JPS59204519A - 合成樹脂平面レンズの製造方法 - Google Patents
合成樹脂平面レンズの製造方法Info
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- JPS59204519A JPS59204519A JP58080615A JP8061583A JPS59204519A JP S59204519 A JPS59204519 A JP S59204519A JP 58080615 A JP58080615 A JP 58080615A JP 8061583 A JP8061583 A JP 8061583A JP S59204519 A JPS59204519 A JP S59204519A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00432—Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
- B29D11/00442—Curing the lens material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00355—Production of simple or compound lenses with a refractive index gradient
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は合成樹脂から成る透明基板中に屈折率分布型レ
ンズ部分を形成したレンズ体を製造する方法に関する。
ンズ部分を形成したレンズ体を製造する方法に関する。
平行平面をもつ透明基板内に、光軸方向に二乗゛近似で
変化する屈折率分布諸よび光軸を含む少なくとも一つの
断面内で光軸から遠ざかるにつれて二乗近似で次第に変
化する屈折率分布をも屈折率分布部レンズ部分を間隔を
おいてライン状にあるいはマトリクス状に多数形成した
平面レンズが知られている。このような平面レンズにお
いて、レンズ部分は光軸を含む全ての断面内で上記のよ
うな屈折率分布をもつレンズすなわち円形レンズである
場合もあれば、１つの断面内で光軸から離れるにしたが
い次第に変化する屈折率分布をもち、これと直交する断
面内では光軸からの距離によらず屈折率が一定であるよ
うなレンズいわゆるカマボコ型レンズである場合もある
。
変化する屈折率分布諸よび光軸を含む少なくとも一つの
断面内で光軸から遠ざかるにつれて二乗近似で次第に変
化する屈折率分布をも屈折率分布部レンズ部分を間隔を
おいてライン状にあるいはマトリクス状に多数形成した
平面レンズが知られている。このような平面レンズにお
いて、レンズ部分は光軸を含む全ての断面内で上記のよ
うな屈折率分布をもつレンズすなわち円形レンズである
場合もあれば、１つの断面内で光軸から離れるにしたが
い次第に変化する屈折率分布をもち、これと直交する断
面内では光軸からの距離によらず屈折率が一定であるよ
うなレンズいわゆるカマボコ型レンズである場合もある
。
上述のような平面レンズは複写機やファクシミリの光学
系など種々の用途における画像伝送素子として、あるい
は光源と光７アイパーとの光結合系、光ファイバーの中
間に減衰器または分岐回路を挿入するための平行光変換
素子など光通信用の周辺デバイス等に有用である。
系など種々の用途における画像伝送素子として、あるい
は光源と光７アイパーとの光結合系、光ファイバーの中
間に減衰器または分岐回路を挿入するための平行光変換
素子など光通信用の周辺デバイス等に有用である。
上述のような平面レンズを合成樹脂を用いて製作する場
合、第１図に示すように屈折率Ｎａの網状重合体（共重
合体を含む）Ｐａを生成する単量体（単量体混合物を含
む）Ｍａを一部重合して透明ゲル状の基板Ｑｌをつくり
、この基板０〔の表面に形成すべきレンズ部分のパター
ンに合わせた開口（１１を設けたマスク鰺を施し、この
開日月）を通して基板中に上記屈折率Ｎａとは異なる屈
折率Ｎｂの重合体（共重合体を含む）Ｐｂを生成する単
量体（単量体混合物を含む）Ｍｂを拡散及び重合させて
レンズ部分（１３を形成する方法が知られている。
合、第１図に示すように屈折率Ｎａの網状重合体（共重
合体を含む）Ｐａを生成する単量体（単量体混合物を含
む）Ｍａを一部重合して透明ゲル状の基板Ｑｌをつくり
、この基板０〔の表面に形成すべきレンズ部分のパター
ンに合わせた開口（１１を設けたマスク鰺を施し、この
開日月）を通して基板中に上記屈折率Ｎａとは異なる屈
折率Ｎｂの重合体（共重合体を含む）Ｐｂを生成する単
量体（単量体混合物を含む）Ｍｂを拡散及び重合させて
レンズ部分（１３を形成する方法が知られている。
この場合Ｎａ＞Ｎｂであれば基板中に形成されるレンズ
部分Ｑ皺は凹レンズ作用をもち、Ｎａ＜Ｎｂであれば凸
レンズ作用をもつことになる。
部分Ｑ皺は凹レンズ作用をもち、Ｎａ＜Ｎｂであれば凸
レンズ作用をもつことになる。
また、他の方法として第２図に示すように上記と同様の
透明なゲル状基板Ｉをつくり、この基板面のレンズ部分
に限定してマスク四を施し、周辺から基板（１４）と重
合してＮａとは異なる屈折率Ｎｂの重合体をつくるよう
な単量体を拡散する方法もある。
透明なゲル状基板Ｉをつくり、この基板面のレンズ部分
