JP7005584B2

JP7005584B2 - レンズ及びその製造方法とレンズモジュール

Info

Publication number: JP7005584B2
Application number: JP2019233847A
Authority: JP
Inventors: 佳王
Original assignee: レイテックオプティカル（ジョウシュウ）カンパニーリミテッド
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: JP2020109510A; US20200217994A1; CN109884737A

Description

本発明は、光学結像技術分野に関し、具体的にレンズ及びその製造方法とレンズモジュールに関する。

近年、携帯電話技術の発展及び撮像機能を有する電子製品の発展に伴い、レンズモジュールが各種の製品に広く応用されている。現在の電子機器の体積がますます小さくなる傾向に合わせて、レンズモジュールの体積も小型化の方向に進む必要がある。

従来の電子機器におけるレンズモジュールが鏡筒と、前記鏡筒内に積層設置される複数のレンズとを含み、レンズモジュールに取り付けて使用する過程において迷光が生じることを避けるために、レンズモジュール内における各レンズを艶消し処理する必要がある。レンズは、一般的に、レーザによる艶消し処理を実施するが、このようなレーザによる処理を行ったレンズは、艶消し効果が良くないため、組立後のレンズモジュールには、依然として迷光が存在する。
したがって、新たな構造を有するレンズを研究する必要がある。

本発明は、従来のレンズモジュール内におけるレンズがレーザによる艶消し処理を経たものであっても、レンズモジュールに依然として迷光が存在するという問題に対して、レンズ及びその製造方法とレンズモジュールを提供する。

上記目的を達成するために、本発明は、レンズを提供し、当該レンズは、結像のための光学部と、前記光学部の外周に設けられる固定部とを含み、前記固定部の外表面には、艶消しのための黒色艶消しフィルムが設けられている。

改良の一つとして、前記固定部の外表面は、頂壁面と、底壁面と、前記頂壁面と前記底壁面との間に接続される側壁面とを含み、前記頂壁面と側壁面と底壁面とは、いずれも前記黒色艶消しフィルムが設けられている。

改良の一つとして、前記黒色艶消しフィルムは、単層吸収フィルムまたは多層反射防止フィルムである。

改良の一つとして、前記単層吸収フィルムは、二酸化ケイ素及びクロムの組成物で製造される。

改良の一つとして、前記多層反射防止フィルムは、高屈折率材料層と、前記高屈折率材料層と前記固定部との間に設けられ、且つ屈折率が前記高屈折率材料層の屈折率よりも低い低屈折率材料層とを含み、或いは、
前記多層反射防止フィルムは、高屈折率材料層と、前記高屈折率材料層と前記固定部との間に設けられる低屈折率材料層と、高屈折率材料層及び／又は低屈折率材料層内に混合される高吸収係数材料とを含む。

改良の一つとして、前記高屈折率材料層は、窒化チタン、二酸化チタン及び二酸化タンタルのうちの少なくとも一つで製造され、
前記低屈折率材料層は、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、および、二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとの組成物のうちの少なくとも一つで製造され、
前記高吸収係数材料は、二酸化ケイ素とクロムとの組成物、二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとクロムとの組成物、及び窒化チタンのうちの少なくとも一つで製造される。

改良の一つとして、前記高屈折率材料層と低屈折率材料層とは、いずれも少なくとも２つがあり、前記多層反射防止フィルムは、低屈折率材料層と高屈折率材料層とが順に交互に積層されるように、前記固定部の外表面から前記固定部から離れた方向に向かって設けられている。

改良の一つとして、前記高屈折率材料層は、二酸化チタンであり、前記低屈折率材料層は、二酸化ケイ素とクロムとの組成物である。

改良の一つとして、前記高屈折率材料層は、窒化チタンであり、前記低屈折率材料層は、二酸化ケイ素である。

改良の一つとして、前記高屈折率材料層と前記低屈折率材料層との層数の合計は偶数である。

本発明は、さらにレンズモジュールを提供し、当該レンズモジュールは、少なくとも一つの上記したレンズを含む。

本発明は、上記したレンズの製造方法を提供し、当該製造方法は、
レンズブランクをフィルムめっき機のワークトレイに配置することと、
フィルムめっき機を起動して真空吸引を行い、ワークトレイを加熱することと、
レンズブランクの固定部の外表面に黒色艶消しフィルムをメッキして、前記レンズを形成することと、を含む。

改良の一つとして、前記黒色艶消しフィルムをメッキすることは、フィルムめっき機において１.０Ｅ―３Ｐａ～４.０Ｅ―３Ｐａまで真空吸引を行い、ワークトレイを５０～１５０度まで加熱するという条件で開始する。

改良の一つとして、前記黒色艶消しフィルムをメッキすることは、フィルムめっき機において２.０Ｅ―３Ｐａまで真空吸引を行い、ワークトレイを６５～９０度まで加熱するという条件で開始する。

