光學(xué)元件組件以及光學(xué)元件組件的制造方法
【專利摘要】提供能夠在抑制成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的高精度的組裝的光學(xué)元件組件以及光學(xué)元件組件的制造方法。光學(xué)元件組件是嵌合光學(xué)元件的第1嵌合部和其它部件的第2嵌合部而成的，在所述第1嵌合部和所述第2嵌合部中的至少一方設(shè)置了沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部，所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大，所述第1嵌合部或者所述第2嵌合部的被嵌合尺寸比所述第2嵌合部或者所述第1嵌合部的嵌合尺寸大，比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小。
【專利說(shuō)明】
光學(xué)元件組件以及光學(xué)元件組件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及光學(xué)元件組件以及光學(xué)元件組件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，以智能手機(jī)、平板型個(gè)人計(jì)算機(jī)等為代表的薄型的帶攝像裝置的便攜終端快速得到普及。然而，在這樣的便攜終端上搭載的攝像裝置中，要求具有高分辨率且小型。因此，作為在這樣的攝像裝置中使用的攝像透鏡，當(dāng)然要求小型且光學(xué)特性優(yōu)良，但在與新興國(guó)家的制造商的競(jìng)爭(zhēng)激化的最近，還嚴(yán)格要求低成本化的推進(jìn)。
[0003]但是，在例如組裝多個(gè)透鏡的情況下，為了發(fā)揮設(shè)計(jì)上的光學(xué)性能，需要使各透鏡的光軸精度良好地一致。此處，為了使各透鏡的光軸一致，有在利用檢查攝像機(jī)等來(lái)檢測(cè)對(duì)透鏡附加的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的同時(shí)調(diào)合透鏡彼此的方法，但存在組裝設(shè)備所需的成本變高并且在調(diào)合中花費(fèi)時(shí)間這樣的問(wèn)題。在透鏡與鏡框等其它部件之間也可能產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。
[0004]相對(duì)于此，在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了如下技術(shù):對(duì)于一對(duì)透鏡分別設(shè)置以光軸為中心的錐體狀的凹部和凸部，并使凹部和凸部嵌合，從而使一對(duì)透鏡的光軸調(diào)合。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-196211號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-258329號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]但是，在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，存在由于難以精度良好地形成凹部和凸部而引起的問(wèn)題。具體而言，存在如下問(wèn)題:如果凹部相對(duì)凸部過(guò)大，則在組合了時(shí)在兩者之間形成間隙而產(chǎn)生偏心，另一方面，如果凹部相對(duì)凸部過(guò)小，則在光軸方向上凹部和凸部不能在適合的位置嵌合，無(wú)法將透鏡間距離維持為設(shè)計(jì)值。
[0008]另一方面，在專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的組裝方法中，將凹部和凸部的嵌合部形狀設(shè)為筆直，所以能夠避免在光軸方向上凹部和凸部在不適合的位置嵌合，但與專利文獻(xiàn)I同樣地，存在如下問(wèn)題:如果凹部相對(duì)凸部過(guò)大，則在組合了時(shí)在兩者之間形成間隙而產(chǎn)生偏心。另外，還有如下?lián)?如果凹部相對(duì)凸部過(guò)小，則由于在強(qiáng)制性地嵌合時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，在光學(xué)面發(fā)生形變。透鏡直徑越大，以上的問(wèn)題越顯著，其對(duì)策變得重要。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種能夠在抑制成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的高精度的組裝的光學(xué)元件組件以及光學(xué)元件組件的制造方法。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少一個(gè)，反映了本發(fā)明的一側(cè)面的光學(xué)元件組件是將光學(xué)元件的第I嵌合部和其它部件的第2嵌合部嵌合而成的，所述光學(xué)元件組件的特征在于，
[0011]在所述第I嵌合部和所述第2嵌合部中的至少一方，設(shè)置有沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部，
[0012]所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大，
