JPH01152107A - 屈折率分布型プラスチックスレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学的なレンズの製造方法に係わるもので、特
に屈折率を分布させることにより、平板レンズ、正立等
倍像用のロッドレンズ等の製造に有利に適用できるのに
関する。

従来の技術 従来から、屈折率分布を有する円柱体にレンズの役割を
果たせること、また屈折率の分布が、ｎ　（ｒ）　＝　
ｎ　（１−ｉＡｙ２）　　　　　−・−・・・−・−（
１）ここで　ｎ（ｒ）；半径ｒの位置における屈折率ｎ
０　；中心位置の屈折率 Ａ　；定数 に従がい、円柱体の長さが １＝２π／α である時には正立等倍像が得られ、僅かなスペースで大
きな像を投影できることが知られている。

上記（１）式に従かう屈折率の分布を得るために、既に
いろいろな方法が提案されている。例えば特公昭４７−
８１６号公報に開示された方法は、円柱体のガラスを予
め形成し、ガラス中の陽イオンとは異なる陽イオンを含
む塩類に接触させ、外周からのイオン交換によりイオン
濃度分布をつくシ屈折率に差をつけるものである。

又、この方法が大変長い時間を要することから、その後
プラスチックを用いた方法がいくつか提案されている。

例えば、特公昭４７−２８０５９号公報では屈折率の異
なる２種類以上の重合体を混合して円柱体を形成し、溶
媒に対する溶解度の差を利用して、異なった成分比率の
重合体を溶出させることにより得て屈折率の分布を形成
している。

又、特公昭５２−５８５７号公報では、重合が不完全な
網状重合体を屈折率の異なる重合体を形成し得る単量体
中に浸漬・拡散させた後に重合させる方法が開示されて
おシ、浸漬した単量体の濃度分布によシ屈折率の分布を
得ている。

これらの方法はいずれも濃度分布を直接制御できないの
で（１）式に従かう屈折率分布を設けることが難しいこ
とと、母材の一部に拡散する都合上、大きな屈折率差を
設けることができないので（１）式における定数Ａを大
きくできず、従って長い円柱体を作る必要がある。

これに対して特開昭５７−１８５００１号公報では、第
４図に示すように、屈折率の異なる単量体Ａ、　　Ｂを
それぞれ容器２４．容器２６に貯え、ポンプ２６．ポン
プ２７で任意の混合比率を作シ出した上で重合管２８に
導き、重合管２８の壁面から順次重合し、その厚さが増
すにつれて混合比率を変化させようというものであるが
、かなシ太い円柱体でない限シ成形できない。

発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、従来の方法では、下の様な条件を満
たすことができないという問題点を有しており、本発明
はそれらの条件を満たした屈折率分布を有するプラスチ
ックレンズの製造方法を提供することを目的とする。

■　屈折率の分布を短時間内で形成すること。

■　任意の屈折率分布が得られること。

■　細い円柱体が作れること。

問題点を解決するための手段 そこで本発明は、沸点の異なる液の混合液では、液の組
成と蒸気の組成が異なるという基本的な性質を応用して
、化ツマー状態の沸点とポリマー状態の屈折率が異なる
複数の化ツマ−の混合液を蒸発させ、蒸気を芯材上に凝
集させながら重合することを特徴とするものである。

作　　用 本発明は上記構成を有するものであシ、以下のように作
用する。即ち、例えば混合液が低沸点のＡ液と高沸点の
Ｂ液の２つのモノマーから成シ立っているとする。その
時の状態図が第１図で示され、最初の混合液の組成がＣ
で与えられたとすると、混合液の温度をＴ１　に上昇す
ると蒸発し、蒸気の組成りは、組成ＣよりもＡ液の割合
が多くな）、従って蒸発が進むと混合液の組成はＢ液の
割合が高くなり、それにつれて蒸気の組成もＢ液が少し
増える。

従って、混合液の蒸気を芯材上に凝集させ、重合固定す
れば、Ａ液とＢ液の組成がなだらかに変化した重合物が
得られる。Ａ液とＢ液の組成の変化は即ち屈折率の変化
であるので屈折率が分布した重合体が得られる。

実施例 以下本発明の一実施例に図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すものであり、フラスコ
１にはモノマー混合液２が入っている。

