JPS63278001A - Plate lens - Google Patents

Plate lens

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JPS63278001A
JPS63278001A JP569987A JP569987A JPS63278001A JP S63278001 A JPS63278001 A JP S63278001A JP 569987 A JP569987 A JP 569987A JP 569987 A JP569987 A JP 569987A JP S63278001 A JPS63278001 A JP S63278001A
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JP
Japan
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lens
refractive index
flat
polymer
monomer
Prior art date
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Pending
Application number
JP569987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Maeda
浩一 前田
Akio Takigawa
滝川 章雄
Motoaki Yoshida
元昭 吉田
Naoya Imamura
直也 今村
Hisayuki Kashiwagi
久往 栢木
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.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication of JPS63278001A publication Critical patent/JPS63278001A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To combine a plate lens with another lens to use it most suitably and to facilitate various optical treatments by burying small lens parts, which consist of semispherical lens areas having a refractive index different from that of a synthetic resin plane plate and semispherical lens areas having a refractive index gradient, in the transparent synthetic resin plane plate having a uniform refractive index as one body. CONSTITUTION:Small lenses each of which consists of one or plural semispherical refractive index homogeneous lens area 2 having a refractive index different from that of a substrate 1 and a lens area 3 following this area 2 and having a refractive index gradient rare buried as one body in the surface of the transparent substrate formed with a synthetic resin having a uniform refractive index. Surface layers of surfaces where small lenses are formed on the plate lens have almost the same refractive index as semispherical areas 2. That is, these surface layers are uniformly constituted of a polymer having the same constitution as semispherical areas 2. Thus, this plate lens is convenient for the combinational use with another lens because the lens surface of this plate lens is flat, and the lens is easily subjected to various optical treatments.

Description

【発明の詳細な説明】 [a業上の利用分野] 本発明は平板レンズに係り、特に屈折率が一様な透明体
から成る合成樹脂平板に形成されるその平板とは異なる
屈折率を有する半球状のレンズ領域とそれに続く半球状
の屈折率勾配を有するレンズ領域の両方から成る平板レ
ンズに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application in Industry A] The present invention relates to a flat plate lens, and in particular a flat plate lens formed of a synthetic resin flat plate made of a transparent body with a uniform refractive index and having a refractive index different from that of the flat plate. The present invention relates to a flat plate lens consisting of both a hemispherical lens region and a subsequent hemispherical lens region having a refractive index gradient.

[従来の技術] 従来、合成樹脂製透明平板にレンズ部分を1個又はライ
ン状、マトリクス状に多数個形成させる方法としては、
成形などの手段によって、平板上に通常の球面レンズを
突出させて製造することが一般的に行なわれている。
[Prior Art] Conventionally, as a method of forming one lens portion or a plurality of lens portions in a line shape or matrix shape on a transparent flat plate made of synthetic resin,
Generally, a normal spherical lens is manufactured by protruding from a flat plate by means such as molding.

また、合成樹脂製透明平板に、光軸方向及び光軸を含む
断面内の両方に屈折率分布を有する半球状屈折率分布型
レンズ部分を、1個又はライン状、マトリクス状に複数
個形成した平板レンズも知られている。このような平板
レンズは、光源と光ファイバー等との光結合系又は光フ
ァイバーの中間に減衰器1分岐回路等を挿入するための
平行光変換素子などの光通信用の周辺デバイスとして、
あるいは、種々の光学系用途における画像伝送素子とし
て有用である。
In addition, one or a plurality of hemispherical refractive index gradient lens portions having a refractive index distribution both in the optical axis direction and in a cross section including the optical axis are formed on a transparent flat plate made of synthetic resin in the form of a line or a matrix. Flat lenses are also known. Such a flat plate lens can be used as a peripheral device for optical communication, such as an optical coupling system between a light source and an optical fiber, or a parallel light conversion element for inserting an attenuator 1 branch circuit etc. in the middle of an optical fiber.
Alternatively, it is useful as an image transmission element in various optical system applications.

上記のような平板レンズを合成樹脂を用いて習作する方
法としては、屈折率Naの網状重合体(共重合体を含む
)Paを形成する単量体(単量体混合物を含む)Maを
、一部予備重合して透明ゲル物体の基板をつくり、この
基板面のレンズ部分に開口を設けてマスクを施し、この
開口を通して基板中に上記屈折率Haとは異なる屈折率
Wbの重合体(共重合体を含む)pbを形成する単量体
(単量体混合物を含む)Mbを拡散、共重合させる方法
が知られている。この場合、N a > N bならば
基板中に形成されるレンズ部分は凹レンズ作用を示し、
N a < N bならば凸レンズ作用を示す。
As a method for making a study of a flat lens as described above using a synthetic resin, a monomer (including a monomer mixture) Ma forming a reticular polymer (including a copolymer) Pa having a refractive index of Na, A substrate of a transparent gel object is made by partially prepolymerizing, an opening is provided in the lens part of the substrate surface and a mask is applied, and a polymer (component) having a refractive index Wb different from the refractive index Ha is inserted into the substrate through this opening. A method is known in which monomers (including monomer mixtures) Mb forming pb (including polymers) are diffused and copolymerized. In this case, if N a > N b, the lens portion formed in the substrate exhibits a concave lens effect,
If N a < N b, a convex lens effect is exhibited.

