透镜阵列光学系统的制造方法以及透镜阵列光学系统的制作方法
【专利摘要】相对于将分别配置为与正多边形的各顶部重叠的3个以上透镜部成形用的第1光学转印面作为一个单元并且沿同一平面规则地排列有多个单元的第1成型模的第1转印面，朝向各单元的正多边形的中心部同时滴落将液滴状的熔融玻璃分割为多个液滴状而形成的分割玻璃滴，分割玻璃滴在第1转印面上流动，并且在邻接的单元间各自的分割玻璃滴相互连接而形成为融合玻璃，然后，在融合玻璃完全固化之前，将包含与多个第1光学转印面分别对应的多个第2光学转印面的第2成型模，相对于第1成型模上的融合玻璃相对地按压进行成形，从第1以及第2成型模脱模而获得具备由多个透镜部的玻璃的一体物构成的透镜阵列。
【专利说明】
透镜阵列光学系统的制造方法以及透镜阵列光学系统
技术领域
[0001]本发明涉及玻璃制的透镜阵列光学系统的制造方法以及透镜阵列光学系统。
【背景技术】
[0002]具有多个透镜部的透镜阵列光学系统用于复眼摄像装置用的摄像透镜、单眼反光照相机的自动对焦模块中的二次成像透镜、半导体曝光装置中的照明系透镜、液晶投影仪面板中的聚光透镜等。透镜阵列光学系统能够通过加工性优良的光学塑料廉价地制造。然而，光学塑料不仅热膨胀系数大，而且耐久性以及透光性差，不适于在高温或者高湿的严酷的条件下稳定地使用。因此，为了能够在各种环境下稳定地利用，需要将热膨胀系数小、在高温或者高湿下的耐久性优异的光学玻璃用于透镜阵列光学系统。
[0003]作为具有球面状或者非球面状的多个透镜的光学玻璃制的透镜阵列光学系统的制造方法，提出了将具有比成型模的凹曲率大的曲率的玻璃制的预型件一个个配置于各转印部进行热冲压成形的方法(参照专利文献I)。在预型件中，超过用于形成多个透镜的各光学面的型腔的体积的部分向各型腔的接合部流出并一体地熔敷。然而，在专利文献I的方法中，存在在模具上的各光学转印面配置预型件非常麻烦这一问题。另外，担心因预型件的偏差在接合部(熔敷部或者接缝)残存有空气从而预型件的接合部的强度降低。另外，还存在伴随着透镜部的数量增多，成形变困难导致无法获得具有想要的光学面形状的透镜阵列这一问题。
[0004]另外，作为其它透镜阵列光学系统的制造方法，还提出了不使用模具，向形成有多个贯通孔的基板供给液状的材料而在基板上形成多个透镜的方法(参照专利文献2)。然而，在专利文献2的方法中，存在难以使透镜的光学面成为非球面形状，从而无法适当设计透镜部的光学面而在光学上修正各种像差这一问题。
[0005]另外，作为其它光学玻璃制的透镜阵列光学系统的制造方法，公知有通过将熔融的玻璃滴落在模具从而成形透镜的液滴法。液滴法由于在玻璃的粘度比较低的状态下进行成形，所以对光学面形状的制约小，另外能够期待降低由材料的流动性引起的成形不良的产生。作为基于液滴法的透镜阵列的制造方法，在专利文献3中记载了通过向具有2X2个光学转印面的一方的模具的中心滴落玻璃滴并且通过另一方的模具进行按压，由此来制造具有2 X 2个透镜部的透镜阵列的方法。然而，关于制成4 X 4个、5 X 5个等超过2 X 2个数量的透镜部以格子状排列的透镜阵列的方法，在专利文献3中没有记载。根据专利文献3所记载的制造方法，例如，若想要在4 X 4个光学转印面的中心部滴落玻璃滴来获得具有4 X 4个透镜部的透镜阵列，则如后述所述，担心形成玻璃填充不足的光学转印面。另外，在专利文献3中，期望通过设置改变玻璃滴的流动的凸部，以玻璃滴沿着与靠近凸部的边缘侧接近的倾斜角度大的光学面的转印面流动的方式进行调整，从而对光学面进行高精度地转印。然而，当作为预先工序而在模具设置玻璃制的凸部的情况下，担心制造成本增加，当在模具加工时形成凸部的情况下，存在模具加工费用高或者对模具寿命产生影响之类的问题。此外，若想要将多个玻璃滴分别独立地滴落在各光学转印面，则担心因玻璃滴彼此间到达模具的时刻不同导致成形不良或者在到达模具时产生气体卷入等。另外，各个玻璃滴的体积变小，结果容易变冷变硬，因此还产生难以通过按压成形至所希望的厚度之类的问题。
[0006]专利文献1:日本特开2010 — 1177号公报
[0007]专利文献2:日本特开2003 — 4909号公报
[0008]专利文献3:国际公开第2012/36277号
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种透镜阵列光学系统的制造方法，制造工序简单，并且能够获得高精度的玻璃制的透镜阵列光学系统。
[0010]另外，本发明的目的在于提供具有高精度并且具有对重像减少有利的结构的透镜阵列光学系统。
[0011]为了解决上述课题，根据本发明的透镜阵列光学系统的制造方法，将分别配置为与正多边形的各顶部重叠的3个以上透镜部成形用的第I光学转印面作为一个单元，在第I成型模的第I转印面沿同一平面规则地排列有多个单元，相对于在第I成型模的第I转印面朝向各单元的正多边形的中心部同时滴落将液滴状的熔融玻璃分割为多个液滴状而形成的分割玻璃滴，分割玻璃滴在第I转印面上流动，并且在邻接的单元间各自的分割玻璃滴相互连接而形成为融合玻璃，然后，在融合玻璃完全固化之前，将包含与多个第I光学转印面分别对应的多个第2光学转印面的第2成型模，相对于第I成型模上的融合玻璃相对地按压进行成形，从第I以及第2成型模脱模而获得由具备多个透镜部的玻璃的一体物构成的透镜阵列。这里，正多边形并不限定于精确的正多边形，也包含与正多边形相比边、内角稍微不一致的情况。
