JP2005283761A - Optical unit using plastic lens - Google Patents
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Abstract
【課題】全てのレンズがプラスチック製レンズで構成される高解像度用途の光学ユニットの提供。
【解決手段】下記レンズ（１）、（２）を含む光学ユニット。
（１）アッベ数が４５〜６０のプラスチック製レンズ、
（２）下記一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）及び一般式（Ｃ）で表される構造単位を有し、一般式（Ａ）の構造単位が全構造単位中５〜５０モル％であり、かつ極限粘度が０．３０〜０．５０ｄｌ／ｇであるであるポリカーボネートを射出成形して得られるレンズ。
【化１】
【化２】
【化３】
【選択図】なし
To provide an optical unit for high resolution applications in which all lenses are made of plastic lenses.
An optical unit including the following lenses (1) and (2).
(1) a plastic lens having an Abbe number of 45-60,
(2) It has a structural unit represented by the following general formula (A), general formula (B), and general formula (C), and the structural unit of general formula (A) is 5 to 50 mol% in all the structural units. A lens obtained by injection molding a polycarbonate having an intrinsic viscosity of 0.30 to 0.50 dl / g.
[Chemical 1]
[Chemical 2]
[Chemical 3]
[Selection figure] None
Description
本発明は、銀塩カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話組み込み用小型カメラ等に使用される高解像度用途の光学ユニットに関する。 The present invention relates to an optical unit for high resolution used in a silver salt camera, a digital camera, a video camera, a small camera for incorporating a mobile phone, and the like.
近年の撮像用半導体の急速な高解像度化とコストダウンにより、それに使用される光学ユニットにも高解像度化とともに小型軽量化とコストダウンが求められている。小型軽量化およびコストダウンのためには、光学ユニットに使用するレンズとして、プラスチック製のレンズを採用することが望ましく、低解像度の用途においては、構成するレンズを全てプラスチック製レンズとした光学ユニットが普及している。 Due to the rapid increase in resolution and cost reduction of imaging semiconductors in recent years, the optical unit used therefor is required to have higher resolution, smaller size, lighter weight, and lower cost. In order to reduce the size and weight and reduce the cost, it is desirable to use a plastic lens as the lens used in the optical unit. For low-resolution applications, an optical unit in which all the lenses are plastic lenses is used. It is popular.
しかしながら、プラスチック材料は、ガラスに比べて複屈折が大きく、光学ユニットのレンズとして使用した場合、これが解像度に悪影響するという問題があった。低解像度の用途においては、要求される解像度が低いため問題とされなかったが、高解像度、特に 解像度を空間周波数（ＭＴＦ）で表した場合に、コントラスト２０％における解像度が１５０本／ｍｍ程度以上、好ましくは２００本／ｍｍ程度以上の解像度の用途においては、所望の解像度が得られないため、光学ユニットを構成する全てのレンズをプラスチック製のレンズとすることはできなかった。 However, the plastic material has a larger birefringence than glass, and when used as a lens of an optical unit, this has a problem of adversely affecting the resolution. In low-resolution applications, the required resolution is low, so it was not a problem. However, when the resolution is expressed in spatial frequency (MTF), the resolution at a contrast of 20% is about 150 lines / mm or more. In a use with a resolution of preferably about 200 lines / mm or more, since a desired resolution cannot be obtained, all the lenses constituting the optical unit cannot be made of plastic.
光学ユニットの光学設計においては、互いにアッベ数が異なる複数のレンズを組み合わせて使用することにより色収差を補正することが行われている。高解像度用途の光学ユニットの場合、上記したプラスチックレンズの複屈折の問題から、互いにアッベ数が異なるプラスチック製とガラスレンズとを組み合わせることで、色収差を補正している。 In the optical design of the optical unit, chromatic aberration is corrected by using a combination of a plurality of lenses having different Abbe numbers. In the case of an optical unit for high resolution, chromatic aberration is corrected by combining a plastic lens having a different Abbe number and a glass lens due to the above-described problem of the birefringence of the plastic lens.
ガラスレンズと組み合わせて使用されるプラスチック製レンズとしては、光学ユニット用のレンズとして好ましい特性を有することから、アッベ数４５〜６０の脂環式ポリオレフィン樹脂製のレンズが広く使用されている。このような脂環式ポリオレフィン樹脂は、市販品としては、日本ゼオン社製のゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）TM、ＪＳＲ株式会社製のアートン（ＡＲＴＯＮ）TM、三井化学株式会社製のアペル（ＡＰＥＬ）TM等が使用されている。 As a plastic lens used in combination with a glass lens, a lens made of an alicyclic polyolefin resin having an Abbe number of 45 to 60 is widely used because it has preferable characteristics as a lens for an optical unit. As such alicyclic polyolefin resins, commercially available products such as ZEONEX ™ manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., ARTON ™ manufactured by JSR Corporation, APEL ™ produced by Mitsui Chemicals Co., Ltd., etc. in use.
したがって、構成するレンズが全てプラスチック製レンズである光学ユニットを光学設計する場合、上記したアッベ数４５〜６０の脂環式ポリオレフィン樹脂製のレンズと、該レンズとはアッベ数が異なるプラスチック材料製のレンズとを組み合わせて色収差を補正することになる。低解像度用途、具体的には例えば、コントラスト２０％における解像度が１００本／ｍｍ程度未満の光学ユニットにおいては、アッベ数４５〜６０の脂環式ポリオレフィン樹脂製のレンズと、アッベ数がこれよりも低い（例えば３０程度）ビスフェノールＡ型のポリカーボネート樹脂製のレンズとを組み合わせて色収差を補正することが行われている。しかし、このビスフェノールＡ型のポリカーボネート樹脂は固有複屈折が０．１０６と大きく（非特許文献１）、高解像度の光学ユニットには適用することができなかった。
よって、アッベ数４５〜６０の脂環式オレフィン樹脂製のレンズと組み合わせて、色収差を補正するのに適したアッベ数を有し、複屈折が小さく、かつ光学ユニットのレンズ材料に適した物性を有するプラスチック材料は従来知られていなかった。
Therefore, when optically designing an optical unit in which all the lenses are plastic lenses, the above-described lens made of alicyclic polyolefin resin having an Abbe number of 45 to 60 and a plastic material having a different Abbe number are used. The chromatic aberration is corrected in combination with the lens. For low-resolution applications, specifically, for example, in an optical unit having a resolution of less than about 100 / mm at a contrast of 20%, an alicyclic polyolefin resin lens having an Abbe number of 45 to 60 and an Abbe number higher than this Chromatic aberration is corrected by combining with a low (for example, about 30) bisphenol A type polycarbonate resin lens. However, this bisphenol A type polycarbonate resin has a large intrinsic birefringence of 0.106 (Non-patent Document 1), and cannot be applied to a high-resolution optical unit.
Therefore, in combination with a lens made of an alicyclic olefin resin having an Abbe number of 45 to 60, it has an Abbe number suitable for correcting chromatic aberration, a small birefringence, and a physical property suitable for a lens material of an optical unit. No plastic material has been known so far.
すなわち、本発明は、全てのレンズがプラスチック製レンズで構成される高解像度用途の光学ユニットを提供することを目的とする。 That is, an object of the present invention is to provide an optical unit for high-resolution applications in which all lenses are plastic lenses.
上記の目的を達成するため、本発明は、
下記レンズ（１）、（２）を含む光学ユニット。
（１）アッベ数が４５〜６０であるプラスチック製レンズ、
（２）下記一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）及び一般式（Ｃ）で表される構造単位を有し、一般式（Ａ）の構造単位が全構造単位中５〜５０モル％であり、かつ極限粘度が０．３０〜０．５０ｄｌ／ｇであるポリカーボネートを射出成形して得られるレンズ。
An optical unit including the following lenses (1) and (2).
(1) a plastic lens having an Abbe number of 45-60,
(2) It has a structural unit represented by the following general formula (A), general formula (B), and general formula (C), and the structural unit of general formula (A) is 5 to 50 mol% in all the structural units. A lens obtained by injection molding a polycarbonate having an intrinsic viscosity of 0.30 to 0.50 dl / g.
本発明の光学ユニットにおいて、前記アッベ数４５〜６０のプラスチック製レンズは、脂環式ポリオレフィン樹脂から作製されることが好ましい。 In the optical unit of the present invention, it is preferable that the plastic lens having an Abbe number of 45 to 60 is made of an alicyclic polyolefin resin.
本発明に光学ユニットにおいて、前記レンズ（１）、（２）は、光学的な作用を有するレンズ部と、前記レンズ部の周囲に設けられたフランジ部からなり、
前記レンズ（１）のフランジ部と、前記レンズ（２）のフランジ部と、は嵌合可能であり、
前記レンズ（１）、（２）は、前記フランジ部の嵌合によって、組み合わされた状態で互いの光軸を一致する形状を有することが好ましい。
In the optical unit according to the present invention, the lenses (1) and (2) include a lens portion having an optical action and a flange portion provided around the lens portion,
The flange portion of the lens (1) and the flange portion of the lens (2) can be fitted,
It is preferable that the lenses (1) and (2) have a shape in which the optical axes of the lenses (1) and (2) coincide with each other in a combined state by fitting the flange portions.
前記レンズ（１）、（２）は、前記フランジ部の嵌合によって、組み合わされた状態で、互いの光軸方向の位置が適正となる形状を有することが好ましい。 It is preferable that the lenses (1) and (2) have shapes in which the positions in the optical axis direction of each other are appropriate in a combined state by fitting of the flange portions.
本発明の光学ユニットにおいて、前記レンズ（２）はその表面全体に防湿皮膜が形成されていることが好ましい。 In the optical unit of the present invention, it is preferable that the lens (2) has a moisture-proof coating formed on the entire surface thereof.
前記防湿皮膜は、ＳｉＯからなるガラス質膜であることが好ましい。
また、前記防湿皮膜は、ポリ塩化ビニリデンまたは塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を主成分とすることが好ましい。
The moisture-proof film is preferably a glassy film made of SiO.
