JPH04149041A - 複合型光学素子の製造装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラスブランク上により紫外線硬化型樹脂よ
りなる樹脂層を形成する光学素子に関するものである。

〔従来の技術〕

従来よりガラスブランク上に樹脂層を積層構成の非球面
レンズは知られている。

このような非球面レンズの成形方法として、般に紫外線
硬化型樹脂を用いた所謂レリブリカ法も知られている。

このレプリカ法は、成形容易な紫外線硬化型樹脂を用い
て光学面を成形するため、所望の形状の光学面を有する
非球面レンズを比較的容易に製造することかできるため
、量産性に優れた方法であるか、高精度の非球面レンズ
を製造することは極めて困難であった。これは主として
硬化時における紫外線硬化型樹脂の硬化収縮によること
か原因であるとされている。

また、紫外線硬化時の照射においては、５０ｍｗ／ｄ程
度の出力を持った高圧水銀ランプか一般に用いられてい
るか、このようなランプを用いて成形した場合、硬化に
要する時間は数十柱と短く、量産性という点では優れて
いるか、しかしこのようなエネルギー強度の大きな紫外
線を用いると紫外線硬化型樹脂か急速に硬化して、それ
に伴って急激な硬化収縮を生じる。従って、上記のよう
なプロセスを経て成形か完了してレンズを金型がら離型
させると、硬化収縮によって生じた内部応力か緩和され
る方向に進み、成形面の面精度か悪化する。

このような樹脂の急激な収縮を防止し、内部応力を少な
くすることで面精度を向上させるためには、エネルギー
強度の小さな紫外線を用いることか有効である。この方
法を採れば、硬化は除々に進行するので急激な硬化収縮
は起きず、転写精度の向上を計ることかできる。しかし
なから、この方法ではエネルギー強度か小さいので硬化
時間か高圧水銀ランプを用いた場合に比較してかなり長
くなり、量産性に欠けるという問題かあった。

更に、この場合紫外線のエネルギーか小さいので照射時
間か不十分であると、樹脂の硬化か完全に進まず、この
ため樹脂中に未反応モノマーか残存して、耐候性を劣化
させる原因となっている。

上記のような問題点を解決するために特開昭６３−４７
７０２号公報に記載された技術か紹介されている。この
公報に記載されている技術とは、急激な硬化収縮を防止
するために有効なエネルギー強度の弱い紫外線ランプを
用い、更に硬化時間か長くなるという欠点を克服するた
めに、ゲル化率か７０〜９５９６まて部分硬化か完了し
てから、前工程よりもエネルギー強度の大きな紫外線ラ
ンプわ用いて米研化分を一気に硬化させ、タクトタイム
を稼ぐという技術である。

［発明か解決しようとする課題〕 しかしなから上記方法では、紫外線照射ランプが第１工
程用と第２工程用と２台必要となり、全体の装置構成か
大型化と、複雑化し、更にはコスト高となるなとの問題
点かある。本発明は、上記問題点に鑑みて創作されたも
ので、紫外線硬化型樹脂よりなる樹脂層を精度よく、短
時間で成形でき、量産性に優れ、かつ装置全体構成を簡
略化して、安価な複合型光学素子の製造装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、し、ンズブランク■に紫外線硬化型樹脂より
なる樹脂層を形成する複合型光学素子の製造装置におい
て、上記レンズブランクを形成するために載置保持する
保持手段と、上記レンズブランク上の紫外線硬化型樹脂
に紫外線を照射して硬化成形する紫外線照射手段と、こ
の紫外線照射手段による紫外線エネルギーを減衰させる
紫外線減衰手段と、この紫外線減衰手段を上記レンズブ
ランク保持手段と上記紫外線照射手段との間に挿入する
ように設けた移動手段とを具備した複合型光学素子の製
造装置である。

〔作　用〕

上記構成の製造装置を用いることにより、レンズブラン
ク上に載置した紫外線硬化型樹脂にフィルターなどによ
るエネルギーの強度を減衰した紫外線を照射したのち、
強度のエネルギーを有する紫外線を照射して硬化成形し
て、樹脂層を形成することにより、急激な樹脂の収縮を
生じることかないので、内部応力か余り蓄積させること
がない。

そのために、離型しても精度の良（、樹脂の硬化か十分
て、しかも短時間に優れた耐候性を有する複合型光学素
子を量産性よく製造することかできるようにした製造装
置である。

