JPH06130209A

JPH06130209A - 樹脂接合型非球面レンズの製造方法

Info

Publication number: JPH06130209A
Application number: JP4282651A
Authority: JP
Inventors: Akira Kondo; 明近藤; Shigeo Tokuchi; 滋生徳地
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1994-05-13
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: JP3191447B2

Abstract

(57)【要約】【目的】多数のレンズを製造しても、樹脂成形層に泡
（気泡）が入ることがなく、良品率が向上する樹脂接合
型非球面レンズの製造方法を提供する。【構成】第１工程：球面又は粗い非球面を有するガラ
スレンズを水平に置く工程；第２工程：前記ガラスレンズの中央部に所定量の放射線
硬化型樹脂液を垂らす工程；第３工程：前記ガラスレンズの天地を反転させる工程；第４工程：前記ガラスレンズを「所望の非球面を有する
金型」上に載せる工程；第５工程：前記ガラスレンズと前記金型との間隔を所定
値まで接近させる工程；第６工程：前記ガラスレンズと前記金型との間に挟まれ
た前記樹脂液に放射線を照射することにより硬化させる
工程；及び第７工程：硬化して得られた樹脂成形層を前記金型との
界面から剥離する工程；からなることを特徴とする「非
球面を有する樹脂成形層と前記ガラスレンズとからなる
樹脂接合型レンズ」を製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、「非球面を有する樹脂
成形層と球面又は粗い非球面を有するガラスレンズとか
らなる樹脂接合型非球面レンズ」を製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カメラ、顕微鏡などの光学製品に使用さ
れるレンズは、主としてガラスレンズが用いられてい
る。ガラスレンズは、溶融状態のガラスからプレス成形
されたガラスブロック（レンズブランクと呼ばれる）を
機械加工して所望の曲率を有するレンズを製造してい
る。ガラスに代えて樹脂を用い、プレス成形、射出成
形、注型などの方法で樹脂レンズを製造する方法も実用
化されている。この方法は、一度鋳型を製作しておけ
ば、それを用いて大量のレンズを量産できることから、
製造コストが安いという特徴がある。しかし、樹脂レン
ズには、温度変化により光学性能が大きく変動するとい
う致命的欠点があり、高精度なレンズには使用されてい
ない。

【０００３】ところで、レンズには非球面レンズがあ
り、表面形状が非球面である。これは、球面レンズでは
得られない優れた性能を有することから重用されてい
る。現在、ガラスから非球面レンズを製造する方法とし
ては主に、ブランクを研削加工する方法とダイレクトプ
レスで作製する方法がある。しかし、研削加工は量産性
が低く、またダイレクトプレス法は硝種の種類や大きさ
に制限があり設備が高価になるという欠点がある。

【０００４】この欠点を解決するため、図２、図３に示
すような樹脂接合型非球面レンズが開発された。これ
は、非球面を有する薄い（例えば、５〜100 μm ）樹脂
成形層（２）と主体となるガラスレンズ（１）とからな
る。主体となるガラスレンズ（１）は、球面（図２：特
開昭60-56544号参照）又は粗い非球面（図３：特開昭63
-157103 号参照）を有する。両者はいずれも安価な製造
コストで入手できる。このような樹脂接合型非球面レン
ズは、例えば、次の第１〜第６工程からなる製法により
製造される。図４を参照されたい。第１工程：所望の非球面を有する金型（３）を水平に置
く工程；第２工程：金型（３）の中央部に所定量の放射線硬化型
樹脂液（２ａ）を垂らす工程；第３工程：球面又は粗い非球面を有するガラスレンズ
（１）を金型（３）の上に載せる工程；第４工程：ガラスレンズ（１）と金型（３）との間隔を
所定値まで接近させる工程；第５工程：ガラスレンズ（１）と金型（３）との間に挟
まれた樹脂液（２ａ）に放射線（４）を照射することに
より硬化させる工程；及び第６工程：硬化して得られた樹脂成形層（２）を金型
（３）との界面から剥離する工程；

