JP2022162423A - 鏡筒付レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】黒塗りや黒化処理といった、追加的な加工工程を設けることなく、内部で反射光や散乱光が生じるのを抑えることが可能なレンズを、鏡筒と気密性よく一体化することが可能な鏡筒付レンズを提供する。【解決手段】金属製の鏡筒と、鏡筒内に設けられたガラス製のレンズ部と、鏡筒の径方向において、鏡筒の内周面とレンズ部の外縁部との間に設けられたガラス製の光吸収部と、を備え、レンズ部を構成する第１ガラス材料の屈伏点から軟化点までの第１温度域と、光吸収部を構成する第２ガラス材料の屈伏点から軟化点までの第２温度域とは、重複する温度域を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、鏡筒内にレンズ部が設けられた鏡筒付レンズに関する。

特許文献１に記載の光学レンズの固定構造においては、ホルダーに、レンズ収容用の円形孔が開けられ、この円形孔に設けた内向きのつば部に環状の溝を形成し、この溝中に設けられた接着剤を介して光学レンズの入射側又は出射側の面が接着されている。これにより、接着剤で光学レンズをホルダーに固定する構造において、光学レンズに波面収差の原因となるストレスを発生させない固定構造を実現することを目指している。

特開平３－２７１７０７号公報

カメラレンズなどでは、レンズ内部で反射光や散乱光が生じるのは好ましくなく、反射光や散乱光を防ぐため、レンズの側面に黒塗りを施し、又は、側面の表面に黒化処理を施す構成をとるものがある。また、レンズの有効径外からの光の入射を抑制する必要がある場合には、レンズの有効径外の領域にも黒塗り処理を施すものもある。黒塗りや黒化処理は、塗装、蒸着、めっき等によって行われる。

しかしながら、レンズに対して黒塗りや黒化処理を施すには、レンズの製造工程において、レンズの成形のほかに、黒塗りや黒化のための加工工程が必要となる。このような加工工程を導入した場合には、レンズの製造工程が複雑化し、加工工程のための設備の導入コストがかかると言った問題が生じる。

さらに、黒塗りや黒化処理を行ったレンズを鏡筒内に配置する場合、新たな反射光や散乱光の発生を抑えるために、鏡筒内に気密性良く配置する必要があるが、黒塗りや黒化によって形成された層を損傷させることなく、かつ、気密性良く配置するには、製造工程に高い精度が求められる。

そこで本発明は、黒塗りや黒化処理といった、追加的な加工工程を設けることなく、内部で反射光や散乱光が生じるのを抑えることが可能なレンズを、鏡筒と気密性よく一体化することが可能な鏡筒付レンズを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の鏡筒付レンズは、金属製の鏡筒と、鏡筒内に設けられたガラス製のレンズ部と、鏡筒の径方向において、鏡筒の内周面とレンズ部の外縁部との間に設けられたガラス製の光吸収部と、を備え、レンズ部を構成する第１ガラス材料の屈伏点から軟化点までの第１温度域と、光吸収部を構成する第２ガラス材料の屈伏点から軟化点までの第２温度域とは、重複する温度域を有することを特徴としている。

これにより、レンズ部のレンズ面の成形加工の際に、光吸収部の形状も加工することができ、光吸収部を介した鏡筒に対するレンズ部の位置決めが可能となる。このため、鏡筒に対するレンズ面の位置決め精度が高く、鏡筒、光吸収部，及び、レンズ部が気密性良く一体化された鏡筒付レンズを得ることができる。そして、黒塗りや黒化処理といった、追加的な加工工程を設けることなく、内部で反射光や散乱光が生じるのを抑えることが可能となる。

本発明の鏡筒付レンズでは、上記重複する温度域が１０°Ｃ以上であることが好ましい。
これにより、レンズ部及び光吸収部の成形加工の際に加工可能な温度域を外れてしまうことがないため、高い位置精度で成形を行うことが可能となる。

本発明の鏡筒付レンズにおいて、第１ガラス材料のガラス転移点である第１ガラス転移点は、第２ガラス材料のガラス転移点である第２ガラス転移点より高いことが好ましい。
これにより、成形後の冷却過程において、第１ガラス材料がガラス転移点以下となってレンズ部が成形された後も、光吸収部の端面では、金型の成形面やレンズ部の外縁部に追従した塑性変形が継続されるため、高い形状転写性を実現することができる。例えば、円環状の第２ガラス材料内に球状又は球に準ずる立体状の第１ガラス材料を配置して成形する際に、レンズ部の周縁部の形状が出しやすくなり、レンズ部と光吸収部との密着性を高めることができる。これに対して、軟質ガラスを低温で加熱・冷却してレンズを形成する方法では、レンズを固定する際にレンズ面の位置を制御できないため、特に非球面レンズを形成する場合に光軸ずれなどの問題が生じやすい。

