(57)【要約】  樹脂の一体物からなる外形が多角形状の光学素子において、試作成形を行って金型補正することなく、光学素子の形状を工夫し、成形後の収縮によりレンズの光軸がずれてしまうことを防ぎ、高精度な光学性能を有する光学素子及び撮像装置を提供する。この光学素子は、Ｎ行Ｍ列（Ｎ，Ｍは２以上の整数）で配置された複数のレンズ部を備え、樹脂の一体物からなり光軸方向から見た時に多角形板状の光学素子であって、前記光学素子の外周の少なくとも１つの角部には面取りが形成されており、光軸方向に見たときに、前記面取りは、前記角部に最も近い前記レンズ部の光軸と、前記光学素子の外周面における前記角部を挟む２つのストレート部の延長線との最短距離をｌとしたときに、前記光軸を中心として半径（０．８×ｌ）以上、半径（１．２×ｌ）以下の扇状の範囲内を通過する。
2015156414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ行Ｍ列（Ｎ，Ｍは２以上の整数）で配置された複数のレンズ部を備え、樹脂の一体物からなり光軸方向から見た時に多角形板状の光学素子であって、
前記光学素子の外周の少なくとも１つの角部には面取りが形成されており、光軸方向に見たときに、前記面取りは、前記角部に最も近い前記レンズ部の光軸と、前記光学素子の外周面における前記角部を挟む２つのストレート部の延長線との最短距離をｌとしたときに、前記光軸を中心として半径（０．８×ｌ）以上、半径（１．２×ｌ）以下の扇状の範囲内を通過することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記角部に最も近い前記レンズ部の光軸から、前記光学素子の外周面における前記角部を挟む２つのストレート部の各延長線までの各距離が等しい請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光学素子の外周の各角部に前記面取りを設ける請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記面取りは光軸方向に見て単一の円弧状である請求項１乃至３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
前記光学素子は、前記外周の近傍において全周に延在するリム部を形成しており、光軸方向に見たときに、前記リム部の少なくとも１つのリム角部は、前記リム角部を挟む２辺のストレート状のリム面を延長した交差部よりも内側に設けられており、前記リム角部は、前記リム角部に最も近い前記レンズ部の光軸と、前記ストレート状のリム面の延長線との最短距離をｍとしたときに、前記光軸を中心として半径（０．９×ｍ）以上、半径（１．３×ｍ）以下の扇状の範囲内を通過することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項６】
前記リム角部に最も近い前記レンズ部の光軸から、前記ストレート状のリム面を形成する２つのストレート部の各延長線までの各距離が等しい請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
前記リム部の各リム角部に前記面取りを設ける請求項５または６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記リム角部は光軸方向に見て単一の円弧状である請求項５乃至７のいずれかに記載の光学素子。
【請求項９】
前記光学素子は矩形板状である請求項１乃至８のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の光学素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂の射出成形により成形された、複数のレンズ部を有する光学素子及び撮像装置に関する。
【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。このような複数のレンズをマトリクス状に配列した光学素子をアレイレンズという。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６３３７７号公報
