JP2010181742A - Hybrid lens, method for manufacturing the same, and optical element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce, to the utmost, reflection of light at the boundary between glass and a resin in a hybrid lens composed of the glass and the resin. <P>SOLUTION: In the hybrid lens 1 composed of glass 3 and resins 5, 7, the boundary between the glass 3 and each of the resins 5, 7 is formed into an uneven shape having a period smaller than the wavelength of light. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハイブリッドレンズ、ハイブリッドレンズの製造方法および光学素子に係り、たとえば、ガラスと樹脂とで構成されているものに関する。   The present invention relates to a hybrid lens, a method for manufacturing a hybrid lens, and an optical element, and relates to a lens composed of, for example, glass and resin.

現在、レンズを含むカメラモジュールは、デジタルカメラ、カメラ搭載の携帯電話を始め、その他監視カメラ、あるいは今後車載カメラなど、その用途を拡大しつつある。   Currently, camera modules including lenses are being used for digital cameras, camera-equipped mobile phones, other surveillance cameras, and in-vehicle cameras in the future.

上記用途のうち、デジタルカメラ、携帯電話などモバイル系の製品では、光学系のスケール縮小ニーズが大きい。そのため複数の光学素子を1デバイスに集積する必要性がある。   Among the above applications, there is a great need for reducing the scale of optical systems in mobile products such as digital cameras and mobile phones. Therefore, it is necessary to integrate a plurality of optical elements in one device.

たとえば、レンズの表面に回折格子溝を製作することで、回折光学素子とレンズの複合機能を実現することができ、光学素子の数と収納スペースの低減、及び2つの光学素子の光軸調整工程を省くことができる(図21参照)。ちなみに、回折格子は、平面、あるいはレンズ面に凹凸を設け、平板内、レンズ内部を通過する光の光路長を変化させ、波面収差、及び色収差をなくす光学デバイスである。一般的に光線断面が円形であるため、回折格子デバイスには、同心円状の溝が設けられている。   For example, by producing a diffraction grating groove on the surface of the lens, a composite function of the diffractive optical element and the lens can be realized, the number of optical elements and storage space can be reduced, and the optical axis adjustment process of the two optical elements Can be omitted (see FIG. 21). Incidentally, the diffraction grating is an optical device that has irregularities on a flat surface or a lens surface, and changes the optical path length of light passing through the flat plate or inside the lens, thereby eliminating wavefront aberration and chromatic aberration. Since the beam cross section is generally circular, the diffraction grating device is provided with concentric grooves.

しかし、ガラスレンズの場合、このような微細溝加工をすることができないか極めて困難である。通常、ガラス金型は、耐熱性の高い超硬材料で製作されるが、硬度が高いため、研削加工しかできず、上記のような細かい同心円状溝加工ができないか極めて困難だからである。   However, in the case of a glass lens, such fine groove processing cannot be performed or is extremely difficult. Usually, a glass mold is manufactured from a super hard material having high heat resistance, but since it has high hardness, only grinding can be performed, and fine concentric grooves as described above are difficult or extremely difficult.

一方、プラレンズ成形で使用される金型材は、超硬材料に比して硬度が低く、バイトでの細かい切削加工が可能であるため、回折格子溝の加工が可能であるが、プラレンズは、ガラスに対して、「屈折率、アッベ数などの光学定数のバリエーションが少ない」、「耐熱性に劣る」など、材料上のデメリットを有しているため、使用範囲が限られている。   On the other hand, the mold material used in plastic lens molding has a lower hardness than cemented carbide materials, and fine cutting with a cutting tool is possible, so that diffraction grating grooves can be processed. On the other hand, the range of use is limited because of material demerits such as “small variations in optical constants such as refractive index and Abbe number” and “poor heat resistance”.

このようなガラスとプラスティックのデメリットを解消すべく、ハイブリッドレンズ201というものが作られている。これは、ガラス203と樹脂205,207との複合材料からなる。すなわち、回折格子など微細形状209を要する表面部分にプラスティック(樹脂205,207)を用い、内部にはガラス203を使用するものである(図22参照)。   In order to eliminate such disadvantages of glass and plastic, a hybrid lens 201 is made. This is made of a composite material of glass 203 and resins 205 and 207. That is, a plastic (resin 205, 207) is used for a surface portion that requires a fine shape 209 such as a diffraction grating, and glass 203 is used inside (see FIG. 22).

図22中の樹脂205,207の部分には、たとえば、紫外線硬化樹脂(UV硬化樹脂)が使用される。樹脂205,207は、硬化前は、通常、水のように粘性が低く、紫外線照射されることで硬化するものである。硬化前の粘度が低いため、微細な溝部分にも、毛細管現象で樹脂205,207を十分に充填させることが可能である。   For example, an ultraviolet curable resin (UV curable resin) is used for the portions of the resins 205 and 207 in FIG. The resins 205 and 207 are usually low in viscosity like water and are cured by being irradiated with ultraviolet rays before being cured. Since the viscosity before curing is low, it is possible to sufficiently fill the fine grooves with the resins 205 and 207 by capillary action.

ところで、従来のハイブリッドレンズ201に係る技術として、たとえば、特許文献1を掲げることができる。   By the way, as a technique related to the conventional hybrid lens 201, for example, Patent Document 1 can be cited.

特開2000−180602号公報JP 2000-180602 A

しかし、図23で示すように、樹脂205,207の部分とガラス203の部分では、屈折率、あるいはアッベ数などの光学定数が異なる。光学定数の異なる界面(樹脂205,207とガラス203との境界面)では、必ず反射が生じ、矢印A11のようにしてハイブリッドレンズ201に入射した光のうちの一部が、樹脂205,207とガラス203との界面で反射し、光源側に戻ることになる(矢印A13参照)。そのため、感光部(感光側)に到達する光量が減少し、あるいは光源側に戻った光が再反射し再びハイブリッドレンズ201に再入射することで、迷光の発生など、得られる画像が劣化する問題を引き起こす。   However, as shown in FIG. 23, the optical constants such as the refractive index and the Abbe number are different between the resin 205 and 207 portions and the glass 203 portion. Reflection always occurs at interfaces having different optical constants (boundary surfaces between the resins 205 and 207 and the glass 203), and part of the light incident on the hybrid lens 201 as indicated by an arrow A11 is combined with the resins 205 and 207. The light is reflected at the interface with the glass 203 and returns to the light source side (see arrow A13). For this reason, the amount of light reaching the photosensitive portion (photosensitive side) is reduced, or the light returned to the light source side is re-reflected and re-enters the hybrid lens 201 again, resulting in deterioration of the obtained image, such as generation of stray light. cause.

樹脂205,207として、ガラス203と同じ屈折率を有したUV硬化樹脂を使用することも行われているが、アッベ数が異なれば、光の波長によって迷光が生じることとなる。光通信のように単色光であれば、このような対処も有効であるが、様々な波長の光を扱う通常のカメラモジュールでは、波長によって迷光が発生することになる。   As the resins 205 and 207, a UV curable resin having the same refractive index as that of the glass 203 is also used. However, if the Abbe number is different, stray light is generated depending on the wavelength of light. Such a countermeasure is effective for monochromatic light as in optical communication, but in a normal camera module that handles light of various wavelengths, stray light is generated depending on the wavelength.

