JPH0782121B2 - Optical element manufacturing method - Google Patents
Optical element manufacturing methodInfo
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- JPH0782121B2 JPH0782121B2 JP61190480A JP19048086A JPH0782121B2 JP H0782121 B2 JPH0782121 B2 JP H0782121B2 JP 61190480 A JP61190480 A JP 61190480A JP 19048086 A JP19048086 A JP 19048086A JP H0782121 B2 JPH0782121 B2 JP H0782121B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学素子の製造方法に関する。より詳しくは、
例えば写真撮影用カメラ、ビデオカメラ、顕微鏡、望遠
鏡あるいは光学ディスクピックアップ部品等の光学系を
構成する非球面レンズ、フレンネルレンズ、カメラのピ
ント板等の光学素子の製造方法に関し、特にガラス母材
上に紫外線硬化型樹脂よりなる樹脂層を有する光学素子
に関するものである。尚、以下においては、主として非
球面レンズを製造する場合を例として本発明を説明する
が、もちろん本発明はこのような非球面レンズを製造す
る場合にのみ限定されるものではなく、上記フレンネル
レンズやカメラのピント板等を製造する場合にも適用し
得るものである。The present invention relates to a method for manufacturing an optical element. For more details,
For example, a method for manufacturing an optical element such as an aspherical lens, a Fresnel lens, a focus plate of a camera, etc. that constitutes an optical system such as a camera for photography, a video camera, a microscope, a telescope or an optical disc pickup part, particularly on a glass base material. The present invention also relates to an optical element having a resin layer made of an ultraviolet curable resin. In the following, the present invention will be described mainly by taking the case of manufacturing an aspherical lens as an example, but of course the present invention is not limited to the case of manufacturing such an aspherical lens, and the above-mentioned Frennel is used. It can also be applied when manufacturing a lens or a focus plate of a camera.
従来より、ガラス母材上に樹脂層を積層した構成の非球
面レンズが知られている。このような非球面レンズの作
成方法としては、紫外線硬化型樹脂を用いた所謂レプリ
カ法が一般的である。Conventionally, an aspherical lens having a structure in which a resin layer is laminated on a glass base material is known. A so-called replica method using an ultraviolet curable resin is generally used as a method for producing such an aspherical lens.
第8図は、このようなレプリカ法による非球面レンズ作
成時の基本的な態様を説明する図であり、図中に符合1
で示すものがガラス母材、3は金型であり、2は紫外線
硬化型樹脂よりなる樹脂層、4は樹脂層2を形成する紫
外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線である。この
第8図に示されるように、所望形状を有するガラス母材
1と金型3との間に、樹脂層2を形成すべき紫外線硬化
型樹脂モノマーを積層した後、この紫外線硬化型樹脂に
紫外線4を照射して硬化させ、金型3を樹脂層2から分
離してガラス母材1上に樹脂層2を有する非球面レンズ
を得るのである。FIG. 8 is a diagram for explaining a basic mode at the time of producing an aspherical lens by such a replica method.
Reference numeral 3 denotes a glass base material, 3 denotes a mold, 2 denotes a resin layer made of an ultraviolet curable resin, and 4 denotes ultraviolet rays for curing the ultraviolet curable resin forming the resin layer 2. As shown in FIG. 8, after a UV curable resin monomer for forming a resin layer 2 is laminated between a glass base material 1 having a desired shape and a mold 3, the UV curable resin is applied to the UV curable resin. The ultraviolet ray 4 is irradiated and cured, and the mold 3 is separated from the resin layer 2 to obtain an aspherical lens having the resin layer 2 on the glass base material 1.
