JP2010079176A

JP2010079176A - 光学レンズ

Info

Publication number: JP2010079176A
Application number: JP2008250190A
Authority: JP
Inventors: Masaya Nakai; 正也中井; Keiichi Kuramoto; 慶一蔵本; Mitsuharu Matsumoto; 光晴松本; Taizo Kobayashi; 泰三小林
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】光軸方向における厚みの厚い部分と厚みの薄い部分とで、透過率を均一にすることができる光学レンズを得る。
【解決手段】母相樹脂３中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凸レンズ形状を有する光学レンズ１０であって、平均粒径が相対的に大きい無機フィラー４を含む第１の領域１と、平均粒径が相対的に小さい無機フィラー５を含む第２の領域２とから構成され、第１の領域１及び第２の領域２が光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを軸とした軸対称の形状を有しており、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを通る断面において、中央領域６における無機フィラー４の総断面積を中央領域６における無機フィラー４の個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積が、周辺領域７における無機フィラーの総断面積を周辺領域７における無機フィラー５の個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積よりも大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、母相樹脂中にガラスフィラーなどの無機フィラーを含有させた複合材料から形成された光学レンズに関するものである。

ガラスのような無機材料を用いたレンズは、熱膨張率は小さいという利点があるものの、重くて製造コストが高く、非球面などの自由な形状の作製が難しいという問題がある。

一方、樹脂材料のような有機材料は、軽くて製造コストが安いものの、熱膨張率が高いなどの問題点を有している。このような状況において、低熱膨張率でかつ軽量であるという性能を両立させたレンズ材料が求められており、有機材料中に無機材料のフィラーを含有した有機無機複合材料が注目を集めている。

異種材料を複合した複合材料において、透明性を高めるためには、フィラーのサイズを光の波長より小さいナノレベルにする方法、母相材料とフィラー材料の屈折率を合わせて界面反射を小さくする方法などが挙げられる。

特許文献１においては、異なる粒径の粒子を分散させたプラスチックレンズが開示されている。しかしながら、この従来技術においては、粒子の分散が制御されておらず、異なる粒径の粒子を均一に分散させているため、光軸方向における厚みの厚い部分において、母相樹脂とフィラーとの界面の数が多くなり、透明性が損なわれるという問題があった。
特開平０５−９３０８７号公報

本発明の目的は、光軸方向における厚みの厚い部分と、厚みの薄い部分とで透過率を均一にすることができる光学レンズを提供することにある。

本発明の第１の局面に従う光学レンズは、母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凸レンズ形状を有する光学レンズであって、平均粒径が相対的に大きい無機フィラーを含む第１の領域と、平均粒径が相対的に小さい無機フィラーを含む第２の領域とから構成され、第１の領域及び第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以上の厚みを有する領域を中央領域とし、平均値未満の厚みを有する領域を周辺領域としたとき、光軸方向における中心軸を通る断面において、中央領域における無機フィラーの総断面積を中央領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積が、周辺領域における無機フィラーの総断面積を周辺領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積よりも大きいことを特徴としている。

本発明の第１の局面においては、中央領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積が、周辺領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積よりも大きくなるようにしている。周辺領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積を相対的に大きくすることができるので、中央領域における母相樹脂と無機フィラーとの界面の数を減少させることができる。このため、中央領域における透過率を高めることかでき、光軸方向における厚みの厚い部分と厚みの薄い部分とで透過率を均一にすることができる。

本発明の第２の局面に従う光学レンズは、母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凹レンズ形状を有する光学レンズであって、平均粒径が相対的に大きい無機フィラーを含む第１の領域と、平均粒径が相対的に小さい無機フィラーを含む第２の領域とから構成され、第１の領域及び第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以下の厚みを有する領域を中央領域とし、平均値より大きな厚みを有する領域を周辺領域としたとき、光軸方向における中心軸を通る断面において、中央領域における無機フィラーの総断面積を中央領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積が、周辺領域における無機フィラーの総断面積を周辺領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積よりも小さいことを特徴としている。

