(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッドレンズおよびその製造方法を提供する。【解決手段】このハイブリッドレンズ１００は、ガラス材料から成るレンズ基体１１０と、レンズ基体上を覆い、透明プラスチック材料から成る、少なくとも１つのプラスチック層１２０とを含み、少なくとも１つのプラスチック層に基準面１２３１が設けられている。その製造方法は、（１）レンズ基体を金型の成型腔内に固定するし、この成型腔の腔壁に面成型部を有するステップと、（２）注入孔から成型腔内に流動状態の透明可塑材料を注入し、透明可塑材料を固化させて、レンズ基体に貼り付けられかつ基準面を有するプラスチック層を形成するステップと、（３）金型を開いてハイブリッドレンズを取り出すステップとを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材料から成るレンズ基体と、
レンズ基体上を覆い、透明可塑材料から成る、少なくとも１つのプラスチック層とを含み、少なくとも１つのプラスチック層に基準面が設けられている、
ハイブリッドレンズ。
【請求項２】
前記プラスチック層が１つあり、該プラスチック層が、レンズ基体の入射面を覆う入射面被覆部と、レンズ基体の出射面を覆う出射面被覆部と、レンズ基体の周縁を覆う周縁被覆部とを有し、周縁被覆部の周縁に前記基準面が形成されており、周縁被覆部上に少なくとも１つの凹溝が設けられている、請求項１に記載のハイブリッドレンズ。
【請求項３】
前記プラスチック層が、さらに第１プラスチック層および第２プラスチック層から成っていてよく、第１プラスチック層がレンズ基体の入射面を覆い、第２プラスチック層が、レンズ基体の出射面を覆う出射面被覆部と、レンズ基体の周縁を覆う周縁被覆部とを有し、該周縁被覆部の周縁に前記基準面が形成されている、請求項１に記載のハイブリッドレンズ。
【請求項４】
前記周縁被覆部の基準面が円柱形を有する、請求項２または３に記載のハイブリッドレンズ。
【請求項５】
前記入射面および出射面の構造形状が、平面、球面、非球面、または自由曲面でよい、請求項２または３に記載のハイブリッドレンズ。
【請求項６】
（１）レンズ基体を金型の成型腔内に固定するステップであって、該成型腔の腔壁に面成型部を有し、金型上に注入孔が設けられているステップと、
（２）注入孔から成型腔内に流動状態の透明可塑材料を注入し、透明可塑材料を固化させて、レンズ基体に貼り付けられかつ基準面を有するプラスチック層を形成するステップと、
（３）金型を開いてハイブリッドレンズを取り出すステップと
を含む、ハイブリッドレンズの製造方法。
【請求項７】
前記金型が第１型および第２型を含み、該第１型に第１キャビティが設けられ、該第１キャビティの腔壁に面成型部があり、第１キャビティの腔壁上に凸形に延びる少なくとも１つの基体ブロックがあり、第１キャビティの腔壁に前記注入孔が設けられ、該第２型には第２キャビティが設けられ、第２キャビティの腔壁上に凸形に延びる少なくとも１つの基体ブロックがあり、第２キャビティと第１キャビティが連通しかつ前記成型腔を形成し、前記レンズ基体が第１型の基体ブロックと第２型の基体ブロックの間に挟持して固定され、第１キャビティの腔壁と第２キャビティの腔壁が一定の距離だけ離れている、請求項６に記載のハイブリッドレンズの製造方法。
【請求項８】
前記レンズ基体上に入射面被覆部が貼り付けられ、レンズ基体は入射面被覆部が金型上に固定されることによって成型腔内に固定される、請求項６に記載のハイブリッドレンズの製造方法。
【請求項９】
前記透明可塑材料が、化学的固化材料、加熱固化材料、または紫外線固化材料でよい、請求項６に記載のハイブリッドレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ技術に関し、特にハイブリッドレンズおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、個人の携帯装置の通信帯域幅の上昇、記憶容量の大幅な増加、および単価の下降に伴い、携帯装置に撮像機能モジュールが付加される割合が迅速に高まっただけでなく、低解像度（３０万画素）から高解像度（１００万画素）へと発展してきた。小型撮像レンズの高解像度、低コスト、小体積および大量生産の要求を満たすために、従来のプラスチックレンズおよび模造ガラスレンズを使用する以外に、レンズ基体を含むハイブリッドレンズ（Ｈｙｂｒｉｄ  ｌｅｎｓ）を開発することも発展の一項目となっている。