このレプリカ法は、成形容易な紫外線硬化型樹脂を用い
て光学面を形成するため、所望形状の光学面を有する非
球面レンズを比較的容易に得ることができ、量産性に優
れた方法であるが、高精度の非球面レンズを製造するの
が困難であった。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ものであるが、例えば紫外
線の照射強度と硬化時間の関係など、照射する紫外線に
対する考慮が充分になされていなかったことにも起因し
ている。This replica method is an excellent method for mass production because an aspherical lens having an optical surface having a desired shape can be obtained relatively easily because the optical surface is formed using an ultraviolet-curable resin that is easy to mold. However, it is difficult to manufacture a high-precision aspherical lens. This is mainly due to the curing shrinkage of the ultraviolet curable resin at the time of curing, but it is also due to insufficient consideration of the ultraviolet rays to be irradiated, such as the relationship between the irradiation intensity of ultraviolet rays and the curing time. .
従来、紫外線としては、出力80W/cm程度の高圧水銀ラン
プを発生源とするエネルギーの大きなものが一般に用い
られるが、このような紫外線を使用し、例えばアクリレ
ート系の紫外線硬化型樹脂を用いて上記のような非球面
レンズの樹脂層を形成する場合、硬化に要する時間は数
秒〜数分間程度と極めて短く、優れた量産性を発揮す
る。しかしながら、上記のようなエネルギー強度の大き
な紫外線を用いる場合には、樹脂の硬化が急速に起こる
のが普通であり、それに伴なって急激な樹脂の硬化収縮
を生じる。このような条件下では、樹脂の収縮が、例え
ば第9図に例示の如くに金型3とガラス母材1間の距離
を縮める方向、すなわち図中の矢印方向に生じるのが普
通であり、このため得られる非球面レンズの金型からの
転写精度、特に面精度が劣化することが多かった。Conventionally, as the ultraviolet ray, one having a large energy sourced from a high pressure mercury lamp with an output of about 80 W / cm is generally used, but such an ultraviolet ray is used, for example, by using an acrylate-based ultraviolet curable resin. When forming a resin layer of such an aspherical lens as described above, the time required for curing is extremely short, such as several seconds to several minutes, and excellent mass productivity is exhibited. However, when ultraviolet rays having high energy intensity as described above are used, it is usual that the resin cures rapidly, and along with that, rapid cure shrinkage of the resin occurs. Under such conditions, resin shrinkage usually occurs in the direction in which the distance between the mold 3 and the glass base material 1 is shortened, as shown in FIG. 9, that is, in the direction of the arrow in the figure, For this reason, the transfer accuracy of the obtained aspherical lens from the mold, particularly the surface accuracy, often deteriorates.
このような樹脂の急激な収縮を防止し、精度を向上させ
るためには、エネルギーの小さい紫外線を用いることが
有効である。すなわち、このような条件下では、樹脂の
収縮方向は第10図に矢印で示す如くに金型面に沿ったゆ
っくりとしたものとなり、転写精度の向上をはかること
ができるのである。しかしながら、この場合には照射エ
ネルギーが小さいので、硬化時間が数十分〜数時間と長
くなり、量産性に欠ける欠点があった。また、この場合
には紫外線のエネルギーが小さいので照射時間が不充分
であると、樹脂の硬化が完全には進まず、このため樹脂
中に未反応のモノマーが残存して、硬化後に製品にした
時の耐光性や耐高温高湿性などの耐候性を劣化させ、製
品の経時変化の原因となることがあった。In order to prevent such a rapid contraction of the resin and improve the accuracy, it is effective to use ultraviolet rays having a small energy. That is, under such conditions, the shrinking direction of the resin becomes slow along the mold surface as shown by the arrow in FIG. 10, and the transfer accuracy can be improved. However, in this case, since the irradiation energy is small, the curing time becomes as long as several tens of minutes to several hours, and there is a drawback that mass productivity is insufficient. Further, in this case, since the energy of ultraviolet rays is small, if the irradiation time is insufficient, the curing of the resin does not proceed completely, so that unreacted monomer remains in the resin and the product is cured. It may deteriorate the weather resistance such as the light resistance and the high temperature and high humidity resistance at the time, and may cause the aging of the product.
