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JPH04161305A - レンズの製造方法及び製造装置 - Google Patents

レンズの製造方法及び製造装置

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Publication number
JPH04161305A
JPH04161305A JP2286965A JP28696590A JPH04161305A JP H04161305 A JPH04161305 A JP H04161305A JP 2286965 A JP2286965 A JP 2286965A JP 28696590 A JP28696590 A JP 28696590A JP H04161305 A JPH04161305 A JP H04161305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
filter
ultraviolet
mold
glass blank
Prior art date
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Pending
Application number
JP2286965A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Arai
隆 新井
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2286965A priority Critical patent/JPH04161305A/ja
Priority to US07/780,992 priority patent/US5269867A/en
Publication of JPH04161305A publication Critical patent/JPH04161305A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B29C37/005—Compensating volume or shape change during moulding, in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0288—Controlling heating or curing of polymers during moulding, e.g. by measuring temperatures or properties of the polymer and regulating the process
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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    • B29C70/78—Moulding material on one side only of the preformed part
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
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    • B29D11/00442—Curing the lens material
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    • B29K2091/00—Use of waxes as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、紫外線硬化性樹脂を用いてレンズを製造する
方法及び製造装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、ガラスブランク上に樹脂層を積層した構成の非球
面レンズの製造方法は、特開昭６０−５６５４４号公報
、特開昭６０−２４３６０１号公報等により知られてい
る。
第９図はこれら従来例を示しており、図中６１はガラス
ブランク、６３は金型であり、６２は紫外線硬化樹脂層
、Ｕは紫外線である。第９図に示されるように所望形状
を有するガラスブランク６１と金型６３との間に樹脂層
６２を形成すべき紫外線硬化性樹脂に紫外線Ｕを照射し
て硬化し、金型６３を樹脂層６２から分離してガラスブ
