JP2000206312A

JP2000206312A - 光学素子

Info

Publication number: JP2000206312A
Application number: JP11209952A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Teramoto; 諭寺本
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2000-07-28
Also published as: US6288849B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス基材上に樹脂層を備えた非回転軸対称
形状の光学素子の温度変化による損傷を防止する。【解決手段】光学素子はガラス基材２の成形面２ａに
エネルギー硬化型の樹脂層５を備えている。樹脂層５を
形成する成形面２ａの曲率中心と、成形面２ａに対向す
る裏側の非成形面の曲率中心とを結ぶ直線を回転対称軸
とした場合におけるガラス基材２の外周形状を非回転軸
対称形状とし、かつ、樹脂層５の端部と接触するガラス
基材２の接触部分の材料強度が、温度変化時に樹脂層５
の端部において発生する応力よりも大きくすることによ
り、温度変化による損傷を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス基材上に樹脂
層を積層して形成される光学素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−１７７１０５号公報には従
来の光学素子が記載されている。この従来の光学素子
は、撮影に使用するフィルム等が長方形であることに着
目してなされたものであり、フィルムに光線を導く光学
素子の有効範囲を長方形にするとともに、光学素子自体
も長方形の外側に位置する円弧状の部分を除去すること
により、光学素子自体のコンパクト化を図るものであ
る。そして、光学素子自体のコンパクト化により得られ
たスペースを、他のカメラ部品のために使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の光学
素子では、円形状の光学素子を非軸対称形状とする際
に、円形状の複合型の光学素子のガラス基材およびガラ
ス基材上に載置した樹脂層を一体的に切断している。し
かしながら、ガラス基材を切断する際には、バリ（ガラ
スの欠けた部分であり、チッピングともいう）が発生
し、このバリの表面から内部に向かって微細なマイクロ
クラックが多数発生している。

【０００４】このバリと切断された樹脂層の端部は、必
然的に接触するため、光学素子に温度変化を与えた場
合、ガラス基材と樹脂層の熱線膨張係数の違いにより、
ガラス基材と樹脂層の間で応力が発生する。かかる応力
はガラス素材と樹脂層との接触面の最外周部分で最大に
なり、この応力によってガラス素材のバリの部分に発生
していたマイクロクラックが起点になって、マイクロク
ラックが拡大し、ガラス基材の材質の強度が小さい場合
や、温度変化が大きい場合等では、ガラス基材が破損す
る。このため、従来の光学素子では、上記応力を考慮し
ていないので、光学素子自体が品質不良を起こすおそれ
があり、その光学素子を製品として使用することができ
なくなる問題を有している。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、非回転軸対称形状であって
も、温度変化により破損することがない光学素子を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、ガラス基材の成形面にエネルギ
ー硬化型の樹脂層を形成した光学素子において、前記樹
脂層を形成する成形面の曲率中心と、成形面に対向する
裏側の非成形面の曲率中心とを結ぶ直線を回転対称軸と
した場合におけるガラス基材の外周形状が非回転軸対称
形状であり、かつ、前記樹脂層の端部と接触するガラス
基材の接触部分の材料強度が、温度変化時に樹脂層の端
部において発生する応力よりも大きいことを特徴とす
る。

【０００７】この発明において、ガラス素材は回転軸対
称形状である円形の外周の一部を、例えば直線的に切り
落とすことによって、弦などをその外周に形成し、これ
により非回転軸対称の形状となっている。すなわち、例
えば、回転対称軸をｚ軸とした場合、ｚ軸と樹脂層が形
成される成形面の曲率中心Ｏの交点でｚ軸に垂直でかつ
互いに垂直なｘ軸とｙ軸とを含むｘｙ平面上で、一また
は二以上の直線により円形のガラス基材の外周の一部を
切り落として、外周に弦などを形成する。これにより、
非回転軸対称形状のガラス基材を得ることができる。な
お、切り落とされたガラス基材の外周の一部は、本発明
の光学素子の光学機能に関係のない部分であり、切断に
より、光学機能が失われることがない。

【０００８】図２５は、前記Ｚ軸方向から見たガラス基
材の非回転軸対称形状の一部を示し、（ａ）は直線部Ａ
Ｂによって円形のガラス基材の一部を切り落とすことに
より弦ＡＢを形成した形状のガラス基材１０２であり、
（ｂ）は直線部ＡＢおよびＣＤの２個所で円形のガラス
基材を切り落とすことにより、弦ＡＢおよびＣＤを形成
した形状のガラス基材１１２であり、（ｃ）は直線部Ａ
Ｂ、ＢＤ、ＤＣおよびＣＡの４個所で円形のガラス基材
を切り落とすことにより、長方形ＡＢＤＣを形成した形
状のガラス基材１２２であり、（ｄ）は円形のガラス基
材をそれより曲率半径が大きな弧ＡＢおよびＣＤの２個
所で切り落とした形状のガラス基材１３２である。ま
た、同図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）で符号１０５、１１
５、１２５、１３５で示すのは、それぞれのガラス基材
の成形面１０２ａ、１１２ａ、１２２ａ、１３２ａ上に
形成された樹脂層である。

【０００９】本発明のガラス基材の非回転軸対称形状は
これらの形状に限定されず、例えば楕円形や五角形以上
の多角形でもよい。なお、上述した形状では、円形のガ
ラス基材の一部を切り落として削除しているが、例え
ば、光学素子がカメラ用のレンズである場合、長方形の
フィルムの光学面は十分カバーしているので、光学機能
に支障を生じない。

【００１０】一般にガラスと樹脂とでは、樹脂の方が熱
線膨張係数が大きく、温度変化時の寸法変化も樹脂の方
が大きい。従って、ガラス基材上に樹脂層が形成された
光学素子に温度変化が作用すると、ガラス基材よりも樹
脂層の方が大きく変形し、ガラス基材と樹脂層との間で
応力が発生する。この応力は樹脂層の端部で最大になる
ことが有限要素法シュミレーションなどにより解ってい
る。

【００１１】図２６は、ガラス基材の形状が図２５
（ａ）の場合におけるガラス基材１０２の外周付近と樹
脂層１０５の端部との関係を模式的に示す部分断面図で
ある。一般にガラス基材１０２上で樹脂層１０５が形成
される成形面１０２ａは鏡面仕上げされているが、非回
転軸対称形状を形成するためガラス基材の一部を切断加
工などにより切り落とした場合、ガラス基材１０２の成
形面１０２ａと切断面１０２ｆとが交叉する線（エッジ
部）付近には、成形面１０２ａの一部であるが、加工に
伴うバリが発生している。バリの発生している部位に
は、バリにつながるマイクロクラックが多数発生する。
従って、ガラス基材１０２のバリが発生している部位は
機械的強度が低下する。

【００１２】図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）の符号１０２
Ｊ、１０２Ｋで示す部分はガラス基材１０２の成形面１
０２ａ上の外周部に発生しているバリを模式的に示して
いる。同図（ａ）では樹脂層１０５の端部はバリ１０２
Ｊや１０２Ｋのいずれにも接触していない。同図（ｂ）
は樹脂層１０５の端部が基材１０２の成形面１０２ａの
外周部上に発生しているバリの一部のみ、即ち、模式的
に示すバリ１０２Ｊにのみ接触している場合である。同
図（ｃ）は樹脂層１０５の端部が基材１０２の成形面１
０２ａの外周部上に発生しているバリの全部、即ち、模
式的に示すバリ１０２Ｊ、１０２Ｋの両方に接触してい
る場合であり、ガラス基材１０２の成形面１０２ａと切
断面１０２ｆとが交叉する線、即ち外周端まで樹脂層１
０５を広げている。温度変化がある場合、樹脂層１０５
の端部で最大応力が発生するので、その端部が機械的強
度の低下しているバリ１０２Ｊ、１０２Ｋに接触すると
温度変化時に、その応力によりガラス基材１０２が損傷
を受けてガラス基材１０２が貝殻状に割れる。このよう
なことから、樹脂層１０５の端部がバリ１０２Ｊ、１０
２Ｋに接触していない同図（ａ）の構成からなる光学素
子が望ましい。