本発明は上記の諸点に鑑み成されたものであって、本発
明の目的とするところは、上記従来例の光学素子の製造
方法の欠点を解消し、紫外線硬化型樹脂よりなる樹脂層
を特に耐候性を損なうことなく精度よく形成することが
でき、しかも量産性にも優れた光学素子の製造方法を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the method for producing an optical element of the conventional example, and particularly to provide a resin layer made of an ultraviolet curable resin. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical element that can be formed with high accuracy without impairing weather resistance and that is excellent in mass productivity.
本発明の上記目的は、以下の本発明によって達成され
る。The above object of the present invention is achieved by the following present invention.
ガラス母材上に紫外線硬化型樹脂よりなる樹脂層を有す
る光学素子の製造方法において、前記紫外線硬化型樹脂
にエネルギーの小さな紫外線を照射して該紫外線硬化型
樹脂を部分硬化させる第1の工程と、該第1の工程を終
了した前記紫外線硬化型樹脂に該第1の工程よりもエネ
ルギーの大きな紫外線を照射して該紫外線硬化型樹脂を
硬化させる第2の工程とを有することを特徴とする光学
素子の製造方法。In the method for producing an optical element having a resin layer made of an ultraviolet curable resin on a glass base material, a first step of irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays having a small energy to partially cure the ultraviolet curable resin; A second step of curing the ultraviolet-curable resin by irradiating the ultraviolet-curable resin that has completed the first step with ultraviolet rays having energy higher than that of the first step. Optical element manufacturing method.
本発明の方法では、ガラス母材上の紫外線硬化型樹脂に
エネルギーの小さい紫外線を照射した後、更にそれより
もエネルギーの大きな紫外線を照射してガラス母材上に
樹脂層を形成するため、従来法におけるが如き急激な樹
脂の収縮を生じることがなく、精度のよい光学素子を得
ることができる。また、エネルギーの大きな紫外線によ
って樹脂の硬化を充分に、しかも短時間に行なえるた
め、優れた耐候性を有する光学素子を量産性よく製造す
ることが可能である。In the method of the present invention, after irradiating the ultraviolet curable resin on the glass base material with the ultraviolet light having the small energy, the resin layer is formed on the glass base material by irradiating the ultraviolet light having the larger energy than that, It is possible to obtain an accurate optical element without causing a rapid resin contraction as in the method. Further, since the resin can be sufficiently cured by ultraviolet rays having large energy in a short time, it is possible to mass-produce the optical element having excellent weather resistance.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を詳細に
説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary.
まず、第1図に本発明の方法を適用して得られた非球面
レンズの一例を示す。First, FIG. 1 shows an example of an aspherical lens obtained by applying the method of the present invention.
この非球面レンズは、ガラス母材1上に紫外線硬化型樹
脂よりなる樹脂層2を積層したもので、母材1は、通常
の光学用ガラスを球面研磨して作成したものである。樹
脂層2は、光軸に対して回転対称とされた非球面形状を
有しているが、非球面レンズにおいては樹脂層2を母材
1に比して薄く形成するのが普通であり、その厚みは平
均厚みで10〜300μm程度としておくとよい。This aspherical lens is formed by laminating a resin layer 2 made of an ultraviolet curable resin on a glass base material 1. The base material 1 is made by polishing a normal optical glass into a spherical surface. The resin layer 2 has an aspherical shape that is rotationally symmetric with respect to the optical axis, but in an aspherical lens, the resin layer 2 is usually formed thinner than the base material 1, It is preferable that the average thickness is about 10 to 300 μm.
上記のような光学素子を製造するに際し、本発明では樹
脂層2を構成する紫外線硬化型樹脂にエネルギーの小さ
な紫外線を照射した後、それよりもエネルギーの大きな
紫外線を更に照射するのである。In manufacturing the optical element as described above, in the present invention, the ultraviolet curable resin forming the resin layer 2 is irradiated with ultraviolet light having a smaller energy and then further irradiated with ultraviolet light having a larger energy.
具体的には、例えば前述した第8図に例示したような所
望とする非球面形状とは反対形状の転写面を有する非球
面金型3に、紫外線硬化型樹脂モノマーを適量流し込
み、その上に金型3との間隔を一定に保持するように母
材レンズ1を重ねる。Specifically, for example, an appropriate amount of UV-curable resin monomer is poured into an aspherical mold 3 having a transfer surface having a shape opposite to the desired aspherical shape as illustrated in FIG. The base material lens 1 is stacked so as to keep a constant distance from the mold 3.
次に、母材レンズ1側から、エネルギーの小さい紫外線
を照射して、母材レンズ1上の紫外線硬化型樹脂を部分
硬化させた後、それよりもエネルギーの大きい紫外線を
更に照射して該樹脂を硬化させ樹脂層2を形成するので
ある。もちろんこの際、透明金型を用いて金型側より紫
外線を照射してもよい。その後、金型3に外力を加えて
金型を樹脂層表面から取り去り、第1図に例示の如き非
球面レンズを得るのである。Next, the base material lens 1 side is irradiated with an ultraviolet ray having a small energy to partially cure the ultraviolet curable resin on the base material lens 1, and then an ultraviolet ray having an energy larger than that is further irradiated to the resin. Is cured to form the resin layer 2. At this time, of course, a transparent mold may be used to irradiate the ultraviolet rays from the mold side. Thereafter, an external force is applied to the mold 3 to remove the mold from the surface of the resin layer to obtain an aspherical lens as illustrated in FIG.
本発明においては周知の紫外線硬化型樹脂を特に限定す
ることなく用いることができる。具体的には、例えば ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレー
ト、エポキシアクリレート等の多官能もしくは単官能ア
クリレート、 2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプ
ロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロ
キシエチル)イソシアヌレートのトリ(メタ)アクリレ
ート等の多官能もしくは単官能(メタ)アクリレート、 ベンゾフェノン、ベンゾイン、アセトフェノン等の光
重合開始剤等 をそれぞれ組み合せ、上記〜の化合物をそれぞれ少
なくとも一種ないし数種含む混合物よりなるビニル系ラ
ジカル重合型樹脂が好ましく用いられるが、その他、ポ
リエン−ポリチオール付加重合型樹脂あるいはエポキシ
樹脂等の紫外線により硬化するものであれば用いること
ができる。In the present invention, a well-known ultraviolet curable resin can be used without particular limitation. Specifically, for example, polyfunctional or monofunctional acrylates such as polyester acrylate, polyurethane acrylate and epoxy acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris ( A polyfunctional or monofunctional (meth) acrylate such as tri (meth) acrylate of 2-hydroxyethyl) isocyanurate, and a photopolymerization initiator such as benzophenone, benzoin, acetophenone, etc. are combined respectively, and at least one of the above-mentioned compounds is used. A vinyl-based radical-polymerization type resin composed of a mixture containing several kinds is preferably used, but a polyene-polythiol addition-polymerization type resin or an epoxy resin or the like that is cured by ultraviolet rays If it can be used.
本発明の第1の工程において用いる紫外線としては、0.
5〜10mW/cm2程度のエネルギーの小さなものが好まし
い。このような紫外線を発生する紫外線発生源として
は、所謂ケミカルランプと呼ばれる紫外線蛍光灯が好適
であり、その出力としては0.1〜100W(ワット)程度の
ものがよい。The ultraviolet rays used in the first step of the present invention are:
It is preferable that the energy is as small as 5 to 10 mW / cm 2 . An ultraviolet fluorescent lamp, which is a so-called chemical lamp, is suitable as an ultraviolet ray generating source for generating such ultraviolet rays, and its output is preferably about 0.1 to 100 W (watt).
第1の工程における紫外線の照射時間は、使用する樹脂
の種類にもよるが、例えば一般に用いられているアクリ
レート系の紫外線硬化型樹脂であれば、好ましくは数W
〜20W程度の出力のランプを用い、樹脂のゲル化率(反
応率)が70〜95%程度になるまで照射を行なうとよい。
そして、このようなゲル化率を使用する樹脂に関して予
め測定し、例えば第6図に示すようなゲル化率と照射時
間との関係を求めておき、これを照射時間の目安とする
とよい。尚、アクリレート系の紫外線硬化型の樹脂であ
れば、第1の工程における紫外線の照射時間は数分〜数
10分程度でよい。The irradiation time of ultraviolet rays in the first step depends on the type of resin used, but is preferably several W in the case of a commonly used acrylate-based ultraviolet curable resin.
It is advisable to use a lamp with an output of about 20 W and perform irradiation until the gelation rate (reaction rate) of the resin reaches about 70 to 95%.
Then, such a gelation rate is measured in advance for a resin to be used, and for example, the relationship between the gelation rate and the irradiation time as shown in FIG. 6 is obtained, and this may be used as a guide for the irradiation time. In the case of an acrylate-based ultraviolet curable resin, the irradiation time of the ultraviolet rays in the first step is several minutes to several
10 minutes is enough.
本発明の第2の工程において用いる紫外線は、第1の工
程におけるよりもエネルギーの大きなものであることが
必要であり、具体的には10〜500mW/cm2程度のものが好
ましい。このような紫外線の発生源としては、出力80〜
180W/cm程度の高圧水銀ランプやメタルハライドランプ
が好適である。このようなランプを用い、例えば上記の
如くゲル化率70〜95%程度まで部分硬化させた樹脂を更
に硬化させる。もちろん、第2の工程における紫外線の
照射時間も第1の工程におけると同様に用いる樹脂の種
類によるが、例えばアクリレート系の紫外線硬化型樹脂
であれば、0.1〜5分間程度でよい。The ultraviolet ray used in the second step of the present invention needs to have a larger energy than that in the first step, and specifically, it is preferably about 10 to 500 mW / cm 2 . As a source of such ultraviolet rays, output 80 ~
A high pressure mercury lamp of about 180 W / cm or a metal halide lamp is suitable. Using such a lamp, for example, the resin partially cured to a gelation rate of about 70 to 95% as described above is further cured. Of course, the irradiation time of the ultraviolet ray in the second step depends on the kind of the resin used in the same manner as in the first step.
第7図は本発明における紫外線照射を更に具体的に説明
するため、樹脂のゲル化率と紫外線照射時間の一例を示
したものである。FIG. 7 shows an example of the gelation rate of the resin and the ultraviolet irradiation time in order to more specifically explain the ultraviolet irradiation in the present invention.
この第7図において、txまでが第1の工程である。この
第1の工程では、前述したようにゲル化率gxが70〜95%
程度の所で紫外線照射を終了するとよい。tx〜tyが第2
の工程であり、この第2の工程では第1の工程における
よりもエネルギーの大きな紫外線が照射され、樹脂の硬
化が急速に進んでいる状態が示されている。In FIG. 7, the first step is up to t x . In the first step, as described above, the gelation rate g x is 70 to 95%.
It is good to finish the ultraviolet irradiation at some point. t x to t y is the second
In this second step, ultraviolet rays having a higher energy than in the first step are irradiated, and the state where the resin is rapidly cured is shown.