[0012]在上述透镜阵列光学系统的制造方法中，使液滴状的熔融玻璃根据第I成型模上的单元的数量而分离并形成分割玻璃滴，在成型模上再次作为融合玻璃一体化，然后，将该融合玻璃通过成型模进行按压。由此，制造工序简单，并且能够精度良好地成形多个透镜部的光学面，能够制造表现良好的光学特性的透镜阵列。
[0013]本发明的透镜阵列光学系统由具备多个透镜部以及2个主面的玻璃的一体物构成，将分别配置为与正多边形的各顶部重叠的3个以上透镜部作为一个单元，并且沿同一平面规则地排列多个单元，在多个单元的邻接的一对单元间的任一方的主面具有槽部。
[0014]在上述透镜阵列光学系统中，通过与单元的边界对应地具有槽部，能够减少在透镜部的光学面间内反射的重像。
【附图说明】
[0015]图1A是说明第I实施方式的透镜阵列光学系统中的第I透镜阵列的俯视图，图1B是透镜阵列光学系统等的剖视图。
[0016]图2A是说明第I实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法所使用的成形装置的图，图2B是说明图1A的第I成型模的转印面的俯视图。
[0017]图3A是说明第I实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法所使用的成形装置的另一图，图3B?图3D是说明成形装置中的分割部件的剖视图。
[0018]图4A?图4F是对使用了成形装置的第I透镜阵列的制造工序进行说明的剖视图。
[0019]图5A?图f5D是说明比较例的透镜阵列光学系统的图。
[0020]图6是说明第2实施方式的透镜阵列光学系统的剖视图。
[0021 ]图7A以及图7B是说明第3实施方式的透镜阵列光学系统的剖视图。
[0022]图8A?图SC是说明第4实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法所使用的成形装置中的分割部件的变形例的图。
【具体实施方式】
[0023]〔第i实施方式〕
[0024]参照图1A以及图1B等对本发明的第I实施方式的、透镜阵列光学系统的制造方法以及通过该制造方法制造的透镜阵列光学系统与使用其的复眼摄像装置进行说明。
[0025]首先，对搭载透镜阵列光学系统20的摄像装置100进行说明。如图1B所示，摄像装置100是使用在透镜阵列光学系统20形成的多个透镜部拍摄多个图像并且重建一个图像的复眼摄像装置。摄像装置100具有支架10、透镜阵列光学系统20、后光阑30、红外截止滤光片40与摄像元件阵列50。
[0026]支架10是用于收纳并且保持透镜阵列光学系统20、后光阑30、红外截止滤光片40以及摄像元件阵列50的部件。在支架10形成有具有多个阶梯部Tl、T2、T3的凹部11a。在凹部Ila内，透镜阵列光学系统20、后光阑30、红外截止滤光片40以及摄像元件阵列50被顺序地配置。各部件20、30、40、50被凹部Ila的各阶梯部T1、T2、T3直接或者间接地定位。在支架10，且在与透镜阵列光学系统20的多个光学面对应的格子点位置形成有圆形的开口部12。支架10由含有遮光性的树脂例如黑色颜料等的着色剂的液晶聚合物(LCP)、聚邻苯二甲(PPA)等形成。
[0027]透镜阵列光学系统20具有第I透镜阵列21与第2透镜阵列22。第I以及第2透镜阵列21、22在光轴OA方向层叠。透镜阵列光学系统20具有使被摄像体像在摄像元件阵列50的摄像面I成像的功能。此外，在本实施方式中，光轴OA是各个透镜阵列内的各透镜部的光轴，各透镜的光轴OA全部平行。
[0028]如图1A以及图1B所示，透镜阵列光学系统20中的第I透镜阵列21在摄像装置100的最靠物体侧配置。第I透镜阵列21具备沿与光轴OA垂直的方向二维排列的多个第I透镜部211。第I透镜阵列21具有正方形或者四边形的外形。透镜阵列光学系统20能够形成为:例如按照实线部分LI切出通过后述的成形装置200成形的玻璃成形体MP而得的系统。第I透镜阵列21内的各第I透镜部211以相连的状态形成为一体。具体而言，第I透镜阵列21是排列有多个第I透镜部211的部件，其中，第I透镜部211作为一组而包括第I透镜主体部21a与在其周围被一体化的第I凸缘部21b。在本实施方式中，第I透镜主体部2Ia以光轴分别与由虚线表示的正多边形的一个即正方形RT的各顶部TP—致的方式配置。与该一个正方形RT重叠的4个第I透镜部211成为一个单元UT。在图1A所示的第I透镜阵列21中，4个单元UT沿同一平面规则地排列。邻接的第I透镜部211间的第I凸缘部21b被一体化。第I透镜主体部21a具有在物体侧呈凸状的非球面亦即第I光学面21c、以及在像侧呈凹状的非球面亦即第2光学面21d。第I凸缘部21b具有在第I光学面21c的周围扩展的平坦的第I凸缘面21e、以及在第2光学面21d的周围扩展的平坦的第2凸缘面21f。第I以及第2凸缘面21e、21f相对于与光轴OA垂直的XY平面平行地配置。通过第I光学面21c以及第I凸缘面21e构成第I透镜阵列21的物体侧主面Al，通过第2光学面21d以及第2凸缘面21f构成第I透镜阵列21的像侧主面A2。