なお、屈折率とアッベ数との両方がガラスと同一であるプラスティック材料を開発することは非常に困難である。   It is very difficult to develop a plastic material in which both the refractive index and the Abbe number are the same as those of glass.

以上説明したように、従来のハイブリッドレンズ201では、大なり小なり迷光が発生し、感光部への光量低下が避けられないという問題を有している。   As described above, the conventional hybrid lens 201 has a problem that stray light is generated to a greater or lesser extent, and a reduction in the amount of light on the photosensitive portion is unavoidable.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ガラスと樹脂とで構成されたハイブリッドレンズ、ハイブリッドレンズの製造方法および光学素子において、ガラスと樹脂との境界での光の反射を極力少なくすることができるものを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a hybrid lens composed of glass and resin, a method for manufacturing a hybrid lens, and an optical element, the reflection of light at the boundary between glass and resin is minimized. The object is to provide what can be reduced.

請求項1に記載の発明は、ガラスと樹脂とで構成されたハイブリッドレンズにおいて、前記ガラスと前記樹脂との境界が、光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されていることを特徴とするハイブリッドレンズである。   According to the first aspect of the present invention, in the hybrid lens composed of glass and resin, the boundary between the glass and the resin is formed in a fine uneven shape having a period smaller than the wavelength of light. This is a featured hybrid lens.

請求項2に記載の発明は、表面がモスアイ構造に構成されているガラスと、前記ガラスの表面に密着して前記ガラスを覆っている樹脂とを有するハイブリッドレンズである。   The invention according to claim 2 is a hybrid lens having a glass whose surface is configured in a moth-eye structure and a resin that is in close contact with the surface of the glass and covers the glass.

請求項3に記載の発明は、光軸に垂直な各面が、透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されているガラスと、前記ガラスの、微細な凹凸状に形成されている一方の面で、前記ガラスに密着し前記ガラスに一体的に設けられた第1の樹脂と、前記ガラスの、微細な凹凸状に形成されている他方の面で、前記ガラスに密着し前記ガラスに一体的に設けられた第2の樹脂とを有するハイブリッドレンズである。   In the invention according to claim 3, each surface perpendicular to the optical axis is formed in a fine uneven shape having a period smaller than the wavelength of transmitted light, and the glass is formed in a fine uneven shape. One surface that is in close contact with the glass and the first resin that is provided integrally with the glass, and the other surface of the glass that is formed in a fine uneven shape is in close contact with the glass And a second lens integrally provided on the glass.

請求項4に記載の発明は、ガラスの表面に、このガラスを透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸を形成する微細凹凸形成工程と、樹脂成形型を用いて、前記ガラスの微細な凹凸が形成されている面に樹脂を設ける樹脂設置工程とを有するハイブリッドレンズの製造方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fine irregularity forming step for forming fine irregularities having a period smaller than the wavelength of light transmitted through the glass on the surface of the glass, and a resin molding die. And a resin installation step of providing a resin on a surface on which unevenness is formed.

請求項5に記載の発明は、光を透過する第1の材料と、光を透過する第2の材料とで構成された光学素子において、前記各材料の境界が、光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されている光学素子である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optical element composed of a first material that transmits light and a second material that transmits light, the boundary between the materials is a period smaller than the wavelength of the light. It is an optical element formed in a fine uneven shape.

本発明によれば、ガラスと樹脂とで構成されたハイブリッドレンズ、ハイブリッドレンズの製造方法および光学素子において、ガラスと樹脂との境界での光の反射を極力少なくすることができるという効果を奏する。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in a hybrid lens composed of glass and resin, a method for manufacturing a hybrid lens, and an optical element, there is an effect that reflection of light at the boundary between glass and resin can be minimized.

本発明の実施形態に係るハイブリッドレンズ1の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the hybrid lens 1 which concerns on embodiment of this invention. 図1におけるII部の拡大図である。It is an enlarged view of the II section in FIG. ハイブリッドレンズ1の製造工程の概要を示す図である。2 is a diagram showing an outline of a manufacturing process of the hybrid lens 1. FIG. ガラス3の微細な凹凸9を構成する円錐状の突起13の概略構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a conical protrusion 13 constituting fine irregularities 9 of glass 3. 図4におけるV矢視図である。FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow V in FIG. 4. 円錐状の突起13の配置に係る変形例の概略構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example related to the arrangement of the conical protrusions 13. 図6におけるVII矢視図である。It is a VII arrow line view in FIG. 図5や図7に対応した図であって、円錐状の突起13の配置に係る変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 5 and FIG. 7, and is a diagram illustrating a modification example related to the arrangement of the conical protrusions 13. 図5や図7に対応した図であって、円錐状の突起13の配置に係る変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 5 and FIG. 7, and is a diagram illustrating a modification example related to the arrangement of the conical protrusions 13. 突起13の変形例の概略構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of a protrusion 13. 図10におけるXI矢視図である。It is a XI arrow line view in FIG. 図11に対応した図であって、四角錐状の突起13の配置に係る変形例を示す図である。FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 11, and is a diagram illustrating a modified example related to the arrangement of the quadrangular pyramid-shaped protrusions 13. 図11等に対応した図であって、六角錐状の突起13の配置を示す図である。It is a figure corresponding to FIG. 11 etc., Comprising: It is a figure which shows arrangement | positioning of the hexagonal pyramid-shaped protrusion 13. FIG. 突起13の変形例の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the modification of the processus | protrusion 13. FIG. 突起13の変形例の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the modification of the processus | protrusion 13. FIG. 突起13の変形例の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the modification of the processus | protrusion 13. FIG. 突起13の変形例の概略構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of a protrusion 13. 図17におけるXVIII矢視図である。It is a XVIII arrow directional view in FIG. 図17に示す突起13の展開図である。It is an expanded view of the protrusion 13 shown in FIG. 図18におけるXXA−XXA断面、XXB−XXB断面を示す図である。It is a figure which shows the XXA-XXA cross section in FIG. 18, and a XXB-XXB cross section. レンズ表面に回折格子溝を形成して、回折光学素子とレンズとの複合機能を実現した従来のレンズの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional lens which formed the diffraction grating groove | channel on the lens surface, and implement | achieved the composite function of a diffractive optical element and a lens. 樹脂とガラスとで構成された従来のハイブリッドレンズ201の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional hybrid lens 201 comprised with resin and glass. 従来のハイブリッドレンズ201における光の反射状態を示す図である。It is a figure which shows the reflective state of the light in the conventional hybrid lens 201. FIG.

図1は、本発明の実施形態に係るハイブリッドレンズ1の概略構成を示す図であり、図2は、図1におけるII部の拡大図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid lens 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion II in FIG.

ハイブリッドレンズ1は、ガラス3と樹脂5,7とを備えて構成されている。   The hybrid lens 1 includes a glass 3 and resins 5 and 7.

