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1、10申请公布号CN104136943A43申请公布日20141105CN104136943A21申请号201380010555822申请日20130215201203846320120224JPG02B1/04200601C08F2/4420060171申请人松下电器产业株式会社地址日本大阪府72发明人小林信幸74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人蒋亭54发明名称透镜、复合透镜、更换镜头以及摄像装置57摘要本发明提供一种包含复合材料的新型透镜，所述复合材料使用了具有规定的反常色散性的基体材料。本发明为一种透镜，其包含含有树脂和无机微粒的复合材料，其中，所述树脂包含具有式I。
2、所表示的甲基丙烯酰基的脂肪族化合物的聚合固化物式中的记号如说明书中所述。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014082286PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0008412013021587PCT国际申请的公布数据WO2013/125192JA2013082951INTCL权利要求书2页说明书10页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图3页10申请公布号CN104136943ACN104136943A1/2页21一种透镜，其包含含有树脂和无机微粒的复合材料，其中，所述树脂包含具有式I所表示的甲基丙烯酰基的脂肪族化合物的聚。
3、合固化物，式中，N为2以上的整数，R1表示氢原子或甲基，R2表示脂肪族基团，构成R2的原子中氢以外的原子的数量相对于每1个甲基丙烯酰基为45185个，另外R2相对于每1个甲基丙烯酰基而含有至少1个选自氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基中的至少1种基团。2根据权利要求1所述的透镜，其中，表示所述树脂的反常色散性的PG,F小于003。3根据权利要求1所述的透镜，其中，所述脂肪族化合物为选自式II所表示的化合物、式III所表示的化合物和式IV所表示的化合物中的至少1种化合物，R1与上述R1同义，R3、R4、R5和R6各自独立地表示CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CHCH3或CHCH3CH2，M、。
4、P、Q、R、S、T和U各自独立地为整数。4根据权利要求1所述的透镜，其中，在将所述树脂的折射率设为ND、将阿贝数设为D时，满足145ND155，并且45D55。5根据权利要求1所述的透镜，其中，所述聚合固化物是使用分子量为150以上且权利要求书CN104136943A2/2页32000以下的羟基酮化合物作为聚合引发剂进行固化而得的。6一种复合透镜，其具备用作基材的第1透镜、和层叠于所述第1透镜且含有树脂的第2透镜，其中，所述第2透镜为权利要求1所述的透镜。7一种可装卸于摄像装置的更换镜头，其具备权利要求1所述的透镜。8一种可装卸于摄像装置的更换镜头，其具备权利要求6所述的复合透镜。9一种摄像装。
5、置，其具备权利要求1所述的透镜。10一种摄像装置，其具备权利要求6所述的复合透镜。权利要求书CN104136943A1/10页4透镜、复合透镜、更换镜头以及摄像装置技术领域0001本发明涉及使用了在树脂基体中分散有无机微粒的复合材料的透镜。本发明还涉及具备前述透镜的复合透镜。本发明还涉及具备前述透镜或前述复合透镜的更换镜头以及摄像装置。背景技术0002为了扩大光学特性的范围，已知有在树脂等基体材料中分散了无机微粒的光学材料。以下，将这种构成的材料称为复合材料。0003还已知有使用这种复合材料来实现规定的反常色散性的技术。0004例如，在专利文献1中公开了一种含有130质量锑掺杂氧化锡粒子、65。
6、质量以上且小于98质量的1分子中具有1个以上聚合性官能团的有机化合物、和015质量聚合引发剂的材料组合物以及使用该组合物的光学元件。作为1分子中具有1个以上聚合性官能团的有机化合物，专利文献1中公开了甲基丙烯酸酯化合物。0005专利文献1通过使用锑掺杂氧化锡粒子而对复合材料赋予低的反常色散性。0006在复合材料中，通过选择基体材料和无机微粒的种类、调整无机微粒的配合量，从而可以控制各种光学特性。也就是说，通过选择基体材料的种类，可以控制光学特性。0007为了使透镜所要求的光学特性达到较宽的范围，控制透镜的反常色散性的技术在光学领域中非常有用，因此期望开发一种含有使用了具有规定的反常色散性的基体。
7、材料的复合材料的透镜。0008现有技术文献0009专利文献0010专利文献1日本特开20116536号公报发明内容0011发明要解决的问题0012本发明目的在于，提供一种包含复合材料的新型透镜，所述复合材料使用了具有规定的反常色散性的基体材料。0013用于解决问题的方法0014解决上述问题的透镜，包含含有树脂和无机微粒的复合材料。前述树脂包含具有式I所表示的甲基丙烯酰基的脂肪族化合物的聚合固化物。0015化10016说明书CN104136943A2/10页50017式中，N为2以上的整数，R1表示氢原子或甲基，R2表示脂肪族基团，构成R2的原子中氢以外的原子的数量相对于每1个甲基丙烯酰基为45。
