(57)【要約】【課題】  寸法精度が高く、所望の屈折率を有し、かつ鏡胴等のレンズホルダへ取り付ける際に、高精度に心出しをすることができるレンズ、及び該レンズを安価に作製することができる製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】数１によりＺ値が求められる両凹レンズ若しくは両凸レンズ、又は数２によりＺ値が求められるメニスカスレンズのうちのいずれかをレンズ基体とするレンズであって、レンズ基体はガラスからなり、第１面及び／又は第２面における有効径外の領域に心出し用樹脂層が設けられ、心出し用樹脂層を設けた面の曲率半径を、心出し用樹脂層の曲率半径に入れ替えることにより求められるＺ値Ｚ２が、レンズ基体の第１面及び第２面の曲率半径から求められるＺ値Ｚ１に対して、Ｚ１＜Ｚ２なる関係を有するレンズである。【選択図】  図１
2006126336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面の曲率半径をＲ１、第２面の曲率半径をＲ２、前記第１面に押接するレンズレンズホルダの半径をｒ１、前記第２面に押接するレンズレンズホルダの半径をｒ２としたとき、数１によりＺ値が求められる両凹レンズ若しくは両凸レンズ、又は数２によりＺ値が求められるメニスカスレンズのうちのいずれかをレンズ基体とするレンズであって、
前記レンズ基体はガラスからなり、
前記第１面及び／又は第２面における有効径外の領域に心出し用樹脂層が設けられ、該心出し用樹脂層を設けた面の曲率半径を、前記心出し用樹脂層の曲率半径に入れ替えることにより求められるＺ値Ｚ２が、前記レンズ基体の第１面及び第２面の曲率半径から求められるＺ値Ｚ１に対して、Ｚ１＜Ｚ２なる関係を有することを特徴とするレンズ。
【数１】
2006126336.tif 000003
【数２】
2006126336.tif 000004
【請求項２】
ガラスからなるレンズ基体の第１面及び／又は第２面における有効径外の領域にホルダ係止用樹脂層が設けられ、該ホルダ係止用樹脂層には、レンズの光軸に垂直な平行出し用平面と、レンズの光軸に平行な同軸合せ用嵌合面とが設けられていることを特徴とするレンズ。
【請求項３】
前記心出し用樹脂層、平行出し用平面、同軸合せ用嵌合面は略環状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ。
【請求項４】
少なくとも有効径内の全領域には集光用樹脂層が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３に記載のレンズ。
【請求項５】
レンズ基体に樹脂液を付与する工程と、前記レンズ基体及び樹脂液に金型を押し当てる工程と、樹脂液を硬化させる工程とを経て、レンズ基体に集光用樹脂層及び心出し用樹脂層を形成した後で、
更に前記集光用樹脂層上に樹脂液を付与する工程と、前記心出し用樹脂層を位置決め部材として用いて、少なくとも前記樹脂液に金型を押し当てる工程と、樹脂液を硬化させる工程と、を含むことを特徴とするレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡胴等のレンズホルダへ取り付ける際に、高精度に心出しをすることができるレンズ、及び該レンズの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズの材料としてはガラスとプラスチックが使用されることが多い。プラスチックレンズは安価に製造することができるが、線膨張係数が大きく温度変化による変形が大きいため高い寸法精度が要求されるレンズに採用することはできない。それに対して、ガラスレンズはプラスチックレンズに比べて製造コストは高くなるが、高い精度が要求されるレンズに採用することができる。
【０００３】
ガラスレンズの製造方法として、モールドと研磨がある。モールドは軟化したガラスを金型に流し込んだ後に冷却してレンズを製造するものであるが、融点の高いガラスでは金型の耐久性が悪くなるため低融点のガラスしか用いることができない。しかし、現在使用できる低融点ガラスは７種類と少ないため、屈折率の選択の幅が限定され、光学系の設計の自由度が制限される。それに対して、研磨では全てのガラスを加工可能であり、光学系の設計の自由度が高くなる。又、モールに比べて安価に球面レンズを作製することができるという利点もある。
