項９】
前記リム部は、前記光学素子を接着するための接着剤の流れ止めであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子は、鏡枠に保持されて他の光学素子と光軸方向に積層して用いられ、前記リム部は、積層される前記光学素子又は前記鏡枠との光軸方向の位置決めのために用いられることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１１】
前記リム部の突出した一部は、前記フランジ部を全周で囲んでいることを請求項１〜１０のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１２】
前記光学素子は、複数のレンズ部を有するアレイレンズであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形により成形された、レンズ部を有する光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット型パーソナルコンピュータなどに代表される薄型の撮像装置付き携帯端末が急速に普及している。しかるに、このような薄型の携帯端末に搭載される撮像装置には、高解像度を有しながらも薄形でコンパクトであることが要求されている。このような要求に対応するために、撮像レンズの光学設計による全長短縮やそれに伴う誤差感度増大に対応した製造精度向上を行ってきたが、さらなる要求に対応するためには、従来の単一の撮像レンズと撮像素子の組み合わせで像を得るという構成では不十分になっており、従来とは発想を変えた光学系が期待される。
【０００３】
一方、撮像素子の撮像領域を分割して、それぞれにレンズを配置し、得られた画像を処理することで、最終的な画像出力を行う複眼撮像装置に用いられる複眼光学系と呼ばれる光学系が、薄型化への要求に対応するために注目されている。複眼撮像装置においては、個々のレンズに対してはさほど高い光学性能は求められないので、個々のレンズを小さく薄く形成することができ、全体として薄型で小型の光学系とすることができる。特許文献１には、射出成形法により作製されるマイクロアレイレンズが記載されている。このような複眼光学系において、高画質化を達成するためには、光軸を平行に配置したレンズ部をマトリクス状に並べたアレイレンズを複数積層することが有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２４８２０７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、外形が矩形状のアレイレンズを射出成形で形成する場合、アレイレンズに対応するキャビティの側面からゲートを介して熱可塑性樹脂を充填することが考えられる。しかるに、アレイレンズに対応するキャビティは、薄板状に広がる空間であるから、ゲート側から反ゲート側に樹脂が到達するまで、ある程度の流動距離がある。すると、キャビティ内の流動抵抗が大きい部位では樹脂の流れが遅くなり、流動抵抗が小さい部位では樹脂の流れが速くなるという現象が生じる。
【０００６】
ここで、アレイレンズにおいて、接着剤を塗布した際の流れ止めや、遮光部材や他の光学素子との位置決めを行うために、周囲に光軸方向に突出したリム部を設けることがある。しかるに、このようなリム部を設けることで、アレイレンズの縁厚が中央部の厚さより厚くなりがちであり、これにより射出成形の際にリム部付近では、中央部よりもキャビティ内を通過する樹脂の流れが反ゲート側へ進み、中央部とリム部の境近傍で樹脂流れの差を繋ぐ樹脂流れ先端形状が鋭角になる事でウェルドと呼ばれる成形不良を生じる恐れがある。
また反ゲート側部で樹脂の流れが合流して固化し、ウェルドを生じる恐れがある。かかるウェルドがレンズ部と重なると、光学性能の低下を招く恐れがある。
【０００７】
一方、特許文献２には、光学機能面を備えるレンズ部と、その外周に形成されるフランジとから構成され、レンズ中央部の厚さが外周部よりも薄い偏肉形状の光学レンズにおいて、樹脂出口の配設位置に形成されるゲート部に対して側方の円周部分両側をカットすることが開示されている。
【０００８】
