层叠透镜阵列、层叠透镜阵列用光圈部件以及相关的装置及方法_2

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的图;
[0043]图4A是从物体侧观察第三实施方式的层叠透镜阵列中的光圈部件的俯视图,图4B是图4A的AA方向剖视图,图4C是粘接剂供给工序中的光圈部件周边的局部放大剖视图,图4D是变形例的光圈部件的开口之间的边界区域的背面图,图4E是形成于图4D的边界区域的凸部等的DD方向剖视图;
[0044]图5是光圈部件的俯视图,是说明粘接部的扩展的图;
[0045]图6是第四实施方式的层叠透镜阵列单元的侧方剖视图;
[0046]图7A?7E是说明第五实施方式的层叠透镜阵列的制造工序的图;
[0047]图8A?8D是说明第六实施方式的层叠透镜阵列的制造工序的图;
[0048]图9A?9C是说明图1A的层叠透镜阵列中的光圈部件的变形例的图;
[0049]图1OA及1B是说明图1A所示的层叠透镜阵列中光圈部件的注入孔的变形例的图;
[0050]图1lA是说明图1A的层叠透镜阵列中第一透镜阵列的变形例的图,图1lB是说明图6所示的层叠透镜阵列单元的变形例的图;
[0051]图12是说明图4A及4B的另一变形例的局部放大剖视图;
[0052]图13A?13D是说明第一及第三实施方式的变形例的图,图13A是从光圈部件侧观察变形例的层叠透镜阵列中第一透镜阵列的俯视图,图13B是图13A所示的第一透镜阵列的AA方向剖视图,图13C是光圈部件的俯视图,图13D是说明粘接部及其周边的局部放大剖视图;
[0053]图14是说明图13A所示的第一透镜阵列的又一变形例的俯视图;
[0054]图15A是从第一透镜阵列侧观察第一及第三实施方式的变形例的层叠透镜阵列中光圈部件的俯视图,图15B是说明粘接部及其周边的局部放大剖视图;
[0055]图16是说明图15A等所示的层叠透镜阵列的变形例的局部放大剖视图。
【具体实施方式】
[0056]〔第一实施方式〕
[0057]以下,参照附图对本发明第一实施方式的层叠透镜阵列及层叠透镜阵列的制造方法进行说明。
[0058]层叠透镜阵列100是形成被摄体像的阵列,例如搭载于摄像装置上。在此,摄像装置使用多个摄像透镜拍摄多个图像,将其再构为一个图像。
[0059]如图1A及IB所示,层叠透镜阵列100具有第一透镜阵列10、第二透镜阵列20、光圈部件30。这些部件10、20、30在光轴OA方向上层叠。层叠透镜阵列100具有例如在摄像装置的摄像元件的像面或摄像面(被投影面)上使多个被摄体像成像的功能。
[0060]在层叠透镜阵列100中,第一透镜阵列10被配置在层叠透镜阵列100的最靠物体侦U。第一透镜阵列10由在与光轴OA垂直的方向上二维排列的多个透镜11构成。此外,在图1A等中,为了方便,以层叠透镜阵列100的中心轴作为光轴OA进行图示。在其它附图中也是同样的。第一透镜阵列10具有四边形或矩形的外形,第一透镜阵列10内的各透镜11以相连的状态被一体成型。换言之,第一透镜阵列10排列有以第一透镜主体部I Ia和第一凸缘部Ilb为一组的多个透镜11,邻接的各透镜11的第一凸缘部Ilb被一体成型。第一透镜主体部Ila具有物体侧为凸形状的非球面的第一光学面Ilc和像侧为凹形状的非球面的第二光学面lid。第一透镜主体部Ila周围的第一凸缘部Ilb具有向第一光学面Ilc的周围扩展的平坦的第一凸缘面lie和向第二光学面Ild的周围扩展的平坦的第二凸缘面Ilf。第一及第二凸缘面lle、llf相对于与光轴OA垂直的XY面平行配置。
[0061]在层叠透镜阵列100中,第二透镜阵列20被配置在层叠透镜阵列100的最靠像侦U。此外,第二透镜阵列20的构造与第一透镜阵列10大致相同,对于相同的部分适当省略说明。
