复合透镜的制作方法

专利名称：复合透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及复合透镜，尤其涉及一种适合向小型摄像装置搭载的复合 透镜。
背景技术：
公知有一种以利用一枚透镜校正像差等为目的，通过复合折射率不同 的原材料而制成的复合透镜。其中，在透镜的光学有效面固着了光透过性
树脂的复合透镜正被广泛使用。例如，专利文献1及专利文献2中公开了 利用玻璃透镜作为该复合透镜的基材所使用的透镜，使用紫外线固化树脂 作为固着的树脂原材料，来制造复合透镜的方法。
专利文献1特开昭62—227711号公报
专利文献2特开平5 — 34509号公报
考虑利用上述技术，使用基于射出成形的塑料透镜作为成为基材的透 镜，并使用紫外线固化树脂作为树脂层，进而在对紫外线固化树脂进行了 模具成型之后，使其紫外线固化的情况。
由于作为基材的塑料透镜通过射出成形形成，所以，在光学有效部的 外侧形成了厚度均匀且为圆环状的保持部。在该塑料透镜与模具之间对紫 外线固化树脂夹持加压，形成树脂层。然后，如图8 (a)所示，从模具3 的内侧、即树脂层的相反侧向作为基材的透镜1照射紫外光41。该紫外光 41被以均匀的强度照射到成为基材的塑料透镜1，在被作为基材的塑料透 镜1折射之后，到达紫外线固化树脂2。如果成为基材的塑料透镜1的光 学有效部(图8 (b)的x二一0.9 + 0.9的部分)是凸透镜，则由于紫外 光是平行光线，所以，照射到光学有效部的紫外光41基于折射而向光轴 方向集中。另一方面，照射到塑料透镜1的保持部的紫外光41不发生折 射地直进。因此，透过塑料透镜1之后的紫外线强度在光轴附近最大，向 周围逐渐减小，在塑料透镜1的光学有效部分中接近保持部的位置(图8
(b)的x二土0.8的位置)最小，在保持部(图8 (b)的x〈-0.9及x〉十 0.9的部分)再次增加，成为恒定值。其原因在于，照射在塑料透镜的光 学有效部内接近保持部的部分的紫外光，沿光轴方向折射，而照射到保持 部的紫外光不朝向该部分。
结果，由于到达上述塑料透镜的光学有效部内与保持部接近部分的紫 外线固化树脂的紫外光不足，所以，存在着该部分的紫外线固化树脂的固 化不充分的问题。

发明内容
本发明为了解决该问题而提出，其目的在于提供一种复合透镜，该复 合透镜具有通过抑制到达塑料透镜的光学有效部内与保持部接近部分的 紫外线固化树脂的紫外光不足，来抑制与光学有效部内的外周附近相接的 紫外线固化树脂的固化不足的构造。
本发明的复合透镜，具备按照围绕光学有效部的外周部的方式突出 设置有保持部的塑料透镜；以及以与该光学有效部相接的方式设置、且由 紫外线固化树脂形成的树脂层。另外，在所述保持部具备扩散部，所述扩 散部使以透过所述塑料透镜被所述树脂层吸收的方式从所述光学有效部 侧照射的紫外光，向所述树脂层扩散。
由于在保持部中具备使从所述光学有效部侧照射的紫外光朝向所述 树脂层扩散的扩散部，来使所述紫外光透过所述塑料透镜，被所述树脂层 吸收，所以，被扩散部扩散的紫外光会到达被设置成与光学有效部相接的 紫外线固化树脂。因此，可抑制到达与保持部接近的部分相接的紫外线固 化树脂的紫外光不足，能够抑制与光学有效部内的外周附近相接的紫外线 固化树脂的固化不足。
本发明的复合透镜，优选扩散部是围绕光学有效部的凹槽。根据该构 成，由于扩散部是围绕光学有效部的凹槽，所以可以使被照射的紫外光扩 散。而且，由于该凹槽围绕光学有效部，所以可以使扩散光到达光学有效 部内的外周附近全周。并且，由于凹槽能够与射出成形同时形成，所以可 廉价且容易地形成。
