(57)【要約】【課題】無機粒子と有機ポリマー樹脂とのナノコンポジット材料からなる光学レンズおよび窓材において、温度変化に対する屈折率変化を低減し、かつ高い光透過性能を維持する。【解決手段】光学レンズを構成するナノコンポジット材料は、分子量が４００以上１０００以下のビスフェノールＡアクリレートもしくはビスフェノールＡメタクリレートを主成分とする重合単量体が重合した樹脂に、平均一次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子が分散している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合開始剤と、分子量４００以上１０００以下のビスフェノールＡアクリレートもしくはビスフェノールＡメタクリレートを含む重合性単量体が前記重合開始剤によって重合されたポリマー樹脂と、
前記ポリマー樹脂に分散された平均１次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子と、
を備えるナノコンポジット材料。
【請求項２】
前記ポリマー樹脂に分散された平均２次粒子径が４００ｎｍ以下の無機粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項３】
前記無機粒子は、
二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウムから少なくとも１つ以上選択される粒子であることを特徴とする請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項４】
前記無機粒子は、
前記ナノコンポジット材料における体積百分率が、５ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ%以下であることを特徴とする請求項１に記載のナノコンポジット材料。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の前記ナノコンポジット材料を備えることを特徴とする光学レンズ。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の前記ナノコンポジット材料は、回折ガラスレンズの表面に形成されることを特徴とする回折レンズ。
【請求項７】
前記無機粒子は、
酸化亜鉛または酸化チタンであることを特徴とする請求項６に記載の回折レンズ。
【請求項８】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のナノコンポジット材料を備える窓材。
【請求項９】
ビスフェノールＡアクリレートもしくはビスフェノールＡメタクリレートを含む重合性単量体と平均１次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子と重合開始剤を備える混合物を用意する準備ステップと、
前記混合物に含まれる前記重合性単量体を紫外線照射で重合硬化反応させる反応ステップと、
を備えるナノコンポジット材料の製造方法。
【請求項１０】
前記準備ステップは、
前記無機粒子がエタノール液に分散しているエタノール分散液を用意することを
特徴とする請求項９に記載のナノコンポジット材料の製造方法。
【請求項１１】
前記準備ステップと前記反応ステップとの間に、
ガラスレンズの表面に前記混合物を塗布する塗布ステップをさらに備えることを特徴とする回折レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性の無機化合物粒子と有機材料とのナノコンポジット材料およびナノコンポジット材料とナノコンポジット材料の製造方法を備えた光学レンズ又は窓材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学レンズにおいて、樹脂レンズとガラスレンズとの性能を併せ持つナノコンポジット材料の開発が注目を集めている。そして、ナノコンポジット材料は、ガラスに代わる安価なレンズや窓材としての利用が期待されている。
【０００３】
ナノコンポジット材料とは、有機化合物が重合したポリマー樹脂中に無機粒子が分散した有機無機複合化材料である。
【０００４】
ナノコンポジット材料は、ガラス並みの光学性能と柔軟で容易な加工性を有する光学材料として知られている。例えば、ナノコンポジット材料を用いた光学レンズは、ナノコンポジット材料中に存在する無機粒子の平均粒子径を光の波長よりも小さくすることで、光学レンズに入射した光が粒子に当たって散乱するのを防ぐ。その結果、光がナノコンポジット材料中を透過できるようになる。
【０００５】
このような光学レンズとして、特許文献１には、アッベ数が８０以上で粒子径が４００ｎｍよりも小さい無機微粒子と有機高分子材料とが複合化された有機無機複合化材料が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、分子量２０００以下のアクリルアミド誘導体からなる有機材料と粒子径１０ｎｍ〜１５ｎｍの無機微粒子とを複合化した有機無機複合組成物からなるレンズ基材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４-２０９１２号公報
