JP2006195327A - Optical element, its manufacturing method, lens unit using it and electronic equipment using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子と、その製造方法と、それを用いたレンズユニットと、それを用いた電子機器に関するものである。 The present invention relates to an optical element, a manufacturing method thereof, a lens unit using the optical element, and an electronic apparatus using the optical unit.
従来この種の光学素子は、図4に示されるような構成を示していた。 Conventionally, this type of optical element has a configuration as shown in FIG.
図4において、レンズ1の上には反射防止膜2が蒸着等により成膜され、光学素子を形成していた。
In FIG. 4, an
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら、このような従来の光学素子を用いたレンズユニットでは、小型化が難しいことが問題となっていた。 However, the lens unit using such a conventional optical element has a problem that it is difficult to reduce the size.
すなわち、上記従来の構成において、レンズ1の表面に均一な厚さで反射防止膜2を形成していた。そのため、反射防止膜2における光路長が、図5(a)〜(c)に示すごとくレンズ1の中心部と外周部とで異なるため、所望の波長以外の波長を持つ光が抑制できずに一部が透過し、逆に所望の波長を持つ光の透過率が下がってしまう。これを防ぐため、別に多層膜3をレンズ1裏面にも設けなければならず、透光性が低下するという課題があった。
That is, in the conventional configuration, the
そこで本発明は、光学素子の透光性を高め、光学機器の特性を高めることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the translucency of an optical element and improve the characteristics of an optical device.
そして、この目的を達成するために本発明は、レンズと、このレンズの少なくとも一表面に設けた光学フィルタとを備え、この光学フィルタの屈折率と膜厚との積が、レンズの中心から外周に向けて小さくなる光学素子とした。 In order to achieve this object, the present invention includes a lens and an optical filter provided on at least one surface of the lens, and the product of the refractive index and the film thickness of the optical filter is from the center of the lens to the outer periphery. An optical element that becomes smaller toward the surface.
本発明の光学フィルタは、反射防止膜における光路長を、レンズの中心部と外周部で等しくすることができるため、所望の波長以外の波長を遮断し、且つ所望の波長の透過率のみを高く保つことができ、別に多層膜を設ける必要もなく、その分透光性を高めることができる。 In the optical filter of the present invention, since the optical path length in the antireflection film can be made equal between the central portion and the outer peripheral portion of the lens, wavelengths other than the desired wavelength are blocked, and only the transmittance of the desired wavelength is increased. Therefore, it is not necessary to provide a separate multilayer film, and the translucency can be increased.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における光学素子について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
The optical element according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、ガラス製あるいはプラスチック製のレンズ4の表面に光学フィルタ5を形成する方法としては、真空蒸着、スパッタなどが挙げられる。本実施の形態では真空蒸着の一種であるFB蒸着を用いた。あらかじめ設置しておいた材料(図示せず)に電子銃を照射し、材料(図示せず)の温度を1500℃〜2000℃まで上昇させ気化させる。ここで、その材料(図示せず)としては酸化シリコン、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンなどを用いることができるが、本実施の形態では酸化シリコンを用いた。その後、その気化した材料(図示せず)が上方に設置したレンズ4表面に付着することにより光学フィルタ5を形成することができるのだが、その際、図2に示すように、中心に行くに従って開口面積が大きくなるようなスリット6をレンズ4付近、蒸着面側に備え回転させておく。この時、この回転数を数十rpm程度以上の高速回転にすることで、光学フィルタ5の蒸着量を、レンズ4中心を中心とする円周上において同一にすることができる。なお、本実施の形態ではスリット6を回転させたが、レンズ4を回転させてもよい。ただし、スリット6を回転させる方がより高精度な蒸着ができるため好ましい。
As shown in FIG. 1, examples of the method for forming the
上記方法により、光学フィルタ5の膜厚を、レンズ4の中心から外周に向けて小さくし、且つレンズ4中心を中心とする円周上において同一とすることができる。
By the above method, the film thickness of the
このような構成により、光学フィルタ5における光路長を、図5(d)〜(f)に示すごとくレンズ4の中心部と外周部とにおいて等しくすることができるため、所望の波長以外の波長を持つ光を遮断し、且つ所望の波長を持つ光を減衰させない。よって、別に多層膜(図示せず)等をレンズ4裏面に設ける必要が無いため、透光性の低下が防止できる。
With such a configuration, the optical path length in the
なお、本実施の形態では凸型のレンズ4を例に挙げたが、凹レンズでも同様の方法で同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における光学素子について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an optical element according to
図1に示すように、ガラス製のレンズ4の表面に光学フィルタ5を形成する方法としては、真空蒸着、スパッタ、EB蒸着などが挙げられる。本実施の形態ではEB蒸着を用いた。あらかじめ設置しておいた材料(図示せず)に電子銃を照射し、材料(図示せず)の温度を1500℃〜2000℃まで上昇させ気化させる。ここで、その材料(図示せず)としては酸化シリコン、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンなどを用いることができるが、本実施の形態では酸化シリコンを用いた。その後、その気化した材料(図示せず)が上方に設置したレンズ4表面に付着することにより表面に均一な膜厚を持った光学フィルタ5を形成する。この時、所望の波長よりもやや短波長側の光を透過するような膜厚に設定しておく。
As shown in FIG. 1, examples of a method for forming the
次に、図3に示すように、ヒータ7を光学フィルタ5中心部に当接させ、ヒータ7を250℃〜350℃に保持する。そうすることにより、光学フィルタ5中心部の光路長を大きくし、透過する波長を長波長側にシフトさせることができる。ここで、250℃〜350℃としたのは、高温すぎるとレンズ4形状が変化してしまうということ、また、低温すぎると光路長を変化させづらいということによる。
Next, as shown in FIG. 3, the
ここで、ヒータ8を光学フィルタ5外周部に当接させ、200℃未満に保っておく。これは、ヒータ8の熱が光学フィルタ5中心部から外周部へと伝わるのを防ぐためである。
Here, the
上記方法により、光学フィルタ5の膜厚を、レンズ4の中心から外周に向けて小さくし、且つレンズ4中心を中心とする円周上において同一とすることができる。
By the above method, the film thickness of the
このような構成により、光学フィルタ5における光路長を、図5(d)〜(f)に示すごとくレンズ4の中心部と外周部とにおいて等しくすることが可能となるため、所望の波長以外の波長を持つ光を遮断し、且つ所望の波長を持つ光を減衰させない。よって、別に多層膜(図示せず)等をレンズ4裏面に設ける必要が無いため、透光性の低下を防止できる。
With such a configuration, the optical path length in the
なお、本実施の形態では1回のみの加熱としたが、複数回加熱と冷却を繰り返す方法を用いるとなお良い。例えば、まず光学フィルタ5の中央部分を250℃程度で加熱すると同時に外周部を200℃未満に保持し、その後常温まで冷却し、次に光学フィルタ5の中央部の中心部を300℃程度で加熱しながら外周部を200℃未満に保持するという方法である。この方法であれば、部分部分の特性変化量をコントロールしやすいという利点がある。ここで、一度高温で加熱した部分はそれよりも低い温度では特性変化しないため、この例において中央部分を250℃程度で加熱、中央部の中心部を300℃で加熱したように、低温から高温へと段階を踏むことが好ましい。
Note that although heating is performed only once in this embodiment mode, it is more preferable to use a method of repeating heating and cooling a plurality of times. For example, first, the central portion of the
なお、本実施の形態では凸型のレンズ4を例に挙げたが、凹レンズでも同様の方法で同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
本発明の光学素子は、フィルター特性と透光性にすぐれ、各種レンズユニットや電子機器などにおいて有用である。 The optical element of the present invention is excellent in filter characteristics and translucency, and is useful in various lens units and electronic devices.
4 レンズ
5 光学フィルタ
6 スリット
7 ヒータ
8 ヒータ
4
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008787A JP2006195327A (en) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | Optical element, its manufacturing method, lens unit using it and electronic equipment using it |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2006195327A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012143415A (en) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Sammy Corp | Game system and game machine |
WO2020162463A1 (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | 日本板硝子株式会社 | Optical element and optical element manufacturing method |
-
2005
- 2005-01-17 JP JP2005008787A patent/JP2006195327A/en active Pending
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