光学透镜、透镜单元、摄像模块、电子设备、注射成型模具及注射成型方法与流程

本发明涉及一种具有光学功能部及凸缘部的光学透镜、透镜单元、摄像模块、电子设备、注射成型模具及注射成型方法。

背景技术：
在具有摄影功能的移动电话等移动型电子设备中搭载有小型且薄型的摄像模块。该摄像模块由组装有摄影用透镜的透镜单元和组装有CCD(ChargeCoupledDevice)图像传感器和CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)图像传感器等成像元件的成像元件单元一体化而构成。组装有透镜单元的光学透镜大多通过使用了树脂的注射成型来制作。例如在专利文献1中，公开有一种使用注射成型模具来成型用作光盘用拾取透镜的树脂透镜的方法。该树脂透镜与由直浇道(sprue)形成的直浇道部、由横浇道(runner)形成的横浇道部、及由浇口(gate)形成的浇口部一起成型。并且在专利文献2中，公开有一种将具有浇注口(spruegate)面的塑料制光学透镜使用注射成型模具来成型的方法。根据该方法，为了避免在光学有效直径区域中形成被称作孔隙或焊缝线的线状的缺陷，通过在光学有效直径区域和浇注口面之间配置的入口流路来形成光学透镜的突起部，并在成型时促进熔融树脂迅速流入到光学有效直径区域中。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2010-014983号公报专利文献2：美国专利申请公开第2013/0148208号说明书

技术实现要素：
发明要解决的技术课题如上所述的光学透镜通过使熔融树脂从浇口流入到形成于一对成型用模具之间的空间来制作，且具备在组装于摄像模块等时使光通过的光学功能部、及配置于光学功能部周围的凸缘部。光学透镜的光学功能部是在组装于摄像模块等时使光通过，且显示作为透镜的光学特性的部分。因此，光学透镜的光学功能部为了保证作为透镜的光学特性而要求以特别高的精确度来成型。然而在现有的成型方法中，不一定能够精确度良好地成型较薄且小型的光学透镜(尤其是光学功能部)。图23是从光轴方向观察以现有的成型方法制作的光学透镜10的背面的俯视图。图24是沿图23的切断线24-24的光学透镜10的剖视图。光学透镜10包含设置于中央的光学功能部12、及设置于光学功能部12周围的凸缘部14，在凸缘部14的外周部设置有浇口部16。如图24所示，光学功能部12的表面及背面形成为曲面状，凸缘部14的表面及背面平坦地形成，在光学功能部12的边缘附近的一部分上设置有最薄部18。图25是表示为了成型图23及图24所示的光学透镜10而使用的现有的注射成型模具20的一例的剖视图。注射成型模具20包含第1模具21及第2模具22，熔融状态的树脂从浇口26流入到形成于第1模具21和第2模具22之间的空间(以下称作“树脂流入空间”)28而被冷却，由此成型光学透镜10。在图25所示的例子中，光学透镜10的光学功能部12及凸缘部14的表面通过第1模具21而成型，光学功能部12及凸缘部14的背面通过第2模具22而成型。因此在注射成型模具20(第1模具21及第2模具22)中，成型最薄部18的最狭窄的部分(以下称作“最薄部成型部29”)并非存在于成型凸缘部14的凸缘成型部24，而是存在于成型光学功能部12的光学成型部23的一部分。流入到注射成型模具20中的树脂从浇口26逐渐扩散，最终填充树脂流入空间28的整个区域，在该填充过程中，树脂优先流入到更加容易流动的部位。