JP2002139610A

JP2002139610A - 投射レンズの製造方法

Info

Publication number: JP2002139610A
Application number: JP2000333048A
Authority: JP
Inventors: Keishin Handa; 敬信半田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量、安価にもかかわらず高形状精度であ
り、特にスクリーンに対して垂直方向では無く、斜め方
向、特に斜め下方より投射する投射デバイスに組み込ま
れて、歪み・変形の無い高精細な画像を投射することが
できる大型の投射レンズの高精度な製造方法を提供す
る。【解決手段】所定の曲面に形成された樹脂基材の表面に
反射層を設けた投射レンズの製造方法であって、レンズ
の曲面部分における、樹脂基材の光学機能面に対して垂
直方向よりの入射光に対する単位厚さあたりの面内複屈
折位相差の平均値を、光学機能面の面積の少なくとも６
０％の領域において、３０ｎｍ／ｍｍ以下の樹脂基材を
成型し、該樹脂基材の曲面部分に金属反射膜を蒸着する
ことを特徴とする投射レンズの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射レンズの製造
方法に関するものである。詳しくは、オーバーヘッドプ
ロジェクター、ウインドーディスプレー、フロントデー
タプロジェクター等の投射デバイスに使用される高精
度、高精細な投射レンズ（投射デバイス）、特にリアプ
ロジェクション・テレビ等に使用するミラー型の樹脂製
曲面投射レンズを高精度に製造する方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の大型で高精度を要求され
る光学部品に使用される材料は無機ガラスあるいはアル
ミ・鋼材等の金属材料が圧倒的に多かった。これは無機
ガラスあるいは金属材料の持つ優れた光学精度、特に温
度変化があっても歪みの少ない画像が得られること、さ
らに精密切削加工・研磨加工適性の高さによるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
あるいはアルミ・鋼材等の材料を使用した場合、ガラス
の場合は、ガラスを熱プレス成形する方法が一般的であ
るが、ガラスが十分に溶融する７００℃以上まで均一に
加熱する必要があり、このような加熱装置を備えた装置
自体が高価になるばかりか、加熱・冷却時間を考慮する
とサイクルタイムも長くなり、また高温での圧縮に耐え
る高い形状精度及び耐久性を有する金型も必要となるこ
とから、ガラス部品が非常に高価なものとなってしまう
欠点があった。

【０００４】このため、投射デバイス用の部品として用
いる場合、高コストが許容される極めて特殊な用途にし
か使用できず、一般オフィス用さらに家庭用デバイスと
しては普及していない。またアルミ・鋼材等の金属材料
を使用した場合は、基本的に一個一個について精密な切
削加工、磨き加工により製作する必要があるため、やは
り部品自体が極めて高価になる上、量産に適さないとの
問題点があった。

【０００５】例えば特許公報特開平９―９６７７５
には、画像を斜め投射した際の台形歪みの補正機能を備
える画像投影装置の発明について記載があるが「投影
装置の映写対物レンズが非常に大口径を為す場合を除
き、上記映写対物レンズを移動できる範囲が比較的狭
い。ところが、大口径の映写対物レンズは装置全体のサ
イズを大きくし、製造コストも高くなる」との記載もあ
る。

【０００６】上記のような製造工程、製造装置の問題点
を解決するための手段の一つは、成形が比較的容易な樹
脂材料により製作することにあるが、熱可塑性樹脂を材
料とする通常の射出成形品や圧縮成形品の場合は、成形
収縮が極めて大きいという熱可塑性樹脂の本来の性質
上、反りやヒケ、あるいは金型からの形状（曲面）転写
不良が発生するため、投射レンズ、特に斜め投射時の台
形歪みを補正する機能も有する投射レンズとして用い
て、高精細な画質を獲得できるような大型（大面積かつ
厚肉）で高い形状精度を有する成型品を得ることはでき
なかった。

【０００７】また、エポキシ系、ジアクリレート系等の
熱あるいは光による硬化性樹脂を材料とする場合は、硬
化収縮が５〜２０vol％発生するため、収縮による変形
等が発生し、反射面に歪みを生じ、やはり高精細な画質
を獲得できるような大型（大面積かつ厚肉）で高い形状
精度を有する投射レンズを形成することはできなかっ
た。

【０００８】さらに硬化性樹脂の硬化時間あるいは初期
硬化後のアニール処理（硬化促進、架橋密度向上、残留
応力緩和）に数時間〜数十時間という長時間を要するた
め、やはり大量生産に適さないとの問題点があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み、鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂を用いて投射レ
ンズを製作する際に、特定の物性値を特定の範囲にコン
トロールすることにより高精度かつ歪みの少ない反射面
が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明の要旨は、（１）所定の曲面に形成された樹脂基材の表面に反射層
を設けた投射レンズの製造方法であって、レンズの曲面
部分における、樹脂基材の光学機能面に対して垂直方向
よりの入射光に対する単位厚さあたりの面内複屈折位相
差の平均値を、光学機能面の面積の少なくとも６０％の
領域において、３０ｎｍ／ｍｍ以下の樹脂基材を成型
し、該樹脂基材の曲面部分に金属反射膜を蒸着すること
を特徴とする投射レンズの製造方法に存する。

【００１１】また以下の点もその態様の一つとする。（２）樹脂基材をＴｇ≧７０℃で、６０℃９０ＲＨ％に
おける飽和吸水率が１％未満の非晶質熱可塑性樹脂を主
成分とする樹脂組成物を用いて成形することを特徴とす
る上記（１）に記載の投射レンズの製造方法。（３）反射層を厚さ１２００〜３０００Åのアルミ蒸着
膜で形成することを特徴とする上記（１）又は（２）に
記載の投射レンズの製造方法。（４）反射層の上に１００〜１０００Åの厚さの金属酸
化物膜からなる透明保護層を形成することを特徴とする
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の投射レンズの
製造方法。（５）樹脂基材と反射層との間に３０〜１０００Åの厚
さのＳｉＯｘ、ＡＬ２Ｏ３又はＣｒを含有する層を設け
ることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに
記載の投射レンズの製造方法。（６）面内複屈折位相差が３０ｎｍ／ｍｍ以下の樹脂基
材を成形する方法が、原料樹脂を鏡面金型と裏面金型間
に加圧状態で保持し、減圧下にＴｇより５０〜１２０℃
高い温度に加熱し、加熱状態を保持したまま大気圧近傍
まで復圧し、その後Ｔｇを通過する上下１０℃の範囲に
おいて成型品の単位厚さあたり３０℃／分・ｍｍより遅
い冷却速度で冷却する方法であることを特徴とする上記
（１）乃至（５）のいずれかに記載の投射レンズの製造
方法。（７）面内複屈折位相差が３０ｎｍ／ｍｍ以下の樹脂基
材を成形する方法が、原料樹脂を鏡面金型と裏面金型間
に加圧状態で保持し、減圧下にＴｇより５０〜１２０℃
高い温度に加熱し、加熱状態を保持したまま大気圧近傍
まで復圧し、その後Ｔｇを通過する上下１０℃の範囲に
おいて成型品の単位厚さあたり３０℃／分・ｍｍより遅
い冷却速度で冷却する方法であって、冷却開始後、Ｔｇ
ー１０℃まで冷却される間、成型品に負荷される圧力が
成型品の面積あたり１〜１００００ｋＰａの範囲にある
ことを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれかに記
載の投射レンズの製造方法。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法の詳細を説明す
る。本発明の方法で製造される投射レンズの基材を構成
する樹脂としては、通常の熱可塑性樹脂が用いられる。
具体的にはポリメチルメタクリレート等のアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート
樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポ
リエーテルサルホン樹脂、ポリスチレン、アクリル−ス
チレン共重合体等のスチロール系樹脂、環状ポリオレフ
ィン樹脂等が挙げられ、特に、非晶質の熱可塑性樹脂が
成形収縮性の少ないことから好ましい。

