专利名称：：成型透镜的制作方法
技术领域：
：本发明涉及将由模具成型制造的透镜，特别是涉及便携式终端用摄像透镜、光盘记录再生用透镜、光通信用投光受光透镜、乃至内视镜用物镜透镜等透镜直径微小的成型透镜。
背景技术：
：近年来，由于要求轻量化和低成本化，因此具有用于各种用途的成型透镜。在通过例如射出成型而形成成型透镜的情况下，由例如如下的一系列的作业而形成即将塑料原料加热而软化后，高压注入到模具中而对模具的光学转印面形状进行转印，并在对模具冷却后打开该模具的上下部而取出成型透镜。然而，上述模具的光学转印面形状，虽然希望横跨全面地对制品透镜良好地进行转印，但是在透镜面的周边，难以施加成型时的压力，难于对模具的面良好地进行转印。其中一方，若提高成型时的压力以使得在透镜面的周边也施加充足的压力，则容易产生毛刺。另外，若提高合模(型汔締的)的力以使得不产生毛刺，则空气难以从模具内散逸，在模具和透镜面之间容易残留空气，结果存在难以对模具面进行转印的问题。为此，以往以来通过较大地采用透镜面的外径和透镜面的有效直径之间的差而使得在透镜面的有效直径内不产生转印性的劣化。另外，作为对透镜光学面高精度地进行加工的技术，己经周知有例如下述专利文献1所记载的技术方案。(专利文献l)特开2001—341134号公报然而，最近随着便携式电话等移动用机器的发展，对摄像透镜的小型化的要求也极为强烈起来，关于摄像透镜的透镜面的外径，主流为5mm以下，并且对lmm以下的产品的要求也较为强烈。在这种极小的透镜中，使用上述那样的各种以往技术较为困难，并且即使能够使用这种以往技术，也难以确实将模具周边部分的转印性良好化。结果，若将透镜面有效面相比于透镜的外径大幅度地减小，对于透过透镜周边部的光线难于得到所望的折射作用。因此，在这种状况下，为了良好地维持光学性能，无论如何均要将透镜面的有效直径大幅度地縮小。相反，为了确保规定大小的透镜的有效直径，无论如何也要使透镜面大直径化，并且与上述小型化的要求相反。另外，这一问题不仅对于在使用射出成型法而制作的成型透镜中，在使用压縮成型法而制作的成型透镜中也产生。本发明鉴于上述问题而提出，其目的为提供一种成型透镜，其在极为小直径的透镜中，良好地保持透镜有效区域的周边部的光学性能，并能够寻求透镜面的小直径化。根据本发明的某一观点，备有第l透镜面；第2透镜面，将第l透镜面的有效直径设为dQ，将第1透镜面的外径设为山时，第1透镜面，满足下述条件式(1):0.04mm^d，一d^…(1)在光学的
技术领域：
，"第1透镜面"、"透镜的第1面"等的表述，是指透镜的光源侧、透镜的物体(被拍摄体)侧或透镜面的入射侧的面。可是在本申请说明书中，不适用这种称呼。作为对其替代，在本申请说明书中，简单地将光调光的的透镜面的一个称作"第l透镜面"，将光通过的透镜面的另一个称为"第1透镜面"。另外，成型透镜也可以通过对模具的形状进行转印而制作。在这种情况下，也可以是，关于第l透镜面，比第2透镜面有效直径大。另外，优选为，关于所述第1透镜面，有效直径比所述第2透镜面大。另外，优选为，第1透镜面还满足下述条件式(2)-0.04mm^d,—d。^1.00mm…(2)。另外，优选为，所述第1透镜面的有效直径do满足下述条件式(3):do^l.OOmm…(3)。另外，优选为，所述第l透镜面的外径d,是5mm以下。另外，本发明的成型透镜的特征在于，备有第l透镜面；第2透镜面，将第1透镜面的有效直径设为dc，将第l透镜面的外径设为d,，将第2透镜面的有效直径设为(V，将第2透镜面的外径设为(V时，第1透镜面满足下述条件式(1):0.04mmSd—do…(1)第2透镜面满足下述条件式(r):0.04mm^d/—d。，…(1，)。另外，优选为，对模具的形状进行转印而制作。另外，优选为，所述第1透镜面还满足下述条件式(2):0.04mm^d,—d。^1.00mm…(2)，所述第2透镜面还满足下述条件式(2'):0.04mm^dr—d0，^1.00mm...(2，)。另外，优选为，所述第l透镜面的有效直径do满足下述条件式(3):d。芸1.00mm…(3)，所述第2透镜面的有效直径do'满足下述条件式(3'):d0，^1.00mm…(3，)另外，优选为，所述第l透镜面的外径d,是5mm以下，所述第2透镜面的外径山，是5mm以下。如上述那样，在本发明的成型透镜中，以透镜面的外径d,与透镜面的有效直径do相比，最少大0.04mm的方式形成。