[0013]所述第I嵌合部或者所述第2嵌合部的被嵌合尺寸比所述第2嵌合部或者所述第I嵌合部的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少一個(gè)，反映了本發(fā)明的一側(cè)面的另一光學(xué)元件組件是將光學(xué)元件和其它部件嵌合并使所述光學(xué)元件的第I基準(zhǔn)形狀部和所述其它部件的第2基準(zhǔn)形狀部抵接來(lái)進(jìn)行所述光學(xué)元件的光軸正交方向的定位的光學(xué)元件組件，所述光學(xué)元件組件的特征在于，
[0015]在所述光學(xué)元件的除了所述第I基準(zhǔn)形狀部以外的部分和所述其它部件的除了所述第2基準(zhǔn)形狀部以外的部分中的至少一方，設(shè)置有沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部，
[0016]所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大，
[0017]所述光學(xué)元件或者所述其它部件的被嵌合尺寸比所述其它部件或者所述光學(xué)元件的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少一個(gè)，反映了本發(fā)明的一側(cè)面的光學(xué)元件組件的制造方法是將光學(xué)元件的第I嵌合部和其它部件的第2嵌合部嵌合而成的光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于，
[0019]在所述第I嵌合部和所述第2嵌合部中的至少一方，設(shè)置有沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部，
[0020]所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大，
[0021 ]所述第I嵌合部或者所述第2嵌合部的被嵌合尺寸比所述第2嵌合部或者所述第I嵌合部的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小，
[0022]在嵌合了所述第I嵌合部和所述第2嵌合部時(shí)，通過(guò)所述微細(xì)形狀部進(jìn)行所述光學(xué)元件和所述其它部件的光軸正交方向的定位。
[0023]為了實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少一個(gè)，反映了本發(fā)明的一側(cè)面的另一光學(xué)元件組件的制造方法是嵌合光學(xué)元件和其它部件并使所述光學(xué)元件的第I基準(zhǔn)形狀部和所述其它部件的第2基準(zhǔn)形狀部抵接來(lái)進(jìn)行所述光學(xué)元件的光軸正交方向的定位的光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于，
[0024]在所述光學(xué)元件的除了所述第I基準(zhǔn)形狀部以外的部分和所述其它部件的除了所述第2基準(zhǔn)形狀部以外的部分中的至少一方，設(shè)置沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部，
[0025]所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大，
[0026]所述光學(xué)元件或者所述其它部件的被嵌合尺寸比所述其它部件或者所述光學(xué)元件的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小，
[0027]在使所述第I基準(zhǔn)形狀部和所述第2基準(zhǔn)形狀部抵接時(shí)，通過(guò)所述微細(xì)形狀部抑制所述光學(xué)元件和所述其它部件的光軸正交方向的松動(dòng)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠在抑制成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的高精度的組裝的光學(xué)元件組件以及光學(xué)元件組件的制造方法。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是構(gòu)成第I實(shí)施方式的光學(xué)元件組件的第I透鏡10的剖面圖。
[0030]圖2是第I透鏡10的立體圖。
[0031 ]圖3是示出模具M(jìn)D的立體圖。
[0032]圖4是由第I透鏡10和第2透鏡20構(gòu)成的光學(xué)元件組件30的剖面圖。
[0033]圖5是將圖4的結(jié)構(gòu)用V-V線切斷且沿箭頭方向觀察的圖。
[0034]圖6是比較例的光學(xué)元件組件30’的剖面圖。
[0035]圖7是將圖6的結(jié)構(gòu)用VI1-VII線切斷且沿箭頭方向觀察的圖。
[0036]圖8是組裝了本實(shí)施方式的光學(xué)元件組件30的攝像裝置40的剖面圖。
[0037]圖9是變形例的攝像裝置40的剖面圖。
[0038]圖10是示意地示出第2實(shí)施方式的攝像裝置的圖。
[0039]圖11是本實(shí)施方式的攝像裝置的剖面圖。
[0040]圖12是將圖11的結(jié)構(gòu)用XI1-XII線切斷且沿箭頭方向觀察的圖。
[0041]圖13(a)是在圖12中用箭頭XIIIA表示的I個(gè)塊部Lcl的放大圖，以組裝前的狀態(tài)示出。圖13(b)是沿箭頭XIIIB方向觀察了圖13(a)所示的塊部Lcl的圖。
