WO2008072633A1 - レンズおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2008072633A1
WO2008072633A1 PCT/JP2007/073874 JP2007073874W WO2008072633A1 WO 2008072633 A1 WO2008072633 A1 WO 2008072633A1 JP 2007073874 W JP2007073874 W JP 2007073874W WO 2008072633 A1 WO2008072633 A1 WO 2008072633A1
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lens
region
coat layer
groove
lens portion
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PCT/JP2007/073874
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Norihisa Takahara
Takashi Ohta
Yuka Okada
Akiko Murata
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Panasonic Corporation
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    • G02OPTICS
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    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
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    • B29C41/045Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould by rotating a mould around its axis of symmetry the axis being placed vertically, e.g. spin casting
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    • B29D11/00865Applying coatings; tinting; colouring
    • B29D11/00894Applying coatings; tinting; colouring colouring or tinting
    • B29D11/00903Applying coatings; tinting; colouring colouring or tinting on the surface
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses

Definitions

  • the present invention relates to a lens having a coat layer and a method for manufacturing the same.
  • a coating layer may be formed for various purposes.
  • the coating layer include an antireflection film for preventing light from reflecting on the lens surface, a hard coat protective film for preventing the lens surface from being damaged, and correcting chromatic aberration of the lens substrate.
  • a refractive index adjustment film for this purpose.
  • the thickness of the coating layer needs to be uniform.
  • a method of forming a coat layer having a uniform thickness it is possible to use mold forming. In mold molding, a lens base material is set in a mold, a coating layer material is poured between the lens base material and the mold, and the coating layer material is cured. Then the lens is removed from the mold. In this method, since the shape of the coat layer is defined by the mold, a coat layer having a uniform thickness can be formed.
  • mass production is performed by mold forming, a large number of expensive molds are required, resulting in high production costs.
  • the spin coating method is a method in which a material for a coating layer is dropped on a flat substrate, and then the material is applied to the substrate by rotating the substrate.
  • the shape of the lens needs to be a shape in which the material of the coat layer smoothly flows on the lens curved surface. Therefore, when the spin coat method is used, the shape of the outer edge portion of the lens curved surface must be different from the desired lens curved surface. As a result, there was a problem that the outer edge portion of the lens did not perform the lens function sufficiently.
  • an object of the present invention is to provide a lens having a coat layer with a uniform thickness and capable of being mounted accurately, and a method for manufacturing the same.
  • the lens of the present invention includes at least a convex lens portion.
  • the coat layer is formed on the lens portion.
  • the method of the present invention for manufacturing a lens is a method for manufacturing a lens including a convex lens portion and a coat layer formed on the lens portion, and (i) the lens portion A step of preparing a lens base material including at least one first region including: a second region surrounding the first region; and (i) a step of disposing a material of the coat layer on the lens portion. And a groove surrounding the first region is formed between the first region and the second region of the lens substrate.
  • a coat layer having a uniform thickness can be formed on the lens portion.
  • the shape of the outer edge portion of the lens does not need to be a shape in which the material of the coat layer smoothly flows on the lens surface. Therefore, according to the present invention, the entire lens portion can effectively function as a lens. Further, according to the present invention, it is possible to suppress the formation of the coat layer in the second region surrounding the lens portion. Therefore, it is possible to accurately incorporate the lens into the device using the second region as a reference surface.
  • FIG. 1A is a top view showing an example of a lens of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view thereof
  • FIG. 1C is a top view of the lens substrate used in the lens shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2A to FIG. 2C are process diagrams showing an example of a method for forming a coating layer by a spin coating method.
  • FIGS. 3A to 3D show an example of a method of forming a coat layer by a screen printing method. It is process drawing shown.
  • FIG. 4A to FIG. 4D are process diagrams showing an example of a method for forming a coat layer by a pad printing method.
  • FIG. 5A is a top view showing another example of the lens of the present invention
  • FIG. 5B is a cross-sectional view thereof
  • FIG. 5C is a top view of a lens substrate used in the lens shown in FIG. 5A.
  • FIG. 6A is a top view showing another example of the lens of the present invention
  • FIG. 6B is a sectional view thereof.
  • FIG. 7A is a top view showing a lens of Comparative Example 1, and FIG. 7B is a cross-sectional view thereof.
  • FIG. 8 is a diagram showing a method for measuring the thickness of a coat layer.
  • FIG. 9 is a graph showing the measurement results of the thickness of the coating layer for the lens of Example 1 and the lens of Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a graph showing the measurement results of the thickness of the coating layer for the lens of Example 2 and the lens of Comparative Example 2.
  • FIG. 11A is a top view showing a lens of Comparative Example 3, and FIG. 11B is a sectional view thereof.
  • FIG. 12 is a diagram showing a method for measuring the thickness of a coat layer.
  • FIG. 13 is a graph showing the measurement results of the coating layer thickness for the lens of Example 3 and the lens of Comparative Example 3.
  • FIG. 14 is a graph showing the measurement results of the thickness of the coating layer for the lens of Example 4 and the lens of Comparative Example 4.
  • FIG. 15 is a graph showing the measurement results of the thickness of the coating layer for the lens of Example 5.
  • FIG. 16 is a graph showing the measurement results of the coating layer thickness for the lens of Comparative Example 5.
  • FIG. 17A is a top view showing a lens substrate used in Example 6, and FIG. 17B is a cross-sectional view thereof.
  • FIG. 18 is a graph showing the measurement results of the thickness of the coating layer for the lens of Example 6.
  • FIG. 19 is a graph showing the measurement results of the coating layer thickness for the lens of Comparative Example 6.
  • FIG. 20 is a graph showing the measurement results of the thickness of the coating layer for the lens of Example 7 and the lens of Comparative Example 7.
  • FIG. 21 is a graph showing the measurement results of the coating layer thickness for the lens of Example 8 and the lens of Comparative Example 8.
  • the lens of the present invention includes at least one first region including a convex lens portion and a second region surrounding the first region.
  • a groove surrounding the first region is formed between the first region and the second region.
  • a coat layer is formed on the lens portion.
  • the member including the first and second regions may be referred to as a “lens substrate”.
  • the lens base material can be made of glass or transparent synthetic resin.
  • Each first region includes a convex lens portion.
  • the diameter of the lens portion may be in the range of lmm to 10mm.
  • the shape of the lens is determined according to the application.
  • the shape of the lens part may be a spherical shape or an aspherical shape.
  • the lens unit may be a diffractive lens.
  • a typical diffraction lens has a shape in which a plurality of cylinders having different diameters are stacked so that the diameter decreases toward the top. Such a shape is called a brazed grating.
  • a coat layer is formed on the surface of the lens portion.
  • the type of coat layer to be formed is selected according to the application.
  • Coating layer is antireflection film, hard coat protective film, refractive index
  • An adjustment film may be used.
  • the antireflection film prevents light from being reflected from the lens surface.
  • the hard coat protective film prevents the lens surface from being damaged.
  • the refractive index adjustment film corrects chromatic aberration.
  • the coat layer may be composed of a single layer or may be composed of a plurality of layers.
  • the material of the coating layer is selected in consideration of the application and forming method of the coating layer.
  • the material of the coat layer is, for example, a transparent synthetic resin.
  • the material of the coat layer may contain an inorganic filler for adjusting optical properties.
  • the groove is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the lens portion.
  • the groove may not be a complete ring.
  • the groove may be an annular groove divided at some places.
  • a coat layer is formed on at least a part of the first region and the groove, and no coat layer is formed on the second region. According to this configuration, it is possible to accurately incorporate the lens into the apparatus using the second region as a reference plane.
  • the second area may be flat or may have other shapes for easy positioning! /.
  • the entire first region may be a lens portion.
  • a groove surrounding the first region may be adjacent to the lens unit. According to this configuration, the uniformity of the thickness of the coat layer in the outer edge portion of the lens portion can be particularly improved.
  • the lens of the present invention may include a plurality of first regions. That is, the lens of the present invention may include a plurality of convex lens portions.
  • the method of the present invention for producing a lens is a method for producing a lens comprising a convex lens part and a coat layer formed on the lens part. According to this method, the lens of the present invention can be manufactured. In addition, since it can apply to the manufacturing method of this invention about the matter demonstrated regarding the lens of this invention, the overlapping description may be abbreviate
  • the production method of the present invention includes the following steps (i) and (ii).
  • a lens base material including at least one first region including the lens portion and a second region surrounding the first region is prepared. Between the first area and the second area of the lens substrate Has a groove surrounding the first region. Since the lens substrate has been described in the first embodiment, a duplicate description is omitted. There is no limitation in the formation method of a lens base material.
  • the lens substrate can be formed by a known method such as a casting method, a press molding method, or an injection molding method.
  • the material of the coat layer is disposed in the lens portion.
  • the material of the coat layer may be applied to the entire surface of the lens portion.
  • the coating layer material may be applied to a part of the lens part (for example, the top part) and then moved downward on the surface of the lens part, and as a result, applied to the entire surface of the lens part. . Excess material is accumulated in the groove. As a result, the formation of a coat layer in the second region is suppressed.
  • the material of the coat layer is disposed in the first region.
  • a coat layer is formed on the first region in the step (ii). The material applied to the lens is cured as necessary. As a result, a coat layer is formed on the surface of the lens portion.
  • the material of the coat layer is selected according to the coat layer to be formed. Depending on the coating method of the coating layer material, the coating layer material may be diluted with a solvent.
  • the method for curing the material of the coat layer is selected according to the material of the coat layer. For example, when an ultraviolet ray curable resin is used, curing is performed by ultraviolet ray irradiation (UV irradiation). In addition, the curing may be avoided by performing a heat treatment after removing the solvent contained in the material of the coat layer.
  • UV irradiation ultraviolet ray irradiation
  • a coat layer is formed in at least a part of the first region and the groove, and no coat layer is formed in the second region. Since the coat layer is not formed in the second region, the second region can be used as a reference plane. In a typical example, the coat layer is formed on the entire surface of the lens portion and at least a part of the groove, and is not formed in the second region.
  • the material of the coating layer may be disposed on the lens portion by a spin coating method.
  • the coating layer material may be disposed on the lens portion by screen printing.
  • the material of the coat layer may be disposed on the lens portion by a pad printing method.
  • FIG. 1A A top view of the lens of Embodiment 1 is shown in FIG. 1A, and a cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1A is shown in FIG. 1B.
  • a lens 100 shown in FIGS. 1A and 1B includes a lens substrate 10 and a coat layer 14 formed on the lens substrate 10.
  • a top view of the lens substrate 10 is shown in FIG. 1C.
  • the lens substrate 10 includes a first region 11 including a convex lens portion 11a and a second region 12 surrounding the first region 11.
  • the entire first region 11 is the lens portion 11a.
  • the lens unit 11a is a lens having a circular bottom surface.
  • the surface shape of the lens portion 11a may be a spherical surface or an aspherical surface.
  • a groove 13 is formed between the first region 11 and the second region 12.
  • the groove 13 is formed in an annular shape so as to surround the lens portion 11a.
  • the center of the planar shape of the groove 13 coincides with the center of the planar shape of the lens portion 11a.
  • the coat layer 14 is formed on the entire surface of the lens portion 11a (first region 11) and part of the groove 13. The coat layer 14 is not formed on the second region 12.
  • the groove 13 is formed so as to be adjacent to the outer edge of the lens portion 11a. According to this configuration, when forming the coat layer 14, it is possible to store excess material present in the outer edge portion of the lens portion 11 a in the groove 13. For this reason, the force S can be used to particularly increase the thickness uniformity of the coating layer 14.
  • the lens substrate 10 is formed.
  • the lens substrate 10 can be formed by a casting method, a molding method such as press molding or injection molding method, a cutting method, or a combination thereof.
  • the groove 13 may be formed by a technique such as cutting after the first region 11 and the second region 12 are formed.
  • the groove 13 may be formed by integral molding when the first region 11 and the second region 12 are formed.
  • a coat layer 14 is formed on the surface of the lens portion 11a.
  • a method for forming the coating layer 14 for example, a spin coating method, a screen printing method, and a pad printing method can be employed. These are low cost and excellent productivity methods.
  • the lens substrate 10 is placed on the rotary stage 25 and rotated. And while the glass substrate 10 is rotating, the material 14a of the coat layer 14 is dropped onto the center of the lens portion 11a. Note that the material 14a of the coat layer 14 may be dropped onto the center of the lens portion 1la in a state where the lens substrate 10 is fixed.
  • the lens substrate 10 is rotated at a high speed to spread the material 14a on the surface of the lens portion 11a as shown in FIG. 2B.
  • the surplus material 14 a is stored in the groove 13 and is not applied to the second region 12.
  • the coated layer 14 is formed by hardening the applied material 14a.
  • the viscosity of the material 14a is preferably 0.1 lPa ′s or less.
  • FIGS. An example of forming the coating layer 14 by screen printing is shown in FIGS.
  • a transmission part 31a corresponding to the lens part 11a is capable of transmitting the material 14a of the coat layer 14.
  • material 14a is arranged on the screen plate 31.
  • the material 14 a on the screen plate 31 is moved by the scraper 32.
  • the material 14a is pressed against the transmission part 31a by a squeegee 33.
  • a part of the material 14a passes through the transmission part 31a, and the material 14a is disposed on the lens part 11a as shown in FIG. 3D.
  • the coating material 14 is formed by curing the applied material 14a.
  • Screen printing is generally used when a paint is applied to a planar member.
  • a flexible resin screen plate, the lens unit 11a, etc. It is possible to apply paint to a curved surface.
  • the material 14a can be disposed almost only on the lens portion 11a by using an appropriate screen plate. Therefore, by using the screen printing method, the amount of the material 14a adhering to the region other than the lens portion 11a can be reduced.
  • the transmitting portion 31a In order to cover the entire lens portion 11a with the coating layer 14, the transmitting portion 31a needs to be slightly larger than the lens portion 11a.
  • a liquid pool phenomenon occurs at the outer edge portion of the lens portion 11a.
  • the method of the present invention since the grooves 13 are formed around the lens portion 11a, such a liquid pool phenomenon can be suppressed.
  • the presence of 13 makes it easier for the screen plate 31 to adhere to the outer edge portion of the lens portion 11a. Therefore, it is possible to particularly improve the uniformity of the thickness of the coat layer 14.
  • the viscosity of the material 14a is preferably in the range of 0.1 lPa's to lOOPa's.
  • the node printing method since printing is performed using a flexible member (for example, a silicon pad), it is possible to perform good printing on a curved surface or a surface having unevenness. Further, by selecting an appropriate printing plate and an appropriate pad, it is possible to apply the material 14a only to a predetermined portion. However, in order to apply the material 14a to the entire lens unit 11a, the pattern is slightly larger. It is necessary to print using a single-pressed printing plate 41. Therefore, even in the node printing method, when there is no groove 13, a liquid pool phenomenon occurs at the outer edge portion of the lens portion 11a. On the other hand, in the method of the present invention, since the groove 13 is formed around the lens portion 11a, such a liquid pool phenomenon can be suppressed. In addition, the groove 13 can suppress the formation of a coat layer in the second region 12. Therefore, the second region 12 can be used as a reference plane.
  • a flexible member for example, a silicon pad
  • the material 14a is arranged by the node printing method, since the groove 13 exists in the outer edge portion of the lens portion 1la, the pad is easily adhered to the outer edge portion of the lens portion 11a. Therefore, the thickness uniformity of the coat layer 14 can be particularly improved.
  • the material 14a When the material 14a is disposed on the lens portion 11a by the node printing method, the material 14a needs to move from the printing plate to the pad, and then from the pad onto the lens portion 11a. Further, after the material 14a is disposed on the lens portion 11a, the thickness of the material 14a needs to be made uniform on the surface of the lens portion 1la. Therefore, the viscosity of the material 14a is preferably in the range of 0.1 lPa-s to 100 Pa-s.
  • the extra material 14a can be stored in the groove 13. Therefore, in the method of the present invention, the outer edge portion of the lens portion 11a does not need to have a shape different from the shape desirable for the lens. Therefore, it is possible to make the entire lens unit 11a function effectively as a lens.
  • the coating layer 14 having a small thickness variation can be formed on the entire lens portion 11a. As a result, a lens having excellent optical characteristics, for example, a lens with small optical aberration can be obtained.
  • the lens 100 can be accurately mounted on the device using the second region 12 as a reference surface.
  • FIG. 5A shows a top view of the lens of Embodiment 2
  • FIG. 5B shows a cross-sectional view taken along spring VB-VB in FIG. 5A
  • a lens 100a shown in FIGS. 5A and 5B includes a lens substrate 20 and a coat layer 14 formed on the lens substrate 20.
  • a top view of the lens substrate 20 is shown in FIG. 5C.
  • the lens substrate 20 includes a first region 11 including a convex lens portion 21a and a second region 12 surrounding the first region 11.
  • the entire first region 11 is the lens portion 21. It is a.
  • the lens unit 21a is a diffractive lens.
  • the lens portion 21a is formed by providing a step called a blaze on a lens convex surface based on a specific spherical coefficient or aspheric coefficient.
  • the lens portion 21a having such a shape is a diffractive lens using a diffraction phenomenon.
  • a groove 13 is formed between the first region 11 and the second region 12.
  • the groove 13 is formed in an annular shape so as to surround the lens portion 21a.
  • the center of the planar shape of the groove 13 coincides with the center of the planar shape of the lens portion 21a.
  • the coat layer 14 is formed on the entire surface of the lens portion 21a (first region 11) and part of the groove 13. The coat layer 14 is not formed on the second region 12.
  • the groove 13 is formed so as to be adjacent to the outer edge of the lens portion 21a. According to this configuration, when forming the coat layer 14, it is possible to store excess material present in the outer edge portion of the lens portion 21 a in the groove 13. Therefore, it is possible to particularly increase the thickness uniformity of the coat layer 14. In addition, the coat layer 14 having a small thickness variation can be formed on the entire surface of the lens portion 21a. As a result, a lens having excellent optical characteristics, for example, a lens with small optical aberration can be obtained. Further, the groove 13 can suppress the formation of the coat layer 14 in the second region 12. Therefore, it is possible to accurately mount the lens 100a on the device using the second region 12 as a reference plane.
  • the lens portion 21a which is a diffractive lens. Therefore, when the coating layer 14 is formed by the spin coating method, the material 14a of the coating layer 14 disposed on the top of the lens portion 21a tends not to flow downward. In this case, the material 14a diluted with a solvent to reduce the viscosity may be used. However, in order to form the coat layer 14 having a predetermined thickness, it is necessary to apply a large amount of the material 14a. In the absence of the groove 13, the material 14a spreads over the second region 12 and cannot be used as a reference surface for mounting. On the other hand, according to the present invention, the formation of the coat layer 14 in the second region 12 can be suppressed by the groove 13. Therefore, the present invention is particularly effective when the lens portion is a diffractive lens. Similarly, the present invention is also effective when a coat layer is formed on the surface of a diffractive lens using a screen printing method or a pad printing method.
  • the coating layer of the diffractive lens there is a refractive index adjusting film for correcting chromatic aberration of the camera. It ’s known! By forming a coating layer having a refractive index dispersion on the diffractive lens that cancels the wavelength dispersion of the refractive index of the lens base material, a high diffraction efficiency can be obtained over a wide band. Therefore, chromatic aberration can be reduced by incorporating a diffractive lens having a refractive index adjusting film in the camera module.
  • the blaze step d where the first-order diffraction efficiency at the wavelength of the lens with the coating layer is 100%, is a female equation, where n is the refractive index of the diffraction lens and n is the refractive index of the coating layer 1] Given in.
  • the refractive index adjusting film (coat layer) is formed on the diffractive lens by the method of the present invention, chromatic aberration can be reduced and optical aberration caused by variation in the thickness of the coat layer can also be reduced.
  • FIG. 6A A top view of the lens of Embodiment 3 is shown in FIG. 6A, and a cross-sectional view taken along spring VIB-VIB in FIG. 6A is shown in FIG. 6B.
  • a lens 100b shown in FIGS. 6A and 6B includes a lens base 30 and a coat layer 14 formed on the lens base 30.
  • the lens substrate 30 includes two first regions 11 including the convex lens portion 11a and a second region 12 surrounding the first region 11.
  • the entire first region 11 is the lens portion 11a.
  • a groove 13 is formed between the first region 11 and the second region 12.
  • the coat layer 14 is formed on the entire surface of the lens portion 11a (first region 11) and part of the groove 13. The coat layer 14 is not formed on the second region 12.
  • the lens 100b includes two lens portions 11a formed on the same surface of one lens substrate 30.
  • the lens 100b can function as a compound eye lens.
  • the distance to the subject can be measured.
  • the accuracy of the reference surface is low, an inclination occurs between the compound eye lens and the imaging surface. This slope is not accurate for distance measurement. Become a factor.
  • the first region 11 and the groove 13 each have the same configuration as that of the lens 100 of the first embodiment. Therefore, in the lens 100b, as in the lens 100, the entire lens unit 11a can be used efficiently. In addition, since the coat layer 14 is not formed in the second region 12, the second region 12 can be used as a reference surface when the lens 100b is incorporated in the camera module.
  • the coating layer 14 is formed on the lens portion 11a by the spin coating method, the material 14a of the coating layer 14 is spread to the second region 12 without the grooves 13. As a result, the material 14a dropped on each lens portion 11a interferes. As a result, it becomes difficult to form the coating layer 14 having a small thickness variation on each lens portion 11a.
  • the groove 13 is formed in the lens 100b of the third embodiment, it is possible to suppress the interference of the material 14a dropped on each lens portion 11a. As a result, it is possible to form the coat layer 14 having a small thickness variation in all the lens portions 11a.
  • the second region 12 can be used as a reference surface when the lens 100b is incorporated into the camera module. Therefore, when the lens 100b is used for distance measurement, the distance can be measured accurately.
  • the coating layer 14 is usually formed by the following method. First, the material 14a of the coating layer 14 is dropped on the first lens portion 11a, and the material 14a is applied onto the first lens portion 11a by rotating the lens base 30 around the first lens portion 11a. . Next, the material 14a is dropped onto the second lens portion 11a, and the material 14a is applied onto the second lens portion 11a by rotating the lens substrate 30 around the second lens portion 11a. Similarly, when three or more lens parts are formed on one lens substrate, the spin coat method is performed for each lens part. By such a method, the coating layer 14 having a small thickness variation can be formed on each lens portion 11a.
  • the present invention is particularly effective when a coating layer is formed on each lens portion of a compound eye lens.
  • the screen printing method or the pad printing method is used as in the first embodiment. It may be used to form a coat layer.
  • the present invention is also effective when a screen printing method or a pad printing method is used.
  • the grooves 13 are formed around all the lens portions 11a has been described. However, when the lens portions that do not require the coat layer are included in the plurality of lens portions, the grooves 13 may not be formed around the lens portions.
  • Embodiment 3 the force described in the case where the lens portion 11a has an aspherical shape can be obtained even if the shape is a spherical shape or a diffractive lens.
  • the groove 13 is formed in an annular shape so as to surround the entire outer edge portion of the lens portion 11a (first region 11).
  • the groove 13 does not necessarily have to be completely annular. Even if there is a part that is not connected to a part, the effect of the present invention can be obtained if the width of the cut part is narrow.
  • the cross section of the groove 13 may not be rectangular, for example, may be U-shaped or V-shaped.
  • the first region 11 may include a portion that is disposed around the lens portion 11a and does not function as a lens.
  • the lens portion is formed only on one side of the lens substrate.
  • the effect of the present invention can be obtained.
  • the lens substrate made of synthetic resin was formed by injection molding.
  • the lens base material which consists of glass was formed by press molding.
  • Example 1 an example in which the lens 100 shown in FIGS. 1A and 1B is manufactured will be described.
  • a lens substrate 10 made of polycarbonate (Teijin Chemicals: AD-5503) was used.
