TWI405998B - 光學元件及色像差補正透鏡 - Google Patents

光學元件及色像差補正透鏡 Download PDF

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Description

光學元件及色像差補正透鏡
本發明涉及光學元件及色像差補正透鏡。
已知光學透鏡(凸透鏡)具短波長光之折射率大於長波長光，亦即軸向色像差之性質，而發生滲色(色像差)。色像差於使用上造成問題，故光學透鏡通常係組合色像差補正元件，作為色像差經補正之透鏡系或積層型透鏡使用。
色像差補正元件以往係用凹透鏡，近年來菲涅耳透鏡之使用備受矚目(參考日本專利特開平9－127321號、特開平9－127322號、特開2004－78166號及特開2005－107298號)。
為補正色像差，可由色像差程度指標阿貝數差異大之不同材料構成之複數元件構成透鏡系。透鏡材料向來係用玻璃。玻璃之折射率約1.46~1.92，阿貝數約25~80，因可作極寬廣範圍之光學特性選擇，色像差補正透鏡系之設計自由度高，乃發揮多樣透鏡特性之有利材料。
如上之透鏡系用於照相機、攝錄機時，透鏡系有小型化、輕量化之要求。尤以透鏡直徑大之望遠鏡頭系、超望遠鏡頭系，向來又重又大，裝於照相機時取用不易，有時或錯失掠影良機，故有輕、短透鏡系之需求。因而透鏡材料需予檢討，並縮短色像差補正後之焦距。
依此，透鏡材料宜取代玻璃而改用塑膠。
目前塑膠透鏡之代表性材料有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚碳酸酯。其中PMMA有透明且硬度高，耐久性佳等優點外，阿貝數高達57故色像差小而為所絕對優先採用。
為PMMA透鏡之色像差補正，所用塑膠透鏡材料一般係由2,2－雙(4－羥苯基)丙烷(雙酚A)製造之聚碳酸酯(PC(BIS－A))。PC(BIS－A)之阿貝數為32，與PMMA之阿貝數57差異大，故色像差補正要件一應俱全。然而，因PC(BIS－A)之使用，色像差補正後之焦距尚不足以充分令人滿意。
由減輕透鏡重量之觀點，透鏡材料之折射率應係愈高愈佳。亦即，折射率低則為得所欲效果透鏡曲度非大不可，全体透鏡必然變厚，違背輕量化之要求。
習知塑膠光學材料已知其折射率與阿貝數具一定關係。第1圖呈示習知文獻中泛用光學塑膠材料之折射率與阿貝數之關係。由第1圖可見塑膠材料之折射率愈高阿貝數愈低，就各材料將二者關係繪圖而得之諸點，集中於極窄之範圍內。向來光學元件之塑膠材料其改良主要係致力於折射率高於此範圍之材料之開發(參考日化協月報，40(8),27(1987)及日化協月報，47(2),8(1994))。
然而適用於透鏡系之色像差補正，且可構成色像差補正後焦距短之透鏡系之色像差補正元件，究竟該採用何種材料則尚在未知。
而聚碳酸酯材料久來已知具透明性及耐熱性，多有檢討改良之施行。可是其中多係作為工程塑膠之機械特性改良(參考特開平6－145333及特開平6－200005號)、為特殊用途而作(參考特開平5－294029號)。光學用途方面之探討有例如光纖、影印用感光體或光碟記錄層等，大多係僅限於以單一波長為對象之機械特性改良(參考特開平6－347650號、特開平3－61911號、特開平6－282094號及特開昭64－31825號)。唯特開昭62－18501號有為將聚碳酸酯材料用於透鏡之改良探討，然其乃提升透鏡耐熱性及表面硬度之材質探討，實施例亦只不過揭示該材料構成之凸透鏡。
本發明鑑於以上實情，其目的在提供適用於透鏡系或積層型透鏡之色像差補正之光學元件及使用該光學元件之色像差補正透鏡。
本發明之光學元件可為例如凹透鏡、菲涅耳透鏡、繞射光柵等形態，適於與其它光學元件(例如凸透鏡、菲涅耳透鏡、繞射光柵等)組合構成色像差補正透鏡系或積層型色像差補正透鏡。
本發明之上述目的第一係以其特徵為由具下述一般式(i)之構造單元，折射率np 及阿貝數νD 之關係滿足下式(I)nD ＋0.0076×νD ≦1.78 (I)之聚合體構成，用於色像差補正之光學元件達成。
(式(i)中複數之R1 各自獨立為選自碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數6~10之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數6~10之芳氧基及碳原子數7~20之芳烷氧基群，其氫原子可有部分或全部由鹵素原子取代之一價有機基或鹵素原子，p及q各自獨立為0~4之整數，A係單鍵或選自下式(i－1)~(i－4)之二價基。唯A係單鍵或無氟原子之二價基時，p及q不同時為0，式(i)中存在之R1 至少其一係部分或全部氫原子由氟原子取代之一價有機基或氟原子) (式(i－1)中複數之R2 各自獨立為氫原子或鹵素原子，或氫原子可有部分或全部由鹵素原子取代之碳原子數1~10之烴基) (式(i－2)~(i－4)中複數之R3 、R4 及R5 各自獨立為氫原子或鹵素原子，或氫原子可有部分或全部由鹵素原子取代之碳原子數1~4之烴基，式(i－3)中r係4~11之整數)
本發明之上述目的第二係以阿貝數νD 為50~60，折射率nD 為1.48~1.55之材料構成之光學元件及其特徵為由上述光學元件構成之色像差補正透鏡達成。
使用本發明光學元件之本發明色像差補正透鏡輕且色像差補正後焦距短，適用於類比或數位照相機、攝錄機等之望遠鏡頭系、超望遠鏡頭系。
本發明之光學元件係由具上式(i)之構造單元之聚合體構成。
上式(i)之構造單元中，鹵素原子有氟原子、氯原子、溴原子及碘原子，其中以氟原子為佳。
上式(i)之構造單元中，A係單鍵時R1 以氟原子為佳。
上式(i)之構造單元中，A係上式(i－1)之二價基時R2 以氫原子、氟原子、甲基、二氟甲基、碳原子數1~10之全氟烷基、苯基、氟苯基或全氟苯基為佳。上述碳原子數1~10之全氟烷基有例如三氟甲基、全氟正丙基、全氟正壬基等，三氟甲基尤佳。二R2 皆為選自氫原子、甲基及苯基之任一時以p及q中至少其一不為0且R1 中至少其一係氟原子或三氟甲基為佳。
上式(i)之構造單元中，A係上式(i－2)之二價基時R3 以全氟烷基為佳，三氟甲基尤佳。A係上式(i－2)之二價基時以p及q皆係0為佳。
上式(i)之構造單元中，A係上式(i－3)之二價基時R4 以氫原子或氟原子為佳，r以4、5或11為佳。二R4 皆係氫原子時以p及q至少其一係0且R1 中至少其一係氟原子為佳。
上式(i)之構造單元中，A係上式(i－4)之二價基時R5 以氫原子為佳，p及q中至少其一非0且R1 中至少其一係氟原子或碳原子數1~4之全氟烷基為佳。於此，碳原子數1~4之全氟烷基以三氟甲基為尤佳。
上式(i)之構造單元中含氟重量比率FM 係以0.22~0.63為佳，0.25~0.55更佳。於此含氟重量比率FM 指構造單元(i)中含之氟原子重量除以構造單元(i)重量之值。
具上式(i)構造單元之聚合體可使對應於所欲構造單元之二羥基化合物，亦即下式(i’) (式(i’)中R1 、p、q及A同上式(i)者)之化合物與碳酸酯前驅物經界面聚合法、溶液聚合法或熔融聚合法反應而得。此時，上式(i)構造單元係衍生自上式(i’)之化合物。
以下就上式(i)構造單元之具體例，基於衍生該構造單元之二羥基化合物(i’)之具體例作說明。使特定之二羥基化合物(i’)與碳酸酯前驅物反應，則得具對應於該二羥基化合物構造之構造單元(i)之聚合體應屬顯見。
衍生上式(i)中A係單鍵之構造單元之二羥基化合物(i’)有例如八氟－4,4’－聯苯、3,3’－二氟－4,4’－聯苯、3,3’,5,5’－四氟－4,4’－聯苯、2,2’,5,5’－四氟－4,4’－聯苯等。