本発明の鏡筒付レンズにおいて、第１ガラス材料と第２ガラス材料とは、屈折率の差が±２．５％以内であることが好ましい。
これにより、レンズ部と光吸収部との境界における光の反射が抑制されるため、レンズ部から光吸収部へ向かう光は光吸収部へ入射しやすくなり、光吸収部内で光の吸収が適切に行われる。よって、境界での光の反射を抑えるとともに、光吸収部で吸収可能な光は確実に吸収されるため、レンズ部内へ戻る迷光・有害光の発生を抑えることが可能となる。

本発明の鏡筒付レンズにおいて、レンズ部は、レンズ部の光軸の方向の端面の少なくとも一方に、所定の屈折作用を発揮させるレンズ面を有することが好ましい。
これにより、レンズ部の内部における濃度傾斜によって光路制御することなく、又は、上記濃度制御に加えて、レンズ面によって光路を制御することができるレンズ部を提供できる。

本発明の鏡筒付レンズにおいて、レンズ面と鏡筒との間には、レンズ面と連続するように配置された第２ガラス材料からなる面が位置することが好ましい。
これにより、第１ガラス材料によるレンズ部の成形とともに第２ガラス材料による光吸収部を成形することができる。

本発明の鏡筒付レンズにおいて、レンズ部は、レンズ面を有する中央部と、レンズ部の径方向において、中央部の外縁に設けられた周縁部と、を備え、光吸収部の光軸の方向における厚みの、周縁部の厚みに対する比は、０．８以上であることが好ましい。
これにより、第１ガラス材料によるレンズ部の成形とともに第２ガラス材料による光吸収部を成形することができるとともに、鏡筒との間での密着強度を確保することが可能となる。

本発明の鏡筒付レンズにおいて、第２ガラス材料は、第１ガラス材料にはない光吸収帯を有することが好ましい。
これにより、レンズ部に入射する光のうち、光吸収帯の波長を有する光を光吸収部で吸収することができ、迷光の発生を抑えることができる。

本発明によると、追加的な加工工程を設けることなく、内部で反射光や散乱光が生じるのを抑えることが可能なレンズを、鏡筒と気密性よく一体化することが可能な鏡筒付レンズを提供することができる。

本発明の実施形態に係る鏡筒付レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における成形型の構成を示す断面図である。 図２に示す下金型へ、鏡筒、レンズ部の原材料、及び、光吸収部の原材料を導入する工程を示す断面図である。 図２に示す下金型へ、鏡筒、レンズ部の原材料、及び、光吸収部の原材料を導入し、上金型によって成形を行う工程を示す断面図である。 鏡筒付レンズの鏡筒、レンズ部、及び、光吸収部に対応する構成における反射率の測定に用いる構成を示す側面図である。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す構成における、測定光の波長に対する反射率の変化、及び、シミュレーション値の反射率変化を示すグラフである。 屈折率が異なる２枚のガラス板を互いに接合したサンプルの表面へ測定光を入射した場合に、サンプルの表面への入射角の変化に対する、接合面からの反射光の反射率の変化を示すグラフである。 屈折率が異なる２枚のガラス板を互いに接合したサンプルの表面へ測定光を入射した場合に、サンプルの表面への入射角の変化に対する、接合面からの反射光の反射率の変化を示すグラフである。 屈折率が異なる２枚のガラス板を互いに接合したサンプルの表面へ測定光を入射した場合に、サンプルの表面への入射角の変化に対する、接合面からの反射光の反射率の変化を示すグラフである。

＜鏡筒付レンズの構成＞
本発明の実施形態に係る鏡筒付レンズの構成について図１（ａ）、図１（ｂ）を参照しつつ詳しく説明する。図１（ａ）では、レンズ部３０が両凸レンズである鏡筒付レンズ１０の例を示しており、図１（ｂ）では、レンズ部１３０が平凹レンズである鏡筒付レンズ１１０の例を示している。図１（ａ）、図１（ｂ）は、レンズ部３０、１３０の光軸ＡＸに沿った断面図である。鏡筒付レンズが有するレンズ部としては、レンズ部の光軸方向の端面の少なくとも一方に、所定の屈折作用を発揮するレンズ面を有していれば、図１（ａ）、図１（ｂ）以外の形状のレンズ、例えば、平凸レンズ、両凹レンズであってもよい。

図１（ａ）に示す鏡筒付レンズ１０は、鏡筒２０と、鏡筒２０の内側に配置されたレンズ部３０と、鏡筒２０の径方向において鏡筒２０とレンズ部３０との間に配置された光吸収部４０と、を備える。図１（ｂ）に示す鏡筒付レンズ１１０も同様の構成であって、鏡筒１２０と、鏡筒１２０の内側に配置されたレンズ部１３０と、鏡筒１２０の径方向において鏡筒１２０とレンズ部１３０との間に配置された光吸収部１４０と、を備える。