该0.04mm的数值，是发明者进行各种研究结果而得出的，由于透镜的外径山比透镜的有效直径do大0.04mm，因此能够防止透镜面的有效区域内特别是周边部的光学性能的降低。也就是说，作为透镜面的外径山和透镜面的有效直径do之差的宽裕量的最小界限是0.04mm，若该宽裕量低于0.04mm则透镜面的有效区域内的光学性能急剧地降低。另一方面，在该宽裕量高于0.04mm的情况下，在缓缓而连续地提高光学性能的同时，另一方面，透镜面的外径d,变大，因此透镜的小直化逐次被阻碍。因此，在寻求透镜的小直径化的情况下，该宽裕量为例如1.00以下是极为重要的。图1是表示使用本发明的实施方式(实施例1)所涉及的成型透镜的光记录装置的光学系统的构成的图。图2是对实施例1所涉及的成型透镜的形状放大而表示的图。图3是在为附加有衍射光学面的透镜面的情况下，用于说明透镜面的外径的确定基准的图。图4是对于实施例1所涉及的成型透镜，表示透过波面的状态的干涉条纹图像。图5是对实施例2所涉及的成型透镜的形状放大而表示的图。图6是对性能检验1所涉及的成型透镜，表示透过波面的状态的干涉条纹图像。图7是表示使用实施例3所涉及的成型透镜的光记录装置的光学系统的构成的图。图8是对实施例3所涉及的成型透镜的形状进行放大而表示的图。图中l一光源，2—封罩玻璃，3—光阑，4—透镜(成型透镜)，5一记录面，11一第3面(成型透镜的光源侧的面)，12—第4面(成型透镜的记录面侧的面)，13—封罩部，14一透镜部，15—衍射光学面。具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是对使用本发明的实施方式所涉及的成型透镜4(L》的光记录装置的光学系统的构成进行表示的图。图2是对该成型透镜4的形状进行放大而表示的图。如图1所示的那样，在该光记录装置的光学系统中，从半导体光源1输出的激光，在光轴方向Z上透过封盖玻璃2，并以发散光的状态入射到本实施方式所涉及的成型透镜4上，并通过该成型透镜4变为会聚光而照射到光记录介质的记录面5上。另外，在封盖玻璃2和成型透镜4之间配置光阑3，由该光阑3所限制的激光的光束所照射的各透镜面上的区域是有效区域，其直径是第3、第4面11、12的有效直径do、cV。如表2所示那样，第3面(成型透镜的光源侧的面)11的有效直径是0.78mm，第4面(成型透镜的记录面侧的面)12的有效直径do，是0.68mm。另一方面，如图2所示那样，对于第3面11的外径是0.84mm，对于第4面12的外径山，是0.74mm。因此，在本实施方式的成型透镜4的一例中，任何一个面ll、12中，透镜的外径d,(d,')减去透镜面的有效直径do(do')的值是0.06mm。不过，作为实施方式的成型透镜，可以使该差值稍大而为0.07mm、0.08mm，也可以使该差值较小为0.05mm、0.04mm……，不用说，随着该差值更小化，能够促进透镜的紧凑化和轻量化。其中，作为本实施方式的成型透镜，需要满足下述条件式(i)、(r):di—do^0.04mm......(1)，—d0，^0.04mm…(l，)。也就是说，若透镜面的外径山(d,')减去透镜面的有效直径do(d0')的值为不足0.04mm，则模具周边部分转印性极端恶化的区域包含于有效区域内部，难于得到良好的光学性能。结果，若不事先使透镜的有效直径do比透镜的外径山小0.04mm以上，则不能够得到对通过透镜周边部的光线的所望的折射作用。其中，更优选为满足下述条件式(2)0.04mm^d!—do当1.00mm......(2)0,04mm^cV—d0，^1.00mm…(2，)。也就是说，若条件式(2)、(2')高于1.00mm，则透镜面的外径山、山'变大，因此在寻求透镜的小直径化的情况下，例如，对于最近的便携式电话或移动机器中载置的摄像透镜的情况，与该要求相反。另外，希望满足下述条件式(2'')、(2'"):0.04mm^d!—do刍0.60mm......(2，，)0.04mm^dr—d。，^0.60mm...(2，，，)。也就是说，若如条件式(2'')、(2'")所示那样，将其上限设定为0.60mm，则有利于透镜的小型化，与满足由条件式(2)、(2')所限制的情况相比，能够促进透镜的小型化。另外，所谓上述透镜面的外径d,、(dr)，如图2所示的那样，在透镜的封盖部13和透镜部14之间的边界部分，将构成透镜部14的曲面中的设置有阶差的部分或一次微分值不连续的部分判断为透镜面的外径边缘。