衍生上式(i)中A係式(i－1)之構造單元之二羥基化合物(i’)有例如1,1－雙(3－氟－4－羥苯基)甲烷、1,1－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)甲烷、1,1－雙(4－羥苯基)－2,2－二氟乙烷、1,1－雙(4－羥苯基)－2,2,2－三氟乙烷、2,2－雙(3－氟－4－羥苯基)丙烷、2,2－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)丙烷、2,2－雙(4－羥苯基－3－三氟甲苯基)丙烷、2,2－雙(4－羥苯基)－1,1,1－三氟丙烷、2,2－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)－1,1,1－三氟丙烷、2,2－雙(4－羥苯基)－1,1,1,3,3－五氟丙烷、2,2－雙(4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷(俗稱「雙酚AF」)、2,2－雙(4－羥－3－甲苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(3,5－二甲－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(3－氟4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(4－羥－2,3,5,6－四氟苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(4－羥－3－苯基苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(4－羥－3－(2－丙基)苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟丁烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟辛烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟癸烷、1,1－雙(4－羥苯基)－1－苯基－2,2,2－三氟乙烷、1,1－雙(4－羥苯基)－1－(2,3,4,5,6－五氟苯基)甲烷、1,1－雙(4－羥苯基)－1－苯氟甲烷、1,1－雙(3－氟－4－羥苯基)－1－苯甲烷、1,1－雙(4－羥－3,5－二氟苯基)－1－苯甲烷、雙(3－氟－4－羥苯基)二苯甲烷、雙(4－羥－3,5－二氟苯基)二苯甲烷、1,1－雙(3－氟－4－羥苯基)－1－(4－氟苯基)乙烷、1,1－雙(4－羥－3,5－二氟苯基)－1－(4－氟苯基)乙烷、1,1－雙(4－羥苯基)－1－(4－氟苯基)乙烷等。
衍生上式(i)中A係式(i－2)之構造單元之二羥基化合物(i’)有α,α ’－雙(4－羥苯基)間雙(1,1,1,3,3,3－六氟異丙基)苯、α,α ’－雙(4－羥苯基)對雙(1,1,1,3,3,3－六氟異丙基)苯等。
衍生上式(i)中A係式(i－3)之構造單元之二羥基化合物(i’)有例如1,1－雙(3－氟－4－羥苯基)環己烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟環戊烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟己烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟環十二烷等。
衍生上式(i)中A係式(i－4)之構造單元之二羥基化合物(i’)有例如9,9－雙(3－氟－4－羥苯基)茀、9,9－雙(4－羥－3－三氟甲基苯基)茀等。
這些之中，為實現上式(i)之構造單元中含氟重量比率FM 之較佳值，所用之二羥基化合物(i’)係以衍生自該二羥基化合物之構造單元中含氟重量比率FM 在0.22~0.63者為佳，0.25~0.55者更佳。依此選擇之較佳二羥基化合物(i’)之具體例如下。下例中[]內之數值係衍生自各較佳二羥基化合物(i’)之構造單元(i)之含氟重量比率FM 。
A係單鍵者有例如八氟－4,4’－聯苯[0.43]、3,3’,5,5’－四氟－4,4’－聯苯[0.27]及2,2’,5,5’－四氟－4,4’－聯苯[0.27]；A係式(i－1)者有例如1,1－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)甲烷[0.25]、2,2－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)丙烷[0.23]、2,2－雙(4－羥－3－三氟甲基－苯基)丙烷[0.29]、2,2－雙(4－羥苯基)－1,1,1,3,3－五氟丙烷[0.28]、雙酚AF[0.31]、2,2－雙(4－羥－3－甲苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[0.29]、2,2－雙(3,5－二甲－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[0.27]、2,2－雙(3－氟－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[0.38]、2,2－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[0.44]、2,2－雙(4－羥－2,3,5,6－四氟苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[0.53]、2,2－雙(4－羥－3－苯基苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[0.22]、2,2－雙(4－羥－3－(2－丙基)苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[0.26]、1,1－雙(4－羥苯基)全氟丁烷[0.37]、1,1－雙(4－羥苯基)全氟辛烷[0.51]、1,1－雙(4－羥苯基)全氟癸烷[0.54]、1,1－雙(4－羥苯基)－1－(2,3,4,5,6－五氟苯基)甲烷[0.24]及1,1－雙(4－羥－3,5－二氟苯基)－1－(4－氟苯基)乙烷[0.23]；A係式(i－2)者有例如α,α ’－雙(4－羥苯基)－間雙(1,1,1,3,3,3－六氟異丙基)苯[0.39]及α,α ’－雙(4－羥苯基)－對雙(1,1,1,3,3,3－六氟異丙基)苯[0.39]；A係式(i－3)者有例如1,1－雙(4－羥苯基)全氟環戊烷[0.35]、1,1－雙(4－羥苯基)全氟環己烷[0.39]及1,1－雙(4－羥苯基)全氟環十二烷[0.54]；A係式(i－4)者有例如9,9－雙(4－羥－3－三氟甲基苯基)茀[0.22]。
上式(i)之構造單元其具有之氟原子係來自全氟烷基者，因易於提高構造單元中之含氟重量比率FM 而較佳。
由該觀點，上式(i)構造單元之A係以上式(i－1)或(i－2)之二價基為佳，A係上式(i)之二價基時以構造單元(i)之R2 中至少其一乃碳原子數1~10之全氟烷基為佳，而A係上式(i－2)之二價基時以構造單元(i)之R3 中至少其一乃碳原子數1~4之全氟烷基為佳。
如此之構造單元(i)之較佳二羥基化合物(i’)，當A係(i－1)者時有雙酚AF、2,2－雙(4－羥－3－甲苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(3,5－二甲－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(3－氟－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(3,5－二氟－4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(4－羥－2,3,5,6－四氟苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(4－羥－3－苯基苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、2,2－雙(4－羥－3－(2－丙)苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟丁烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟辛烷、1,1－雙(4－羥苯基)全氟癸烷，當A係(i－2)者時有α,α ’－雙(4－羥苯基)－間雙(1,1,1,3,3,3－六氟異丙基)苯及α,α ’－雙(4－羥苯基)－對雙(1,1,1,3,3,3－六氟異丙基)苯。
