JPS617801A - 屈折率分布型レンズの製造方法及びその装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、屈折率分布型レンズの連続的製造方法及び該
方法に使用する屈折率分布型レンズの連続的製造装置に
関する。

〔従来技術〕

最近、屈折率分布型マイクロ１／ンズとして屈折率が中
心軸から距離の２乗に比例して変化するロッドレンズが
研究開発され、光フアイバー通信における光源と光ファ
イバーとの結合レンズあるいは複写機等の１対１画像変
換用素子としてその応用分野が急激に広まりつつある。

このような用途に使用するプラスチック製のロッドレン
ズ製造法の１つとしてビニル系モノマー、アクリル第七
ツマー等を原料に使用しての光共重合法による製造法が
知られている。この光共重合法によるロッドレンズの製
造に於いては、従来、例えば「映像情報（Ｉ　）　１９
８２１５．１３Ｊの第５０頁に梱示されている第４図に
示すような装置が一般に用いられていた。この第４図に
示した装置を用いてのロッドレンズの製造に於いては、
まず所定のモノマー混合物を満たしたガラス管１１を鉛
直方向にセットし、矢印１７方向（あるいはその逆方向
）に自転させる。そして、ランプカバー９に設けられた
所定の間隔ＡをもつスリットｌＯを介してガラス管１１
に対しその側面方向から紫外線ランプ等の光源６からの
光を照射する。この光照射による共重合の進行の際に、
モーター１２、ギヤ１３及びネジを切った支柱１４によ
り、光源６を一定速度Ｖで」；昇させることにより光の
照射をガラス管１１内のモノマー混合物の下部から上部
へ実施する。こうすることによって、ガラス管１１内の
モノマー混合物全体にわたって共重合を進め七ツマ−を
消滅させる。この工程において、ガラス管１１は自転し
、また、光の照射はガラス管１１へ下部から上部に対し
て行なわれるので、モノマー訓合体は、ガラス管１１の
内壁からガラス管１１の中心部分に向かって、組成が連
続的に変化した共重合体となり、ロッドレンズ前駆体が
形成される。この上昇速度Ｖは、モノマー混合物の種類
、組成等により異なるが、ガラス管１１の中心部にある
モノマー混合物が下部から上部全体にわたって共重合し
て固化するような速度が選択される。

次に、ガラス管ｌｌ内の七ツマ−のほぼ消滅したロッド
レンズ前駆体を加熱する。これは先の光照射のみでは、
ロッドレンズ前駆体中に幾分モノヤーが残存するので、
これを熱エネルギーを加えることにより完全に重合固化
させるためである。

また、この加熱は製造されるロッドレンズの歪取りの効
果もある。このような方法によって周辺から中心軸１５
に向かって徐々に屈折率の増大又は減少した第５ａ図又
は第５ｂ図に示すような屈折率勾配１６をもつロッドレ
ンズが得られていた。

しかしながら、このような従来のロッドレンズの製造装
置には、加熱装置が備わっていないので、加熱装置が別
に必要とされた。そのため、第４図に示される光照射装
置からロッドレンズ前駆体が充填されるガラス管１１を
取り外して加熱装置に移す操作が必要とされた。また第
４図に示された従来知られている装置は連続工程による
製造には不向きでありロッドレンズを量産することは困
難であった。

〔発明の目的〕

本発明は、以上述べたような従来技術の問題点に鑑みな
されたものであり、連続工程により屈折率分布型レンズ
の製造を可能にし、このようなレンズの製造における工
程数の削減及び１個当りの製造時間を消滅することので
きる製造方法及びその方法に用いる装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

以上述べた目的は、下記の本発明の屈折率分布型レンズ
の連続的製造装置及びその装置によって達成される。す
なわち本発明の屈折率分布型レンズの連続的製造方法は
、屈折率分布型レンズの製造方法において、屈折率分布
型レンズの原料であるモノマー混合物を充填した透明容
器を自転させつつ、該透明容器の下部から上部に向かい
連続的に光を照射することのできる所定の長さを有する
固定光源部の近傍を所定の速度で搬送する工程を有する
ことを特徴とし、この方法に使用する屈折率分布型レン
ズの連続的製造装置は、搬送部及び該搬送部の片側若し
くは両側に配設された光源を有し、かつ該搬送部と該光
源との間に遮蔽板を配設した光照射部を有してなる屈折
率分布型レンズの製造装置であって、前記遮蔽板が、前
記光照射部の入口側から出口側に向かって上昇する方向
に傾斜した所定の幅及び長さの透光部を有し、前記搬送
部が、容器を設置しかつ自転させることのできる容器設
置部を有し、かつ該容器設置部を前記光照射部の入口か
ら出口へ可動することのできるものであることを特徴と
する。