  • the planar shape of the lens substrate 10 was 4 mm square.
  • the lens portion 1 la (first region 11) was disposed at the center of the lens substrate 10.
  • the diameter of the lens part 11a was 1.2 mm, and the thickness from the bottom surface of the lens substrate 10 to the top part of the lens part 11a was 0.8 mm.
  • the thickness of the second region was 0.6 mm.
  • the width of the groove 13 was 0.2 mm, and the depth of the groove 13 was 0.2 mm.
  • a material 14a for the coating layer 14 is prepared by combining a photopolymerization initiator with an acrylic oligomer (Nippon Synthetic Chemicals: UV-7000B) and diluting them with propylene glycol monomethyl ether. did.
  • the viscosity of the material 14a was 0.1 lPa's.
  • the lens substrate 10 was set in the spin coat apparatus so that the center of the lens portion 11a coincided with the rotation center in the spin coat. And the material 14a was dripped at the top part of the lens part 11a, and the spin coat process for 10 second was performed at 2000 rpm. Next, the solvent in the material 14a was volatilized by performing a vacuum treatment at room temperature for 10 minutes. Next, the material 14a was cured by UV irradiation. In this way, a lens 100 shown in FIGS. 1A and 1B was obtained.
  • a lens similar to the lens 100 was manufactured as the lens 1 of Comparative Example 1 except that the groove 13 was not formed.
  • the lens 1 produced in Comparative Example 1 is shown in the top view of FIG. 7A and the cross-sectional view of FIG. 7B.
  • the lens substrate la of the lens 1 has the same structure as the lens substrate 10 of Example 1 except that there is no groove 13.
  • a coating layer 14 was formed on the lens portion 11a of the lens substrate la by the same material and method as in Example 1.
  • the thickness of the coating layer in the lens portion was It was measured.
  • the thickness of the coat layer was measured using a laser reflection type shape measuring device. Specifically, the shape before and after the formation of the coat layer was measured in an arbitrary cross section. From this measured value, as shown in FIG. 8, the thickness of the coat layer 14 (t, t, t, etc. in FIG. 8) at a position where the distance from the center of the lens is different was obtained. As shown in Fig. 8, the optical axis of the lens is flat.
  • the thickness in the running direction was taken as the thickness of the coat layer.
  • Figure 9 shows the measurement results.
  • the thickness of the coat layer 14 tended to monotonously increase as the distance from the center of the lens portion 11a increased.
  • the rate of increase tends to increase at the outer edge of the lens portion 11a (the distance from the center of the lens portion 11a is around ⁇ 0.6 mm).
  • the thickness of the coat layer 14 hardly changed even in the portion away from the center of the lens portion 11a, and was almost uniform over the entire area of the lens portion 11a. . That is, in the lens 100, the surface shape of the coating layer 14 substantially coincided with the aspherical shape of the lens portion 11a.
  • Example 2 another example of manufacturing the lens 100 shown in FIGS. 1A and 1B will be described.
  • a lens substrate 10 made of optical glass (Sumita Optical Glass Co., Ltd .: K LaKnl4) was used.
  • a coating layer 14 was formed on the lens base material 10 using the same material and method as in Example 1 to obtain a lens 100.
  • a lens similar to the lens of Example 2 was produced as the lens of Comparative Example 2 except that the groove 13 was not formed.
  • the thickness of the coat layer was measured. Measurement The result is shown in FIG.
  • the thickness of the coat layer was determined in the same manner as in Example 1.
  • the thickness of the coat layer tended to increase monotonically as the distance from the center of the lens portion 11a was increased.
  • the thickness of the coat layer hardly changed even in the part away from the center of the lens part 11a, and was almost uniform over the entire area of the lens part 11a.
  • Example 3 an example in which the lens 100a shown in FIGS. 5A and 5B is manufactured will be described.
  • the planar shape of the lens substrate 20 was 4 mm square.
  • the lens portion 21 a (first region 11) is disposed at the center of the lens base material 20.
  • the diameter of the lens portion 21a was 1.2 mm, and the thickness from the bottom surface of the lens substrate 20 to the top portion of the lens portion 21a was 0.8 mm.
  • the thickness of the second region 12 was 0.6 mm.
  • the blaze difference was 15.5 111. ? ⁇
  • the width of 13 is 0.2 mm.
  • the depth of ⁇ 13 was 0.2 mm.
  • a diffractive lens with small chromatic aberration can be realized by appropriately designing the combination of the lens base material and the coating layer material and the level difference of the blaze. Furthermore, the lens function can be improved by matching the surface shape of the coat layer with the shape of the surface connecting the lower surfaces of the steps of the diffractive lens.
  • Comparative Example 3 a lens 3 shown in the top view of FIG. 11A and the cross-sectional view of FIG. 11B was produced.
  • the lens substrate 3a was used.
  • the lens base material 3a is the same as the lens base material 20 of Example 3 except that the groove 13 is not provided.
  • a coating layer 14 was formed on the lens base material 3a, and a lens 3 of Comparative Example 3 was obtained.
  • the thickness of the coat layer 14 in the lens portion was measured. Specifically, first, the surface shape before and after forming the coat layer in an arbitrary cross section was measured using a laser reflection type shape measuring device. Then, an aspherical curve 121 (dotted line in FIG. 12) connecting the lower surfaces of the blaze steps was obtained from the measurement before forming the coat layer. Then, as shown in FIG. 12, the distance from the aspherical curve 121 to the surface of the coat layer 14 was obtained and used as the thickness of the coat layer 14. Figure 13 shows the measurement results.
  • the thickness of the coat layer tended to monotonously increase as the distance from the center of the lens portion increased.
  • the rate of increase tended to increase at the outer edge of the lens part (distance from the center of the lens part: around ⁇ 0.6 mm).
  • the thickness of the coat layer hardly changed even when it was away from the center of the lens part, and was almost uniform over the entire area of the lens part.
  • the surface shape of the coat layer of Example 3 substantially coincided with the aspheric shape connecting the lower surfaces of the blaze steps of the diffractive lens.
  • Example 4 another example in which the lens 100a shown in FIGS. 5A and 5B is manufactured will be described.
  • a lens substrate 20 made of optical glass (Sumita Optical Glass Co., Ltd .: K—LaKnl4, d-line refractive index 1.74, Abbe number 53) was used.
  • the planar shape of the lens substrate 20 was 4 mm square.
  • the diameter of the lens portion 21a was 1.2 mm, and the thickness from the bottom surface of the lens base material to the top of the lens portion 21a was 0.8 mm.
  • the thickness of the second region 12 was 0.6 mm.
  • the blaze step was 4.7 m.
  • the width of groove 13 is 0.2 mm.
  • the depth of ⁇ 13 was 0.2 mm.
  • Comparative Example 4 a lens was produced using the same material and method as the lens 100a of Example 4 except that the lens substrate did not have the groove 13.
  • the thickness of the coat layer tended to increase monotonically as the distance from the center of the lens portion increased.
  • the thickness of the coat layer hardly changed even when it was away from the center of the lens part, and was almost uniform over the entire area of the lens part.
  • the surface shape of the coat layer almost coincided with the aspheric shape connecting the lower surfaces of the blazed steps of the diffractive lens.
  • Example 5 an example in which the lens 100b shown in FIGS. 6A and 6B is manufactured will be described.
  • a lens substrate 30 made of polycarbonate (Teijin Chemicals: AD-5503) was used.
  • the planar shape of the lens substrate 30 was 5 mm square.
  • the lens portion 1 la (first region 11) was disposed near the center of the lens substrate 30.
  • the diameter of the lens part 11a was 1.2 mm.
  • the thickness from the bottom surface of the lens base 30 to the top of the lens portion 11a was set to 0.8 mm.
  • the thickness of the second region 12 was 0.6 mm.
  • the width of groove 13 is 0.2 mm.
  • the depth of ⁇ 13 was 0.2 mm.
  • the distance between the two lens portions 11a was 1.0 mm.
  • Example 5 The same solution as in Example 1 was prepared as the coating layer material 14a.
  • the lens substrate 30 was set in a spin coater so that the center of one lens portion 1 la coincided with the rotation center.
  • the material 14a was dropped on the top of the one lens part 11a, and spin coating was performed for 10 seconds at a rotational speed of 2000 rpm.
  • the lens substrate 30 was set in a spin coater so that the center of the other lens portion 11a coincided with the rotation center.
  • the material 14a was dropped on the other lens portion 11a, and spin coating was performed at a rotational speed of 2000 rpm for 10 seconds.
  • the solvent in the material 14a was volatilized by performing a vacuum treatment at room temperature for 10 minutes.
  • material 14a was cured by UV irradiation. In this way, the lens of Example 5 was obtained.
  • a lens was produced using the same material and method as the lens 100b of Example 5 except that the lens substrate did not have the groove 13.
  • the thickness of the coating layer on the lens portion was measured.
  • the thickness is the same as in Example 1 on the line connecting the centers of the two lens parts. It measured by the method of.
  • FIG. 15 shows the measurement result of the lens of Example 5
  • FIG. 16 shows the measurement result of the lens of Comparative Example 5.
  • the thickness of the coat layer tended to increase monotonically as the central force of the lens portion was also increased. In particular, it was close to the adjacent lens part, and the thickness fluctuated greatly.
  • the thickness of the coat layer hardly changed even when it was away from the center of the lens part, and was almost uniform over the entire lens part. It was one. Further, in the portion close to the adjacent lens portion, the variation in the thickness of the coat layer was suppressed as compared with the lens of Comparative Example 5. Further, in the lens of Comparative Example 5, the coat layer was formed in the second region, whereas in the lens of Example 5, the coat layer was not formed in the second region.
  • Example 6 a lens in which two diffractive lenses were formed on one lens substrate was produced.
  • a lens made of polycarbonate (Teijin Chemicals Limited: AD-5503, d-line refractive index 1.59, Abbe number 28)
  • a substrate 170 was prepared.
  • the lens base 170 includes two lens portions 2 la arranged on the same plane.
  • the lens unit 21a is a diffractive lens.
  • the entire first region 11 is the lens portion 21a.
  • the lens substrate 170 includes two first regions 11 and a second region 12 disposed around the first regions 11. A groove 13 is formed between the first region 11 and the second region 12.
  • the planar shape of the lens substrate 170 was 5 mm square.
  • the shape of the lens portion 21a and the groove 13 was the same as the shape of the lens portion and the groove of the lens of Example 3.
  • the distance between the two lens parts 21a was 1. Omm.
  • a coating layer was formed on the lens substrate 170 using the same methods and materials as in Example 3 to obtain the lens of Example 6.
  • a lens was produced by the same material and method as the lens of Example 6 except that the lens substrate did not have grooves 13.
  • the thickness of the coating layer in the lens portion was measured. The thickness was measured in the same manner as in Example 3 on the line connecting the centers of the two lens parts. The measurement result of the lens of Example 6 is shown in FIG. 18, and the measurement result of the lens of Comparative Example 6 is shown in FIG.
  • the thickness of the coat layer tended to increase monotonically as the central force of the lens portion was also increased. In particular, it was close to the adjacent lens part, and the thickness fluctuated greatly.
  • the thickness of the coat layer hardly changed even when it was away from the center of the lens part, and almost throughout the entire lens part. It was uniform. Also, in the portion close to the adjacent lens portion, the variation in the thickness of the coat layer of Example 6 was suppressed as compared with the lens of Comparative Example 6. In the lens of Comparative Example 6, a coat layer was formed in the second region, whereas in the lens of Example 6, no coat layer was formed in the second region.
  • Example 7 an example in which the lens 100a shown in FIGS. 5A and 5B is manufactured using a screen printing method will be described.
  • Example 7 the lens substrate used in Example 3 was used as the lens substrate. Further, as the material for the coat layer, a coating solution having the same composition as the material for the coat layer used in Example 3 and having only a different viscosity was used. Specifically, in Example 7, the viscosity of the material of the coat layer was set to 5 Pa ′s.
  • the material of the coat layer was applied to the lens portion by screen printing.