本发明的复合透镜，优选扩散部具有围绕光学有效部的凹凸形状的粗
糙面。根据该构成，由于扩散部具有凹凸形状的粗糙面，所以，可使被照 射的紫外光扩散。而且，由于具有凹凸形状粗糙面的扩散部围绕着光学有 效部，所以，可以使扩散光到达光学有效部内的外周附近全周。并且，凹 凸形状的粗糙面可以与射出成形同时形成，也可以通过在射出成形之后由 溶剂不均匀地溶解保持部表面来形成。
本发明的复合透镜，优选扩散部是围绕所述光学有效部的凸部。根据 该构成，由于扩散部是凸部，所以，可以使被照射的紫外光暂时集中于焦 点之后扩散。而且，由于围绕着光学有效部，所以，可以使扩散光到达光 学有效部内的外周附近全周。并且，由于凸部能够与射出成形同时形成， 所以，可廉价且容易地形成。
本发明的复合透镜，优选是围绕光学有效部的衍射光栅。根据该构成， 由于扩散部是衍射光栅，所以，可以通过使被照射的紫外光衍射来使其扩 散。而且，由于衍射光栅围绕着光学有效部，所以，可以使扩散光到达光 学有效部内的外周附近全周。并且，由于衍射光栅能够与射出成形同时形 成，所以可廉价且容易地形成。
一根据本发明，可提供一种通过抑制紫外线照射时光学有效部内的外周 附近的紫外线强度降低，抑制了与光学有效部内的外周附近相接的紫外线 固化树脂的固化不足的复合透镜。


图1是说明第一实施方式的复合透镜的构造的图，(a)是基于包括 光轴的平面的剖面图，(b)是从紫外线照射方向观察的图。
图2是说明第一实施方式的复合透镜的紫外光照射时的样子的图， (a)是基于包括光轴的平面的剖面图中的紫外线光路的说明图，(b)是 表示透过塑料透镜后的紫外线量的曲线。
图3是说明第一实施方式的复合透镜的效果的图，(a)是基于包括 光轴的平面的剖面图，(b)是将树脂面形状偏差与现有的复合透镜进行 比较并记录的曲线。
图4是说明第二实施方式的复合透镜的构造的图，(a)是基于包括 光轴的平面的剖面图，(b)是从紫外线照射方向观察的图。
图5是说明第三实施方式的复合透镜的构造的图，(a)是基于包括 光轴的平面的剖面图，(b)是从紫外线照射方向观察的图。
图6是说明第三实施方式的复合透镜的紫外光照射时的样子的图，是 基于包括光轴的平面的剖面的部分放大图。
图7是说明第四实施方式的复合透镜的构造的图，(a)是基于包括 光轴的平面的剖面图，(b)是(a)的局部放大图。
图8是说明现有复合透镜的紫外光照射时的样子的图，(a)是基于 包括光轴的平面的剖面图中的紫外线光路的说明图，(b)是表示透过塑 料透镜后的紫外线量的曲线。
图中l一塑料透镜，2 —紫外线固化树脂，3 —模具，ll一光学有效 部，12 —保持部，13 —凹槽，14一凹凸形状的粗糙面，15 —凸部，16—衍 射光栅，41一紫外光。
具体实施例方式
(第一实施方式)
下面，参照图1 图3，对将本发明具体化的复合透镜的一个实施方 式进行说明。
如图1所示，第一实施方式的复合透镜，按照与成为基材的塑料透镜 1的光学有效部11的一个侧面相接的方式具备紫外线固化树脂2。塑料透 镜l通过对透明树脂进行射出成形而形成。透明树脂没有特别的限定，优 选使用日本Zeon公司制造的Zeonex E48R。该塑料透镜1的光学有效部 11是中心厚度为0.94mm的凸透镜，具有1.80mm的光学有效路径、即光 学有效部11。而且，在光学有效部11的外周具有厚0.35mm的近似圆环 状的保持部12，并且，在保持部12上形成有围绕光学有效部11的圆环状 凹槽13。该凹槽13作为将所照射的紫外光向着树脂层扩散的扩散部而发 挥功能。凹槽13的宽度为200"m，深50ym。而且，在形成有凹槽13 的部分之外，保持部12具有一定的厚度0.35mm。
