レンズの成形型及びレンズの製造方法
【課題】成形型の隙間に樹脂が浸入するのを防止し、成形されるレンズにバリが発生するのを防止する。
【解決手段】上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型は、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填体を備える。
【解決手段】上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型は、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填体を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの成形型及びレンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に用いられる撮像ユニットや、光ディスクの記録・再生装置に用いられる光ヘッドには、一般に、安価で成形性に優れる樹脂で形成されたレンズが用いられる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
樹脂レンズは、一般に、上型及び下型、並びに上型及び下型の周囲を囲む胴型で構成される成形型を用いて製造される。樹脂は、下型の成形面の中央部に盛られ、上型の降下に伴って胴型内で上型の成形面と下型の成形面との間で挟まれ、所定のレンズ形状に成形される。
【０００４】
胴型に対する上型や下型の挿抜を可能とするため、胴型の内周面と上型の外周面との間、及び胴型の内周面と下型の外周面との間には隙間が設けられる。しかし、これらの隙間に樹脂が浸入する場合があり、隙間に浸入した樹脂が硬化してレンズにバリとして残ると、レンズの外観を損ない、その除去に手間を要する。
【０００５】
特許文献２に記載されたレンズの製造方法では、上型及び下型の少なくとも一方の成形面の縁部に当接する環状の凸部が胴型の内周面に設けられている。この凸部によって、胴型の内周面と上型の外周面との間や、胴型の内周面と下型の外周面との間にできる隙間を塞ぎ、これらの隙間に樹脂が浸入することを防止している。しかし、成形されるレンズの縁部には、胴型の内周面に設けられた凸部によって環状の凹部が形成され、レンズの有効径が狭められてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９８６１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０５６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、成形型の隙間に樹脂が浸入するのを防止し、成形されるレンズにバリが発生するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型であって、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填材を備えるレンズの成形型。
（２）上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填材で充填し、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形するレンズの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形型の隙間に樹脂が浸入するのを防止し、成形されるレンズにバリが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】撮像ユニットの一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態を説明するための、レンズの成形型の一例を示す図。
【図３】図２の成形型を用いたレンズの製造方法の一例を示す図。
【図４】図２の成形型の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、撮像ユニットの一例を示す。
【００１２】
図１に示す撮像ユニット１は、センサユニット２と、レンズユニット３とを備えている。
【００１３】
センサユニット２は、シリコンなどの半導体で形成された基板１０と、その略中央部に設けられた固体撮像素子１１とで構成されている。固体撮像素子１１は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどであり、基板１０に対して周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程、等を繰り返し、基板１０上に受光領域、電極、絶縁膜、配線、等を形成して構成されている。
【００１４】
レンズユニット３は、一つ以上のレンズを含む光学系４と、光学系４を保持する鏡筒５とを含んでいる。光学系４は、図示の例では、入射側に配置される第１レンズ２０と、出射側に配置される第２レンズ２１と、第１レンズ２０と第２レンズ２１との間に配置された絞り２２とで構成されている。第１レンズ２０及び第２レンズ２１は、いずれも透光性の樹脂で形成されている。また、絞り２２は、遮光性の材料からなり、例えばステンレスなどの金属板で形成される。なお、光学系４の構成は、図示の例に限定されず、例えばレンズの枚数は１枚又は３枚以上であってもよく、また、絞り２２は、第１レンズ２０の入射面上など、適宜な箇所に配置されてもよい。
【００１５】
第１レンズ２０は、表裏に光学面を有するレンズ部３０と、レンズ部３０の周囲に鍔状に広がるコバ部３１とで構成されている。第２レンズ２１もまた、同様に、表裏に光学面を有するレンズ部３２と、レンズ部３２の周囲に鍔状に広がるコバ部３３とで構成されている。第１レンズ２０と第２レンズ２１とは、レンズ部３０，３２の光軸を一致させた状態で重ねられている。