【０００３】
小体積および低コストの両方の要求に配慮するとともに、高画質の画像品質を提供するために、非球面レンズを使用して、比較的少ないレンズ数で前記要求を満たす必要があり、現行技術では大部分が光学級プラスチック射出成形による全プラスチックレンズで、一部は模造成形した全ガラスレンズを用いてこれを達成している。ハイブリッドレンズは、製造コストおよび品質の点で全プラスチックレンズと全ガラスレンズの間にあるレンズ部材である。図１を参照すると、これまでのハイブリッドレンズ１００’は、ガラス平板をレンズ基体１１０’として採用し、レンズ基体１１０’の入射面（出射面でもよい）上に透明なプラスチック層１２０’を加えて、光学的画像形成に必要な非球面界面を構成している。このハイブリッドレンズ１００’は、レンズ基体１１０’の周縁部に、組立ておよび位置決めに用いる基準面１１１’が設けられている。
【０００４】
全プラスチックレンズの一次成形に比べ、ハイブリッドレンズの製造工程は、レンズ基体にプラスチック材料をさらに加える分段製造工程であるため、コストが比較的高いが、ガラス材質が体積の大部分を占めているため、全プラスチックレンズに比べ、ハイブリッドレンズ全体は比較的良好な材料均質性および耐環境性を備えている。一方、全ガラス非球面レンズは最も優れた光学品質および使用安定性を備えているが、高温模造製造工程を採用しており、製造コストが高くなる。ハイブリッドレンズはやや劣るがそれに近い光学品質および耐環境性を有しているにもかかわらず、製造工程が簡単で、製造コストが比較的低くなる。
【０００５】
ハイブリッドレンズは品質と製造コストの両方に配慮した利点を有していることから、既に多くの特許が出願されている。例えば、日本特許第３９２６３８０号、特許第３９４６２４５号、および特許第３９７６７８０号である。主請求範囲は、正の屈折率を有する接合型ハイブリッドレンズで、物体側から像側に向かって第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズで構成され、第１レンズと第３レンズは硬化性樹脂から形成され、第２レンズは高い軟化温度を有する光学ガラス材料で形成され、第１レンズと第２レンズは接着剤でまたは直接に接着され、第２レンズと第３レンズは接着剤でまたは直接に接着され、以下の式１を満たす。
０≦｜Ｎ３−Ｎ２｜≦０．１、０≦｜Ｎ３−Ｎ４｜≦０．１、０≦｜ν３−ν２｜≦３０、０≦｜ν３−ν４｜≦３０
【０００６】
Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４はそれぞれ前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの屈折率であり、ν２、ν３、ν４はそれぞれ前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズのアッベ数である。
【０００７】
前記日本特許における第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズの表面形状は、第１レンズと第２レンズの接着、第２レンズと第３レンズの接着、および正屈折レンズの構成の各式を同時に満たす、凸面、平面、および凹面とすることができ、前記レンズ（第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズ）の複数の組合せでもよい。
【特許文献１】日本特許第３９２６３８０号
【特許文献２】日本特許第３９４６２４５号