[0042]圖14是變形例的攝像裝置的與圖12同樣的剖面圖。
[0043]圖15是將圖14的結(jié)構(gòu)用XV-XV線切斷且沿箭頭方向觀察的圖。
[0044]圖16是其它變形例的攝像裝置的與圖12同樣的剖面圖。
[0045](符號(hào)說(shuō)明)
[0046]1:圖像處理部；Ia:圖像合成部；Ib:圖像校正部；2:運(yùn)算部；3:存儲(chǔ)器；10:第I透鏡；11:透鏡部；12:凸緣部；13:嵌合部；14:微細(xì)形狀部；20:第2透鏡；21:透鏡部；22:凸緣部;23:嵌合部;30:光學(xué)元件組件;40:攝像裝置;41:鏡框;41a:微細(xì)形狀部;41b:側(cè)壁;41c:端壁;41d:微細(xì)形狀部;42:固體攝像元件;CG:罩玻璃;DU:攝像裝置;F: IR截止濾光片;HLD:鏡框;HLDa:物體側(cè)壁;HLDb:周圍壁;HLDd:凹部;LAl:第I陣列透鏡;Lal:小眼透鏡;Lbl:矩形狀板部;Lc1:塊部;Ldl:微細(xì)形狀部;LA2:第2陣列透鏡;Lb2:矩形狀板部;LH:復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng);LU:攝像組件;MD:模具;MDl:轉(zhuǎn)印面;MD2:轉(zhuǎn)印面;MD3:轉(zhuǎn)印面;MD3a:凹部;ML:小眼合成圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下，說(shuō)明本發(fā)明的第I實(shí)施方式的光學(xué)元件組件。圖1是構(gòu)成光學(xué)元件組件的第I透鏡10的剖面圖，圖2是第I透鏡10的立體圖。第I透鏡10具有:具有光學(xué)面的透鏡部11、在透鏡部11的周圍以放射狀且以板狀擴(kuò)展的凸緣部12、以及軸線與透鏡部11的光軸一致且從透鏡部11與凸緣部12之間在光軸方向上延伸的短筒狀的嵌合部(第I嵌合部)13。在嵌合部13的外周，等間隔地形成了 8個(gè)微細(xì)形狀部14。
[0048]如圖2所示，各微細(xì)形狀部14具有將具有與光軸平行的軸線的圓錐半割而成的相同形狀，形成為隨著朝向凸緣部12側(cè)而擴(kuò)徑的形狀。也可以將圓錐的軸線配置為螺旋狀。另夕卜，微細(xì)形狀部14也可以是三角錐形狀，只要是隨著沿著光軸方向接近凸緣部12而突出量增大的形狀，則可以形成為任意的形狀。
[0049 ]圖1、2所示的第I透鏡1由圖3所示的模具M(jìn)D形成。模具M(jìn)D具有:形成透鏡部11的光學(xué)面的轉(zhuǎn)印面MDl、轉(zhuǎn)印凸緣部12的面的轉(zhuǎn)印面MD2以及轉(zhuǎn)印嵌合部13的外周面的轉(zhuǎn)印面MD3。在轉(zhuǎn)印面MD3的內(nèi)周，等間隔地形成了8個(gè)凹部MD3a。凹部MD3a與微細(xì)形狀部14對(duì)應(yīng)地形成為將圓錐半割的槽狀，形成為前端處于從嵌合部13的光軸方向端部向凸緣部12側(cè)偏了預(yù)定的距離的位置。
[0050]在使圖3的模具M(jìn)D和未圖示的模具進(jìn)行合模之后，向內(nèi)部的空腔注入熱可塑性樹脂并使其固化，由此能夠形成第I透鏡10。此時(shí)，使凹部MD3a轉(zhuǎn)印而成的微細(xì)形狀部14是由與形成透鏡部11的光學(xué)面的模具部件相同的模具部件同時(shí)成型的，所以被高精度地加工。
[0051]圖4是由第I透鏡10和第2透鏡20構(gòu)成的光學(xué)元件組件30的剖面圖。圖5是將圖4的結(jié)構(gòu)用V-V線切斷且在箭頭方向上觀察的圖。在圖4中，第2透鏡20具有:具有光學(xué)面的透鏡部21、在透鏡部21的周圍以放射狀且以板狀擴(kuò)展的凸緣部22、以及軸線與透鏡部21的光軸一致且從凸緣部22的外周在光軸方向上延伸的短筒狀的嵌合部(第2嵌合部)23。另外，在第I透鏡10的嵌合部13的端面和與其對(duì)置的第2透鏡20的凸緣部22的面之間，配置了具有圓形開(kāi)口的圓形板狀的遮光構(gòu)件25。
[0052]如圖5所示，嵌合部23的內(nèi)徑Φ2(被嵌合尺寸)比第I透鏡10的嵌合部13的外徑Φ I(嵌合尺寸)大，但比微細(xì)形狀部14的外切圓Φ3(對(duì)嵌合尺寸加上微細(xì)形狀部的徑向的最大突出量而得到的尺寸)小。此處，微細(xì)形狀部14的徑向的最大突出量δ(圖1)是0.1mm程度，被設(shè)計(jì)成相對(duì)嵌合部23的內(nèi)徑Φ 2與微細(xì)形狀部14的外切圓Φ 3之差的1/2(間隙)，其安全率小于I。
[0053]另外，“安全率”用原材料的破壞應(yīng)力與容許應(yīng)力之比表示，是表示安全的程度的比例。容許應(yīng)力是即使對(duì)材料作用也不會(huì)產(chǎn)生破壞的應(yīng)力的上限值，破壞應(yīng)力是該材料引起破壞的應(yīng)力。如果安全率小于I，則在組裝時(shí)引起構(gòu)件的塑性變形的情形較多。
[0054]說(shuō)明光學(xué)元件組件30的制造方法。在對(duì)光軸垂直方向的抵接面涂覆了粘接劑的狀態(tài)下，使第I透鏡10的嵌合部13和內(nèi)含有遮光構(gòu)件25的第2透鏡20的嵌合部23相互面對(duì)面而沿著光軸方向接近的、嵌合部13、23的端部彼此之間有間隙，所以順利地插入至中途。之后，微細(xì)形狀部14抵接到第2透鏡20的嵌合部23的內(nèi)周，將其擠壓而使其塑性變形。此時(shí)，還存在由于小缺損等而在微細(xì)形狀部14中產(chǎn)生小碎塊的情況，但進(jìn)入到涂覆在第I嵌合部13的外周的粘接劑，從而能夠抑制向光學(xué)面等的附著。嵌合部23的光軸方向端面抵接到第I透鏡10的凸緣部12的對(duì)置面，由此完成組裝。另外，也可以在嵌合之后涂覆粘接劑。