別の製造方法として、上記と同様の透明ゲル物体の基板
を作り、この基板面のレンズ部分に限定してマスクを施
し、周辺から基板中に上記Mbを拡散、共重合させる方
法もある。この場合には、基板中に形成されるレンズ部
分はNa>Nb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。
As another manufacturing method, there is a method in which a substrate of a transparent gel object similar to the above is made, a mask is applied only to the lens portion of the substrate surface, and the Mb is diffused and copolymerized from the periphery into the substrate. In this case, the lens portion formed in the substrate exhibits a convex lens effect if Na>Nb;
b indicates a concave lens effect.

[発明が解決しようとする問題点] 従来の平板レンズのうち、成形などの手段によって平板
上に通常の球面レンズを突出させて形成した平板状レン
ズでは、球面レンズが平板上に突出しているので、他の
レンズと組合わせて使用する場合に不都合を生じ、また
、レンズ上に各種光学処理を施すことも難しい、また、
ファイバー等と接合して使用するのも、非常に困難であ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] Among conventional flat plate lenses, in flat lenses formed by protruding a normal spherical lens on a flat plate by means such as molding, the spherical lens protrudes from the flat plate. This causes inconvenience when used in combination with other lenses, and it is difficult to perform various optical treatments on the lens.
It is also very difficult to use it in conjunction with fibers, etc.

また、屈折率分布型埋込み平板レンズは、表面層から理
想的な屈折率勾配を形成させることが非常に困難なこと
から、表面層を研摩除去するなどの後処理が必ず必要で
あるという欠点を有し、また、埋込みレンズ部分を大面
積化することができないという欠点を有している。この
埋込みレンズ部分の大面積化が不可能であるという欠点
は、埋込みレンズ部分を大面積化するために基板に設け
る開口部又はマスク部を大面積化すると、基板の垂直方
向に支配的に前記単量体Mbの拡散が進行することに起
因する。     ・ 更に、この屈折率分布型埋込みレンズにおいては、その
レンズのパワーは屈折率分布の屈折率差に大きく依存す
ることから、レンズのパワーを大きくするためには基板
の屈折率との差が非常に大きい単量体Mbを選択する必
要があるが、有機材料においては、種々の特性も含めて
そのような材料を選択することは容易ではない。
In addition, gradient index type embedded flat plate lenses have the disadvantage that it is very difficult to form an ideal refractive index gradient from the surface layer, so post-processing such as polishing the surface layer is always required. However, it also has the disadvantage that the area of the embedded lens cannot be increased. The drawback that it is impossible to increase the area of this embedded lens portion is that if the area of the opening or mask portion provided in the substrate is increased in order to increase the area of the embedded lens portion, the This is caused by the progress of diffusion of monomeric Mb.・Furthermore, in this gradient index embedded lens, the power of the lens largely depends on the difference in the refractive index of the refractive index distribution, so in order to increase the power of the lens, the difference with the refractive index of the substrate must be extremely large. It is necessary to select a monomer Mb having a large value, but it is not easy to select such a material considering various characteristics in organic materials.

E問題点を解決するための手段] 本発明の平板レンズは、屈折率が一様な透明体から成る
合成樹脂製平板の一部又は複数部に、その平板とは異な
る屈折率を有する半球状のレンズ領域とそれに続く半球
状の屈折率勾配を有するレンズ領域とから成る小レンズ
部分を一体的に埋込み形成して成るものである。
Means for Solving Problem E] The flat plate lens of the present invention has a hemispherical shape having a refractive index different from that of the flat plate in one or more parts of a synthetic resin flat plate made of a transparent body with a uniform refractive index. A small lens portion consisting of a lens region and a subsequent lens region having a hemispherical refractive index gradient is integrally embedded.

このような構成の本発明の平板レンズは、例えば、次の
ような方法によって容易に製造することができる。
The flat plate lens of the present invention having such a configuration can be easily manufactured, for example, by the following method.