在塑料透镜1的一个侧面粘接有紫外线固化树脂2，用于形成中心厚 度为0.10mm、光学有效部11的最大厚度为0.30mm的作为凹透镜的树脂 层。紫外线固化树脂2没有特别的限定，只要具有透明性，且通过照射紫
外线会固化即可，优选使用三菱rayon公司制造的MP202。
如图2 (a)所示，如果在模具3的内部以必要量插入凝胶(亇AO状 的紫外线固化树脂2，进而通过塑料透镜l密封开口部，则在由模具3和 塑料透镜1形成的空间内紧密安装紫外线固化树脂2的凝胶，形成了树脂 层。进而，在通过对紫外线固化树脂2照射紫外线使紫外线固化树脂2固 化之后，取下模具，从而制造成复合透镜。
下面，利用图2对紫外线照射的方式进行详细说明。 在图2 (b)中，横轴(x轴)表示复合透镜的径向的位置，纵轴(y 轴)表示上述各位置处的透过塑料透镜1之后的紫外线强度。横轴(x轴) 的基点(0点)位于复合透镜的光轴与横轴(x轴)相交的点。而且，为 了便于理解，使图2 (a)与图2 (b)的横轴(x轴)位置对应。
如图2 (a)所示，紫外光41从与粘接有紫外线固化树脂2的侧面相 反侧，向塑料透镜l照射。其原因在于，由于模具3与紫外线固化树脂2 相接，所以，无法将紫外光41直接向紫外线固化树脂2照射。由于紫外 光41是与塑料透镜1的光轴平行的光，所以，以均等的强度照射在塑料 透镜1的表面。照射在塑料透镜1的光学有效部11的紫外光41，通过塑 料透镜1在光路上折射，向光轴方向(X=0的方向)集中。因此，透过 透镜后的紫外线强度、即到达紫外线固化树脂2的紫外线强度如图2 (b) 所示，在透镜的光轴附近最大，朝向周边部逐渐减少。另一方面，照射在 塑料透镜1的保持部12中没有形成凹槽13的部分的紫外光41，没有通过 塑料透镜1在光路中折射，而是直接通过。因此，透过了没有形成凹槽13 的保持部12的紫外线的强度一定，成为与透过之前的紫外光41成比例的 一定强度。并且，照射到塑料透镜1的保持部12中形成了凹槽13的部分 的紫外光41，通过塑料透镜l在光路上折射，而被扩散。由于扩散光的一 部分朝向光学有效部11方向，所以，由实线表示的本实施方式的紫外线 强度中的、光学有效部11内的外周附近的紫外线强度，比由虚线表示的 以往的紫外线强度增加。并且，表示紫外线强度的最小值的区域，也比由 虚线表示的取以往的最小值的位置(X二土0.8的位置)向外周方向移动。 结果，可以对与光学有效部11相接的部分的紫外线固化树脂2的固化在 外周部附近不充分的情况进行抑制。
进而，利用图3，对本实施方式中的凹槽13的效果进行说明。
图3 (b)是将本实施例与现有例进行比较，对树脂层的厚度离散进行 比较的图。在图3 (b)中，横轴(x轴)表示复合透镜的直径方向的位置， 是在纵轴(y轴)表示了上述各位置的树脂层厚度的实测值与设计值之差 (下面称为"树脂面形状偏差")的曲线。横轴(x轴)的基点(0点) 位于复合透镜的光轴与横轴(x轴)相交的点。而且，为了便于理解，图 3 (a)表示复合透镜的剖面图，并使图3 (a)和图3 (b)的横轴(x轴) 位置对应。另外，在树脂层的厚度测定中使用了三鹰光器株式会社制造的 非接触三维测定装置NH—3SP，从中心点开始对左右0.9mm的范围(光 学有效直径范围)进行了测定。