例如“第1模具21和第2模具22的间隔较大的部位(即所成型的光学透镜10的厚度较厚的部位”和“第1模具21及第2模具22的温度较高的部位”符合这里所说的“容易流动的部位”，流入到注射成型模具20的树脂优先流入到这些部位而扩散。图26是从图25的箭头“Z”的方向(光学透镜10的光轴方向)观察图25所示的形成于第1模具21和第2模具22之间的树脂流入空间28的俯视图，表示树脂的经时流动位置的一例。在图26中，“P1”～“P9”表示从浇口26流入到树脂流入空间28的树脂的经时位置，“P1”表示从树脂开始流入起经过第1时间后的树脂的边界位置，“P2”表示从树脂开始流入起经过第2时间(其中，第1时间<第2时间)后的树脂的边界位置。“P3”～“P9”也同样地表示与树脂开始流入的时间相关的树脂的边界位置。在如图26所示的现有的成型方法中，从浇口26流入到树脂流入空间28的树脂在树脂流入空间28中沿着凸缘成型部24扩散，且在树脂流入空间28中避开光学成型部23而前进(参考图26的“P1”～“P6”)。并且树脂在树脂流入空间28的凸缘成型部24中扩散一定程度以后，也缓缓流入到光学成型部23中。并且树脂遍布树脂流入空间28的光学成型部23是成型工序的最终阶段，根据情况，在树脂完全遍布凸缘成型部24之后，树脂遍布到光学成型部23中。树脂难以遍布树脂流入空间28的光学成型部23是因为在树脂流入空间28(注射成型模具20)中，成型光学透镜10的最薄部18的间隔较狭窄的最薄部成型部29阻碍树脂流入到光学成型部23中。例如当最薄部18的厚度T1和凸缘部14的厚度B的比率为“B∶T1＝2～2.5∶1”时，树脂变得很难遍布树脂流入空间28的光学成型部23。树脂填充到树脂流入空间28的光学成型部23的时点若成为成型工序的最终阶段，则空气的排出通道消失，因此光学透镜10以在光学功能部12中混入有空气的状态成型，引发光学功能部12的转印不良和孔隙(洞)。并且，即使树脂填充到树脂流入空间28的光学成型部23的时点并非成型工序的最终阶段，但若树脂明显迟于凸缘成型部24而流入到光学成型部23，则导致在所成型的光学透镜10(尤其是光学功能部12)中形成所谓的焊缝线。如上所述，在注射成型光学透镜10时，根据树脂流入到注射成型模具20的树脂流入空间28的光学成型部23中的时点和在凸缘成型部24中前进的时点，光学透镜10的光学功能部12的成型精确度受到影响。另外，从促进树脂流入到光学成型部23的观点来看，拓宽树脂流入空间28(注射成型模具20)的最薄部成型部29的间隔是有效的，但由于光学透镜10的最薄部18构成光学功能部12的一部分，因此为了保证光学功能部12的光学特性，难以改变最薄部成型部29的间隔(最薄部18的厚度)。本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种通过控制注射成型模具中的树脂的流动状态来精确度良好地成型包括具有所希望的光学特性的光学功能部的光学透镜的注射成型方法及注射成型模具、通过该注射成型方法及注射成型模具成型的光学透镜及使用该光学透镜的透镜单元、以及模块类及电子设备类。用于解决技术课题的手段本发明的一方式涉及一种光学透镜，所述光学透镜具备具有光学功能的光学功能部、及形成于光学功能部周围的凸缘部，其中，凸缘部在侧面具有浇口部被切断而成的切断部，当从光学透镜的光轴方向观察时，在光学功能部中存在由将切断部的两端分别与光学透镜的光轴中心连结的2个线段、及将切断部的两端连结的1个线段所包围的区域中的最薄部，凸缘部在该区域外具有凹部。