另外，在透镜面为衍射光学面的情况下，对透镜面的外径山ur)进行判断，该衍射光学面自身从判断对象偏离。在该情况下称为判断对象，如图3所示那样，是所谓的形成呈作为衍射光学面15的衬底的非球面(或球面)形状的假想曲面(以两点点划线表示)。另外，上述山一do的区间中，不存在成为光轴Z的延伸方向中的衬底的非球面(或球面)的台阶，并且一次微分系数也连续。然而，最近对便携式电话等移动用机器的小型化的要求也极为强烈，与此相伴对lmm以下器件的要求也变得强烈起来。可是，在这种极小透镜的情况下，即使使用各种以往技术，模具周边部分的转印性也极端地恶化。因此，本实施方式的成型透镜4对于使用满足下述条件式(3)、(3')那样的极小的透镜的的情况也特别有效。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>以下，在满足上述的条件式(1)的实施方式所涉及的成型透镜中，关系到寻求小型化的作用效果，实施例1和最佳类型的实施例2，使用数据而进行具体的说明。<实施例1〉本发明的实施例l所涉及的成型透镜，使用射出成型用模具而对塑料材料进行成型，由此进行成型。如图l所示那样，由单一的透镜L,构成，该透镜L,的光源侧的面(第3面)和像面侧的面(第4面)为非球面形状。另外，这些非球面由下述的非球面式所表示。(式l)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>这里，Z:从离开光轴高度Y的非球面上的点向非球面顶点的切平面(垂直于光轴的平面)所引的垂线的长度；C:非球面的近轴曲率半径R的倒数；Y:离开光轴的高度；K:离心率；A2、A3、A4、A5:第4、6、8、10次的非球面系数。另外，在下述的表l中示出了与使用本实施例所涉及的成型透镜的光学系统(与图1相对应，第1面和第2面分别是封罩玻璃2的光入射面和光出射面)相关的数值。在表1的中段示出了各光学面的曲率半径R(mm)、光轴Z上的面间隔D(mm)，各透镜的使用波长中的折射率N的值。另外，表中的数字表示从光源侧数的顺序。另外，表1的上段，示出了该成型透镜4的使用条件，即使用光的波长、使用倍率以及数值孔径NA。另外，在表1的下段，示出了上述非球面式所表示的非球面的近轴曲率C和各常数K、A2、A3、A4、As的值。表1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>另外，在表2中，示出了本实施方式所涉及的成型透镜4中的光源侧的面(第3面)和记录面侧的面(第4面)的透镜面的有效直径和透镜面折射率1.456541.000001.50591的外径。表2透镜面有效直径第3面00.78mfli第4面00.68mm透镜面外径第3面00.84甽第4面力0.74mm图4是表示上述实施例所涉及的成型透镜中的、透过波面的状态所涉及的干涉条纹的图。全视野范围，设置得正好与有效区域一致。如从图4所明了的那样，可知按照上述实施例所涉及的成型透镜，成为横跨有效区域而良好的透过波面状态。<实施例2>本发明的实施例2所涉及的成型透镜，与实施例1的器件同样使用射出成型用模具而对塑料材料进行成型，由此进行成型。因此如图5所示那样，由单一的透镜4构成，该透镜4的光源侧的面(第l面)和像侧的面(第2面)为非球面形状。另外，图5中的符号，与表示实施例2器件的图2的符号相对应地而附加(表示实施例3的图8中相同)。另外，这些非球面由上述非球面式所表示。另外，在下述表3中示出了与本实施例所涉及的成型透镜相关的各数值。在表3的中段，示出了各光学面的曲率半径R(mm)、光轴Z上的面间隔D(mm)，各透镜的使用波长中的折射率N的值。另外，表中的数字表示从光源侧数的顺序。另外，表3的上段，示出了该成型透镜4的使用条件，即使用光的波长、使用倍率以及数值孔径NA。另外，在表3的下段，示出了上述非球面式所表示的非球面的近轴曲率C和各常数K、A2、A3、A4、As的值。(表3)使用波长632.8mn使用倍率0(无限共轭)NA0.49面编号RD折射率1非球面2.201.598692非球面1.00000非球面系数第3面第4面C0.4657700-0.0582414K0.00000000.0000000A26.7556608X1(T31.2820990X，(T2A31.3804821X10"-7.8661655X1(T3A4-3.0027569X10—S3.9259256XKT3As1.8998577X，(TS-7.7682430X，O'4另外，在表示4中示出了本实施方式所涉及的成型透镜4中的光源侧的面(第1面)和记录面侧的面(第2面)的透镜面的有效直径和透镜面的外径。