【００１３】非晶性の評価については、例えば日刊工業
新聞社より発行されている “ポリカーボネートハンドブック”初版の１７１ページ
に赤外吸収ピーク値より非晶部の密度と結晶部の密度を
推定し、成形品の密度より結晶化度を求める方法が紹介
されている。この“密度法”によって求めた結晶化度が
２０％以下、より望ましくは１５％以下、最も望ましく
は１０％以下の非晶性成形品であることが好ましい。

【００１４】より具体的にはポリカーボネート樹脂を用
いるのが、成形性、強度、経済性（材料コスト）等を兼
ね備えるので好ましい。ポリカーボネートを用いる場合
についてさらに具体的に説明する。本発明方法に用いる
ポリカーボネートの好ましい分子量は粘度平均分子量で
１８０００〜２５０００程度、より好ましくは２０００
０〜２３０００である。

【００１５】分子量が１８０００を下回ると、成形板に
ヒートショック（使用時に加温と冷却が繰り返しあるい
は急激に行われる状態）が加わった際、割れてしまうこ
とがある。また、分子量が１８０００を下回ると、本発
明方法の投射レンズは後述するように、その用途上、分
厚い大型成形品を作成するのが目的の一つであるため、
主として成型時の金型取り出し後の冷却時に、内部と表
面との温度差により体積歪みが発生し割れる場合もあ
る。

【００１６】ポリカーボネートの分子量が２４０００を
上回ると、粘度が高すぎるため、熱劣化を引き起こさな
いような低い成形温度では、鏡面を精密に転写させるた
め、あるいは成形品の反り・変形を抑制するための分子
鎖の配向緩和が不十分となったり、成形時間が長くなり
工業的に不利になる。粘度平均分子量の測定方法は以下
の通りである。ウベローデ型キャピラリー粘度計を用い
て、塩化メチレン中２０℃の極限粘度［η］を測定し、
以下の式により粘度平均分子量（Ｍｖ）を求める。［η］＝１．２３×１０^-4×（Ｍｖ）Ｅ０．８３本発明方法に用いるポリカーボネートは末端ＯＨ（水酸
基）の量が７００ｐｐｍ未満であることが望ましく、よ
り好ましくは５００ｐｐｍ未満、特には３５０ｐｐｍ未
満が好ましい。

【００１７】末端ＯＨ量が７００ｐｐｍを越えると熱プ
レス処理後にポリカーボネート樹脂と金型鏡面との密着
性が強固となり、成型品を金型から離型する際に離型が
難しくなるという問題が生ずる場合がある。末端ＯＨ量
の定量方法は以下の通りである。四塩化チタン／酢酸法
（ＭａｋｒｏｍｏｌＣｈｅｍ，８８，２１５（１９６
５）により、比色定量を行う。

【００１８】ポリカーボネートを用いて本発明方法の投
射レンズを成形する際の添加剤としては、離型剤、熱安
定剤を用いるのが好ましい。離型剤としては、例えばグ
リセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、
プロピレングリコール脂肪酸エステル、高級アルコール
脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル系（全エステル化
物、部分エステル化物）、シリコン系のもの等が挙げら
れる。その使用量は原料樹脂に対し３０〜５００ｐｐｍ
が好ましく、８０〜３００ｐｐｍがより好ましく、１０
０〜２００ｐｐｍであることが最も好ましい。

【００１９】離型剤は成型時、金型との界面に偏析し成
形品の金型からの剥離を容易ならしめる。離型剤が３０
ｐｐｍ未満では成形品の金型との剥離時に離型不良によ
る破損、変形、表面ダメージの発生等の問題が生ずる場
合がある。５００ｐｐｍを越えると、基材表面に反射層
をスパッタリング等で形成する際に形成した反射層の密
着性、耐久性に問題が発生する場合がある。

【００２０】具体的には、初期、あるいは経時で離型剤
が成形品と反射膜との界面にブリードアウトし、反射膜
が剥がれる等の問題を生ずる場合がある。離型剤として
は、上述の中でも、グリセリンエステル系の離型剤を用
いることが好ましく、この使用量は原料樹脂に対し５
０〜２００ｐｐｍ程度、好ましくは１００〜２００ｐｐ
ｍ程度である。

【００２１】熱安定剤としては、具体的には、例えば、
２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２、６−ジ
−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシメチルフェノール、２，
６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，４，
６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、ブチル化ヒドロキシ
アニソール、シクロヘキシルフェノール、スチレン化フ
ェノール、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、ｎ
−オクタデシル−３−（３’、５’−ジ−ｔ−ブチル−
４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２’
−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノー
ル）、４，４’−イソプロピリデンビスフェノール、
４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェ
ノール）、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）
シクロヘキサン、２，２’−チオビス（４−メチル−６
−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２’
−メチル−４’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチルフェニ
ル）ブタン等のフェノール系化合物、アルドール−α−
ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、フェ
ニル−β−ナフチルアミン、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−ｐ
−フェニレンジアミン、１，２−ジヒドロ−２，２，４
−トリメチルキノリン等のアミン系ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジ
プロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート等
の硫黄系化合物トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホス
ファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス
（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（モノ及びジ
−ノニルフェニル）ホスファイト、４，４’−ブチリデ
ンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェニル）−ジト
リデシルホスファイト、ジステアリルペンタエリスリト
ールジホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイ
ト、及びトリオクタデシルホスファイト、ｏ−シクロヘ
キシルフェニルホスファイト、ジイソデシルペンタエリ
スリトールジホスファイト、ジノニルフェニルペンタエ
リスリトールジホスファイト、テトラフェニルジプロピ
レングリコールジホスファイト、トリス（２、４−ジ−
ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、４、４’−イソプ
ロピリデンジフェニルテトラアルキルホスファイト、
４、４’−イソプロピリデンビス（３−メチル−６−ｔ
−ブチルフェニル）−ジトリデシルホスファイト、１、
１、３−トリス（２’−メチル−４’−ジトリデシルホ
スファイト、１、１、３−トリス（２’−メチル−４’
−ジトリデシルホスファイト−５’−ｔ−ブチルフェニ
ル）ブタン、ポリ（ジプロピレングリコール）フェニル
ホスファイト等のリン系化合物、９、１０−ジヒドロ−
９−オキサ−１０−ホスフェナントレン−１０−オキシ
ド、１０−デシロキシ−９、１０−ジヒドロ−９−オキ
サ−１０−ホスファフェナントレン、１０−（３’、
５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−
９、１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェ
ナントレン−１０−オキシド等のホスファフェナントレ
ン系化合物が挙げられる。

【００２２】熱安定剤の使用量は原料樹脂に対し１００
〜１０００ｐｐｍが好ましく、３００〜８００ｐｐｍが
より好ましい。熱安定剤は、ポリカーボネート樹脂の分
解を防ぎ、結果として金型からの剥離を容易ならしめ
る。熱安定剤の添加量が１００ｐｐｍよりも少ない場
合、成形時の樹脂の酸化防止効果が低く、酸化された樹
脂等が金型との密着性を上げ、成型品と金型との離型に
問題を生ずる場合がある。

【００２３】また１０００ｐｐｍよりも多い場合、酸化
防止効果が飽和して改善効果の向上が望めないばかり
か、高濃度に酸化防止剤が存在する場合、ポリカーボネ
ートの加水分解触媒として作用するため、ポリカーボネ
ート樹脂が分解し、ポリカーボネート樹脂の分子鎖末端
にフェノール性ＯＨが発生する。フェノール性ＯＨは金
型鏡面と密着性が高いため前述したように成型品と金型
との離型性が悪くなり、結果として成形品表面にダメー
ジが残ったり、サイクルタイムが長くなってしまう場合
がある。

【００２４】ポリカーボネート樹脂は現在のところ最も
好適な樹脂として挙げられるが、本発明方法の投射レン
ズに使用可能な材料は、これに限られない。使用可能な
材料として考えられる樹脂は、非晶質で熱可塑性で高Ｔ
ｇ（ガラス転移温度）を有する樹脂である。非晶質が望
ましい理由は、結晶性樹脂では、結晶化の際、密度が大
きく変化する上、非晶相部分との密度差により成形品表
面に光学的に無視できないサイズ（例えば１ｍｍ四方の
エリア内に１／４波長以上の高低差を有する）の微細な
凹凸等が発生し、形状精度が低下するからである。

【００２５】熱可塑性であることの望ましい理由は、エ
ポキシ系あるいはジアクリレート、ジメタクリレート系
等の硬化性樹脂の場合は、紫外線あるいは熱による硬化
時、硬化収縮の問題が発生するためである。硬化性樹脂
の硬化収縮量は通常１０〜２０容量（ｖｏｌ）％であ
り、この体積変化が理由で形状精度、転写精度が不十分
となる。

【００２６】高Ｔｇが望ましい理由は、家庭用あるいは
オフィスデバイス用の部品として通常６０℃までの画像
を保証する必要があるからである。６０℃で光学部品の
変形が起きないためには安全を見込んで非晶性熱可塑樹
脂材料の場合、Ｔｇ≧８０℃（８０℃以上の意味）が望
ましいこととなる。ただし、これは通常使用時の室温変
動やデバイス中への熱のこもり具合から見た目安であ
り、ストーブ等の熱源付近に設置した場合を考慮する
と、さらに８０℃で変形しないこと、沸騰水の飛沫が飛
んだりすることを考慮すると、より好ましくは１００℃
で変形しないことが望ましい範囲となる。

【００２７】従って、Ｔｇは、Ｔｇ≧８０℃ 好ましく
はＴｇ≧１００℃ より好ましくはＴｇ≧１２０℃が望
ましい。更に、使用する樹脂材料として必要とされる好
ましい物性は、低吸湿性である。低吸湿性は、飽和吸水
率（ＡＳＴＭＤ５７０）にして樹脂中１ｗｔ％未満、
好ましくは０.５ｗｔ％未満の樹脂材料であることが望
ましい。

【００２８】その理由は、本発明方法の投射レンズは、
表面にアルミ等の金属からなる反射層を蒸着等により形
成して反射（投射）型のミラー光学部品として使用する
ものであり、後述するように、得ようとする成形品が光
学部品としては大型でかつ厚肉であること、金属層であ
る反射層側からは水分が吸収されることが少ない（無
い）ことを考慮すると、片面（反射層の無い側）から水
分吸収が始まり、水分吸収により膨張（膨潤）すると変
形が発生し、形状が変化して、光学部品としての光線制
御精度が低下する。これにより、例えば焦点ボケ、画像
の変形等が発生する。

【００２９】上記の低吸湿性を満たす透明材料は、ポリ
カーボネート樹脂の他、ポリエステル・カーボネート樹
脂、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン等のポリスル
ホン系樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂、ポリアリレー
ト樹脂、非極性官能基を導入し、吸湿性を抑えた特殊ア
クリル樹脂等が挙げられる。本発明方法で得る投射レン
ズは光学製品としては比較的大型の製品である。言うま
でもなく、大型（大面積かつ肉厚大）の光学製品の方
が、小さな光学部品より、光学的歪みの防止が難しく、
より困難な成形となる。

【００３０】本発明方法で得ようとする投射レンズの具
体的大きさを例示すると、平面面積が１５０ｃｍ²以
上、平面の最小幅が１０ｃｍ以上、成形品厚さが３ｍｍ
以上のものが対象となる。さらにスクリーン面積が３０
型を越えるような大型の投写型画像デバイスにおいて
は、上記の投射レンズは形状精度が厳しく要求され、不
自然感の無い投射画像を得るためには、レンズ上の一画
素領域内での面に対して垂直方向の形状誤差が±サブミ
クロン以下であることが望ましい。これを越えるような
形状誤差がある場合は、スクリーン上の画素が本来の形
状から歪んだり、甚だしい場合は幾つかに分裂してスク
リーン上に結像する。通常２０倍程度に拡大して３０型
以上の大画面に投射するタイプの大型レンズにおいて
は、そのレンズ上での一画素の大きさは数ｍｍ〜１ｃｍ
程度の幅を有する。

【００３１】さらに光学機能面全体での形状誤差が±８
０μ、より好ましくは±５０μ、さらに好ましくは±３
０μ以下であることが望ましい。反り、ヒケ等により光
学機能面全体として、上記の範囲を逸脱する場合は、画
像が垂れたり歪んだりして不自然に見える。上述の樹脂
を用いて、特定の条件を満足するように成形することに
より、このような大型の投射レンズの基材が得られる。

【００３２】その特定の条件とは、上記の原料樹脂を加
熱溶融して所定の曲面に形成された所定形状のキャビテ
ィを有する金型に導入し、冷却固化させて成型品（基
材）とする際、レンズの曲面部分（光学機能面）におけ
る、樹脂基材の光学機能面に対して垂直方向よりの入射
光に対する単位厚さあたりの面内複屈折位相差の平均値
を、光学機能面の面積の中央部分を含む少なくとも６０
％以上、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは
少なくとも８０％の領域において、３０ｎｍ／ｍｍ以
下、好ましくは２０ｎｍ／ｍｍ以下、より好ましくは１
０ｎｍ／ｍｍ以下、最も好ましくは５ｎｍ／ｍｍ以下と
することにある。

【００３３】光学機能面とは光学的に歪みがあっては困
る部分で、光学部品本来の役目をなす部分（面）であ
る。製造上、光学機能面の周囲に光学機能を果たす必要
のない部分を形成する場合が有るが、そのような縁部分
は含まない。また、光学機能面の中央部分とは平面的に
見た中心部を云う。光学機能面の中央部分を含む少なく
とも６０％の面内複屈折位相差を上記の範囲に有るよう
に形成することにより、所望の投射レンズが得られる。