[0055]圖6是比較例的光學(xué)元件組件30’的剖面圖。圖7是將圖6的結(jié)構(gòu)用VI1-VII線切斷且在箭頭方向上觀察的圖。光學(xué)元件組件30’的第I透鏡10’未設(shè)置微細(xì)形狀部，除此以外，尺寸和形狀都與圖1、2的第I透鏡10相同。
[0056]在比較例的光學(xué)元件組件30’中，需要使相互嵌合的嵌合部13、23的直徑精度良好地相等，但上述直徑可能由于成型偏差而變化。在嵌合部13的外徑相對(duì)嵌合部23的內(nèi)徑大的情況下，嵌合部13、23的嵌合成為壓入，所以存在由于所發(fā)生的應(yīng)力而導(dǎo)致透鏡部11、21的光學(xué)面形變的擔(dān)心。另一方面，在嵌合部13的外徑相對(duì)嵌合部23的內(nèi)徑小的情況下，如圖7所示，在第I透鏡10和第2透鏡20中產(chǎn)生直徑差的1/2量的光軸偏移(偏心)，無(wú)法發(fā)揮本來(lái)的光學(xué)性能。
[0057]相對(duì)于此，根據(jù)本實(shí)施方式，嵌合部13的外徑相對(duì)嵌合部23的內(nèi)徑小，所以能夠與成型偏差無(wú)關(guān)地不進(jìn)行壓入而容易地嵌合，并且嵌合部23從微細(xì)形狀部14的錐體前端側(cè)嵌合進(jìn)來(lái)，從而能夠利用其引導(dǎo)功能，使嵌合部13的軸線(第I透鏡10的光軸)和嵌合部23的軸線(第2透鏡20的光軸)精度良好地一致。進(jìn)而，通過(guò)繼續(xù)進(jìn)行嵌合，微細(xì)形狀部14的徑向外側(cè)面被嵌合部23擠壓，但此時(shí)，同一形狀的8個(gè)微細(xì)形狀部14被均等地?cái)D壓，從而精度良好地確保嵌合部13的軸線和嵌合部23的軸線的同軸度。另外，即使微細(xì)形狀部14被擠壓，其影響也停留于局部的范圍，影響到第I透鏡10的光學(xué)面的擔(dān)心少，所以能夠維持第I透鏡10的光學(xué)性能。另外，也可以代替第I透鏡10的微細(xì)形狀部14，在第2透鏡20的嵌合部23的內(nèi)周面設(shè)置微細(xì)形狀部。
[0058]圖8是組裝了本實(shí)施方式的光學(xué)元件組件30的攝像裝置40的剖面圖。在圖8中，攝像裝置40是將在光學(xué)元件組件30的外周面嵌合的筒狀的鏡框41的端面粘接到安裝了固體攝像元件42的基板43上而成的。通過(guò)光學(xué)元件組件30的第I透鏡10和第2透鏡20，被攝體像被成像于攝像裝置40的攝像面，光電變換后的圖像信號(hào)輸出到外部。
[0059]圖9是變形例的攝像裝置40的剖面圖。在圖9中，在攝像裝置40的鏡框41的側(cè)壁41b中的端壁41c附近內(nèi)周，等間隔地形成了 8個(gè)與上述微細(xì)形狀部14同樣的形狀的微細(xì)形狀部41a。另外，側(cè)壁41b的內(nèi)徑、光學(xué)元件組件30的外徑以及微細(xì)形狀部41a的突出量的關(guān)系也與上述實(shí)施方式相同。
[0060]端壁41c在中央形成了開(kāi)口光圈41d。因此，為了確保攝像裝置40的性能，重要的是使光學(xué)元件組件30的光軸和開(kāi)口光圈41d的中心軸一致。
[0061 ]根據(jù)本變形例，如果在鏡框41內(nèi)組裝光學(xué)元件組件30，則第I透鏡10的外徑從微細(xì)形狀部41d的錐體前端側(cè)嵌合進(jìn)來(lái)，所以能夠通過(guò)其引導(dǎo)功能使開(kāi)口光圈41d的中心軸和光學(xué)元件組件30的光軸精度良好地一致。進(jìn)而，通過(guò)繼續(xù)進(jìn)行嵌合，微細(xì)形狀部41d的徑向內(nèi)側(cè)面被第I透鏡10擠壓，但此時(shí)，同一形狀的8個(gè)微細(xì)形狀部41d被均等地?cái)D壓，從而精度良好地確保開(kāi)口光圈41d的中心軸和光學(xué)元件組件30的光軸的同軸度。
[0062]接下來(lái)，說(shuō)明第2實(shí)施方式的攝像裝置。近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了使用如下技術(shù)的復(fù)眼攝像裝置:使用使光軸不同地配置的多個(gè)小眼光學(xué)系統(tǒng)，在攝像元件的攝像面上形成多個(gè)物體像，對(duì)與各物體像對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像處理，從而合成I個(gè)圖像而重建。作為這樣的復(fù)眼攝像裝置的一個(gè)類型，有使用了如下超分辨技術(shù)的復(fù)眼攝像裝置:通過(guò)多個(gè)小眼光學(xué)系統(tǒng)，分割攝像區(qū)域，根據(jù)所得到的多個(gè)低像素圖像，通過(guò)圖像處理而重建I個(gè)高像素圖像。如果使用超分辨技術(shù)，則能夠減少在小眼光學(xué)系統(tǒng)各自中使用的透鏡片數(shù)，作為結(jié)果，能夠提供在能夠?qū)崿F(xiàn)比現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)更大幅的小型化的同時(shí)得到高分辨的圖像的復(fù)眼攝像裝置。