特許文献２の技術を転用して、アレイレンズの外側をカットすることができれば、上述したウェルド対策になる。しかしながら、アレイレンズにおいてカットされるリム部は、接着剤を塗布した際の流れ止めや、遮光部材や他の光学素子との位置決めを行うために必要な機能を持っているから、リム部をカットすると、その機能も消失する恐れがある。なお、同様な問題は、アレイレンズ以外の光学素子においても生じうる。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂の一体物からなる外形が矩形状の光学素子において、ウェルドの発生を抑制できる光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した光学素子は、以下を有する。
熱可塑性樹脂の一体物からなり光軸方向から見た時に外形が矩形状の光学素子であって、
レンズ部と、前記レンズ部の周囲のフランジ部と、前記フランジ部を囲い光軸方向に少なくとも一部が突出したリム部とを有し、ゲート側から前記レンズ部を挟んで反対側の反ゲート側に向かう方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、前記Ｘ方向に沿ったリム部の平均高さは、前記Ｙ方向に沿ったリム部の平均高さより低い。
【００１１】
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した光学素子は、以下を有する。
熱可塑性樹脂の一体物からなり光軸方向から見た時に矩形状の光学素子であって、
レンズ部と、前記レンズ部の周囲のフランジ部と、前記フランジ部を囲い光軸方向に少なくとも一部が突出したリム部とを有し、ゲート側から前記レンズ部を挟んで反対側の反ゲート側に向かう方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に直交する方向をＹ方向としたときに、前記Ｘ方向に沿ったリム部と前記Ｙ方向に沿ったリム部とが交差した交差部におけるリム部の平均高さは、前記交差部以外のリム部の平均高さより高い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱可塑性樹脂の一体物からなる外形が矩形状の光学素子において、ウェルドの発生を抑制できる光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置を模式的に示す図である。
【図２】撮像ユニットＬＵの断面図である。
【図３】図２の矢印IIIで示す部位を拡大した図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施の形態にかかる第１アレイレンズＬＡ１を物体側から見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１をIVB-IVB線で切断して矢印方向に見た図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１をIVC-IVC線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】図５（ａ）は、比較例にかかる第１アレイレンズＬＡ１０を物体側から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１０をVB-VB線で切断して矢印方向に見た図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１０をVC-VC線で切断して矢印方向に見た図である。
【図６】図６（ａ）は、本実施の形態の第１アレイレンズＬＡ１の成形時において成形型内における樹脂の流れを示す図であり、図６（ｂ）は、比較例の第１アレイレンズＬＡ１０の成形時において成形型内における樹脂の流れを示す図である。
【図７】図７（ａ）は、第２の実施の形態にかかる第１アレイレンズＬＡ１’を物体側から見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１’をVIIB-VIIB線で切断して矢印方向に見た図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１’をVIIC-VIIC線で切断して矢印方向に見た図である。