8、185个，另外R2相对于每1个甲基丙烯酰基而含有至少1个选自氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基中的至少1种基团。0018发明效果0019根据上述透镜，可以实现使用了具有规定的反常色散性的基体材料的新型透镜。附图说明0020图1是表示实施方式1的透镜的概略剖面图。0021图2是实施方式1的透镜的剖面的部分放大图。0022图3是表示实施方式2的复合透镜的概略剖面图。0023图4是表示实施方式2的复合透镜的制造工序的概略图。0024图5是表示实施方式3的更换镜头与实施方式4的摄像装置的概略图。具体实施方式0025本发明的一个实施方式是透镜，其包含含有树脂和无机微粒的复合材料，其中，0026前述树脂包含具。
9、有式I所表示的甲基丙烯酰基的脂肪族化合物的聚合固化物。0027化200280029式中，N为2以上的整数，R1表示氢原子或甲基，R2表示脂肪族基团，构成R2的原子中氢以外的原子的数量相对于每1个甲基丙烯酰基为45185个，另外R2相对于每1个甲基丙烯酰基而含有至少1个选自氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基中的至少1种基团。0030本发明的另一个实施方式是复合透镜，其具备用作基材的第1透镜、和层叠于前述第1透镜且含有树脂的第2透镜，其中，0031前述第2透镜为上述透镜。0032本发明的另一个实施方式是可装卸于摄像装置的更换镜头，其具备上述透镜或复合透镜。0033本发明的另一个实施方式是摄像装置，其具。
10、备上述透镜或复合透镜。0034以下，列举特定的实施方式详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施方式，在不脱离本发明技术范围的范围中，可以适当进行变更来实施。0035实施方式10036以下，参照附图对实施方式1的透镜1进行说明。00371透镜说明书CN104136943A3/10页60038图1是具有本实施方式所涉及的折射率分布的透镜1的概略剖面图。透镜1是由光学部2构成的圆盘状的部件。透镜1是两面凸形的透镜。0039透镜1具备第1光学面3、第2光学面4和外周面5。第1光学面3与第2光学面4在光轴X方向上相对向。0040外周面5是连接第1光学面3的端部与第2光学面4的端部的面。外周面5是透镜。
11、1的侧面。0041透镜1的外径由外周面5限定。在本实施方式中，外径例如为10100MM。00422复合材料0043图2是用于说明透镜1的部分放大剖面图。0044如图2所示，透镜1由复合材料35形成。复合材料35由作为基体材料的树脂31和无机微粒32构成。0045在本实施方式中，无机微粒32使用折射率高于树脂的材料。通过调整无机微粒的材料、粒径、数量等，可以调整在树脂中分散有无机微粒的复合材料的折射率。0046无机微粒32可以是凝聚粒子、非凝聚粒子的任一种，一般来说，其通过包含一次粒子32A、和多个一次粒子32A凝聚而成的二次粒子32B而构成。对于无机微粒32的分散状态而言，由于只要在基体材料中。
12、存在无机微粒就可以得到效果，因此其没有特别限制，优选无机微粒32均匀地分散在树脂31中。此处，所谓“无机微粒32均匀地分散在树脂31中”，是指无机微粒32的一次粒子32A和二次粒子32B没有偏向存在于复合材料35内的特定位置而实质上均匀地分散。作为光学材料，为了控制透光性，优选具有良好的粒子分散性。因此，无机微粒32优选仅由一次粒子32A构成。0047为了确保分散有无机微粒32的复合材料35的透光性，无机微粒35的粒径变得重要。当无机微粒32的粒径充分小于光的波长时，可以将分散有无机微粒32的复合材料35视为折射率无偏差的均质介质。因此，无机微粒32的最大粒径优选为可见光波长以下的大小。例如，。
13、由于可见光为400NM以上且700NM以下范围的波长，因此无机微粒32的最大粒径优选为400NM以下。需要说明的是，无机微粒32的最大粒径例如可以通过拍摄无机微粒32的扫描型电子显微镜SEM照片，并测定最大的无机微粒32的粒径在二次粒子的情况下为二次粒径而求出。0048当无机微粒32的粒径大于光波长的1/4时，可能会因瑞利散射而损害透光性。因此，为了在可见光区域中实现高透光性，无机微粒32的中心粒径中值粒径D50优选为100NM以下。但是，如果无机微粒的粒径小于1NM，则在无机微粒由表现出量子效果的材质形成时，有时会产生荧光，有时这会对使用复合材料35形成的光学部件的特性产生影响。从以上观点考。
14、虑，无机微粒的中心粒径优选在1NM以上且100NM以下的范围内，更优选在1NM以上且50NM以下的范围内。特别是通过使无机微粒32的粒径为20NM以下，从而瑞利散射的影响变得非常小，复合材料35的透光性变得特别高，因此更加优选。需要说明的是，无机微粒32的中心粒径例如可以通过拍摄无机微粒的扫描型电子显微镜SEM照片，并对200个以上的无机微粒测定其粒径在二次粒子的情况下为二次粒径而求出。00493无机微粒0050作为无机微粒32的材料，可以列举金属元素的氧化物、氟化物。作为金属元素的氧化物的例子，可以列举氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化钇、钛酸钡、氧化铕、说明书CN10413694。