[0063]但是，在由沿光軸方向?qū)盈B的多片透鏡形成小眼光學(xué)系統(tǒng)的情況下，針對(duì)每層使用一體地形成了多個(gè)透鏡(小眼透鏡)的陣列透鏡。一體地形成了多個(gè)透鏡的陣列透鏡具有如下優(yōu)點(diǎn):除了能夠減小陣列透鏡內(nèi)的各透鏡的性能偏差以外，還能夠降低嵌入次數(shù)、形成次數(shù)并降低成本。此處，設(shè)為光學(xué)元件組件由層疊了陣列透鏡的復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)和鏡框構(gòu)成。
[0064]以下，說(shuō)明使用了復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)的攝像裝置等。復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)是針對(duì)I個(gè)攝像元件陣列狀地配置了多個(gè)透鏡系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，通常被分成各透鏡系統(tǒng)進(jìn)行相同的視場(chǎng)的攝像的超分辨類型和各透鏡系統(tǒng)進(jìn)行不同的視場(chǎng)的攝像的視場(chǎng)分割類型。在本實(shí)施方式中，說(shuō)明為了將視場(chǎng)不同的多個(gè)像接在一起而輸出I張合成圖像，進(jìn)行視場(chǎng)不同的多個(gè)成像的視場(chǎng)分割類型的復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)。
[0065]圖10示意地示出第2實(shí)施方式的攝像裝置。如圖10所示，攝像裝置DU具有攝像組件LU、圖像處理部1、運(yùn)算部2、存儲(chǔ)器3等。另外，攝像組件LU具有I個(gè)攝像元件SR和針對(duì)該攝像元件SR進(jìn)行視場(chǎng)不同的多個(gè)成像的復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)LH。作為攝像元件SR，使用例如具有多個(gè)像素的CCD型影像傳感器、CMOS型影像傳感器等固體攝像元件。以在作為攝像元件SR的光電變換部的受光面SS上形成被攝體的光學(xué)像的方式，設(shè)置了復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)LH，所以由復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)LH形成的光學(xué)像通過(guò)攝像元件SR被變換為電信號(hào)。
[0066]圖11是本實(shí)施方式的攝像裝置的剖面圖。圖12是將圖11的結(jié)構(gòu)用XI1-XII線切斷且沿箭頭方向(從像側(cè))觀察的圖。在圖11中，復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)LH從物體側(cè)依次包括第I陣列透鏡LAl、第2陣列透鏡LA2，被保持于鏡框HLD。在鏡框HLD中，作為第2嵌合部(剖面矩形狀的凹部)，具有方筒狀的周圍壁HLDb，周圍壁HLDb的物體側(cè)端被物體側(cè)壁HLDa閉止，進(jìn)而在物體側(cè)壁HLDa形成了多個(gè)開(kāi)口光圈S。
[0067]第I陣列透鏡LAl是與開(kāi)口光圈S對(duì)應(yīng)地使多個(gè)小眼透鏡Lal和設(shè)置了小眼透鏡Lal的矩形狀板部Lbl—體地形成而成的，第2陣列透鏡LA2是與各小眼透鏡Lal對(duì)應(yīng)地使多個(gè)小眼透鏡La2和設(shè)置了小眼透鏡La2的矩形狀板部Lb2—體地形成而成的。小眼透鏡的數(shù)量等于在攝像元件SR的攝像面SS上形成的物體像(稱為小眼像)的數(shù)量(此處4X4)。即，通過(guò)了沿光軸方向?qū)盈B的小眼透鏡Lal、La2的光線分別在攝像面SS上形成I個(gè)像。第2陣列透鏡LA2的小眼透鏡La2的像側(cè)面S4具有周邊部為凸的形狀。另外，與從第I陣列透鏡LAl的外緣沿光軸方向突出的矩形框部Lfl的內(nèi)周面對(duì)置地，在第2陣列透鏡LA2的沿光軸方向以矩形狀突出的凸緣部Lb2的外周，以預(yù)定的間隔形成了與圖1所示的結(jié)構(gòu)同樣的微細(xì)形狀部Lc2。
[0068]進(jìn)而，在第I陣列透鏡LAl中，如圖12所示，在矩形狀板部Lbl的各邊(將各邊中的圖12中上方的邊設(shè)為第I外緣部，從此按順時(shí)針?lè)较驅(qū)⒏鬟呍O(shè)為第2外緣部、第3外緣部、第4外緣部)，各形成了兩個(gè)長(zhǎng)方體狀的塊部Lcl作為第I嵌合部。
[0069]圖13(a)是在圖12中用箭頭XIIIA表示的I個(gè)塊部Lcl的放大圖，以組裝前的狀態(tài)示出。圖13(b)是在箭頭XIIIB方向觀察了圖13(a)所示的塊部Lcl的圖。在圖13中，在塊部Lcl的外側(cè)面，形成了2個(gè)微細(xì)形狀部Ldl。另外，微細(xì)形狀部Ldl的突出量△相比于以將鏡框HLD為中心的狀態(tài)表示的周圍壁HLDb的位置(在圖13(a)中用虛線表示)向外側(cè)突出，其安全率小于I。
[0070]如圖13(b)所示，各微細(xì)形狀部Ldl具有相同的三角錐形狀，該三角錐形狀具有與小眼透鏡Lal的光軸平行的軸線，各微細(xì)形狀部Ldl在圖11中隨著朝向鏡框HLD的物體側(cè)壁HLDa側(cè)而成為尖端細(xì)的形狀。塊部Lcl和微細(xì)形狀部Ldl優(yōu)選由與形成小眼透鏡Lal的物體側(cè)面SI的模具部件(未圖示)相同的模具部件成型，更優(yōu)選同時(shí)加工。另外，優(yōu)選作成微細(xì)形狀部Ldl能夠容許成型收縮所致的嵌合尺寸偏差。其中，根據(jù)間距誤差的關(guān)系，需要成型偏差±3μπι程度的容許度。