以下、本発明の屈折率分布型レンズの連続的製造方法及
びこの方法に使用する装置を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の屈折率分布型レンズの連続的製造方
法に使用する装置の一実施例を示す模式正面図である。

本装置は、基本的には、光照射部ｌ、加熱部２及び搬送
部３から構成され、光共重合法によりプラスチック製の
ロッドレンズを連続製造することが可能な装置である。

光照射部１はロッドレンズの原料であるモノマー混合物
に光を照射することにより、これを共重合体に変えロッ
ドレンズ前駆体を形成する機能を果す。

加熱部２は、該ロッドレンズ前駆体に幾分残存する七ツ
マ−に熱エネルギーを与え２これを完全に重合固化させ
ることによりロッドレンズを完成させる機能を果す。

搬送部３は、前記七ツマー混合物の充填された透明容器
を光照射部１の入口１ａから出口ｉｂを介して加熱部２
まで搬送するための機能を果す。

本装置の光照射部ｌの模式平面図を第２図に。

模式正面図を第３図に示す、この光照射部ｌは、搬送部
３の両側に紫外線ランプ等の所定数の光源６が配設され
、搬送部３と光源６との間に遮蔽板５が配設されたもの
である。なお、光＠６は搬送部の片側のみに配設しても
差しつかえない。

更に、必要に応じ、光源６の遮蔽板側と反対の側に、反
射板７が設置され、また、この光照射部１を取り囲むよ
うにランプカバー９が設けられる。

遮蔽板５は、所定の幅、長さをもち光照射部ｌの入口１
ａ側から出０１ｂ側方向へ向かって上昇する方向に傾刺
した帯状の透光部８を有す。この透光部８を介して光源
６からの光が搬送部３に設置されている透明容器４内の
モノマー混合物に照射される。この透光部８は空隙又は
透光性材料からなる。透光部８を透光性材料で、構成す
る場合には、光源６からこの透光部８を介して照射され
る光により透明容器４内のモノマー混合物が有効に光共
重合が進むようなものを選択する必要がある。必要に応
じて、無用な方向に光が発散しないように、この透光部
８ヘスリツトを設けてもよい。反射板７は光源６からの
光を透明容器４内のモノマー混合物に有効に照射するた
めのものである。

搬送部３は、所望の数の透明容器４を設置できる容器設
置部を有し、この容器設置部は透明容器４を自転させる
手段を有する。この搬送部３は二列以上に透明容器４を
設置することができるようにしてもよい。

加熱部２は、加熱炉等の加熱手段を有して構成される。

なお、透明容器４の材料は、これに充填されている七ツ
マー混合物の有効な光共重合化を妨げないような透光性
のあるものから選択する。

以上述べた本装置を使用しての本発明の屈折率分布型レ
ンズの連続的製造方法について以下で説明する。

まず、透明容器４内にロッドレンズの原料である七ツマ
ー混合物を構成する各千ツマ−及び触媒等の添加物を所
定の組成となるように充填する。

この口・ンドレンズ原料及びその組成は、従来の光共重
合法による製造法に使用したものと同様な組成をした原
料を使用することができる０例えば、七ツマー混合物を
構成する各モノマーとして安息香酸ビこルとメタクリル
酸メチル、クロロ安息香酸ビニルとメタクリル酸トリフ
ロロエチル等、触媒としてベンゾインエーテル系化合物
や有機過酸化物等を使用することができる。

次にこのモノマー混合物が充填された透明容器４を搬送
部３に設置し、光照射部１の入口１ａから出口１ｂまで
この透明容器４を自転させながら一定速度Ｖ°で移動さ
せる。こうすることにより、透明容器４内のモノマー混
合物は、透明容器４周辺部から中心部に向かって組成が
連続して変化した共重合体となり、モノマーのほぼ消滅
したロフトレンズ前駆体が形成される。光源６は、モノ
マー混合物蚤こ応して、その光共重合に必要な光エネル
ギーを与えることのできるものから選ぶ０例えは安息香
酸ビニルとメタクリル酸メチルからなるモノマー混合物
の場合には高圧水銀灯が使用できる。また、反応温度は
、光共重合反応が進行する温度、通常は常温で十分であ
る。

また、移動速度Ｖ°、光源６の光強度、光源６の数及び
各光源６の間隔は光照射部ｌの有する透光部８の長さ及
び製造するロッドレンズの大きさに応じて異なるが、透
明容器４の中心部にあるモノマー混合物が下部から上部
全体にわたって共重合体層となるように、モノマー混合
物の光重合反応性に応して適宜選択する。

次に、搬送部３により、光照射部１から加熱部２内へロ
ッドレンズ前駆体の充填された透明容器４を連続的に搬
送する。そして、この透明容器４を加熱することにより
、ロッドレンズ前駆体中に幾分残存しているモノマーを
完全に重合固化させ、ロフトレンズの製造が完了する。