15、3A4/10页7氧化镁、氧化铌、氧化钽、氧化钨、氧化铪、氧化铟、磷酸铟、氧化锡、氧化铟锡、氧化铈、硫酸钡、氧化钆、氧化镧等。氧化硅还包括多孔氧化硅这样的在内部形成空隙的氧化硅。作为氟化物的例子，可以列举氟化镁、氟化铈、氟化镧、氟化铌、氟化钇等。但是，无机微粒32的材料当然不限定于这些。0051对于这些无机微粒32的折射率而言，根据材料的不同，折射率也不同。因此，根据材料，有折射率高于树脂31的无机微粒，也有折射率低于树脂31的无机微粒。只要根据透镜1所要求的光学特性，灵活地使用适当材料即可。00524树脂材料0053在本实施方式中，作为基体材料的树脂包含具有式I所表示的甲基丙烯酰基的脂肪族化合。
16、物以下，称为脂肪族化合物I的聚合固化物。0054化300550056在上述式中，N为2以上的整数，优选为2或3，R1表示氢原子或甲基，R2表示脂肪族基团，构成R2的原子中氢以外的原子的数量相对于每1个甲基丙烯酰基为45185个，另外R2相对于每1个甲基丙烯酰基而含有至少1个选自氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基中的至少1种基团。多个R1可以相同，也可以不同。R2至少包含碳原子、氧原子、氢原子，并且也可以包含其他原子例如，氮原子。R2优选通过氧原子与甲基丙烯酰基键合。0057树脂通过包含脂肪族化合物I的聚合固化物，而可以显示出较小的正反常色散性或负反常色散性。此处，反常色散性通过对应于各个材料的阿贝。
17、数D的正常色散玻璃在校准曲线標準線上的点与该材料的部分色散比PG,F的偏差PG,F表示。部分色散比PG,F是由下述数学式1定义的数值。在数学式1中，NG、NF、NC分别为G线波长4358NM、F线波长486NM和C线波长656NM的折射率。0058PG,FNGNF/NFNC10059在本实施方式中，如果以PG,F表示，则树脂可以具有小于003的值。一般来说，使甲基丙烯酸酯化合物聚合固化了的树脂，如后述的比较例所示，具有003以上的PG,F。因此，本实施方式中的树脂显示出小于以往的甲基丙烯酸酯树脂的正反常色散性或负反常色散性，因此通过与无机微粒组合使用，可以扩大透镜的反常色散性的范围，特别是与以。
18、往的甲基丙烯酸酯树脂相比，如果采用使脂肪族化合物I聚合固化的树脂，则在得到负反常色散性大的透镜时是有利的。0060作为本实施方式中使用的树脂可以实现小于003的PG,F的理由，可以认为是不具有折射率高的芳香族结构，并且含有多个氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基相对于每1个甲基丙烯酰基为1个以上所作出的贡献。但是，当脂肪族化合物I的甲基丙烯酰基以外的分子链的长度过短以及过长时，容易产生光的散射，光的透过率下降。因此，构成R2的氢以外的原子的数量相对于每1个甲基丙烯酰基为45185个。说明书CN104136943A5/10页80061作为脂肪族化合物I的优选例子，可以列举式II所表示的化合物、式III。
19、所表示的化合物、和式IV所表示的化合物。它们可以单独使用，或者将2种以上组合使用。0062化400630064化500650066化600670068在上述式中，R1与上述R1同义，R3、R4、R5和R6各自独立地表示CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CHCH3或CHCH3CH2。M、P、Q、R、S、T和U各自独立地为整数，构成R2的氢以外的原子的数量可以选择为相对于每1个甲基丙烯酰基为45185个。0069R3、R4、R5和R6分别可以含有CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CHCH3、和CHCH3CH2中的2种以上基团，这些基团的排列顺序可以是任意的。0070作为上述化合物的具体。
20、例子，作为式II所表示的化合物，可以列举R1为氢原子，R3为CH2CH2，M为312的化合物；R1为氢原子，R3为CH2CHCH3或CHCH3CH2，M为29的化合物。作为式III所表示的化合物，可以列举R1为氢原子，R4、R5和R6为CH2CH2，PQR为315的化合物。作为式IV所表示的化合物，可以列举R1为氢原子，STU为03，特别为01的化合物。说明书CN104136943A6/10页90071此外，根据本实施方式的树脂，对于树脂的折射率ND和阿贝数D来说，还可以得到满足145ND155，并且45D55的光学特性。0072需要说明的是，只要可以得到本发明的效果，则树脂还可以含有抗氧化剂。
21、、紫外线吸收剂、脱模剂、导电剂、抗静电剂、表面活性剂、热稳定剂等添加剂。0073另外，在树脂中也可以残留有使脂肪族化合物I固化时的聚合引发剂。00745制造方法0075透镜1例如可以通过下述方法制造制备使无机微粒分散于脂肪族化合物I的混合物，向具有对应于透镜的形状的透镜模具中填充该混合物，使前述脂肪族化合物聚合固化。0076聚合固化的方法没有特别限制，可以通过热聚合而固化，也可以通过能量射线聚合而固化。0077为了使聚合固化容易地进行，混合物优选含有聚合引发剂。0078作为具体的方法，例如，可以制备将脂肪族化合物I、能量射线聚合型聚合引发剂、和无机微粒均匀混合的混合物，将其填充到玻璃制的透明的。
22、透镜模具中，照射能量射线例如，紫外线使脂肪族化合物I聚合固化，从而制造透镜1。作为能量射线聚合型的聚合引发剂，优选分子量为150以上且2000以下的羟基酮化合物。0079实施方式20080接着，使用附图对实施方式2的复合透镜40进行说明。0081图3是表示复合透镜40的概略剖面图。复合透镜40具备由玻璃材料构成的用作基材的第1透镜41、和由复合材料35构成的第2透镜42。第2透镜42层叠在第1透镜41的光学面上。0082作为第2透镜42，可以使用上述实施方式1中说明的透镜1其中一个光学面为凹形。0083接着，使用图4对复合透镜40的制造方法进行说明。此处，构成复合材料35的树脂是脂肪族化合物I。
23、通过紫外线得到的聚合固化物。0084图4是表示复合透镜40的制造工序的概略图。0085首先，将第1透镜41成形。第1透镜41使用透镜研磨、注射成形、压制成形等公知的制造方法进行成形。0086接着，如图4A所示，使用分配器50，向成形模具51的成形面上喷出将脂肪族化合物I、能量射线聚合型聚合引发剂和无机微粒均匀混合而得的混合物52复合材料35的原料。0087接着，如图4B所示，从混合物52的上方放置第1透镜41，使混合物52扩散至达到规定的厚度。0088然后，如图4C所示，通过光源53从第1透镜41的上方照射能量射线例如，紫外线，从而使混合物52固化，形成第2透镜42。0089实施方式3和400。
24、90接着，参照附图同时对实施方式3的更换镜头120以及实施方式4的摄像装置相机100进行说明。图5表示相机100的概略图。0091相机100具备相机本体110、和安装在该相机本体110上的更换镜头120。相机说明书CN104136943A7/10页10100是摄像装置的一个例子。0092相机本体110具有摄像元件130。0093更换镜头120构成为能够在相机本体110上安装拆卸。更换镜头120例如为望远变焦镜头。更换镜头120具有用于使光束聚焦在相机本体120的摄像元件130上的成像光学系统140。成像光学系统140由上述透镜1和折射型透镜150、160构成。0094作为更换镜头120和相机1。
25、00的变形例，可以使用上述复合透镜40代替上述透镜1。0095此外，作为相机100的变形例而可以具有如下构成相机具有相机本体部、和未构成为能够与相机本体部分离的镜头部，镜头部包含上述透镜1或上述复合透镜40。0096实施例0097以下，列举实施例和比较例对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于该实施例。表1是汇总了实施例和比较例的内容的表。0098表10099基团数原子数聚合引发剂折射率ND阿贝数PGF实施例135145IRGACURE18414770952500418实施例2311IRGACURE1841502675130035实施例3145IRGACURE18414770052300244。
26、实施例46185IRGACURE1841487745620023实施例5133866IRGACURE1841512953400028实施例635145ESACUREKIP15014775552000405比较例16245IRGACURE18414687956200772比较例21513IRGACURE1841573230200635比较例3055IRGACURE184150155000502比较例407IRGACURE1841534645170030100丙烯酰基问的基团中相对于每1个丙烯酰基的氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基的数量0101丙烯酰基间的基团中相对于每1个丙烯酰基的氢以外的原子的数。
27、量0102实施例10103使用UV照射装置SP9，USHIO公司制对由97WT化学式1所表示的脂肪族丙烯酸酯和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制；1羟基环己基苯基甲酮1HYDROXYCYCLOHEXYLPHENYLKETONE，分子量204形成的树脂A照射紫外线说明书CN104136943A108/10页1180MW/CM290SEC，制作厚度为100M的光学特性评价用的测定试样。使用棱镜耦合器MODEL2010，METRICON公司制测定所得的测定试样的光学特性折射率、阿贝数、PG，F。结果示于表1。由表1可知，可以得到显示负反常色散性的树脂材料。0104另外，向树脂A中。