[0071 ]在圖11中，在鏡框HLD的物體側(cè)壁HLDa與第I陣列透鏡LAl之間形成了第I遮光光圈SHl，在第I陣列透鏡LAl與第2陣列透鏡LA2之間形成了第2遮光光圈SH2，在第2陣列透鏡LA2的像側(cè)，與其鄰接地形成了第3遮光光圈SH3。第I遮光光圈SHl、第2遮光光圈SH2、第3遮光光圈SH3由20μπι?ΙΟΟμπι的SUS的板材構(gòu)成。在第2陣列透鏡LA2與攝像元件SR之間，從物體側(cè)起，按照IR截止濾光片F(xiàn)和覆蓋攝像元件SR的攝像面SS的罩玻璃CG的順序，配置了 IR截止濾光片F(xiàn)和覆蓋攝像元件SR的攝像面SS的罩玻璃CG。在作為光學(xué)構(gòu)件的IR截止濾光片F(xiàn)的物體側(cè)面，緊貼形成遮光膜，這成為第4遮光光圈SH4。另外，也可以省略第3遮光光圈SH3、第4遮光光圈SH4中的某一個(gè)。各遮光光圈SHl?SH4具有與各小眼透鏡的各個(gè)對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部。也可以在小眼透鏡La2的像側(cè)面S4的周圍、罩玻璃CG上緊貼形成遮光膜而使其作為遮光膜發(fā)揮功能。
[0072]如圖10所示，圖像處理部I具有圖像合成部Ia和圖像校正部lb。圖像合成部Ia能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)復(fù)眼攝像光學(xué)系統(tǒng)LH在攝像元件SR的攝像面SS上形成的與多個(gè)小眼像Zn(n=l、2、
3、...)對(duì)應(yīng)的信號(hào)合在一起而輸出I張小眼合成圖像ML。此時(shí)，圖像校正部Ib進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理、失真處理、陰影處理、接合處理等。進(jìn)而，根據(jù)需要，還進(jìn)行失真校正。小眼合成圖像ML通過(guò)運(yùn)算部2被壓縮而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3。
[0073]說(shuō)明光學(xué)元件組件的制造方法。在本實(shí)施方式中，第I陣列透鏡LAl和第2陣列透鏡LA2被預(yù)先成型而沿光軸方向被層疊，形成復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)LH。此時(shí)，在使第I陣列透鏡LAl的矩形框狀部Lfl和第2陣列透鏡LA2的凸緣部Lb2嵌合了時(shí)，介于之間的微細(xì)形狀部Lc2塑性變形，從而與上述實(shí)施方式同樣地，各小眼透鏡Lal、La2的光軸一致。
[0074]進(jìn)而，在鏡框HLD的周圍壁HLDb中的里側(cè)涂覆了粘接劑的狀態(tài)下，以圖11所示的姿勢(shì)將復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)LH沿著光軸方向插入到鏡框HLD內(nèi)時(shí)，在第I陣列透鏡LAl的周圍設(shè)置的微細(xì)形狀部Ldl抵接到鏡框HLD的周圍壁HLDb之前，插入被順利地進(jìn)行。之后，微細(xì)形狀部Ld I的頂部抵接到鏡框HLD的周圍壁HLDb的內(nèi)周面，被擠壓例如15?20μπι程度而塑性變形，塑性變形之后的高度變?yōu)?0μπι程度。此時(shí)，還存在由于小缺損等而在微細(xì)形狀部Ldl中產(chǎn)生小碎塊的情況，但進(jìn)入到涂覆在鏡框HLD上的粘接劑，從而能夠抑制向小眼透鏡等的附著。第I陣列透鏡LAl的板部Lbl的物體側(cè)面抵接到鏡框HLD的物體側(cè)壁HLDa的對(duì)置面，由此完成組裝。另外，也可以在嵌合之后涂覆粘接劑。
[0075]根據(jù)本實(shí)施方式，微細(xì)形狀部Ldl的頂部被第I透鏡10擠壓，但此時(shí)，形成在第I陣列透鏡LAl的4個(gè)邊的微細(xì)形狀部Ldl被均等地?cái)D壓，從而精度良好地確保各開(kāi)口光圈S的中心軸和小眼透鏡Lal、La2的光軸的同軸度。
[0076]圖14是變形例的攝像裝置的與圖12同樣的剖面圖。圖15是將圖14的結(jié)構(gòu)用XV-XV線切斷且沿箭頭方向觀察的圖。在本變形例中，針對(duì)上述實(shí)施方式，在第I陣列透鏡LAl的物體側(cè)面中央形成了圓錐狀的突起LeI，與其對(duì)應(yīng)地在鏡框HLD的物體側(cè)壁HLDa的中央形成了圓錐狀的凹部HLDd。另外，在第I陣列透鏡LAl的除了小眼透鏡Lal以外的物體側(cè)面形成遮光膜，代替遮光光圈。其以外的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式相同。
[0077]在對(duì)鏡框HLD組裝了第I陣列透鏡LAl時(shí)，僅通過(guò)微細(xì)形狀部LdI的塑性變形，有可能相對(duì)鏡框HLD產(chǎn)生繞第I陣列透鏡LAl的中心的相對(duì)位置偏移。相對(duì)于此，根據(jù)本變形例，對(duì)圓錐狀的突起Lel嵌合圓錐狀的凹部HLDd，第I陣列透鏡LAl和鏡框HLD繞突起Lel進(jìn)行定位，所以能夠與微細(xì)形狀部Ldl的塑性變形相互結(jié)合，進(jìn)行更高精度的定位。
