JP5554193B2

JP5554193B2 - レンズユニットおよびレンズユニットの製造方法

Info

Publication number: JP5554193B2
Application number: JP2010209978A
Authority: JP
Inventors: 健一三森
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: JP2012063723A

Description

本発明は、レンズユニットおよびレンズユニットの製造方法に関する。

図８に示すように、従来のレンズユニットは、レンズ部１１２の周りに支持体１１１が配置されており、レンズ部１１２は、光ファイバー１１５の先端部に取り付けができるようになっていた。またレンズ部１１２は、シリコーン樹脂などの熱硬化性の透明樹脂によって形成されていた。

特開２００４−２７１６６５号公報

従来のレンズユニットは、レンズ部１１２がシリコーン樹脂などの熱硬化性の透明樹脂によって形成されているため、熱可塑性樹脂に比較し、耐熱性が優れるなどの優位点がある。しかしながら、レンズ部１１２にシリコーン樹脂などの熱硬化性の透明樹脂を使用すると、レンズ部成形後に、樹脂の硬化収縮が発生し、レンズ部の所望の形状がえられにくいという課題があった。

本発明のレンズユニットは、レンズ部と、前記レンズ部を保持する枠と、前記レンズ部から前記枠内部に延伸した複数の連結部とからなり、前記レンズ部および前記連結部は、熱硬化性の透明樹脂である同一材質からなるレンズユニットであって、前記枠の一部からなる膜が、前記レンズ部の表面に、形成されていることを特徴とする。

このことにより、本発明のレンズユニットは、レンズ部成形後に、樹脂の硬化収縮が発生しても、前記レンズ部に樹脂を供給する複数の連結部があるため、レンズ部の所望の形状がえられやすい。しかも、前記枠の一部からなる膜内に、確実に樹脂が充填されるため、レンズ部の所望の形状がよりえられやすい。またレンズ部形成後もレンズ部の形状を維持しやすい。

さらに、本発明のレンズユニットは、前記膜が、反射防止構造体となっていることを特徴とする。このことにより、前記レンズ部の表面での光損失を少なくすることができる。

また、本発明のレンズユニットは、前記熱硬化性の透明樹脂が、シリコーン樹脂組成物であることを特徴とする。このことにより、前記レンズ部での４００ｎｍ以上の波長領域での光損失を少なくすることができる。

また、本発明のレンズユニットは、レンズユニットが複数あることを特徴とする。このことにより、レンズ部とレンズ部の間に連結部があるため、レンズ部形成後もレンズ部の形状をより維持しやすい。

また、本発明のレンズ部と、前記レンズ部を保持する枠と、前記レンズ部から前記枠内部に延伸した複数の連結部とからなるレンズユニットの製造方法は、前記枠が、透明樹脂を注入する注入孔と前記レンズ部に相当するレンズ部形成空間とにつながる第１の連結路をもつとともに、レンズ部形成空間とにつながり前記透明樹脂をオーバーフローさせる第２の連結路をもち、前記透明樹脂を前記第１の連結路から前記レンズ部形成空間を成す型に注入し、前記透明樹脂を硬化する際、前記レンズ部形成空間を加熱し、前記レンズ部形成空間の前記透明樹脂を硬化し始め、次いで前記第１の連結路および前記第２の連結路の中の樹脂を硬化させることによって連結部を形成することを特徴とする。このことにより、本発明のレンズユニットの製造方法は、前記レンズ部形成空間内の前記透明樹脂の硬化収縮分を、少なくとも前記第１の連結路および前記第２の連結路のどちらか一方から未硬化の透明樹脂を供給することにより補填しレンズ部を形成するため、レンズ部の所望の形状がえられやすい。

また、本発明のレンズユニットの製造方法は、前記レンズ部形成空間と前記型との間に、前記枠の一部からなる膜が延伸して設けられていることを特徴とする。このことにより、前記枠の一部からなる膜内に、確実に樹脂が充填されるため、レンズ部の所望の形状がよりえられやすい。またレンズ部形成後もレンズ部の形状を維持しやすい。