【００３４】このような基材を得るための具体的方法を
ポリカーボネートの場合を主な例として説明する。図
１、図２は本発明方法の投射レンズを成形するのに用い
る金型の一例の縦断面図である。図中、１は鏡面金型、
２はヒーター、３は周枠、４は裏面金型、５はヒータ
ー、６，７は冷却装置、８は荷重、９は減圧加熱槽、１
０は樹脂基板をそれぞれ示す。

【００３５】ポリカーボネート樹脂等の基材用原料樹脂
は減圧乾燥機等で乾燥しておくのが良い。原料樹脂中に
水分が残っていると、発泡や基材の変形の原因となるこ
とがあるためである。乾燥条件としては、８０〜１２０
℃で３〜６時間程度、減圧乾燥を実施すればよく、水分
量で言えば、樹脂中の水分が２００ｐｐｍ以下程度にな
れば良い。

【００３６】原料樹脂としては粉末状、ペレット状、板
状（プリプレグ）等任意の形状のものが用いうるが、最
終成形体と類似の形状のプリプレグを用いることが、金
型中で原料樹脂を均一にかつ迅速に加熱する上で好まし
い。プリプレグを用いる場合には、最終成型品の厚さよ
り５〜２０％程度厚いプリプレグを用いるのが成型上好
ましい。

【００３７】同時に金型へのセットの簡便性を考え、面
方向の寸法は最終成型品の面方向の寸法に対し、前方向
で３〜２０％程度小さいことが望ましい。また、プリプ
レグの重量は、最終成型品と同一か１０％程度まで重い
ことが望ましく、最終成型品よりも重い場合は、余分な
樹脂量はバリもしくは凸部として成形後に除去されるこ
ととなる。

【００３８】本発明方法の投射レンズを製造する工程の
一例につき説明する。冷却装置６の上にヒーター２、鏡
面金型１を配置し、鏡面金型１の周囲に周枠３を配置す
る。これらの成形装置を減圧加熱槽９内に置き、ヒータ
ー２の設定温度を１７０℃とし装置を３０分程度（通常
１０〜６０分程度）装置全体がほぼ均一な温度になるま
で予熱する。

【００３９】金型１の表面は樹脂材料のＴｇ〜Ｔｇ−３
０℃付近、例えばポリカーボネート樹脂の場合には１２
０〜１５０℃程度まで予熱されればよい。予熱完了後、
この上に基材１０を形成する樹脂（ポリカーボネート
等）のプリプレグを置くか、またはペレット等を全体が
ほぼ均一の厚みとなるように敷き詰める。プリプレグを
用いるのが好ましく、プリプレグは得ようとするレンズ
の厚さより３〜２０％程度厚くされているものが好まし
い。

【００４０】投射レンズは反り・変形を防止するため、
全体がほぼ同じ厚さ、すなわち、投射レンズの反射面部
分における樹脂基材の厚みが、樹脂基材の平均厚さの±
５０％以内の厚さとされていることが望ましい。製品中
の厚さが大きく異なる場合は、冷却時の収縮応力に偏り
が発生するため、反りや変形が発生することが多い。ま
た、レンズの周囲に補強のためリブを設けることも考え
られるが、この場合はリブの設けられた部分の厚さは平
均厚さの計算には算入しない。

【００４１】ペレットを用いて金型に敷き詰める場合の
量は、目的とする成形品の重量と同程度とすることが望
ましい。上記状態で減圧を開始する。減圧度は大気圧に
対し、−６０ｋＰａ〜−１０２ｋＰａ程度である。この
減圧度は−６０ｋＰａ以下であることが望ましく、より
好ましくは、−９３ｋＰａ以下である。−６０ｋＰａよ
りも高いと成形品内部に気泡が閉じこめられ成形品全体
の形状・反りが雰囲気温度によって変化し、光学部品と
しての精度が低下する恐れがある。

【００４２】また、成形品の端部、具体的には例えば成
型品の周囲に設けた外部機器に取り付けるための舌片状
の取り付け部等、の先端部へ樹脂が十分に充填せず、端
部の欠けた成形品となる場合がある。上記減圧度及び樹
脂材料のＴｇ＋３０〜１００℃程度の温度で１０〜４０
分程度保持し、十分に内部が溶融された状態で、一度大
気圧まで復圧の上、今度は裏面金型４、ヒーター５、冷
却装置７を配置する。

【００４３】この状態で１０〜５０Ｋｇの荷重８を載せ
る。裏面金型４を含め総重量は約２０〜６０Ｋｇとな
る。成形品に対するプレス圧力は約４ｋＰａである。裏
面金型４を被せて荷重８を載せることにより、裏面形状
を形成する。裏面形状に凹凸が発生したり、泡を噛み込
んだ場合は、各部の厚さのバラつきとなるため、上述の
通り形状精度が出ない。

【００４４】適正な圧力範囲は、１〜１００００ｋＰａ
の範囲、好ましくは２〜２０００ｋＰａ。より好ましく
は４〜１０００ｋＰａが望ましい。この圧力未満である
と、裏面形状の形成が不十分であり、この圧力を越える
と分子鎖の配向緩和が不十分であるため、成形品に反り
や変形が発生する場合がある。

【００４５】減圧加熱槽９を使っているため、一度復圧
して手が入るようにしてフタを被せるが、装置的に可能
なら、復圧することなくは裏面金型４、ヒーター５、冷
却装置７を被せてプレス処理できるようにするのが良
い。裏面金型４、ヒーター５、冷却装置７と荷重８をか
け、再度減圧とし、温度コントロールする。この際、減
圧度は−６０ｋＰａ以下に制御するのがよい。

【００４６】この減圧度については、やはり−６０ｋＰ
ａ以下、より好ましくは−９３ｋＰａ以下にコントロー
ルするが、上述のステップよりも内部が高温状態となる
ため、より減圧度を強める（低い圧力とする）ことがよ
り好ましい。加熱温度は樹脂基板１０を構成する原料樹
脂のＴｇより５０〜１２０℃高温とするのが良い。原料
樹脂のＴｇより７０〜１００℃高温とするのがより好ま
しく、Ｔｇより８０〜９０℃高温とするのが最も好まし
い。

【００４７】この温度よりも高いと、たとえ不活性ガス
雰囲気下であっても樹脂が熱劣化を起こし、原料樹脂の
分子鎖の分解が進み、末端ＯＨ基が増加し、金型からの
離型不良となり、成形品表面へのダメージが発生する場
合が考えられる。加熱保持する時間は、１〜６０分、好
ましくは５〜４０分、より好ましくは１０〜３０分が望
ましい。この時間を越える場合は、サイクルタイムが長
くなり工業化の適性が減少する。

【００４８】なお、加熱開始後、１０分〜６０分間程度
の間、ヒーター２，５のうち下側となるヒーター２を上
側となるヒーター５よりも２０〜１２０℃程度高温にコ
ントロールするのが良く、このようにすることにより、
樹脂基板１０の内部、特に鏡面金型１の鏡面側に気泡を
滞留させない効果が期待される。最終的にはＴｇより５
０〜１２０℃程度高い温度であってほぼ同じ温度ににヒ
ーター２，５をコントロールし、５分〜３０分程度保持
する。