【００１３】しかし、樹脂層１０５の形成は、エネルギ
ー硬化型の樹脂を図示せぬ金型で成形面１０２ａに押し
広げて行うが、樹脂の広がりに多少のバラツキが生じる
ことは免れ得ない。同図（ａ）の場合、樹脂層１０５の
範囲は、バリに接触しない範囲で限定しなければならな
いので、自ずから樹脂層１０５の面積は基材１０２の面
積よりも相当狭くしなければならず、光学素子が相対的
に大きくなるという問題がある。その場合、同図（ｂ）
や（ｃ）に示すように樹脂層１０５の広がる範囲を広
げ、その端部がバリ１０２Ｊや１０２Ｊに接触するが光
学素子をコンパクトにするようにすると、全て温度変化
時に基材１０２が損傷を受けると一応考えられるが必ず
しもそうではない。

【００１４】本発明においては、温度変化の範囲は、光
学素子が組み込まれる物品が置かれる地上の環境である
−３０℃から＋７０℃の範囲（以下「通常の範囲」とい
う）を基準とし、それに安全係数を乗じた−５０℃から
＋１００℃の範囲（以下「安全範囲」という）をも考慮
する。また基材１０２の材質としては、平均的な材料強
度を基準とし、これより材料強度の大きいものや小さい
ものも考慮するものとする。本願発明者は、例えば、光
学ガラスであるＢＳＬ７（製品名：（株）オハラ製）を
ガラス基材の材料強度の基準との一例としたが、これに
限定されるものではない。

【００１５】図２６（ａ）の場合、前記安全範囲におい
ても、ガラス基材１０２は全く損傷を受けないが、温度
変化の範囲を前記通常の範囲とし、ガラス基材１０２の
材質として、材料強度が十分大きな光学ガラスを採用す
ることにより、同図（ｂ）及び（ｃ）に示すように、樹
脂層１０５の広げる範囲を拡大し、その端部が基材１０
２の成形面１０２ａ上の外周の部分に発生しているバリ
１０２Ｊ、１０２Ｋの一部または全部に接触していても
良い場合がある。ちなみに、通常の範囲と安全範囲で
は、最低温度において２０℃の差がある。しかも、樹脂
層１０５の端部における応力は低温になればなるほど著
しいので、ガラス基材に要求される材料強度は、前記温
度差により著しく異なったものとなる。従って、ガラス
基材１０２の強度が大きい場合、バリ１０２Ｊ，１０２
Ｋ等の発生している部分で機械的強度が低下していて
も、なおその材料材料強度が樹脂層１０５ａの端部の応
力を上回り、温度変化にも損傷を受けない場合、図２６
（ｂ）や（ｃ）に示す光学素子でも良いものである。こ
の場合には、光学素子を更にコンパクトにすることがで
きる。

【００１６】このように所望の光学素子を得ようとする
ときは、ガラス基材の材質の材料強度、温度変化の範
囲、樹脂層を広げる様々な態様が考えられることから、
樹脂層の端部で発生する応力を例えば有限要素法シミュ
レーション等の計算や実験により算出したうえで、ガラ
ス基材の材質の選定、光学素子の用途を考慮した温度範
囲の設定及び樹脂の広げる範囲の設定などを行うことが
必須の要件になる。このように、温度変化時に、樹脂層
の端部と接触するガラス基材の部分の材料強度が、樹脂
層の端部において発生する応力よりも大きくすることに
より、所望の光学素子を得ることができるものである。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、樹脂層の端部において発生する応力が３ｋｇ／
ｍｍ^２以下であることを特徴とする。

【００１８】樹脂層の端部に発生する応力の大きさを有
限要素法シミュレーションで算出したときの最大値は３
ｋｇ／ｍｍ^２に近いが、それを超える値ではなかった。
このときの計算の条件は温度変化が安全範囲であり、各
種の光学素子を想定し、樹脂層を形成する樹脂として熱
線膨張係数の大きな樹脂を選択し、かつ、樹脂層の端部
の厚さを十分大きく設定している。したがって、全ての
要件を考慮しても、温度変化時に樹脂層の端部での応力
は３ｋｇ／ｍｍ^２以下であって、この範囲内において、
請求項１記載の光学素子を得ることができる

【００１９】請求項３の発明は、ガラス基材の成形面に
エネルギー硬化型の樹脂層を形成した光学素子におい
て、前記樹脂層を形成する成形面の曲率中心と、成形面
に対向する裏側の非成形面の曲率中心とを結ぶ直線を回
転対称軸とした場合におけるガラス基材の外周形状が非
回転軸対称形状であり、且つ、前記ガラス基材の外周部
におけるバリと前記樹脂層の端部とが非接触となってい
ることを特徴とする。

【００２０】この発明においても、請求項１の発明と同
様に、ガラス素材は回転軸対称形状である円形の外周の
一部を、例えば直線的に切り落とすことによって、弦な
どをその外周に形成し、これにより非回転軸対称の形状
となっている。すなわち、例えば、回転対称軸をｚ軸と
した場合、ｚ軸と樹脂層が形成される成形面の曲率中心
Ｏの交点でｚ軸に垂直でかつ互いに垂直なｘ軸とｙ軸と
を含むｘｙ平面上で、一または二以上の直線により円形
のガラス基材の外周の一部を切り落として、外周に弦な
どを形成する。これにより、非回転軸対称形状のガラス
基材を得る。なお、切り落とされたガラス基材の外周の
一部は、本発明の光学素子の光学機能に関係のない部分
であり、切断により、光学機能が失われることがない。

【００２１】図１３は、円形のガラス基材２１の外周を
切り落とす直線が一本で、その直線Ｌ１がｙ軸に平行の
場合であり、直線Ｌ１に沿ってガラス基材２１の外周を
切り落とし、弦ＣＤを形成した形状をｚ軸方向から見た
模式図である。図１４は、直線が二本で、ｙ軸に平行な
直線Ｌ１、Ｌ２に沿って円形のガラス基材２２を切断し
て弦ＣＤおよびＥＦを形成した形状をｚ軸方向から見た
模式図である。なお、図１３及び図１４では、説明を容
易にするため、直線Ｌ１、Ｌ２がｙ軸に平行な場合につ
いて説明するが、円形のガラス基材の外周を切り落と
し、弦を形成する直線であれば、どのような方向であっ
ても良い。また、ガラス基材の外周形状としては、図１
５に示すような円弧と弦とが交わる部分を丸くした形
状、図１６に示すような長方形形状或いは楕円、多角形
などの光学機能を失わない範囲において、任意に変更す
ることができる。

【００２２】図１３及び図１４において、符号２１ａ、
２２ａ、２２ｂは、円形のガラス基材２１，２２を切断
した場合、切断部位である弦ＣＤ、ＥＦの付近に発生す
るバリである。より詳しくは、バリ２１ａ、２２ａ、２
２ｂは、ガラス基材２１，２２の切断面と成形面が交わ
るエッジ部付近に発生する。

【００２３】又、図１３及び図１４において、符号３
１、３２はそれぞれのガラス基材２１、２２の成形面上
に金型による成形により形成された樹脂層である。樹脂
層３１，３２の外周形状は、それぞれガラス基材２１、
２２の外周形状とほぼ相似の形状であるが、その面積は
ガラス基材２１，２２の面積より小さく、樹脂層３１，
３２の外周の端部は、バリ２１ａ、２２ａ、２２ｂに接
触していない。その端部がバリ２１ａ、２２ａ、２２ｂ
に接触しない樹脂層３１，３２は、樹脂層３１，３２を
成形する金型の形状を、樹脂層の端部がバリ２１ａ、２
２ａ、２２ｂに接触しない形状とし、かつ成形する樹脂
の量を調整すること等により容易に形成することができ
る。

