JPS62196613A - Aspheric lens - Google Patents

Aspheric lens

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Publication number
JPS62196613A
JPS62196613A JP61038408A JP3840886A JPS62196613A JP S62196613 A JPS62196613 A JP S62196613A JP 61038408 A JP61038408 A JP 61038408A JP 3840886 A JP3840886 A JP 3840886A JP S62196613 A JPS62196613 A JP S62196613A
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JP
Japan
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lens blank
lens
difference
refractive index
plastic
Prior art date
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Pending
Application number
JP61038408A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Wada
清 和田
Masayuki Muranaka
昌幸 村中
Masao Takagi
正雄 高木
Toshiji Sakuma
利治 佐久間
Norio Yatsuda
則夫 谷津田
Takesuke Maruyama
竹介 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61038408A priority Critical patent/JPS62196613A/en
Publication of JPS62196613A publication Critical patent/JPS62196613A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain an inexpensive aspheric lens with superior optical performance by reducing the difference between the refractive indexes of a lens blank consisting of a glass lens and a plastic layer joined with the surface of the lens blank. CONSTITUTION:In the aspheric lens obtained by joining the plastic layer 1 to the surface of the lens blank consisting of a glass lens and forming the surface of the plastic layer as an aspheric surface, the difference between the refractive index based upon the main wavelength of the glass and that based upon the main component of plastic is set up to DELTAnXa/P<=5X10<-5>. Provided that, (a) and P are the roughness of the surface shape of the lens blank and its pitch. Namely, when the surface shape index a/P of the lens blank is reduced so that an incident angle alpha is reduced, the difference DELTAtheta between the refractive angles is reduced, or when the difference DELTAn between the refractive indexes of the glass and plastic is reduced (the ratio n1/n2 of both the refractive indexes is reached to '1'), the difference DELTAtheta of the refractive angles is also reduce, so that the excellent optical performance can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオカメラなどに用いて好適な非球面レン
ズに係わり、特に、ガラスからなるレンズブランクの表
面にプラスチック層を接合し、該プラスチック層の表面
を非球面とした非球面レンズに関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an aspherical lens suitable for use in video cameras, etc., and in particular, it relates to an aspherical lens suitable for use in video cameras, etc. This invention relates to an aspherical lens whose layer surface is aspherical.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、ビデオカメラ、プロジェクションテレビ。 In recent years, video cameras and projection televisions.

ビデオディスクなどに用いられるレンズとしては、これ
らの光学系におけるレンズ枚数の低減、光学性能の向上
を図るために、非球面レンズが採用されている。
Aspherical lenses are used as lenses for video discs and the like in order to reduce the number of lenses in these optical systems and improve optical performance.

ところで、従来、ガラスレンズの表面を非球面化として
非球面レンズとすることは非常に困難であるために、た
とえば、特開昭59−12412号公報に開示されるよ
うに、球面ガラスレンズをレンズブランクとし、その表
面に透明なプラスチック層を接合してこのプラスチック
層の表面を非球面とした非球面レンズが提案されている
。かかる非球面レンズによると、プラスチック層の表面
を任意の形状の非球面とすることができ、また、ガラス
レンズの表面が研磨仕上げされており、ガラスレンズと
プラスチック層との境界面での光の屈折を防止して優れ
た光学性能が得られる。
By the way, conventionally, it has been very difficult to make the surface of a glass lens into an aspherical lens. An aspherical lens has been proposed in which a transparent plastic layer is bonded to a blank surface and the surface of this plastic layer is made into an aspherical surface. According to such an aspherical lens, the surface of the plastic layer can be made into an aspherical surface of any shape, and the surface of the glass lens is polished, so that light at the interface between the glass lens and the plastic layer is reduced. Excellent optical performance can be obtained by preventing refraction.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記従来技術においては、ガラスレンズ
の研磨作業に長時間を要することになり、レンズブラン
クとしてのガラスレンズが非常に高価なものとなる。レ
ンズブランクの表面にプラスチック層を接合した非球面
レンズのコストは、主として、レンズブランクのコスト
とプラスチック層の接合作業コストとからなり、このた
めに、上記のような研磨仕上げされたガラスレンズをレ
ンズブランクとする非球面レンズは非常に高価なもので
あった。
However, in the above-mentioned conventional technology, polishing work of the glass lens requires a long time, and the glass lens used as a lens blank becomes very expensive. The cost of an aspherical lens with a plastic layer bonded to the surface of a lens blank mainly consists of the cost of the lens blank and the cost of bonding the plastic layer. The blank aspherical lens was very expensive.

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解消し、光
学性能が優れた低コストの非球面レンズを提供するにあ
る。
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and provide a low-cost aspherical lens with excellent optical performance.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、本発明は、ガラスレンズか
らなるレンズブランクと該レンズブランクの表面に接合
されるプラスチック層との屈折率の差を小さくする。
In order to achieve the above object, the present invention reduces the difference in refractive index between a lens blank made of a glass lens and a plastic layer bonded to the surface of the lens blank.

〔作 用〕[For production]

レンズブランクとしてのガラスレンズの表面が粗くとも
、該レンズブランクとプラスチック層との境界面での光
の屈折が抑圧され、研磨仕上げされない安価なガラスレ
ンズをレンズブランクとして優れた光学性能が得られる
Even if the surface of a glass lens used as a lens blank is rough, refraction of light at the interface between the lens blank and a plastic layer is suppressed, and excellent optical performance can be obtained using an inexpensive glass lens that is not polished as a lens blank.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による非球面レンズの一実施例を示す断
面図であって、1はプラスチック層、2はレンズブラン
ク、3は境界面である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an aspherical lens according to the present invention, in which 1 is a plastic layer, 2 is a lens blank, and 3 is a boundary surface.

同図において、ガラスレンズであるレンズブランク2の
表面にはプラスチック層1が接合され、このプラスチッ
ク層1の表面が所定形状の非球面をなしている。レンズ
ブランク2の表面は研磨仕上げがなされていないために
、レンズブランク2とプラスチック層1の境界面3は面
が粗く、凹凸部が存在している。
In the figure, a plastic layer 1 is bonded to the surface of a lens blank 2, which is a glass lens, and the surface of this plastic layer 1 has an aspherical surface of a predetermined shape. Since the surface of the lens blank 2 is not polished, the interface 3 between the lens blank 2 and the plastic layer 1 is rough and has uneven parts.

第2図は第1図におけるレンズブランク2とプラスチッ
ク層1との境界面3を拡大して示したものである。
FIG. 2 is an enlarged view of the interface 3 between the lens blank 2 and the plastic layer 1 in FIG. 1.

第2図に示すように、境界面3に凹凸部が存在するため
に、この境界面3に傾いて光線が入射し、光が屈折する
ことになる。そこで、第2図において、境界面3の断面
形状が正弦曲線をなしているものとし、nl +  n
tを夫々ガラス、プラスチックの屈折率、P、aを夫々
境界面3の形状のピッチ、面粗さ、αを境界面3の接線
の最大傾き角とすると、境界面3の最大傾き角αとなる
部分に入射された光線が最大に屈折する。この光線の入
射角はαであり、この入射角α、出射角βおよび出射角
Δθは次のように表わされる。
As shown in FIG. 2, since there are uneven portions on the boundary surface 3, light rays are incident on this boundary surface 3 at an angle, and the light is refracted. Therefore, in FIG. 2, it is assumed that the cross-sectional shape of the boundary surface 3 is a sine curve, and nl + n
If t is the refractive index of glass and plastic, respectively, P and a are the pitch and surface roughness of the shape of the interface 3, and α is the maximum inclination angle of the tangent to the interface 3, then the maximum inclination angle α of the interface 3 is The light rays incident on the part are refracted to the maximum. The incident angle of this light ray is α, and the incident angle α, outgoing angle β, and outgoing angle Δθ are expressed as follows.

7w tB n−’□π ガラスとプラスチックとの屈折率の差Δn (n。7w tB n-’□π Difference in refractive index between glass and plastic Δn (n.

−nt)に対する屈折角Δθの関係を境界面3の粗さa
とピッチPとの比で表わしたレンズブランク表面形状指
数a / Pの値毎に示すと、第3図のようになる。同
図から明らかなように、レンズブランク表面形状指数a
/Pを小さくして入射角αが小さくなるようにすると、
屈折角の差Δθが小さくなり、あるいは、ガラスとプラ
スチックとの屈折率の差Δnを小さくする(すなわち、
両者の屈折率の比nl/nzを1に近づける)と、屈折
角Δθは小さくなり、優れた光学性能が得られることに
なる。
The relationship between the refraction angle Δθ and the roughness a of the interface 3
FIG. 3 shows each value of the lens blank surface shape index a/P expressed as the ratio of the pitch P to the lens blank surface shape index a/P. As is clear from the figure, the lens blank surface shape index a
If /P is made smaller so that the angle of incidence α becomes smaller,
The difference in refractive angle Δθ is reduced, or the difference in refractive index Δn between glass and plastic is reduced (i.e.,
When the ratio nl/nz of both refractive indexes approaches 1), the refraction angle Δθ becomes small and excellent optical performance is obtained.

ところで、ビデオカメラに用いられる非球面レンズの場
合、上記屈折角Δθの許容範囲は、光学性能上、±0.
006 ’以内となっている。屈折角Δθがこの許容範
囲を満足するためのレンズブランク表面形状指数a /
 Pと屈折率の差の許容it(すなわち、許容屈折率差
)Δn0との関係を示すと、第4図に示すようになる。
By the way, in the case of an aspherical lens used in a video camera, the allowable range of the refraction angle Δθ is ±0.
It is within 006'. Lens blank surface shape index a / for refraction angle Δθ to satisfy this tolerance range
The relationship between P and the allowable refractive index difference it (that is, the allowable refractive index difference) Δn0 is shown in FIG.

すなわち、レンズブランク表面形状指数a / Pと許
容屈折率差Δn、とはほぼ反比例の関係にあり、第4図
に示す曲線で表わされる。この曲線はΔnつX a /
P −5Xl0−’の関係式を表わすものである。した
がって、レンズブランク2のガラスとプラスチック層1
のプラスチック材料としては、これらの屈折率の差Δn
が、 Δn X a / P≦5 X 10−’    −−
−−−−−−−−−−(11を満足するものを用いる。
That is, the lens blank surface shape index a/P and the allowable refractive index difference Δn have a substantially inversely proportional relationship, which is represented by the curve shown in FIG. 4. This curve has Δn X a /
This represents the relational expression of P -5Xl0-'. Therefore, the glass and plastic layer 1 of the lens blank 2
As a plastic material, the difference between these refractive indexes Δn
However, Δn X a / P≦5 X 10-' --
----------- (Use one that satisfies 11.

これにより、許容できる光学性能が得られる。This results in acceptable optical performance.

式(1)からレンズブランク表面形状指数a / Pが
小さいほど、屈折率の差Δnを大きくすることができる
From equation (1), the smaller the lens blank surface shape index a/P, the larger the refractive index difference Δn can be.

しかしながら、レンズブランク裏面形状指数a/Pを小
さくしようとすると、レンズブランク2の表面の研磨仕
上げが必要となる。第5図はレンズブランク表面形状指
数a / Pに対するレンズブランク2の機械加工、研
磨仕上げ作業を含む作製時間の関係を示すものであり、
a / P >0.01の場合には、レンズブランクを
機械加工で切削した後、2〜3回の簡単な研磨仕上げで
すむが、a / p <0.01の場合には、さらに、
研磨仕上げ工程を数回〜数10回繰り返さなければなら
ず、レンズブランク20作製に非常に長時間を要し、レ
ンズブランク2が非常に高価なものとなる。そこで、レ
ンズブランク2の作製時間を短かくしてコストダウンを
はかるためには、レンズブランク表面形状指数a / 
Pが0.01以上であることが必要となる。
However, in order to reduce the lens blank back surface shape index a/P, the surface of the lens blank 2 needs to be polished. FIG. 5 shows the relationship between the lens blank surface shape index a/P and the manufacturing time including machining and polishing work of the lens blank 2.
When a/p > 0.01, a simple polishing process of 2-3 times is sufficient after cutting the lens blank by machining, but when a/p < 0.01, additionally,
The polishing process must be repeated several times to several tens of times, and it takes a very long time to produce the lens blank 20, making the lens blank 2 very expensive. Therefore, in order to reduce the production time and cost of the lens blank 2, the lens blank surface shape index a/
It is necessary that P be 0.01 or more.

このために、第1図において、レンズブランク2のレン
ズブランク表面形状指数a / Pが0.01以上、好
ましくは0.02以上とし、かつレンズブランク2とプ
ラスチック層1との屈折率の差Δnが上記式(1)を満
すようにする。これにより、この実施例では、レンズブ
ランク2としては安価なガラスレンズを用いることがで
き、しかも優れた光学性能が得られる。
For this purpose, in FIG. 1, the lens blank surface shape index a/P of the lens blank 2 is set to be 0.01 or more, preferably 0.02 or more, and the difference in refractive index Δn between the lens blank 2 and the plastic layer 1 is is made to satisfy the above formula (1). As a result, in this embodiment, an inexpensive glass lens can be used as the lens blank 2, and excellent optical performance can be obtained.

なお、レンズブランク表面形状指数a / Pを0.0
1以上とすると、レンズブランク2とプラスチック層1
との許容できる屈折率の差Δnは0.005以下であり
、レンズブランク表面形状指数a/Pを0.02以上と
すると、屈折率の差Δnは0.0025以下であればよ
い。
In addition, the lens blank surface shape index a/P is 0.0
If it is 1 or more, lens blank 2 and plastic layer 1
The permissible difference Δn in refractive index with respect to the lens blank is 0.005 or less, and if the lens blank surface shape index a/P is 0.02 or more, the difference Δn in refractive index may be 0.0025 or less.

ところで、屈折率の差Δnは種々の波長に対して先の弐
(1)を満足しなければならず、このためには、ガラス
であるレンズブランク2とプラスチック層lとのアツベ
数ν5の差も小さくなければならない。d線(波長λa
 =587 、56nm) 、 C線(波長λ。=65
(i、28nm) 、 F線(波長λp =486.1
3no+)にとける夫々の屈折率をNa 、Nc、NF
とすると、アツベ数ν、は次のように表わされる。
By the way, the difference in refractive index Δn must satisfy the above-mentioned condition 2 (1) for various wavelengths, and for this purpose, the difference in Atsube number ν5 between the lens blank 2 made of glass and the plastic layer l must be must also be small. d-line (wavelength λa
= 587, 56 nm), C line (wavelength λ. = 65
(i, 28 nm), F-line (wavelength λp = 486.1
Na, Nc, NF
Then, the Atsube number ν is expressed as follows.

アツベ数ν4と屈折率N4が同じであれば、各波長での
一屈折率もほぼ同じになる。レンズブランク2とプラス
チックN1との各波長に対する屈折率の差Δnを、上記
のように、0.005以下にするためには、これらのア
ツベ数ν4の差を20以下にすればよく、また、同じく
屈折率の差Δnを0.0025以下にするためには、こ
れらのアツベ数ν。
If the Abbe number ν4 and the refractive index N4 are the same, the refractive index at each wavelength will also be approximately the same. In order to make the difference Δn in the refractive index for each wavelength between the lens blank 2 and the plastic N1 0.005 or less as described above, the difference in their Abbe numbers ν4 should be 20 or less, and, Similarly, in order to make the difference Δn in refractive index 0.0025 or less, these Atsbe numbers ν are required.

の差を10以下にすればよい。ただし、色消し効果を考
慮して夫々10以下、5以下とした。
The difference should be 10 or less. However, considering the achromatic effect, they were set to 10 or less and 5 or less, respectively.