樹脂5,7として、たとえば、紫外線硬化樹脂(UV硬化樹脂)が用いられている。樹脂5,7の屈折率やアッベ数は、ガラス3のものとは異なっているが、屈折率、アッベ数の少なくともいずれかが、ガラス3のものとほぼ等しくてもよい。また、樹脂5,7は、ガラス3に密着し積層されて設けられており、光(たとえば、可視光)がガラス3と樹脂5,7とを透過するようになっている。   For example, an ultraviolet curable resin (UV curable resin) is used as the resins 5 and 7. Although the refractive index and Abbe number of the resins 5 and 7 are different from those of the glass 3, at least one of the refractive index and the Abbe number may be substantially equal to that of the glass 3. The resins 5 and 7 are provided in close contact with the glass 3 and laminated so that light (for example, visible light) passes through the glass 3 and the resins 5 and 7.

ガラス3と樹脂5との境界が、ハイブリッドレンズ1を透過する光の波長よりも小さい周期(図2に示すピッチP1)の微細な凹凸状に形成されている。同様にして、ガラス3と樹脂7との境界も、ハイブリッドレンズ1を透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されている。すなわち、ハイブリッドレンズ1は、表面がモスアイ構造(サブマイクロメーター周期の微細な凹凸構造)に構成されているガラス3と、ガラス3の表面に密着してガラス3を覆っている樹脂5とを具備している。   The boundary between the glass 3 and the resin 5 is formed in a fine concavo-convex shape having a period (pitch P1 shown in FIG. 2) smaller than the wavelength of light transmitted through the hybrid lens 1. Similarly, the boundary between the glass 3 and the resin 7 is also formed in fine irregularities having a period smaller than the wavelength of light transmitted through the hybrid lens 1. That is, the hybrid lens 1 includes a glass 3 having a moth-eye structure (a fine concavo-convex structure with a submicrometer period) on the surface, and a resin 5 that is in close contact with the surface of the glass 3 and covers the glass 3. is doing.

ハイブリッドレンズ1は、凸レンズであり、図1で示す矢印A1のように、光が図1の左側から右側に進み、このときに、ハイブリッドレンズ1を透過するようになっている。また、ハイブリッドレンズ1は、光の進行方向(光路の方向)から見た場合には、たとえば円形状に形成されている。   The hybrid lens 1 is a convex lens, and light travels from the left side of FIG. 1 to the right side as indicated by an arrow A1 shown in FIG. The hybrid lens 1 is formed in, for example, a circular shape when viewed from the light traveling direction (the optical path direction).

ガラス3は平板状(たとえば、円形な平板状)に形成されており、ハイブリッドレンズ1の光軸に対して垂直なガラス3の両面(ガラス3の厚さ方向で一方の側に位置している面と他方の側に位置している面)が微細な凹凸状に形成されている(図2参照)。すなわち、光軸に垂直なガラス3の両面には、透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸(ガラス3の本体部と一体である凹凸)9が設けられている。   The glass 3 is formed in a flat plate shape (for example, a circular flat plate shape), and is located on both sides of the glass 3 perpendicular to the optical axis of the hybrid lens 1 (on one side in the thickness direction of the glass 3). The surface and the surface located on the other side) are formed in a fine uneven shape (see FIG. 2). That is, on both surfaces of the glass 3 perpendicular to the optical axis, fine irregularities (unevenness integral with the main body portion of the glass 3) 9 having a period smaller than the wavelength of light to be transmitted are provided.

樹脂5は、ガラス3の光軸方向の一方の面(微細な凹凸9が設けられている一方の面)で、ガラス3に密着しガラス3に一体的に設けられており、樹脂7は、ガラス3の光軸方向の他方の面(微細な凹凸9が設けられている他方の面)で、ガラス3に密着しガラス3に一体的に設けられている。光の進行方向から見た場合、樹脂5,7は、たとえば円形状に形成されており、樹脂5と樹脂7とはお互いが重なっている。また、樹脂5と樹脂7との中心とガラス3の中心(光軸になる中心)とはお互いに一致しており、樹脂5と樹脂7とは、ガラス3の中央部に設けられている。これにより、ガラス3の円環状の周辺部には、樹脂が設けられておらず、ガラス3が露出している。   The resin 5 is one surface in the optical axis direction of the glass 3 (one surface on which the fine unevenness 9 is provided), is in close contact with the glass 3 and is provided integrally with the glass 3, The other surface of the glass 3 in the optical axis direction (the other surface on which the fine unevenness 9 is provided) is in close contact with the glass 3 and provided integrally with the glass 3. When viewed from the traveling direction of light, the resins 5 and 7 are formed in a circular shape, for example, and the resin 5 and the resin 7 overlap each other. Further, the center of the resin 5 and the resin 7 and the center of the glass 3 (the center serving as the optical axis) coincide with each other, and the resin 5 and the resin 7 are provided at the center of the glass 3. Thereby, resin is not provided in the annular | circular periphery part of the glass 3, but the glass 3 is exposed.

ガラス3と樹脂5との境界やガラス3と樹脂7との境界における微細な凹凸9の高さH1(図2参照)は、たとえば、光の波長の値よりも高くなっていることが多い。   The height H1 (see FIG. 2) of the fine irregularities 9 at the boundary between the glass 3 and the resin 5 and at the boundary between the glass 3 and the resin 7 is often higher than the value of the wavelength of light, for example.

ガラス3と樹脂5,7との境界の形態についてさらに説明する。ハイブリッドレンズ1の光軸の方向(図1や図2の左右方向)が多数の微細な凹凸9の高さ方向であり、ハイブリッドレンズ1の光軸とほぼ直交する方向(図1や図2の上下方向、図1や図2の紙面に直交する方向)が多数の微細な凹凸9が並んでいる方向、すなわち、微細な凹凸9の周期の方向になっている。   The form of the boundary between the glass 3 and the resins 5 and 7 will be further described. The direction of the optical axis of the hybrid lens 1 (the left-right direction in FIGS. 1 and 2) is the height direction of a large number of fine irregularities 9, and the direction substantially orthogonal to the optical axis of the hybrid lens 1 (in FIGS. 1 and 2). The vertical direction (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1 and FIG. 2) is the direction in which many fine irregularities 9 are arranged, that is, the direction of the period of the fine irregularities 9.

ガラス3における微細な凹凸9は、ガラス3の基底面11から起立している多数の微細な突起(ガラス3や樹脂5,7の厚さ方向でH1の高さで起立し、ガラス3や樹脂5,7の厚さ方向とほぼ直交する方向に所定のピッチP1で並んでいる多数の微細な突起)13で構成されている。ここで基底面11は、ガラス3の多数の微細な凹凸9の谷底15をつないで形成される面(ガラス3や樹脂5,7の厚さ方向とほぼ直交する方向に展開している仮想的な平らな面)である。   The fine irregularities 9 in the glass 3 are a large number of fine protrusions standing from the base surface 11 of the glass 3 (the glass 3 and the resins 5 and 7 are raised at a height of H1 in the thickness direction of the glass 3 and the resin 3. 5 and 7 in a direction substantially orthogonal to the thickness direction, and a plurality of fine protrusions 13 arranged at a predetermined pitch P1. Here, the base surface 11 is a surface formed by connecting the valley bottoms 15 of a large number of fine irregularities 9 of the glass 3 (virtually developed in a direction substantially perpendicular to the thickness direction of the glass 3 and the resins 5 and 7. Flat surface).