  • a screen plate made of Tetron and having an emulsion thickness of 20 m and a transmission part diameter of 1.5 mm was used as the screen plate.
  • the solvent in the coating layer material was volatilized by performing a vacuum treatment at room temperature for 10 minutes.
  • the material of the coat layer was cured by performing UV irradiation.
  • the lens of Example 7 was obtained by repeating the above screen printing, volatilization treatment, and UV irradiation treatment steps twice.
  • Comparative Example 7 the same material as the lens of Example 7 except that the lens base material does not have grooves 13. Lenses were produced using materials and methods.
  • the thickness of the coat layer tended to increase monotonically as the central force of the lens portion was also increased.
  • variation in the thickness of the coat layer was suppressed.
  • Example 8 an example in which the lens 100a shown in FIGS. 5A and 5B is manufactured using the pad printing method will be described.
  • Example 8 the lens substrate used in Example 7 was used as the lens substrate. Further, the material for the coat layer used in Example 7 was prepared as the material for the coat layer. Next, a steel plate having a recess having a depth of 25 m and a diameter of 1.5 mm was prepared as a printing plate. The material of the coating layer disposed in the concave portion of the steel plate was applied to the lens portion by the pad printing method. Next, the solvent in the coating layer material was volatilized by performing a vacuum treatment at room temperature for 10 minutes. Next, the material of the coat layer was cured by performing UV irradiation. The lens of Example 8 was obtained by repeating the above pad printing, volatilization treatment, and UV irradiation treatment steps three times.
  • Comparative Example 8 a lens was produced with the same material and method as the lens of Example 8, except that the lens substrate did not have grooves 13.
  • the thickness of the coat layer tended to increase monotonically as the central force of the lens portion was also increased.
  • variation in the thickness of the coat layer was suppressed.
  • a coat layer was formed in the second region. It can be considered that this is because the material force of the coat layer applied to the lens portion has flowed down to the second region.
  • no coat layer was formed in the second region.
  • the shape of the groove 13 was the same.
  • the shape of the groove 13 is not limited to the above-described shape as long as it does not have an optical influence.
  • the shape of the groove 13 is determined in consideration of the physical properties (mainly viscosity and surface tension) of the coating layer material and the coating amount of the coating layer material.
  • a coating material containing a solvent was used as a material for the coating layer.
  • the material of the coating layer may not contain a solvent as long as the viscosity is appropriate for the coating method used, and in this case, the effect of the present invention can be obtained.
  • the lens of the present invention can be used in various optical devices and electronic devices including the lens.
  • the lens of the present invention can be used for a camera module mounted on a mobile phone or a car.

Landscapes

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Abstract

 本発明のレンズは、凸状のレンズ部(11a)を含む少なくとも1つの第1の領域(11)と、第1の領域(11)を囲む第2の領域(12)とを含む。第1の領域(11)と第2の領域(12)との間には、第1の領域(11)を囲む溝(13)が形成されている。そして、レンズ部(11a)上にコート層(14)が形成されている。

Description

明 細 書
レンズおよびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、コート層を有するレンズ、およびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] コンタクトレンズ、カメラ用レンズ、 CDおよび DVDといった光ピックアップ用レンズの 表面には、種々の目的で、コート層が形成される場合がある。コート層としては、例え ば、レンズ表面で光が反射するのを防止するための反射防止膜、レンズ表面が傷付 くのを防止するためのハードコート保護膜、レンズ基材の色収差を補正するための屈 折率調整膜がある。
[0003] コート層の厚さの変動がレンズ性能に大きな影響を及ぼす場合、コート層の厚さを 均一にする必要がある。厚さが均一なコート層を形成する方法として、金型成形を用 いること力 Sできる。金型成形では、レンズ基材を金型にセットし、レンズ基材と金型との 間にコート層の材料を流し込み、コート層の材料を硬化させる。その後、金型からレン ズが取り出される。この方法では、コート層の形状は金型によって規定されるため、厚 さが均一なコート層を形成できる。しかし、金型成形によって大量生産を行う場合、高 価な金型が多数必要となり、生産コストが高くなるという問題がある。
[0004] このような問題に対し、スピンコート法によってコート層を形成する方法が開示され ている(特開 2002— 263553号公報、特開 2003— 149423号公報、特開 2003— 154304号公報)。スピンコート法は、平面状の基材の上にコート層の材料を滴下し、 次に、基材を回転させることによってその材料を基材に塗布する方法である。
[0005] しかしながら、レンズのコート層をスピンコート法によって形成する場合、レンズの形 状が、コート層の材料が滑らかにレンズ曲面上を流れる形状である必要がある。その ため、スピンコート法を用いる場合、レンズ曲面の外縁部分の形状を、望ましいレンズ 曲面とは異なる形状とする必要があった。その結果、レンズの外縁部分は、充分にレ ンズの機能を果たさなレ、とレ、う問題があった。
[0006] また、浸漬法によってコート層を形成する方法も提案されている(特開 2002— 107 502号公報)。この方法では、レンズ基材の表面全体にコート層が形成される。しかし 、レンズ部以外の領域にコート層が形成されると、レンズをデバイスにマウントする際 に、光軸がずれる可能性がある。
発明の開示
[0007] このような状況において、本発明は、厚さが均一なコート層を備え、正確なマウント が可能なレンズ、およびその製造方法を提供することを目的の 1つとする。
[0008] 上記目的を達成するために、本発明のレンズは、凸状のレンズ部を含む少なくとも
1つの第 1の領域と、前記第 1の領域を囲む第 2の領域とを含み、前記第 1の領域と 前記第 2の領域との間には、前記第 1の領域を囲む溝が形成されており、前記レンズ 部上にコート層が形成されている。
[0009] また、レンズを製造するための本発明の方法は、凸状のレンズ部と前記レンズ部上 に形成されたコート層とを含むレンズの製造方法であって、 (i)前記レンズ部を含む 少なくとも 1つの第 1の領域と、前記第 1の領域を囲む第 2の領域とを含むレンズ基材 を準備する工程と、 (ϋ)前記コート層の材料を前記レンズ部に配置する工程とを含み 、前記レンズ基材の前記第 1の領域と前記第 2の領域との間には、前記第 1の領域を 囲む溝が形成されている。
[0010] 本発明によれば、厚さが均一なコート層をレンズ部に形成できる。また、本発明では
、従来の方法とは異なり、レンズの外縁部分の形状を、コート層の材料が滑らかにレ ンズ表面上を流れる形状とする必要がない。そのため、本発明によれば、レンズ部の 全体を、レンズとして有効に機能させることができる。また、本発明によれば、レンズ部 を囲む第 2の領域にコート層が形成することを抑制できる。そのため、第 2の領域を基 準面として、レンズを正確に機器に組み込むことが可能である。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]図 1Aは、本発明のレンズの一例を示す上面図であり、図 1Bはその断面図であ る。図 1Cは、図 1Aに示すレンズに用いられているレンズ基材の上面図である。
[図 2]図 2A〜図 2Cは、スピンコート法によってコート層を形成する方法の一例を示す 工程図である。
[図 3]図 3A〜図 3Dは、スクリーン印刷法によってコート層を形成する方法の一例を 示す工程図である。
[図 4]図 4A〜図 4Dは、パッド印刷法によってコート層を形成する方法の一例を示す 工程図である。
[図 5]図 5Aは、本発明のレンズの他の一例を示す上面図であり、図 5Bはその断面図 である。図 5Cは、図 5Aに示すレンズに用いられているレンズ基材の上面図である。
[図 6]図 6Aは、本発明のレンズのその他の一例を示す上面図であり、図 6Bはその断 面図である。
[図 7]図 7Aは、比較例 1のレンズを示す上面図であり、図 7Bはその断面図である。
[図 8]図 8は、コート層の厚さの測定方法を示す図である。
[図 9]図 9は、実施例 1のレンズおよび比較例 1のレンズについて、コート層の厚さの 測定結果を示すグラフである。
[図 10]図 10は、実施例 2のレンズおよび比較例 2のレンズについて、コート層の厚さ の測定結果を示すグラフである。
[図 11]図 11Aは、比較例 3のレンズを示す上面図であり、図 11Bはその断面図である
[図 12]図 12は、コート層の厚さの測定方法を示す図である。
[図 13]図 13は、実施例 3のレンズおよび比較例 3のレンズについて、コート層の厚さ の測定結果を示すグラフである。
[図 14]図 14は、実施例 4のレンズおよび比較例 4のレンズについて、コート層の厚さ の測定結果を示すグラフである。
[図 15]図 15は、実施例 5のレンズについて、コート層の厚さの測定結果を示すグラフ である。
[図 16]図 16は、比較例 5のレンズについて、コート層の厚さの測定結果を示すグラフ である。
[図 17]図 17Aは、実施例 6で用いたレンズ基材を示す上面図であり、図 17Bはその 断面図である。
[図 18]図 18は、実施例 6のレンズについて、コート層の厚さの測定結果を示すグラフ である。 [図 19]図 19は、比較例 6のレンズについて、コート層の厚さの測定結果を示すグラフ である
[図 20]図 20は、実施例 7のレンズおよび比較例 7のレンズについて、コート層の厚さ の測定結果を示すグラフである。
[図 21]図 21は、実施例 8のレンズおよび比較例 8のレンズについて、コート層の厚さ の測定結果を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明の実施形態について例を挙げて説明する。なお、本発明は、以下の 実施形態に限定されない。以下の説明では、特定の数値や特定の材料を例示する 場合がある力 本発明の効果が得られる限り、他の数値や他の材料を適用してもよい
[0013] [レンズ]
本発明のレンズは、凸状のレンズ部を含む少なくとも 1つの第 1の領域と、第 1の領 域を囲む第 2の領域とを含む。第 1の領域と第 2の領域との間には、第 1の領域を囲 む溝が形成されている。そして、レンズ部上にコート層が形成されている。以下、第 1 および第 2の領域を含む部材を、「レンズ基材」とよぶ場合がある。
[0014] レンズ基材の材料に限定はなぐ溝と、レンズとして機能するレンズ部とを形成でき る部材であればよい。レンズ基材の材料には、ガラスや、透明な合成樹脂を用いるこ と力 Sできる。
[0015] それぞれの第 1の領域は、凸状のレンズ部を含む。レンズ部の大きさに限定はない 。一例では、レンズ部の直径は lmm〜10mmの範囲にあってもよい。レンズ部の形 状は、用途に応じて決定される。レンズ部の形状は、球面形状であってもよいし、非 球面形状であってもよい。また、レンズ部は、回折レンズであってもよい。典型的な回 折レンズは、上にいくほど直径が小さくなるように、直径が異なる複数の円柱を積み 上げたような形状を有する。このような形状は、ブレーズ形状 (brazed grating)と呼 ば'れること力 fcる。
[0016] レンズ部の表面には、コート層が形成されている。どのようなコート層を形成するか は、用途に応じて選択される。コート層は、反射防止膜、ハードコート保護膜、屈折率 調整膜であってもよい。反射防止膜は、レンズ表面で光が反射するのを防止する。ハ ードコート保護膜は、レンズ表面が傷付くのを防止する。屈折率調整膜は、色収差を 補正する。コート層は、単層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていて あよい。
[0017] コート層の材料は、コート層の用途および形成方法を考慮して選択される。コート層 の材料は、たとえば、透明な合成樹脂である。コート層の材料は、光学的な特性を調 整するための無機フィラーを含んでもよい。
[0018] 溝は、通常、レンズ部の周囲を囲むように環状に形成されている。ただし、本発明の 効果が得られる限り、溝は、完全な環状でなくてもよい。たとえば、溝は、所々で分断 された環状の溝であってもよレ、。
[0019] 本発明のレンズの好ましい一例では、第 1の領域および溝の少なくとも一部にコート 層が形成されており、第 2の領域にコート層が形成されていない。この構成によれば、 第 2の領域を基準面として、レンズを正確に機器に組み込むことが可能である。第 2 の領域を基準面とする場合、第 2の領域は、平坦であってもよいし、位置決めを容易 にするための他の形状であってもよ!/、。
[0020] 本発明のレンズでは、第 1の領域の全体がレンズ部であってもよい。そして、第 1の 領域を囲む溝が、レンズ部に隣接していてもよい。この構成によれば、レンズ部の外 縁部分におけるコート層の厚さの均一性を、特に高めることができる。
[0021] 本発明のレンズは、複数の第 1の領域を含んでもよい。すなわち、本発明のレンズ は、複数の凸状のレンズ部を含んでもよい。
[0022] [レンズの製造方法]
レンズを製造するための本発明の方法は、凸状のレンズ部と、そのレンズ部上に形 成されたコート層とを含むレンズを製造する方法である。この方法によれば、本発明 のレンズを製造できる。なお、本発明のレンズに関して説明した事項については、本 発明の製造方法に適用できるため、重複する説明を省略する場合がある。本発明の 製造方法は、以下の工程 (i)および (ii)を含む。
[0023] 工程 (i)では、レンズ部を含む少なくとも 1つの第 1の領域と、第 1の領域を囲む第 2 の領域とを含むレンズ基材を準備する。レンズ基材の第 1の領域と第 2の領域との間 には、第 1の領域を囲む溝が形成されている。レンズ基材については、実施形態 1で 説明したため、重複する説明を省略する。レンズ基材の形成方法に限定はない。レ ンズ基材は、たとえば、キャスト法やプレス成形法や射出成形法といった公知の方法 で形成できる。
[0024] 次の工程(ii)では、コート層の材料をレンズ部に配置する。コート層の材料は、レン ズ部の表面全体に塗布されてもよい。また、コート層の材料は、レンズ部の一部(たと えば頂部)に塗布されたのち、下方に向かってレンズ部の表面を移動し、その結果、 レンズ部の表面全体に塗布されてもよい。余分な材料は、溝にためられる。その結果 、第 2の領域にコート層が形成されることが抑制される。本発明の一例では、工程 (ii) において、コート層の材料を第 1の領域に配置する。また、本発明の他の一例では、 工程 (ii)において、第 1の領域上にコート層を形成する。レンズ部に塗布された材料 は、必要に応じて硬化される。その結果、レンズ部の表面にコート層が形成される。
[0025] コート層の材料は、形成するコート層に応じて選択される。コート層の材料の塗布方 法に応じて、コート層の材料を溶媒で希釈してもよい。
[0026] コート層の材料の硬化方法は、コート層の材料に応じて選択される。たとえば、紫外 線硬化樹脂を用いる場合には、紫外線照射 (UV照射)によって硬化が行われる。ま た、コート層の材料に含まれる溶媒を除去した後に加熱処理することによって、硬化 がネ亍われてもよい。
[0027] 本発明の好ましい一例では、第 1の領域および溝の少なくとも一部にコート層が形 成され、第 2の領域にコート層が形成されない。第 2の領域にコート層が形成されない ことによって、第 2の領域を基準面として利用することが可能になる。典型的な一例で は、コート層は、レンズ部の表面全体および溝の少なくとも一部に形成され、第 2の領 域には形成されない。
[0028] 工程(ii)では、コート層の材料をスピンコート法によってレンズ部に配置してもよい。
また、工程 (ii)では、コート層の材料をスクリーン印刷法によってレンズ部に配置して もよい。また、工程 (ii)では、コート層の材料をパッド印刷法によってレンズ部に配置 してもよい。スクリーン印刷法およびパッド印刷法を用いる場合、 1つの基材に存在す る複数のレンズ部に、 1回の印刷によって材料を配置することが可能である。 [0029] 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
[0030] [実施形態 1]
実施形態 1のレンズの上面図を図 1Aに示し、図 1Aの線 IB— IBにおける断面図を 図 1Bに示す。図 1Aおよび 1Bに示すレンズ 100は、レンズ基材 10と、レンズ基材 10 上に形成されたコート層 14とを備える。レンズ基材 10の上面図を、図 1Cに示す。
[0031] レンズ基材 10は、凸状のレンズ部 11aを含む第 1の領域 11と、第 1の領域 11を囲 む第 2の領域 12とを含む。実施形態 1の例では、第 1の領域 11の全体がレンズ部 11 aとなっている。レンズ部 11aは、底面が円であるレンズである。レンズ部 11aの表面 形状は、球面であってもよいし、非球面であってもよい。
[0032] 第 1の領域 11と第 2の領域 12との間には、溝 13が形成されている。、溝 13は、レンズ 部 11aを囲むように、円環状に形成されている。溝 13の平面形状の中心と、レンズ部 11aの平面形状の中心とは一致している。コート層 14は、レンズ部 11a (第 1の領域 1 1)の表面全体、および溝 13の一部に形成されている。コート層 14は、第 2の領域 12 上には形成されていない。
[0033] 溝 13は、レンズ部 11aの外縁に隣接するように形成されている。この構成によれば 、コート層 14を形成する際に、レンズ部 11aの外縁部分に存在する余剰の材料を溝 13内に収納することが可能である。そのため、コート層 14の厚さの均一性を特に高 めること力 Sでさる。
[0034] 以下に、レンズ 100の製造方法について説明する。まず、レンズ基材 10を形成する 。レンズ基材 10は、キャスト法やプレス成形や射出成形法などの成形法、切削法、ま たはそれらの組み合わせで形成できる。溝 13は、第 1の領域 11および第 2の領域 12 を形成した後に、切削などの手法によって形成してもよい。また、溝 13は、第 1の領 域 11および第 2の領域 12を形成する際に、一体成形によって形成してもよい。
[0035] 次に、レンズ部 11aの表面にコート層 14を形成する。コート層 14の形成方法として は、例えば、スピンコート法、スクリーン印刷法、およびパッド印刷法といった方法を採 用できる。これらは、低コストで生産性に優れる方法である。
[0036] スピンコート法によってコート層 14を形成する一例を、図 2A〜2Cに示す。まず、図
2Aに示すように、レンズ基材 10を回転ステージ 25に載せて回転させる。そして、レ ンズ基材 10が回転している状態で、コート層 14の材料 14aをレンズ部 1 1aの中心に 滴下する。なお、レンズ基材 10を固定した状態でコート層 14の材料 14aをレンズ部 1 laの中心に滴下してもよい。
[0037] 次に、レンズ基材 10を高速で回転させることによって、図 2Bに示すように、材料 14 aをレンズ部 11aの表面に塗り広げさせる。図 2Cに示すように、余剰の材料 14aは、 溝 13に収納され、第 2の領域 12には塗られない。最後に、塗布された材料 14aを硬 化させることによって、コート層 14が形成される。
[0038] 溝 13が存在しない場合、図 7Bに示すように、余剰の材料 14aが、レンズ部 1 1aの 外縁部分に偏在する現象 (以下、「液溜まり現象」と呼ぶ場合がある)が発生する。そ の結果、レンズ部 11aの外縁部分におけるコート層力 レンズ部 11aの中央部分にお けるコート層よりも厚くなつてしまう。また、溝 13が存在しない場合、レンズとして機能 しない第 2の領域 12にまでコート層が形成されてしまう。これに対し、本発明の方法 では、溝 13によって液溜まり現象を防止できる。また、本発明の方法では、 '溝 13によ つて、第 2の領域 12にコート層 14が形成されることを抑制できる。
[0039] なお、スピンコート法によってレンズ部 11aに材料 14aを配置する場合には、材料 1 4aがレンズ部 11aの外縁に向かって塗れ拡がる必要がある。そのため、材料 14aの 粘度は、 0. lPa ' s以下であることが好ましい。
[0040] スクリーン印刷法によってコート層 14を形成する一例を、図 3A〜3Dに示す。まず、 図 3Aに示すように、スクリーン版 31を用意する。スクリーン版 31のうちレンズ部 11a に対応する透過部 31aは、コート層 14の材料 14aが透過可能となっている。スクリー ン版 31の上には、材料 14aが配置される。
[0041] 次に、図 3Bに示すように、スクレーバ 32によって、スクリーン版 31上の材料 14aを 移動させる。次に、図 3Cに示すように、スキージ(squeegee) 33によって、材料 14a を、透過部 31aに押しつける。その結果、材料 14aの一部が透過部 31aを透過し、図 3Dに示すように、レンズ部 11aに材料 14aが配置される。最後に、塗布された材料 1 4aを硬化させることによって、コート層 14が形成される。
[0042] スクリーン印刷は、一般的に、平面状の部材に塗料を塗布する際に用いられる。し かし、柔軟性のある樹脂製のスクリーン版を用いることによって、レンズ部 11aなどの 曲面に対しても塗料を塗布することが可能である。また、スクリーン印刷法では、適切 なスクリーン版を用いることによって、ほぼレンズ部 11aのみに材料 14aを配置するこ とが可能である。そのため、スクリーン印刷法を用いることによって、レンズ部 11a以外 の領域に付着する材料 14aの量を少なくすることができる。
[0043] し力、し、レンズ部 11aの全体をコート層 14で被覆するためには、透過部 31aをレン ズ部 11aよりも若干大きくする必要がある。溝 13がない場合には、上述したように、レ ンズ部 11aの外縁部分で液溜り現象が発生する。これに対し、本発明の方法では、レ ンズ部 11aの周囲に溝 13が形成されているため、そのような液溜まり現象を抑制でき る。また、本発明の方法によれば、第 2の領域 12にコート層が形成されることを抑制 できるため、第 2の領域 12を基準面として用いることが可能になる。
[0044] スクリーン印刷法によって材料 14aを配置する場合、レンズ部 1 laの外縁部分に溝
13が存在することによって、スクリーン版 31がレンズ部 11aの外縁部分に密着しやす くなる。そのため、コート層 14の厚さの均一性を特に高めることが可能である。
[0045] スクリーン印刷法によってレンズ部 11aに材料 14aを配置する場合には、材料 14a 力 Sスクリーン版からレンズ部 11aに移行する必要がある。また、材料 14aがレンズ部 1 la上に配置された後、レンズ部 11aの表面上で材料 14aの厚さが均一化される必要 がある。そのため、材料 14aの粘度は、 0. lPa ' s〜; lOOPa ' sの範囲にあることが好ま しい。
[0046] ノ ッド印刷法によってコート層 14を形成する一例を図 4A〜4Dに示す。まず、図 4 Aに示すように、材料 14aが充填された印刷版 41に、シリコンパッド 42を押し当て、 材料 14aをシリコンパッド 42に付着させる。次に、図 4Bおよび 4Cに示すように、シリ コンパッド 42をレンズ部 11aに押し当て、材料 14aをレンズ部 11aに塗布する。このよ うにして、図 4Dに示すように、レンズ部 11aに材料 14aが塗布される。最後に、塗布さ れた材料 14aを硬化させることによって、コート層 14が形成される。
[0047] ノ ッド印刷法は、柔軟な部材 (たとえばシリコンパッド)を用いて印刷を行うため、曲 面や、凹凸を有する表面にも良好な印刷が可能である。また、適切な印刷版と適切 なパッドとを選択することによって、所定の部分にのみ材料 14aを塗布することが可能 である。しかし、レンズ部 11aの全体に材料 14aを塗布するには、若干大きめにパタ 一ユングされた印刷版 41を用いて印刷を行う必要がある。そのため、ノ /ド印刷法に おいても、溝 13がない場合にはレンズ部 11aの外縁部分で液溜り現象が発生する。 これに対し、本発明の方法では、レンズ部 11aの周囲に溝 13が形成されているため 、そのような液溜まり現象を抑制できる。また、溝 13によって、第 2の領域 12にコート 層が形成されることを抑制できる。そのため、第 2の領域 12を基準面として用いること が可能になる。
[0048] ノ ンド印刷法によって材料 14aを配置する場合、レンズ部 1 laの外縁部分に溝 13 が存在することによって、パッドがレンズ部 11aの外縁部分に密着しやすくなる。その ため、コート層 14の厚さの均一性を特に高めることが可能である。
[0049] ノ ッド印刷法によってレンズ部 11aに材料 14aを配置する場合には、材料 14aが印 刷版からパッドに移行し、次に、パッドからレンズ部 11a上に移行する必要がある。ま た、材料 14aがレンズ部 11a上に配置された後、レンズ部 1 laの表面上で材料 14aの 厚さが均一化される必要がある。そのため、材料 14aの粘度は、 0. lPa - s~ 100Pa - sの範囲にあることが好ましい。
[0050] 上記構成によれば、余分な材料 14aを溝 13に収納することができる。そのため、本 発明の方法では、レンズ部 11aの外縁部分を、レンズとして望ましい形状とは異なる 形状とする必要がない。したがって、レンズ部 11aの全体を、レンズとして有効に機能 させること力 Sできる。また、レンズ部 11aの全体に、厚さの変動が小さいコート層 14を 形成できる。その結果、光学特性に優れるレンズ、たとえば、光学的な収差が小さい レンズが得られる。また、第 2の領域 12にコート層が形成されることを抑制できるため 、第 2の領域 12を基準面として、レンズ 100を機器に正確にマウントすることが可能で ある。
[0051] [実施形態 2]
実施形態 2のレンズの上面図を図 5Aに示し、図 5Aの泉 VB— VBにおける断面図 を図 5Bに示す。図 5Aおよび 5Bに示すレンズ 100aは、レンズ基材 20と、レンズ基材 20上に形成されたコート層 14とを備える。レンズ基材 20の上面図を図 5Cに示す。
[0052] レンズ基材 20は、凸状のレンズ部 21aを含む第 1の領域 11と、第 1の領域 11を囲 む第 2の領域 12とを含む。実施形態 2の例では、第 1の領域 11の全体がレンズ部 21 aとなっている。レンズ部 21aは、回折レンズである。レンズ部 21aは、特定の球面係 数または非球面係数をベースとするレンズ凸面に、ブレーズと呼ばれる段差を設ける ことによって形成されている。このような形状を有するレンズ部 21aは、回折現象を利 用した回折レンズである。
[0053] 第 1の領域 11と第 2の領域 12との間には、溝 13が形成されている。、溝 13は、レンズ 部 21 aを囲むように、円環状に形成されている。溝 13の平面形状の中心と、レンズ部 21 aの平面形状の中心とは一致している。コート層 14は、レンズ部 21a (第 1の領域 1 1)の表面全体、および溝 13の一部に形成されている。コート層 14は、第 2の領域 12 上には形成されていない。
[0054] 溝 13は、レンズ部 21aの外縁に隣接するように形成されている。この構成によれば 、コート層 14を形成する際に、レンズ部 21aの外縁部分に存在する余剰の材料を溝 13内に収納することが可能である。そのため、コート層 14の厚さの均一性を特に高 めること力 Sできる。また、レンズ部 21aの表面全体に、厚さの変動が小さいコート層 14 を形成できる。その結果、光学特性に優れるレンズ、たとえば、光学的な収差が小さ いレンズが得られる。また、溝 13によって、第 2の領域 12にコート層 14が形成される ことを抑制できる。そのため、第 2の領域 12を基準面として、レンズ 100aを機器に正 確にマウントすることが可能である。
[0055] 回折レンズであるレンズ部 21aには、段差が存在する。そのため、スピンコート法に よってコート層 14を形成する場合、レンズ部 21aの頂上部に配置されたコート層 14の 材料 14aが下部に向かって流れにくい傾向がある。この場合、溶剤で希釈して粘度 を低くした材料 14aを用いればよいが、所定の厚さのコート層 14を形成するには、多 量の材料 14aを塗布する必要が生じる。溝 13がない場合、材料 14aは第 2の領域 12 に大きく塗れ拡がり、第 2の領域 12をマウントの際の基準面として用いることができな くなる。これに対し、本発明によれば、第 2の領域 12にコート層 14が形成されることを 、溝 13によって抑制できる。したがって、本発明は、レンズ部が回折レンズである場 合に特に有効である。同様に、スクリーン印刷法やパッド印刷法を用いて回折レンズ の表面にコート層を形成する場合も、本発明は有効である。
[0056] 回折レンズのコート層としては、カメラの色収差を補正するための屈折率調整膜が 知られて!/、る。レンズ基材の材料が有する屈折率の波長分散を相殺するような屈折 率分散を有するコート層を回折レンズ上に形成することによって、広帯域にわたって 高い回折効率が得られる。そのため、屈折率調整膜を形成した回折レンズをカメラモ ジュールに組み込むことによって、色収差を低減できる。コート層が形成されたレンズ の波長えにおける 1次回折効率が 100%となるブレーズの段差 dは、回折レンズの屈 折率を n、コート層の屈折率を nとすると、ほ女式 1]で与えられる。
P
ほ女式 1]
d= λ / I n — n |
L p
[0057] ほ女式 1]の右辺が可視域全域にわたって一定値になれば、可視域における回折効 率の波長依存性がなくなる。
[0058] 本発明の方法によって屈折率調整膜 (コート層)を回折レンズ上に形成した場合、 色収差を低減できると共に、コート層の厚さのバラツキによって生じる光学的な収差も 低減できる。
[0059] [実施形態 3]
実施形態 3のレンズの上面図を図 6Aに示し、図 6Aの泉 VIB— VIBにおける断面図 を図 6Bに示す。図 6Aおよび 6Bに示すレンズ 100bは、レンズ基材 30と、レンズ基材 30上に形成されたコート層 14とを備える。
[0060] レンズ基材 30は、凸状のレンズ部 11aを含む 2つの第 1の領域 11と、第 1の領域 11 を囲む第 2の領域 12とを含む。実施形態 3の例では、第 1の領域 11の全体がレンズ 部 11aとなっている。第 1の領域 11と第 2の領域 12との間には、溝 13が形成されてい る。コート層 14は、レンズ部 11a (第 1の領域 11)の表面全体、および溝 13の一部に 形成されている。コート層 14は、第 2の領域 12上には形成されていない。
[0061] レンズ 100bは、 1つのレンズ基材 30の同一面上に形成された 2つのレンズ部 11a を含む。レンズ 100bは、複眼レンズとして機能させること力 Sできる。レンズ 100bの 2つ のレンズ部 1 laの視差を利用することによって、被写体までの距離の測定が可能に なる。距離の測定の精度を向上させるためには、複眼レンズをカメラモジュールに組 み込む際の基準面にバラツキがないことが特に重要である。基準面の精度が低い場 合、複眼レンズと撮像面との間に傾きが生じる。この傾きは、距離の測定の精度が悪 化する要因となる。
[0062] 第 1の領域 11および溝 13は、それぞれ、実施形態 1のレンズ 100のそれらと同じ構 成を有する。したがって、レンズ 100bでは、レンズ 100と同様に、レンズ部 11aの全 体を効率的に活用できる。また、第 2の領域 12にコート層 14が形成されていないた め、レンズ 100bをカメラモジュールに組み込む際の基準面として、第 2の領域 12を 利用できる。
[0063] スピンコート法によってレンズ部 11aにコート層 14を形成する場合、溝 13がないと、 コート層 14の材料 14aが第 2の領域 12にまで塗れ拡がってしまう。その結果、それぞ れのレンズ部 11aに滴下した材料 14aが干渉しあう。その結果、厚さのバラツキが小 さいコート層 14をそれぞれのレンズ部 11aに形成することが困難になる。一方、実施 形態 3のレンズ 100bには溝 13が形成されているため、それぞれのレンズ部 11aに滴 下した材料 14aが干渉することを抑制できる。その結果、全てのレンズ部 11aにおい て、厚さのバラツキが小さいコート層 14を形成できる。また、コート層 14が第 2の領域 に形成されないため、レンズ 100bをカメラモジュールに組み込む際の基準面として、 第 2の領域 12を利用できる。そのため、距離の測定にレンズ 100bを用いる場合、精 度よく距離を測定できる。
[0064] なお、スピンコート法によって複数のレンズ部 11aにコート層 14を形成する場合、通 常、以下の方法でコート層 14が形成される。まず、第 1のレンズ部 11aにコート層 14 の材料 14aを滴下し、第 1のレンズ部 11aを中心としてレンズ基材 30を回転させること によって材料 14aを第 1のレンズ部 11a上に塗布する。次に、第 2のレンズ部 11aに 材料 14aを滴下し、第 2のレンズ部 11aを中心としてレンズ基材 30を回転させることに よって材料 14aを第 2のレンズ部 11a上に塗布する。 1つのレンズ基材に 3個以上の レンズ部が形成されている場合も、同様に、レンズ部ごとにスピンコート法を実施する 。このような方法によって、厚さのバラツキが小さいコート層 14を、各レンズ部 11aに 形成できる。
[0065] 以上のように、本発明は、複眼レンズの個々のレンズ部にコート層を形成する場合 に、特に有効である。
[0066] 複眼レンズの場合も、実施形態 1と同様に、スクリーン印刷法またはパッド印刷法を 用いてコート層を形成してもよい。スクリーン印刷法またはパッド印刷法を用いる場合 も、本発明は有効である。
[0067] 実施形態 3では、 1つのレンズ基材に 2個のレンズ部が形成されている場合につい て説明した。し力、し、 1つのレンズ基材に 3個以上のレンズ部が形成されている場合も
、同様の効果が得られる。
[0068] 実施形態 3では、複数のレンズ部 11aのそれぞれに対して形成された溝 13が離れ て形成されてレ、る場合につ!/、て説明したが、それらは繋がって!/、てもよ!/、。
[0069] 実施形態 3では、すべてのレンズ部 11aの周囲に溝 13を形成する場合について説 明した。しかし、複数のレンズ部に、コート層が不要なレンズ部が含まれる場合、その レンズ部の周囲には溝 13を形成しなくてもよい。
[0070] 実施形態 3では、レンズ部 11aが非球面形状の場合について説明した力 その形 状が球面形状の場合あるいは回折レンズの場合であっても、同様の効果が得られる
[0071] 実施形態;!〜 3では、溝 13が、レンズ部 11a (第 1の領域 11)の外縁部分の全体を 囲むように環状に形成されている場合について説明した。しかし、溝 13は、必ずしも 完全な環状でなくてもよい。一部につながつていない部分があっても、切れている部 分の幅が狭ければ、本発明の効果が得られる。
[0072] 実施形態;!〜 3では、断面が矩形である溝 13を用いる場合について説明した。しか し、本発明の効果が得られる限り、溝 13の断面は、矩形でなくてもよぐたとえば、 U 字型であってもよいし、 V字型であってもよい。
[0073] 実施形態;!〜 3では、第 1の領域 11の全体がレンズ部である場合について説明した
。し力、し、第 1の領域 11は、レンズ部 11aの周囲に配置されレンズとして機能しない部 分を含んでもよい。
[0074] 実施形態;!〜 3では、レンズ基材の片面のみにレンズ部が形成されている場合につ いて説明した。しかし、レンズ基材の両面にレンズ部が形成されている場合でも、本 発明の効果が得られる。例えば、レンズ基材のー主面に非球面レンズが形成され、 他主面に回折レンズ部が形成されている場合でも、本発明の効果が得られる。 実施例 [0075] 以下に、本発明のレンズおよびその製造方法について、具体例を挙げて説明する 。なお、以下の実施例において、合成樹脂からなるレンズ基材は、射出成形によって 形成した。また、ガラスからなるレンズ基材は、プレス成形によって形成した。
[0076] [実施例 1]
実施例 1では、図 1Aおよび 1Bに示すレンズ 100を作製した一例について説明する 。実施例 1では、ポリカーボネート(帝人化成株式会社: AD— 5503)を材料とするレ ンズ基材 10を用いた。
[0077] レンズ基材 10の平面形状は 4mm角とした。レンズ部 1 la (第 1の領域 11 )は、レン ズ基材 10の中央に配置された。レンズ部 11aの直径は 1. 2mmであり、レンズ基材 1 0の底面からレンズ部 11aの頂部までの厚さは 0. 8mmであった。第 2の領域の厚さ は、 0. 6mmであった。溝 13の幅は 0. 2mmであり、溝 13の深さは 0. 2mmであった
[0078] 次に、アクリル系のオリゴマー(日本合成化学: UV—7000B)に光重合開始剤を配 合し、それらをプロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈することによって、コー ト層 14の材料 14aを調製した。材料 14aの粘度は、 0. lPa ' sとした。
[0079] 次に、レンズ部 11aの中心がスピンコートにおける回転中心と一致するように、スピ ンコート装置にレンズ基材 10をセットした。そして、レンズ部 11aの頂部に材料 14aを 滴下し、回転数 2000rpmで 10秒間のスピンコート処理を行った。次に、室温で 10分 間の減圧処理を行うことによって材料 14a中の溶剤を揮発させた。次に、 UV照射を 行うことによって材料 14aを硬化させた。このようにして、図 1Aおよび 1Bに示すレン ズ 100を得た。
[0080] [比較例 1]
比較例 1のレンズ 1として、溝 13を形成しないことを除き、レンズ 100と同様のレンズ を作製した。比較例 1で作製したレンズ 1を図 7Aの上面図および図 7Bの断面図に示 す。レンズ 1のレンズ基材 laは、溝 13がないことを除き、実施例 1のレンズ基材 10と 同じ構造を有する。レンズ基材 laのレンズ部 11aには、実施例 1と同じ材料および方 法でコート層 14を形成した。
[0081] 実施例 1のレンズと比較例 1のレンズについて、レンズ部におけるコート層の厚さを 測定した。コート層の厚さは、レーザー反射式形状測定装置を用いて測定した。具体 的には、任意の一断面において、コート層形成前後の形状を測定した。この測定値 から、図 8に示すように、レンズの中心部からの距離が異なる位置におけるコート層 1 4の厚さ(図 8の t 、 t 、 tなど)を求めた。なお、図 8に示すように、レンズの光軸に平
1 2 3
行な方向の厚さを、コート層の厚さとした。測定結果を図 9に示す。
[0082] 図 9に示すように、溝 13を形成しなかった比較例 1のレンズ 1では、レンズ部 11aの 中心から離れるに従って、コート層 14の厚さは単調に増加する傾向にあった。特に、 レンズ部 11aの外縁部分(レンズ部 11aの中心からの距離が ± 0. 6mm付近)では、 その増加率が大きくなる傾向にあった。一方、溝 13を形成した実施例 1のレンズ 100 では、コート層 14の厚さは、レンズ部 11aの中心から離れた部分でもほとんど変化せ ず、レンズ部 1 1aの全域にわたってほぼ均一であった。つまり、レンズ 100では、コー ト層 14の表面形状は、レンズ部 11aの非球面形状とほぼ一致した。
[0083] 次に、実施例 1および比較例 1のレンズの断面を観察した。比較例 1のレンズ 1では 、図 7Bに示すように、レンズ部 11 aの外縁部分において、コート層 14が厚くなる液溜 り現象が発生していた。それに対し、実施例 1のレンズ 100では、図 1Bに示すように 、液溜り現象は溝 13の内部で発生しており、レンズ部 11aの表面のコート層 14の厚 さは、ほぼ均一であった。
[0084] また、比較例 1のレンズ 1では、コート層 14が第 2の領域 12にも形成された力 実施 例 1のレンズ 100ではコート層 14が第 2の領域 12に形成されることはなかった。
[0085] [実施例 2]
実施例 2では、図 1Aおよび 1Bに示すレンズ 100を作製した他の一例について説 明する。実施例 2では、光学ガラス (株式会社住田光学ガラス: K LaKnl4)を材料 とするレンズ基材 10を用いた。このレンズ基材 10に、実施例 1と同様の材料および方 法でコート層 14を形成し、レンズ 100を得た。
[0086] [比較例 2]
比較例 2のレンズとして、溝 13を形成しないことを除き、実施例 2のレンズと同様の レンズを作製した。
[0087] 実施例 2のレンズと比較例 2のレンズとについて、コート層の厚さを測定した。測定 結果を図 10に示す。コート層の厚さは、実施例 1と同様の方法で求めた。図 10に示 すように、溝 13が形成されていない比較例 2のレンズでは、レンズ部 11aの中心から 離れるに従って、コート層の厚さは単調に増加する傾向にあった。一方、溝を形成し た実施例 2のレンズでは、コート層の厚さは、レンズ部 11aの中心から離れた部分で もほとんど変化せず、レンズ部 11aの全域にわたってほぼ均一であった。
[0088] 次に、実施例 2のレンズおよび比較例 2のレンズのそれぞれの断面を観察した。比 較例 2のレンズでは、レンズ部の外縁部分で液溜り現象が発生していた。それに対し 、実施例 2のレンズでは、液溜り現象は溝 13内で発生しており、レンズ部 11a上のコ ート層 14はほぼ均一な厚さであった。
[0089] また、比較例 2のレンズでは、コート層 14が第 2の領域 12にも形成された力 実施 例 2のレンズではコート層 14が第 2の領域 12に形成されることはなかった。
[0090] [実施例 3]
実施例 3では、図 5Aおよび 5Bに示すレンズ 100aを作製した一例について説明す る。実施例 3では、ポリカーボネート(帝人化成株式会社: AD— 5503、 d線屈折率 1 . 59、アッベ数 28)を材料とするレンズ基材 20を用いた。レンズ基材 20の平面形状 は 4mm角とした。レンズ部 21a (第 1の領域 11)は、レンズ基材 20の中央に配置され た。レンズ部 21aの直径を 1. 2mmとし、レンズ基材 20の底面からレンズ部 21aの頂 部までの厚さは 0. 8mmとした。第 2の領域 12の厚さは 0. 6mmとした。ブレーズの段 差は 15. 5 111とした。?冓 13の幅は 0. 2mmとし、?冓 13の深さは 0. 2mmとした。
[0091] コート層 14の材料 14aとして、脂環式炭化水素基含有アクリル系オリゴマー(d線屈 折率 1. 53、アッベ数 52)と酸化ジルコニウムフィラーとの混合物の、プロピレングリコ ールモノメチルエーテル分散液 (全固形分 75重量%)を調製した。酸化ジルコニウム のフイラ一(filler)には、一次粒径が 3nm〜10nmであり、シラン系表面処理剤を 30 重量%含有するものを用いた。酸化ジルコニウムフイラ一は、材料 14aの固形分中に おける重量比が 56重量%となるように添加した。材料 14aの粘度は、 0. lPa ' sとした
[0092] そして、実施例 1と同様の条件で、スピンコート処理、溶剤揮発処理、および UV照 射処理を行い、レンズ 100aを得た。硬化後のコート層 14の屈折率特性を評価したと ころ、 d線屈折率が 1. 62であり、アッベ数が 43であった。
[0093] レンズ基材の材料とコート層の材料との組み合せ、およびブレーズの段差を適切に 設計することによって、色収差が小さい回折レンズを実現できる。さらに、コート層の 表面形状を、回折レンズの段差の下面を結ぶ面の形状に一致させることによって、レ ンズ機能を向上できる。
[0094] [比較例 3]
比較例 3では、図 11Aの上面図および図 11Bの断面図に示すレンズ 3を作製した。 比較例 3では、レンズ基材 3aを用いた。レンズ基材 3aは、溝 13がないことを除き、実 施例 3のレンズ基材 20と同じである。実施例 3と同様の材料および方法によって、レ ンズ基材 3aにコート層 14を形成し、比較例 3のレンズ 3を得た。
[0095] 実施例 3のレンズと比較例 3のレンズについて、レンズ部におけるコート層 14の厚さ を測定した。具体的には、まず、任意の一断面におけるコート層形成前後の表面形 状を、レーザー反射式形状測定装置を用いて測定した。そして、コート層形成前の 測定から、ブレーズ段差の下面を結ぶ非球面曲線 121 (図 12の点線)を求めた。そ して、図 12に示すように、非球面曲線 121からコート層 14の表面までの距離を求め て、コート層 14の厚さとした。測定結果を図 13に示す。
[0096] 図 13に示すように、溝を形成していない比較例 3のレンズでは、レンズ部の中心か ら離れるに従って、コート層の厚さは単調増加する傾向にあった。特に、レンズ部の 外縁部分(レンズ部の中心からの距離: ± 0. 6mm付近)では、その増加率が大きく なる傾向にあった。一方、溝を形成した実施例 3のレンズでは、コート層の厚さは、レ ンズ部の中心から離れてもほとんど変化せず、レンズ部の全域にわたってほぼ均一 であった。つまり、実施例 3のコート層の表面形状は、回折レンズのブレーズ段差の 下面を結ぶ非球面形状と、ほぼ一致していた。
[0097] 次に、実施例 3のレンズおよび比較例 3のレンズの断面を観察した。実施例 3のレン ズおよび比較例 3のレンズは、共に、コート層が、気泡を含有することなくレンズ部の 段差 (ブレーズ)を埋めていた。また、実施例 3のレンズでは、コート層の材料の液溜 り現象が溝 13内で確認された。これに対し、比較例 3のレンズでは、コート層の材料 の液溜り現象がレンズ部の外縁部分で確認された。また、比較例 3のレンズでは第 2 の領域にコート層が形成されたのに対し、実施例 3のレンズでは、第 2の領域にコート 層が形成されな力 た。
[0098] [実施例 4]
実施例 4では、図 5Aおよび 5Bに示すレンズ 100aを作製した他の一例について説 明する。実施例 4では、光学ガラス (株式会社住田光学ガラス: K— LaKnl4、 d線屈 折率 1. 74、アッベ数 53)を材料とするレンズ基材 20を用いた。レンズ基材 20の平面 形状は、 4mm角とした。レンズ部 21aの直径は 1. 2mmとし、レンズ基材の底面から レンズ部 21aの頂部までの厚さは 0. 8mmとした。第 2の領域 12の厚さは 0. 6mmと した。ブレーズの段差は 4. 7 mとした。溝 13の幅は 0. 2mmとし、?冓 13の深さは 0. 2mmとした。
[0099] コート層の材料として、エポキシ系オリゴマー(旭電化工業株式会社:ォプトマ一 K RX、 d線屈折率 1. 62、アッベ数 24)のメチルェチルケトン溶液 (全固形分 40重量% )を調製した。そして、実施例 3と同様の条件で、スピンコート処理、溶剤揮発処理、 U V照射処理を行い、レンズ 100aを得た。この場合も、実施例 3と同様に、レンズ基材 の材料とコート層の材料との組み合せ、およびブレーズの段差を適切に設計すること によって、色収差が小さい回折レンズを実現できる。また、コート層の表面形状を、回 折レンズの段差の下面を結ぶ面の形状と一致させることによって、レンズ機能を向上 できる。
[0100] [比較例 4]
比較例 4では、レンズ基材に溝 13がないことを除き、実施例 4のレンズ 100aと同様 の材料および方法でレンズを作製した。
[0101] 実施例 4のレンズと比較例 4のレンズとについて、レンズ部のコート層の厚さを測定 した。測定結果を図 14に示す。コート層の厚さは、実施例 3と同様の方法で求めた。
[0102] 図 14に示すように、溝を形成していない比較例 4のレンズでは、レンズ部の中心か ら離れるに従って、コート層の厚さは単調に増加する傾向にあった。一方、溝を形成 した実施例 4のレンズでは、コート層の厚さは、レンズ部の中心から離れてもほとんど 変化せず、レンズ部の全域にわたってほぼ均一であった。つまり、コート層の表面形 状は、回折レンズのブレーズ段差の下面を結ぶ非球面形状と、ほぼ一致していた。 [0103] 次に、実施例 4のレンズおよび比較例 4のレンズの断面を観察した。実施例 4のレン ズでは、コート層の材料の液溜り現象が溝 13内で確認された。これに対し、比較例 4 のレンズでは、コート層の材料の液溜り現象がレンズ部の外縁部分で確認された。ま た、比較例 4のレンズでは第 2の領域にコート層が形成されたのに対し、実施例 4のレ ンズでは、第 2の領域にコート層が形成されなかった。
[0104] [実施例 5]
実施例 5では、図 6Aおよび 6Bに示すレンズ 100bを製造した一例について説明す る。実施例 5では、ポリカーボネート(帝人化成株式会社: AD— 5503)を材料とする レンズ基材 30を用いた。
[0105] レンズ基材 30の平面形状は 5mm角とした。レンズ部 1 la (第 1の領域 11 )は、レン ズ基材 30の中央付近に配置された。レンズ部 11aの直径は 1. 2mmとした。レンズ基 材 30の底面からレンズ部 11aの頂部までの厚さは、 0. 8mmとした。第 2の領域 12の 厚さは 0. 6mmとした。溝 13の幅は 0. 2mmとし、?冓 13の深さは 0. 2mmとした。 2つ のレンズ部 11a間の距離は、 1. 0mmとした。
[0106] コート層の材料 14aとして、実施例 1と同じ溶液を準備した。次に、一方のレンズ部 1 laの中心が回転中心と一致するように、レンズ基材 30をスピンコート装置にセットし た。次に、上記一方のレンズ部 11aの頂部に、材料 14aを滴下し、回転数 2000rpm で 10秒間のスピンコート処理を行った。次に、他方のレンズ部 11aの中心が回転中 心と一致するようにレンズ基材 30をスピンコート装置にセットした。次に、上記他方の レンズ部 11 aに材料 14aを滴下し、回転数 2000rpmで 10秒間のスピンコ一ト処理を 行った。その後、室温で 10分間の減圧処理を行うことによって、材料 14a中の溶剤を 揮発させた。最後に、 UV照射を行うことによって材料 14aを硬化させた。このようにし て、実施例 5のレンズを得た。
[0107] [比較例 5]
比較例 5では、レンズ基材に溝 13がないことを除き、実施例 5のレンズ 100bと同様 の材料および方法でレンズを作製した。
[0108] 実施例 5のレンズと比較例 5のレンズについて、レンズ部上のコート層の厚さを測定 した。厚さは、 2つのレンズ部のそれぞれの中心を結ぶ線上において、実施例 1と同 様の方法で測定した。実施例 5のレンズの測定結果を図 15に示し、比較例 5のレン ズの測定結果を図 16に示す。
[0109] 図 16に示すように、溝 13を形成していない比較例 5のレンズでは、レンズ部の中心 力も離れるに従って、コート層の厚さは単調に増加する傾向にあった。特に、隣接す るレンズ部に近!/、部分にぉレ、て、厚さの変動が大きくなつた。
[0110] 一方、図 15に示すように、溝 13を形成した実施例 5のレンズでは、コート層の厚さ は、レンズ部の中心から離れてもほとんど変化せず、レンズ部全域にわたってほぼ均 一であった。また、隣接するレンズ部に近い部分においても、比較例 5のレンズに比 ベて、コート層の厚さの変動は抑制されていた。また、比較例 5のレンズでは第 2の領 域にコート層が形成されたのに対し、実施例 5のレンズでは、第 2の領域にコート層が 形成されなかった。
[0111] [実施例 6]
実施例 6では、 1つのレンズ基材に 2つの回折レンズが形成されているレンズを作製 した。
[0112] まず、図 17Aの上面図および図 17Bの断面図に示すように、ポリカーボネート(帝 人化成株式会社: AD— 5503、 d線屈折率 1. 59、アッベ数 28)を材料とするレンズ 基材 170を準備した。レンズ基材 170は、同一平面上に配置された 2つのレンズ部 2 laを備える。レンズ部 21aは、回折レンズである。実施例 6のレンズでは、第 1の領域 11の全体がレンズ部 21aである。レンズ基材 170は、 2つの第 1の領域 11とその周囲 に配置された第 2の領域 12とを含む。第 1の領域 11と第 2の領域 12との間には溝 13 が形成されている。
[0113] レンズ基材 170の平面形状は 5mm角とした。レンズ部 21aおよび溝 13の形状は、 実施例 3のレンズのレンズ部および溝の形状と同じとした。 2つのレンズ部 21a間の距 離は、 1. Ommとした。レンズ基材 170に実施例 3と同様の方法および材料を用いて コート層を形成し、実施例 6のレンズを得た。
[0114] [比較例 6]
比較例 6では、レンズ基材に溝 13がないことを除き、実施例 6のレンズと同様の材 料および方法でレンズを作製した。 [0115] 実施例 6のレンズと比較例 6のレンズについて、レンズ部におけるコート層の厚さを 測定した。厚さの測定は、 2つのレンズ部のそれぞれの中心を結ぶ線上において、実 施例 3と同様の方法で行った。実施例 6のレンズの測定結果を図 18に示し、比較例 6 のレンズの測定結果を図 19に示す。
[0116] 図 19に示すように、溝 13を形成していない比較例 6のレンズでは、レンズ部の中心 力も離れるに従って、コート層の厚さは単調に増加する傾向にあった。特に、隣接す るレンズ部に近!/、部分にぉレ、て、厚さの変動が大きくなつた。
[0117] 一方、図 18に示すように、溝 13を形成した実施例 6のレンズでは、コート層の厚さ は、レンズ部の中心から離れてもほとんど変化せず、レンズ部の全域にわたってほぼ 均一であった。また、隣接するレンズ部に近い部分においても、比較例 6のレンズに 比べて、実施例 6のコート層の厚さの変動は抑制されていた。また、比較例 6のレンズ では第 2の領域にコート層が形成されたのに対し、実施例 6のレンズでは、第 2の領 域にコート層が形成されなかった。
[0118] [実施例 7]
実施例 7では、図 5Aおよび 5Bに示すレンズ 100aを、スクリーン印刷法を用いて作 製した一例について説明する。
[0119] 実施例 7では、レンズ基材として、実施例 3で用いたレンズ基材を用いた。また、コ ート層の材料には、実施例 3で用いたコート層の材料と同じ組成を有し、粘度のみが 異なる塗液を用いた。具体的には、実施例 7では、コート層の材料の粘度を 5Pa ' sと した。
[0120] 次に、スクリーン印刷法によって、コート層の材料をレンズ部に塗布した。スクリーン 版には、テトロン製で乳剤厚さが 20 mで、透過部の直径が 1. 5mmのスクリーン版 を用いた。次に、室温で 10分間の減圧処理を行うことによって、コート層の材料中の 溶剤を揮発させた。次に、 UV照射を行うことによって、コート層の材料を硬化させた 。上記のスクリーン印刷、揮発処理、 UV照射処理の工程を 2回繰り返し行うことによ つて、実施例 7のレンズを得た。
[0121] [比較例 7]
比較例 7では、レンズ基材に溝 13がないことを除き、実施例 7のレンズと同様の材 料および方法でレンズを作製した。
[0122] 実施例 7のレンズと比較例 7のレンズについて、レンズ部上のコート層の厚さを測定 した。厚さの測定は、実施例 3と同様の方法で行った。測定結果を図 20に示す。
[0123] 図 20に示すように、溝 13を形成していない比較例 7のレンズでは、レンズ部の中心 力も離れるに従って、コート層の厚さが単調に増加する傾向があった。これに対して、 溝 13を形成した実施例 7のレンズでは、コート層の厚さの変動が抑制されていた。
[0124] また、比較例 7のレンズでは第 2の領域にコート層が形成された。これは、レンズ部 に塗布されたコート層の材料力 第 2の領域に流れ落ちたためであると考えられ得る 。これに対し、実施例 7のレンズでは、第 2の領域にコート層が形成されなかった。
[0125] [実施例 8]
実施例 8では、図 5Aおよび 5Bに示すレンズ 100aを、パッド印刷法を用いて作製し た一例について説明する。
[0126] 実施例 8では、レンズ基材として、実施例 7で用いたレンズ基材を用いた。また、コ ート層の材料として、実施例 7で用いたコート層の材料を準備した。次に、印刷版とし て、深さが 25 mで直径が 1. 5mmの凹部を有するスチール版を用意した。このス チール版の凹部に配置したコート層の材料を、パッド印刷法によってレンズ部に塗布 した。次に、室温で 10分間の減圧処理を行うことによって、コート層の材料中の溶剤 を揮発させた。次に、 UV照射を行うことによって、コート層の材料を硬化させた。上 記のパッド印刷、揮発処理、 UV照射処理の工程を 3回繰り返し行うことによって、実 施例 8のレンズを得た。
[0127] [比較例 8]
比較例 8では、レンズ基材に溝 13がないことを除き、実施例 8のレンズと同様の材 料および方法でレンズを作製した。
[0128] 実施例 8のレンズと比較例 8のレンズについて、レンズ部上のコート層の厚さを測定 した。厚さの測定は、実施例 3と同様の方法で行った。測定結果を図 21に示す。
[0129] 図 21に示すように、溝 13を形成していない比較例 8のレンズでは、レンズ部の中心 力も離れるに従って、コート層の厚さが単調に増加する傾向があった。これに対し、 溝 13を形成した実施例 8のレンズでは、コート層の厚さの変動が抑制されていた。 [0130] また、比較例 8のレンズでは第 2の領域にコート層が形成された。これは、レンズ部 に塗布されたコート層の材料力 第 2の領域に流れ落ちたためであると考えられ得る 。これに対し、実施例 8のレンズでは、第 2の領域にコート層が形成されなかった。
[0131] なお、実施例;!〜 8では、溝 13の形状を同じにした。しかし、光学的に影響のない 範囲であれば、溝 13の形状は、上述の形状に限定されない。溝 13の形状は、コート 層の材料の物性(主に、粘度および表面張力)と、コート層の材料の塗布量を考慮し て決定される。
[0132] また、実施例;!〜 8において、コート層の材料として溶剤を含む塗料を用いた。しか し、コート層の材料は、その粘度が、用いられる塗布法に適切であれば、溶剤を含ま なくてもよく、その場合も、本発明の効果が得られる。
産業上の利用可能性
[0133] 本発明のレンズは、レンズを含む様々な光学機器や電子機器に利用できる。たとえ ば、本発明のレンズは、携帯電話や車などに搭載されるカメラモジュールに利用でき

Claims

請求の範囲
凸状のレンズ部を含む少なくとも 1つの第 1の領域と、前記第 1の領域を囲む第 2の 領域とを含み、
前記第 1の領域と前記第 2の領域との間には、前記第 1の領域を囲む溝が形成され ており、
前記レンズ部上にコート層が形成されているレンズ。
前記第 1の領域および前記溝の少なくとも一部に前記コート層が形成されており、 前記第 2の領域に前記コート層が形成されていない請求項 1に記載のレンズ。
前記第 1の領域の全体が前記レンズ部である請求項 1に記載のレンズ。
前記溝が前記レンズ部に隣接している請求項 3に記載のレンズ。
前記レンズ部が、回折レンズである請求項 1に記載のレンズ。
複数の前記第 1の領域を含む請求項 1に記載のレンズ。
凸状のレンズ部と前記レンズ部上に形成されたコート層とを含むレンズの製造方法 であって、
(i)前記レンズ部を含む少なくとも 1つの第 1の領域と、前記第 1の領域を囲む第 2の 領域とを含むレンズ基材を準備する工程と、
(ii)前記コート層の材料を前記レンズ部に配置する工程とを含み、
前記レンズ基材の前記第 1の領域と前記第 2の領域との間には、前記第 1の領域を 囲む溝が形成されている、レンズの製造方法。
前記第 1の領域および前記溝の少なくとも一部に前記コート層が形成され、前記第 2の領域に前記コート層が形成されない請求項 7に記載の製造方法。
前記第 1の領域の全体が前記レンズ部である請求項 7に記載の製造方法。
前記溝が前記レンズ部に隣接している請求項 9に記載の製造方法。
前記(ii)の工程において、前記材料をスピンコート法によって前記レンズ部に配置 する請求項 7に記載の製造方法。
前記(ii)の工程において、前記材料をスクリーン印刷法によって前記レンズ部に配 置する請求項 7に記載の製造方法。
前記 (ii)の工程にお V、て、前記材料をパッド印刷法によって前記レンズ部に配置す る請求項 7に記載の製造方法。
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