ランク上に樹脂層を有するレンズを得ていた。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前言己従来法では第２図、第３図に示すように
光源から均一な平行光が照射されたとしても、金型面及
びガラスブランク面での反射光成分により結果的にレン
ズ面内の照度分布が不均一になってしまう。照度分布が
不均一であると、紫外線硬化性樹脂の硬化速度の分布が
不均一になる。
その結果、照度の強い部分は先に硬化を完了し、弱い部
分は後から硬化を完了するため、硬化樹脂層に応力が発
生して面精度を悪化させてしまう欠点があった。また、
先に硬化する照度の強い部分は硬化収縮分を補うため回
りの未硬化部分の樹脂を吸収しながら硬化が進むため、
後から硬化する照度の弱い部分は硬化収縮分の樹脂量が
不足してヒケ等の欠陥が生じるという欠点があった。
従って、本発明の目的は、樹脂層全体が均一な速度で硬
化するため、応力発生がな（面積度に優れ、しかもヒケ
等の欠陥がないレンズが得られるレンズの製造方法を提
供することにある。
［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、球面又は非球面レンズ形状が形成
されたレンズ金型に紫外線硬化性樹脂を滴下した後、中
央部と外周部とで光線透過率の異なるフィルターを光源
と該レンズ金型との間に挿入した状態で紫外線を照射し
て該樹脂を硬化することを特徴とするレンズの製造方法
、並びに、球面又は非球面レンズ形状が形成されたレン
ズ金型、該レンズ金型の上方又は下方に設けられた紫外
線照射装置、該レンズ金型に紫外線硬化性樹脂を滴下す
る滴下装置と、中央部と外周部とで光線透過率が異なる
フィルター及び該紫外線照射装置と該レンズ金型との間
に該フィルターを挿入・取り出し可能な駆動装置を備え
たフィルター装置とから成ることを特徴とするレンズ製
造装置である。
本発明においては、中央部と外周部とで光線透過率の異
なるフィルターを用いることによって、金型面及びガラ
スブランク面からの反射光も加味された真の照度分布を
均一にして、ヒケ及び応力発生が少ない、高い面精度を
持つレンズを得ている。更に、フィルターに光拡散性を
持たせることによって、真の照度分布をより均一にして
より高精度のレンズを得ている。
［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
第１図に本発明の装置の１例を示す。同図において、ｌ
は中央部と外周部とで光線透過率の異なるフィルター、
２はフィルターを挿入・取り出しするフィルター駆動装
置、３は紫外線照射装置、４は紫外線硬化性樹脂を滴下
する滴下装置、５はレンズ面が最終レンズ形状に鏡面加
工されたレンズ金型、６は紫外線硬化性樹脂層、７は所
望のレンズ形状に加工されたガラスブランクである。
次に、第１図により装置動作を説明する。まず、レンズ
金型５のレンズ面中央に滴下装置４により紫外線硬化性
樹脂を適量滴下する。滴下終了後ガラスブランク７を紫
外線硬化性樹脂の上に載せる。この時、紫外線硬化性樹
脂はレンズ金型のレンズ面とガラスブランクの下面とに
挟まれ両面に均一に広がり密着して紫外線硬化性樹脂層
６となる。その後、フィルター駆動装置２によりフィル
ターｌを紫外線照射装置３とガラスブランク７との間に
挿入する。フィルターを挿入した状態で紫外線照射装置
により紫外線を照射する。照射された紫外線はフィルタ
ーを透過し次いでガラスブランクを透過して紫外線硬化
性樹脂層６に至り硬化樹脂層を形成する。
第２図は上記フィルターを使用しない従来例における光
線の軌跡を表わしている。同図において、５はレンズ金
型、６は紫外線硬化性樹脂層、７はガラスブランクであ
り、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｎはレンズ金型面上の位置を示す
。金型面中央のＡには直接紫外線照射装置から光線Ｇが
照射される他に、紫外線照射装置から金型面外周部に照
射された光線Ｈも金型面のり、Ｎ及びガラスブランク面
のに、Ｌで多重反射して照射される。また、金型面中央
付近のＢにも直接紫外線照射装置から光線Ｆが照射され
る他に、金型面外周部に照射された光線工も多重反射し
て照射される。
第３図は第２図（従来例）で示した紫外線硬化性樹脂層
６内での径方向の光強度分布を示しており、同図におい
て横軸はレンズ径方向の位置を表わし、縦軸は光強度ｍ
Ｊ／ｃｍ２を表わす。同図より明らかなように、レンズ
中央のＡ及び中央付近のＢはレンズ外周部のＣ及びＤに
比べ光強度が著しく強くなっている。