本発明の第２の局面においては、中央領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積が、周辺領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積よりも小さくなるようにしている。従って、周辺領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積を中央領域よりも大きくすることができるので、周辺領域における母相樹脂と無機フィラーとの界面の数を減少させることができる。このため、相対的に厚みが厚い周辺領域における透過率を高めることができ、光軸方向における厚みの厚い部分と厚みの薄い部分とで透過率を均一にすることができる。

本発明の第１の局面及び第２の局面における「平均粒径が相対的に大きい無機フィラーを含む第１領域」は、第１の領域に含まれる無機フィラーの平均粒径が、第２の領域に含まれる無機フィラーの平均粒径よりも大きいことを意味している。また、同様に、「平均粒径が相対的に小さい無機フィラーを含む第２の領域」は、第２の領域に含まれる無機フィラーの平均粒径が第１の領域に含まれる無機フィラーの平均粒径よりも大きいことを意味している。

本発明の第３の局面に従う光学レンズは、母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凸レンズ形状を有する光学レンズであって、無機フィラーの含有率が相対的に高い第１の領域と、無機フィラーの含有率が相対的に低い第２の領域とから構成され、第１の領域及び第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以上の厚みを有する領域を中央領域とし、平均値未満の厚みを有する領域を周辺領域としたとき、光軸方向における中心軸を通る断面において、中央領域における無機フィラーの総断面積を中央領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度が、周辺領域における無機フィラーの総断面積を周辺領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度よりも小さいことを特徴としている。

本発明の第３の局面においては、中央領域における平均フィラー断面積密度が、周辺領域における平均フィラー断面積密度よりも小さくなっている。相対的に厚みの厚い中央領域における平均フィラー断面積密度が小さくなっているので、中央領域における母相樹脂と無機フィラーとの界面の数を減少させることができ、厚みの厚い領域における透過率を高めることができる。このため、光軸方向における厚みの厚い部分と、厚みの薄い部分とで透過率を均一にすることができる。

本発明の第４の局面に従う光学レンズは、母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凹レンズ形状を有する光学レンズであって、無機フィラーの含有率が相対的に高い第１の領域と、無機フィラーの含有率が相対的に低い第２の領域とから構成され、前記第１の領域及び前記第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以下の厚みを有する領域を中央領域とし、前記平均値より大きな厚みを有する領域を周辺領域としたとき、光軸方向における前記中心軸を通る断面において、前記中央領域における無機フィラーの総断面積を前記中央領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度が、前記周辺領域における無機フィラーの総断面積を前記周辺領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度よりも大きいことを特徴としている。

本発明の第４の局面においては、中央領域における平均フィラー断面積密度が、周辺領域における平均フィラー断面積密度よりも大きくなっている。相対的に厚みの薄い中央領域における平均フィラー断面積密度が、相対的に厚みの厚い周辺領域における平均フィラー断面積密度よりも大きくなっているので、周辺領域における母相樹脂と無機フィラーとの界面の数を相対的に少なくすることができ、光軸方向における厚みの厚い部分と厚みの薄い部分とで透過率を均一にすることができる。

本発明において、光軸方向の中心軸を通る断面における無機フィラーの総断面積は、光学レンズの光軸方向における中心軸を通る断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより求めることができる。同様に、光軸方向の中心軸を通る断面における無機フィラーの個数も、光学レンズの断面における無機フィラーの個数を測定することにより求めることができる。また、中央領域全体の断面積及び周辺領域全体の断面積も、光学ガラスの光軸方向における中心軸を通る断面をＳＥＭで観察することにより求めることができる。

本発明において、母相樹脂中に含有させる無機フィラーとしては、例えば、ガラス、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）などの材料からなるフィラーが挙げられる。これらの中でも、安価であり、良好な透明性を付与することができるので、特にガラスフィラーが好ましく用いられる。

本発明において用いる母相樹脂としては、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂及びフッ素化ポリエチレン樹脂などが用いられる。アクリル樹脂を用いる場合には、屈折率の異なる２種類以上の樹脂を混合し、混合割合を変化させることにより、屈折率を調整することができる。また、フッ素化ポリエチレン樹脂の場合、フッ素置換率を調整をすることにより、屈折率を調整することができる。

本発明において、母相樹脂と無機フィラーの屈折率の差は、０．０１以下であることが好ましい。このような屈折率差とすることにより、光学レンズの透過率を高めることができる。

本発明の第１の局面において、中央領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積は、周辺領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積の２倍以上であることが好ましい。

本発明の第２の局面において、中央領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積は、周辺領域における無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積の０．５倍以下であることが好ましい。

本発明の第３の局面において、中央領域における平均フィラー断面積密度は、周辺領域における平均フィラー断面積密度の０．８倍以下であることが好ましい。

本発明の第４の局面において、中央領域における平均フィラー断面積密度は、周辺領域における平均フィラー断面積密度の１．２５倍以上であることが好ましい。

本発明によれば、光軸方向における厚みの厚い部分と厚みの薄い部分とで透過率を均一にすることができる。

以下、本発明を具体的な実施形態により説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（第１の実施形態）
本実施形態は、本発明の第１の局面に従う実施形態である。

図１は、第１の実施形態の光学レンズを示す横方向断面図である。本実施形態の光学レンズ１０は、凸レンズ形状を有している。図１に示す断面図は、凸レンズの曲面を上方からみたときの断面図である。

図２は、本実施形態の光学レンズ１０を示す縦方向の断面図であり、光学レンズ１０の光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを通る断面を示している。

図１は、図２に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図２は、図１に示すＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

本実施形態における光学レンズ１０は、平均粒径が相対的に大きいガラスフィラー４を母相樹脂３中に含む第１の領域１と、平均粒径が相対的に小さいガラスフィラー５を母相樹脂３中に含む第２の領域２から構成されている。第１の領域１及び第２の領域２は、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを軸とした軸対称の形状を有している。

本実施形態の光学レンズ１０においては、第１の領域１が中心部に位置しており、第１の領域１の周辺を覆うように第２の領域２が形成されている。

図２を参照して、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂの部分（中心部）の厚みｔ_１と、周縁部の厚みｔ_２の平均値Ｔ以上の厚みを有する領域が、中央領域６となる。また、平均値Ｔ未満の厚みを有する領域が周辺領域７となる。

図３は、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを通る断面を示す断面図である。本発明に従う第１の局面においては、中央領域６におけるフィラーの総断面積Ｆ_１を、中央領域６におけるフィラーの個数Ｎ_１で除して得られるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１が、周辺領域７におけるフィラーの総断面積Ｆ_２を周辺領域におけるフィラーの個数Ｎ_２で除して得られるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_２よりも大きくなるように設定されている。

上記の関係は、以下の式で示される。

中央領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１＝（中央領域におけるフィラーの断面積Ｆ_１）／（中央領域におけるフィラーの個数Ｎ_１）
周辺領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_２＝（周辺領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_２）／（周辺領域におけるフィラーの個数Ｎ_２）
中央領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１＞周辺領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ
本発明の第１の局面において、Ｓ_１はＳ_２の２倍以上であることが好ましい。

上記の関係を満たすことにより、光軸方向Ａにおける厚みの厚い部分と厚みの薄い部分とで透過率を均一にすることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、本発明の第２の局面に従う実施形態である。

図４は、本発明の第２の実施形態の光学レンズを示す横方向断面図である。図５は、本発明の第２の実施形態の光学レンズを示す縦方向断面図である。図４は、図５に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図５は、図４に示すＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

本実施形態において、光学レンズ２０は、凹レンズ形状を有している。レンズ２０は、第１の実施形態と同様に、平均粒径が相対的に大きいガラスフィラー４を母相樹脂３中に含む第１の領域１と、平均粒径が相対的に小さいガラスフィラー５を母相樹脂３中に含む第２の領域２とから構成されている。第１の領域１及び第２の領域２は、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを軸とした軸対称の形状を有している。

図４及び図５に示すように、光学レンズ２０の中心部分は、第２の領域２から形成されており、周辺部分において第１の領域が形成されている。

図５を参照して、本実施形態において、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂの部分（中心部）の厚みｔ_１と周縁部の厚みｔ_２の平均値Ｔ以下の厚みを有する領域を中央領域６とし、厚みの平均値Ｔより大きな厚みを有する領域を周辺領域７としている。

本発明の第２の局面においては、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを通る断面において、中央領域６におけるフィラーの総断面積Ｆ_１を中央領域６におけるフィラーの個数Ｎ_１で除して得られるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１が、周辺領域７におけるフィラーの総断面積Ｆ_２を周辺領域７におけるフィラーの個数Ｎ_２で除して得られるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_２よりも小さくなるように設定している。

上記の関係をまとめると、以下のようになる。

中央領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１＝（中央領域におけるフィラーの断面積Ｆ_１）／（中央領域におけるフィラーの個数Ｎ_１）
周辺領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_２＝（周辺領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_２）／（周辺領域におけるフィラーの個数Ｎ_２）
中央領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１＜周辺領域におけるフィラー１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_２
本発明の第２の局面において、Ｓ_１は、Ｓ_２の０．５倍以下であることが好ましい。

（第３の実施形態）
本実施形態は、本発明の第３の局面に従う実施形態である。

本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、光学レンズは凸レンズ形状を有している。

本実施形態に従う光学レンズとしては、図１及び図２に示す光学レンズ１０において、第１の領域１を、ガラスフィラーの含有率が相対的に高い領域とし、第２の領域２を、ガラスフィラーの含有率が相対的に低い領域としたものが挙げられる。

本発明の第３の局面に従う本実施形態においては、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを通る断面において、中央領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_１を中央領域全体の断面積Ｒ_１で除して得られる平均フィラー断面積密度Ｄ_１が、周辺領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_２を周辺領域全体の断面積Ｒ_２で除して得られる平均フィラー断面積密度Ｄ_２よりも小さくなるように設定されている。

上記の関係をまとめると、以下のようになる。

中央領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_１＝（中央領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_１）／（中央領域全体の断面積Ｒ_１）
周辺領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_２＝（周辺領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_２）／（周辺領域全体の断面積Ｒ_２）
中央領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_１＜周辺領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_２
本発明の第３の局面において、Ｄ_１は、Ｄ_２の０．８倍以下であることが好ましい。

（第４の実施形態）
本実施形態は、本発明の第４の局面に従う実施形態である。

本実施形態は、図４及び図５に示す光学レンズ２０において、第１の領域１を、ガラスフィラーの含有率が相対的に高い領域とし、第２の領域２を、ガラスフィラーの含有率が相対的に低い領域としている。

本発明の第４の局面においては、光軸方向Ａにおける中心軸Ｂを通る断面において、中央領域６におけるフィラーの総断面積Ｆ_１を中央領域６全体の断面積Ｒ_１で除して得られる平均フィラー断面積密度Ｄ_１が、周辺領域７におけるフィラーの総断面積Ｆ_１を周辺領域７全体の断面積Ｒ_２で除して得られる平均フィラー断面積密度Ｄ_２よりも大きくなるように設定している。

上記の関係をまとめると、以下のようになる。

中央領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_１＝（中央領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_１）／（中央領域全体の断面積Ｒ_１）
周辺領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_２＝（周辺領域におけるフィラーの総断面積Ｆ_２）／（周辺領域全体の断面積Ｒ_２）
中央領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_１＞周辺領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_２
本発明の第４の局面において、Ｄ_１は、Ｄ_２の１．２５倍以上であることが好ましい。

以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１及び図２に示す第１の実施形態の光学レンズ１０を、以下のようにして作製した。

図６は、光学レンズ１０を製造する工程を説明するための断面図である。

＜第２の領域の半割部分の作製＞
母相樹脂として、ウレタンアクリレート樹脂（三菱レイヨン社製、商品名：ＭＰ２０２）を５５重量％、イソボルニルアクリレートを４５重量％混合した樹脂を用いた。この母相樹脂の屈折率は１．５２００であった。

この母相樹脂中に、平均粒径１００μｍの球状のガラスフィラー（屈折率：１．５２２３）を４．０体積％となるように添加し、均一に攪拌混合し、複合材料を作製した。

図６（ａ）に示すように、この複合材料を、凹面形状の凹部を有した金型３１の凹部内に入れ、その上から、凸面形状の凸部３２ａを有するガラス製の金型３２を載せ、押圧した。

この状態で、金型３２側から、照射強度６０ｍＷ／ｃｍ^２、照射時間１００秒で、紫外線光源（ＵＳＨＩＯ社製、ＳＰ−７）から紫外線を照射して、複合材料を硬化させた。これにより、相対的に平均粒径の小さいガラスフィラー５を母相樹脂３中に分散させた第２の領域２の半割部分２ａを作製した。

＜第１の領域の半割部分の作製＞
上記と同様の母相樹脂中に直径３００μｍの球状のガラスフィラー（屈折率：１．５２２３）を４．０体積％となるように添加し、均一に攪拌混合して、複合材料を作製した。

この複合材料を、図６（ｂ）に示すように、凹面形状の凹部を有する金型３３内に入れ、この状態で上記と同様にＵＶ照射強度６０ｍＷ／ｃｍ^２、照射時間１００秒で紫外線を照射し、複合材料を硬化させた。これにより、相対的に平均粒径の大きいガラスフィラー４を母相樹脂３中に分散させた第１の領域１の半割部分１ａを作製した。

＜光学レンズ１０の半割部分の作製＞
図６（ｃ）に示すように、金型３１内に配置された第２の領域２の半割部分２ａの凹部の上に、接着剤層３５を塗布して形成し、その上に、上記のようにして作製した第１の領域１の半割部分１ａを載せた。接着剤層３５は、母相樹脂を用いて厚さが約２０μｍとなるように形成した。次に、上記と同様にして、紫外線を照射して接着剤層３５を硬化させ、第１の領域１の半割部分１ａと、第２の領域２の半割部分２ａとを接着させた。

＜光学レンズの作製＞
上記の光学レンズ１０の半割部分を、上記と同様にして２つ作製し、図６（ｄ）に示すように、母相樹脂からなる接着剤層３６を介して、光学レンズ１０の半割部分を重ね合わせ、接着剤層３６を上記と同様にして紫外線で硬化させ、光学レンズ１０を作製した。なお、接着剤層３６の厚みは約２０μｍとなるように形成した。

（比較例１）
第１の領域１及び第２の領域２に含有させるガラスフィラーを、いずれも、実施例１において第２の領域に含有させたガラスフィラー（平均粒径１００μｍ）とする以外は、上記実施例１と同様にして、比較例１の光学レンズを作製した。

（比較例２）
第１の領域１及び第２の領域２に含有させるガラスフィラーを、いずれも、実施例１において第１の領域に含有させたガラスフィラー（平均粒径３００μｍ）とする以外は、実施例１と同様にして光学レンズを作製した。

（実施例２）
第１の領域１及び第２の領域２に含有させるガラスフィラーとして、平均粒径２００μｍ（屈折率：１．５２２３）を用い、第１の領域１におけるフィラー含有率を２．５体積％とし、第２の領域２に含有させるフィラー含有率を７．５体積％とする以外は、上記実施例１と同様にして光学レンズを作製した。