Further, the moisture-proof coating is preferably composed mainly of polyvinylidene chloride or vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer.
本発明の光学ユニットは、全てのレンズがプラスチック製レンズで構成されているにもかかわらず、複屈折による解像度への悪影響が生じることがなく、高解像度用途の光学ユニットとして優れている。
本発明の光学ユニットは、全てのレンズがプラスチック製レンズで構成されているため、小型軽量化が要求される用途に好適である。
The optical unit of the present invention is excellent as an optical unit for high-resolution applications without causing any adverse effect on the resolution due to birefringence even though all the lenses are made of plastic lenses.
Since all the lenses are made of plastic lenses, the optical unit of the present invention is suitable for applications that require a reduction in size and weight.
また、本発明の光学ユニットは、低アッベ数のレンズを構成する材料に、流動性に優れた特定のポリカーボネート材料を使用するため、より低温で射出成形することができ、かつ射出成形の際の成形性に優れている。このため、レンズの生産性に優れており、光学ユニットのコストダウンが可能である。 In addition, since the optical unit of the present invention uses a specific polycarbonate material having excellent fluidity as a material constituting the lens having a low Abbe number, it can be injection-molded at a lower temperature, and at the time of injection molding Excellent formability. Therefore, the productivity of the lens is excellent, and the cost of the optical unit can be reduced.
また、射出成形の際の成形性に優れることにより、様々な形状のレンズを使用することができる。このようなレンズとして、レンズの光軸合わせ構造や、レンズの光軸方向における位置合わせ構造を有するレンズを使用することで、光学ユニットを組み立てる際にレンズの光軸合わせや、レンズの光軸方向における位置合わせを容易に行うことができる。また、射出成形により製造されるレンズの特徴であるゲート跡を光軸合わせの目印とすることでも、光軸合わせを容易に行うことができる。 In addition, various shapes of lenses can be used due to excellent moldability during injection molding. By using a lens having an optical axis alignment structure of the lens or an alignment structure in the optical axis direction of the lens as such a lens, the optical axis alignment of the lens or the optical axis direction of the lens when assembling the optical unit. Can be easily aligned. Also, the optical axis alignment can be easily performed by using the gate mark, which is a feature of the lens manufactured by injection molding, as a mark for optical axis alignment.
レンズ、特に低アッベ数レンズの表面全体に防湿皮膜が形成された本発明の光学ユニットは、環境変化、より具体的には光学ユニットが置かれる環境の湿度の変化によりレンズの光学性能が変化することが防止されている。 The optical unit of the present invention in which a moisture-proof coating is formed on the entire surface of a lens, particularly a low Abbe number lens, changes the optical performance of the lens due to environmental changes, more specifically, changes in the humidity of the environment in which the optical unit is placed. It is prevented.
以下、図面を参照して本発明の光学ユニットを説明する。
図１は、本発明の光学ユニットの１実施形態の側部断面図である。図１に示す光学ユニット１は、銀塩カメラのレンズ機構や、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話組み込み用小型カメラの撮像モジュールに使用される一般的な光学ユニットの構成である。図１の光学ユニットでは、円筒状の鏡筒５内に２枚のレンズ２，３が収納されている。
The optical unit of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view of one embodiment of the optical unit of the present invention. An
以下、図の説明において、光学ユニット１の撮影光の入射側を前部、その反対側を後部とする。２枚のレンズ２，３のうち、後部側のレンズ２はアッベ数４５〜６０のプラスチック製のレンズ（以下、「高アッベ数レンズ」という。）であり、アッベ数４５〜６０の脂環式ポリオレフィン樹脂製のレンズであることが好ましい。前部側のレンズ３は、レンズ２と組み合わせて色収差の補正を行うのに相応しいアッベ数を有するレンズであり、通常は高アッベ数レンズ材料よりもアッベ数が小さい（アッベ数２３〜３５程度）のレンズ（以下、「低アッベ数レンズ」という。）であり、後で詳述する特定のポリカーボネートから射出成形される。鏡筒５内において、２枚のレンズ２，３は、スペーサ６を介して固定されている。スペーサ６は、レンズ２，３を光学方向における適正な位置に位置決めしている。前部側に位置するレンズ３は、脱落を防止するためレンズ押さえ７により固定されている。
Hereinafter, in the description of the drawings, the incident side of the
本発明の光学ユニットにおいて、低アッベ数レンズは、下記一般式（Ａ）〜（Ｃ）で表される構造単位を有し、一般式（Ａ）の構造単位が全構造単位中５〜５０モル％であり、極限粘度が０．３０〜０．５０ｄｌ／ｇであるポリカーボネートを射出成形して得られる。
上記した低アッベ数レンズ材料は、６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロビインダン、４，４’−［１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスフェノール及び２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを、炭酸エステル形成性化合物と反応させることで得られる。 The above-mentioned low Abbe number lens materials are 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 4,4 ′-[1,3-phenylenebis (1 -Methylethylidene)] bisphenol and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane are obtained by reacting with a carbonate-forming compound.
炭酸エステル形成性化合物としては、例えばホスゲンや、ジフェニルカーボネート、ジ−ｐ−トリルカーボネート、フェニル−ｐ−トリルカーボネート、ジ−ｐ−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネートなどのビスアリルカーボネートが挙げられる。これらの化合物は２種類以上併用して使用することも可能である。 Examples of the carbonate ester-forming compound include phosgene and bisallyl carbonate such as diphenyl carbonate, di-p-tolyl carbonate, phenyl-p-tolyl carbonate, di-p-chlorophenyl carbonate, and dinaphthyl carbonate. Two or more of these compounds can be used in combination.
上記した低アッベ数レンズ材料は、ビスフェノールＡからポリカーボネートを製造する際に用いられている公知の方法、例えばビスフェノール類とホスゲンとの直接反応（ホスゲン法）、あるいはビスフェノール類とビスアリールカーボネートとのエステル交換反応（エステル交換法）などの方法に用いて上記の原料から合成することができる。 The low Abbe number lens material described above is a known method used in the production of polycarbonate from bisphenol A, for example, a direct reaction between bisphenols and phosgene (phosgene method), or an ester of bisphenols and bisaryl carbonate. It can synthesize | combine from said raw material using methods, such as an exchange reaction (transesterification method).
前者のホスゲン法においては、通常酸結合剤および溶媒の存在下に、上記一般式（Ａ）を誘導する６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロビインダン、一般式（Ｂ）を誘導する４，４’−［１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスフェノール及び一般式（Ｃ）を誘導する２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを、ホスゲンと反応させる。この酸結合剤としては、例えば、ピリジンや、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物などが用いられる。また、溶媒としては、例えば、塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン及びキシレンなどが用いられる。さらに、縮重合反応を促進するために、トリエチルアミンのような第三級アミン触媒および第四級アンモニウム塩などの触媒が使用される。また、重合度調節には、フェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−クミルフェノール、長鎖アルキルフェノール等の一官能基化合物を分子量調節剤として加える。更に、所望に応じ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトなどの酸化防止剤や、フロログルシン、イサチンビスフェノール、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、α，α’，α”−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼンなど分岐化剤を小量添加してもよい。反応は、通常０〜１５０℃、好ましくは５〜４０℃の範囲とするのが適当である。反応時間は反応温度によって左右されるが、通常０．５分〜１０時間、好ましくは１分〜２時間である。また、反応中は、反応系のｐＨを１０以上に保持することが望ましい。 In the former phosgene method, 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1 which derives the general formula (A) usually in the presence of an acid binder and a solvent. '-Spirobiindane, 4,4'-[1,3-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisphenol, which derives general formula (B) and 2,2-bis (4-hydroxy, which derives general formula (C) Phenyl) propane is reacted with phosgene. Examples of the acid binder include pyridine and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. As the solvent, for example, methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, xylene and the like are used. In addition, a tertiary amine catalyst such as triethylamine and a catalyst such as a quaternary ammonium salt are used to promote the condensation polymerization reaction. Moreover, for the polymerization degree adjustment, a monofunctional compound such as phenol, pt-butylphenol, p-cumylphenol, or a long-chain alkylphenol is added as a molecular weight regulator. Further, if desired, an antioxidant such as sodium sulfite and hydrosulfite, phloroglucin, isatin bisphenol, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, α, α ′, α ″ -tris (4 A small amount of a branching agent such as -hydroxyphenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene may be added, and the reaction is usually in the range of 0 to 150 ° C., preferably 5 to 40 ° C. Although the reaction time depends on the reaction temperature, it is usually 0.5 minutes to 10 hours, preferably 1 minute to 2 hours, and the pH of the reaction system can be maintained at 10 or more during the reaction. desirable.
一方、後者のエステル交換法においては、上記一般式（Ａ）を誘導する６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロビインダン、一般式（Ｂ）を誘導する４，４’−［１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスフェノール及び一般式（Ｃ）を誘導する２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを、ビスアリールカーボネートと混合し、減圧下で高温において反応させる。この時、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−クミルフェノール、長鎖アルキルフェノール等の一官能基化合物を分子量調節剤として加えてもよい。反応は、通常１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃の範囲の温度において行われ、また減圧度は最終的には１ｍｍＨｇ以下にすることが好ましく、エステル交換反応により生成した該ビスアリールカーボネートから由来するフェノール類を系外へ留去させる。反応時間は反応温度や減圧度などによって左右されるが、通常１〜６時間程度である。反応は窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。また、所望に応じ、酸化防止剤や分岐化剤を添加して反応を行ってもよい。 On the other hand, in the latter transesterification method, 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, which derives the above general formula (A), is represented by the general formula (B ), 4,4 ′-[1,3-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisphenol and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane derived from general formula (C) are converted into bisaryl carbonate. And react at high temperature under reduced pressure. At this time, a monofunctional group compound such as pt-butylphenol, p-cumylphenol, or a long-chain alkylphenol may be added as a molecular weight regulator. The reaction is usually performed at a temperature in the range of 150 to 350 ° C., preferably 200 to 300 ° C., and the degree of vacuum is finally preferably 1 mmHg or less, from the bisaryl carbonate produced by the transesterification reaction. The derived phenols are distilled out of the system. The reaction time depends on the reaction temperature and the reduced pressure, but is usually about 1 to 6 hours. The reaction is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. Moreover, you may react by adding antioxidant and a branching agent as needed.