表4透镜面有效直径第l面03.27咖第2面4>2.34mm透镜面外径第l面々3.31,第2面02.卯鯽另外，在上述实施例l、2的器件中，对于通过射出成型法而制作的成型透镜进行了说明。但是作为本发明的成型透镜不限于此，由例如下述的实施例3所示那样的压縮成型法所制作的成型透镜也是可能的。<实施例3>图7是表示使用实施例3所涉及的的成型透镜的光记录装置的光学系统的构成的图，图8是表示对该实施例3所涉及的成型透镜的形状进行放大而表示的图。另外，图7所示的装置，与上述实施例1所涉及的成型透镜的光记录装置的光学系统的构成大致同样地被构成，因此与图1的器件相对应的各部附加相同的符号而表示，其详细的说明省略。本发明的实施例3所涉及的成型透镜，通过使用压縮成型用模具而成型玻璃材料而形成，因此如图7所示那样，由单一的透镜L,构成，该透镜L,的光源侧的面(第3面)和像面侧的面(第4面)为非球面形状。另外，这些非球面由上述的非球面式所表示。这里，在表5的中段，示出了各光学面的曲率半径R(mm)、光轴Z上的面间隔D(mm)，透镜的使用波长中的折射率N的值。另外，表中的数字表示从光源侧数的顺序。另外，表5的上段，示出了该成型透镜4的使用条件，即使用光的波长、使用倍率以及数值孔径NA。另外，在表5的下段，示出了上述非球面式所表示的非球面的近轴曲率C和各常数K、A2、A3、A4、As的值。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>另外，在表6中，示出了本实施例所涉及的成型透镜4中的光源侧的面(第3面)和记录面侧的面(第4面)的透镜面的有效直径和透镜面的外直径。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>另外，作为本发明的成型透镜可以适宜地使用上述的塑料材料和玻璃材料。例如，作为成型透镜形成使用塑料材料，由此能够达到低廉化和轻量化等效果。作为成型透镜形成材料使用玻璃材料，由此能够提高耐环境性能(温度特性、湿度特性等)。另外，在上述的实施例中，成型透镜的两方的面是附加了非球面形状的面，但是成型透镜的面也可以是球面，也可以附加衍射光学面。不用说，也可以是，两方的面一方是球面，另一方是非球面，并且是相互不同类型的面。<性能检验1>对于上述的实施例2的成型透镜4，进行图6所示的干涉条纹特性的外周部中的观察。另外，该干涉条纹特性的全视野范围，以正好与透镜面的外径相一致的方式设定。通过该观察，在比外径稍靠近内侧处确认到了脉冲性的波面紊乱。该波面的紊乱，可以认为是由于模具的转印不充分而引起的。被面紊乱的位置，位于透镜面的大约*3.277111111的位置，离开透镜的外径(4)3.31mm)大约0.0165内侧。因此，若如本实施方式的成型透镜那样，将各透镜面外径和各透镜面有效直径之差设为0.04mm以上，则该波面的紊乱位于有效直径的外侧，在各透镜面的有效区域的整个区域中能够得到所望的折射作用。另外，在表7中，对于该实施例2的由射出成型制造的成型透镜4，将射出压力和合模压力分别强、中、弱变化的情况下，以四个等级表示了由0.04S山—do表示的透镜面的有效直径周边部的转印性(0.04^d,—do的转印性；0.04^dr—(V的转印性)良好(第l条件)；没有产毛刺生(第2条件)；以及确保了空气的散逸(第3条件)这三个条件的是否良<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>好。另外，在表7中对d广d。<0.04(cV—d。'<0.04)所表示的透镜面有效直径周边部的转印性(d,—d。O.04的转印性；cV—do'<0.04的转印性)合并而进行了表示(表8中相同)。另外，所谓上述"空气的散逸"，表示合模时内部的空气的散逸，如果如前述那样，在对模具进行合模时内部的空气并没有以某种程度散逸，则由于该空气的存在转印性也会恶化，因此成为评价转印性时的重要的要件。另外，合模力由成型时的条件的大小所决定，若将"中"压力设为l，则将"弱"和"强"的压力分别设为大约0.75和1.25。