【０００４】
ところで、球面レンズを鏡胴等のレンズホルダに固定する場合、ベルクランプ法によって球面レンズの心出しを行ってから、球面レンズをレンズホルダに取り付けるのが一般的である。
【０００５】
この方法は、レンズの両側からレンズをレンズホルダで挟持し、レンズの両面にレンズホルダが完全に密着すれば、レンズホルダに接触している部分の厚さは全周にわたって等しくなり、レンズの光軸がレンズホルダの回転軸と一致するという原理を利用したものである（特許文献１参照）。
【０００６】
ベルクランプ法において、心出しの可否を決定する指標として心出し係数又はＺ値（以下、Ｚ値という）が利用されており、Ｚ値は数１又は数２で表される。図１０、数１、及び数２において、Ｒ１、Ｒ２はレンズの各面における曲率半径、ｒ１、ｒ２はレンズホルダの半径である。又、レンズが両凸レンズ又は両凹レンズである場合には数１を使用し、メニスカスレンズの場合には数２を使用する。
【０００７】
Ｚ値が大きいほどレンズの心出しが高精度となる。従って、ベルクランプ法を用いて高精度に心出しを行うためには、曲率半径Ｒ１、Ｒ２の小さいレンズを対象とするか、できるだけレンズレンズホルダの半径ｒ１、ｒ２を大きくとり、レンズレンズホルダとレンズとの接触角を大きくして、摩擦力に打ち勝つ力を大きくする必要がある。
【０００８】
しかしながら、市場からはデジタルカメラやカメラ付き携帯電話機等の光学装置の小型軽量化が要求されており、レンズの心出しのためにレンズレンズホルダの半径ｒ１、ｒ２を大きくすることはできない。又、曲率半径Ｒ１、Ｒ２もむやみに小さくすることはできず、レンズの高精度な心出しが困難な状況となってきている。
【特許文献１】特開平７−１１７１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の発明によれば、モールドレンズの材料としてプラスチックを用いた場合には、得られたモールドレンズはアッセンブルされた光学装置内の温度変化により膨張・収縮するため高い寸法精度のレンズを必要とする光学装置に採用できず、又、ガラスを用いた場合には所望される屈折率を有するモールドレンズを提供できないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、寸法精度が高く、所望の屈折率を有し、かつ鏡胴等のレンズホルダへ取り付ける際に、高精度に心出しをすることができるレンズ、及び該レンズを安価に作製することができる製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、第１面の曲率半径をＲ１、第２面の曲率半径をＲ２、第１面に押接するレンズレンズホルダの半径をｒ１、第２面に押接するレンズレンズホルダの半径をｒ２としたとき、数１によりＺ値が求められる両凹レンズ若しくは両凸レンズ、又は数２によりＺ値が求められるメニスカスレンズのうちのいずれかをレンズ基体とするレンズであって、レンズ基体はガラスからなり、第１面及び／又は第２面における有効径外の領域に心出し用樹脂層が設けられ、心出し用樹脂層を設けた面の曲率半径を、心出し用樹脂層の曲率半径に入れ替えることにより求められるＺ値Ｚ２が、レンズ基体の第１面及び第２面の曲率半径から求められるＺ値Ｚ１に対して、Ｚ１＜Ｚ２なる関係を有するレンズである。
【００１２】
第２の発明は、ガラスからなるレンズ基体の第１面及び／又は第２面における有効径外の領域にホルダ係止用樹脂層が設けられ、ホルダ係止用樹脂層には、レンズの光軸に垂直な平行出し用平面と、レンズの光軸に平行な同軸合せ用嵌合面とが設けられているレンズである。
【００１３】
心出し用樹脂層、平行出し用平面、同軸合せ用嵌合面は略環状に形成することができる。
【００１４】
又、少なくとも有効径内の全領域に集光用樹脂層が設けることができる。
【００１５】
第３の発明は、レンズ基体に樹脂液を付与する工程と、レンズ基体及び樹脂液に金型を押し当てる工程と、樹脂液を硬化させる工程とを経て、レンズ基体に集光用樹脂層及び心出し用樹脂層を形成した後で、更に集光用樹脂層上に樹脂液を付与する工程と、心出し用樹脂層を位置決め部材として用いて、少なくとも樹脂液に金型を押し当てる工程と、樹脂液を硬化させる工程と、を含むレンズの製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明のレンズによれば、レンズ基体がガラスからなるため、制限なく屈折率を任意に選択することができると共に、温度変化環境下での寸法精度が高い。