また、本発明のレンズユニットの製造方法は、少なくとも前記第１の連結路および前記第２の連結路のどちらか一方の容積を変化させることにより、前記レンズ部形成空間内の前記透明樹脂の硬化収縮分を補填することを特徴とする。このことにより、前記レンズ部形成空間内に、確実に樹脂が充填されるため、レンズ部の所望の形状がよりえられやすい。

さらに、本発明のレンズユニットの製造方法は、複数のレンズユニットを連設し、連設されたレンズユニット群の一端のレンズユニットから他端のレンズユニットに向かって前記透明樹脂を注入し、前記複数のレンズユニットを順次成形する際、前記他端のレンズユニットから順次硬化することを特徴とする。このことにより、複数のレンズユニットを同時に成形しても、前記レンズ部形成空間内に、確実に樹脂が充填されるため、レンズ部の所望の形状がよりえられやすい。

本発明のレンズユニットおよびレンズユニットの製造方法は、レンズ部成形後に、樹脂の硬化収縮が発生しても、前記レンズ部に樹脂を供給する複数の連結部があるため、レンズ部の所望の形状がえられやすい。

第１の実施形態のレンズユニットの平面略図である。第１の実施形態のレンズユニットの断面を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面を説明する図である。第１の実施形態のレンズユニットの変形例を示す図である。第１の実施形態のレンズユニットの製造方法を説明する図である。第１の実施形態のレンズユニットの製造方法の変形例を示す図である。第１の実施形態のレンズユニットを複数連設したレンズユニット群の製造方法を説明する図である。第１の実施形態のレンズユニットを複数連設したレンズユニット群を示す図である。従来のレンズユニットを示す図である。

次に、本発明の実施形態の例について図を参照しながら詳細に説明をする。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するためのレンズユニットの平面略図である。図２は、本実施形態を説明するためのレンズユニットの断面を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面を説明する図である。図３は、本実施形態の変形例を示す図である。さらに図４は、本実施形態のレンズユニットの製造方法を説明する図である。図５は、本実施形態のレンズユニットの製造方法の変形例を示す図であり、図６は、本実施形態のレンズユニットを複数連接したレンズユニット群の製造方法を説明する図である。図７は、本実施形態のレンズユニットを複数連接したレンズユニット群を示す図である。

図１は、本実施形態のレンズユニットの平面略図である。図１に示すように、本実施形態に係るレンズユニット１は、約５００μｍ径の円形状のレンズ部２とレンズ部２を保持する枠４と連結部５からなり、連結部５は、レンズ部２から枠４内部に延伸した２本の支持体からなる。レンズ部２と連結部５は、熱硬化性の透明樹脂であるシリコーン樹脂からなり、枠４は、アダマンタン樹脂からなる。

図２は、図１に示すレンズユニットのＡ−Ａ断面を示す図である。図２に示されるように、レンズ部２の表面には、枠４の一部からなる膜７が形成されている。膜７の厚みは１０μｍ程度と薄く、レンズ部２の遠赤外領域から４００ｎｍまでの波長領域での光学特性に、影響しない厚さである。本実施形態のレンズユニット１は、レンズ部２成形後に、樹脂の硬化収縮が約３％発生するが、レンズ部２に樹脂を供給する２本の連結部５があり、連結部５からレンズ部２に樹脂が充填されるため、レンズ部２の所望の形状がえられやすい。さらに、レンズ部２から延設された連結部５が枠４の内部に設けられているため、枠４に対するレンズ部２の位置精度が維持できる。また、本実施形態のレンズユニット１は、枠４の一部からなる膜７が、レンズ部２の表面に、形成されていることにより、確実に樹脂が充填されるため、成形中にレンズ部２の所望の形状がよりえられやすい。さらにレンズ部形成後も、膜７によってレンズ部２が保持されるため、レンズ部２の形状を維持しやすい。