＜鏡筒２０、１２０＞
鏡筒２０、１２０は、中空円筒状の金属製であり、金属材料の成形によって製造される。鏡筒２０、１２０を構成する金属材料は、レンズ部３０、１３０、及び、光吸収部４０、１４０で用いるガラス材料の軟化点よりも高い融点を有する材料であり、例えば、ステンレス鋼を用いることが可能である。

＜レンズ部３０＞
図１（ａ）に示すレンズ部３０は、ガラスで形成されており、鏡筒２０と光軸ＡＸを共通にするように、鏡筒２０内に配置される。レンズ部３０は、光軸ＡＸの方向の両端面に、所定の屈折作用を発揮する２つのレンズ面３１、３２をそれぞれ有する。２つのレンズ面３１、３２は、光軸ＡＸ方向において、外向きに突出した凸面をそれぞれなしている。これにより、レンズ部３０は両凸レンズを構成する。なお、２つのレンズ面３１、３２は、球面と非球面のどちらでもよい。
ここで、光軸ＡＸ方向において、レンズ部３０の第１のレンズ面３１側を上側、第２のレンズ面３２側を下側と呼ぶ場合がある。

レンズ部３０は、光軸ＡＸに関して回転対称となる形状を有し、光軸ＡＸに対する径方向において、２つのレンズ面３１、３２を有する中央部Ａ１と、中央部Ａ１の外縁に設けられた周縁部Ａ２と、を有する。周縁部Ａ２は、鏡筒２０の内周面２０ａと対向する外周面としての外縁部３０ａを有する。周縁部Ａ２は、光軸ＡＸの方向において、厚みＤ３が一定である。

＜レンズ部１３０＞
図１（ｂ）に示すレンズ部１３０は、ガラスで形成されており、鏡筒１２０と光軸ＡＸを共通にするように、鏡筒１２０内に配置される。レンズ部１３０は、光軸ＡＸの方向の一方の端面に、所定の屈折作用を発揮するレンズ面１３１を有する。レンズ部１３０の他方の端面は平面１３２となっている。レンズ面１３１は、光軸ＡＸ方向において、内側に凹んだ凹面をなしている。これにより、レンズ部１３０は平凹レンズを構成する。なお、レンズ面１３１は、球面と非球面のどちらでもよい。

レンズ部１３０は、光軸ＡＸに関して回転対称となる形状を有し、光軸ＡＸに対する径方向において、レンズ面１３１を有する中央部Ａ１１と、中央部Ａ１１の外縁に設けられた周縁部Ａ１２と、を有する。周縁部Ａ１２は、鏡筒１２０の内周面１２０ａと対向する外周面としての外縁部１３０ａを有する。周縁部Ａ１２は、光軸ＡＸから離れるにしたがって、光軸ＡＸ方向における厚みを増しており、外縁部１３０ａにおいて最大厚みＤ１３を有する。

＜光吸収部４０＞
図１（ａ）に示す光吸収部４０は、ガラスで形成されており、鏡筒２０の内周面２０ａと、レンズ部３０の外縁部３０ａとの間に設けられている。光吸収部４０は、光軸ＡＸの方向において、厚みＤ４が一定である。光吸収部４０の厚みＤ４はレンズ部３０の周縁部Ａ２の厚みＤ３と同一である。光吸収部４０の上側の端面４１は、周縁部Ａ２の上側の端面３３と同一平面をなし、レンズ面３１と鏡筒２０の内周面２０ａとの間で、レンズ面３１と連続している。

＜光吸収部１４０＞
図１（ｂ）に示す光吸収部１４０は、ガラスで形成されており、鏡筒１２０の内周面１２０ａと、レンズ部１３０の外縁部１３０ａとの間に設けられている。光吸収部１４０は、光軸ＡＸから離れるにしたがって、光軸ＡＸの方向における厚みが増しており、鏡筒１２０の内周面１２０ａにおける最大厚みＤ１４を有している。光吸収部１４０の上側の端面１４１は、周縁部Ａ１２の上側の端面１３３と連続する曲面をなし、レンズ面１３１と鏡筒１２０の内周面１２０ａとの間で、レンズ面１３１と連続している。

＜ガラス材料＞
レンズ部３０、１３０を構成するガラス材料である第１ガラス材料は、ガラス転移点、屈伏点、及び、軟化点を有し、屈伏点から軟化点までの温度範囲として第１温度域を有する。

光吸収部４０、１４０を構成するガラス材料である第２ガラス材料についても、ガラス転移点、屈伏点、及び、軟化点を有し、屈伏点から軟化点までの温度範囲として第２温度域を有する。