即ち、まず、屈折率が一様な透明体から成る合成樹脂製
平板の原料単量体又は単量体混合物Maを予備重合して
、表面に1又は複数の半球状凹部な有する半重合体平板
を形成する。この時、半重合体平板の重合体転化率の範
囲は10〜90%。
That is, first, a raw material monomer or monomer mixture Ma for a synthetic resin flat plate made of a transparent material with a uniform refractive index is prepolymerized to form a semi-polymer flat plate having one or more hemispherical recesses on the surface. form. At this time, the polymer conversion rate of the semi-polymer plate ranges from 10 to 90%.

好ましくは20〜80%とするのが適当である。A suitable range is preferably 20 to 80%.

この半球状凹部を有する表面の全体又は一部を通して、
重合体又は共重合体となった時に、上記平板の屈折率N
aとは異なる屈折率Nbを有する単量体又は単量体混合
物Mbを該半球状凹部に拡散侵入させると共に共重合さ
せて固定する。これにより、該半球状凹部には平板基材
とは異なる屈折率から成る均質レンズを形成し、飯なそ
の凹部に続く平板基材の領域には、上記拡散単量体又は
単量体混合物の濃度分布によって屈折率勾配型レンズを
形成して、これら均質レンズ及び屈折率勾配型レンズの
両方から成る小レンズ部分を該半球状凹部に一体的に埋
込み形成することができ、本発明の平板レンズが容易に
製造される。
Through the whole or part of the surface having this hemispherical recess,
When it becomes a polymer or copolymer, the refractive index N of the above flat plate is
A monomer or monomer mixture Mb having a refractive index Nb different from that of a is diffused into the hemispherical recess and copolymerized to be fixed. As a result, a homogeneous lens having a refractive index different from that of the flat substrate is formed in the hemispherical recess, and the region of the flat substrate following the recess is filled with the above-mentioned diffusing monomer or monomer mixture. A gradient refractive index type lens can be formed by concentration distribution, and a small lens portion consisting of both a homogeneous lens and a gradient refractive index type lens can be integrally embedded in the hemispherical concave portion, and the flat lens of the present invention can be formed. is easily manufactured.

この場合、各原料車量体又は単量体混合物の屈折率が、
Nb>Naであれば凸レンズが、NbくNaであれば凹
レンズが形成される。なお、本発明において、このよう
なレンズが形成される側の表面は、一様な組成の共重合
体から成っている。
In this case, the refractive index of each raw material mass or monomer mixture is
If Nb>Na, a convex lens is formed, and if Nb>Na, a concave lens is formed. In the present invention, the surface on which such a lens is formed is made of a copolymer having a uniform composition.

[作 用コ 本発明の平板レンズは、従来の成形などの手段によって
平板上に通常の球面レンズを突出させて形成する平板レ
ンズと異なり、レンズ面が全く平滑であるので、他のレ
ンズと組合わせて使用する場合に好都合であり、レンズ
に各種光学的処理を施すことも容易である。また、ファ
イバー等と容易に接合することができる。
[Function] The flat plate lens of the present invention has a completely smooth lens surface, unlike a flat plate lens which is formed by protruding a normal spherical lens on a flat plate by conventional molding or other means, so it is easy to assemble with other lenses. This is convenient when used together, and it is easy to perform various optical treatments on the lens. In addition, it can be easily joined to fibers and the like.

本発明は、また、プラスチック平板のある一部だけを平
板の状態のままレンズとしたい場合にも、好適であり、
従来提案されている用途以外にもその応用範囲を拡大す
ることができるものである。
The present invention is also suitable when it is desired to use only a part of a flat plastic plate as a lens while keeping it as a flat plate.
The range of applications can be expanded beyond the previously proposed uses.

また、本発明の平板レンズはレンズ表面が全く平滑であ
り、組成も均一であるので、種々の表面改質、例えばコ
ーティングや真空技術を使用してハードコートや反射防
止等の処理を行なう場合にも非常に好都合である。
In addition, since the flat lens of the present invention has a completely smooth lens surface and a uniform composition, it can be used for various surface modifications such as hard coating or anti-reflection using coating or vacuum technology. is also very convenient.

また、本発明による平板レンズの小レンズ部分は、基板
とは異なる屈折率を有する屈折率均質なレンズとそれに
続く屈折率勾配型レンズとの両方から構成されているの
で、小レンズ部分の厚みをあまり大きくすることなく、
また屈折率差をあまり大きくすることなく、レンズのパ
ワーを大きくすることができる。
Furthermore, since the small lens portion of the flat plate lens according to the present invention is composed of both a homogeneous refractive index lens having a refractive index different from that of the substrate and a gradient refractive index lens, the thickness of the small lens portion can be reduced. without making it too big,
Further, the power of the lens can be increased without increasing the refractive index difference too much.