【特許文献２】特開２００９−２９９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１で用いられる無機粒子、及び特許文献２で用いられる無機微粒子は、凝集しやすい。それは、一般的に平均粒子径４００ｎｍ以下である無機粒子は凝集しやすいからである。無機粒子が凝集すると、有機無機複合化材料中に存在する凝集した粒子の直径（以後、平均二次粒子径という）が４００ｎｍ以上となる。その結果、光が光学レンズを透過する性能（以後、光透過性能という）が低くなる。
【０００９】
また、凝集を防ぐために、無機微粒子の濃度を低くしても、屈折率の制御が困難である。
【００１０】
そこで、本発明は光透過性能の高いナノコンポジット材料を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のナノコンポジット材料は、重合開始剤と、分子量４００以上１０００以下のビスフェノールＡアクリレートもしくはビスフェノールＡメタクリレートを含む重合性単量体が重合開始剤によって重合されたポリマー樹脂と、ポリマー樹脂に分散された平均１次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子と、
からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本構成により、重合単量体が重合したポリマー樹脂に無機粒子が均一に分散するため、無機粒子の凝集は抑制される。その結果、光の散乱が低減され、高い光透過性能を維持した光学レンズ及び窓材を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモノマーの分子式を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における光学レンズの構造とナノコンポジット材料を示す図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における光学レンズの温度による屈折率の変化を従来例と比較して示した図、（ｂ）本発明の実施の形態１における光学レンズの屈折率変化量を従来例と比較して示した図
【図４】本発明の実施の形態２における回折レンズの光透過率とモノマーの分子量の関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における回折レンズの構造を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における回折レンズの光透過率とモノマーの分子量の関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における回折レンズの製造方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明におけるナノコンポジット材料を備えた光学レンズ３および回折レンズ１１について、以下の実施の形態で詳細に説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
１、光学レンズ
図２は、実施の形態１の光学レンズ３の断面図である。図２に示すように、光学レンズ３は、ナノコンポジット材料３０を備える。本発明の第１の実施形態におけるナノコンポジット材料３０ついて、図を用いて説明する。
【００１６】
ナノコンポジット材料３０は、ビスフェノールＡアクリレートもしくはビスフェノールＡメタクリレートを含む重合性単量体（以下、モノマーという）が重合された樹脂（以下、ポリマー樹脂という）と、ポリマー樹脂に分散された平均１次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子と、からなることを特徴とする。
【００１７】
ナノコンポジット材料３０を構成する各化合物について、以下に詳細に説明する。
【００１８】
１−１、ポリマー樹脂
本発明の実施の形態１におけるナノコンポジット材料３０を構成するポリマー樹脂２について説明する。
【００１９】
ポリマー樹脂２の一構成単位となるモノマーの分子式を図１に示す。実施の形態１で用いるポリマー樹脂２のモノマーは、図１に示すように、２個のベンゼン環を持つビスフェノールとアクリル基からなるビスフェノールＡアクリレートである。
このビスフェノールＡアクリレートが重合されて、ポリマー樹脂２が生成する。
【００２０】
なお、モノマーは、ビスフェノールＡアクリレートのアクリル基をメタクリル基に置換したビスフェノールＡメタクリレートであっても良い。
【００２１】
実施の形態１におけるナノコンポジット材料３０において、モノマーの分子量は、４００以上１０００以下である。この場合、図１に示したビスフェノールＡアクリレートでは、アクリル基と結合しているエトキシ鎖の官能基数（ｍ＋ｎ）は、２以上１５以下の場合に相当する。
【００２２】
ナノコンポジット材料３０の体積を体積百分率で１００とすると、ビスフェノールＡアクリレートまたはビスフェノールＡメタアクリレートは、７０ｖｏｌ％以上９５ｖｏｌ％以下を満たす。
【００２３】
１−２、無機粒子
次に、無機粒子１について説明する。
【００２４】
実施の形態１におけるナノコンポジット材料３０は無機粒子１として、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等から適宜選択して用いることができる。
【００２５】
実施の形態１におけるナノコンポジット材料３０において、無機粒子１は、屈折率やアッベ数の設計仕様に応じて適宜選択される。そして、適宜選択される無機粒子１の平均一次粒子径は、４０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、平均一次粒子径は、ナノコンポジット材料３０中において、全く凝集しない無機粒子１の粒子径を平均して求めた値である。
【００２６】
実施の形態１では、平均一次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子１を用いている。その結果、モノマーが重合硬化する際、無機粒子１の凝集が抑えられ、ポリマー樹脂２に均一に分散する。
【００２７】
また、実施の形態１におけるナノコンポジット材料３０において、分散した無機粒子１の平均二次粒子径は、４００ｎｍ以下である。
【００２８】
平均二次粒子径とは、ナノコンポジット材料３０中において、無機粒子１が凝集している無機粒子群の粒子径を平均して求めた値である。
【００２９】
これらの無機粒子１を用いることで、高い透過性能を維持した光学レンズ３および窓材を実現することができる。
【００３０】
また、無機粒子１の濃度は、ナノコンポジット材料３０の体積を体積百分率で１００とすると、５ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下が好ましい。無機粒子１の濃度が５ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下の場合、屈折率の温度変化を抑制することができる。一方、無機粒子１の濃度が３０ｖｏｌ％を超えると、光学レンズ３の光透過率が７０％以下となり、光学レンズ３への使用には適さない。さらに、無機粒子１の濃度が５ｖｏｌ％未満である場合、光学レンズ３が熱膨張してしまうため、光学レンズ３への使用は適さない。
【００３１】
１−３、重合開始剤
光重合開始剤は、重合硬化する重合性単量体の種類に応じてラジカル性光重合開始剤、カチオン性光重合開始剤を用いることが出来る。
【００３２】
実施の形態１では、ラジカル性光重合開始剤として、ビス(η５−２、４−シクロペンタジエン−１−イル)−ビス(２、６−ジフルオロ−３−(１H−ピロール−1−イル)−フェニル）チタニウム（Ciba製  IRGACURE 784）を用いた。
【００３３】
また、上記のラジカル性光重合開始剤以外に選択された１種類を用いてもよく、２種類以上を適宜組み合わせてもよい。ラジカル性光重合剤の含有量は、ナノコンポジット材料３０中のポリマー樹脂が占める体積を体積百分率で１００とすると、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが望ましい。この範囲を満たす場合、ナノコンポジット材料３０の特性・信頼性を低下させずに安定的にモノマーが重合硬化して樹脂層２ができる。
２、光学レンズの製造方法
次に、実施の形態１における、ナノコンポジット材料３０を備えた光学レンズ３の製造方法について、工程順に説明する。
分子量４６８（図１の分子式においてｍ＝１、ｎ＝２）のビスフェノールＡアクリレート（新中村化学工業製  ２官能アクリレート  ＡＢＥ−３００）からなるモノマー６４ｇに、平均一次粒子径１０ｎｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１を１０ｗｔ％（３５ｇ）含有したエタノールの分散液３５０ｇと、重合開始剤（Ciba製  IRGACURE 784）１ｇと、を混合した。この混合物をエタノールのスラリーとする。次に、エタノールのスラリーを温度５０℃まで加熱する。その後、攪拌機で３０分間攪拌する。すると、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１は、エタノールのスラリー中に均一に分散する。次に、エタノールのスラリーをシャーレ状の広口ガラス容器に入れ、真空乾燥炉内で減圧しながら溶媒留去法により、エタノールが揮発される。エタノールが完全に揮発されると、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１とモノマーと重合開始剤との混合物１００ｇを得ることができる。
【００３４】
次に、混合物１００ｇを光学レンズ３用のガラス型に流し込み、強度７０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を２分間照射する。紫外線照射により、混合物中のモノマーが重合硬化して、ポリマー樹脂２が生成する。その結果、ポリマー樹脂２に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１が分散したナノコンポジット材料３０ができる。
このナノコンポジット材料３０は、さらにガラス型から取り出され、酸化ジルコニウム粒子を３５ｗｔ％含有した光学レンズ３を得る。
【００３５】
なお、光学レンズ３における酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１の比重は５．４９、ポリマー樹脂の比重は１．１４である。
【００３６】
つまり、体積濃度に換算すると、１０ｖｏｌ％の酸化ジルコニウム粒子を含有するナノコンポジット材料３０となる。
【００３７】
実施の形態１における光学レンズ３は、分子量が４００以上１０００以下を満たすビスフェノールＡアクリレートをモノマーとして用いている。そのため、モノマーが重合硬化してポリマー樹脂２が生成する際、ポリマー樹脂２と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１とが絡み合う。そのため、重合硬化したポリマー樹脂２に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１同士が凝集した二次粒子の発生を抑制することができる。その結果、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１が硬化したポリマー樹脂２に均一分散したナノコンポジット材料３０を得ることができる。
【００３８】
なお、均一分散とは、ナノコンポジット材料３に偏析の無い状態で酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１が存在することを示している。さらに、作製したナノコンポジット材料３０を備える光学レンズ３について、屈折率および光透過性能の測定を行った。
３、屈折率
次に、第１の実施形態における光学レンズ３の温度に対する屈折率変化について説明する。光学レンズ３を屈折率計（アタゴ製、多波長アッベ屈折計  ＤＲ−Ｍ４）を用いて、各温度における屈折率を測定した。なお、各温度は、光学レンズにおける温度を示している。
【００３９】
図３（ａ）は、１ｍｍの厚みａを有する光学レンズ３において、波長５８７．６ｎｍ（ｄ線）の光を入射したときの、屈折率の温度に対する変化を示す。なお、厚みａとは、光学レンズ３に光が入射する面から出射する面までの一番厚い距離を示している。
【００４０】
図３（ｂ）は、１℃のレンズ温度低下に対する屈折率変化量を示す。屈折率変化量は、図３（ａ）の屈折率の測定結果をもとに最小二乗法で求めた温度−屈折率の１次回帰直線の傾きの値である。
【００４１】
各図中の（Ａ）は、実施の形態１におけるナノコンポジット材料３０を備えた光学レンズ３の屈折率を示す。
【００４２】
一方、各図中の（Ｂ）は、ビスフェノールＡアクリレートのポリマー樹脂のみからなる光学レンズの屈折率を示している。すなわち、（Ｂ）の光学レンズに無機粒子は含まれていない。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、温度２５℃において、実施の形態１における光学レンズ３は、屈折率が１．６１３４であった。
一方、（Ｂ）の光学レンズは、屈折率が１．５６６８であった。
【００４４】
さらに、２５℃以外の温度においても、実施の形態１における光学レンズ３の屈折率の方が、（Ｂ）の光学レンズの屈折率よりも大きい。
【００４５】
すなわち、ナノコンポジット材料３０に平均一次粒子径１０ｎｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１が含まれることで、ナノコンポジット材料３０からなる光学レンズ３は高屈折率を示すことがわかった。
【００４６】
さらに、実施の形態１の光学レンズ３は、（Ｂ）の光学レンズに比べて、温度に対する屈折率変化量が小さい。
【００４７】
次に、図３の（ａ）の各温度における屈折率の測定結果をもとに、屈折率変化量を求めると、図３の（ｂ）に示す結果となった。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、実施の形態１の光学レンズ３は、（Ｂ）の光学レンズと比べて、温度に対する屈折率の変化は、約１／２に抑えられている。
【００４９】
つまり、実施の形態１におけるナノコンポジット材料３０を備えた光学レンズは、温度変化による屈折率の変化を低減することができる。
４、光透過性能
次に、実施の形態１における光学レンズ３の光透過性能について説明する。
【００５０】
図４は、１０ｖｏｌ％の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１を含有するナノコンポジット材料３０からなる厚み１ｍｍの光学レンズ３において、モノマーの分子量と、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍにおける光透過率の関係を示している。
【００５１】
なお、光学レンズ３の光透過率は透過率計（島津製作所製、紫外可視近赤外分光光度計  ＵＶ−３１５０）を用いて測定した。
【００５２】
図4に示すように、光透過率は、モノマーの分子量によって大きく変化するのがわかる。
図4に示すように、モノマーの分子量が５００付近で最も光透過率が高くなる。しかし、光学レンズ３として使用するためには、光透過率が７０％以上は必要である。そのため、分子量の範囲が４００以上１０００以下を満たすモノマーである場合、光透過率は、７０％以上となる。この分子量の範囲では、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１の凝集が抑制される。たとえ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１が無機粒子群を形成した場合であっても、無機粒子群の最大二次粒子径が４００ｎｍ以下となるので、入射光が酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粒子１に当たって散乱するのを防止する。
【００５３】
実施の形態１において、平均一次粒子径と透過率の関係を見た場合には、平均一次粒子径が４０ｎｍ以下のときに、透過率が７０％以上となる。
【００５４】
したがって、ポリマー樹脂２に分散する酸化ジルコニウム１は、平均一次粒子径が４０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
このように、モノマーの分子量を４００以上１０００以下、さらに、無機粒子の平均一次粒子径で４０ｎｍ以下にすることで、高い透過性能を維持した光学レンズ３を作製することができる。
【００５６】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２について、図面を用いて説明する。
１、回折レンズ
実施の形態２は、ガラスレンズ４の表面に樹脂層５が形成された二層構造の回折レンズ１１である。本発明の実施の形態２における、回折レンズ１１の概略図を図５に示す。
つまり、表面に回折格子を持つガラスレンズ４の回折格子面上において、無機粒子１がポリマー樹脂２の内部に均一に分散したナノコンポジット材料３０からなる樹脂層５が形成されている。このような二層構造の回折レンズ１１は、各層に異なる屈折率と異なるアッベ数の材料を用いることで、色収差の発生を打ち消し合うことができる。
【００５７】
したがって、さらに収差補正用レンズを備える必要がなくなるので、カメラ等の撮像装置のレンズ枚数を削減でき、撮像装置の小型化や製造コスト低減を実現できる。
【００５８】
実施の形態２における樹脂層５として、ナノコンポジット材料３０を用いた。
【００５９】
つまり、無機粒子１として、平均一次粒子径が４０ｎｍ以下の酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１が、分子量４００以上１０００以下のビスフェノールＡアクリレートまたはビスフェノールＡメタクリレートが重合したポリマー樹脂２に分散しているナノコンポジット材料３０である。
【００６０】
実施の形態２の光学レンズ３０において、樹脂層５に無機粒子１が分散しているため、樹脂層５の熱膨張が抑えられる。そのため、温度による屈折率変化が低減し、温度変化による収差発生を防ぐことができる。
【００６１】
また、ポリマー樹脂２が、分子量４００〜１０００のモノマーが重合することで、樹脂層５の光透過率を高く維持することができる。そのため、光透過性の良い二層構造の回折レンズ１１を実現することができる。
２、回折レンズの製造方法
次に、実施の形態２における、二層構造の回折レンズ１１の製造方法について、工程順に説明する。
【００６２】
分子量７７６（図１の分子式においてｍ＝５、ｎ＝５）のビスフェノールＡアクリレートからなるモノマー５３ｇに対し、平均一次粒子径１０ｎｍの酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１０ｗｔ％を含有したエタノールの分散液４６０ｇと、重合開始剤１ｇをモノマーへ混合した。
【００６３】
そして、モノマーと酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１と重合開始剤との混合物を含有したエタノールのスラリーを作製した。
【００６４】
さらに、エタノールのスラリーを温度５０℃に加熱して、攪拌機で３０分間攪拌し、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１をエタノールのスラリー中に均一に分散させた。次に、エタノールのスラリーをシャーレ状の広口ガラス容器に入れ、真空乾燥炉内で減圧しながら溶媒留去法により、エタノールを揮発させた。エタノールを完全に揮発させると、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１とモノマーと重合開始剤の混合物１００ｇを得ることができた。
【００６５】
さらに、金型成形により、図５に示すような、ガラスレンズ４の表面に格子高さ１０μｍ、格子ピッチ１５０μｍの回折格子を持つ、厚みａが２ｍｍのガラスレンズ４を作製した。なお、波長５８７．６ｎｍにおける、ガラスレンズ４の屈折率は１．６７０、アッベ数は５５であった。
【００６６】
次に、ガラスレンズ４の表面上に、混合物１００ｇを１００μｍの厚さで塗布し、強度７０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を２分間照射した。このとき、混合物中のモノマーが重合硬化反応し、ポリマー樹脂２が生成する。重合硬化反応の後、混合物１００ｇから、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１を４６ｗｔ％含有したナノコンポジット材料３０が生成する。
