JP5637675B2 - ハイブリッドレンズ - Google Patents
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Description
請求項8に記載のハイブリッドレンズは、請求項1〜7の何れかに記載されたもので、前記第一レンズ及び/又は前記第二レンズの接合すべき面に、コロナ放電処理、大気圧プラズマ処理又は紫外線処理の表面処理が施されていることを特徴とする。
請求項9に記載のハイブリッドレンズは、請求項1〜8の何れかに記載されたもので、前記第一レンズが前記光源の側にあり、前記第二レンズが前記被照射体の側にあって無機ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、若しくはシリコーン変性エポキシ樹脂で成形されており、又は前記第一レンズが前記被照射体の側にあり、前記第二レンズが前記光源の側にあって無機ガラスで成形されていることを特徴とする。
請求項10に記載のハイブリッドレンズは、請求項1〜9の何れかに記載されたもので、少なくとも直径を40mmとすることを特徴とする。
請求項11に記載のハイブリッドレンズは、請求項1〜10の何れかに記載されたもので、厚さが20〜1000mmとすることを特徴とする。
請求項12に記載のハイブリッドレンズは、請求項1に記載されたもので、前記第一レンズと前記第二レンズとが、化学結合を介して接合されていることを特徴とする。
請求項13に記載のハイブリッドレンズは、請求項1〜12の何れかに記載されたもので、前記第一レンズの線膨張係数が300〜170ppmであり、第二レンズの線膨張係数が200〜0.3ppmであることを特徴とする。
請求項14に記載のハイブリッドレンズは、請求項1〜13の何れかに記載されたもので、前記第一レンズ及び/又は前記第二レンズに、赤外線カットの表面処理がなされていることを特徴とする。
請求項15に記載のハイブリッドレンズは、請求項1〜14の何れかに記載されたもので、前記第一レンズと前記第二レンズとに、第三レンズが組み合わせられていることを特徴とする。
第二レンズ3の成形用素材として、アクリペット 導光板グレード VH5(三菱レイヨン株式会社製;商品名、アクリペットは同社登録商標)を、用いた。それを、射出成形機で、図1のように光学設計した曲面を有する直径65mmで厚み2mmの内面ドーム型非球面形状レンズである凸メニスカスレンズを成形するレンズ成型金型へ射出して、凸メニスカスレンズである第二レンズ3の成形物を得た。
別途、第一レンズ2の成形用素材として、シリコーン樹脂 LPS−3400(信越化学工業株式会社製;商品名、ゴム硬度ShoerAが75)を、用いた。それを、先に成形した第二レンズ3の内面ドーム形状よりもやや小さいものであって図1のように光学設計した曲面を有する半球状レンズを成形するためのレンズ成型金型へ流し込み、真空脱泡後、コンプレッション成形により180℃×30分間の条件で硬化させ、第二レンズ3の内面ドーム形状よりやや小さな半球状の第一レンズ2である成形物を得た。
次に、第一レンズ2と第二レンズ3との両方の接着面にコロナ処理を施した。シリコーン接着剤であるSE1740(東レ・ダウコーニング株式会社製;商品名、ShoerA硬度は34)を、第二レンズ3の接着面である内面ドーム形状の頂部に盛り上がるように塗布し、その内面ドーム形状に嵌合するように第一レンズ2を挿入し、空気を巻き込まないように接着剤を押し広げ、その透明接着剤層4で、両レンズ2・3を密着した。その後、両レンズ2・3ごとホルダー(不図示)で周囲を押さえ付けて上下固定し、そのまま加熱オーブンを用いて70℃×1時間の条件で接着剤を硬化させて、接着を行い、ヘッドライト用ハイブリッドレンズ1を作製した。
第二レンズ3の成形用素材として、シリコーン樹脂 LPS−3400(信越化学工業株式会社製;商品名、ゴム硬度ShoerAが75)を、用いた。それを、図2のように光学設計したフレネルレンズを成形するレンズ成形金型へ流し込み、真空脱泡後、コンプレッション成形により180℃×30分間の条件で硬化させ、300mm四方のフレネルレンズ成形体である第二レンズ3の成形物を、得た。
別途、第一レンズ2の成形用素材として、太陽電池用カバーガラス ソライト(旭硝子株式会社製;商品名)を、300mm四方のサイズにカットし、準備した。
次に、東レ・ダウ・コーニング製 シリコーン接着剤であるCY52−276(東レ・ダウコーニング株式会社製;商品名、JIS K2220に準拠した針入度は75)を、第一レンズ2のガラス接着面へ塗布した。第二レンズ3のフレネルレンズ接着面と第一レンズ2のガラス接着面とを密着させ、50℃×1時間の条件で接着剤を硬化させて、接着を行い、太陽電池用の集光レンズであるハイブリッドレンズ1を作製した。