這些之中，雙酚AF因易於取得且取用容易而尤佳。
這些二羥基化合物(i’)可單獨使用，亦可組合二種以上使用。
用於本發明之聚合體，可連同上式(i)者具有其它構造單元。構造單元(i)於聚合體之含量係以占上式(i)之構造單元與其它構造單元合計50莫耳%以上，75莫耳%以上較佳，75~99莫耳%更佳，75~95莫耳%尤佳。
用於本發明之聚合體中連同上式(i)之構造單元含有之其它構造單元，較佳者為衍生自上式(i’)以外之二羥基化合物者，有例如下式(ii)或(iii)之構造單元。
(式(ii)中，複數之R6 各自獨立為選自碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數6~10之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數6~10之芳氧基及碳原子數7~20之芳烷氧基群，其氫原子可有部分或全部由氟原子以外之其它鹵素原子取代之一價有機基或氟原子以外之鹵素原子，s及t各自獨立為0~4之整數，B係單鍵或選自下式(ii－1)~(ii－8)之二價基 (式(ii－1)中，複數之R7 各自獨立為氫原子、氟原子以外之鹵素原子或碳原子數1~6之烴基) (式(ii－2)及(ii－3)中，複數之R8 及R9 各自獨立為氫原子、氟原子以外之鹵素原子或碳原子數1~4之烴基，u係4~6之整數)
上式(ii)之構造單元中，B係單鍵時以s及t皆係0或1為佳。
上式(ii)之構造單元中，B係上式(ii－1)之二價基時以R7 係氫原子、碳原子數1~6之烷基或苯基為佳。上述碳原子數1~6之烷基有例如甲基、乙基、正丙基、正己基等。B係上式(ii－1)之二價基時，以s及t皆係0，或s及t中至少其一非0且R6 係碳原子數1~10之烷基、碳原子數6~20之環烷基或碳原子數6~20之芳基或氟原子以外之鹵素原子為佳。s及t中至少其一非0時，R6 係以甲基、異丙基、三級丁基、環己基、苯基、氯原子或溴原子為佳。B係上式(ii－1)之二價基時尤佳之構造單元有，s及t各自獨立，係0或1而R6 及R7 係甲基者。
上式(ii)之構造單元中，B係上式(ii－2)之二價基時R8 係以碳原子數1~4之烷基為佳，甲基尤佳。B係上式(ii－2)之二價基時，以s及t皆係0或s及t至少其一非0且R6 係碳原子數1~10之烷基為佳。上述R6 碳原子數1~10之烷基以甲基為佳。B係上式(ii－2)之二價基時尤佳之構造單元有s及t各自獨立為0或1，而R6 及R8 係甲基者。
上式(ii)之構造單元中，B係上式(ii－3)之二價基時，R9 係以氫原子或碳原子數1~4之烷基為佳，氫原子、甲基或異丙基尤佳，u以4或5為佳。B係上式(ii－3)之二價基時，以s及t皆係0或s及t至少其一非0且R6 係環己基為佳。B係上式(ii－3)之二價基時，尤佳之構造單元有s及t各自獨立為0或1而R6 係環己基，R9 係甲基，u係5者。
上式(ii)之構造單元中，B係上式(ii－4)~(ii－8)任一之二價基時，以s及t皆係0或s及t至少其一非0且R6 係碳原子數1~10之烷基或碳原子數6~10之芳基為佳。s及t至少其一非0時，R6 係以甲基或苯基為佳。
上式(ii)之構造單元中氟原子以外之鹵素原子有氯原子、溴原子及碘原子。
具上式(i)之構造單元以及上式(ii)或(iii)之構造單元之聚合體可用上式(i’)之二羥基化合物(i’)連同對應於所欲構造單元(ii)或(iii)之二羥基化合物，亦即下式(ii’) (式(ii’)中R6 、s、t及B同上式(ii)者)之化合物或下式(iii’) 之化合物與碳酸酯前驅物進行反應而得。
以下基於衍生該構造單元之二羥基化合物(ii’)之具體例說明上式(ii)構造單元之具體例。使特定二羥基化合物(ii’)連同二羥基化合物(i’)與碳酸酯前驅物反應，可得構造單元(i)以外具對應於該二羥基化合物(ii’)之構造單元(ii)之聚合體應屬顯見。
上式(ii)中B係單鍵時之化合物以例如4,4－聯酚為佳。
B係(ii－1)時之較佳化合物有例如1,1－雙(4－羥苯基)甲烷、1,1－雙(4－羥苯基)乙烷、2,2－雙(4－羥苯基)丙烷(俗稱「雙酚A」)、1,1－雙(4－羥苯基)－1－苯乙烷、2,2－雙(4－羥－3－甲苯基)丙烷(俗稱「雙酚C」)、2,2－雙(4－羥苯基)丁烷、2,2－雙(4－羥苯基)戊烷、2,2－雙(4－羥－3－苯基苯基)丙烷、2,2－雙(3－異丙－4－羥苯基)丙烷、2,2－雙(3－三級丁－4－羥苯基)丙烷、2,2－雙(4－羥苯基)丁烷、4,4－雙(4－羥苯基)庚烷、2,2－雙(4－羥苯基)辛烷、2,2－雙(3－溴－4－羥苯基)丙烷、雙(4－羥苯基)二苯甲烷、2,2－雙(3,5－二溴－4－羥苯基)丙烷、2,2－雙(3,5－二氯－4－羥苯基)丙烷、2,2－雙(3,5－二甲－4－羥苯基)丙烷、2,2－雙(3－環己－4－羥苯基)丙烷等。
B係(ii－2)時之較佳化合物有例如α,α ’－雙(4－羥苯基)－鄰－二異丙苯、α,α ’－雙(4－羥－3－甲苯基)－鄰－二異丙苯、α,α ’－雙(4－羥－3,5－二甲－苯基)－鄰－二異丙苯、α,α ’－雙(4－羥苯基)－間－二異丙苯(俗稱「雙酚M」)、α,α ’－雙(4－羥－3－甲苯基)－間－二異丙苯、α,α ’－雙(3,5－二甲－4－羥苯基)－間－二異丙苯、α,α ’－雙(4－羥苯基)－對－二異丙苯、α,α ’－雙(4－羥－3－甲苯基)－對－二異丙苯、α,α ’－雙(3,5－二甲－4－羥苯基)－對－二異丙苯等。
B係(ii－3)時之較佳化合物有例如1,1－雙(4－羥苯基)環己烷、1,1－雙(4－羥苯基)－3,3,5－三甲環己烷、1,1－雙(4－羥苯基)－4－異丙環己烷、1,1－雙(3－環己－4－羥苯基)環己烷及1,1－雙(4－羥苯基)環戊烷。
B係(ii－4)~(ii－8)任一時之較佳化合物有例如雙(4－羥苯基)醚、雙(4－羥－3－甲苯基)醚、雙(4－羥－3－苯基苯基)醚、4,4’－二羥二苯基酮、雙(4－羥苯基)硫醚、雙(4－羥－3－甲苯基)硫醚、雙(4－羥－3－苯基苯基)硫醚、雙(4－羥苯基)亞碸、雙(4－羥－3－甲苯基)亞碸、雙(4－羥－3－苯基苯基)亞碸、雙(4－羥苯基)碸、雙(4－羥－3－甲苯基)碸及雙(4－羥－3－苯基苯基)碸。
這些之中，以B係式(ii－1)、(ii－2)、(ii－3)及(ii－6)之化合物為更佳，尤佳之化合物有B係(ii－1)者中之2,2－雙(4－羥苯基)丙烷(「雙酚A」)、2,2－雙(4－羥－3－甲苯基)丙烷(「雙酚C」)及1,1－雙(4－羥苯基)－1－苯乙烷、B係(ii－2)者中之α,α ’－雙(4－羥苯基)間二異丙苯及α,α ’－雙(4－羥－3－甲苯基)－間－二異丙苯、B係(ii－3)者中之1,1－雙(4－羥苯基)環己烷及1,1－雙(4－羥苯基)－3,3,5－三甲環己烷以及B係(ii－6)者中之雙(4－羥－3－甲苯基)硫醚。
用於本發明之聚合體係以上式(i)中，p及q係0，A係上式(i－1)之二價基而R2 係三氟甲基，上式(ii)中，B係上式(ii－1)、(ii－2)或(ii－3)之二價基，B係上式(ii－1)之二價基時，s及t皆係0或1，R6 及R7 係甲基，B係上式(ii－2)或(ii－3)之二價基時，s及t皆係0，R8 係甲基，R9 係氫原子而u係5為佳。
如此聚合體之具體例有雙酚AF單聚物、雙酚AF/1,1－雙(4－羥苯基)－1－苯乙烷共聚物、雙酚AF/2,2－雙(4－羥苯基)丙烷共聚物、雙酚AF/1,1－雙(4－羥苯基)環己烷共聚物、雙酚AF/1,1－雙(4－羥苯基)－3,3,5－三甲環己烷共聚物、雙酚AF/9,9－雙(4－羥－3－甲苯基)茀共聚物、雙酚AF/α,α ’－雙(4－羥－3－甲苯基)間二異丙苯共聚物、雙酚AF/2,2－雙(4－羥－3－甲苯基)丙烷共聚物等。