在本方式的光学透镜的凸缘部设置的凹部能够通过设置于注射成型模具的凸部来成型，在注射成型模具中的该凸部的位置，树脂能够流动的空间变狭窄。因该凸部而变狭窄的空间是构成比包含光学透镜的最薄部的光学功能部更靠外周侧的凸缘部的树脂所流入的空间，注射成型模具的凸部在成型时抑制树脂的流动。注射成型模具的凸部抑制成型凸缘部的树脂的流动，由此促进树脂朝向注射成型模具中“构成包含光学透镜的最薄部的光学功能部的部位”的流入。如此在成型时“流入注射成型模具中构成包含光学透镜的最薄部的光学功能部的部位的树脂的流动状态”及“流入注射成型模具中构成光学透镜的凸缘部的部位的树脂的流动状态”被控制，从而成型本方式的光学透镜，由此能够精确度良好地制作具有所希望的光学特性的光学功能部。这里所说的“光学功能部”是负责作为透镜的光学特性的部分，当在透镜单元中组装有光学透镜时，光通过光学功能部的一部分或全部。并且在凸缘部中未设置有凹部的区域包含树脂从浇口直接流入注射成型模具的部位，由此树脂不会受到注射成型模具的上述凸部的阻碍而能够顺畅地流入到注射成型模具中。优选在光学透镜中若将最薄部的厚度设为T1，将凹部中的凸缘部的厚度设为T2，将假设凸缘部中设置有凹部的面中未设置有凹部时的凸缘部的面积设为S1，且将凸缘部中设置有凹部的面中凹部所占的面积设为S2，则满足T2/T1≤(8/3)×(S2/S1)-0.2、T2/T1≥0.6、及S2/S1≤0.6。根据本方式，光学透镜(尤其是光学功能部)能够精确度良好地成型而具有良好的光学特性。另外，这里所说的“面积”是指通过所对应的部位投影到与光轴垂直的平面而得到的面积。优选由将从光学透镜的光轴方向观察时配置于夹着切断部的中心点的位置上的凹部的2个端部分别与光轴中心连结的2个线段所形成的中心角为60°以下。如本方式，由凹部的端部和光轴中心形成的中心角为60°以下时，尤其能够精确度良好地制作具有所希望的光学特性的光学功能部。优选凹部中的凸缘部的厚度为最薄部的厚度的1.4倍以下。更优选凹部中的凸缘部的厚度为最薄部的厚度的1.2倍以下。根据这些方式，光学透镜(尤其是光学功能部)精确度良好地成型而具有良好的光学特性。优选凹部的内周面关于与凸缘部中设置有凹部的面垂直的方向倾斜。优选凹部的内周面关于与凸缘部中设置有凹部的面垂直的方向所成的倾斜角α满足0＜α≤15°。根据这些方式，光学透镜和注射成型模具之间的脱模性变得良好。优选凸缘部中设置有凹部的面上的凹部的从光轴方向观察的形状在凸缘部的周方向上的凹部的端部中至少在切断部侧的端部具有曲线形状。例如若在凸缘部的周方向上的凹部的端部为直线状，且注射成型模具的对应凸部的端部具有直角部，则成型光学透镜时光学透镜(凸缘部)和注射成型模具牢固地固着而难以脱模。另一方面，通过将如本方式般在凸缘部的周方向上的凹部的端部设为曲线形状，且将注射成型模具的对应凸部的端部也同样地设为曲线形状，从而在成型时，光学透镜和注射成型模具之间的脱模性良好。这里所说的“曲线形状”并没有特别的限定，例如可设为与圆或椭圆的弧相同的形状。优选凸缘部具有多个凹部，多个凹部关于凸缘部中通过切断部的中心和光学透镜的光轴的轴以线对称的方式设置于凸缘部。根据本方式，能够有效地防止流入到注射成型模具中的树脂的流动状态的混乱，且能够良好地控制“流入到注射成型模具中构成包括光学透镜的最薄部的光学功能部的部位的树脂的流动状态”及“流入到注射成型模具中构成光学透镜的凸缘部的部位的树脂的流动状态”。本发明的其他方式涉及一种透镜单元，所述透镜单元具备至少一个上述光学透镜，其中，在光学透镜的凸缘部的具有凹部的面中除凹部以外的区域的至少一部分与其他光学透镜、遮光板、镜筒及间隔环中的至少任一个接触。