【図８】第１アレイレンズＬＡ１、ＬＡ１’をモデル化したＸＹ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本発明に係るアレイレンズを用いた複眼光学系を有する撮像装置について説明する。複眼光学系は、１つの撮像素子に対して複数のレンズ系がアレイ状に配置された光学系であり、各レンズ系が同じ視野の撮像を行う超解像タイプと、各レンズ系が異なる視野の撮像を行う視野分割タイプと、に通常分けられる。本発明に係る複眼光学系は、いずれのタイプにも用いることができるが、ここでは複数のレンズ系によって得られる同じ視野の複数の像から解像度の高い１枚の合成画像を出力する超解像タイプについて説明する。
【００１５】
図１に本実施の形態にかかる撮像装置を模式的に示す。図１に示すように、撮像装置ＤＵは、撮像ユニットＬＵ，画像処理部１，演算部２，メモリー３等を有している。そして、撮像ユニットＬＵは、１つの撮像素子ＳＲと、その撮像素子ＳＲに対して実質的に同じ視野の複数の結像を行う複眼光学系ＬＨと、を有している。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサー，ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上には、被写体の光学像が形成されるように複眼光学系ＬＨが設けられているので、複眼光学系ＬＨによって形成された光学像は、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。画像処理部１内の画像合成部１ａにおいては、撮像素子ＳＲから送られる複数の画像に相当する電気信号に基づいて、複数枚の画像からより解像度の高い１枚の画像データを得るように画像処理を実行する。
【００１６】
図２は、撮像ユニットＬＵの断面図である。ここで、図２の上方が物体側であるが、光軸方向をＺ方向とし、それに直交する方向をＸ方向及びＹ方向とする。図２は、ＸＹ方向における断面図である。複眼光学系ＬＨは、複数（ここでは４行４列に並べた１６個）の物体側レンズ部ＬＡ１ａが一体に形成された第１アレイレンズＬＡ１と、複数（ここでは４行４列に並べた１６個）の像側レンズ部ＬＡ２ａが一体に形成された第２アレイレンズＬＡ２と、を積層してなる。熱可塑性樹脂の一体ものである第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２は、ポリカーボネートやアクリル樹脂などの透光性を有する熱可塑性樹脂の一体物からなり、成形型を用いて射出成形することによって得られるものである。物体側レンズ部ＬＡ１ａと、像側レンズ部ＬＡ２aの光軸は一致している。
【００１７】
図２において、黒色のアクリル樹脂などの遮光性材料からなる鏡枠ＬＦは、複眼光学系ＬＨの周囲を囲う矩形枠状の側面部ＬＦ１と、側面部ＬＦ１の上端から内側に延在する天面部ＬＦ２とを有する。天面部ＬＦ２には、光軸を中心とした光透過部としての開口ＬＦ２ａを複数個（ここでは４行４列に並べた１６個）形成している。
【００１８】
鏡枠ＬＦの側面部ＬＦ１の下端は、基板ＣＴの上面に接着されている。基板ＣＴ上において、鏡枠ＬＦに囲まれた内側に、皿状の下部筐体ＢＸが固定されている。下部筐体ＢＸは、底面に撮像素子ＳＲを保持するとともに、撮像素子ＳＲと複眼光学系ＬＨとの間に配置されるようにカバーガラスＣＧを保持する機能を有する。
【００１９】
図２において、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２と、第１アレイレンズＬＡ１との間には、金属板や樹脂板などからなる遮光部材ＡＰ１が、後述するようにして配置されている。遮光部材ＡＰ１は、光軸を中心とした光透過部としての開口ＡＰ１ａを複数個（ここでは４行４列に並べた１６個）形成している。遮光部材ＡＰ１と第１アレイレンズＬＡ１との間には接着剤が塗布されている。
【００２０】
第１アレイレンズＬＡ１と、第２アレイレンズＬＡ２との間には、金属板や樹脂板などからなる遮光部材ＡＰ２が配置されている。遮光部材ＡＰ２は、光軸を中心とした光透過部としての開口ＡＰ２ａを複数個（ここでは４行４列に並べた１６個）形成している。第１アレイレンズＬＡ１と遮光部材ＡＰ２との間、及び第２アレイレンズＬＡ２と遮光部材ＡＰ２との間には接着剤が塗布されている。
【００２１】
第２アレイレンズＬＡ２の像側には、金属板や樹脂板などからなる遮光部材ＡＰ３が接着されている。遮光部材ＡＰ３は、光軸を中心とした光透過部としての開口ＡＰ３ａを複数個（ここでは４行４列に並べた１６個）形成している。
【００２２】
図３は、図２の矢印IIIで示す部位を拡大した図である。図４（ａ）は、本実施の形態にかかる第１アレイレンズＬＡ１を物体側から見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１をIVB-IVB線で切断して矢印方向に見た図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１をIVC-IVC線で切断して矢印方向に見た図である。なお、図４（ａ）において、点線で示すゲートＧＴから反ゲート側に向かう方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。
【００２３】
第１アレイレンズＬＡ１は、光軸が平行になるように２次元的に配置された物体側レンズ部ＬＡ１ａ（図３では一部のみ図示）と、物体側レンズ部ＬＡ１ａ同士を接続するとともに、物体側レンズ部ＬＡ１ａ周囲に延在する略板状のフランジ部ＬＡ１ｂと、フランジ部ＬＡ１ｂの周囲を囲うように接続され、フランジ部ＬＡ１ｂに対して一部が光軸方向像側に突出したリム部ＬＡ１ｃとを有している。リム部ＬＡ１ｃは、光軸方向物体側に枠状に全周突出した第１突出部ＬＡ１ｄと、図４（ａ）に示すようにゲートＧＴ側及び反ゲート側で（Ｙ方向に沿って）、第１突出部ＬＡ１ｄの外側でこれに沿って延在してなる第２突出部ＬＡ１ｅを有している。本実施の形態では、図３に示すように、第１突出部ＬＡ１ｄの高さは、第２突出部ＬＡ１ｅの高さより低くなっているが同じでも良い。本実施の形態では、リム部ＬＡ１ｃは、第１突出部ＬＡ１ｄよりも外側の領域をいうものとする。
【００２４】
なお、外周に配置されたレンズ部がリム部と接する場合もあり、この場合、互いに接しているレンズ部(円形)とリム部(線)との間にはフランジ部が存在しない場所がある。
【００２５】
本実施の形態では、第２突出部ＬＡ１ｅは、Ｘ方向において前記第１突出部ＬＡ１ｄの両端以外は形成されていない。よって図４（ａ）において、点線で区切られた、Ｘ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃの平均厚さをＡ（ｍｍ）とし、Ｙ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃの平均厚さをＡ’（ｍｍ）としたときに、Ａ＜Ａ’である。
【００２６】
リム部ＬＡ１ｃのうち第１突出部ＬＡ１ｄは、遮光部材ＡＰ１の位置決めのために用いられるとともに、遮光部材ＡＰ１と第１アレイレンズＬＡ１とを接着する為の接着剤が外部に流れ出さないように堰き止める機能を有する。一方、リム部ＬＡ１ｃのうち第２突出部ＬＡ１ｅは、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２に当接し、両者の光軸方向の位置決めのために用いられる。このように、リム部ＬＡ１ｃは光軸方向の突出することで重要な機能を発揮するので、この機能を保持するためには一律に無くすことはできない。
【００２７】
図３に示すように、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２は、第１レンズアレイＬＡ１のリム部ＬＡ１ｃに設けた第１斜面ＬＡ１ｆに対向して、鏡枠斜面ＬＦ２ｂを形成している。第１レンズアレイＬＡ１の第１斜面ＬＡ１ｆと、鏡枠斜面ＬＦ２ｂとを向き合わせて、両者を重ねることで、第１レンズアレイＬＡ１と鏡枠ＬＦの光軸直交方向及び回転方向の位置決めがなされる。又、第１レンズアレイＬＡ１のリム部ＬＡ１ｃの上面（ここでは第２突出部ＬＡ１ｅが相当するが第１突出部ＬＡ１ｄでもよい）と、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２の下面とが当接することで、第１レンズアレイＬＡ１及び第２レンズアレイＬＡ２と鏡枠ＬＦとの光軸間距離が定まる。この状態で、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２の下面と第１レンズアレイＬＡ１との間が接着される。