〔実　施　例〕

本発明の複合型光学素子の製造装置の実施例を図面に基
づいて説明する。

なお、各実施例の図面中において、同一構成および同一
部材については、同一符号を付し、その説明は最初の図
面にて行ない後は省略する。

（第１実施例） 第１図は、本発明の複合型光学素子の製造装置の第１実
施例の要部を示し、その一部を断面にて示す正面図であ
る。

図に示すように、円柱形状で下端面に非球面形成された
金型１は、その上端部に矩形板状の支持部材１１と接続
構成し、その支持部材１１の左方端縁部の上下方向に螺
子孔を穿設し、その上方に直立配設したボール螺子１５
と螺合構成されている。このポール甥子１５は図示され
ていないか、上方に配設したＡＣＣサーモータと接続し
、金型１を矢印１２に示すように上下動可能に構成され
ている。

金型ｌの成形面と対応する下方位置には、レンズブラン
ク２を載置するため円筒形状に形成されたヤトイ３が直
立配設されている。このヤトイ３よ、その上端面上に載
置されるレンズブランク２上に載置される樹脂（紫外線
硬化型樹脂）を金型１の下降（点線１４）により押圧成
形するように構成されている。

上記ヤトイ３の下方向には、上記レンズブランク２上に
載置された樹脂を照射するための紫外線照射ランプ４か
配設されている。また、上記紫外線照射ランプ４と上記
ヤトイ３間には、紫外線照射ランプ４のエネルギー強度
を減衰させるためのフィルター５か、光軸１６上を挿入
出可能に配設されている。即ち、フィルター５の一端を
支持構成した腕杆９の基端と接続構成したロータリーア
クチュエーター７により光軸１６上を挿入出可能に構成
されている。

また、上記フィルター５と上記紫外線照射ランプ４との
間には、紫外線照射ランプ４のエネルギー強度を増幅す
るための増幅光学系６か鏡枠１３に装着されて、光軸１
６上を挿入出可能に配設されている。即ち、円筒形状の
鏡枠１３に増幅用レンズを装着構成した増幅光学系６の
一端を、支持構成した腕杆１０の基端と接続構成したロ
ータリーアクチュエーター８により、光軸１６上を挿入
出可能に構成されている。

次に上記構成よりなる本実施例の作用（成形方法）を説
明する。

まず、レンズブランク２をヤトイ３上に載置する。続い
て、レンズブランク２上に紫外線硬化型樹脂を所定量載
置し、ＡＣサーボモータを駆動し、金型１を下降（矢印
１２）させて紫外線硬化型樹脂に、その成形面を当接さ
せて樹脂層が所望の内厚になるまて降下させる。次にロ
ータリーアクチュエーター７わ駆動させて、フィルター
５を光軸１６上に移動挿入して、紫外線硬化型樹脂面に
紫外線を照射する。即ち、紫外線照射ランプ４を点灯し
て紫タト線を照射してフィルター５を介して照射される
。このときの紫外線のエネルギー強度は、例えは３０ｍ
ｗ／ｃｎｆ程度にする。ここで、紫外線硬化型樹脂か金
型１から離型させてもその形状か所望の形状と変わらな
くなる迄照射する。この時間二ついては、例えは２０秒
程度であるか、光重合ＤＳＣ（熱分析装置）などによる
分析および実験により、予め確認しておくことか必要で
ある。

上記紫外線照射を終了したのちフィルター５は元の位置
、即ち光軸１６上より退避して元の位置に戻される。続
いて、紫外線強度を増幅するために、ロータリーアクチ
ュエーター８を駆動させて、増幅光学系６を光軸１６上
に挿入移動して、紫外線照射う〉ブ４よりの光束を照射
する。つまり上記フィルター５と同様に紫外線照射ラン
プ４から照射された紫外線を増幅光学系６を透過させて
、エネルギー強度の大きな紫外線を被成形体に照射され
る。このときの紫外線強度は例えば、１００ｍｗ／ｃｎ
ｆ程度にする。

上記フィルター５による紫外線照射段階では、紫外線硬
化型樹脂は硬化収縮はほとんど発生しないので、エネル
ギー強度の大きな紫外線て未硬化成分を一気に完全硬化
させる。このときの時間は約２０程度度にする。