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の製法は、時とし
て樹脂成形層（２）に泡（気泡）が入ることがあった。
泡は樹脂液と金型が接触する瞬間に入る。泡の入った製
品は不良品となるので、従来の製法は良品率が低いとい
う問題点があった。本発明の目的は、泡を入り難くする
ことにより良品率を向上させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、第１工程：球面又は粗い非球面を有するガラスレンズを
水平に置く工程；第２工程：前記ガラスレンズの中央部に所定量の放射線
硬化型樹脂液を垂らす工程；第３工程：前記ガラスレンズの天地を反転させる工程；第４工程：前記ガラスレンズを「所望の非球面を有する
金型」上に載せる工程；第５工程：前記ガラスレンズと前記金型との間隔を所定
値まで接近させる工程；第６工程：前記ガラスレンズと前記金型との間に挟まれ
た前記樹脂液に放射線を照射することにより硬化させる
工程；及び第７工程：硬化して得られた樹脂成形層を前記金型との
界面から剥離する工程；からなることを特徴とする「非
球面を有する樹脂成形層と前記ガラスレンズとからなる
樹脂接合型レンズ」を製造する方法を提供する。

【０００７】

【作用】本発明の製法は、何故、泡が入り難いのか、そ
の理由を推測してみる。樹脂液は粘度が比較的低いの
で、金型の上に垂らすと、重みで水平に広がり、表面は
ほぼ平になる。従って、平な樹脂液に上からガラスレン
ズを接触させると、樹脂液とガラスレンズが最初に接触
する面積は広くなる。言わば、面接触である。そのた
め、間に存在した空気は逃げ遅れて泡となる。それに対
して、一旦、ガラスレンズの上に樹脂液を垂らした後、
天地を反転させると、樹脂液はレンズの中心に集まって
きて逆ピラミッドの形状を呈する。この状態で下にある
金型と接触させると、樹脂液とガラスレンズが最初に接
触する面積は狭くなる。言わば、点接触である。そのた
め、間に存在した空気は逃げ遅れることがなく、泡が入
らない。これはあくまで推定である。ともかく、実験に
よると、明らかに従来法より泡が入り難い。

【０００８】主体となるガラスレンズ（１）は、目的と
するレンズに応じて凸レンズでも凹レンズでもよい。こ
のガラスレンズは、製造コストの観点から球面レンズで
あることが好ましい。しかし、接合面が粗い非球面を有
するレンズでも構わない。粗い非球面とは、所望の加工
精度又は面精度（例えば６μm 以下又は３μm 以下）よ
りも荒い加工精度を有し、かつ所望の非球面と同一又は
近似の非球面を有するものを言う。このようなガラスレ
ンズは、所望の加工精度よりも荒くてよいことから、非
球面レンズとはいうものの、さほど製造コストは高くな
らない。このような非球面レンズの製造方法は、既に公
知であり、また市販の研削機械により容易に製造可能で
ある。樹脂との接着力を向上させるために、ガラスレン
ズ（１）は予めシランカップリング処理しておくことが
好ましい。

【０００９】樹脂成形層（２）の厚さは、一般には１〜
500μm 好ましくは５〜 100μm である。樹脂成形層
（２）は、ガラスレンズ（１）が精度の高い球面を持つ
場合はガラスレンズ（１）と屈折率が一致していなくと
も良いが、ガラスレンズ（１）が粗い精度の非球面を持
つ場合は、屈折率が同一又は近似していることが好まし
い。樹脂成形層（２）は、放射線硬化型樹脂液（２ａ）
に放射線を照射することにより樹脂液（２ａ）を硬化さ
せた結果として形成される。このような樹脂液（２ａ）
の材料としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、
ポリウレタン、紫外線硬化型樹脂、変成アクリル樹脂な
どの熱硬化性樹脂が使用される。放射線としては、例え
ば、紫外線、電子線、γ線、α線などが使用される。