尚、上記においては特に説明しなかったが、本発明は第
1図に例示の如き母材レンズ1の凸面側に樹脂層2を設
けた構成の非球面レンズを製造する場合にのみ限定され
るものではもちろんなく、例えば第2図に例示の如き母
材レンズ1の凸面側および凹面側の双方に樹脂層2およ
び2aをそれぞれ設ける場合、あるいは凹面側にのみ樹脂
層を設ける場合等にも適用し得るものである。もちろ
ん、このような非球面レンズを製造するに際し、例えば
第4図に例示の如くシランカップリング剤6等よりなる
密着力向上層を設けて樹脂層2と母材1との密着力の向
上をはかったり、第5図に例示の如く樹脂層2上に、防
湿のための保護層や反射防止層などの機能層7を所望に
応じて設ける等の工夫を行なうことは一向にさしつかえ
ない。もちろん、上記非球面レンズ以外に、例えばフレ
ンネルレンズ、カメラのピント板あるいは第3図に例示
の如き樹脂層5が山型の繰り返し形状を有するビームス
プリッター素子などの光学素子を製造する場合にも本発
明は適用し得るものである。Although not particularly described above, the present invention is limited only to the case of manufacturing an aspherical lens having a constitution in which the resin layer 2 is provided on the convex surface side of the base material lens 1 as illustrated in FIG. Of course, the invention is also applied to the case where the resin layers 2 and 2a are provided on both the convex surface side and the concave surface side of the base material lens 1 as illustrated in FIG. 2, or when the resin layer is provided only on the concave surface side, for example. It is possible. Of course, when manufacturing such an aspherical lens, for example, as shown in FIG. 4, an adhesion improving layer made of a silane coupling agent 6 or the like is provided to improve the adhesion between the resin layer 2 and the base material 1. Alternatively, it is possible to make a contrivance such as providing a functional layer 7 such as a moisture-proof protective layer or an antireflection layer on the resin layer 2 as illustrated in FIG. 5 as desired. Of course, in addition to the above-mentioned aspherical lens, for example, in the case of manufacturing an optical element such as a Frennel lens, a focusing plate of a camera, or a beam splitter element in which the resin layer 5 illustrated in FIG. 3 has a mountain-shaped repeating shape. The present invention is applicable.
本発明を更に具体的に説明するため、以下に本発明の実
施例を示す。In order to describe the present invention more specifically, examples of the present invention will be shown below.
実施例 母材レンズを直径40.5mmφ、凸面R1の曲率半径41.34mm
R、凹面R2の曲率半径203mmR、中心厚み11.33mm、材質BK
7の第2図に例示の如き光学レンズ(メニスカス凸レン
ズ)とし、該母材レンズの凸面R1側のみに樹脂層を設け
た構成の非球面レンズを以下のようにして作成した。
尚、金型は、形成する樹脂層の中心厚みが150μm、樹
脂表面の曲率が41.49mmR(偏差=約+50μm)の非球面
となるように設定したものを用いた。Example A base material lens having a diameter of 40.5 mm and a radius of curvature of convex surface R 1 of 41.34 mm
R, concave surface R 2 radius of curvature 203 mm R, center thickness 11.33 mm, material BK
An aspherical lens having an optical lens (meniscus convex lens) as illustrated in FIG. 7 and having a resin layer provided only on the convex surface R 1 side of the base material lens was prepared as follows.
The mold used was one in which the center thickness of the resin layer to be formed was 150 μm and the curvature of the resin surface was 41.49 mmR (deviation = about +50 μm).
まず、紫外線硬化型樹脂として、 ウレタン変性ポリエステルアクリレート 50重量部 トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのト
リアクリレート 20重量部 ジシクロペンチルオキシエチルアクリレート 30重量部 1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン2重量部 よりなる混合物を調整し、該混合物の0.3gを金型に流し
込んだ後、これに樹脂層の中心厚みが150μmとなるよ
うに母材レンズを重ねた。First, as a UV curable resin, a mixture of urethane modified polyester acrylate 50 parts by weight tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate 20 parts by weight dicyclopentyloxyethyl acrylate 30 parts by weight 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 2 parts by weight Was adjusted, and 0.3 g of the mixture was poured into a mold, and a base material lens was superposed thereon so that the center thickness of the resin layer was 150 μm.
次に、母材レンズ側から、出力20Wのケミカルランプを
用いてエネルギー強度0.9mW/cm2の紫外線を樹脂層に10
分間照射した。この時のゲル化率は88.5%であった。Next, from the base material lens side, a chemical lamp with an output of 20 W was used to apply ultraviolet rays with an energy intensity of 0.9 mW / cm 2 to the resin layer.
