JPH0313902A - 複合型光学部品とその製造方法 - 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） 本発明はガラスまたは透明プラスチック基材と、この基
材の表面に形成された硬化性樹脂とから成る複合型光学
部品とその製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、光学部品であるレンズの多くはガラスで形成され
ていたが、特に非球面レンズを加工する場合、球面レン
ズと比べ加工コストが非常に高くなる。そこでこの欠点
を解消する光学部品の製造方法として透明な熱可塑性樹
脂を型に注入して成形加工するいわゆるプラスチックレ
ンズを製造する方法がある。この方法は研磨加工が不要
なため低コストで量産が可能である反面、ガラス材料に
比べて成形後の冷却の際にひけが生じやすいため、焦点
距離が狂ってしまう欠点があった。

この点を補う製造方法として所望の光学的形状を有する
金型とガラス基材の間に樹脂を介在させ硬化させること
によりガラス基材と金型の間に光学表面を有する樹脂層
から成る光学部品を形成するいわゆる複合型光学部品の
製造方法がある。この方法によれば樹脂層によって薄膜
となっているため、熱膨張や熱による屈折率変化も小さ
い。更に歪みやしケの発生も抑える事ができる。

複合型光学部品の製造手順は従来、（ａ）レンズまたは
プラスチック基材の樹脂層形成面上に樹脂を吐出する。

（ｂ）所望の形状を有する金型を樹脂が吐出されている
基材に近づけることにより樹脂を拡げ薄膜状の樹脂層を
形成する。（Ｃ）樹脂層を硬化させる。（ｄ）金型を分
離する。という工程でおこなっていた。

−船釣な複合型光学部品並びに製造方法としては特開昭
６０−５６５４４号公報記載の発明等を挙げることがで
きる。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来の複合型光学部品の成形工程において基材への
樹脂の吐出位置が基材中心とずれていたり、吐出された
樹脂の真円度が悪い場合（形状が円形状でない場合）、
金型により樹脂を拡げるとその樹脂層は基材中心とずれ
て拡がったり、あるいは楕円形に拡がってしまう。その
ために吐出向きの樹脂位置のずれおよび吐出された樹脂
の真円度は数十μｍ以下に押さえる必要があり、樹脂層
が数十〜数百立方ａｒｍも必要な複合型光学部品として
は、それだけの精度を出す事は困難である。

さらには、基本表面および金型表面のぬれ性の不均一さ
からも樹脂は不均一に拡がってしまう。

この欠点を回避する方法として、従来は必要以上に大き
な径の基材および金型を用いて対処していたが、必要最
小限の径で必要な光学面を有する径を得る光学部品とし
ては大きくなりすぎ、コスト高やその複合型光学部品を
用いた製品自体も大きくなってしまう。

また別の方法として、必要以上の樹脂を用い樹脂を金型
からはみ出させて成形を行う方法があるが、これは後工
程で、はみ出した樹脂を拭き取る工程が必要となってし
まう。

本発明は上記従来方法の問題点に鑑み吐出された樹脂の
位置ずれ、真円度の悪さや表面のぬれ性の不均一さに影
響されずに必要最小限の基材径、金型径で真円度の良い
樹脂層を有する不光学部品を製造する製造方法を提供本
発明に係る不光学部品の製造方法は、金型の樹脂層形成
面外周に巾０．０１〜０．５ｍｍ理想的には０．０５〜
０．２ｍｍ、深さ０．０５〜０．５＋＋＋＊理想的には
Ｏ，ＯＳ、〜０．２ｍｓの凹部を設ける事により樹脂層
の真円度向上（内容は拡げた時の形状をいっています、
）を図る製造方法と、基材の樹脂層形成面外周に前記金
型と同形状の凹溝部を設ける事により樹脂層の真円度向
上を図る製造方法と金型の樹脂層形成面外周に巾０．０
１＝０．５ｍｍ理想的には０．０５〜０．２Ｉ、高さは
所望の樹脂層以下である凸部を設ける事により樹脂層の
真円度向上を図る製造方法と基材の樹脂層形成面外周に
前記金型と同形状の凸部を設ける事により樹脂層の真円
度の向上を図る製造方法とを提供するものであり、かつ
前記製造方法により製造された基材の凸部または凹溝部
に沿って樹脂層の外周部を結合して形成した複合型光学
部品を提供するものである。

