JPS60154014A - 光学素子の製造方法、該方法の実施装置及び該方法により製造される光学素子 - Google Patents

光学素子の製造方法、該方法の実施装置及び該方法により製造される光学素子

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JPS60154014A
JPS60154014A JP59200697A JP20069784A JPS60154014A JP S60154014 A JPS60154014 A JP S60154014A JP 59200697 A JP59200697 A JP 59200697A JP 20069784 A JP20069784 A JP 20069784A JP S60154014 A JPS60154014 A JP S60154014A
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JP
Japan
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substrate
matrix
synthetic resin
optical element
inflection points
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Application number
JP59200697A
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English (en)
Inventor
ヨハネス・マリア・ヘラルダス・フエルホエフエン
アルベルト・スミド
ヘルマン・マリア・アントニウス・アメンデト
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00019—Production of simple or compound lenses with non-spherical faces, e.g. toric faces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S425/808—Lens mold

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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】 本発明は、略々球面の表凹を有する基体の前記表面上に
、円上に略々位置する変曲点の集合を有する凸状非球面
の自由表向を有する合成樹脂の補正層を設けて成る光学
素子を製造する方法であって、前記基体を円上に略々位
置する変曲点の集合を有する凹状非球面を持った回転対
称母型に対向してこれから離して配置し、この母型と基
体との間に硬化性液体合成樹脂組成物を供給し、この母
型と基体との間隔を所望の最終間隔まで減少させ、基体
に結合された、前記母型の表面のネガコピーｌである自
由表面を有する硬化合成樹脂の補正層を有する基体を前
記母型から取外すようにしたものに関するものである。
本発明はこの方法を実施する装置にも関するものである
。
本発明は更に、略々球面の表面向を有する透明基体の前
記表面上に、円上に略々位置する変曲点の集合を有する
凸状非球面の自由表面を有する合成樹脂の層を設けて成
る光学素子にも関するもの１゜である。
この製造方法は例えば単非球面レンズを製造するのに使
用することができる。
英国特許第１８０１５５１号明細書には上述した光学素
子の製造方法が開示されており、この方法では出発材料
として平向又は球面基体を用い、その上に、例えば収差
補正のために熱硬化性合成樹脂層を設ける。この合成樹
脂層の厚さの変化は所望の補正と対応させる必要がある
。正の曲率が光学素子の中心部に必要とぎれ、負の曲率
が周縁、部に必要とされる場合がある。この場合、中心
部ｌと周縁部との間には変曲点の集合が補正層の表面に
存在する。
合成樹脂補正層の厚さが大きすぎると合成樹脂の硬化中
に収縮により誤差が生ずる。補正層を薄くすることは、
補正層の所望の変化に近似する表面を有する基体を使用
することにより可能になる。
しかし、所定の非球面特性を有する表面を持つ基体より
も略々球面の表面を有する基体の方が一層簡単に且つ精
密に製造することができる。
球面基体を使用するときは、補正層の再生用母型と基体
とを合成樹脂の硬化前に互に精密に心合わせする必要が
ある。この目的のために１例えは母型と基体を所望位置
に保持する案内機構を使用することができる。
上述の英国特許では熱硬化性樹脂を使用している。上述
の方法では例えばドイツ特許出願公告第２６８７２５７
号に開示されているような光により硬化する合成樹脂を
使用することもできる。
本発明の目的は、球面を有する基体から出発し、基体と
母型の良好な相対位置決めを案内機構の必１要なしに達
成し得ると共に硬化による収縮により補正層の厚ぎの変
化に誤差が生じないようにした上述した光学素子の製造
方法を提供することにある。
本発明は、この目的のために、基体の球面表面の曲率半
径を合成樹脂層が変曲点の集合円に近従する部分におい
て最小の厚さになるように定めることを特徴とする。
本発明は、基体の球面は所定の限界範囲内にお１゜いて
自由に選択することができ、補正層は焦点距離の補正に
も役立つという事実を確かめ、斯る認識に基づいて為し
たものである。本発明のように曲率半径を選択すると、
基体と母型は円上に位置する変曲点の集合近くにおいて
互に最も接近する１５ため、精密な位置決めが可能にな
る。斯る精密な位置決めは基体の球Ｈの曲率半径を基体
と母型がそれらの中心に近い一点において互に最も接近
するように小ぎく選択するときには達成されない。
この場合には、補正層の周縁部の厚ざが不所望に、大き
くなり、その結果硬化中の収縮による問題も生ずる。こ
れに対し、基体の球面の曲率半径を基体と母型が基体の
周縁近くにおいて互に最も接近するように大きく選択す
ると、この場合には精密な位置決めが可能になるが、補
正層の厚ぎが中心部において許容し得ないほど大きくな
り、収縮の問題を生ずる。
基板と母型の最も接近する点が中心又は周縁に位置する
場合、補正層の厚どの誤差は前記点が変曲点の集合円に
近接して位置する場合よりも約２倍大さくなる。
図面につき本発明を説明する。
本発明の一例 第１図は、補正層の所望の表面に相補表向である表面２
を有する１例えばガラス又は金属から成る母型１の断面
図である。基体３は例えばガラス又は透明合成樹脂で製
造することかでさ、略々球面の表１１１８４を有する。
表面２と４との間に硬化性液体合成樹脂組成物を供給し
、斯る後に母型と基体との間隔を極限位置までせばめ、
斯る後に硬化性合成樹脂組成物を硬化させる。硬化化性
液体合成樹脂組成物は母型と基体とを互に対向配置した
後に両者の間に供給することができるが、この合成樹脂
組成物を基体上もしくは母型上に点滴の形で供給し、斯
る後に母型と基体をこの点滴上に位置させて小さな圧縮
力を加えるのが有効である。
硬化性合成樹脂組成物の選択は補正層に課される要件、
例えば硬さ、光透過率及び屈折率により決まる。好適な
出発刷料はモノマー又はオリゴマーアクリレート、例え
ばビスフェノールＡのジグリシジルエーテルであり、こ
れと−緒にα、α−ジメトキシーα−フェニルアセトフ
エノンを開始剤として使用することができる。この合成
樹脂は紫外光により硬化させることができ、例えば中圧
水銀ランプの８６０　ｎｍの波長の光に１分間ざらずこ
とにより硬化させることかできる。
第２図は所望の非球面形状を示す自由表面６を有する補
正層５が設けられた基体８の断面図を示ｒ０基体８の直
径は例えば５簡とすることができる。この場合には８０
りの重みを用いて合成樹脂、層５の硬化中幕体８と母型
ｌとを圧縮すると、硬化後の補正層の最小厚さく変曲点
の略々円状の集合に近接する部分の厚だ）は毛管力の結
果として約１μｍになる。この場合にはこの補正層の最
大厚さは中心部で７〜１５μｍ、外縁部で約１５μｍに
なる。
本発明による基体２の球面４の所望の曲率半径は製図か
ら簡単に決定することができ、或は数ミクロンの精度を
必要とする少数の実験により簡単に決定することができ
る。合成樹脂層が最小厚ぎになる位置の制御は例えば干
渉縞を測定することにより可能である。
本発明に従わない比較例 第８図は母型ｌと基体７の断面図を示し、この基体７の
球面は母型１と基体フが母型及び基板の中心近くで最も
接近するような小ざな曲率半径を有している。この場合
には補正層（５）の外縁部の厚さが本発明による上記例
の場合の約２倍になる。母型１と基体７との相対位置は
精密に定まらない。これは、基体７と母型１とに極めて
大きな、圧縮力を加えない限り基体７が母型１に対し横
方向に変位し得るためである。
第４図は母型ｌと基体８の断面図を示し、この基体８は
母型ｌと基体８が基体８の外縁部近くで最も接近するよ
うな大きな曲率半径を有する球面、。
を有している。この場合には補正層（５）の中心部の厚
さが本発明による上記例の場合の約２倍になり、その結
果合成樹脂Ｎ（５）が硬化時に中心部で著しく収縮して
その表面が不規則になる。
本発明方法を実施する装置 第５図は基体と本発明装置の断面図（正しいスケールで
示してない）である。透光性母型９を環状支持部１０上
に載置する。基体８と母型９はともに平背面を有してい
