JPH04294302A - 複合型光学部品 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学ガラスにより形成
した基材とこの基材表面に形成した硬化性樹脂層とから
なる複合型光学部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズ枚数の削減，コンパクト化
等を図るために非球面レンズへの要求が高まっている。 ところが、非球面レンズは球面レンズと比べて研磨加工
が困難であり、射出成形等によるプラスチックレンズも
低コストで量産が可能である反面、成形後にひけが生じ
るため、焦点距離が狂ってしまう欠点があった。この欠
点を補う光学部品として、所望の光学的形状を有する金
型とガラス基材との間に硬化性樹脂を介在させてこれを
硬化させることにより、ガラス基材の表面に光学表面を
有する硬化性樹脂層を形成した、いわゆる複合型光学部
品が知られている。

【０００３】従来、上記複合型光学部品としては、例え
ば特開昭６０−５６５４４号公報に開示されるように、
ガラス基材上に硬度等の特性が異なる２種類の樹脂を２
層構造として設けたものや、特開昭６２−２５８４０１
号公報に開示されるように、ガラス基材上に２〜４官能
ウレタン変性ポリエステル（メタ）アクリレートと３官
能（メタ）アクリレートと単官能（メタ）アクリレート
と光重合開始剤とを含有する組成物を紫外線により硬化
させて単一樹脂層を設けたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の２
層構造の複合型光学部品では、その製造に際して硬化の
工程を２度行わなければならず、生産設備が増える、工
程が長くなってスペースをとる、時間がかかる等の問題
があり、コストアップを招いていた。また、硬化性樹脂
層を単一樹脂層とした従来の複合型光学部品では、コス
ト的には有利なものの、ガラス基材と樹脂層との熱およ
び吸湿による線膨張率が大きく異なり、また樹脂層の硬
度も低かった。さらに、樹脂層の上に反射防止のための
蒸着膜を設けた場合にも、ガラス基材や蒸着層と樹脂層
との間で上記と同様の問題を生じた。このため、耐環境
特性に欠け、蒸着膜を設けた場合、シワや膜ヌケなどを
生じるという問題があった。

【０００５】また、上記以外の公知の技術として、多官
能系のエネルギー照射硬化型アクリレートを用いたもの
が提案されているが、この場合でも、硬化収縮率や熱線
膨張率の差が大きく、大きな歪を発生し、ガラス基材を
歪ませたり、樹脂層にクラックを生じ、成形不能となる
場合があった。

【０００６】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、光学的に均一で、成形時の硬化収縮率が
小さい単一層の樹脂層構造を有し、コーティング性およ
び高温高湿環境特性に優れた複合型光学部品を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光学ガラスにより形成した基材とこの基
材表面に形成した硬化性樹脂層とからなる複合型光学部
品において、前記硬化性樹脂との屈折率差が−０．００
０５〜＋０．０００５でかつアッベ数差が−１〜＋１の
範囲にある透明ゴムエラストマー粉末粒子を硬化性樹脂
層内に５〜７０重量％含有し、その含有率が前記基材側
で最も多くかつ表面側で最も少なくなるように傾斜的に
分布させた。

【０００８】本発明において、硬化性樹脂層を形成する
エネルギー照射硬化型樹脂としては、透明性の高い樹脂
、好ましくは透過率９０％以上の樹脂を用いるとよい。 また、透明ゴムエラストマー粉末粒子の粒子径は、硬化
性樹脂層の厚さ以下でなければならない。さらに、透明
ゴムエラストマー粉末粒子は、多官能シラン系カップリ
ング剤により一般的な表面処理を施しておき、硬化性樹
脂との密着性を高めるようにするとよい。本発明に用い
る透明ゴムエラストマーとしては、透明度の良いものが
望ましく、例えばシリコーンゴム，エチレンプロピレン
ゴム，アクリルゴムなどが好適であり、ジエン化合物，
ジエンとその他のビニル化合物との共重合によって合成
されたゴム，あるいはこれらをイオウ加硫、バーオキサ
イド等によって架橋したものを用いることができる。樹
脂硬化用のエネルギーとしては、熱，電子線，紫外線等
を用いる。なお、用途によっては、硬化性樹脂層上に真
空蒸着等により、ＳｉＯ，ＳｉＯ２　等の蒸着膜を形成
してもよい。