【００４９】次いで、減圧状態から加熱状態のまま、不
活性ガスを減圧加熱槽９に導入し、大気圧付近まで復圧
する。この復圧工程後、冷却を開始する段階で、所望の
レンズの曲面部分における、樹脂基材の光学機能面に対
して垂直方向よりの入射光に対する単位厚さあたりの面
内複屈折位相差の平均値を、光学機能面の面積の少なく
とも６０％以上の領域において、３０ｎｍ／ｍｍ以下と
なるように成形することになる。

【００５０】基材の成形に当たり、基材樹脂に着色剤、
充填剤等を混入し、基材が着色したり不透明となって複
屈折の測定が困難となる場合が考えられる。この場合、
例えば基材が染料等により着色している場合には、測定
波長を可視光領域内で変更して基材の透明度が高くなる
波長で測定する。波長の変更はバンドフィルター等の波
長フィルターを使用して行うのが簡易である。また顔
料、カーボンブラック、充填剤等の混合により着色して
いる場合には、着色剤、充填剤等の不透明の原因となる
添加物を添加しない状態での原料樹脂を同条件で成形
し、その複屈折の値を用いることとする。

【００５１】復圧するガスは、窒素等の不活性ガスであ
ることが望ましい。ただし少々酸素を含んでいても、気
泡発生を抑制する、あるいは発生した気泡を消泡させる
効果に問題は無い。ただし、有酸素ガスは樹脂表面を酸
化劣化させるため、離型不良や成形品表面のダメージを
引き起こす場合があり、好ましくない。この観点より復
圧するのに用いる不活性ガス中の酸素濃度は１０ｖｏｌ
％未満、より好ましくは５ｖｏｌ％未満、最もこのまし
くは２ｖｏｌ％未満であることが望ましい。

【００５２】復圧後、樹脂内部がピーク温度（Ｔｇより
３０〜１２０℃程度高い温度、好ましくはＴｇより５０
〜１００℃高い温度）に達してから１０〜４０分程度こ
の温度に保持した後、冷却動作に入る。ここで配向を緩
和し低復屈折を得る。冷却水等の冷却媒体を冷却装置
６，７に流し、ヒーター２，５の設定をＴｇ〜Ｔｇ
＋３０℃程度まで下げ、この温度で１０〜４０分程度保
持する。

【００５３】この状態で１０〜４０分保持した後、ヒー
ター２，５の設定をまえの設定温度より１０〜５０℃下
げ１０〜４０分程度保持し、さらに１０〜４０分かけて
１２０℃までヒーター熱板の温度を下げる。このよう
に、極めてゆっくりと温度を下げてくる。成形品の冷却
は上述のように、０．５〜５℃／分程度の冷却速度で徐
々に冷却される。

【００５４】冷却速度については、Ｔｇを通過する時
点、好ましくはＴｇの上下１０℃、より好ましくは上下
１５℃の範囲において成形品表面が（３０（℃／分））
／（成形品平均厚（ｍｍ））以下の冷却速度であること
が望ましく、これは好ましくは（２０（℃／分））／
（成形品平均厚（ｍｍ））以下より好ましくは（１０
（℃／分））／（成形品平均厚（ｍｍ））以下、最も好
ましくは（５（℃／分））／（成形品平均厚（ｍｍ））
以下であることが望ましい。

【００５５】この冷却速度よりも冷却が速い場合は、内
部に温度分布、さらにそれに伴う内部応力さらには配向
再形成が生じ、反りや変形、ヒケが発生して形状精度が
低下する。これは厚肉で、大型の成型品であるほど顕著
である。なおＴｇ近傍での冷却が特に重要である理由
は、Ｔｇ通過時の樹脂の体積変化が極めて大きく、さら
にＴｇを下回ると分子鎖の動きが固定されることから、
反り、変形、ヒケ等の形状精度に与える影響が特に大き
いからである。

【００５６】この冷却時の圧力は大きすぎると配向が緩
和されにくいので、成型品の面積当たり１〜１００００
ｋＰａの範囲、好ましくは２〜２０００ｋＰａ、より好
ましくは４〜１０００ｋＰａが望ましい。圧力が低すぎ
ると鏡面転写が不十分となる場合がある。一方、この冷
却速度、と冷却時の圧力を旨くコントロールすれば、射
出成形機を用いての成形も可能である。勿論、金型に、
精密な制御が可能な加熱装置、冷却装置、圧力制御装置
等の設置が必要となろう。

【００５７】このようにしてゆっくりと所定圧力下に冷
却された基材は金型から取り出される。金型から取り出
された基材の表面には金属蒸着膜等からなる反射層が設
けられる。蒸着とは狭義の蒸着ではなく、スパッタ、反
応性スパッタ、イオンプレーティング等を含む広義を意
味する。

【００５８】蒸着される金属としては、アルミニウム
（ＡＬ）、銀（Ａｇ）等が考えられるが、アルミニウム
やその合金が可視領域での反射率、耐久性、コストの点
から好適に用いられる。通常、蒸着を行う前に基材を洗
浄する。洗浄する理由は表面に付着した油脂分、添加剤
ブリード物を除去し、反射蒸着膜形成後にシミ・曇り等
の欠陥の無い外観を得ると共に、反射膜の密着性を向上
させることにある。

【００５９】洗浄方法の一例を示せば、以下の通りであ
る。常温でフロン液に１０〜１２０秒間程度浸漬後、す
ぐに取り出し、蒸着装置に入れる。浸漬時間が長過ぎた
り、温度が高過ぎる場合は、ポリカボネート樹脂の場
合、成形品表面にクラック、クレーズ等のダメージが発
生し易い。

【００６０】他の洗浄方法の一例としては、例えば、常
温のエタノール中に１〜３０分程度浸漬、さらに界面活
性剤を０．１ｐｐｍ程度含有する３０〜６０℃程度の温
水で３〜３０分間超音波洗浄を加える方法等が挙げられ
る。洗浄槽から出した後、純水で良くすすぎ、減圧乾燥
炉内で５０〜１２０℃程度の温度で１〜６時間程度乾燥
する。

【００６１】蒸着処理の一例を挙げる。基材の洗浄処理
後、成形品を真空蒸着槽内に入れ、１０〜６０分程度減
圧下に保持し成形品を十分に乾燥させた後、真空度を上
げる。真空度は１×１０^-4〜１×１０^-6ｋＰａまで引い
ている状態で、成形品の鏡面側に順にクロム（Ｃｒ）を
３０〜１０００Å、ＡＬを８００〜４０００Å、酸化珪
素（ＳｉＯ２又はＳｉＯｘ）を２００〜１０００Åとな
るよう蒸着する。基材の予熱は特には実施しなくてもよ
い。