本発明の前記構成中の凹溝部あるいは凸部は楕円状ある
いは不均一に拡がった樹脂層が凹溝部あるいは凸部に達
した位置から基材外周には拡がらず、その凹溝部あるい
は凸部に沿って拡がるという液体の特徴を利用している
。

第１図（ａ）は本発明に係る製造方法のうち金型外周に
■溝部を設けた金型を用いて成形を行って得られた複合
型光学部品の概念図を示し、１は基材、２は樹脂層であ
り、樹脂層２の外周に金型溝部が反転した凸部が形成さ
れている。

第１図Ｇ）は本発明に係る製造方法のうち基材外周に■
溝を設けた基材を用いて成形を行って得られた複合型光
学部品の概念図を示し、１は基材、２は樹脂層であり、
基材１の外周部に溝部４が形成されており、樹脂層２の
外周部がその溝部４に樹脂が充填されて外周部５が基材
１に結合されている状態を示している。

第１図（Ｃ）は本発明に係る製造方法のうち金型外周に
凸部を設けた金型を用いて成形を行って得られた複合型
光学部品の概念図を示し、１は基材、２は樹脂層であり
、樹脂Ｎ２の外周に金型凸部が反転した傾斜部６が形成
されている。

第１図（ｄ）は本発明に係る製造方法のうち、基材外周
に凸部を設けた基材を用いて成形を行って得られた複合
型光学部品の概念図を示し、１は基材、２は樹脂層であ
り、基材外周部に凸部７が形成され、この凸部７に沿っ
て樹脂層２の外周部７ａが結合されている。

〔実施例］ 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

（第１実施例） 第２図ａ乃至Ｃは本発明に係る複合型光学部品の製造方
法の説明図である。

以下、図に基づいて本発明の製造方法を具体的に説明す
る。

図において８は所望の光学形状を有する金型で、その樹
脂層形成面外周にＶ溝９が加工されている。ｌＯは光学
ガラス材料により形成されたレンズ基材、１１は紫外線
硬化型樹脂である。

しかしてレンズ基材１０に吐出された樹脂１１は吐出位
置の制御、吐出樹脂の真円度制御は行っておらず、単に
手作業により吐出しである程度の精度である。金型８の
■溝部は巾０．１ｍｌ１１．頂角６０’の形状をしてい
る（第２図参照）。

第２図すは金型８をレンズ基材１０に近づけることで樹
脂１１を拡げ、■溝部に樹脂が充填されている事を示し
ている。　１２はＶ溝９に充填されている樹脂部を示し
ている。

以上の様に樹脂１１１ａが硬化した後金型を離型すると
、レンズ基材１０に所望の形状を有する樹脂層１１ｂを
形成した複合型光学部品１４が形成される。その樹脂層
１１ｂの外周部には、■溝部に充填された樹脂が硬化し
た凸部■３が形成されている（第２図Ｃ参照）。

第３図ａ乃至Ｃは本発明の硬化をレンズ基材１０側から
見た場合の説明図である。第３図ａはガラス基村上に吐
出された樹脂１７と金型１５に加工された■溝１６を示
している、ここで第３図は説明図の見易さから、レンズ
基材は図中に記していない。

第３図すは金型１５をレンズ基材に近づけていく途中を
示し、樹脂１７がＶ溝部６に達している所１８を示して
いる。

この状態からさらに金型１５を近づけていくと樹脂１７
は■溝１６に沿って拡がっていく（第３図Ｃ９１９の番
号で示す部分参照）。

上記の方法によって成形された複合型光学部品１４の樹
脂層形成を測定した結果と従来の方法によって成形され
た光学部品の樹脂層形状との比較を下記の表１に示す。

ここで表１における「Δ」は本発明による複合型光学部
品の製造方法により成形された複合型光学部品を示すも
のであり、ｒＢ。

は従来の方法で成形した複合型光学部品を示すものであ
る。また「ずれ」とはレンズ基板中心と樹脂層中心の位
置ずれであり、「真円度」は樹脂層の真円度を示す。

表１ Ｏ・・・光学部品として可 ×・・・光学部品として不可 かかる表１における比較で樹脂はいずれも紫外線硬化型
ウレタンアクリレート系樹脂を用い、本発明の実施例で
は金型外周部にＶ溝を従来品では溝のない金型を用いた
だけで、その他の金型離型処理、ガラス基材へのカップ
リング処理は同一のものとした。