ホスゲン法とエステル交換法では、一般式（Ａ）構造を誘導する化合物、一般式（Ｂ）構造を誘導する化合物及び一般式（Ｃ）構造を誘導する化合物の反応性を考慮した場合、ホスゲン法の方が好ましい。 In the phosgene method and the transesterification method, when the reactivity of the compound that induces the structure of the general formula (A), the compound that induces the structure of the general formula (B), and the compound that induces the structure of the general formula (C) is considered, the phosgene method Is preferred.
更に、本発明の分子量調節剤としては一価のフェノール類が好ましく、具体的にはブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、デカニルフェノール、テトラデカニルフェノール、ヘプタデカニルフェノール、オクタデカニルフェノール等の長鎖アルキル置換フェノール；ヒドロキシ安息香酸ブチル、ヒドロキシ安息香酸オクチル、ヒドロキシ安息香酸ノニル、ヒドロキシ安息香酸デカニル、ヒドロキシ安息香酸ヘプタデカニル等のヒドロキシ安息香酸長鎖アルキルエステル；ブトキシフェノール、オクチルオキシフェノール、ノニルオキシフェノール、デカニルオキシフェノール、テトラデカニルオキシフェノール、ヘプタデカニルオキシフェノール、オクタデカニルオキシフェノール等の長鎖アルキルオキシフェノール類が例示される。 Furthermore, monovalent phenols are preferable as the molecular weight regulator of the present invention, and specifically, long-chains such as butylphenol, octylphenol, nonylphenol, decanylphenol, tetradecanylphenol, heptadecanylphenol, octadecanylphenol and the like. Alkyl-substituted phenols; hydroxybenzoic acid long-chain alkyl esters such as butyl hydroxybenzoate, octyl hydroxybenzoate, nonyl hydroxybenzoate, decanyl hydroxybenzoate, heptadecanyl hydroxybenzoate; butoxyphenol, octyloxyphenol, nonyloxyphenol, deca Long chain alkyloxyphenols such as nyloxyphenol, tetradecanyloxyphenol, heptadecanyloxyphenol, and octadecanyloxyphenol It is exemplified.
本発明においてホスゲン法を採用する場合は、ホスゲン吹き込み終了後に反応を効率よく行うため第四級アンモニウム塩を少量添加することが好ましい。第四級アンモニウム塩としては、具体的には、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムアイオダイドなどが例示される。これらのうちトリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライドが好ましい。この第四級アンモニウム塩は、使用される全ビスフェノール類に対して、一般に０．０００５〜５ｍｏｌ％使用されることが好ましい。 In the case of employing the phosgene method in the present invention, it is preferable to add a small amount of a quaternary ammonium salt in order to efficiently carry out the reaction after the completion of phosgene blowing. Specific examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium chloride, trimethylbenzylammonium chloride, triethylbenzylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, and tetra-n-butylammonium iodide. Of these, trimethylbenzylammonium chloride and triethylbenzylammonium chloride are preferred. In general, the quaternary ammonium salt is preferably used in an amount of 0.0005 to 5 mol% with respect to all bisphenols used.
また、一般式（Ａ）で表される構造単位は、高解像度用途の光学ユニットのレンズに要求される成形性、耐熱性、低複屈折性の観点から、全構造単位中５〜５０ｍｏｌ％である。一般式（Ａ）で表される構造単位が５ｍｏｌ％未満では、複屈折性改善効果は小さく、５０ｍｏｌ％を越えるとガラス転移温度上昇により成形条件が狭くなるため成形不良や分子配向による複屈折増加をおこしやすい。 In addition, the structural unit represented by the general formula (A) is 5 to 50 mol% in the total structural unit from the viewpoint of moldability, heat resistance, and low birefringence required for the lens of the optical unit for high resolution applications. is there. If the structural unit represented by the general formula (A) is less than 5 mol%, the birefringence improvement effect is small, and if it exceeds 50 mol%, the molding conditions are narrowed due to the glass transition temperature rise, so the birefringence increases due to molding defects or molecular orientation. It is easy to cause.
更に、一般式（Ｂ）で表される構造単位は、レンズの成形性を考慮すると全構造単位中２０〜８０ｍｏｌ％が好ましい。一般式（Ｂ）の構造単位が２０ｍｏｌ％未満では、成形性が低下し、８０ｍｏｌ％を超えると流動性が大きくなりすぎて貼り付き等の成形不良が起こりやすい。 Furthermore, the structural unit represented by the general formula (B) is preferably 20 to 80 mol% in all the structural units in consideration of the moldability of the lens. If the structural unit of the general formula (B) is less than 20 mol%, the moldability is lowered, and if it exceeds 80 mol%, the fluidity becomes too large and molding defects such as sticking are likely to occur.
低アッベ数レンズ材料は、射出成形時に必要な安定性や離型性を確保するため、所望に応じて、ヒンダードフェノール系やホスファイト系酸化防止剤；シリコン系、脂肪酸エステル系、脂肪酸系、脂肪酸グリセリド系、密ろう等天然油脂などの滑剤や離型剤；ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ジベンゾイルメタン系、サリチレート系等の光安定剤；ポリアルキレングリコール、脂肪酸グリセリド等帯電防止剤などを適宜併用することも可能である。 The low Abbe number lens material has a hindered phenolic and phosphite antioxidants as required to ensure the stability and release properties required during injection molding; silicon, fatty acid ester, fatty acid, Lubricants such as fatty acid glycerides, beeswax and other natural oils and mold release agents; benzotriazole, benzophenone, dibenzoylmethane, salicylate and other light stabilizers; polyalkylene glycol, fatty acid glyceride and other antistatic agents, etc., as appropriate It can also be used in combination.
上記した低アッベ数レンズ材料は、高解像度用途の光学ユニットのレンズ材料として好適な以下の特性を有している。
低複屈折
上記した低アッベ数レンズ材料は、ビスフェノールＡ型のポリカーボネート樹脂のような、低解像度用途の光学ユニットのレンズ材料として従来使用されているポリカーボネート樹脂に比べて、複屈折が少ないことを特徴とする。例えば、光学面の半径９ｍｍ、中心部の厚さ２．５ｍｍのレンズを射出成形した場合に、ビスフェノールＡ型のポリカーボネート樹脂のレンズでは、レタデーションが２００〜４００ｎｍ程度であるのに対して、上記した低アッベ数レンズ材料で作製したレンズは、レタデーションが０〜１２０ｎｍ程度である。
The above-described low Abbe number lens material has the following characteristics suitable as a lens material for an optical unit for high resolution applications.
Low birefringence The above-mentioned low Abbe number lens material is characterized by less birefringence than polycarbonate resin conventionally used as lens material for optical units for low resolution, such as bisphenol A type polycarbonate resin. And For example, when a lens having an optical surface radius of 9 mm and a central portion thickness of 2.5 mm is injection-molded, the retardation of a bisphenol A type polycarbonate resin lens is about 200 to 400 nm, as described above. A lens made of a low Abbe number lens material has a retardation of about 0 to 120 nm.
低吸水性
上記した低アッベ数レンズ材料は低吸水性であり、具体的には、ＪＩＳ Ｋ７２０９に従って測定した飽和吸水率が０．３％以下である。
このような特性により、湿度による屈折率変化が生じにくく、レンズの寸法安定性にも優れる。
Low water absorption The above-mentioned low Abbe number lens material has low water absorption, and specifically, the saturated water absorption measured according to JIS K7209 is 0.3% or less.
Due to such characteristics, a change in refractive index due to humidity is less likely to occur, and the dimensional stability of the lens is excellent.
高流動性
上記した低アッベ数レンズ材料は、極限粘度が０．３０〜０．５０ｄｌ／ｇと低いため、流動性に優れている。この特性は、射出成形によりレンズを作製する場合に特に好ましい。すなわち、低解像度用途の光学ユニットのレンズ材料として従来使用されているポリカーボネート樹脂よりも低温、具体的にはポリマー温度２４０〜２６０℃で射出成形することができる。しかも、該温度範囲において、射出成形において通常実施されるせん断速度１００〜１０００（Ｓ-1）におけるせん断速度と粘度の関係がニュートン流体に近い特性を有する。
これらの特性により、レンズを射出成形する際の成形性に優れている。よって、成形不良が生じることがなく、しかも様々な構造を有するレンズに成形することができる。
また、従来のポリカーボネート樹脂よりも低温で射出成形されるため、レンズ材料の熱劣化が軽減されている。レンズ材料の熱劣化は、レンズの着色の原因となるため、熱劣化の軽減は光学ユニット、特に高解像度用途の光学ユニットのレンズにとって好ましい。
さらにまた、より低温で射出成形することにより、レンズ成形に要するエネルギーが少なくて済み、レンズ製造、ひいては光学ユニット製造における歩留まりにも優れている。
High fluidity The above-mentioned low Abbe number lens material has excellent fluidity because its intrinsic viscosity is as low as 0.30 to 0.50 dl / g. This characteristic is particularly preferable when a lens is produced by injection molding. That is, it can be injection-molded at a lower temperature than the polycarbonate resin conventionally used as a lens material of an optical unit for low-resolution applications, specifically at a polymer temperature of 240 to 260 ° C. In addition, in this temperature range, the relationship between the shear rate and the viscosity at a shear rate of 100 to 1000 (S −1 ), which is usually performed in injection molding, has characteristics close to Newtonian fluid.
Due to these characteristics, the moldability when the lens is injection-molded is excellent. Therefore, molding defects do not occur, and lenses having various structures can be molded.
Further, since the injection molding is performed at a temperature lower than that of the conventional polycarbonate resin, the thermal deterioration of the lens material is reduced. Since thermal degradation of the lens material causes coloring of the lens, reduction of thermal degradation is preferable for lenses of optical units, particularly optical units for high resolution applications.