[0078]圖16是其它變形例的攝像裝置的與圖12同樣的剖面圖。在從圖16所示的光軸方向像側(cè)觀察按照順時(shí)針?lè)较驅(qū)⒌贗陣列透鏡LAl的外周面設(shè)為第I外緣部?第4外緣部，將分別對(duì)應(yīng)的鏡框HLD的內(nèi)周面設(shè)為第I內(nèi)緣部?第4內(nèi)緣部時(shí)，在圖16所示的第I陣列透鏡LAl的左方和下方的邊(與第3外緣部、第4外緣部相當(dāng))的塊部Lcl中未設(shè)置微細(xì)形狀部。將未設(shè)置微細(xì)形狀部的塊Lcl設(shè)為第I基準(zhǔn)形狀部。另外，將與其對(duì)置的鏡框HLD(凹部)的內(nèi)周面(與第3內(nèi)緣部、第4內(nèi)緣部相當(dāng))設(shè)為第2基準(zhǔn)形狀部。其以外的結(jié)構(gòu)與圖12、13所示的實(shí)施方式相同。
[0079]在本變形例中，在對(duì)鏡框HLD組裝了第I陣列透鏡LAl時(shí)，圖16所示的第I陣列透鏡LAl的左方和下方的邊的塊部Lc I的外側(cè)面(第I基準(zhǔn)形狀部)抵接到鏡框HLD的周圍壁HLDb的內(nèi)周面(第2基準(zhǔn)形狀部)，同時(shí)第I陣列透鏡LAl的右方和上方的邊(與第I外緣部、第2外緣部相當(dāng))的塊部Lc I的微細(xì)形狀部Ldl抵接到周圍壁HLDb的內(nèi)周面(與第I內(nèi)緣部、第2內(nèi)緣部相當(dāng))而塑性變形。由此，能夠排除鏡框HLD與第I陣列透鏡LAl之間的松動(dòng)。在該狀態(tài)下，精度良好地確保各開(kāi)口光圈S的中心軸和小眼透鏡La 1、La2的光軸的同軸度。在本變形例中，第I陣列透鏡LA I的左方和下方的塊部Lc I的外側(cè)面抵接到鏡框HLD的周圍壁HLDb的內(nèi)周面，從而能夠精度更良好地進(jìn)行定位。另外，也可以代替對(duì)第I陣列透鏡LAl設(shè)置微細(xì)形狀部，而在鏡框HLD的周圍壁HLDb的第I內(nèi)緣部、第2內(nèi)緣部設(shè)置微細(xì)形狀部。
[0080]根據(jù)本說(shuō)明書記載的實(shí)施方式、技術(shù)思想，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于本說(shuō)明書記載的實(shí)施方式、變形例，而包括其它實(shí)施方式、變形例。例如，上述復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)不限于視場(chǎng)分割類型，而還能夠用于超分辨類型的攝像裝置。另外，也可以在光學(xué)元件的成型之后，利用UV硬化樹脂等來(lái)形成微細(xì)形狀部。進(jìn)而，光學(xué)元件的外形不限于圓形，也可以是多邊形形狀。進(jìn)而，從光軸方向觀察了復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)的形狀不限于四邊形等多邊形狀，也可以是將角用圓弧連結(jié)的形狀、圓形或者橢圓形狀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)元件組件，將光學(xué)元件的第I嵌合部和其它部件的第2嵌合部嵌合而成，所述光學(xué)元件組件的特征在于， 在所述第I嵌合部和所述第2嵌合部中的至少一方，設(shè)置有沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部， 所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大， 所述第I嵌合部或者所述第2嵌合部的被嵌合尺寸比所述第2嵌合部或者所述第I嵌合部的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件透鏡組件，其特征在于， 所述其它部件是另外的光學(xué)元件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述其它部件是保持所述光學(xué)元件的鏡框。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 在周向上等間隔地設(shè)置有多個(gè)所述微細(xì)形狀部。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 轉(zhuǎn)印所述光學(xué)元件的光學(xué)面和所述第I嵌合部的模具是同一模具。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述光學(xué)元件具有以使光軸不同的方式排列了多個(gè)光學(xué)面的透鏡和與所述透鏡接合的板部。7.—種光學(xué)元件組件，嵌合光學(xué)元件和其它部件，使所述光學(xué)元件的第I基準(zhǔn)形狀部和所述其它部件的第2基準(zhǔn)形狀部抵接來(lái)進(jìn)行所述光學(xué)元件的光軸正交方向的定位，所述光學(xué)元件組件的特征在于， 在所述光學(xué)元件的除了所述第I基準(zhǔn)形狀部以外的部分和所述其它部件的除了所述第2基準(zhǔn)形狀部以外的部分中的至少一方，設(shè)置有沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部， 所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大， 所述光學(xué)元件或者所述其它部件的被嵌合尺寸比所述其它部件或者所述光學(xué)元件的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述第I基準(zhǔn)形狀部和所述第2基準(zhǔn)形狀部分別設(shè)置于沿著所述光軸延伸的相互交叉的2個(gè)面，所述微細(xì)形狀部設(shè)置于相對(duì)所述2個(gè)面隔著所述光軸的相反側(cè)。