に限定してマスク四を施し、周辺から基板（１４）と重
合してＮａとは異なる屈折率Ｎｂの重合体をつくるよう
な単量体を拡散する方法もある。
この場合には、基板中に形成されるレンズ部分α０はＮ
ａ ＜Ｎ ｂであれば凸レンズ作用を示し、Ｎａ）Ｎ
ｂであれば凹レンズ作用を示す。
ａ ＜Ｎ ｂであれば凸レンズ作用を示し、Ｎａ）Ｎ
ｂであれば凹レンズ作用を示す。
ところが、上述した様な第１図及び第２図に示す従来方
法では、単量体Ｍｂの拡散を妨げる為に設けられるマス
クａりα９とゲル基板Ｑｌ （１４）との密着性が全稈
良好でない限り、単量体Ｍｂはマスクとゲル基板との間
に侵入し、単量体Ｍｂがゲル基板の表面全体に拡散して
しまうので屈折率分布をもったレンズ体を形成すること
ができないという問題をしばしば生じていた。
法では、単量体Ｍｂの拡散を妨げる為に設けられるマス
クａりα９とゲル基板Ｑｌ （１４）との密着性が全稈
良好でない限り、単量体Ｍｂはマスクとゲル基板との間
に侵入し、単量体Ｍｂがゲル基板の表面全体に拡散して
しまうので屈折率分布をもったレンズ体を形成すること
ができないという問題をしばしば生じていた。
本発明は上記従来の問題点を解決し、屈折率分布型平板
レンズの製造に際しマスクとゲル基板との密着性の問題
を回避し得る新規な合成樹脂平面レンズの製造方法を提
供することを目的としている。
レンズの製造に際しマスクとゲル基板との密着性の問題
を回避し得る新規な合成樹脂平面レンズの製造方法を提
供することを目的としている。
すなわち、本発明に係る合成樹脂平面レンズの製造方法
は、屈折率がＮａの網状重合体Ｐａを生成する１種また
は２種以上の単量体Ｍａを不完全に重合させて透明なゲ
ル状の基板を形成し、この透明ゲル基板中に、Ｎａとは
異なる屈折率Ｎｂを有する重合体ｐｂを生成する１種ま
たは２種以上の単量体Ｍｂを拡散・浸透させ前記透明ゲ
ル基板の表面領域に部分的硬化処理を餉して、形成すべ
きレンズ部分のパターンに合わせた硬化部および未硬化
部を前記表面領域に形成し、前記透明ゲル基板の前記硬
化処理が施された側の表面を介して、主として前記未硬
化部およびこの未硬化部に対応した前記透明ゲル基板の
内部の前記単量体Ｍｂを除去し、これによって、前記硬
化部の近傍における前記透明ゲル基板内に前記単量体Ｍ
ｂが連続的に変化する濃度勾配でもって残留している状
態を形成し、この状態において前記単量体Ｍａ址びＭｂ
の重合を完結させることからなっている。なお、本発明
でいう重合は共重合も含んでいるものとする。
は、屈折率がＮａの網状重合体Ｐａを生成する１種また
は２種以上の単量体Ｍａを不完全に重合させて透明なゲ
ル状の基板を形成し、この透明ゲル基板中に、Ｎａとは
異なる屈折率Ｎｂを有する重合体ｐｂを生成する１種ま
たは２種以上の単量体Ｍｂを拡散・浸透させ前記透明ゲ
ル基板の表面領域に部分的硬化処理を餉して、形成すべ
きレンズ部分のパターンに合わせた硬化部および未硬化
部を前記表面領域に形成し、前記透明ゲル基板の前記硬
化処理が施された側の表面を介して、主として前記未硬
化部およびこの未硬化部に対応した前記透明ゲル基板の
内部の前記単量体Ｍｂを除去し、これによって、前記硬
化部の近傍における前記透明ゲル基板内に前記単量体Ｍ
ｂが連続的に変化する濃度勾配でもって残留している状
態を形成し、この状態において前記単量体Ｍａ址びＭｂ
の重合を完結させることからなっている。なお、本発明
でいう重合は共重合も含んでいるものとする。
上述したように本発明においては、透明ゲル基板の表面
に形成された硬化部分を単量体Ｍｂを除去する際におけ
るいわばマスクとして用いることによって、単量体Ｍｂ
が上述したような状態で基板内に残留することになる。
に形成された硬化部分を単量体Ｍｂを除去する際におけ
るいわばマスクとして用いることによって、単量体Ｍｂ
が上述したような状態で基板内に残留することになる。
この硬化部分は透明ゲル基板と一体のものであるから、
第１図及び第２図に示したような従来例におけるマスク
と透明ゲル基板との密着性は問題にならない。したがっ
て所望の屈折率をもったレンズ部分が基板内に形成でき
る。
第１図及び第２図に示したような従来例におけるマスク
と透明ゲル基板との密着性は問題にならない。したがっ
て所望の屈折率をもったレンズ部分が基板内に形成でき
る。
本発明に係る方法において単量体Ｍａとしては、重合し
たときに透明な網状重合体となるものであればいずれも
使用可能であり、１分子内に開裂して架橋を形成しつる
二重結合を２個以上有する１種または２種以上の化合物
が用いられてよい。この好適例としては、ジアリルフタ
レート、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレ
ート、ジエチレングリコ−ルビスアリルカーボネートの
如きジアリルエステル；トリメリド酸トリアリル、リン
酸トリアリル、亜リン酸トリアリルの如きトリアリルエ
ステル；メタクリル酸アリル、アクリル酸アリルの如き
不飽和酸アリルエステル：フタル酸ジビニル、イソフタ
ル酸ジビニル、テレフタル酸ジビルの如きビニルエステ
ルを挙げることができる。なお本発明でいう網状重合体
Ｐａは、上述した如き単量体の１種を重合して得られる
ホモポリマー及びこれらの単量体の二種以上から得られ
る共重合体、並びにこれら単量体Ｍａとスチレン、メタ
クリル酸エステル、番り悸安息香酸ビニルなどの如き単
量体との共重合体を含んでいる。また、゛この網状重合
体ＰａはＮ１の屈折率を有しているものとする〇 本発明ではまず、上述した単量体Ｍａを重合させて透明
なゲル状の基板を作製する。単量体の重合は、重合体が
流動性を失った透明なゲルとなったところで、すなわち
重合未完の状態で一旦中止される。この重合を所定の形
状を有する型や枠中で行えばゲル基板の成形が同時に行
える。次いで得られたゲル基板に、Ｎａとは異なる屈折
率Ｎｂを有する重合体を生成する単量体Ｍｂを拡散・浸
透させる。
たときに透明な網状重合体となるものであればいずれも
使用可能であり、１分子内に開裂して架橋を形成しつる
二重結合を２個以上有する１種または２種以上の化合物
が用いられてよい。この好適例としては、ジアリルフタ
レート、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレ
ート、ジエチレングリコ−ルビスアリルカーボネートの
如きジアリルエステル；トリメリド酸トリアリル、リン
酸トリアリル、亜リン酸トリアリルの如きトリアリルエ
ステル；メタクリル酸アリル、アクリル酸アリルの如き
不飽和酸アリルエステル：フタル酸ジビニル、イソフタ
ル酸ジビニル、テレフタル酸ジビルの如きビニルエステ
ルを挙げることができる。なお本発明でいう網状重合体
Ｐａは、上述した如き単量体の１種を重合して得られる
ホモポリマー及びこれらの単量体の二種以上から得られ
る共重合体、並びにこれら単量体Ｍａとスチレン、メタ
クリル酸エステル、番り悸安息香酸ビニルなどの如き単
量体との共重合体を含んでいる。また、゛この網状重合
体ＰａはＮ１の屈折率を有しているものとする〇 本発明ではまず、上述した単量体Ｍａを重合させて透明
なゲル状の基板を作製する。単量体の重合は、重合体が
流動性を失った透明なゲルとなったところで、すなわち
重合未完の状態で一旦中止される。この重合を所定の形
状を有する型や枠中で行えばゲル基板の成形が同時に行
える。次いで得られたゲル基板に、Ｎａとは異なる屈折
率Ｎｂを有する重合体を生成する単量体Ｍｂを拡散・浸
透させる。
この過程で使用する単量体Ｍｂとしては、重合したとき
に、線形重合体となるものであっても網状重合体となる
ものであってもよいが、前述した単量体Ｍａと共重合し
て透明な共重合体を生成しつるものが好ましい。このよ
うな単量体Ｍｂとして、スチレン、メタクリル酸エステ
ル、アクリル酸エステル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ア
クリ四ニトリル、ブタジェンまたはこれらのうちの２種
以上からなる混合物が好適に使用できる。
に、線形重合体となるものであっても網状重合体となる
ものであってもよいが、前述した単量体Ｍａと共重合し
て透明な共重合体を生成しつるものが好ましい。このよ
うな単量体Ｍｂとして、スチレン、メタクリル酸エステ
ル、アクリル酸エステル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ア
クリ四ニトリル、ブタジェンまたはこれらのうちの２種
以上からなる混合物が好適に使用できる。
次に、単量体Ｍｂを拡散させた前記透明ゲル基板の表面
に於いて、場所的に不均一な重合条件を与えて表面領域
のみを選択的に硬化させる。場所的に不均一な重合条件
としては、局部加熱、光照射、電子線照射などが用いら
れ得るが、これらの内で、可視光線および／または紫外
線の照射が方法の簡便さと云う点では最適であろう。な
招、必要であれば、単量体Ｍ＆および／または単量体動
に、熱重合開始剤、光重合開始剤、光増感剤などを添加
して招くこともできる。このように場所的に不均一な重
合条件を与えて表面領域を硬化することによって、硬化
部と未硬化部とによって形成すべきレンズ部分に対応す
るパターンを形成するようにする。
に於いて、場所的に不均一な重合条件を与えて表面領域
のみを選択的に硬化させる。場所的に不均一な重合条件
としては、局部加熱、光照射、電子線照射などが用いら
れ得るが、これらの内で、可視光線および／または紫外
線の照射が方法の簡便さと云う点では最適であろう。な
招、必要であれば、単量体Ｍ＆および／または単量体動
に、熱重合開始剤、光重合開始剤、光増感剤などを添加
して招くこともできる。このように場所的に不均一な重
合条件を与えて表面領域を硬化することによって、硬化
部と未硬化部とによって形成すべきレンズ部分に対応す
るパターンを形成するようにする。
すなわち硬化部と未硬部とによるパターンは、形成すべ
き屈折率分布型レンズの形状、大きさ、ＮａとＮｂとの
大小関係などに依って決定される。
き屈折率分布型レンズの形状、大きさ、ＮａとＮｂとの
大小関係などに依って決定される。
また、複数個のレンズを設ける場合には、それらの位置
関係も前記硬化パターンに影響を４える。
関係も前記硬化パターンに影響を４える。
例えば円形レンズを形成する場合には、中央の光軸部を
中心とした円形部に対応する部分を残してそれ以外の部
分を硬化させるか、レンズ部に対応する部分を円盤状に
硬化させる。Ｎａ＞Ｎｂであれば前者は凸レンズに、後
者は凹レンズになる。Ｎａ＜Ｎｂ であれば前者は凹レ
ンズに、後者は凸しンレンズ部に対応する部分を線状に
