JP2005060657A - ハイブリッドレンズ用樹脂組成物、ハイブリッドレンズ及びレンズ系 - Google Patents

Abstract

【課題】 厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することができる技術を提供する。
【解決手段】 ラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有するハイブリッドレンズ用樹脂組成物とする。ラジカル重合性モノマーとして、特定のジ（メタ）アクリレート化合物と特定のモノ（メタ）アクリレート化合物を用いることが好ましい。ガラスレンズ母材と非球面形状を転写するガラス型とを対向配置したハイブリッドレンズ成形型を用い、これらの間にハイブリッドレンズ用樹脂組成物を充填し、ガラスレンズ母材とガラス型の両側から紫外線を照射してガラスレンズ母材上に樹脂層が接合したハイブリッドレンズを製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラスレンズ母材に樹脂層を接合したハイブリッドレンズの製造技術に関する。

従来から、各種光学機器において、レンズや反射鏡等の光学素子の高性能化、小型軽量化、低コスト化を図るために非球面を有する光学素子の使用が盛んである。特に液晶プロジェクタ用投射レンズは、画像を近距離で高拡大する必要があるため高度な光学系となり、収差補正に必要なレンズが多数必要となる。また、光学系の最後のレンズは大口径となる。

非球面レンズを用いて光学系を構成すると、収差補正に必要なレンズ枚数を球面レンズだけで構成した場合と比較して大幅に減らすことができる。非球面レンズの非球面量が大きくなれば、削減することができるレンズの数も増加するが、非球面量が大きい非球面レンズ、特に大口径の非球面レンズを製造することは、従来極めて困難であった。
非球面レンズの製造方法としては、ガラスレンズを精密研削・研磨する方法があるが、製造コストが非常に高いという問題がある。

その他の非球面レンズの製造方法として、球面ガラスレンズの上に非球面形状の樹脂層を重ねて形成する製造方法が知られており、このような非球面レンズはハイブリッドレンズと呼ばれている。

ハイブリッドレンズの製造方法は、球面ガラスレンズを母材として、非球面形状を転写する成形金型と組み合わせ、母材と成形金型との間に紫外線硬化性樹脂組成物を充填し、母材側から紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させた後、成形金型を脱離して、母材に成形金型からの転写で非球面形状が形成された樹脂層を接合することが一般的である。

このようなハイブリッドレンズを製造する技術として、以下の特許文献１〜特許文献４が知られている。
特開昭６２―２５８４０１号公報 特公平６−９３０４３号公報 特開平５−３４５０９号公報 特開２００２−２２８８０５号公報

しかしながら、従来の紫外線硬化性樹脂組成物では、ガラスレンズ母材上で樹脂を硬化させた後、成型金型を離型する際に、ガラスレンズ母材が割れる場合があった。また、保管時の環境温度変化による熱応力のためにガラスレンズ母材面と樹脂層とが剥離してしまい、光学特性を維持することができない場合があった。これらの現象は、特に大口径で樹脂層が厚い場合に顕著であり、これまで口径６０ｍｍ以上で最大樹脂層厚が８５０μｍ以上のものは事実上作製できなかった。そのため、例えば特許文献４に示されているように、非球面形状を硬化成型する際の成型型に工夫を加えたりしなければならなかった。さらに、最大樹脂層厚が最小樹脂層厚の４倍以上になるようなレンズ、所謂偏肉性の強いハイブリッドレンズは硬化成型すらほとんど不可能であった。樹脂層の厚みに関しては、従来、１０〜３００μｍ程度であり、最大でも１ｍｍ程度である。また偏肉差としては、従来、最大厚み／最小厚みの比が３以下である。
そのため、樹脂層の形成によって非球面量の大きな樹脂層を有するハイブリッドレンズを製造することはできず、非球面レンズとしての性能は不十分であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することができるハイブリッドレンズ用樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量が大きく、高性能なハイブリッドレンズを製造することができるハイブリッドレンズの製造方法を提供することを目的とする
また、本発明は、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量が大きく、高性能なハイブリッドレンズを提供することを目的とする。
更に、本発明は、かかる非球面量が大きく、高性能なハイブリッドレンズを用いたレンズ系を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１に、ガラスレンズ母材に樹脂層を接合してなるハイブリッドレンズの前記樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物が、ラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有することを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物を提供する。

シランカップリング剤は、ガラスレンズ母材と樹脂層との密着性を向上させることができるばかりでなく、重合収縮に伴うガラスレンズ母材への応力を軽減するため樹脂層を軟化させた場合に障害となる樹脂層の表面硬度を向上させ、実用性を与えることが可能である。その結果、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することが可能となった。

本発明は、第２に、上記第１のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、前記ラジカル重合性モノマーが、下記Ａ成分及びＢ成分を含有することを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物を提供する。
Ａ成分：下記一般式（Ｉ）で示されるジ（メタ）アクリレート化合物

（式中、Ｒ^１は水素またはメチル基、ｍは２〜５の整数、ｎは１〜１６の整数を表す。）
Ｂ成分：下記一般式（ＩＩ）で示されるモノ（メタ）アクリレート化合物

（式中、Ｒ^２は水素またはメチル基、Ｒ^３は炭素原子数が５〜１６の脂環式炭化水素基を表す。）

Ａ成分のジ（メタ）アクリレート化合物は、樹脂層を軟化させ、重合収縮に伴うガラスレンズ母材への応力を軽減させ、耐久性を与える機能を有し、Ｂ成分のモノ（メタ）アクリレート化合物は、ハイブリッドレンズとして必要な面精度を向上させる機能を有する。ラジカル重合性モノマーとしてこれらのアクリレート化合物を用いることにより、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することが可能である。

本発明は、第３に、上記第２のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、前記ラジカル重合性モノマーが、更に下記Ｃ成分を含有することを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物を提供する。
Ｃ成分：１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するウレタンポリ（メタ）アクリレート又は１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するエポキシポリ（メタ）アクリレート
このＣ成分を配合することにより、樹脂層に必要な耐熱性を与えることができる。

本発明は、第４に、上記第２のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、前記Ａ成分の含有量が３０〜９０重量部、前記Ｂ成分の含有量が５〜４０重量部であることを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物を提供する。

Ａ成分を主成分とし、Ｂ成分を適宜配合することにより、樹脂層を軟化させ、重合収縮に伴うガラスレンズ母材への応力を軽減させると共に、必要な面精度を確保できるため、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することができる。

