JPS63198001A

JPS63198001A - レプリカレンズ

Info

Publication number: JPS63198001A
Application number: JP63011882A
Authority: JP
Inventors: ロベルト・ヘオルグ・ホーシンク
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1988-01-23
Publication date: 1988-08-16
Also published as: US4844594A; EP0278127A1; DE3777627D1; EP0278127B1

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】本発明は屈折面、例えば球面あるいは非球面の屈折面を
有するガラスレンズ本体を具えるレプリカレンズに関す
るものである。

前記屈折面は硬化した合成樹脂から成るレプリカ皮膜を
具える。レプリカ皮膜は補正皮膜である。

補正皮膜の自由表面は所望の普通極めて正確な光学的形
状を有する。レプリカレンズ及びレプリカ皮膜という用
語は製造方法、すなわちレプリカ法または複製法に由来
する。

この方法では、例えば金属またはガラスから製造した基
材を使用する。この基材は、収縮補正を別とすれば、前
記方法によって製造される光学部品、特にレンズの所望
の屈折面の正確なネガである表面を有する。ガラスレン
ズ本体はプレフォームあるいはサブストレートと呼ばれ
ることがある。

ガラスレンズ本体は少量の液状硬化性合成樹脂組成物に
よって屈折面例えば球面上に取付ける０例えば、光硬化
性または熱硬化性の合成樹脂組成物（ラッカー）の液滴
を屈折面上に付ける。ラッカーの液滴が付いているレン
ズ本体を基材表面に押付けて基材とレンズ本体との間に
ラッカーを拡げると、最後の状態においてレンズ本体の
全屈折面が液状ラッカー組成物でおおわれる。別法とし
て、ラッカーの液滴を基材表面上に付けてもよい、この
液滴を拡げた後に、例えば加熱により、あるいは露光例
えば透明レンズ本体を介して露光することにより、液状
合成樹脂組成物を硬化させる。最後に基材を除去する。

生成するレプリカレンズはガラスレンズ本体を具え、ガ
ラスレンズ本体はその屈折面に硬化合成樹脂組成物の補
正皮ＩＩ（レプリカ皮膜）を有し、その自由表面は所望
の光学的形状を有し、基材表面のネガとなっている。

上述のレプリカ法は簡単に実施できる。この方法の重大
な利点は、比較的簡単な形状を有しかつ／または簡単な
方法で製造されたガラスレンズ本体を使用できることで
ある。このようなガラスレンズ本体の一例は、簡単な押
圧プロセスによって製造され、しかもその屈折面例えば
球面あるいは非球面の屈折面が研削処理及び研磨処理の
一方または両方を受けていないガラスレンズ本体である
。

圧縮プロセスによって製造されたレンズ本体は、概して
、光学的に完全な屈折面を有していない。

このレンズ本体の表面には形のずれ及び非平坦性例えば
ピットが存在することがある。レプリカ皮膜を用いるこ
とにより、レンズ本体の屈折面は光学的に完全な最終形
状になる。

本発明においては、レプリカ法によって製造されたレン
ズが屈折面になお許容できない正確でない部分を有する
ことを確かめた。レンズ本体の形のずれ及び反射面にお
ける非平坦性は、液状樹脂組成物を使用しても、合成樹
脂組成物が硬化の際に収縮するので、完全には補正ある
いは平滑化されない。

この結果、硬化合成樹脂組成物層の自由表面に意図しな
い望ましくない非平坦性が生じる。・レンズ本体自体の
形のずれ及び屈折面における非平坦性は弱められている
が硬化ラッカ一層の（光学的）自由表面に伝えられる。

この自由表面がレプリカレンズの重要な屈折面になる。

本発明者の指摘したこれらの問題を回避するには、主な
原因を取り除（必要があり、従って不規則性例えば非平
坦性がガラスレンズ本体の屈折面例えば球面に生じない
よう保証する必要がある。

しかし、これは極めて細心の研削処理及び研磨処理が必
要であることを意味するの！、連続生産は容易でないか
、そうでないにしても非常にコスト高の製品を製造する
ことになる。

本発明は上述の問題に対し解決を提供する。

本発明の目的は、形のずれ、例えばガラス本体の屈折面
の非平坦性が光学的に補正されているレプリカレンズを
提供することにある。

本発明の他の目的は、ガラスレンズ本体の製造中に精密
な研削処理あるいは研磨処理を必要としない連続生産に
適した方法によって製造される光学的品質の優れたレプ
リカレンズを提供することにある。

本発明においては、屈折率ｎ、のガラスレンズ本体及び
該レンズ本体の屈折面上に設けられた屈折率ｎ３のレプ
リカ皮膜を具え、前記レプリカ皮膜は硬化の際に収縮係
数にの収縮を示す硬化した合成樹脂から製造されている
レプリカレンズにおいて、前記レンズ本体及び前記レプ
リカ皮膜の屈折率が　次式：％式％）で示される関係を満たすことを特徴とするとするレプリ
カレンズによっ′て、上述の目的を達成する。

実用に適した本発明のレプリカレンズの好適例では、ガ
ラスレンズ本体の屈折率はレプリカ皮膜の屈折率及び収
縮係数に対して上述の式で示されれ関係に合致している
。この逆も可能であるのは勿論である。

このことは、実際には、先ずレプリカ皮膜に適した材料
を、例えば、レプリカ皮膜の所望の光学的品質、光沢お
よび硬さの少な（とも一つに基づいて選定することを意
味する。例えば、紫外線硬化アクリレート合成樹脂のよ
うな光硬化アクリレート合成樹脂を、レプリカ皮膜の材
料として使用するのが好ましい０次に、ガラスレンズ本
体としては、レプリカ皮膜として選択された合成樹脂の
屈折率及び収縮係数に対して、上述の式で示される関係
に合致する屈折率を有するタイプのガラスを使用する。

本発明のレプリカレンズは投写型テレビジラン用の光学
装置に使用するのに特に適している。この用途では、比
較的大きい直径例えばｌ０ＣＩＩの直径を有するレンズ
を使用する。レプリカレンズは光路の長さの差に関する
許容差の極めて小さい、高い光学的品質を有することが
必要である。このような要件は本発明のレプリカレンズ
によって満たされる。また、本発明のレプリカレンズは
他の用途、例えば光デイスク読取り装置、及びビデオカ
メラ用ズームレンズにも使用することができる。

本発明のレプリカレンズの他の好適例では、圧縮ガラス
レンズ本体を使用する。圧縮レンズ本体は比較的安価な
製品で、特に連続生産に使用するのに適している。この
ような圧縮生成物の屈折面における形のずれは本発明の
手段によって補正および補償されるので、光学的に高い
品質を有するレプリカレンズが得られる。

次に本発明を図面を参照して例について説明する。第１
図はガラスレンズ本体の屈折面の正確でない区域におけ
る本発明のレプリカレンズの拡大断面図を示し、レプリ
カレンズの合成樹脂が硬化していない場合が第１Ａ図で
あり、この合成樹脂が硬化している場合が第１Ｂ図であ
る。

第１Ａ図において、符号ｌは圧縮ガラスレンズ本体を示
し、その屈折面２は例えば球面の形をしている。第１図
は著しく拡大されているので、屈折面２は直線によって
示されている。この屈折面はピット３の形態の正確でな
い部分を有し、ピットの深さは例えばｌＯＯμ−である
。アクリレート、特にｌ、１′−イソプロピレン−ビス
（ｐ−フェノキシエチルメタクリレート）を主成分とす
る液状紫外線硬化性合成樹脂（ラッカー）の層４を屈折
面２上に設ける。この例では、この層の厚さは５００μ
−である。この液状硬化性組成物は硬化の際に６％の収
縮を示す。硬化した組成物の屈折率は１．５８である。

ラッカ一層４を有するレンズ本体ｌをガラスまたは金属
から作った基材５に押付ける。基材表面６は予め極めて
正確に研削または研磨しておく。この表面は製造される
レンズの所要の光学的表面のネガになる０表面６は例え
ば、非球面の形をしている。著しく拡大されているので
、該表面は図面では直線で示されている。

次いで、硬化性組成物（ラッカー）のＮ４を紫外線に露
光することにより硬化させる。紫外線はレンズ本体１を
経て層４上に集束させる。また、紫外線は基材５が紫外
線を透過する場合には基材５を経て層４上に集束させる
ことができる。露光後に基材を除去し、第１Ｂ図に示す
レプリカレンズを製造する。

第１Ｂ図では、第１Ａ図と同じ符号を用いる。

硬化によって生じる収縮の結果、ラッカ一層４の自由表
面は深さにΔｄ（ただし、ｋは収縮係数、Δｄはピット
３の深さ）のくぼみを有する。ラッカ一層４の自由表面
は基材５の表面６の正確な複製である。

本発明においては、ガラスレンズ本体の屈折率ｎ１は　
次式：％式％）（上式において、ｎ２は硬化したラッカ一層の屈折率（
＝１．５８）　、ｋはラッカーの収縮係数（−０，０６
）を示す）で示される関係を満たす必要がある。

従って、ガラスレンズ本体の屈折率は次の値に等しいこ
とが必要である：ｎ　＋　＝１．５８　（１−０，０６）＋０．０６＝１
．５４５レンズ本体として屈折率１．５４５のガラスを使用した
場合には、くぼみ７の外側における光ビームとくぼみ７
の区域における光ビームとの光路の長さの差は零に等し
くなるので、くぼみ７はレプリカレンダの光学的品質に
全く影響を与えない。

くぼみ７の外側における光路の長さは第１Ｂ図にライン
８で示す。くぼみ７の区域における光路の長さはライン
９で示す。

光路の長さ８は次式で示される：ｎｔ　（１−ｋ）　４＋ｎｌ　・Δｄただし、ｎｌ　”ガラスの屈折率（＝１．５４５）、ｋ
＝収縮係数（＝０．０６）、 Δｄ＝ピット３の深さく＝１００　μ−）。

従って、くぼみ７の外側における光路の長さ８は次の値
になる：１．５８（１−０，０６）・５００・１０−’＋１．５
４５・１００・１０−ｈ冨８９７・１０−６くぼみ７の区域における光路の長さ９は次式で示される
：Ｋ・Δｄ　＋　ｎ　ｔ（１−ｋ）　（ｄ＋Δｄ）ただし
、式中のｎ＋＋ｎｇ＋に＋＋ｄｔおよびΔｄは上述のも
のと同一のものおよび同一の値を示す）従って、くぼみ
７の領域における光路の長さ９は次の値になる：０．０６−１００−１０−ｂ＋１．５８（１−０，０６
）　（５００−１０−”＋１００・１０−’）　＝８９
７・１０−’光路の長さの差はこの値から分ｉように実
際上零に等しい□。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレプリカレンズの一例の拡大断面図で
あって、第１Ａ図はレプリカレンズの合成樹脂が未硬化
である場合を示し、第１Ｂ図はレプリカレンズの合成樹
脂が硬化している場合を示す。ｌ・・・ガラスレンズ本体２・・・屈折面　　　　　　３・・・ピット４・・・合
成樹脂層（ラッカ一層）５・・・基材　　　　　　　６・・・基材表面７・・・
くぼみ８・・・くぼみ７の外側における光路の長さを示すライ
ン（光路の長さ）９・・・くぼみ７の区域における光路の長さを示すライ
ン（光路の長さ）特許出願人　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims

【特許請求の範囲】１、屈折率ｎ＿１のガラスレンズ本体及び該レンズ本体
の屈折面上に設けられた屈折率ｎ＿２のレプリカ皮膜を
具え、前記レプリカ皮膜は硬化の際に収縮係数ｋの収縮
を示す硬化した合成樹脂から製造されているレプリカレ
ンズにおいて、前記レンズ本体及び前記レプリカ皮膜の屈折率が　次式：ｎ＿１＝ｎ＿２（１−ｋ）＋ｋで示される関係を満たすことを特徴とするレプリカレン
ズ。２、前記ガラスレンズ本体の屈折率は、前記レプリカ皮
膜の屈折率及び収縮係数に対して、請求項１記載の式で
示される関係に合致している請求項１記載のレプリカレ
ンズ。３、前記レプリカ皮膜は光例えば紫外線によって硬化す
るアクリレート合成樹脂から製造されている請求項１ま
たは２記載のレプリカレンズ。４、前記ガラスレンズ本体は圧縮ガラスレンズ本体であ
る請求項１〜３のいずれか一つの項に記載のレプリカレ
ンズ。５、投写型テレビジョン用の光学装置に使用する請求項
１〜４のいずれか一つの項に記載のレプリカレンズ。