【特許文献２】特開２００９−１２６７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アレイレンズは、金型を用いて射出成形により一体的に形成すると安価に大量生産が可能になるので好ましい。しかるに射出成形における１つの問題は、加熱された樹脂が固化する際に収縮が生じるということである。樹脂が収縮すると、マトリクス状に配列されたレンズの光軸が変位してしまい、被写体像を適切に結像できなくなる恐れがある。そこで、試作成形を行って実際の収縮を考慮してレンズの位置を決めたり、実際の収縮による変位に基づいて金型を補正したりすることが行われているが、手間がかかるのでこれをなるべく省きたいという要請がある。【０００６】
特許文献１，２には、レンズを列状に並べた板状の光学素子において、外周の四隅に丸みを設けた構成が開示されている。しかしながら、特許文献１，２には、射出成形時、加熱された樹脂が固化する際の収縮について言及されていない。従って、特許文献１，２には、試作成形を行ってレンズの光軸のずれを補正する方法として金型を補正することも、それ以外の方法の記載もない。【０００７】
本発明は、かかる従来技術の課題に応じてなされたものであり、樹脂の一体物からなる外形が多角形状の光学素子において、試作成形を行って金型補正することなく、光学素子の形状を工夫し、成形後の収縮によりレンズの光軸がずれてしまうことを防ぎ、高精度な光学性能を有する光学素子及び撮像装置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】
【０００８】
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、Ｎ行Ｍ列（Ｎ，Ｍは２以上の整数）で配置された複数のレンズ部を備え、樹脂の一体物からなり光軸方向から見た時に多角形板状の光学素子であって、
前記光学素子の外周の少なくとも１つの角部には面取りが形成されており、光軸方向に見たときに、前記面取りは、前記角部に最も近い前記レンズ部の光軸と、前記光学素子の外周面における前記角部を挟む２つのストレート部の延長線との最短距離をｌとしたときに、前記光軸を中心として半径（０．８×ｌ）以上、半径（１．２×ｌ）以下の扇状の範囲内を通過することを特徴とする。【０００９】
本発明者らは鋭意研究の結果、前記光学素子の外周の角部に面取りを形成することで、成形時における金型内の樹脂の流れが制御され、成形品の均一性が高まり、成形後の収縮が安定する可能性を見出した。ところが、前記面取りが大きすぎたり、小さすぎたりした場合、十分な効果を得られないことが分かった。そこで、更に研究の結果、光軸方向に見たときに、前記面取りを、前記角部に最も近い前記レンズ部の光軸と、前記光学素子の外周面における前記角部を挟む２つのストレート部の延長線との最短距離をｌとしたときに、前記光軸を中心として半径（０．８×ｌ）以上、半径（１．２×ｌ）以下の扇状の範囲内を通過するようにすることで、成形品における素材の均一性が顕著に高まるという知見を得たのである。【００１０】
より具体的には、本発明の一例となる光学素子の一部を光軸方向に見た図１において、角部ＣＮに最も近いレンズ部ＬＳの光軸ＯＡと、光学素子の外周面における角部ＣＮを挟む２つのストレート部ＬＮとの最短距離をｌとしたときに、光軸ＯＡを中心として半径（０．８×ｌ）以上、半径（１．２×ｌ）以下の扇状の範囲Ａをハッチングで示す。すなわち、光軸OAと面取りとの距離をｃとしたとき、0.8ｌ≦ｃ≦1.2ｌである。この範囲Ａ内を面取りＣＦの輪郭が通過するようにすることで、成形時における樹脂の流動経路が確保され、成形時の歪みが少なくなり、その結果としてアニールや環境変化での熱履歴による寸法変化量が小さくなり、成形直後の寸法と比べて差異が少なくなる。これにより、レンズの光学面の歪みを抑え、精度の高い成形品としての光学素子を得ることができる。又、このような面取りを設けることで、前記角部に発生しがちなウェルドの発生を抑制しやすくなり、成形品質が向上する。【００１１】