该结果，如上所述对于上述三个条件的评价项目的任何一个均不判定为"较差X"和"稍差A"的情况为，"射出压力'中，和合模力'中'"的组合以及"射出压力'弱'和合模力'弱'"的组合，可知使用这两个组合而进行射出成型处理是较好的。表7射出成形<性能验证2>另外，在图8中，对于由压縮成型法形成的上述实施方式3的成型透镜4，在分别将高温时成型压力和冷却时成型压力变化为强、中、弱的情况下，以四等级表示由0.04^d,—do所表示的透镜面有效直径周边部的转印性(0.04^山一do的转印性)较为良好(第l条件)；透镜周边部没有产生缺口(力亇)(第2条件)这两个条件是否良好的评价。另外，压缩成型的情况下，与射出成型不同，高温时的成型压力和冷却时的成型压力对透镜面有效直径周边部的转印性和周边部的缺口(力亇)产生较大影响，因此这些条件成为评价模具的转印性的重要的要件。另外，高温时成型压力和冷却时成型压力，由成型时的透镜的大小所决定，若将"中"的压力设为1，则将"弱"的压力和"强"的压力，分别是例如大约0.5和1.5、该结果，对于上述的上述两个条件的评价项目的任何一个均不判定为"较差X"和"稍差A"的情况为，"高温时成型压力'强'和冷却时成型压力'弱'"的组合以及"高温时成型压力'中'和冷却时成型压力'中，"的组合，使用这两个组合能够进行的压縮成型处理较好。表8圧縮成形<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>权利要求1、一种成型透镜，其特征在于，备有第1透镜面；第2透镜面，将第1透镜面的有效直径设为d0，将第1透镜面的外径设为d1时，第1透镜面，满足下述条件式(1)0.04mm≤d1-d0…(1)。2、根据权利要求1所述的成型透镜，其特征在于，对模具的形状进行转印而制作。3、根据权利要求1所述的成型透镜，其特征在于，关于所述第1透镜面，有效直径比所述第2透镜面大。4、根据权利要求13中任一项所述的成型透镜，其特征在于，第1透镜面还满足下述条件式(2):0.04mm当di—d。^1.00mm…(2)。5、根据权利要求13中任一项所述的成型透镜，其特征在于，所述第l透镜面的有效直径do满足下述条件式(3):do^l.OOmm…(3)。6、根据权利要求13中任一项所述的成型透镜，其特征在于，所述第1透镜面的外径d,是5mm以下。7、一种成型透镜，其特征在于，备有第1透镜面；第2透镜面，将第1透镜面的有效直径设为dQ，将第1透镜面的外径设为dp将第2透镜面的有效直径设为(V，将第2透镜面的外径设为cV时，第1透镜面满足下述条件式(1):0.04mm^d「do…(1)，第2透镜面满足下述条件式(r):0.04mm^d,—d0，…(1，)。8、根据权利要求7所述的成型透镜，其特征在于，对模具的形状进行转印而制作。9、根据权利要求7所述的成型透镜，其特征在于，所述第1透镜面还满足下述条件式(2):0.04mmSd,—do^l.OOmm…(2)，所述第2透镜面还满足下述条件式(2'):0.04mm^山，一d0，^1.00mm…(2，)。10、根据权利要求79中任一项所述的成型透镜，其特征在于，所述第l透镜面的有效直径d。满足下述条件式(3):do^1.00mm…(3)，所述第2透镜面的有效直径cV满足下述条件式(3'):d。，S1.00mm…(3，)11、根据权利要求79中任一项所述的成型透镜，其特征在于，所述第1透镜面的外径d,是5mm以下，所述第2透镜面的外径山'是5mm以下。全文摘要本发明公开一种成型透镜，其中从半导体激光光源(1)射的激光沿光轴Z方向透过封盖玻璃(2)，并以发散光的状态入射到成形透镜(4)，并借助于该成形透镜(4)而成为会聚光，从而照射到光记录介质的记录面(5)上。另外，配置有光阑(3)，由该光阑(3)所限制的激光光阑所照射的透镜面上的区域是透镜面的有效区域。若将作为其直径的透镜面的有效直径设为d<sub>0</sub>，将将透镜面的外径设为d<sub>1</sub>时，其中一方的透镜面中，满足下述条件式(1)0.04mm≤d<sub>1</sub>-d<sub>0</sub>…(1)。从而，能够实现即使在极为小直径的透镜中，也能够使透镜有效区域的周边部的光学性能良好，能够谋求透镜面的小直径化。文档编号G02B13/00GK101109827SQ20071013706公开日2008年1月23日申请日期2007年7月19日优先权日2006年7月20日发明者北原有,小里哲也,森将生,胜间敏明申请人:富士能株式会社