第二レンズ3の成形用素材として、アクリペット 導光板グレード VH5(三菱レイヨン株式会社製;商品名、アクリペットは同社登録商標)を、用いた。それを、射出成形機で、図1のように光学設計した曲面を有する直径65mmで厚み2mmの内面ドーム型非球面形状レンズである凸メニスカスレンズを成形するレンズ成型金型へ射出して、凸メニスカスレンズである第二レンズ3の成形物を得た。
別途、第一レンズ2の成形用素材として、シリコーン樹脂 LPS−5510(信越化学工業株式会社製;商品名、樹脂硬度Shoer D硬度が60)を、用いた。それを、先に成形した第二レンズ3の内面ドーム形状よりもやや小さいものであって図1のように光学設計した曲面を有する半球状レンズを成形するためのレンズ成型金型へ流し込み、真空脱泡後、コンプレッション成形により180℃×30分間の条件で硬化させ、第二レンズ3の内面ドーム形状よりやや小さな半球状の第一レンズ2であるレンズ成形物を得た。
次に、第一レンズ2と第二レンズ3との両方の接着面にコロナ処理を施した。それらをビニルメトキシシロキサンホモポリマーの溶液に浸漬し乾燥させた後、シリコーン接着剤としてシリコーンエラストマー LPS−2400(信越化学工業株式会社製;商品名、ゴム硬度ShoerAが24)を、第二レンズ3の接着面である内面ドーム形状の頂部に盛り上がるように塗布し、第一レンズ2を挿入し、空気を巻き込まないように接着剤を押し広げた、その透明接着剤層4で、両レンズ2・3を密着した。その後、両レンズ2・3ごとホルダー(不図示)で周囲を押さえ付けて上下固定し、そのまま加熱オーブンを用いて70℃×1時間の条件で接着剤を硬化させて、接着を行い、ヘッドライト用ハイブリッドレンズ1を作製した。
第二レンズ3の成形用素材として、アクリペット 導光板グレード VH5(三菱レイヨン株式会社製;商品名、アクリペットは同社登録商標)を、用いた。それを、射出成形機で、図1のように光学設計した曲面を有する直径65mmで厚み2mmの内面ドーム型非球面形状レンズである凸メニスカスレンズを成形するレンズ成型金型へ射出して、凸メニスカスレンズである第二レンズ3の成形物を得た。
別途、第一レンズ2として、直径65mmで厚み2mmの白ガラスを準備した。
次に、第一レンズ2と第二レンズ3との両方の接着面にコロナ処理を施した。それらをビニルメトキシシロキサンホモポリマーの溶液に浸漬し乾燥させた後、シリコーンエラストマーであるWACKER SiriGel 612(旭化成ワッカーシリコーン株式会社製;商品名)を第三レンズとして、第二レンズ3の内面ドーム内に充填し、第一レンズ2で蓋をするように封止し、室温で硬化させ、ハイブリッドレンズ1を作製した。
第一レンズ2の成形用素材として、アクリペット 導光板グレード VH5(三菱レイヨン株式会社製;商品名、アクリペットは同社登録商標)を、用いた。それを、射出成形機で、光学設計した曲面を有する直径60mmの両面凸形状の両凸レンズを成形するレンズ成型金型へ射出して、両凸レンズである第一レンズ2の成形物を得た。
別途、第二レンズ3の成形用素材として、シリコーン樹脂 SR7010(東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製;商品名)を用いた。それを、直径65mmで片面が先に成形した第一レンズ2の凸形状に合わせ他の片面を平面とする平凹レンズを成形するためのレンズ成型金型へ流し込み、平凹レンズである第二レンズ3を成形した。
次に、第一レンズ2と第二レンズ3との両方の接着面にコロナ処理を施した。それらを、ビニルメトキシシロキサンホモポリマーの溶液に浸漬し乾燥させた後、シリコーンエラストマーであるWACKER SiriGel 612(旭化成ワッカーシリコーン株式会社製;商品名)を緩衝層として用いて、両レンズ2・3を接合し、アッベ数の異なる素材を組み合わせて、色収差を低減させたハイブリッドレンズ1を作製した。
Claims (15)
- 車両用ヘッドライト、サーチライト、プロジェクターライト、及びスポットライトから選ばれる大型ライトに装着する大口径レンズと、太陽光発電の大型集光レンズとの何れかに用いられる大口径のハイブリッドレンズであって、
シリコーン樹脂で成形された第一レンズと、無機ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、又はシリコーン変性エポキシ樹脂で成形された第二レンズとが、光源から被照射体への共通する光軸を有しつつ、重なり合っており、
