JPH04294303A

JPH04294303A - 複合型光学部品

Info

Publication number: JPH04294303A
Application number: JP3083427A
Authority: JP
Inventors: 雅道 ▲ひじ▼野; Masamichi Hijino
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1992-10-19

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、吸水率および熱線膨
張率が小さく、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
範囲にあるガラス粉末粒子を硬化性樹脂層内に５〜７０
重量％含有させた。

【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、ガラス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ず、光学ガラス粉末粒子を用いる。さらに、ガラス粉末粒子は、シラン系カップリング剤に
より一般的なカップリング処理を施しておき、硬化性樹
脂との密着性を高めるようにするとよい。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。硬化性樹脂とガラス粉末粒子と
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、ガラス粉末粒子を無含有の硬化性樹脂に比
べて、上記硬化性樹脂はガラス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、ガラス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、ガラス粉
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、ガラス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】

【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。

【００１１】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内にガラス粉末粒
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、ガラ
ス粉末粒子３には、平均粒子径３０μｍの光学ガラスＫ
Ｆ８粉末粒子を用い、このガラス粉末粒子３は予めシラ
ンカップリング剤により表面処理を施しておいた。ガラ
ス粉末粒子の含有量は、５重量％とした。

【００１２】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。

【００１３】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、ガラス粉末粒子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１００
μｍ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。

【００１４】表１に、本実施例で使用した硬化性樹脂２
およびガラス粉末粒子３の屈折率およびアッベ数を示し
た。

【００１５】

【表１】

【００１６】また、本実施例の複合型光学部品について
、以下のように熱線膨張率、硬化性収縮率、吸水率およ
び耐高温高湿環境試験の評価を行った。その結果を表２
に示した。なお、比較のため、ガラス粉末粒子を無含有
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。

【００１７】

【表２】

【００１８】■熱線膨張率・・・ＴＭＡ（熱機械分析）
を用いて２℃／ｍｉｎ、ａｉｒ雰囲気中で測定を行い、
−３０℃〜＋７０℃における平均値を熱線膨張率とした
。

【００１９】■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。

【００２０】■吸水率・・・ＪＩＳＫ−６９１１に基づ
き、煮沸前後の重量測定により定めた。

【００２１】■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。

【００２２】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、かつ吸水率および熱膨
張率も小さく、高温高湿環境下においても変化がなかっ
た。また、ガラス粉末粒子３はカップリング処理を施し
てあるので、ガラス粉末粒子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。

【００２３】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。

【００２４】

【実施例２】硬化性樹脂層を形成するエネルギー硬化型
の硬化性樹脂として、エンチオール系樹脂を用いた。ま
た、含有するガラス粉末粒子には、平均粒径３０μｍの
光学ガラスＬＬＦ１粉末粒子を用いた。ガラス粉末粒子
の含有量は、３０重量％とした。その他の構成は、実施
例１と同様である。

【００２５】表１に、本実施例で使用した硬化性樹脂お
よびガラス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、熱線膨張率、硬化収縮率、吸水率および耐高温
高湿環境試験を行い、その結果を表２に示した。なお、
比較のため、ガラス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。

【００２６】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。

【００２７】

【実施例３】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、エポキシアクリレート系樹脂
を用いた。また、含有するガラス粉末粒子には、平均粒
径３０μｍの光学ガラスＫＦ６粉末粒子を用いた。ガラ
ス粉末粒子の含有量は、５０重量％とした。その他の構
成は、実施例１と同様である。

【００２８】表１に、本実施例で使用した硬化性樹脂お
よびガラス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、熱線膨張率、硬化収縮率、吸水率および耐高温
高湿環境試験を行い、その結果を表２に示した。なお、
比較のため、ガラス粉末粒子を無含有のエポキシアクリ
レート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３）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。

【００２９】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。

【００３０】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、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。

【００３１】

【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
しいガラス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、吸水率および熱線膨張率が小さく
、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　　ガラス粉末粒子４　　硬化性樹脂層６　　紫外線

Claims

【特許請求の範囲】

【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
の範囲にあるガラス粉末粒子を硬化性樹脂層内に５〜７
０重量％含有したことを特徴とする複合型光学部品。