(57)【要約】【課題】複合光学素子において、形状の制限を受けることなく、割れやクラックを防止する。【解決手段】基材上に重合性化合物が積層されてなる複合光学素子において、重合性化合物を硬化して得られる光学素子の２５℃の貯蔵弾性率をＥ´（２５ｄｅｇ）、１００℃の貯蔵弾性率をＥ´（１００ｄｅｇ）とするとき、Ｅ´（１００ｄｅｇ）／Ｅ´（２５ｄｅｇ）≦０．５００、かつ、Ｅ´（２５ｄｅｇ）≧５００ＭＰａである構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に重合性化合物を硬化して得られる光学素子が積層されてなる複合光学素子において、
前記光学素子の２５℃の貯蔵弾性率をＥ´（２５ｄｅｇ）、１００℃の貯蔵弾性率をＥ´（１００ｄｅｇ）とするとき、
Ｅ´（１００ｄｅｇ）／Ｅ´（２５ｄｅｇ）≦０．５００、かつ、
Ｅ´（２５ｄｅｇ）≧５００ＭＰａである、
ことを特徴とする複合光学素子。
【請求項２】
前記重合性化合物は、重合性官能基を有する化合物と、重合開始剤とを含み、
前記重合性官能基を有する化合物の少なくとも１つは、重合反応基当量が１２０ｇ／ｅｑ以上である請求項１記載の複合光学素子。
【請求項３】
前記重合性化合物は、アルキレンオキサイド付加化合物、アルキレングリコール付加化合物、及び、イソシアネート化合物、のうち少なくとも１つを含む請求項１記載の複合光学素子。
【請求項４】
前記基材は、無機硝子である請求項１記載の複合光学素子。
【請求項５】
前記無機硝子のヌープ硬さは、５００Ｎ／ｍｍ２以下である請求項４記載の複合光学素子。
【請求項６】
前記無機硝子は、フッ素又はリン酸を含む請求項４記載の複合光学素子。
【請求項７】
前記基材が、第１の基材と、第２の基材と、を備え、
前記重合性化合物が、前記第１の基材と、前記第２の基材と、の間に挟まれている請求項１から請求項６に記載の複合光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系、投影光学系、観察光学系その他の光学系に用いられる複合光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、硝子或いはプラスチック材料からなる基材と、樹脂化合物と、を積層および硬化させて、複合光学素子を得ることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、複合光学素子は、基材とは異種の樹脂化合物を積層および硬化させるため、異種材料の間には、応力が蓄積される場合がある。また、環境試験中において、複合光学素子は、温度や湿度などの変化を受けるため、異種材料の膨張係数の差などから歪みが生じ、異種材料の間には、応力が生じる場合がある。そうすると、基材或いは樹脂化合物に割れやクラックなどが生じる。
【０００３】
特許文献１には、樹脂層の外周面部を凹形状にすることで、このような応力の発生を抑え、ガラス割れを回避することが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２３３９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の複合光学素子は、樹脂層の外周面部の形状を凹形状にする必要があるため、樹脂層の形状ひいては複合光学素子の形状が制限されてしまい、所望の形状の複合光学素子を得ることができないという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、形状の制限を受けることなく、割れやクラックを防止することができる複合光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の複合光学素子は、基材上に重合性化合物を硬化して得られる光学素子が積層されてなる複合光学素子において、上記光学素子の２５℃の貯蔵弾性率をＥ´（２５ｄｅｇ）、１００℃の貯蔵弾性率をＥ´（１００ｄｅｇ）とするとき、Ｅ´（１００ｄｅｇ）／Ｅ´（２５ｄｅｇ）≦０．５００、かつ、Ｅ´（２５ｄｅｇ）≧５００ＭＰａである構成とする。
【０００７】
また、上記重合性化合物は、重合性官能基を有する化合物と、重合開始剤とを含み、上記重合性官能基を有する化合物の少なくとも１つは、重合反応基当量が１２０ｇ／ｅｑ以上であることが好ましい。
【０００８】
また、上記重合性化合物は、アルキレンオキサイド付加化合物、アルキレングリコール付加化合物、及び、イソシアネート化合物、のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
【０００９】
また、上記基材は、無機硝子であることが好ましい。
また、上記基材は、上記無機硝子のヌープ硬さが、５００Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００１０】
また、上記基材は、上記無機硝子が、フッ素又はリン酸を含むことが好ましい。