Furthermore, since the injection molding is performed at a lower temperature, less energy is required for the lens molding, and the yield in the lens manufacturing and consequently the optical unit manufacturing is excellent.
アッベ数
上記した低アッベ数レンズ材料は、アッベ数が２３〜３５程度であり、アッベ数４５〜６０の高アッベ数レンズ材料と組み合わせて色収差を補正するのに好ましい。
Abbe number The above-mentioned low Abbe number lens material has an Abbe number of about 23 to 35, and is preferable for correcting chromatic aberration in combination with a high Abbe number lens material having an Abbe number of 45 to 60.
高アッベ数レンズ材料は、アッベ数４５〜６０で、レンズ等光学用途で使用されるプラスチック材料である。したがって、複屈折および吸水性が低く、寸法安定性に優れた透明なプラスチック材料であることが好ましい。このようなプラスチック材料としては、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、オレフィン・マレイミド交互共重合体、ポリ（１，３−シクロヘキサンジエン）、ポリシクロヘキサン、脂環式ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。 The high Abbe number lens material is a plastic material having an Abbe number of 45 to 60 and used for optical applications such as a lens. Therefore, a transparent plastic material having low birefringence and water absorption and excellent dimensional stability is preferable. Examples of such plastic materials include methacrylic resin (PMMA), diethylene glycol bisallyl carbonate, alternating olefin / maleimide copolymer, poly (1,3-cyclohexanediene), polycyclohexane, and alicyclic polyolefin resin.
これらの中でも、高解像度用途の光学ユニットのレンズとして好ましい特性を有することから脂環式ポリオレフィン樹脂が好ましい。脂環式ポリオレフィン樹脂は、嵩高い脂環式構造から分子骨格が形成されており、ＰＭＭＡと同様に複屈折が低く、しかも低吸水性および耐熱性という点ではＰＭＭＡよりもはるかに優れている。 Among these, alicyclic polyolefin resin is preferable because it has preferable characteristics as a lens of an optical unit for high-resolution applications. The alicyclic polyolefin resin has a molecular skeleton formed from a bulky alicyclic structure, has a low birefringence like PMMA, and is far superior to PMMA in terms of low water absorption and heat resistance.
このような脂環式ポリオレフィン樹脂としては、具体的には特開平５−２７９５５４号、特表２００１−０７２８７０号、特開平６−１０７７３５号、特開平６−１３６０３５号、および特開平０９−２６３６２７号に開示されるノルボルネン系の脂環式ポリオレフィン樹脂、特開２００４−５１９４９号、特開２００３−３１３１７７号、特開２００３−３２７６３０号、特開２００４−５１９４９号、特願２００２−２９３４９２号の開示されるメタクリル基を側鎖にもつノルボルネン誘導体をメタロセン触媒等で開環重合させた後、水素化して得られる脂環式ポリオレフィン樹脂、特開２００１−２６６９３号、特開２００１−２６６８２号、特開２００３−３２１５９１号、特開２００３−３１３２４７号、特開２００２−３３２３１２号、特開２００２−２７５３１４号、特開２００２−１０５１３１号に開示されるエチレンとシクロオレフィンの共重合体からなる脂環式ポリオレフィン樹脂が挙げられ、市販品としては、日本ゼオン社製のゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）TM、ＪＳＲ株式会社製のアートン（ＡＲＴＯＮ）TM、三井化学株式会社製のアペル（ＡＰＥＬ）TMが挙げられる。 Specific examples of such alicyclic polyolefin resins include JP-A-5-279554, JP-T-2001-072870, JP-A-6-107735, JP-A-6-136035, and JP-A-9-263627. Norbornene-based alicyclic polyolefin resins disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-51949, 2003-313177, 2003-327630, 2004-51949, and Japanese Patent Application No. 2002-293492 are disclosed. An alicyclic polyolefin resin obtained by ring-opening polymerization of a norbornene derivative having a methacrylic group in the side chain with a metallocene catalyst or the like and then hydrogenating, JP-A Nos. 2001-26693, 2001-26682, 2003 -321591, JP2003-313247, JP2002-3323 No. 2, JP-A No. 2002-275314, JP-A No. 2002-105131, and alicyclic polyolefin resins made of a copolymer of ethylene and cycloolefin, and commercially available products include ZEONEX manufactured by ZEON Corporation. (ZEONEX ™ ), ARTON ™ manufactured by JSR Corporation, and APEL ™ manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
上記した脂環式ポリオレフィン樹脂は、高解像度用途の光学ユニットのレンズ材料として好適な以下の特性を有している。
低複屈折
上記した脂環式ポリオレフィン樹脂は、複屈折が少ないことを特徴とする。具体的には、この材料を用いて射出成形したレンズ（光学面の半径が６．４ｍｍ、中心部厚さ２．９ｍｍ）は、レタデーションが０〜１５０ｎｍ程度である。この特性により、色収差を補正するために、上記した低アッベ数レンズと組み合わせて使用しても解像度に悪影響を及ぼすことがない。
The above-described alicyclic polyolefin resin has the following characteristics suitable as a lens material for an optical unit for high-resolution applications.
Low birefringence The alicyclic polyolefin resin described above is characterized by low birefringence . Specifically, a lens injection-molded using this material (optical surface radius is 6.4 mm, center thickness is 2.9 mm) has a retardation of about 0 to 150 nm. Due to this characteristic, even when used in combination with the above-mentioned low Abbe number lens in order to correct chromatic aberration, the resolution is not adversely affected.
低吸水性
上記した脂環式ポリオレフィン樹脂は、吸水性が非常に低いことを特徴とする。具体的には、具体的には、ＪＩＳ Ｋ７２０９に従って測定した飽和吸水率が０．０１％未満である。このような特性により、湿度による屈折率変化が生じにくく、レンズの寸法安定性にも優れる。
Low water absorption The above-described alicyclic polyolefin resin is characterized by very low water absorption. Specifically, the saturated water absorption measured according to JIS K7209 is less than 0.01%. Due to such characteristics, a change in refractive index due to humidity is less likely to occur, and the dimensional stability of the lens is excellent.
低光学弾性係数
上記した脂環式ポリオレフィン樹脂は、光学弾性係数が低いことを特徴とする。具体的には、光学弾性係数が７．０×１０-13ｃｍ2／ｄｙｎｅ以下である。
光学弾性係数の低い材料を用いて射出成形した成形体は、光学弾性係数が高い材料から射出成形した成形体と比較した場合、成形体に内在する分子の歪が同程度であったとしても、複屈折が成形体に現れにくい特性を有する。従って、光学弾性係数の低い材料は、複屈折の少ない成形体を得るうえで好ましい。
Low optical elastic coefficient The alicyclic polyolefin resin described above is characterized by a low optical elastic coefficient. Specifically, the optical elastic modulus is 7.0 × 10 −13 cm 2 / dyne or less.
Molded articles injection-molded using a material with a low optical elastic modulus, even if the molecular strains inherent in the molded article are comparable when compared to molded articles injection-molded from a material with a high optical elastic modulus, Birefringence has a characteristic that hardly appears in the molded body. Therefore, a material having a low optical elastic modulus is preferable for obtaining a molded body having a low birefringence.
本発明の光学ユニットは、高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズを少なくとも１つ備えていればよく、図１に示した光学ユニット１のように、高アッベ数レンズ２および低アッベ数レンズ３を１つずつ備えたものに限定されない。高解像度用途の光学ユニットでは、複数、例えば３枚以上の結像レンズを組み合わせて使用することで、所望の解像力や精度を達成している。本発明の光学ユニットは、全体として色収差が補正されるように光学設計されるのであれば、高アッベ数レンズまたは低アッベ数レンズのうち、いずれか一方が２枚以上であってもよく、さらに両者とも２枚以上であってもよい。
The optical unit of the present invention only needs to include at least one high Abbe number lens and low Abbe number lens. As in the
上記したように、アッベ数が異なる複数のレンズを用いて色収差を補正することは、高解像度用途の光学ユニットにおいて、通常行われる光学設計であるが、複数のレンズを用いて高解像度用途の光学ユニットを得るためには、レンズ間の光軸を適正に一致させること（以下、「光軸合わせ」という。）が必要となる。高解像度用途の光学ユニットでは、レンズ間の光軸の一致に関して、より高い精度が要求される。さらに、デジタルカメラや携帯電話組み込み用小型カメラの普及により光学ユニットは年々小型化が進み、光学ユニットを構成するレンズはより小径、薄厚となっている。これらにより、レンズの光軸合わせは、非常に困難なものとなっている。 As described above, correcting chromatic aberration using a plurality of lenses having different Abbe numbers is an optical design that is usually performed in an optical unit for high resolution applications. In order to obtain a unit, it is necessary to properly match the optical axes between lenses (hereinafter referred to as “optical axis alignment”). In an optical unit for high-resolution applications, higher accuracy is required for the coincidence of optical axes between lenses. Furthermore, with the widespread use of digital cameras and small-sized cameras for cellular phones, the size of optical units has been reduced year by year, and the lenses constituting the optical units have become smaller in diameter and thinner. Accordingly, it is very difficult to align the optical axis of the lens.
本発明の光学ユニットは、構成するレンズが成形性に優れたプラスチック製であるため、レンズを成形する際に、ガラス製のレンズでは不可能であった、以下に述べる光軸合わせに有用な構造を設けることができ、上記の問題を解消することができる。 The optical unit of the present invention is a structure useful for optical axis alignment described below, which was not possible with a glass lens when forming a lens, because the constituent lens is made of plastic with excellent moldability. The above problem can be solved.