【特許文献３】日本特許第３９７６７８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記日本特許における前記第１レンズおよび第３レンズは硬化樹脂から成るプラスチック層であり、その製作材料は他の透明可塑材料に換えてもよく、第２レンズはガラス材料から成るレンズ基体である。小型高精度レンズ上での実現において、レンズの偏心位置決めは、通常、内部が頑丈で安定したレンズ基体と挟持機構の適合に依存するため、該レンズ基体の幾何サイズに関して非常に精確な公差が要求され、高解析度の携帯電話撮像モジュールを例にとると、レンズの偏心精度要件は＋／−３μｍ内であり、このレンズ基体の外観サイズを制限する偏差に関しては＋／−３μｍ内でなければならず、小型高精度レンズの応用例では材料として薄いガラスを採用する必要があることを考えると、このレンズ基体は大量生産による製作が容易でなく、そのため、この種のハイブリッドレンズの製作コストが高くなり、歩留まりが悪くなるという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、現行技術に存在する上記の欠点に対して、製造工程が簡単で、低コストのハイブリッドレンズ、およびこのハイブリッドレンズの製造方法を提供することにある。
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明が提供するハイブリッドレンズは、ガラス材料から成るレンズ基体と、レンズ基体上を覆い、透明プラスチック材料から成る、少なくとも１つのプラスチック層とを含み、少なくとも１つのプラスチック層に基準面が設けられている。
【００１１】
本発明が提供するハイブリッドレンズの製造方法は、
（１）レンズ基体を金型の成型腔内に固定するステップであって、この成型腔の腔壁に面成型部を有するステップと、
（２）注入孔から成型腔内に流動状態の透明可塑材料を注入し、可塑材料を固化させて、レンズ基体に貼り付けられかつ基準面を有するプラスチック層を形成するステップと、
（３）金型を開いてハイブリッドレンズを取り出すステップとを含む。
【００１２】
本発明のハイブリッドレンズは、基準面をプラスチック層上に設けてあり、したがって、ハイブリッドレンズを製造する際にレンズ基体上にプラスチック層を成型する過程で直接生成できるため、製造工程を簡略化でき、コストを低減し、歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の技術内容、構造の特徴、達成しようとする目的および効果を詳細に説明するために、以下に例を挙げ、図面によって説明する。
【００１４】
図２を参照すると、本発明の第１実施例は、レンズ基体１１０とプラスチック層１２０とを含み、プラスチック層１２０は、レンズ基体１１０の入射面を覆う入射面被覆部１２１と、レンズ基体出射面を覆う出射面被覆部１２２と、レンズ基体周縁面を覆う周縁被覆部１２３とを含み、周縁被覆部１２３の周縁面には取付けのための基準面１２３１が設けられ、レンズ周縁被覆部１２３上には凹溝１２３２が設けられている。
【００１５】
前記本発明のハイブリッドレンズ１００の製造には図３に示すような金型を採用することができ、この金型は第１型２１０および第２型２２０を含み、この第１型２１０に第１キャビティ２１１が設けられ、第１キャビティ２１１の腔壁にさらに面成型部２１１１を有し、第１キャビティ２１１の腔壁に注入孔２１２が設けられ、第１キャビティ２１１の腔壁上に凸形に延びる３つの基体挟持ブロック２１３がある。第２型２２０には第２キャビティ２２１が設けられ、この第２キャビティ２２１の腔壁上に凸形に延びる３つの基体挟持ブロック２２２がある。金型でハイブリッドレンズ１００を製造する際、基体挟持ブロック２１３、２２２を内部に固定し、まずレンズ基体１１０を固定し、金型を合わせた後、第１キャビティ２１１と第２キャビティ２２１が成型腔２４０を構成し、注入孔２１２から透明熱固化可塑材料を注入して、成型腔２４０を満たし、かつレンズ基体１１０の全部または一部を覆うようにし、さらにこの金型を加熱してこの熱固化可塑材料を硬化させて、プラスチック層１２０を形成し、完成後、第１型２１０と第２型２２０を分離すると、図２に示すような、レンズ基体１１０を覆うハイブリッドレンズ１００が得られる。
【００１６】
本設計で紫外線透過可能な金型を使用する場合は、紫外線固化の透明可塑材料を代わりに使用することができる。
【００１７】