本発明の実施形態では、枠４の一部からなる膜７の膜厚が一定である場合を例示したが、連続する突起微細構造を有し、突起の高さは約８５０ｎｍ、突起間の周期は約６００ｎｍを持つ反射防止構造体となっていてもかまわず、レンズ部２の表面での光反射損失を少なくすることができる。尚、本実施形態ではレンズ部２が、凸レンズである場合を例示したが、凹レンズ等であってもかまわない。

図３は、本実施形態の変形例を示す図である。図３に示されるように、レンズ部２の表面には、枠４の一部からなる膜７がないため、図２で示した構造よりも、レンズ部２の表面での光損失をより少なくすることができる。また、枠４についても、金属等の幅広い材料の選択が可能となる。

次に、本実施形態に係るレンズユニットの製造方法について説明する。

図４は本実施形態に係るレンズユニットの製造方法を説明する図である。図４（ａ）は枠形成工程を示す図である。図４（ａ）に示されるように、外型９と内型８の間の空間に、枠となるアダマンタン樹脂を注入し、外型９と内型８を１５０℃まで加熱し、硬化させる。

図４（ｂ）は内型取り外し工程を説明する図である。図４（ｂ）に示されるように、外型９には枠４を残し、内型８のみを取り外す。枠４には、熱硬化性の透明樹脂であるシリコーン樹脂を注入する注入孔（図示しない）とレンズ部に相当するレンズ部形成空間１０とにつながる第１の連結路１１をもつとともに、レンズ部形成空間１０とにつながりシリコーン樹脂をオーバーフローさせる第２の連結路１２をもつ。

図４（ｃ）はレンズ部形成工程を示す図である。図４（ｃ）に示されるように、シリコーン樹脂を第１の連結路１１からレンズ部形成空間１０に注入し、第２の連結路１２にオーバーフローさせる。シリコーン樹脂を注入後、外型９を１５０℃まで加熱する。この際、レンズ部形成空間１０と外型９との間には、枠４の一部からなる薄い膜７しかなく、外型９からの伝熱が良いため、レンズ部形成空間１０内のシリコーン樹脂は、第１の連結路１１および第２の連結路１２中のシリコーン樹脂よりも、先に硬化が開始される。次いで第１の連結路１１および第２の連結路１２の中の樹脂を硬化させる。このことにより、本発明のレンズユニットの製造方法は、レンズ部形成空間１０内のシリコーン樹脂の硬化収縮分を、少なくとも第１の連結路１１および第２の連結路１２のどちらか一方から未硬化のシリコーン樹脂を供給することにより補填し、レンズ部形成空間１０の形状を正確に反映した所望の形状がえられやすい。次いで第１の連結路１１および第２の連結路１２の中の未硬化のシリコーン樹脂を加熱により、硬化させる。

図４（ｄ）は外型取り外し工程を示す図である。シリコーン樹脂硬化後に、図４（ｄ）に示されるように、外型９を取り外し、図２に示したレンズユニット１を得ることができる。尚、本実施形態では、レンズ部形成空間１０と外型９との間には、枠４の一部からなる膜７が延伸して設けられている場合を例示したが、膜７が無い構造であっても、その製造方法は同様であり、レンズ部形成空間１０と外型９との間には、枠４の一部からなる膜７が無いため、膜７による伝熱損失が少なく、レンズ部形成空間１０内のシリコーン樹脂は、第１の連結路１１および第２の連結路１２中のシリコーン樹脂よりも、さらに先に硬化が開始される。

図５は、本実施形態のレンズユニットの製造方法の変形例を示す図である。図５に示されるように、第１の連結路１１および第２の連結路１２に容積を変化させるダイアフラム部１４が設置されており、レンズ部形成空間１０内のシリコーン樹脂の硬化収縮分をダイアフラム部１４の変形により補填可能となっている。このことにより、レンズ部形成空間１０内に、さらに確実に樹脂が充填されるため、レンズ部の所望の形状がよりえられやすい。