上記工程終了後金型ｌを樹脂表面層から取り去ることに
より、紫外線硬化型樹脂よりなる非球面光学素子か得ら
れる。

なお、上記紫外線硬化型樹脂は嫌気性であるため、上記
工程を全て窒素雰囲気中で行なうことにより、より一層
硬化か完全に進む。

（第２実施例） 第２図は、本発明の複合型光学素子の製造装置の第２実
施例の要部を示し、その一部を断面にて示す正面図であ
る。

本実施例は、上記第１実施例において、エネルギー強度
を減衰させるためにフィルター５を設けた構成に対し、
拡散板１７を代替して設けたものである。即ち、ヤトイ
３と紫外線照射ランプ４との間に、ロータリーアクチュ
エーター７と接続した腕杆９を介して接続構成した拡散
板１７を光軸１６上に挿入出自在に配設し、上記ヤトイ
３の上面上に載置したレンズブランク２の面上に所定量
載置し、金型ｌの成形面にて押し圧された紫外線硬化型
樹脂を紫外線照射ランプ４よりのエネルギーを減衰した
光量にて照射するよう構成されている。

本実施例による他の構成および作用は、上記第１実施例
と同一である。

上記において、拡散板１７を透った紫外線の全エネルギ
ー量は変わらないが、拡散面にて拡散されるため、被成
形体（紫外線硬化型樹脂）に照射されるエネルギー量は
低くなっているので、硬化収縮を極力抑えることかでき
る。

（第３実施例） 第３図は、本発明の複合型光学素子の製造装置の第３実
施例の要部を示し、その一部を断面にて示す正面図であ
る。

本実施例は、図面に示すとおり、上記第１実施例におい
て、エネルギー強度を減衰させるためにフィルター５を
挿入出するよう構成したのに対し、凹レンズ１８を代替
して設けたものである。即ちヤトイ３と紫外線照射ラン
プ４との間に、ロータＪ−アクチコエータ−７と接続し
た腕杆９を介して接続構成して凹面被成形体（紫外線硬
化型樹脂とレンズブランク２）方向に配して設けた凹レ
ンズＩ８を光軸１６上に挿入出自在に構成配設し、上記
ヤトイ３の上端面上に載置したレンズブランク２の上面
上に所定量載置し、金型１の成形面にて押し圧された紫
外線硬化型樹脂を紫外線照射ランプ４よりのエネルギー
を減衰した光量にて照射するよう構成されている。

本実施例の他の構成および作用は、上記第１実施例と同
一であるので省略する。

上記本実施例において、凹レンズ１８を透過した光量は
、凹レンズ１８の出射面にて拡散させるため被成形体（
紫外線照射型樹脂）に照射されるエネルギー量は低くな
っているので、硬化収縮を極力抑えることができる。

〔発明の効果〕

上記構成による本発明によれば、紫外線硬化型樹脂より
なる樹脂層を有する光学素子か、硬化収縮に伴う内部応
力による成形後の変形を最小に抑えてで成形することか
できるので、装置の全体構成か簡略化でき、安価にしか
も量産性よく製造することかできるなとの効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の要部を示し、その一部
を断面にて示す正面図。 第２図は、本発明の第２実施例の要部を示し、その一部
を断面にて示す正面図。 第３図は、本発明の第３実施例の要部を示し、その一部
を断面にて示す正面図。 １・・・金型 ２・・・レンズブランク ３・・・ヤトイ ４・・・紫外線照射ランプ ５・・・フィルター ６・・・増幅光学系 ７．８・・・ロータリーアクチコエ ター ９、ＩＯ・腕杆 １１・・・支持部材 １２・・・矢印 １３・・・鏡枠 １４−・点線 １５・・・ポールネノ １６・・・光軸 １７・・・拡散板 １８・・・凹レンズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズブランク上に紫外線硬化型樹脂よりなる樹
   脂層を形成する複合型光学素子の製造装置において、上
   記レンズブランクを成形するために載置保持する保持手
   段と、上記レンズブランク上の紫外線硬化型樹脂に紫外
   線を照射して硬化成形する紫外線照射手段と、この紫外
   線照射手段による紫外線エネルギーを減衰させる紫外線
   減衰手段と、この紫外線減衰手段を上記レンズブランク
   の保持手段と上記紫外線照射手段との間に挿入出するよ
   うに設けた移動手段とを具備したことを特徴とする複合
   型光学素子の製造装置。