28、添加20WT的ZRO2微粒直径10NM，制作复合材料。与上述同样地测定PG,F，结果PG,F为0045，确认了该复合材料能够用于透镜。0105化701060107实施例20108制作由97WT化学式2所表示的脂肪族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制形成的树脂B，与实施例1同样地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，可以得到显示负反常色散性的树脂材料。由此可知，使用树脂B，能够制作包含基体材料显示负反常色散性的复合材料的透镜。0109化801100111实施例30112制作由97WT化学式3所表示的脂肪族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BAS。
29、F公司制形成的树脂C，与实施例1同样地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，可以得到显示正的较小反常色散PG,F003的树脂材料。由此可知，使用树脂C，能够制作包含基体材料显示正的较小反常色散性的复合材料的透镜。0113化901140115实施例40116制作由97WT化学式4所表示的脂肪族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制形成的树脂D，与实施例1同样地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，可以得到显示正的较小反常色散PG,F003的树脂材料。0117另外，向树脂D中添加20WTZRO2微粒直径10NM，制作复合材料。与上述同样地测定PG,F，结果PG,F为。
30、0015，确认了该复合材料能够用于透镜。0118化10说明书CN104136943A119/10页1201190120实施例50121制作由97WT化学式5所表示的脂肪族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制形成的树脂E，与实施例1同样地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，可以得到显示负反常色散性的树脂材料。由此可知，使用树脂E，能够制作包含基体材料显示负反常色散性的复合材料的透镜。0122化1101230124实施例60125在实施例1中，将聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制改变为聚合引发剂ESACUREKIP150，LAMBERTI公司制；低聚。
31、2羟基2甲基141甲基乙烯基苯基丙酮OLIGO2HYDROXY2METHYL141METHYLVINYLPHENYLPROPANONE，分子量550重量平均，除此以外，与实施例1同样地制作树脂F，评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，可以得到显示负反常色散性的树脂材料。由此可知，使用树脂F，能够制作基体材料显示负反常色散性的复合材料的透镜。0126比较例10127制作由97WT化学式6所表示的脂肪族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制形成的树脂G，与实施例1同样地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，如果丙烯酰基间的基团中相对于每1个丙烯酰基的氢以外的原子数量。
32、过多，则表示树脂的反常色散性的PG,F得到了较大的正值PG,F003。0128化1201290130比较例20131制作由97WT化学式7所表示的芳香族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制形成的树脂H，与实施例1同样地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，在使用芳香族丙烯酸酯时，表示树脂的反常色散性的PG,F得到了较大的正值PG,F003。0132化130133说明书CN104136943A1210/10页130134比较例30135制作由97WT化学式8所表示的脂肪族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制形成的树脂I，与实施例1同样。
33、地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，对于不具有氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基的脂肪族丙烯酸酯来说，表示树脂的反常色散性的PG,F得到了较大的正值PG,F003。0136化1401370138比较例40139制作由97WT化学式9所表示的脂肪族丙烯酸酯、和3WT聚合引发剂IRGACURE184，BASF公司制形成的树脂J，与实施例1同样地评价光学特性。结果示于表1。由表1可知，对于不具有氧亚乙基、氧亚丙基和氧亚异丙基的脂肪族丙烯酸酯来说，表示树脂的反常色散性的PG,F得到了较大的正值PG,F003。0140化1501410142产业上的可利用性0143本发明的透镜以及复合透镜，可以适当地用于摄像装置、摄像装置的更换镜头、DVD光学体系等。说明书CN104136943A131/3页14图1图2说明书附图CN104136943A142/3页15图3图4说明书附图CN104136943A153/3页16图5说明书附图CN104136943A16。