光学透镜制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种低吸水性，并且在耐热性、透明性和光学特性(折射率、阿贝数、光弹性系数)方面优异的光学透镜。所述光学透镜由包含下述通式(1)所表示的单元(A)的聚酯树脂构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学透镜
本专利技术涉及光学透镜。详细来说，本专利技术涉及低吸水性、并且在耐热性、透明性和光学特性(折射率、阿贝数、光弹性系数)方面优异的光学透镜。
技术介绍
作为液晶显示装置、光盘装置、投影屏幕的光学系统、或照相机、膜一体型照相机、摄像机等各种照相机的光学系统中所使用的光学元件的材料，使用了光学玻璃或者光学用透明树脂。光学玻璃的耐热性、透明性、尺寸稳定性、耐药品性等优异，存在具有各种折射率(nd)、阿贝数(νd)的多种的材料，但不仅材料成本高，还成型加工性差，另外还具有生产效率低这样的问题。特别是，为了加工成用于像差补正的非球面透镜，由于需要极高度的技术和高成本，因此成为实用上的较大的障碍。相对于上述的光学玻璃，光学用透明树脂，其中由热塑性透明树脂构成的光学透镜由于能够通过注射成型而大量生产，而且还具有容易制造非球面透镜这样的优点，因此，目前以照相机用透镜用途为中心而被使用。作为光学用透明树脂的例，可以例示例如，聚酯树脂(现有文献1和2)，由双酚A而成的聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等。用光学用透明树脂构成光学部件的情况下，作为不得不考虑的重要的光学特性之一，有双折射性。即，光学用透明树脂具有大的双折射性的情况，在大多数情况下是不优选的。特别是，在上述例示的用途(液晶显示装置、光盘装置、投影屏幕等)中，具有双折射性的膜、透镜等若存在于光路中时，会给画质、信号读取性能产生不良影响，因此希望使用由双折射性被尽量地抑制在较小的光学用透明树脂构成的光学部件。另外，在照相机用透镜、眼镜透镜等之中，希望双折射性较小是毋庸赘言的。但是，如在本
中被广泛知晓的，光学聚合物所示出的双折射存在有，以聚合物的主链的取向为主因的“取向双折射”和由应力导致的“光弹性双折射”。取向双折射和光弹性双折射的符号来自聚合物的化学结构，是各个聚合物固有的性质。取向双折射一般是由于链状的聚合物的主链(聚合物链)发生取向而产生的双折射，该主链的取向是由，例如随着聚合物膜制造时的挤出成型、或延伸的工艺，或者，在制造各种形状的光学部件时多被使用的注射成型的工艺等，伴随材料的流动的工艺而产生，之后被固定在光学部件中而残留。这里，相对于聚合物链的取向方向，将与其平行方向的折射率变大的情况表现为“取向双折射为正”，将与其正交的方向的折射率变大的情况表现为“取向双折射为负”。另一方面，光弹性双折射是伴随聚合物的弹性的变形(形变)而引发的双折射。在使用了聚合物的光学部件中，例如由于从该聚合物的玻璃化转变温度附近冷却至其以下的温度时产生的体积收缩，在材料中产生弹性变形(形变)并残留，会成为光弹性双折射的原因。另外，由于例如光学部件被固定在通常温度(玻璃化转变温度以下)使用的设备的状态下所受到的外力，也会使材料发生弹性变形，其会引起光弹性双折射。聚合物的光弹性系数越小，光弹性双折射的产生也变小。需要说明的是，光弹性系数如以下式子被定义为，由应力差Δσ而产生双折射差Δn的情况下的Δσ的系数γ。Δn＝γΔσ这里，相对于施加拉伸应力的方向(聚合物链的取向方向)，将与其平行方向的折射率变大的情况表现为“取向双折射为正”，将与其正交的方向的折射率变大的情况表现为“取向双折射为负”。光学透镜用的树脂在大多情况下，希望吸水性低。若树脂吸水，则由于树脂内部存在的水分子的影响，折射率会发生变化。水分的分布不均匀的情况下，透镜的折射率也变得不均匀，有时不能适用于精密的光学设计。另外，树脂吸水后会膨胀，尺寸发生变化。例如，在组合多片的透镜而成的光学系统中，发生吸水膨胀时会在透镜间产生应力，成为透镜的破损、或产生光弹性双折射的原因。在水分的分布不均匀的状态下，还可能产生不均匀的面变形。另外，一般来说，在照相机的光学系统中，以提高彩色图像的画质为目的，使用光学特性相互不同的多片的凹透镜和凸透镜，进行像差补正。作为一例，可以例举组合了高折射率·低阿贝数的凹透镜和低折射率·高阿贝数的凸透镜的色像差补正。这是将由凸透镜造成的色像差，通过利用凹透镜，制造出与凸透镜符号相反的色像差，通过合成消除色像差。色像差变大，则色彩模糊变大，作为彩色图像的画质会极端降低。作为高阿贝数的光学透镜材料，例如在无机材料中可以例举氟化钙、在有机材料中可以例举聚甲基丙烯酸甲酯。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第5849967号专利文献2:WO2015/163323A1