金型離型処理はシリコーン系焼付型離型剤ＫＳ−７０１
（信越化学工業株式会社製、商品名）をトルエンの１０
重量％希釈液を金型へ処理し２００°Ｃ１時間焼付けを
行い、またカップリング処理はメタアクリレート系シラ
ンカップリング剤ＫＢＭ−５０３（信越化学工業株式会
社製、商品名）をエタノールの１重量％希釈液をレンズ
基材へ処理し８０°Ｃ２０分のエージングを行った。

その結果、従来加工品は樹脂層が不均一に拡がり、金型
からの樹脂のはみ出しが部分的に生じたり、また、光学
的に必要な掻取上に樹脂層が拡がらなく、レンズ基板中
心と樹脂層の中心が大きくずれ、また真円度も悪く、光
学部品として使用出来るレベルではなかったのに対し、
本発明に係る製造方法では金型へ加工した■溝と同形状
に樹脂が拡がり中心のずれや真円度不良の発生が認めら
れなかった。

尚、上記実施例において溝部の形状をＶ溝としたが、Ｕ
溝あるいは短形溝としても良いしく第４図参照）レンズ
基材の凸面側に成形を行っても良い事は勿論である。

第４図中５０は基材、５１は樹脂層、５２は金型の溝部
により形成された凸条部を示すものである。

（第２実施例） 第５図ａ乃至Ｃは本発明に係る複合型光学部品の製造方
法の第２実施例を示す説明図である。以下図に基づいて
第２実施例の製造方法について説明する。

２０は所望の光学形状を有する金型である。

２１は熱可塑製樹脂を型に注入して成形加工したプラス
チックレンズであり、その樹脂層形成面外周にＶ溝部２
が加工されている。

■溝部２はプラスチックレンズに直接機械加工する方法
でも、成形加工時の金型に凸部が形成されている事によ
り、■溝を形成する方法でもよいが本実施例は前者で行
った。プラスチックレンズ基材２１のＶ溝部２は、巾０
．１ｖａ、頂角６０°の形状をしている。以降の手順は
実施例１と同様であるため説明を省略するが、第５図す
は樹脂２３が拡がり樹脂５２３ａがプラスチックレンズ
基材２１のＶ溝部２に充填されて外周部２４が形成され
ている状態をまた、第５図Ｃは金型２０を離型し、プラ
スチック基材２１に所望の形状を有する樹脂ＦＪ２３ｂ
を形成した複合型光学部品２５が成形されている事を示
す。

上記方法によって成形された複合型光学部品２５は第１
実施例と同様にプラスチックレンズに形成した■溝と同
形状に樹脂が拡がり、中心のずれや真円度不良の発生が
認められなかった。

本実施例では紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂
を用い、金型離型処理は第１実施例と同様に行った。プ
ラスチックレンズ基材はポリカーボネートで成形された
プラスチックレンズを用い樹脂との密着性を向上させる
ため、短波長の紫外線をポリカーボネートレンズの表面
に６０秒照射する事によりポリカーボネートレンズの表
面の表面改質を行っている。

向上記実施例において溝部の形状を■溝としたが、Ｕ溝
あるいは短形溝としても良いしく第６図参照）、また基
材の凸面側に成形を行っても良いことは勿論である。

（第３実施例） 第７図ａ乃至Ｃは本発明に係る複合型光学部品の製造方
法の第３実施例を示す説明図である。以下図面に基づい
て第３実施例の製造方法を具体的に説明する。

２６は所望の光学形状を有する金型で、その樹脂層形成
面外周部に凸部２８が加工されている。

金型２６の凸部２８は高さ０．２Ｉ、頂角６０゜の形状
をしている。（第７図ａ参照） 第７図すは金型２６をレンズ基材２７に近づけることで
樹脂２９を拡げ凸部２８に沿って樹脂が達している状態
を樹脂層２９ａの外周部３０により示している。以降樹
脂層２９ａの硬化および離型工程は第１実施例と同様で
あるため説明を省略するが第７図ｅは本発明の製造方法
により得られた複合型光学部品３１を示す。