9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述光學(xué)元件具有以使光軸不同的方式排列了多個(gè)光學(xué)面的透鏡和與所述透鏡接合的板部， 所述其它部件具有與所述板部嵌合的凹部， 所述第I基準(zhǔn)形狀部是所述板部的外周面的一部分，所述第2基準(zhǔn)形狀部是所述凹部的內(nèi)周面的一部分。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述板部和所述凹部沿所述光軸方向觀察是多邊形狀。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述多邊形狀沿光軸方向觀察是四邊形狀，在從光軸方向像側(cè)觀察按順時(shí)針?lè)较驅(qū)⑺霭宀康耐庵苊嬖O(shè)為第I外緣部?第4外緣部，將分別對(duì)應(yīng)的所述凹部的內(nèi)周面設(shè)為第I內(nèi)緣部?第4內(nèi)緣部時(shí)，所述第I基準(zhǔn)形狀部設(shè)置于所述第3外緣部和所述第4外緣部，所述第2基準(zhǔn)形狀部設(shè)置于所述第3內(nèi)緣部和所述第4內(nèi)緣部。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述微細(xì)形狀部設(shè)置于所述第I外緣部和所述第2外緣部、或者設(shè)置于所述第I內(nèi)緣部和所述第2內(nèi)緣部。13.根據(jù)權(quán)利要求7?12中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 轉(zhuǎn)印所述光學(xué)元件的光學(xué)面和所述第I基準(zhǔn)形狀部的模具是同一模具。14.根據(jù)權(quán)利要求1?13中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述微細(xì)形狀部的安全率小于I。15.根據(jù)權(quán)利要求1?14中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 所述微細(xì)形狀部是沿著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合方向具有軸線的半圓錐形狀或者三角錐形狀。16.根據(jù)權(quán)利要求1?15中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件組件，其特征在于， 形成所述微細(xì)形狀部的所述光學(xué)元件或者所述其它部件通過(guò)熱可塑性樹脂成型。17.—種光學(xué)元件組件的制造方法，是將光學(xué)元件的第I嵌合部和其它部件的第2嵌合部嵌合而成的光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于， 在所述第I嵌合部和所述第2嵌合部中的至少一方，設(shè)置沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部， 所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大， 所述第I嵌合部或者所述第2嵌合部的被嵌合尺寸比所述第2嵌合部或者所述第I嵌合部的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小， 在嵌合了所述第I嵌合部和所述第2嵌合部時(shí)，通過(guò)所述微細(xì)形狀部進(jìn)行所述光學(xué)元件和所述其它部件的光軸正交方向的定位。18.—種光學(xué)元件組件的制造方法，是嵌合光學(xué)元件和其它部件并使所述光學(xué)元件的第I基準(zhǔn)形狀部和所述其它部件的第2基準(zhǔn)形狀部抵接來(lái)進(jìn)行所述光學(xué)元件的光軸正交方向的定位的光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于， 在所述光學(xué)元件的除了所述第I基準(zhǔn)形狀部以外的部分和所述其它部件的除了所述第2基準(zhǔn)形狀部以外的部分中的至少一方，設(shè)置沿所述光學(xué)元件的光軸正交方向突出的微細(xì)形狀部， 所述微細(xì)形狀部隨著所述光學(xué)元件和所述其它部件的嵌合深度變深，與所述光學(xué)元件的光軸交叉的面方向的突出量增大， 所述光學(xué)元件或者所述其它部件的被嵌合尺寸比所述其它部件或者所述光學(xué)元件的嵌合尺寸大，且比對(duì)所述嵌合尺寸加上所述微細(xì)形狀部的最大突出量而得到的尺寸小，在使所述第I基準(zhǔn)形狀部和所述第2基準(zhǔn)形狀部抵接時(shí)，通過(guò)所述微細(xì)形狀部抑制所述光學(xué)元件和所述其它部件的光軸正交方向的松動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G02B7/02GK105980903SQ201580005694
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日
【發(fā)明人】森基, 下間剛
【申請(qǐng)人】柯尼卡美能達(dá)株式會(huì)社