る。基体８は本発明に従った曲率半径を有する球面を有
しており、この基体を母型９の上方に位置させる。所定
量の硬化性液体合成樹脂組成物５１型９と基体８との間
に供給する。
基体−８を支持部１０に平行であってガイド１２間を支
持部１０に対し移動し得る加圧板１１により加圧する。
板１１は精密に規定した力で、例えば、重グ１３を用い
て基板８に押圧する。硬化性合成樹脂組成物５は紫外光
ランプ１４の光を母型９を通して当てることにより硬化
ぎせることができる。
本発明方法の実施に当っては非透光性の母型を使用する
こともできる。その場合には光を基体を通して合成樹脂
組成物に導くことができる。更に、熱により硬化し得る
合成樹脂組成物を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法による基体と母型の断面図第２図は
本発明方法により得られる補正層を有する基体の断面図
、 第３図は本発明方法によらない比較例庫体と母型の断面
図、 第４図は本発明方法によらない他の比較例の基体と母型
の断面図、 第５図は基体と本発明による製造装置の一例の断面図で
ある。 １・・・母型　２・・・所望非球面 ８・・・基体 ４・・・本発明に従った曲率半径を有する球面５・・・
補正層 ７．８・・・本発明に従わない曲率半径の球面を有する
基体９・・・母Ｍ　１０・・・環状支持部 １１・・・加圧板　１２・・・ガイド １３・・・重り 特許出願人　エヌ・ぺ−・フィリップス・フルーイラン
ペンファプリケン 第１頁の続き ０発　明　者　アルベルト・スミド　オランダ国５６２
１　ベー。 ヴアウツウエツハ１ ＠発明者　ヘルマン・マリア・ア　オランダ国５６２１
　ベー。 ントニウス・アメンデ　ヴアウツウエッハ１ど−　アイ
ンドーフエン　フルーネ ど−　アインドーフエン　フルーネ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　略々球面の表面を有する基体の前記表面上に、円上
    に略々位置する変曲点の集合を有する凸状非球面の自由
    表面を有する合成樹脂の補正層を設けて成る光学素子を
    製造する方法であって、前記基体を、円上に略々位置す
    る変曲点の集合を有する凹状非球面を持った回転対称母
    型に対向してこれから離して配置し、この−母型と基体
    との間に硬化性液体合成樹脂組成物を供給し、この母型
    と基体との間隔を所望の最終位置まで減少だせ、基体に
    結合された、前記母型の表面のネガコピーである自由表
    面を有する硬化合成樹脂の補正層を有する基体を母型か
    ら取外すようにしたものにおいて、前記基体の球面の曲
    率半径は前記合成樹脂層が前記変曲点の集合に近接する
    部分で最小の厚さとなるような大きざに定めること１を
    特徴とする光学素子の製造方法。 ２　略々球面の表向を有する基体の前記表面上に、円上
    に略々位置する変曲点の集合を有する凸状非球面の自由
    表面を有する合成樹脂の、補正層を設けて成る光学素子
    を製造する方法であって、前記基体を、円上に略々位置
    する変曲点の集合を有する凹状非球面を持った回転対称
    母型に対向してこれから離して配置し、この母型と基体
    との間に硬化性液体合成樹脂ＩＬ＋組成物を供給し、こ
    の母型と基体との間隔を所望の最終位置まで減少させ、
    基体に結合された、前記母型の表面のネガコピーである
    自由表面を有する硬化合成樹脂の補正層を有する基体を
    母型から取外すようにしたものにお１゜いて、前記基体
    の球面の曲率半径は前記合成樹脂層が前記変曲点の集合
    に近接する部分で最小の厚ざとなるような大きぎに定め
    ることを特徴とする光学素子の製造方法を実施する装置
    において、前記母型と基体の背面を互に平行に位置きせ
    ると共に合成樹脂組成物の供給後に可調整の力で両者を
    加圧する手段を具えることを特徴とする光学素子の製造
    装置。 ＆　略々球面の表面を有する透明基体の前記表向上に、
    円上に略々位置する変曲点の集合を有する凸状非球面の
    自由表面を有する合成樹脂層を設けて成る光学素子にお
    いて、前記合成樹脂層が前記変曲点の集合に近接する部
    分で最小の厚さを有することを特徴とする光学素子。
JP59200697A 1984-01-18 1984-09-27 光学素子の製造方法、該方法の実施装置及び該方法により製造される光学素子 Pending JPS60154014A (ja)

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