本発明は、第５に、上記第３のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、前記Ｃ成分の含有量が５〜５０重量部であることを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物を提供する。
Ｃ成分を適宜配合することにより、樹脂層に必要な耐熱性を与え、硬度を向上させることができる。

本発明は、第６に、上記第１のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、前記シランカップリング剤の含有量が１〜１０重量部であることを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物を提供する。
シランカップリング剤の含有量が少なすぎると効果が発現しない場合があり、含有量が多すぎると重合反応の進行が速くなり、キャビティへの注入作業性が極度に低下する場合がある。

本発明は、第７に、ガラスレンズ母材と、前記ガラスレンズ母材とほぼ同じ直径を有し、非球面形状を転写するガラス型とを対向配置し、これらの側面に粘着テープを貼着して前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙を封止してハイブリッドレンズ成形型を組み立てる型組立工程を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法を提供する。

非球面形状を転写する成形型をガラス型とすることによって、紫外線をガラスレンズ母材とガラス型の両側から照射することができる。両側から紫外線を照射することによって、厚みのある部分に対してもその中心へ十分な量の紫外線を供給できるため、重合歪みの発生を可及的に抑制し、樹脂層に剥がれや割れなどの発生が抑制されると共に、光学的な歪みの発生も抑制される。これにより、厚みのある樹脂層を形成できる。また、ガラスレンズ母材とほぼ同じ直径を有するガラス型を対向配置し、これらの側面に粘着テープを貼着してガラスレンズ母材と成形型の間の空隙を封止してハイブリッドレンズ成形型を組み立てる粘着テープ封止方法によって、厚い樹脂層を形成できるキャビティを容易に形成できる。更に、粘着テープが両側からの紫外線照射を遮断することがないため、樹脂層の周縁部においても十分な紫外線量を照射することができ、周縁部に厚い樹脂層を形成する場合でも重合歪みの発生を抑制することができる。

本発明は、第８に、上記第７のハイブリッドレンズの製造方法において、前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙の最大厚みが１〜１０ｍｍの範囲であり、有効径内での前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙の最大厚み／最小厚みの比が４以上２０以下であることを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法を提供する。

成形型をガラス型とすることによって、紫外線をガラスレンズ母材とガラス型の両側から照射することができるため、厚みのある部分に対してもその中心へ十分な量の紫外線を供給できる。その結果、厚く、偏肉差が大きいキャビティに充填された紫外線硬化性樹脂組成物に対して、重合歪みの発生が可及的に抑制され、剥がれや割れなどの発生が抑制できると共に、光学的な歪みが抑制されるため、厚く、偏肉差が大きい樹脂層を形成することができる。

本発明は、第９に、上記第７のハイブリッドレンズの製造方法において、前記型組立工程後、前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙に紫外線硬化性樹脂組成物を充填する注入工程と、前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙に充填されている前記紫外線硬化性樹脂組成物に前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型の両側から紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させる硬化工程とを有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法を提供する。

紫外線をガラスレンズ母材とガラス型の両側から照射することによって、厚みのある部分に対してもその中心へ十分な量の紫外線を供給でき、その結果、厚く、偏肉差が大きいキャビティに充填された紫外線硬化性樹脂組成物が硬化する際に、重合歪みの発生が可及的に抑制され、剥がれや割れなどの発生や光学的な歪みの発生が抑制されるため、厚く、偏肉差が大きい樹脂層を形成することができる。

本発明は、第１０に、上記第９のハイブリッドレンズの製造方法において、前記硬化工程後、前記紫外線硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移点温度以上の温度に加熱しながら前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型とを接近させるような圧力を加えるアニーリング工程を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法を提供する。

紫外線による重合硬化後、硬化樹脂のガラス転移点温度以上に加熱しながら加圧することによって、樹脂層を軟化させながらガラス型の非球面形状を精度良く転写することができる。

本発明は、第１１に、上記第９のハイブリッドレンズの製造方法において、前記硬化工程の前に、紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂組成物をゲル化させる予備硬化工程を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法を提供する。

紫外線照射によるほぼ完全な硬化前に、紫外線を紫外線硬化性樹脂組成物に対して照射してゲル化させる予備硬化を行うことによって、重合を均一に進行させることができるため、重合歪みの発生を更に抑制することができる。

本発明は、第１２に、上記第７のハイブリッドレンズの製造方法において、シランカップリング剤で処理した前記ガラスレンズ母材を用いることを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法を提供する。

ガラスレンズ母材の種類によっては樹脂組成物にシランカップリング剤を配合しただけでは、樹脂層のガラスレンズ母材への密着性が良くない場合もあり、そのため、ガラスレンズ母材をシランカップリング剤で処理しておくことが望ましい。

本発明は、第１３に、ガラスレンズ母材の表面にラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有するハイブリッドレンズ用樹脂組成物から形成された樹脂層が接合されてなることを特徴とするハイブリッドレンズを提供する。

シランカップリング剤を配合した樹脂組成物を用いることにより、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することが可能となった。

本発明は、第１４に、上記第１３のハイブリッドレンズにおいて、前記樹脂層の最大厚みが１〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とするハイブリッドレンズを提供する。
シランカップリング剤を配合した樹脂組成物を用いることにより、このような厚みのある樹脂層を形成することが可能となった。

本発明は、第１５に、上記第１４のハイブリッドレンズにおいて、前記樹脂層の有効径内での最大厚み／最小厚みの比が４以上２０以下であることを特徴とするハイブリッドレンズを提供する。
シランカップリング剤を配合した樹脂組成物を用いることにより、このような偏肉性の大きな樹脂層を形成することが可能となった。

本発明は、第１６に、ガラスレンズ母材の表面にラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有するハイブリッドレンズ用樹脂組成物から形成された樹脂層が接合されてなるハイブリッドレンズを用いたことを特徴とするレンズ系を提供する。

シランカップリング剤を配合したことによる厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズをレンズ系に用いることにより、例えば非常に広角な投射レンズを構成する場合に、収差補正に必要なレンズの枚数を削減し、高性能でコンパクトな投射レンズを構成することができる。

本発明は、第１７に、上記第１６のレンズ系において、前記ハイブリッドレンズの樹脂層の最大厚みが１〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とするレンズ系を提供する。
このような最大厚みの樹脂層を有し、非球面量を大きくすることができるハイブリッドレンズを用いることにより、収差補正に必要なレンズの枚数を削減し、高性能でコンパクトな光学系を構成することができる。

以下、本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物、ハイブリッドレンズの製造方法、ハイブリッドレンズ及びレンズ系の実施の形態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。
本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物は、球面ガラスレンズの上に非球面形状の樹脂層を重ねて形成したハイブリッドレンズの樹脂層を形成するために用いられる。本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物は、ラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有する。