硬化させる。
中心とした円形部に対応する部分を残してそれ以外の部
分を硬化させるか、レンズ部に対応する部分を円盤状に
硬化させる。Ｎａ＞Ｎｂであれば前者は凸レンズに、後
者は凹レンズになる。Ｎａ＜Ｎｂ であれば前者は凹レ
ンズに、後者は凸しンレンズ部に対応する部分を線状に
硬化させる。
次いで未硬化部及び基板内部に拡散している未重合の単
量体Ｍｂを前記透明ゲル基板のパターンを形成した表面
を介して除去する。除去する方法としては、単量体Ｍｂ
の溶解能をもつ溶剤に浸漬する方法、減圧して気化させ
る方法、前者の後に後者を行なう方法など、種々採用し
つる。この様な方法で前者透明ゲル基板から単量体Ｍｂ
を取り除く操作を行った場合、この工程の前段階に於い
て硬化させた部分を通って内部の単量体Ｍｂが抜けて行
くことは困難であり、主として非硬化部及びその内部の
単量体Ｍｂが未硬化部を通って抜け出て行く。この現象
に依って単量体Ｍｂの濃度分布が硬化部の近傍の透明ゲ
ル基板内に生じるとと゛になる。この様にして単量体Ｍ
ｂの濃度分布を透明ゲル基板内に形成した後に、単量体
Ｍａ及び残留している単量体Ｍｂの重合を完結させ、単
量体Ｍｂの分布を固定化することにより、上記した様な
屈折率分布型レンズ部分をプラスチック基板内に形成す
ることができる。
量体Ｍｂを前記透明ゲル基板のパターンを形成した表面
を介して除去する。除去する方法としては、単量体Ｍｂ
の溶解能をもつ溶剤に浸漬する方法、減圧して気化させ
る方法、前者の後に後者を行なう方法など、種々採用し
つる。この様な方法で前者透明ゲル基板から単量体Ｍｂ
を取り除く操作を行った場合、この工程の前段階に於い
て硬化させた部分を通って内部の単量体Ｍｂが抜けて行
くことは困難であり、主として非硬化部及びその内部の
単量体Ｍｂが未硬化部を通って抜け出て行く。この現象
に依って単量体Ｍｂの濃度分布が硬化部の近傍の透明ゲ
ル基板内に生じるとと゛になる。この様にして単量体Ｍ
ｂの濃度分布を透明ゲル基板内に形成した後に、単量体
Ｍａ及び残留している単量体Ｍｂの重合を完結させ、単
量体Ｍｂの分布を固定化することにより、上記した様な
屈折率分布型レンズ部分をプラスチック基板内に形成す
ることができる。
次に本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
まず第６図（イ）に示す様に型枠ｆｉｌ （１！Ｊ中で
屈折率Ｎ＆の網状重合体Ｐａを形成する単量体Ｍａを重
合させて透明ゲル基板住ηをつくる。次に、この透明ゲ
ル基板αηの表面に屈折率Ｎｂの重合体Ｐｂを生成する
単量体Ｍｂを液相または気相で接触させ、第６図０）に
示す様に、透明ゲル基板（１７）の表面全体から単量体
Ｍｂを拡散させる。単量体Ｍｂを拡散させる際の温度が
高いほど単量体Ｍｂの拡散速度は大きいが単量体Ｍｂが
単独で重合したり、単量体Ｍａと共重合したりするほど
高くならないようにする。次に、第３図（ロ）に示す様
に、単量体Ｍｂを拡散させた透明ゲル基板ａηの表面に
光を遮蔽する為の円形の遮光マスク翰を乗せて光を照射
する。
屈折率Ｎ＆の網状重合体Ｐａを形成する単量体Ｍａを重
合させて透明ゲル基板住ηをつくる。次に、この透明ゲ
ル基板αηの表面に屈折率Ｎｂの重合体Ｐｂを生成する
単量体Ｍｂを液相または気相で接触させ、第６図０）に
示す様に、透明ゲル基板（１７）の表面全体から単量体
Ｍｂを拡散させる。単量体Ｍｂを拡散させる際の温度が
高いほど単量体Ｍｂの拡散速度は大きいが単量体Ｍｂが
単独で重合したり、単量体Ｍａと共重合したりするほど
高くならないようにする。次に、第３図（ロ）に示す様
に、単量体Ｍｂを拡散させた透明ゲル基板ａηの表面に
光を遮蔽する為の円形の遮光マスク翰を乗せて光を照射
する。
マスク翰の直径Ｒ１は、第３図ｅ−ｔに示した様な硬化
部にあいた円形の穴（未硬化部）（２υの直径Ｒ２に等
しくなるが、これは第６図に）に示したレンズ部＠の直
径Ｒ３よりもかなり小さくしておいた方が好ましい。照
射する光は、通常の光硬化性樹脂に用いられる紫外線が
好ましい。光照射に依って第３図（ハ）に示す様こと、
硬化部器が形成される。硬化部（ハ）の厚みは、単量体
Ｍｂが容易に透過しない程度に厚くなければならないが
、その条件を満たす限りに詔いて薄い方が好ましい。硬
化部分（２丙にある直径Ｒ２の穴３υから次の工程で単
量体Ｍｂを除去するが、形成しようとしているレンズの
径Ｒ６よりもＲ２が充分小さくなければ、単量体Ｍｂの
等濃度曲線は穴（２幻の部分で透明ゲル基板ａηの表面
と平行になり、断面が同心円の球面状にならない。
部にあいた円形の穴（未硬化部）（２υの直径Ｒ２に等
しくなるが、これは第６図に）に示したレンズ部＠の直
径Ｒ３よりもかなり小さくしておいた方が好ましい。照
射する光は、通常の光硬化性樹脂に用いられる紫外線が
好ましい。光照射に依って第３図（ハ）に示す様こと、
硬化部器が形成される。硬化部（ハ）の厚みは、単量体
Ｍｂが容易に透過しない程度に厚くなければならないが
、その条件を満たす限りに詔いて薄い方が好ましい。硬
化部分（２丙にある直径Ｒ２の穴３υから次の工程で単
量体Ｍｂを除去するが、形成しようとしているレンズの
径Ｒ６よりもＲ２が充分小さくなければ、単量体Ｍｂの
等濃度曲線は穴（２幻の部分で透明ゲル基板ａηの表面
と平行になり、断面が同心円の球面状にならない。
単量体Ｍｂを除去する方法としては、単量体Ｍｂが単量
体Ｍａよりもはるかに揮発し易いものである場合には減
圧するだけで良く、揮発性が似かよっている場合には、
溶解性の異なる溶剤に浸漬する方法が採られてよい。ど
うしても単量体Ｍａと単量体Ｍｂがほぼ等量で抜けてし
まう場合には、単量体Ｍｂの濃度分布は既に基板内に形
成されているので、重合を完結させる際に透明ゲル基板
ａηを単量体Ｍａと接触させておけば抜けたことにへよ
る単量体Ｍａの不足が補われ、重合時の収縮を緩和する
ことができる。単量体Ｍｂを穴（２１）を介して除去す
る事に依って形成された単量体Ｍｂの濃度分布を固定す
る為に重合を完結させ、次いで表面を研磨すれば、第３
図に）に示す様な、断面を有する球状のレンズ部分（イ
）の形成された合成樹脂平面レンズ（財）が完成する。
体Ｍａよりもはるかに揮発し易いものである場合には減
圧するだけで良く、揮発性が似かよっている場合には、
溶解性の異なる溶剤に浸漬する方法が採られてよい。ど
うしても単量体Ｍａと単量体Ｍｂがほぼ等量で抜けてし
まう場合には、単量体Ｍｂの濃度分布は既に基板内に形
成されているので、重合を完結させる際に透明ゲル基板
ａηを単量体Ｍａと接触させておけば抜けたことにへよ
る単量体Ｍａの不足が補われ、重合時の収縮を緩和する
ことができる。単量体Ｍｂを穴（２１）を介して除去す
る事に依って形成された単量体Ｍｂの濃度分布を固定す
る為に重合を完結させ、次いで表面を研磨すれば、第３
図に）に示す様な、断面を有する球状のレンズ部分（イ
）の形成された合成樹脂平面レンズ（財）が完成する。
レンズ部分（社）の直径Ｒ１は、硬化部＠の大の直径Ｒ
２（＝遮光マスクの直径Ｒ１）、透明ゲル基板ａηの架
橋密度、単量体Ｍｂ除去条件などに影響される。レンズ
部分りは、Ｎ ａ ＞Ｎ ｂの場合凸レンズ、Ｎａ＜Ｎ
ｂの場合凹レンズとなる。
２（＝遮光マスクの直径Ｒ１）、透明ゲル基板ａηの架
橋密度、単量体Ｍｂ除去条件などに影響される。レンズ
部分りは、Ｎ ａ ＞Ｎ ｂの場合凸レンズ、Ｎａ＜Ｎ
ｂの場合凹レンズとなる。
第４図に本発明の他の実施例を示す。
本例でも、前述した方法と同様にまず型枠（イ）（５）
内で屈折率Ｎａの網状重合体Ｐａを生成する単量体Ｍ＆
を一部重合させて透明ゲル基板（ハ）をつくり、屈折率
Ｎｂの重合体ｐｂを生成する単量体Ｍｂをり低い温度に
する。次に、第４図←）に示す様に、単量体Ｍｂを拡散
させた透明ゲル基板（ハ）に、形成すべきレンズ部分に
対応した円型の穴のあいた遮直径Ｒ５に等しくなり、こ
れは大体第４図に）に示したレンズ部ｒ３１）の直径Ｒ
６に等しくなる 。紫外線照射に依って第４図＆）に示
す様に、円盤状の硬化部（至）が形成される。この厚み
は、単量体Ｍｂが透過しない限りに於いて、゛出来るだ
け薄いことが望ましい。次に、透明ゲル基核（ハ）から
、単量体Ｍｂを除去する。透明ゲ′ル基板（ハ）の表面
の未硬化部（至）から単量体Ｍｂが抜けると、濃度勾配
が生じ、硬化部翰の下や、透明ゲル基板（ハ）の深゛部
上り単量体Ｍｂがそこへ移動してきて、更に新たな濃度
勾配が生じる。この様にして断面同心円状の単量体Ｍｂ
の濃度分布を形成させたあとで、それを固定する為に重
合を完結させ、次いで表面を研磨すれば、第４図に）に
示す様な断面を有する球形レンズ部分子３１）の形成さ
れた合成樹脂平面レンズ０擾が完成する。レンズ部分０
１）の直径Ｒ６は、はぼ硬化部分−の直径Ｒ５（＝遮光
マスクの穴の直径Ｒ４）に依って決まる。レンズ部分子
３Ｄは、Ｎａ＞Ｎｂのとき分を残して硬化させたり、ま
たは多数の島状の円れる合成樹脂平面レンズが得られる
。また遮光マスクをライン状パターンのものにすれば、
光線がライン状に集束するカマボブ型レンズあるいはレ
ンチキュ２レンズ相当の屈折率分布型平面レンズを製造
することもできる。
内で屈折率Ｎａの網状重合体Ｐａを生成する単量体Ｍ＆
を一部重合させて透明ゲル基板（ハ）をつくり、屈折率
Ｎｂの重合体ｐｂを生成する単量体Ｍｂをり低い温度に
する。次に、第４図←）に示す様に、単量体Ｍｂを拡散
させた透明ゲル基板（ハ）に、形成すべきレンズ部分に
対応した円型の穴のあいた遮直径Ｒ５に等しくなり、こ
れは大体第４図に）に示したレンズ部ｒ３１）の直径Ｒ
６に等しくなる 。紫外線照射に依って第４図＆）に示
す様に、円盤状の硬化部（至）が形成される。この厚み
は、単量体Ｍｂが透過しない限りに於いて、゛出来るだ
け薄いことが望ましい。次に、透明ゲル基核（ハ）から
、単量体Ｍｂを除去する。透明ゲ′ル基板（ハ）の表面
の未硬化部（至）から単量体Ｍｂが抜けると、濃度勾配
が生じ、硬化部翰の下や、透明ゲル基板（ハ）の深゛部
上り単量体Ｍｂがそこへ移動してきて、更に新たな濃度
勾配が生じる。この様にして断面同心円状の単量体Ｍｂ
の濃度分布を形成させたあとで、それを固定する為に重
合を完結させ、次いで表面を研磨すれば、第４図に）に
示す様な断面を有する球形レンズ部分子３１）の形成さ
れた合成樹脂平面レンズ０擾が完成する。レンズ部分０
１）の直径Ｒ６は、はぼ硬化部分−の直径Ｒ５（＝遮光
マスクの穴の直径Ｒ４）に依って決まる。レンズ部分子
３Ｄは、Ｎａ＞Ｎｂのとき分を残して硬化させたり、ま
たは多数の島状の円れる合成樹脂平面レンズが得られる
。また遮光マスクをライン状パターンのものにすれば、