【０００９】

【作用】上記構成の複合型光学部品において、重合した
硬化性樹脂層は、屈折率およびアッベ数が一様であり、
光学的には均一である。硬化性樹脂と透明ゴムエラスト
マー粉末粒子との屈折率差およびアッベ数差がそれぞれ
−０．０００５〜＋０．０００５および−１〜＋１の範
囲外であると、色分散，反射による散乱を生じ、実用不
可能となってしまう。特に、透明ゴムエラストマー粉末
粒子を無含有の硬化性樹脂に比べて、上記硬化性樹脂は
透明ゴムエラストマー粉末粒子の含有率が増すにつれて
、熱および吸水線膨張率、硬化収縮率が低下していく。 これは、透明ゴムエラストマー粉末粒子を含有すること
により硬化性樹脂成分の含有比率が小さくなること、構
造用部材等に用いられる無機物含有樹脂材料と同様に樹
脂と無機物との相互作用によるものである。ここに、透
明ゴムエラストマー粉末粒子の含有量が５重量％未満で
あると、上記熱および吸水線膨張率，硬化収縮率の低下
という効果が得られない。一方、透明ゴムエラストマー
粉末粒子の含有量が７０重量％を超えると、平均粘度，
チクソトロピー等の影響により作業性が悪化し、面形状
の制御が困難になる。

【００１０】透明ゴムエラストマー粉末粒子の含有率を
基材側で多く、表面に近づくほど小さくなるように傾斜
的に分布させることにより、基材側では大きなゴム弾性
を有しており、コート面に近づくほど小さくなり、コー
ト面ではゴム弾性が最も小さく、硬度が大きくなる。こ
れにより、コート面での問題点であった硬度不足による
シワ，膜ヌケがなくなり、基材面での問題点であった歪
発生をゴム弾性によって吸収でき、硬化性樹脂層のクラ
ック等の発生を防止できる。また、透明ゴムエラストマ
ーに表面処理を施しておけば、透明ゴムエラストマーと
硬化性樹脂との密着力は大きくなり、界面での剥離も生
じない。

【００１１】透明ゴムエラストマー粉末粒子の含有率を
上記のように分布させるには、透明ゴムエラストマー粉
末粒子の含有率の異なる数種類の硬化性樹脂を用意し、
含有率の大きい硬化性樹脂から順に基材上に積層させて
その後硬化させる方法、重力や遠心力等により透明ゴム
エラストマー粉末粒子を沈降させる方法等の種々の方法
がある。

【００１２】

【実施例１】図１は、本実施例の複合型光学部品の製造
過程を示す縦断面図である。ＢＫ７からなる直径２５．
０ｍｍのガラス基材１の一方の面（図１において下面）
１ａは、曲率半径４０．０ｍｍの凸状球面となるように
研磨されている。また、ガラス基材１の他方の面（図１
において上面）１ｂは、所望の光学的非球面に近似した
球面となるように曲率半径４０．０ｍｍの凹状球面に研
磨されており、ガラス基材１の中心厚は２．０ｍｍにな
っている。

【００１３】ガラス基材１の前記他方の面１ｂ上には、
エネルギー照射硬化型の硬化性樹脂２内に透明ゴムエラ
ストマー粉末粒子３を含有した硬化性樹脂層４が形成さ
れる。硬化性樹脂２には、ウレタンアクリレート系樹脂
とエステルアクリレート系樹脂とのブレンド樹脂を用い
た。一方、透明ゴムエラストマー粉末粒子３には、平均
粒子径１５μｍのアクリルゴム粉末粒子を用い、この透
明ゴムエラストマー粉末粒子３は予め多官能シラン系カ
ップリング剤により表面処理を施しておいた。透明ゴム
エラストマー粉末粒子３の含有量は、２０重量％とした
。また、透明ゴムエラストマー３の含有率は、ガラス基
材１側で最も多く、かつ表面側で最も少なくなるように
傾斜的に分布させた。

【００１４】金型５は、直径２２．０ｍｍの円柱状で、
その成形面５ａは曲率半径３７．０ｍｍでかつ部分的に
５〜１０μｍの範囲で変化する非球面形状とした。

【００１５】本実施例の複合型光学部品を製造するには
、まずガラス基材１上に、透明ゴムエラストマー粉末粒
子３を含有した硬化性樹脂２を適量滴下した。その後、
その硬化性樹脂２上に金型５を重ねて、硬化性樹脂層４
が中心厚１００μｍになるように押圧した。この状態で
、ガラス基材１越しに硬化性樹脂２に対して紫外線６を
照射し、重合を行った。硬化性樹脂２が硬化した後、離
型し、複合型光学部品を得た。

【００１６】表１に、本実施例で使用した硬化性樹脂２
および透明ゴムエラストマー粉末粒子３の屈折率および
アッベ数を示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】また、本実施例の複合型光学部品について
、以下のように硬化性収縮率、吸水率、耐高温高湿環境
試験およびコーティング性の評価を行った。その結果を
表２に示した。なお、比較のため、透明ゴムエラストマ
ー粉末粒子を無含有の前記ブレンド樹脂を用いて本実施
例と同様に製造した従来の複合型光学部品（比較例１）
についても上記と同様に試験を行い、その結果を表２中
に併記した。