【００１６】
対向する第１レンズ２０のコバ部３１及び第２レンズ２１のコバ部３３の対向面には、互いに嵌合する嵌合部がそれぞれ設けられている。第１レンズ２０のコバ部３１に設けられた嵌合部３４は、レンズ部３０の光軸を中心とする円環状の凸部である。また、第２レンズ２１のコバ部３３に設けられた嵌合部３５は、レンズ部３２の光軸を中心とする円環状の凸部であり、第１レンズ２０の嵌合部３４に内嵌する。そして、第１レンズ２０の嵌合部３４の内周面及び第２レンズ２１の嵌合部３５の外周面は、互いに整合するテーパ面とされている。第１レンズ２０と第２レンズ２１とは、嵌合部３４，３５を嵌合させることにより、レンズ部３０，３２の光軸が一致するように互いに位置決めされる。
【００１７】
鏡筒５は、筒部４０と、筒部４０の軸方向の一方の端部に設けられた蓋部４１と、筒部４０の軸方向の他方の端部に設けられた台座部４２と、筒部４０内で蓋部４１に対向して配置された押さえ部材４３とで構成されている。鏡筒５は、遮光性の材料で形成され、例えば黒色の液晶ポリマーなどの樹脂で形成される。
【００１８】
光学系４は、その光軸を筒部４０の中心軸に一致させた状態で筒部４０内に配置され、蓋部４１と押さえ部材４３とによって挟まれ、鏡筒５に保持されている。光学系４の光軸が通過する蓋部４１の中央部には開口部４４が設けられており、この開口部４４を通して光学系４に光が入射する。
【００１９】
対向する光学系４の第１レンズ２０のコバ部３１及び蓋部４１の対向面には、互いに嵌合する嵌合部がそれぞれ設けられている。第１レンズ２０のコバ部３１に設けられた嵌合部３６は、光学系４の光軸（レンズ部３０の光軸）を中心とする円環状の凸部である。また、蓋部４１に設けられた嵌合部４５は、筒部４０の中心軸を中心とする円環状の凸部であり、第１レンズ２０の嵌合部３６に内嵌する。そして、第１レンズ３２の嵌合部３６の内周面及び蓋部４１の嵌合部４５の外周面は、互いに整合するテーパ面とされている。光学系４は、第１レンズ２０の嵌合部３６を蓋部４１の嵌合部４５に嵌合させることにより、その光軸が筒部４０の中心軸に一致するように位置決めされる。
【００２０】
鏡筒５に対する光学系４の位置決めは、上述のとおり第１レンズ２０の嵌合部３６を蓋部４１の嵌合部４５に嵌合させることでなされるので、光学系４の外周面（第１レンズ２０及び第２レンズ２１の外周面）と筒部４０の内周面との間には隙間がおかれている。この隙間は、後述するリフロー処理において、光学系４と鏡筒５との熱膨張に差が生じた場合に、その熱膨張差を吸収して光学系４に作用する応力を緩和する。
【００２１】
レンズユニット３は、鏡筒５の台座部４２をセンサユニット２の基板１０に接合され、センサユニット２と一体とされる。鏡筒５の開口部４４を通して光学系４に入射した光は、センサユニット２の固体撮像素子１１の受光面に結像する。
【００２２】
以上のように構成された撮像ユニット１は、リフロー処理によって電子機器の回路基板に実装される。即ち、回路基板には、撮像ユニット１が実装される位置に予めペースト状の半田が印刷され、そこに撮像ユニット１が載せられる。そして、この撮像ユニット１を含む回路基板に赤外線の照射や熱風の吹付けといった加熱処理が施され、それにより半田を溶かして撮像ユニット１は回路基板に実装される。
【００２３】
リフロー処理では撮像ユニット１全体がリフロー温度で加熱されることから、第１レンズ２０及び第２レンズ２１を形成する樹脂は、硬化後にはリフロー処理によっても熱変形しない程度の耐熱性を有する。そのような樹脂としては、エネルギー硬化性の樹脂を用いることができ、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、等の熱により硬化する熱硬化性の樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、等の紫外線の照射により硬化する光硬化性の樹脂を用いることができる。
【００２４】
レンズ２０，２１を形成する樹脂の耐熱性は、硬化物のガラス転移温度が２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００２５】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、成形型の形状転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００２６】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂が好ましい。樹脂の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。硬化収縮率の低い樹脂としては、例えば（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）等）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）等）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００２７】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂の混合物が望まれる。高アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（ｎｄ）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。低アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（ｎｄ）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’−ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開第２００６／０９５６１０号パンフレット、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００２８】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、屈折率を高めたり、アッベ数を調整したりするために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。特に上記高アッベ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００２９】