[0029]在物体侧主面Al的、邻接的一对单元UT间，与它们的边界对应地形成有槽部21g。换句话说，槽部21g在透镜阵列光学系统20的物体侧配置。由此，一边从物体侧向第I透镜阵列21内入射、被像侧主面A2反射、在2个主面A1、A2间反复进行全反射，一边在第I透镜阵列21内传播的光，通过槽部21g向第I透镜阵列21外引导，能够有效地抑制重像的产生。优选，槽部21g的X方向或者Y方向的最大宽度为隔着槽部21g而邻接的一对第I透镜部211间的距离L的0.3倍以上0.7倍以下。另外，优选，槽部21g的Z方向的最大深度为未夹持槽部21g的邻接的一对第I透镜部211间的第I凸缘部21b的厚度T的1/50以上1/5以下。通过使槽部21g的最大宽度为上述范围，另外，通过使槽部21g的最大深度为上述范围，能够将第I透镜阵列21维持为所希望的强度并且实现重像的减少。
[0030]透镜阵列光学系统20中的第2透镜阵列22在摄像装置100的最靠像侧配置。此外，第2透镜阵列22的基本构造与第I透镜阵列21的构造大致相同，相同的部分适当地省略说明。第2透镜阵列22与第I透镜阵列21相同，具备沿与光轴OA垂直的方向二维排列的多个第2透镜部221。第2透镜部221的第2透镜主体部22a也与第I透镜主体部21a相同，分别配置于正方形的各顶部。与该一个正方形的区域重叠的4个第2透镜部221成为一个单元。各第2透镜部221由第2透镜主体部22a、以及在其周围被一体化的第2凸缘部22b构成。邻接的第2透镜部221间的第2凸缘部22b被一体化。第2透镜主体部202a具有在物体侧呈凹状的非球面亦即第3光学面22c、以及在像侧呈凸状的非球面亦即第4光学面22d。第2凸缘部22b具有在第3光学面22c的周围扩展的平坦的第3凸缘面22e、以及在第4光学面22d的周围扩展的平坦的第4凸缘面22f。第3以及第4凸缘面22e、22f相对于与光轴OA垂直的XY平面平行地配置。第2透镜部221与第I透镜部211—起具有作为摄像透镜20u的功能。通过第3光学面22c以及第3凸缘面22e构成第2透镜阵列22的物体侧主面，通过第4光学面22d以及第4凸缘面22f构成第2透镜阵列22的像侧主面。
[0031]在第2透镜阵列22的第2凸缘面22e侧中，在邻接的一对单元间形成有槽部22g。换句话说，槽部22g在透镜阵列光学系统20的第I透镜阵列21侧或者像侧配置。槽部22g的尺寸(最大宽度、最大深度等)与第I透镜阵列21的槽部21g相同。
[0032]第I以及第2透镜阵列21、22后面详细叙述，通过对玻璃的冲压成形而形成。
[0033]后光阑30是外形为正方形或者四边形的板状部件，设置于透镜阵列光学系统20与红外截止滤光片40之间。后光阑30在与第I以及第2透镜阵列21、22的第I以及第2透镜主体部21a、22a对应的位置形成有正方形或者四边形的开口部30a。后光阑30遮蔽向摄像元件阵列50入射的杂光。也可以通过印刷等将后光阑30在红外截止滤光片40上形成。
[0034]红外截止滤光片40是正方形或者四边形的板状部件，设置于后光阑30与摄像元件阵列50之间。红外截止滤光片40具有反射红外线的功能。
[0035]摄像元件阵列50是检测由第I以及第2透镜阵列21、22的各第I以及第2透镜部211、221形成的被摄像体像的部件。摄像元件阵列50内置有具备沿与光轴OA垂直的方向二维排列的摄像元件的摄像部50a。另外，在摄像元件阵列50的透镜阵列光学系统20侧，透明的平行平板50b以覆盖摄像元件阵列50等的方式被配置或固定。摄像部50a是由固体摄像元件阵列构成的传感器芯片。摄像部50a的光电变换部(未图示)由CCD、CM0S构成，以RGB为单位对入射光进行光电变换，将其模拟信号输出。作为受光部的光电变换部的表面成为摄像面(被投影面H。摄像元件阵列50通过未图示的布线基板固定。该布线基板接收用于从外部电路驱动摄像部50a的电压、信号的供给或者将检测信号向上述外部电路输出。
[0036]以下，说明用于制造构成透镜阵列光学系统20的第I以及第2透镜阵列21、22的成形装置200。
[0037]如图2A所示，组装有成型模具300的成形装置200是用于将作为原材料的玻璃熔融并直接进行冲压的加压成形的装置。除了具备主要部件亦即成型模具300之外，成形装置200还具备在第I以及第2透镜阵列21、22的制造时用于使成型模具300进行移动、开闭动作等的控制驱动装置200a、玻璃滴形成装置200b(参照图3A等)等。第2透镜阵列22的制造方法与第I透镜阵列21的制造方法相同，因此以下主要对第I透镜阵列21进行说明。