ラジカル重合性モノマーは、ラジカル重合、硬化することによりハイブリッドレンズの樹脂層を形成する主成分である。本発明におけるラジカル重合性モノマーは、Ａ成分として、下記一般式（Ｉ）で示されるジ（メタ）アクリレート化合物を含有することが好ましい。
Ａ成分：

但し、式中、Ｒ^１は水素またはメチル基、ｍは２〜５の整数、ｎは１〜１６の整数を表す。

Ａ成分の一般式（Ｉ）で示されるジ（メタ）アクリレート化合物は、本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物の主成分であり、樹脂層をゴム状に軟化させ、重合収縮に伴うガラスレンズ母材への応力を軽減させ、耐久性を与える機能を有する。

一般式（Ｉ）で示されるジ（メタ）アクリレート化合物の具体例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ノナエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリエチレングリコールのジ（メタ）アクリレート化合物；プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ノナプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリプロピレングリコールのジ（メタ）アクリレート化合物；ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ノナブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ドデカブチレングリコールジメタクリレート等のポリブチレングリコールのジ（メタ）アクリレート化合物；１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，１４−テトラデカメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのカプロラクトン付加物のジ（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物におけるＡ成分の含有量は、３０〜９０重量部、特に５０〜８０重量部の範囲が良い。Ａ成分の含有量が少なすぎると、樹脂層に十分な可撓性が得られず、環境温度変化に対応する耐熱性が不十分であり、かつ吸水量の抑制もできない場合がある。一方、含有量が多すぎると、表面硬度の低下が著しくなる場合がある。

また、本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物におけるラジカル重合性モノマーは、Ｂ成分として、下記一般式（ＩＩ）で示されるモノ（メタ）アクリレート化合物を含有することが好ましい。

但し、式中、Ｒ^２は水素またはメチル基、Ｒ^３は炭素原子数が５〜１６の脂環式炭化水素基を表す。

Ｂ成分の一般式（ＩＩ）で示されるモノ（メタ）アクリレート化合物は、重合硬化した樹脂層のハイブリッドレンズとして必要な面精度を向上させる機能を有する。
モノ（メタ）アクリレート化合物の具体例としては、シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、トリメチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ノルボルニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、トリシクロ（５，２，１，０^２，６）デカン−８−イル（メタ）アクリレートを挙げることができる。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物におけるＢ成分の含有量は、５〜４０重量部、特に１０〜３０重量部の範囲が良い。Ｂ成分の含有量が少なすぎると、十分な面精度を得ることができない場合があり、一方含有量が多すぎると、レンズの耐熱性が低下する場合がある。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物におけるラジカル重合性モノマーには、Ｃ成分として、１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するウレタンポリ（メタ）アクリレート又は１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するエポキシポリ（メタ）アクリレートを含有することが好ましい。Ｃ成分は、樹脂層に耐熱性を付与し、適宜な硬度を与える成分である。

Ｃ成分の１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するウレタンポリ（メタ）アクリレートとしては、ヒドロキシル基を含有する（メタ）アクリレートと分子内に２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物とのウレタン化反応生成物が挙げられる。

分子内に少なくとも２個のイソシアネート基を有するポリイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物の具体例としては、脂肪族、芳香族または脂環族のイソシアネート、例えばテトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチレンヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、１，３−ビス（α，α’−ジメチルイソシアネートメチル）ベンゼン、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート等が挙げられる。これらイソシアネート類とアミノ基、水酸基、カルボキシル基等の活性水素原子を少なくとも２個有する化合物との反応により得られる分子内に少なくとも２個のイソシアネート基を有する化合物あるいは前記ジイソシアネート化合物類の３量体から５量体なども用いることができる。

また、１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するエポキシポリ（メタ）アクリレートとしては、分子内に２個以上のグリシジル基を有するエポキシ化合物と、（メタ）アクリル酸または分子内に（メタ）アクリロイルオキシ基及びカルボキシル基を有する化合物とのグリシジル基開環反応物が挙げられる。

上述の開環反応に用いる分子内に少なくとも２個のグリシジル基を有するエポキシ化合物としては、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルのジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのジグリシジルエーテル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのジグリシジルエーテル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリグリシジルエーテルなどの脂肪酸エポキシ化合物、イソホロンジオールのジグリシジルエーテル、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサンのジグリシジルエーテル、ビス−２，２−ヒドロキシシクロヘキシルプロパンのジグリシジルエーテル等の脂環族エポキシ化合物、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳとエピクロルヒドリンとの縮合で得られるビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）とエピクロルヒドリンとの縮合物、２，６−キシレノールダイマーとエピクロルヒドリンとの縮合物、オルトフタル酸ジグリシジルエステル、フェノールノボラックポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテルなどの芳香族エポキシ化合物等がある。

これらのエポキシ化合物と反応させる化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸の他、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとｏ−無水フタル酸等の酸無水物とを反応させて得られるカルボキシ基含有（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートとアジピン酸等の分子内に２個以上のカルボキシル基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有（メタ）アクリレートが挙げられる。エポキシ化合物とカルボキシル基含有（メタ）アクリレートとの反応は、例えば、両者を混合し、触媒としてジメチルアミノエチルメタクリレート等の３級アミノ化合物またはベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等の４級アミン塩を加え、６０℃〜１１０℃に加熱することにより行われる。

本発明においてはウレタンポリ（メタ）アクリレートあるいはエポキシポリ（メタ）アクリレートは１種を単独であるいは２種以上を混合して用いることができるが、硬化して得られるハイブリッドレンズの無色透明性、耐熱性の点から、ウレタンポリ（メタ）アクリレートとして、イソホロンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、１，３−ビス（α，α’−ジメチルイソシアネートメチル）ベンゼン、トリレンジイソシアネートまたはナフタレンジイソシアネートと、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートとの付加物が好ましい。また、エポキシポリ（メタ）アクリレートとして、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリグリシジル、２，２−ビス（４−グリシジルオキシシクロヘキシル）プロパン、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテルまたはテトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテルと、アクリル酸またはメタクリル酸との反応物を用いるのが特に好ましい。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物におけるＣ成分の含有量は、０〜５０重量部、特に５〜５０重量部、最も好ましくは１０〜３０重量部の範囲が良い。ハイブリッドレンズにそれほど耐熱性が要求されない場合は、含有させなくても良い。適宜な耐熱性を与えるために、上記範囲の含有量とすることが好ましい。含有量が多すぎると、樹脂層が硬くなり過ぎてガラスレンズ母材が割れてしまうおそれがあると共に、組成物の粘度が高くなり、注型による作業性が低下する場合がある。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物の必須成分であるシランカップリング剤は、ガラスレンズ母材と樹脂層との接着性を付与する成分である。同時に樹脂層の表面硬度を向上させ、実用性を付与する成分でもある。即ち、上記Ａ成分のジ（メタ）アクリレート化合物の配合により、樹脂層を軟化させ、重合収縮に伴うガラスレンズ母材への応力を軽減させ、耐久性を与え、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することが可能となる一方、表面硬度が低くなりすぎて実用性に欠ける欠点を補う機能を有する。