各突起13は、基底面11から起立している微細な多数の円錐(底面が基底面11に接するようして基底面11から起立している円錐)で形成されている(図4、図5参照)。なお、図4や図5では、4つの突起13のみを示しているが、実際には、多数の突起13で微細な凹凸9が形成されている。   Each protrusion 13 is formed of a large number of fine cones standing up from the base surface 11 (cones standing up from the base surface 11 so that the bottom surface is in contact with the base surface 11) (FIGS. 4 and 5). reference). 4 and FIG. 5, only four protrusions 13 are shown, but in actuality, fine irregularities 9 are formed by a large number of protrusions 13.

各突起13の高さH1は、お互いが等しくなっている。また、ガラス3における微細な凹凸9(各突起13)との間に隙間が発生しないように樹脂5,7が設けられている。すなわち、樹脂5,7は、ガラス3に密着しガラス3の微細な凹凸9を埋めるようにして設けられている。これにより、樹脂5,7にも、多数の微細な凹凸が形成されている。また、ガラス3と樹脂5との境界やガラス3と樹脂7との境界では、この境界が展開している方向(基底面11の展開方向)でガラス3と樹脂5(ガラス3と樹脂7)とが交互に入り込んでいる。   The heights H1 of the protrusions 13 are equal to each other. Further, resins 5 and 7 are provided so that no gap is generated between the glass 3 and the fine irregularities 9 (projections 13). That is, the resins 5 and 7 are provided so as to be in close contact with the glass 3 and fill in the fine irregularities 9 of the glass 3. As a result, a large number of fine irregularities are also formed on the resins 5 and 7. Further, at the boundary between the glass 3 and the resin 5 and the boundary between the glass 3 and the resin 7, the glass 3 and the resin 5 (glass 3 and the resin 7) in the direction in which the boundary is developed (the development direction of the base surface 11). Are interleaved with each other.

ところで、図4や図5に示す円錐状の各突起13は、基底面11に対して直交する方向から見た場合、各底面(円形状の底面)がお互いに接するようにして、縦方向および横方向に、所定のピッチP1で並んで設けられている。これにより、各突起13のピッチP1と突起13の底面の半径R1との関係は、「2×R1=P1」になっている。   By the way, each of the conical protrusions 13 shown in FIGS. 4 and 5 has the vertical direction and the bottom surfaces (circular bottom surfaces) in contact with each other when viewed from the direction orthogonal to the base surface 11. They are provided side by side at a predetermined pitch P1 in the horizontal direction. Thus, the relationship between the pitch P1 of each protrusion 13 and the radius R1 of the bottom surface of the protrusion 13 is “2 × R1 = P1”.

また、基底面11に対して直交する方向から見た場合、各突起13の頂点17が、お互いが平行であって平面上に所定の等間隔で描かれた第1の直線群と、この第1の直線群に対して直交し前記平面上に前記所定の等間隔で描かれた第2の直線群との各交点上に位置している。さらに、平面状の基底面11の一部が実存している。なお、図4や図5で示す態様では、各突起13同士が接触しているが、各突起13同士(各突起13の底面同士)が所定の間隔だけ離れていてもよい。   Further, when viewed from a direction orthogonal to the base surface 11, the first straight line group in which the vertices 17 of the protrusions 13 are parallel to each other and drawn on the plane at a predetermined equal interval, It is orthogonal to one straight line group and is located on each intersection with the second straight line group drawn on the plane at the predetermined equal intervals. Furthermore, a part of the planar base surface 11 exists. 4 and 5, the protrusions 13 are in contact with each other, but the protrusions 13 (the bottom surfaces of the protrusions 13) may be separated by a predetermined distance.

また、図6や図7で示すように、各突起13同士の距離を、図4や図5に示す状態よりも小さくして、平面状の基底面11が実存しないようにしてもよい。この場合、各突起13のピッチP1と突起13の底面の半径R1との関係は、「2×R1=√2×P1」になる。   Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the distance between the protrusions 13 may be made smaller than the state shown in FIGS. 4 and 5 so that the planar base surface 11 does not exist. In this case, the relationship between the pitch P1 of each protrusion 13 and the radius R1 of the bottom surface of the protrusion 13 is “2 × R1 = √2 × P1”.

また、図8に示すように、各突起13間の距離を、図4や図5で示す距離と、図6や図7で示す距離との間の値にしてもよい。この場合、各突起13のピッチP1と突起13の底面の半径R1との関係は、「√2×R1<P1<2×R1」になる。   Further, as shown in FIG. 8, the distance between the protrusions 13 may be a value between the distance shown in FIGS. 4 and 5 and the distance shown in FIGS. In this case, the relationship between the pitch P1 of each protrusion 13 and the radius R1 of the bottom surface of the protrusion 13 is “√2 × R1 <P1 <2 × R1”.

また、図5や図7や図8に示す態様ものにおいて、図の左右方向における各突起13のピッチと、図の上下方向における各突起13のピッチとが、異なった値になっていてもよい。   Further, in the embodiment shown in FIGS. 5, 7, and 8, the pitch of the protrusions 13 in the left-right direction of the drawing and the pitch of the protrusions 13 in the vertical direction of the drawing may have different values. .

さらに、図9で示すように、基底面11に対して直交する方向から見た場合、各突起13が、突起13の各底面(円形状の底面)がお互いに接するようにして、横方向および斜め方向で、所定のピッチP1で並んで設けられていてもよい。これにより、各突起13のピッチP1と突起13の底面の半径R1との関係は、「2×R1=P1」になる。また、基底面11に対して直交する方向から見た場合、各突起13の頂点17が、お互いが平行であって平面上に所定の等間隔で描かれた第1の直線群と、この第1の直線群に対して60°の角度で交差し前記平面上に前記所定の等間隔で描かれた第2の直線群との各交点上に位置していることになる。さらに、平面状の基底面11の一部が実存している。   Furthermore, as shown in FIG. 9, when viewed from a direction orthogonal to the base surface 11, the protrusions 13 are arranged so that the bottom surfaces (circular bottom surfaces) of the protrusions 13 are in contact with each other. They may be provided side by side at a predetermined pitch P1 in an oblique direction. Accordingly, the relationship between the pitch P1 of each protrusion 13 and the radius R1 of the bottom surface of the protrusion 13 is “2 × R1 = P1”. Further, when viewed from a direction orthogonal to the base surface 11, the first straight line group in which the vertices 17 of the protrusions 13 are parallel to each other and drawn on the plane at a predetermined equal interval, One straight line group intersects at an angle of 60 ° and is located on each intersection with the second straight line group drawn at the predetermined equal interval on the plane. Furthermore, a part of the planar base surface 11 exists.

なお、図9の示す各突起13の設置の態様を、図7や図8で示すもののように変更してもよい。   In addition, you may change the aspect of installation of each protrusion 13 shown in FIG. 9 like what is shown in FIG.7 and FIG.8.

