胶合透镜、光学系统、光学装置和制造胶合透镜的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及胶合透镜、光学系统、光学装置和制造胶合透镜的方法。一种胶合透镜包括：第一光学元件，第二光学元件，夹在第一光学元件和第二光学元件之间并包含树脂的第三光学元件，覆盖第三光学元件的与第一光学元件和第二光学元件均不接触的表面的遮光层，以及覆盖遮光层的至少一部分的多孔层。

Glued lenses, optical systems, optical devices and methods of manufacturing glued lenses

【技术实现步骤摘要】
胶合透镜、光学系统、光学装置和制造胶合透镜的方法
本公开涉及用于诸如照相机、双筒望远镜和显微镜的光学装置中的胶合透镜，包括胶合透镜的光学系统，以及光学装置。
技术介绍
包括使用光学透明树脂(胶合树脂)胶合在一起的多个透镜的胶合透镜广泛用于诸如照相机和双筒望远镜的光学装置的光学系统中(日本专利申请公开第2001-42212号)。因为多个透镜的相对位置由树脂固定，所以与通过单独布置多个透镜形成的光学系统相比，胶合透镜可以降低诸如偏心的公差，从而防止或减少由于透镜的组装公差(位置精度不足)导致的性能劣化。通过根据需要在诸如边缘部分的有效光线直径之外的区域(也称为光学有效部分之外的区域)上设置黑色遮光层，对光学装置中使用的光学元件进行处理以减少杂散光。该配置使得传递到透镜的光学有效部分之外的区域的杂散光被遮光层吸收，因此可以减少可能引起耀斑(flare)、重影(ghost)等的不必要的光。已知这样一种技术，为了获得类似的效果，在包括胶合树脂层的边缘部分的有效光线直径之外的区域上设置具有遮光层的胶合透镜(日本专利申请公开第2013-170199号)。通常，通过热固化添加了能够吸收光的颜料或染料的诸如环氧树脂的可固化树脂来形成遮光层。在胶合透镜的情况下，由于胶合树脂和由玻璃制成的透镜之间的线性膨胀系数的差异，胶合界面容易剥离，这提高了在低于单体透镜的温度的温度下热处理和固化将形成遮光层的树脂的必要性。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，一种胶合透镜，包括：第一光学元件，第二光学元件，夹在第一光学元件和第二光学元件之间并包含树脂的第三光学元件，覆盖第三光学元件的与第一光学元件和第二光学元件均不接触的表面的遮光层，以及覆盖遮光层的至少一部分的多孔层。根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本公开的另外的特征将变得清楚。附图说明图1A是示意性地示出根据本公开的一个示例性实施例的光学元件的横截面图，并且图1B是示出图1A中所示的光学元件的边缘部分处的区域的放大图。图2是示意性地示出使用根据本公开的示例性实施例的光学元件的成像装置的横截面图。图3是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的第七示例中的光学元件的横截面图。图4是示出在第七示例中制造的光学元件的反射率(％)与光的波长(nm)之间的关系的曲线图。具体实施方式通常在透镜上进行的测试包括，通过在将透镜长时间置于高温高湿的环境中之后突然使透镜进入室温和室内湿度的环境来施加热冲击的测试(以下称为温度和湿度测试)，以检查透镜在实际使用中对预期发生的环境温度和湿度变化的耐受性如何。当在配备有通过在低温下固化胶合树脂而形成的遮光层的传统的胶合透镜上进行温度和湿度测试时，该测试导致出现这样的现象，即，胶合树脂层的外周部分白化(scatter)，且光学特性劣化。这被认为是由于以下原因引起的。由于胶合树脂的层(以下称为胶合树脂层)的不与透镜接触的边缘部分被遮光层覆盖，所以被透镜夹在中间的胶合树脂层保持在整体上由透镜和遮光层限制的状态下。胶合透镜的遮光层在相对低的温度下固化，这使得，与遮光层在高温下固化时相比，难以平稳地进行树脂的固化，从而树脂以较少固化的状态形成。与高度固化的树脂相比，较少固化的树脂对湿气的可渗透性更强，从而，当胶合透镜长时间进入高温高湿环境时，湿气从遮光层渗透树脂并越来越多地被胶合树脂层吸收。当胶合透镜从高温高湿环境进入室温和室内湿度的环境时，由胶合树脂层吸收的湿气从不与透镜接触的边缘部分散发出。然而，当如温度和湿度测试中那样使胶合透镜突然进入室温和室内湿度的环境时，胶合透镜开始从其外周部分急剧冷却，这导致包含树脂的遮光层的透湿性降低，并且由胶合树脂层吸收的湿气变得难以经由遮光层向外散发。结果，湿气在胶合树脂层的边缘部分进入过饱和状态，从而在胶合树脂层和透镜之间的界面上导致冷凝。然后，冷凝导致胶合树脂层在其间的界面处从透镜剥离，从而引起白化。温度和湿度测试的这种结果意味着，在实际使用中，环境的变化可能会导致胶合树脂层在其边缘部分处白化，并且可能导致光学特性的劣化。本公开针对一种高度耐受环境变化的胶合透镜，以及包括所述胶合透镜的光学系统和光学装置。在以下描述中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。(胶合透镜)图1A是示意性地示出根据本公开的一个示例性实施例的胶合透镜的横截面图，并且图1B是示意性地示出在图1A中所示的胶合透镜的边缘表面处的区域S的放大图。胶合透镜10用作诸如成像装置(包括照相机，视频装置等)、望远镜、双筒望远镜、复印机和投影仪的光学装置的光学系统，或者用作光学系统的一部分。作为一个示例，图2示出了在成像单元30上安装有透镜单元(光学系统)20的成像装置100的示意性横截面。胶合透镜21(10)设置在透镜单元20的套筒22内，并通过支座23固定到成像单元30。成像单元30包括接收透过透镜单元20的光的图像传感器33、以及壳体31内的快门32。图像传感器33以这样的方式设置，使得胶合透镜21的光轴穿过图像传感器33的中心。成像单元30还包括打开和关闭快门32的驱动单元34，以及控制驱动单元34和从图像传感器33的数据读出的控制单元35。根据本示例性实施例的胶合透镜10包括第一透镜(第一光学元件)11，第二透镜(第二光学元件)12，以及将第一透镜11和第二透镜12胶合在一起的胶合树脂层(第三光学元件)13。然后，胶合透镜10包括遮光层(第二树脂层)14和在胶合透镜10的边缘表面上覆盖遮光层14的多孔层15，所述胶合透镜10的边缘表面包括胶合树脂层13与第一透镜11和第二透镜12均不接触的胶合树脂层13的边缘表面。可以选择和组合被成形为适合胶合透镜10所需的光学特性的光学玻璃作为第一透镜11和第二透镜12。胶合树脂层13是通过固化用于将玻璃透镜胶合在一起的粘合剂而形成的层。除了光学透明之外，粘合剂还需要展现强粘合力并且可以高速固化。丙烯酸、环氧和多烯-多硫醇固化粘合剂可以期望地用作所述粘合剂。这些粘合剂包含加入其中的固化引发剂，并可通过加热或紫外光固化。然而，通过加热固化可能导致界面剥离或表面形状的变形。因此，期望使用紫外光固化型粘合剂作为要成为胶合树脂层13的粘合剂。此外，从降低粘合剂固化收缩率和调节光学特性的观点来看，还期望将无机细颗粒等混合并分散在粘合剂中之后使用该粘合剂。第一透镜11的光入射表面11a和光发射表面11b以及第二透镜12的光入射表面12a和光发射表面12b是与具有不同折射率的材料的界面，并且是折射表面。如果在这些界面上彼此接触的材料的折射率之间的差异大，则发生光的反射。因此，提供抗反射膜(未示出)以根据需要减小折射率之间的差异。(遮光层)遮光层14不受特别限制，只要其是能够防止或减少杂散光的层即可。遮光层14期望地具有这样的吸光特性：平均消光系数，即在400nm至700nm的波长下的消光系数的平均值，为0.03以上且0.15以下。更期望地，平均消光系数为0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶合透镜，其特征在于，包括：/n第一光学元件；/n第二光学元件；/n第三光学元件，夹在第一光学元件和第二光学元件之间，第三光学元件包含树脂；/n遮光层，覆盖第三光学元件的与第一光学元件和第二光学元件均不接触的表面；以及/n多孔层，覆盖遮光层的至少一部分。/n