本発明の光学ユニットを構成する高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズは、好ましくは射出成形で製造される。射出成形で成形されるプラスチック製レンズには、金型のゲートに相当する位置にゲート跡と呼ばれる形状が存在する。このゲート跡とレンズの光軸との位置関係は、レンズの光学設計および射出成形装置の構造から特定することができる。よって、このゲート跡を目印にすることで、レンズの位置合わせの比較的容易に行うことができる。この場合、ゲートの形状を工夫することで、目印としてのゲート跡を識別しやすくすることも可能である。 The high Abbe number lens and the low Abbe number lens constituting the optical unit of the present invention are preferably manufactured by injection molding. A plastic lens molded by injection molding has a shape called a gate mark at a position corresponding to a gate of a mold. The positional relationship between the gate trace and the optical axis of the lens can be specified from the optical design of the lens and the structure of the injection molding apparatus. Therefore, by using this gate mark as a mark, it is possible to relatively easily align the lens. In this case, it is possible to easily identify a gate mark as a mark by devising the shape of the gate.
さらに、本発明の光学ユニットは、構成するレンズ、特に低アッベ数のレンズが高流動性の材料製であるため、射出成形の際の成形性に優れている。この特性により、射出成形の際に、以下に述べる光軸合わせ構造をレンズに設けることができる。
図２は、光軸合わせ構造を有する低アッベ数レンズの１実施形態を示しており、（ａ）はレンズの平面図であり、（ｂ）はレンズの側部断面図である。
図２（ａ）、（ｂ）に示すレンズ３は、その中心に位置し、光学的作用をするレンズ部３１と、該レンズ３１の周囲に設けられたフランジ部３２からなる。該フランジ部３２は、光学ユニットを構成する他のレンズに設けられたフランジ部と嵌合可能であり、該他のレンズのフランジ部とともに光軸合わせ構造をなす。
Furthermore, the optical unit of the present invention is excellent in moldability at the time of injection molding because the constituting lens, particularly the low Abbe number lens, is made of a highly fluid material. Due to this characteristic, the lens can be provided with an optical axis alignment structure described below during injection molding.
FIG. 2 shows an embodiment of a low Abbe number lens having an optical axis alignment structure, where (a) is a plan view of the lens and (b) is a side sectional view of the lens.
A
図３は、本発明の光学ユニットの別の１実施形態を示した側部断面図である。なお、理解を容易にするため、光学ユニットの構成要素のうち、鏡筒およびレンズ押さえは省略されている。また、図３に示す光学ユニット１では、スペーサは使用されていない。図３に示す光学ユニット１は、図２に示す低アッベ数レンズ３と、該レンズ３の前後に配置される２枚の高アッベ数レンズ２，４と、を有している。図３に示す光学ユニット１では、これら３枚のレンズ２，３，４により、色収差が補正されるように光学設計されている。高アッベ数レンズ２，４は、低アッベ数レンズ３と同様に、レンズ部２１，４１と、フランジ部２２，４２からなる。
FIG. 3 is a side sectional view showing another embodiment of the optical unit of the present invention. For easy understanding, the lens barrel and the lens holder are omitted from the components of the optical unit. In the
図３に示すように、レンズ２，３，４は、フランジ部２２，３２，４２を介して互いに嵌合されている。より具体的には、図３に示す光学ユニット１は、レンズ２のフランジ部２２を上方からレンズ３のフランジ部３２に嵌合して、フランジ部２２のフランジ面（光軸方向の表面）をレンズ部３１の上面に当接し、他方、レンズ４のフランジ部４２を下方からレンズ３のフランジ部３２に嵌合して、フランジ部４２のフランジ面をレンズ部３１の下面に当接して組み立てられる。
このような構成であれば、フランジ部２２，３２，４２を嵌合することで、レンズ２，３，４間の相対位置を所定の位置関係にすることができる。ここで、レンズ２，３，４の光軸が一致するように光学設計すれば、フランジ部２２，３２，４２を互いに嵌合することのみで、特別な操作を行うことなしに、レンズ２，３，４の光軸合わせを行うことができる。
As shown in FIG. 3, the
With such a configuration, the relative positions between the
さらに、フランジ部２２，３２，４２の厚さ（光軸方向の厚さ）を、レンズ２，３，４の光軸方向における相対位置に対応する厚さとなるよう光学設計しておけば、フランジ部２２，３２，４２を嵌合することのみで、レンズ２，３，４を、互いの光軸方向の位置が適正になるように位置合わせすることができる。すなわち、該フランジ部２２，３２，４２は、レンズ２，３，４の光軸方向における位置合わせ構造としても作用する。
Further, if the optical design is made so that the thicknesses of the
上記したように、低アッベ数レンズ材料は低解像度用途の光学ユニットのレンズ材料として使用される従来のポリカーボネート材料に比べて射出成形時の成形性に優れているため、図２、３に示すような光軸合わせ構造を有するレンズを射出成形により製造することができる。 As described above, since the low Abbe number lens material is superior in moldability at the time of injection molding as compared with the conventional polycarbonate material used as the lens material of the optical unit for low resolution applications, as shown in FIGS. A lens having an optical axis alignment structure can be manufactured by injection molding.
なお、レンズが光軸合わせ構造を有する光学ユニットは、図３に示した形態に限定されない。図３では、光学ユニット１は、３枚のレンズ２，３，４で構成されているが、図１に示す光学ユニットと同様に、レンズが２枚であってもよく、または４枚以上であってもよい。また、高アッベ数レンズと低アッベ数レンズの配置も図示した形態に限定されず、１枚の高アッベ数レンズの上下に２枚の低アッベ数レンズが配置された構造であってもよい。また、互いに嵌合可能であれば、レンズ（レンズ部２１，３１，４１およびフランジ部２２，３２，４２）の形状は円形に限定はされず、各種の形状が利用可能である。
さらに、図３に示した光学ユニット１では、フランジ部２２，３２，４２の厚さを各レンズ２，３，４の光軸方向における相対位置に応じた厚さとし、フランジ部２２，３２，４２とレンズ部２１，３１，４１とを当接させることで、レンズ２，３，４の光軸方向における位置合わせを行っている。しかしながら、各レンズ２，３，４の光軸方向における位置合わせは、図１に示す光学ユニット１のように、スペーサ５で行ったのでもよい。
The optical unit in which the lens has an optical axis alignment structure is not limited to the form shown in FIG. In FIG. 3, the
Further, in the
また、本発明の光学ユニットにおいて、高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズは、所望の特性を与えるための構造を有してもよい。このような構成としては、具体的には、例えば反射防止膜、ハードコート、汚れ防止皮膜、防湿皮膜、または特定の波長の光線、例えば赤外線や紫外線をカットするフィルタ等が挙げられる。 In the optical unit of the present invention, the high Abbe number lens and the low Abbe number lens may have a structure for providing desired characteristics. Specifically, examples of such a configuration include an antireflection film, a hard coat, a dirt prevention film, a moisture proof film, or a filter that cuts light of a specific wavelength, such as infrared rays and ultraviolet rays.
反射防止膜は、無機材料または有機材料を用いて形成され、膜構成としては、単層であってもよく、または多層であってもよい。さらにまた、無機材料の膜と有機材料の膜との多層構造であってもよい。反射防止膜は、光学ユニットを構成するレンズの一面側又は両面に設けることができる。両面に設ける場合、両面の反射防止膜は、同じ構成であっても別の構成であっても良い。例えば、一方の面の反射防止膜を多層構造とし、他方の面側の反射防止膜を簡略化して単層構造とすることも可能である。 The antireflection film is formed using an inorganic material or an organic material, and the film configuration may be a single layer or a multilayer. Furthermore, a multilayer structure of an inorganic material film and an organic material film may be used. The antireflection film can be provided on one side or both sides of the lens constituting the optical unit. When provided on both sides, the antireflection films on both sides may have the same configuration or different configurations. For example, the antireflection film on one surface may have a multilayer structure, and the antireflection film on the other surface side may be simplified to have a single layer structure.
無機材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＭｇＦ2、ＷＯ3等が挙げられ、これらを単独でまたは２種以上を併用して用いることができる。これらの中でも、レンズがプラスチック製のレンズであるので、低温で真空蒸着が可能なＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5が好ましい。
無機材料で形成される多層膜としては、レンズ側からＺｒＯ2層とＳｉＯ2層の合計光学的膜厚がλ／４、ＺｒＯ2層の光学的膜厚がλ／４、最表層のＳｉＯ2層の光学的膜厚がλ／４の、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に成膜する積層構造が例示される。ここで、λは設計波長であり、通常５２０ｎｍが用いられる。最表層は、屈折率が低く、かつ反射防止膜に機械的強度を付与できることからＳｉＯ2とすることが好ましい。
無機材料で反射防止膜を形成する場合、成膜方法は例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、飽和溶液中での化学反応により析出させる方法等を採用することができる。
As the inorganic materials, SiO 2, SiO, ZrO 2 , TiO 2, TiO, Ti 2
As a multilayer film formed of an inorganic material, the total optical film thickness of the ZrO 2 layer and the SiO 2 layer from the lens side is λ / 4, the optical film thickness of the ZrO 2 layer is λ / 4, and the outermost SiO 2 layer is SiO 2. A laminated structure in which a high refractive index material layer and a low refractive index material layer having an optical film thickness of λ / 4 are alternately formed is exemplified. Here, λ is a design wavelength, and usually 520 nm is used. The outermost layer is preferably made of SiO 2 because it has a low refractive index and can impart mechanical strength to the antireflection film.
In the case of forming an antireflection film with an inorganic material, for example, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a CVD method, a method of depositing by a chemical reaction in a saturated solution, or the like can be employed.
有機材料としては、例えばＦＦＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等を挙げることができ、レンズ材料やハードコート膜（有する場合）の屈折率を考慮して選定される。成膜方法は、真空蒸着法の他、スピンコート法、ディップコート法などの量産性に優れた塗装方法で成膜することができる。
ハードコート層としては、公知の紫外線硬化もしくは電子線硬化のアクリル系もしくはエポキシ系の樹脂を用いることができる。
汚れ防止膜としては、含フッ素有機重合体のような撥水撥油性材料を使用することができる。
Examples of the organic material include FFP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), and the like. It is selected in consideration of the refractive index of the coating film (if it has one). As a film forming method, a film can be formed by a coating method having excellent mass productivity such as a spin coating method and a dip coating method in addition to a vacuum deposition method.
