CN101354447A - 光学元件 - Google Patents

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CN101354447A CNA2008101443321A CN200810144332A CN101354447A CN 101354447 A CN101354447 A CN 101354447A CN A2008101443321 A CNA2008101443321 A CN A2008101443321A CN 200810144332 A CN200810144332 A CN 200810144332A CN 101354447 A CN101354447 A CN 101354447A
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Abstract

本发明提供一种在透明基板的表面上形成遮光用被膜的同时还可防止产生重影和光斑的光学元件。在透明基板的表面上形成透镜部的光学元件，在透明基板的至少一面上设有粘附在该面上并具有圆形第1开口部的第1遮光用被膜、和由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成第1透镜功能面的第1透镜部，第1透镜部配置为以表面上形成第1透镜功能面的部分覆盖第1开口部，并且与第1开口部外周侧的第1遮光用被膜相重叠。

Description

光学元件
技术领域
本发明涉及在由玻璃等构成的透明基板表面上形成透镜部的光学元件，尤其涉及在透明基板表面上还形成遮光用被膜的光学元件。
背景技术
作为用于照相机等的、具有透镜部的光学元件，以往所公知的结构为，在由玻璃或树脂等构成的透明基板的表面上形成透镜部。透镜部在表面上具有起到透镜作用的透镜功能面，并具有会聚光线的功能。而且还公知，为了在透明基板上以阵列状高效率地形成该透镜部，作为透镜部的材料使用紫外线硬化树脂。
在这种情况下，在透明基板的上面载置未硬化的紫外线硬化树脂之后，从紫外线硬化树脂的上面朝向透明基板的上面盖上模具，并按压模具使紫外线硬化树脂在透明基板和模具之间的空间展开，接着穿过透明基板照射紫外线，从而使紫外线硬化树脂硬化并形成透镜。作为这种透镜部的形成方法，例如可参照专利文献1。
专利文献1：(日本)特开2002-355826号公报
在透明基板上形成透镜部的光学元件，在透明基板上还设有成为透镜光圈的遮光用被膜。遮光用被膜粘附在透镜基板的表面以便具有圆形开口部，该圆形开口部具有规定的直径，而且将透镜部配置成使具有透镜功能面的部分覆盖开口部，从而可以使遮光用被膜的开口部作为透镜光圈发挥功能。
但是，如果透镜部的外周面位于遮光用被膜的开口部附近，从该外周面进入的光线或者由外周面反射的光线等就可以穿过构成光圈的遮光用被膜的开口部，因此有时在通过光学元件得到的影像上产生重影或者光斑。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种在透明基板的表面形成遮光用被膜的同时还可防止产生重影及光斑的光学元件。
为了解决上述课题，在透明基板的表面上形成透镜部的、本发明所涉及到的光学元件的特征在于，在上述透明基板的至少一面上设有粘附在该面上并具有圆形开口部的遮光用被膜、和由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成透镜功能面的透镜部，该透镜部配置成以表面上形成上述透镜功能面的部分覆盖上述开口部并且与该开口部外周侧的上述遮光用被膜相重叠。
而且，本发明所涉及到的光学元件的特征在于，上述透镜部的外周直径为上述第1开口部直径的1.95倍以上。
另外，本发明所涉及到的光学元件的特征在于，在上述透明基板的、与形成上述透镜部的一面相反侧的面上设置由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成第2透镜功能面的第2透镜部，而且该第2透镜部的外周直径为上述开口部直径的1.95倍以上。
还有，本发明所涉及到的光学元件的特征在于，隔着隔板设置与上述透明基板相对置的第2透明基板，在与该第2透明基板的上述第2透镜部相对置的面上设置粘附在该面上并具有圆形第2开口部的第2遮光用被膜、和由紫外线硬化树脂构成并在表面形成第3透镜功能面的第3透镜部，该第3透镜部配置为以表面上形成上述第3透镜功能面的部分覆盖上述第2开口部，并与该第2开口部的外周侧的上述遮光用被膜相重叠。
而且，本发明所涉及到的光学元件的特征在于，上述第3透镜部的外周直径为上述第2开口部直径的1.3倍以上。
而且，本发明所涉及到的光学元件的特征在于，在上述第2透明基板的、与形成上述第3透镜部的面相反侧的面上设置由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成第4透镜功能面的第4透镜部，而且该第4透镜部的外周直径为上述第2开口部直径的1.45倍以上。
另外，本发明所涉及到的光学元件的特征在于，上述透镜部由低色散材料构成，而上述第2透镜部由高色散材料构成。
还有，本发明所涉及到的光学元件的特征在于，上述第2透镜部以及/或者第3透镜部由高色散材料构成，而其它透镜部由低色散材料构成。
发明效果
根据本发明所涉及到的光学元件，在透明基板的至少一面上设置具有开口部的遮光用被膜和由紫外线硬化树脂构成的透镜部，透镜部配置成以表面上形成透镜功能面的部分覆盖开口部，并且与开口部外周侧的遮光用被膜相重叠，由此，透镜部的外周面处在离开开口部的位置，从而可防止从该外周面进入的光线或者反射的光线等穿过成为光圈的开口部，并可防止重影及光斑的产生。
而且，根据本发明所涉及到的光学元件，透镜部的外周直径为开口部直径的1.95倍以上，由此能够可靠地防止重影及光斑的产生。
还有，根据本发明所涉及到的光学元件，在透明基板的、与形成透镜部的面相反侧的面上设置由紫外线硬化树脂构成的第2透镜部，而且第2透镜部的外周直径为开口部直径的1.95倍以上，由此能够在透明基板的两面上形成透镜功能面，并且能够可靠地防止由第2透镜部引起的重影和光斑的产生。
另外，根据本发明所涉及到的光学元件，设置与透明基板相对置的第2透明基板，在第2透明基板的、与第2透镜部相对置的面上设置具有第2开口部的第2遮光用被膜、和由紫外线硬化树脂构成的第3透镜部，第3透镜部配置成以表面上形成第3透镜功能面的部分覆盖第2开口部，并与第2开口部的外周侧的遮光用被膜相重叠，由此，可设置3个作为透镜发挥作用的面，而且还可防止由第3透镜部引起的重影和光斑的产生。
而且，根据本发明所涉及到的光学元件，第3透镜部的外周直径为第2开口部直径的1.3倍以上，由此，能够可靠地防止由第3透镜部引起的重影和光斑的产生。
而且，根据本发明所涉及到的光学元件，在第2透明基板的、与形成第3透镜部的面相反侧的面上设置由紫外线硬化树脂构成的第4透镜部，而且第4透镜部的外周直径为第2开口部直径的1.45倍以上，由此，可设置4个作为透镜发挥作用的面，还能够可靠地防止由第4透镜部引起的重影和光斑的产生。
另外，根据本发明所涉及到的光学元件，透镜部由低色散材料构成，而第2透镜部则由高色散材料构成，由此，可以通过透镜部和第2透镜部补正色适应。
还有，根据本发明所涉及到的光学元件，第2透镜部以及/或者第3透镜部由高色散材料构成，而其它透镜部则由低色散材料构成，由此，可以通过各透镜部补正色适应。
附图说明
图1是本实施方式的光学元件的截面图。
图2是表示对第1透明基板形成第1遮光用被膜以及滤光膜为止的工序的截面图。
图3是表示对已形成第1遮光用被膜和滤光膜的第1透明基板形成透镜部的工序的截面图。
图4是阵列状地形成透镜部的透明基板的立体图。
附图标记
1  第1透明基板，2  第2透明基板，5  受光部，10  第1面，11  第1遮光用被膜，11a  第1开口部，12  第1透镜部，12a  第1透镜功能面，15  第2面，16  滤光膜，17  第2透镜部，17a  第2透镜功能面，20  第3面，21  第2遮光用被膜，21a  第2开口部，22  第3透镜部，22a  第3透镜功能面，25  第4面，27  第4透镜部，27a  第4透镜功能面，30  保护膜，31  树脂材料，32  透明模具，33  紫外线光源，35  树脂材料，36  透明模具
具体实施方式
用附图详细说明本发明的实施方式。图1表示本实施方式的光学元件的截面图。如该图所示，在本实施方式的光学元件中，由透明玻璃构成并在表面上具有透镜部的第1透明基板1和第2透明基板2隔着第1隔板3相对置，而且第2透明基板2隔着第2隔板4与受光部5相对置。由此，通过分别形成在第1透明基板1和第2透明基板2的表面上的透镜部，从第1透明基板1侧射入的光线会聚在受光部5。
在第1透明基板1的第1面10的表面上粘附有第1遮光用被膜11。第1遮光用被膜11的不透光层以薄膜状形成，还形成具有规定直径的圆形第1开口部11a。而且，在第1面10上形成由紫外线硬化树脂构成的第1透镜部12，该第1透镜部12覆盖第1开口部11a及位于该第1开口部11a外周侧的第1遮光用被膜11。
在第1透镜部12的中央部的表面上形成第1透镜功能面12a，第1透镜部12以形成该第1透镜功能面12a的部分覆盖第1开口部11a。第1透镜功能面12a形成为凸状非球面透镜。而且，第1透镜功能面12a的外周侧构成薄壁状的边缘部12b。然后，将第1透镜部12配置成从第1透镜功能面12a外缘的少许内周侧的位置到边缘部12b的外周面12c为止的区域与第1遮光用被膜11相重叠，并且该第1透镜部12覆盖第1遮光用被膜11。
如上所述，由于具有第1开口部11a的第1遮光用被膜11形成在第1面10上，所以第1开口部11a作为第1透镜功能面12a的光圈发挥作用，这时由第1透镜部12的第1透镜功能面12a的部分覆盖上述第1开口部11a。而且，因为第1透镜部12的边缘部12b与第1遮光用被膜11相重叠地配置，所以边缘部12b的外周面12c被配置在离开第1开口部11a的位置，从而可防止从外周面12c进入或者由外周面12c反射的光线射入到第1开口部11a。由此为了防止重影和光斑的产生，使第1透镜部12的外周直径为第1开口部11a直径的1.95倍以上就可以。
在与第1透明基板1的第1面10相对置的第2面15的表面上粘附有滤光膜16。滤光膜16由不透射红外线的多层膜构成，并形成在第2面15的大致整个面上。由紫外线硬化树脂构成的第2透镜部17形成为覆盖该滤光膜16。
在第2透镜部17的中央部的表面上形成第2透镜功能面17a。第2透镜功能面17a形成为凹状非球面透镜。而且，第2透镜功能面17a的外周侧构成边缘部17b。然后，将第2透镜部17配置成，从第2透镜功能面17a的外缘的少许内周侧的位置到边缘部17b的外周面17c为止的区域与第1遮光用被膜11相重叠。第2透镜部17也跟第1透镜部12同样，为了防止重影和光斑的产生，需要使第2透镜部17的外周直径为第1开口部11a直径的1.95倍以上。
在与第1透明基板1的第2面15相对置的第2透明基板2的第3面20的表面上粘附有第2遮光用被膜21。而且在第2遮光用被膜21上形成具有规定直径的圆形的第2开口部21a。另外，在第3面20上形成由紫外线硬化树脂构成的第3透镜部22，该第3透镜部22覆盖第2开口部21a以及其外周侧的第2遮光用被膜21。
在第3透镜部22的中央部的表面上形成第3透镜功能面22a，第3透镜部22以从第3透镜功能面22a的外缘的少许内周侧的位置到边缘部22b的外周面22c为止的区域覆盖第2开口部21a。第3透镜功能面22a形成中央部为凸状而边缘部为凹状的非球面透镜。而且，第3透镜功能面22a的外周侧构成边缘部22b。而且，第3透镜部22的边缘部22b的区域覆盖第2遮光用被膜21，并且第3透镜部22与第2遮光用被膜21相重叠地配置。在第3透镜部22上为了防止重影和光斑的产生，需要使第3透镜部22的外周直径为第2开口部21a直径的1.3倍以上。
在与第2透明基板2的第3面20相对置的第4面25上形成由紫外线硬化树脂构成的第4透镜部27。在第4透镜部27的中央部的表面上形成第4透镜功能面27a。第4透镜功能面27a形成中央部为凹状而边缘部为凸状的非球面透镜。而且，第4透镜功能面27a的外周侧构成边缘部27b。而且，第4透镜部27配置成从第4透镜功能面27a外缘的少许内周侧的位置到边缘部27b的外周面27c为止的区域与第2遮光用被膜21相重叠。对第4透镜部27来说，为了防止重影和光斑的产生，需要使第4透镜部27的外周直径为第2开口部21a直径的1.45倍以上。
如上所述，在本实施方式的光学元件中，因为在第1透明基板1和第2透明基板2的两面上分别形成透镜部，所以可配置共4个透镜。其中，以低色散材料构成第1透镜部12，而以高色散材料构成第2透镜部17，从而可补正色适应。而且，以高色散材料构成第3透镜部22而以低色散材料构成第4透镜部27也可以。另外，下面两方条件，即以低色散材料构成第1透镜部12以及第4透镜部27，以高色散材料构成第2透镜部17以及第3透镜部22，也同样可以进行色适应的补正。
接着，说明本实施方式的光学元件的制造工序。图2是表示对第1透明基板1形成第1遮光用被膜11以及滤光膜16为止的工序的截面图。如图2(a)所示，首先对以玻璃构成的第1透明基板1的第1面10，在形成第1开口部11a的位置上涂敷保护膜30。保护膜30被涂敷成具有其直径与第1开口部11a相同的圆形。
接着，如图2(b)所示，通过喷溅使构成第1遮光用被膜11的材料在第1透明基板1的第1面10上成膜，而形成遮光用被膜构成膜37。接着，如图2(c)所示，通过去除保护膜来形成具有第1开口部11a的第1遮光用被膜11。而且，如图2(d)所示，通过蒸镀使滤光膜16对第1透明基板1的第2面15成膜。
通过以上工序，在第1透明基板1上形成第1遮光用被膜11以及滤光膜16。图3是表示对已形成第1遮光用被膜11以及滤光膜16的第1透明基板1形成透镜部22的工序的截面图。首先如图3(a)所示，在第1透明基板1的第1开口部11a的位置上载置由未成形的紫外线硬化树脂构成的树脂材料31。
接着，如图3(b)所示，使具备透镜成形面32a的透明模具32接近第1透明基板1的第1面10侧，该透镜成形面32a具有要成形的透镜部的形状。透明模具32由玻璃或树脂材料形成，并且是可透射紫外线的透明模具。当该透明模具32进一步接近第1面10时，与此同时树脂材料31受到按压，从而在表面上转印透镜成形面32a的形状并形成具有第1透镜功能面12a和边缘部12b的第1透镜部12。
如果以透明模具32按压树脂材料31，就如图3(c)所示，从配置在第1面10侧的紫外线光源33隔着透明模具32向树脂材料31照射紫外线。如上所述，因为透明模具32可透射紫外线，所以即使透明模具32按压树脂材料31，也能够使紫外线透射透明模具32照射到树脂材料31。而且，因为在第1透明基板1的第1面10上如上所述形成有第1遮光用被膜11，第1透镜部12形成为边缘部与第1遮光用被膜11相重叠，所以即使从第2面15侧照射紫外线，也无法对该重叠部分照射紫外线。在本发明中，使按压成形树脂材料31的模具透明，由此可以从模具侧照射紫外线，并且即使第1遮光用被膜11和第1透镜部12相重叠，也可以经过前面照射紫外线，并可硬化树脂材料31而形成第1透镜部12。
接着如图3(d)所示，反转第1透明基板1，并在第2面15上载置由未成形的紫外线硬化树脂构成的树脂材料35。然后，如图3(e)所示，使具备透镜成形面36a的透明模具36接近第2面15侧，该透镜成形面36a具有要成形的透镜部的形状。透明模具36也是可透射紫外线的透明模具，由此透明模具36按压树脂材料35，从而在表面上转印透镜成形面36a的形状并形成具有第2透镜功能面17a和边缘部17b的第2透镜部17。
如果由透明模具36按压树脂材料35，就如图3(f)所示，从配置在第2面10侧的紫外线光源33隔着透明模具36向树脂材料35照射紫外线。由此硬化树脂材料35并形成第2透镜部17。