【技术特征摘要】
20180808 JP 2018-1495201.一种胶合透镜，其特征在于，包括：
第一光学元件；
第二光学元件；
第三光学元件，夹在第一光学元件和第二光学元件之间，第三光学元件包含树脂；
遮光层，覆盖第三光学元件的与第一光学元件和第二光学元件均不接触的表面；以及
多孔层，覆盖遮光层的至少一部分。


2.根据权利要求1所述的胶合透镜，其中，多孔层具有连通孔结构。


3.根据权利要求2所述的胶合透镜，其中，多孔层是包含二氧化硅颗粒的层。


4.根据权利要求3所述的胶合透镜，其中，二氧化硅颗粒包括链状二氧化硅颗粒。


5.根据权利要求4所述的胶合透镜，其中，遮光层上的多孔层的厚度为0.4μm以上且10μm以下。


6.根据权利要求4所述的胶合透镜，其中，多孔层的折射率为1.19以上且1.32以下。


7.根据权利要求4所述的胶合透镜，其中，氟化合物或硅附着于多孔层的表面，并且该表面相对于水的接触角为80度以上。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的胶合透镜，其中，多孔层覆盖胶合透镜的光入射表面。


9.一种光学系统，其特征在于，包括：
套筒；以及
胶合透镜，设置在套筒内，
其中，胶合透镜包括：
第一光学元件；
第二光学元件；
第三光学元件，夹在第一光学元件和第二光学元件之间，第三光学元件包含树脂；
遮光层，覆盖第三光学元件的与第一光学元件和第二光学元件均不接触的表面；以及<...

【专利技术属性】
技术研发人员：大金政信，槇野宪治，越智法彦，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP