プラスチック材料と射出成形は、小型化されたレンズの基礎です。プラスチックレンズの構造には、レンズ材料、レンズバレル、レンズマウント、スペーサー、シェーディングシート、圧力リング材料などが含まれます。

プラスチックレンズ用のレンズ材料にはいくつかの種類があり、そのすべては本質的にプラスチック（高分子ポリマー）です。それらは熱可塑性科学であり、加熱すると柔らかくなり、プラスチックになり、冷却すると硬化し、再び加熱すると柔らかくなります。加熱と冷却を使用して、液体と固体状態の間に可逆的な変化をもたらす物理的変化。いくつかの資料は以前に発明され、いくつかは比較的新しいものです。一部は汎用アプリケーションプラスチックであり、一部の材料は特別に開発された光プラスチック材料であり、いくつかの光学分野でより具体的に使用されています。

光学設計では、EP8000、K26R、APL5015、OKP-1など、さまざまな企業の材料グレードが表示される場合があります。それらはすべて特定のタイプのプラスチック材料に属し、次のタイプがより一般的であり、外観時間に従って並べ替えます。

プラスチックレンズ

• L PMMA/アクリル：ポリ（メチルメタクリレート）、ポリメチルメタクリレート（プレキシガラス、アクリル）。その安価な価格、高い透過率、高機械的強度により、PMMAは生命において最も一般的なガラス代替品です。透明なプラスチックのほとんどは、透明なプレート、透明なスプーン、小さなLEDなど、PMMAで作られています。レンズなど。PMMAは1930年代から大量生産されています。
• PS：ポリスチレンであるポリスチレンは、1930年代に大量生産を開始したエンジニアリングプラスチックと同様に、無色で透明な熱可塑性塑性です。私たちの生活で一般的な白いフォームボックスとランチボックスの多くは、PS材料で作られています。
• PC：ポリカーボネートであるポリカーボネートは、無色で透明なアモルファス熱可塑性物質でもあり、汎用プラスチックでもあります。 1960年代にのみ工業化されました。 PC材料の耐衝撃性は非常に優れており、一般的なアプリケーションには水ディスペンサーバケット、ゴーグルなどが含まれます。
• L Cop＆COC：環状オレフィンポリマー（COP）、環状オレフィンポリマー。環状オレフィン共重合体（COC）環状オレフィン共重合体は、リング構造を備えたアモルファス透明なポリマー材料であり、環に炭素炭素二重結合を備えた環状炭化水素は、自己ポリマー化（COP）または共重合（COC）によって環状オレフィンモノマーから作られています。 ）他の分子（エチレンなど）。 COPとCOCの特性はほぼ同じです。この素材は比較的新しいものです。最初に発明されたとき、それは主にいくつかの光学関連アプリケーションで考慮されました。現在、映画、光学レンズ、ディスプレイ、医療（包装ボトル）産業で広く使用されています。 COPは1990年頃に工業生産を完了し、COCは2000年以前に工業生産を完了しました。
• l o-pet：光学ポリエステル光学ポリエステル繊維、O-PETは、2010年代に大阪で商品化されました。

光学材料を分析するとき、私たちは主にそれらの光学的および機械的特性に関心があります。

光学properties

• 屈折率と分散

屈折率と分散

この要約図から、異なる光プラスチック材料が基本的に2つの間隔に分類されることがわかります。1つのグループは、高い屈折率と高い分散です。他のグループは、低屈折指数と低分散です。屈折率のオプションの範囲とガラス材料の分散を比較すると、プラスチック材料のオプションの屈折指数の範囲は非常に狭く、すべての光学プラスチック材料は屈折率が比較的低いことがわかります。一般的に、プラスチック材料のオプションの範囲は狭く、約10〜20の市販の材料グレードしかありません。これは、材料の観点から光学設計の自由を大部分制限しています。

屈折率は波長によって異なります：光学プラスチック材料の屈折率は波長とともに増加し、屈折率はわずかに減少し、全体が比較的安定しています。

温度DN/DTによる屈折率の変化：光プラスチックの屈折率の温度係数は、ガラスの温度係数のそれよりも6倍から50倍大きく、これは負の値です。つまり、温度が上昇すると、屈折率が減少します。たとえば、546nm、-20°C〜40°Cの波長の場合、プラスチック材料のDN/DT値は-8〜 -15x10^–5/°Cですが、対照的に、ガラス材料の値はガラス材料の値です。 NBK7は3x10^–6/°Cです。

• 透過率

透過率

この写真を参照すると、ほとんどの光プラスチックは、可視光帯で90％以上の透過率を持っています。また、850nmと940nmの赤外線バンドに適した透過率があり、これは家電でよく見られます。プラスチック材料の透過率も時間とともにある程度減少します。主な理由は、プラスチックが太陽の紫外線を吸収し、分子鎖が壊れて劣化して架橋することであり、物理的および化学的特性の変化をもたらします。最も明白な巨視的症状は、プラスチック材料の黄色です。

• ストレス複屈折

レンズ屈折

応力複屈折（複屈折）は、材料の光学的特性です。材料の屈折率は、偏光状態と入射光の伝播方向に関連しています。材料は、異なる偏光状態に対して異なる屈折指数を示します。一部のシステムでは、この屈折率の偏差は非常に小さく、システムに大きな影響を与えませんが、一部の特別な光学システムでは、この偏差はシステムパフォーマンスの深刻な分解を引き起こすのに十分です。

プラスチック材料自体には異方性の特性はありませんが、プラスチックの射出成形により、ストレス複屈折が導入されます。主な理由は、射出成形中に導入されたストレスと、冷却後のプラスチック高分子の配置です。下の図に示すように、ストレスは一般に注入ポートの近くに濃縮されます。

一般的な設計と生産の原則は、光学的有効平面の応力複屈折を最小限に抑えることです。これには、レンズ構造、射出成形金型、生産パラメーターの合理的な設計が必要です。いくつかの材料の中で、PC材料は複屈折（PMMA材料の約10倍）にストレスをかける傾向があり、COP、COC、およびPMMA材料のストレス複屈折が低くなります。