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，氟化钙由于是无机化合物的结晶，因此作为光学透镜使用时需要从单结晶切削后进行研磨。而且，由于柔软且容易受伤、容易劈开，因此在制造成本昂贵的同时，还有不适合大量生产的问题。含有芳香环的聚酯树脂的双折射、光弹性系数大，光学特性差。另一方面，全脂肪族聚酯树脂具有耐热性差的问题。由于这些理由，由现有的聚酯树脂构成的光学透镜在耐热性和光学特性的点上不能说是充分的。另外，由双酚A构成的聚碳酸酯树脂由于具有双折射大等的弱点，作为透镜材料使用时仅能够在有限的用途中使用。聚甲基丙烯酸甲酯虽然光学特性优异，但耐热性、机械物性等性能差，而且还具有吸水性大这样的问题。因此，不能在需要这些性能的领域中进行利用。进一步，伴随近年来的成型品的轻薄短小化，渴望开发出接近热源的方式使用的透镜。特别是，也用于监控等的车载用照相机的开发活跃，但对于车载用透镜来说，特别是在一些部位，被要求具有高耐热性、高耐环境性。本专利技术是鉴于以上的现有技术所具有的问题点而进行的，目的在于提供一种低吸水性，并且耐热性、透明性和光学特性(折射率、阿贝数、光弹性系数)优异的光学透镜。用于解决课题的方法本专利技术人等为了解决上述课题，经过专心研究，结果发现，由包含特定的脂环式结构作为构成单元的聚酯树脂构成的光学透镜能够解决上述课题，由此完成本专利技术。即，本专利技术如下。[1]一种光学透镜，其中，所述光学透镜由包含下述通式(1)所表示的单元(A)的聚酯树脂构成，(上述通式(1)中，R1为氢原子、CH3或C2H5，R2和R3分别独立地为氢原子或CH3，n为0或1)。[2]如[1]所述的光学透镜，其中，上述通式(1)中的n为1。[3]如[1]或[2]所述的光学透镜，其中，上述通式(1)中的R1、R2、和R3为氢原子。[4][1]～[3]中任一项所述的光学透镜，其中，上述聚酯树脂满足下述(1)～(6)中的任意一个以上：(1)上述聚酯树脂的玻璃化转变温度为120℃以上；(2)上述聚酯树脂降温时的结晶化发热量为5J/g以下；(3)上述聚酯树脂的24小时后的吸水率为0.25％以下；(4)上述聚酯树脂的光弹性系数的绝对值为40×10-12Pa-1以下；(5)上述聚酯树脂的折射率(nd)为1.60以下；(6)上述聚酯树脂的阿贝数(νd)为28以上。[5][1]～[4]中任一项所述的光学透镜，其中，上述光学透镜为非球面透镜。[6][1]～[4]中任一项所述的光学透镜，其中，上述光学透镜为照相机用光学透镜。[7]一种光学系统，其中，所述光学系统是将[1]～[6]中任一项所述的光学透镜与其它光学透镜组合而成的。专利技术效果根据本专利技术，能够提供抑制低吸水性，并且耐热性、透明性和光学特性(折射率、阿贝数、光弹性系数)优异的光学透镜。附图说明图1显示在单体合成例中得到的主反应产物的1H-NMR测定结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学透镜，其中，所述光学透镜由包含下述通式(1)所表示的单元(A)的聚酯树脂构成，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.28 JP 2016-1902991.一种光学透镜，其中，所述光学透镜由包含下述通式(1)所表示的单元(A)的聚酯树脂构成，所述通式(1)中，R1为氢原子、CH3或C2H5，R2和R3分别独立地为氢原子或CH3，n为0或1。2.如权利要求1所述的光学透镜，其中，所述通式(1)中的n为1。3.如权利要求1或2所述的光学透镜，其中，所述通式(1)中的R1、R2和R3为氢原子。4.如权利要求1～3中任一项所述的光学透镜，其中，所述聚酯树脂满足下述(1)～(6)中的任意一个以上，(1)所述聚酯树脂的玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉村康明，本多荣一，野口敬太，佐竹雄一郎，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP