JP2011022444A

JP2011022444A - 接合光学素子

Info

Publication number: JP2011022444A
Application number: JP2009168589A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Suzuki; 哲也鈴木; Toshiaki Takano; 利昭高野; Tomokazu Tokunaga; 知一徳永
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-02-03
Also published as: US8331045B2; US20110013294A1

Abstract

【課題】よりいっそうの薄型化が可能な接合光学素子を提供する。
【解決手段】接合光学素子１Ａは、凸レンズ２と凹レンズ３を備えている。凸レンズ２は、光軸に対して回転対称な凸面を形成する一方面２ｂおよび他方面２ａを有している。凸レンズ２のコバ２１の厚さは実質的にゼロである。凹レンズ３は、凸レンズ２の一方面２ｂに接合される凹面３ａを有している。凹レンズ３の周縁部３１は、凸レンズ２の他方面２ａを延長した延長面で囲まれる領域内に留まる程度に凸レンズ２よりも径方向外側に張り出していることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、凸レンズと凹レンズが接合された接合光学素子に関する。

従来、撮影レンズあるいは光ピックアップ等の光学系には、接合光学素子が用いられている。この接合光学素子は、一般的に、凸レンズと凹レンズとが接着剤により接合される。

例えば、特許文献１には、凸レンズと凹レンズとの間に、接着剤層の厚さを規定するスペーサを配置した接合光学素子が開示されている。この接合光学素子では、凸レンズの円筒状の端面を利用してスペーサが固定されている。

特開２００３−１３９９１４号公報

近年では、接合光学素子を搭載する機器（例えば、デジタルカメラ）のさらなる薄型化が求められており、この要請から接合光学素子についても薄型化が望まれている。

しかしながら、特許文献１に開示された接合光学素子のように、凸レンズの端面がスペーサの固定が可能な程度の長さを有している場合には、接合光学素子の薄型化には限界がある。

本発明は、このような事情に鑑み、よりいっそうの薄型化が可能な接合光学素子を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、従来の接合光学素子は所望の形状とされた凸レンズと凹レンズが接合されて製造されていたことに着目し、凸レンズと凹レンズを接合後に研磨して接合光学素子を製造することを思い付いた。本発明は、このような観点からなされたものである。

すなわち、本発明は、一方面および他方面が光軸に対して回転対称な凸面を形成する凸レンズと、前記凸レンズの一方面に接合される凹面を有する凹レンズと、を備え、前記凸レンズのコバの厚さは実質的にゼロである、接合光学素子を提供する。

ここで、「凸レンズのコバ」とは、凸レンズの周縁における一方面と他方面とが最も接近する部分のことをいう。例えば、凸レンズが平面視で（光軸方向から見たときに）円形状である場合には、凸レンズの周縁の全域がコバである。あるいは、接合光学素子がデジタルカメラ等に用いられるものであって、平面視で円形状の凸レンズがＣＣＤセンサの形状に対応する矩形の有効領域以外の一部をカット（以下「Ｄカット」という。）されている場合には、円弧部分が残っているときにはその円弧部分がコバであり、円弧部分が残っておらずに矩形状となっているときには凸レンズの四隅がコバである。

また、「実質的にゼロ」とは、コバの厚みが０．２ｍｍ以下のことをいう。

本発明によれば、凸レンズのコバの厚さが実質的にゼロになっているので、その分接合光学素子の薄型化を図ることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る接合光学素子の断面図、（ｂ）は同接合光学素子の下面図（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ）に示す接合光学素子の製造方法を示す工程図凹レンズの背面が凹面である変形例の接合光学素子の断面図凹レンズの周縁部の凸レンズ側の面が凸レンズの他方面を延長した延長面から離れた位置にある変形例の接合光学素子の断面図凹レンズの周縁部の凸レンズ側の面の一部が凸レンズの他方面を延長した延長面上にある変形例の接合光学素子の断面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１（ａ）および（ｂ）に、本発明の一実施形態に係る接合光学素子１Ａを示す。この接合光学素子１Ａは、接着剤により互いに接合された凸レンズ２と凹レンズ３を備える。

凸レンズ３は、光軸Ａに対して回転対称な凸面を形成する一方面２ｂおよび他方面２ａを有している。なお、一方面２ｂおよび他方面２ａが形成する凸面は、球面であってもよいし、非球面であってもよい。

本実施形態では、凸レンズ３は、光軸方向から見たときに円形状をなしており、凸レンズ３の周縁の全域がコバ２１となっている。コバ２１の厚さは実質的にゼロである。

例えば、凸レンズ３の直径は１０ｍｍであり、光軸Ａ上の厚さは１．５ｍｍであり、コバ２１の厚さは０．１ｍｍである。

また、本実施形態では、接合光学素子１ＡがＣＣＤセンサと組み合わされて使用されるものであり、凸レンズ３が他方面２ａ上に、ＣＣＤセンサの形状に対応する矩形の有効領域Ｒを有している。そして、有効領域Ｒの対角線の長さは、光軸方向から見たときの凸レンズ３に外接する円の直径（本実施形態では、凸レンズ３がＤカットされていないので、凸レンズ３の直径）と略同じである。換言すれば、有効領域Ｒの各頂点が凸レンズ３の周縁上に位置している。

凹レンズ３は、光軸方向から見たときに円形状をなしており、凸レンズ２の一方面２ｂに接合される凹面３ａと、凸レンズ２と反対側を向く背面３ｂを有している。本実施形態では、背面３ｂは凸面を形成しており、凹レンズ３が凹メニスカスレンズになっている。

また、凹レンズ３の周縁部３１は、凸レンズ２よりも径方向外側に張り出している。この周縁部３１は、凸レンズ２の他方面２ａを延長した延長面で囲まれる領域内に存している。具体的に、周縁部３１の凸レンズ側の面３１ａが凸レンズ２の他方面２ａを延長した延長面上に位置していて、当該面３１ａが、凸レンズ２の他方面２ａと共に連続した曲面を形成している。

凹レンズ３における光軸Ａ上の厚さは、接合光学素子１Ａの薄型化の観点から、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。

例えば、凹レンズ３の直径は１５ｍｍであり、光軸Ａ上の厚さは０．１ｍｍである。

以上説明したように、本実施形態の接合光学素子１Ａでは、凸レンズ２のコバ２１の厚さが実質的にゼロになっているので、その分接合光学素子１Ａの薄型化を図ることができる。

また、凸レンズ２の他方面２ａ上の矩形領域Ｒの対角線の長さが凸レンズ２の直径と略同じであるので、凸レンズ２の大きさも極限まで小さくすることができる。このため、凸レンズ２の軽量化を図ることができ、例えばオートフォーカス等のために接合光学素子１Ａをモータで駆動する場合には、モータの負荷を低減させることができる。

さらに、本実施形態では、凹レンズ３の周縁部３１の凸レンズ側の面３１ａが凸レンズ２の他方面２ａと共に連続した曲面を形成しているので、接合光学素子１Ａの周縁部での光の散乱を防止することができる。

また、凹レンズ３の周縁部３１が張り出しているので、この周縁部３１を利用することにより、球面受けを使用した接合光学素子１Ａの鏡筒への高精度な組み込みを行うことができる。

次に、接合光学素子１Ａを製造する方法を説明する。なお、以下では、上記にて例示した寸法の凸レンズおよび凹レンズを作製するものとする。

まず、図２（ａ）に示すように、上述した凹レンズ３の凹面３ａを有する原凹レンズ４と、上述した凸レンズ２の一方面２ｂを有する原凸レンズ５とを準備する。これらの原凹レンズ４および原凸レンズ５は芯取り加工されており、それらの端面が光軸Ａを中心とする円筒面を形成している。原凹レンズ４の直径は１５ｍｍであり、光軸Ａ上の厚さは１．０ｍｍである。原凸レンズ５の直径は１０ｍｍであり、光軸Ａ上の厚さは２．５ｍｍ、コバの厚さは１．０ｍｍである。

最初の工程では、原凹レンズ４と原凸レンズ５とを紫外線硬化型接着剤を用いて接合する。具体的には、原凹レンズ４の凹面３ａに紫外線硬化型接着剤を厚さ０．０２ｍｍの接着剤層が形成されるように塗布し、その上に原凸レンズ５を重ねる。その後、紫外線を照射して接着剤を硬化させて、図２（ｂ）に示す接合体を得る。

