(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の凹型の非球面を有する金型を水平にセットしてその非球面に紫外線硬化型樹脂液を滴下し、
次いで非球面レンズの母材となる凸型のレンズを金型に接近させ紫外線硬化型樹脂液とふれる直前でレンズの移動を停止し、
金型及びレンズを全体として傾斜させて紫外線硬化型樹脂液を流動させ、
この流動し盛り上った紫外線硬化型樹脂液にレンズを点接触させた後にレンズを金型に対して所定の位置まで移動してレンズと金型との間に紫外線硬化型樹脂液を挟み込み、
レンズと金型とで紫外線硬化型樹脂液を挟んだ状態で全体の傾斜を水平に戻し、
次いで紫外線硬化型樹脂液に紫外線を照射して樹脂液を硬化させ、
硬化して得られた樹脂成形層を金型との界面から剥離させることを特徴とする複合非球面レンズの製造方法。
【請求項２】
非球面レンズの母材となる凹型のレンズを水平にセットしてその凹型面に紫外線硬化型樹脂液を滴下し、
次いで所望の凸型の非球面を有する金型をレンズの凹型面にその非球面を対向させてセットしてレンズを金型に接近させ紫外線硬化型樹脂液とふれる直前でレンズの移動を停止し、
金型及びレンズを全体として傾斜させて紫外線硬化型樹脂液を流動させ、
この流動し盛り上った紫外線硬化型樹脂液に金型を点接触させた後にレンズを金型に対して所定の位置まで移動してレンズと金型との間に紫外線硬化型樹脂液を挟み込み、
レンズと金型とで紫外線硬化型樹脂液を挟んだ状態で全体の傾斜を水平に戻し、
次いで紫外線硬化型樹脂液に紫外線を照射して樹脂液を硬化させ、
硬化して得られた樹脂成形層を金型との界面から剥離させることを特徴とする複合非球面レンズの製造方法。
【請求項３】
前記レンズと金型の全体の傾斜角度を３０〜４０度としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合非球面レンズの製造方法。
【請求項４】
前記紫外線硬化型樹脂液の粘度が１０００〜２５００ｃｐｓであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合非球面レンズの製造方法。
【請求項５】
前記金型の非球面にニッケルメッキを施してあることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合非球面レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複合非球面レンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ、顕微鏡などの光学製品に使用されるレンズは、主としてガラスレンズが用いられている。ガラスレンズは、溶融状態のガラスからプレス成形されたガラスブロック（レンズブランクと呼ばれる）を機械加工して所望の曲率を有するレンズを製造している。ガラスに代えて樹脂を用い、プレス成形、射出成形、注型などの方法で樹脂レンズを製造する方法も実用化されている。この方法は、一度鋳型を製作しておけば、それを用いて大量のレンズを量産できることから、製造コストが安いという特徴がある。しかし、樹脂レンズには、温度変化により光学性能が大きく変動するという致命的欠点があり、高精度なレンズには使用されていない。
【０００３】
ところで、レンズには非球面レンズがあり、これは表面形状が非球面のレンズである。これは、球面レンズでは得られない優れた性能を有することから重用されている。現在、ガラスから非球面レンズを製造する方法としては主に、ブランクを研削加工する方法とダイレクトプレスで作製する方法がある。しかし、研削加工は量産性が低く、またダイレクトプレス法は硝種の種類や大きさに制限があり設備が高価になるという欠点がある。
【０００４】