【００１９】

【表２】

【００２０】■硬化収縮率・・・ＪＩＳＫ−７１１２に
基づきピクノメータを用いて硬化前と硬化後の比重を測
定し、その比重差を硬化後の比重で除した数値を硬化収
縮率とした。

【００２１】■吸水率・・・ＪＩＳＫ−６９１１に基づ
き、煮沸前後の重量測定により定めた。

【００２２】■耐高温高湿環境試験・・・得られたレン
ズに反射防止用蒸着膜を設けた後、７０℃，８０％ＲＨ
の高温高湿環境下に５００時間放置し、放置前後の外観
検査を行った。

【００２３】■コーティング性・・・得られたレンズに
反射防止用蒸着膜を設けた後、７０℃，８０％ＲＨの高
温高湿環境下に５００時間放置し、放置前後で外観検査
、テープ剥離試験を実施した。

【００２４】本実施例の複合型光学部品は、光学的に均
一であり、硬化収縮率が小さく、高温高湿環境下におい
ても変化がなく、コーティングにシワ，膜ヌケ等は発生
しなかった。また、透明ゴムエラストマー粉末粒子３は
カップリング処理を施してあるので、透明ゴムエラスト
マー粉末粒子３と硬化性樹脂２との密着力は大きく、界
面での剥離を生じなかった。

【００２５】なお、本発明においては、図２示すように
、ガラス基材１上の硬化性樹脂４の表面に、一般的な真
空蒸着法等によりＳｉＯ，ＳｉＯ２　等からなる蒸着膜
７を形成してもよい。

【００２６】

【実施例２】硬化性樹脂層を形成するエネルギー照射硬
化型の硬化性樹脂として、エンチオール系樹脂を用いた
。また、含有する透明ゴムエラストマー粉末粒子には、
平均粒径１０μｍのエチレンプロピレンゴム粉末粒子を
用いた。透明ゴムエラストマー粉末粒子の含有量は、３
０重量％とした。その他の構成は、実施例１と同様であ
る。

【００２７】表１に、本実施例で使用した硬化性樹脂お
よび透明ゴムエラストマー粉末粒子の屈折率およびアッ
ベ数を示した。また、本実施例の複合型光学部品につい
て、実施例１と同様に、硬化収縮率、吸水率、耐高温高
湿環境試験およびコーティング性の試験を行い、その結
果を表２に示した。なお、比較のため、透明ゴムエラス
トマー粉末粒子を無含有のエンチオール系樹脂を用いて
本実施例と同様に製造した従来の複合型光学部品（比較
例２）についても同様の試験を行い、その結果を表２中
に併記した。

【００２８】本実施例の複合型光学部品についても、実
施例１と同様の作用・効果が得られた。

【００２９】なお、エネルギー照射硬化型の硬化性樹脂
としては、前記実施例で用いた樹脂の他、エポキシ系樹
脂、エポキシアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリ
レート系樹脂、シリコーン変成アクリレート樹脂等の樹
脂を単独または２種類以上ブレンドして用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の複合型光学部品
によれば、硬化性樹脂と屈折率およびアッベ数がほぼ等
しい透明ゴムエラストマー粉末粒子を硬化性樹脂層内に
含有させたので、光学的に均一で、成形時の硬化収縮率
が小さい単一層の樹脂層構造を有し、コーティング性お
よび高温高湿環境特性に優れた複合型光学部品となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る複合型光学素子の製造
過程を示す縦断面図である。

【図２】本発明の実施例１の複合型光学部品に蒸着膜を
設けたものの縦断面図である。

【符号の説明】

１　　ガラス基材 ２　　硬化性樹脂 ３　　透明ゴムエライトマー ４　　硬化性樹脂層 ６　　紫外線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光学ガラスにより形成した基材とこの
   基材表面に形成した硬化性樹脂層とからなる複合型光学
   部品において、前記硬化性樹脂との屈折率差が−０．０
   ００５〜＋０．０００５でかつアッベ数差が−１〜＋１
   の範囲にある透明ゴムエラストマー粉末粒子を硬化性樹
   脂層内に５〜７０重量％含有し、その含有率が前記基材
   側で最も多くかつ表面側で最も少なくなるように傾斜的
   に分布したことを特徴とする複合型光学部品。
2. 【請求項２】　　前記透明ゴムエラストマーに表面処理
   を施したことを特徴とする請求項１記載の複合型光学部
   品。