次に、図２（ｃ）に示すように、原凹レンズ４の原凸レンズ５と反対側の面を、原凹レンズ４の光軸Ａ上の厚さが０．１ｍｍとなるまで研磨加工する。その後、図２（ｄ）に示すように、原凸レンズ５の原凹レンズ４と反対側の面を、原凸レンズ５のコバの厚さが０．１ｍｍとなるまで研磨加工する。このとき、原凹レンズ４の周縁部も一緒に研磨加工する。これにより、接合光学素子１Ａを得ることができる。

従来のように、凸レンズおよび凹レンズを仕上げた後に接合した場合、凹レンズの光軸上の厚さが薄いと、接着剤の硬化時の収縮によって凹レンズが変形してしまい、接合光学素子の凹レンズ側の面で十分な形状精度が得られないおそれがある。これに対し、上記のような製造方法では、十分な剛性を有する原凹レンズ４を原凸レンズ５と接合した後に研磨しているので、接合光学素子１Ａの両面で良好な形状精度を得ることができる。また、原凸レンズ５も原凹レンズ４と接合した後に研磨しているので、コバ２１の厚さが実質的にゼロである凸レンズ２を簡単に作製することができる。

（変形例）
前記実施形態では、凹レンズ３の背面３ｂが凸面を形成していたが、図３に示す変形例の接合光学素子１Ｂのように、凹レンズ３は、背面３ｂも凹面である両凹レンズであってもよい。

また、凹レンズ３の周縁部３１は凸レンズ２の他方面２ａを延長した延長面で囲まれる領域内に存していればよく、凸レンズ側の面３１ａが必ずしも凸レンズ２の他方面２ａを延長した延長面上に位置している必要はない。例えば、図４に示す変形例の接合光学素子１Ｃのように、周縁部３１の凸レンズ側の面３１ａは、テーパー面となっていて凸レンズ２の他方面２ａを延長した延長面から離れていてもよい。このような形状であれば、凸レンズ２を作製する際に、原凹レンズ４の周縁部を研磨せずに原凸レンズ５のみを研磨することができる。

ただし、周縁部３１の凸レンズ側の面３１ａの少なくとも一部は、凸レンズ２の他方面２ａを延長した延長面上に位置していることが好ましい。例えば、図５に示す変形例の接合光学素子１Ｄのように、凹レンズ３は、原凸レンズ５の研磨加工の際に原凹レンズ４の周縁部の一部のみを研磨した形状であってもよい。

また、凹レンズ３の周縁部３１は必ずしも凸レンズ２よりも径方向外側に張り出していなくてもよい。例えば、凹レンズ３の周縁部３１が凸レンズ２のコバ２１を通る円筒面を形成する端面を構成していてもよい。この場合には、凸レンズ２の他方面２ａ上の有効領域Ｒの対角線の長さは、凸レンズ３の直径よりも少し短くなる。

１Ａ〜１Ｄ接合光学素子
２凸レンズ
２ａ他方面
２ｂ一方面
３凹レンズ
３ａ凹面
３１周縁部
３１ａ面

Claims

一方面および他方面が光軸に対して回転対称な凸面を形成する凸レンズと、
前記凸レンズの一方面に接合される凹面を有する凹レンズと、を備え、
前記凸レンズのコバの厚さは実質的にゼロである、接合光学素子。
前記凸レンズは、前記他方面上に矩形の有効領域を有しており、この有効領域の対角線の長さは、光軸方向から見たときの前記凸レンズに外接する円の直径と略同じである、請求項１に記載の接合光学素子。
前記凹レンズの周縁部は、前記凸レンズよりも径方向外側に張り出しており、この周縁部は、前記凸レンズの他方面を延長した延長面で囲まれる領域内に存している、請求項１または２に記載の接合光学素子。
前記凹レンズの周縁部における前記凸レンズ側の面の少なくとも一部は、前記凸レンズの他方面を延長した延長面上に位置している、請求項３に記載の接合光学素子。
前記凹レンズの周縁部における前記凸レンズ側の面は、前記凸レンズの他方面と共に連続した曲面を形成している、請求項４に記載の接合光学素子。
前記凹レンズにおける光軸上の厚さは、０．３ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接合光学素子。