JPS60201301A - 積層光学部品 - 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】 この発明は、透明無機材料製になる支持部材を備え、該
支持部材の少なくとも一面上に放射キユアリングしたラ
ッカ一層を有し、かつ該層の自由面が画成形状を有する
積層光学部品に関する。

このような部品は、この発明の出願人による公表された
オランダ国特許出願第８１．０４．５８８号（Ｆ’ｌｌ
Ｎ１０１７３）明細書によって知られる。

この発明の目的は、数年間にわたって高い等級に品質を
維持し、しかも迅速、かつ安価な仕方で製造しうる、極
めて精度の高い、高級光学部品を提供することである。

発明者らは、積層光学部品の品質が使用う・７カーの、
キユアリングをし、またしない両方の状態における特性
にかなり依存することを確かめた。

さらに、ラッカーの特性は、支持部材を製造する、材料
の特性と正確に適合しなければならな０゜この発明の基
礎的認識によれば、う・ツカ−は多数の要求を満たさね
ばならない。例えば、キユアリングした状態におい′Ｃ
、ラッカーは、支持部材、又は支持部材上に設りだ接着
剤層に容易に固着しなければならない。ラッカーと共重
合する特に適当な接着剤は、γ−メタクリロイルオキシ
プロピルトリメトキシシランである。接着は長時間、温
度の変動及び水分にも耐ええなければならなし為。

キユアリングしたラッカー層は、大気（空気の成分）に
より、又は支持部材、例えば、カラス支持部材からラッ
カ一層内に拡散しうるＮａ’及びに゛イオンのような成
分により攻撃を受けてはならない。キユアリングしたラ
ッカ一層は、内部応力がないか、顕著な程ないことが必
要であり、かつ比較的高い屈折率（ｎｏ　＝１．５６又
はこれより高い）を有することが必要である。

キユアリング中、収縮は小さく、すなわち、数容量パー
セントの大きさでなければならない。さらに、変形に対
する良好な耐性、硬さ及び耐引っかき性が重要である。

キユアリングしない状態においては、ラッカーは、好ま
しくは２０℃で２〜４Ｐａ、ｓの粘度を有さねばならず
、また迅速にキユアリングしなければならない。キユア
リング時間は、２〜２０ｍ、Ｉ／　ｃｍ２の照度（λ−
３００〜４００ｎｍ’）を用い名湯合、長くとも１分、
好ましくは長くとも１０ないし２０秒である。

この発明は、最初の節で述べた形のもので、長期間持続
する高級品質を有し、特に使用ラッカーが上記一括要求
を満たず積層光学部品を提供する。

この発明に従って、このことは、ラッカーが、（武生、
Ｒ３は水素原子又はメチル基であり、Ｒは弐 −０−Ｒｚ　−、又は　（２） −０−Ｒ３−０−１ン、　−＋３１ で示される基であり、 Ｒ２は２〜８個の炭素原子を有するアルキレン基であり
、該層は１個又はそれより多い水酸暴で置換することが
でき、 １ン、及びＲ１：１司しか異なり、それぞれ１〜４個の
炭素原子を有するアルキレン基を示し、またニーＯ又は
１である） で表される化合物の少なくとも５０重量％を含有するこ
とを特徴とする積層光学部品によって達成される。

この発明の高級光学部品は、それ自体が知られるレプリ
カ方法を用いて製造される。この方法は、光学部品の大
量生産の迅速、かつ安価な方法を提供する。レプリカ方
法においては、正確に画成した表面、例えば、非球面を
有する型（母型（ｍａｔｒｉｘ））を用いる。少量の放
射キユアリング可能なラッカー、例えば、Ｕｖ−キユア
リング可能なラッカーを型面上に与える。支持部材を型
に対しプレスするか、その逆を行い、ラッカーが支持部
材と型の間に広がるようにする。また、型の代わりに、
型に面する支持部材の表面に、少量のラッカーを与えて
おくことも可能である。後者の場合にも、支持部材と型
をそれぞれ、型と支持部Ｈの表面に対してプレスすると
き、それぞれラッカーが支持部材と型の間に広がる。次
いで、ラッカーの放射によるキユアリングを行い、最後
に支持部材及びそれに結合した、キユアリングされたラ
ッカ一層を型ずなわら母型の表面から取りはずす。ラッ
カ一層の自由面は、型のそれに対し負である。

この発明の部品において用いるランカーは、部品を型か
ら取りはずした後、ラッカ一層の自由面が永久的な、完
全な光学的性質を有するという利点を与える。これは、
表面が多くとも０．０２μｍの表面荒さＲ□を有する超
平滑表面組織を有することを意味する。