本發明用之聚合體之含氟重量比率FP (聚合體中含之氟原子重量除以聚合體重量得之值)以0.15~0.60為佳，0.16~0.55更佳，0.17~0.50尤佳。因此，使二羥基化合物與碳酸酯前驅物反應之際，以調整二羥基化合物(i’)與二羥基化合物(ii’)或(iii’)之比率使所製造之聚合體中含氟重量比率FP 在上述範圍為佳。更佳者為調整二羥基化合物(i’)與二羥基化合物(ii’)或(iii’)之比率使聚合體中構造單元(i)之存在比率係占構造單元(i)及構造單元(ii)或(iii)合計50莫耳%以上，75莫耳%以上較佳，75~99莫耳%更佳，75~90莫耳%尤佳。
用於與碳酸酯前驅物反應之二羥基化合物以高純度者為佳，以色調單位色值50以下為佳，30以下更佳。二羥基化合物之色調單位色值可係二羥基化合物濃度20重量%溶液依JIS K0071－1於溫度25℃以比色法測定之值。
使如上之二羥基化合物與碳酸酯前驅物以界面聚合法、溶液聚合法或熔融聚合法反應，得具上式(i)構造單元之聚合體時可用之碳酸酯前驅物有利如鹵化羰、碳酸酯等。
上述界面聚合法可使二羥基化合物及鹵化羰，較佳者光氣，於酸結合劑及較佳者觸媒之存在下於有機溶劑中反應而進行。上述酸結合劑以例如氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物為佳。有機溶劑以例如二氯甲烷、氯苯等鹵化烴為佳。任意使用之觸媒有三級胺、四級銨鹽等，其具體例有三乙胺、溴化四正丁銨、溴化四正丁鏻等。反應溫度以0~40℃，反應時間以數分鐘~5小時為佳，反應中之pH以9以上為佳。
溶液聚合法係使二羥基化合物與鹵化羰，較佳者光氣，於有機溶劑中反應而進行。此所用之酸結合劑以芳香族三級胺為佳，其具體例有吡啶、喹啉、異喹啉、二甲苯胺等，吡啶尤佳。有機溶劑以苯、甲苯、二甲苯等烴；二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氯苯、二氯苯等鹵化烴等為佳，二氯甲烷尤佳。酸結合劑之用量以對於鹵化羰1當量2~100當量為佳，2~50當量更佳。反應溫度以0~40℃，反應時間以數分鐘~數日為佳，10分鐘~5小時更佳。
上述熔融聚合法通常係二羥基化合物與碳酸酯之酯交換反應，於惰性氣體之存在下加熱二羥基化合物及碳酸酯一邊混合，將生成之醇或酚餾除而進行。反應溫度異於生成之醇或酚之沸點，以120~350℃為佳。反應時間以1~10小時左右更佳。反應後期以將反應系減壓至10~1,300Pa左右以利餾出生成之醇或酚為佳。適用於熔融聚合法之碳酸酯有碳酸與碳原子數6~12之芳基、碳原子數7~12之芳烷基、碳原子數1~4之烷基等之酯。這些芳基、芳烷基、烷基可有其部分或全部氫原子由羥基、鹵素原子等取代。如此之碳酸酯，具體例有碳酸二苯酯、碳酸二(氯苯)酯、碳酸間甲酚酯、碳酸二萘酯、碳酸二(聯苯)酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯等，其中以碳酸二苯酯為佳。
熔融聚合法中，為加速反應可使用聚合觸媒。該聚合觸媒可用通常用於酯化反應、酯交換反應之觸媒，有例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、二價酚之鈉鹽、二價酚之鉀鹽等鹼金屬化合物；氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鎂等鹼土金屬化合物；氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、三甲胺、三乙胺等含氮鹼性化合物；鹼金屬、鹼土金屬之醇化物；鹼金屬、鹼土金屬之有機酸鹽，以及鋅化合物、硼化合物、鋁化合物、矽化合物、鍺化合物、有機錫化合物、鉛化合物、鋨化合物、銻化合物、錳化合物、鈦化合物、鋯化合物等。這些觸媒可單獨使用，亦可組合二種以上使用。這些聚合觸媒之用量以對於原料二羥基化合物1×10－ 9 ~1×10－ 2 當量為佳，1×10－ 8 ~5×10－ 3 當量更佳。
熔融聚合法中使用聚合觸媒時，可於反應後期添加觸媒失活劑。於此觸媒失活劑可用習知觸媒失活劑，以依所用聚合觸媒選出者為佳。例如，聚合觸媒係選自鹼金屬化合物及鹼土金屬化合物之1種以上時，觸媒失活劑以例如磺酸之銨鹽或鏻鹽為佳，十二基苯磺酸四丁鏻鹽等十二基苯磺酸鹽、對甲苯磺酸四丁銨鹽等對甲苯磺酸鹽更佳。適用者尚有磺酸之酯苯磺酸甲酯、苯磺酸乙酯、苯磺酸丁酯、苯磺酸辛酯、苯磺酸苯酯、對甲苯磺酸甲酯、對甲苯磺酸乙酯、對甲苯磺酸丁酯、對甲苯磺酸辛酯、對甲苯磺酸苯酯等，其中以十二基苯磺酸四丁鏻鹽為最佳。這些觸媒失活劑之用量係以選自鹼金屬化合物及鹼土金屬化合物之聚合觸媒每1莫耳0.5~50莫耳為佳，0.5~10莫耳更佳，0.8~~5莫耳尤佳。熔融聚合之際，必要時可加分子量調節劑、抗氧化劑等。
上述二羥基化合物與碳酸酯前驅物反應之際可使用末端停止劑。該末端停止劑有聚碳酸酯之聚合反應中所用之末端停止劑單官能酚、酸氯化物等。上述單官能酚有例如酚、對三級丁酚、對酚、3,5－二(三氟甲基)酚、五氟酚、4－三氟甲基－2,3,5,6－四氟酚、氟酚、二氟酚、三氟酚、四氟酚、三氟甲基氟酚、異辛酚、有長鏈烷基作為取代基之酚、有脂肪族聚酯基作為取代基之酚等。上述酸氯化物有例如苯甲酸氯、苯甲酸氯之衍生物、長鏈烷基羧酸氯。這些末端停止劑可單獨使用，亦可組合二種以上使用。尤以碳酸酯前驅物係鹵化羰，較佳者光氣時，使用這些末端停止劑得之聚合體因其末端封有來自末端停止劑之基，熱安定性更佳。
聚合體之製法係界面聚合法或溶液聚合法時，以於聚合後之溶液狀態作過濾處理去除雜質為佳。聚合體之製法係熔融聚合法時，亦可溶解得到之聚合體於適當溶劑作過濾處理後另將聚合體單離，供本發明光學元件之製造。
得到之具上式(i)構造單元之聚合體在二氯甲烷中，於20℃以0.7g/100mL之濃度測定之比黏度係以0.1~2.0為佳，0.1~0.5更佳，0.15~0.3尤佳。
上述聚合體之折射率np 及阿貝數νD 之關係滿足下式(I)np ＋0.0076×νD ≦1.78 (I)。上述聚合體因具上式(I)成立之特性，適用作色像差補正用光學元件之材料。上式(I)成立表示折射率著實低於第1圖之泛用光學塑膠材料之折射率與阿貝數之一般關係，意味著呈示出與向來為光學塑膠材料所開發之高折射率材料相反之特性。上述聚合體之具該光學特性係屬空前，故以如上之聚合體用於色像差補正光學元件尚非業界所知。折射率np 及阿貝數νD 之關係以滿足下式(I’)1.65≦nD ＋0.0076×νD (I’)為更佳，滿足下式(I”)1.73≦nD ＋0.0076×νD ≦1.78 (I”)尤佳。
上述折射率nD 係D線(波長587.56nm)之折射率，以1.48~1.58為佳，1.50~1.57更佳，1.50~1.54尤佳。
上述阿貝數νD 係由下式(II)νD ＝(nD －1)/(nF －nC ) (II)(式(II)中nD 係D線(波長587.56nm)之折射率，nF 係F線(波長486.13nm)之折射率，nC 係C線(波長656.27nm)下之折射率)所表，以22~35為佳，24~34更佳，27~33又更佳，32~33尤佳。
本發明之光學元件係由如上之聚合體構成，必要時可含任意之添加劑。
上述任意之添加劑有例如熱安定劑、脫模劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、上藍劑、螢光色素、其它色素、抗靜電劑等。
上述聚合體熱安定性優，而為安定製造表面形狀更微細，且光學特性更佳之光學元件，以其熱安定性更予改良為佳，可添加上述熱安定劑。為光學元件製程中聚合體分子量下降及色相變化之有效抑制，以磷系熱安定劑為佳。
該磷系熱安定劑有例如亞磷酸化合物、磷酸化合物、亞膦酸化合物、膦酸化合物及這些之酯以及三級膦等。