【００１０】以下、図面を引用して本発明の実施例を説
明するが、本発明はこれに限られるものではない。

【００１１】

【実施例】図１は、本実施例の製法の各工程において、
ガラスレンズ（１）、金型（３）等を側面から見た概念
図である。図５は、本実施例で製造された凹レンズの垂
直断面図である。このレンズは球面のガラスレンズ
（１）とその表面に形成された非球面の樹脂成形層
（２）から構成されている。樹脂成形層（２）の厚さは
中心で５〜100 μm である。一方、ガラスレンズ（１）
は、凹レンズであり、外径がφ15〜φ40mmで、中心厚が
３〜10mmである。両面とも球面に研磨加工されている。
樹脂成形層（２）との接合面は、所望の非球面に近い球
面を持つ。ガラスレンズ（１）は、樹脂成形層（２）と
の接着力を向上させるため表面に予めシランカップリン
グ処理を施してある。シランカップリング剤として、こ
こでは商品名KBM503（信越化学株式会社製）を２wt％エ
タノール溶液に稀釈して使用した。次に製法を各工程ご
とに説明する。第１工程：ガラスレンズ（１）を水平に置く。第２工程：ガラスレンズ（１）の中央部に所定量の放射
線硬化型樹脂液（２ａ）を垂らす。図１の（ａ）の状態
である。樹脂液は、商品名アロニックスUV3700又はアロ
ニックス3033HV（東亜合成化学株式会社製）と言う紫外
線硬化型樹脂を使用した。第３工程：ガラスレンズ（１）の天地を反転させる。こ
のとき、手早く反転させれば、レンズ（１）上の樹脂液
（２ａ）は、適度な粘性を有することから、レンズ
（１）から離れて垂れ落ちることはない。図１の（ｂ）
がこの状態である。第４工程：ガラスレンズ（１）を降下させて、所望の非
球面を有する金型（３）上に載せる。金型（３）は、表
面にニッケルメッキが施されている。第５工程：ガラスレンズ（１）を金型（３）に向かって
押しつける。そして、ガラスレンズ（１）と金型（３）
との間隔を所定値まで接近させる。

【００１２】図１の（ｃ）がこの状態である。第６工程：ガラスレンズ（１）と金型（３）との間に挟
まれた樹脂液（２ａ）に対し、レンズ（１）を通して放
射線（紫外線）を照射する。これにより樹脂液（２ａ）
は硬化して樹脂成形層（２）となる。第７工程：得られた樹脂成形層（２）を金型（３）との
界面から剥離する。

【００１３】こうして、目的とする「非球面の樹脂成形
層（２）とガラスレンズ（１）とからなる非球面の凹レ
ンズ」が製造される。尚、前記工程において金型（３）
上に樹脂液（２ａ）を垂らし、金型（３）の天地を反転
させてガラスレンズ（１）上に載せる方法を使用しても
良い。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、多数のレンズを製造し
ても、樹脂成形層（２）に泡（気泡）が入ることがな
く、良品率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の実施例にかかる製造方法の各工程
に於けるレンズ（１）等の垂直断面を示す概念図であ
る。

【図２】は、従来の樹脂接合型非球面レンズの概略垂直
断面図である。

【図３】は、従来の樹脂接合型非球面レンズの概略垂直
断面図である。

【図４】は、従来の製造方法の各工程に於けるレンズ
（１）等の垂直断面を示す概念図である。

【図５】は、本発明の実施例で製造した樹脂接合型非球
面レンズの概略垂直断面図である。

【符号の説明】

１───ガラスレンズ２───樹脂成形層２ａ──放射線（紫外線）硬化型樹脂液３───金型４───紫外線（放射線の一種）以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１工程：球面又は粗い非球面を有するガ
ラスレンズを水平に置く工程；第２工程：前記ガラスレンズの中央部に所定量の放射線
硬化型樹脂液を垂らす工程；第３工程：前記ガラスレンズの天地を反転させる工程；第４工程：前記ガラスレンズを「所望の非球面を有する
金型」上に載せる工程；第５工程：前記ガラスレンズと前記金型との間隔を所定
値まで接近させる工程；第６工程：前記ガラスレンズと前記金型との間に挟まれ
た前記樹脂液に放射線を照射することにより硬化させる
工程；及び第７工程：硬化して得られた樹脂成形層を前記金型との
界面から剥離する工程；からなることを特徴とする「非
球面を有する樹脂成形層と前記ガラスレンズとからなる
樹脂接合型レンズ」を製造する方法。