シランカップリング剤は、一般に同一分子中に有機材料と結合する置換基をもつ有機官能性基と無機材料と反応する加水分解性基を有する構造を有する。有機官能性基としては、ビニル基、グリシドキシ基、メタクリル基、アミノ基、メルカプト基であり、加水分解性基は主に塩素とアルコキシ基である。シランカップリング剤の具体例としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどを例示することができる。

本発明のハイブリッドレンズ用組成物におけるシランカップリング剤の含有量は、１〜１０重量部、特に３〜５重量部の範囲が良い。含有量が少なすぎると、効果が発現しない場合があり、一方含有量が多すぎると、自己架橋が進展し、モノマー溶液が増粘してしまい、キャビティへの注入作業性が極度に低下する場合がある。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物の硬化に際して使用される重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、メチルフェニルグリオキシレート、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイドなどの光重合開始剤、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物、２，２’−アゾビスブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物が挙げられる。これらの重合開始剤の中でも、硬化速度が速く、常温硬化が可能であることから、光重合開始剤を用いて、紫外線硬化性樹脂組成物とすることがより好ましい。これらの重合開始剤は１種もしくは２種以上の混合系で使用し、硬化速度を向上させるため、助触媒、増感剤を添加しても良い。この重合開始剤の配合割合はモノマー成分の合計１００重量部に対して、通常、０．００５〜５重量部である。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料等の添加剤が本発明の効果を損なわない範囲で配合されても良い。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物は、ラジカル重合性モノマー成分とシランカップリング剤を常法により混合攪拌し、さらに必要に応じて各種添加剤を配合して調製することができる。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物は、シランカップリング剤を含有していることにより、ガラスレンズ母材と樹脂層との密着性を向上させることができるばかりでなく、ハイブリッドレンズ用樹脂組成物の重合収縮に伴うガラスレンズ母材への応力を軽減するためＡ成分の一般式（Ｉ）で示されるジ（メタ）アクリレート化合物を主成分としたことによる樹脂層を軟化させたときに障害となる樹脂層の表面硬度を向上させ、実用性を与えることが可能である。加えて、Ｂ成分の一般式（ＩＩ）で示されるモノ（メタ）アクリレート化合物を含有することにより、非球面の転写精度を良好にすることができる。そのため、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを製造することが可能である。

具体的には、図１に示すような本発明のハイブリッドレンズを製造することができる。このハイブリッドレンズ１は、球面ガラスレンズ母材２の一面側又は両面に外面形状が非球面の樹脂層３が接合された構造を有する。球面ガラスレンズ母材２は、凸レンズ、凹レンズのいずれでもよい。レンズの有効径の範囲内での樹脂層３の最大厚みＴ_ｍａｘは、１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２〜８ｍｍの範囲であり、従来のハイブリッドレンズと比較して厚い樹脂層３を備える。なお、樹脂層３の厚みは、ガラスレンズ母材２の法線方向の厚さを意味する。樹脂層３の最大厚みＴ_ｍａｘが薄すぎると非球面レンズとしての性能が不十分となり、樹脂層３の最大厚みＴ_ｍａｘが厚すぎると、ガラスと樹脂の熱膨張率の差から、ガラスレンズ母材との密着性が不十分となって剥離が生じる。

また、レンズの有効径の範囲内での樹脂層３の最小厚みＴ_ｍｉｎ／最大厚み_Ｔｍａｘの比が１／４以下、即ち、偏肉量＝Ｔ_ｍａｘ／Ｔ_ｍｉｎと定義すると、偏肉量は４以上、特に５以上が好ましく、上限値は２０である。偏肉量が小さすぎると、樹脂層３の非球面量が小さくなり、非球面レンズとしての光学性能の改良度が小さくなる。一方、偏肉量が２０を超えると、レンズ形状が複雑になるため製造が困難である。

本発明のハイブリッドレンズ１は、樹脂層３の厚みが従来より厚いだけでなく、６０〜１５０ｍｍ程度の大口径とすることができる。従来のハイブリッドレンズは、６０ｍｍ以上の大口径のものは存在しなかった。

本発明のハイブリッドレンズ１は、厚みのある樹脂層を有し、非球面量を大きくすることができるため、収差補正能力に優れると共に、大口径とすることができる。従来のハイブリッドレンズと比較してより高い収差補正能力が得られるため、レンズ構成枚数をより一層削減でき、小型で軽量な光学系を実現することができる。そのため、用途としては、例えば、液晶プロジェクタ用投射レンズ、特にその最も対物側のレンズ、ビデオカメラやスチルカメラのレンズ、複写機、レーザプリンタ、望遠鏡、双眼鏡、顕微鏡、ＣＤやＤＶＤ等の光ピックアップ用のレンズ等に用いることができる。

次に、図１に示したような厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズの製造に適した本発明のハイブリッドレンズの製造方法について、図２及び図３を参照しながら説明する。本発明のハイブリッドレンズの製造方法では、上述した本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物を用いることが好ましい。本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物と本発明のハイブリッドレンズの製造方法を組み合わせることにより、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを容易に製造することができる。しかし、本発明のハイブリッドレンズの製造方法では、その他の樹脂組成物を用いても良い。

本発明のハイブリッドレンズの製造方法は、（ａ）成形型の処理工程、（ｂ）型組立工程、（ｃ）注入工程、（ｄ）予備硬化工程、（ｅ）硬化工程、（ｆ）アニーリング工程、（ｇ）離型工程を有する。

まず、（ａ）成形型の処理工程は、図２（ａ）に示すように、ハイブリッドレンズの成形に必要なガラスレンズ母材２とガラス型４を選定すると共に、必要な前処理を行う工程である。