根据本方式，能够提供一种搭载有具有良好的光学特性的光学透镜的透镜单元。本发明的其他方式涉及一种摄像模块，所述摄像模块具备上述透镜单元、及通过透镜单元的光学透镜拍摄被摄体的成像元件。根据本方式，利用具有良好的光学特性的光学透镜来拍摄被摄体，因此能够获取画质良好的摄像数据。优选成像元件的像素间距为1μm以下。通常成像元件的像素间距越小，对于光学透镜(透镜单元)与成像元件的对位精确度越严格，尤其是当“成像元件的像素间距为1μm以下”时，光学透镜(透镜单元)与成像元件的错位易对所获取的摄像数据的画质产生不好的影响。即随着像素数的增加，成像元件的像素间距变小，每1像素的面积变小。因此若像素间距变小，则容许弥散圆的半径变小，焦点深度变浅，并且需要增加每1像素的集光量，因此所需的透镜的F值也有变小的趋势。因此当“成像元件的像素间距为1μm以下”时焦点深度变得非常浅，对于透镜单元与成像元件单元的对位要求较高的精确度。因此如本方式，在具备像素间距为1μm以下的成像元件的摄像模块上，优选搭载有具有良好的光学特性的上述光学透镜。这里所说的“像素间距”意味着成像元件所具有的像素中所包含的光电转换区域的中心间距离中最小的距离。本发明的其他方式涉及一种具备上述摄像模块的电子设备。根据本方式，能够提供一种可获取良好画质的摄像数据的电子设备。这里所说的“电子设备”并没有特别的限定，例如智能手机、移动电话、平板电脑终端、个人数字助理(PDA：PersonalDigitalAssistant)、眼镜型信息终端、便携式游戏机、便携式音乐播放器、带相机的表(手表型设备等)及个人计算机等可包含于“电子设备”。本发明的其他方式涉及一种从浇口的开口注射树脂来成型光学透镜的注射成型模具，所述注射成型模具具备成型光学透镜的表面侧的第1模具、及成型光学透镜的背面侧的第2模具，第1模具及第2模具分别均具有成型光学透镜的光学功能部的光学成型部、及成型在光学透镜的光学功能部周围形成的凸缘部的凸缘成型部，在通过第1模具及第2模具形成的空间中，当从光学透镜的光轴方向观察时，在由将凸缘成型部中连接有浇口的部分的两端分别与光学成型部中与光学透镜的光轴中心对应的位置连结的2个线段和连结了凸缘成型部中连接有浇口的部分的两端的1个线段所包围的区域中的最薄的部位存在于光学成型部，第1模具及第2模具中的至少一个的凸缘成型部在区域外具有凸部。根据本方式，注射成型模具的凸部抑制凸缘成型部中的树脂的流动，由此促进树脂流入到注射成型模具的光学成型部中。如此，本方式的注射成型模具控制“流入到光学成型部的树脂的流动状态”及“流入到凸缘成型部的树脂的流动状态”来成型光学透镜，因此能够精确度良好地制作具有所希望的光学特性的光学功能部。优选第1模具及第2模具在其中一个被固定的状态下另一个进行移动并重合而成型光学透镜，且凸部设置于第1模具及第2模具中进行移动的模具上。设置有凸部的模具与未设置有凸部的模具相比，在成型时与树脂接触的面积变大。因此在成型时树脂凝固而使模具彼此分离时，由固化的树脂构成的光学透镜具有从与树脂接触的面积较小的“未设置有凸部的模具”分离，并附着到与树脂接触的面积较大的“设置有凸部的模具”的倾向。因此如本方式，通过在第1模具及第2模具中进行移动的模具上设置凸部，在使第1模具和第2模具分离时，易获得附着到进行移动的一个模具上的状态的光学透镜，较方便。本发明的其他方式涉及一种向上述注射成型模具注射树脂来成型光学透镜的注射成型方法。