改良の一つとして、前記黒色艶消しフィルムは、多層反射防止フィルムであり、前記黒色艶消しフィルムをメッキすることは、レンズの固定部の外表面に順に低屈折率材料層と高屈折率材料層を交互に積層してメッキすることを含み、
ここで、高屈折率材料層をメッキすることと、低屈折率材料層をメッキすることとは、いずれも酸素を通気する条件で行われ、且つ高屈折率材料層のフィルムメッキ速度は３―４Ａ／ｓであり、低屈折率材料層のフィルムメッキ速度は４―６Ａ／ｓである。

本発明の奏する有益な効果は以下の通りである。本発明は、固定部の外表面に艶消しのための黒色艶消しフィルムが設けられることで、レンズを艶消し処理することによって、レンズにおける固定部が光線を反射しなくなる。このように、レンズの艶消し効果を向上させることができ、レンズモジュールの使用中に迷光が生じることを回避することができる。

本発明に係る実施例の提供するレンズの構成模式図である。図１におけるＡ箇所の局所拡大図である。本発明に係る実施例１の提供するレンズモジュールの構成模式図である。本発明に係る実施例１の提供するレンズの製造方法のフローチャートである。本発明に係る実施例２の多層反射防止フィルムがメッキされるレンズの構成模式図である。図５におけるＢ箇所の局所拡大図である。

以下に、図面を参照しながら本発明をさらに説明する。

実施例１
図１及び図２に示すように、本発明に係る実施例１は、レンズ１を提供し、レンズ１は、辺縁が円形である光学部１０と、光学部１０の外周に設けられる固定部２０とを含み、本実施例では、レンズ１の外側の周方向輪郭形状は円形または正方形をなし、レンズ１における光学部１０は、レンズ１の結像に用いられることが可能となり、固定部２０は、レンズ１をレンズモジュールの鏡筒４０の内壁に当接するために用いられる。そのため、本実施例では、固定部２０の外表面には、艶消しのための黒色艶消しフィルム３０が設けられ、レンズ１を艶消し処理することにより、レンズ１における固定部２０が光線を反射しなくなることで、レンズモジュールが使用中に、固定部２０に迷光が生じず、レンズモジュールの結像品質が効果的に向上する。

具体的に、固定部２０の外表面は、頂壁面２１と、底壁面２２と、頂壁面２１と底壁面２２との間に接続される側壁面２３とを含み、頂壁面２１と、側壁面２３と、底壁面２２とのいずれにも、黒色艶消しフィルム３０が設けられている。これにより、レンズ１における固定部２０が光線を反射しなくなるように、レンズ１に対して具体的な艶消し処理を行う。

好ましくは、本実施例に係る黒色艶消しフィルム３０は単層吸収フィルム３１であり、単層吸収フィルム３１は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）とクロム（Ｃｒ）との組成物で製造される。この黒色艶消しフィルム３０は、レンズ１を深層艶消しすることが可能となるものであり、実際にレンズ１を製造する過程で、メッキまたは塗布プロセスを用いてレンズ１の固定部２０に黒色艶消しフィルム３０を成形することができる。本発明では、黒色艶消しフィルム３０をレンズ１の固定部２０にメッキすることによって、黒色艶消しフィルム３０と固定部２０との接着性を高め、レンズ１の固定部２０からの黒色艶消しフィルム３０の剥離を防止することができる。

さらに図３を参照すると、本発明に係る実施例は、レンズモジュールをさらに提供し、当該レンズモジュールは、積層設置され、且つ順に接続される複数のレンズ１を含み、理解できるように、レンズ１の数は、実際の需要に応じて決められ、例えば、レンズ１の数は、２つまたは３つまたは４つ及びそれ以上のレンズ１を含むように設置されてもよい。

本実施例におけるレンズモジュールは、鏡筒４０をさらに含む。複数のレンズ１はいずれも鏡筒４０内に積層されて取り付けられている。鏡筒４０は、一般的に円形であり、そのレンズ１を受け入れるための内壁面は円柱面であることが好ましく、レンズ１の端部は、鏡筒４０の内壁面に当接する。無論、具体的な応用では、レンズモジュールを、鏡筒４０を有さない構成としてもよく、レンズモジュールが鏡筒４０を有さない場合、隣接する各レンズ１間の固定は、接着剤により接着積層されてもよい。

レンズモジュールは、遮光板５０をさらに含み、遮光板５０は、そのうちの２つのレンズ１の間に位置する。遮光板５０は、この２つのレンズ１間に生じる迷光を吸収して、レンズモジュールの結像品質を向上させるためのものである一方で、この２つのレンズ間の距離を調整するためのものである。また、前のレンズ１からの光が次のレンズ１の固定部２０へ照射されることによって迷光を生じることを防止するために用いることができる。