ガラスレンズ母材２は、両面が研磨しやすい球面に鏡面研磨されたレンズであり、凸レンズでも凹レンズでもよい。樹脂層が形成される面を成形面２１とする。図１及び図２（ａ）に示すガラスレンズ母材２は、液晶プロジェクタ用投射レンズの最も対物側の凹レンズとして用いられるものを示している。そのため、成形面２１はガラスレンズ母材２の凸面側全体に形成され、成形面２１と対向する凹面の球面は成形面２１よりも小さく、大きな曲率を有する。また、凹面の外周側は光軸と直交する平面に形成されている。ガラスの材質は、屈折率と分散性を考慮して決定される。一方のガラス型４は、非球面形状を転写する転写面４１と転写面４１と対向する外面４２を有し、転写面４１は鏡面研磨されている。図２（ａ）に示すガラス型４は、転写面４１と対向する外面４２が平面となっている。ガラスレンズ母材２とガラス型４の外径はほぼ同じであり、両者とも円周面状の側面を有する。これらのガラスレンズ母材２とガラス型４の外径は、概ね３０〜１５０ｍｍの範囲である。

ガラスレンズ母材２の樹脂層を形成する成形面２１を洗浄し、成形面２１に、樹脂層３の密着性を改良する目的で、例えば上述したシランカップリング剤を含む液体を塗布し、乾燥して焼成する。シランカップリング剤の塗布は、ハイブリッドレンズ用樹脂組成物の中にシランカップリング剤を配合するときは、不要となる場合があるが、ガラスの材質によっては、ガラスレンズ母材のシランカップリング処理と共に、ハイブリッドレンズ用樹脂組成物にシランカップリング剤を含有させなければ、必要な密着性が得られない場合がある。ガラス型４の転写面４１は、洗浄を行うと共に、離型剤を予め塗布しておくことが好ましい。転写面４１に離型剤を塗布しておくことにより、成形後、ガラス型４を容易に樹脂層から脱離することができる。

次に、図２（ｂ）に示すように、（ｂ）型組立工程を行う。ガラス型４の転写面４１を上にしてガラス型４を水平に保持し、ガラスレンズ母材２の成形面２１を下にしてガラス型４の転写面４１と所定の距離離間させて対向配置して保持する。そして、これらのガラスレンズ母材２とガラス型４の側面にまたがって粘着テープ５を巻き付け、１周より余分に巻き付け、粘着テープ５が重なる領域を形成する。粘着テープ５の巻き付けにより、ガラスレンズ母材２とガラス型４とを相互に固定すると共に、ガラスレンズ母材２の成形面２１とガラス型４の転写面４１との間の空隙が封止される。これにより、これらの成形面２１と転写面４１と粘着テープ５とで囲まれたキャビティ６が形成され、ハイブリッドレンズ成形型７を組み立てることができる。

このキャビティ６は、ガラスレンズ母材２の成形面２１の法線方向におけるガラスレンズ母材２の成形面２１とガラス型４の転写面４１との間の空隙の最大厚みが、レンズの有効径の範囲内で１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２〜８ｍｍの範囲であり、最小厚みは最大厚みの１／４以下、好ましくは１／５〜１／２０程度である。

粘着テープ５は、テープ基材に粘着剤層が形成されている構造を有する。テープ基材の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリハロゲン化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリカーボネート類などを例示することができる。粘着剤としては、アクリル系、ゴム系、シリコーン系等が使用される。粘着剤は、紫外線硬化性樹脂組成物に溶け出したり、重合を阻害しないものが選定される。

テープ基材の厚さは、型組立工程でガラス型４とガラスレンズ母材２を精度良く固定できることが求められるため、１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、最適には３０μｍ以上であることが好ましい。最大限の厚さは２０００μｍ程度である。
粘着テープ５の幅は、ガラスレンズ母材２とガラス型４の側面を保持してこれらの間の空隙を密封できればよく、これらから突出するような幅広でも差し支えない。

ガラスレンズ母材２とガラス型４とを対向配置し、これらの側面に粘着テープ５を貼着してガラスレンズ母材２とガラス型４の間の空隙を封止してハイブリッドレンズ成形型７を組み立てる粘着テープ封止方法は、従来のスリーブや型枠を用いてガラスレンズ母材２とガラス型４を保持する方法よりも、厚みのあるキャビティを容易にかつ簡便に形成することができる。

次に、図２（ｃ）に示すように、（ｃ）注入工程を行う。粘着テープ５同士が重なっている部分を剥がし、キャビティ６への小さな開口部を形成し、この開口部から注射針などの細い注入管８を介して予めモノマー調合工程で調製された紫外線硬化性樹脂組成物９をキャビティ６へ注入し、剥がした部分の粘着テープ５を再び貼り付け、キャビティ６を封止する。

次に、図２（ｄ）に示すように、（ｄ）予備硬化工程を行う。紫外線の予備照射を行うことにより、重合を均一化させ、重合歪みの発生を抑制することができるため、厚い樹脂層の形成に有効である。予備照射は、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の紫外線照射源を用い、紫外線ＵＶ_１を照射する。照射時間は２〜２０秒、加熱せず室温で行い、紫外線の強度は１００〜１４０Ｗ程度であり、照射量は０．０５〜３０Ｊ／ｃｍ^２程度である。予備照射により、紫外線硬化性樹脂組成物９はゲル化する。予備照射は、図２（ｄ）に示すように、ガラス型４を通して紫外線を照射するか、ガラスレンズ母材２を通して紫外線を照射してもよく、あるいは両側から照射するようにしてもよい。予備硬化工程は、必ずしも必要としない場合があり、省略することが可能である。

次に、図３（ｅ）に示すように、（ｅ）硬化工程を行う。本発明では、ガラス型４を用い、キャビティ６中の紫外線硬化性樹脂組成物９に対して両面の成形型２，４を通して両側から紫外線を照射する。成形型２，４の両側に高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の紫外線照射源を配置し、あるいは反射鏡を用いてガラス型４とガラスレンズ母材２の両方を通して内部のキャビティ６の紫外線硬化性樹脂組成物９に紫外線を照射し、紫外線硬化性樹脂組成物９をほぼ完全に硬化させる。

紫外線の照射時間は５０〜３００秒、環境温度は室温で行ってもよく、１２０℃までの加熱雰囲気下で行ってもよい。紫外線の照射強度は、ガラス型４側からの紫外線ＵＶ_２が５０〜１５０ｍＷ程度であり、ガラスレンズ母材２側からの紫外線ＵＶ_３が５０〜１５０ｍＷ、両側の照射強度は概ね等しくすることが好ましい。紫外線の照射量は、特に制限されないが、１〜５００Ｊ／ｃｍ^２程度である。また、紫外線の照射は、両側から交互に照射するようにしてもよい。