図4〜図9では、突起13が円錐状に形成されているが、図10や図11で示すように、突起13を、四角錐状(たとえば、ピラミッド状;正四角錐状)に形成してもよい。この場合、図5で示した場合と同様にして、各突起13の頂点17が各直線群の交点にところに位置している。図11に破線で示す線分は、突起13の稜線である。   4 to 9, the protrusion 13 is formed in a conical shape, but as shown in FIGS. 10 and 11, the protrusion 13 is formed in a quadrangular pyramid shape (for example, a pyramid shape; a regular quadrangular pyramid shape). Also good. In this case, similarly to the case shown in FIG. 5, the vertex 17 of each projection 13 is located at the intersection of each straight line group. A line segment indicated by a broken line in FIG. 11 is a ridge line of the protrusion 13.

また、図12で示すように、正四角錐状の各突起13が、半ピッチ分ずれて設けられていてもよい。図12に破線で示す線分も、突起13の稜線である。   Also, as shown in FIG. 12, the regular tetragonal pyramidal projections 13 may be provided with a half-pitch offset. A line segment indicated by a broken line in FIG. 12 is also a ridge line of the protrusion 13.

さらに、図13で示すように、各突起13を正六角錐状に形成してあってもよいし、正多角錐状等の他の錐体状に形成してあってもよい。図13に破線で示す線分も、突起13の稜線である。   Furthermore, as shown in FIG. 13, each protrusion 13 may be formed in a regular hexagonal pyramid shape, or may be formed in another cone shape such as a regular polygonal pyramid shape. A line segment indicated by a broken line in FIG. 13 is also a ridge line of the protrusion 13.

また、図14で示すように、各突起13を、円錐台や正多角錐台等の錐体台(大きな径側の面である底面が基底面11に接するようして基底面11から起立している錐体台)で形成してもよいし、図15で示すように、各突起13を、円柱や正多角形柱等の柱体で形成してもよい。さらには、図16で示すように、各突起13が、釣鐘状等の他の形状に形成されていてもよい。   Further, as shown in FIG. 14, each protrusion 13 is raised from a base surface 11 such that a truncated cone or a regular polygonal frustum (a bottom surface which is a large diameter side surface is in contact with the base surface 11). 15 may be formed, and as shown in FIG. 15, each protrusion 13 may be formed of a columnar body such as a cylinder or a regular polygonal column. Furthermore, as shown in FIG. 16, each protrusion 13 may be formed in other shapes such as a bell shape.

さらにまた、図17〜図20で示すように、ガラス3と樹脂5(樹脂7)との間における微細な凹凸9の形態が対称性を備えていてもよい。すなわち、ガラス3の微細な凹凸9と樹脂5(樹脂7)の微細な凹凸とが同形状に形成されて、ガラス3に樹脂5(樹脂7)が隙間無く設置されていてもよい。   Furthermore, as shown in FIGS. 17-20, the form of the fine unevenness | corrugation 9 between the glass 3 and resin 5 (resin 7) may be provided with symmetry. That is, the fine unevenness 9 of the glass 3 and the fine unevenness of the resin 5 (resin 7) may be formed in the same shape, and the resin 5 (resin 7) may be installed on the glass 3 without a gap.

ここで、ガラス3と樹脂5(樹脂7)との間における微細な凹凸9の形態が対称性を備えているものについて、例を掲げて説明する。   Here, an example in which the shape of the fine unevenness 9 between the glass 3 and the resin 5 (resin 7) has symmetry will be described.

ガラス3の表面(各突起13が所定のピッチP1で連続して隙間無く設けられている面)は、ひし形D1を組み合わせた形状に形成されている(図19参照)なお、図19は、図17や図18で示す1つの突起13の展開図である。   The surface of the glass 3 (the surface on which the protrusions 13 are continuously provided at a predetermined pitch P1 with no gaps) is formed in a shape that combines the diamonds D1 (see FIG. 19). FIG. 19 is a development view of one protrusion 13 shown in FIG. 17 and FIG. 18.

1つの突起13は、図19で示すように、ひし形(一方の対角線L1が他方の対角線L2よりも長いひし形)D1を4つ組み合わせた形状に展開することができる。そして、図19で各点線L3を山折りし、各辺L4、L5を互いに線接合することで、4つのひし形D1により1つの突起(四角錐状の1つの突起)13が形成される。基底面11に直交する方向から見た場合、図18で示すように、1つの突起13は、正方形になっている。また、ガラス3の表面の微細な凹凸9は、正方形に見える1つの突起13を、縦横方向に規則正しくつなげて並べた形状に形成されている。   As shown in FIG. 19, one protrusion 13 can be developed into a shape in which four rhombuses (one rhombus L1 whose rhombus L1 is longer than the other diagonal L2) D1 are combined. Then, in FIG. 19, each dotted line L <b> 3 is folded in a mountain, and each side L <b> 4, L <b> 5 is joined to each other, thereby forming one projection (one quadrangular pyramid-shaped projection) 13 by four rhombuses D <b> 1. When viewed from a direction orthogonal to the basal plane 11, one protrusion 13 is square as shown in FIG. Further, the fine unevenness 9 on the surface of the glass 3 is formed in a shape in which one protrusion 13 that looks like a square is regularly connected in the vertical and horizontal directions.

図18において、点17は突起13の頂点(凹凸9の頂点)であり、点19は、ガラス3の表面の微細な凹凸9の谷点(最深点)を示している。また、図18において、破線は、各突起13の稜線を示しており、実線は、各突起13の谷線を示している。   In FIG. 18, the point 17 is the apex of the protrusion 13 (the apex of the unevenness 9), and the point 19 indicates the valley point (the deepest point) of the fine unevenness 9 on the surface of the glass 3. In FIG. 18, a broken line indicates a ridge line of each protrusion 13, and a solid line indicates a valley line of each protrusion 13.

なお、図18では、各突起13が正方形状に見えているが、各突起13が長方形状に見えるように形成されていてもよい。すなわち、図18において、縦方向を一定の割合で縮めた形態になっていてもよい。   In FIG. 18, each protrusion 13 looks square, but each protrusion 13 may be formed to look rectangular. That is, in FIG. 18, the vertical direction may be reduced at a certain rate.

次に、樹脂5(樹脂7)の表面(空気と接する面)の形態について説明する。   Next, the form of the surface of resin 5 (resin 7) (surface in contact with air) will be described.

ハイブリッドレンズ1において、ガラス3との境界とは反対側に位置している樹脂5(樹脂7)の表面(空気との境界面)に、回折格子21を設けてあってもよい(図1参照)。回折格子21は、ハイブリッドレンズ1の内部を通過する光の光路長を変化させることによって波面収差および色収差を無くすため設けられており、たとえば、光軸を中心とした同心円状のミクロンオーダの微細溝もしくは突起で構成されている。   In the hybrid lens 1, a diffraction grating 21 may be provided on the surface (boundary surface with air) of the resin 5 (resin 7) located on the opposite side of the boundary with the glass 3 (see FIG. 1). ). The diffraction grating 21 is provided to eliminate wavefront aberration and chromatic aberration by changing the optical path length of the light passing through the inside of the hybrid lens 1. For example, a concentric micron-order fine groove centered on the optical axis. Or it comprises a protrusion.

なお、回折格子21に代えてもしくは加えて樹脂5(樹脂7)の表面(空気と接する面)に、樹脂5とガラス3との境界と同様にして、透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸が形成されていてもよい。   In addition to or in addition to the diffraction grating 21, the surface of the resin 5 (resin 7) (surface in contact with air) has a period smaller than the wavelength of the transmitted light in the same manner as the boundary between the resin 5 and the glass 3. Fine irregularities may be formed.