第１ガラス材料の第１温度域と第２ガラス材料の第２温度域とは、互いに重複する温度域を有する。この重複温度域は１０°Ｃ以上とすることが好ましい。このように重複する温度域を有するため、鏡筒２０内に、レンズ部３０の原材料３０ｍと光吸収部４０の原材料４０ｍの両方を入れた状態で同時に成形することが可能となる（図４参照）。これにより、光吸収部４０を介した、鏡筒２０に対するレンズ部３０の位置決めを精度良く行うことが可能となり、鏡筒２０に対するレンズ面３１の位置決め精度が高い鏡筒付レンズ１０を得ることができる。これは、図１（ｂ）に示すレンズ部１３０についても同様である。また、以下では、図（ａ）に示す鏡筒付レンズ１０を例に挙げて説明するが、特に述べる場合を除いて、図１（ｂ）に示す鏡筒付レンズ１１０についても同様である。鏡筒２０に対するレンズ面３１の位置決め精度が高い鏡筒付レンズ１０を得ることをさらに容易とする観点から、上記の重複温度域は、２０℃以上あることが好ましく、５０℃以上あることが特に好ましい。

一方、重複する温度域が１０°Ｃ未満である場合は、第１ガラス材料と第２ガラス材料の成形可能な温度域のずれが大きくなり、このため、レンズ部３０の原材料３０ｍと光吸収部４０の原材料４０ｍとを鏡筒２０内に入れて同時に成形することは容易でない。それゆえ、上記の工程によって、光吸収部４０を介した、鏡筒２０に対するレンズ部３０の位置決めを行うことの難易度が高くなる。

レンズ部３０に用いる第１ガラス材料として、そのガラス転移点である第１ガラス転移点が、第２ガラス材料のガラス転移点である第２ガラス転移点より高い材料を選択すると、第２ガラス材料の内側に第１ガラス材料を配置して成形する際に、レンズ部３０の周縁部Ａ２の外縁部３０ａに沿って、光吸収部４０の内面形状が形成されるため、レンズ部３０と光吸収部４０との密着性を高めることができる。

さらに、第２ガラス材料の方が第１ガラス材料よりも相対的に変形しやすいため、冷却過程において、第１ガラス材料がガラス転移点以下となってレンズ部３０は上金型５１の第１の光学面５１ｃに追従して成形されるが、光吸収部４０の端面４１では上金型５１の下面５１ｂ（成形面）に追従した塑性変形が継続される。また、光吸収部４０の内周面４２についてもレンズ部３０の外縁部３０ａの形状に追従した塑性変形が継続される。したがって、形状転写性を高めることができる。

これに対して、ソーダ石灰ガラスなどの軟質ガラスを用いて低温で加熱・冷却する工程とする場合には、レンズ部３０を鏡筒２０に固定する際にレンズ面３１の位置を制御できないため、特に非球面レンズの場合には光軸ずれなどの問題が生じやすい。

第１ガラス材料と第２ガラス材料とは、屈折率の差を±２．５％以内とすることが好ましい。この屈折率の差が±２．５％以内であることにより、レンズ部３０と光吸収部４０との境界における光の反射を抑えることができ、特に、レンズ部３０側から光吸収部４０側へ向かう光が境界で反射してレンズ部３０内へもどる迷光の発生を抑えることができるとともに、光吸収部４０側へ向かう光を光吸収部４０内で確実に吸収することができる。このような光学的効果をより安定的に享受する観点から、上記の屈折率の差は、±１．５％以内とすることが好ましく、±０．５％以内とすることが特に好ましい。

上述のように、光吸収部４０は、鏡筒２０の内周面２０ａと、レンズ部３０の外縁部３０ａとの間に配置されており、鏡筒２０内に、レンズ部３０の原材料３０ｍと光吸収部４０の原材料４０ｍを配置して一体的に成形することにより、レンズ部３０のレンズ面３１と連続する端面４１を有する所定の形状が形成される。この形状により、レンズ部３０側から光吸収部４０へ向かう光が境界で反射し、又は、光吸収部４０に入射した光が鏡筒２０の内周面２０ａで反射するなどして、レンズ部３０による結像に対して有害となる迷光がレンズ部３０へ戻ることを防ぐことができる。そして、従来の鏡筒付レンズのように、鏡筒等の保持部材への組み付けの前に、レンズに対して黒化処理等の追加工を施す必要がない。

図１（ａ）に示すように、光軸ＡＸに沿った方向において、レンズ部３０の周縁部Ａ２の厚みＤ３は一定であり、光吸収部４０の厚みＤ４も一定であり、周縁部Ａ２の厚みＤ３と光吸収部４０の厚みＤ４とは互いに同じであって、端面３３と端面４１は同一平面をなしている。