従来、ガラスレンズ母材の上に厚い樹脂層を形成できなかった原因として、樹脂層の厚さが厚くなり、樹脂層の薄い部分と厚い部分との偏肉差が大きくなると、紫外線による重合時に樹脂層の厚い部分と薄い部分との重合速度が異なるため、樹脂層に重合歪みが発生し、この重合歪みによって樹脂層に剥がれや割れが発生し易くなると共に、光学的にも複屈折が発生して樹脂層の光学性能が低下することが要因であると考えられる。

そのため、厚い部分と薄い部分に対して紫外線による重合時にできる限り均一に紫外線を照射するために、ガラスレンズ母材２と対になる非球面形状を転写する成形金型をガラス型４とし、ガラス型４とガラスレンズ母材２とを通して両側から紫外線を照射することによって、厚みのあるキャビティ６に充填されている紫外線硬化性樹脂組成物９の中心まで紫外線を十分に照射することが可能である。その結果、キャビティ６の厚い部分と薄い部分での重合速度を均一化し、重合歪みの発生を可及的に抑制することができる。重合歪みの発生を抑制することができるため、樹脂層に剥がれや割れなどの発生が抑制されると共に、光学的な歪みの発生も抑制される。これにより、ガラスレンズ母材２の上に厚みのある樹脂層を形成できる。

また、粘着テープ５は薄く、ガラス型４とガラスレンズ母材２の側面に貼着され、しかも光透過性とすることができるため、両側からの紫外線照射を妨げることが無く、キャビティ６の周縁部まで十分に紫外線を照射することができる。そのため、図１に示したような中心部が薄く、周縁部が厚くなるような形状の樹脂層３でも、キャビティ６全体の重合速度を均一化して重合歪みの発生を抑制することに寄与できる。

次に、図３（ｆ）に示すように、（ｆ）アニーリング工程を行う。このアニーリング工程は、重合歪みの除去や転写精度の向上が目的である。紫外線硬化性樹脂組成物の硬化物（樹脂層）３のガラス転移点より高い温度雰囲気下で、好ましくはガラス転移点より１０℃以上高い温度雰囲気下で、ガラス型４とガラスレンズ母材２を互いに接近させるように圧力を加える。これによって、硬化物３を軟化させながらガラス型４を圧着させ、ガラス型４の転写面４１の形状を硬化物に対して十分に押し付けることで転写精度が向上する。同時に、アニーリングにより、重合歪みを除去することが可能である。

アニーリング処理は、例えばオートクレーブ内にハイブリッドレンズ成形型７をガラスレンズ母材２を下側に、ガラス型４を上側にして配置し、上記温度雰囲気下で３×１０^-3〜１０×１０^-3ａｔｍ程度の圧力を加えて３０分〜２時間程度の処理をする。加圧は、機械的にガラス型４とガラスレンズ母材２とを接近させる圧力を加えて行うことも勿論可能である。また、加圧せずに単に加熱炉の中で加熱処理を行うようにしてもよい。アニ−リング工程は、必ずしも必要とはしない。また、ガラス型４を離型した後に加熱だけのアニーリングを行ってもよい。

次に、図３（ｇ）に示すように、（ｇ）離型工程を行う。粘着テープ５を剥がし、ガラス型４に衝撃を与えることにより、ガラス型４が樹脂層３から剥離し、ガラスレンズ母材２の上に樹脂層３が接合したハイブリッドレンズ１を得ることができる。このハイブリッドレンズ１は、粘着テープ封止方法を採用したことにより、樹脂層３の端縁とガラスレンズ母材２の端縁とが一致する構造上の特徴がある。なお、（ｆ）アニ−リング工程と（ｇ）離型工程は必要に応じて、工程を入れ換えることも可能である。

得られたハイブリッドレンズ１には、必要に応じて、樹脂層３に耐擦傷性を付与するためにハードコート処理及び／又は反射防止膜形成処理を行い、ガラスレンズ母材２に反射防止膜形成処理を行うことができる。

なお、以下の実施例で用いた化合物の略号は次の通りである。
Ａ成分：
９ＢＧＤＭ：ノナブチレングリコールジメタクリレート
１２ＢＧＤＭ：ドデカブチレングリコールジメタクリレート
９ＥＧＤＭ：ノナエチレングリコールジメタクリレート
Ｂ成分：
ＴＣＤＭ：トリシクロ（５，２，１，０^２，６）デカン−８−イルメタクリレート
ＣＨＭ：シクロヘキシルメタクリレート
Ｃ成分：
ＵＤＭ１：イソホロンジイソシアネートと２−ヒドロキシプロピルメタクリレートとを反応させて得られたウレタンジメタクリレート
ＵＤＡ２：トリレンジイソシアネートと２−ヒドロキシエチルアクリレートとを反応させて得られたウレタンジアクリレート
ＥＤＭｌ：ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとメタクリル酸とを反応させたエポキシジメタクリレート
シランカップリング剤：
ＭＴＳ：γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
ＭＤＳ:γ−メタクリロキシプロピルジメトキシシラン

〈実施例１〉
９ＢＧＤＭ（三菱レイヨン（株）製：商品名アイキュアＭ−７０）６５重量部、ＴＣＤＭ（日立化成工業（株）製：商品名ＦＡ−５１３ＭＳ）１２重量部、ＵＤＡ２（三菱レイヨン（株）製：商品名ダイヤビームＵ−１２）２０重量部、ＭＴＳ（ＧＥ東芝シリコーン（株）製：商品名オルガノシランＴＳＬ−８７３０）３重量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ（株）製：商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９）３００ｐｐｍ、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート（日本油脂（株）製：商品名パーブチルＩＢ）１０００ｐｐｍを混合し、室温でよく攪拌した後、５０ｍｍＨｇに減圧して１５分間脱気して、ハイブリッドレンズ用樹脂組成物を得た。
鏡面仕上げし、シランカップリング剤処理（１０％ＭＴＳのエタノール溶液塗布及び１２０℃で約３０分間の焼成処理）を施した外径１００ｍｍ、曲率１２０ｍｍのガラスレンズ母材（（株）オハラ製：硝子材種Ｓ-ＬＡＭ５４、屈折率ｎｄ＝１．７６）と非球面形状に鏡面仕上げ加工した外径１００ｍｍのガラス型とを、中心の厚みを０．５ｍｍ、最大樹脂層厚５ｍｍとなるように粘着テープを用いて組み合わせ、ハイブリッドレンズ成形型を組み立てた。上記ハイブリッドレンズ用樹脂組成物をこのハイブリッドレンズ成形型中に注入した。
次いで、ハイブリッドレンズ用樹脂組成物を注入したハイブリッドレンズ成形型をハイブリッドレンズ成形型の両側から照射強度１００ＷのＵＶランプで照射するように調整したＵＶ照射装置に投入し、６０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して樹脂層を硬化成型した。その後、ガラス型を離型し、１３５℃で１時間加熱してアニール処理した。その後、樹脂表面にＳｉＯ_２／ＺｒＯ_２系の反射防止膜を蒸着処理した。このようにして製造したハイブリッドレンズを下記評価方法で評価し、表１に示した。