【００６２】なお、蒸着膜の密着性を向上させるために
は、下地層はＳｉＯｘよりも酸化アルミニウム（ＡＬ２
Ｏ３）やＣｒ等を用いることが望ましく、特にＣｒを下
地層とすることが好ましい。またこの下地層の厚さに
ついては３０Å〜１０００Åが好ましく、１００〜５０
０Åがより好ましい。この範囲よりも厚いと樹脂基材と
の線膨張係数の差より蒸着膜にクラックが入ったり、剥
離が発生し易くなる。またこの範囲よりも薄いと、蒸着
膜側から内部への水分遮断効果が不十分で高温高湿試験
後の膜剥離が発生し易くなる。

【００６３】本成形品の非球面側には、反射膜が形成さ
れるが、反射膜の残留応力あるいは、樹脂材料との線膨
張係数の違いによる反りを抑制するため、反射膜はアル
ミ蒸着膜で１０００Å〜３０００Åの厚さであることが
望ましい。その厚さが８００Å未満では反射率が７０％
を下回って光源の利用効率が低下し、また４０００Åを
越えるとアルミ蒸着膜内の残留応力及びあるいは樹脂基
材との線膨張係数差とにより反射膜にクラックが入った
り、あるいは剥離したり、あるいはミラー全体に反り等
の変形が発生するので好ましくない。

【００６４】上記の観点よりアルミ蒸着膜の厚さはより
好ましくは１０００〜３０００Å、さらに好ましくは１
５００Å〜２５００Åであることがより望ましい。ＡＬ
反射層の上にはＡＬ膜の酸化劣化を防ぐためにＳＩＯｘ
膜等の保護層を形成するのが良い。ＳＩＯｘ膜の厚さは
１００〜１０００Å、好ましくは２００〜８００Å、よ
り好ましくは４００Å〜６００Å程度であることが好ま
しい。

【００６５】保護層が厚すぎると、基材との線膨張係数
の差より蒸着膜にクラックが入ったり、剥離が発生し易
くなる。また保護層が薄すぎると、保護層側から内部へ
の酸素等の遮断効果が不十分でＡＬの腐食が発生し易く
なる。可視光領域での反射率はできるだけ高いことが望
ましいが、光源の光量を有効利用するとの観点で可視領
域の平均値で７０％以上であることが望ましく、８０％
以上がより好ましく、さらに９０％以上が最も好まし
い。なおアルミの理論反射率は可視領域の平均値で約９
３％である。

【００６６】本発明方法の樹脂製非球面ミラーは、液晶
プロジェクター、ＤＬＰプロジェクター等の投射デバイ
スに使用するミラー型の透明熱可塑樹脂基材製・非球面
投射レンズであって、平面面積が１５０ｃｍ²以上、平
面の最小幅が１０ｃｍ以上のサイズを有し、成形品の平
均厚さが３ｍｍ以上である成形品ミラーにおいて、レン
ズの曲面部分における、樹脂基材の光学機能面に対して
垂直方向よりの入射光に対する単位厚さあたりの面内複
屈折位相差の平均値を、光学機能面の面積の中央部分を
含む少なくとも６０％以上の領域において、３０ｎｍ／
ｍｍ以下とし、該曲面部分に金属反射膜及び透明保護膜
を順次形成したことを特徴とする投射レンズである。

【００６７】なお、複屈折位相差の測定にあたっては、
表面にキズや微細な凹凸が存在すると光が散乱され、測
定結果に影響を与えることがあるので、基材の屈折率と
同じ屈折率に調整され、かつ基材樹脂を常温短時間では
犯さない屈折率調整液を表面に塗布もしくは、屈折率調
整液内に浸漬させて測定する等の工夫が有効である。ま
た樹脂基材に染料等が入って着色している場合には、複
屈折位相差の測定波長を透過率の高い領域に可視領域内
でシフトさせる等して測定することが有効である。

【００６８】被測定基材を平行ニコル状態に設置した２
枚の偏光子内に配置し、被測定基材を回転させた時の光
線透過率の変化より複屈折位相差を測定するタイプの複
屈折測定器であれば、被測定基材の透過率が１０％程度
以上あれば測定可能性がある。被測定基材の光線透過率
が１０％を下回る場合は、着色原因となる染料、顔料、
カーボンブラック等の着色剤を添加せず、同一材料・条
件で成形した基材について評価する。

【００６９】また、成型品表面に金属蒸着膜、誘電体蒸
着膜等が形成されている場合には酸、アルカリ溶液等に
より溶解、除去してから評価する。平面面積が１５０ｃ
ｍ²以上、最小幅が１０ｃｍ以上である高形状精度光学
部品においては、樹脂材料製の場合、最低でも厚さが２
ｍｍ以上無いと自己支持性が不足するため、デバイス内
で目標とする形状精度を達成することが困難となる。

【００７０】好ましくは３ｍｍ厚以上、さらに好ましく
は４ｍｍ厚以上、最も好ましくは５ｍｍ厚以上であるこ
とが望ましい。なお本発明方法の樹脂製ミラーは、液晶
リアプロジェクター、ＤＬＰリアプロジェクター等のリ
アプロジェクター・デバイスに関わらず、高精度な面形
状を必要とされる大型の非球面ミラーが必要なデバイ
ス、例えばウインドーディスプレー等に幅広く応用する
ことができる。

【００７１】本発明方法の投射レンズは、軽量、安価に
もかかわらず高形状精度であり、特にスクリーンに対し
て垂直方向では無く、斜め方向、特に斜め下方より投射
する投射デバイスに組み込まれて、台形歪み等の補正、
さらに歪み・変形の無い高精細な画像を投射することが
でき、その光学系内での位置調整が容易である大型投射
レンズに関する。

【００７２】なお、この斜め方向、特に斜め下方に投射
機を配置する目的は、主としてスペースの節約、投射機
及びスクリーン配置の自由度確保にある。例えばリアプ
ロジェクション・テレビの薄型化、フロント・プロジェ
クターにおける投射機のプレゼンテーター手許への配置
（従来はスクリーンに対して鉛直に投射する必要があっ
たため、投射機は天井つり下げ、あるいは、高所の脚立
上への設置が必要であった）、ウインドー・ディスプレ
ーや３Ｄディスプレーにおいて目立たない場所に投射機
を配置する際に有効である。

【００７３】

【実施例１】図１、２に示す構造の金型を用いて投射レ
ンズを製造した。樹脂材料として、粘度平均分子量１５
０００、Ｔｇ＝１４８℃（ＤＳＣ法）のポリカーボネー
ト樹脂を使用した。本樹脂の飽和吸水率は０．３ｗｔ％
（ＡＳＴＭＤ５７０）であった。これを乾燥して用い
た。

【００７４】まず下記式（１）に示す曲面を有し、非球
面中心から４０ｍｍの位置を底辺とする平面投影寸法２
５ｃｍ角の非球面金型の鏡面金型１（スタンパー）を製
作した。このスタンパーに対し、ちょうど樹脂成形品の
平均厚さが１０ｍｍとなるように相対して挟み込む裏面
金型４（上蓋金型）を製作し、鏡面金型１とこの裏面金
型４を分解可能な金属製（アルミニウム製）周枠３で囲
めるようにした。