樹脂に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００３０】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００３１】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００３２】
レンズ２０，２１を形成する樹脂は、上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂を製造することができる。該硬化性樹脂に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性樹脂が溶剤を含む場合には溶剤を乾燥させた後に成形を行うことが好ましい。
【００３３】
以下、第１レンズ２０を例に、レンズの製造について説明する。
【００３４】
図２に、レンズの成形型の一例を示す。
【００３５】
成形型５０は、上型５１と、下型５２と、胴型５３とで構成されている。胴型５３は筒状に形成されている。上型５１は、柱状をなし、胴型５３の上側の開口から胴型５３内に挿入される。下型５２もまた、柱状をなし、胴型５３の下側の開口から胴型５３内に挿入される。
【００３６】
上型５１の先端面は、成形面６０とされ、レンズ２０の表裏のいずれか一方の面形状を反転した形状を有し、上型５１の成形面６０の略中央部には、レンズ２０のレンズ部３０の一方の光学面を反転した形状の光学面成形部６１が設けられる。下型５２の先端面もまた、成形面６２とされ、レンズ２０の表裏の他方の面形状を反転した形状を有し、下型５２の成形面６２の略中央部には、レンズ部３０の他方の光学面を反転した形状の光学面成形部６３が設けられる。図１に示すレンズ２０のレンズ部３０は、入射側の光学面が凸の球面とされ、出射側の光学面が凹の球面とされており、図示の例では、上型５１の光学面成形部６１は、出射側の光学面を反転した凸の球面状に成形され、下型５２の光学面成形部６３は、入射側の光学面を反転した凹の球面状に成形されている。
【００３７】
上型５１及び下型５２が、それぞれ胴型５３内に挿入された状態で、上型５１の成形面６０及び下型５２の成形面６２、並びに胴型５３の内周面で囲まれてキャビティが形成され、成形型５０は、キャビティに樹脂を収容して成形する。
【００３８】
上型５１の外周面及び下型５２の外周面と胴型５３の内周面との間には、上型５１及び下型５２の挿抜を可能とするために僅かな隙間が設定されている。そして、これらの隙間は、充填体６５でそれぞれ充填されている。充填体６５は、胴型５３の内周面上に形成された被膜であって、胴型５３の内周面の全面を被覆している。なお、充填体６５は、胴型５３の内周面において上型５１の外周面及び下型５２の外周面と対向する領域のみ被覆するように設けられてもよい。また、充填体６５は、上型５１の外周面及び下型５２の外周面上に設けられてもよいし、上型５１の外周面及び下型５２の外周面並びに胴型５３の内周面上に設けられてもよい。
【００３９】
図３に、成形型５０を用いたレンズ２０の製造方法の一例を示す。
【００４０】
（供給工程）
まず、下型５２を胴型５３内に挿入する。そして、下型５２の成形面６２上の中央部に、上述したエネルギー硬化性の樹脂Ｍを定量供給する。樹脂Ｍの供給は、例えばディスペンサ等を用いて行うことができる。なお、成形面６２上に樹脂を供給した後に、下型５２を胴型５３内に挿入するようにしてもよい（ＦＩＧ．３Ａ）。
【００４１】
（成形工程）
次いで、上型５１を胴型５３内に挿入する。上型５１の移動は、例えばプレス機等の駆動手段を用いて行うことができる。上型５１の挿入に伴い、上型５１の成形面６０と下型５２の成形面６２との間隔が狭まっていき、樹脂Ｍは、両成形面６０，６２の間で挟まれる。それにより、樹脂Ｍは、両成形面６０，６２の間で展延されながら、両成形面６０，６２に倣って変形される。両成形面６０，６２にそれぞれ設けられている光学面成形部６１，６３で、レンズ２０のレンズ部３０が成形され、また、両成形面６０，６２の光学面成形部６１，６３を除く部分、及び胴型５３の内周面で、レンズ２０のコバ部３１が成形される（ＦＩＧ．３Ｂ）。
【００４２】
（硬化工程）
次いで、成形工程で成形された樹脂Ｍに硬化エネルギーＥを供給し、樹脂Ｍを硬化させる。樹脂Ｍが熱硬化性の樹脂である場合には、成形型５０を加熱し、成形型５０を介して樹脂Ｍに熱を供給する。また、樹脂Ｍが光硬化性の樹脂である場合には、上型５１及び下型５２並びに胴型５３の少なくとも一つをガラス等の透光性の材料で形成し、これを透過させて樹脂Ｍに光を供給する（ＦＩＧ．３Ｃ）。
【００４３】
（離型工程）
次いで、上型５１を胴型５３から抜去し、硬化された樹脂Ｍからなるレンズ２０を成形型５０から取り出す。レンズ２０の取り出しは、例えばロボットアーム等を用いて自動的に行うことができる（ＦＩＧ．３Ｄ）。
【００４４】
上述した成形工程や硬化工程において、樹脂Ｍは、上型５１の成形面６０と下型５２の成形面６２との間で挟まれ、加圧されている。さらに、エネルギー硬化性の樹脂は、一般に、硬化過程で一旦粘度が低下する。加圧され、粘度が低下した樹脂Ｍは、僅かな隙間にも浸入し得るが、上型５１の外周面と胴型５３の内周面との隙間、及び下型５２の外周面と胴型５３の内周面との隙間は、それぞれ充填体６５で充填されており、それらの隙間への樹脂Ｍの浸入が阻止される。それにより、成形された樹脂Ｍが硬化されてなるレンズ２０にバリが発生することが防止される。