更に、光学素子の搬送時や測定時に、光学素子を保持する治具等に収容することが行われるが、治具内で光学素子が暴れないように、収容部の幅は光学素子の幅とほぼ等しいことが多い。かかる場合、治具内に光学素子をスライドして挿入しようとすると、角部が引っかかって挿入に手間取る恐れがある。これに対し、本発明のように、角部に面取りを設けることで、治具への挿入が容易になる。【００１２】
前記光学素子は、前記外周の近傍において全周に延在するリム部を形成しており、光軸方向に見たときに、前記リム部の少なくとも１つのリム角部は、前記リム角部を挟む２辺のストレート状のリム面を延長した交差部よりも内側に設けられており、前記リム角部は、前記リム角部に最も近い前記レンズ部の光軸と、前記ストレート状のリム面の延長線との最短距離をｍとしたときに、前記光軸を中心として半径（０．９×ｍ）以上、半径（１．３×ｍ）以下の扇状の範囲内を通過することが好ましい。【００１３】
光学素子によっては、その外周の内側に全周に渡って延在するリム部と呼ばれる凸部又は凹部を設ける場合がある。本発明者らの検討結果によれば、このリム部のリム角部の形状を調整することで、成形性が向上することがわかった。すなわち、光軸方向に見たときに、前記リム部の少なくとも１つのリム角部が、前記リム角部を挟む２辺のストレート状のリム面を延長した交差部よりも内側に設けられており、前記リム角部が、前記リム角部に最も近い前記レンズ部の光軸と、前記ストレート状のリム面との最短距離をｍとしたときに、前記光軸を中心として半径（０．９×ｍ）以上、半径（１．３×ｍ）以下の扇状の範囲内を通過するようにすることで、成形品における素材の均一性が顕著に高まるという知見を得たのである。【００１４】
より具体的には、本発明の一例となる光学素子の一部を光軸方向に見た図２において、１つのリム角部ＲＣが、このリム角部ＲＣを挟む２辺のストレート状のリム面ＬＲを延長した交差部ＣＰよりも内側に設けられており、このリム角部ＲＣが、リム角部ＲＣに最も近いレンズ部ＬＳの光軸ＯＡと、ストレート状のリム面ＬＲとの最短距離をｍとしたときに、光軸ＯＡを中心として半径（０．９×ｍ）以上、半径（１．３×ｍ）以下の扇状の範囲Ｂをハッチングで示す。光軸OAとリム角部との距離をｄとしたとき、0.9ｍ≦ｄ≦1.3ｍである。この範囲B内をリム角部RCが通過するようにすることで、成形時における樹脂の流動経路が確保され、成形時の歪みが少なくなり、成形後の収縮量が小さくなり、レンズの光学面の歪みを抑え、精度の高い成形品としての光学素子を得ることができる。【００１５】
本撮像装置は、上述の光学素子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、樹脂の一体物からなる外形が多角形状の光学素子において、試作成形を行って金型補正することなく、光学素子の形状を工夫し、成形後の収縮によりレンズの光軸がずれてしまうことを防ぎ、高精度な光学性能を有する光学素子及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一例となる光学素子の一部を光軸方向に見た図である。
【図２】本発明の別例となる光学素子の一部を光軸方向に見た図である。
【図３】本実施形態にかかる撮像装置を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態による撮像ユニットＬＵの断面図である。
【図５】図４の第１アレイレンズＬＡ１を光軸方向から見た状態を、模式的に示した図である。
【図６】図５の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図７】（ａ）は図５のアレイレンズを治具に挿入する状態を示す図、（ｂ）は面取りを形成していないアレイレンズを治具に挿入する状態を示す図である。
【図８】（ａ）は図５のアレイレンズにおいて角部ＬＡ１ｄに最も近いレンズ部ＬＡ１ａを干渉計で測定した状態での収差の度合いを模式的に示す図、（ｂ）は面取りを形成していないアレイレンズにおいて同様の状態での収差の度合いを模式的に示す図である。
【図９】本実施形態におけるシミュレーションに用いた各点の位置を示す図である。
【図１０】角部とリム角部がｃ＝ｌ，ｄ＝ｍを満たす単一円弧状であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。
【図１１】角部とリム角部がｃ＝１．２ｌ，ｄ＝１．３ｍを満たす単一円弧状であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。
【図１２】角部とリム角部がｃ＝０．８ｌ，ｄ＝０．９ｍを満たす単一円弧状であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。
【図１３】角部とリム角部がｃ＝１．４ｌ，ｄ＝１．４ｍを満たす角部であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。
【図１４】本実施形態のリム部の変形例を示す図である。
【図１５】図１１および図１２の場合に角部において面取りが２つのストレート部に対し曲面部で滑らかに接する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、本実施形態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。
【００１９】
図３に本実施形態にかかる撮像装置を模式的に示す。図３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、演算部２により、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。
【００２０】
図４は、撮像ユニットＬＵの断面図である。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がフランジ部ＬＡ１ｂに一体に形成された矩形板状の第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がフランジ部ＬＡ２ｂに一体に形成された矩形板状の第２アレイレンズＬＡ２と、を積層してなる。
【００２１】
図５は、第１アレイレンズＬＡ１を光軸方向から見た状態を、模式的に示した図であり、成形時の樹脂の流れの概略を一点鎖線で経時的に示している。図６は、図５の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【００２２】
図５において、第１アレイレンズＬＡ１は、その外周面ＬＡ１ｃにおいて、４つの角部ＬＡ１ｄと、角部ＬＡ１ｄの間に配置された４つのストレート平面ＬＡ１ｅとを有している。角部ＬＡ１ｄには、光軸方向から見て、半径１．５ｍｍの単一円弧状の面取りＣＦが形成されている。面取りＣＦは、角部ＬＡ１ｄに最も近いφ０．７ｍｍのレンズ部ＬＡ１ａの光軸と、外周面ＬＡ１ｃにおける角部ＬＡ１ｄを挟む２つのストレート平面ＬＡ１ｅとの最短距離をｌ（＝２．３ｍｍ）としたときに、光軸方向に見て、光軸ＯＡを中心として半径（０．８×ｌ）以上、半径（１．２×ｌ）以下の単一円弧状であって、ストレート平面ＬＡ１ｅに滑らかにつながると好ましい。
【００２３】
又、外周面ＬＡ１ｃに沿って、その内側には全周にリム部ＬＡ１ｆが形成されている。リム部ＬＡ１ｆの内周面ＬＡ１ｇは、光軸方向から見て、半径０．７５ｍｍの単一円弧状の４つのリム角部ＬＡ１ｈと、リム角部ＬＡ１ｈの間に配置された４つのストレートリム平面ＬＡ１ｉとを有している。リム角部ＬＡ１ｈは、リム角部ＬＡ１ｈに最も近いレンズ部ＬＡ１ａの光軸と、ストレートリム平面ＬＡ１ｉとの最短距離をｍ（＝１．５ｍｍ）としたときに、光軸方向に見て、光軸ＯＡを中心として半径（０．９×ｍ）以上、半径（１．３×ｍ）以下の単一円弧状であって、ストレートリム平面ＬＡ１ｉに滑らかにつながると好ましい。
【００２４】
図５は、第１アレイレンズＬＡ１の成形時に、不図示の金型内に形成されたキャビティ形状を表しているともいえる。ここで、第１アレイレンズＬＡ１の成形時に、ゲートＧ側から流入した樹脂は、時刻Ｔ１〜Ｔ４と経時変化するに従って、キャビティ内部を反ゲート側へと展開する。しかるに、外周面ＬＡ１ｃの角部ＬＡ１ｄに、点線で示すように面取りが設けられていない状態（角部を挟むストレート平面ＬＡ１ｅ同士が直接交差する状態）では、時刻Ｔ４における樹脂の円弧状の先端形状と、それに対向する角部ＬＡ１ｄとの形状が大きく異なるので、角部ＬＡ１ｄに集中する際に樹脂の流れに乱れが生じ、素材の均一性が悪化し、固化後の収縮率が大きくなるという問題がある。又、樹脂先端が合わさって形成されるウェルドも大きくなりがちであり、これがレンズ部ＬＡ１ａに接すると光学性能の劣化を招く。