【００７５】この内部に６５０ｇの樹脂ペレットを充填
し、枠まで含めて組み上げた上で（以下、金型組み上げ
物ということがある）、これらをヒーター２，５、冷却
装置６，７に挟み、全体を減圧加熱槽９に入れて、−７
０ｋＰａまで減圧した。その後ヒーター２，５に通電
し、２４０℃まで昇温した。次いで、加熱状態を保ちつ
つ窒素ガスを減圧加熱槽９に導入して１０分掛けて大気
圧まで復圧（圧力を戻す）した。

【００７６】復圧後樹脂成型品面積当たり４．５ｋＰａ
の荷重を掛けた。通電後３０分経過後ヒーターは下側の
ヒーター２を２４０℃、上側のヒーター５を２４０℃に
設定し３０分間保持した。この状態で冷却装置６，７に
水を流量を調整しながら流して冷却しながら、ヒーター
２，５を１６０℃として５０分保持、次に、ヒーター
２，５を１４０℃とし３０分保持、またヒーター２，５
を１１０℃とし３０分保持してゆっくりと冷却した。計
算では、Ｔｇを通過する時点の冷却速度は０．７℃／分
であった。

【００７７】１００℃まで３℃／分で降温させ、減圧加
熱槽９を開放し、金型組み上げ物を取り出し、周枠３、
金型１，４を分解、離型させて内部の樹脂基板１０を取
り出した。

【００７８】

【数１】

【００７９】（ｃ＝１／ｒ，ｃ：曲率，ｒ
：半径，ｋ：円錐率，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは係
数） r = -１６０ k = -8.0 A = 7.0E-9 B = -9.0E-14 C = 6.5E-19 D = -2.0E-24 なお、座標設定は図３の通りとした。

【００８０】投射レンズの反射面部分における樹脂基材
の厚みは、平均厚さが１０ｍｍであり、最大厚さ１２ｍ
ｍ、最小厚さ８ｍｍであった。さらにこの成形品につい
て、波長５９０ｎｍにおける複屈折位相差を光学機能面
の全面（約３００μ角の分割セルごと）において測定し
た。複屈折位相差の測定には、王子計測機器株式会社の
ＫＯＢＲＡ−ＣＣＤ／Ｘを使用し、測定は約３００μ角
の分割セルごとに実施し、この測定値を処理することに
よって評価した。

【００８１】測定に当たっては、基材表面の微細な凹凸
やキズによる光の散乱の影響をキャンセルするため、基
材と同じ屈折率に調整した屈折率調整液を気泡が入らな
いように表面に塗布して測定した。この分割セルごとの
測定値について、低い方から７５％の測定値の平均値を
求めたところ５０ｎｍであった。従って単位厚さあたり
の複屈折位相差は５ｎｍ／ｍｍであった。

【００８２】この成形品の表面をエタノール、さらに界
面活性剤入りの温水で良く洗浄の上、乾燥後、その面上
に、Ｃｒ／ＡＬ／ＳｉＯｘを１００Å／１５００Å／４
００Åの厚さで蒸着した。可視光の反射率は反射分光光
度計で測定するが、曲面では正確に測定できないため、
上記と同様のプロセスで製作した同じ厚さの平板上蒸着
層を形成し、その反射膜について測定したところ、平均
で８０％であった。

【００８３】このミラーに画素数１００万の画像を投射
し、さらに１００ｃｍ×７６ｃｍ角のスクリーンに斜め
下方より投射したところ、歪み、変形を意識させない良
好な画像を得ることができた。なお、投射倍率は面積倍
率で約２０倍であった。本光学系は、例えば斜め下方よ
り投射する方式のリアプロジェクション・テレビ、ある
いはウインドー・ディスプレーとして好適に使用可能で
ある。

【００８４】

【実施例２】実施例１で用いたペレットに替えて厚さ１
２ｍｍ幅２４０ｍｍ長さ２４０ｍｍのプリプレグ
（予め板状に成形した予備成形体を云う）を用い、実施
例１と同様に成形を行った。ただし、加熱開始後、３０
分間程度の間、ヒーター２を２５０℃、ヒーター５を２
４０℃とし、下側となるヒーター２を上側となるヒータ
ー５よりも１０℃程度高温にコントロールした。

【００８５】複圧後の加熱時間を１０分短く、また１６
０℃までの冷却時間を１０分短縮したが、実施例１と同
等のレンズが得られた。

【００８６】

【実施例３】材料として、Ｔｇ＝１４３℃（ＤＳＣ法）
の非晶質ポリオレフィン樹脂（ＪＳＲ社ＡＲＴＯＮ―
Ｄ）を使用した。本樹脂の飽和吸水率は０．２重量％
（ＡＳＴＭＤ５７０）であった。実施例１と同様にし
て加熱プレス成形を実施し、成形品を得た。単位厚さあ
たりの複屈折位相差は５ｎｍ／ｍｍであった。

【００８７】投射レンズの反射面部分における樹脂基材
の厚みは、平均厚さが１０ｍｍであり、最大厚さ１２ｍ
ｍ、最小厚さ８ｍｍであった。この成形品の表面をエタ
ノール、さらに界面活性剤入りの温水で良く洗浄の上、
乾燥後、その面上に、Ｃｒ／ＡＬ／ＳｉＯｘを１００Å
／１５００Å／４００Åの厚さで蒸着した。

【００８８】可視光の反射率は反射分光光度計で測定す
るが、曲面では正確に測定できないため、上記と同様の
プロセスで製作した同じ厚さの平板上蒸着層を形成し、
その反射膜について測定したところ、平均で８０％であ
った。このミラーに画素数１００万の画像を投射し、さ
らに１００ｃｍ×７６ｃｍ角のスクリーンに斜め下方よ
り投射したところ、歪み、変形を意識させない良好な画
像を得ることができた。

【００８９】なお、投射倍率は面積倍率で約２０倍であ
った。すなわち、実施例１とほぼ同等のレンズが得られ
た。

【００９０】

【比較例１】材料として、Ｔｇ＝９３℃（ＤＳＣ法）の
ＰＭＭＡ樹脂（三菱レイヨン製アクリペットＭＤ）を使
用した。本樹脂の飽和吸水率は１．４ｗｔ％（ASTM Ｄ
５７０）であった。実施例１の非球面プロファイルを持
ち、加熱・冷却配管を有する射出成形用金型を製作し、
ファナック社製３００ｔ射出圧縮成形機ＦＡＮＵＣＲ
ＯＢＯＳＨＯＴｉシリーズα−３００ｉＡ射出成形機に
セットした。金型温度８０℃、射出温度３３０℃、射出
圧力３００ＭＰａでこの金型に上記樹脂を射出し、その
状態で２０分保持した後、型を開き、成形品を取り出し
た。

【００９１】この成形品について、波長６５０ｎｍにお
ける複屈折位相差を有効反射面内の全面において測定し
た。複屈折位相差の測定には、王子計測機器株式会社の
ＫＯＢＲＡ−ＣＣＤ／Ｘを使用し、測定は約３００μ角
の分割セルごとに実施し、この測定値を処理することに
よって評価した。

【００９２】測定に当たっては、基材表面の微細な凹凸
やキズによる光の散乱の影響をキャンセルするため、基
材と同じ屈折率に調整した屈折率調整液を気泡が入らな
いように表面に塗布して測定した。この分割セルごとの
測定値について、低い方から６０％の測定値の平均値を
求めたところ４００ｎｍであった。従って単位厚さあた
りの複屈折位相差は４０ｎｍ／ｍｍであった。