[0038]成型模具300具备固定侧的第I成型模61以及可动侧的第2成型模62。在成形时，第I成型模61被维持为固定状态，第2成型模62以与第I成型模61对置的方式移动，进行将两模61、62相互对接那样的闭模。
[0039]首先，参照图2A以及图2B说明第I成型模61。第I成型模61具备模主体61a、支承部61b与加热部61c。在第I成型模61中，模主体61a呈圆筒状，具有第I转印面61d。第I转印面61d包含用于形成第I透镜阵列21中的第I光学面21c的多个第I光学转印面61f、以及用于形成第I凸缘面21e的第I凸缘转印面61g。第I光学转印面61f与第I透镜阵列21的第I透镜主体部21a的位置对应，分别配置为中心与由虚线表示的正方形RT的各顶部TP—致。与该一个正方形RT重叠的4个第I光学转印面61f成为一个单元，并且与其周围的第I凸缘转印面61g—起构成一个第I单元转印面UTvl。第I单元转印面UTvl以格子状或者矩阵状排列。详细后面叙述，滴落于第I转印面61 d的分割玻璃滴K (参照图3A)是液滴状的熔融玻璃被分割为多个液滴状的形态，分割玻璃滴K的滴落位置61m是第I单元转印面UTvl的中心部，分割玻璃滴K的滴落位置61m也以格子状或者矩阵状排列。第I凸缘转印面61g作为除了在第I转印面61d上二维排列的多个第I光学转印面61f之外的模面，从各第I光学转印面61f的外缘朝向其他第I光学转印面61f或者第I转印面61d的周边延伸。通过将单元转印面UTvl以格子状排列(具体而言，在平面格子的各点配置)，多个第I光学转印面61f以格子状排列，分割玻璃滴K的滴落位置也以格子状排列，因此容易使分割玻璃滴K相对于第I光学转印面61f的扩展均匀。另外，通过将第I光学转印面61f以格子状排列，若将分割玻璃滴K滴落在一个单元转印面UTvl的中心，则至各个第I光学转印面61f的距离相等，熔融玻璃的运动在各第I光学转印面61f类似。因此，能够进行透镜部211间的品质偏差较小的稳定的成形。特别是，通过将第I光学转印面61f以四边形格子状排列，能够精度良好地制成以矩阵状配置有透镜部211的透镜阵列光学系统20。
[0040]在第I成型模61的设置于支承部6Ib的根部的加热部6 Ic内置有用于对模主体61a适度进行加热的电加热器61h。
[0041 ]接下来，说明第2成型模62 ο如图2A所示，第2成型模62具备模主体62a、支承部62b与加热部62c。
[0042]在第2成型模62中，模主体62a呈圆筒状，具有第2转印面62d。第2转印面62d包含用于形成第I透镜阵列21中的第2光学面22c的多个第2光学转印面62f、以及用于形成第2凸缘面22e的第2凸缘转印面62g。第2光学转印面62f与第I透镜阵列21的第I透镜主体部21a的位置对应，与第I光学转印面61f相同，分别配置为中心与正方形的各顶部一致。与该一个正方形重叠的4个第2光学转印面62f成为一个单元，与其周围的第2凸缘转印面62g—起构成一个第2单元转印面UIV2。第2光学转印面62f与图2B的第I光学转印面61f相同以格子状排列。
[0043]在第2成型模62的设置于支承部62b的根部的加热部62c，内置有用于对模主体62a适度加热的电加热器62h。
[0044]第2成型模62与第I成型模61在加压成形时成为如下状态:第2成型模62的第2转印面62d与第I成型模61的第I转印面61d彼此同轴地配置，并且保持在冲压时以及冷却时相互以规定间隔分离等适当的位置关系。
[0045]为了进行成型模具300对第I透镜阵列21的成形，控制驱动装置200a进行向电加热器61h、62h供电的控制、第I成型模61以及第2成型模62的开闭动作等的组装有成型模具300的成形装置200整体的控制。此外，如图2A所示，被控制驱动装置200a驱动的第2成型模62能够沿水平的AB方向移动，并且能够沿垂直的CD方向移动。例如在将两模61、62合在一起进行闭模时，首先，使第2成型模62移动至第I成型模61的上方位置使两模61、62的轴CXl、CX2—致，进而使上侧的第2光学转印面62f与下侧的第I光学转印面61f彼此一致，使第2成型模62下降向第I成型模61侧以规定的力进行按压。
[0046]如图3A所示，玻璃滴形成装置200b具有原材料供给部71与分割部件72。原材料供给部71以及分割部件72通过未图示的加热器被加热，使原材料供给部71内的玻璃成为熔融状态，维持在分割部件72通过的玻璃的熔融状态。原材料供给部71通过控制驱动装置200a控制移动、熔融玻璃G的滴落时刻。
[0047]原材料供给部71是如下部分:存积通过未图示的坩祸等熔融的熔融玻璃G，在规定的时刻将熔融玻璃G从喷嘴71a排出，使液滴状的熔融玻璃G亦即熔融玻璃滴GD滴落，向分割部件72供给。
[0048]分割部件72是用于利用从原材料供给部71供给的单一的熔融玻璃滴GD形成多个分割玻璃滴K的部件。该分割部件72配置于在原材料供给部71的下部设置的喷嘴71a的正下方。如图3B?图3D所示，分割部件72具有主体部72a与分隔板72b。