図６は、本実施形態のレンズユニットを複数連設したレンズユニット群の製造方法を説明する図である。図６に示されるように、複数のレンズユニットを連設し、連設されたレンズユニット群の一端のレンズユニット１Ｂから他端のレンズユニット１Ａに向かって、シリコーン樹脂を注入する。レンズユニット１Ａおよびレンズユニット１Ｂを形成する外型１９には、シリコーン樹脂を注入する注入孔１５が設けられており、注入孔１５は、レンズユニット１Ｂの第１の連結路１１につながっている。複数のレンズユニットを順次成形する際、他端のレンズユニット１Ａから先に加熱し、順次硬化する。このことにより、複数のレンズユニットを同時に成形しても、レンズ部形成空間内に、確実に樹脂が充填されるため、レンズ部の所望の形状がよりえられやすい。

図７は、本実施形態のレンズユニットを複数連設したレンズユニット群を示す図である。図７に示されるように本実施形態のレンズユニット群は、レンズユニット１Ａとレンズユニット１Ｂ間を枠４によって、連設しているため、レンズユニット間の相互のクロストークが、枠４とレンズ部２を同一の光学部材で形成した場合と比較し、著しく低減できる。

１、１Ａ、１Ｂレンズユニット
２レンズ部
４枠
５連結部
７膜
８内型
９、１９外型
１０レンズ部形成空間
１１第１の連結路
１２第２の連結路
１４ダイアフラム部
１５注入孔

Claims

レンズ部と、前記レンズ部を保持する枠と、前記レンズ部から前記枠内部に延伸した複数の連結部とからなり、前記レンズ部および前記連結部は、熱硬化性の透明樹脂である同一材質からなるレンズユニットであって、前記枠の一部からなる膜が、前記レンズ部の表面に、形成されていることを特徴とするレンズユニット。
請求項１に記載のレンズユニットであって、前記膜は、反射防止構造体となっていることを特徴とするレンズユニット。
請求項１または請求項２に記載のレンズユニットであって、前記熱硬化性の透明樹脂は、シリコーン樹脂組成物であることを特徴とするレンズユニット。
請求項１ないし請求項３のいずれか1項に記載のレンズユニットであって、レンズユニッ
トが複数あることを特徴とするレンズユニット。
レンズ部と、前記レンズ部を保持する枠と、前記レンズ部から前記枠内部に延伸した複数の連結部とからなるレンズユニットを製造する製造方法において、前記枠は、透明樹脂を注入する注入孔と前記レンズ部に相当するレンズ部形成空間とにつながる第１の連結路をもつとともに、レンズ部形成空間とにつながり前記透明樹脂をオーバーフローさせる第２の連結路をもち、前記透明樹脂を前記第１の連結路から前記レンズ部形成空間を成す型に注入し、前記透明樹脂を硬化する際、前記レンズ部形成空間を加熱し、前記レンズ部形成空間の前記透明樹脂を硬化し始め、次いで前記第１の連結路および前記第２の連結路の中の樹脂を硬化させることによって連結部を形成することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
請求項５に記載のレンズユニットの製造方法であって、前記レンズ部形成空間と前記型との間には、前記枠の一部からなる膜が延伸して設けられていることを特徴とするレンズユニットの製造方法。
請求項５または請求項６に記載のレンズユニットの製造方法であって、少なくとも前記第１の連結路および前記第２の連結路のどちらか一方の容積を変化させることにより、前記レンズ部形成空間内の前記透明樹脂の硬化収縮分を補填することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
請求項５ないし請求項７のいずれか1項に記載のレンズユニットの製造方法であって、複
数のレンズユニットを連設し、連設されたレンズユニット群の一端のレンズユニットから他端のレンズユニットに向かって前記透明樹脂を注入し、前記複数のレンズユニットを順次成形する際、前記他端のレンズユニットから順次硬化することを特徴とするレンズユニットの製造方法。