As the hard coat layer, a known ultraviolet curing or electron beam curing acrylic or epoxy resin can be used.
As the antifouling film, a water / oil repellent material such as a fluorine-containing organic polymer can be used.
プラスチック製のレンズは、軽量であり、かつ成形性に優れているため、低コストで大量生産できる点で優れているが、ガラス製のレンズに比べて吸湿性が高いため、吸湿または脱湿により屈折率等の光学性能が変化する。すなわち、環境変化、より具体的にはレンズが置かれる環境の湿度の変化によって、レンズの光学性能が影響を受けやすい。したがって、レンズの吸湿および脱湿を防止するために、レンズ表面に防湿皮膜を形成することが好ましい。防湿皮膜が形成されたレンズを使用した光学ユニットは、環境変化、より具体的には光学ユニットが置かれる環境の湿度の変化によって、レンズの光学性能が影響されることが防止されている。
このような理由から、防湿皮膜は、レンズの表面全体に形成することが好ましい。したがって、上記した光軸合わせ構造を有するレンズの場合、レンズ部のみではなく、フランジ部も含めた表面全体に防湿皮膜を形成することが好ましい。
なお、上記の理由から、光学ユニットを構成する高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズの両方について、レンズの表面全体に防湿皮膜を形成することが最も好ましい。
但し、上記した低アッベ数レンズ材料は、高アッベ数レンズの好適材料である脂環式ポリオレフィン樹脂に比べると、吸水性においてやや劣る。このため、光学ユニットを構成する高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズのうち、少なくとも低アッベ数レンズに対して、レンズの表面全体に防湿皮膜を形成することが好ましい。
Plastic lenses are lightweight and have excellent moldability, so they are excellent in that they can be mass-produced at low cost. However, they are more hygroscopic than glass lenses, so they can absorb moisture or dehumidify. Optical performance such as refractive index changes. That is, the optical performance of the lens is easily affected by environmental changes, more specifically, changes in the humidity of the environment in which the lens is placed. Therefore, it is preferable to form a moisture-proof coating on the lens surface in order to prevent moisture absorption and dehumidification of the lens. In an optical unit using a lens on which a moisture-proof coating is formed, the optical performance of the lens is prevented from being affected by environmental changes, more specifically, changes in the humidity of the environment in which the optical unit is placed.
For this reason, it is preferable to form the moisture-proof coating on the entire surface of the lens. Therefore, in the case of a lens having the optical axis alignment structure described above, it is preferable to form a moisture-proof coating on the entire surface including not only the lens part but also the flange part.
For the above reason, it is most preferable to form a moisture-proof coating on the entire surface of both the high Abbe number lens and the low Abbe number lens constituting the optical unit.
However, the above-mentioned low Abbe number lens material is slightly inferior in water absorption as compared with the alicyclic polyolefin resin which is a suitable material for the high Abbe number lens. For this reason, it is preferable to form a moisture-proof coating on the entire lens surface of at least the low Abbe number lens among the high Abbe number lens and the low Abbe number lens constituting the optical unit.
防湿皮膜としては、透明性が高く、透湿性の高い材料を広く使用することができ、無機材料であってもよく、または有機材料であってもよい。
好適な無機材料の一例として、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、Ｔｉ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＣｅＯ2、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＭｇＦ2、ＷＯ3、ＩｎとＳｎの混合酸化物からなる混合物が挙げられる。
これら無機材料で防湿皮膜を形成する場合、できるだけ緻密な構造を有し、かつ目的とする波長の光線の吸収が少ないことが好ましい。このため、上記の無機材料の中でも、ＳｉＯからなるガラス質膜であるのが好ましい。
As the moisture-proof coating, materials having high transparency and high moisture permeability can be widely used, and may be inorganic materials or organic materials.
An example of a suitable inorganic materials, SiO 2, SiO, ZrO 2 , TiO 2, TiO, Ti 2
In the case of forming a moisture-proof coating with these inorganic materials, it is preferable that the moisture-proof coating is as dense as possible and has little absorption of light having a target wavelength. For this reason, among the above inorganic materials, a glassy film made of SiO is preferable.
無機材料で防湿皮膜を形成する場合、膜厚は１０ｎｍ〜１０００ｎｍ（１μｍ）であるのが好ましい。この膜厚がこのような範囲であれば、防湿性能に影響を与えるピンホールの数が少ないからである。すなわち、無機材料で形成される防湿皮膜の膜厚を上記範囲に限定する理由は、膜厚が、１０ｎｍより薄いとピンホールの発生の懸念があるし、また、１０００ｎｍより厚くしても、防湿性という観点からは、その寄与は最早少ないし、膜厚を厚くすると、生産性が低下する、特に乾式成膜法では生産性が低下するし、また、残留応力によりクラックが入りやすくなるからである。 When the moisture-proof coating is formed of an inorganic material, the film thickness is preferably 10 nm to 1000 nm (1 μm). This is because if the film thickness is in such a range, the number of pinholes affecting the moisture-proof performance is small. That is, the reason for limiting the film thickness of the moisture-proof coating formed of an inorganic material to the above range is that there is a concern that pinholes are generated when the film thickness is less than 10 nm. From the standpoint of safety, the contribution is least, and the thicker the film thickness, the lower the productivity, especially the dry film-forming method, and the residual stress causes cracking. is there.
無機材料で防湿皮膜を形成する場合、形成方法には、特に限定は無く、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 等の各種の乾式成膜法や、ゾル−ゲル法などの各種の湿式成膜法が利用可能であり、形成する防湿皮膜の組成や膜厚等に応じて、適宜、選択すればよい。特に、乾式成膜法による防湿皮膜の膜厚は、上述した１０ｎｍ〜１μｍであるのがより好ましい。この理由は、上記限定理由がより顕著だからである。
さらに、ゾル−ゲル法などの湿式の成膜法を利用する際における溶液の塗布方法にも、特に限定は無く、ディップコート、スプレーコート、スピンコート等各種の塗布方法が利用可能であるが、レンズ表面全体に防湿皮膜を成膜できる等の点で、ディップコート（浸漬塗布）が好ましく例示される。
ゾル−ゲル法による場合、防湿皮膜は、例えば、アルコキシシラン化合物を加水分解することにより得られるが、市販品では日本ダクロシャムロック社製のソルガード（ＳｏｌＧａｒｄ）TM等を用いることができる。
In the case of forming a moisture-proof coating with an inorganic material, the formation method is not particularly limited, and various dry film forming methods such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, CVD (Chemical Vapor Deposition), sol-gel method, etc. These various wet film forming methods can be used, and may be appropriately selected according to the composition and film thickness of the moisture-proof coating to be formed. In particular, the film thickness of the moisture-proof coating by the dry film forming method is more preferably 10 nm to 1 μm as described above. This is because the reason for limitation is more remarkable.
Furthermore, the application method of the solution when using a wet film forming method such as a sol-gel method is not particularly limited, and various application methods such as dip coating, spray coating, and spin coating can be used. Dip coating (dip coating) is preferably exemplified in that a moisture-proof coating can be formed on the entire lens surface.
In the case of the sol-gel method, the moisture-proof coating can be obtained, for example, by hydrolyzing an alkoxysilane compound, but a commercially available product such as SolGard ™ manufactured by Nippon Dacro Shamrock Co., Ltd. can be used.
有機材料からなる好適な防湿皮膜の一例として、ポリ塩化ビニリデンや塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体などを主成分とする皮膜、日本ゼオン社製のゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）TMなどの脂環式ポリオレフィン樹脂を主成分とする皮膜、旭硝子社製のサイトップ（ＣＹＴＯＰ）TMやデュポン社製のテフロン（登録商標）ＡＦ（Ｔｅｆｌｏｎ ＡＦ）などの非晶フッ素樹脂（アモルファスフルオロポリマー）を主成分とする皮膜、住友３Ｍ社製のノベック（Ｎｏｖｅｃ）TMなどのフッ素系樹脂を主成分とする皮膜、信越化学工業の信越シリコーンＫＲ２５１、ＫＲ４００、ＫＲ１１４Ａ等のシリコーン系樹脂を主成分とする皮膜等が例示される。これらの中でも、ポリ塩化ビニリデンまたは塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体などを主成分とする皮膜であるのが好ましい。 Examples of suitable moisture-proof coatings made of organic materials include coatings mainly composed of polyvinylidene chloride and vinylidene chloride-vinyl chloride copolymers, and alicyclic polyolefin resins such as ZEONEX ™ manufactured by Nippon Zeon. Films mainly composed of amorphous fluororesin (amorphous fluoropolymer) such as CYTOP TM manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. and Teflon AF (Teflon AF) manufactured by DuPont, Sumitomo Examples thereof include a film mainly composed of a fluorine-based resin such as Novec ™ manufactured by 3M, a film mainly composed of a silicone-based resin such as Shin-Etsu Silicones KR251, KR400, and KR114A manufactured by Shin-Etsu Chemical. Among these, a film mainly composed of polyvinylidene chloride or vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer is preferable.
有機材料で防湿皮膜を形成する場合、膜厚は１００ｎｍ〜１００００ｎｍ（１０μｍ）であるのが好ましい。この膜厚がこのような範囲であれば、防湿性能に影響を与えるピンホールの数が少ないからである。すなわち、膜厚を上記範囲に限定する理由は、膜厚が、１００ｎｍより薄いとピンホールができやすくなり、また、１０μｍより厚くしても、防湿性という観点からは、その寄与は最早少ないし、極端に厚いと厚みが不均一となりやすく、光学性能が低下するからである。 When forming a moisture-proof film with an organic material, the film thickness is preferably 100 nm to 10000 nm (10 μm). This is because if the film thickness is in such a range, the number of pinholes affecting the moisture-proof performance is small. That is, the reason for limiting the film thickness to the above range is that if the film thickness is less than 100 nm, pinholes are easily formed, and even if the film thickness is greater than 10 μm, the contribution from the viewpoint of moisture proofing is the least. If it is extremely thick, the thickness tends to be non-uniform, and the optical performance is lowered.