[0049]分割部件72的主体部72a在与原材料供给部71的喷嘴71a对置的位置具有贯通孔72c。贯通孔72c的内径相对于从原材料供给部71的喷嘴71a滴落的熔融玻璃滴GD的外径大致相同或者稍小。主体部72a将从原材料供给部71供给的熔融玻璃滴GD向贯通孔72c引导并且防止熔融玻璃滴O)的飞散。
[0050]分隔板72b是使熔融玻璃滴GD分裂为多个分割玻璃滴K的部件。分隔板72b是在主体部72a的内部即贯通孔72c内配置的剖面具有十字形状的部件，能够看作组合有4个板部分的部件。分隔板72b以及主体部72a也可以是一体物。通过分隔板72b在贯通孔72c内形成有多个开口 72d，这些开口 72d与在第I成型模61设置的单元转印面UTvl的数量对应。在本实施方式中，由于单元UT设置有4个，所以设置有4个开口72d。另外，各开口72d以形成的分割玻璃滴K滴落在单元转印面UTv I的中心部的方式配置。这里，连接4个开口 7 2d的中心部的形状、与连接4个单元转印面UTv I的中心部的形状为相似形。这样的话，分割玻璃滴K容易以与单元转印面UT VI的中心部重叠的方式滴落。作为分隔板7 2b的材料，能够使用SUS (不锈钢)等具有耐热性的金属、合金。优选，对分隔板72b的表面实施Cr涂、Pt — Ir涂等处理。通过设置涂层，能够防止玻璃向分隔板72b附着。分隔板72b的板部分的厚度例如能够为Imm程度。[0051 ]如以上所述，熔融玻璃G从原材料供给部71的喷嘴7 Ia作为熔融玻璃滴GD向分割部件72的主体部72a供给，在通过分隔板72b时被分割，从分割部件72的出口分别独立地滴落，成为多个分割玻璃滴K。通过使用分割部件72，能够与分割部件72的开口对应地控制分割玻璃滴K的大小、数量。此外，能够通过分隔板72b的厚度调整分割玻璃滴K的落下位置。
[0052]以下，参照图4A?图4F等说明使用图2A等所示的成型模具300的包含多个第I透镜阵列21的玻璃成形体MP的制造方法。
[0053]首先，如图3A以及图4A所示，将玻璃滴形成装置200b的分割部件72，以分隔板72b的中心与第I成型模61的第I转印面61d的中心部(具体而言，图2B所示的多个单元转印面UTvl整体的中心部)一致的方式配置于第I成型模61的上方。在分割部件72中，接收从原材料供给部71的喷嘴71a滴落的熔融玻璃滴GD，使从熔融玻璃滴GD被分割为多个液滴状的分割玻璃滴K从分割部件72的各开口 72d自然滴落在第I转印面61d上。多个分割玻璃滴K朝向对应的单元转印面UTvl的正方形的中心部(图2B所示的滴落位置61m)同时滴落(滴落工序)。此时，在熔融玻璃G滴落以前，将第I转印面61d通过电加热器61h加热至第I透镜阵列21的原材料亦即光学元件用的熔融玻璃滴GD的玻璃转移点温度程度的温度。各分割玻璃滴K具有相互大致相等的体积，作为整体，成为与玻璃成形体MP的体积大致相等的所希望的重量。这里，作为熔融玻璃G所使用的原材料的玻璃，例如能够使用磷酸盐系玻璃等。此外，在分割玻璃滴K滴落后，使玻璃滴形成装置200b向不会妨碍第2成型模62的升降的位置退避。另外，优选使分割部件72退避的时刻较早。
[0054]如图4B以及4C所示，分割玻璃滴K在滴落后，在各单元UT的第I转印面61d上流动并扩展，充满第I光学转印面61f、第I凸缘转印面61g。然后，如图4D所示，在邻接的单元转印面UTvl间，滴落在各个单元转印面UTvl的分割玻璃滴K相互连接，成为融合玻璃FG。此时，在第I成型模61的第I转印面6Id侧的融合玻璃FG的中心部分，产生十字状的空间。该空间最终成为上述槽部21g。如图4E所示，在融合玻璃FG完全固化之前能够进行加压变形的温度之间，将第2成型模62相对地按压于第I成型模61上的融合玻璃FG进行成形(成形工序)。此时，使第2成型模62移动至第I成型模61的上方位置使两模61、62的轴CXl、CX2—致，进而将上侧的第2光学转印面62f与下侧的第I光学转印面61f以分别一致的状态进行按压。此外，第2成型模62被加热至与第I成型模61相同程度的温度。
[0055]接下来，通过使融合玻璃FG的温度逐渐降低，成形包含第I透镜阵列21的第I以及第2光学面21c、21d以及第I以及第2凸缘面21e、21f的玻璃成形体MP。在将玻璃成形体MP充分冷却之后，解除第I成型模61以及第2成型模62的加压，如图4F所示，通过使第2成型模62上升，对玻璃成形体MP进行脱模，向模外取出(取出工序)。
[0056]在取出工序后，对于玻璃成形体MP而言，通过利用切割机等沿切断线DL(参照图4F)切出外侧的第I凸缘部21b而整形为正方形或者四边形，从而获得图1B等所示那样的第I透镜阵列21 (切出工序)。
[0057]第2透镜阵列22也与第I透镜阵列21相同地进行制造。然后，将第I以及第2透镜阵列21、22，在以第2光学面21d与第3光学面22c相互对置的方式层叠的状态下通过粘合剂进行接合。由此，形成图1B等所示的透镜阵列光学系统20。然后，通过将透镜阵列光学系统20、其他部件30、40、50组装于支架10完成摄像装置100。