【００２８】
図３において、第２アレイレンズＬＡ２は、光軸が平行になるように２次元的に配置された複数の像側レンズ部ＬＡ２ａと、像側レンズ部ＬＡ２ａ同士を接続するとともに、像側レンズ部ＬＡ２ａ周囲に延在する略板状のフランジ部ＬＡ２ｂと、フランジ部ＬＡ２ｂの周囲に接続され、フランジ部ＬＡ２ｂに対して光軸方向像側にシフトしたリム部ＬＡ２ｃとを有している。なお、リム部ＬＡ２ｃに、第１アレイレンズＬＡ１と同様な第１突出部と第２突出部とを設けることができる。この場合、リム部ＬＡ２ｃは同様に、遮光部材ＡＰ２及び接着剤の保持機能と、第１アレイレンズＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２の光軸方向位置決め機能を持つ。
【００２９】
図３に示すように、第２レンズアレイＬＡ２は、第１レンズアレイＬＡ１の像側面に設けた第２斜面ＬＡ１ｇに対向して、第１斜面ＬＡ２ｄを形成している。第１レンズアレイＬＡ１の第２斜面ＬＡ１ｇと、第２レンズアレイＬＡ２の第２斜面ＬＡ２ｄとを向き合わせて、両者を重ねることで、第１レンズアレイＬＡ１と第２アレイレンズＬＡ２の光軸直交方向及び光軸回転方向の位置決めがなされる。又、第２レンズアレイＬＡ２のリム部ＬＡ２ｃの上面と、第１アレイレンズＬＡ１のリム部ＬＡ１ｃの下面とが当接することで、第１レンズアレイＬＡ１と第２レンズアレイＬＡ２との光軸間距離が定まる。第２レンズアレイＬＡ２の像側面に設けた第２斜面ＬＡ１ｅ内に第３遮光部材ＡＰ３が設けられる。
【００３０】
図５（ａ）は、比較例にかかる第１アレイレンズＬＡ１０を物体側から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１０をVB-VB線で切断して矢印方向に見た図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１０をVC-VC線で切断して矢印方向に見た図である。なお、図５（ａ）において、点線で示すゲートＧＴから反ゲート側に向かう方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。
【００３１】
比較例のリム部ＬＡ１ｃは、図５（ａ）に示すように、光軸方向物体側に枠状に全周突出した第１突出部ＬＡ１ｄと、第１突出部ＬＡ１ｄの外側の全周に沿って延在してなる第２突出部ＬＡ１ｅを有している。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
【００３２】
比較例の第２突出部ＬＡ１ｅは、全周に形成されているので、点線で区切られた、Ｘ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃの平均厚さをＡ（ｍｍ）とし、Ｙ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃの平均厚さをＡ’（ｍｍ）としたときに、Ａ＝Ａ’である。
【００３３】
図６（ａ）は、本実施の形態の第１アレイレンズＬＡ１の成形時において成形型内における樹脂の流れを示す図であり、図６（ｂ）は、比較例の第１アレイレンズＬＡ１０の成形時において成形型内における樹脂の流れを示す図である。尚、図６に示す円は、物体側レンズ部ＬＡ１ａのレンズ部成形面ＰＰであり、一点鎖線は時系列（Ｔ１〜Ｔ５）で示す樹脂の流れの先端であり、通過するキャビティ位置に応じてＦＬ１，ＦＬ２，ＦＬ３として示す。
【００３４】