一方、図１（ｂ）に示す鏡筒付レンズ１１０では、光軸ＡＸに沿った方向において、レンズ部１３０の周縁部Ａ１２は、鏡筒１２０に近づくほど厚くなっており、光吸収部１４０との境界部分で最大厚みＤ１３となっている。光吸収部１４０についても、光軸ＡＸに沿った方向において、鏡筒１２０に近づくほど厚くなっており、鏡筒１２０の内周面１２０ａとの境界部分で最大厚みＤ１４となっている。光吸収部１４０の最大厚みＤ１４は、レンズ部１３０の周縁部Ａ１２の最大厚みＤ１３よりも大きくなっている。

レンズ部の周縁部の厚みと光吸収部の厚みの関係は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す関係に限定されないが、光吸収部の光軸ＡＸの方向における厚みの、レンズ部の周縁部の厚みに対する比は０．８以上であることが好ましい。これにより、図１（ａ）の鏡筒付レンズ１０では、レンズ部３０と光吸収部４０との間の互いの固着強度を十分確保することができる。また、レンズ部３０の中央部Ａ１から周縁部Ａ２へ向かう光を光吸収部４０で確実に吸収させることができ、レンズ部３０において、迷光を抑えた中で結像を行わせることができる。これらの効果は図１（ｂ）に示す鏡筒付レンズ１１０でも同様である。

光吸収部４０の第２ガラス材料は、レンズ部３０の第１ガラス材料にはない光吸収帯を有する。例えば、第２ガラス材料が可視光よりも波長の長い領域の光を吸収できる光吸収帯を有する場合、レンズ部３０に入射した光のうち、可視光よりも波長の長い光を光吸収部４０で吸収させて、この波長域の光量を低減させた光で結像させることが可能となる。

また、第１ガラス材料と第２ガラス材料とで、互いに異なる波長域の光を吸収可能な光吸収帯を有するようにしてもよい。例えば、第１ガラス材料で紫外光を吸収するとともに、第２ガラス材料で赤外光を吸収するようにすると、レンズ部３０では、紫外光と赤外光が低減された光で結像を行うことができる。

＜鏡筒付レンズの製造工程＞
次に、鏡筒付レンズ１０の製造工程について説明する。鏡筒付レンズ１０は、図２に例示する、上金型５１と下金型５２を備えた成形型５０を用いて製造する。

上金型５１は、全体として略円板状をなす型材５１ａを有し、この型材５１ａにおいて、下金型５２に対向する下面５１ｂの中央に、レンズ部３０の第１のレンズ面３１に対応する凹曲面としての第１の光学面５１ｃを備える。

下金型５２は、全体として略円板状をなす底壁部５２ａを有し、底壁部５２ａにおいて、上金型５１の下面５１ｂに対向する上面５２ｂを備え、上面５２ｂの中央には、レンズ部３０の第２のレンズ面３２に対応する凹曲面としての光学面５２ｃを備える。

底壁部５２ａにおいて、その上面５２ｂの外周縁に沿って、下側へ凹設された円環凹部５２ｄが設けられている。さらに、底壁部５２ａの外周部には、上方へ、すなわち、上金型５１側へ、中空筒状に側壁部５２ｅが延びている。側壁部５２ｅは円環凹部５２ｄに連接されており、その内周面５２ｆは鏡筒２０の外周面２０ｂに対応する内径を有する。

図３又は図４に示すように、下金型５２内へ、鏡筒２０、レンズ部３０の原材料３０ｍ、及び、光吸収部４０の原材料４０ｍが導入される。鏡筒２０は、外周面２０ｂを内周面５２ｆに摺動させつつ下金型５２内へ挿入され、底面２１の外周部分が、下金型５２の円環凹部５２ｄ内へ配置される。

鏡筒２０の内側には、中空円筒状をなす、光吸収部４０の原材料４０ｍが配置され、この原材料４０ｍの内側に、球状又は球に準ずる立体状の、レンズ部３０の原材料３０ｍが配置される。この原材料３０ｍは、底部の中心部３１ｍが、下金型５２の第２の光学面５２ｃ上に位置するように配置される（図４参照）。

図４に示す状態において、第１ガラス材料の屈伏点から軟化点の温度域と、及び、第２ガラス材料の屈伏点から軟化点の温度域と、の重複する温度域の温度をかけつつ、下金型５２内の原材料３０ｍ、４０ｍに対して、上金型５１の下降によって加圧することで、原材料３０ｍ、４０ｍを塑性変形させ、レンズ部３０と光吸収部４０とを同時に成形する。

上述の通り、第１ガラス材料と第２ガラス材料とでは、屈伏点から軟化点の温度域に、１０°Ｃ以上の重複する温度域を設けているため、上金型５１の第１の光学面５１ｃと下金型５２の第２の光学面５２ｃによって、レンズ部３０にレンズ面３１、３２をそれぞれ成形加工する際に、光吸収部４０の形状も加工することができ、光吸収部４０を介した鏡筒２０に対するレンズ部３０の位置決めも可能となる。このため、鏡筒２０に対するレンズ面３１、３２の位置決め精度が高い鏡筒付レンズを得ることができる。また、従来のレンズのように、光吸収機能を持たせるために黒化処理等の追加工を施す必要がないため、製造プロセスの複雑化等が生じることがない。そして、光吸収部４０において、レンズ部３０に入射した光が鏡筒２０の内周面２０ａで反射されるなどして生じた迷光が、レンズ部による結像に対して有害光となることを抑えることができる。

（実施例１）
上記実施形態に係る鏡筒付レンズ１０に対応する構成として、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す構成Ｅ１、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を設け、この構成へ入射した光が、各層においてどの程度反射するかについて測定を行った。

図５（ａ）の左側に示す比較用の第１リファレンス構成Ｒ１では、アルミニウム製の金属ミラー６１の上に、レンズ部３０に対応する硝材層６２として、直径６ｍｍ、厚さ２．１ｍｍの、株式会社住田光学ガラス製のＫ－ＰＢＫ４０（型番）（ガラス転移点：５０１°Ｃ、屈伏点：５４９°Ｃ、軟化点：６２６°Ｃ）を載置した。

図５（ａ）の右側に示す、上記実施形態の実施例１としての構成Ｅ１では、鏡筒２０に対応する金属ミラー６１の上に、光吸収部４０に対応するフィルタ層６３を載置し、さらに、このフィルタ層６３上に、レンズ部３０に対応する硝材層６２を載置した。この構成Ｅ１において、金属ミラー６１は、第１リファレンス構成Ｒ１と共通である。フィルタ層６３は、平面視５ｍｍ×５ｍｍの正方形で、厚さ１ｍｍの、株式会社住田光学ガラス製の近赤外吸収フィルタＳＣＭ５０４（型番）（ガラス転移点：５０８°Ｃ、屈伏点：５５６°Ｃ、軟化点：６２０°Ｃ（予想値））である。硝材層６２は、第１リファレンス構成Ｒ１の硝材層６２と同じ構成であって、株式会社住田光学ガラス製のＫ－ＰＢＫ４０を用いている。

ここで、上記Ｋ－ＰＢＫ４０（硝材層６２）と上記近赤外吸収フィルタＳＣＭ５０４（フィルタ層６３）は、屈伏点と軟化点までの温度域が重複している。具体的には、近赤外吸収フィルタＳＣＭ５０４の屈伏点５５６°Ｃから軟化点６２０°Ｃまでの６４°Ｃの温度域は、Ｋ－ＰＢＫ４０の屈伏点５４９°Ｃから軟化点６２６°Ｃまでの温度域に含まれている。

図５（ｂ）に示す比較用の第２リファレンス構成Ｒ２は、第１リファレンス構成Ｒ１の硝材層６２と同じ構成の硝材層６２である。

図５（ｃ）に示す比較用の第３リファレンス構成Ｒ３は、実施例１としての構成Ｅ１において金属ミラー６１を設けていない構成であり、具体的には、フィルタ層６３上に硝材層６２を載置したものである。

上記構成Ｅ１、Ｒ１～Ｒ３について、以下の条件で反射率の測定を行った。
測定機器：工業用顕微鏡ＵＳＰＭ－ＲＵ（オリンパス株式会社製）の反射率測定機能を使用。測定対象面に焦点を合わせて反射率を測定。
測定光：入射角度４５度、スポット径０．１ｍｍ
測定光の波長範囲：３８０ｎｍ～８００ｎｍ

上記構成Ｅ１、Ｒ１～Ｒ３はいずれも、硝材層６２が最上部に配置され、破線の矢印で示すように、硝材層６２の上面から測定光を入射させた。

測定対象面は次の通りである。
Ｓ１：金属ミラー６１の上面（図５（ａ））
Ｓ２：硝材層６２の上面又は底面（図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ））
Ｓ３：金属ミラー６１と硝材層６２との界面（図５（ａ））
Ｓ４：第３リファレンス構成Ｒ３のフィルタ層６３の底面（図５（ｃ））
Ｓ５：金属ミラー６１とフィルタ層６３との界面（図５（ａ））

上記測定対象面Ｓ３、Ｓ５については、以下の条件でシミュレーションを行い、３８０ｎｍ～８００ｎｍの波長範囲の光に対する反射率のシミュレーション値を算出した。
（１）測定対象面Ｓ３についてのシミュレーション値ＳＳ３：「硝材層６２と金属ミラー６１との間の反射率」×「硝材層６２の両面透過率」×「硝材層６２の吸収係数」
（２）測定対象面Ｓ５についてのシミュレーション値ＳＳ５：
「硝材層６２、フィルタ層６３、及び、金属ミラー６１の間の反射率」×「硝材層６２の両面透過率」×「硝材層６２の吸収係数」