外観：樹脂層及び反射防止膜にクラック、腐食、気泡、剥離、著しい色の変化が認められるかどうかを目視により観察した。
面精度：ハイブリッドレンズの樹脂層の表面形状を松下電器産業（株）製３次元形状測定機ＵＡ３Ｐを用いて測定した。形状精度が３μｍ以下のものを○、３μｍ〜１０μｍのものを△、１０μｍ以上のものを×とした。
耐溶剤性：アルコール系有機溶剤をしみ込ませたレンズクリーニング用紙（小津紙業（株）製：商品名ダスパー）により反射防止膜表面を１０回こすり、外観を目視で観察した。変化のないものを良好とした。
転写性：ガラス型を離型したレンズ面の転写性を目視にて判定した。
○：転写性が良い。
△：転写性に若干の問題有り。
×：転写性が悪い。
注入作業性：ハイブリッドレンズ成形型へのハイブリッドレンズ用樹脂組成物を注入する際の難易度を判定した。
○：注入しやすい。
△：注入するのがやや難。
×：注入しにくい。
試験片の作成：実施例に示した樹脂組成と同じようにして調製した樹脂組成物を厚さ２ｍｍまたは５ｍｍ、外径７５ｍｍの円盤状平板に成型し、測定に必要なサイズに切り出して試験片とし、次の測定を行った。
屈折率：アッベ屈折率計を用いて上記で作成した試験片の２５℃における屈折率を測定した。
硬度：鉛筆硬度を測定した。
温度サイクル試験：得られたハイブリッドレンズを小型環境試験機（タバイエスペック株式会社製ＳＨ−２２０型）に入れ、−３０℃の低温下に２時間放置後、８０℃の高温下に２時間放置する操作を１サイクルとして１０サイクル繰り返す。本耐久試験を行った後、以下に示す項目について評価した。評価結果を表１に示した。
外観：樹脂層及び反射防止膜にクラック、腐食、気泡、剥離、著しい色の変化が認められるかどうかを目視により観察した。変化のないものを良好とした。
耐溶剤性：アルコール系有機溶剤をしみ込ませたレンズクリーニング用紙（小津紙業（株）製：商品名ダスパー）により反射防止膜表面を１０回こすり、外観を目視で観察した。変化のないものを良好とした。
密着性：接着テープ（ニチバン（株）製：商品名セロテープＣＴ−１２）を反射防止膜表面に接着して剥離する操作を３回繰り返し、外観を目視で観察した。変化のないものを良好とした。

〈実施例２〜５〉
表１に示した割合でモノマー、シランカップリング剤を用い、ガラスレンズ母材の硝子材種の変更とシランカップリング剤を用いた下地処理の有無以外は、実施例１と同様にしてレンズを製造し、評価した。結果を表１に併せて示した。
（実施例６〜１０）
表２に示した割合でモノマー、シランカップリング剤を用い、ガラスレンズ母材の硝子材種の変更とシランカップリング剤を用いた下地処理の有無以外は、実施例１と同様にしてレンズを製造し、評価した。結果を表２に併せて示した。
（比較例１〜６）
表３に示した割合でモノマー、シランカップリング剤を用い、ガラスレンズ母材の硝子材種の変更とシランカップリング剤を用いた下地処理の有無以外は、実施例１と同様にしてレンズを製造し、評価した。結果を表３に併せて示した。

ラジカル重合性モノマーにシランカップリング剤を配合した本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物を用い、本発明のハイブリッドレンズの製造方法で得られたハイブリッドレンズは、外観、面精度、転写性、ガラスレンズ母材との密着性が良好であり、温度サイクル試験後や高温高湿保管後にも変化が認められない。また、硬度もＨＢ以上であり、実用上十分である。

但し、比較例１〜３に示すように、ガラスレンズ母材の種類によっては、ガラスレンズ母材をシランカップリング剤で処理しないと、ガラスレンズ母材と樹脂層の密着性が不十分な場合がある。

また、比較例４，５に示すように、シランカップリング剤を配合しないハイブリッドレンズ用樹脂組成物を用いて得られたハイブリッドレンズは、Ａ成分を主成分としているため、硬度が２Ｂであり、硬度不足である。また、ガラスレンズ母材をシランカップリング剤で処理していても、ガラスレンズ母材と樹脂層の密着性が不十分である。

（実施例１１）
図４に、図１に示したような本発明のハイブリッドレンズ１を液晶プロジェクタ用投射レンズ１００に採用したレンズ系の断面図を示す。Ｒｉ（ｉは１からの整数）で示される符号は、拡大側から縮小側に向かって順にレンズ面番号を示し、ｄｉ（ｉは１からの整数）で示される符号は、拡大側から縮小側に向かって順に主光線軸におけるレンズの中心厚及びレンズ間の空気間隔（ｍｍ）を示す。Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群を示す。ダイクロイックプリズムなどの色合成手段１１０は、３枚の液晶表示装置等の表示装置を通った３色を合成するもので、ブロックとして示している。

表４に、図４のレンズ系の設計データを示す。表４には、図４のレンズ断面図における各レンズ面Ｒｉの曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚及び各レンズ間の空気間隔ｄｉ（ｍｍ）、拡大側より縮小側へ順にｉ番目の光学材料のｄ線に対する屈折率Ｎｄとアッベ数Ｖｄが示されている。また、表４の下段に、下記非球面式における非球面係数のｋ、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８、Ａ_１０を示す。

但し、ｚは曲面の座標値、ｒは光軸と直交する方向における光軸からの距離、ｃはレンズ頂点における曲率、ｋ、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８、Ａ_１０はそれぞれ非球面係数である。

また、図５に、図４の投射レンズの収差図を示す。収差図の球面収差図においては、ｃ線、ｄ線、ｇ線に対する収差が示され、非点収差図においては、サジタル（Ｓ）像面及びタンジェンシャル（Ｔ）像面に対する収差が示されている。なお、収差図におけるωは半画角を示す。