そして、ガラスレンズ４の表面に樹脂層５が形成された二層構造の回折レンズ１１が作製される。
【００６７】
なお、樹脂層５は、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１の比重が５．４７、ポリマー樹脂２の比重が１．１３である。よって、樹脂層５は、体積濃度に換算すると、１５ｖｏｌ％の酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１を含有するナノコンポジット材料３０となる。
また、波長５８７．６ｎｍにおける、樹脂層５の屈折率は１．５９５、アッベ数は２４となる。
【００６８】
このように、高屈折率、高アッベ数のガラスレンズ４と、低屈折率、低アッベ数の樹脂層５を組み合わせることで、色収差の発生を打ち消し、色ずれが発生しない高性能な二層構造の回折レンズ１１を作製できる。なお、回折レンズ１１では、ガラスレンズ４と樹脂層５との屈折率差は０．０５〜０．１、アッベ数差は２０〜４０であることが好ましい。その場合、実施の形態２の回折レンズ１１は、色収差の発生を低減し、色ずれの発生を防ぐことができる。
【００６９】
次に、実施の形態２における二層構造の回折レンズ１１の光透過性能について説明する。
【００７０】
図６は、１５ｖｏｌ％の酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）を含有するナノコンポジット材料３０からなる実施の形態２の光学レンズ（中心の厚み２ｍｍ）において、モノマーの分子量と、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍにおける光透過率の関係を示したものである。光透過率は、実施の形態１と同様、モノマーの分子量によって大きく変化し、分子量が５００付近で最も光透過率が高くなる。
【００７１】
実施の形態２のように、光学レンズを回折レンズ１１として使用するためには、光透過率が少なくとも９０％以上は必要である。そのため、９０％以上の光透過率を満たすモノマーの分子量の範囲は、４００以上１０００以下となる。この分子量の範囲では、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１の凝集が抑制されて、平均二次粒子径が４００ｎｍ以下となる。
【００７２】
その結果、入射光が酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１に当たって散乱するのを防止できる。
【００７３】
このように、実施の形態２においても、モノマーの分子量を４００以上１０００以下にすることで、高い透過性能を維持した回折レンズ１１を作製することができる。
【００７４】
また、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１の平均粒子径に関しては、平均一次粒子径で４０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００７５】
また、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１の体積百分率は、５ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ%以下であることが好ましい。
【００７６】
実施の形態２では、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）１として、アッベ数が低い酸化亜鉛（νｄ＝１３）を用い、ガラスレンズ４と異なるアッベ数の樹脂層５を形成した。しかし、ガラスレンズ４の屈折率やアッベ数に応じて、最適な組合せとなる屈折率やアッベ数の樹脂層５を形成する必要がある。
【００７７】
一般的に、樹脂層５は、ガラスレンズ４に比べて、アッベ数が低くなるので、使用する無機粒子１としては、アッベ数が低い、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または、酸化チタン（ＴｉＯ）が好ましい。
＜実施の形態の特徴＞
上記実施の形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は、以下に限定されるものではない。なお、各構成の後ろに括弧で記載したものは、各構成の具体例である。各構成はこれらの具体例に限定されるものではない。
（１）
ナノコンポジット材料（３０）は、重合開始剤と、分子量４００以上１０００以下のビスフェノールＡアクリレートもしくはビスフェノールＡメタクリレートを含む重合性単量体（モノマー）が重合開始剤によって重合されたポリマー樹脂（２）と、ポリマー樹脂（２）に分散された平均１次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子（１）と、から構成されることを特徴とする。
【００７８】