【００４５】
充填体６５は、樹脂Ｍに対して撥液性を有していることが好ましく、具体的には、樹脂Ｍとの接触角が９０°以上であることが好ましく、１１０°以上であることがより好ましい。それによれば、レンズ２０が充填体６５に付着することを防止し、レンズ２０の離型を円滑に行うことができる。さらに、隙間の充填という観点から、充填体６５は弾性を有していることが好ましい。そして、上型５１及び下型５２が胴型５３に挿入される際に、上型５１及び下型５２は、それらの外周面と胴型５３の内周面との隙間を充填する充填体６５に摺接する。そこで、上型５１及び下型５２の挿入に支障をきたすことがないよう、充填体６５は低摩擦であることが好ましい。そのような充填体６５としてフッ素系被膜を例示することができる。また、充填体６５として、流動性を有する、例えばフッ素グリースやシリコーングリースなどのグリース、機械油、等を用いることもでき、その場合には、上型５１及び下型５２を胴型５３内に挿入する前に、上記のグリースや機械油などを上型５１の外周面や下型５２の外周面や胴型５３の内周面に塗布して充填体６５とする。
【００４６】
なお、上述の説明では、レンズ２０が、リフロー処理される撮像ユニット１を構成するものであって、耐熱性のあるエネルギー硬化性の樹脂で形成されるものとして説明したが、特に耐熱性が要求されない場合に、レンズ２０は熱可塑性の樹脂で形成されてもよい。
【００４７】
図４は、成形型５０の変形例を示す。
【００４８】
図４に示す成形型５０ａは、上型５１及び下型５２の組を複数備え、胴型５３には、各組の上型５１及び下型５２がそれぞれ挿入される複数の収容孔５４が設けられている。各収容孔５４の内周面には、そこに挿入される上型５１の外周面及び下型５２の外周面との隙間を充填する充填体６５が設けられている。そして、複数の上型５１は、連結部材５５によって連結され、一体に移動され、複数の下型５２もまた、同様に、連結部材５６によって連結され、一体に移動される。以上の構成を備える成形型５０ａによれば、複数のレンズを同時に成形することができる。
【００４９】
以上説明したように、本明細書には、上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型であって、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填体を備える成形型が開示されている。
【００５０】
また、本明細書に開示された成形型は、前記充填体の前記樹脂との親和性が、前記上型及び前記下型並びに前記胴型との親和性に比べて小さい。
【００５１】
また、本明細書に開示された成形型は、前記充填体の前記樹脂との接触角が９０°以上である。
【００５２】
また、本明細書に開示された成形型は、前記充填体が、前記胴型の内周面と、前記上型の外周面及び前記下型の外周面と、の少なくともいずれか一方に形成された被膜である。
【００５３】
また、本明細書には、上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填体で充填し、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形するレンズの製造方法が開示されている。
【００５４】
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、前記充填体の前記樹脂との親和性が、前記上型及び前記下型並びに前記胴型との親和性に比べて小さい。
【００５５】
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、前記充填体の前記樹脂との接触角が９０°以上である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 撮像ユニット
２ センサユニット
３ レンズユニット
４ 光学系
５ 鏡筒
１０ 基板
１１ 固体撮像素子
２０ レンズ
２１ レンズ
５０ 成形型
５１ 上型
５２ 下型
５３ 胴型
６０ 成形面
６２ 成形面
６５ 充填体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの成形型及びレンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に用いられる撮像ユニットや、光ディスクの記録・再生装置に用いられる光ヘッドには、一般に、安価で成形性に優れる樹脂で形成されたレンズが用いられる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
樹脂レンズは、一般に、上型及び下型、並びに上型及び下型の周囲を囲む胴型で構成される成形型を用いて製造される。樹脂は、下型の成形面の中央部に盛られ、上型の降下に伴って胴型内で上型の成形面と下型の成形面との間で挟まれ、所定のレンズ形状に成形される。
【０００４】
胴型に対する上型や下型の挿抜を可能とするため、胴型の内周面と上型の外周面との間、及び胴型の内周面と下型の外周面との間には隙間が設けられる。しかし、これらの隙間に樹脂が浸入する場合があり、隙間に浸入した樹脂が硬化してレンズにバリとして残ると、レンズの外観を損ない、その除去に手間を要する。
【０００５】
特許文献２に記載されたレンズの製造方法では、上型及び下型の少なくとも一方の成形面の縁部に当接する環状の凸部が胴型の内周面に設けられている。この凸部によって、胴型の内周面と上型の外周面との間や、胴型の内周面と下型の外周面との間にできる隙間を塞ぎ、これらの隙間に樹脂が浸入することを防止している。しかし、成形されるレンズの縁部には、胴型の内周面に設けられた凸部によって環状の凹部が形成され、レンズの有効径が狭められてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９８６１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０５６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、成形型の隙間に樹脂が浸入するのを防止し、成形されるレンズにバリが発生するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型であって、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填材を備えるレンズの成形型。
（２）上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填材で充填し、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形するレンズの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形型の隙間に樹脂が浸入するのを防止し、成形されるレンズにバリが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】撮像ユニットの一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態を説明するための、レンズの成形型の一例を示す図。
【図３】図２の成形型を用いたレンズの製造方法の一例を示す図。
【図４】図２の成形型の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、撮像ユニットの一例を示す。
【００１２】
図１に示す撮像ユニット１は、センサユニット２と、レンズユニット３とを備えている。
【００１３】
センサユニット２は、シリコンなどの半導体で形成された基板１０と、その略中央部に設けられた固体撮像素子１１とで構成されている。固体撮像素子１１は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどであり、基板１０に対して周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程、等を繰り返し、基板１０上に受光領域、電極、絶縁膜、配線、等を形成して構成されている。
【００１４】
レンズユニット３は、一つ以上のレンズを含む光学系４と、光学系４を保持する鏡筒５とを含んでいる。光学系４は、図示の例では、入射側に配置される第１レンズ２０と、出射側に配置される第２レンズ２１と、第１レンズ２０と第２レンズ２１との間に配置された絞り２２とで構成されている。第１レンズ２０及び第２レンズ２１は、いずれも透光性の樹脂で形成されている。また、絞り２２は、遮光性の材料からなり、例えばステンレスなどの金属板で形成される。なお、光学系４の構成は、図示の例に限定されず、例えばレンズの枚数は１枚又は３枚以上であってもよく、また、絞り２２は、第１レンズ２０の入射面上など、適宜な箇所に配置されてもよい。
【００１５】
第１レンズ２０は、表裏に光学面を有するレンズ部３０と、レンズ部３０の周囲に鍔状に広がるコバ部３１とで構成されている。第２レンズ２１もまた、同様に、表裏に光学面を有するレンズ部３２と、レンズ部３２の周囲に鍔状に広がるコバ部３３とで構成されている。第１レンズ２０と第２レンズ２１とは、レンズ部３０，３２の光軸を一致させた状態で重ねられている。
【００１６】
対向する第１レンズ２０のコバ部３１及び第２レンズ２１のコバ部３３の対向面には、互いに嵌合する嵌合部がそれぞれ設けられている。第１レンズ２０のコバ部３１に設けられた嵌合部３４は、レンズ部３０の光軸を中心とする円環状の凸部である。また、第２レンズ２１のコバ部３３に設けられた嵌合部３５は、レンズ部３２の光軸を中心とする円環状の凸部であり、第１レンズ２０の嵌合部３４に内嵌する。そして、第１レンズ２０の嵌合部３４の内周面及び第２レンズ２１の嵌合部３５の外周面は、互いに整合するテーパ面とされている。第１レンズ２０と第２レンズ２１とは、嵌合部３４，３５を嵌合させることにより、レンズ部３０，３２の光軸が一致するように互いに位置決めされる。
【００１７】
鏡筒５は、筒部４０と、筒部４０の軸方向の一方の端部に設けられた蓋部４１と、筒部４０の軸方向の他方の端部に設けられた台座部４２と、筒部４０内で蓋部４１に対向して配置された押さえ部材４３とで構成されている。鏡筒５は、遮光性の材料で形成され、例えば黒色の液晶ポリマーなどの樹脂で形成される。
【００１８】
光学系４は、その光軸を筒部４０の中心軸に一致させた状態で筒部４０内に配置され、蓋部４１と押さえ部材４３とによって挟まれ、鏡筒５に保持されている。光学系４の光軸が通過する蓋部４１の中央部には開口部４４が設けられており、この開口部４４を通して光学系４に光が入射する。
【００１９】
対向する光学系４の第１レンズ２０のコバ部３１及び蓋部４１の対向面には、互いに嵌合する嵌合部がそれぞれ設けられている。第１レンズ２０のコバ部３１に設けられた嵌合部３６は、光学系４の光軸（レンズ部３０の光軸）を中心とする円環状の凸部である。また、蓋部４１に設けられた嵌合部４５は、筒部４０の中心軸を中心とする円環状の凸部であり、第１レンズ２０の嵌合部３６に内嵌する。そして、第１レンズ３２の嵌合部３６の内周面及び蓋部４１の嵌合部４５の外周面は、互いに整合するテーパ面とされている。光学系４は、第１レンズ２０の嵌合部３６を蓋部４１の嵌合部４５に嵌合させることにより、その光軸が筒部４０の中心軸に一致するように位置決めされる。
【００２０】