また、上記基材は、第１の基材と、第２の基材と、を備え、上記重合性化合物が、上記第１の基材と、上記第２の基材と、の間に挟まれていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、形状の制限を受けることなく、複合光学素子の割れやクラックを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る複合光学素子について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
貯蔵弾性率は、粘性と弾性との両方の性質を示す粘弾性体において弾性の指標となる数値であり、物体に外力が加えられたとき、変形に対する抵抗力の割合（大きさ）として定義される。
【００１３】
つまり、物体に同じ変形量を与えた場合、貯蔵弾性率が大きい場合はより大きな抵抗力（復元力）が生じ、貯蔵弾性率が小さい場合は生じる抵抗力（復元力）も小さくなる。
複合レンズ（複合光学素子）が温度変化や湿度変化などの環境変化に置かれると、基材及び、基材上に積層された重合性化合物がそれぞれ膨張・収縮を起こす。特に、基材と重合性化合物との線膨張が異なる場合、応力が発生し変形を生じさせる。変形量が同じ場合、先に述べた理由から、貯蔵弾性率が大きい場合の方がより形状を元に戻す力が強く働く。このため、基材からの力が線膨張の小さい硝子（重合性化合物）に対して抵抗方向に働く場合はその抵抗力が残留応力となりレンズに蓄積されやすい。貯蔵弾性率が小さいと変形に対する抵抗力も小さく、残留応力が残りにくい。
【００１４】
粘弾性モデルとして知られたＭａｘｗｅｌｌモデルにおいては、貯蔵弾性率の周波数分散が起こるところで応力の緩和機構が発現する。
よって、環境変化における貯蔵弾性率の周波数分散の程度をコントロールすることで、応力緩和の程度をコントロールすることができる。
【００１５】
本願発明者は、貯蔵弾性率の周波数分散の程度をコントロールする手法として、２５℃と１００℃の貯蔵弾性率比が、実使用下における複合レンズの基材応力緩和現象と相関することを見出した。なお、１００℃は、光学素子を使用する上での温度領域の中で考えられる最高温度である。また、２５℃は、いわゆる常温である。
【００１６】
具体的には、積層される光学素子の２５℃の貯蔵弾性率をＥ´（２５ｄｅｇ）、１００℃の貯蔵弾性率をＥ´（１００ｄｅｇ）とするとき、Ｅ´（１００ｄｅｇ）／Ｅ´（２５ｄｅｇ）≦０．５００が成り立つ際に、複合光学素子、特に基材の割れやクラックを抑えることができることを見出した。
【００１７】
その比が０．５以下となるような重合性化合物を用いると、より温度が高い領域で十分な応力緩和の効果が得られる。一方、その比が０．５よりも大きな値を取ると、応力緩和が不十分となり、基材の割れ・クラックを防ぐことができない。
【００１８】
貯蔵弾性率の測定にあたって、レンズにかかる応力は、様々な方向に加わるので、曲げ、引っ張り、圧縮等の測定モードは特に限定されない。測定機器については、動的粘弾性測定ができればよいが、例えば、ＴＡ社製ＤＭＡ、セイコーインスツルメンツ社製ＤＭＳ等を用いることができる。
【００１９】
弾性率は複素弾性率であり、貯蔵弾性率と損失弾性率との合成和である。弾性率比を考えるとき、複素弾性率の合成和の比をとるため、損失弾性率項の影響は軽微である。よっ
て、本実施の形態では、貯蔵弾性率の比を考える際には、弾性率を貯蔵弾性率として代用することもできる。測定機器については、ＭＴＳナノインスツルメンツ社製ナノインデンター等が上げられる。
【００２０】
また、２５℃の貯蔵弾性率は、５００ＭＰａ以上であることが望ましい。さらに、１００℃の貯蔵弾性率が３０ＭＰａ以上であれば尚良い。貯蔵弾性率が５００ＭＰａ未満であれば、２５℃でのレンズにかかる負荷、および、保管を目的として考慮した１００℃でのレンズにかかる負荷による面形状の安定性が悪くなる。そうすると、レンズの光学特性も安定しづらい。
【００２１】
重合性化合物は、重合性官能基を有する化合物と、重合開始剤とを含んでいれば良い。
重合性官能基を有する化合物としては、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル（以下、両者をあわせて（メタ）アクリレートと記す）、ビニル化合物等の不飽和２重結合を含む化合物やエポキシ化合物、オキセタン化合物等も用いることができる。
【００２２】
具体例としては、メタクリル酸、アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシナネート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどを挙げることができる。これらの中から任意で、単独もしくは複数の成分を選択し、混合して用いてもよい。また、モノマーのまま用いても良いし、オリゴマーとしてから用いても良い。
【００２３】
重合開始剤は、熱重合開始剤、光重合開始剤のいずれを用いることも可能であるが、光重合開始剤であることがより好ましい。光重合開始剤は、加熱等の時間を要する工程が不要であって、必要以上の温度ストレスを与えずに済む。
【００２４】
さらに、重合性官能基を有する化合物の少なくとも１つは、重合反応基当量が１２０ｇ／ｅｑ以上の化合物であることが望ましい。
反応基当量は、重合性官能基を有する化合物の分子量を官能基数で割った値で、官能基１つあたりの見かけの分子量を現す。反応基当量が１２０ｇ／ｅｑ以下のものは、架橋性が増加する可能性があり、本実施形態の所定の弾性率の比を実現しにくくなる。
【００２５】
また、上記重合成化合物は、重合性官能基を有する化合物の少なくとも１つが、アルキレンオキサイド付加化合物、アルキレングリコール（多価アルコール）付加化合物、イソシアネート化合物であることがより望ましい。また、これらをモノマーのまま用いても良いし、オリゴマーとしてから用いても良い。
【００２６】
これらの化合物が主鎖に含まれていると、架橋密度を下げることでより本実施形態に対する効果が向上し、さらに架橋点間において応力を緩和させることできるため、脆性が減少し重合性官能基を有する化合物の自体の強度も向上させることができる。
【００２７】
具体的な例として、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジメタクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ヘ
キサンジオールジメタクリレート、ノナンジオールジメタクリレート、デカンジオールジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フェニルグリシジルエーテルアクリレートへキサンメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、フェニルグリシジルエーテルアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー等、が挙げられる。
【００２８】
詳しくは後述するが、本実施形態の複合光学素子は、上記の光学用樹脂組成物を基材の上面に載せた状態で硬化させて、基材と当該樹脂組成物の硬化物とを積層させることによって製造することができる。
【００２９】
複合光学素子は、基材と樹脂組成物の硬化物との界面が、球面、非球面、自由曲面あるいは回折面である複合光学素子となる。複合光学素子に用いる基材としては、光学用ガラス、光学用樹脂あるいは透明セラミックスを用いることができる。これらは、所望の形状に加工するときに、欠け、表面変色、失透やあるいは濁り等の問題が生じにくい。
【００３０】
光学用ガラスとしては、石英、ＢＫ７（ＳＣＨＯＯＴ）、ＢＡＣＤ１１（ＨＯＹＡ）、ＢＡＬ４２、ＬＡＨ５３（オハラ社）等を用いることができる。光学用樹脂としては、非晶質ポリオレフィンであるゼオネックス（日本ゼオン）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ）、アペル（三井化学）等、アクリル樹脂であるアクリペット（三菱レイヨン）、デルペット（旭化成）等を用いることができる。
【００３１】
ここで、本実施形態において、効果が顕著に現れるのは、ヌープ硬さが５００Ｎ／ｍｍ２以下で、フッ素やリン酸が含まれている無機硝子である。これらの硝子は、軟硝材と呼ばれるガラスであり、脆性が他の硝子に比べて高く、割れやすい。しかしながら、本実施形態の重合性化合物と組み合わせることにより、基材割れが激減する。
【００３２】
これらの硝子材の例としては、ＦＣＤ１（ＨＯＹＡ）、ＦＰＬ５１、ＦＳＬ５（以上、オハラ社）などが挙げられる。
また、本実施形態において、基材が、第１の基材と、第２の基材と、を備え、重合性化合物が、第１の基材と、第２の基材と、の間に挟まれていてもよい。すなわち、複合光学素子が、３層によって構成されていてもよい。３層の複合光学素子は、重合性化合物の両面が、基材に拘束される。このため、３層の複合光学素子は、２層の複合光学素子に比べて、複合光学素子全体に加わる応力が大きくなる。そうすると、３層の複合光学素子は、２層の複合光学素子に比べて、樹脂および基材の界面において、割れやクラックの原因となる応力が大きくなる。
【００３３】
従って、３層の複合光学素子は、２層の複合光学素子と比べて、重合性化合物への応力緩和性が高い方がよい。すなわち、同形状、同材料の、基材を用いた場合、３層の複合光学素子は、２層の複合光学素子に比べて、Ｅ´（１００ｄｅｇ）／Ｅ´（２５ｄｅｇ）の値が、小さいほうが良い。
【００３４】
なお、第１の基材と、第２の基材の組み合わせは、無機ガラス基材同士、有機プラスチック基材同士、無機ガラスと有機プラスチック、の組み合わせが可能である。硝子材は、上述したものを用いることができる。また、複合光学素子を構成する層の数は２又は３に限られず、４層以上であってもよい。
【００３５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る基材を成形する光学素子の成形装置１の一例を示
す概略断面図である。
なお、本実施の形態に係る樹脂組成物を硬化させてなる光学素子は、上述のように、光学用樹脂組成物を重合させた硬化物から構成される素子である。
【００３６】
成形装置１は、筒状の金属製胴型２、所望の光学面３ａを有する金属製の上型３、所望の光学面４ａを有し紫外線を透過するガラスからなる下型４、上型３を上下に駆動するための駆動ロッド５、硬化した光学素子を下型４から離型するための離型筒６等を備えている。
【００３７】
筒状の金属製胴型２の壁面には、光学用樹脂組成物を注入するための注入口２ａと、過剰の光学樹脂組成物を排出するための排出口２ｂとが設けられている。駆動ロッド５は、図示しない駆動源によって、金属製胴型２内で上型３を上下に摺動させる。離型筒６は、金属製胴型２の内周面に接して上下に摺動する。
【００３８】
上型３および下型４の各光学面３ａ，４ａと、金属製胴型２の内周面とで光学素子成形用の成形室７が形成されている。
光学素子の成形は以下の手順で行う。まず、金属製の上型３とガラス製の下型４とを、光学面３ａ、４ａが互いに対向するように金属製胴型２内に配置する。このとき、上型３を、駆動ロッド５によって第１段階の所定高さに保持する。この第１段階の所定高さは、上型３の光学面３ａが排出口２ｂより上部に位置する高さである。上型３をこの高さに保持することによって、成形室７を形成する。
【００３９】
次に、光重合開始剤を含有させた樹脂組成物を、注入口２ａより成形室７内に注入して充填していく。このとき、成形室７内を負圧にしておくと、樹脂組成物の注入時における気泡の巻き込みや、成形室７内の空気残りを防ぐことができる。そして、排出口２ｂから樹脂組成物があふれ出てきた時点で成形室７内が充填されたものと判断して、樹脂組成物の注入を停止する。
【００４０】
注入口２ａを塞ぎ、上型３を下方に押圧して第２段階の高さにする。このとき、さらに過剰の樹脂組成物が排出口２ｂから流出する。次に下型４の下方より、紫外線を照射し樹脂組成物を硬化させる。なお、紫外線照射装置は離型筒６の下方に配置されているが、図示を省略している。
【００４１】
樹脂組成物の硬化に伴う収縮に合わせて、上型３を下方にゆっくりと移動させる。収縮に連動させて上型３を下降させることで、硬化後の光学素子の内部応力を低減できる。樹脂組成物が十分に硬化した後、駆動ロッド５を上昇させて上型３を離型させる。次に離型筒６を上方に移動させて、下型４から硬化物を離型させる。このようにして樹脂組成物からなる硬化物を、所望の形状を有する光学素子として取り出すことができる。
【００４２】
なお、図１において、上型３および下型４の光学面３ａ、４ａの両方が球面であれば球面レンズが、光学面３ａ、４ａの一方或いは両方が非球面であれば非球面レンズが、光学面３ａ、４ａの一方或いは両方が回折面であれば回折レンズが、それぞれ光学素子として製造できる。
【００４３】
上述の光学素子を取り出した後、これを基材として、その上面に光学用樹脂組成物を載せ（塗布し）、所望の形になるように樹脂組成物側から型を接触させる。この際に用いる型は、金属製でもガラス製でも良いが、樹脂組成物側から紫外線を照射して当該樹脂組成物を硬化させる場合は、ガラス製の型を用いる。また、金属製の型を用いた場合は、基材の側から紫外線を照射して樹脂組成物を硬化させる。
【００４４】
このような方法により、形状は異なるが、例えば図２に示す樹脂組成物の硬化物１３を製造することができる。図２に示す複合光学素子１０は、基材１１の上面に樹脂組成物の硬化物１３が一体に形成されている。
【００４５】
以下、複合光学素子１０の製造方法について説明する。
図３は、本発明の一実施の形態に係る複合光学素子の製造装置２０の一例を示す部分断面図であり、光軸Ａから左側は断面で示す。複合光学素子の製造装置２０は、支持枠（図示せず）、支持台２１、受け部２２、保持筒２３等を備えている。なお、支持台２１は、支持枠により支持されている。
【００４６】
受け部２２は、上端にフランジ部が形成された筒状を呈し、上方から支持台２１の開口部に挿入されて取り付けられている。受け部２２の内周面には、軸受２４が設けられている。
【００４７】
保持筒２３は、軸受２４を介して受け部２２に対して回転自在に取り付けられている。また、保持筒２３の内周上部には、基材１１の外縁部を受ける環状の係合縁２３ａが設けられている。また、保持筒２３の下部には、プーリが一体に形成されている。
【００４８】
一方、支持台２１の下方には、モータ２７が固定されている。このモータ２７の駆動軸２８にも、図示しないプーリが取り付けられている。そして、上記２つのプーリの間にベルト３０が巻き掛けられている。これらモータ２７、ベルト３０等により、保持筒２３を回転させる回転機構が構成されている。
【００４９】
なお、軸受２４は、それぞれ押さえリング３１、３２によって固定されている。すなわち、一方の押さえリング３１は受け部２２の内周面に形成されたねじ部２２ａに、また他方の押さえリング３２は、保持筒２３の外周面に形成されたねじ部２３ｂに、それぞれ螺合している。これにより、受け部２２と保持筒２３との間に、軸受２４を固定することができる。
【００５０】
支持台２１の上方には、支持手段３５が設けられている。この支持手段３５は、上型３３を上下動させて、上型３３を所望の位置に支持している。
具体的には、支持手段３５の支持柱３６は、支持台２１の上面に固定されており、支持柱３６にはシリンダ３７が設けられている。そして、シリンダ３７にはシリンダロッド３８が取り付けられている。さらに、シリンダロッド３８の下端には、上型３３が取り付けられている。
【００５１】
また、保持筒２３の係合縁２３ａに基材１１を載置した状態で、基材１１の光軸Ａと上型３３の軸とが一致するように、上型３３が支持されている。
以上に説明した複合光学素子の製造装置２０を使用した複合光学素子の製造方法を説明する。
【００５２】
まず、所望の光学特性を有するレンズからなる基材１１を、保持筒２３の係合縁２３ａによって位置決めされるように載置する。なお、基材１１の上面１１ａである樹脂組成物形成面には、樹脂組成物とガラス製の基材１１との密着性を向上させるためのカップリング処理を施しても良い。次いで、基材１１の上面１１ａに、樹脂組成物１２を図示しない吐出手段によって所要量吐出する。
【００５３】
次に、シリンダ３７を作動させて、上型３３を下降させ、基材１１の上面１１ａに吐出された光学用樹脂組成物１２に、上型３３の光学面３３ａを当接させる。その後さらに下降を続けることで、樹脂組成物１２は所定の形状に展延される。
【００５４】
所定の形状まで展延する前に、上型３３の下降を停止させる。この状態で、モータ２７を作動させて保持筒２３を少なくとも１回転させることによって、基材１１を回転させる。
【００５５】
図４は、本発明の一実施の形態に係る樹脂組成物１２の展延状態の一例を示す断面図である。
基材１１の上面１１ａに載せられた樹脂組成物１２に、基材１１の光軸Ａと上型３の軸が一致するように上型３を押し当てて、基材１１側を少なくとも１回転させる。このようにすることで、樹脂組成物１２は基材１１の上面１１ａと上型３との間の空間を均一に延びて樹脂組成物層が形成される。
【００５６】
その後、再びシリンダ３７を作動させて、再び上型３を下降させる。そして、樹脂組成物１２の層が所望の厚み及び直径に達したところで（所定の形状となったところで）、上型３の下降を停止し、基材１１の下側から紫外線照射装置（図示せず）により紫外線を照射する。
【００５７】
その結果、上型３と基材１１との間にある樹脂組成物１２が硬化し、図２に示す樹脂組成物の硬化物１３を基材１１の上面１１ａに一体に形成することができる。このとき、樹脂組成物の硬化物１３の上面には、上型３３の光学面３３ａが転写された光学面が形成される。
【００５８】
そして、上型３３の光学面３３ａから樹脂組成物の硬化物１３を離型することにより、所望の形状を有する複合光学素子を得ることができる。
以下、本発明の実施例１〜７及び比較例１〜４について説明する。
【００５９】
＜実施例１＞
（材料組成物の調製）
反応基当量１２０ｇ／ｅｑ以上の重合性化合物として、反応基当量１２０ｇ／ｅｑのネオペンチルメタクリレート（商品名：ライトエステルＮＰ、共栄社化学製）を２０ｇ、その他の重合性化合物としてＤＣＰ−Ａ（ダイセル化学社製）８０ｇを混合した。そして、この混合樹脂に対して１．０ｗｔ％になるように反応開始剤（商品名：イルガキュア５００、長瀬産業社製）を添加し複合光学素子積層用の重合性化合物を作成した。材料組成物の各成分の配合比率等を図５に示す。
【００６０】
（光学素子の作製）
材料組成物を、直径２０ｍｍ、中心肉厚１ｍｍの大きさに成形し、波長４００ｎｍにおける紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２で１００秒間照射し、さらに８０℃で１時間加熱し、硬化生成物（基材）を作製した。
【００６１】
（複合光学素子の作製）
ＳｉＯ２やＢａＯを含むヌープ硬さが５７０Ｎ／ｍｍ２（メーカ公表値）のＳ−ＢＡＬ４２（オハラ社製）ガラスからなる基材と、上記材料組成物とを図３に示した製造装置２０を用いて、図２に示すような形状の複合光学素子１０に作製した。
【００６２】
また、この複合光学素子１０に対し、波長４００ｎｍでの紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で１００秒間照射し、さらに、８０℃で１時間加熱した。
なお、図２において、基材（ガラスレンズ）１１は、上面凹部の曲率半径Ｒ１＝１６ｍｍ、底面凹部の曲率半径Ｒ２＝１６ｍｍ、全体の直径Ｌ１＝２０ｍｍ、高さＬ３＝５ｍｍである。この基材１１上に曲率半径Ｒ３＝２６ｍｍ、口径Ｌ２＝１６ｍｍの樹脂組成物の
硬化物１３を外周部が凹面にならないように複合光学素子１０を作製した。なお、凹面としないことで端部の破損等を抑えることができるが、形状は目的の用途に応じて適宜決定すればよく限定されない。
【００６３】
作製した複合光学素子１０について、加工性を以下の（１）から（３）の方法で評価した。
（１）耐性試験評価
得られた光学素子を１００℃の環境下に１．０時間、および、−２０℃の環境下に１．０時間載置する温度サイクル試験を１サイクルとして、１０サイクル行い、試験前後で外観変化を観察した。
【００６４】
（２）面形状の評価
面形状は、作製した複合光学素子１０の材料組成物の硬化した面について、表面形状粗さ測定機（テーラーホブソン社製  フォームタリサーフ ＰＧＩプラス）により曲率半径を測定し、目的の曲率半径Ｒ３に対しての変形量を求めた。変形量が±２μｍ以内であれば「良好」、それ以上の場合は「不良」とした。
【００６５】
（３）貯蔵弾性率の評価
得られた光学素子について、２５℃、及び１００℃の貯蔵弾性率を測定した。光学素子から、１ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍ（縦×横×厚さ）のサンプルを切り出し、曲げモードで貯蔵弾性率を測定した。なお、測定にはＴＡインスツルメンツ社製、ＤＭＡ-Ｑ８００を用いた。
【００６６】