亞磷酸化合物之具體例有亞磷酸三苯酯、亞磷酸三壬苯酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三(十八)酯、亞磷酸二癸酯一苯酯、亞磷酸二辛酯一苯酯、亞磷酸二異丙酯一苯酯、亞磷酸一丁酯二苯酯、亞磷酸一癸酯二苯酯、亞磷酸一辛酯二苯酯、亞磷酸三(二乙苯)酯、亞磷酸三(二異丙苯)酯、亞磷酸三(二正丁苯)酯、亞磷酸三(2,4－二(三級丁)苯)酯、亞磷酸三(2,6－二(三級丁)苯)酯、二硬脂新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4－二(三級丁)苯)新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6－二(三級丁)－4－甲苯)新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6－二(三級丁)－4－乙苯)新戊四醇二亞磷酸酯、雙{2,4－雙(1－甲－1－苯乙)苯基}新戊四醇二亞磷酸酯、苯基雙酚A新戊四醇二亞磷酸酯、雙(壬苯)新戊四醇二亞磷酸酯、二環己基新戊四醇二亞磷酸酯等，以及與二價酚類反應而具環狀構造之亞磷酸化合物。與二價酚類反應而具環狀構造之亞磷酸化合物有例如2,2’－亞甲雙(4,6－二(三級丁)苯基)(2,4－二(三級丁)苯)亞磷酸酯、2,2’－亞甲雙(4,6－二(三級丁)苯基)(2－三級丁－4－甲苯)亞磷酸酯、2,2－亞甲雙(4,6－二(三級丁)苯基)辛基亞磷酸酯等。
磷酸酯化合物有例如磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三(氯苯)酯、磷酸三乙酯、磷酸二苯酯甲酚酯、磷酸二苯酯一鄰二甲苯酯、磷酸三丁氧乙酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、磷酸二異丙酯等，以磷酸三苯酯或磷酸三甲酯為佳。
亞膦酸化合物有例如肆(2,4－二(三級丁)苯基)－4,4’－聯苯二亞膦酸酯、肆(2,4－二(三級丁)苯基)－4,3’－聯苯二亞膦酸酯、肆(2,4－二(三級丁)苯基)－3,3’－聯苯二亞膦酸酯、肆(2,6－二(三級丁)苯基)－4,4’－聯苯二亞膦酸酯、肆(2,6－二(三級丁)苯基)－4,3’－聯苯二亞膦酸酯、肆(2,6－二(三級丁)苯基)－3,3’－聯苯二亞膦酸酯、雙(2,4－二(三級丁)苯基)－4－苯基苯亞膦酸酯、雙(2,4－二(三級丁)苯基)－3－苯基苯亞膦酸酯、雙(2,4－二(三級丁)苯基)－3－苯基苯亞膦酸酯、聯苯二亞膦酸酯、雙(2,6－二正丁苯基)－3－苯基苯亞膦酸酯、雙(2,6－二(三級丁)苯基)－4－苯基苯亞膦酸酯、雙(2,6－二(三級丁)苯基)－3－苯基苯亞膦酸酯等，這些之中以肆(2,6－二(三級丁)苯基)－3－苯基苯亞膦酸酯或雙(二(三級丁)苯基)苯基苯亞膦酸酯為佳，肆(2,4－二(三級丁)苯基)聯苯二亞膦酸酯或雙(2,4－二(三級丁)苯基)苯基苯亞膦酸酯更佳。該亞膦酸化合物可與上述亞磷酸化合物中之有經2以上烷基取代之芳基者併用而較佳。
膦酸化合物有例如苯磺酸二甲酯、苯磺酸二乙酯、苯磺酸二丙酯等。
三級膦有例如三乙膦、三丙膦、三丁膦、三辛膦、三戊膦、二甲基苯膦、二丁基苯膦、二苯基甲膦、二苯基辛膦、三苯膦、三對甲苯膦、三萘膦、二苯基苯甲膦等。尤佳者為三苯膦。
上述熱安定劑可僅用1種或混用2種以上。其用量係以對於具上式(i)之構造單元之聚合體100重量份0.15重量份以下為佳，0.01~0.15重量份更佳，0.003~0.1重量份又更佳，0.005~0.05重量份尤佳。
一般光學元件以於成形時盡力降低應變為佳。本發明之光學元件因有時須正確轉印表面形狀，成形時之應變抑低極為重要。由此，以於上述聚合體添加脫模劑為佳。
脫模劑可用適於聚碳酸酯樹脂之各種脫模劑，本發明中尤佳者鈉含量1ppm以下之高級脂肪酸化合物構成之脫模劑。該脫模劑配合於上述聚合體，高溫下成形時亦可保良好色相。因此即可於更高溫條件成形，可正確轉印模具之微細凹凸形狀。結果，表面形狀及色相兼優，可得能正確發揮設計功能之光學元件。而上述鈉含量可將脫模劑5g溶解於二氯甲烷50mL，添加純水80mL並攪拌，以離子層析法定量該溶解於純水之鈉量而測定。
高級脂肪酸化合物可例如經醇與高級脂肪酸酯於反應觸媒氫氧化鈉之存在下反應而製造，反應產物以水及醇之至少1種充分洗淨，可得鈉含量充分降低之高級脂肪酸酯。
高級脂肪酸化合物有一價或多價醇與高級脂肪酸之酯化合物，以碳原子數1~20之一價或多價醇與碳原子數10~30之飽和脂肪酸之部分酯或全酯為佳。如此之高級脂肪酸化合物有例如硬脂酸一甘油酯、硬脂酸一山梨酯、蘿酸一甘油酯、新戊四醇四硬脂酸酯、丙二醇一硬脂酸酯、硬脂酸硬脂酯、棕櫚酸棕櫚酯、硬脂酸丁酯、月桂酸甲酯、棕櫚酸異丙酯、硬脂酸2－乙己酯等，其中以硬脂酸一甘油酯或新戊四醇四硬脂酸酯為佳。上例皆係單一化合物，而這些通常係以例示之化合物為主要成分之混合物形態使用。其乃由於第1，高級脂肪酸酯之原料高級脂肪酸因通常係由動物性脂肪(牛脂及豬脂)、植物性油脂(棕櫚油等)等天然油脂類製造，而係含不同碳原子數之其它脂肪酸之混合物，第2，合成之高級脂肪酸酯含不少游離高級脂肪酸，第3，合成之高級脂肪酸酯中存在不少未反應之醇式羥基等。
高級脂肪酸化合物其酸值在20以下(實質上可為0)，以碘值10以下(實質上可為0)為佳。這些特性可依JIS K0070規定之方法求出。
上述脫模劑可單獨使用，亦可組合二種以上使用。
脫模劑之用量係以對於具上式(i)構造單元之聚合體100重量份0.5重量份以下為佳，0.001~0.5重量份更佳，0.005~0.1重量份尤佳。用量在此範圍則脫模性優，無脫模劑所致模具污染、成形品之色相惡化等而較佳。
為防本發明光學元件之氧化可以添加上述抗氧化劑。抗氧化劑有例如受阻酚系抗氧化劑、內酯系安定劑等。
上述受阻酚系抗氧化劑有例如三甘醇雙(3－(3－三級丁－5－甲－4－羥苯基)丙酸酯)、1,6－己二醇雙(3－(3,5－二(三級丁)－4－羥苯基)丙酸酯、新戊四醇肆(3－(3,5－二(三級丁)－4－羥苯基)丙酸酯)、十八基－3－(3,5－二(三級丁)－4－羥苯基)丙酸酯、1,3,5－三甲－2,4,6－參(3,5－二(三級丁)－4－羥苯甲基)苯、N,N－六亞甲雙(3,5－二(三級丁)－4－羥氫桂皮醯胺、3,5－二(三級丁)－4－羥苯甲膦酸二乙酯、參(3,5－二(三級丁)－4－羥苯甲基)異三聚氰酸酯、3,9－雙{1,1－二甲－2－[β－(3－三級丁－4－羥－5－甲苯基)丙醯氧基]乙基}－2,4,8,10－四氧螺(5,5)十一烷等。這些受阻酚系抗氧化劑之較佳用量係對於具上式(i)構造單元之聚合體100重量份0.3重量份以下，0.0001~0.3重量份更佳，0.001~0.1重量份尤佳。
上述內酯系安定劑有例如3－羥－5,7－二(三級丁)呋喃－2－酮與鄰二甲苯之反應產物等。該內酯系安定劑之詳細如特開平7－233160號公報所述。內酯系安定劑之用量係以對於具上式(i)之構造單元之聚合體100重量份0.05重量份以下為佳，0.0005~0.05重量份更佳，0.001~0.03重量份尤佳。
市售有內酯系安定劑與各種亞磷酸化合物及受阻酚化合物混合之安定劑，其較佳例有CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司製之Irganox HP－2921。
為提升本發明光學元件之耐候性，遮斷有害之紫外線，可以添加上述紫外線吸收劑。