次に、ハイブリッドレンズ1の製造工程について説明する。   Next, the manufacturing process of the hybrid lens 1 will be described.

図3は、ハイブリッドレンズ1の製造工程を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the hybrid lens 1.

まず、ガラス3の表面(ハイブリッドレンズ1の光軸に垂直なガラス3の両面)に、このガラス3を透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸9を形成する。   First, fine irregularities 9 having a period smaller than the wavelength of light transmitted through the glass 3 are formed on the surface of the glass 3 (both surfaces of the glass 3 perpendicular to the optical axis of the hybrid lens 1).

ガラス3への微細な凹凸9の形成は、たとえば、半導体の製造プロセスで使用されているフォトリソ工程によってなされる。なお、アモルファスカーボン(ガラス状炭素)や、炭化ケイ素(Silicon Carbide、化学式SiC)等の素材にフォトリソ工程で微細な凹凸を形成し、この微細な凹凸が形成されたものをガラス成形型(金型)として用いることにより、ガラス3に微細な凹凸9を形成してもよい。   Formation of the fine unevenness 9 on the glass 3 is performed by, for example, a photolithography process used in a semiconductor manufacturing process. It should be noted that fine irregularities are formed in a material such as amorphous carbon (glassy carbon) or silicon carbide (silicon carbide, chemical formula SiC) by a photolithography process, and a glass mold (mold) ), Fine irregularities 9 may be formed on the glass 3.

続いて、樹脂成形型(金型)23を用いて、ガラス3の微細な凹凸9が形成されている面に樹脂5(樹脂7)を設ける。   Subsequently, the resin 5 (resin 7) is provided on the surface of the glass 3 on which the fine irregularities 9 are formed using a resin mold (mold) 23.

すなわち、工具鋼等で構成された金型23に微細な凹凸9が形成されたガラス3を設置する(図3(a)参照)。このガラス3の設置は、金型23の平面25に形成されている凹部27を塞ぐようにしてなされる。なお、ハイブリッドレンズ1の樹脂5(樹脂7)の表面に回折格子21等を形成する場合にあっては、金型23の凹部27の表面に回折格子21のパターンが形成されている。また、金型23にガラス3を設置した状態では、ガラス3の周辺が金型23の凹部27周辺の平面25に密着しており、ガラス3の微細な凹凸9が形成されている一方の面と金型23の凹部27の表面とで、樹脂5が入り込む空間29が形成される。続いて、金型23とガラス3との雰囲気を、好ましくは、真空もしくは真空に近い状態にして、空間29に硬化前のUV硬化樹脂を供給し空間29をUV硬化樹脂で満し、空間29内に供給されたUV硬化樹脂に、矢印A3で示すように紫外線を照射しUV硬化樹脂を硬化させる(図3(b)参照)。   That is, the glass 3 on which fine irregularities 9 are formed is placed on a mold 23 made of tool steel or the like (see FIG. 3A). The glass 3 is placed so as to close the recess 27 formed in the flat surface 25 of the mold 23. When the diffraction grating 21 or the like is formed on the surface of the resin 5 (resin 7) of the hybrid lens 1, the pattern of the diffraction grating 21 is formed on the surface of the concave portion 27 of the mold 23. In addition, in a state where the glass 3 is installed in the mold 23, the periphery of the glass 3 is in close contact with the flat surface 25 around the recess 27 of the mold 23, and one surface on which the fine unevenness 9 of the glass 3 is formed. A space 29 into which the resin 5 enters is formed by the surface of the recess 27 of the mold 23. Subsequently, the atmosphere of the mold 23 and the glass 3 is preferably set to a vacuum or a state close to a vacuum, and a UV curable resin before curing is supplied to the space 29 to fill the space 29 with the UV curable resin. The UV curable resin supplied inside is irradiated with ultraviolet rays as shown by an arrow A3 to cure the UV curable resin (see FIG. 3B).

続いて、一方の面に硬化した樹脂5が形成されているガラス3を金型から離し(図3(c)参照)裏返して、工具鋼等で構成された樹脂成形型(金型;樹脂5を設けるときに使用される金型と同じ金型であるが、異なる金型であってもよい。)に設置する。この設置も、金型の平面に形成されている凹部を塞ぐようにしてなされる。なお、金型にガラス3を設置した状態では、前述した状態と同様に、ガラス3の周辺が金型の凹部周辺の面に密着しており、ガラス3の微細な凹凸9が形成されている他方の面と金型の凹部の表面とで空間が形成される。続いて、前記空間に硬化前の樹脂を供給し前記空間を樹脂で満し、空間内に供給された樹脂を硬化させる。これにより、ガラス3の他方の面に樹脂7が設置される。   Subsequently, the glass 3 on which the cured resin 5 is formed on one side is separated from the mold (see FIG. 3C) and turned over, and the resin molding mold (mold; resin 5) made of tool steel or the like is turned over. It is the same mold as that used when providing the, but may be a different mold. This installation is also performed so as to block the recess formed in the plane of the mold. In the state in which the glass 3 is installed in the mold, the periphery of the glass 3 is in close contact with the surface around the concave portion of the mold, as in the state described above, and the fine irregularities 9 of the glass 3 are formed. A space is formed between the other surface and the surface of the recess of the mold. Subsequently, the resin before curing is supplied to the space, the space is filled with resin, and the resin supplied into the space is cured. Thereby, the resin 7 is installed on the other surface of the glass 3.

ハイブリッドレンズ1について、さらに説明する。   The hybrid lens 1 will be further described.

図1に示すハイブリッドレンズ1の外径(直径)は、5mmであり、直径5mmの円形のガラス基板(ガラス)3の両面にUV硬化樹脂5,7がレンズ面形状を有して設けられている。なお、ガラス基板3とUV硬化樹脂層5,7の間の界面1及び界面2()には、周期(ピッチP1)が約350nm、高さH1が約350nmのピラミッド形状の微細な凹凸9が設けられている。   The outer diameter (diameter) of the hybrid lens 1 shown in FIG. 1 is 5 mm, and UV curable resins 5 and 7 having a lens surface shape are provided on both surfaces of a circular glass substrate (glass) 3 having a diameter of 5 mm. Yes. Note that the interface 1 and the interface 2 () between the glass substrate 3 and the UV curable resin layers 5 and 7 have pyramid-shaped fine irregularities 9 having a period (pitch P1) of about 350 nm and a height H1 of about 350 nm. Is provided.

金型23の凹部27は、所定の光学面形状を有している。硬化前のUV硬化樹脂は非常に粘度が低いため、空間29に硬化前のUV硬化樹脂を満たすときには、金型23が傾かないよう注意を要する。   The concave portion 27 of the mold 23 has a predetermined optical surface shape. Since the UV curable resin before curing has a very low viscosity, care must be taken not to tilt the mold 23 when the space 29 is filled with the UV curable resin before curing.