成形時の樹脂の流れについて説明する。比較例の場合、図６（ｂ）に示すように、ゲートＧＴから供給された熱可塑性樹脂ＰＬは、レンズ部とフランジ部（中央部とする）の第１転写領域ＡＲ１の中央に向かいつつ左右に広がりながら反ゲート側に充填が進行する。ここで、充填初期はゲートＧＴから第１転写領域ＡＲ１の中央を通る樹脂流れＦＬ１の充填が、左右に向かう樹脂流れ（第１転写領域ＡＲ１の端を通る樹脂流れＦＬ２，及びリム部の第２転写領域ＡＲ２を通る樹脂流れＦＬ３）より反ゲート側に向かって進みやすい。一方、全体の充填が進むにつれ、中央部より厚みがあり厚み中心部で冷却固化しにくい事により、リム部の第２転写領域ＡＲ２における樹脂流れＦＬ３の抵抗が中央部の第１転写領域ＡＲ１における樹脂流れＦＬ１より少なくなり、これにより樹脂流れＦＬ３の充填は樹脂流れＦＬ１より反ゲート側へ速く進み進行順位が逆転する傾向がある。具体的に時刻Ｔ１〜Ｔ５まで時系列的に樹脂の流れを観察すると、時刻Ｔ１では樹脂流れＦＬ１が樹脂流れＦＬ２、ＦＬ３より充填が進み、時刻Ｔ２からＴ３にかけて樹脂流れＦＬ３が樹脂流れＦＬ１，ＦＬ２より充填が進む。時刻Ｔ１以降ではキャビティ全体の中で厚みが比較的薄い第１転写領域ＡＲ１を通る流れの中でもゲートＧＴより離れている樹脂流れＦＬ２は樹脂流れＦＬ１，樹脂流れＦＬ３より充填が遅いことがわかる。
【００３５】
時刻Ｔ３では図６（ｂ）に点線の円Ｓで示すように、樹脂流れＦＬ２より樹脂流れＦＬ１と樹脂流れＦＬ３の充填が先行する事により、流れ先端形状は樹脂流れＦＬ２で鋭角に折れ曲がっており、このような部分ではさらに充填が進むと、樹脂流れＦＬ１と樹脂流れＦＬ３の樹脂が合流が生じる事でウェルドＷ１が発生するものと考えられている。また反ゲート側では第２転写領域ＡＲ２両側から樹脂が合流する場合にウェルドＷ２が発生するとされる。発生したウェルドＷ１，Ｗ２が転写面ＰＰと干渉すると、転写されたレンズ部の光学性能を低下させる恐れがある。
【００３６】
ここで、製品形状を変えずにウェルドの影響を回避する技術として、樹脂の流動速度を抑えるか、又は充填時の樹脂温度を高めるということが行われている。本発明者は、比較例の第１アレイレンズＬＡ１０を成形する条件として、表１に示すように樹脂流動速度と樹脂温度を変えた成形を検討したところ、２８０℃の樹脂温度で樹脂流動速度が２０ｍｍ／ｓｅｃ以下であれば、ウェルドが転写面ＰＰに干渉しないことが分かり、また２９０℃の樹脂温度で樹脂流動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃ以下であれば、ウェルドが転写面ＰＰに干渉しないことが分かった。しかし、樹脂流動速度の低下はレンズ面性能に影響を与えやすく、複数のレンズ部を有する場合はゲート側と反ゲート側のレンズ性能分布拡大にも繋がる。一方、樹脂温度の増大は、タクトタイムの増大につながり生産性の低下を招く。また使用できる樹脂の自由度が制限されるという問題がある。
【００３７】
【表１】
2015129870.tif 000002
【００３８】
これに対し、本実施の形態の場合、一律にリム部ＬＡ１ｃを薄くするのではなく、その機能を失わないように、樹脂の流れに沿ったＸ方向だけを選択して薄くしている。よって、Ｘ方向におけるリム部の第２転写領域ＡＲ２の平均キャビティ厚さを薄くできるから、樹脂流れＦＬ３に絞りが入ることで遅くなる。これにより、図６（ａ）に示すように、樹脂流れＦＬ２の遅れが相対的に少なくなり、例えば時刻Ｔ３の段階で、図６(ａ)に点線の円Ｓで示すように、樹脂流れＦＬ２の先端形状が鋭角に折れ曲がることを抑制できるから、ウェルドが生じにくく、また例え生じてもウェルドは短くなるから転写面ＰＰとの干渉を抑制できる。よって、その転写面ＰＰにより転写されたレンズ部の適正な光学性能を確保できるのである。
【００３９】
本発明者は、本実施の形態の第１アレイレンズＬＡ１を成形する条件として、表２に示すように樹脂流動速度と樹脂温度を変えた成形を検討したところ、樹脂流動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃ、２６０℃の樹脂温度であっても、ウェルドが転写面ＰＰに干渉しないことが分かった。これにより、タクトタイムの増大、設備コストの低下、使用できる樹脂の自由度が増大する為安価な素材を使用できるという効果がある。
【００４０】
【表２】
2015129870.tif 000003
【００４１】