該紫外線吸收劑有2,2’－二羥－4－甲氧二苯基酮所代表之二苯基酮系紫外線吸收劑，2－(4,6－二苯－1,3,5－三－2－基)－5－己氧酚所代表之三系紫外線吸收劑，2－(2H－苯并三唑－2－基)－4－甲酚、2－(2H－苯并三唑－2－基)－4－三級辛酚、2－(2H－苯并三唑－2－基)－4,6－雙(1－甲－1－苯乙基)酚、2－(2H－苯并三唑－2－基)－4,6－二(三級戊基)酚、2－(5－氯－2H－苯并三唑－2－基)－4－甲－6－三級丁酚、2－(5－氯－2H－苯并三唑－2－基)－2,4－三級丁酚、2,2’－亞甲雙[6－(2H－苯并三唑－2－基)－4－(1,1,3,3－四甲丁基)酚]等所代表之苯并三唑系紫外線吸收劑，2,2’－對苯雙(3,1－苯并－4－酮)所代表之環亞胺酯系紫外線吸收劑，1,3－雙[(2－氰基－3,3－二苯丙烯醯)氧基]－2,2－雙[[(2－氰基－3,3－二苯丙烯醯)氧]甲基]丙烷所代表之氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑等，而雙(2,2,6,6－四甲－4－哌啶基)癸二酸酯、雙(1,2,2,6,6－五甲－4－哌啶基)癸二酸酯等所代表之受阻酚系光安定劑亦可用作紫外線吸收劑。這些紫外線吸收劑或光安定劑可單獨使用亦可併用二種以上。
該紫外線吸收劑或光安定劑之配合量係以對於具上式(i)構造單元之聚合體100重量份5重量份以下為佳，0.01~5重量份更佳，0.05~1重量份尤佳。於上述範圍使用紫外線吸收劑或光安定劑即可達成光學元件所需之良好色相及良好紫外線吸收、遮蔽性能。
為消除聚合體、添加成分，尤以紫外線吸收劑所致之光學元件之偏黃，可添加上述上藍劑。上藍劑可用通常用於聚碳酸酯樹脂者。一般以易於取得之蒽醌系染料為佳。其含量係以對於聚合體及全部添加劑合計3ppm以下為佳，0.1~3ppm更佳，0.3~1.5ppm又更佳，0.3~1.2ppm尤佳。
為將可見光以外波長之光利用作可見光，控制本發明色像差補正透鏡之透光，可添加上述螢光色素。該螢光色素有例如茋化合物、苯并咪唑化合物、萘醯亞胺化合物、玫瑰紅化合物、香豆素化合物、化合物等。
為將本發明之光學元件著色，控制透光，可添加上述其它色素。
本發明之光學元件係由具上式(i)構造單元之聚合體構成，必要時含如上之任意添加劑。本發明之光學元件可由具上式(i)構造單元之聚合體或該聚合體與添加劑之混合物，較佳者以熔融成形法製造。
採熔融成形法時，較佳者為將添加有熱安定劑及脫模劑之聚合體供給於熔融混練機熔融混練，得到之條束經丸粒化進行熔融成形。丸粒之形狀可係圓柱、橢圓柱、角柱、球狀等適當形狀，以圓柱或橢圓柱狀為佳。圓柱直徑或橢圓柱之長徑以1~5mm為佳，1.4~4mm更佳，2~3.3mm尤佳。丸粒係橢圓柱狀時短徑對於長徑之比以60%以上為佳，65%以上更佳，圓柱或橢圓柱之長度以1~30mm為佳，2~5mm更佳，2.5~3.5mm尤佳。丸粒係以碎屑比率低者為佳。碎屑比率乃通過網孔1mm標準篩(－16目)之碎屑含量，以200ppm以下為佳，100ppm以下更佳，80ppm以下尤佳。
添加劑可均等添加於用以製造光學元件之全部丸粒，亦可製作高濃度含有全部或部分添加劑之母料，於製造光學元件之際與不含添加劑之聚合體丸粒摻合使用，或亦可用個別熔融混練機添加聚合體及添加劑。預混聚合體及添加劑時可用V型摻合機、亨謝爾混合機、機械化學裝置、擠壓混合機等，亦可將預混物以擠壓造粒機、打錠機等造粒後使用。聚合體及添加劑以個別熔融混練機添加之際，添加劑有液態物時，可使用往熔融擠壓機供給添加劑之所謂注液裝置或加液裝置。
熔融混練機以擠壓機為宜。擠壓機係以具有可將原料中之水分、熔融混練樹脂所產生之揮發分脫氣之排氣口者為佳，排氣口以設有能高效率排出水分及揮發分之真空泵為佳。為促進水分及揮發分之排出，可於擠壓機注入水、稀有氣體、氮氣、二氧化碳等，與熔融樹脂混合後脫氣。於此注入之氣體可係超臨界狀態。熔融混練之際，熔融樹脂以通過燒結金屬濾器去除雜質為佳。濾器以過濾精度10 μ m以下者為佳。所用聚合體之玻璃轉移溫度係Tg(℃)時熔融混練當中之溫度以Tg＋50℃~Tg＋250℃為佳，Tg＋80℃~Tg＋200℃更佳。
得到之條束在丸粒化之際，可使用造粒機等機器。
為實現如上之較佳碎屑比率，得到之丸粒可予分級，較佳方法為控制丸粒化時之條束溫度。亦即，準備深度/直徑之比約1.5，容積1升以上之不銹鋼容器，排出自造粒機之丸粒以約2分鐘盛滿於該容器，之後隨即於容器中心插入熱電偶測定丸粒溫度；較佳者為控制條束溫度以使所測定之丸粒溫度可係Tg－30℃~Tg－15℃，Tg－27℃~Tg－18℃更佳。其中Tg係所用聚合體之玻璃轉移溫度(℃)。該溫度高於Tg－15℃時，有時丸粒互相熔合，而低於Tg－30℃則有時碎屑比率容易增加。
聚合體或於聚合體添加上述任意添加劑之組成物在丸粒化之際為盡量減少雜質，熔融混練機、造粒機等製造裝置係以設置在潔淨空氣之氛圍下為佳，冷卻浴用之冷卻水以雜質少者為佳，料斗、供料流路、丸粒儲槽以用潔淨空氣充滿為更佳。可採用例如特開平11－21357號公報所提議之方法。亦可採用將氮氣等惰性氣體注入製造裝置內而隔氧之方法，俾以改善得到之光學元件之色相。
如上得之丸粒以保存於密閉容器中供熔融成形為佳。
其次，得到之丸粒以熔融成形法賦形，成為本發明之光學元件。熔融成形法有例如射出成形法、擠壓成形法等。
上述射出成形法概念上包含所謂流動射出成形(Flow－Moulding)之充填方法，通常成形法以外，依目的亦可適當採用射出壓縮成形、射出壓製成形、氣體輔助射出成形、發泡成形(包含以超臨界流體注入者)、插入成形、模內被覆成形、絕熱模具成形、快速加熱冷卻模具成形、二色成形、三明治成形、超高速射出成形等技術。亦可利用，粗成形品製造後，再度加壓成形形成凹凸之方法，或成形後形成孔穴之套管予以取出，於該套管內進行退火處理取出成形品之方法等。射出成形可採用冷流道方式或熱流道方式。上述射出成形中，具上式(i)構造單元之聚合體其玻璃轉移溫度係Tg(℃)時，筒溫以Tg＋80℃~Tg＋250℃為佳，Tg＋100℃~Tg＋220℃更佳，模具溫度以Tg－100℃~Tg－5℃為佳，Tg－60℃~Tg－15℃更佳。
上述擠壓成形法可採用習知方法。為於成形品表面賦予凹凸形狀，可採用藉模頭形狀賦予之方法、由冷卻輥賦予之方法、得到之擠壓成形品之加壓成形方法等。
本發明之光學元件，必要時亦可於其表面施以硬塗、反射防止被覆、防霧被覆等之後使用。
如此得之本發明光學元件係一成形體，具有第一面及其背面第二面，厚度遠小於這些面之最大徑。第一面及第二面之形狀有例如圓形、具3~20頂點之多邊形等。上述面之最大徑指，面為圓形時其直徑，面為多邊形時其對角線中之最大者。本發明之光學元件其厚度對於最大徑以0.001~0.2為佳，0.01~0.1更佳。
本發明之光學元件可係其第一面及第二面中至少有1非平面，例如具一定曲率半徑之單一曲面(球面之一部分)或複數曲面之組合，或具規則凹凸或階層狀之面。
上述面之最大徑係依用途適當設定，可係例如0.1~1,000mm，1~100mm更佳。
本發明之光學元件係用於複數光學元件(透鏡)構成之色像差補正透鏡系或色像差補正透鏡之色像差補正。與本發明之光學元件組合使用之其它光學元件中以至少有1係由阿貝數νD 在50~60，折射率nD 在1.48~1.55之材料構成為佳。如此之光學元件有例如由選自玻璃、熱固性樹脂、熱塑性樹脂及紫外性硬化性樹脂群之至少1種之材料構成之光學元件。上述熱固性樹脂有例如環氧丙烯酸酯等，上述熱塑性樹脂有例如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚環烯烴等。聚環烯烴之較佳市售品有例如ZEONEX(日本ZEON(股)製)、ARTON(JSR(股)製)、APEL(三井化學(股)製)等。其中作為與本發明光學元件組合使用之其它光學元件之材料以熱塑性樹脂為佳，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂尤佳。
色像差補正透鏡系或色像差補正透鏡係由本發明光學元件及如上之其它光學元件構成。於此其它光學元件有例如凸透鏡、菲涅耳透鏡、繞射光柵等。凸透鏡可係球面或非球面透鏡，雙凸或單凸透鏡。如上之與其它光學元件組合使用之本發明光學元件有例如凹透鏡、菲涅耳透鏡、繞射光柵等。凹透鏡可係球面或非球面透鏡，雙凹或單凹透鏡。
本發明之光學元件所適用之色像差補正透鏡系有以隔離之複數光學元件構成之色像差補正透鏡系作為色像差補正透鏡之積層型色像差補正透鏡等。