（比較例３）
第１の領域１におけるフィラー含有率及び第２の領域２におけるフィラー含有率を、いずれも７．５体積％とする以外は、上記実施例２と同様にして光学レンズを作製した。

（比較例４）
第１の領域１におけるフィラー含有率及び第２の領域２におけるフィラー含有率を、いずれも２．５体積％とする以外は、上記実施例２と同様にして光学レンズを作製した。

実施例１〜２及び比較例１〜４において、光学レンズの光軸方向における中心部の厚みｔ_１は８ｍｍであり、周縁部の厚みｔ_２は２ｍｍであり、これらの厚みの平均値Ｔは、５ｍｍである。また、光軸方向Ａと垂直な方向における光学レンズの直径は３０ｍｍであり、半径は１５ｍｍである。第１の領域１における光軸Ａ方向の中心部の厚みは７．２ｍｍであり、光軸方向Ａに垂直な方向における第１の領域１の直径は、２８．０ｍｍであり、半径は１４．０ｍｍである。

次に、実施例１〜２及び比較例１〜４における第１の領域の平均粒径（μｍ）、第２の領域の平均粒径（μｍ）、第１の領域のフィラー含有率（体積％）、第２の領域のフィラー含有率（体積％）、中央領域のフィラー総断面積Ｆ_１（ｍｍ^２）、周辺領域のフィラー総断面積Ｆ_２（ｍｍ^２）、中央領域のフィラー個数Ｎ_１、周辺領域のフィラー個数Ｎ_２、中央領域の１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１（ｍｍ^２）、周辺領域の１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_２（ｍｍ^２）、中央領域の平均フィラー断面積密度Ｄ_１、及び周辺領域の平均フィラー断面積密度Ｄ_２を表１に示す。なお、中央領域全体の断面積Ｒ_１は、１７８．９ｍｍ^２であり、周辺領域全体の断面積Ｒ_２は、２２．７ｍｍ^２である。

〔透過率分布の測定〕
実施例１〜２及び比較例１〜４について、中心軸Ｂからの距離を０ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、及び１２ｍｍに変えて、それぞれの箇所における透過率を測定した。距離０ｍｍの箇所は、中心軸Ｂが通る箇所である。

透過率は、分光光度計（日立社製Ｕ４１００）を使用し、直径２ｍｍのアパーチャーを用いてスポット径２ｍｍの光をレンズの測定対象部分に当て、受光側には積分球を用い、レンズの測定対象部分を透過した光を積分球で全て捕獲し、透過率（％）＝（透過光／入射光）×１００の式から求めた。

距離０ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、及び１２ｍｍにおける透過率を透過率分布として表１に示した。

また、上記各測定箇所における最大値（ＭＡＸ）及び最小値（ＭＩＮ）の差を算出し、透過率差（％）として表１に示した。

また、透過率差を、最大透過率（ＭＡＸ）で除した値を、透過率均一性として表１に示した。

表１に示すように、実施例１においては、中央領域の１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_１が、周辺領域の１個あたりの平均フィラー断面積Ｓ_２よりも大きくなっており、約２．９６倍になっている。

また、実施例２における中央領域における平均フィラー断面積密度Ｄ_１は、周辺領域の平均フィラー断面積密度Ｄ_２よりも小さくなっており、約０．６７倍になっている。

表１に示すように、実施例１及び実施例２は、ともに比較例１〜４に比べ、透過率均一性が高くなっている。

従って、本発明によれば、光軸方向Ａにおける厚みの厚い部分と厚みの薄い部分とで透過率を均一にできることがわかる。

上記実施例においては、光学レンズが凸レンズ形状を有する第１の局面及び第３の局面について説明したが、光学レンズが凹レンズ形状を有する第２の局面及び第４の局面においても、上記と同様の効果が得られることを確認している。