その結果、２５℃における貯蔵弾性率は、１５００ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．５０であった。
以上の加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、クラック「無し」、レンズ形状変化「良好」という結果が得られた。すなわち、本実施例によれば、貯蔵弾性率比０．５０が以下で、かつ、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上という条件を満たしたため、割れやクラック、形状変化のない複合光学素子が得られた。
【００６７】
＜実施例２＞
一部の材料を変更した点を除いて上記実施例１と同様であるため、上記実施例１と相違する点についてのみ説明し、詳細な説明は省略する。
【００６８】
本実施例では、反応基当量１２０ｇ／ｅｑ以上の重合性化合物として、反応基当量１８３ｇ／ｅｑ以上のウレタンアクリレート（商品名：アロニックス、東亜合成製）を３５ｇ、その他の重合性化合物としてＤＣＰ−Ａ（ダイセル化学社製）６５ｇを混合した。
【００６９】
また、基材として、プラスチック成形レンズを採用した。
本実施例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が１５００ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．４５であった。
【００７０】
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、クラック「無し」、レンズ形状変化「良好」という結果が得られた。すなわち、本実施例によれば、貯蔵弾性率比が０．５０以下で、かつ、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上という条件を満たしたため、割れやクラック、形状変化のない複合光学素子が得られた。
【００７１】
＜実施例３＞
本実施例についても、一部の材料を変更した点を除いて上記実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７２】
本実施例では、反応基当量１２０ｇ／ｅｑ以上の重合性化合物として、反応基当量１５７ｇ／ｅｑのＰＥＧ２００♯ジアクリレート（商品名： ライトアクリレート４ＥＧ−Ａ、共栄社化学製）を４０ｇ、その他の重合性化合物としてＤＣＰ−Ａ（ダイセル化学社製）６０ｇを混合した。
【００７３】
また、基材として、Ｆ，Ｐ２０５を含むヌープ硬さが３４５Ｎ／ｍｍ２のＦＣＤ−１（ＨＯＹＡ社製）を採用した。
本実施例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が１５００ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．５０であった。
【００７４】
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、クラック「無し」、レンズ形状変化「良好」という結果が得られた。すなわち、本実施例によれば、貯蔵弾性率比が０．５０以下で、かつ、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上という条件を満たしたため、割れやクラック、形状変化のない複合光学素子が得られた。
【００７５】
＜実施例４＞
本実施例では、重合性化合物の配合割合を、ＰＥＧ２００♯ジアクリレートを４７ｇに、ＤＣＰ−Ａを５３ｇにした点を除いては、上記実施例３と同様である。
【００７６】
本実施例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が１４４０ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．４８であった。
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、クラック「無し」、レンズ形状変化「良好」という結果が得られた。すなわち、本実施例によれば、貯蔵弾性率比が０．５０以下で、かつ、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上という条件を満たしたため、割れやクラック、形状変化のない複合光学素子が得られた。
【００７７】
＜実施例５＞
本実施例では、重合性化合物の配合割合を、ＰＥＧ２００♯ジアクリレートを５０ｇに、ＤＣＰ−Ａを５０ｇにした点を除いては、上記実施例３及び上記実施例４と同様である。
【００７８】
本実施例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が７５０ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．２５であった。
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、クラック「無し」、レンズ形状変化「可」という結果が得られた。すなわち、本実施例によれば、貯蔵弾性率比が０．５０以下で、かつ、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上という条件を満たしたため、形状変化については、良好といえないまでも大きな影響を与えない範囲での形状変化であった。