図７（ａ）は、第２の実施の形態にかかる第１アレイレンズＬＡ１’を物体側から見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１’をVIIB-VIIB線で切断して矢印方向に見た図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）の第１アレイレンズＬＡ１’をVIIC-VIIC線で切断して矢印方向に見た図である。なお、図７（ａ）において、点線で示すゲートＧＴから反ゲート側に向かう方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。
【００４２】
本実施の形態にかかるリム部ＬＡ１ｃは、光軸方向物体側に枠状に全周突出した第１突出部ＬＡ１ｄと、図７（ａ）に示すように、Ｘ方向及びＹ方向の第１突出部ＬＡ１ｄの両端近傍のみに設けた第２突出部ＬＡ１ｅを有している。すなわち、第１突出部ＬＡ１ｅは、第１突出部ＬＡ１ｄの四隅にのみ形成されており、これによりＸ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃとＹ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃの交差部（第２突出部ＬＡ１ｅを含む領域ＡＲ３）の平均高さは、それ以外のリブＬＡ１ｃの領域ＡＲ４の平均高さＬＡ１ｃより高くなっている。それ以外の構成は、（３）式の関係を含めて上述した実施の形態と同様である。
【００４３】
断面形状が同様な図３を参照して、リム部ＬＡ１ｃのうち第１突出部ＬＡ１ｄは、遮光部材ＡＰ１の位置決めのために用いられるとともに、遮光部材ＡＰ１と第１アレイレンズＬＡ１とを接着する為の接着剤が外部に流れ出さないように堰き止める機能を有する。一方、リム部ＬＡ１ｃのうち第２突出部ＬＡ１ｅは、鏡枠ＬＦの天面部ＬＦ２に当接し、両者の光軸方向の位置決めのために用いられる。
【００４４】
本実施の形態においても、一律にリム部ＬＡ１ｃを薄くするのではなく、その機能を失わないように、四隅を残して薄くしている。よって、Ｘ方向におけるリム部ＬＡ１ｃの領域ＡＲ４の平均キャビティ厚さが薄くなっている。これにより、図６（ａ）に示すものと同様に、樹脂流れＦＬ３に絞りが入ることで遅くなり、ウェルドが生じにくく、また例え生じてもウェルドは短くなるから転写面ＰＰとの干渉を抑制できる。よって、その転写面ＰＰにより転写されたレンズ部の適正な光学性能を確保できる。
【００４５】
更に本発明者は、本実施の形態の第１アレイレンズＬＡ１’を成形する条件として、表２に示すように樹脂流動速度と樹脂温度を変えた成形を検討したところ、樹脂流動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃ、２６０℃の樹脂温度であっても、ウェルドが転写面ＰＰに干渉しないことが分かった。これにより、タクトタイムの増大、設備コストの低下、使用できる樹脂の自由度が増大する為安価な素材を使用できるという効果がある。
【００４６】
図８は、第１アレイレンズＬＡ１、ＬＡ１’をモデル化したＸＹ断面図である。ここで、アレイレンズＬＡ１は、Ｘ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃの平均厚さをＡ（ｍｍ）とし、Ｙ方向に沿ったリム部ＬＡ１ｃの平均厚さをＡ’（ｍｍ）とする。更に、アレイレンズＬＡ１、ＬＡ１’は、物体側レンズ部ＬＡ１ａ及びフランジ部ＬＡ１ｂの平均厚さをＢ（ｍｍ）とし、Ｘ方向に沿ったリム部の平均幅をＣ（ｍｍ）とする。又、アレイレンズＬＡ１’は、交差部におけるリム部の平均高さをＣｘ（ｍｍ）とし、交差部以外のリム部の平均高さをＤ（ｍｍ）とする。このとき、以下の式を満たすと好ましい。
１＜Ａ／Ｂ≦１．４      （１）
１＜Ａ’／Ｂ≦２．０      （２）
０．３≦Ｂ≦０．７      （３）
１＜Ｄ/Ｂ≦１．４      （４）
１＜Ｃｘ/Ｂ≦２．０      （５）
Ｃ＞Ａ      （６）
Ｃ／Ｂ≦１．４      （７）
【００４７】