本発明の第１の局面に従う第１の実施形態の光学レンズを示す横方向断面図。本発明の第１の局面に従う第１の実施形態の光学レンズを示す縦方向断面図。図１及び図２に示す実施形態における中央領域及び周辺領域を示す縦方向断面図。本発明の第２の局面に従う第２の実施形態の光学レンズを示す横方向断面図。本発明の第２の局面に従う第２の実施形態の光学レンズを示す縦方向断面図。図１及び図２に示す実施形態の光学レンズを製造する工程を説明するための断面図。

符号の説明

１…第１の領域
１ａ…第１の領域の半割部分
２…第２の領域
２ａ…第２の領域の半割部分
３…母相樹脂
４…平均粒径が相対的に大きいガラスフィラー
５…平均粒径が相対的に小さいガラスフィラー
６…中央領域
７…周辺領域
１０…光学レンズ（凸レンズ形状）
２０…光学レンズ（凹レンズ形状）
３１，３２，３３…金型
３５，３６…接着剤層
Ａ…光軸方向
Ｂ…光軸方向における中心軸
ｔ_１…光軸方向における中心部の厚み
ｔ_２…周縁部の厚み
Ｔ…中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値

Claims

母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凸レンズ形状を有する光学レンズであって、
平均粒径が相対的に大きい無機フィラーを含む第１の領域と、平均粒径が相対的に小さい無機フィラーを含む第２の領域とから構成され、前記第１の領域及び前記第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、
光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以上の厚みを有する領域を中央領域とし、前記平均値未満の厚みを有する領域を周辺領域としたとき、
光軸方向における前記中心軸を通る断面において、前記中央領域における無機フィラーの総断面積を前記中央領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積が、前記周辺領域における無機フィラーの総断面積を前記周辺領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積よりも大きいことを特徴とする光学レンズ。
母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凹レンズ形状を有する光学レンズであって、
平均粒径が相対的に大きい無機フィラーを含む第１の領域と、平均粒径が相対的に小さい無機フィラーを含む第２の領域とから構成され、前記第１の領域及び前記第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、
光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以下の厚みを有する領域を中央領域とし、前記平均値より大きな厚みを有する領域を周辺領域としたとき、
光軸方向における前記中心軸を通る断面において、前記中央領域における無機フィラーの総断面積を前記中央領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積が、前記周辺領域における無機フィラーの総断面積を前記周辺領域における無機フィラーの個数で除して得られる無機フィラー１個あたりの平均フィラー断面積よりも小さいことを特徴とする光学レンズ。
母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凸レンズ形状を有する光学レンズであって、
無機フィラーの含有率が相対的に高い第１の領域と、無機フィラーの含有率が相対的に低い第２の領域とから構成され、前記第１の領域及び前記第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、
光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以上の厚みを有する領域を中央領域とし、前記平均値未満の厚みを有する領域を周辺領域としたとき、
光軸方向における前記中心軸を通る断面において、前記中央領域における無機フィラーの総断面積を前記中央領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度が、前記周辺領域における無機フィラーの総断面積を前記周辺領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度よりも小さいことを特徴とする光学レンズ。
母相樹脂中に無機フィラーを含有させた複合材料から形成された凹レンズ形状を有する光学レンズであって、
無機フィラーの含有率が相対的に高い第１の領域と、無機フィラーの含有率が相対的に低い第２の領域とから構成され、前記第１の領域及び前記第２の領域が光軸方向における中心軸を軸とした軸対称の形状を有しており、
光軸方向における中心部の厚みと周縁部の厚みの平均値以下の厚みを有する領域を中央領域とし、前記平均値より大きな厚みを有する領域を周辺領域としたとき、
光軸方向における前記中心軸を通る断面において、前記中央領域における無機フィラーの総断面積を前記中央領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度が、前記周辺領域における無機フィラーの総断面積を前記周辺領域全体の断面積で除して得られる平均フィラー断面積密度よりも大きいことを特徴とする光学レンズ。
前記無機フィラーがガラスフィラーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学レンズ。