前記シリコーン樹脂が、それの原材料のシロキサン化合物を無溶媒中、白金触媒存在下で、反応させたものであり、前記シロキサン化合物のビニルシリル基及びジビニルシリル基から選ばれる何れかのビニルシリルと、ヒドロシリル基及びジヒドロシリル基から選ばれる何れかのヒドロシリルとを、付加させて、三次元架橋したものであり、
前記第一レンズと前記第二レンズとが、前記シリコーン樹脂を少なくとも介した化学結合により、接着していることにより、重なり合っていることを特徴とするハイブリッドレンズ。 - 前記第一レンズと前記第二レンズとが、前記シリコーン樹脂を直に介して、又は前記シリコーン樹脂とさらに透明接着剤とを介して、接着していることにより、前記重なり合っていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドレンズ。
- 前記透明接着剤が、前記第一レンズと前記第二レンズとの各接合面を粘着及び/又は密着させて前記接着させるシリコーンゲル若しくはシリコーンエラストマー、又は前記第一レンズと前記第二レンズとの各接合面の活性基同士を化学結合によって接着させるシロキサンポリマーであることを特徴とする請求項2に記載のハイブリッドレンズ。
- 前記シリコーン樹脂がジメチルシロキシ基若しくはジフェニルシロキシ基を繰り返し単位として有しつつ前記シリコーンゲル若しくは前記シリコーンエラストマーで前記接着されており、又は前記シリコーン樹脂が前記ヒドロシリルを有したヒドロシリル基含有シリル基と前記ビニルシリルを有したビニル含有シリル基との活性シリル基を有しつつ前記第二レンズの表面の活性基に結合したビニルアルコキシシロキサンホモポリマーで前記化学結合によって接着されていることを特徴とする請求項3に記載のハイブリッドレンズ。
- 前記シリコーンゲル若しくは前記シリコーンエラストマーが、針入度を最大で150とし、又はショアA硬度を最大で60とすることを特徴とする請求項3に記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズが前記光源の側にあって凸レンズであり、前記第二レンズが前記被照射体の側にあって凸メニスカスレンズであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズと前記第二レンズとの何れかが、前記被照射体の側にあってフレネルレンズであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズ及び/又は前記第二レンズの接合すべき面に、コロナ放電処理、大気圧プラズマ処理又は紫外線処理の表面処理が施されていることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズが前記光源の側にあり、前記第二レンズが前記被照射体の側にあって無機ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、若しくはシリコーン変性エポキシ樹脂で成形されており、又は
前記第一レンズが前記被照射体の側にあり、前記第二レンズが前記光源の側にあって無機ガラスで成形されていることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載のハイブリッドレンズ。 - 少なくとも直径を40mmとすることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載のハイブリッドレンズ。
- 厚さが20〜1000mmとすることを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズと前記第二レンズとが、化学結合を介して接合されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズの線膨張係数が300〜170ppmであり、第二レンズの線膨張係数が200〜0.3ppmであることを特徴とする請求項1〜12の何れかに記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズ及び/又は前記第二レンズに、赤外線カットの表面処理がなされていることを特徴とすることを特徴とする請求項1〜13の何れかに記載のハイブリッドレンズ。
- 前記第一レンズと前記第二レンズとに、第三レンズが組み合わせられていることを特徴とする請求項1〜14の何れかに記載のハイブリッドレンズ。
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