JP5179680B1 - ハイブリッドレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

ガラス形状や厚みに依存せず、寸法精度に優れ、かつ安価に製造可能なハイブリッドレンズならびにその製造方法を提供するために、本発明では、（ａ）貫通穴１３を有するガイド部品１と光学ガラスで形成されたガラス平行平板Ｇを用意し、（ｂ）前記ガイド部品１の少なくとも一方の面に、前記ガイド部品１の内側に収まるように前記ガラス平行平板Ｇを固定した後、（ｃ）前記ガラス平行平板Ｇの少なくとも一方の面に、エネルギー硬化型樹脂を塗布し硬化させることによって、樹脂レンズＬを形成するステップを含んでなるハイブリッドレンズの製造方法を採用する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学ガラスと樹脂を利用したハイブリッドレンズにおいて、特に安価でかつ容易に製造可能なハイブリッドレンズの製造方法に関する。

球面ガラスレンズの曲面上に薄い非球面樹脂層を形成したハイブリッドレンズは、ガラスレンズで対応が困難である複雑な非球面形状や、大口径レンズあるいは非球面メニスカスレンズを必要とする場面で以前から利用されている。

一般的にガラスレンズは環境特性に優れており、樹脂レンズに比べて温度や湿度、紫外線等に対する光学性能劣化が少ない。ただし、上述した様にガラスで非球面レンズを製作する場合は制約が大きいため、比較的容易に製作できる球面ガラスレンズを用いたハイブリッドレンズが、広く利用されている。

この様に、非球面ガラスレンズの代替として、ハイブリッドレンズが利用されているが、耐熱性という課題を解決するために、積極的にハイブリッドレンズを採用した例として、電子部品実装における鉛フリー半田リフロー工程に耐えうる撮像用ハイブリッドレンズが特許文献１に開示されている。このハイブリッドレンズは、光学ガラスと耐熱性の高いエネルギー硬化型樹脂で形成されたガラス−樹脂ハイブリッドレンズである。

また、安価にハイブリッドレンズを製造する方法として、数インチの平行平板ガラスウェハー上に一括して大量の樹脂層レンズ面を形成後、これらのウェハーをセンサーウェハーと接合し、その後切断しカメラモジュールとする方法が、特許文献2に開示されている。この様なカメラモジュールはウェハスケールカメラモジュールと称される。また、この様にして作成されるレンズはウェハースケールレンズと言われている。

特許３９２６３８０号公報 特開２００６−３２３３６５号公報

以上のように、ハイブリッドレンズは、環境安定性以外にも、耐熱性に優れたエネルギー硬化型樹脂と組み合わせることで、例えば半田リフロー対応のような、樹脂レンズでは適用が困難な場面で使用され始めている。しかし、ハイブリッドレンズは、球面ガラスレンズを用いるため、非球面ガラスモールドレンズよりは安価であるが、射出成形で形成される熱可塑性樹脂レンズに対しては非常に高価になる。

また、低コストでハイブリッドレンズを作成するために、円柱状に加工された個片のガラス平行平板を利用することも可能である。この場合、円柱ガラスの外径がレンズ同軸の基準となる他、このレンズをレンズユニットにするため、設計以外の光を遮断するような鏡筒と呼ばれる弾性部材等に組み込む場合には、外径が基準となるため厳しい寸法精度と真円度が要求される。それでも、円柱の平面ガラスを使用する場合は、球面ガラスレンズを使用するよりは、安価にハイブリッドレンズを作成することが可能である。しかし、依然として樹脂レンズに比べれば高価である。

一方で、安価にそして大量にハイブリッドレンズを製作する方法として、ウェハースケールレンズが提案されている。数インチのガラスウェハー上に大量の樹脂レンズを形成し、その後、ダイシング等の手段により個片のハイブリッドレンズを作成することができるこの方法は、少ないプロセスで大量のハイブリッドレンズを作成することが可能なため、非常に安価にレンズを提供することができる。しかし、切断後のレンズは四角形となるため、鏡筒等へ組み込む場合に円形の外形を持つレンズと比べて組み込み性が悪く、組み込み精度も劣る。さらに、ダイシングでの切断寸法誤差は、０．０５〜０．１ｍｍ程度であり一般的に光学レンズで必要とされる寸法誤差精度の０．０１ｍｍよりも５から１０倍程度大きいため、精密な光学レンズユニットが必要な場合は、組み込み時に画像処理によるＸＹ位置制御や、調芯接合などの精密な位置合わせ調整を行わなければならない。従ってレンズユニットとして考えると、高コストな調整工程が必要となり、提供されるレンズは高価になってしまう。

さらに、数インチサイズの大きな平行平板上に一括して樹脂レンズを形成するので、レンズ形成時の樹脂硬化収縮により、ガラスウェハーが反る場合や割れる場合がある。よって反りや割れを規制するためには、ガラスウェハーを厚くする必要がある。このためレンズ設計に制約が発生し、設計性能が劣ることがある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、レンズの同軸が高精度に制御でき、かつ組み立て時の組み込み精度に優れ、レンズ設計制約が少ないハイブリッドレンズを安価に製造することを目的としている。

以上の問題を解決するため本発明では、（a）貫通穴１３を有するガイド部品１と光学ガラスで形成されたガラス平行平板Ｇを用意して、（ｂ）ガイド部品１の少なくとも一方の面に、ガイド部品１の内側に収まるようにガラス平行平板Ｇを固定した後、（３）ガラス平行平板Ｇの少なくとも一方の面に、エネルギー硬化型樹脂を塗布・硬化させて樹脂レンズＬを形成する、ステップを含むことを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法を提供する。ハイブリッドレンズを製造する。

ガイド部品は金属切削やプラスチック射出成形、金属板のエッチング、プラスチック板や金属板の打ち抜き等の、安価で高精度な部品を大量に得られる工法で製造することができる。これらの手段における、外径精度は０．００１ｍｍから０．０１ｍｍ程度で制御が可能である。本発明では、これらの工法で製作した高精度なガイド部品を使用してハイブリッドレンズを製造することができる。

この様なガイド部品を用いて、本発明のような製造方法をとることで、ガイド部品１の外径をレンズの同軸基準として使用できるため、樹脂レンズＬの外形１２に対する同軸精度は平行平板ガラスＧの形状に依存せず、寸法誤差精度も０．０１ｍｍ程度まで抑えることができる。また、このハイブリッドレンズを鏡筒に組み込む場合も、ガイド部品１の外径が組込み時の同心基準として使用できるため、平行平板ガラスＧの形状に依存せず、０．０１ｍｍ程度の同心誤差にて高精度なレンズ組込みが可能となる。

また、ガイド部品１がレンズ外径以外にもレンズコバ部も兼ねることができるため、平行平板ガラスＧのサイズは、光学設計上必要な光線が通過可能なサイズであれば良い。従って、ガラスのサイズを小さくすることが可能であり、部材コストが低く抑えられる。また、個片ガラスを使用しているハイブリッドレンズは、ウェハースケールレンズよりは、ガラスの破損や反りの影響を受けづらく薄いガラスを使用できるが、本発明の製造方法を用いたハイブリッドレンズでは、上述したような理由でガラスのサイズをさらに小さくすることが可能なので、薄いガラスを使用しても、硬化型樹脂の収縮によるガラスの反りや破損を抑えることができる。

一般的に流通しているレンズユニットは、設計以外の光線を遮断する鏡筒と呼ばれる弾性部材で形成された部品の内部に１枚以上のレンズを固定して構成されている。複数枚のレンズで構成されるユニットでは、鏡筒以外にレンズ間隔を制御するためのスペーサーと呼ばれる弾性部材が使われることもある。レンズを鏡筒に固定する方法は、嵌合圧入や接着、溶着、熱カシメ、あるいはレンズ押さえと呼ばれる中心に穴の開いた弾性部材で蓋をする方法が挙げられる。この中で、最も精度が確保しやすいのは嵌合圧入であるが、レンズに嵌合応力がかかり、複屈折等が発生してレンズ性能が劣化することが多い。ここで、本発明で製造できるハイブリッドレンズのレンズコバ部はガイド部品が受け持つため、鏡筒組込み時に平行平板ガラスＧや樹脂レンズＬに、鏡筒への圧入後の応力がかかることが無いため、薄いガラスを使用してもガラス破損が発生しない。さらに、外径１２が鏡筒に圧入されるため、平行平板ガラスＧとエネルギー硬化型樹脂には、嵌合による応力がかからないので、ガラスと樹脂の双方に光学特性を悪化させる複屈折が発生することが無い。

また、本発明の製造方法では、平行平板ガラスＧの外形形状と外形寸法は、光学設計上必要な光線を通過させることができ、ガイド部品１の外径よりも小さければ良いので、ガラスダイシング後、通常は廃棄している切れ端ですら、所定のサイズを満たせばハイブリッドレンズ製造に利用することが可能である。また、ガラスエッジ部のカケについても所定サイズ内側に侵入するカケでなければ問題なくハイブリッドレンズ製造に使用することが可能である。さらに、ダイシング時に斜めに切断されていても、所定のサイズを満たせば全て使用可能である。したがって、中途半端な寸法や形状であるため廃棄されていたガラスでも使用可能なためガラスロスをほぼ考える必要がない。さらに、寸法公差が極端に緩くできるため、０．０５ｍｍ前後の寸法精度を達成できる高精度ダイシング設備を使用しなくても、安価な製造設備で高速な切断工程を経て製造されたガラス平行平板でも使用可能となり、安価にハイブリッドレンズを製造することが可能である。

ここで使用するエネルギー硬化型樹脂は、外部からエネルギーを受けることにより、架橋反応あるいは重合反応が進む材料のことを指す。外部エネルギーとしては、例えば、熱や紫外線、電子線などが挙げられる。この様なエネルギー硬化型樹脂としては、エネルギーのタイプによって、熱硬化型、紫外線硬化型、電子線硬化型などが挙げられ、材料系のタイプとしては、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系が一般的に知られている。この様に、エネルギー硬化型樹脂の種類は多岐に渡るが、光学的に充分透明であれば、本発明の樹脂レンズ材料として、使用可能である。ここでの透明との限定は、使用波長範囲で使用に耐えうる程度に、材料の光吸収及び散乱が少ないことを意味する。

また、前記ガイド部品１をレンズユニットとして、予め定められた波長での透過率が１％以下、かつ表面反射率が５％以下の遮光性をもつ弾性部材で形成することができる。

この様に遮光性を持つ部材を、ガイド部品１として利用することで、別途遮光部品の準備や墨塗りなどの遮光処理を利用する必要がなく、部品点数を削減することが可能になる。

この様な遮光部材の例としては、カーボンブラック等の顔料や染料が添加された熱可塑性樹脂やエネルギー硬化型樹脂が挙げられる。また、金属材料は光線をほとんど通すことは無いが、部材表面の反射が大きいため、艶消しの黒アルマイト処理や黒化処理を表面に施せば、表面反射を抑えることが可能である。

また、前記ガラス平行平板Ｇの少なくとも一方に、予め定められた波長における透過率が２０％以下となるように、コーティング処理を施しても良い。

この様にハイブリッドレンズに使用するガラス部材上にあらかじめコーティング処理を施すことで、特定の波長をカットするためのフィルター部品を別途準備する必要が無くなるため、部品点数の削減が可能となり、ハイブリッドレンズを低コストで提供することが可能となる。

ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサーは可視光領域以外にも感度を持つため、赤外光線がそのままイメージセンサーに入射すると、画質が劣化することが知られている。従って、不要な赤外光線をカットするために、レンズユニット内に赤外線カットフィルターが挿入される。本発明によると、ハイブリッドレンズに使用する平行平板ガラスＧのいずれかの面に、赤外光線をカットする膜を蒸着にて形成することが可能なので、別に赤外線カットフィルターを準備する必要は無い。また、赤外線を用いるアプリケーションでは、平行平板に不要な可視光線をカットする膜を蒸着した前記平行平板を用いてハイブリッドレンズを製造することも可能である。これらの蒸着プロセスは、ガラスを個片にカットする前の大判状態で蒸着を行い、その後にダイシングプロセス等でカットすれば高効率で低コストの蒸着膜付ガラス片が得られる。よって、フィルター部品が削減されるため、低コストでレンズユニットを提供することが可能である。

前記ガラス平行平板Ｇの少なくとも一方に、予め定められた波長における透過率が８０％以上となるように、反射防止処理を施しても良い。

透明な固体では、材料固有の屈折率によって空気と固体界面で反射がおきることが知られている。たとえば、屈折率が１．５のガラス部材では、垂直に入射する光線に対して、約４％の光が反射する。空気と固体の界面が多く存在するとき、界面の数だけ反射が起きて光量が減少する。さらに、撮像レンズユニットでは、反射光がイメージセンサーに入射した場合、画質を低下させるフレアやゴーストという不良が発生することが知られている。多重反射により集光しない光がイメージセンサーに入射した場合は、イメージセンサーのノイズが上がるため、画像のコントラストが低下する。これがフレアと呼ばれる不良である。また、反射光が集光して像を結ぶ場合は、明瞭な光の点や線が確認されることがある。これが、ゴーストと呼ばれる不良である。本発明では、ガラス平行平板Ｇに、予め定められた波長における透過率が８０％以上となるように、反射防止膜を形成することが容易であるため、この様なガラス表面反射に起因する問題を安価に解決することができる。

さらに、ハイブリッドレンズを作成する場合、ガラスと樹脂の屈折率差に比例して、反射率が上がる。反射率が上がった場合は、上述のようなフレアやゴースト不良が発生する。本発明によると、平行平板ガラスＧの表面に反射防止構造を設けることができるので、樹脂とガラスの屈折率に応じた反射防止膜を形成すれば、樹脂とガラスの屈折率差が大きくても反射光を抑えることが可能となる。これらの膜形成については、前述した赤外線カット膜で説明したとおり、大判ガラスで対応が可能なので、反射防止機能を持つハイブリッドレンズユニットが安価に提供できる。

前記樹脂レンズＬの曲面側は非球面形状であることが好適である。

少ないレンズ枚数でレンズ性能を向上させるためには、曲面を非球面とすることが非常に有効である。本発明は、樹脂レンズの形成に関して、従来のハイブリッドレンズ同様、樹脂層が空気と接する面を非球面とすることが可能である。レンズ枚数が削減されることにより、低コストにハイブリッドレンズユニットの提供が可能である。

さらに、ガラス平行平板Ｇとエネルギー硬化型樹脂の屈折率とアッベ数が以下の（１）から（２）式を満たすことが好適である。

ここで、Ｎｇは平行平板ガラス平行平板Ｇのｄ線屈折率、Ｎｒはエネルギー硬化型樹脂の使用波長でのｄ線屈折率、νｇは平行平板ガラスＧのｄ線基準のアッベ数、νｒはエネルギー硬化型樹脂のｄ線基準のアッベ数である。

上記の条件を満たす場合、ガラスと樹脂の界面に反射防止処理を施さなくても、フレアやゴーストを抑制することが可能となる。

以上の様に、本発明が提案する製造方法によれば、ガラスと樹脂を使用したハイブリッドレンズにおいて、平行平板ガラスの寸法や精度に依存せずに、高精度に同軸が制御され、組み込み精度に優れたハイブリッドレンズが安価に製造可能である。さらに、部品点数を削減可能な上、薄いガラスを使用できるため、設計制約が少なく、高品質で安価な精度の高いハイブリッドレンズユニットを提供することができる。

本発明に使用するガラス平行平板を示す斜視図である。 本発明に使用するガイド部品を示す斜視図である。 本発明で製造できるハイブリッドレンズユニット例の斜視図である。 本発明で製造できるハイブリッドレンズユニット例の断面図である。 上記レンズを製造するための、金型構造例の断面図である。 上記レンズを製造するための、金型構造例の型閉時断面図である。 本発明で製造できるハイブリッドレンズユニット例の断面図である。 上記レンズを製造するための、金型構造例の断面図である。 上記レンズを製造するための、金型構造例の型閉時断面図である。 本発明で製造できるハイブリッドレンズユニット例の断面図である。 本発明で製造できるハイブリッドレンズユニット例の断面図である。 本発明で製造できるハイブリッドレンズユニット例の断面図である。 設計光線と設計外光線、反射光線を説明するための断面図である。 ガラス平行平板への蒸着膜付与を説明するための断面図である。 ハイブリッドレンズの一実施例である設計データを示す表である。 ハイブリッドレンズの一実施例である設計データを示す表である。 図１４A、図１４Bの光学設計データでのレンズユニットの断面図である。 図１５AにおけるA部の拡大図である。 上記レンズユニットの縦球面収差図である。 上記レンズユニットの歪曲収差図である。

以下、図を参照して、本発明の実施の形態例について説明する。なお、各図は、本発明に係る一構成例を図示するものであり、本発明が理解できる程度に各構成要素の断面形状や配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、本発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の条件等を用いることがあるが、これら材料および条件は好適例の一つに過ぎず、従って、本発明は何らこれらに限定されるものではない。

図１A及び図１Bは本発明のハイブリッドレンズ製造法で使用される部材を示している。中心に貫通穴１３が開いたガイド部品１の外径１２は寸法誤差０．０１ｍｍに制御されている。光学ガラスで形成された平行平板ガラスＧの外形形状は、ガイド部品１の内側に収まり、かつ光学設計上必要な光線を通過させるような寸法であればよく、それ以外に外径形状の制約は無い。さらに、平行平板ガラスＧの外形寸法誤差精度は、上述の条件を満たす以外の制約は無い。

前記の部材を使用して製造された、ハイブリッドレンズの一例を図２と３に示す。ガイド部品１の一方の面に平行平板ガラスＧが、接着等の手段により固定され、ガラス平行平板Ｇの一方の面に、エネルギー硬化型樹脂で樹脂レンズＬが形成されている。ここでガラス固定に関しては、レンズ形成や組立、その後製品となった時の外部環境によりガイド部品１から脱落しない程度の強度があればよく、その工法はＵＶ接着剤や熱硬化接着剤を用いた接着や、レーザーや超音波を用いた溶着、熱カシメや圧入嵌合など、各種の手段が利用できる。

前記のようなハイブリッドレンズを製造するための一例を、図４と５に示す。図４は前記部材を用いたハイブリッドレンズの製造方法を示す断面図である。図４は図５の金型が閉じた場合の断面図である。図４と５の例では、ガイド部品１の一方の面にのみガラス平行平板Ｇ１がＵＶ接着によって固定され、固定されたガラス平行平板Ｇの一方の面のみに樹脂レンズＬが形成されている。このとき使用しているガラス平行平板Ｇ１の樹脂レンズが形成される面には、ガラスと樹脂の界面密着強度を向上させるために、シランカップリング処理が施されている。

ここで、ガラス平行平板Ｇについて、ガラス平行平板の数が増えた場合は、順にＧ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・のように加えた順番に英字の後に数字を付すこととする。また、樹脂レンズＬについても、樹脂レンズが増えた場合には、加えた順番にＬ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・のように加えた順番に英字の後に数字を付すこととする。

図４と５に示す通り、まずはガイド部品１の外径１２が保持金型２の第１内径２３に挿入される。球面あるいは非球面形状が形成された第１レンズ金型３のレンズ曲面部３４にＵＶ硬化型樹脂が滴下された後、外径３２が保持金型２の第１内径２３に挿入され、ＵＶ硬化型樹脂を押し広げながら平行平板ガラスＧ１に接触して停止する。その後、本実施例では保持金型２の第２内径２２を通してＵＶ光が照射され、ＵＶ硬化型樹脂が硬化し樹脂レンズＬ１がガラス平行平板Ｇ１の上に形成される。本例では、保持金型２の第１内径２３に対してガイド部品１の外径１２は０．０１ｍｍ以内の圧入嵌合となっている。クリアランスを設ける場合は、その分がレンズの同軸誤差に転換されるが、その誤差が許容できる場合はクリアランスを設けても良い。さらに、保持金型２の第１内径２３と第１レンズ金型３の外径３２はクリアランス０．００１ｍｍ設定で加工されている。金型加工では、この様な高精度な寸法誤差精度が設定可能である。本例では内径２３と外径３２はストレート形状をしているが、クリアランスを設けない場合は、それぞれの形状をテーパー形状としても良い。また、ボールリテーナーなどの補助ジグを用いることで、ストレート形状でもクリアランス設定が無いようにすることが可能である。

図６は、平行平板ガラスＧ１の両面に第１樹脂レンズＬ１と第２樹脂レンズＬ２を形成したときの断面図である。この時の製造法例を示す断面図が図７と図８となる。保持金型２の第１内径２３に平行平板ガラスＧ１が固定されたガイド部品１が挿入される。その後、第１レンズ金型３のレンズ曲面部３４とガイド部品１の貫通穴１３に熱硬化型樹脂を滴下する。この作業後、第１レンズ金型３の外径３２が保持金型２の第１内径２３に沿って挿入され、ガラス平行平板Ｇ１に突き当たって、第１レンズ金型３が停止する。次に、第２レンズ金型４の第２外径４５が保持金型２の第２内径２２に沿って挿入され、保持金型２の位置決め面２４に、第２レンズ金型４の位置決め段差面４２が突き当たって、熱硬化型樹脂を押し広げながら停止する。その後、金型が所定の温度まで加熱され、充填された熱硬化型樹脂が硬化する。本例では、熱硬化型樹脂を使用しているが、第１レンズ金型と第２レンズ金型を交互に挿入することで、ＵＶ光が通過可能なようにすれば、ＵＶ硬化型樹脂を使用することもできる。このとき、ガラス平行平板Ｇ１の両面には、樹脂とガラスの密着強度を強化するために、ガラス対して接着性が良く、樹脂に対して密着性が高いＵＶ接着剤が薄く塗られている。

また、図６、７、８で説明した例は、１枚の平行平板ガラスＧ１の両面に樹脂レンズＬ１を形成する方法だが、図９のような平行平板ガラスＧ１と平行平板ガラスＧ２を使用して、それぞれ一方の面に、同様の方法でレンズを形成することができる。さらに、図１０のように、平行平板ガラスＧ１の両面に第１樹脂レンズＬ１と第２樹脂レンズＬ２を形成した後、ガイド部品１にさらにもう１枚の平行平板ガラスＧ２を固定し、一方の面に第３樹脂レンズＬ３を形成することができる。この例の場合は、１つのガイド部品１の中に２枚のガラス平行平板と３つの樹脂レンズが存在することになる。

図１１は、１つのガイド部品１内に３枚のガラス平行平板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を固定し、ガラス平行平板上に第１樹脂レンズＬ１から第４樹脂レンズＬ４を形成した例である。前述した図１０の方法を繰り返すことで、１つのガイド部品１の中に、複数のガラス平行平板と樹脂レンズを精度良く形成することが可能である。また、この様な構成を取ることで、レンズ組立工程を削減できる上に、組立工程での製造誤差を排除することが可能になる。この様に構成することで、１つのガイド部品１内に適切にガラス平行平板を設置し、多数の樹脂レンズＬを形成し、組立工程を経ずに高精度な複数枚ハイブリッドレンズユニットを安価に製造することができる。

ここで、ガイド部品１に遮光性に優れ、反射防止が考慮された材料を使用した場合、このガイド部品１は鏡筒の機能を合わせ持つことが可能となる。図１２は、カメラモジュールの鏡筒部材に広く使用されている射出成形用樹脂である、耐熱ナイロンの黒色グレードを使用した場合の、レンズユニットの断面図である。図１２に示したとおり、設計上必要な光線以外が入射した場合や、レンズ表面での反射などによりガイド部品１に光線が入射した場合、光線は吸収あるいは散乱され、イメージセンサー等の検出器に入射することは無い。

図１３は、赤外線カットコーティング膜が蒸着されたガラス平行平板７の一方の面７１に樹脂レンズＬ１を形成したレンズユニットの断面図である。一般的なカメラモジュールでは、イメージセンサーに可視光以外の光線が入射すると、ノイズとなるため、イメージセンサーの直前に赤外線をカットする処理が施されたフィルター部品を挿入することが多い。図１３では、ガラス平行７の一方の面７１で赤外線をカットできるため、赤外線カットフィルターが不要になり、部品コストが低減でき、さらに組立工程も削減できる。本例では赤外線を反射する蒸着膜を例としており、ガラス面上に処理できる膜や構造であれば、その手段や構造には限定されない。

樹脂レンズＬの曲面を、非球面とすると少ないレンズ枚数で効率良く収差を補正することが可能となる。図１４A及び図１４Bは、本発明の構造で平行平板ガラスＧ１の第１樹脂レンズＬ１と第２樹脂レンズＬ２を非球面とした場合の設計データである。
焦点距離ｆ＝1.062mm レンズ全長TL＝1.525mm
バックフォーカス bf＝0.72 センサー対角長IH＝1.4mm
図１５Aは図１４A、図１４Bの光学設計データでのレンズユニットの断面図、図１５Bは図１５AにおけるA部の拡大図である。入射瞳を確定する開口絞り面Ｓ１は第１樹脂レンズＬの前におかれている。開口絞りＳ１の中心を通り、焦点面Ｓ８の中心を通る直線を光軸とし、開口絞り面Ｓ１から焦点面Ｓ８に向かって正の符号となるように符合が取られている。本例では、ガラス平行平板Ｇ１の両面にレンズを形成しているが、接合されている樹脂とガラス平面については、便宜上別の面として扱う。つまり、本例では、樹脂平凸レンズＬ１の平面をＳ３として扱い、平行平板ガラスＧ１の平面はＳ４として扱う。また、平面は曲率半径∞として表現している。曲率半径の符号は、光軸の方向に対して凸面となった場合はプラス、凹面となった場合はマイナスで表記している。また面間隔は、面と面の間の距離を意味し、屈折率とアッベ数はｄ線基準の数値を使用している。焦点面は、レンズを通した光線が集光する点であり、通常はこの位置にイメージセンサー等の検出装置が設置される。検出装置は平面であることが多いので、本例では曲率半径∞として記載してある。焦点距離ｆはｄ線での計算値を適用しており、レンズ全長ＴＬは第１樹脂レンズＬ１のＳ２面から焦点面Ｓ８までの光軸に沿って計算された距離、バックフォーカスｂｆは第２樹脂レンズＬ２のＳ７面から焦点面Ｓ８までの光軸に沿って計算された距離である。

この発明で使用される非球面は、次の式で与えられる。

本明細書中の図１４A、１４Bにおいて、非球面係数を示す数値は指数表示であり、例えば、「ｅ−１」は、「１０の−１乗」を意味する。

図１６は図１４A、図１４Bで示したレンズユニットの球面収差図、図１７は歪曲収差図である。図１６と１７から、球面収差は０．１ｍｍ以内であり、歪曲収差も２％以内に収まっており、良好な光学特性が得られていることがわかる。

また、図１４A、図１４Bでは平行平板ガラスＧ１とエネルギー硬化型樹脂の屈折率とアッベ数を条件（１）と（２）を満たすように設定している。この様に設定することで、ガラスと樹脂の界面における反射を抑制することが可能となる。

以上のように、本発明にて提示した構造と製造方法を用いると、ガラスと樹脂によるハイブリッド構造をもつレンズユニットにおいて、寸法誤差精度と組込み性に優れたハイブリッドレンズユニットを、安価に製造することが可能となる。

１ ガイド部品部材
１２ ガイド部品部材の外径
１３ ガイド部品の貫通穴
１４ ガイド部品の底面
２ 保持金型
２２ 保持金型の第２内径
２３ 保持金型の第１内径
２４ 保持金型の位置決め面
３ 第１レンズ金型
３２ 第１レンズ金型の外径
３４ 第１レンズ金型のレンズ曲面
４ 第２レンズ金型
４２ 第２レンズ金型の位置決め段差面
４５ 第２レンズ金型の第２外径
７ 赤外線カット蒸着膜つきガラス平行平板
７１ 赤外線カット蒸着膜
Ｇ ガラス平行平板
Ｇ１ 第１ガラス平行平板
Ｇ２ 第２ガラス平行平板
Ｇ３ 第３ガラス平行平板
Ｌ 樹脂レンズ
Ｌ１ 第１樹脂レンズ
Ｌ２ 第２樹脂レンズ
Ｌ３ 第３樹脂レンズ
Ｌ４ 第４樹脂レンズ
Ｓ１ 開口絞り面
Ｓ２ 第1樹脂レンズ非球面
Ｓ３ 第1樹脂レンズ平面
Ｓ４ 第1ガラス平行平板物体側面
Ｓ５ 第1ガラス平行平板像側面
Ｓ６ 第2樹脂レンズ平面
Ｓ７ 第2樹脂レンズ非球面
Ｓ８ 焦点面

Claims (6)

1. ハイブリッドレンズの製造方法であって、以下の（ａ）〜（ｃ）のステップを含むことを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
   （ａ）貫通穴１３を有するガイド部品１と光学ガラスで形成されたガラス平行平板Ｇを用意するステップ、
   （ｂ）前記ガイド部品１の少なくとも一方の面に、前記ガイド部品１の内側に収まるように前記ガラス平行平板Ｇを固定するステップ、
   （ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、前記ガラス平行平板Ｇの少なくとも一方の面に、エネルギー硬化型樹脂を塗布し、硬化させることによって、樹脂レンズＬを形成するステップ、
2. 前記ガイド部品１が、予め定められた波長での透過率が１％以下、かつ表面反射率が５％以下の遮光性をもつ弾性部材で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドレンズの製造方法。
3. 前記ガラス平行平板Ｇの少なくとも一方の面に、予め定められた波長における透過率が２０％以下となるように、コーティング処理を施すことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッドレンズの製造方法。
4. 前記ガラス平行平板Ｇの少なくとも一方の面に、予め定められた波長における透過率が８０％以上となるように、反射防止処理を施すことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッドレンズの製造方法。
5. 前記エネルギー硬化型樹脂で形成される樹脂レンズＬの曲面が非球面形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッドレンズ製造方法。
6. 前記ガラス平行平板Ｇとエネルギー硬化型樹脂の屈折率とアッベ数が以下の（１）から（２）式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッドレンズの製造方法。
   

   

   ここで、Ｎｇはガラス平行平板Ｇの予め定められた波長でのｄ線屈折率、Ｎｒはエネルギー硬化型樹脂のｄ線屈折率、νｇは平行平板ガラスＧのｄ線基準のアッベ数、νｒはエネルギー硬化型樹脂のｄ線基準のアッベ数である。

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