この加熱部２の設定温度及び加熱時間はロッドレンズ前
駆体中に残存するモノマーを完全に重合固化させること
ができ、熔融等によりこのレンズの品質を落さない範囲
内で原料子ツマー混合物の種類１組成により適宜選定す
る。また、この加熱により製造されるロッドレンズの歪
取りが行なわれるようにも考慮することが好ましい。

以上で説明１．た屈折率分布型レンズの製造方法の一実
施例は、ロッドレンズ原料であるモノマー混合物が前記
したような光を照射する工程のみでは、七ツマ−が完全
に消滅固化しない場合につき説明した。しかしながら、
モノマー混合物の種類によっては、前記したような光を
照射する工程のみで、モノマーが完全に重合固化し、加
熱を行なわなくてもロッドレンズの製造が完了する場合
がある。このような場合は、本発明の屈折率分布型レン
ズの製造方法においては、前記したような加熱を行う工
程を必要としない。従って、この方法に使用する本発明
の屈折率分布型レンズ製造装置も当然加熱部を必要とし
ない。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明の屈折率分布型レンズの連続的製造方
法及びその装置により、連続工程による屈折率分布型レ
ンズの製造が可能となった。このために、屈折率分布型
レンズの製造工程数の削減及び、１個当りの製造時間の
削減が計れ、同時に屈折率分布型レンズの量産化も可能
となった。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

〔実施例〕

８個の紫外線ランプをそれぞれ直線上に並べた２列の光
源６（各列の紫外線ランプ間の間隔はそれぞれ３０ＣＩ
１１、列と列との間隔は４０ｃＩＩ、各紫外線ランプは
８０ｗ／ｃｍ）　、空隙８（幅３ｃ＋ｓ、全長２００ｃ
ｏ＋、傾斜角度９°）を有する２つの遮蔽板５、反射板
７及びランプカバー９からなる光照射部１、加熱ヒータ
ーを有する加熱部２並びに搬送部３から構成される屈折
率分布型レンズの連続的製造装置により以下に述べるよ
うにロッドレンズを製造した。

まず石英ガラス製の透明容器４（内径３　＋ｕ＋）内に
安息香酸ビニル１．７７ｇ　（０，０１２＋ｉｏ＋）と
メタクリル猷メチル　４．４３ｇ　（０，０４４ａａｌ
）及び触媒に過酸化ベンゾイルを１重量％添加した混合
物を充填した。この透明容器４を一定速度（４ｃｍ／５
ｉｎ）によって光照射部１の入口１ａから出口Ｌｂに搬
送部３により自転させながら搬送し、ロッドし一ンズ前
駆体を形成【た。

次に、搬送部３により８０℃に設定した加熱部２中にロ
ッドレンズ前駆体の充填された透明容器４を連続的に搬
送した。ここで２０時間の加熱を行った後に徐冷しロッ
ドレンズを製造した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の屈折率分布型レンズの連続製造装置
の一実施例を示す模式正面図、第２図は、該装置の光照
射部の模式平面図、第３図は該光照射部の模式正面図で
ある。 第４図は従来の屈折率分布型レンズ製造装置の模式図、
第５図は、ロッドレンズの一部を示す図である。 ■：光照射部　　　　１ａ＝光照射部の入口１ｂ：光照
射部の出口　２：加熱部 ３：搬送部　　　　　４：ｉｉ明容器 ５；遮蔽板　　　　　６：光源 ７：反射板　　　　　８：透光部 ９：ランプカバ−１０ニスリツト ｌｌニガラス管　　　　１２：モーター１３：ギヤ　　
　　　　１４：ネジを切った支柱１５：中心軸　　　　
　１６：屈折率勾配曲線１７−回転方向を示す矢印 １８二進行方向を示す矢印

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）屈折率分布型レンズの製造方法において、屈折率分
   布型レンズの原料であるモノマー混合物を充填した透明
   容器を自転させつつ、該透明容器の下部から上部に向か
   い連続的に光を照射することのできる所定の長さを有す
   る固定光源部の近傍を所定の速度で搬送する工程を有す
   ることを特徴とする屈折率分布型レンズの製造方法。 ２）搬送部及び該搬送部の片側若しくは両側に配設され
   た光源を有し、かつ該搬送部と該光源との間に遮蔽板を
   配設した光照射部を有してなる屈折率分布型レンズの製
   造装置であって、前記遮蔽板が、前記照射部の入口側か
   ら出口側に向かって上昇する方向に傾斜した所定の幅及
   び長さの透光部を有し、前記搬送部が、容器を設置しか
   つ自転させることのできる容器設置部を有し、かつ該容
   器設置部を前記光照射部の入口から出口へ可動すること
   のできるものであることを特徴とする屈折率分布型レン
   ズの製造装置。