【００２４】ガラス基材２１，２２の切断により発生す
るバリ２１ａ、２２ａ、２２ｂの発生部位は、他の加工
部位、例えば芯取り加工された外周面で形成された円弧
の部位と比較し、マイクロクラック等が多く、強度的に
弱くなっている。従って、樹脂層３１，３２の外周形状
をガラス基材２１，２２と同一の外周形状とすることに
よって、樹脂層３１，３２の端部がバリ２１ａ、２２
ａ、２２ｂと接触している場合、ガラス基材２１，２２
と樹脂層３１，３２とが結合した光学素子に温度変化が
作用することにより、バリ部分からガラス基材２１，２
２が破損する可能性が高い。その理由は以下の通りであ
る。

【００２５】上述したように、ガラスと樹脂とでは、樹
脂の方が熱線膨張係数が大きく、温度変化時の寸法変化
も樹脂の方が大きい。したがって、ガラス基材２１，２
２上に樹脂層３１，３２が形成された光学素子に温度変
化が作用すると、ガラス基材２１，２２よりも樹脂層３
１，３２の方が大きく変形し、ガラス基材２１，２２と
樹脂層３１，３２との間で応力が発生する。この応力は
樹脂層３１，３２の端部で最大になる。一方、樹脂層３
１，３２の端部が接しているガラス基材２１，２２の部
分は、バリ２１ａ、２２ａ、２２ｂを有するため、強度
的にも弱い部分である。これらにより、ガラス基材２
１，２２のバリを有する切断部と樹脂層３１，３２の端
部とが接触していると、温度変化時の応力により、バリ
の発生部分からガラス基材２１，２２が破損する可能性
が高い。

【００２６】請求項３の発明では、バリ２１ａ、２２
ａ、２２ｂを有するガラス基材２１，２２の切断部と樹
脂層３１，３２の端部とが接触しない光学素子となって
おり、ガラス基材２１，２２のバリによる脆い部分と、
温度変化時に最大応力が発生する樹脂層３１，３２の端
部が接触しないため、温度変化があっても、ガラス素材
２１，２２が破損しない光学素子とすることができる。

【００２７】なお、請求項３の発明において、外周形状
が非回転軸対称形状とした光学素子の形状については、
図１５及び図１６に示す形状も含まれる。図１５に示す
形状は、図１３の形状における弦ＣＤと円弧の交点部分
を丸め曲線としたものであり、同図で符号Ｒで表された
部分を含む外周形状を含むものとする。エッジの部分を
減らして、光学素子や光学素子の組み付けられる部分の
損傷を少なくするためである。

【００２８】図１６に示す形状は、図１４に示す円形を
平行な２本の直線Ｌ１、Ｌ２で切断するのみならず、更
に、直線Ｌ１、Ｌ２と直交する２本のＬ３、Ｌ４で切断
して辺ＣＥ、ＤＦを形成したもので、結果として、ガラ
ス基材２３が長方形となり、光学素子も長方形となる。
この場合、円形形状から２３Ｘ、２３Ｙの２個所に加え
て、２個所の２３Ｚの計４個所で削除されることにな
る。このようにガラス基材が４個所で削除されていて
も、その部分は光学素子の光学機能とは関係のない部分
であり、光学素子の光学機能が失われることなはない。

【００２９】図１６に示す長方形の形状においても、樹
脂層３３の端部は、切断されたガラス基材のエッジ部に
発生するバリ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄとは非接
触であり、温度変化があっても、ガラス基材２３が破損
することはない。更に、この光学素子を、カメラ等に使
用した場合、フィルムの長方形に最も良く適応し、無駄
なスペースを減らすことができる。

【００３０】請求項４の発明は、請求項３記載の発明で
あって、前記非回転軸対称形状が略小判形状であること
を特徴とする。

【００３１】この発明では、ガラス基材２２は図１４に
示されるように、円形の外形に対して樹脂層３２を形成
する成形面２２ｃの曲率中心Ｏを挟んで、等距離若しく
は不等距離で二本の平行な直線Ｌ１，Ｌ２で切断される
ことにより、二つの弦ＣＤ、ＥＦが形成された形状とな
っている。このガラス基材２２の成形面２２ｃ上に、そ
の端部が切断部位である二つの弦ＣＤ、ＥＦ付近のバリ
２２ａ、２２ｂに接触しないように金型による成形によ
り樹脂層３２が形成されることによって光学素子が形成
される。

【００３２】即ち、樹脂層３２の形状は加工されたガラ
ス基材２２の形状にほぼ相似であるが、その面積はガラ
ス基材２２の成形面２２ｃの面積より小さい。このよう
にして形成された光学素子の形状は、ｚ軸方向から見た
とき、二つの平行な弦を円弧で結ぶ形状となっている。
この形状は小判の形状に似ていることから、以下、この
光学素子の形状を「小判形状」と称する。

【００３３】小判形状は、円形の一部が弦により欠けて
いることから、非回転軸対称形状である。又、小判形状
は図１３と図１４とを比較しても明らかなように、図１
３では弦ＣＤにより、円形のガラス基材２１の一部であ
る円弧状部分２１ｘが削除されているが、図１４では２
本の弦ＣＤおよびＥＦにより、円形のガラス基材２２が
円弧状部分２２ｘと２２ｙの二個所で削除される。これ
により、よりコンパクトな形状となっている。この場
合、ガラス基材２２が二個所で削除されていても、その
部分は光学素子の光学機能に関係のない部分であり、光
学素子の光学機能が失われることはない。

【００３４】このような請求項４の光学素子をカメラ等
に使用した場合、フィルムが長方形であることから、小
判形状が無駄無くカメラ等の光学系に適応できる。又、
二個所の削除された部分は、他の必要な部材を配置でき
るため、カメラ等をコンパクトにすることができる。

【００３５】なお、図示を省略するが、弦ＣＤと弦ＥＦ
とを円弧と交差するエッジ部を丸めた曲面としても、小
判形状であることに変わりはないものである。エッジ部
を丸めることにより光学素子や光学素子が組み込まれる
部分の損傷をなくすためである。

【００３６】請求項５の発明は、前記略小判形状が、前
記回転対称軸を通って回転対称軸に垂直な直線に対し、
軸対称形状であることを特徴とする。

【００３７】この発明では、図１４に示すように、弦Ｃ
ＤとＥＦがｙ軸に対し、点Ｏを挟んで対称の位置にあ
る。光学素子の小判形状を軸対称形状にすることによ
り、その形状は前後左右で同一形状となる。従って、光
学素子の取り扱いにおいて、弦ＣＤと弦ＥＦの位置関係
を考慮する必要がなく、組立等を容易にすることがで
き、より無駄のないコンパクトな形状となり、カメラ等
への適合性をさらに増大させることができる。

【００３８】請求項６の発明は、ガラス基材の成形面に
エネルギー硬化型の樹脂層を形成した光学素子におい
て、前記樹脂層を形成する成形面の曲率中心と、前記ガ
ラス基材の成形面に対向する裏側の非成形面の曲率中心
とを結ぶ直線を回転対称軸とした場合におけるガラス基
材の外周形状が前記回転対称軸を中心にした円形の外周
を１または２以上の個所で直線部で切り取られて非回転
軸対称形状をなし、且つ、ガラス基材の外周の前記直線
部に面取りまたは段部が加工されており、その面取りま
たは段部と前記成形面とが交わって形成される直線部付
近に発生しているバリと前記樹脂層の端部とが非接触と
なっていることを特徴とする。

【００３９】図１７はすでに説明した図１３の弦ＣＤの
部分に面取りをした場合で、同図と同じ部分は同じ符号
を付して表示した斜視図である。図１７に示すように、
図１３に示したガラス基材２１の弦ＣＤ部分に面取り２
５が設けられている。面取り２５の両端は図１３の直線
Ｌ１に代わり２つの直線Ｇ、Ｈで挟まれており、この直
線に沿った部分がエッジ部となっている。

【００４０】ガラス基材２１をｚ軸方向、即ち回転対称
軸方向から見た場合、ガラス基材２１の外周に相当する
のが直線Ｈに沿った直線部Ｈであり、回転対称軸に近い
ほうで成形面と交わって形成されるエッジ部に相当する
のが直線部Ｇである（ガラス基材２１の直線部は、それ
ぞれＧ、Ｈと同じ符号で示す。）。面取り２５は、弦付
近に発生したバリを除去することになるが、面取りとい
えども、エッジ部にはバリによるマイクロクラックが発
生する。従って、直線部Ｇ、Ｈ付近も、同様に強度的に
弱い部分であり、この部分に樹脂層３１の端部が接触す
ると、温度変化時の応力により、バリによるマイクロク
ラックの部分からガラス基材２１が破損する可能性が高
い。つまり、直線部Ｇのように、ガラス基材２１の外周
形状を構成する要素ではないが、連続する面の外周形状
であれば、その部分にはバリによりマイクロクラックが
発生しているので、ガラス基材２１の外周部同様、樹脂
層３１の端部で発生する応力の影響を受ける。従って、
樹脂層３１の端部が、回転対称軸側の直線部Ｇ付近に発
生しているバリ、言い換えれば、面取り２５が成形面と
交わって形成される直線部Ｇ付近に発生しているバリに
非接触である必要がある。樹脂層３１の端部が直線部Ｇ
付近のバリに非接触であれば、当然ガラス基材２１の外
周端である直線部Ｈ付近に発生しているバリには非接触
となる。

【００４１】本発明において、ガラス基材２１の外周の
切り取られた部分に面取りを加工したのは、光学素子を
取り扱う場合、その外周部が鋭角に近い鋭いエッジをな
していると、光学素子自体または光学素子が組み込まれ
る部分に損傷が発生するのを防止するためである。

【００４２】本発明のもう１つの特徴である、ガラス基
材の外周が直線で切り取られ、弦となっている部分に段
部を加工した場合について図２１を用いて説明する。図
２１はすでに説明した図１３の弦ＣＤの部分に段部２６
を加工した場合の同図と同じ部分に同じ符号を付した斜
視図である。

【００４３】段部２６は図１３の直線Ｌ１に代わり３本
の直線Ｍ、Ｎ及びＰに沿って形成されており、この直線
に沿った部分がエッジ部となっている。ガラス基材２１
をｚ軸方向、即ち、回転対称軸方向から見た場合、ガラ
ス基材２１の外周に相当するのが直線部Ｐ、回転対称軸
ｚに近いほうが直線部Ｍ及びＮである（ガラス基材２１
の直線Ｍ、Ｎ及びＰに沿った直線部もそれぞれの直線の
符号をそのまま採用し、直線部Ｍ、Ｎ及びＰと称す
る。）。

【００４４】この段部２６にはそれぞれの直線の部分に
エッジ部が形成される。エッジ部にはバリによるマイク
ロクラックが発生する。従って、直線部Ｍ、Ｎ及びＰ付
近も、弦ＣＤ付近同様に強度的に弱い部分であり、この
部分に樹脂層３１の端部が接触すると、温度変化時の応
力により、バリによるマイクロクラックの部分からガラ
ス基材２１が破損する可能性が高い。つまり、直線部Ｍ
のように、ガラス基材２１の外周形状を構成する要素で
はないが、連続する面の外周形状であれば、その部分に
はバリによりマイクロクラックが発生しているので、ガ
ラス基材２１の外周部同様、樹脂層３１の端部で発生す
る応力の影響を受ける。従って、面取りの場合と同様、
樹脂層３１の端部が回転対称軸の直線部に発生している
バリ、言い換えれば段部２６が成形面と交わって形成さ
れる直線部Ｍ付近に発生しているバリに非接触である必
要がある。樹脂層３１の端部が直線部Ｍ付近のバリに非
接触であれば、当然ガラス基材２１の外周端である直線
部Ｐ付近に発生しているバリとは非接触となる。直線部
Ｎ付近に発生しているバリについては、直線部ＭとＮと
は回転対称軸Ｚとは等距離にあり、直線部Ｍ付近に発生
しているバリに樹脂層３１の端部が非接触であれば、必
然的に直線部Ｎ付近に発生しているバリと非接触になる
ので、直線部Ｎ付近に発生しているバリについては、前
記条件が満たされれれば考慮する必要がない。

【００４５】請求項６の発明で、ガラス基材２１に段部
を設けたのは、段部の部分が空きスペースとなるので、
そのスペースに他の部材を配置するためである。面とり
と段部は、当然光学機能を有する面の外部に設けられ、
光学素子の光学機能の障害とはならない。

【００４６】なお、図１７及び図２１では、円形のガラ
ス基材２１の外周の１個所が直線で切り取られ、その直
線部分に面取り２５又は段部２６を形成した場合につい
て説明したが、請求項４のように円形のガラス基材の外
周部の２個所が直線で切り取られる場合や、円形の基材
の外周部の３個所以上が直線で切り取られる場合におい
ても、本発明を適用できる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態により具体的に説明する。なお、各実施の形態におい
て、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。

【００４８】（実施の形態１）ガラス基材２は図１に示
すように、樹脂層を載置する面（以下、成形面）２ａの
曲率半径が１００ｍｍ、樹脂層を載置しない面（成形面
２ａに対向する裏側の非成形面）２ｂの曲率半径が５０
ｍｍであり、成形面２ａと非成形面２ｂの曲率中心を結
ぶ直線（以下、回転対称軸）Ａ上における成形面２ａと
非成形面２ｂの距離が２ｍｍで両面が凹面となってい
る。この実施の形態のガラス基材２は、商品名「ＰＢＬ
２８」（（株）オハラ製）であり、樹脂層５の樹脂の材
質は、紫外線硬化型樹脂（商品名「ＭＰ−２０１」：三
菱レイヨン（株）製）である。

【００４９】図２は回転対称軸Ａとガラス基材２の成形
面２ａの交点を通り、回転対称軸Ａに垂直なｘｙ平面を
設けた後、成形面２ａの外周部を回転対称軸Ａに平行に
ｘｙ平面に投影した形状を示す。ガラス基材２はｘ軸の
プラス側においてｘ軸に対して上下４５度の範囲以外
は、直径２５ｍｍの円弧２ｃ形状（優弧）となってお
り、ｘ軸のプラス側においてｘ軸に対して上下４５度の
範囲は、円弧２ｃの端点を結ぶｘ座標が約８．８４ｍｍ
で一定の弦２ｄ形状となっている。

【００５０】ガラス基材２は回転軸対称形状の円形の外
形を製作した後、その外形の一部を切断することにより
弦２ｄに該当する部分を形成するため、切断面２ｆと成
形面２ａとが交わる直線部分（エッジ部）を詳細に観察
すると、図３に示すように、無数のバリ２ｅを有してい
る。

【００５１】また、図２に示すように、ガラス基材２の
成形面２ａ上には、ガラス基材２の外周形状と概略相似
形状となるように紫外線硬化型樹脂の樹脂層５が形成さ
れている。樹脂層５は芯取り加工された外周面よりも後
退し且つ切断面２ｆよりも後退するように各面から距離
を設けた状態で成形面２ａ上に設けられるものである。
なお、樹脂層５の樹脂の量は、あらかじめ求められるも
のである。