このような本発明の平板レンズを一つ又は複数の凹部を
有する半重合体基板上に、重合体となつた時に基板とは
異なる屈折率を有する単量体又は単量体混合物を保持し
、拡散及び共重合させることにより製造した場合には、
基板とは異なる屈折率を有する領域と基板とは共重合に
より化学的に強固に結合され、良好な接着性及び密着性
が得られる。
Holding such a flat plate lens of the present invention on a semi-polymer substrate having one or more concave portions, a monomer or a monomer mixture having a refractive index different from that of the substrate when turned into a polymer, When produced by diffusion and copolymerization,
The region having a refractive index different from that of the substrate and the substrate are chemically strongly bonded by copolymerization, and good adhesion and adhesion can be obtained.

その上、重合体となった時に基板とは異なる屈折率を有
する単量体又は単量体混合物は、基板の表面形状に忠実
に沿って拡散侵入するので、これをガラス等の平滑な面
を持った型により成型することにより、表面層を研摩除
去するなどの複雑な後処理は全く必要とされず、極めて
有利である。
Furthermore, monomers or monomer mixtures that have a refractive index different from that of the substrate when formed into polymers diffuse and enter along the surface shape of the substrate. By molding with a mold, no complicated post-processing such as polishing and removing the surface layer is required, which is extremely advantageous.

このように、本発明の平板レンズは、特殊な機械加工、
研摩等を必要とせずに、あらゆる寸法。
In this way, the flat plate lens of the present invention can be manufactured by special machining,
Any size without the need for polishing etc.

レンズパワーのものを容易かつ低コストで量産すること
が可能である。
It is possible to mass-produce lenses with high power easily and at low cost.

[実施例] 以下、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。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図(a) 、 (b)及び(C)は、各々、本発明
に係る平板レンズの一実施例を示す模式的な断面図であ
る。第1図(a) 、 (b)及び(C)に示す平板レ
ンズは、いずれも透明で屈折率が一様な合成樹脂で形成
された基板1の表面に、1個又は複数の基板とは異なる
屈折率を有する半球状の屈折率均質レンズ領域2とそれ
に引き続く屈折率勾配を有するレンズ領域3の両方から
なる小レンズが一体的に埋込み形成してあり、第1図(
a)は基板1の一方の面に小レンズを1個形成させたも
の、第1図(b)は基板1の一方の面に小レンズを多数
個形成させたもの、第1図(c)は基板1の表裏両面に
小レンズを相対して2個形成させたものである。しかし
て、いずれの平板レンズも小レンズが形成された面の表
面層は、半球状の領域2とほぼ同一の屈折率を示す、即
ち半球状の領域2とほぼ同一組成の重合体から一様に構
成されている。
FIGS. 1(a), 1(b), and 1(C) are each schematic cross-sectional views showing one embodiment of a flat lens according to the present invention. The flat lenses shown in FIGS. 1(a), (b), and (C) each have one or more substrates on the surface of a substrate 1 made of a transparent synthetic resin with a uniform refractive index. A small lens consisting of both a hemispherical homogeneous refractive index lens region 2 having different refractive indexes and a subsequent lens region 3 having a refractive index gradient is integrally embedded, as shown in FIG.
Figure 1 (a) shows one in which one small lens is formed on one side of the substrate 1, Figure 1 (b) shows one in which a large number of small lenses are formed on one side of the substrate 1, and Figure 1 (c) shows one in which one small lens is formed on one side of the substrate 1. In this example, two small lenses are formed facing each other on both the front and back surfaces of the substrate 1. Therefore, the surface layer of each flat lens on which the small lenses are formed has a refractive index that is almost the same as that of the hemispherical region 2, that is, it is uniformly made of a polymer having almost the same composition as that of the hemispherical region 2. It is composed of

次にこのような平板レンズの好適な製造例について説明
する。なお、第1図(a)〜(C)に示す平板レンズは
小レンズの形成個数が異なるのみで、いずれも同様な方
法で製造することができることから、以下においては、
第1図(a)に示す平板レンズの製造方法を例示して、
詳細に説明する。
Next, a preferred manufacturing example of such a flat lens will be described. Note that the flat lenses shown in FIGS. 1(a) to (C) differ only in the number of small lenses formed and can be manufactured by the same method, so in the following,
Illustrating the method for manufacturing the flat lens shown in FIG. 1(a),
Explain in detail.

まず、第2図(a)に示す如く、所望の寸法を有する半
球状の凸部4を表面上に有する型5を用意する。この型
5としては、ガラス、金属又は合成樹脂、好ましくは離
型性の良いテトラフルオロエチレンから成るものがよい
、また、型表面に適当な離型剤をコーティングしたもの
でもかまわない。
First, as shown in FIG. 2(a), a mold 5 having a hemispherical convex portion 4 having desired dimensions on its surface is prepared. The mold 5 may be made of glass, metal, or synthetic resin, preferably tetrafluoroethylene, which has good mold releasability, or may be one whose surface is coated with a suitable mold release agent.