根据本方式，能够成型具有良好的光学特性的光学透镜。发明效果根据本发明，注射成型模具的凸部抑制成型光学透镜的凸缘部的树脂的流动，从而能够促进树脂朝向注射成型模具中“构成包含光学透镜的最薄部的光学功能部的部位”的流入，能够得到包含具有优异的光学特性的光学功能部的光学透镜。附图说明图1是从光轴方向观察通过本发明的一实施方式所涉及的成型方法制作的光学透镜的背面的俯视图。图2是沿图1的切断线2-2的光学透镜的剖视图。图3是沿图1的切断线3-3的光学透镜的剖视图。图4是例示出从光学透镜切断浇口部的位置的图。图5A是例示出切断部的图。图5B是例示出切断部的图。图6是表示成型图1～图3所示的光学透镜的注射成型模具的一例的剖视图。图7是从光轴方向观察第2模具中设置有凸部的面的俯视图。图8是放大表示图6所示的凸部的图。图9是从图6的箭头“Z”的方向(光学透镜的光轴方向)观察在图6～图8所示的第1模具和第2模具之间形成的树脂流入空间的俯视图，表示树脂的经时流动位置的一例。图10是从光轴方向观察在实施例1～3中使用的光学透镜的背面的俯视图。图11是从图10所示的箭头U的方向观察的图10所示的光学透镜的侧视图。图12是表示在实施例1中进行考察的光学透镜(样品No.1～7)的条件和质量评价之间的关系的表。图13是表示在实施例2中进行考察的光学透镜(样品No.8～12)的条件的表。图14A是表示在实施例3中进行考察的光学透镜10(样品No.13～17)的条件的表。图14B表示将“光学透镜的凹部的面积”与“光学透镜的凸缘部的面积”的比率设为横轴，且将“设置有凹部的位置上的凸缘部的厚度”与“最薄部的厚度”的比例设为纵轴时的“焊缝线的表达状态”。图15是表示图14B所示的“焊缝线的表达状态”为“无焊缝线”时的“光学透镜的凹部的面积与光学透镜的凸缘部的面积的比率”及“设置有凹部的位置上的凸缘部的厚度与最薄部的厚度的比例”的条件的表。图16是绘制出图15所示的“焊缝线的表达状态”为“无焊缝线”时的条件的曲线图。图17A是表示光学透镜的变形例的图。图17B是表示光学透镜的变形例的图。图17C是表示光学透镜的变形例的图。图17D是表示光学透镜的变形例的图。图18是摄像模块的一例的外观立体图。图19是在图18所示的摄像模块中省略了透镜单元的状态的外观立体图。图20是沿图18的切断线20-20的摄像模块的剖面立体图。图21是表示搭载有摄像模块的智能手机的外观的图。图22是表示图21所示的智能手机的结构例的功能框图。图23是从光轴方向观察通过现有的成型方法制作的光学透镜的背面的俯视图。图24是沿图23的切断线24-24的光学透镜的剖视图。图25是表示为了成型图23及图24所示的光学透镜而使用的现有的注射成型模具的一例的剖视图。图26是从图25的箭头“Z”方向(光学透镜的光轴方向)观察形成于图25所示的第1模具和第2模具之间的树脂流入空间的俯视图，表示树脂的经时流动位置的一例。具体实施方式以下，参考附图对本发明的一实施方式进行说明。以下所说明的光学透镜为比较小型的透镜，可适当地用作在搭载于带有摄影功能的移动电话等移动设备类的摄像模块中使用的透镜，也可在其他光学设备中使用。并且可将以下所说明的光学透镜可组合多个而在光学设备中适当地使用，也可以单个使用。图1是从光轴方向观察以本发明的一实施方式所涉及的成型方法制作的光学透镜10的背面的俯视图。图2是沿图1的切断线2-2(第1轴48)的光学透镜10的剖视图。图3是沿图1的切断线3-3(第2轴49)的光学透镜10的剖视图。