Irradiated for minutes. The gelation rate at this time was 88.5%.
次に、上記紫外線照射に引き続いて、出力80W/cmの高圧
水銀ランプを用い、エネルギー強度130mW/cm2の紫外線
を樹脂層に2分間照射し、母材レンズ上の樹脂の硬化を
終了した。その後、金型の樹脂層表面から取り去ること
により、上記紫外線硬化型樹脂よりなる非球面上の樹脂
層を有する非球面レンズを得た。Next, following the above ultraviolet irradiation, the resin layer was irradiated with ultraviolet rays having an energy intensity of 130 mW / cm 2 for 2 minutes using a high-pressure mercury lamp with an output of 80 W / cm to complete the curing of the resin on the base material lens. Then, by removing from the resin layer surface of the mold, an aspherical lens having an aspherical resin layer made of the above ultraviolet curable resin was obtained.
こうして得られた非球面レンズについて、樹脂層の形状
を接触式非球面測定機により測定するとともに、その耐
候性を温度70℃、相対湿度85%RHの高温高湿下に500時
間放置した後の外観を観察することによって評価した。
結果を第1表に示す。For the aspherical lens thus obtained, the shape of the resin layer was measured with a contact type aspherical surface measuring instrument, and its weather resistance was measured after leaving it under high temperature and high humidity at a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 85% RH for 500 hours. It was evaluated by observing the appearance.
The results are shown in Table 1.
第1表から明らかなように、形状精度、耐候性ともに良
好であった。As is clear from Table 1, the shape accuracy and weather resistance were good.
尚、上記紫外線照射に際しては、予め上記樹脂を用いて
の各ランプによる照射時間とゲル化率との関係を求めて
おき、それを目安に照射を行なった。また、ゲル化率
は、ソックスレー抽出器を用い、抽出溶媒をトルエンと
メチルエチルケトンの(1:1)溶媒として、抽出時間24
時間で硬化樹脂の抽出を行ない、抽出前後の樹脂重量か
ら、下記式(I)により求めたものである。Incidentally, upon the irradiation of the ultraviolet rays, the relationship between the irradiation time of each lamp using the above resin and the gelation rate was obtained in advance, and the irradiation was performed using this as a guide. The gelation rate was determined by using a Soxhlet extractor with an extraction solvent of toluene and methyl ethyl ketone (1: 1) and an extraction time of 24 hours.
The cured resin is extracted over time, and is obtained from the weight of the resin before and after the extraction by the following formula (I).
ゲル化率(%)=[{(抽出前の樹脂重量) −(抽出後の樹脂重量)}/(抽出前の樹脂重量)] ×100 …(I) 比較例1 紫外線照射を2段階で行なわず、出力80W/cmの高圧水銀
ランプのみで行なう以外は実施例と同様にして、非球面
レンズを得た。Gelation rate (%) = [{(weight of resin before extraction)-(weight of resin after extraction)} / (weight of resin before extraction)] × 100 (I) Comparative Example 1 UV irradiation is performed in two steps. However, an aspherical lens was obtained in the same manner as in the example except that only a high pressure mercury lamp with an output of 80 W / cm was used.
この非球面レンズについて、実施例と同様の評価を行な
った。結果を第1表に示す。This aspherical lens was evaluated in the same manner as in the examples. The results are shown in Table 1.
第1表から明らかなように、この非球面レンズは耐候性
は良好であったものの、精度に劣るものであった。As is clear from Table 1, this aspherical lens was good in weatherability but inferior in accuracy.
比較例2 紫外線照射を2段階で行なわず、出力20Wのケミカルラ
ンプのみで行なう以外は実施例と同様にして、非球面レ
ンズを得た。Comparative Example 2 An aspherical lens was obtained in the same manner as in Example except that UV irradiation was not performed in two steps and only a chemical lamp having an output of 20 W was used.
この非球面レンズについて、実施例と同様の評価を行な
った。結果を第1表に示す。This aspherical lens was evaluated in the same manner as in the examples. The results are shown in Table 1.
第1表から明らかなように、この非球面レンズは精度は
良好であったものの、耐候性に劣るものであった。As is clear from Table 1, this aspherical lens had good accuracy but poor weather resistance.
〔発明の効果〕 以上に説明したように、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を特に耐候性を損
なうことなく精度よく、しかも量産性よく製造すること
ができるようになった。 [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture an optical element having a resin layer made of an ultraviolet curable resin with high accuracy and without sacrificing weather resistance, and with good mass productivity. It became so.
第1図乃至第5図は、それぞれ本発明の方法を適用して
得られる光学素子の諸例を説明するための素子断面図、
第6図乃至第7図はそれぞれ本発明の方法に係わる紫外
線の照射時間と樹脂のゲル化率の関係を説明する図、第
8図乃至第10図は従来法の概要を説明するための概要説
明図であり、第8図には紫外線照射時の金型を含む素子
断面図が、第9図および第10図のそれぞれには第8図に
破線で示したA部の拡大図が示されている。 1……ガラス母材、2、2a、5……樹脂層 3……金型、4……紫外線 6……シランカップリング剤 7……機能層1 to 5 are sectional views of elements for explaining various examples of optical elements obtained by applying the method of the present invention,
6 to 7 are views for explaining the relationship between the irradiation time of ultraviolet rays and the gelation rate of the resin according to the method of the present invention, and FIGS. 8 to 10 are outlines for explaining the outline of the conventional method. FIG. 8 is an explanatory view, and FIG. 8 is a sectional view of an element including a mold at the time of ultraviolet irradiation, and FIGS. 9 and 10 are enlarged views of a portion A shown by a broken line in FIG. ing. 1 ... Glass base material, 2, 2a, 5 ... Resin layer 3 ... Mold, 4 ... UV ray 6 ... Silane coupling agent 7 ... Functional layer
Claims (3)
脂層に紫外線を照射後、硬化された紫外線硬化型樹脂層
から金型を分離する光学素子の製造方法において、前記
紫外線照射工程がエネルギーの小さな紫外線を照射して
該紫外線硬化型樹脂を部分硬化させる第1工程と、該第
1の工程を終了した前記紫外線硬化型樹脂に該第1の工
程よりもエネルギーの大きな紫外線を照射して該紫外線
硬化型樹脂を硬化させる第2の工程とを有することを特
徴とする光学素子の製造方法。1. A method of manufacturing an optical element, comprising: irradiating an ultraviolet ray curable resin layer between a glass base material and a mold with ultraviolet rays, and then separating the die from the cured ultraviolet ray curable resin layer. A step of irradiating ultraviolet rays having a small energy to partially cure the ultraviolet curable resin; and an ultraviolet ray having a larger energy than that of the first step is applied to the ultraviolet curable resin which has finished the first step. A second step of irradiating and curing the ultraviolet curable resin.
樹脂をゲル化率70〜95%まで部分硬化させることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の光学素子の製造方
法。2. The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein in the first step, the ultraviolet curable resin is partially cured to a gelation rate of 70 to 95%.
ーが0.5〜10mW/cm2であり、前記第2の工程における紫
外線のエネルギーが10〜500mW/cm2であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項または第2項に記載の光学素
子の製造方法。3. The energy of ultraviolet rays in the first step is 0.5 to 10 mW / cm 2 , and the energy of ultraviolet rays in the second step is 10 to 500 mW / cm 2 . A method of manufacturing an optical element according to the first or second range.
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JP61190480A JPH0782121B2 (en) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | Optical element manufacturing method |
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JPS6347702A JPS6347702A (en) | 1988-02-29 |
JPH0782121B2 true JPH0782121B2 (en) | 1995-09-06 |
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