【００２５】
これに対し、本実施形態によれば、適切な大きさの円弧状の面取りＣＦを角部ＬＡ１ｄに設けているので、例えば時刻Ｔ４を参照して、角部ＬＡ１ｄに到達する直前の樹脂の先端形状と、それに対向する角部Ｌａ１ｄとの形状が略一致するようになるから、角部ＬＡ１ｄに到達した時点で樹脂の流れに乱れが生じることが抑制され、素材の均一性が向上し、固化後の収縮率が小さくなる。又、ウェルドが生じないか、生じても小さなものとできるから、レンズ部ＬＡ１ａに接することが抑制される。
【００２６】
加えて、リム部ＬＡ１ｆのリム角部ＬＡ１ｈが、光軸方向から見て円弧状であるから、リム角部ＬＡ１ｈに到達する直前の樹脂の先端形状と、それに対向するリム角部Ｌａ１ｈとの形状が略一致するようになり、これによりリム角部ＬＡ１ｈに到達した時点で樹脂の流れに乱れが生じることが抑制され、素材の均一性が向上し、固化後の収縮率が小さくなる。
【００２７】
図７（ａ）は、外周面ＬＡ１ｃの角部ＬＡ１ｄに面取りＣＦを形成した第１アレイレンズＬＡ１を治具ＺＧに挿入する状態を示し、図７（ｂ）は、外周面ＬＡ１ｃの角部ＬＡ１ｄに面取りを形成していない第１アレイレンズＬＡ１を治具ＺＧに挿入する状態を示している。
【００２８】
第１アレイレンズＬＡ１の成形後における搬送時や測定時に、第１アレイレンズＬＡ１を保持する治具ＺＧに収容することが行われるが、治具ＺＧ内で第１アレイレンズＬＡ１が暴れないように、治具ＺＧの収容部の幅は第１アレイレンズＬＡ１の幅とほぼ等しくなっていることが多い。よって、図７（ｂ）に示すように、治具ＺＧ内に角部ＬＡ１ｄを有する第１アレイレンズＬＡ１をスライドしつつ挿入しようとすると、角部ＬＡ１ｄが引っかかって挿入に手間取る恐れがある。
【００２９】
これに対し、図７（ａ）に示すように、角部ＬＡ１ｄに面取りＣＦを設けることで、治具ＺＧへの挿入が容易になるので、工数低減に寄与する。
【００３０】
図８（ａ）は、外周面ＬＡ１ｃの角部ＬＡ１ｄに面取りＣＦを形成した状態で成形を行った第１アレイレンズＬＡ１において、角部ＬＡ１ｄに最も近いレンズ部ＬＡ１ａを干渉計で測定した状態での収差の度合いを模式的に示す図であり、図８（ｂ）は、外周面ＬＡ１ｃの角部ＬＡ１ｄに面取りを形成しない状態で成形を行った第１アレイレンズＬＡ１において、角部ＬＡ１ｄに最も近いレンズ部ＬＡ１ａを干渉計で測定した状態での収差の度合いを模式的に示す図である。
【００３１】
図８（ａ）に示す例では、干渉縞が等高線状に形成されており収差性能に優れたレンズ部ＬＡ１ａであることが分かる。一方、図８（ｂ）に示す例では、干渉縞が乱れており、収差性能が劣化したレンズ部ＬＡ１ａであることが分かる。すなわち、角部ＬＡ１ｄに面取りＣＦを形成することで収縮率が小さくなり、レンズ部ＬＡ１ａの光学性能が向上することが分かる。尚、第２アレイレンズＬＡ２も同様な形状とすることが好ましい。
【００３２】
図４において、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。
【００３３】
図４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。
【００３４】
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。
【００３５】
図４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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