更に、この型5と上記のような材質から成る平滑面を有
する平板6との間にゴムなどから成るスペーサーフを挟
んでクリップ8にて固定する0次いで、第2図(b)に
示す如く、屈折率Naの網状重合体又は共重合体Paを
形成する単量体又は単量体混合物Ma9を型5とスペー
サ・−7の間から注射器等を用いて完全に充填する。
Furthermore, a spacer made of rubber or the like is sandwiched between this mold 5 and a flat plate 6 having a smooth surface made of the above-mentioned material and fixed with clips 8. Then, as shown in FIG. 2(b), A monomer or monomer mixture Ma9 forming a network polymer or copolymer Pa having a refractive index Na is completely filled between the mold 5 and the spacer -7 using a syringe or the like.

その後、加熱等の手段により、この単量体Maを予備重
合して、重合体転化率が好ましくは10〜90%、特に
20〜80%の自己保形性のある半重合体透明ゲル体9
′を得る。
Thereafter, this monomer Ma is prepolymerized by means such as heating, and the semi-polymer transparent gel body 9 has self-shape retention properties and has a polymer conversion rate of preferably 10 to 90%, particularly 20 to 80%.
′ is obtained.

その後、クリップ8をはずし、凸部を有する型5を半重
合体透明ゲル体9′からはずす。
Thereafter, the clip 8 is removed and the mold 5 having the convex portion is removed from the semi-polymer transparent gel body 9'.

次いで、第2図(C)に示す如く、スペーサー7上にご
く薄いスペーサー10を乗せ、上述の型6と同様な平滑
面を有する型11をセットし、再びクリップ8で固定す
る。そして、形成された空間12に、網状重合体又は共
重合体Paの屈折率Naとは異なる屈折率Nbの網状重
合体又は共重合体pbを形成する単量体又は単量体混合
物Mbを型11とスペーサー10の間から注射器等を用
いて完全に充填する。
Next, as shown in FIG. 2(C), a very thin spacer 10 is placed on the spacer 7, a mold 11 having a smooth surface similar to the mold 6 described above is set, and the mold is fixed again with the clips 8. Then, in the formed space 12, a monomer or a monomer mixture Mb forming a network polymer or copolymer pb having a refractive index Nb different from the refractive index Na of the network polymer or copolymer Pa is molded. Completely fill the space between 11 and spacer 10 using a syringe or the like.

その後、加熱などの手段で、第2図(d)に示す如く、
型内の単量体Maから成る半重合体9′へ上記単量体M
b13の拡散を進行させつつ共重合を完結させ、然る後
、型11及び6とスペーサー7.10を取りはずすこと
により、第1図(a)に示すような所望の平板レンズを
得ることができる。この平板レンズは、後処理をするこ
となくそのまま使用することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 2(d), by heating or other means,
The above monomer M is transferred to the semi-polymer 9' consisting of the monomer Ma in the mold.
By completing the copolymerization while promoting the diffusion of b13, and then removing the molds 11 and 6 and the spacers 7 and 10, a desired flat lens as shown in FIG. 1(a) can be obtained. . This flat lens can be used as is without any post-processing.

なお、本発明において基板の網状重合体又は共重合体P
aの形成に使用する単量体Ma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、ジエチレングリコールビスアリルカーポ
ネ7−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、テレフタル酸ジビニルの如き
ビニルエステル等を挙げることができるが、これらに限
定されることなく、透明な網状重合体を生成する単量体
及び単量体混合物であれば如何なるものも使用すること
が可能である。
In addition, in the present invention, the network polymer or copolymer P of the substrate
Suitable examples of the monomer Ma used to form a include diallyl esters such as diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, diethylene glycol bisallyl carbonate; triallyl trimellidate, triallyl phosphate, and phosphorous acid. Examples include, but are not limited to, triallyl esters such as triallyl; unsaturated acid allyl esters such as allyl methacrylate and allyl acrylate; and vinyl esters such as divinyl phthalate, divinyl isophthalate, and divinyl terephthalate. Any monomer or monomer mixture that produces a transparent network polymer can be used.