[0058]根据上述透镜阵列光学系统的制造方法，使熔融玻璃滴GD对应于第I成型模61上的第I转印面61d的单元转印面UTvl的数量而分离并形成分割玻璃滴K，滴落在第I成型模61上。换句话说，并不是直接向第I成型模61供给熔融玻璃滴GD，而是在经过分割的基础上，到达第I成型模61。因此，各个分割玻璃滴K比熔融玻璃滴GD体积减少，到达第I成型模61时的冲击变小，在第I成型模61上扩展的速度被抑制，从而不会产生气泡卷入地按照第I以及第2转印面61d、62d填充并转印玻璃。另外，即便在想要获得的第I透镜部211的凹陷量较大且第I光学转印面61f较深的情况下，也难以产生填充不足、转印不良。另外，由于使一滴熔融玻璃滴GD落下并通过分割部件72生成多个分割玻璃滴K，所以能够使各分割玻璃滴K几乎同时地到达第I成型模61。因此，能够防止由到达第I成型模61的时刻在分割玻璃滴K间不同引起的成形不良，另外，由于不必按照时间序列在各光学转印面61f配置分割玻璃滴K，所以能够避免在按压之前分割玻璃滴K变冷变硬从而无法成形为所希望的厚度。并且，由于在第I成型模61上再次被一体化为融合玻璃FG然后被第I以及第2成型模61、62按压，所以能够使第I以及第2透镜部211、221的第1?第4光学面21(3、21(1、22(3、22(1的转印性均匀地稳定。另外，在融合玻璃FG的与各单元转印面UTvl对应的区域内外难以产生界面，能够防止第I以及第2透镜阵列21、22的内部缺陷、裂缝的产生，能够抑制强度的降低。另外，在玻璃滴被分割的状态下，即便在被供给的玻璃的大小产生某种程度的偏差，也由于使各分割玻璃滴K同时滴落在各单元转印面UTvl的中心部，在滴落后作为融合玻璃FG集中成为一个，所以只要具有满足各分割玻璃滴K对应的第I光学转印面61f所需要的量以上的体积，就能够消除偏差的影响。由此，不需要进行滴落量的精确管理。另外，通过在第I成型模61上成为一个并且玻璃的整体体积变大，实现玻璃的蓄热，冷却至玻璃的内部的时间变长。由此，能够避免透镜部211、221过薄或者不得不以严格的成形条件进行成形地实现以稳定的精度的成形，进而能够延长模具寿命。另外，通过使分割玻璃滴K滴落在与第I光学面21c对应的第I光学转印面61f以外的位置，能够防止在第I光学转印面61f等形成滴落痕(微小的气孔)。这样，在本实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法中，能够制造工序简单并且精度好地成形透镜部211、221的光学面21c、21d、22c、22d。能够制造表现良好的光学特性的透镜阵列21、22。此外，在玻璃的供给侧的面(第I成型模61侧的面、即第I以及第2透镜阵列21、22的第I以及第4凸缘面21e、22f)，且在各个玻璃相连的部分以十字状形成极浅的槽，它们成为在图1中说明过的槽部21g、22g。在这些槽部21g、22g中，在第I以及第2透镜阵列21、22的内部也没有边界，在强度、波筋等的部件性能上没有问题。
[0059]此外，如上述所述，通过使玻璃滴经过分割而到达第I成型模61，在第I成型模61上扩展的速度被抑制，因此即便在成型模上不设置用于改变专利文献3所记载那样的玻璃滴的流动的凸部(即，即便保持单元转印面UTvl的中心部平坦的状态)，也能够向第I以及第2转印面61d、62d良好地填充玻璃。然而，若想要使填充性进一步良好，也可以在单元转印面UTvl的中心部形成凸部。
[0060]如图5D所示，若通过滴落一滴熔融玻璃想要制造在相同面配置有多个光学面24c的结构的透镜部241，则因从滴落中心25至与光学面24c对应的转印面的位置，容易产生在滴落时在模具与供给玻璃之间残留有空气所导致的转印不良。例如，如图5A所示，在使一滴玻璃滴滴落在4X4个光学转印面的中心的情况下，在距离滴落中心25最近的区域ARl(参照图OT)，在透镜部241不会产生转印不良，但如图5B以及5C所示存在如下情况:在距离滴落中心25远的区域AR2、AR3(参照图5D)，在透镜部241，在从滴落中心25在放射线上延伸的方向，残留有在转印面的内侧未被转印的部分26 ο在该情况下，区域AR3的透镜部241与区±|UR2的透镜部241相比从滴落中心25离开，因此总体上说，未转印的部分26变大。
[0061 ]〔第2实施方式〕
[0062]以下，说明本发明的第2实施方式的透镜阵列光学系统。第2实施方式的透镜阵列光学系统是对第I实施方式的透镜阵列光学系统进行了变形的系统，未特别说明的事项与第I实施方式相同。
[0063]如图6所示，透镜阵列光学系统20具有第1、第2以及第3透镜阵列21、22、23。
[0064]透镜阵列光学系统20中的第I透镜阵列21在摄像装置100的最靠物体侧配置。在第I透镜阵列21的物体侧主面的第I凸缘面21e中的邻接的一对单元UT间形成有槽部21g。换句话说，槽部21g在透镜阵列光学系统20的物体侧配置。