【００１７】
又、Ｚ１＜Ｚ２なる関係、即ちレンズ基体の曲率よりも小さい曲率を有する心出し用樹脂層を有効径外の領域に設けたため、レンズをレンズホルダに取り付けるに際して、従来ではベルクランプ法を用いることができなかったようなレンズ形状及び／又はレンズホルダ形状の光学系にもベルクランプ法を用いることができ、高精度に心出しをすることが可能となる。又、レンズ単体の出荷前の光学性能チェックに際しても、検査治具等へのレンズ単体のセッティングも高精度となるため、光学性能チェックが容易かつ省時間化することができる。
【００１８】
第２の発明のレンズによれば、レンズ基体がガラスからなるため、制限なく屈折率を任意に選択することができると共に、温度変化環境下での寸法精度が高い。
【００１９】
又、ホルダ係止用樹脂層に設けられた平行出し用平面にレンズホルダを当接させることで、平行出し、即ち前記レンズをレンズホルダの光軸と垂直にすることができる。更に、ホルダ係止用樹脂層の同軸合せ用嵌合面の直径をレンズホルダの内壁の直径に対して所定量だけ小さくすれば、実質的に光学的性能を劣化させることのない範囲にまでレンズの光軸とレンズホルダの光軸との同軸度を良くすることができる。
【００２０】
即ち、ホルダ係止用樹脂層に平行出し用平面及び同軸合せ用嵌合面を設けることにより、高精度にレンズの心出しをすることができることになる。又、レンズ単体の出荷前の光学性能チェックに際しても、検査治具等へのレンズ単体のセッティングも高精度となるため、光学性能チェックが容易かつ省時間化することができる。
【００２１】
付与した樹脂液に金型を押し当てた状態で、例えば紫外線等で硬化させた場合、樹脂が収縮するため集光用樹脂層が所望の形状になっていないことがある。第３の発明のレンズの製造方法によれば、最初に塗布した第１の樹脂液が第１の硬化時に収縮することにより集光用樹脂層が所望の形状になっていないとしても、前記集光用樹脂層に更に第２の樹脂液を塗布し、次いで第２の樹脂液に金型を押し当てた状態で、例えば紫外線等で硬化（第２の硬化）させた場合、第２の樹脂の塗布量自体が少ないため、第２の硬化時の第２の樹脂の収縮はほとんどなく、所望の形状の集光用樹脂層を形成することが可能となる。特に、第２の樹脂液に金型を押し当てる際に第１の硬化により形成された心出し用樹脂層を位置決め部材として用いれば、高精度に金型を第２の樹脂液に押し当てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施形態を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【実施例１】
【００２３】
実施例１のレンズを図１に示す。同図（ａ）はレンズの上面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。レンズ１は、ガラスからなる両凸の球面レンズ基体２と、凸状の心出し用樹脂層３とから構成されている。同図（ｂ）のＡはレンズ１の有効径を、同図（ａ）の点線Ａ１は有効径外縁を示している。心出し用樹脂層３は有効径Ａの外側に環状に設けられており、サジタル方向の曲率半径Ｒ１はレンズ基体２の第１面２１の曲率半径より小さくなっている。
【００２４】
同図（ｃ）は、実施例１のレンズをレンズホルダ９１、９２に取り付けた状態を示している。心出し用樹脂層３の曲率半径をＲ１、レンズ基体２の第２面２２の曲率半径をＲ２、第１面２１に押接するレンズレンズホルダの半径をｒ１、第２面２２に押接するレンズレンズホルダの半径をｒ２としたとき、数１により求めたＺ値Ｚ２は、レンズ基体の第１面及び第２面の曲率半径から求められるＺ値Ｚ１と比較すると、（第１面２１の曲率半径）＞Ｒ１であるためＺ１＜Ｚ２なる関係を有している。よって、実施例１のレンズ１によれば、従来の図１０のような心出し樹脂層がない両凸レンズと比較してベルクランプ法によるレンズ１のレンズホルダ９１、９２への位置決めをより高精度にすることができる。
【実施例２】
【００２５】
