JPH0645482B2 - 複合光学部品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガラスと樹脂とにより構成される複合光学部
品の製造方法に関する。

（従来技術） 従来、非球面レンズは、その光学的効果を評価されなが
らもガラスを直接機械加工する方法が主であったため、
加工精度の安定性や量産性に乏しく、特殊な分野のレン
ズへの使用に限られていた。

そこで、レンズ素材を光学樹脂として金型を用いて成形
して量産化することが行なわれているが、光学樹脂のみ
によって形成されたレンズは温度変化によって屈折率及
び面の曲率半径が変化し、焦点距離やバックフォーカス
が狂ってしまうという欠点があった。

この為、ガラス基材をベースにして光学樹脂材料（光学
プラスチック素材）を一体に成形し、ガラス基材と光学
樹脂材料が接合されて所定レンズを構成する所謂ハイブ
リッド構成としたものが考えられ、製造されている。し
かし、樹脂層形成の際の重合収縮や、温度変化によるガ
ラスと樹脂との熱膨張率の違いから、その接合境界面か
ら剥離したり、ガラス及び光学樹脂に破損を生ずるとい
う問題があった。

この問題を解決する為、ガラス基材の樹脂層形成面に接
着性を向上させるプライマーを塗布した後、熱膨張率の
差に対して追随性の良い軟質の光学樹脂を用いて樹脂層
を形成する方法や、更にその軟質の光学樹脂上に硬質の
光学樹脂による保護層を形成して多層化複合レンズとす
る方法等が考えられている。

（従来技術の問題点） しかし乍ら上記従来の構成に於いて、前者の方法では、
樹脂層の安定性が悪く光学性能の維持が難しい上、傷付
き易い為に取扱いに注意を必要とし、又、後者の方法
は、製造工程が複雑化する為生産性が悪く、製造コスト
が増加するという問題点があった。

（発明の目的） 本発明は、上記の如き事情に鑑み、製造工程を簡素化出
来ると共に温度変化によっても接合境界面からの剥離や
破損を発生することが無に複合光学部品の製造方法を提
供すること、をその目的とする。

（問題点を解決する手段） この為、本発明に係る複合光学部品の製造方法は、光学
的に影響のない周縁部を有するガラス基材と金型との間
に硬化性樹脂を介在させ、前記ガラス基材表面に樹脂層
を形成した後、前記金型から離型してガラス基材と樹脂
層とにより構成される複合光学部品を成型する複合光学
部品の製造方法に於て、前記ガラス基材の樹脂層形成側
面の前記周縁部にスリ面部を形成し、樹脂層を該スリ面
部に接触させて成形し、樹脂層の一部をスリ部面に食込
ませて接合させることにより樹脂層とガラス基材との接
着強度の向上と温度変化時の樹脂層の安定化を図るもの
である。

（実施例） 第１乃至３図は本発明に係る複合光学部品の製造方法の
説明図であり、ガラス基材に非球面の樹脂層を形成した
非球面レンズを成形するものである。

以下、図面に基づいて説明する。

１は光学ガラス材料により形成されたレンズ基材、２は
光学樹脂により成形された樹脂層、１０は非球面レンズ
の金型である。

レンズ基材１には、その樹脂層形成側面１１の光学的に
影響の無い周縁部をヤスリによって所定の荒さに加工し
たスリ面１１Ａがリング状に形成されている（第１
図）。

金型１０には、成形するレンズの非球面を型取った型面
１０Ａが形成されている。

そして、レンズ金型１０の型面１０Ａに離型剤を塗布し
た後、該型面１０Ａに樹脂層形成側面１１を対向させる
と共に所定間隔離してガラス基材１を固定し、レンズ金
型１０とガラス基材１との間隙にモノマーを注入し、モ
ノマー層２Ａを形成する（第２図）。該モノマー層２Ａ
は、レンズ基材１の樹脂層形成側面１１のスリ面部１１
Ａと所定の範囲で重合接触する充填範囲となるようは予
め設定されている。