[0065]第2透镜阵列22在第I透镜阵列21与第3透镜阵列23之间配置。在第2透镜阵列22的像侧主面的第4凸缘面22f侧中的邻接的一对单元间形成有槽部22g。换句话说，槽部22g在与另一方的透镜阵列(在本实施方式中第3透镜阵列23)相向的主面配置。槽部22g作为第2透镜阵列22与第3透镜阵列23的接合面的排气口发挥功能。
[0066]第3透镜阵列23在摄像装置100的最靠像侧配置。第3透镜阵列23与第I透镜阵列21等相同，由沿与光轴OA垂直的方向二维排列的多个第3透镜部231构成。虽然省略图示，但第3透镜主体部23a也与第I透镜主体部21a相同，在正方形的各顶部分别配置。在该一个正方形的区域内被包含的4个第3透镜部231成为一个单元。各第3透镜部231由第3透镜主体部23a以及在其周围被一体化的第3凸缘部23b构成。邻接的各第3透镜部231的第3凸缘部23b被一体化。第3透镜主体部23a具有在物体侧呈凹状的非球面亦即第5光学面23c、以及在像侧呈凸状的非球面亦即第6光学面23d。第3凸缘部23b具有在第5光学面23c的周围扩展的平坦的第5凸缘面23e、以及在第6光学面23d的周围扩展的平坦的第6凸缘面23f。第5以及第6凸缘面23e、23f相对于与光轴OA垂直的XY平面平行地配置。第3透镜部231与第I以及第2透镜部211、221—起具有作为摄像透镜2011的功能。
[0067]在第3透镜阵列23的物体侧主面的第6凸缘面23f侧中的邻接的一对单元间形成有槽部23g。换句话说，槽部23g在透镜阵列光学系统20的像侧配置。
[0068]〔第3实施方式〕
[0069]以下，说明本发明的第3实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法以及透镜阵列光学系统。第3实施方式是对第I实施方式进行了变形的实施方式，特别是未说明的事项与第I实施方式相同。
[0070]如图7A以及图7B所示，在形成包含第I透镜阵列21的玻璃成形体MP时，也可以在多个单元UT的外侧设置附加的多个透镜部LP。图7A表示为了获得具有被矩阵排列的5X5个第I透镜部211的第I透镜阵列21，而通过具有被矩阵排列的6X6个光学转印面的成型模进行成形的例子，图7B表示为了获得具有被交错排列的18个第I透镜部211的第I透镜阵列21，而通过具有被交错排列的27个光学转印面的成型模进行成形的例子。这样，在第I透镜阵列21的最外周设置比需要的个数多至少一个的透镜部LP，能够使成形稳定，精度良好地成形第I透镜阵列21。在形成比需要的个数多的透镜部之后，也可以根据需要在后工序除去透镜部LP。如图7A的例子那样，在想要获得在列方向以及行方向中的至少一方具有奇数个的第I透镜部211的第I透镜阵列21的情况下，在形成6 X6个第I透镜部211之后，在双点划线L2的位置进行切断，将外侧的透镜部LP即位于最外周的至少一个透镜部舍去作为透镜部进行除去，能够制成配置5X5个第I透镜部211的第I透镜阵列21。若仅在列方向或者仅在行方向进行切断，也能够制成具有5 X 6个或者6 X 5个第I透镜部211的第I透镜阵列21。另外，如图7B所示，在将在正三角形的顶点配置的3个第I透镜部211作为一个单元排列多个单元从而作为整体对27个第I透镜部211进行了交错配置的情况下，也能够通过切断外侧的透镜部LP进行除去，制成具有18个第I透镜部211的第I透镜阵列21。换句话说，通过在成形后切断外侧的不需要的透镜部LP进行除去，能够将列以及/或者行方向中的第I透镜部211的数量从偶数向奇数或者反过来进行调整，另外，能够获得具有以难以仅通过成形获得的排列配置的第I透镜部211的第I透镜阵列21。此外，在图7B所示的例子中，在切断线为直线的情况、透镜部LP与切断线重叠的情况下，也可以使切断线迂回地进行切断。
[0071]〔第4实施方式〕
[0072]以下，说明本发明的第4实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法。第4实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法是对第I实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法进行了变形的制造方法，特别是未说明的事项与第I实施方式相同。
[0073]如图8A以及图8B所示，分割部件172具有延长图3B?图3D所示的分割部件72的主体部72a的下端并且比分隔板72b、开口 72d的下端向铅直方向下方延伸的外框或者外框部72f。在该情况下，能够在外框部72f使多个分割玻璃滴K独立地容易地保留为一个，更加抑制分割玻璃滴K的大小、滴落位置的偏差。
[0074]形成贯通孔的主体的外观形状可以是图8A以及图SB所示那样的四棱柱形状，也可以是图SC所示那样的圆柱形状。
[0075]另外，也可以将主体部72a与分隔板72b的长度均加长，抑制分割玻璃滴K的大小、
滴落位置的偏差。
[0076]以上，对本实施方式的透镜阵列光学系统的制造方法等进行了说明，但本发明的透镜阵列光学系统的制造方法等并不限定于上述。例如，在上述实施方式中，第I透镜阵列21的第I透镜部211等的形状、配置、数量等能够适当地变更。例如，也可以将第I透镜部211等排列为正三角形的格子状。