この投射レンズ１００の第１レンズ群Ｇ１を構成する第１番目のレンズＬ１と第２番目のレンズＬ２がハイブリッドレンズを構成しており、第１番目のレンズＬ１の拡大側に向いている第１面が非球面量が０．５ｍｍ以上の非球面である。このハイブリッドレンズの樹脂層は中心の厚みが約０．５ｍｍ、最大樹脂層厚約５ｍｍである。なお、絞りＲ１０は第２レンズ群Ｇ２を構成する２番目のレンズＬ５と３番目のレンズＬ６間に配置されている。

設計仕様値は、画角２ωが１２１°、焦点距離が６．８２、第１群Ｇ1と第２群Ｇ２との間隔は５３．６ｍｍである。画角１２１度に及ぶ超広角レンズでありながら、図５の収差図より、所定の光学性能を有していることが認められる。また、ハイブリッドレンズが非常に大きな非球面を有しているため、非球面レンズを用いない場合は第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの枚数が５枚必要であるのに対し、第１レンズ群Ｇ１が２枚で済み、３枚削減することができた。そのため、この投射レンズ１００は小型化、低コスト化が達成されている。

本発明のハイブリッドレンズ用樹脂組成物は、球面ガラスレンズの上に非球面形状の樹脂層を重ねて形成したハイブリッドレンズの樹脂層を形成するために利用することができる。
また、本発明のハイブリッドレンズの製造方法は、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズの製造に利用することができる。
本発明のハイブリッドレンズは、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能な非球面レンズであるため、例えば液晶プロジェクタ用投射レンズを構成するレンズとして利用することができる。
本発明の光学系は、厚みのある樹脂層を有し、偏肉性が大きく、非球面量を大きくできる高性能なハイブリッドレンズを用いているので、例えば液晶プロジェクタ用投射レンズとして利用することができる。

本発明のハイブリッドレンズの一実施形態を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明のハイブリッドレンズの製造方法の工程を示すフローチャートである。 （ｅ）〜（ｇ）は、本発明のハイブリッドレンズの製造方法の工程を示すフローチャートである。 本発明の光学系の一例の投射レンズの構成を示す断面図である。 図４の投射レンズの収差図である。

符号の説明

１：ハイブリッドレンズ、２：ガラスレンズ母材、３：樹脂層、４：ガラス型、５：粘着テープ、６：キャビティ、７：ハイブリッドレンズ成形型、８：注入管、９：紫外線硬化性樹脂組成物、１００：投射レンズ

Claims (17)

1. ガラスレンズ母材に樹脂層を接合してなるハイブリッドレンズの前記樹脂層の形成に用いられる樹脂組成物が、ラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有することを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物。
2. 請求項１記載のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、
   前記ラジカル重合性モノマーが、下記Ａ成分及びＢ成分を含有することを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物。
   Ａ成分：下記一般式（Ｉ）で示されるジ（メタ）アクリレート化合物
   

   

   （式中、Ｒ^１は水素またはメチル基、ｍは２〜５の整数、ｎは１〜１６の整数を表す。）
   Ｂ成分：下記一般式（ＩＩ）で示されるモノ（メタ）アクリレート化合物
   

   

   （式中、Ｒ^２は水素またはメチル基、Ｒ^３は炭素原子数が５〜１６の脂環式炭化水素基を表す。）
3. 請求項２記載のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、
   前記ラジカル重合性モノマーが、更に下記Ｃ成分を含有することを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物。
   Ｃ成分：１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するウレタンポリ（メタ）アクリレート又は１分子中に（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有するエポキシポリ（メタ）アクリレート
4. 請求項２記載のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、
   前記Ａ成分の含有量が３０〜９０重量部、前記Ｂ成分の含有量が５〜４０重量部であることを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物。
5. 請求項３記載のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、
   前記Ｃ成分の含有量が５〜５０重量部であることを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物。
6. 請求項１記載のハイブリッドレンズ用樹脂組成物において、
   前記シランカップリング剤の含有量が１〜１０重量部であることを特徴とするハイブリッドレンズ用樹脂組成物。
7. ガラスレンズ母材と、前記ガラスレンズ母材とほぼ同じ直径を有し、非球面形状を転写するガラス型とを対向配置し、これらの側面に粘着テープを貼着して前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙を封止してハイブリッドレンズ成形型を組み立てる型組立工程を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
8. 請求項７記載のハイブリッドレンズの製造方法において、
   前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙の最大厚みが１〜１０ｍｍの範囲であり、有効径内での前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙の最大厚み／最小厚みの比が４以上２０以下であることを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
9. 請求項７記載のハイブリッドレンズの製造方法において、
   前記型組立工程後、前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙に紫外線硬化性樹脂組成物を充填する注入工程と、
   前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型との間の空隙に充填されている前記紫外線硬化性樹脂組成物に前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型の両側から紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させる硬化工程と
   を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
10. 請求項９記載のハイブリッドレンズの製造方法において、
    前記硬化工程後、前記紫外線硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移点温度以上の温度に加熱しながら前記ガラスレンズ母材と前記ガラス型とを接近させるような圧力を加えるアニーリング工程を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
11. 請求項９記載のハイブリッドレンズの製造方法において、
    前記硬化工程の前に、紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂組成物をゲル化させる予備硬化工程を有することを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
12. 請求項７記載のハイブリッドレンズの製造方法において、
    シランカップリング剤で処理した前記ガラスレンズ母材を用いることを特徴とするハイブリッドレンズの製造方法。
13. ガラスレンズ母材の表面にラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有するハイブリッドレンズ用樹脂組成物から形成された樹脂層が接合されてなることを特徴とするハイブリッドレンズ。
14. 請求項１３記載のハイブリッドレンズにおいて、
    前記樹脂層の最大厚みが１〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とするハイブリッドレンズ。
15. 請求項１４記載のハイブリッドレンズにおいて、
    前記樹脂層の有効径内での最大厚み／最小厚みの比が４以上２０以下であることを特徴とするハイブリッドレンズ。
16. ガラスレンズ母材の表面にラジカル重合性モノマーとシランカップリング剤とを含有するハイブリッドレンズ用樹脂組成物から形成された樹脂層が接合されてなるハイブリッドレンズを用いたことを特徴とするレンズ系。
17. 請求項１６記載のレンズ系において、
    前記ハイブリッドレンズの樹脂層の最大厚みが１〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とするレンズ系。

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