実施例２のレンズの断面図を図２に示す。レンズ１には、有効径Ａの全領域に凸状の集光用樹脂層４が設けられていることを除いては実施例１のレンズと同一であり、同一部分についての説明は省略する。集光用樹脂層４を設けたことにより、レンズ１は球面レンズではなく非球面レンズとして機能するため、焦点距離を短くすることができる。よって、実施例２のレンズ１によれば、ベルクランプ法によるレンズの位置決めをより高精度とすることができるという効果の他に、実施例２のレンズを具備したレンズモジュール等の小型軽量化を達成することができるという効果も有している。
【００２６】
尚、以下の実施例において有効径Ａの全領域に集光用樹脂層４を設けたレンズも、当該実施例のレンズを具備したレンズモジュール等の小型軽量化を達成することができるという効果を有しているが、その説明は省略するものとする。
【実施例３】
【００２７】
実施例３のレンズの断面図を図３に示す。レンズ１には、心出し用樹脂層３に連結した凸状の集光用樹脂層４が設けられていることを除いては実施例１のレンズと同一であり、詳細な説明は省略する。
【実施例４】
【００２８】
実施例４のレンズを図４に示す。同図（ａ）はレンズの断面図である。レンズ１においては、ガラスからなる両凸の球面レンズ基体２の第１面２１上であって有効径Ａの外側に心出し用樹脂層３が形成され、更に前記心出し用樹脂層３の内側に凹状の集光用樹脂層４が形成されている。又、心出し用樹脂層３のサジタル方向の曲率半径はレンズ基体２の第１面２１の曲率半径より小さくなっている。
【００２９】
同図（ｂ）は、実施例４のレンズをレンズホルダ９１、９２に取り付けた状態を示している。実施例１と同様にＺ値が大きくなるため、ベルクランプ法によるレンズ１のレンズホルダ９１、９２への位置決めをより高精度とすることができる。
【実施例５】
【００３０】
実施例５のレンズを図５に示す。同図（ａ）はレンズの断面図である。レンズ１においては、ガラスからなる両凸の球面レンズ基体２の第１面２１上であって有効径Ａの外側に、ホルダ係止用樹脂層５が形成され、更に前記ホルダ係止用樹脂層５の内側に凹状の集光用樹脂層４がホルダ係止用樹脂層５と連結して形成されている。前記ホルダ係止用樹脂層５には平行出し用平面６と同軸合せ用嵌合面７が設けられている。
【００３１】
同図（ｂ）は、実施例５のレンズをレンズホルダ９１、９２に取り付けた状態を示している。ホルダ係止用樹脂層５に設けられた平行出し用平面６にレンズホルダ９１を当接させることで、平行出し、即ち前記レンズ１をレンズホルダの光軸と垂直にすることができる。更に、ホルダ係止用樹脂層５の同軸合せ用嵌合面７の直径をレンズホルダ９１の内壁９３の直径５ｍｍに対して０．００５ｍｍだけ小さくすれば、実質的に光学的性能を劣化させることのない範囲にまでレンズの光軸とレンズホルダの光軸との同軸度を良くすることができる。
【実施例６】
【００３２】
実施例６のレンズの断面図を図６に示す。レンズ１においては、ガラスからなる両凸の球面レンズ基体２の第１面２１上であって有効径Ａの外側に、ホルダ係止用樹脂層５が形成され、更に前記ホルダ係止用樹脂層５の内側に凸状の集光用樹脂層４がホルダ係止用樹脂層５と連結して形成されている。前記ホルダ係止用樹脂層５には平行出し用平面６と同軸合せ用嵌合面７が設けられている。実施例６の作用・効果は上記実施例５と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【実施例７】
【００３３】
実施例７のレンズの断面図を図７に示す。実施例１のレンズ１では、レンズ基体２の第１面２１のみに心出し用樹脂層３を設けていたが、実施例７のレンズ１は、レンズ基体２の第１面２１及び第２面２２にそれぞれ心出し用樹脂層３ａ及び３ｂを設けたことを特徴としている。
【００３４】
実施例７のレンズでは、両面に心出し用樹脂層を設けたことによりＺ値が更に大きくなるため、実施例１のレンズと比較してベルクランプ法によるレンズの心出しが更に高精度になる。
【実施例８】
【００３５】
実施例８のレンズの断面図を図８に示す。実施例３のレンズ１では、レンズ基体２の第１面２１のみに心出し用樹脂層３と集光用樹脂層４とを設けていたが、実施例８のレンズ１は、レンズ基体２の第１面２１に心出し用樹脂層３ａ及び集光用樹脂層４ａを、第２面２２に心出し用樹脂層３ｂ及び集光用樹脂層４ｂを設けたことを特徴としている。
【００３６】
実施例８のレンズでは、両面に心出し用樹脂層を設けたことによりＺ値が更に大きくなるため、実施例３のレンズと比較してベルクランプ法によるレンズの心出しが更に高精度になる。
【００３７】
又、実施例８のレンズでは、両面に集光用樹脂層を設けたことにより非球面レンズとしての機能がより高くなる。従って、焦点距離を短くすることができるため、レンズモジュール等をより小型軽量化することができる。
【実施例９】
【００３８】
図９に本発明によるレンズの製造方法を説明する工程図を示す。
【００３９】
まず、同図（ａ）の如く、ガラスからなる両凸の球面レンズ基体２を準備する。該ガラス基体２の第１面２１上に、同図（ｂ）の如く第１の樹脂液３４Ｌを泡が混入しないように付与した後、同図（ｃ）の如く、表面をニッケルメッキした金型８を押し当てる。ガラス基体２の第２面２２側から第１の樹脂液３４Ｌに向けて矢印のように紫外線を照射することにより第１の樹脂液３４Ｌを硬化させ、心出し用樹脂層３及び集光用樹脂層４１を形成する。同図（ｄ）の如く、第１の樹脂液３４Ｌは硬化と共に収縮するため、硬化後には、集光用樹脂層４１は所望の形状とはなっておらず、金型８と集光用樹脂層４１との間に隙間４Ｃができている。
【００４０】
この状態では、レンズとしての光学特性が劣化するという問題がある。そこで、所望の形状の集光用樹脂層を得るため、同図（ｅ）の如く金型８を取り外した後に、集光用樹脂層４１上に第２の樹脂液３４Ｌを泡が混入しないように付与し、さらに同じ金型８を再度押し当てる。この時、既に形成された心出し用樹脂層３が位置決め部材として機能し、心出し用樹脂層３に前記金型８の対応する環状凹部８１が嵌合するため、金型８とレンズ基体２との位置決めを高精度に行うことができる。
【００４１】
この状態でガラス基体２の第２面２２側から第２の樹脂液３４Ｌに向けて矢印のように紫外線を照射することにより第２の樹脂液３４Ｌが硬化し、所望の形状をした集光用樹脂層４を形成することができる。次に金型８を取り外してレンズ１が完成する。同図（ｈ）に完成したレンズ１を示す。
【００４２】
尚、上記実施例では、レンズ基体が両凸レンズのものについて説明したがこれに限定されず、両凹レンズやメニスカスレンズのものに本発明を実施しても同様の硬化があるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る実施例１のレンズの上面図、断面図、及びレンズホルダに取り付けた状態を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施例２のレンズの断面図である。
【図３】本発明に係る実施例３のレンズの断面図である。
【図４】本発明に係る実施例４のレンズの断面図、及びレンズホルダに取り付けた状態を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施例５のレンズの断面図、及びレンズホルダに取り付けた状態を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施例６のレンズの断面図である。
【図７】本発明に係る実施例７のレンズの断面図である。
【図８】本発明に係る実施例８のレンズの断面図である。
【図９】本発明に係るレンズの製造方法を説明する工程図である。
【図１０】従来のレンズをレンズホルダに取り付けた状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…レンズ
２…レンズ基体
３…心出し用樹脂層
４…集光用樹脂層
５…ホルダ係止用樹脂層
６…平行出し用平面
７…同軸合せ用嵌合面
８…金型
３４Ｌ…樹脂液
【図１】
2006126336.tif 000005
【図２】
2006126336.tif 000006
【図３】
2006126336.tif 000007
【図４】
2006126336.tif 000008
【図５】
2006126336.tif 000009
【図６】
2006126336.tif 000010
【図７】
2006126336.tif 000011
【図８】
2006126336.tif 000012
【図９】
2006126336.tif 000013
【図１０】
2006126336.tif 000014