虽然在这里省略了说明，但是以同样的方法在第2透明基板2上形成第2遮光用被膜21、第3透镜部22以及第4透镜部27。然后，在第1透明基板1和第2透明基板2之间配置并粘附第1隔板3，并且在第2透明基板2的第4面25侧粘附第2隔板4，使受光部5配置成与第2透明基板2相对置。
如图4所示，以上说明的、形成在第1透明基板1及第2透明基板2上的透镜部等的结构，都是阵列状排列且多数为一次就形成。图4表示第1透镜部12以阵列状形成在第1透明基板1上的状态的立体图。在第1透明基板1和第2透明基板2上形成各透镜部，并隔着隔板通过粘附使第1透明基板1、第2透明基板2以及受光部5成为一体之后，对其进行切断而完成各个光学元件。
以上说明了本发明的实施方式，但是本发明的应用不只限于本实施方式，在其技术思想的范围内可进行各种各样的应用。例如，在本实施方式中，在第1透明基板1和第2透明基板2的两面上分别形成透镜部，并且设置4个作为透镜发挥作用的面，但是只要具有至少各一个以上遮光用被膜和透镜部就可以，而且只要配置成透镜部与遮光用被膜的开口部相重叠就可以。
而且，作为透镜而发挥作用的透镜功能面，在本实施方式中采用了凸透镜、凹透镜或者组合这两者的形状，但是采用例如衍射透镜等的其它形状也可以。还有，虽然在本实施方式中透明基板由玻璃构成，但是只要是透明材料也可以使用树脂材料等。

Claims (8)

1.一种光学元件，在透明基板的表面上形成透镜部，其特征在于，
在上述透明基板的至少一面上，设有粘附在该面上并具有圆形开口部的遮光用被膜、和由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成透镜功能面的透镜部，该透镜部配置成以表面上形成上述透镜功能面的部分覆盖上述开口部，并且与该开口部外周侧的上述遮光用被膜相重叠。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，
上述透镜部的外周直径为上述开口部直径的1.95倍以上。
3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，
上述透明基板的、与形成上述透镜部的一面相反侧的面上，设有由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成第2透镜功能面的第2透镜部，而且该第2透镜部的外周直径为上述开口部直径的1.95倍以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学元件，其特征在于，
隔着隔板设置与上述透明基板相对置的第2透明基板，在该第2透明基板的、与上述第2透镜部相对置的面上，设有粘附在该面上并具有圆形第2开口部的第2遮光用被膜、和由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成第3透镜功能面的第3透镜部，该第3透镜部配置成以表面上形成上述第3透镜功能面的部分覆盖上述第2开口部，并且与该第2开口部外周侧的上述遮光用被膜相重叠。
5.根据权利要求4所述的光学元件，其特征在于，
上述第3透镜部的外周直径为上述第2开口部直径的1.3倍以上。
6.根据权利要求4或5所述的光学元件，其特征在于，
上述第2透明基板的、与形成上述第3透镜部的面相反侧的面上，设有由紫外线硬化树脂构成并在表面上形成第4透镜功能面的第4透镜部，而且该第4透镜部的外周直径为上述第2开口部直径的1.45倍以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件，其特征在于，
上述透镜部由低色散材料构成，而上述第2透镜部由高色散材料构成。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的光学元件，其特征在于，
上述第2透镜部以及/或者第3透镜部由高色散材料构成，而其它透镜部由低色散材料构成。
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