紫外線の照射は、ガラス3の面上から、所定光量で所定時間行われる。これにより、金型23とガラス基板(ガラス)3との間のUV硬化樹脂が硬化し、この後、離型すれば、図3(c)に示したようなレンズが完成する。   The irradiation of ultraviolet rays is performed from the surface of the glass 3 with a predetermined amount of light for a predetermined time. As a result, the UV curable resin between the mold 23 and the glass substrate (glass) 3 is cured, and thereafter, when the mold is released, a lens as shown in FIG. 3C is completed.

ただし、UV硬化樹脂が硬化する際、収縮が生じるため、金型23の面形状と、成形品の面形状がずれる。従って、予めその収縮量を求め、成形品で所定の面形状が得られるよう、金型23の形状を再設計し加工する必要がある。   However, since the shrinkage occurs when the UV curable resin is cured, the surface shape of the mold 23 and the surface shape of the molded product are shifted. Therefore, it is necessary to obtain the amount of shrinkage in advance and redesign and process the shape of the mold 23 so that a predetermined surface shape can be obtained with the molded product.

ハイブリッドレンズ1に光を透過して、反射を測定したところ、反射率を1/10に減少させることが出来た。   When light was transmitted through the hybrid lens 1 and the reflection was measured, the reflectance could be reduced to 1/10.

ハイブリッドレンズ1によれば、ガラス3と樹脂5(樹脂7)との境界が、光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されているので(モスアイ構造になっているので)、この境界部分の実効屈折率やアッベ数が、樹脂5からガラス3あるいはガラス3から樹脂7に向かう方向で(ハイブリッドレンズ1を透過する光路の方向で)滑らかに変化している。この屈折率やアッベ数の滑らかな変化があることにより、ハイブリッドレンズ1に入射した光は、樹脂5(樹脂7)とガラス3との境界を判別することができなくなり、樹脂5(樹脂7)とガラス3との境界での光の反射がほとんど無くなる。そして、樹脂5(樹脂7)とガラス3との境界における光の反射が防止されることによってハイブリッドレンズ1の光学性能が向上する。   According to the hybrid lens 1, the boundary between the glass 3 and the resin 5 (resin 7) is formed in a fine uneven shape with a period smaller than the wavelength of light (because it has a moth-eye structure). The effective refractive index and Abbe number of the boundary portion smoothly change in the direction from the resin 5 to the glass 3 or from the glass 3 to the resin 7 (in the direction of the optical path that passes through the hybrid lens 1). Due to the smooth change of the refractive index and the Abbe number, the light incident on the hybrid lens 1 cannot determine the boundary between the resin 5 (resin 7) and the glass 3, and the resin 5 (resin 7). And reflection of light at the boundary between the glass 3 and the glass 3 are almost eliminated. The optical performance of the hybrid lens 1 is improved by preventing light reflection at the boundary between the resin 5 (resin 7) and the glass 3.

また、ハイブリッドレンズ1によれば、ガラス3と樹脂5(樹脂7)との屈折率、アッベ数がお互いに異なっていても、樹脂5(樹脂7)とガラス3との境界での光の反射を無くすことができるので、屈折率とアッベ数とがガラス3のものと等しい樹脂を新たに開発することなく、簡便な方法で樹脂5(樹脂7)とガラス3との境界での光の反射を無くすことができ、これにより迷光の発生、あるいは、感光部への光の到達量減少を防止することができる。   Further, according to the hybrid lens 1, even when the refractive index and Abbe number of the glass 3 and the resin 5 (resin 7) are different from each other, light is reflected at the boundary between the resin 5 (resin 7) and the glass 3. Therefore, reflection of light at the boundary between the resin 5 (resin 7) and the glass 3 can be performed in a simple manner without newly developing a resin having the same refractive index and Abbe number as that of the glass 3. Therefore, the generation of stray light or the decrease in the amount of light reaching the photosensitive portion can be prevented.

また、ハイブリッドレンズ1がガラス3と樹脂5(樹脂7)とで構成されているので、樹脂だけで構成されている場合に比べて、ハイブリッドレンズ1の剛性が高くなっていると共にハイブリッドレンズ1が壊れにくくなる。また、ハイブリッドレンズ1のカメラ等の機器への組み付けがしやすくなる。すなわち、ハイブリッドレンズ1をカメラ等の機器に設置する場合、ハイブリッドレンズ1のガラス3の部分(樹脂5や樹脂7よりも剛性や硬度の高い部分)をカメラ等の機器の係合させることにより、カメラ等の機器の正しい箇所にハイブリッドレンズ1を設置することが容易になる。   Further, since the hybrid lens 1 is composed of the glass 3 and the resin 5 (resin 7), the rigidity of the hybrid lens 1 is increased and the hybrid lens 1 is compared with the case where it is composed only of the resin. It becomes hard to break. In addition, the hybrid lens 1 can be easily assembled to a device such as a camera. That is, when the hybrid lens 1 is installed in a device such as a camera, the portion of the glass 3 of the hybrid lens 1 (the portion having higher rigidity and hardness than the resin 5 and the resin 7) is engaged with the device such as a camera. It becomes easy to install the hybrid lens 1 at a correct location of a device such as a camera.

ハイブリッドレンズ1によれば、ガラス3の両面に樹脂5,7を設けてあるので、ハイブリッドレンズ1における設計の自由度を増すことができる。   According to the hybrid lens 1, since the resins 5 and 7 are provided on both surfaces of the glass 3, the design freedom in the hybrid lens 1 can be increased.

また、ハイブリッドレンズ1において、樹脂5,7の表面に回折格子21を設けてあれば、波面収差および色収差を無くすことができる。また、樹脂5,7の表面に、透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸が形成してあれば、樹脂5,7の表面での光の反射(樹脂5,7と空気との屈折率の違いによる反射)を防止することができる。   Further, in the hybrid lens 1, if the diffraction grating 21 is provided on the surfaces of the resins 5 and 7, wavefront aberration and chromatic aberration can be eliminated. Further, if fine irregularities having a period smaller than the wavelength of light to be transmitted are formed on the surfaces of the resins 5 and 7, light reflection on the surfaces of the resins 5 and 7 Reflection due to a difference in refractive index can be prevented.

ハイブリッドレンズ1において、微細な凹凸9(各突起13)の高さH1を、光の波長よりも低く形成すれば、光の反射を一層回避することができる。   In the hybrid lens 1, if the height H1 of the fine irregularities 9 (each projection 13) is formed lower than the wavelength of light, light reflection can be further avoided.

また、ハイブリッドレンズ1のガラス3が平板状になっていれば、ガラス3への微細な凹凸9の形成を容易に行うことができる。すなわち、ガラス3が平板状に形成されているので、微細な凹凸9を形成するためのフォトリソ工程におけるレジスト塗布や露光等がしやすくなっている。また、ガラス3が平板状に形成されているので、金型(図3で示す金型23とは異なる金型)を用いてガラス3に微細な凹凸9を形成する場合においては、微細な凹凸9が形成されたガラス3が金型から離れやすくなっており、ガラス3の離型を容易に行うことができる。すなわち、微細な突起13がガラス3の平板状の基底面11からほぼ垂直に起立しているので、ガラス3を金型から離すときに突起13と金型の微細な凹凸パターンとが干渉することがなく、ガラス3の離型を容易行うことができる。   Moreover, if the glass 3 of the hybrid lens 1 has a flat plate shape, it is possible to easily form fine irregularities 9 on the glass 3. That is, since the glass 3 is formed in a flat plate shape, resist application, exposure, and the like in a photolithography process for forming fine irregularities 9 are facilitated. Further, since the glass 3 is formed in a flat plate shape, when the fine irregularities 9 are formed on the glass 3 using a mold (a mold different from the mold 23 shown in FIG. 3), the fine irregularities The glass 3 formed with 9 is easily separated from the mold, and the glass 3 can be easily released. That is, since the fine protrusions 13 stand substantially perpendicularly from the flat base surface 11 of the glass 3, the protrusions 13 and the fine uneven pattern of the mold interfere when the glass 3 is separated from the mold. The glass 3 can be easily released from the mold.