[0062]与第一透镜阵列10同样地,第二透镜阵列20由在与光轴OA垂直的方向上二维排列的多个透镜21构成,各透镜21以第二透镜主体部21a和第二凸缘部21b为一组被一体成型。第二透镜主体部21a具有物体侧为凹形状的非球面的第三光学面21c和像侧为凸形状的非球面的第四光学面21d。第二透镜主体部21a周围的第二凸缘部21b具有向第三光学面21c的周围扩展的平坦的第三凸缘面21e和向第四光学面21d的周围扩展的平坦的第四凸缘面21f。第三及第四凸缘面21e、21f相对于与光轴OA垂直的XY面平行配置。
[0063]第一及第二透镜阵列10、20例如由玻璃或树脂形成。在玻璃的情况下,第一及第二透镜阵列10、20例如利用金属模具通过压力成型而成型。另外,在树脂的情况下,例如利用金属模具通过注射成型而成型,或者利用金属模具或树脂模具等通过压力成型而成型。
[0064]光圈部件30是四边形或矩形的板状部件,被设置在第一透镜阵列10和第二透镜阵列20之间。在图1A等中,为了便于理解,以厚度较厚的方式图示了光圈部件30,但实际上是20 μ m?100 μ m左右的薄的部件。光圈部件30通过后述的粘接部40被第一及第二透镜阵列10、20夹持,与它们粘接。如图1B所示,光圈部件30在与第一及第二透镜阵列10、20的第一及第二透镜主体部lla、21a对应的位置形成有多个圆形的开口部PI。S卩,在光圈部件30中,在光圈部件30的面内形成有多个开口部Pl。此外,在图1B中,利用点划线表示了粘接部40的粘接区域。在后述的各注入孔P2周围,粘接区域分别在不向开口部Pl内露出的程度的范围扩展。
[0065]另外,在光圈部件30中,在多个开口部Pl中沿边方向(格子方向)及对角方向(倾斜方向)邻接的开口部Pl之间形成有从开口部Pl独立的粘接剂用的注入孔P2。换言之,开口部Pl排列成矩阵状,注入孔P2形成在沿行方向、列方向及对角方向邻接的开口部Pl之间。注入孔P2形成在邻接的开口部Pl之间的大致中间(连结邻接的一对开口部Pl的中心的线段的中央或其附近)。这样,当如后述那样利用粘接剂将光圈部件30及第二透镜阵列20粘接在第一透镜阵列10时,容易以高精度且充分的强度粘接这些部件。在本实施方式的情况下,注入孔P2为圆形,且直径比开口部Pl小。开口部Pl及注入孔P2例如通过对形成有掩膜图案的板状的部件进行化学蚀刻或机械加工而形成。虽然后面还将详细说明,但向注入孔P2注入粘接剂B(参照图2C等),使粘接第一透镜阵列10、光圈部件30及第二透镜阵列20的粘接部40的一部分被配置在注入孔P2内部。在此,在光圈部件30中,将与第一透镜阵列10相对的一侧作为第一面SS1,将其相反侧即与第二透镜阵列20相对的一侧作为第二面SS2。在本实施方式中,光圈部件30的物体侧为第一面SS1,像侧为第二面SS2。
[0066]光圈部件30例如由金属、陶瓷、树脂等形成。作为这些金属、陶瓷、树脂等,使用其本身具有光吸收性的黑色或暗色的材料,或表面被涂覆或包覆成黑色或暗色的材料。具体而言,作为光圈部件30,例如使用对不锈钢片材实施了表面处理而呈黑色或暗色的材料。光圈部件30使从第一透镜阵列10的物体侧入射的入射光高精度地在透镜11、21的有效面内通过,且将在像侧的第二透镜阵列20的第三凸缘面21e被全反射而要在层叠透镜阵列100内传播的漫射光遮断。
[0067]如图1A所示,第一透镜阵列10、光圈部件30和第二透镜阵列20经由具有遮光性的树脂制成的粘接部40而被层叠。粘接部40具有第一粘接层41、第二粘接层42、连结部43?第一粘接层41至少在第一面SSl侧的注入孔P2的周边将第一透镜阵列10和光圈部件30粘接。第二粘接层42至少在第二面SS2侧的注入孔P2的周边将第二透镜阵列20和光圈部件30粘接。连结部43在注入孔P2内延伸,将第一粘接层41和第二粘接层42连结。注入孔P2被连结部43无间隙地填充。此外,第一及第二粘接层41、42的厚度可以是5 μ m ~ 20ym 左右。
[0068]粘接部40使用能够以流体状供给的粘接剂B(参照图2C等)形成。粘接部40通过光聚合使例如含有脂环式环氧化合物的阳离子聚合性树脂组合物固化而成,或者,通过光聚合使含有具有氧杂环丁烷环(四元环醚)的氧杂环丁烷化合物和脂肪族环氧化合物的阳离子聚合性树脂组合物固化而成,而且含有具有光吸收引起的遮光性的材料及透光性微粒。另外,形成粘接部40的光固化性树脂含有引发光固化性树脂的聚合的阳离子类光聚合引发剂及调整粘度的多官能单体。
[0069]作为光聚合引发剂,只要是对为了进行固化而照射的光的波长(紫外线固化性粘接剂的情况下在紫外线区域(400nm以下))具有吸收极大值且在该波长下产生阳离子的引发剂,就可以使用任意的引发剂。
[0070]具有吸收引起的遮光性的材料是通过吸收摄像装置等的使用光而进行遮光的材料,例如有黑色的无机颜料或有机颜料等。作为具有吸收引起的遮光性的材料,具体而言,例如有碳微粒、钛微粒、苯胺微粒、茈类色素、蒽醌类色素等,优选碳微粒或钛微粒。具有吸收引起的遮光性的材料的平均粒径为0.1 μπι以上I μπι以下。在粘接部40,具有吸收引起的遮光性的材料的含有率为5重量%以上10重量%以下。由于含有透光性的微粒,粘接部40在波长350nm以上750nm以下的反射率成为1.5%以下。作为微粒,可以使用交联丙烯酸粒等有机类化合物或二氧化硅、偏硅酸铝酸镁、氧化钛等无机类化合物的任意微粒。其中,从微粒的分散性和低成本等方面考虑,优选使用二氧化硅。
[0071]经由因含有具有吸收引起的遮光性的材料而降低了透射率的粘接部40层叠了第一及第二透镜阵列10、20,因此,即使在光圈部件30上形成注入孔P2,也能够抑制漫射光的产生。
[0072]以下,参照图2A?2F对层叠透镜阵列100的制造工序进行说明。
[0073]〔透镜阵列准备工序〕
[0074]首先,虽然省略了图示,但通过研削加工等制作主模,该主模具有与第一透镜阵列10的最终形状对应的相反形状的成型面。接着,使用该主模将第一透镜阵列10的各透镜11 一体成型。由此,如图2A所示,得到第一透镜阵列10。同样,制作第二透镜阵列20。
[0075]〔光圈部件准备工序〕
[0076]接着,虽然省略了图示,但在准备成为光圈部件30的板状的部件的单面或两面形成与开口部Pl及注入孔P2的图案对应的掩膜。然后,进行化学性或物理性的蚀刻,形成开口部Pl及注入孔P2。蚀刻后,根据需要涂黑光圈部件30的表面整体或需要的部位。这样,得到光圈部件30,其由具有在与多个透镜11对应的位置分别形成的多个开口部Pl的板状部件构成,且具有在该板状部件的多个开口部Pl中邻接的至少一组开口部之间形成的一个以上的粘接剂用的注入孔P2。此外,开口部PI及注入孔P2不限于通过蚀刻形成,也可以通过机械加工等形成。
[0077]〔第一层叠工序〕
[0078]接着,如图2B所示,保持规定的间隔而层叠第一透镜阵列10和光圈部件30。具体而言,首先,在第一引导夹具51上载置第一透镜阵列10。第一引导夹具51具有第一透镜阵列10的周缘部中的第一凸缘面lie被载置的第一保持面51a。接着,在距第一引导夹具51的第一保持面51a精确地高出规定距离的位置形成的第一引导夹具51的第二保持面51b上,重叠精确地具备恒定的厚度的第二引导夹具52。第二引导夹具52具有从内表面侧向水平方向突出形成的突起52c。该突起52c精确地具备恒定的厚度,上表面成为用于保持光圈部件30的第三保持面52a。接着,在第二引导夹具52的第三保持面52a上载置光圈部件30。在本实施方式中,在第一及第二引导夹具51、52各自的内表面侧形成第一透镜阵列用的抵接部51f和光圈部件用的抵接部52f,由
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