図６は、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す構成の各測定対象面Ｓ１～Ｓ５における、測定光の波長に対する反射率の変化、及び、シミュレーション値ＳＳ３、ＳＳ５における反射率の変化を示すグラフである。

図６に示すように、第１リファレンス構成Ｒ１における測定対象面Ｓ３、及び、これに対応するシミュレーション値ＳＳ３、すなわち、金属ミラー６１と硝材層６２との界面における反射率は、全波長範囲に渡って、金属ミラー６１の上面である測定対象面Ｓ１における反射率に近い、７０％以上の高い値となった。

測定対象面Ｓ２、Ｓ４においては、全波長範囲に渡って５％程度の低い反射率となった。

一方、実施例１としての構成Ｅ１における測定対象面Ｓ５、及び、これに対応するシミュレーション値ＳＳ５、すなわち、金属ミラー６１とフィルタ層６３との界面における反射率は、５５０ｎｍよりも大きな波長域で急激に減少し、６５０ｎｍよりも大きな、赤色領域及び近赤外領域ではほぼゼロとなった。したがって、高い反射率を示す金属ミラー６１上に、フィルタ層６３を介して硝材層６２を配置すると、硝材層６２からフィルタ層６３に入射した光は、フィルタ層６３の光吸収機能によって近赤外領域の光が吸収され、硝材層６２にほとんど戻らないことが分かった。

（実施例２）
次に、隣り合う２つの材料の屈折率の違いによる反射率への影響に関して、図７～図９を参照しつつ説明する。図７～図９は、屈折率が異なる２枚のガラス板を互いに接合したサンプル（実施例２）の表面へ測定光を入射した場合に、サンプルの表面への入射角（横軸、単位：度）の変化に対する、接合面からの反射光の反射率（縦軸、単位％）の変化をシミュレーションによって算出した結果を示すグラフである。

図７、図８、及び、図９におけるサンプルの屈折率は、それぞれ、次の表１、表２、及び、表３の通りである。図７に示すサンプルＢ１１～Ｂ１７、及び、図９に示すサンプルＢ３１～Ｂ３４は、入射側のガラス板、すなわち１枚目のガラス板の屈折率ｎ１の方が、２枚目のガラス板の屈折率ｎ２よりも高い構成としており、図８に示すサンプルＢ２１～Ｂ２６は、入射側のガラス板の屈折率ｎ１よりも２枚目のガラス板の屈折率ｎ２の方が高い構成としている。

図７及び表１に示すサンプルにおいては、屈折率の差としての、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜（ｎ１とｎ２の差の絶対値）の比率（単位％）は、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１４、Ｂ１５、Ｂ１６、Ｂ１７の順に大きくなっており、｜ｎ１－ｎ２｜はＢ１６とＢ１７とで同一としている。

図７に示すように、いずれのサンプルにおいても、入射角が０度～６０度の範囲では反射率はゼロである。ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が最も大きなサンプルＢ１７は、入射角７０度付近から反射率が増大し、７６度付近で反射率が１００％の全反射状態となっている。反射率が増大を開始する入射角は、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が小さくなるほど大きくなっており、反射率が１００％の全反射状態となる入射角も同様である。

この結果によれば、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が２．５％以下であるサンプルＢ１１～Ｂ１６であれば、反射率が１００％となるのは入射角８０度付近以上となるため、上記実施形態の鏡筒付レンズ１０のように、レンズ部３０の径方向外側に光吸収部４０を配置した構成においては、レンズ部３０から光吸収部４０への入射光のほとんどが、８０度よりも十分小さい入射角で入射すると考えられるため、レンズ部３０と光吸収部４０との界面での強い反射又は全反射を抑える効果が期待できる。

図８及び表２に示すサンプルにおいては、屈折率の差としての、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率（単位％）は、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ２５、Ｂ２６の順に大きくなっている。

図８に示すように、いずれのサンプルにおいても、入射角が０度～７０度の範囲では反射率はゼロである。ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が最も大きなサンプルＢ２６は、入射角７５度付近から反射率が増大し、９０度で反射率が１００％の全反射状態となっている。反射率が増大を開始する入射角は、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が小さくなるほど大きくなっている。また、反射率が１００％の全反射状態となる入射角は、いずれのサンプルにおいても９０度であり、９０度未満では全反射状態に至らなかった。

この結果によれば、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が２．５％以下であるサンプルＢ２１～Ｂ２５であれば、反射率が増大を開始するのは入射角８０度付近以上となるため、上記実施形態の鏡筒付レンズ１０のように、レンズ部３０の径方向外側に光吸収部４０を配置した構成においては、レンズ部３０から光吸収部４０への入射光のほとんどが、８０度よりも十分小さい入射角で入射すると考えられるため、レンズ部３０と光吸収部４０との界面での強い反射を抑える効果が期待できる。