好ましくは、レンズモジュールは、鏡筒４０内に設けられる押さえリング６０をさらに含み、本実施例では、各レンズ１は、押さえリング６０により鏡筒４０内に固定され、このように、レンズモジュールの取り外しを容易にすることができる。

図４に示すように、本発明に係る実施例１は、さらにレンズ１の製造方法を提供し、当該方法は、以下のステップを含み、
Ｓ１０１であって、レンズブランクをフィルムめっき機のフィルムメッキ位置、即ちワークトレイに配置し、
Ｓ１０２であって、フィルムめっき機を起動して真空吸引を行い、初期真空が１.０Ｅ―３Ｐａ～４.０Ｅ―３Ｐａまで達し、かつ、ワークトレイを加熱し、ワークトレイを５０～１５０度に加熱した条件でフィルムメッキを開始することを準備し、
Ｓ１０３であって、単層または多層のフィルム系材料をそれぞれ蒸着し、レンズブランクの固定部２０の外表面に黒色艶消しフィルム３０をメッキして、前記レンズを形成する。加熱方法や材料特性によって、異なるガスを適時に導入し、メッキフィルムの厚さが設計仕様に達することは、光制御／結晶制御により確認される。

好ましくは、黒色艶消しフィルム３０をメッキすることは、フィルムめっき機において２.０Ｅ―３Ｐａまで真空吸引を行い、ワークトレイを６５～９０度まで加熱するという条件で開始する。

実施例２
図５及び図６に示すように、本実施例２に係るレンズ１が、実施例１に係るレンズ１と相違する点は、黒色艶消しフィルム３０の設置方式が異なることにある。具体的に、本実施例では、黒色艶消しフィルム３０は多層反射防止フィルム３２である。多層反射防止フィルム３２は、２種類の構成を有し、第１種の構成として、多層反射防止フィルム３２は、高屈折率材料層３２１と、高屈折率材料層３２１と固定部２０との間に設けられ、且つ屈折率が高屈折率材料層３２１の屈折率よりも低い低屈折率材料層３２２とを含む。第２種の構成として、多層反射防止フィルム３２は、高屈折率材料層３２１と、高屈折率材料層３２１と固定部２０との間に設けられる低屈折率材料層３２２と、高屈折率材料層３２１及び／又は低屈折率材料層３２２に混合される高吸収係数材料とを含む。多層反射防止フィルム３２は、通常の反射防止フィルムに高吸収係数材料が添加されるものであり、上述した高屈折率材料層３２１は、窒化チタン（ＴｉＮ）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）及び二酸化タンタル（ＴａＯ_２）のうちの少なくとも一つで製造され、低屈折率材料層３２２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ）、および、二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとの組成物(ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３)のうちの少なくとも一つで製造され、高吸収係数材料は、二酸化ケイ素とクロムとの組成物（ＳｉＯ_２／Ｃｒ）、二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとクロムとの組成物(ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｃｒ)、及び窒化チタン（ＴｉＮ）のうちの少なくとも一つで製造され、ここで、高吸収係数材料では、窒化チタン自体が高い吸收特性を持つが、二酸化ケイ素を用いて下塗りする必要がある。

従って、多層反射防止フィルム３２の可能な組み合わせは、以下の通りであり、即ち、窒化チタン（ＴｉＮ）＋二酸化ケイ素とクロムとの組成物（ＳｉＯ_２／Ｃｒ）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）＋二酸化ケイ素とクロムとの組成物（ＳｉＯ_２／Ｃｒ）、二酸化タンタル（ＴａＯ_２）＋二酸化ケイ素とクロムとの組成物（ＳｉＯ_２／Ｃｒ）、窒化チタン（ＴｉＮ）＋二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化チタン（ＴｉＮ）＋フッ化マグネシウム（ＭｇＦ）、窒化チタン（ＴｉＮ）＋二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとの組成物(ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３)、窒化チタン（ＴｉＮ）＋二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとクロムとの組成物(ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｃｒ)、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）＋二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとクロムとの組成物(ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｃｒ)、二酸化タンタル（ＴａＯ_２）＋二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとクロムとの組成物(ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｃｒ)である。

好ましくは、高屈折率材料層３２１と低屈折率材料層３２２とは、いずれも少なくとも２つがあり、且つ高屈折率材料層３２１と低屈折率材料層３２２との層数の合計は偶数であり、多層反射防止フィルム３２は、低屈折率材料層３２２と高屈折率材料層３２１とが順に交互に積層されるように、固定部２０の外表面から固定部２０から離れた方向に向かって設けられる。