[0077]将构成单元UT的第I透镜部211配置于正方形、正三形那样的正多边形的顶点的情况下的、正多边形也可以并不精确而有若干误差。换句话说，在本申请说明书中，只要在透镜阵列光学系统所要求的光学性能的允许误差范围内，即便在与构成单元的透镜配置有关的多边形的各边的长度上有偏差，也看作正多边形。
[0078]另外，在上述实施方式中，将透镜阵列层叠有2张、3张，但也可以仅通过I张作为透镜阵列光学系统20进行使用。在该情况下，优选将形成槽部21g的第I凸缘面21e侧配置于物体侧。
[0079]第I透镜阵列21、第2透镜阵列22等并不限定于具有通过相同方法制成的相同构造。例如针对第2透镜阵列22，也能够形成为未设置第I透镜阵列21那样的槽部21g、22g、23g的构造或者形状。
[0080]另外，在上述实施方式中，作为将分割部件72的熔融玻璃滴GD分割的部件，使用分隔板72b，但也可以使用线使其形成为十字状。另外，分隔板72b的形状能够通过构成单元UT的第I透镜部211等的配置适当地进行变更。
[0081 ]另外，在上述实施方式中，第I成型模61的第I光学转印面61f的形状优选为凹状，但第2成型模62的第2光学转印面62f的形状可以是凹状也可以是凸状。另外，第I光学面?第4光学面21c、21d、22c、22d的形状为非球面，但并不限定于此，只要配合所要求的性能、用途适当地采用最佳的形状即可。
[0082]另外，在上述实施方式中，使用使摄像部50a二维排列的摄像元件阵列50，但并不限定于阵列状，也可以设置整面是摄像元件的摄像元件阵列。
【主权项】
1.一种透镜阵列光学系统的制造方法，其特征在于， 将分别配置为与正多边形的各顶部重叠的3个以上透镜部成形用的第I光学转印面作为一个单元，在第I成型模的第I转印面沿同一平面规则地排列有多个所述单元，相对于所述第I成型模的所述第I转印面朝向所述各单元的所述正多边形的中心部同时滴落将液滴状的恪融玻璃分割为多个液滴状而得的分割玻璃滴， 所述分割玻璃滴在所述第I转印面上流动，并且在邻接的单元间各自的所述分割玻璃滴相互连接而形成为融合玻璃，然后，在所述融合玻璃完全固化之前，将包含与多个所述第I光学转印面分别对应的多个第2光学转印面的第2成型模，相对于所述第I成型模上的所述融合玻璃相对地按压进行成形， 从所述第I成型模以及第2成型模脱模而获得由具备多个透镜部的玻璃的一体物构成的透镜阵列。2.根据权利要求1所述的透镜阵列光学系统的制造方法，其特征在于， 多个所述单元以格子状排列。3.根据权利要求1或2所述的透镜阵列光学系统的制造方法，其特征在于， 多个所述第I光学转印面以矩形格子状排列， 所述正多边形是正方形。4.根据权利要求1?3中任一项所述的透镜阵列光学系统的制造方法，其特征在于， 通过相对于具有多个开口的分割部件滴落所述液滴状的熔融玻璃，获得所述液滴状的恪融玻璃被分割为多个液滴状而形成的所述分割玻璃滴。5.根据权利要求4所述的透镜阵列光学系统的制造方法，其特征在于， 所述分割部件在所述开口的下部具有外框。6.根据权利要求1?5中任一项所述的透镜阵列光学系统的制造方法，其特征在于， 通过切断而除去位于所述透镜阵列的最外周的至少一个透镜部。7.一种透镜阵列光学系统，其特征在于， 由具备多个透镜部以及2个主面的玻璃的一体物构成， 将分别配置为与正多边形的各顶部重叠的3个以上所述透镜部作为一个单元，并且沿同一平面规则地排列多个所述单元， 在多个所述单元的邻接的一对单元间的任一方的主面具有槽部。8.根据权利要求7所述的透镜阵列光学系统，其特征在于， 所述槽部的最大宽度为隔着所述槽部而邻接的一对透镜部间的距离的0.3倍以上0.7倍以下。9.根据权利要求7或8所述的透镜阵列光学系统，其特征在于， 所述槽部的最大深度为未隔着所述槽部而邻接的一对透镜部间的厚度的1/50以上1/5以下。10.根据权利要求7?9中任一项所述的透镜阵列光学系统，其特征在于， 多个所述单元以格子状排列。11.根据权利要求7?10中任一项所述的透镜阵列光学系统，其特征在于， 多个所述透镜部以矩形格子状排列， 所述正多边形是正方形。12.根据权利要求7?11中任一项所述的透镜阵列光学系统，其特征在于，还具备在多个所述单元的外侧形成的附加的多个透镜部。13.根据权利要求7?12中任一项所述的透镜阵列光学系统，其特征在于，所述槽部在物体侧的主面配置。14.一种透镜阵列光学系统，其特征在于，具备在光轴方向层叠的多个透镜阵列，所述多个透镜阵列中的至少一个是权利要求7?12中的任一项所述的透镜阵列。15.根据权利要求14所述的透镜阵列光学系统，其特征在于，所述至少一个透镜阵列在与其他透镜阵列对置的一侧的主面设置有所述槽部。
【文档编号】C03B11/00GK105916822SQ201580005064
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月23日
【发明人】三之京敬
【申请人】柯尼卡美能达株式会社