【００５２】樹脂層５をガラス基材２上に成形する手順
を説明する。樹脂層５は金型１とガラス基材２とを相対
的に接近させることにより、金型１とガラス基材２とに
より形成される空間内に充填されるものである。

【００５３】図４に示すように、金型１は樹脂層５の所
望の表面形状を形成するための光学面（以下、樹脂押圧
面）１ａを有している。又、金型１は樹脂押圧面１ａの
曲率中心が回転対称軸Ａ上にあり、回転対称軸Ａと平行
な方向へ自由に移動可能となっている。金型１の樹脂押
圧面１ａの外周部を回転対称軸Ａに平行にｘｙ平面上に
投影した形状は、図５に示すように、ｘ軸のプラス側に
おいて、ｘ軸に対して上下４５度の範囲以外は直径２２
ｍｍの円弧１ｃ形状（優弧）で、ｘ軸のプラス側におい
て、ｘ軸に対して上下４５度の範囲は、円弧１ｃの端点
を結ぶｘ座標が約７．７８ｍｍで一定の弦（直線）１ｄ
形状となっている。すなわち、ガラス基材２の外周形状
と概略相似形状となっている。

【００５４】図４に示すように、ガラス基材２と金型１
との各弦の位置を合わせた後、金型１をガラス基材２に
対し徐々に接近させることにより、ガラス基材２の成形
面２ａ上の樹脂６を、金型１とガラス基材２とにより形
成される空間内に広げる。そして、金型１とガラス基材
２との間隔が所望の値となったとき、樹脂６は金型１の
外周部へ到達しており、金型１の樹脂押圧面１ａとガラ
ス基材２の成形面２ａにより形成される空間内には、所
望の樹脂層５が形成される。また、金型１の外周形状
が、ガラス基材２の外周形状に対して、相似的に小さく
なっているので、ガラス基材の切断面２ｆのエッジから
樹脂層５の端部が０．３ｍｍ以上離れた約１ｍｍとな
り、ガラス基材２外周部のバリ２ｅと樹脂層５の端部と
が接触することはない。また、ガラス基材２の優弧２ｃ
の外周部から樹脂層５の端部がはみ出すことはなく、約
１．５ｍｍ離れている。

【００５５】その後は、不図示の手段により、ガラス基
材２の非成形面２ｂ側から、紫外線を照射して樹脂層５
を硬化した後、金型１を樹脂層５の表面から剥離する。
これにより、図６（ａ）に示すように、ガラス基材２と
樹脂層５とが一体となった光学素子７が得られる。な
お、図６（ａ）は本実施の形態により製造された光学素
子７を図２の弦２ｄと垂直な面で切った断面図である。

【００５６】図６（ａ）に示すように、ガラス基材２上
には樹脂層５が一体に形成されており、その樹脂層５の
端部はガラス基材２の切断面２ｆのエッジ部に発生して
いるバリ２ｅに接触していない。したがって、熱線膨張
係数の大きい樹脂層５が温度変化により変形しても、ガ
ラス基材２が破損する不具合が発生することがなくな
る。なお、樹脂層５がバリ２ｅに接触しないのは、上述
したように金型１の成形面１ａの面積がガラス基材２の
成形面２ａの面積より小さく設定されていることと、樹
脂６が金型１により押圧されて広がることにより樹脂層
５となっても、樹脂層５がバリ２ｅに接触しないように
樹脂の供給量があらかじめ計量されているからである。

【００５７】このような実施の形態の光学素子７は、回
転対称形状の光学素子に対し、光学性能とは無関係な部
分が一部削除されているので、スペース的な余裕を有
し、光学素子を組み込んだ製品のコンパクト化に有利で
ある。また、ガラス基材の切断部２ｆのバリ２ｅと樹脂
層５の端部とが接触していないので、温度変化によって
ガラス基材２が破損することもなくなる。

【００５８】なお、この実施の形態では、円弧部のガラ
ス基材２外周部と樹脂層５端部の間隔が約１．５ｍｍ、
直線部においてはガラス基材２外周部と樹脂層５の端部
の間隔が約１ｍｍとなっているが、本発明は円弧部及び
直線部におけるガラス基材外周部と樹脂層端部の間隔の
比とは無関係であり、樹脂層の端部がガラス基材の外周
部のバリと接触しない限り、どのような比であっても同
様な効果が得られる。

【００５９】また、この実施の形態は、樹脂層５の直線
部における外周形状が、ガラス基材２と樹脂とが接する
位置から樹脂層５の表面まで一定の寸法となっている
が、本発明は樹脂層５の断面形状とは無関係であり、樹
脂層５の端部がガラス基材２の外周部のバリと接触しな
い限り、どのような断面形状であっても同様な効果が得
られる。

【００６０】この実施の形態では、ガラス基材２におけ
る円弧２ｃと弦２ｄが交わる部分で端部が直線となって
いるが、ガラス基材２が図１５に示すように、円弧２ｃ
と弦２ｄが交わる部分で曲面（いわゆるＲ形状）Ｒとな
っていても、この実施の形態と同様に本発明を実施でき
るが、構成や作用はこの実施の形態と略同じなので説明
を省略する。ただし、円弧と弦が交わる部分が曲面とな
っていることにより、光学素子にエッジ部が少なくな
り、光学素子を取り扱う場合や光学素子を他の部分に組
み込む場合、光学素子自体や当該他の部分が損傷するこ
とを少なくすることができる効果が追加される。

【００６１】更に、この実施の形態では、円弧２ｃと弦
２ｃを外周形状とするガラス基材２に樹脂層５を形成す
る場合について説明したが、ガラス基材２１が図１６に
示すように長方形の場合にも同様に適用することができ
る。この場合には、金型をガラス基材２の形状との概略
相似形状にし、４つの辺ＣＤ、ＤＦ、ＥＦ、ＣＥの直線
部分（エッジ部）付近に発生しているバリに樹脂層の端
部が接触しないように成形、硬化させることにより、こ
の実施の形態と同様な光学素子を得ることができる。な
お、成形や硬化の工程はこの実施の形態と同様なので説
明を省略する。ガラス基材の形状が、長方形以上の多角
形の場合や楕円形の場合も同様である。

【００６２】以上の説明においては、温度変化の範囲と
して安全範囲を前提にした実施の形態の内容について詳
細に説明してきたが、温度変化の範囲を通常の範囲もし
くはそれより狭い範囲とし、また、必要に応じてガラス
基材の材質をより強度の高い光学ガラス（例えばＬＡＬ
１８（製品名；（株）オハラ製））とし、光学素子をよ
りコンパクトにする場合の変形々態について以下に説明
する。

【００６３】上記実施の形態では、図６（ａ）に示すよ
うに、温度変化の安全範囲を考慮して、樹脂層５の端部
がガラス基材２のエッジ部に発生しているバリ２ｅに接
触しないように光学素子７が製造されているが、樹脂層
５の端部がバリ２ｅに接触しないようにするためには、
樹脂層５を広げる範囲をガラス基材２の成形面２ａの面
積の８割以下としなければならない。これは、樹脂層５
の成形の際のバラツキを考慮した場合、それ以上樹脂層
５を広げると、樹脂層５の端部がバリ２ｅに接触するお
それがあるからである。光学素子７は樹脂層５とガラス
基材２とから形成されるが、光学素子７の光学機能面は
ガラス基材２の成形面２ａの面積の８割以下の範囲に限
定され、さらに樹脂層の端部にまで光学的機能を持たせ
ることができないので、光学機能面は更に狭い範囲に限
定される。従って、相対的にガラス基材２の面積を大き
くする必要があり、光学素子７も大きくなる。

【００６４】これに対し、図６（ｂ）は樹脂層５の端部
をバリ２ｅの一部または全部に接触させる変形々態であ
り、図６（ｂ）では樹脂層５ａをガラス基材の成形面２
ａが切断面２ｆと交叉する線に達するまで広げている。
即ち、樹脂層５ａが基材２の成形面２ａと切断面２ｆが
交叉する線付近に発生しているバリ２ｅに接している場
合である。また図示していないが、樹脂層５の端部をバ
リ２ｅの一部に接触するように樹脂層５ａを形成しても
良い。図６（ｂ）の形態では、温度範囲を通常の範囲に
設定し、設定された温度範囲における樹脂層５ａの端部
の応力を算出したうえで、ガラス基材の材質として材料
強度の大きい光学ガラスであるＬＡＬ１８を採用してい
る。

【００６５】上述したように、樹脂層５ａの端部で温度
変化時に最大の応力が発生するが、光学素子の用途によ
り、温度変化の範囲を狭い範囲に設定した場合は、応力
の大きさもそれに従って小さくなる。この形態では、温
度変化の範囲を通常の範囲に限定している。その場合、
ガラス基材２のバリ２ｅが発生している部分の機械的強
度が低下していて、樹脂層５ａの端部がバリ２ｅに接触
していてもガラス基材２が損傷を受けないことがある。
即ち、ガラス基材２の樹脂層５ａに接している部分の材
料強度が、温度変化時に、樹脂層５ａの端部で発生する
応力より大きければ、ガラス基材２は損傷を受けない。
この形態では、上記応力を考慮して、温度変化の範囲を
通常の範囲として狭く設定し、かつ、ＬＡＬ１８のよう
な材料強度の大きい材質の光学ガラスを採用しているの
で、樹脂層５ａの広げる範囲を拡大して樹脂層５ａの端
部がバリ２ｅに接触していても、ガラス基材２は温度変
化による損傷を受けない。

【００６６】このような形態によれば、樹脂層５ａはガ
ラス基材２の成形面２ａの全面もしくは全面に近い面積
まで広げることができる。従って、ガラス基材２の大き
さを小さくできる。このようにして製造された、例えば
図６（ｂ）に示す光素子７ａは、ガラス基材２の成形面
２ａの広い面積を利用することになるので、その形状を
上記実施に形態よりも更にコンパクトにできるという利
点がある。なお、この形態においては、金型１の樹脂押
圧面１ａの広さは、上記実施の形態の場合に比べ大き
く、ガラス基材２の成形面２ａの面積に等しいかそれに
近い面積となっている。その他は、この形態において
も、上記実施の形態と同様な光学素子が製造される。

【００６７】（実施の形態２）この実施の形態のガラス
基材１２は図７に示すように、樹脂層を載置する面（以
下、成形面）１２ａの曲率半径が１００ｍｍ、樹脂層を
載置しない面（以下、非成形面）１２ｂの曲率半径が５
０ｍｍ、成形面１２ａと非成形面１２ｂとの曲率中心を
結ぶ直線（以下、回転対称軸）Ｂ上における成形面１２
ａと非成形面１２ｂとの距離が２ｍｍであり、両面が凹
面となっている。

【００６８】図８は回転対称軸Ｂとガラス基材１２の成
形面１２ａの交点を通り、回転対称軸Ｂに垂直なｘｙ平
面を設けた後、ガラス基材１２の成形面１２ａの外周部
を回転対称軸Ｂに平行にｘｙ平面上に投影した形状を示
す。ｘ軸のプラス側、マイナス側共にｘ軸に対して上下
４５度の範囲以外は、直径２５ｍｍの２つの円弧１２ｃ
形状となっており、ｘ軸に対してプラス側、マイナス側
ともに上下４５度の範囲は円弧１２ｃの端点を結ぶｘ座
標の絶対値が約８．８４ｍｍとなる一定の弦１２ｄ形状
となっている。

【００６９】ガラス基材１２は回転軸対称形状の円形の
外形を製作した後、その外形の一部を切断することによ
り弦１２ｄに該当する部分を形成するため、ガラス基材
１２の切断面１２ｆと成形面１２ａとが交わる直線部分
（エッジ部）を詳細に観察すると、図９に示すように、
無数のバリ１２ｅを有している。

【００７０】図８に示すように、ガラス基材１２の成形
面１２ａ上には、ガラス基材１２の外周形状と概略相似
形状となるように紫外線硬化型樹脂からなる樹脂層１５
が形成されている。樹脂層１５は芯取り加工された外周
面よりも後退し、且つ切断面１２ｆよりも後退するよう
に各面から距離を設けた状態で成形面１２ａ上に設けら
れており、その量は、あらかじめ求められている。

【００７１】樹脂層１５を形成する金型１１は、図１０
に示すように、樹脂層１５の所望の表面形状を形成する
ための光学面（以下、樹脂押圧面）１１ａを有してい
る。この金型１１は樹脂押圧面１１ａの曲率中心が回転
対称軸Ｂ上にあり、回転対称軸Ｂと平行な方向へ自由に
移動可能となっている。金型１１の樹脂押圧面１１ａの
外周部を回転対称軸Ｂに平行にｘｙ平面上に投影した形
状は、図１１に示すように、ｘ軸のプラス側及びマイナ
ス側ともに、ｘ軸に対して上下４５度の範囲以外は直径
２２ｍｍの２つの円弧１１ｃ形状であり、ｘ軸のプラス
側及びマイナス側ともに、ｘ軸に対して上下４５度の範
囲は、円弧１１ｃの端点を結ぶｘ座標の絶対値が約７．
７８ｍｍで一定の弦（直線）１１ｄ形状となっている。
すなわち、ガラス基材１２の外周形状と概略相似形状を
している。なお、樹脂層１５を形成する工程以降は、実
施の形態１と同様のため省略する。

【００７２】図１２（ａ）は本実施の形態により製造さ
れた光学素子１６の斜視図を示す。ガラス基材１２の成
形面１２ａ上には、樹脂層１５が一体に形成されている
が、樹脂層１５の両端部はガラス基材１２の切断面１２
ｆのエッジ部に発生しているバリ１２ｅとは接触してい
ない。樹脂層１５がバリ１２ｅと接触しないように形成
される理由は、実施の形態１と同様である。また、ガラ
ス基材１２とその成形面１２ａ上に一体に形成された樹
脂層１５を有する光学素子１６の形状は実施の形態１と
異なり、回転対称軸Ｂに垂直なｙ軸に対して左右対称と
なっている。

【００７３】この実施の形態の光学素子１６は、回転対
称形状の光学素子に対し、光学性能とは無関係な部分が
一部削除されているので、スペース的な余裕ができ、光
学素子を組み込んだ製品のコンパクト化に有利である。
また、ガラス基材１２の切断部１２ｆのバリ１２ｅと樹
脂層１５の端部とが接触していないため、、温度変化に
よってガラス基材１２が破損することもなく、良好な耐
久性を有している。さらに、この実施の形態の光学素子
１６は、ｙ軸対称形状のため、光学素子１６を用いた組
立工程において、部品の上下に注意する必要がなく、光
学素子１６を用いた作業の効率化にも有利である。

【００７４】更に、本実施の形態においては、光学機能
部がフィルムなどの相似形状、すなわち長方形状となる
のが一般的であり、この場合、円弧部における樹脂の光
学機能部よりも外側の部分は、樹脂供給量のバラツキを
吸収するための領域とすることが可能なため、光学素子
をいっそうコンパクトにできる。

【００７５】なお、本実施の形態でも、２つの円弧１２
ｃと２つの弦１２ｄが交わる部分は２つの直線部分（エ
ッジ部）となっているが、実施の形態の１と同様、直線
部分を曲線に変えることにより、実施の形態１と同様な
効果をもたらすことができる。

【００７６】以上の説明においては、温度変化の範囲と
して安全範囲を前提にした実施の形態の内容について詳
細に説明したが、温度変化の範囲を通常の範囲もしくは
それより狭い範囲とし、必要に応じて基材の材質をより
強度の高い光学ガラスとし、光学素子をよりコンパクト
にする場合の変形々態について以下説明する。

【００７７】上記実施の形態では、図１２に示す如く樹
脂層１５の端部がガラス基材１２のエッジ部に発生して
いるバリ１２ｅに接触しないように光学素子１６を製造
しているが、このようにするためには、実施の形態１の
変形々態で説明したように、ガラス基材１２を相対的に
大きくしなければならない。

【００７８】これに対し、温度変化の範囲を通常の範囲
とし、ガラス基材の材質の強度を大きくするという条件
下で、樹脂層１５の端部をバリ１２ｅの一部または全部
に接触させることも可能である。図１２（ｂ）は樹脂層
１５ａをガラス基材の成形面と切断面１２ｆが交叉する
線に達するまで広げた変形々態である。すなわち、樹脂
層１５ａがガラス基材１２の成形面１２ａと切断部１２
ｆが交叉する線付近のバリ１２ｅに接している場合であ
る。また図示していないが、樹脂層１５ａの端部をバリ
１２ｅの一部に接触するように樹脂層１５ａを形成する
形態も可能である。

【００７９】この変形々態では、温度範囲を通常の範囲
とし、設定された温度範囲における樹脂層１５ａの端部
の応力をシミュレーション等によって算出したうえで、
ガラス基材１２として材料強度の大きい光学ガラスであ
るＬＡＬ１８を採用している。

【００８０】実施の形態１の変形々態で説明したよう
に、樹脂層１５ａの端部で温度変化時に最大の応力が発
生するが、光学素子の用途により、温度変化の範囲を狭
い範囲に設定した場合は、応力の大きさもそれにしたが
って小さくなる。その場合、ガラス基材１２のバリ１２
ｅが発生している部分の機械的強度が低下していて、樹
脂層１５ａの端部がバリ１２ｅの接触していてもガラス
基材１２が損傷を受けないことがある。即ち、ガラス基
材１２の樹脂層１５ａに接している部分の材料強度が、
温度変化時に、樹脂層１５ａの端部で発生する応力より
大きければ、ガラス基材１２は損傷を受けない。この形
態では、上記応力を考慮して、温度変化の範囲を通常の
範囲として狭く設定し、かつ、ガラス基材１２として前
記ＬＡＬ１８のような材料強度の大きい材質の光学ガラ
スを採用する。これにより、樹脂層１５ａの広げる範囲
を拡大し、樹脂層１５ａの端部がバリ１２ｅに接してい
ても、ガラス基材１２は温度変化による損傷を受けな
い。

【００８１】このような変形々態によれば、樹脂層１５
ａはガラス基材１２の成形面１２ａの全面もしくは全面
に近い面積まで広げることができる。したがって、ガラ
ス基材１２を小さくできる。このようにして製造され
た、例えば図１２（ｂ）に示す光学素子１６ａはガラス
基材１２の成形面１２ａの広い面積を利用することがで
きるため、その形状を上記実施の形態によりも更にコン
パクトにできるという利点がある。

【００８２】（実施の形態３）この実施の形態のガラス
基材５２は、図１８に示すように、実施の形態１のガラ
ス基材２の成形面２ａの外周形状のうち弦２ｄに相当す
る部分にＸＹ平面と４５度の角度をなす幅０．３ｍｍの
面取り５２ｆが設けてある。

【００８３】ガラス基材５２は、実施の形態１のガラス
基材２を製作した後、その成形面５２ａ側に面取り５２
ｆに該当する部分を削除する、あるいは、回転軸対称形
状のガラス基材を製作した後、実施の形態１で切断した
部分と一括して面取り５２ｆに該当する部分を削除する
等の方法で製作することができる。このように作製され
たガラス基材５２の面取り５２ｆを構成する２つの直線
部（エッジ部）５２ｇ、５２ｈを詳細に観察すると、図
１９に示すように、無数のバリ５２ｅを有している。

【００８４】また、樹脂層５３は、図２０に示すよう
に、ガラス基材５２の外周形状ではないが、面取り部５
２ｆが成形面５２ａと交わって形成される直線部５２ｇ
付近のバリと樹脂層５３の端部とが接触しないように設
けられている。直線部５２ｇはガラス基材５２の外周形
状ではないが、バリを有する部分なので、ガラス基材５
２の外周形状である直線部５２ｈと同様、強度的に弱く
なっているためである。なお、直線部５２ｇは直線部５
２ｈと比較し、回転対称軸ｃ近くに位置するため、樹脂
層５３の端部が直線部５２ｇ付近に発生しているバリに
接触しなければ、当然直線部５２ｈ付近に発生している
バリに接触しない。即ち、２本の直線部付近に発生して
いるバリに接触しなければ、当然直線部５２ｈ付近に発
生しているバリに接触しない。このように２本の直線部
付近に発生しているバリのうち、面取り部が成形面５２
ａと交わって形成される直線部５２ｇ付近に発生してい
るバリに樹脂層５３の端部が接触しなければ、温度変化
によってガラス基材５２が破損することがなくなる。

【００８５】他の構成は実施の形態１と同様である。ま
た、樹脂層の成形方法やその硬化等の光学素子の製造方
法も実施の形態１と同様なので、説明を省略する。

【００８６】なお、この実施の形態では、ｘｙ平面と４
５度の角度をなす幅０．３ｍｍの面取りを設けている
が、本発明はｘｙ平面と面取りの角度、面取りの幅とは
無関係であり、ガラス基材の外周形状に該当しない面取
り部を構成する直線、即ち、面取り部が成形面と交わっ
て形成される直線部付近のバリと樹脂端部が接触しない
限りは、任意の角度、任意の幅とすることが可能で、同
様な効果が得られる。

【００８７】また、この実施の形態では、平面状の面取
りを設けているが、本発明は面取り形状とは無関係であ
り、ガラス基材の外周形状に該当しない面取り部を構成
する直線部付近のバリと樹脂端部が接触しない限りは、
面取りを任意の形状とすることが可能で、同様な効果が
得られる。

【００８８】さらに、この実施の形態では、ガラス基材
が切り取られた端部に面取り部を設けたので、光学素子
は鋭角に近いエッジ部を減らすことができている。従っ
て、、光学素子自体を取り扱う場合の他、光学素子を他
の部分に組み込む際、光学素子や光学素子が組み込まれ
る部分の損傷を防ぐことができる。

【００８９】加えて、実施の形態１に記載した場合と同
様に、ガラス基材が長方形やそれ以上の多角形の場合に
あっても、それらの形状の外周の各辺に面取り部を形成
することにより、この実施の形態の効果を奏することが
できる。実施の形態２に示すように、２つの弦の部分に
面取り部を形成しても同様である。

【００９０】（実施の形態４）本実施の形態のガラス基
材６２は、図２２に示すように、実施の形態１のガラス
基材２の成形面２ａの外周形状のうち弦２ｄに相当する
部分に、幅が０．３ｍｍ、深さが０．３ｍｍの段部６２
ｆが設けてある。

【００９１】ガラス基材６２は、実施の形態１のガラス
基材２を製作した後、ガラス基材６２の成形面６２ａ側
に段部６２ｆに該当する部分を削除する、あるいは、回
転軸対称形状のガラス基材を製作した後、実施の形態１
で切断した部分と一括して段部６２ｆに該当する部分を
削除する等の方法で製作することができる。このような
作製されたガラス基材６２のにおける段部６２ｆを構成
する３つの直線部（エッジ部）６２ｍ、６２ｎ、６２ｐ
を詳細に観察すると、図２３に示すように、無数のバリ
６２ｅを有している。

【００９２】また、樹脂層６３は、図２４に示すよう
に、ガラス基材６２の外周形状ではないが、段部６２ｆ
が成形面６２ａと交わって形成される直線部６２ｍ付近
のバリと樹脂６３の端部とが接触しないように設けられ
ている。直線部６２ｍはガラス基材６２の外周形状では
ないが、バリを有する部分なので、ガラス基材６２の外
周形状である直線部５２ｐと同様、強度的に弱くなって
いるためである。

【００９３】直線部６２ｎは直線部６２ｍと同じく、回
転対称軸Ｄとの距離は等しいので、樹脂層６３の端部が
直線部６２ｍ付近に発生しているバリに接触しなけれ
ば、直線部６２ｎ付近に発生しているバリには接触しな
い。さらに、直線部６２ｐは直線部６２ｍと比較し、回
転対称軸Ｄからより遠くに位置するので、樹脂層６３の
端部が直線部６２ｍ付近に発生しているバリに非接触で
あれば、当然直線部６２ｐ付近に発生しているバリとは
非接触となる。即ち、３本の直線部付近に発生している
バリのうち、段部６２ｆが成形面６２ａと交わって形成
される直線部６２ｍ付近に発生しているバリに樹脂層６
３の端部が接触しなければ、温度変化によってガラス基
材６２が破損することがなくなる。

【００９４】他の構成は実施の形態１と同様である。ま
た、樹脂層の成形方法やその硬化等の光学素子の製造方
法も実施の形態１と同様なので、説明を省略する。

【００９５】なお、この実施の形態では、段部６２ｆの
幅を０．３ｍｍ、深さを０．３ｍｍとしたが、回転対称
軸Ｄに近い直線部、即ち段部が成形面と交わって形成さ
れる直線部付近のバリと樹脂の端部とが接触しない限り
は、任意の幅、任意の深さとすることが可能で、同様な
効果が得られる。

【００９６】このような実施の形態では、ガラス基材６
２の外周が切り取られる端部に段部を形成しているの
で、段部の部分が空きスペースとなり、他の部材を配置
する等して、光学素子が組み込まれる製品をコンパクト
にすることができる。更に、実施の形態１に記載した場
合と同様、ガラス基材が長方形やそれ以上の多角形の場
合にあっても、それらの形状の外周の各辺に段部を形成
することにより、同様な効果を奏することができ、実施
の形態２に示す２つの弦の部分に段部を形成しても同様
である。

【００９７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、温度変化を受
けても損傷を受けることがないと共に、コンパクトな光
学素子とすることができる。

【００９８】請求項２の発明によれば、温度変化を受け
ても損傷することのない光学素子とすることができる。

【００９９】請求項３の発明によれば、回転対称形状の
光学素子に比べて光学性能とは無関係な部分が一部削除
されているので、スペース的な余裕ができ、製品をコン
パクト化することができる。また、ガラス基材の切断部
のバリと樹脂層の端部が非接触のため、温度変化によっ
てガラス基材が破損することがなくなる。

【０１００】請求項４の発明によれば、略小判形状のた
め、両側部分にスペース的な余裕を形成することができ
る。

【０１０１】請求項５の発明によれば、略小判形状が回
転対称軸に垂直な直線に対して左右対称形状となるた
め、組立等を容易に行うことができ、軸対称の略小判形
状のため、よりコンパクトな形状とすることができる。

【０１０２】請求項６の発明によれば、回転対称形状の
光学素子に比べて光学性能とは無関係な部分が一部削除
されているので、スペース的な余裕ができ、製品をコン
パクト化することができる。また、ガラス基材の切断部
のバリと樹脂層の端部が非接触のため、温度変化によっ
てガラス基材が破損することがなくなる。さらに、光学
素子の外周の１または２以上の部分が削除された端面に
面取りまたは段部を設けるため、光学素子や光学素子が
組み込まれる部分の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に用いるガラス基材の側
面図である。

【図２】実施の形態１のガラス基材上に樹脂層を形成し
た平面図である。

【図３】実施の形態１においてガラス基材の一部を削除
した状態の斜視図である。

【図４】実施の形態１において金型によって樹脂層を形
成する状態の側面図である。

【図５】実施の形態１の金型の底面図である。

【図６】（ａ）は実施の形態１の光学素子の側面図、
（ｂ）は実施の形態１の変形々態の側面図である。

【図７】実施の形態２に用いるガラス基材の側面図であ
る。

【図８】実施の形態２のガラス基材上に樹脂層を形成し
た平面図である。

【図９】実施の形態２のガラス基材の一部を削除した斜
視図である。

【図１０】実施の形態２において金型によって樹脂層を
形成する状態の側面図である。

【図１１】実施の形態２の金型の底面図である。

【図１２】（ａ）は実施の形態２の光学素子の斜視図、
（ｂ）はその変形々態の光学素子の斜視図である。

【図１３】請求項３の発明の概要を説明する平面図であ
る。

【図１４】請求項３の発明の概要を説明する別の平面図
である。

【図１５】請求項３の発明に包含される光学素子の平面
図である。

【図１６】請求項３の発明に包含される別の光学素子の
平面図である。

【図１７】請求項６の発明の概要を説明する斜視図であ
る。

【図１８】実施の形態３のガラス基材の側面図である。

【図１９】図１８の斜視図である。

【図２０】実施の形態３の光学素子の斜視図である。

【図２１】請求項６の発明の別の概要を説明する斜視図
である。

【図２２】実施の形態４のガラス基材の側面図である。

【図２３】図２２の斜視図である。

【図２４】実施の形態４の光学素子の斜視図である。

【図２５】請求項１の概要を説明するものであり、
（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ請求項１におけるガラス基材
の外周を切り落とした形状の光学素子の平面図及び側面
図である。

【図２６】（ａ）〜（ｃ）は、図２５におけるガラス基
材の外周付近と樹脂層の端部との関係を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２ガラス基材２ａ成形面２ｂ非成形面５樹脂層Ａ回転対称軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基材の成形面にエネルギー硬化型
の樹脂層を形成した光学素子において、前記樹脂層を形
成する成形面の曲率中心と、成形面に対向する裏側の非
成形面の曲率中心とを結ぶ直線を回転対称軸とした場合
におけるガラス基材の外周形状が非回転軸対称形状であ
り、かつ、前記樹脂層の端部と接触するガラス基材の接
触部分の材料強度が、温度変化時に樹脂層の端部におい
て発生する応力よりも大きいことを特徴とする光学素
子。
【請求項２】前記応力が３ｋｇ／ｍｍ^２以下である
ことを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】ガラス基材の成形面にエネルギー硬化型
の樹脂層を形成した光学素子において、前記樹脂層を形
成する成形面の曲率中心と、成形面に対向する裏側の非
成形面の曲率中心とを結ぶ直線を回転対称軸とした場合
におけるガラス基材の外周形状が非回転軸対称形状であ
り、且つ、前記ガラス基材の外周部におけるバリと前記
樹脂層の端部とが非接触となっていることを特徴とする
光学素子。
【請求項４】前記非回転軸対称形状が略小判形状であ
ることを特徴とする請求項３記載の光学素子。
【請求項５】前記略小判形状が、前記回転対称軸を通
り、回転対称軸に垂直な直線に対し、軸対称形状である
ことを特徴とする請求項４記載の光学素子。
【請求項６】ガラス基材の成形面にエネルギー硬化型
の樹脂層を形成した光学素子において、前記樹脂層を形
成する成形面の曲率中心と、前記ガラス基材の成形面に
対向する裏側の非成形面の曲率中心とを結ぶ直線を回転
対称軸とした場合におけるガラス基材の外周形状が前記
回転対称軸を中心にした円形の外周を１または２以上の
個所で直線部で切り取られて非回転軸対称形状をなし、
且つ、ガラス基材の外周の前記直線部に面取りまたは段
部が加工されており、その面取りまたは段部と前記成形
面とが交わって形成される直線部付近に発生しているバ
リと前記樹脂層の端部とが非接触となっていることを特
徴とする光学素子。