支持部材は、透明な無機酸化物又はカルコゲニドから製
造されるのが好ましい。その例は、ガラス、石英ガラス
、酸化ジルコニウム及び三硫化ヒ素である。

ラッカ一層に接する支持部材の表面は、研削又は研摩方
法によるのみで作成しうる形状を有することが好ましい
。さらに、形状は、ラッカ一層の厚さができるだけ小さ
いようなものとする。例として、非球面光学部品につい
て述べる。そのラッカ一層の自由表面は、勿論非球面で
ある。支持部材の表面は、例えば、ラッカ一層の表面−
ヒで測った、ラッカ一層の厚さの差ができるだけ小さく
なるような曲率半径を有する球面である。球面を有する
支持部材は、非球面を有する支持部材より、製造がはる
かに簡単かつ容易である。上記の例において、ラッカ一
層がない場合は、非球面が必要になる。

この発明に従う光学部品において、支持板及びキユアリ
ングしたラッカ一層は、それらの屈折率が等しいか、は
とんど等しいものを用いる。これにより、ラッカ一層に
接する支持部材又は支持板の表面を、正確に画成する必
要がないようになるこれは、例えば、上記例の前記表面
が正確に球面である必要がないことを意味する。したが
って、精巧な研削及び研摩段階が最早必要がなく、そし
てこの段階の回避は費用を節約する。

上記式（１）の化合物は既知物質である。この物質は、
ビスフェノールＡをアル二２キシル化して、式（式中の
Ｒ及び工は前記の意味を有する）の化合物となし、次い
でこれをアクリル酸（メタクリルＭ）、塩化アクリロイ
ル（塩化メタクリロイル）との反応によるか、対応する
メチルエステルを用いる再エステル化によるかで、それ
らのアクリル酸（メタクリル酸）ジエステルに変えるこ
とにより製造される。

適当な化合物の例は以下の式で示される。

０−　ＯＨ＝　０Ｈ２（１０） １ ０−Ｃ！Ｈ８−ＣＨ２−０−Ｃ−ＯＨ＝　ＣＨ，Ｃｌ２
ｊ１ 式（４）の化合物の使用が好ましい。人（７）〜（１０
１に従う化合物は、固体又は極め゛ζ高粘度の物質であ
り、共重合する反応性希釈剤、例えば、アクリル酸モノ
エステル、メタクリル酸モジエステル又はＮ−ヒニルー
ピロリトンにより希釈又は溶解する。

この発明の他の好ましい形としては、う、７カーが式（
１）の化合物と芳香族のアクリル酸モノエステルとの混
合物を含む。適当な芳香族のアクリル酸モノエステルの
例は、式 を満足さ−ｌるソエノキシエチルアクリラートである。

芳香族のアクリル酸モノエステルは、例えば、脂肪族の
アクリル酸モノエステルと比−ζて、キユアリング後、
比較的高い屈折率を与えるという利点がある。

希釈剤■は、４〜４５重■％の範囲内で変化する。

式ｔｌ＋の化合物及び、任意である、希釈剤のほかに、
ラッカーは、通常の添加剤、例えば、感光開始剤を０．
１〜８重量％の量で含む。適当な開始剤は、ケタール、
例えば、ベンジルジメチルケタール又は芳香族カルボニ
ル化合物、例えば、ヘンジイン−イソブチルエーテルで
ある。また、ラッカーが安定剤、例えば、ハイ１しｌキ
ノンモノメチルエーテルを０．１〜０．０５重■％の量
で、又は促進剤、例えば、メチルジェタノールアミンを
０．３重量％の■で含有することもありうる。

この発明の光学部品に用いるラッカーの屈折率が高いこ
とは、高い光学品質を達成するようにするのに重要であ
る。さらに、非球面を有するレンズに対して、非球面度
は、屈折率が高くなるにつれて低くなるということが成
り立つ。その結果９、ラッカ一層の厚さの差が小さくな
り、これにより光学部品の製造が容易となる。また、母
型の製造も一層簡単になる。

この発明に従う積層光学部品は、例えば１．非球面レン
ズ、例えば、コリメーター若しくは対物レンズ、光学格
子、ビームスプリッタ−、プリズＪ・又は鏡であり・う
る。

特に、眼鏡ガラス向けの簡ｊｉ’＋、なレンズを、ずべ
てプラスチックから製造することは、それ自体、例えは
、特開昭５７−８５００２号公報（特願昭５５−１６２
４４３号）及び特開昭５７−１１６３０１号公報（特願
昭５６−２９３７′ｉ３）において知られていることは
、注目すべきである。共重合体又は単量体の混合物を含
む紫外線キユアリング又は熱キユアリング可能な組成物
を用いる。０；１記ラツカーの若干の成分は、ヒスフｌ
ノールΔから導かれたアクリル酸エステル又はメタクリ
ル酸コニステルに基づく。これらの公開発明においては
、この発明の基本的問題、例えば、高級光学部品におげ
ろ、無機材料の支持部＋４とラッカーの極めて薄いキユ
アリングした層との間での相互の影響及び釣り合いは、
全く何らの役割りも果さない。上記公開発明に従うレン
ズの製造方法は、Ｕ＝Ｉ出成形成形方法いるものであり
、この点ｔ）、この出願の積層光学部品を製造するのζ
ご用いるレプリカ力法とは全く異なる。