以下、本発明者の行ったシミュレーション結果について説明する。アレイレンズとしては,図５，６に示す形状のもの（４行４列でレンズ部を配置）を対象とした。ｌは図５と同じ2.3ｍｍ、ｍは図６と同じ1.5ｍｍとした。ここで、図９に示すように、成形後に収縮したレンズ部の中心を結んだ軌跡を正方形で近似し、かかる正方形を９等分して、正方形の頂点及び分割点を反時計回りにそれぞれ点１〜点１２として、収縮前後の座標の差分をとった。但し、図で左右をＸ方向、上下をＹ方向とし、正方形の内側に向かう場合を負、外側に向かう場合を正とした。尚、図９〜１３にて、変形量は誇張して示している。
【００３９】
図１０は、角部とリム角部がｃ＝ｌ，ｄ＝ｍを満たす単一円弧状であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。表１に、ｃ＝ｌ，ｄ＝ｍのときの収縮前後の座標値の比較を示す。図１０から明らかであるが、収縮前後の正方形の変形は殆どなく、収縮率が低いことが分かる。又、表１において、座標の変化は、点７が最も大きくＸ＝＋３．７μｍ，Ｙ＝＋３．９μｍであり、製品の最大寸法公差を±５μｍ以内とすると、十分に実用的であることが分かった。
【００４０】
【表１】
2015156414.tif 000003
【００４１】
図１１は、角部とリム角部がｃ＝１．２ｌ，ｄ＝１．３ｍを満たす単一円弧状であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。表２に、ｃ＝１．２ｌ，ｄ＝１．３ｍのときの収縮前後の座標値の比較を示す。図１１から明らかであるが、収縮により正方形は内側に変形しているが、その変形度は小さく収縮率が低いことが分かる。又、表２において、座標の変化は、点７が最も大きくＸ＝＋４．１μｍ，Ｙ＝＋４．９μｍであり、製品の最大寸法公差を±５μｍ以内とすると、実用的であることが分かった。
【００４２】
【表２】
2015156414.tif 000004
【００４３】
図１２は、角部とリム角部がｃ＝０．８ｌ，ｄ＝０．９ｍを満たす単一円弧状であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。表３に、ｃ＝０．８ｌ，ｄ＝０．９ｍのときの収縮前後の座標値の比較を示す。図１２から明らかであるが、収縮により正方形は外側に変形しているが、その変形度は小さく収縮率が低いことが分かる。又、表３において、座標の変化は、点１０が最も大きくＸ＝−４．６μｍ，Ｙ＝−４．９μｍであり、製品の最大寸法公差を±５μｍ以内とすると、実用的であることが分かった。
【００４４】
【表３】
2015156414.tif 000005
【００４５】
図１３は、角部とリム角部がｃ＝１．４ｌ（≒√２），ｄ＝１．４ｍ（≒√２）を満たす角部であるときの収縮によるアレイレンズの形状変化を示す図である。表４に、ｃ＝１．４ｌ，ｄ＝１．４ｍのときの収縮前後の座標値の比較を示す。図１３から明らかであるが、収縮により正方形は内側に比較的大きく変形している。又、表４において、座標の変化は、点７が最も大きくＸ＝＋９．２μｍ，Ｙ＝＋９．７μｍであり、製品の最大寸法公差を±５μｍとすると大幅に超えているため、金型補正等の必要があることが分かった。
【００４６】
【表４】
2015156414.tif 000006
【００４７】
図１５に、図１２の場合（ｃ＝０．８ｌ）に角部ＣＮにおいて面取りＣＦが２つのストレート部ＬＮに対し曲面部ＬＮ１で滑らかに接し、また、図１１の場合（ｃ＝１．２ｌ）に面取りＣＦが２つのストレート部ＬＮに対し曲面部ＬＮ２で滑らかに接する様子を示す。図１５において、ハッチングで示す扇状の範囲Ａのうち、曲面部ＬＮ１，ＬＮ２により囲まれるダブルハッチングで示す範囲ＡＡ内に面取りＣＦが位置し得る。なお、曲面部ＬＮ１はアレイレンズの対角線ＤＧ上の所定位置を中心とした所定半径を有し、曲面部ＬＮ２は対角線ＤＧ上の別の所定位置を中心とした別の所定半径を有するようにして形成される。
【００４８】
以下、本実施形態の光学素子の好ましい態様についてまとめて説明する。
【００４９】
前記角部に最も近い前記レンズ部の光軸から、前記光学素子の外周面における前記角部を挟む２つのストレート部の各延長線までの各距離が等しいことが好ましい。角部に最も近いレンズ部と、延長された外周面との距離が等しいので、２つのストレート部との間の成形時の歪みが発生してもどちらかのストレート部に引っ張られるように、レンズ部が影響を受けることはなく、均一な変化となるので、より高精度な成形品を得ることができる。
【００５０】
前記光学素子の外周の各角部に前記面取りを設けることが好ましい。これにより、より高精度な成形品を得ることができる。
【００５１】
前記面取りは,光軸方向に見て単一の円弧状であることが好ましい。前記面取りが,光軸方向に見て単一の円弧状であると、例えばエンドミルなどの工具を用いて行う金型の加工が容易になり、コストを低減できる。
【００５２】
前記リム角部に最も近い前記レンズ部の光軸から、前記ストレート状のリム面を形成する２つのストレート部の各延長線までの各距離が等しいことが好ましい。これにより、リム角部に最も近いレンズ部と、延長された外周面との距離が等しいので、２つのストレート部との間の成形時の歪みが発生してもどちらかのストレート部に引っ張られるように、レンズ部が影響を受けることはなく、均一な変化となるので、より高精度な成形品を得ることができる。
【００５３】
前記リム部の各リム角部に前記面取りを設けることが好ましい。これにより、より高精度な成形品を得ることができる。
【００５４】
前記リム角部は光軸方向に見て単一の円弧状であることが好ましい。前記リム角部が光軸方向に見て単一の円弧状であると、例えばエンドミルなどの工具を用いて行う金型の加工が容易になり、コストを低減できる。
【００５５】
前記光学素子は矩形板状であることが好ましい。このような光学素子においてより効果的である。
【００５６】
また、角部が0.8ｌ≦ｃ、リム角部が0.9ｍ≦ｄであると、角部（リム角部）に最も近いレンズ部と角部（リム角部）とが近すぎることがないので、レンズ口径の制限が少なくなり設計の自由度を確保でき、またリム部が細すぎることなくて強度を確保することができる。
【００５７】
本発明は、本明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。たとえば、本実施形態にかかるアレイレンズは、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。又、リム部ＬＡ１ｆは、図６に示す外周面ＬＡ１ｃと一体の凸部形状に限られず、図１４（ａ）に示すごとく外周面ＬＡ１ｃと分離した凸部形状でも良く、或いは図１４（ｂ）に示すごとく外周面ＬＡ１ｃと分離した凹部形状，又は図１４（ｃ）に示すごとく外周面ＬＡ１ｃに面した凹部形状であっても良い。更に、面取りやリム角部は、光軸方向に見て、単一円弧に限らず、直線や自由曲線から形成されても良い。
【符号の説明】
【００５８】
ＡＰ１          遮光部材
ＡＰ２          遮光部材
ＡＰ３          遮光部材
ＢＸ            下部筐体
ＣＧ            カバーガラス
ＣＴ            基板
ＤＵ            撮像装置
Ｇ              ゲート
ＬＡ１          第１アレイレンズ
ＬＡ１ａ        レンズ部
ＬＡ１ｂ        フランジ部
ＬＡ１ｃ        外周面
ＬＡ１ｄ        角部
ＬＡ１ｅ        ストレート平面
ＬＡ１ｆ        リム部
ＬＡ１ｇ        内周面
ＬＡ１ｈ        リム角部
ＬＡ１ｉ        ストレートリム平面
ＬＡ２          第２アレイレンズ
ＬＡ２ａ        レンズ部
ＬＡ２ｂ        フランジ部
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
ＳＲ            撮像素子
ＳＳ            受光面
ＺＧ            治具
１              画像処理部
２              演算部
３              メモリー
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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