第6図は種々のガラスとプラスチックとが屈折率Ndと
アツベ数ν、の取り得る範囲を示したものであり、屈折
率N4の差Δnが0.005以下、好ましくは0.00
25以下でアツベ数ν4の差が10以下、好ましくは5
以下となるガラスおよびプラスチッりを夫々第1図のレ
ンズブランク2.プラスチック層として用いることがで
きる。このように、プラスチックとほぼ同等の屈折率、
アツベ数を存するガラスとしては、Ba5F、F、LF
、BaF。
Figure 6 shows the possible ranges of the refractive index Nd and Atsube number ν of various glasses and plastics, and the difference Δn in the refractive index N4 is 0.005 or less, preferably 0.00.
25 or less and the difference in Atsube number ν4 is 10 or less, preferably 5
The following glass and plastic materials are used to form the lens blank 2. shown in FIG. It can be used as a plastic layer. In this way, the refractive index is almost the same as that of plastic,
Glasses with Atsube numbers include Ba5F, F, and LF.
, BaF.

LLF、BaLF、KzF、KF、ZK、に、BK、F
Kなどがある。
LLF, BaLF, KzF, KF, ZK, Ni, BK, F
There are K, etc.

第7図は第1図におけるレンズブランク2の他の具体例
を示す断面図であって、4はツバ部である。
FIG. 7 is a sectional view showing another specific example of the lens blank 2 in FIG. 1, and 4 is a flange portion.

この具体例では、レンズブランク2の外周部に平面部を
有するツバ部4が設けられている。
In this specific example, a collar portion 4 having a flat portion is provided on the outer peripheral portion of the lens blank 2 .

次に、かかるレンズブランク2にプラスチック層を接合
する方法について、第8図を用いて説明する。なお、同
図において、5a、5bは型、6a+6bは非球面形成
部、7a、7bは平面部である。
Next, a method of bonding the plastic layer to the lens blank 2 will be explained using FIG. 8. In the figure, 5a and 5b are molds, 6a+6b are aspherical surface forming parts, and 7a and 7b are flat parts.

同図において、型5a、5bは紫外線を透過する石英な
どで作られており、非球面形成部6a、6bおよび平面
部7a、7bを有している。レンズブランク2が型5a
、5b内に納められると、レンズブランク2のツバ部4
の平面部と型5a、5bの平面部7a、7bが当接して
ツバ部4が挾持される。これによって、レンズブランク
2が型5a、5bに対して傾くことはない。型5a、5
bの非球面形成部6a、6bとレンズブランク2との間
の空隙にプラスチック材を注入して紫外線を投射すると
、プラスチック材は硬化してプラスチック層1となり、
レンズブランク2と接合する。そこで、型5a、5bの
非球面形成部6a、、6bと接している側のプラスチッ
ク層1の表面に非球面形成部6a、6bの面形状か転写
され、その表面形状は所定の非球面となる。
In the figure, molds 5a and 5b are made of quartz or the like that transmits ultraviolet rays, and have aspherical portions 6a and 6b and flat portions 7a and 7b. Lens blank 2 is mold 5a
, 5b, the collar portion 4 of the lens blank 2
The flat parts of the molds 5a and 5b come into contact with the flat parts 7a and 7b of the molds 5a and 5b, so that the collar part 4 is clamped. This prevents the lens blank 2 from tilting with respect to the molds 5a and 5b. Type 5a, 5
When a plastic material is injected into the gap between the aspherical surface forming portions 6a and 6b of b and the lens blank 2 and ultraviolet rays are projected, the plastic material hardens and becomes the plastic layer 1.
Joined with lens blank 2. Therefore, the surface shape of the aspherical surface forming portions 6a, 6b is transferred to the surface of the plastic layer 1 on the side that is in contact with the aspherical surface forming portions 6a, 6b of the molds 5a, 5b, and the surface shape is a predetermined aspherical surface. Become.

このように、レンズブランク2にツバ部4を設けること
により、レンズブランク2が型5a、5bに対して傾き
がなくなり、プラスチック層1がレンズブランク2に対
して傾いて接合することがなく、また、ツバ部4の厚さ
からレンズブランク2と型5a、5bとの間の空隙の厚
さが決まるから接合されるプラスチック層1の膜厚を高
い精度で制御することができる。この具体例によると、
プラスチック層1の表面に形成される非球面の精度は従
来の1/2程度に大幅に向上することになる。
In this way, by providing the collar portion 4 on the lens blank 2, the lens blank 2 is not tilted with respect to the molds 5a and 5b, and the plastic layer 1 is not bonded at an angle with respect to the lens blank 2. Since the thickness of the gap between the lens blank 2 and the molds 5a, 5b is determined from the thickness of the flange portion 4, the thickness of the plastic layer 1 to be bonded can be controlled with high precision. According to this specific example,
The precision of the aspherical surface formed on the surface of the plastic layer 1 will be significantly improved to about 1/2 that of the conventional one.

次に、上記実施例の具体的な数例とこれらと比較するた
めの比較例について説明する。なお、各具体例および比
較例におけるガラスとプラスチックの材質、屈折率N4
1 アツベ数シ4.レンズブランク表面形状指数a /
 Pおよびそれらの評価をまとめて別表に示す。
Next, several specific examples of the above embodiments and a comparative example for comparison with these examples will be described. In addition, the materials of glass and plastic in each specific example and comparative example, and the refractive index N4
1 Atsube number 4. Lens blank surface shape index a/
P and their evaluations are summarized in the attached table.

評価は、レンズ単品で、透過光による散乱の度合の目視
判定と、レンズを通して基板自模様を見たときの線のシ
ャープネスの目視判定で行い、高精度非球面レンズとし
ての商品価値の有、無で決定した。
Evaluation is performed on a single lens by visually judging the degree of scattering by transmitted light and visually judging the sharpness of the lines when looking at the substrate's own pattern through the lens, and determining whether it has commercial value as a high-precision aspherical lens. It was decided.