モノマー層２Ａを形成した後、全体を所定温度で所定時
間加熱することによりモノマーを重合・硬化させる。

モノマーが完全に重合・硬化した後離型すると、ガラス
基材に非球面の樹脂層２を形成した複合光学部品である
非球面レンズ２０（第３図）が成形されるものである。

尚、樹脂素材としては、光線透過率が高く且つ低硬化収
縮性の樹脂が望ましく、エポキシ樹脂、ポリエステル、
スチレンアクリルニトリル等が良い。

このようにして形成された非球面レンズ２０は、ガラス
基材１の樹脂層形成側面１１のスリ面部１１Ａに樹脂が
密着して食込み、樹脂層２全体がガラス基材１に強固に
接合されるものである。

而して、上記の如き方法によって成形された非球面レン
ズ２０を熱サイクル試験を行ない、従来の方法によって
同条件で成形されたレンズとの比較を行なった結果を第
５図に示す。

図中Ａは、本発明による複合光学部品の製造方法により
成形されたものであり、樹脂モノマーは、エポキシ樹脂
（エマーソン アンド カミング 株式会社製 STYCAS
T 1269A）を用い、樹脂層２Ａは、ガラス基材１の樹脂
層形成側面１１の周縁部全周に形成されたスリ面部１１
Ａ全体に亙って接触させ、８０℃で１０時間加熱し重合
・硬化させたものである。

Ｂは、従来製法よる比較例であり、ガラス基材１の樹脂
層形成側面１１の周縁部にスリ面部１１Ａが形成されて
いない他、樹脂モノマー、加熱条件共Ａと全く同一条件
としたものである。

尚、離型剤も両者同一のものを使用した。

試験条件は、 熱サイクル試験Ｉでは、 ＋５℃（低温）で３０分間、＋２３℃±２℃（室温）で
１０分間、＋６０℃（高温）で３０分間、のサイクルを
休み無く５サイクル。

熱サイクル試験IIでは、 −４０℃（低温）で３０分間、＋２３℃±２℃（室温）
で１０分間、＋６０℃で３０分間、のサイクルを休み無
く５サイクル。 である。

その結果、熱サイクル試験IIに於て、比較例Ｂには接合
面の剥離及びクラックが発生したが、本発明に係る製造
方法によるＡには、剥離及びクラック等の欠陥の発生は
認められなかった。

一般的な実用レベルでは、熱サイクル試験II相当の条件
で欠陥が生じないことが必要条件であり、従来の成形方
法による比較例Ｂでは実用化は困難であるが、本発明の
方法により成形されたＡは十分実用に耐え得るとの結論
が得られたものである。

尚、上記実施例に於てスリ面部１１Ａの加工成形はヤス
リにより行なったが、サンドブラスト等他の如何なる方
法によって加工形成しても良いことは勿論である。

（発明の効果） 本発明に係る複合光学部品の製造方法に依れば、ガラス
基材の樹脂層形成側面に形成したスリ面部に樹脂層を接
触させて成形することとした為、スリ面部に樹脂が食込
んで強固に接合されて温度変化による剥離及びクラック
等不具合が発生せず実用的な複合光学部品が得られるも
のである。

又、樹脂層は単層である為、製造行程が簡素化出来、製
造コストの低減が可能となる。

更に、樹脂層を形成する樹脂材料は軟質材料に限定され
ず、安定性、耐候性及び耐擦傷性等に優れた材料を適宜
用いることが可能となり、加工性の上で極めて有効であ
るばかりでなくレンズ設計の幅も広がるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複合光学部品の製造方法に於るガ
ラス基材の斜視図、第２図は製造方法の説明図、第３図
は複合光学部品の断面図、第４図は熱サイクル試験の結
果を示す表である。 １……ガラス基材、２……樹脂層 １０……金型 １１……樹脂層形成側面 １１Ａ……スリ面部 ２０……非球面レンズ（複合光学部品）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的に影響のない周縁部を有するガラス
   基材と金型との間に硬化性樹脂を介在させ、前記ガラス
   基材表面に樹脂層を形成した後、前記金型から離型して
   ガラス基材と樹脂層とにより構成される複合光学部品を
   成型する複合光学部品の製造方法に於て、 前記ガラス基材の樹脂層形成側面の前記周縁部にスリ面
   部を形成し、前記樹脂層を該スリ面部に接触させて成型
   することを特徴とする複合光学部品の製造方法。