この欠点を解消するため、複合非球面レンズと呼ばれるものが開発された。これは、非球面を有する薄い（例えば、５〜１００μｍ）樹脂成形層と主体となるガラスレンズとからなる。主体となるガラスレンズは、球面又は粗い非球面を有する。両者はいずれも安価な製造コストで入手できる。このような樹脂接合型非球面レンズ、すなわち複合非球面レンズは、例えば、次のような製法により製造される。すなわち、所望の非球面を有する金型を水平に置き、この金型の中央部に所定量の紫外線硬化型樹脂液を垂らし、球面又は非球面を有するガラスレンズを金型上に載せ、ガラスレンズと金型とを一定間隔まで接近させ、樹脂液を紫外線を照射して硬化させ、硬化した樹脂がガラスレンズに接合して複合非球面レンズを得る。
【０００５】
上述した複合非球面レンズの製造方法によると、時として樹脂成形層に泡（気泡）が入ることがあった。泡は樹脂液と金型が接触する際に、外周部から接触し、接触した外周部よりも内側の部分に残った空気が逃げ場を失い空気溜まりとして存在してしまう。泡の入った製品は不良品となるので、従来の製法は良品率が低いという問題点があった。そこで、泡を入り難くすることにより良品率を向上させたものとして、特許第３１９１４４７号公報に記載のものが開発された。
【０００６】
特許第３１９１４４７号公報に記載の製造方法（従来の特許発明）は、
第１工程：球面又は粗い非球面を有するガラスレンズを水平に置く工程；
第２工程：前記ガラスレンズの中央部に所定量の放射線（紫外線）硬化型樹脂液を垂らす工程；
第３工程：前記ガラスレンズの天地を反転させる工程；
第４工程：前記ガラスレンズを「所望の非球面を有する金型」上に載せる工程；
第５工程：前記ガラスレンズと前記金型との間隔を所定値まで接近させる工程；
第６工程：前記ガラスレンズと前記金型との間に挟まれた前記樹脂液に放射線（紫外線）を照射することにより硬化させる工程；及び
第７工程：硬化して得られた樹脂成形層を前記金型との界面から剥離する工程；
からなるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の特許発明では、第２工程において「ガラスレンズの中央部に樹脂液を垂らす」と、この樹脂液が最終的に樹脂成形層を得るに足る量である場合、よほど樹脂液の粘度が高くないと、ガラスレンズの中央部から流れ落ちてしまい、あるいは次の第３工程の反転時に垂れ落ちてしまうおそれがあった。また、ガラスレンズの中央部の凸面の曲率半径が小さいほど流れ落ちてしまうものであった。例えば、中心厚１５０μｍで外径５１ｍｍの樹脂成形層を形成する場合、曲率半径Ｒ３７（ｍｍ）の凹レンズの中央部に粘度１０００ｃｐｓの樹脂液（樹脂成形層形成に必要な量は０．５２２ｇ）を０．１２３ｇ垂らし、この凹レンズを逆さにしたら樹脂液は垂れ落ちてしまった。また、中心厚２００μｍで外径５７ｍｍの樹脂成形層を形成する場合、曲率半径Ｒ９９（ｍｍ）の凸レンズの中央部に粘度１０００ｃｐｓの樹脂液（成形層形成に必要な量は０．３５５ｇ）を０．０９５ｇ垂らしたときに、逆さにすると垂れ落ちてしまった。
【０００８】
そこで、この発明は、従来の特許発明とは別の方法により、泡を入り難くすることにより良品率を向上させることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、所望の凹型の非球面を有する金型を水平にセットしてその非球面に紫外線硬化型樹脂液を滴下し、次いで非球面レンズの母材となる凸型のレンズを金型に接近させ紫外線硬化型樹脂液とふれる直前でレンズの移動を停止し、金型及びレンズを全体として傾斜させて紫外線硬化型樹脂液を流動させ、この流動し盛り上った紫外線硬化型樹脂液にレンズを点接触させた後にレンズを金型に対して所定の位置まで移動してレンズと金型との間に紫外線硬化型樹脂液を挟み込み、レンズと金型とで紫外線硬化型樹脂液を挟んだ状態で全体の傾斜を水平に戻し、次いで紫外線硬化型樹脂液に紫外線を照射して樹脂液を硬化させ、硬化して得られた樹脂成形層を金型との界面から剥離させるようにしたものである。また、非球面レンズの母材となる凹型のレンズを水平にセットしてその凹型面に紫外線硬化型樹脂液を滴下し、次いで所望の凸型の非球面を有する金型をレンズの凹型面にその非球面を対向させてセットしてレンズを金型に接近させ紫外線硬化型樹脂液とふれる直前でレンズの移動を停止し、金型及びレンズを全体として傾斜させて紫外線硬化型樹脂液を流動させ、この流動し盛り上った紫外線硬化型樹脂液に金型を点接触させた後にレンズを金型に対して所定の位置まで移動してレンズと金型との間に紫外線硬化型樹脂液を挟み込み、レンズと金型とで紫外線硬化型樹脂液を挟んだ状態で全体の傾斜を水平に戻し、次いで紫外線硬化型樹脂液に紫外線を照射して樹脂液を硬化させ、硬化して得られた樹脂成形層を金型との界面から剥離させるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の好適な実施例を図面を参照にして説明する。
【００１１】
図１では、所望の凹型の非球面１Ａを有する金型１を水平にセットしてその非球面１Ａに紫外線硬化型樹脂液１０を滴下し、次いで非球面レンズの母材となる凸型のガラス製レンズ２を金型１に接近させ紫外線硬化型樹脂液１０とふれる直前でレンズ２の移動を停止させる。このレンズ２が金型１に接近した状態から、図２に示すように金型１及びレンズ２を全体として角度α分傾斜させて紫外線硬化型樹脂液１０を図面上左手方向へ流動させる。樹脂液１０が金型１の傾斜により流動し盛り上った状態において、レンズ２を金型１に対して接近させてレンズ２と樹脂液１０とを狭い範囲で接触、いわば点接触させる。この点接触状態からさらにレンズ２を金型１に対して所定の位置まで移動して、レンズ２と金型１とで紫外線硬化型樹脂液１０を挟み込む。
【００１２】
前記レンズ２と金型１とで紫外線硬化型樹脂液１０を所定の間隔で挟んだ状態で全体の傾斜を水平に戻し、次いで紫外線硬化型樹脂液１０に紫外線２０を照射して樹脂液１０を硬化させる（図３参照）。このようにして紫外線２０を照射すると、樹脂液１０は硬化して樹脂成形層１０Ａを形成する。このようにして硬化して得られた樹脂成形層１０Ａを金型１との界面から剥離させてレンズ２に樹脂成形層１０Ａを形成した複合非球面レンズを得ることができる。
【００１３】
前記レンズ２と金型１との全体の傾斜角度αは、３０〜４０度とするのが好ましい。傾斜角度が３０度未満であると樹脂液１０の流動に時間がかかりすぎ、傾斜角度が４０度を超えてしまうと逆に樹脂液１０の所定時間における流動流量が多くなり、レンズ２と樹脂液１０とが点接触することが難しくなる。
【００１４】
ここで用いた紫外線硬化型樹脂液１０は、粘度１０００〜１３００ｃｐｓのものと粘度１０００〜２５００ｃｐｓのものが好適に用いられる。
【００１５】
形成される樹脂成形層１０Ａの中心厚は５〜３００μｍ程度である。また、その外径もφ１５〜６０ｍｍ程度である。この発明の製造方法では、樹脂成形層１０Ａの中心厚が１００μｍを超えるものでも製造可能かつ容易である。
【００１６】
前記レンズ２は樹脂成形層１０Ａとの接着力を向上させるため表面に予めシランカップリング処理を施しておく。シランカップリング剤は２重量％エタノール溶液に稀釈して使用することができる。
【００１７】
従来の方法、すなわちこの発明の図２に示すような傾斜させる工程を経ない場合には、樹脂液１０を金型１の非球面１Ａ上に垂らすと樹脂液１０の重みで水平に広がり、表面はほぼ平らになってしまい、平らな樹脂液１０に上からレンズ２を接触させると、樹脂液１０とレンズ２が最初に接触する面積が広くなり、すなわち面接触するため、金型１とレンズ２との間に存在した空気は逃げ遅れて泡となり、気泡の混入を避けられなかったものと思われる。これに対し、この発明のように全体を傾斜させて金型１の非球面１Ａに滴下した樹脂液１０を流動させて盛り上った樹脂液１０にレンズ２を狭い範囲で接触、いわば点接触させた後に樹脂液１０をレンズ２の金型１の接近とともに均一にレンズ２に被覆させていくことになる。すなわち、この発明では樹脂液１０とレンズ２が最初に接触する面積は狭くなり（いわば点接触）、そのため間に存在した空気は逃げ遅れることがなく、泡が入ることはない。上述した方法により複合非球面レンズを製造した結果、従来の方法によった場合の不良率が３割程度であったのが、この発明の方法によればほぼ１００％気泡の混入が見られなかった。
【００１８】
図４以下に示す実施例は、凸型の非球面を有する金型１１と、これに対応する凹型のガラス製レンズ２１を用いた複合非球面レンズの製造方法を示すものである。すなわち、非球面レンズの母材となる凹型のレンズ２１を水平にセットしてその凹型面に紫外線硬化型樹脂液１０を滴下し、次いで所望の凸型の非球面１１Ａを有する金型１１をレンズ２１の凹型面にその非球面１１Ａを対向させてセットしてレンズ２１を金型１１に接近させ紫外線硬化型樹脂液１０とふれる直前でレンズ２１の移動を停止する（図４参照）。
【００１９】
次いで、金型１１及びレンズ２１を全体として角度α分傾斜させて紫外線硬化型樹脂液１０を流動させる。この流動し盛り上った紫外線硬化型樹脂液１０に金型１１を狭い範囲で接触、いわば点接触させる。すなわち、レンズ２１を金型１１に接近させてレンズ２１の凹型面の樹脂液１０の盛り上った個所を金型１１の非球面１１Ａに接触させる。しかる後、レンズ２１を金型１１に対して所定の位置まで移動してレンズ２１と金型１１との間に紫外線硬化型樹脂液１０を挟み込む。レンズ２１と金型１１とで紫外線硬化型樹脂液１０を挟んだ状態で全体の傾斜を水平に戻し、次いで紫外線硬化型樹脂液１０に紫外線２０をレンズ２１側から照射して樹脂液１０を硬化させる。このようにして硬化して得られた樹脂成形層１０Ａを金型１１との界面から剥離させることにより、複合非球面レンズを得ることができる。
【００２０】
図４ないし図７に示す製造方法においても、樹脂成形層１０Ａに泡（気泡）が入ることがなく、良品率がほぼ１００％に近づいた。
【００２１】
上述したいずれの実施例においても、使用する紫外線硬化型樹脂液１０は、その粘度が１０００〜２５００ｃｐｓであることが製造効率上望ましかった。あまり粘度が高いと傾斜させたときに流動し盛り上るのに時間がかかりすぎ、反対に粘度が低すぎると傾斜させたときにすぐに流れ落ちてしまうおそれがある。
【００２２】
また、いずれの実施例においても、金型１，１１の非球面１Ａ，１１Ａにはニッケルメッキを施すのが好ましい。このように表面を処理することにより、樹脂成形層１０Ａを形成した後の剥離が容易となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、紫外線硬化型樹脂液とレンズとが点接触し、あるいは凹型のレンズに滴下した樹脂液が金型の非球面に点接触し、この状態でレンズを金型に接近させることにより、樹脂液中に泡が入ることがなくなり、良品率が向上する。特に、この発明では、前述した従来の特許発明に比べて非球面量の大きいレンズや樹脂成形層の中心厚の厚いレンズでも製造が可能かつ容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】凹型の非球面を有する金型の非球面に紫外線硬化型樹脂液を滴下した状態を示す断面図。
【図２】金型及びレンズを一定角度傾斜させた状態を示す断面図。
【図３】レンズを金型に一定間隔まで接近させ、水平に戻して樹脂液に紫外線を照射する状態を示す断面図。
【図４】レンズとして凹型レンズを用いた場合にこのレンズの凹型面に樹脂液を滴下した状態を示す別の実施形態の断面図。
【図５】図４の状態から全体を一定角度傾斜させた状態の断面図。
【図６】レンズを金型に接近させて流動し盛り上った樹脂液に金型の非球面を点接触させた状態の断面図。
【図７】紫外線照射状態の断面図。
【符号の説明】
１，１１  金型
１Ａ，１１Ａ  非球面
２，２１  レンズ
１０  紫外線硬化型樹脂液
１０Ａ  樹脂成形層
２０  紫外線
【図１】
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【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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