(具体例1) レンズブランクの材質としてに2(d線(波長587.
56nm)における屈折率n a = 1.5L6(1
2,アツベ数ν、 =56.8)を用いた。レンズブラ
ンクは機械加工により作製し、表面粗さa=0.4μm
、ピッチP=20μmとした。すなわちレンズブランク
表面形状指数a / P =0.02である。このレン
ズブランクに接合するプラスチックは、メチルα−クロ
ロアクリレート (屈折率n 、 = 1.5172.
アツベ数57)とした。
(Specific Example 1) The material of the lens blank is 2 (d-line (wavelength 587.
refractive index na = 1.5L6(1
2, Atsbe number ν, =56.8) was used. The lens blank was manufactured by machining, and the surface roughness a = 0.4 μm.
, pitch P=20 μm. That is, the lens blank surface shape index a/P=0.02. The plastic bonded to this lens blank is methyl α-chloroacrylate (refractive index n, = 1.5172.
The Atsube number was 57).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは0.0012゜
アツベ数ν、の差は0.2である。レンズブランク表面
形状指数と屈折率差との積a / P xΔn−2XI
O”’である。
The refractive index difference Δn between glass and plastic is 0.0012°, and the difference in Atsube number ν is 0.2. Product of lens blank surface shape index and refractive index difference a/P x Δn-2XI
O"'.

これらのガラスとプラスチックを接合して得られた非球
面レンズは、散乱、シャープネスの評価とも優れていた
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had excellent evaluations of scattering and sharpness.

(具体例2) レンズブランクの材質としてに10(屈折率n4−1.
50137.アツベ数νa =56.4)を用いた。レ
ンズブランクは機械加工により作製し、表面粗さa−0
,3μm、ピッチP−15μmとした。レンズブランク
表面形状指数a / P =0.02である。このレン
ズブランクに接合するプラスチックは、デカメチレング
リコールジメチクリレート (屈折率n4−1.499
0.アツベ数ν、 =56.3)とした。
(Specific Example 2) The material of the lens blank is 10 (refractive index n4-1.
50137. Atsbe's number νa = 56.4) was used. The lens blank is manufactured by machining and has a surface roughness of a-0.
, 3 μm, and pitch P-15 μm. The lens blank surface shape index a/P = 0.02. The plastic bonded to this lens blank is decamethylene glycol dimethicrylate (refractive index n4-1.499
0. Atsbe number ν, =56.3).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは0.0024゜
アツベ数差は0.1である。レンズブランク表面形状指
数と屈折率ν4の差との積a / p XΔn=4.8
XIO−’である。
The refractive index difference Δn between glass and plastic is 0.0024°, and the difference in Abbe's number is 0.1. Product of lens blank surface shape index and difference in refractive index ν4 a/p XΔn=4.8
XIO-'.

これらのガラスとプラスチックを接合して得られた非球
面レンズは、散乱、シャープネスとも優れていた。
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had excellent scattering and sharpness.

(具体例3) レンズブランクの材質としてLLF2  (屈折率na
 =1.54072.アツベ数νm−47,2)を用い
た。
(Specific example 3) LLF2 (refractive index na
=1.54072. The Atsbe number νm-47,2) was used.

レンズブランクは機械加工により作製し、表面粗さa 
=0.4 I!m+ ピッチP=20A!mとした。レ
ンズブランク表面形状指数a / P =0.02であ
る。このレンズブランクに接合するプラスチックはメチ
ルメタクリレート(屈折率na ”1.5398.アツ
ベ数ν、−47,5)とした。
The lens blank is manufactured by machining, and has a surface roughness of a
=0.4 I! m+ pitch P=20A! It was set as m. The lens blank surface shape index a/P = 0.02. The plastic bonded to this lens blank was methyl methacrylate (refractive index na "1.5398, Abbe number ν, -47.5).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは0.0009゜
アツベ数ν、の差は0.3である。レンズブランク表面
形状指数と屈折率差との積a / p XΔn=1.8
XIO−’である。
The refractive index difference Δn between glass and plastic is 0.0009°, and the difference in Atsube number ν is 0.3. Product of lens blank surface shape index and refractive index difference a/p XΔn=1.8
XIO-'.

これらのガラスとプラスチックを接合して得られた非球
面レンズは、散乱、シャープネスとも優れていた。
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had excellent scattering and sharpness.

(具体例4) レンズブランクの材質としてKF8  (屈折率n。(Specific example 4) The material of the lens blank is KF8 (refractive index n.

= 1.51118.アツベ数νa =51.0)を用
いた。レンズブランクは機械加工で作製し11表面粗さ
a =0.8μm、ピッチP=20μmとした。レンズ
ブランク表面形状指数a / P =0.04である。
= 1.51118. The Atsbe number νa = 51.0) was used. The lens blank was manufactured by mechanical processing, and the surface roughness a = 0.8 μm and the pitch P = 20 μm. The lens blank surface shape index a/P = 0.04.

このレンズブランクに接合するプラスチックは1−メチ
ル−シクロヘキシルメタクリレート(屈折率n、−1,
5111,アツベ数νm ”’54)とした。
The plastic bonded to this lens blank is 1-methyl-cyclohexyl methacrylate (refractive index n, -1,
5111, Atsbe number νm ”'54).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは0.0001゜
アツベ数シーの差は3である。レンズブランク表面形状
指数と屈折率差との積a/PXΔn=0.4X 10−
’である。
The refractive index difference Δn between glass and plastic is 0.0001°, and the difference in Atsushi's number C is 3. Product of lens blank surface shape index and refractive index difference a/PXΔn=0.4X 10-
'is.