第４図は上記フィルターを使用した本発明における光線
の軌跡を表わしている。同図において、１１はフィルタ
ー中央部、１２はフィルター外周部、５はレンズ金型、
６は紫外線硬化性樹脂層、７はガラスブランクであり、
ｏ、Ｐはレンズ金型面上の位置を示す。紫外線照射装置
からの光線Ｒはフィルター中央部１１を透過して金型面
中央の０に至る。また、別の光線Ｓはフィルター外周部
１２を透過して金型面のＰに至ると共に、金型面のＰで
反射した光線Ｔがガラスブランク面で更に反射して金型
面のＯに至る。この場合の光強度はフィルター透過前で
は Ｒ＝Ｓ であるが、フィルター透過後では樹脂層６の中央部には
多重反射により入り込む光があるので、本発明において
はフィルターの中央部と外周部とで光線透過率を変えて
（Ｒ′＜Ｓ’　）、樹脂層の中央部と外周部とで光強度
が Ｒ′　＋ΣＣｉ　→Ｓ′ ΣＣ１：多重反射により入り込む光 の総和 とほぼ等しくなるようにしている。
第５図は第４図（本発明）で示したフィルターを用いた
場合の紫外線硬化性樹脂層６内での径方向の光強度分布
を示しており、同図において縦軸は光強度ｍ　Ｊ　／　
ｃ　ｍ　”を表わし、横軸はレンズ径方向の位置を表わ
している。同図より明らかなように、レンズ中央のＯと
外周部のＰとで光強度がほぼ同じになっている。
第６図は本発明に用いるフィルターの平面正視図である
。同図において１１はフィルター中央部、１２はフィル
ター外周部、１３は枠である。
金型が凹面の場合には光線透過率を中央部１１で低くし
外周部１２で高くする。金型が凸面の場合にはその逆と
する。また、第６図のフィルターでは光線透過率を中央
部と外周部とで二段に分けているが、レンズ形状によっ
ては多段に分ける場合もある。
第７区に本発明のフィルターの断面形状を示す。同図に
おいて１４はレンズ金型中央部をカバーする大きさのフ
ィルタ一部材、１５ばレンズ金型全体をカバーする大き
さのフィルタ一部材、１６は保持枠、１７は空気層であ
る。第６図及び第７図に示すフィルターの形状は１つの
例であり、この他の形状であっても紫外線透過率を中央
部と外周部で変えたものであれば使用できる。
第８図に本発明に用いる他のフィルターの断面形状を示
す。このフィルターは第４図及び第６図で示したフィル
ターの両側の表面Ｍに光拡散処理をしたものである。ま
た、光拡散処理をする代わりにフィルター素材の内部に
光拡散剤を入れたものも用いられる。
表１は、従来法と本発明の方法とによって製造されたレ
ンズの面精度を比較した表である。使用したレンズは外
径φ１６ｍｍ、レンズ金型はＲ１６，２５ｍｍ、ガラス
ブランクはＲ１６，２５ｍｍ、Ｒ２０ｍｍの両凸レンズ
であり、ガラスブランクのＲ１６，２５ｍｍ面側にアク
リル系紫外線硬化性樹脂層を３０ｕｍの厚みで積層した
。
従来法では中央部にクセが生じている（第１１図参照）
。これは前述のように中央部と外周部とで光強度が異な
ることによる。従来法により製造されたレンズは、要求
されるレンズ精度が特に高くないものには十分使用可能
であるが、例えばビデオカメラレンズや一眼レフ交換レ
ンズ等のように高精度を要求されるものには使用不可能
である。
表１において、実施例（１）は本発明の方法により樹脂
層を形成したものである。フィルターは透明アクリル板
を用い、中央部φ１０ｍｍ内を２０　ｍ　Ｗ　／　ｃ　
ｍ　”とし、外周部φ１０ｍｍ〜φ１６ｍｍを３０ｍＷ
／ｃｍ”とした。成形されたレンズの面精度を測定した
結果、従来法に見られた中央部のクセはほとんどなくな
っていた（第１２図参照）。
実施例（２）も本発明であり、実施例（１）のフィルタ
ーの両面に光拡散性のマット処理を施して成形したもの
である。成形されたレンズは、中央部と外周部の光強度
を実施例（１）と同じにしたにもかかわらず中央部の面
精度が実施例（１）より高精度化されている（第１３図
参照）。これは拡散面での光の拡散によって光強度分布
がより均一になったためである。
実施例（３）も本発明であり、紫外線照射を以下の２ス
テツプで行なった。最初のステップでは実施例（２）と
同じ光拡散性フィルターを使用し、光強度を中央部３　
ｍ　Ｗ　／　ｃ　ｍ　’　、外周部５　ｍ　Ｗ　／　ｃ
　ｍ　”として２分間照射した。次のステップでは拡散
性フィルターを外し、中央部、外周部ともに光強度１０
０ｍＷ／ｃｍ”として１分間照射した。得られたレンズ
は実施例（２）と同等の良好な面精度を有していた（第
１４図参照）。なお、全硬化時間は６分から３分に短縮
されている。
表１の結果から明らかなように、本発明の方法により、
ビデオレンズ、−眼レフ交換レンズ等の高精度レンズに
