JP2005321608A - 光学素子接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接着剤の膜厚を均一にした状態で両光学素子を接合し、接着強度の向上及び光学系への影響の低減化を図ること。
【解決手段】 第１の光学素子２を移動自在に支持された第１の保持部４に保持させると共に、第２の光学素子３を第２の保持部６に保持させる保持工程と、両光学素子２、３を互いの対向面同士が合うように所定量押し込んだ状態で密着させる密着工程と、該密着工程後、第１の保持部４を固定して、両光学素子２、３の互いの対向面同士が密着する位置関係を決定する固定工程と、該固定工程後、両光学素子２、３を離間させる離間工程と、該離間工程後、両光学素子２、３の少なくともどちらか一方の対向面に接着剤Ａを塗布する塗布工程と、該塗布工程後、所望する接着剤Ａの膜厚に応じて、両光学素子２、３を接着剤Ａを間に挟んだ状態で近接させ、両光学素子２、３を接着する接着工程とを備えている光学素子接合方法を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種レンズやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光学素子同士を接合す
る光学素子接合方法に関するものである。

各種レンズやＣＣＤ等の光学素子同士を高精度に位置決めし、お互いを精度良く取り付ける方法として、例えば、撮像素子の光軸合わせの方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この撮像素子の光軸合わせの方法は、例えば、図１８に示すように、第１の光学素子である撮像素子（パッケージ全体）１００に対して、第２の光学素子である平面レンズ１０１を接着剤等により撮像素子１００の上面に固定（図中に示す矢印）する工程に関するものである。なお、図１８における符号１０２は、撮像素子１００内の光を感じる有効画素面を示している。

通常、撮像素子１００は、焼成セラミックス製のパッケージであるため、その外形寸法にばらつきが生じる。そのため、撮像素子１００の外形と有効画素面１０２との位置関係にばらつきが生じ、撮像素子１００と平面レンズ１０１との光軸合わせは、それぞれの外形基準では精度良く合わせることが困難である。
そのため、上記特許文献１記載の光軸合わせの方法においては、有効画素面１０２の中心と、平面レンズ１０１の中心とをそれぞれ画像処理により検出し、お互いの中心をロボット等により一致させるように撮像素子１００と平面レンズ１０１との組み立て（接合）を行っている。
また、同時に、撮像素子１００の有効画素エッジラインの角度ズレの補正を行いながら有効画素枠の中心を演算により求めることで、光学中心のみならず、有効画素面１０２の角度ズレを補正しながら組み立てを行っている。

ところで、現在、光学製品の高精度化に伴い、光学素子同士を接合する際の位置決め精度の高精度化が要求されているが、上述したように、撮像素子１００の外形は焼成セラミックスであるため、図１９に示すように、撮像素子１００の外形寸法が精度良く出ていない。よって、図２０に示すように、治具等の保持部材１０３にて撮像素子１００の外形を保持した際に、撮像素子１００の上面及び有効画素面１０２が平面レンズ１０１に対して平行とならない場合がある。なお、図１９及び図２０においては、撮像素子１００の外形の精度が極端に出ていない状態を示している。
この状態において、画像処理により撮像素子１００の有効画素面１０２の中心位置を検出したとしても、図２１に示すように、中心位置が精度良く検出できないばかりでなく、撮像素子１００と平面レンズ１０１との間の接着層１０４が均一とならず、平面レンズ１０１に対して有効画素面１０２が傾いてしまう。従って、撮像素子１００と平面レンズ１０１とを組み立てて製品にしたときに、画像全体にピントが合わない等の不具合が生じ、良好な画質が確保されない恐れがあった。

また、平面レンズを接合する光学素子が、上記撮像素子１００ではなく、例えば、図２２に示すように、外形寸法が精度良く形成されたＣＣＤ１１０の場合でも、やはり上述したと同様に、接着層１０４が不均一になる恐れがあった。
即ち、通常ＣＣＤ１１０は、図２２に示すように、有効画素面１１１を保護するため、該有効画素面１１１の上面にガラス層１１２が設けられている。ところが、このガラス層１１２は、厚みが正確ではなく場所によって異なり、例えば、くさび状になる場合がある。このため、ガラス層１１２の上面が、平面レンズ１０１に対して平行とならない場合がある、従って、図２３に示すように、やはり接着層１０４が不均一となる恐れがあった。なお、図２２及び図２３においては、ガラス層１０４の厚みが極端に異なりくさび状になっている状態を示している。

そこで、上述した問題に対応するため、第１の光学素子と第２の光学素子とを、互いの対向面を傾けることなく面合わせを行うことができる面合わせ装置が提供されている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に記載の面合わせ装置は、第１の光学素子（第１の被処理物）を固定するクランプ部と、一方の面にクランプ部を備え、一方の面の反対側に凸状の半球面を備えた凸球ブロックと、該凸球ブロックの半球面を受けて凸球ブロックを回転自在に保持する凹状部を備えたベースブロックと、第２の光学素子（第２の被処理物）の接合面を第１の光学素子の接合面に押圧する押圧手段と、ベースブロックを弾性的に支持する緩衝手段とを備えている。

この面合わせ装置においては、押圧手段によって第２の光学素子の接合面を第１の光学素子の接合面に押圧したときに、ベースブロックが緩衝手段により弾性的に支持されているので、押圧手段等に加わる負荷を逃がして容易に面合わせを行える。また、クランプ部は、凸球ブロックを介して回転自在に保持されているので、第２の光学素子の接合面に応じて第１の光学素子の接合面を合わせることができる。これにより、両光学素子の接合面同士を合わせる（平行にする）ことができる。
特開平５−３１６４００号公報（図１−９等） 特開２００３−１７２８５１号公報（図１等）

上述したように、上記特許文献２に記載の面合わせ装置においては、光学素子の接合面（対向面）同士を合わせることできる。
ここで、光学素子同士を接合して光学部品を作製するには、通常接着剤等を使用して光学素子を接合させる必要がある。この際、この接着剤は、光学部品の強度、即ち、両光学素子の接着強度を決定するものであり、また、両光学素子の間に介在しているため画像等の光学系に影響を与えるものである。従って、接着剤の膜厚を所定の膜厚にすることが重要とされている。
ところが、上記特許文献２記載の面合わせ装置においては、光学素子の接合面同士を合わせることが可能であるが、その後、膜厚を所定の厚さに調整しながら両光学素子を接合することは困難なものであった。
例えば、光学素子同士を接合させた光学部品である複合レンズを内視鏡に適用する場合、この内視鏡は高圧、高温下で滅菌（オートクレーブ滅菌）、即ち、所定の温度、圧力の飽和水蒸気で加熱することで微生物等を殺菌する必要がある。この際、上述したように、接着剤の膜厚が不均一な状態であると、光学素子同士の接着が剥離してしまう可能性があり、これにより干渉縞等が発生し、撮像した内視鏡画像に影響を与える恐れがあった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、接着剤の膜厚を均一にした状態で両光学素子を接合し、接着強度の向上及び光学系への影響の低減化を図ることができる光学素子接合方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、第１の光学素子と第２の光学素子とを、接着剤により接合する光学素子接合方法であって、前記第１の光学素子を移動自在に支持された第１の保持部に保持させると共に、前記第２の光学素子を第２の保持部に保持させる保持工程と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを、互いの対向面同士が合うように当接させると共に該当接状態からさらに所定量押し込んだ状態で密着させる密着工程と、該密着工程後、前記第１の保持部を固定して、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の互いの対向面同士が密着する位置関係を決定する固定工程と、該固定工程後、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを離間させる離間工程と、該離間工程後、前記第１の光学素子又は前記第２の光学素子の少なくともどちらか一方の対向面に前記接着剤を塗布する塗布工程と、該塗布工程後、所望する前記接着剤の膜厚に応じて、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着剤を間に挟んだ状態で近接させ、両光学素子を接着する接着工程とを備えている光学素子接合方法を提供する。