図９及び表３に示すサンプルにおいては、屈折率の差としての、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率（単位％）は、Ｂ３１とＢ３４が２．５であり、Ｂ３２は２．５よりも大きく、Ｂ３３は２．５よりも小さくなっている。また、｜ｎ１－ｎ２｜は、Ｂ３１、Ｂ３２、及び、Ｂ３３で同一としている。

図９に示すように、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が最も大きなサンプルＢ３２は、入射角７０度付近から反射率が増大し、７７度付近で反射率が１００％の全反射状態となっている。反射率が増大を開始する入射角は、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が小さくなるほど大きくなっており、反射率が１００％の全反射状態となる入射角も同様である。

この結果によれば、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が２．５％以下であるサンプルＢ３１、Ｂ３３、Ｂ３４であれば、反射率が１００％となるのは入射角７８度以上となるため、上記実施形態の鏡筒付レンズ１０のように、レンズ部３０の径方向外側に光吸収部４０を配置した構成においては、レンズ部３０から光吸収部４０への入射光のほとんどが、７８度よりも十分小さい入射角で入射すると考えられるため、レンズ部３０と光吸収部４０との界面での強い反射又は全反射を抑える効果が期待できる。また、サンプルＢ３１、Ｂ３４は、ｎ１に対する｜ｎ１－ｎ２｜の比率が２．５で互いに同一である一方、｜ｎ１－ｎ２｜は異なる数値であるが、図９においてほぼ同一の変化を示している。

１０、１１０ 鏡筒付レンズ
２０、１２０ 鏡筒
２０ａ、１２０ａ 内周面
２０ｂ 外周面
２１ 底面
３０、１３０ レンズ部
３０ａ、１３０ａ 外縁部
３０ｍ レンズ部の原材料
３１ 第１のレンズ面
３１ｍ 原材料の底部の中心部
３２ 第２のレンズ面
３３ 端面
４０、１４０ 光吸収部
４０ｍ 光吸収部の原材料
４１ 端面
４２ 内周面
５０ 成形型
５１ 上金型
５１ａ 型材
５１ｂ 下面
５１ｃ 第１の光学面
５２ 下金型
５２ａ 底壁部
５２ｂ 上面
５２ｃ 第２の光学面
５２ｄ 円環凹部
５２ｅ 側壁部
５２ｆ 内周面
６１ 金属ミラー
６２ 硝材層
６３ フィルタ層
１３１ レンズ面
１３２ 平面
１３３ 端面
１４１ 端面
Ａ１、Ａ１１ 中央部
Ａ２、Ａ１２ 周縁部
ＡＸ 光軸
Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１４、Ｂ１５、Ｂ１６、Ｂ１７ 実施例２のサンプル
Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ２５、Ｂ２６ 実施例２のサンプル
Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４ 実施例２のサンプル
Ｄ３、Ｄ４ 厚み
Ｄ１３、Ｄ１４ 最大厚み
Ｅ１ 実施例１としての構成
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ リファレンス構成
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５ 測定対象面
ＳＳ３、ＳＳ５ シミュレーション値

Claims (8)

1. 金属製の鏡筒と、
   前記鏡筒内に設けられたガラス製のレンズ部と、
   前記鏡筒の径方向において、前記鏡筒の内周面と前記レンズ部の外縁部との間に設けられたガラス製の光吸収部と、を備え、
   前記レンズ部を構成する第１ガラス材料の屈伏点から軟化点までの第１温度域と、前記光吸収部を構成する第２ガラス材料の屈伏点から軟化点までの第２温度域とは、重複する温度域を有することを特徴とする鏡筒付レンズ。
2. 前記重複する温度域が１０°Ｃ以上である請求項１に記載の鏡筒付レンズ。
3. 前記第１ガラス材料のガラス転移点である第１ガラス転移点は、前記第２ガラス材料のガラス転移点である第２ガラス転移点より高い請求項２に記載の鏡筒付レンズ。
4. 前記第１ガラス材料と前記第２ガラス材料とは、屈折率の差が±２．５％以内である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鏡筒付レンズ。
5. 前記レンズ部は、前記レンズ部の光軸の方向の端面の少なくとも一方に、所定の屈折作用を発揮させるレンズ面を有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鏡筒付レンズ。
6. 前記レンズ面と前記鏡筒との間には、前記レンズ面と連続するように配置された前記第２ガラス材料からなる面が位置する請求項５に記載の鏡筒付レンズ。
7. 前記レンズ部は、前記レンズ面を有する中央部と、前記レンズ部の径方向において、前記中央部の外縁に設けられた周縁部と、を備え、
   前記光吸収部の前記光軸の方向における厚みの、前記周縁部の厚みに対する比は、０．８以上である請求項５又は請求項６に記載の鏡筒付レンズ。
8. 前記第２ガラス材料は、前記第１ガラス材料にはない光吸収帯を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の鏡筒付レンズ。

Images