上述隔離之複數光學元件構成之色像差補正透鏡系有例如凸透鏡及凹透鏡構成之色像差補正透鏡系。如此之色像差補正透鏡系之一例如第2圖。第2圖之色像差補正透鏡系係由其它光學元件1(凸透鏡)及本發明之光學元件2(凹透鏡)構成。較佳者兩透鏡係以其中心同軸，於適當間隔設置使用。使光自凸透鏡側射入，成像於凹透鏡之更右側。
上述積層型色像差補正透鏡有消色差透鏡、積層型繞射透鏡等。
消色差透鏡係由所謂冕牌透鏡之凸透鏡形狀之光學元件及具與其契合面之所謂火石透鏡之光學元件層積而成之色像差補正透鏡。消色差透鏡之一較佳例如第3圖。第3圖之消色差透鏡係由其它光學元件3(冕牌透鏡)及本發明之光學元件4(火石透鏡)層積而成。此時，光即自冕牌透鏡3側射入，成像於火石透鏡4之更右側。
積層型繞射透鏡指，將本發明光學元件及如上材料構成之其它光學元件層積而成，其界面形成有微細之立體形狀。該立體形狀有例如階層狀、基諾全相圖狀、鋸齒狀等浮雕圖案。將本發明之色像差補正透鏡系製成積層型繞射透鏡，可非常有效地補正色像差，色像差補正後之焦距即可極短於習知色像差補正透鏡系。本發明之光學元件可有效適用之積層型繞射透鏡有例如特開2003－315524號、特開2004－212495號等所述者。
較佳積層型繞射透鏡之一例如第4圖。第4圖之積層繞射透鏡係將本發明之光學元件5及其它光學元件6層積而成。第4圖之積層繞射透鏡其界面之階層狀係由透鏡中心至周邊成為5階之示意圖，而實際上積層繞射透鏡之階層週期以1~300 μ m為佳，須知階數乃由上述週期及透鏡直徑算出。
採用本發明光學元件之如上色像差補正透鏡系或色像差補正透鏡重量輕且焦距短，尤適合組裝於類比或數位照相機、攝錄機等之望遠鏡頭系、超望遠鏡頭系使用。
實施例
以下各實施例及比較例中，用作聚合體原料之二羥基化合物，其色調單位色值係以各二羥基化合物之濃度20重量%溶液為試樣，依JIS K0071－1於溫度25℃以比色法測定。用於調製溶液之溶劑在二羥基化合物為1,1－雙(4－羥苯基)環己烷時係－丙酮，其餘則係甲醇。
各實施例及比較例中合成之聚合體，其比黏度係聚合體之二氯甲烷溶液(濃度0.7g/100mL)於20℃之測定值。
以下「Tg」乃所用聚合體之玻璃轉移溫度(℃)。
[脫模劑之調製例] 調製例1
和光純薬(股)製試藥特級甘油及硬脂酸以氫氧化鈉用作觸媒依常法反應得甘油一硬脂酸酯。於此調製之甘油一硬脂酸酯其鈉含量為9.8ppm。
調製例2
上述調製例1中調製之甘油一硬脂酸酯，充分水洗後調製為鈉含量0.2ppm之甘油一硬脂酸酯。
實施例1 [聚合體之合成]
於備有溫度計、攪拌機及回流冷卻器之反應器饋入離子交換水460.1重量份及48重量%之氫氧化鈉水溶液79.0重量份，其次加色調單位色值30之2,2－雙(4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷82.1重量份(全部二羥基化合物之76.5莫耳%)、色調單位色值20之2,2－雙(4－羥－3－苯基)丙烷19.2重量份(全部二羥基化合物之23.6莫耳%)及連二亞硫酸鈉0.20重量份並溶解，更加入二氯甲烷271.3重量份後，攪拌下於15~20℃經60分鐘吹入光氣41.1重量份。光氣之吹入結束後，加對三級丁酚18.4重量份並乳化後，加三乙胺0.1重量份，於28~33℃攪拌1小時完成反應。反應完後，產物以二氯甲烷稀釋，二氯甲烷層用離子交換水洗淨至洗液呈中性後，以稀鹽酸洗淨，更重複洗淨至水層之導電率幾與離子交換水同。自二氯甲烷層去除溶劑，得比黏度0.19之聚合體1(聚碳酸酯，收率95%)。
[聚合體之造粒]
上述[聚合體之合成]中得之聚合體1於120℃熱風乾燥5小時。乾式摻合100重量份之熱風乾燥後之聚合體1、安定劑參(2,4－二(三級丁)苯基)亞磷酸酯0.01重量份及脫模劑上述調製例2中調製之鈉金屬含量0.2ppm之甘油一硬脂酸酯0.05重量份。
該摻合物使用備有碟式濾器之排氣式雙軸擠壓機(日本製鋼所(股)製，型式「TEX30 α－XSST」，完全咬合，同向迴轉，雙線螺紋螺桿)，吐出量20kg/h，螺桿轉數180rpm，排氣真空度3kPa，擠壓溫度Tg＋100℃~Tg＋120℃階段升溫擠壓成條束。擠壓之條束於水冷後以造粒機裁切成長徑3.4mm，短徑2.3mm，長度2.7mm之橢圓柱狀丸粒。此時，自造粒機排出之丸粒盛於深度/直徑比約1.5，容積1升之不銹鋼容器，約2分鐘後容器盛滿，隨即將熱電偶插入容器中央測定溫度。條束之冷卻浴水溫及浸泡時間係調節成該測定溫度可為Tg－30℃~Tg－25℃。
於此得之丸粒以清潔烘箱於120℃乾燥5小時後供射出成形。
[光學特性之評估]
將如上得之丸粒供給於鎖模壓力147kN之射出成形機，以筒溫Tg＋130℃，模溫Tg－35℃成形為長90mm，寬50mm，厚2mm之平滑平板狀試片。
得到之試片以日本電色(股)製色差計「SE2000」測定色相(b值)，為1.8。
使用ATAGO(股)製阿貝折射計，以溴萘為接觸液於23℃測定此試片之阿貝數及折射率，阿貝數νD 為32，折射率nD 為1.52。用這些值計算上式(I)左邊(XP ＝nD ＋0.0076×νD )之值，為1.76，上式(I)成立。
實施例2~25，比較例1~3
實施例1之「聚合體之合成」中，二羥基化合物係以表1之化合物依表1之混合比使用，餘如實施例1合成聚合體2~28，以各合成之聚合體如同實施例1製作丸粒，進行各種評估。
實施例16之「聚合體之造粒」中，脫模劑係用上述調製例1中調製之鈉含量9.8ppm之甘油一硬脂酸酯。
結果如表1。
比較例4
於備有攪拌裝置、蒸餾器及減壓裝置之反應槽饋入色調單位色值20之1,4－環己烷二甲醇43.2重量份(全部二羥基化合物之50莫耳%)、色調單位色值10之2,2－雙(4－羥苯基)丙烷68.4重量份(全部二羥基化合物之50莫耳%)、碳酸二苯酯134.96重量份、氫氧化四甲銨0.18重量份及氫氧化鈉8×10－ 4 重量份，以氮取代後於140℃加熱熔化。攪拌30分鐘後，升溫至內溫180℃緩慢減壓於13.3kPa反應30分鐘，餾去生成之酚。其次維持此壓力一邊升溫，以190℃ 30分鐘，200℃ 40分鐘，220℃ 30分鐘及240℃ 30分鐘一邊將酚餾去一邊反應。之後慢慢減壓至壓力133Pa以下。維持此壓力於240℃更繼續攪拌4小時，得聚合體29。
使用如上合成之聚合體29如同實施例1製作丸粒，進行各種評估。結果如表1。
表1中二羥基化合物之代號各指以下，二羥基化合物各欄之數字其單位為莫耳%。「－」表不使用該欄之二羥基化合物。
BP－AF－1：色調單位色值30之2,2－雙(4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[相當於一般式(i)之構造單元中含氟重量比率FM ＝0.31者]BP－AF－2：色調單位色值10之2,2－雙(4－羥苯基)－1,1,1,3,3,3－六氟丙烷[相當於一般式(i)之構造單元中含氟重量比率FM ＝0.31者]BP－C：色調單位色值20之2,2－雙(4－羥－3－甲苯基)丙烷BP－AP：色調單位色值20之1,1－雙(4－羥苯基)－1－苯乙烷BP－A：色調單位色值10之2,2－雙(4－羥苯基)丙烷BP－Z：色調單位色值10之1,1－雙(4－羥苯基)環己烷BP－TMC：色調單位色值10之1,1－雙(4－羥苯基)－3,3,5－三甲環己烷BC－S：色調單位色值50之雙(4－羥－3－甲苯基)硫醚BC－F：色調單位色值20之9,9－雙(4－羥－3－甲苯基)碸BP－M：色調單位色值10之α,α ’－雙(4－羥苯基)－間－二異丙苯BC－M：色調單位色值50之α,α ’－雙(4－羥－3－甲苯基)間二異丙苯CHDM：色調單位色值20之1,4－環己二甲醇
作為色像差補正用光學元件之評估 計算例1
為驗證本發明光學元件之效果，依下述條件計算F線(波長486.13nm)及C線(波長656.27nm)之焦距。