この発明に係る光学素子接合方法においては、保持工程により、第１の保持部に第１の光学素子を保持させると共に第２の保持部に第２の光学素子を保持させた後、密着工程により、両光学素子の互いの対向面同士を所定量押し込んだ状態で密着させる。この際、第１の光学素子は移動自在に支持されているので、第２の光学素子の位置や角度等に応じて姿勢が変化し、両光学素子の対向面同士がそれぞれ一致した状態（平行状態）で密着する。つまり、第１の光学素子の対向面が、第２の光学素子の対向面に倣った状態となる。また、密着工程は、第２の光学素子を第１の光学素子に対して当接した状態から、さらに所定量押し込んだ状態で密着させるので、確実に両光学素子の対向面同士を倣わせた状態で密着させることができる。

互いの対向面同士が密着する位置関係が決定された際、固定手段により、第１の保持部を固定して、上記位置関係を維持させる。その後、離間工程により、第１の光学素子と第２の光学素子とを離間させる。離間後、塗布工程により、両光学素子の少なくともどちらか一方の対向面に接着剤を塗布した後、接着工程により、第１の光学素子と第２の光学素子とを近接させる。この際、所望する接着剤の膜厚に応じて第１の光学素子と第２の光学素子とを近接させる。例えば、所望する膜厚が２０μｍの場合には、対向面の間隔が２０μｍとなるように、両光学素子を近接させる。そして、接着剤が固化するまで、この状態を維持することで両光学素子の接合が行える。その後、両光学素子を両保持部から取り外すことで、膜厚を均一にした状態で両光学素子を接合することができる。
上述したように、両光学素子の対向面同士を倣わせると共に接着剤の膜厚を均一にした状態で両光学素子を接合することができる。従って、接着強度の向上を図ることができると共に、光学系への影響を低減することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子接合方法において、前記密着工程は、前記所定量が押し込まれた否かを検出する検出工程を有する光学素子接合方法を提供する。

この発明に係る光学素子接合方法においては、検出工程により、第１の光学素子と第２の光学素子とが、当接状態から確実に所定量押し込まれたか否かの検出を行えるので、確実に両光学素子の対向面同士を倣わせることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学素子接合方法において、前記離間工程は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との離間距離を測定し、前記接着工程は、測定された前記離間距離から前記接着剤の膜厚を引いた距離だけ、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子を移動させて近接させる光学素子接合方法を提供する。

この発明に係る光学素子接合方法においては、離間工程により、第１の光学素子と第２の光学素子とを離間させる際に、離間させた距離の測定を行う。その後、接着工程により、両光学素子を接合する際に、測定した距離から所望する接着剤の膜厚を引いた距離だけ、両光学素子を近接させるので、より高精度に接着剤の膜厚を調整することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学素子接合方法において、前記離間工程後、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の中心位置をそれぞれ検出する中心位置検出工程とを備え、前記接着工程は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との中心位置を合わせた状態で両光学素子を近接させる光学素子接合方法を提供する。

この発明に係る光学素子接合方法においては、両光学素子を離間させた後、中心位置検出工程により、第１の光学素子及び第２の光学素子の中心位置の検出をそれぞれ行える。そして、接着工程により、両光学素子を近接させる際、第１の光学素子と第２の光学素子との中心位置を合わせた状態で両光学素子を近接させる。これにより、両光学素子を互いの中心軸を合わせた状態で接合することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学素子接合方法において、前記接着剤は、紫外線硬化型の接着剤であり、前記接着工程は、前記接着剤に向けて紫外線を照射する紫外線照射工程を有する光学素子接合方法を提供する。

この発明に係る光学素子接合方法においては、紫外線照射工程により紫外線を接着剤に向けて照射することで、接着剤をすみやかに固化させるので、接合にかける時間の短縮を図ることができる。

本発明に係る光学素子接合方法によれば、両光学素子の対向面同士を倣わせると共に、接着剤の膜厚を均一にした状態で両光学素子を接合することができる。従って、接着強度の向上を図ることができると共に、光学的な性能を向上させることができる。

以下、本発明に係る光学素子接合方法の第１実施形態について、図１から図５に示す光学素子接合装置を例にして説明する。
この光学素子接合装置１は、図１に示すように、両凸レンズ（第１の光学素子）２と凹凸レンズ（第２の光学素子）３とを一旦密着させて、互いの対向面同士、即ち、両凸レンズ２の凸面２ａと凹凸レンズ３の凹面３ａとが密着する位置関係を決定した後、両レンズ２、３を離間させて少なくとも凸面２ａ又は凹面３ａのどちらか一方に接着剤Ａを塗布し、その後、両レンズ２、３を接着剤Ａを間に挟んだ状態で近接させ、両レンズ２、３を接着して接合するものである。

また、光学装置接合装置１は、略水平に配されて、両凸レンズ２を着脱可能に保持する第１の接合ヤトイ（第１の保持部）４と、該第１の接合ヤトイ４を移動自在に支持すると共に、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とが密着した際に第１の接合ヤトイ４を固定して上記位置関係を決定するＸＹＺステージ５と、凹凸レンズ３を着脱可能に保持する第２の接合ヤトイ（第２の保持部）６と、第１の接合ヤトイ４と第２の接合ヤトイ６との相対位置を変化させると共に、両凸レンズ２及び凹凸レンズ３を、凸面２ａと凹面３ａとを合わせて密着可能とする移動手段７と、該移動手段７を制御する制御部８と、上記接着剤Ａを塗布する接着手段９と、該接着手段９により塗布された接着剤Ａに紫外線Ｌを照射する紫外線照射手段１０とを備えている。

上記第１の接合ヤトイ４は、図２に示すように、プラスチックやステンレス等の金属材料により、所定の厚みを持って円状に形成された基台部１３と、該基台部１３の上面の中心から突出するように形成された円柱状の突出部１４とを有している。この突出部１４の先端には、外縁部より中心に向かって窪んだテーパ部１５が形成されている。このテーパ部１５は、その中心軸（基台部１３の中心軸でもある）Ｂが基台部１３の下面に対して直交するように形成されている。上記両凸レンズ２は、このテーパ部１５に載置されて図示しない、やに等の接着剤により接着されることで、着脱自在に保持されるようになっている。なお、本実施形態においては、両凸レンズ２は、テーパ部１５に保持されたときに、テーパ部１５の中心軸Ｂに光軸が合った状態で保持されるようになっている。これについては、後に詳細に説明する。
また、上記第２の接合ヤトイ６は、図１に示すように、第１の接合ヤトイ４と同様の材料により同一サイズ、同一形状に形成されている。即ち、第２の接合ヤトイ６は、基台部１６、突出部１７及びテーパ部１８を有している。また、上記凹凸レンズ３は、凹面３ａが露出するように、テーパ部１８に保持されるようになっている。この際、凹凸レンズ３の光軸は、上述したと同様にテーパ部１８の中心軸Ｂと合うように保持される。