゛このような単量体Ma・で形成される網状重合体又は
共重合体Paとしては、上述の単量体Maから得られる
ホモポリマー、又は上述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、または安息香酸ビニルなどの如き単
量体との共重合体等が挙げられる。  ′ 一方、小レンズの形成に用いられる単量体又は単量体混
合物Mbとしては、重合ないし共重合した時の屈折率N
bが単量体又は単量体混合物Maの重合体又は共重合体
Paの屈折率Naと異なるものであれば、それが重合し
て線形重合体又は共重合体を形成するものであっても、
網状重合体又は共重合体を形成するものであってもよい
゛The network polymer or copolymer Pa formed from such monomers Ma is a homopolymer obtained from the above-mentioned monomer Ma, or a copolymer obtained from two or more of the above-mentioned monomers. Polymers, and copolymers of these monomers Ma with monomers such as styrene, methacrylic acid esters, vinyl benzoate, and the like can be mentioned. ' On the other hand, the monomer or monomer mixture Mb used for forming the small lenses has a refractive index N when polymerized or copolymerized.
If b is different from the refractive index Na of the polymer or copolymer Pa of the monomer or monomer mixture Ma, even if it polymerizes to form a linear polymer or copolymer. ,
It may also form a network polymer or copolymer.

このような単量体又は単量体混合物Mbとしては、フタ
ル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル。
Examples of such a monomer or monomer mixture Mb include diallyl phthalate and diallyl isophthalate.

安息香酸ビニル、スチレン及びメタクリル酸メチル、メ
タクリル酸ベンジル、2,2.2−トリフルオロメタク
リレートなどのメタクリル酸エステル類、アクリル酸エ
ステル類、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリロニトリル
、ブタジェン又はこれらの混合物が好適に使用できる。
Vinyl benzoate, styrene and methacrylic esters such as methyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2,2,2-trifluoromethacrylate, acrylic esters, vinyl acetate, vinyl chloride, acrylonitrile, butadiene or mixtures thereof are preferred. Can be used for

以下、製造例を挙げて、本発明をより具体的に説明する
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to production examples.

製造例1 単量体Maとして、ジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート(重合体となった時の屈折率Naが1.50
’01)を選択し、開始剤として過酸化ベンゾイル(B
PO)を3重量%添加した後、第2図(b)に示す如く
、注射器を用いて、テトラフルオロエチレン製の直径2
5mm、厚さ3mmの半球状の凸部4を有する型5とガ
ラス型6とスペーサー7から成る器具内に、完全に充填
した。
Production Example 1 As monomer Ma, diethylene glycol bisallyl carbonate (refractive index Na when turned into a polymer is 1.50)
'01) was selected as the initiator, and benzoyl peroxide (B
After adding 3% by weight of PO), as shown in Figure 2(b), use a syringe to add
A device consisting of a mold 5 having a hemispherical convex portion 4 of 5 mm and a thickness of 3 mm, a glass mold 6, and a spacer 7 was completely filled.

その後、この器具を恒温槽中に入れ、77℃で57分間
保持し、転化率が約35%の半重合体透明ゲル体9′を
得た。次いで、半球状の凸部4を有する型5を注意深く
除去した後、スペーサー7上にごく薄いスペーサー10
を乗せ、平滑な面を有するガラス型11を第2図(C)
のようにセットした。
Thereafter, this device was placed in a constant temperature bath and maintained at 77°C for 57 minutes to obtain a semi-polymer transparent gel body 9' with a conversion rate of about 35%. Next, after carefully removing the mold 5 having the hemispherical convex portion 4, a very thin spacer 10 is placed on the spacer 7.
Figure 2 (C)
I set it like this.

その後、単量体Mbとしてフタル酸ジアリル(重合体と
なった時の屈折率Nbが1.572)を型10とスペー
サー11の間から注射器を用いて完全に充填した後、恒
温槽中に入れ、50tで5時間、60℃で4時間、70
℃で8時間、更に80℃で7時間保持し、単量体Mbの
拡散を進行させつつ、共重合を完結させた。
After that, diallyl phthalate (refractive index Nb when it becomes a polymer is 1.572) as the monomer Mb is completely filled with a syringe from between the mold 10 and the spacer 11, and then placed in a constant temperature bath. , 5 hours at 50t, 4 hours at 60℃, 70
C. for 8 hours and then at 80.degree. C. for 7 hours to complete the copolymerization while promoting the diffusion of monomer Mb.

最後に、型6,11及びスペーサー7.10をはずして
、第1図(a)に示すような平滑な表面を有する所望の
平板型凸レンズを得た。
Finally, the molds 6 and 11 and spacers 7 and 10 were removed to obtain a desired planar convex lens having a smooth surface as shown in FIG. 1(a).

この平板レンズの屈折率均質部分の屈折率は半重合体か
らの単量体Maの拡散(相互拡散)により1.542で
あった。そして屈折率分布型レンズ領域の深さは4mm
、屈折率差は0.03であった。
The refractive index of the homogeneous refractive index portion of this flat lens was 1.542 due to the diffusion (mutual diffusion) of the monomer Ma from the semi-polymer. The depth of the gradient index lens area is 4mm.
, the refractive index difference was 0.03.