光線がライン状に集束するカマボブ型レンズあるいはレ
ンチキュ２レンズ相当の屈折率分布型平面レンズを製造
することもできる。
具体例１
この具体例１は第３図に示す方法に従ったものであって
、まず、ジエチレングリコールビスアリルカーボネー）
（ＣＲ−３９）に過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノン
を６重量％ずつ溶解させ、型に注入して８０℃で９０分
間保持し、２０ｇｉＸ２０ｇｍｘ５ｍｍの透明ゲル基板
を作製した。これを２１２９２− ） ＩＪフ四四エチ
ルメタクリレート（６ＦＭＡ）中に浸漬して表面からゲ
ル物体中に拡散させた。次に、中央に直径２Ｈの真鍮円
板を乗せ、超高圧水銀ランプからの紫外線を照射して真
鍮円板に対応する部分の周囲を硬化させた。次にこれを
デシケータ中に入れ、真空ポンプをつないで減圧し、直
径２闘の未硬化部より５ＦＭＡを気化させて取り除いた
。これを８０℃で１５時間保持して重合を完結させ、表
面を研磨した。このＣＲ−３９１５ＦＭＡ共重合体ブ四
ツクの中央部は焦点距離３０襲の凸レンズになっていた
。
、まず、ジエチレングリコールビスアリルカーボネー）
（ＣＲ−３９）に過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノン
を６重量％ずつ溶解させ、型に注入して８０℃で９０分
間保持し、２０ｇｉＸ２０ｇｍｘ５ｍｍの透明ゲル基板
を作製した。これを２１２９２− ） ＩＪフ四四エチ
ルメタクリレート（６ＦＭＡ）中に浸漬して表面からゲ
ル物体中に拡散させた。次に、中央に直径２Ｈの真鍮円
板を乗せ、超高圧水銀ランプからの紫外線を照射して真
鍮円板に対応する部分の周囲を硬化させた。次にこれを
デシケータ中に入れ、真空ポンプをつないで減圧し、直
径２闘の未硬化部より５ＦＭＡを気化させて取り除いた
。これを８０℃で１５時間保持して重合を完結させ、表
面を研磨した。このＣＲ−３９１５ＦＭＡ共重合体ブ四
ツクの中央部は焦点距離３０襲の凸レンズになっていた
。
具体例２
この具体例２は第３図に示す方法に従ったものであって
、まず、ジアリルイソ７タレート（ＤＡＩＰ）に過酸化
ベンゾイル及びベンゾフェノンを６重量−ずつ溶解させ
、型に注入して８０℃で１８０分間加熱し、２０ｍＸ２
０ｍＸ５ｍｓ＋の透明ゲル基板を作製した。これをメチ
ルメタクリレート（、ＭＭＡ ）中に浸漬して表面から
ゲル基板中に拡散させた。
、まず、ジアリルイソ７タレート（ＤＡＩＰ）に過酸化
ベンゾイル及びベンゾフェノンを６重量−ずつ溶解させ
、型に注入して８０℃で１８０分間加熱し、２０ｍＸ２
０ｍＸ５ｍｓ＋の透明ゲル基板を作製した。これをメチ
ルメタクリレート（、ＭＭＡ ）中に浸漬して表面から
ゲル基板中に拡散させた。
次に、中央に直径２１１ＩＩの真鍮円板を乗せ、超高圧
水銀ランプからの紫外線を照射して真鍮円板に対応する
部分の周囲を硬化させた。次にこれをデシケータ中に入
れ、真空ポンプをつないで減圧し、直径２ ｍの未硬化
部よりＭＭＡを抜いた。これを８０℃で１５時間保持し
て重合を完結させ、表面を研磨した。このＤＡＩＰ／Ｍ
ＭＡ共重合体プ四ツクの中央部は焦点距離約３０闘の凸
レンズになっていた。
水銀ランプからの紫外線を照射して真鍮円板に対応する
部分の周囲を硬化させた。次にこれをデシケータ中に入
れ、真空ポンプをつないで減圧し、直径２ ｍの未硬化
部よりＭＭＡを抜いた。これを８０℃で１５時間保持し
て重合を完結させ、表面を研磨した。このＤＡＩＰ／Ｍ
ＭＡ共重合体プ四ツクの中央部は焦点距離約３０闘の凸
レンズになっていた。
具体例に
の具体例６は第４図に示す方法に従ったものであって、
まず、ジエチレングリコールビスアリルカーボネー）（
ＣＲ−３９）に過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノンを
３重量％ずつ溶解させ、型に注入して８０℃で９０分間
加熱し、５０ｕＸ５（］ｕａＸ５ｍｓの透明ゲル基板を
作製した。これへ過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノン
をそれぞれ３重量％ずつ溶解させた安息香酸ビニル（Ｖ
Ｂ）に浸漬し、表面からゲル基板中に拡散させた。次に
、直径５鰭の円形の透光部が５ｘ５のマ） ＩＪクス状
に２５個ついた黒色遮光マスクをこのゲル基板上に乗せ
、超高圧水銀ランプからの紫外線を照射し、ゲル基板表
面に直径３龍の円板状硬化部を島状に２５個形成した。
まず、ジエチレングリコールビスアリルカーボネー）（
ＣＲ−３９）に過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノンを
３重量％ずつ溶解させ、型に注入して８０℃で９０分間
加熱し、５０ｕＸ５（］ｕａＸ５ｍｓの透明ゲル基板を
作製した。これへ過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノン
をそれぞれ３重量％ずつ溶解させた安息香酸ビニル（Ｖ
Ｂ）に浸漬し、表面からゲル基板中に拡散させた。次に
、直径５鰭の円形の透光部が５ｘ５のマ） ＩＪクス状
に２５個ついた黒色遮光マスクをこのゲル基板上に乗せ
、超高圧水銀ランプからの紫外線を照射し、ゲル基板表
面に直径３龍の円板状硬化部を島状に２５個形成した。