これにより、重合単量体（モノマー）が重合したポリマー樹脂（２）に無機粒子（１）が均一に分散する。そのため、無機粒子（１）の凝集は抑制される。その結果、光の散乱が低減され、可視光を含む光が高い透過率で光学レンズ（３）及び窓材を透過することが可能となる。その結果、高性能な光学レンズ及び窓材を実現することが出来る。
（２）
（１）のナノコンポジット材料（３０）において、ポリマー樹脂に分散された平均２次粒子径が４００ｎｍ以下の無機粒子をさらに含むことを特徴とする。
【００７９】
これにより、無機粒子（１）がナノコンポジット材料（３０）中に４００ｎｍをこえる無機粒子群が形成されないため、可視光を高効率に透過することができる。
（３）
（１）のナノコンポジット材料（３０）において、無機粒子（１）は、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウムから少なくとも１つ以上選択される粒子であることを特徴とする。
【００８０】
これにより、屈折率やアッベ数の設計仕様に応じて無機粒子（１）を適宜選択することが可能となる。
（４）
（１）のナノコンポジット材料（３０）において、無機粒子（１）が、ナノコンポジット材料（３０）における体積百分率が、５ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ%以下である。
【００８１】
これにより、屈折率の温度変化を抑制することができる。
（５）
（１）〜（４）のいずれかに記載のナノコンポジット材料（３０）を備える光学レンズ（３）であることを特徴とする。
【００８２】
これにより、光透過性能の高い光学レンズ（３）を実現することが出来る。特に、無機粒子（１）として、ＳｉＯ２を用いた場合、光透過性能がより高い光学レンズ（３）を実現することができる。
また、無機粒子（１）として、ＺｒＯ２を用いた場合、屈折率が依り高い光学レンズ（３）を実現することができる。
さらに、無機粒子（１）としてＭｇＦ２等のフッ化物を用いた場合、近赤外線を含めた広範囲波長で光を透過することができる。
（６）
（１）〜（４）のいずれかに記載のナノコンポジット材料（３０）は、回折ガラスレンズ（４）の表面に形成されることを特徴とする回折レンズ（１１）である。
【００８３】
これにより、光透過性能の高い回折レンズ（１１）を実現することが出来る。特に、無機粒子（１）として、ＳｉＯ２を用いた場合、光透過性能がより高い光学レンズを実現することができる。
また、無機粒子（１）として、ＺｒＯ２を用いた場合、屈折率が依り高い光学レンズを実現することができる。
さらに、無機粒子（１）としてＭｇＦ２等のフッ化物を用いた場合、近赤外線を含めた広範囲波長で光を透過することができる。
（７）
（１）〜（４）のいずれかに記載のナノコンポジット材料を備える窓材であることを特徴とする。
【００８４】
これにより、光透過性能の高い窓材を実現することが出来る。
（８）
（７）の回折レンズ（１１）において、無機粒子（１）は、酸化亜鉛または酸化チタンであることを特徴とする。
【００８５】
これにより、ガラスレンズに比べて、アッベ数が低い樹脂層が形成されるため、より高性能な回折レンズを実現することが出来る。
（９）  
ナノコンポジット材料（３０）の製造方法において、ビスフェノールＡアクリレートもしくはビスフェノールＡメタクリレートを含む重合性単量体（モノマー）と平均１次粒子径が４０ｎｍ以下の無機粒子（１）と重合開始剤を備える混合物を用意する準備ステップと、混合物に含まれる重合性単量体（モノマー）を紫外線照射で重合硬化反応させる反応ステップと、を備えることを特徴とする。
【００８６】
これにより、重合単量体（モノマー）が重合したポリマー樹脂（２）に無機粒子（１）が均一に分散するため、無機粒子（１）の凝集は抑制される。その結果、光の散乱が低減され、高い光透過性能を維持した光学レンズ及び窓材を実現することができる。
（１０）
（９）のナノコンポジット材料（３０）の製造方法において、準備ステップは、無機粒子（１）がエタノール液に分散しているエタノール分散液を用意することを特徴とする。
【００８７】
これにより、準備ステップにおける混合物が均質にエタノール中に混合される。
（１１）
回折レンズ（１１）の製造方法において、準備ステップと前記反応ステップとの間に、ガラスレンズ（４）の表面に混合物を塗布する塗布ステップをさらに備えることを特徴とする。
【００８８】
これにより、より効率的に異なる素材を備えたガラスレンズ（４）と樹脂層（５）とからなる回折レンズ（１１）を製造することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
屈折率やアッベ数のコントロールおよび加工が容易で安価な光学材料として、撮像カメラ、光ピックアップ装置等の光学レンズや窓材として利用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  無機粒子
２  ポリマー樹脂
３  光学レンズ
４  ガラスレンズ
５  樹脂層
１１  回折レンズ
２２  金型
３０  ナノコンポジット材料
３３  紫外線
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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