光学透镜10具备具有光学功能的光学功能部12、及形成于光学功能部12周围的凸缘部14。光学功能部12是负责作为透镜的光学特性的部位，在以组装于摄像模块等设备类的状态使光通过的位置上配置有光学功能部12。因此在后述的摄像模块(参考图18～图20)及智能手机(参考图21～图22)中，光学透镜10中以在镜筒中组装有光学透镜10的状态使光通过的部分相当于光学功能部12。凸缘部14在侧面具有浇口部16(参考图4)被切断而成的切断部42，且在背面具有多个(本例子中为3个)凹部40a、40b、40c(以下，将这些凹部40a、40b、40c统称为“凹部40”)。本例子的凹部40a、40b、40c均具有相同的形状，但也可具有不同的形状。从光学透镜10的光轴方向Z观察时，由将切断部42的两端部42a、42b分别与光学透镜10的光轴中心O连结的2个线段L1、L2、及连结了切断部42的两端部42a、42b的1个线段L3所包围的区域(以下称作“第1区域”)44中的最薄部18存在于光学功能部12。本例子中遍及光学功能部12的整个圆周而以圆形状设置有最薄部18，在摄像模块等设备类中组装有光学透镜10的状态下，在光线所通过的位置配置有最薄部18。设置于凸缘部14的多个凹部40在比最薄部18更靠外周侧设置于第1区域44外，且设置成关于凸缘部14中通过切断部42的中心42c和光学透镜10的光轴的轴(以下称作“第1轴”)48线对称。图1所示的例子中，2个凹部40b、40c设置于关于第1轴48线对称的位置，设置于这2个凹部40b、40c之间的剩下的1个凹部40a在配置成关于第1轴48线对称的位置上设置。因此这2个凹部40b、40c相对于剩下的1个凹部40a位于关于凸缘部14的周方向V等距离的位置。另外，将与第1轴48正交而通过光学透镜10的光轴的轴称作第2轴49。并且凸缘部14中设置有凹部40的背面中的凹部40的“从光轴方向Z观察的形状”优选在凸缘部14的周方向V上的凹部40的端部中至少在切断部42侧的端部41a中具有曲线形状。图1所示的例子中，各凹部40的两端部具有曲线形状，将靠近切断部42侧的端部以符号“41a”表示，将远离切断部42侧的端部以符号“41b”表示，设置于关于第1轴48线对称的位置的凹部40a的两端部距离切断部42为等距离，因此赋予符号“41a”。如此，凹部40的端部(至少是切断部42侧的端部41a)具有曲线形状，由此通过注射成型模具20(参考后述的图6)进行成型加工时，注射成型模具20和光学透镜10的脱模性变得良好。并且本申请发明人进行深入研究的结果，直至获得了满足下述条件的光学透镜10较优选这种见解。即在光学透镜10中，如根据后述的实施例3(参考图14A～图16)也可知，若将最薄部18的厚度设为T1，将凹部40中的凸缘部14的厚度设为T2，将假设在凸缘部14中设置有凹部40的面上未设置有凹部40时的凸缘部14的面积设为S1，且将凹部40在凸缘部14中设置有凹部40的面中所占的面积设为S2，则优选满足以下式1～式3。T2/T1≤(8/3)×(S2/S1)-0.2(式1)T2/T1≥0.6(式2)S2/S1≤0.6(式3)另外在本例子中，最薄部18是光学功能部12中最薄的部位，最薄部18的厚度T1表示光学功能部12的最薄的部位的厚度。并且设置有凹部40的位置上的凸缘部14的厚度T2通过未设置有凹部40的位置上的凸缘部14在光轴方向Z上的厚度B和凹部40在光轴方向Z上的深度C之差来表示(T2＝B-C)。并且如从后述的实施例1(参考图12)也可知，光学透镜10的凹部40中的凸缘部14的...