これをアセトン中に浸漬して未硬化部より単量体を溶出
させ、減圧してアセトンを除去した。次に、この表面に
ｃＲ−３９を接触させて８０℃で１５時間保持し、重合
を完結させ、表面の０Ｒ−３９単独重合体を研磨してと
り除き、平滑にした。このＣＲ−３９／ＶＢ共重合体プ
四ツクの表面には、焦点距離約６０順のレンズが５×５
のマトリクス状に形成されていた。
させ、減圧してアセトンを除去した。次に、この表面に
ｃＲ−３９を接触させて８０℃で１５時間保持し、重合
を完結させ、表面の０Ｒ−３９単独重合体を研磨してと
り除き、平滑にした。このＣＲ−３９／ＶＢ共重合体プ
四ツクの表面には、焦点距離約６０順のレンズが５×５
のマトリクス状に形成されていた。
具体例４
この具体例４は第３図に示す方法において遮光マスクに
ライン状パターンのものを用いたものであって、まず、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＯＲ−
３９）に過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノンを６重量
％ずつ溶解させ、型に注入して８０℃で９０分間加熱し
、５０５ｍＸ５０ ｗ Ｘ ５ ｍの透明ゲル基板を作
製した。これを、１．１．３− ） ＩＪヒト四バーフ
ロロブ四ビルメタクリレ−）（４ＦＭＡ）中に浸漬して
表面から拡散させた。この上に、幅２００μｍの黒線が
１ｕ間隔で４０本並んだガラス板を乗せ、超高圧水銀ラ
ンプからの紫外線を照射した後、ガラス板を取り除いて
減圧し、４ＦＭＡを未硬化表面から揮散させた。これを
８０℃で１５時間保持し、重合を完結させ、表面を研磨
した。平行光線を透過させると、このＣＲ−３９／ｄＦ
ＭＡ共重合体ブロックより３０１１の距離に置いた板上
に４０本の輝線が認められた。
ライン状パターンのものを用いたものであって、まず、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＯＲ−
３９）に過酸化ベンゾイル及びベンゾフェノンを６重量
％ずつ溶解させ、型に注入して８０℃で９０分間加熱し
、５０５ｍＸ５０ ｗ Ｘ ５ ｍの透明ゲル基板を作
製した。これを、１．１．３− ） ＩＪヒト四バーフ
ロロブ四ビルメタクリレ−）（４ＦＭＡ）中に浸漬して
表面から拡散させた。この上に、幅２００μｍの黒線が
１ｕ間隔で４０本並んだガラス板を乗せ、超高圧水銀ラ
ンプからの紫外線を照射した後、ガラス板を取り除いて
減圧し、４ＦＭＡを未硬化表面から揮散させた。これを
８０℃で１５時間保持し、重合を完結させ、表面を研磨
した。平行光線を透過させると、このＣＲ−３９／ｄＦ
ＭＡ共重合体ブロックより３０１１の距離に置いた板上
に４０本の輝線が認められた。
第１図及び第２図はそれぞれ合成樹脂平面レンズの製造
方法の従来例を示す断面図であり、第３図及び第４図は
それぞれ本発明による合成樹脂平面レンズ製造方法の実
施例を示す断面図である。 なお、図面に用いた符号において、 （ｌ（至）・・・・・・・・・・・・透明ゲル基板（２
Ｉ（’ＺＩＪ・・・・・・・・・・・・遮光マスク！２
１）（ト）・・・・・・・・・・・・未硬化部（ハ）（
ト）・・・・・・・・・・・・硬化部窪η・・・・・・
・・・・・・ レンズ部分ｔ２ｅ３・・・・・・・・・
・・・合成樹脂平面レンズである。 代理人 上屋 勝 ｌ 常包芳男 ｌ 杉浦俊貴 平 ０−１３３− ”−ＩＩ
方法の従来例を示す断面図であり、第３図及び第４図は
それぞれ本発明による合成樹脂平面レンズ製造方法の実
施例を示す断面図である。 なお、図面に用いた符号において、 （ｌ（至）・・・・・・・・・・・・透明ゲル基板（２
Ｉ（’ＺＩＪ・・・・・・・・・・・・遮光マスク！２
１）（ト）・・・・・・・・・・・・未硬化部（ハ）（
ト）・・・・・・・・・・・・硬化部窪η・・・・・・
・・・・・・ レンズ部分ｔ２ｅ３・・・・・・・・・
・・・合成樹脂平面レンズである。 代理人 上屋 勝 ｌ 常包芳男 ｌ 杉浦俊貴 平 ０−１３３− ”−ＩＩ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 合成樹脂からなる透明な基板中に、光軸方向暑こ次第に
変化する屈折率分布と光軸を含む少なくとも一つの断面
内で上記光軸から遠ざかるにつれて次第に変化する屈折
率分布とを夫々備えた単一のまたは複数の屈折率分布型
レンズ部分を形成するようにした合成樹脂平面レンズの
製造方法において、 （ａ）、屈折率がＮａ の網状重合体りを生成する１種
または２種以上の単量体Ｍａを不完全に重合させて透明
なゲル状の基板を形成する工程、伽）、この透明ゲル基
板中に、Ｎａ とは異なる屈折率Ｎｂを有する重合体ｐ
ｂを生成する１種または２種以上の単量体Ｍｂを拡散慟
浸透させる工程、（Ｃ）、前記基板の表面領域に部分的
硬化処理を施して、形成すべきレンズ部分のパターンに
合わせた硬化部および未硬化部を前記表面領域に形成す
る工程、 （ｄ）、前記透明ゲル基板の前記硬化処理が施された側
の表面を介して、主として前記未硬化部およびその内部
の前記単量体Ｍｂを除去し、これによって、前記硬化部
の近傍における前記透明ゲル基板内に前記単量体Ｍｂが
連続的に変化する濃度勾配でもって残留している状態を
形成する工程、（ｅ）、前記単量体Ｍｂの前記残留状態