本実施例における樹脂、金型離型処理、カンプリング処
理および結果は第１実施例と同様である。

尚、上記実施例において凸部の形状を■形状としたが、
Ｕ形状または矩形状としてもよい（第８図参照）。

また基材の凸面側に成形を行っても良いことは勿論であ
る。

第８図中６０は基材、６１は樹脂層、６２は金型の矩形
状凸部により形成された外周部を示す。

（第４実施例） 第９図ａ乃至Ｃは本発明に係る複合型光学部品の製造方
法の第４実施例を示す説明図である。

以下図に基づいて第４実施例製造方法を具体的に説明す
る。

３２は所望の光学形状を有する金型である。

３３は熱可塑製樹脂を型に注入して成形加工したプラス
チックレンズであり、その樹脂層形成面外周に凸部３４
が形成されている。

凸部３４はプラスチックレンズの成形加工時の金型と凸
溝部を形成し、成形をして得られたものである。

本実施例の凸部３４は高さ０．２ｍｍ　、頂角６０゜の
形状をしている。

第９図すは金型３２を基材３３に近づけることで樹脂３
５を拡げ凸部３４に沿って樹脂層３５ａの外周部３６が
形成される状態を示している。

以降樹脂層３５ａの硬化および離型工程は第２実施例と
同様であるため説明を省略するが、第９図Ｃは本発明の
製造方法により得られた複合型光学部品３７を示す。

本実施例における樹脂、金型離型処理、基材材質および
表面改質方法と得られた複合型光学部品の品質は第２実
施例と同様である。

向上記実施例において凸部の形状を■形状としたがＵ形
状としても良い、また、基材の凸面側に成形を行っても
良いことは勿論である。

第１０図示の複合型光学部品は基材６５の断面Ｕ形状の
凸部６７に沿って外周部６７ａを結合して樹脂層６６を
形成した場合を示している。

〔発明の効果］ 本発明に係る複合型光学部品とその製造方法によれば、
金型の樹脂層形成面に形成した溝部、あるいは基材の樹
脂層形成面に形成した溝部に樹脂層を充填させて成形す
る方法と金型の樹脂層形成面に形成した凸部あるいは基
材の樹脂層形成面に形成した凸部に樹脂層を達しさせて
成形する方法としたため、樹脂層が溝部あるいは凸部に
沿って拡がり、真円度の良い、かつ樹脂層の位置が基材
とのずれのない複合型光学部品が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至第１図ｄは本発明の概念図、第２図ａ乃至
第２図Ｃは本発明の第１実施例を示す説明図、第３図ａ
乃至第３図Ｃは樹脂の拡がり状態を示す説明図、第４図
は第２図示の金型の溝部を矩形状にした場合に成形され
る複合型光学部品を示す一部を省略した断面図、第５図
ａ乃至第５図Ｃは本発明の第２実施例を示す説明図、第
６図は第５図示の基材の溝部を矩形状にした場合に成形
される複合型光学部品を示す一部を省略した断面図、第
７図ａ乃至第７図Ｃは本発明の第３実施例は本発明の第
３実施例を示す説明図、第８図は第７図示の金型の凸部
を矩形状にした場合に成形される複合型光学部品の一部
を省略した断面図、第９図は本発明の第４実施例を示す
説明図、第１０図は第９図示の基材の凸部の形状をＵ状
に形成して成形した場合の複合型光学部品の一部を省略
した断面図である。 １・・・基材　　　２・・・樹脂層 ３・・・凸部　　　４・・・溝部 ５・・・外周部　　６・・・傾斜部 ７・・・凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学ガラスまたは光学樹脂材料にて形成したレン
   ズの基材と樹脂層とから成る複合型光学部品において、 前記レンズ基材の外周に環状の凸条または凹溝を形成す
   るとともにこの環状の凸条または凹溝に、前記樹脂層の
   外周部を結合して、前記樹脂層を形成することにより構
   成したことを特徴とする複合型光学部品。
2. （２）金型とガラスまたはプラスチック基材の間に、硬
   化性樹脂を介在させ、前記基材表面に樹脂層を形成した
   後、金型を分離して、基材と樹脂層から成る複合型光学
   部品を製造する複合型光学部品の製造方法において、 前記金型または基材の樹脂層形成面外周に環状の凸条ま
   たは凹溝を形成し、前記樹脂層をその凸条または凹溝に
   沿って充填しつつ成形することを特徴とする複合型光学
   部品の製造方法。