假設密著貼合聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(νD ＝57，nD ＝1.491，nF ＝1.496，nC ＝1.488)構成之凸透鏡(口徑60mm，光射入面之曲率半徑為＋120mm，光射出面之曲率半徑－80mm，透鏡中心最大厚度20mm)及上述實施例9中製作之聚合體9構成之凹透鏡(口徑60mm，光射入面之曲率半徑為－80mm，光射出面之曲率半徑－550mm，透鏡中心最小厚度5mm)成積層型透鏡，以凸透鏡側為入射側計算F線及C線之焦距。此焦距計算係用「透鏡設計、光學系性能評估程式POPS 0.0.7」(可由INTERNET<URL：http：//www.vector.co.jp/soft/win95/edu/se136306.html >取得，2006年10月25日之檢索)。
計算結果連同用於凹透鏡之聚合體之F線及C線折射率列於表2。
計算例2~7、比較計算例1~3
計算例1中，使用聚合體9改為表2之各聚合體構成之凹透鏡以外如同計算例1計算F線及C線焦距。
計算結果連同用於凹透鏡之聚合體之F線及C線折射率列於表2。
1．．．其它光學元件
2．．．本發明之光學元件
3．．．光學元件(冕牌透鏡)
4．．．光學元件(火石透鏡)
5．．．光學元件
6．．．光學元件
第1圖：習知塑膠透鏡材料之折射率與阿貝數之關係圖。繪圖之點係取自特開平1－66234號、特開平5－294671號、特開平6－25398號、特開6－228296號、特開平6－248063號、特開平6－263861號、特開平11－349676號、特開2000－47001號、特開2000－63506號、特開2000－95933號、特開2000－136241號、特開2000－136242號、特開2000－230044號、特開2000－302860號、特開2001－11165號、特開2001－11166號、特開2001－11168號、特開2001－11169號、特開2002－90501號、特開2002－201277號、特開2002－212275號、特開2002－265585號、特開2002－226570號、特開2002－293911號、特開2002－293912號、特開2002－338678號、特開2002－371179號、特開2003－48974號、特開2003－55543號、特開2003－73468號、特開2003－90901號、特開2003－160659號、特開2003－160660號、特開2004－75799號、特開2004－10801號、特開2005－42032號、特開2005－77963號、特開昭64－31825號及特開昭62－18501號各公報之實施例。
第2圖：使用本發明光學元件之色像差補正透鏡系之一較佳例示意圖。
第3圖：本發明之色像差補正透鏡之一較佳例示意圖。
第4圖：本發明之色像差補正透鏡之一較佳例示意圖。

Claims (12)

  1. 一種光學元件，其特徵為由具下述一般式(i)之構造單元，折射率nD 及阿貝數νD 之關係滿足下式(I)nD +0.0076×νD ≦1.78 (I)之聚合體構成，用於色像差之補正； (式(i)中複數之R1 各自獨立為選自碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數6~10之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數6~10之芳氧基及碳原子數7~20之芳烷氧基群，其氫原子可有部分或全部由鹵素原子取代之一價有機基或鹵素原子，p及q各自獨立為0~4之整數，A係單鍵或選自下式(i-1)~(i-4)之二價基；唯A係單鍵或無氟原子之二價基時，p及q不同時為0，式(i)中存在之R1 至少其一係部分或全部氫原子由氟原子取代之一價有機基或氟原子) (式(i-1)中複數之R2 各自獨立為氫原子或鹵素原子，或可有部分或全部氫原子由鹵素原子取代之碳原子數1~10之烴基) (式(i-2)~(i-4)中複數之R3 、R4 及R5 各自獨立為氫原子或鹵素原子，或可有部分或全部氫原子由鹵素原子取代之碳原子數1~4之烴基，式(i-3)中r係4~11之整數)。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中聚合體之阿貝數νD 為22~35。
  3. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中聚合體之折射率nD 為1.48~1.58。
  4. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中上述式(i)之構造單元中含氟重量比率FM 為0.22~0.63。
  5. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中聚合體之含氟重量比率FP 為0.15~0.60。
  6. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中上式(i)之構造單元係衍生自2,2-雙(4-羥苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷之 構造單元。
  7. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中聚合體具上式(i)之構造單元及其它構造單元，聚合體中構造單元(i)之含量占上式(i)之構造單元與其它構造單元合計之75莫耳%以上。
  8. 如申請專利範圍第1項之光學元件，其中聚合體更具下述一般式(ii)或(iii)之構造單元 (式(ii)中，複數之R6 各自獨立為選自碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數6~20之環烷基、碳原子數6~20之環烷氧基、碳原子數6~10之芳基、碳原子數7~20之芳烷基、碳原子數6~10之芳氧基及碳原子數7~20之芳烷氧基群，其可有部分或全部氫原子由氟原子以外之鹵素原子取代之一價有機基或氟原子以外之鹵素原子，s及t各自獨立為0~4之整數，B係單鍵或選自下式(ii-1)~(ii-8)之二價基 (式(ii-1)中，複數之R7 各自獨立為氫原子、氟原子以外之鹵素原子或碳原子數1~6之烴基) (式(ii-2)及(ii-3)中，複數之R8 及R9 各自獨立為氫原子、氟原子以外之鹵素原子或碳原子數1~4之烴基，u係4~6之整數)
  9. 如申請專利範圍第8項之光學元件，其中上式(i)中p及q係0，A係上式(i-1)之二價基，R2 係三氟甲基，上式(ii)中B係上式(ii-1)、(ii-2)或(ii-3)之二價基，B係上式(ii-1)之二價基時，s及t皆係0或1，R6 及R7 係甲基，B係上式(ii-2)或(ii-3)之二價基時，s及t皆係0，R8 係甲基，R9 係氫原子，u係5，上式(i)之構造單元占構造單元(i)及構造單元(ii)或(iii)合計之75莫耳%以上，阿貝數νD 係27~33，折射率nD 係1.50~1.54。
  10. 如申請專利範圍第9項之光學元件，其中聚合體係雙酚AF單聚物、雙酚AF/1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯乙烷共聚物、雙酚AF/2,2-雙(4-羥苯基)丙烷共聚物、雙酚AF/1,1-雙(4-羥苯基)環己烷共聚物、雙酚AF/1,1-雙(4-羥苯基)-3,3,5-三甲環己烷共聚物、雙酚AF/9,9-雙(4-羥-3-甲苯基)茀共聚物、雙酚AF/α,α’-雙(4-羥苯基)間二異丙苯共聚物或雙酚AF/2,2-雙(4-羥-3-甲苯基)丙烷共聚物。
  11. 一種色像差補正透鏡，其特徵為其係由下述積層而成，由阿貝數νD 在50~60，折射率nD 在1.48~1.55之材料構成之光學元件，其係選自凸透鏡、菲涅耳透鏡及繞射光柵；及如申請專利範圍第1項之光學元件，其係選自凹透鏡、菲涅耳透鏡及繞射光柵。
  12. 一種色像差補正透鏡系，其特徵為係將由阿貝數νD 在50~60，折射率nD 在1.48~1.55之材料構成之凸透鏡的光學元件；及如申請專利範圍第1項之光學元件，其係凹透鏡，以其中心為同軸而隔離設置而成。
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