において、前記単量体ＭａおよびＭｂの重合を完結させ
る工程、を有することを特徴とする合成樹脂平面レンズ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080615A JPS59204519A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 合成樹脂平面レンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080615A JPS59204519A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 合成樹脂平面レンズの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59204519A true JPS59204519A (ja) | 1984-11-19 |
| JPH0233296B2 JPH0233296B2 (ja) | 1990-07-26 |
Family
ID=13723242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58080615A Granted JPS59204519A (ja) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | 合成樹脂平面レンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59204519A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5405556A (en) * | 1993-04-13 | 1995-04-11 | National Science Council | Process of fabricating light-focusing plastic optical elements |
| JPH08292303A (ja) * | 1995-11-20 | 1996-11-05 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 平板型レンズアレイ及びその製造方法 |
| US6027672A (en) * | 1997-12-31 | 2000-02-22 | Lightpath Technologies, Inc. | Method of producing large polymer optical blanks with predictable axil refractive index profile |
| WO2022210869A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | デンカ株式会社 | 半硬化物複合体の製造方法、硬化物複合体の製造方法、及び半硬化物複合体 |
| EP4101626A1 (en) * | 2021-06-11 | 2022-12-14 | Essilor International | Method for obtaining a lens element |
-
1983
- 1983-05-09 JP JP58080615A patent/JPS59204519A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5405556A (en) * | 1993-04-13 | 1995-04-11 | National Science Council | Process of fabricating light-focusing plastic optical elements |
| JPH08292303A (ja) * | 1995-11-20 | 1996-11-05 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 平板型レンズアレイ及びその製造方法 |
| US6027672A (en) * | 1997-12-31 | 2000-02-22 | Lightpath Technologies, Inc. | Method of producing large polymer optical blanks with predictable axil refractive index profile |
| WO2022210869A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | デンカ株式会社 | 半硬化物複合体の製造方法、硬化物複合体の製造方法、及び半硬化物複合体 |
| EP4101626A1 (en) * | 2021-06-11 | 2022-12-14 | Essilor International | Method for obtaining a lens element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0233296B2 (ja) | 1990-07-26 |
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