図４を参照すると、本発明のハイブリッドレンズ３００の第２実施例は、レンズ基体３１０と第１プラスチック層３２０と第２プラスチック層３３０とを含み、第１プラスチック層３２０はレンズ基体３１０の入射面を覆い、第２プラスチック層３３０は、レンズ基体３１０の出射面を覆う出射面被覆部３３２と、レンズ基体の周縁を覆う周縁被覆部３３１とを有し、この周縁被覆部３３１の周縁に前記基準面３３１１が形成されている。
【００１８】
図５、図６を参照すると、前記ハイブリッドレンズ３００を製造する際は、図５に示すような金型４００と図６に示すような金型５００を採用することができる。この金型４００には成型腔４２０と、成型腔４２０と連通している注入孔４１０がある。レンズ基体３１０を金型４００の一部とした後、金型４００の注入孔４１０から透明可塑材料を注入して、透明可塑材料で金型４００の成型腔４２０を満たし、さらに紫外線をレンズ基体３１０面から入射して、注入した透明可塑材料を硬化させて、左側の入射面被覆部３２０を形成し、その後、金型４００から半分成型されたハイブリッドレンズを取り出し、さらに金型５００中に固定し、金型５００の成型腔５２０上には面成型部５２１が設けられており、金型５００の注入孔５１０から透明可塑材料を注入して金型５００の成型腔５２０を満たし、入射面被覆部３２０から紫外線を入射して注入した透明可塑材料を硬化させて、右側の出射面被覆部３３０を形成し、完成後、金型５００を取り外すと、図４に示すような、レンズ基体３１０を覆うハイブリッドレンズ３００が得られる。
【００１９】
本発明のハイブリッドレンズのプラスチック層は、レンズ基体を完全に覆ったものに限られておらず、構造形状が見えるものでも、また製造上の必要性に応じてレンズ基体が部分的に外部に露出しているものでもよい。本ハイブリッドレンズの主な入射面および出射面は、平面、球面、非球面、自由曲面およびフレネル面のいずれか１種または数種の組合せであってもよい。
【００２０】
本発明のハイブリッドレンズの製造方法において、透明可塑材料は、化学的固化材料、加熱固化材料または紫外線固化材料などでもよい。
【００２１】
本発明のハイブリッドレンズは、基準面をプラスチック層上に設けてあり、したがって、ハイブリッドレンズを製造する際にレンズ基体上にプラスチック層を成型する過程で直接生成できるため、製造工程を簡略化でき、コストを低減し、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】公知のハイブリッドレンズの概略図である。
【図２】本発明のハイブリッドレンズの一実施例の断面図である。
【図３】図２に示されるハイブリッドレンズの製造過程においてレンズ基体が金型内に設置されたときの概略図である。
【図４】本発明のハイブリッドレンズの第２の実施例の断面図である。
【図５】図４に示されるハイブリッドレンズの製造過程における一状態の断面図である。
【図６】図４に示されるハイブリッドレンズの製造過程における別の状態の断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１００’  ハイブリッドレンズ
１１０’  レンズ基体
１２０’  プラスチック層
１１１’  基準面
１００  ハイブリッドレンズ
１１０  レンズ基体
１２０  プラスチック層
１２１  入射面被覆部
１２２  出射面被覆部
１２３  周縁被覆部
１２３１  基準面
１２３２  凹溝
２１０  第１型
２２０  第２型
２１３  基体挟持ブロック
２２２  基体挟持ブロック
２４０  成型腔
２１１  第１キャビティ
２１１１  面成型部
２２１  第２キャビティ
２１２  注入孔
３００  ハイブリッドレンズ
３１０  レンズ基体
３２０  第１プラスチック層
３３０  第２プラスチック層
３３２  出射面被覆部
３３１  周縁被覆部
３３１１  基準面
４００  金型
５００  金型
４２０  成型腔
５２０  成型腔
４１０  注入孔
５１０  注入孔
５２１  面成型部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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