鏡筒５に対する光学系４の位置決めは、上述のとおり第１レンズ２０の嵌合部３６を蓋部４１の嵌合部４５に嵌合させることでなされるので、光学系４の外周面（第１レンズ２０及び第２レンズ２１の外周面）と筒部４０の内周面との間には隙間がおかれている。この隙間は、後述するリフロー処理において、光学系４と鏡筒５との熱膨張に差が生じた場合に、その熱膨張差を吸収して光学系４に作用する応力を緩和する。
【００２１】
レンズユニット３は、鏡筒５の台座部４２をセンサユニット２の基板１０に接合され、センサユニット２と一体とされる。鏡筒５の開口部４４を通して光学系４に入射した光は、センサユニット２の固体撮像素子１１の受光面に結像する。
【００２２】
以上のように構成された撮像ユニット１は、リフロー処理によって電子機器の回路基板に実装される。即ち、回路基板には、撮像ユニット１が実装される位置に予めペースト状の半田が印刷され、そこに撮像ユニット１が載せられる。そして、この撮像ユニット１を含む回路基板に赤外線の照射や熱風の吹付けといった加熱処理が施され、それにより半田を溶かして撮像ユニット１は回路基板に実装される。
【００２３】
リフロー処理では撮像ユニット１全体がリフロー温度で加熱されることから、第１レンズ２０及び第２レンズ２１を形成する樹脂は、硬化後にはリフロー処理によっても熱変形しない程度の耐熱性を有する。そのような樹脂としては、エネルギー硬化性の樹脂を用いることができ、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、等の熱により硬化する熱硬化性の樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、等の紫外線の照射により硬化する光硬化性の樹脂を用いることができる。
【００２４】
レンズ２０，２１を形成する樹脂の耐熱性は、硬化物のガラス転移温度が２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００２５】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、成形型の形状転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００２６】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂が好ましい。樹脂の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。硬化収縮率の低い樹脂としては、例えば（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）等）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）等）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００２７】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂の混合物が望まれる。高アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（ｎｄ）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。低アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（ｎｄ）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’−ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開第２００６／０９５６１０号パンフレット、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００２８】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、屈折率を高めたり、アッベ数を調整したりするために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。特に上記高アッベ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００２９】
樹脂に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００３０】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００３１】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００３２】
レンズ２０，２１を形成する樹脂は、上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂を製造することができる。該硬化性樹脂に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性樹脂が溶剤を含む場合には溶剤を乾燥させた後に成形を行うことが好ましい。
【００３３】
以下、第１レンズ２０を例に、レンズの製造について説明する。
【００３４】
図２に、レンズの成形型の一例を示す。
【００３５】
成形型５０は、上型５１と、下型５２と、胴型５３とで構成されている。胴型５３は筒状に形成されている。上型５１は、柱状をなし、胴型５３の上側の開口から胴型５３内に挿入される。下型５２もまた、柱状をなし、胴型５３の下側の開口から胴型５３内に挿入される。
【００３６】
上型５１の先端面は、成形面６０とされ、レンズ２０の表裏のいずれか一方の面形状を反転した形状を有し、上型５１の成形面６０の略中央部には、レンズ２０のレンズ部３０の一方の光学面を反転した形状の光学面成形部６１が設けられる。下型５２の先端面もまた、成形面６２とされ、レンズ２０の表裏の他方の面形状を反転した形状を有し、下型５２の成形面６２の略中央部には、レンズ部３０の他方の光学面を反転した形状の光学面成形部６３が設けられる。図１に示すレンズ２０のレンズ部３０は、入射側の光学面が凸の球面とされ、出射側の光学面が凹の球面とされており、図示の例では、上型５１の光学面成形部６１は、出射側の光学面を反転した凸の球面状に成形され、下型５２の光学面成形部６３は、入射側の光学面を反転した凹の球面状に成形されている。
【００３７】
上型５１及び下型５２が、それぞれ胴型５３内に挿入された状態で、上型５１の成形面６０及び下型５２の成形面６２、並びに胴型５３の内周面で囲まれてキャビティが形成され、成形型５０は、キャビティに樹脂を収容して成形する。
【００３８】
上型５１の外周面及び下型５２の外周面と胴型５３の内周面との間には、上型５１及び下型５２の挿抜を可能とするために僅かな隙間が設定されている。そして、これらの隙間は、充填体６５でそれぞれ充填されている。充填体６５は、胴型５３の内周面上に形成された被膜であって、胴型５３の内周面の全面を被覆している。なお、充填体６５は、胴型５３の内周面において上型５１の外周面及び下型５２の外周面と対向する領域のみ被覆するように設けられてもよい。また、充填体６５は、上型５１の外周面及び下型５２の外周面上に設けられてもよいし、上型５１の外周面及び下型５２の外周面並びに胴型５３の内周面上に設けられてもよい。
【００３９】
図３に、成形型５０を用いたレンズ２０の製造方法の一例を示す。
【００４０】
（供給工程）
まず、下型５２を胴型５３内に挿入する。そして、下型５２の成形面６２上の中央部に、上述したエネルギー硬化性の樹脂Ｍを定量供給する。樹脂Ｍの供給は、例えばディスペンサ等を用いて行うことができる。なお、成形面６２上に樹脂を供給した後に、下型５２を胴型５３内に挿入するようにしてもよい（ＦＩＧ．３Ａ）。
【００４１】
（成形工程）
次いで、上型５１を胴型５３内に挿入する。上型５１の移動は、例えばプレス機等の駆動手段を用いて行うことができる。上型５１の挿入に伴い、上型５１の成形面６０と下型５２の成形面６２との間隔が狭まっていき、樹脂Ｍは、両成形面６０，６２の間で挟まれる。それにより、樹脂Ｍは、両成形面６０，６２の間で展延されながら、両成形面６０，６２に倣って変形される。両成形面６０，６２にそれぞれ設けられている光学面成形部６１，６３で、レンズ２０のレンズ部３０が成形され、また、両成形面６０，６２の光学面成形部６１，６３を除く部分、及び胴型５３の内周面で、レンズ２０のコバ部３１が成形される（ＦＩＧ．３Ｂ）。
【００４２】
（硬化工程）
次いで、成形工程で成形された樹脂Ｍに硬化エネルギーＥを供給し、樹脂Ｍを硬化させる。樹脂Ｍが熱硬化性の樹脂である場合には、成形型５０を加熱し、成形型５０を介して樹脂Ｍに熱を供給する。また、樹脂Ｍが光硬化性の樹脂である場合には、上型５１及び下型５２並びに胴型５３の少なくとも一つをガラス等の透光性の材料で形成し、これを透過させて樹脂Ｍに光を供給する（ＦＩＧ．３Ｃ）。
【００４３】
（離型工程）
次いで、上型５１を胴型５３から抜去し、硬化された樹脂Ｍからなるレンズ２０を成形型５０から取り出す。レンズ２０の取り出しは、例えばロボットアーム等を用いて自動的に行うことができる（ＦＩＧ．３Ｄ）。
【００４４】
上述した成形工程や硬化工程において、樹脂Ｍは、上型５１の成形面６０と下型５２の成形面６２との間で挟まれ、加圧されている。さらに、エネルギー硬化性の樹脂は、一般に、硬化過程で一旦粘度が低下する。加圧され、粘度が低下した樹脂Ｍは、僅かな隙間にも浸入し得るが、上型５１の外周面と胴型５３の内周面との隙間、及び下型５２の外周面と胴型５３の内周面との隙間は、それぞれ充填体６５で充填されており、それらの隙間への樹脂Ｍの浸入が阻止される。それにより、成形された樹脂Ｍが硬化されてなるレンズ２０にバリが発生することが防止される。
【００４５】
充填体６５は、樹脂Ｍに対して撥液性を有していることが好ましく、具体的には、樹脂Ｍとの接触角が９０°以上であることが好ましく、１１０°以上であることがより好ましい。それによれば、レンズ２０が充填体６５に付着することを防止し、レンズ２０の離型を円滑に行うことができる。さらに、隙間の充填という観点から、充填体６５は弾性を有していることが好ましい。そして、上型５１及び下型５２が胴型５３に挿入される際に、上型５１及び下型５２は、それらの外周面と胴型５３の内周面との隙間を充填する充填体６５に摺接する。そこで、上型５１及び下型５２の挿入に支障をきたすことがないよう、充填体６５は低摩擦であることが好ましい。そのような充填体６５としてフッ素系被膜を例示することができる。また、充填体６５として、流動性を有する、例えばフッ素グリースやシリコーングリースなどのグリース、機械油、等を用いることもでき、その場合には、上型５１及び下型５２を胴型５３内に挿入する前に、上記のグリースや機械油などを上型５１の外周面や下型５２の外周面や胴型５３の内周面に塗布して充填体６５とする。
【００４６】
なお、上述の説明では、レンズ２０が、リフロー処理される撮像ユニット１を構成するものであって、耐熱性のあるエネルギー硬化性の樹脂で形成されるものとして説明したが、特に耐熱性が要求されない場合に、レンズ２０は熱可塑性の樹脂で形成されてもよい。
【００４７】
図４は、成形型５０の変形例を示す。
【００４８】
図４に示す成形型５０ａは、上型５１及び下型５２の組を複数備え、胴型５３には、各組の上型５１及び下型５２がそれぞれ挿入される複数の収容孔５４が設けられている。各収容孔５４の内周面には、そこに挿入される上型５１の外周面及び下型５２の外周面との隙間を充填する充填体６５が設けられている。そして、複数の上型５１は、連結部材５５によって連結され、一体に移動され、複数の下型５２もまた、同様に、連結部材５６によって連結され、一体に移動される。以上の構成を備える成形型５０ａによれば、複数のレンズを同時に成形することができる。
【００４９】