便宜上混合液２の組成は第１図の如き２成分であり、共
にＵＶ光で硬化するものとする。フラスコ１の下部には
ヒータ３があり、フラスコ１を加熱する。フラスコ１の
加熱に伴ない混合液２は温度上昇し、沸点を超えると、
発生した蒸気はフラスコ１の管４と分岐管６を通って反
応管６に導かれる。反応管６の他端にはドレイン管７が
設けられ余剰の気体が排出される。透明の反応管６の内
部には、軸方向に回転可能に設けられた−様な屈折率を
有する線状の芯材８にのみ絞られたＵＶ光が当たるよう
にＵＶランプ９１反射板１０．　　シリンドリカルレン
ズ１１が設けられている。１３．１４゜１６は栓である
。

反応管６に導かれた蒸気は芯材６に付着凝集するか、芯
材には全く触れずにドレイン管７を通って排出されるか
のいずれかであるが、芯材８に付着凝集した層は、図の
矢印の方向に芯材が回転するのでＵＶ光に当シ硬化固定
される。このようにして芯材８の周囲には硬化層１２が
徐々に堆積する。第１図で説明したように、フラスコ１
から導かれる蒸気の組成は徐々に高沸点側にシフトする
性質があるので、硬化層７が発達するにつれて高沸点モ
ノマーの重合体の比率が高まる。

また硬化層１２の成長に伴ないシリンドリカルレンズ１
１の位置を上方に移動することによシ硬化層１２の表面
に鋭いヌポット光が当るように保つことができる。

上記方法にかなうモノマーは、電磁波（ＵＶ光。

可視光、赤外光など）により硬化するものであれば良い
ので、アクリル酸およびその誘導体、メタクリル酸およ
びその誘導体などを用いることができる。

これらのモノマーは電磁波だけでなく熱により硬化する
性質を併せ持っていることが多く、熱を加えて重合硬化
させてもよい。尚、モノマーの重合開始温度が沸点より
低い時には、ドレイン管７の先に減圧装置を接続し、フ
ラスコ１および反応管θ内の気圧を下げることによシ沸
点を低下せしめて用いることができる。

尚、上記実施例では芯材８と硬化層１２の最内周の屈折
率が同一になるようにフラスコ１内に入れる混合液の組
成を最初に選ぶ必要がある。

硬化層１２の成長と屈折率の変化の度合は必らずしも（
１）式に従うものとは限らない。第３図はその際の制御
方法を示すものであり、フラスコ１６内の混合液１７か
ら発生する蒸気の温度を温度計１８で検知し、反応管１
９内で成長する硬化層２゜の大きさをモニターカメラ２
１でとらえ、温度計１８の信号から蒸気の組成を知り、
必要以上に付着する傾向が見られたらパルプ２２を用い
て蒸気を第２のドレイン管２３から排出すれば良い。逆
のケースを防ぐために予め混合液の量をやや多くフラス
コ内に入れておけば良い。

０）式の分布を得るためには低沸点、高屈折率の七ツマ
−と、高沸点、低屈折率のモノマーを組み合せなければ
ならない。例えばアクリル酸エチルは１５０ｆｆＨ＆で
沸点が３０℃ポリマー屈折率がｎｐ＝１．４８３．　　
メタクリル酸トリフロロエチルは１５０ｍ＋１Ｈｊ９で
沸点が８０℃、ポリマー屈折率がｎｐ−１，４２１で良
好な組合せを与える。

発明の効果 本発明によれば、以上の説明から明らかな様に、次のよ
うな効果が得られる。

■　２種以上の七ツマー成分比率が大きく変化できる方
法であるので、屈折率分布定数（（１）式におけるＡの
値）を大きくでき、 イ）レンズの開口数を大きくできる。

口）短かい円柱体で正立等倍像が得られる。

■　円柱体の径と屈折率の関係を制御しやすいので安定
した品質が得られる。

■　蒸気を付着させるので、細い径のものが得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の詳細な説明するための２成分混合液の
固液状態図、第２図は本発明の一実施例を示す構成図、
第３図は本発明の別の実施例を示す構成図、第４図は従
来例の構成図である。 ２．１７・・・・・・混合液、８・・・・・・芯材、９
・・・・・・ＵＶランプ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モノマー状態の沸点とポリマー状態の屈折率が異なる複
   数のモノマーの混合液を蒸発させ、蒸気を芯材上に凝集
   させながら重合させることを特徴とする屈折率分布型プ
   ラスチックレンズの製造方法。