また、ハイブリッドレンズ1によれば、樹脂5(樹脂7)が設置されたガラス3を金型23から離す場合、剛性や硬度の高いガラス3の部分に力を加えることができるので、樹脂5(樹脂7)が設置されたガラス3の離型(金型23からの引き離し)を容易に行うことができる。   Further, according to the hybrid lens 1, when the glass 3 provided with the resin 5 (resin 7) is separated from the mold 23, a force can be applied to the portion of the glass 3 having high rigidity and hardness. It is possible to easily release the glass 3 on which the resin 7) is installed (separation from the mold 23).

また、ハイブリッドレンズ1によれば、ガラス3を金型23に設置する場合や一方の面に硬化した樹脂5が形成されているガラス3を裏返して金型23に設置する場合、剛性や硬度の高いガラス3の部分を位置決めの基準にして金型23に係合させればよいので、金型23へのガラス3の設置を正解にしかも容易に行うことができ、ガラス3に対する樹脂5(樹脂7)の設置位置を正確なものにすることができる。   Further, according to the hybrid lens 1, when the glass 3 is installed in the mold 23 or when the glass 3 having the cured resin 5 formed on one surface is turned over and installed in the mold 23, the rigidity or hardness of the lens 1 is increased. Since it is only necessary to engage the mold 23 with the high glass 3 portion as a positioning reference, the glass 3 can be placed on the mold 23 accurately and easily. The installation position of 7) can be made accurate.

また、金型23が樹脂5,7をモールド成型してガラス3に設置するためのものなので、金型23を工具鋼等で構成することができ、金型23に切削加工を施ことができ、回折格子21などのミクロンオーダの微細溝を作成する場合等における金型23の作成が容易になっている。   Further, since the mold 23 is for molding the resins 5 and 7 and placing them on the glass 3, the mold 23 can be made of tool steel or the like, and the mold 23 can be cut. In addition, it is easy to create the mold 23 in the case of forming micron-order fine grooves such as the diffraction grating 21.

なお、上述したハイブリッドレンズ1は、ガラス3の両面に樹脂5,7を設けてあるが、ガラス3の一方の面にのみ樹脂を設けた構成であってもよい。この場合、樹脂が設けられていないガラス3の他方の面に、微細な凹凸9が形成されていてもよいし、微細な凹凸9が形成されておらず滑らかな面(たとえば、平面)になっていてもよい。   The hybrid lens 1 described above is provided with the resins 5 and 7 on both surfaces of the glass 3, but may be configured such that the resin is provided only on one surface of the glass 3. In this case, fine unevenness 9 may be formed on the other surface of the glass 3 on which no resin is provided, or the fine unevenness 9 is not formed and becomes a smooth surface (for example, a flat surface). It may be.

また、ハイブリッドレンズ1は、両凸レンズであるが、ハイブリッドレンズ1が、平凸レンズ、メニスカス凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、メニスカス凹レンズであってもよい。さらに、フィルター等の光学素子において、ガラスと樹脂との境界が、光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されていてもよい。   Moreover, although the hybrid lens 1 is a biconvex lens, the hybrid lens 1 may be a planoconvex lens, a meniscus convex lens, a biconcave lens, a planoconcave lens, or a meniscus concave lens. Furthermore, in an optical element such as a filter, the boundary between the glass and the resin may be formed in a fine uneven shape having a period smaller than the wavelength of light.

すなわち、ハイブリッドレンズ1を、光を透過する第1の材料と、光を透過する第2の材料(第1の材料とは、屈折率やアッベ数等の光学特性が異なる材料)とを備えて構成された光学素子であって、前記各材料の境界が、光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されている光学素子として把握してもよい。   That is, the hybrid lens 1 includes a first material that transmits light and a second material that transmits light (a material different from the first material in optical characteristics such as a refractive index and an Abbe number). The optical element may be configured as an optical element in which the boundary between the materials is formed in a fine uneven shape having a period smaller than the wavelength of light.

1 ハイブリッドレンズ
3 ガラス
5、7 樹脂
9 凹凸
23 金型
1 Hybrid lens 3 Glass 5, 7 Resin 9 Concavity and convexity 23 Mold

Claims (5)

ガラスと樹脂とで構成されたハイブリッドレンズにおいて、
前記ガラスと前記樹脂との境界が、光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されていることを特徴とするハイブリッドレンズ。
In the hybrid lens composed of glass and resin,
A hybrid lens, wherein the boundary between the glass and the resin is formed in a fine uneven shape having a period smaller than the wavelength of light.
表面がモスアイ構造に構成されているガラスと;
前記ガラスの表面に密着して前記ガラスを覆っている樹脂と;
を有することを特徴とするハイブリッドレンズ。
Glass whose surface is constructed in a moth-eye structure;
A resin that adheres to the surface of the glass and covers the glass;
A hybrid lens characterized by comprising:
光軸に垂直な各面が、透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されているガラスと;
前記ガラスの、微細な凹凸状に形成されている一方の面で、前記ガラスに密着し前記ガラスに一体的に設けられた第1の樹脂と;
前記ガラスの、微細な凹凸状に形成されている他方の面で、前記ガラスに密着し前記ガラスに一体的に設けられた第2の樹脂と;
を有することを特徴とするハイブリッドレンズ。
Glass in which each surface perpendicular to the optical axis is formed in fine irregularities with a period smaller than the wavelength of transmitted light;
A first resin that is in close contact with the glass and provided integrally with the glass on one surface of the glass that is formed in a fine concavo-convex shape;
A second resin that is in close contact with the glass and provided integrally with the glass on the other surface of the glass that is formed in a fine uneven shape;
A hybrid lens characterized by comprising:
ガラスの表面に、このガラスを透過する光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸を形成する微細凹凸形成工程と;
樹脂成形型を用いて、前記ガラスの微細な凹凸が形成されている面に樹脂を設ける樹脂設置工程と;
を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
A fine unevenness forming step of forming fine unevenness on the surface of the glass with a period smaller than the wavelength of light transmitted through the glass;
Using a resin mold, a resin installation step of providing a resin on the surface on which fine irregularities of the glass are formed;
A method for manufacturing a hybrid lens, comprising:
光を透過する第1の材料と、光を透過する第2の材料とで構成された光学素子において、
前記各材料の境界が、光の波長よりも小さい周期の微細な凹凸状に形成されていることを特徴とする光学素子。
In an optical element composed of a first material that transmits light and a second material that transmits light,
The optical element is characterized in that the boundary between the materials is formed in a fine uneven shape having a period smaller than the wavelength of light.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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