以上説明したように、本明細書には、上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型であって、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填体を備える成形型が開示されている。
【００５０】
また、本明細書に開示された成形型は、前記充填体の前記樹脂との親和性が、前記上型及び前記下型並びに前記胴型との親和性に比べて小さい。
【００５１】
また、本明細書に開示された成形型は、前記充填体の前記樹脂との接触角が９０°以上である。
【００５２】
また、本明細書に開示された成形型は、前記充填体が、前記胴型の内周面と、前記上型の外周面及び前記下型の外周面と、の少なくともいずれか一方に形成された被膜である。
【００５３】
また、本明細書には、上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填体で充填し、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形するレンズの製造方法が開示されている。
【００５４】
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、前記充填体の前記樹脂との親和性が、前記上型及び前記下型並びに前記胴型との親和性に比べて小さい。
【００５５】
また、本明細書に開示されたレンズの製造方法は、前記充填体の前記樹脂との接触角が９０°以上である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 撮像ユニット
２ センサユニット
３ レンズユニット
４ 光学系
５ 鏡筒
１０ 基板
１１ 固体撮像素子
２０ レンズ
２１ レンズ
５０ 成形型
５１ 上型
５２ 下型
５３ 胴型
６０ 成形面
６２ 成形面
６５ 充填体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型であって、
対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填体を備える成形型。
【請求項２】
請求項１に記載の成形型であって、
前記充填体は、前記樹脂に対して撥液性を有する成形型。
【請求項３】
請求項２に記載の成形型であって、
前記充填体は、前記樹脂との接触角が９０°以上である成形型。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形型であって、
前記充填体は、前記胴型の内周面と、前記上型の外周面及び前記下型の外周面と、の少なくともいずれか一方に形成された被膜である成形型。
【請求項５】
上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、
対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填体で充填し、
前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形するレンズの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズの製造方法であって、
前記充填体は、前記樹脂に対して撥液性を有するレンズの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズの製造方法であって、
前記充填体は、前記樹脂との接触角が９０°以上であるレンズの製造方法。
【請求項１】
上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含み、前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形する成形型であって、
対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填する充填体を備える成形型。
【請求項２】
請求項１に記載の成形型であって、
前記充填体は、前記樹脂に対して撥液性を有する成形型。
【請求項３】
請求項２に記載の成形型であって、
前記充填体は、前記樹脂との接触角が９０°以上である成形型。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形型であって、
前記充填体は、前記胴型の内周面と、前記上型の外周面及び前記下型の外周面と、の少なくともいずれか一方に形成された被膜である成形型。
【請求項５】
上型及び下型、並びに前記上型及び前記下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、
対向する前記胴型の内周面と前記上型の外周面との間、及び対向する前記胴型の内周面と前記下型の外周面との間を充填体で充填し、
前記胴型内で前記上型と前記下型との間に樹脂を挟んで該樹脂を所定のレンズ形状に成形するレンズの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズの製造方法であって、
前記充填体は、前記樹脂に対して撥液性を有するレンズの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズの製造方法であって、
前記充填体は、前記樹脂との接触角が９０°以上であるレンズの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−７１５５６（Ｐ２０１２−７１５５６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２００７９（Ｐ２０１０−２２００７９）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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