（１）、（２）式の値が下限値を上回ることで、リム部ＬＡ１ｃの持つ遮光部材及び接着剤の保持機能、他部品との光軸方向位置決め機能を有効に発揮できる。更に、（１）、（２）式の値が上限値以下であるので、樹脂の左右方向の樹脂充填（図６（a）の樹脂流れＦＬ２，ＦＬ３）を均一化して流れの先端の形状が鋭角になる現象を抑制でき、ウェルドの発生を更に抑制できる。又、樹脂の固化速度の均一化を図ることができ、固化速度に差異が生じることによる充填不良に起因した外観不良を回避できる。特に、Ａ’／Ｂ≦２．０とすることで、Ｘ方向とＹ方向とでアレイレンズの厚みの対称性を確保して、歪みや反り変形などを抑制できる。更に、（３）式の値が下限値以上であるので、中央部の厚さが薄くなりすぎず、又、（３）式の値が上限値以下であるので、特に効果がある薄肉の光学素子に本発明を適用できる。
【００４８】
(４)式の値が下限値を上回ることで、リム部の厚さを確保でき、軸間距離の調整を行いやすい。又、（４）式の値が上限値以下であるので、樹脂の流動速度を平均化して流れの一部先端が鋭角になる現象を抑制でき、ウェルドの発生を更に抑制できる。(５)式の値が下限値を上回ることで、交差部におけるリム部の平均高さを確保でき、軸間距離の調整を行いやすい。又、（５）式の値が上限値以下であるので、交差部におけるリム部の平均高さが高くなりすぎず、アレイレンズの成形性を高めることができる。(６)式を満たすことで、樹脂の流動速度を平均化して流れの先端が鋭角になる現象を抑制でき、ウェルドの発生を更に抑制できる。(７)式を満たすことで、リム部での固化が進むので充填が中央部より極端に進行することを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明にかかる光学素子はアレイレンズに限られないが、特にアレイレンズは、複数のレンズ部を有することで中央部の平均厚さが薄くなりがちであり、本発明を適用することで効果がある。アレイレンズは、超解像タイプや視野分割タイプなどの複眼光学系を備える撮像装置の複眼光学系に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１            画像処理部
１ａ            画像合成部
２            演算部
３            メモリー
ＡＰ１            第１遮光部材
ＡＰ１ａ          開口
ＡＰ２            第２遮光部材
ＡＰ２ａ          開口
ＡＰ３            第３遮光部材
ＡＰ３ａ          開口
ＡＲ１            第１転写領域
ＡＲ２            第２転写領域
ＡＲ３            領域
ＡＲ４            領域
ＢＸ            下部筐体
ＣＧ            カバーガラス
ＣＴ            基板
ＤＵ            撮像装置
ＧＴ            ゲート
III            矢印
ＬＡ１            第１アレイレンズ
ＬＡ１’          第１アレイレンズ
ＬＡ１ａ          物体側レンズ部
ＬＡ１ｂ          フランジ部
ＬＡ１ｃ          リム部
ＬＡ１ｄ          第１突出部
ＬＡ１ｅ          第２突出部
ＬＡ２            第２アレイレンズ
ＬＡ２a          像側レンズ部
ＬＡ２ｂ          フランジ部
ＬＡ２ｃ          リム部
ＬＦ            鏡枠
ＬＦ１            側面部
ＬＦ２            天面部
ＬＦ２ａ          開口
ＬＨ            複眼光学系
ＬＵ            撮像ユニット
ＰＬ            熱可塑性樹脂
ＰＰ            レンズ部成形面
ＳＲ            撮像素子
ＳＳ            受光面
Ｗ            ウェルド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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