製造例2 車量体Maとしてジエチレングリコールビスアリルカー
ボネートを選択し、開始剤としてジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート(IPP)を3重量%添加した後、
第2図(b)に示す如く、注射器を用いてテトラフルオ
ロエチレン製の直径10mm、厚さ3mmの半球状凸部
4を有する型5、ガラス型6とスペーサー7から成る器
具内に完全に充填した。
Production Example 2 Diethylene glycol bisallyl carbonate was selected as the vehicle mass Ma, and after adding 3% by weight of diisopropyl peroxydicarbonate (IPP) as an initiator,
As shown in FIG. 2(b), a syringe is used to completely fill the device consisting of a tetrafluoroethylene mold 5 having a hemispherical convex portion 4 with a diameter of 10 mm and a thickness of 3 mm, a glass mold 6, and a spacer 7. did.

その後、この器具をプログラム乾燥炉に保持し、20分
かけて30℃から60℃に昇温した後、60℃で20分
保持し、その後20分かけて60℃から30℃へ降温す
ることにより加熱し、転化率が約40%の半重合体透明
ゲル体9′を得た。そして半球状の凸部4を有する型5
を注意深く除去した後、スペーサー7上に0.5mm厚
のスペーサー10を乗せ、平滑な面を有するガラス型1
1を第2図(C)のようにセットした。
Thereafter, this device was held in a programmed drying oven, and the temperature was raised from 30°C to 60°C over 20 minutes, then held at 60°C for 20 minutes, and then lowered from 60°C to 30°C over 20 minutes. By heating, a semi-polymer transparent gel body 9' having a conversion rate of about 40% was obtained. And a mold 5 having a hemispherical convex portion 4
After carefully removing the spacer 7, a 0.5 mm thick spacer 10 is placed on the spacer 7, and a glass mold 1 with a smooth surface is placed.
1 was set as shown in FIG. 2(C).

その後、単量体Mbとして2,2.2−)−リフルオロ
エチルメタクリレート(3FMA)(31合体となった
時の屈折率が1.4221)を型11とスペーサー10
の間から注射器を用いて完全に充填した後、プログラム
乾燥炉に保持し、8時間かけて40℃から60℃に昇温
し、60℃に4時間保持し、さらに4時間かけて60℃
から70℃へ昇温し、その後さらに4時間かけて70℃
から80℃へ昇温した後80℃で4時間加熱し、単量体
Mbの拡散を進行させつつ、共重合を完結させた。
Thereafter, 2,2,2-)-lifluoroethyl methacrylate (3FMA) (refractive index when 31 is combined is 1.4221) is used as the monomer Mb in mold 11 and spacer 10.
After completely filling the space with a syringe, the temperature was raised from 40°C to 60°C over 8 hours in a programmed drying oven.
to 70°C, then 70°C over an additional 4 hours.
After raising the temperature from 1 to 80°C, the mixture was heated at 80°C for 4 hours to complete the copolymerization while promoting the diffusion of monomer Mb.

最後に型6.11及びスペーサー7.10をはずして、
第1図(a)に示すような平滑な表面を有する所望の平
板型凹レンズを得た。
Finally, remove mold 6.11 and spacer 7.10,
A desired planar concave lens having a smooth surface as shown in FIG. 1(a) was obtained.

この平板レンズの屈折率均質部分の屈折率は半重合体か
らの単量体Maの拡散(相互拡散)により1.445で
あった。そして屈折率分布型レンズ領域の深さは2mm
、屈折率差は0.05であった。
The refractive index of the homogeneous refractive index portion of this flat lens was 1.445 due to the diffusion (mutual diffusion) of the monomer Ma from the semi-polymer. The depth of the gradient index lens region is 2mm.
, the refractive index difference was 0.05.

[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の平板レンズは、レンズ表面
が平坦であるので ■ 他のレンズと組合わせて使用する場合に好都合であ
る。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the flat lens of the present invention has a flat lens surface, so it is convenient when used in combination with other lenses.

■ レンズに各種光学的処理を施すことも容易である。■ It is also easy to perform various optical treatments on the lens.

■ ファイバー等と容易に接合することができる。■ Can be easily joined to fibers, etc.

■ プラスチック平板のある一部だけを平板の状態のま
まレンズとしたい場合にも、好適であり、従来提案され
ている用途以外にもその応用範囲を拡大することができ
る。
■ It is also suitable when it is desired to use only a part of a flat plastic plate as a lens, and the range of applications can be expanded beyond the conventionally proposed uses.

等の効果を有する。It has the following effects.

また、本発明のレンズはレンズ表面が極めて平滑である
上に組成もほぼ均一であるので、種々の表面改質、例え
ばコーティングや真空技術を使用してハードコートや反
射防止等の処理を行なう場合にも非常に好都合である。
In addition, since the lens of the present invention has an extremely smooth lens surface and a nearly uniform composition, it can be used for various surface modifications such as hard coating or anti-reflection using coating or vacuum technology. It is also very convenient.