本実施例２に係るレンズ１の製造方法が、実施例１に係るレンズ１の製造方法と相違する点は、黒色艶消しフィルム３０をメッキすることは、レンズブランクの固定部２０の外表面に順に低屈折率材料層３２２と高屈折率材料層３２１を交互に積層してメッキすることを含むことにあり、ここで、高屈折率材料層３２１をメッキすることおよび低屈折率材料層３２２をメッキすることの場合、酸素を通気する条件で行う必要があり、且つ、高屈折率材料層３２１をメッキするフィルムメッキ速度は３―４Ａ／ｓであり、低屈折率材料層３２２をメッキするフィルムメッキ速度は４―６Ａ／ｓであり、これによって、外観が黒い多層反射防止フィルム３２を得ることができる。

上述したのはあくまでも本発明の実施形態であり、当業者にとっては、本発明の主旨を逸脱しない限りにおいて改良され得るが、本発明の保護範囲に属するものである。

１レンズ
１０光学部
２０固定部
２１頂壁面
２２底壁面
２３側壁面
３０黒色艶消しフィルム
３１単層吸収フィルム
３２多層反射防止フィルム
３２１高屈折率材料層
３２２低屈折率材料層
４０鏡筒
５０遮光板
６０押さえリング。

Claims

レンズであって、
結像のための光学部と、前記光学部の外周に設けられる固定部とを含み、
前記固定部の外表面には、艶消しのための黒色艶消しフィルムが設けられており、
前記黒色艶消しフィルムは、単層吸収フィルムであり、前記単層吸収フィルムは、二酸化ケイ素とクロムとの組成物で製造されることを特徴とするレンズ。
レンズであって、
結像のための光学部と、前記光学部の外周に設けられる固定部とを含み、
前記固定部の外表面には、艶消しのための黒色艶消しフィルムが設けられており、
前記黒色艶消しフィルムは、多層反射防止フィルムであり、
前記多層反射防止フィルムは、高屈折率材料層と、前記高屈折率材料層と前記固定部との間に設けられ、且つ屈折率が前記高屈折率材料層の屈折率よりも低い低屈折率材料層と、前記高屈折率材料層及び／又は前記低屈折率材料層内に混合される高吸収係数材料とを含み、
前記高屈折率材料層は、二酸化チタンであり、前記低屈折率材料層は、二酸化ケイ素とクロムとの組成物であることを特徴とするレンズ。
前記固定部の外表面は、頂壁面と、底壁面と、前記頂壁面と前記底壁面との間に接続される側壁面とを含み、
前記頂壁面と側壁面と底壁面とは、いずれも前記黒色艶消しフィルムが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ。
前記高吸収係数材料は、二酸化ケイ素とクロムとの組成物、二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとクロムとの組成物、および窒化チタンのうちの少なくとも一つで製造されることを特徴とする請求項２に記載のレンズ。
前記高屈折率材料層と低屈折率材料層とは、いずれも少なくとも２つあり、前記多層反射防止フィルムは、低屈折率材料層と高屈折率材料層とが順に交互に積層されるように、前記固定部の外表面から前記固定部から離れた方向に向かって設けられていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ。
前記高屈折率材料層と前記低屈折率材料層との層数の合計は、偶数であることを特徴とする請求項５に記載のレンズ。
レンズモジュールであって、
少なくとも一つの請求項１～６のいずれか１項に記載のレンズを含むことを特徴とするレンズモジュール。
請求項１～６のいずれか１項に記載のレンズの製造方法であって、
レンズブランクをフィルムめっき機のワークトレイに配置することと、
フィルムめっき機を起動して真空吸引を行い、ワークトレイを加熱することと、
レンズブランクの固定部の外表面に黒色艶消しフィルムをメッキして、前記レンズを形成することと、を含むことを特徴とするレンズの製造方法。
前記黒色艶消しフィルムをメッキすることは、フィルムめっき機において１.０Ｅ―３Ｐａ～４.０Ｅ―３Ｐａまで真空吸引を行い、ワークトレイを５０～１５０度まで加熱するという条件で開始することを特徴とする請求項８に記載のレンズの製造方法。
前記黒色艶消しフィルムをメッキすることは、フィルムめっき機において２.０Ｅ―３Ｐａまで真空吸引を行い、ワークトレイを６５～９０度まで加熱するという条件で開始することを特徴とする請求項９に記載のレンズの製造方法。
前記黒色艶消しフィルムが多層反射防止フィルムである場合には、
前記黒色艶消しフィルムをメッキすることは、レンズの固定部の外表面に順に低屈折率材料層と高屈折率材料層とを交互に積層してメッキすることを含み、
高屈折率材料層をメッキすることと、低屈折率材料層をメッキすることとは、いずれも酸素を通気する条件で行われ、且つ高屈折率材料層のフィルムメッキ速度は３―４Ａ／ｓであり、低屈折率材料層のフィルムメッキ速度は４―６Ａ／ｓであることを特徴とする請求項１０に記載のレンズの製造方法。