さらに、有機材料から形成される防湿皮膜の光学特性としては、光線透過性が良好で、屈折率が低いことが好ましい。屈折率が低いと入射光の表面反射によるロスが少なく、結果として光線透過率が向上するからである。有機材料から形成される防湿皮膜に、機能反射防止、ハードコート等の機能を併せ持たせることも可能である。 Furthermore, as the optical characteristics of the moisture-proof coating formed from an organic material, it is preferable that the light transmittance is good and the refractive index is low. This is because when the refractive index is low, there is little loss due to surface reflection of incident light, and as a result, the light transmittance is improved. It is also possible to provide a moisture-proof coating formed of an organic material with functions such as functional antireflection and hard coating.
有機材料で防湿皮膜を形成する場合、その形成方法には、特に限定は無く、皮膜となる樹脂成分を溶解あるいは分散してなる塗料を調整して塗布／乾燥する成膜法などの各種の湿式成膜法や、プラズマ重合やＣＶＤなどの各種の乾式成膜法が利用可能であり、形成する皮膜の組成や膜厚等に応じて、適宜、選択すればよい。
また、塗料を用いる湿式の成膜法において、塗料の塗布方法には、特に限定はなく、スプレー塗布、刷毛による塗布、ディップコートなど、各種の方法が利用可能であるが、レンズ表面全体に防湿皮膜を成膜できる等の点で、ディップコートが好ましく例示される。
特に、塗布成膜法により有機材料からなる防湿皮膜を形成する場合、その膜厚は、上述した１００ｎｍ〜１０μｍであるのがより好ましい。この理由は、上記限定理由がより顕著だからである。
In the case of forming a moisture-proof coating with an organic material, the forming method is not particularly limited, and various wet methods such as a film-forming method in which a coating formed by dissolving or dispersing a resin component that forms a coating is applied and dried. Various dry film forming methods such as a film forming method and plasma polymerization and CVD can be used, and may be appropriately selected according to the composition, film thickness, and the like of the film to be formed.
In the wet film-forming method using a paint, the paint application method is not particularly limited, and various methods such as spray coating, brush coating, and dip coating can be used, but the entire lens surface is moisture-proof. Dip coating is preferably exemplified in that a film can be formed.
In particular, when a moisture-proof film made of an organic material is formed by a coating film forming method, the film thickness is more preferably 100 nm to 10 μm as described above. This is because the reason for limitation is more remarkable.
防湿皮膜は、単層膜であっても良いし、多層膜であっても良い。多層膜の場合、無機材料の層のみからなるものであってもよく、または有機材料の層のみからなるものであってもよい。さらにまた、無機材料の層と有機材料の層を含んだ複合膜であっても良い。このような複合膜からなる防湿皮膜は、特に優れた防湿性を発現する。その理由は定かでは無いが、無機材料からなる防湿皮膜および有機材料からなる防湿皮膜は、互いに異なる積層原理や皮膜構成を有するので、互いの欠陥や欠点を埋め合うあるいは補い合うと共に、それぞれの皮膜が有する防湿性能を相乗的に得ることができ、その結果、非常に優れた耐湿性を得ることができると考えられる。
また、一般的に、無機材料からなる防湿皮膜は硬質でピンホールやクラック等が多く、逆に、有機材料からなる防湿皮膜はある程度の弾性を有する。そのため、防湿皮膜として複合膜を用いる場合、下層に無機材料からなる防湿皮膜、上層に有機材料からなる防湿皮膜を設けることにより、無機材料からなる防湿皮膜のピンホール等を有機材料からなる防湿皮膜が好適に埋めて、結果的に欠陥の無い皮膜を形成でき、無機材料からなる防湿皮膜の防湿性能を完全に生かした非常に高い防湿性能を発現できる。しかも、弾性を有する有機材料からなる防湿皮膜が、外部からのストレスに対する耐性や、熱等によるレンズの膨張／収縮に対して無機材料からなる防湿皮膜を保護する保護膜としても作用するので、強度も十分に確保して、長期にわたって良好な耐湿性を発揮できる。
The moisture-proof coating may be a single layer film or a multilayer film. In the case of a multilayer film, it may be composed of only an inorganic material layer, or may be composed of only an organic material layer. Furthermore, a composite film including an inorganic material layer and an organic material layer may be used. A moisture-proof film made of such a composite film exhibits particularly excellent moisture-proof properties. The reason for this is not clear, but moisture-proof coatings made of inorganic materials and moisture-proof coatings made of organic materials have different lamination principles and coating configurations, so that each defect can be compensated for or compensated for. It is considered that the moisture-proof performance possessed can be obtained synergistically, and as a result, very excellent moisture resistance can be obtained.
In general, a moisture-proof coating made of an inorganic material is hard and has many pinholes, cracks, etc. Conversely, a moisture-proof coating made of an organic material has a certain degree of elasticity. Therefore, when a composite film is used as a moisture-proof film, a moisture-proof film made of an inorganic material is provided in the lower layer, and a moisture-proof film made of an organic material is provided in the upper layer, so that a pinhole of the moisture-proof film made of an inorganic material is made of an organic material. However, it is possible to form a film having no defects as a result, and to exhibit a very high moisture-proof performance by fully utilizing the moisture-proof performance of the moisture-proof film made of an inorganic material. Moreover, the moisture-proof coating made of an elastic organic material also acts as a protective film that protects the moisture-proof coating made of inorganic material against the stress from the outside and the expansion / contraction of the lens due to heat, etc. Can be sufficiently secured to exhibit good moisture resistance over a long period of time.
また、光学ユニットは、その用途、すなわち銀塩カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話組み込み用小型カメラ等にとって好ましい他の機構を有していてもよい。このような機構としては、具体的には、焦点合わせ機構、ズーム機構等が挙げられる。 The optical unit may have other mechanisms preferable for its use, that is, a silver salt camera, a digital camera, a video camera, a small camera for incorporation into a mobile phone, and the like. Specific examples of such a mechanism include a focusing mechanism and a zoom mechanism.
上記した理由により、高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズは、射出成形により製造することが好ましい。射出成形条件としては、各々以下であることが好ましい。
高アッベ数レンズ
ポリマー温度：２４０〜２７０℃
金型温度：１００〜１３０℃
金型内冷却保持時間：３０秒〜５分
低アッベ数レンズ
ポリマー温度：２５０〜２６０℃
金型温度：９０〜１２０℃
金型内冷却保持時間：３０秒〜５分
For the reasons described above, the high Abbe number lens and the low Abbe number lens are preferably manufactured by injection molding. The injection molding conditions are preferably as follows.
High Abbe number lens Polymer temperature: 240-270C
Mold temperature: 100-130 ° C
In-mold cooling holding time: 30 seconds to 5 minutes
Low Abbe number lens Polymer temperature: 250-260C
Mold temperature: 90 ~ 120 ℃
In-mold cooling holding time: 30 seconds to 5 minutes
射出成形による製造された高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズを、図１または図３に示す形態に組み立てることにより、本発明の光学ユニットが製造される。但し、上記した高アッベ数レンズおよび低アッベ数レンズを少なくとも１つ有する光学ユニットであれば、図示した形態以外であってもよい。 The optical unit of the present invention is manufactured by assembling the high Abbe number lens and the low Abbe number lens manufactured by injection molding into the form shown in FIG. 1 or FIG. However, as long as the optical unit has at least one of the above-described high Abbe number lens and low Abbe number lens, other forms than those shown in the drawings may be used.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。但し、これらの実施例は説明を目的とするものであり、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for the purpose of explanation, and the present invention is not limited to these examples.
実施例１
本実施例では、低アッベ数レンズ材料として、下記手順で合成したポリカーボネート（表１において、「ＰＣ１」と表記する）を使用した。
低アッベ数レンズ材料（ＰＣ１）の合成
８．８％（ｗ／ｖ）の水酸化ナトリウム水溶液５８リットルに、６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロビインダン３．０８ｋｇ（以下ＳＰＩと略称、１０ｍｏｌ）と４，４’−［１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスフェノール６．９２ｋｇ（以下ＢＰＭと略称、２０ｍｏｌ）と２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２．２８ｋｇ（以下ＢＰＡと略称、１０ｍｏｌ）及びハイドロサルファイト１０ｇを加え溶解した。これにメチレンクロライド３６リットルを加え、１５℃に保ちながら撹拌しつつ、ホスゲン５ｋｇを５０分かけて吹き込んだ。吹き込み終了後、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド５ｇを加え５分間激しく撹拌して反応液を乳化させ、次にｐ−ターシャルブチルフェノール３００ｇ（以下ＰＴＢＰと略称、２．０ｍｏｌ）を加え、さらに２０ｍｌのトリエチルアミンを加え、約１時間撹拌し重合させた。重合物を濾過した後、乾燥して白色粉末状のポリカーボネート重合体を得た。得られたポリカーボネート重合体を赤外線吸収スペクトルより分析した結果、１７７０ｃｍ-1付近の位置にカルボニル基による吸収、１２４０ｃｍ-1付近の位置にエーテル結合による吸収が認められ、カーボネート結合を有することが確認された。また、３６５０〜３２００ｃｍ-1の位置に水酸基由来の吸収はほとんど認められなかった。これらを総合した結果、この重合体は下記構造単位からなるポリカーボネート重合体と認められた。
また、ＪＩＳ Ｋ７１４２に従って、光源に波長選択フィルターの付属するアッベ屈折計を用いて、波長を変えて（Ｃ線（６５６ｎｍ）、Ｄ線（５８９ｎｍ）、Ｆ線（４８６ｎｍ）屈折率を測定し、得られた屈折率を用いてこのポリカーボネート重合体のアッベ数を求めた。測定温度は２５℃であった。得られたアッベ数は３０であった。
Example 1
In the present embodiment, polycarbonate synthesized by the following procedure (indicated as “PC1” in Table 1) was used as the low Abbe number lens material.
Synthesis of low Abbe number lens material (PC1) To 58 liters of 8.8% (w / v) aqueous sodium hydroxide solution, 6,6′-dihydroxy-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1, 1'-spirobiindane 3.08 kg (hereinafter abbreviated as SPI, 10 mol), 4,4 '-[1,3-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisphenol 6.92 kg (hereinafter abbreviated as BPM, 20 mol) and 2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 2.28 kg (hereinafter abbreviated as BPA, 10 mol) and 10 g of hydrosulfite were added and dissolved. To this was added 36 liters of methylene chloride, and 5 kg of phosgene was blown in over 50 minutes while stirring at 15 ° C. After completion of the blowing, 5 g of triethylbenzylammonium chloride was added and stirred vigorously for 5 minutes to emulsify the reaction solution, then 300 g of p-tert-butylphenol (hereinafter abbreviated as PTBP, 2.0 mol) was added, and 20 ml of triethylamine was further added. The mixture was stirred for about 1 hour for polymerization. The polymer was filtered and dried to obtain a white powdery polycarbonate polymer. The results obtained polycarbonate polymer was analyzed from the infrared absorption spectrum, absorption by carbonyl group at the position in the vicinity of 1770 cm -1, observed absorption by ether bond position near 1240 cm -1, was confirmed to have a carbonate bond It was. Moreover, the absorption derived from a hydroxyl group was hardly recognized in the position of 3650-3200 cm < -1 >. As a result of combining these, this polymer was recognized as a polycarbonate polymer comprising the following structural units.
Further, according to JIS K7142, an Abbe refractometer with a wavelength selection filter attached to the light source was used to change the wavelength (C-line (656 nm), D-line (589 nm), and F-line (486 nm) refractive indices were measured and obtained. The Abbe number of this polycarbonate polymer was determined using the obtained refractive index, the measurement temperature was 25 ° C. The Abbe number obtained was 30.
このポリカーボネート重合体を用いて、以下の条件で射出成形を行い、図１に示すレンズ３を得た。
ポリマー温度：２５０℃
金型温度：１１０℃
保持圧力：５０ＭＰａ
金型内冷却保持時間：１２０秒
得られたレンズ３は、光学面の半径９ｍｍ、中心部厚さ２．５ｍｍであった。得られたレンズのレタデーションを、レンズを偏光板（直交ニコル）に挟んで、干渉色を基準サンプルと比較することにより求めた。その結果、レンズのレタデーションは、０〜５０ｎｍであった。
Using this polycarbonate polymer, injection molding was performed under the following conditions to obtain a
Polymer temperature: 250 ° C
Mold temperature: 110 ° C
Holding pressure: 50 MPa
In-mold cooling holding time: 120 seconds The obtained
一方、高アッベ数レンズ材料には、アッベ数５６．２（２５℃、カタログ値）、吸水率０．０１％未満のゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）TM４８０Ｒ（日本ゼオン株式会社製）を使用し、以下の条件で図１のレンズ２を射出成形した。
ポリマー温度：２８０℃
金型温度：１２５℃
保持圧力：８０ＭＰａ
金型内冷却保持時間：１３０秒
得られたレンズ２は、光学面の半径６．４ｍｍ、中心部厚さ２．９ｍｍであった。レンズ３と同様に、レンズのレタデーションを求めた。その結果、レンズのレタデーションは、０〜１５０ｎｍであった。
On the other hand, ZEONEX ™ 480R (manufactured by ZEON Corporation) having an Abbe number of 56.2 (25 ° C., catalog value) and a water absorption of less than 0.01% is used as the high Abbe number lens material. The lens 2 of FIG. 1 was injection molded under the conditions.
Polymer temperature: 280 ° C
Mold temperature: 125 ° C
Holding pressure: 80 MPa
In-mold cooling holding time: 130 seconds The obtained lens 2 had an optical surface radius of 6.4 mm and a center thickness of 2.9 mm. Similarly to the
射出成形により得られたレンズ２，３を用いて、図１に示す光学ユニット１を組み立てて、レンズの複屈折による解像度への影響を以下の手順で評価した。
複屈折による解像度への影響評価
図４は、評価に使用した装置の模式図である。図４において、コリメート光源８から出た平行光線は、撮影用のチャート１０を通過して光学ユニット１に入射する。該チャート１０は、図５に示すように、複屈折を持たない透明なガラス板に碁盤目状に線が記入されたものである。但し、複屈折による解像度への影響評価に使用するパターンとしては、図５に示す撮影チャート以外も使用可能であり、例えば、図６や図７に示す撮影チャートも使用可能である。使用する撮影チャートの選択は、光学ユニットの用途や、要求される解像度に応じて適宜選択可能である。
このチャート１０を、図１に示す光学ユニット１を用いて、ＣＣＤカメラ１２に結像させて撮影する。光学ユニット１とＣＣＤカメラ１２とは、焦点距離の調整機構と絞り機構を有するアダプタ１１により接続されている。ＣＣＤカメラ１２により撮影された画像は、電子データとしてコンピュータ１３に取り込まれる。コンピュータ１３には、予め複屈折ゼロの基準データが保存されており、該基準データと取り込んだ画像データとを画像演算プログラムを用いて比較し、基準データに対する画像の低下を以下の基準に従って評価した。なお、基準データは、理論上複屈折ゼロの画像データとして、コンピュータ上で作成したものである。
○ 画像低下がほとんど認められない場合。
△ 画像低下がある程度認められる場合。
× 画像低下がはっきり認められる場合。
結果を表１に示した。
Using the
Evaluation of influence on resolution by birefringence FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus used for evaluation. In FIG. 4, the parallel light beams emitted from the collimated
This
○ When there is almost no image degradation.
△ When image degradation is recognized to some extent.
× When image degradation is clearly observed.
The results are shown in Table 1.
実施例２
本実施例では、低アッベ数レンズ材料として、ＳＰＩを４．９３ｋｇ（１６ｍｏｌ）、ＢＰＡを０．９１ｋｇ（４ｍｏｌ）及びＰＴＢＰを２７６ｇ（１．８４ｍｏｌ）に変更した以外は、実施例１と同様の手順で合成したポリカーボネート重合体（表１において、「ＰＣ２」と表記。）を使用した点以外は、実施例１同様に実施した。
なお、赤外線吸収スペクトル分析等により、このポリカーボネート重合体は下記構造単位を有すると認められた。
実施例１と同様の条件でレンズ３を射出成形し、レンズ３のレタデーションを求めた。その結果、レンズのレタデーションは０〜１００ｎｍであった。複屈折による解像度への影響評価の結果を表１に示した。
Example 2
In this example, as the low Abbe number lens material, the same as Example 1 except that SPI was changed to 4.93 kg (16 mol), BPA was changed to 0.91 kg (4 mol), and PTBP was changed to 276 g (1.84 mol). The same procedure as in Example 1 was performed except that the polycarbonate polymer synthesized in the procedure (shown as “PC2” in Table 1) was used.
In addition, it was recognized by infrared absorption spectrum analysis etc. that this polycarbonate polymer has the following structural unit.
The
比較例
低アッベ数レンズ材料として、従来低解像度用途の光学ユニットのレンズ材料として使用されるアッベ数３０（２５℃、カタログ値）のビスフェノールＡ型のポリカーボネート樹脂（ＡＤ−５５０３（帝人化成株式会社製）を使用して、以下の条件でレンズ３を射出成形した点以外は、実施例１と同様に実施した。レンズの複屈折による解像度への影響評価の結果を表１に示した。
ポリマー温度：２８０℃
金型温度：１３０℃
保持圧力：６０ＭＰａ
金型内冷却保持時間：２４０秒
このビスフェノールＡ型ポリカーボネート樹脂を用いて射出成形したレンズ３についても、実施例１のレンズ３と同様にレンズのレタデーションを求めた。その結果、レンズのレタデーションは２００〜４００ｎｍであった。レンズの複屈折による解像度への影響評価の結果を表１に示した。
Comparative Example As a low Abbe number lens material, a bisphenol A type polycarbonate resin (AD-5503 (manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) having an Abbe number of 30 (25 ° C., catalog value) conventionally used as a lens material of an optical unit for low resolution applications. ) Was used in the same manner as in Example 1 except that the
Polymer temperature: 280 ° C
Mold temperature: 130 ° C
Holding pressure: 60 MPa
In-mold cooling and holding time: 240 seconds For the
１：光学ユニット
２，３，４：レンズ
２１，３１，４１：レンズ部
２２，３２，４２：フランジ部
５：鏡筒
６：スペーサ
７：レンズ押さえ
８：コリメート光源
１０：撮影用チャート
１１：接続アダプタ
１２：ＣＣＤカメラ
１３：コンピュータ
1:
Claims (7)
（１）アッベ数が４５〜６０のプラスチック製レンズ、
（２）下記一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）及び一般式（Ｃ）で表される構造単位を有し、一般式（Ａ）の構造単位が全構造単位中５〜５０モル％であり、かつ極限粘度が０．３０〜０．５０ｄｌ／ｇであるポリカーボネートを射出成形して得られるレンズ。
(1) a plastic lens having an Abbe number of 45-60,
(2) It has a structural unit represented by the following general formula (A), general formula (B), and general formula (C), and the structural unit of general formula (A) is 5 to 50 mol% in all the structural units. A lens obtained by injection molding a polycarbonate having an intrinsic viscosity of 0.30 to 0.50 dl / g.
前記レンズ（１）のフランジ部と、前記レンズ（２）のフランジ部と、は嵌合可能であり、
前記レンズ（１）、（２）は、前記フランジ部の嵌合によって、組み合わされた状態で互いの光軸を一致する形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。 The lenses (1) and (2) are composed of a lens portion having an optical action and a flange portion provided around the lens portion,
The flange portion of the lens (1) and the flange portion of the lens (2) can be fitted,
3. The optical unit according to claim 1, wherein the lenses (1) and (2) have shapes that match each other in the combined state by fitting the flange portion.
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2004
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