これらのガラスとプラスチックを接合して得られた非球
面レンズは、散乱、シャープネスとも優れていた。
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had excellent scattering and sharpness.

(具体例5) レンズブランクの材質としてLF6  (屈折率n。(Specific example 5) The material of the lens blank is LF6 (refractive index n.

−1,56732,アツベ数νa =42.8)を用い
た。レンズブランクは機械加工で作製し、表面粗さa 
=0.8μm、ピッチP−10μmとした。レンズブラ
ンク表面形状指数a / P =0.08である。この
レンズブランクに接合するプラスチックはメチルα−ブ
ロモアクリレート (屈折率n 4= 1.5672+
 アツベ数νa ”46.5)とした。
-1,56732, Atsbe number νa = 42.8). The lens blank is manufactured by machining and has a surface roughness of a
= 0.8 μm, pitch P-10 μm. The lens blank surface shape index a/P = 0.08. The plastic bonded to this lens blank is methyl α-bromoacrylate (refractive index n 4 = 1.5672+
The Atsbe number νa was set as 46.5).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは(1,0001
゜アツベ数ν4の差は3.7である。レンズブランク表
面形状指数と屈折率差との積a / p XΔn =0
.8×10″Sである。
The refractive index difference Δn between glass and plastic is (1,0001
The difference in the Atsube number ν4 is 3.7. Product of lens blank surface shape index and refractive index difference a/p XΔn = 0
.. It is 8×10″S.

これらのガラスとプラスチックの接合により得られた非
球面レンズは、散乱、シャープネスとも優れていた。
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had excellent scattering and sharpness.

(具体例6) レンズブランクの材質としてLF3  (屈折率n6=
 1.58215.アツベ数νa −42,1)を用い
た。レンズブランクは機械加工で作製し、表面粗さa=
0.8μm、ピッチP−20μmとした。レンズブラン
ク表面形状指数a / P =0.04である。このレ
ンズブランクに接合するプラスチックは0−クロロベン
ジルメタクリレート(屈折率n、 = 1.5823゜
アツベ数νd−37)である。
(Specific example 6) LF3 (refractive index n6=
1.58215. The Atsbe number νa -42,1) was used. The lens blank is manufactured by machining, and the surface roughness a=
The pitch was 0.8 μm and the pitch P was 20 μm. The lens blank surface shape index a/P = 0.04. The plastic bonded to this lens blank is 0-chlorobenzyl methacrylate (refractive index n, = 1.5823°, Abbe number νd-37).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnはo、oooi。The refractive index difference Δn between glass and plastic is o, oooi.

アツベ数ν4の差は5.1である。レンズブランク表面
形状指数と屈折率差との積a / p xΔn=o、4
X 10−’である。
The difference in Atsube number ν4 is 5.1. Product of lens blank surface shape index and refractive index difference a/p xΔn=o, 4
X 10-'.

これらのガラスとプラスチックの接合により得られた非
球面レンズは、散乱、シャープネスとも優れていた。
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had excellent scattering and sharpness.

(比較例1) レンズブランクとプラスチックの材質を、夫々、具体例
1と同じに2.メチルα−クロロアクリレ−1とした。
(Comparative Example 1) The materials of the lens blank and plastic were the same as those of Example 1. It was designated as methyl α-chloroacryle-1.

レンズブランクの表面形状を具体例1とは異ならせて表
面粗さa =1.Otl ITl+  ピッチP−20
μmとした。レンズブランク表面形状指数a / P 
=0.05である。レンズブランク表面形状指数と屈折
率差との積a/PxΔn=6.OXl0−’である。
The surface shape of the lens blank was different from that of Example 1, and the surface roughness a = 1. Otl ITl+ Pitch P-20
It was set as μm. Lens blank surface shape index a/P
=0.05. Product a/PxΔn of lens blank surface shape index and refractive index difference: 6. OXl0-'.

この場合、得られた非球面レンズは、散乱は優れていた
が、シャープネスが劣化していた。
In this case, the obtained aspherical lens had excellent scattering but poor sharpness.

(比較例2) レンズブランクの材質としてKF3  (屈折率n4−
1.51454.アツベ数ν、 =54.7)を用いた
。レンズブランクは機械加工で作製し、表面粗さ2w0
94 μm、ピッチP−20μmとした。レンズブラン
ク表面形状指数a / P−0,02である。このレン
ズブランクに接合するプラスチックはメチルイソプロピ
ルケトン(屈折率n a ” 1.5200.アツベ数
ν4−54.5)とした。
(Comparative Example 2) KF3 (refractive index n4-
1.51454. Atsbe's number ν, =54.7) was used. The lens blank is manufactured by machining and has a surface roughness of 2w0.
The pitch was 94 μm and the pitch P was 20 μm. The lens blank surface shape index a/P-0,02. The plastic bonded to this lens blank was methyl isopropyl ketone (refractive index n a '' 1.5200, Abbe number ν4-54.5).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは0.0055゜
アツベ数νdの差は0.2である。レンズブランク表面
形状指数a / Pとアツベ数ν4の差とは具体例1と
同等であるが、屈折率差Δnが大きくなっている。レン
ズブランク表面形状指数と屈折率との積a / P x
Δfl −11,OX 10−’である。
The refractive index difference Δn between glass and plastic is 0.0055°, and the difference in Abbe number νd is 0.2. The difference between the lens blank surface shape index a/P and the Atsube number ν4 is the same as in Example 1, but the refractive index difference Δn is larger. Product of lens blank surface shape index and refractive index a/P x
Δfl −11, OX 10−′.

これらのガラスとプラスチックを接合して得られた非球
面レンズは、散乱、シャープネスとも劣化していた。
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had deteriorated both in scattering and sharpness.

(比較例3) レンズブランクの材質としてZK4 (屈折率n4−1
.51190.アツベ数νa =58.1)を用いた。
(Comparative Example 3) ZK4 (refractive index n4-1) was used as the material of the lens blank.
.. 51190. The Atsbe number νa = 58.1) was used.

レンズブランクは機械加工で作製し、表面粗さa=0.
4 μm、ピッチP=20μmとした。レンズブランク
表面形状指数a / P =0.02である。このレン
ズブランクに接合するプラスチックはβ−メタリルメタ
クリレート(屈折率n a = 1.5110.アツベ
数シー=47)とした。
The lens blank is manufactured by machining and has a surface roughness of a=0.
The pitch was 4 μm, and the pitch P was 20 μm. The lens blank surface shape index a/P = 0.02. The plastic bonded to this lens blank was β-methallyl methacrylate (refractive index n a = 1.5110, Atsbe number C = 47).

ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは0.0009゜
アツベ数シーの差は11である。レンズブランク表面形
状指数a / Pと屈折率差Δnは具体例3と同等であ
るが、アツベ数ν4の差が太き(なっている、レンズブ
ランク表面形状指数と屈折率差との積a / p XΔ
n−1,8Xl0−’である。
The refractive index difference Δn between glass and plastic is 0.0009°, and the difference in Atsushi's number C is 11. The lens blank surface shape index a/P and the refractive index difference Δn are the same as in Example 3, but the difference in the Atsube number ν4 is large (the product of the lens blank surface shape index and the refractive index difference a/P) p
n-1,8Xl0-'.

これらのガラスとプラスチックの接合して得られた非球
面レンズは、シャープネスは優れていたが散乱が劣化し
ていた。
Aspherical lenses obtained by bonding these glasses and plastics had excellent sharpness but poor scattering.

以上の具体例1〜6と比較例1〜3の結果から判るよう
に、レンズブランク表面形状指数a / pと屈折率差
Δnとの積が、 a / P xΔn≦5X10−’ を満足しないと光学性能が劣化した。
As can be seen from the results of the above specific examples 1 to 6 and comparative examples 1 to 3, the product of the lens blank surface shape index a/p and the refractive index difference Δn must satisfy a/P x Δn≦5X10-'. Optical performance has deteriorated.

また、研磨仕上げをしないレンズブランクでは、そのレ
ンズブランク表面形状指数a / Pが0.02前後に
なるため、ガラスとプラスチックの屈折率差Δnは0.
005以下でなければならない、さらに、レンズブラン
クの低コスト化を図るためには、屈折率差Δnは0.0
02以下にすることが好ましい。
Furthermore, in a lens blank that is not polished, the lens blank surface shape index a/P is around 0.02, so the refractive index difference Δn between glass and plastic is 0.02.
Furthermore, in order to reduce the cost of lens blanks, the refractive index difference Δn must be 0.0 or less.
It is preferable to set it to 02 or less.

また、ガラスとプラスチックのアツベ数の差が10を越
えると光学性能が劣化するため、アツベ数の差を10以
下にしなければならない、このアツベ数の差も、さらに
低コスト化を考慮すると5以下にすることが好ましい。
In addition, if the difference in Atsube number between glass and plastic exceeds 10, the optical performance will deteriorate, so the difference in Atsube number must be kept below 10.This difference in Atsube number should also be below 5 when further cost reduction is taken into consideration. It is preferable to

なお、具体例1〜6および比較例1〜3において、非球
面レンズの形状は外径30mn+、肉圧1(L++mの
凸レンズとした。しかし、形状が凹レンズでも何ら問題
はない。またプロジェクションテレビに用いる外径12
0mm 、肉圧30mmのような大口径、厚肉レンズで
あっても問題はない。
In addition, in Specific Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3, the shape of the aspherical lens was a convex lens with an outer diameter of 30 m+ and a wall thickness of 1 (L++ m). However, there is no problem even if the shape is a concave lens. Outer diameter used: 12
There is no problem even if the lens has a large diameter and thick wall such as 0 mm and wall thickness of 30 mm.

また、上記実施例においては、プラスチック材に紫外線
硬化剤を混ぜ、第8図で説明したように、型5a、5b
の両側から紫外線を投射してプラスチック層とガラスの
レンズブランクを接合した。しかし、本発明においては
、紫外線硬化によってレンズブランクとプラスチック層
を接合するばかりでなく、熱硬化などで両者を接合する
ようにしてもよい。
In addition, in the above embodiment, an ultraviolet curing agent is mixed with the plastic material, and as explained in FIG.
The plastic layer and glass lens blank were bonded together by projecting ultraviolet light from both sides. However, in the present invention, the lens blank and the plastic layer are not only bonded by ultraviolet curing, but also may be bonded by thermosetting or the like.

また、上記実施例では、レンズブランクを機械加工で作
製したが、プレス加工により作製してもよい。
Further, in the above embodiments, the lens blank was produced by mechanical processing, but it may also be produced by press processing.

以上のように、上記実施例では、レンズブランクのレン
ズブランク表面形状指数を0.01以上にすることがで
き、レンズブランク表面形状指数a/Pを0.0001
程度までレンズブランクを仕上げていた従来技術に比べ
、レンズブランク作製時間やコストを115以下に低減
することができた。
As described above, in the above embodiment, the lens blank surface shape index of the lens blank can be set to 0.01 or more, and the lens blank surface shape index a/P can be set to 0.0001.
Compared to the conventional technology in which lens blanks were finished to a certain extent, the time and cost for producing lens blanks could be reduced to 115% or less.

(発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、ガラスのレンズ
ブランクとプラスチック層の屈折率の差を小さくするこ
とにより、研磨仕上げしていない安価なガラスレンズブ
ランクを使用することができてレンズブランクの作製時
間、コストを大幅に低減でき、低コストでしかも優れた
光学性能を有する非球面レンズを提供することができる
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, by reducing the difference in refractive index between the glass lens blank and the plastic layer, it is possible to use an inexpensive unpolished glass lens blank. As a result, the manufacturing time and cost of the lens blank can be significantly reduced, and an aspherical lens having excellent optical performance can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による非球面レンズの一実施例を示す断
面図、第2図は第1図におけるガラスのレンズブランク
とプラスチック層の境界面の拡大断面図、第3図はガラ
スとプラスチックの屈折率差と屈折角の関係を示すグラ
フ図、第4図はガラスとプラスチックの境界面の表面形
状指数と屈折率差の関係を示すグラフ図、第5図はレン
ズブランク表面形状指数とレンズブランクの作製時間の
関係を示すグラフ図、第6図はガラスとプラスチックの
屈折率とアツベ数の関係を示す図、第7図は第1図にお
けるレンズブランクの他の具体例を示す断面図、第8図
は第7図に示したレンズブランクとプラスチック層との
接合方法の一具体例を示す説明図である。 1・・・プラスチック層、2・・・レンズブランク(ガ
ラス)、3・・・ガラスとプラスチックの境界面、4・
・・ツバ部、5a、5b・・・型、6a、6b・・・非
球面形成部、?a、7b・・・平面部。 第1図 ! 第2図 第3図 屈勅午笈Δn 第4図 月E界面形1人1昌a o/p 第5図 レンス°ブフンク表面NtK4に$1 (5イb第6図 ミ/、8− 第7図
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an aspherical lens according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the interface between the glass lens blank and the plastic layer in FIG. 1, and FIG. A graph showing the relationship between the refractive index difference and the refraction angle. Figure 4 is a graph showing the relationship between the surface shape index of the interface between glass and plastic and the refractive index difference. Figure 5 is a graph showing the relationship between the lens blank surface shape index and the lens blank. 6 is a graph showing the relationship between the refractive index and Atsube number of glass and plastic. FIG. 7 is a sectional view showing another example of the lens blank in FIG. 1. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a specific example of a method of joining the lens blank shown in FIG. 7 and the plastic layer. 1... Plastic layer, 2... Lens blank (glass), 3... Interface between glass and plastic, 4...
...Brim part, 5a, 5b... Mold, 6a, 6b... Aspherical surface forming part, ? a, 7b...Plane portion. Figure 1! Fig. 2 Fig. 3 苅萭笈Δn Fig. 4 Moon E interface shape 1 person 1 sho a o/p Fig. 5 Lens °Bufunk surface NtK4 $1 (5 i b Fig. 6 mi/, 8- Fig. 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ガラスからなるレンズブランクの表面にプラスチッ
ク層を接合し、該プラスチック層の表面を非球面とした
非球面レンズにおいて、前記ガラスの主要波長における
屈折率と前記プラスチックの該主要波長における屈折率
との差Δnが、Δn×a/P≦5×10^−^5 但し、a、Pは夫々前記レンズブランク の表面形状の面粗さ、ピッチであることを特徴とする非
球面レンズ。 2、特許請求の範囲第1項において、前記屈折率の差Δ
nを0.005以下、好ましくは0.0025以下にし
たことを特徴とする非球面レンズ。 3、特許請求の範囲第1項または第2項において、前記
ガラスのアツベ数と前記プラスチックのアツベ数との差
を10以下、好ましくは5以下にしたことを特徴とする
非球面レンズ。 4、特許請求の範囲第1項、第2項または第3項におい
て、前記レンズブランクの外周部に平面部を有するツバ
部を設けたことを特徴とする非球面レンズ。
[Claims] 1. In an aspherical lens in which a plastic layer is bonded to the surface of a lens blank made of glass and the surface of the plastic layer is made an aspherical surface, the refractive index at the main wavelength of the glass and the refractive index of the plastic The difference Δn from the refractive index at the main wavelength is Δn×a/P≦5×10^-^5, where a and P are the surface roughness and pitch of the surface shape of the lens blank, respectively. Aspherical lens. 2. In claim 1, the refractive index difference Δ
An aspherical lens characterized in that n is 0.005 or less, preferably 0.0025 or less. 3. An aspherical lens according to claim 1 or 2, characterized in that the difference between the Atsube number of the glass and the Atsube number of the plastic is 10 or less, preferably 5 or less. 4. An aspherical lens according to claim 1, 2, or 3, characterized in that a collar portion having a flat surface is provided on the outer peripheral portion of the lens blank.
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