この発明を、例及び図面によって詳細に説明する。

炭 コリメーターレンズの製造。

第１図の符号Ｉは、石英ガラスから製造した型を示し、
非球面２を有する。図示しない月型剤を表面２上に塗布
し、次いで以下の組成の紫外線キユアリング可能なラッ
カーの１滴３を置いた：９６重量％の式（４）の、化合
物、商品名ジアクリル（Ｄｉａｃｒｙｌ　）　１０１の
ものあり、４重足％の開始剤（ベンジルジメチルケター
ル）。

ラッカーの粘度は、２０℃で３Ｐａ、ｓであった。

ガラス支持部材４には、図示していないが接着剤、例え
ば、Ｔ−メタクリロイルオキシプロピル−トリメトキシ
−シランを与えてあった。支持部材は球面５を有する。

部材４を型１の非球面２の方向に圧力板６を用いて動か
し、破線７で示される最終位置まで至らせた。そのとき
、球面５と非球面２との間の距離は、１０ｔｔｍ　（Ｈ
小距角１１）がら１１８ｍ（最大距離）までであった。

ガラス支持部材４の移動中、滴３は非球面２の上に広が
った。

支持部材４の最終位置においては、支持部材と型ｌとの
間の全空間が滴３のラッカーにより満たされた。ラッカ
ーを紫外線に型１を通して１分間、波長３００〜４００
ｎ…で全尾１００ｍＪ／ｃｍ”の光エネルギーを用いて
露光させた。キープ、アリフグ中、数容量パーセントの
大きさでラッカーのわずかな収縮が起ごった。ラッカー
のキユアリング後、支持部材４とそれに結合し、キユア
リングしたラッカ一層８　（第２図）を型ｌから取りは
ずした。得られたコリメーターレンズを第２図に示す。

第２図におい゛Ｃ１対応する部品に対して第１図で使用
したのと同じ符号を用いる。第２図に示す積層レンズは
、平面９、円筒面１０及び型ｌの非球面２の負である非
球面１１を有する。第２図に示ずコリメーターレンズは
、ずくれた光学的性質を有し、発散光線垣−を二１リメ
ート光＆にｌにする。図では、光綿坦−の端光線、ずな
わら、ひとみ１２の縁部をちょうど通る光線のめを示ず
。

レンズの平坦面９上に入射する光線は、光軸０−Ｏ′の
方に屈折され、次いで積層レンズ部材４．８を透過し、
さらに非球面１１により光軸の方へ屈折されて、平行線
となる。ラッカ一層８は、すぐれた硬さ及び耐引っかき
性を有し、耐熱性及び耐候性を有する。

“、ニア；：二Ｎ：ｆ＊ＢＬｙ　７　Ｘ。やよい、。品
１．。

であり、 第２図は第１図に示す装置を用いて製造した非球面レン
ズの断面図である。

■・・・型　２・・・非球面 ３・・・ラッカー滴　４・・・支持部材５・・・球面　
６・・・圧力板 ８・・・キユアリング後のラッカ一層 ９・・・平面　１０・・・円筒面 １１・・・非球面　１２・・・ひとめ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　透明無機材料製になる支持部材を備え、該支持部
   材の少なくとも一面上に放射キユアリングしたラッカ一
   層を有し、かつ該層の自由面が画成形状を有する積層光
   学部品において、ラッカーが式 （式中、Ｒ＋は水素原子又はメチル基であり、Ｒは式 ％式％（２） で示される基であり、 Ｒ２は２〜８個の炭素原子を有するアルキレン基であり
   、該層は１個又はそれより多い水酸゛　基で置換するこ
   とができ、 Ｒ１及びＲ４は同しか異なり、それぞれ１〜４個の炭素
   原子を有するアルキレン基を示し、また工＝０又は１で
   ある） で表される化合物の少なくとも５０重四％を含有するこ
   とを特徴とする積層光学部品。 ２、化合物が式 を満足させる特許請求の範囲第１項記載の積層光学部品
   。 ３、ラッカーが式１の化合物及び芳香族のアクリル酸モ
   ノエステルの混合物を含む特許請求の範囲第１項記載の
   積層光学部品。