由图3 (b)可知，与由虚线表示的现有树脂面形状偏差相比，由实线 表示的本实施方式的树脂面形状偏差尤其在光学有效部的外周附近(比x =±0.75的位置更靠外侧)减小。这表示了由于在以往的复合透镜中，与 光学有效部的外周附近相接的紫外线固化树脂2固化不足，因此，固化后 的精度不充足；及在本实施方式中抑制了固化不足，使得固化后的精度提 咼°
根据上述实施方式的复合透镜，可以获得以下的效果。
(1) 在上述实施方式中，通过使照射在设置于保持部12上的凹槽13 的紫外光扩散，与上述现有情况相比，可增加向与光学有效部11相接的 紫外线固化树脂2照射的紫外线强度。因此，能够抑制光学有效部内的外 周附近的紫外线强度降低。结果，可抑制该部分紫外线固化树脂2的固化 不足。
而且，如图3所示，复合透镜的光学有效部的外周附近的树脂面形状 偏差得到改善，使得紫外线固化树脂2的厚度接近设计值。
(2) 在上述实施方式中，由于凹槽形成为围绕光学有效部11的圆环 状，所以，能够使通过凹槽扩散的紫外光到达光学有效部内的外周附近全周。
(3) 在上述实施方式中，仅在保持部12形成凹槽13，就可以获得上 述效果。由于该凹槽13可以与塑料透镜1的射出成形同时形成，所以， 能够容易且廉价地形成。(第二实施方式)
接着，参照图4，对将本发明具体化的复合透镜的第二实施方式进行 说明。其中，由于第二实施方式只变更了第一实施方式的保持部12的构 造，所以，省略针对相同部分的详细说明。
如图4所示，第二实施方式的复合透镜在成为基材的塑料透镜1的一 侧的光学有效部11具备紫外线固化树脂2。塑料透镜1通过对日本Zeon 公司制造的ZeonexE48R进行射出成形来制造。该塑料透镜1的光学有效 部11是中心厚度为0.94mm的凸透镜，具有1.80mm的光学有效直径、即 光学有效部11。而且，在光学有效部11的外周具有厚度0.35mm的近似 圆环状保持部12，并且，在保持部12上形成有围绕光学有效部11的圆环 状的凹凸形状的粗糙面14。该凹凸形状的粗糙面14作为将所照射的紫外 光朝向树脂层扩散的扩散部而发挥功能。凹凸形状的粗糙面14的宽度为 200ym，中心线平均粗糙度Ra=0.5 w m以上。为了使紫外光散射，优选 Ra大于紫外光的中心波长(365nm)。凹凸形状的粗糙面14可以在塑料 透镜1的射出形成时形成，也可以在射出成形后利用药剂侵蚀表面来形成。
根据上述实施方式的复合透镜，可以得到以下的效果。
(1) 在第二实施方式中，通过使照射在保持部12上所设置的凹凸形 状的粗糙面14的紫外光散射，让其一部分到达与光学有效部相接的紫外 线固化树脂，与上述现有情况相比，可增加向与光学有效部11相接的紫 外线固化树脂2照射的紫外线强度。因此，可抑制光学有效部内的外周附 近的紫外线强度降低。结果，能够抑制该部分的紫外线固化树脂2的固化 不足。从而，虽然没有特别图示，但可改善复合透镜的光学有效部的外周 附近的树脂面形状偏差，能够推定紫外线固化树脂2的厚度接近设计值。
(2) 在第二实施方式中，由于凹凸形状的粗糙面14形成为围绕光学 有效部ll的圆环状，所以，可使基于凹凸形状的粗糙面14而扩散的紫外 光到达光学有效部内的外周附近全周。
(3) 在第二实施方式中，仅在保持部12形成凹凸形状的粗糙面14， 就可以获得上述效果。由于该凹槽13可以与塑料透镜1的射出成形同时 形成，也可以在射出成形后利用药剂侵蚀表面来形成，所以，能够容易且 廉价地形成。(第三实施方式)
接着，参照图5及图6，对将本发明具体化的复合透镜的第三实施方 式进行说明。其中，由于第三实施方式只变更了第一实施方式的保持部12 的构造，所以，省略针对相同部分的详细说明。
如图5所示，第三实施方式的复合透镜在成为基材的塑料透镜1的一 侧的光学有效部11具备紫外线固化树脂2。塑料透镜1通过对日本Zeon 公司制造的ZeonexE48R进行射出形成来制造。该塑料透镜1的光学有效 部11是中心厚度为0.94mm的凸透镜，具有1.80mm的光学有效直径、即 光学有效部11。而且，在光学有效部11的外周具有厚度0.35mm的近似 圆环状的保持部12,并且，在保持部12上形成有围绕光学有效部11的圆 环状凸部15。凸部15的宽度为100um，距离保持部12的高度为50txm。 如图6所示，在通过凸部15使紫外光暂时集中之后，再次使其扩散，到 达与光学有效部相接的紫外线固化树脂。g卩，该凸部15作为使所照射的 紫外光朝向树脂层扩散的扩散部而发挥功能。因此，需要凸部15的折射 率大。该凸部15在塑料透镜1的射出成形时利用模具形成。另外，在通 过模具形成凸部15的情况下，为了确保模具的强度，优选凸部15的位置 比光学有效部11的外周向外周方向远离50um以上。
根据上述实施方式的复合透镜，可以得到以下的效果。
(1) 在第三实施方式中，由于照射到保持部12上设置的凸部15的 紫外光暂时集中之后再次使其扩散，所以，扩散后的紫外光的一部分会到 达与光学有效部相接的紫外线固化树脂。因此，与上述现有情况相比，可 增加向与光学有效部11相接的紫外线固化树脂2照射的紫外线强度。从 而，可抑制光学有效部内的外周附近的紫外线强度降低，能够抑制该部分 的紫外线固化树脂2的固化不足。结果，虽然没有特别图示，但可改善复 合透镜的光学有效部的外周附近的树脂面形状偏差，能够推定紫外线固化 树脂2的厚度接近设计值。
(2) 在第三实施方式中，由于凸部15形成为围绕光学有效部11的 圆环状，所以，可使基于凸部15而扩散的紫外光到达光学有效部内的外 周附近。
G)在第三实施方式中，仅在保持部12形成凸部15，就可以获得上 述效果。由于该凸部15可以与塑料透镜1的射出成形同时形成，所以能 够容易且廉价地形成。 (第四实施方式)
接着，参照图7，对将本发明具体化的复合透镜的第四实施方式进行
说明。其中，由于第四实施方式只变更了第一实施方式的保持部12的构
造，所以，省略针对相同部分的详细说明。
如图7所示，第四实施方式的复合透镜在成为基材的塑料透镜1的一 侧的光学有效部11具备紫外线固化树脂2。塑料透镜1通过对日本Zeon 公司制造的ZeonexE48R进行射出成形来制造。该塑料透镜1的光学有效 部11是中心厚度为0.94mm的凸透镜，具有1.80mm的光学有效直径、即 光学有效部11。而且，在光学有效部11的外周具有厚度0.35mm的近似 圆环状保持部12，并且，在保持部12上形成有围绕光学有效部11的圆环 状衍射光栅16。该衍射光栅16作为使所照射的紫外光朝向树脂层扩散的 扩散部而发挥功能。衍射光栅16的宽度为200iim，光栅的间隔(匕°、乂于) 为1.33ixm。不过，为了使紫外光朝向紫外线固化树脂的固化不充分的区 域，需要通过衍射光栅使紫外光在折射角e 二8。 15。的范围中折射。这里，
由于具有
<formula>formula see original document page 11</formula>
(其中，n为折射率，e为折射角，入为波长，P为间距)的关系， 所以，当n二l、入二365nm时需要P二1.0 1.7um,本实施例中P为1.33 ixm，满足该条件。衍射光栅16在塑料透镜1的射出成形时通过模具形成。 根据上述实施方式的复合透镜，可以得到以下的效果。
(1) 在第四实施方式中，通过照射到保持部12上所设置的衍射光栅 16的紫外光折射，使其一部分到达与光学有效部11相接的紫外线固化树 脂，与上述现有情况相比，可增加向与光学有效部11相接的紫外线固化 树脂2照射的紫外线强度。因此，可抑制光学有效部内的外周附近的紫外 线强度降低，能够抑制该部分的紫外线固化树脂2的固化不足。结果，虽 然没有特别图示，但可改善复合透镜的光学有效部的外周附近的树脂面形 状偏差，能够推定紫外线固化树脂2的厚度接近设计值。
(2) 在第四实施方式中，由于衍射光栅16形成为围绕光学有效部11
的圆环状，所以，可使基于衍射光栅16而扩散的紫外光到达光学有效部 内的外周附近全州。
(3)在第四实施方式中，仅在保持部12形成衍射光栅16，就可以获 得上述效果。由于该衍射光栅16可以与塑料透镜1的射出成形同时形成， 所以，能够容易且廉价地形成。
另外，本实施方式也可以如下所述进行变更。 -在上述实施方式1 4中，扩散部无缝隙地围绕光学有效部整体， 但只要能够抑制紫外线固化树脂的固化不足，也可以局部设置缝隙地围绕 扩散部。也可以考虑，通过设置缝隙地围绕扩散部，可使复合透镜的制造 变得容易、还会增加透镜的强度。
*在上述实施方式1及2中，形成了作为扩散部的凹槽13、凹凸形状 的粗糙面14、凸部15或衍射光栅16，但也可以具备使紫外光扩散到该部 分的其他部件作为扩散部。该情况下，可以获得与上述实施方式1 4同 样的效果。
工业上的可利用性
本发明的复合透镜能够作为以摄像透镜为代表的所有光学透镜进行 利用。尤其作为小型摄像机、光学读取装置用的透镜而被利用的可能性大。
权利要求
1、一种复合透镜，其中，具备按照围绕光学有效部的外周部的方式突出设置有保持部的塑料透镜；以及以与该光学有效部相接的方式设置、且由紫外线固化树脂形成的树脂层，在所述保持部具备扩散部，所述扩散部使以透过所述塑料透镜被所述树脂层吸收的方式从所述光学有效部侧照射的紫外光，向所述树脂层扩散。
2、 根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于， 所述扩散部是围绕所述光学有效部的凹槽。
3、 根据权利要求l所述的复合透镜，其特征在于， 所述扩散部具有围绕所述光学有效部的凹凸形状的粗糙面。
4、 根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于， 所述扩散部是围绕所述光学有效部的凸部。
5、 根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于， 所述扩散部是围绕所述光学有效部的衍射光栅。
全文摘要
本发明公开一种复合透镜，其按照与成为基材的塑料透镜的光学有效部的一个侧面相接的方式具备紫外线固化树脂。塑料透镜通过对透明树脂进行射出成形而形成。该塑料透镜的光学有效部是凸透镜。而且，在光学有效部的外周具有近似圆环状的保持部，且在保持部上形成有围绕光学有效部的圆环状凹槽。该凹槽作为使被照射的紫外光朝向树脂层扩散的扩散部发挥功能。在塑料透镜的一侧面，粘接有形成作为凹透镜的树脂层的紫外线固化树脂。紫外线固化树脂具有透明性且通过照射紫外线会固化。从而，可抑制与光学有效部内的外周附近相接的紫外线固化树脂的固化不足。
文档编号G02B3/08GK101354448SQ200810095609
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月29日 优先权日2007年7月26日
发明者中川洋平, 青井裕麻 申请人:三洋电机株式会社