本発明による平板レンズの小レンズ部分は、基板とは異
なる屈折率を有する屈折率均質なレンズとそれに続く屈
折率勾配型レンズとの両方から構成されているので、小
レンズ部分の厚みをそれほど大きくすることなく、また
屈折率差をそれほど大きくすることなく、レンズのパワ
ーを大きくすることができる。
The small lens portion of the flat plate lens according to the present invention is composed of both a refractive index homogeneous lens having a refractive index different from that of the substrate and a subsequent refractive index gradient lens, so that the thickness of the small lens portion can be made very large. The power of the lens can be increased without increasing the refractive index difference or increasing the refractive index difference.

本発明のレンズは、特殊な機械加工、研摩等の後処理を
必要とせずに、あらゆる寸法、レンズパワーのものを容
易かつ低コストで量産することが可能である。
The lens of the present invention can be mass-produced easily and at low cost in any size and lens power without requiring post-processing such as special machining or polishing.

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

第1図は本発明の平板レンズの一実施例を示す断面図で
ある。第2図は、本発明の平板レンズの製造例を示す断
面図である。 1・・・基板、 2・・・屈折率均質レンズ領域、 3・・・屈折率勾配型レンズ領域、 4・・・半球状凸部、     5・・・型、6.11
・・・平滑面を有する型゛、 7.10−・・スペーサー、  8・・・クリップ、9
・・・単量体又は単量体混合物Ma。 9′・・・半重合体透明ゲル体、 12・・・空間。 代理人  弁理士  重 野  剛 鋼[図 (b)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the flat plate lens of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing an example of manufacturing a flat lens according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Refractive index homogeneous lens region, 3...Refractive index gradient type lens region, 4...Semispherical convex part, 5...Type, 6.11
...Model with a smooth surface, 7.10--Spacer, 8...Clip, 9
... Monomer or monomer mixture Ma. 9'... Semi-polymer transparent gel body, 12... Space. Agent: Patent attorney Koko Shigeno [Figure (b)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)屈折率が一様な透明体から成る合成樹脂製平板の
一部又は複数部に、その平板とは異なる屈折率を有する
半球状のレンズ領域とそれに続く半球状の屈折率勾配を
有するレンズ領域とから成る小レンズ部分を一体的に埋
込み形成したことを特徴とする平板レンズ。
(1) A hemispherical lens region having a refractive index different from that of the flat plate and a hemispherical refractive index gradient following it in one or more parts of a synthetic resin flat plate made of a transparent material with a uniform refractive index. A flat lens characterized in that a small lens portion consisting of a lens region is integrally embedded.
(2)屈折率が一様な透明体から成る合成樹脂製平板の
原料単量体又は単量体混合物を予備重合して、表面に1
又は複数の半球状凹部を有する半重合体平板を形成し、
この重合体平板の半球状凹部を有する表面の全体又は一
部を通して、重合体又は共重合体となった時に、上記平
板とは異なる屈折率を有する単量体又は単量体混合物を
該半球状凹部に拡散侵入させると共に共重合させて固定
することにより、該半球状凹部には、平板基材とは異な
る屈折率から成る均質レンズを形成し、その凹部に続く
平板基材の領域には、上記拡散単量体又は単量体混合物
の濃度分布によって屈折率勾配型レンズを形成して製造
された特許請求の範囲第1項に記載の平板レンズ。
(2) Prepolymerize the raw material monomer or monomer mixture for a synthetic resin flat plate made of a transparent material with a uniform refractive index, and coat the surface with 1
or forming a semi-polymer plate having a plurality of hemispherical recesses;
A monomer or a monomer mixture having a refractive index different from that of the flat plate when formed into a polymer or copolymer is passed through the entire or part of the surface of the flat polymer plate having hemispherical concave portions. By diffusing into the recess and copolymerizing and fixing, a homogeneous lens having a refractive index different from that of the flat base material is formed in the hemispherical recess, and in the region of the flat base material following the recess, 2. The planar lens according to claim 1, which is manufactured by forming a refractive index gradient lens by the concentration distribution of the diffusing monomer or monomer mixture.
(3)半重合体平板の重合体転化率が10〜90%であ
る特許請求の範囲第2項に記載の平板レンズ。
(3) The flat lens according to claim 2, wherein the semi-polymer flat plate has a polymer conversion rate of 10 to 90%.
(4)半重合体平板の重合体転化率が20〜80%であ
る特許請求の範囲第3項に記載の平板レンズ。
(4) The flat lens according to claim 3, wherein the semi-polymer flat plate has a polymer conversion rate of 20 to 80%.
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