【００９３】この成形品の非球面をエタノール、さらに
界面活性剤入りの温水で良く洗浄の上、乾燥後、その面
上に、Ｃｒ／AL／ＳｉＯｘを１００Å／１５００Å／４
００Åの厚さで蒸着した。可視光の反射率は平均で８０
％であった。このミラーを２５℃８０ＲＨ％下に４８時
間保持した後、実施例１と同じように画素数１００万の
画像を投射し、さらに１００ｃｍ×７６ｃｍ角のスクリ
ーンに斜め下方より投射したところ、中央部にヒケによ
る画像の変形、画素の形状変形、さらに基材の反りによ
り左右両肩部が垂れ下がった形状の画像の変形が観察さ
れた。

【００９４】

【比較例２】材料として、Ｔｇ＝９３℃（ＤＳＣ法）の
ＰＭＭＡ樹脂（三菱レイヨン製アクリペットＭＤ）を使
用した。本樹脂の飽和吸水率は１．４ｗｔ％（ASTM Ｄ
５７０）であった。実施例１の非球面プロファイルを持
ち、加熱・冷却配管を有する射出成形用金型を製作し、
日精樹脂製３５０ｔ射出成形機（機器ナンバー添付予
定）にセットした。金型温度２００℃、射出温度３３０
℃、射出圧力３０ＭＰａでこの金型に上記樹脂を射出
し、その後１℃／分（℃／ｍｉｎ）のペースで金型温度
が７５℃となるまで冷却し、その温度で１０ｍｉｎ保持
した後、型を開き、成形品を取り出した。

【００９５】この成形品について、波長５９０ｎｍにお
ける複屈折位相差を有効反射面内の全面において測定し
た。複屈折位相差の測定には、王子計測機器株式会社の
ＫＯＢＲＡ−ＣＣＤ／Ｘを使用し、測定は約２００μ角
の分割セルごとに実施し、この測定値を処理することに
よって評価した。

【００９６】測定に当たっては、基材表面の微細な凹凸
やキズによる光の散乱の影響をキャンセルするため、基
材と同じ屈折率に調整した屈折率調整液を気泡が入らな
いように表面に塗布して測定した。この分割セルごとの
測定値について、低い方から６０％の測定値の平均値を
求めたところ６００ｎｍであった。従って単位厚さあた
りの複屈折位相差は６０ｎｍ／ｍｍであった。

【００９７】投射レンズの反射面部分における樹脂基材
の厚みの１ｃｍ間隔格子点における５２９点測定におけ
る平均厚さは８ｍｍであり、最大厚さ１３ｍｍ、最小厚
さ５ｍｍであった。この成形品の非球面をエタノール、
さらに界面活性剤入りの温水で良く洗浄の上、乾燥後、
その面上に、Ｃｒ／ＡＬ／ＳｉＯｘを２００Å／１５０
０Å／４００Åの厚さで蒸着した。可視光の反射率は平
均で８０％であった。

【００９８】このミラーを２５℃４０ＲＨ％下に４８時
間保持した後、５０℃９８ＲＨ％雰囲気に６時間保持
後、実施例１と同じように画素数１００万の画像を投射
し、さらに１００ｃｍ×７６ｃｍ角のスクリーンに斜め
下方より投射したところ、ミラー成形品の蒸着膜と反対
側面が吸湿により膨張し反りが発生しており、左右両肩
部が垂れ下がった形状の画像の変形が観察された。

【００９９】

【発明の効果】本発明方法の投射
レンズは、軽量、安価にもかかわらず高形状精度であ
り、特にスクリーンに対して垂直方向では無く、斜め方
向、特に斜め下方より投射する投射デバイスに組み込ま
れて、歪み・変形の無い高精細な画像を投射することが
できる大型の投射レンズである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の投射レンズを成形するのに用いる
金型の一例の縦断面図

【図２】本発明方法の投射レンズを成形するのに用いる
金型の一例の縦断面図

【図３】実施例１における座標設定図

【符号の説明】

１鏡面金型２ヒーター３周枠４裏面金型５ヒーター６冷却装置７冷却装置８荷重９減圧加熱槽１０樹脂基板Ｚ非球面中心を原点とする非球面の回転対称軸上の座
標ｈ非球面中心を原点とする非球面の回転対称軸と鉛直
方向への距離座標回転対称軸と鉛直方向への距離座標

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の曲面に形成された樹脂基材の表面に
反射層を設けた投射レンズの製造方法であって、レンズ
の曲面部分における、樹脂基材の光学機能面に対して垂
直方向よりの入射光に対する単位厚さあたりの面内複屈
折位相差の平均値を、光学機能面の面積の少なくとも６
０％の領域において、３０ｎｍ／ｍｍ以下の樹脂基材を
成型し、該樹脂基材の曲面部分に金属反射膜を蒸着する
ことを特徴とする投射レンズの製造方法。
【請求項２】樹脂基材をＴｇ≧７０℃で、６０℃９０Ｒ
Ｈ％における飽和吸水率が１％未満の非晶質熱可塑性樹
脂を主成分とする樹脂組成物を用いて成形することを特
徴とする請求項１に記載の投射レンズの製造方法。
【請求項３】反射層を厚さ１２００〜３０００Åのアル
ミ蒸着膜で形成することを特徴とする請求項１又は２に
記載の投射レンズの製造方法。
【請求項４】反射層の上に１００〜１０００Åの厚さの
金属酸化物膜からなる透明保護層を形成することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の投射レンズの
製造方法。
【請求項５】樹脂基材と反射層との間に３０〜１０００
Åの厚さのＳｉＯｘ、ＡＬ２Ｏ３又はＣｒを含有する層
を設けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載の投射レンズの製造方法。
【請求項６】面内複屈折位相差が３０ｎｍ／ｍｍ以下の
樹脂基材を成形する方法が、原料樹脂を鏡面金型と裏面
金型間に加圧状態で保持し、減圧下にＴｇより５０〜１
２０℃高い温度に加熱し、加熱状態を保持したまま大気
圧近傍まで復圧し、その後Ｔｇを通過する上下１０℃の
範囲において成型品の単位厚さあたり３０℃／分・ｍｍ
より遅い冷却速度で冷却する方法であることを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載の投射レンズの製造
方法。
【請求項７】面内複屈折位相差が３０ｎｍ／ｍｍ以下の
樹脂基材を成形する方法が、原料樹脂を鏡面金型と裏面
金型間に加圧状態で保持し、減圧下にＴｇより５０〜１
２０℃高い温度に加熱し、加熱状態を保持したまま大気
圧近傍まで復圧し、その後Ｔｇを通過する上下１０℃の
範囲において成型品の単位厚さあたり３０℃／分・ｍｍ
より遅い冷却速度で冷却する方法であって、冷却開始
後、Ｔｇ−１０℃まで冷却される際、成型品に負荷され
る圧力が成型品の面積あたり１〜１００００ｋＰａの範
囲にあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
記載の投射レンズの製造方法。