【００７９】
＜実施例６＞
（材料組成物の調製）
上記実施例３と同様に、反応基当量１２０ｇ／ｅｑ以上の重合性化合物として、反応基当量１５７ｇ／ｅｑのＰＥＧ２００♯ジアクリレート（商品名： ライトアクリレート４ＥＧ−Ａ、共栄社化学製）を４０ｇ、その他の重合性化合物としてＤＣＰ−Ａ（ダイセル化学社製）６０ｇを混合し、この混合樹脂に対して１．０ｗｔ％になるように反応開始剤（商品名：イルガキュア５００、長瀬産業社製）を添加し複合光学素子積層用の重合性化合物を作成した。
【００８０】
（光学素子の作製）
ＳｉＯ２やＢａＯを含むヌープ硬さが５７０Ｎ／ｍｍ２（メーカ公表値）のＳ−ＢＳＬ７（オハラ社製）ガラスからなる図６に示す第１の基材４１と、プレスチック成形レンズである第２の基材４２とを作製するべく、２つの材料組成物を後述する大きさに成形し、それぞれに、波長４００ｎｍにおける紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２で１００秒間照射し、さらに８０℃で１時間加熱し、２つの硬化生成物（基材４１，４２）を作製した。
【００８１】
第１の基材４１は、後述する樹脂組成物の硬化物４３との貼合面４１ａが近似曲率半径（Ｒ１１）８ｍｍの非球面形状を呈し、貼合面４１ａの反対側に位置する反貼合面４１ｂが近似曲率半径（Ｒ１２）３８ｍｍの非球面形状を呈する両凹形状となっている。
【００８２】
また、第１の基材４１は、外径（Ｌ１１）が１０ｍｍで中心肉厚（Ｌ１２）が０．８ｍｍである。
第２の基材４２は、樹脂組成物の硬化物４３との貼合面４２ａが近似曲率半径（Ｒ１３）６．４ｍｍの凸型の非球面形状を呈し、貼合面４２ａの反対側に位置する反貼合面４２ｂが近似曲率半径（Ｒ１４）１６ｍｍの凹型の非球面形状を呈する凸メニスカス形状となっている。
【００８３】
また、第２の基材４２は、外径（Ｌ１３）が１０ｍｍで中心肉厚（Ｌ１４）が２．４ｍｍである。
（複合光学素子の作製）
まず、第１の基材４１の貼合面４１ａに、上記重合成化合物を所望量吐出する。この重合成化合物の吐出量は、この重合成化合物が硬化して得られる後述する樹脂組成物の硬化物４３の径が第１の基材４１及び第２の基材４２の光学有効径以上になるような量とするとよい。
【００８４】
次に、第２の基材４２を、その貼合面４２ａが上記重合成化合物に接するように第１の基材４１に近接させ、上記重合成化合物が所望の厚さになるまで上記重合成化合物を押延する。このとき、第１の基材４１の光軸と第２の基材４２の光軸とは互いに一致させておく（光軸Ａ）。
【００８５】
上記重合成化合物が所望の厚さになった後、その状態のまま、第１の基材４１側から、ほぼ均一な照度分布を持つ波長４００ｎｍの紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で１００秒間照射し、さらに、８０℃で１時間加熱して、図７に示す複合光学素子４０を作製した。
【００８６】
なお、図７に示す複合光学素子４０の樹脂組成物の硬化物４３の中心樹脂厚Ｈ１５は、０．２ｍｍであり、有効径（８．８ｍｍ）における樹脂厚Ｈ１６は、０．６５ｍｍであった。
【００８７】
ここで、作製した複合光学素子４０について上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、クラック「無し」、レンズ形状変化「可」という結果が得られた。すなわち、本実施例によれば、貯蔵弾性率比が０．５０以下で、かつ、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上という条件を満たしたため、形状変化については、良好といえないまでも大きな影響を与えない範囲での形状変化であった。
【００８８】
＜実施例７＞
本実施例では、上記実施例５と同様に、重合性化合物の配合割合を、ＰＥＧ２００♯ジアクリレートを５０ｇに、ＤＣＰ−Ａを５０ｇにした点を除いては、上記実施例６と同様である。
【００８９】
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、クラック「無し」、レンズ形状変化「良好」という結果が得られた。すなわち、本実施例によれば、貯蔵弾性率比が０．５０以下で、かつ、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａ以上という条件を満たしたため、割れやクラック、形状変化のない複合光学素子が得られた。
【００９０】
＜比較例１＞
本比較例についても、一部の材料を変更した点を除いて上記実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９１】
本比較例では、重合性化合物として、ＤＣＰ−Ａ（ダイセル化学社製）のみを１００ｇ用いて試験を行った。
基材については、Ｆ，Ｐ２０５を含むヌープ硬さが３４５Ｎ／ｍｍ２のＦＣＤ−１（ＨＯＹＡ社製）を採用した。
【００９２】
本比較例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が３０００ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．９であった。
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、貯蔵弾性率比が０．５０を超えたことに起因して、クラック「有り」という結果が得られた。
【００９３】
＜比較例２＞
本比較例では、重合性化合物として、反応基当量１５７ｇ／ｅｑのＰＥＧ２００♯ジアクリレート（商品名： ライトアクリレート４ＥＧ−Ａ、共栄社化学製）を５ｇ、その他の重合性化合物としてＤＣＰ−Ａ（ダイセル化学社製）１００ｇを混合した。
【００９４】
基材については、上記比較例１と同一のＦＣＤ−１（ＨＯＹＡ社製）を採用した。
本比較例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が２３４０ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．７８であった。
【００９５】
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、貯蔵弾性率比が基準となる０．５０を超えたことに起因して、クラック「有り」という結果が得られた。
＜比較例３＞
本比較例では、重合性化合物の配合割合を、ＰＥＧ２００♯ジアクリレートを１０ｇ、その他の重合性化合物としてＤＣＰ−Ａ（ダイセル化学社製）１００ｇを混合した点を除いては、上記比較例２と同様である。
【００９６】
本比較例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が１５９０ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．５３であった。
ここで、上述した加工性の評価（１）から（３）を行ったところ、貯蔵弾性率比が０．５０をわずかながら超えたことで、クラック「有り」という結果が得られた。このように、貯蔵弾性率比が０．５０以下という条件を満たさない場合に、クラックひいては割れが発生してしまうことが確かめられた。
【００９７】
＜比較例４＞
本比較例では、重合性化合物として、ＰＥＧ２００♯ジアクリレートのみを採用し、その量を８０ｇとした点を除いては、上記比較例２及び３と同様である。
【００９８】
本比較例では、積層される重合性化合物の２５℃における貯蔵弾性率が３００ＭＰａであり、この値で１００℃における貯蔵弾性率を割った比は、０．１であった。
以上のような試験を行ったところ、貯蔵弾性率比０．５０以下という条件を満たしたものの、２５℃における貯蔵弾性率が５００ＭＰａを下回ったことで、クラック「無し」、
レンズ形状「不可」という結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基材を成形する成形装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る複合光学素子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る複合光学素子の製造装置の一例を示す部分断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る樹脂組成物の展延状態の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１〜７及び比較例１〜４の試験結果を示す図表である。
【図６】本発明の実施例６及び実施例７に係る複合光学素子を示す断面図（その１）である。
【図７】本発明の実施例６及び実施例７に係る複合光学素子を示す断面図（その２）である。
【符号の説明】
【０１００】
１      成形装置
２      金属製胴型
２ａ      注入口
２ｂ      排出口
３      上型
３ａ      光学面
４      下型
４ａ      光学面
５      駆動ロッド
６      離型筒
７      成形室
１０      複合光学素子
１１      基材
１１ａ      上面
１２      樹脂組成物
１３      樹脂組成物の硬化物
２０      製造装置
２１      支持台
２２      受け部
２２ａ      ねじ部
２３      保持筒
２３ａ      係合縁
２３ｂ      ねじ部
２４      軸受
２７      モータ
２８      駆動軸
３０      ベルト
３１，３２      押さえリング
３３      上型
３３ａ      光学面
３５      支持手段
３６      支持柱
３７      シリンダ
３８      シリンダロッド
４０      複合光学素子
４１      第１の基材
４１ａ      貼合面
４２      第２の基材
４２ａ      貼合面
４３      樹脂組成物
Ａ      光軸
【図１】
2010091689.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図５】
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