も光学機能面で十分対応できるレンズが作成できるよう
になった。
第１０図は他の実施例を示す。同図において、１８はレ
ンズ金型の開口窓である。紫外線照射装置３から出た紫
外線は、中央部と外周部で光線透過率の異なるフィルタ
ー１を通り、開口窓１８に進行する。次いで光は開口窓
１８から光透過性材料例えば石英で作られたレンズ金型
５の内部を進行し、紫外線硬化性樹脂層６へ達する。紫
外線を金型を通して照射することにより、多重反射の影
響が少なくなった。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、紫外線硬化性樹
脂層の実質的な光強度分布が均一化されるため、ヒケ、
応力の発生がなく高精度のレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の１例を示す概略断面図である。 第２図は従来法における光線軌跡を表わす図である。 第３図は従来法における光強度分布図である。 第４図は本発明における光線軌跡を表わす図である。 第５図は本発明における光強度分布図である。 第６図は本発明に用いるフィルターの１例を示す概略平
面上視図である。 第７図は本発明に用いるフィルターの１例を示す概略断
面図である。 第８図は本発明に用いるフィルターの他の１例を示す概
略断面図である。 第９図は従来法に用いる装置を示す概略断面図である。 第１０図は本発明の装置の他の１例を示す概略断面図で
ある。 第１１図ないし第１４図はそれぞれ従来例、本発明実施
例（１）、（２）、（３）で得られたレンズのニュート
ンリングを表わす図である。 １：フィルター、 ２：フィルター駆動装置、 ３：紫外線照射装置、 ４：滴下装置、 ５：レンズ金型、 ６：紫外線硬化性樹脂、 ７：ガラスブランク、 １１：フィルター中央部、 １２：フィルター外周部、 １３：枠、 Ｍ：フィルター表面 １４：レンズ金型の中央部をカバーする大きさのフィル
タ一部材、 １５：レンズ金型全体をカバーする大きさのフィルタ一
部材、 １６：保持枠、 １７：空気層、 ６１ニガラスブランク、 ６２：紫外線硬化樹脂層、 ６３：金型、 Ｕ：紫外線。 代理人　　弁理士　　山　下　穣　平 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ！残層ｍＪ／ｃｒｎ２ 第６図 第７図 第８図 第　９　図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）球面又は非球面レンズ形状が形成されたレンズ金
    型に紫外線硬化性樹脂を滴下した後、中央部と外周部と
    で光線透過率の異なるフィルターを光源と該レンズ金型
    との間に挿入した状態で紫外線を照射して該樹脂を硬化
    することを特徴とするレンズの製造方法。
  2. （２）前記硬化は、前記紫外線硬化性樹脂上に所望のレ
    ンズ形状に加工されたガラスブランクを載せた後行なう
    ことを特徴とする請求項１記載のレンズの製造方法。
  3. （３）前記フィルターは、光拡散性フィルターであるこ
    とを特徴とする請求項１又は２記載のレンズの製造方法
    。
  4. （４）前記硬化は、最初の適当時間はフィルターを挿入
    した状態で、後の適当時間はフィルターを取り出した状
    態で行なうことを特徴とする請求項１、２又は３記載の
    レンズの製造方法。
  5. （５）球面又は非球面レンズ形状が形成されたレンズ金
    型、該レンズ金型の上方又は下方に設けられた紫外線照
    射装置、該レンズ金型に紫外線硬化性樹脂を滴下する滴
    下装置と、中央部と外周部とで光線透過率が異なるフィ
    ルター及び該紫外線照射装置と該レンズ金型との間に該
    フィルターを挿入・取り出し可能な駆動装置を備えたフ
    ィルター装置とから成ることを特徴とするレンズ製造装
    置。
  6. （６）前記フィルターは、光拡散性フィルターであるこ
    とを特徴とする請求項５記載のレンズ製造装置。
  7. （７）請求項１または３記載の方法により得られた、樹
    脂から成る精密レンズ。
  8. （８）請求項２または３記載の方法により得られた、ガ
    ラスブランク上に樹脂層を被覆して成る精密レンズ。
JP2286965A 1990-10-26 1990-10-26 レンズの製造方法及び製造装置 Pending JPH04161305A (ja)

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