上記ＸＹＺステージ５は、上記第１の接合ヤトイ４を、ＸＹ方向（水平方向）及びＸＹ方向に直交するＺ方向（鉛直方向）に移動可能とされている。
即ち、ＸＹＺステージ５は、図１に示すように、基台２０上に固定されたＺ軸受部２１、該Ｚ軸受部２１内をＺ軸方向に移動可能なＺ軸可動部２２、該Ｚ軸可動部２２の上部に設けられたＸＹ軸受部２３及び該ＸＹ軸受部２３の上面に設けられてＸＹ方向に移動可能なＸＹ軸可動部２４を備えている。
上記Ｚ軸受部２１は、例えば、断面四角状に形成されており、Ｚ軸可動部２２を周囲から囲むようになっている。Ｚ軸可動部２２は、Ｚ軸受部２１内を移動可能な四角柱状に形成されている。ＸＹ軸受部２３及びＸＹ軸可動部２４は、断面四角状に形成されており、該ＸＹ軸可動部２４の上面に上記第１の接合ヤトイ４が載置されるようになっている。なお、第１の接合ヤトイ４をＸＹ軸可動部２４の上面に載置したときに、基台部１３の下面と上記基台２０の上面とが平行になるように調整されている。
また、ＸＹＺステージ５は、Ｚ軸受部２１とＺ軸可動部２２との間、ＸＹ軸受部２３とＸＹ軸可動部２４との間のそれぞれに空気を供給すると共に供給した空気を吸引可能な図示しない空気ポンプを備えている。この空気ポンプにより、空気を供給することでＺ軸可動部２２及びＸＹ軸可動部２４をそれぞれ移動自在にすると共に、空気を吸引することでＺ軸可動部２２及びＸＹ軸可動部２４を移動した位置で固定できるようになっている。

上記移動手段７は、上記第２の接合ヤトイ６をＸＹ方向（水平方向）及びＸＹ方向に直交するＺ方向（鉛直方向）に移動可能な移動テーブル７ａを有している。この移動テーブル７ａは、下面側に第２の接合ヤトイ６を取り付けることができるようになっている。また、移動テーブル７ａの下面は、上記基台２０の上面と平行になるように調整されている。つまり、第１の接合ヤトイ４及び第２の接合ヤトイ６は、ＸＹ軸可動部２４の上面及び移動テーブル７ａの下面に取り付けられたときに、それぞれの中心軸Ｂが平行になるように調整されている。

上記制御部８は、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを密着させる際、凹凸レンズ３を両凸レンズ２に対して当接した状態からさらに所定量押し込んだ状態で密着するように上記移動テーブル７ａの移動量を制御するようになっている。本実施形態においては、制御部８は、図示しない入力部を有しており、この入力部に移動量を入力することで、移動テーブル７ａを制御するようになっている。
また、制御部８は、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを近接させる際に、所望する接着剤Ａの膜厚に応じて移動テーブル７ａの移動量を制御するようになっている。この場合も上述したと同様に、入力部で移動量を入力することで、移動テーブル７ａの制御を行うようになっている。

上記接着手段９は、移動可能な吐出アーム９ａを有しており、その先端から所定量の接着剤Ａを吐出できるようになっている。この吐出アーム９ａは、上記制御部８によって制御されるようになっている。また、本実施形態の接着剤Ａは、紫外線Ｌを照射されると硬化する紫外線硬化型の接着剤とされている。
上記紫外線照射手段１０は、移動可能な照射アーム１０ａを有しており、その先端から紫外線Ｌを照射できるようになっている。この照射アーム１０ａは、上記吐出アーム９ａと同様に制御部８によって制御されるようになっている。

このように構成された光学素子接合装置１により、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを接着剤Ａにより接合する光学素子接合方法について説明する。
なお、本実施形態においては、第１の接合ヤトイ４及び第２の接合ヤトイ６を、それぞれＸＹ軸可動部２４の上面及び移動テーブル７ａの下面に取り付け際に、予めそれぞれの中心軸Ｂが略同一軸線上に並ぶように調整されている。よって、制御部８は、移動テーブル７ａの移動をＺ軸方向にのみ制御するように設定されている。

まず、初めに、両凸レンズ２を第１の接合ヤトイ４のテーパ部１５に、該第１の接合ヤトイ４の中心軸Ｂに光軸を合わせた状態で保持させる。この光軸合わせの一例を以下に説明する。まず、両凸レンズ２をテーパ部１５に載置すると、該テーパ部１５の形状により中心軸Ｂ上に裏面２ｂの球心が一致する。ここで、やに等の接着剤によりテーパ部１５と両凸レンズ２とを仮接着した後、第１の接合ヤトイ４の基台部１３の側面に図示しないＶブロックを当接させた状態で回転させる。この際、テーパ部１５は、中心軸Ｂが基台部１３の下面に対して直交するように形成されているので、テーパ部１５の中心軸Ｂは、回転軸となっている。

第１の接合ヤトイ４を回転させた状態で、テーパ部１５の上方から両凸レンズ２に向けて光を照射すると共に、両凸レンズ２で反射した光の結像点の撮像を行う。そして、回転軸と結像点との位置を比較することで、両凸レンズ２の光軸とテーパ部１５の回転軸（中心軸Ｂ）とのずれを確認することができる。例えば、光軸が回転軸に対して傾いている場合には、結像点が回転軸の回りを回転することになる。そして、このずれを見ながら、結像点が回転軸上に乗るように両凸レンズ２の保持位置を微調整した後、完全接着することで、光軸合わせを行うことができる。これにより、第１の接合ヤトイ４の基台部１３の下面と両凸レンズ２の光軸を直交させる、即ち、中心軸Ｂと光軸を一致させることができる。
また、凹凸レンズ３も上述したと同様の方法により光軸合わせした状態で第２の接合ヤトイ６に保持させ、基台部１６の下面と凹凸レンズ３の光軸を直交させる。

光軸合わせが終了した後、保持工程を行う。即ち、第１の接合ヤトイ４を、ＸＹＺステージ５のＸＹ軸可動部２４の上面に取り付けると共に、第２の接合ヤトイ６を移動テーブル７ａの下面に取り付ける。この際、第１の接合ヤトイ４及び第２の接合ヤトイ６の設置面であるＸＹ軸可動部２４の上面と、移動テーブル７ａの下面とは、平行になるように調整されているので、両凸レンズ２の光軸と凹凸レンズ３の光軸とが平行になるようになっている。
両レンズ２、３の取付後、空気ポンプからＸＹＺステージ５に空気を供給し、Ｚ軸可動部２２及びＸＹ軸可動部２４をそれぞれ移動自在な状態にセットする。

上記保持工程の終了後、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを、互いの対向面同士、即ち、凸面２ａと凹面３ａ同士が合うように当接させると共に、該当接状態から所定量押し込んだ状態で密着させる密着工程を行う。即ち、入力部に移動テーブル７ａの移動量を入力する。なお、この移動量は、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とが所定量押し込まれて密着する量である。そして、制御部８は、この移動量に基づいて、移動テーブル７ａを下方に移動させ、図３に示すように、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを当接させると共に、所定量押し込んだ状態で密着させる。この際、第１の接合ヤトイ４は、ＸＹ軸可動部２４及びＺ軸可動部２２によってＸＹ方向及びＺ方向に移動自在であるので、両凸レンズ２の凸面２ａが凹凸レンズ３の凹面３ａに倣った状態で確実に密着すると共に、押し込まれた状態で密着する。

上記密着工程後、この状態（密着状態）で空気ポンプにより空気を吸引し、Ｚ軸可動部２２及びＸＹ軸可動部２４を移動した位置で固定させる。これにより、両凸レンズ２及び凹凸レンズ３の互いの対向面同士、即ち、凸面２ａと凹面３ａとが密着する位置関係が決定される。この固定工程後、制御部８は、移動テーブル７ａを上方に所定量移動させて、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを離間させる離間工程を行う。
離間工程後、制御部８は、図４に示すように、吐出アーム９ａを移動させて、両凸レンズ２の凸面２ａに所定量の接着剤Ａを塗布する塗布工程を行う。なお、接着剤Ａの塗布は、凹凸レンズ３の凹面３ａにしても構わないし、凸面２ａ及び凹面３ａの両方にしても構わない。

接着剤Ａの塗布後、接着工程を行う。即ち、再度入力部に移動テーブル７ａの移動量を入力する。この際、所望する接着剤Ａの膜厚に応じて移動量を入力する。例えば、膜厚が２０±１０μｍとなるように移動量を入力する。
制御部８は、この移動量に基づいて移動テーブル７ａを下方に移動させ、図５に示すように、凹凸レンズ３を接着剤Ａを間に挟んだ状態で両凸レンズ２に近接させる。即ち、両凸レンズ２の凸面２ａと凹凸レンズ３の凹面３ａとの距離が２０±１０μｍの距離となっている。
また、接着工程の際に、接着剤Ａに向けて紫外線Ｌを照射する紫外線照射工程を行う。即ち、制御部８は、照射アーム１０ａを移動させて、塗布された接着剤Ａに向けて紫外線Ｌを照射させる。接着剤Ａは、この紫外線Ｌの照射を受けて徐々に硬化し始め、所定時間経過後、接着剤Ａが完全に硬化し、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とが膜厚が均一な状態で接合する。

両凸レンズ２と凹凸レンズ３との接合後、空気ポンプから再度ＸＹＺステージ５に空気を供給し、ＸＹ軸可動部２４及びＺ軸可動部２２を移動自在な状態にする。この状態後、凹凸レンズ３と第２の接合ヤトイ６との間の保持状態を解く。例えば、第２接合ヤトイのテーパ部１５と凹凸レンズ３との間を加熱して、やに等の接着剤による接着状態を解く。
そして、移動テーブル７ａを上方に移動させる。これにより、第２の接合ヤトイ６のみが上方に移動して、両凸レンズ２及び凹凸レンズ３から離間する。その後、上述したと同様に、第２の接合ヤトイ６のテーパ部１８と両凸レンズ２との間を加熱し、保持状態（接着状態）を解く。これにより、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とが接合した光学部品を取り出すことができる。

上述したように、本発明に係る光学素子接合方法によれば、両凸レンズ２の凸面２ａと凹凸レンズ３の凹面３ａとを倣わせると共に、接着剤Ａの膜厚を２０±１０μｍに均一させた状態で、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを接合させることができる。従って、接着強度の向上を図ることができると共に、光学的な性能を向上させることができる。
また、移動テーブル７ａにより、確実且つ容易に第１の接合ヤトイ４及び第２の接合ヤトイ６を介して、両凸レンズ２と凹凸レンズ３との相対位置を自由に変化させることができる。
また、吐出アーム９ａにより、容易且つ正確に接着剤Ａの塗布が行えるので、塗布にかける時間の短縮を図ることができると共に、高精度に接着剤Ａの塗布を行うことができる。更に、接着剤Ａが紫外線硬化型の接着剤Ａであり、照射アーム１０ａにより紫外線Ｌの照射が行えるので、接合にかける時間、即ち、接着剤Ａを固化させる時間の短縮を図ることができる。

なお、上記第１実施形態においては、第１の接合ヤトイ４及び第２の接合ヤトイ６を、それぞれＸＹ軸可動部２４の上面及び移動テーブル７ａの下面に取り付けた際に、予めそれぞれの中心軸Ｂが略同一軸線上に並ぶように調整することで、移動テーブル７ａをＺ軸方向にのみ移動制御するよう構成したが、これに限らず、ＸＹ軸方向及びＺ軸方向に向けて移動制御するように構成しても構わない。
また、接着剤Ａの膜厚は、２０±１０μｍとして説明したが、この距離に限らず任意に設定して構わない。特に、膜厚を２０±１０μｍ、１０±５μｍとすることで、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とを接合した光学部品を内視鏡等に好適に使用することが可能である。
また、移動テーブル７ａにより、第１の接合ヤトイ４と第２の接合ヤトイ６との相対的な位置を変化させたが、これに限らず、移動手段７が、ＸＹＺステージ５をＸＹ方向及びＺ軸方向に移動可能な移動ステージを備えていても構わないし、該移動ステージ及び移動テーブル７ａの両方を備えていても構わない。

更に、第１実施形態においては、固定工程の際、空気ポンプからの空気を供給又は吸引に切り替えることで、ＸＹＺステージ５を移動自在又は固定状態にしたが、空気からの加圧力に限られるものではない。
例えば、図６に示すように、磁力及びバネ力を利用しても構わない。即ち、図６に示すＸＹＺステージ５は、Ｚ軸可動部２２の下面に設けられ、Ｚ軸可動部２２を上方に付勢するスプリング３０と、Ｚ軸可動部２２の側面に設けられたＺ軸電磁石３１と、該Ｚ軸電磁石３１に対向するようにＺ軸受部２１の側面に設けられたＺ軸永久磁石３２と、ＸＹ軸受部２３の上面に設けられたＸＹ軸電磁石３３と、該ＸＹ軸電磁石３３に対向するようにＸＹ軸可動部２４の下面に設けられたＸＹ軸永久磁石３４とを備えている。なお、両電磁石３１、３３及び両永久磁石３２、３４は、それぞれの面から突出しないように設けられている。
上記Ｚ軸電磁石３１は、制御部８によって作動が制御されており、作動したときに、Ｚ軸永久磁石３２との間に吸着力が働いてＺ軸可動部２２が固定するようになっている。
また、上記ＸＹ軸電磁石３３は、制御部８によって極性が切り替わるように制御されており、この極性の切替によってＸＹ軸可動部２４が移動自在又は固定するようになっている。

このように構成されたＸＹＺステージ５においては、Ｚ軸電磁石３１の不作動時の際、Ｚ軸可動部２２はスプリング３０により付勢され、Ｚ軸方向に移動自在となっている。また、ＸＹ軸電磁石３３の極性をＸＹ軸永久磁石３４の極性と同じになるように制御、例えば、ＸＹ軸永久磁石３４の極性がＳ極である場合に、ＸＹ軸電磁石３３の極性をＳ極とすることで、両者の間に反発力が作用し、ＸＹ軸可動部２４が移動自在となる。
また、両凸レンズ２と凹凸レンズ３とが密着状態となった後に、Ｚ軸電磁石３１を作動させることで、Ｚ軸可動部２２を吸着力により固定すると共に、ＸＹ軸電磁石３３の極性をＸＹ軸永久磁石３４の極性と異なるように制御、例えば、ＸＹ軸永久磁石３４の極性がＳ極である場合に、ＸＹ軸電磁石３３の極性をＮ極とすることで、吸着力によりＸＹ軸可動部２４を固定することができる。
このように、空気力を利用する必要がないので、空気をチューブ等により引き回す必要がない。従って、より容易にＸＹＺステージ５を構成することができる。また、制御部８により電磁石を制御することができるので、移動自在又は固定の切替が容易である。

更に、ＸＹＺステージ５を、上述したように磁力及びバネ力を利用するのではなく、図７に示すように、転がり軸受部を利用して構成しても構わない。
即ち、図７に示すＸＹＺステージ５は、Ｚ軸可動部２２とＺ軸受部２１との間にＺ軸転がり軸受部３５が設けられ、Ｚ軸可動部２２がＺ軸方向に移動可能になっている。また、Ｚ軸可動部２２の下面には、該Ｚ軸可動部２２を上方に付勢するスプリング３６が設けられている。また、Ｚ軸可動部２２の上部は、Ｙ軸可動部３７をＹ軸転がり軸受部３８を介して支持するＹ軸受部２２ａとなっている。また、Ｙ軸可動部３７は、Ｘ軸転がり軸受部３９を介してＸ軸受可動部４０を支持するＸ軸受部としての機能も有している。そして、Ｘ軸可動部４０の上面に第１の接合ヤトイ４が配置されるようになっている。また、各転がり軸受部３５、３８、３９は、図示しないロック機構により、移動した位置で固定されるようになっている。

このように構成されたＸＹＺステージ５においては、両凸レンズと凹凸レンズ３とを密着させたときに、両凸レンズ２が第１の接合ヤトイ４を介してＸＹＺの各方向に移動する。即ち、Ｘ軸可動部４０、Ｙ軸可動部３７及びＺ軸可動部２２のそれぞれが、Ｘ軸転がり軸受部３９、Ｙ軸転がり軸受部３８及びＺ軸転がり軸受部３５をより各方向に移動する。これにより、両凸レンズ２の凸面２ａを凹凸レンズ３の凹面３ａに確実に倣わせることができる。また、密着後、各転がり軸受部３５、３８、３９をロック機構によりロックすることで、両凸レンズ２を固定することができる。特に、転がり軸受部を利用できるので、剛性を高くすることができる。

次に、本発明の光学素子接合方法の第２実施形態を、図８から図１４に示す光学素子接合装置５０を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１の光学素子である両凸レンズ２と第２の光学素子である凹凸レンズ３とを密着させる密着工程の際に、両凸レンズ２をＸＹＺ方向に移動自在に保持して両凸レンズ２及び凹と凹凸レンズ３の対向面同士、即ち、凸面２ａ及び凹面３ａ同士を倣わせたが、第２実施形態の光学素子接合方法は、第１の光学素子をＸＹ軸及びＺ軸回りに回転可能に保持した状態で、両光学素子の対向面同士を倣わせることである。

即ち、本実施形態における上記光学素子接合装置５０は、図１０に示すように、ＣＣＤ（第１の光学素子）５１と平板状のフィールドレンズ（第２の光学素子）５２とを一旦密着させて、互いの対向面同士、即ち、ＣＣＤ５１のガラス面５１ａとフィールドレンズ５２の裏面５２ａとが密着する位置関係を決定した後、ＣＣＤ５１とフィールドレンズ５２とを離間させて少なくともガラス面５１ａ又は裏面５２ａのどちらか一方に接着剤Ａを塗布し、その後、ＣＣＤ５１及びフィールドレンズ５２を接着剤Ａを間に挟んだ状態で近接させ、ＣＣＤ５１とフィールドレンズ５２とを接着して接合するものである。
なお、ＣＣＤ５１は、有効画素面５１ｂ上に、該有効画素面５１ｂの保護としてガラス層５１ｃを有しており、このガラス層５１ｃの上面が上記ガラス面５１ａとなっている。
また、本実施形態においては、ガラス層５１ｃがくさび状になっているものとして説明する。特に、図１０から図１３においては、ガラス層５１ｃが、くさび状になっている状態を極端に示している。

本実施形態の光学素子接合装置５０は、略水平に配されて上記ＣＣＤ５１を着脱可能に保持する治具５３（第１の保持部）と、該治具５３を移動自在に保持すると共に、ＣＣＤ５１とフィールドレンズ５２とが密着した際に治具５３を固定して上記位置関係を決定する支持手段５４と、上記フィールドレンズ５２を着脱可能に保持する吸着筒（第２の保持部）５５と、治具５３と吸着筒５５との相対位置を変化させると共に、ＣＣＤ５１とフィールドレンズ５２とを互いの対向面同士、即ち、ガラス面５１ａと裏面５２ａとを合わせて密着可能とする移動手段５６と、該移動手段５６を制御する制御部８とを有している。

また、光学素子接合装置５０は、図８から図１０に示すように、上記吸着筒５５によりフィールドレンズ５２を保持したときに、フィールドレンズ５２の中心位置、即ち、裏面５２ａの中心位置を検出すると共に、該中心位置と吸着筒５５の保持位置とを比較してフィールドレンズ５２の保持状態を検出する位置検出手段５８と、ＣＣＤ５１の有効画素面５１ｂの中心位置を検出する画像処理用カメラ５９と、上記接着剤Ａを塗布する接着装置６０と、該接着装置６０により塗布された接着剤Ａに紫外線Ｌを照射する紫外線照射装置６１とを備えている。

上記治具５３は、図１０に示すように、ＣＣＤ５１のガラス面５１ａを露出させた状態でＣＣＤ５１の外形を挟持固定できるようになっている。
上記支持手段５４は、図９に示すように、上記治具５３を、水平方向に平行なＸＹ軸回り及び該ＸＹ軸に垂直なＺ軸回りにそれぞれ回転可能な回転機構６５と、Ｚ軸方向に移動可能なＺステージ６６とを備えている。
また、回転機構６５及びＺステージ６６は、第１実施形態と同様に、図示しない空気ポンプから空気が供給又は吸引されるようになっており、空気が供給されることでＸＹＺ軸回りにそれぞれ回転自在とされていると共にＺ軸方向に移動自在とされている。また、空気が吸引されることで回転機構６５及びＺステージ６６を回転又は移動した位置で固定できるようになっている。

また、上記Ｚステージ６６は、図８に示すように、底板６７上に設けられた移動レール６８上を移動可能な移動ステージ６９上に載置されている。この移動ステージ６９は、底板６７に対してＸＹ方向（水平方向）及びＺ方向（鉛直方向）に移動可能とされている。
なお、図８において、Ｘ方向にのみ延びた移動レール６９を示している。つまり、移動ステージ６９は、支持手段５４全体、即ち、回転機構６５及びＺステージ６６を移動させることが可能とされている。なお、この移動ステージ６９は、上記移動手段５６を構成している一部である。
更に、移動手段５６は、上記吸着筒５５をＸＹ方向及びＺ方向に移動可能とする直交座標型ロボット７０を備えている。

上記直交座標型ロボット７０は、Ｘ軸移動機構７１と、図示しないＹ軸移動機構と、Ｚ軸移動機構７２とから構成されている。Ｘ軸移動機構７１は、Ｘ軸レール７１ａと該Ｘ軸レール７１ａに沿って移動可能なＸ軸移動部７１ｂと、該Ｘ軸移動部７１ｂを図示しない無端ベルト等を介して駆動させるＸ軸モータ７１ｃとを有している。また、Ｘ軸レール７１ａは、例えば、その両端がＹ軸移動機構のＹ軸レールに移動可能に接続されており、これによりＸ軸移動機構７１全体がＹ方向に向けて移動可能とされている。
また、Ｘ軸移動部７１ｂには、上記Ｚ軸移動機構７２の伸張部７２ａが取り付けられており、該伸張部７２ａにプレート部材７３が固定されている。そして、このプレート部材７３の下面に、上記吸着筒５５の基端側が取り付けられたハンドリングユニット７４がぶら下がるように取り付けられている。つまり、吸着筒５５は、Ｘ軸移動機構７１、Ｙ軸移動機構及びＺ軸移動機構７２により、ＸＹＺ方向に向けて自由に移動できるようになっている。更に、吸着筒５５は、図１０に示すように、ハンドリングユニット７４によってＺ軸回りに回転動作（θ操作）されるようになっている。
また、吸着筒５５は、図示しない吸引ポンプに接続されており、該吸引ポンプを作動させることで、先端にフィールドレンズ５２を脱着できるようになっている。

更に、上記プレート部材７３の下面には、ハンドリングユニット７４に隣接して上記画像処理用カメラ５９がぶら下がるように取り付けられている。また、プレート部材７３には、上記接着装置６０及び上記紫外線照射装置６１が互いに隣接するように取り付けられている。
これら画像処理用カメラ５９、接着装置６０及び紫外線照射装置６１は、ハンドリングユニット７４と同様に、直交座標型ロボット７０により、同時にＸＹＺ方向に移動できるようになっている。このうち、接着装置６０及び紫外線照射装置６１は、プレート部材７３に、それぞれＺ方向に移動可能なＺプレート７５を介して取り付けられており、それぞれ単独でＺ方向に移動できるようになっている。
なお、紫外線照射装置６１は、単独でＸＹＺ方向に移動可能に構成しても構わないし、予め紫外線Ｌの照射位置近傍に設置しても構わない。

また、上記底板６７上には、移動ステージ６９及び支持手段５４に隣接して、吸着筒５５に保持されたフィールドレンズ５２の裏面５２ａの中心位置を撮影するＸＹ位置検出カメラ７６及び吸着筒５５に保持されたフィールドレンズ５２の保持状態を撮影する保持状態確認カメラ７７が載置されている。なお、ＸＹ位置検出カメラ７６及び保持状態確認カメラ７７は、画像処理用カメラであり、上記位置検出手段５８を構成している。
なお、底板６７上には、移動ステージ６９及び支持手段５４を挟んで位置検出手段５８の反対側に位置するように、フィールドレンズ５２を一時的に上面に載置して保管するフィールドレンズ保管用架台７８が載置されている。

また、上述した各構成品は、制御部８によって総合的に作動制御されている。また、上記位置検出手段５８及び画像処理用カメラ５９により検出された各検出結果は、制御部８に送られるようになっている。そして、制御部８は、この検出結果に基づいて、フィールドレンズ５２の中心位置とＣＣＤ５１の有効画素面５１ｂの中心位置とを合わせた状態で、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを近接させるように移動手段５６を制御する。

このように構成された光学素子接合装置５０により、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを接着剤Ａにより接合する光学素子接合方法について説明する。
まず、保持工程を行う。即ち、フィールドレンズ５２をフィールドレンズ保管用架台７８の上面にセットする（Ｓ１）すると共に、ＣＣＤ５１を回転機構６５の上部に固定された治具５３に固定する（Ｓ２）。固定後、直交座標型ロボット７０を作動させて、ハンドリングユニット７４をフィールドレンズ保管用架台７８の上方に移動させる（Ｓ３）。そして、Ｚ軸移動機構７２を作動させて、ハンドリングユニット７４及び吸着筒５５を下降させると共に、吸着筒５５の先端にフィールドレンズ５２を吸着して保持する（Ｓ４）。

上述した保持工程後、フィールドレンズ５２を保持したまま、再度直交座標型ロボット７０を移動させて、フィールドレンズ５２を位置検出手段５８に移動させる。即ち、フィールドレンズ５２をＸＹ位置検出カメラ７６の真上で、且つ、保持状態確認カメラ７７の側方に位置させる。
この状態で、両カメラ７６、７７によりフィールドレンズ５２及び吸着筒５５を撮影することで、フィールドレンズ５２の裏面５２ａの中心位置と、吸着筒５５の保持位置（中心位置）との検出を行う。これにより、フィールドレンズ５２の保持状態の安定度の確認が行える。例えば、吸着筒５５の中心位置とフィールドレンズ５２の裏面５２ａの中心位置との距離が閾値以上である場合、即ち、吸着筒５５がフィールドレンズ５２の端部近傍を保持している場合には、保持状態が不安定であると判断して、制御部８が直交座標型ロボット７０を元の位置に戻すと共に、吸着筒５５により再度フィールドレンズ５２の保持を行わせる。その後、再度位置検出手段５８により保持状態の確認を行う。これにより、フィールドレンズ５２を確実（安定して）に保持することができる。

次に、フィールドレンズ５２の保持の確実性を確認した後、直交座標型ロボット７０を移動させて、図１０に示すように、フィールドレンズ５２をＣＣＤ５１の真上に位置させる（Ｓ５）。この際、空気ポンプから回転機構６５及びＺステージ６６に空気を供給し、回転機構６５及びＺステージ６６を移動自在な状態にセットする。
その後、ＣＣＤ５１とフィールドレンズ５２とを、互いの対向面同士、即ち、ガラス面５１ａと裏面５２ａとが合うように当接させると共に、該当接状態からさらに所定量押し込んだ状態で密着させる密着工程を行う。即ち、制御部８の入力部にＺ軸移動機構７２の移動量を入力する。なお、この移動量は、平面レンズとＣＣＤ５１とが所定量押し込まれて密着する量である。これにより、制御部８は、直交座標型ロボット７０のＺ軸移動機構７２を作動させて、ハンドリングユニット７４及び吸着筒５５をＺ軸方向にゆっくりと下降させる。そして、フィールドレンズ５２の裏面５２ａをＣＣＤ５１のガラス面５１ａに当接させると共に、所定量押し込んだ状態で密着させる。
なお、必要に応じてハンドリングユニット７４により、フィールドレンズ５２をＺ軸回りに回転（θ操作）させる。この際、治具５３は、回転機構６５及びＺステージ６６により、ＸＹＺ軸回りに回転可能であると共にＺ軸方向に移動可能であるので、図１１に示すように、フィールドレンズ５２の裏面５２ａの傾きに応じて、ＣＣＤ５１がＸＹＺ軸回りに回転（煽り動作）して、裏面５２ａに対してガラス面５１ａが倣った状態となると共に、確実に押し込まれて密着する（Ｓ６）。

この密着工程により、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とが密着した後、固定工程を行う。即ち、密着状態で空気ポンプにより空気を吸引し、回転機構６５及びＺステージ６６を回転及び移動した位置で固定させる（Ｓ７）。これにより、フィールドレンズ５２及びＣＣＤ５１の互いの対向面同士、即ち、裏面５２ａ及びガラス面５１ａが密着する状態で位置関係が決定される。
固定工程後、Ｚ軸移動機構７２を作動させてハンドリングユニット７４をＺ方向に上昇させ、フィールドレンズ５２をＣＣＤ５１から離間させる。

離間工程後、ＣＣＤ５１及びフィールドレンズ５２の中心位置をそれぞれ検出する中心位置検出工程を行う。なお、ＣＣＤ５１については、有効画素面５１ｂの中心位置を検出するものとしている。但し、有効画素面５１ｂの中心位置ではなく、ガラス面５１ａの中心位置を検出しても構わない。
即ち、Ｘ軸移動機構７１及びＹ軸移動機構を作動させて、画像処理用カメラ５９をＸＹ方向に移動させ、ＣＣＤ５１の真上に位置させる。そして、画像処理用カメラ５９により、ＣＣＤ５１の有効画素面５１ｂを撮影して、該有効画素面５１ｂの中心位置の検出を行う（Ｓ８）。また、その後、Ｘ軸移動機構７１及びＹ軸移動機構を作動させて、再度フィールドレンズ５２をＸＹ位置検出カメラ７６の真上で、且つ、保持状態確認カメラ７７の側方に位置させた後、両カメラ７６、７７によりフィールドレンズ５２の裏面５２ａの中心位置の検出を行う（Ｓ９）。
なお、検出されたフィールドレンズ５２の裏面５２ａ及びＣＣＤ５１の有効画素面５１ｂの中心位置は、制御部８に送られる。また、有効画素面５１ｂの中心位置を検出した後、フィールドレンズ５２の中心位置を検出したが、この工程順序に限られず、フィールドレンズ５２の中心位置を検出した後に、有効画素面５１ｂの中心位置を検出しても構わない。

中心位置検出工程後、塗布工程を行う。即ち、制御部８は、Ｚプレート７５をＺ軸方向に下降させて、接着装置６０の先端をＣＣＤ５１のガラス面５１ａの上方近傍に位置させた後、図１２に示すように、該ガラス面５１ａに所定量の接着剤Ａを塗布する（Ｓ１０）。接着剤Ａの塗布後、制御部８は、Ｚプレート７５をＺ方向に上昇させて接着装置６０を元の位置に戻す。なお、接着剤Ａは、フィールドレンズ５２の裏面５２ａに塗布しても構わないし、両方に塗布しても構わない。また、接着剤Ａの塗布は、上述したフィールドレンズ５２又はＣＣＤ５１の中心位置の検出より先に行っても構わない。
そして、接着剤Ａの塗布後、接着工程を行う。即ち、再度入力部にＺ軸移動機構７２の移動量を入力する。この際、所望する接着剤Ａの膜厚に応じて移動量を入力する。例えば、膜厚が２０±１０μｍとなるように移動量を入力する。制御部８は、この移動量に基づいて、図１３に示すように、フィールドレンズ５２を接着剤Ａを間に挟んだ状態でＣＣＤ５１に近接させる。即ち、フィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとの距離が２０±１０μｍとなっている。また、この際、制御部８は、位置検出手段５８及び画像処理用カメラ５９からの検出結果に基づいて、有効画素面５１ｂの中心位置とフィールドレンズ５２の裏面５２ａの中心位置とが合うように近接させる（Ｓ１１）。

フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを近接させた後、第１実施形態と同様に、紫外線照射工程を行う。即ち、制御部８は、Ｚプレート７５をＺ方向に下降させて、紫外線照射装置６１をフィールドレンズ５２及びＣＣＤ５１の上方近傍に位置させる。そして、接着剤Ａに紫外線Ｌを照射して（Ｓ１２）、該接着剤Ａを硬化させる。これにより、図１３に示すように、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とが、膜厚が均一な状態で接着により接合することができる（Ｓ１３）。

フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との接合後、空気ポンプから再度回転機構６５及びＺステージ６６に空気を供給し、回転機構６５及びＺステージ６６を移動自在な状態にする。この状態後、吸着筒５５の保持状態を解くと共に、Ｘ軸移動機構７１、Ｙ軸移動機構及びＺ軸移動機構７２を動作させて、吸着筒５５を退避位置に移動させる（Ｓ１４）。これにより、治具５３からＣＣＤ５１とフィールドレンズ５２とが接合した光学部品を取り出すことができる（Ｓ１５）。また、光学部品を取り出す前に、移動ステージ６９を移動レール６８に沿って移動させることで、例えば、光学部品を組み立てライン等に搬出することも可能である。

上述したように、本実施形態の光学素子接合装置５０によれば、フィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとを倣わせると共に、接着剤Ａの膜厚を２０±１０μｍに均一させた状態で、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを接合させることができる。従って、接着強度の向上を図ることができると共に、光学的な性能を向上させることができる。
特に、ＣＣＤ５１は、回転機構６５により移動自在に支持されているので、フィールドレンズ５２が傾いていたとしても、該フィールドレンズ５２の傾きに合わせて、即ち、姿勢に合わせてガラス面５１ａを確実に倣わせることができる。また、Ｚステージ６６を備えているので、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを押し付けた状態で確実に密着させることができる。
また、直交座標型ロボット７０により、確実且つ容易に吸着筒５５及び治具５３を介して、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との相対位置を自由に変化させることができる。更に、吸着筒５５によりフィールドレンズ５２を保持した際、位置検出手段５８によりフィールドレンズ５２の保持状態の検出が行えるので、安定した最適な状態で接合を行うことができる。

また、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを、膜厚を均一にした状態で接合する際に、位置検出手段５８及び画像処理用カメラ５９を用いた中心位置工程により、吸着筒５５の中心位置と、ＣＣＤ５１の有効画素面５１ｂの中心位置とを合わせた状態で接合することができる。
また、接着装置６０により、容易且つ正確に接着剤Ａの塗布が行えるので、塗布にかける時間の短縮を図ることができると共に、高精度に接着剤Ａの塗布を行うことができる。
更に、接着剤Ａが紫外線硬化型の接着剤Ａであり、紫外線照射装置６１により紫外線Ｌの照射が行えるので、接合にかける時間、即ち、接着剤Ａを固化させる時間の短縮を図ることができる。
また、移動ステージ６９により、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを接合した光学部品を、例えば、容易且つ速やかに組み立てライン等に搬出することが可能である。

なお、上記第１実施形態においては、直交座標型ロボット７０により、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との相対位置を変化させると共に、接合後の光学部品を移動ステージ６９により搬出した構成としたが、これに限らず、直交座標型ロボット７０及び移動ステージ６９を同時に作動させて、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との相対位置を変化させても構わない。
また、接着剤Ａの膜厚は、２０±１０μｍとして説明したが、この距離に限らず、第１実施形態と同様に、任意に設定して構わない（例えば、１０±５μｍ）。

また、上記第２実施形態においては、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを密着させる密着工程の際に、制御部８は、入力部に入力された値に基づいて、直交座標型ロボット７０をＺ方向に移動させたが、これに限らず、例えば、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とが密着したか否かを検出する検出手段による検出工程と、治具５４と吸着筒５５との相対的な移動量、即ち、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との相対的な移動量を測定する測定手段とを備え、これらの検出結果及び測定結果に基づいて直交座標型ロボット７０の移動量を制御しても構わない。

例えば、図１５に示すように、上記検出手段として、Ｚステージ６６の下面に、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との間の押し付け力を測定する複数の圧力センサ８０と、これら複数の圧力センサ８０をＺステージ６６の下面に付勢するスプリング８１とで構成しても良い。また、測定手段として、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との相対的な移動量を測定する図示しないゲージで構成しても構わない。

上記検出手段及び測定手段を有している際に、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを密着させる場合について説明する。
まず、制御部８は、直交座標型ロボットのＺ軸移動機構７２を作動させて吸着筒５５をゆっくりと下降させ、フィールドレンズ５２の裏面５２ａをＣＣＤ５１のガラス面５１ａに当接させる。これにより、Ｚステージ６６及び圧力センサ８０がＺ軸方向に押し込まれる。圧力センサ８０が押し込まれると、スプリング８１が短くなるので、ばね力が増大して、各圧力センサ８０が測定する圧力値が大きくなる。そして、制御部８は、例えば、複数の圧力センサ８０で測定された圧力値の平均値が閾値に達するまで、吸着筒５５をＺ方向にゆっくり下降させる。そして、複数の圧力センサ８０で測定された圧力値の平均値が、閾値に達したときに、下降を停止させる。
このように、密着工程の際に、検出工程を行うことで、より確実にフィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとを倣わせると共に押し込んだ状態で密着させることができる。
なお、制御部８は、さらに複数の圧力センサ８０で測定された圧力値が、それぞれ同一の値となったときに、Ｚ軸移動機構７２を停止させても構わない。こうすることで、さらに確実にフィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとを倣わせることができる。

次に、固定手段により、支持手段５４を固定してフィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとが密着する位置関係を決定した後、離間工程により、Ｚ軸移動機構７２により吸着筒５５を上昇させて、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１とを離間させる。
この離間工程の際に、密着位置から離間位置までの距離をゲージで測定する。そして、塗布工程により接着剤Ａを塗布した後、制御部８は、ゲージにより測定した距離から接着剤Ａの膜厚を引いた距離だけ、吸着筒５５を下降させてフィールドレンズ５２をＣＣＤ５１に近接させる接着工程を行う。これにより、より高精度に膜厚の均一化を図ることができる。
このように、ゲージを有しているので、膜厚の制御がし易い。更に、離間工程の際に、制御部８は、フィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとの距離を正確に検出しているので、例えば、ＣＣＤ５１のガラス面５１ａからの所定距離に達するまでは、フィールドレンズ５２を高速に下降させ、該所定距離に達した後はフィールドレンズ５２をゆっくりと下降させる等の速度調整を行うことができる。これにより、接合にかける時間をより短縮することができる。
なお、圧力センサ８０は、複数でなくても良く、少なくとも１つあれば構わない。

また、図１５においては、検出工程の際に、複数の圧力センサ８０により検出手段を構成したが、圧力センサ８０に限られず、フィールドレンズ５２とＣＣＤ５１との密着状態を検出できるものであれば良い。
例えば、図１６に示すように、検出手段は、フィールドレンズ５２を通してＣＣＤ５１のガラス面５１ａに光を照射すると共に、ガラス面５１ａで反射した光を撮像する画像処理用カメラ（撮像部）８５を有しており、撮像した反射光の干渉縞の変化パターンに基づいて密着したか否かを検出するように構成しても構わない。なお、画像処理用カメラ８５は、吸着筒５５の内部を通して光の照射及び反射光の撮像を行うようになっている。

この画像処理用カメラ８５を備えている場合、フィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとが密着した際に、仮に裏面５２ａとガラス面５１ａとの間に若干の隙間が生じているときには、フィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとで反射する光の距離が、各箇所で異なる。これが位相差となり、撮像した反射光には、干渉縞が生じる。これにより、フィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとが倣った状態でないことが容易に判断することができる。
また、吸着筒５５をさらにＺ方向にゆっくり下降させて、フィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとを押し付けると、徐々にフィールドレンズ５２の裏面５２ａとＣＣＤ５１のガラス面５１ａとが倣った状態となるので、干渉縞が少ない状態となる。即ち、干渉縞が変化する。従って、画像処理用カメラ５９により、この干渉縞の変化パターンを検出することで、密着状態を容易且つ確実に検出することができる。
なあ、上記画像処理用カメラ８５は、ＣＣＤ５１を通してフィールドレンズ５２の裏面５２ａに光を照射すると共に、裏面５２ａで反射した光を撮像するように構成しても構わない。

次に、本発明の光学素子接合装置の第３実施形態を、図１７を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第２実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、支持手段が、治具５３を、水平方向に平行なＸＹ軸回り及び該ＸＹ軸に垂直なＺ軸回りにそれぞれ回転可能な回転機構６５と、Ｚ軸方向に移動可能なＺステージ６６とを備えていたのに対し、第３実施形態の支持手段９０は、上記回転機構６５に加え、治具５３をＸＹＺ軸にそれぞれ移動可能に支持するＸＹＺステージ９１を備えている点である。
この場合には、密着工程の際に、フィールドレンズ５２の裏面５２ａの傾きや位置が共にずれていたとしても、ＣＣＤ５１のガラス面５１ａを確実に裏面５２ａに倣わせることができるので、より好適である。

なお、本発明の技術分野は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態において、第１の光学素子を両凸レンズ及びＣＣＤとし、第２の光学素子を凹凸レンズ及びフィールドレンズとしたが、これらに限定されるものではなく、光学素子であれば構わない。
また、支持手段として、第１実施形態ではＸＹＺ方向に移動可能なＸＹＺステージを例にし、第２実施形態ではＸＹＺ軸回りに回転可能な回転機構及びＺ方向に移動可能なＺステージを例とし、第３実施形態ではＸＹＺ軸回りに回転可能な回転機構及びＸＹＺ方向に移動可能なＸＹＺステージを例として説明したが、これらの支持手段は各実施形態において限定されるものではない。例えば、第３実施形態で説明した支持手段を、第１実施形態又は第２実施形態に適用しても構わない。更に、支持手段は、これらのものに限定されるものではなく、第１の保持部を移動自在に支持すると共に、第１の光学素子及び第２の光学素子の対向面同士が密着する位置関係が決定した後、第１の保持部を固定可能な構成であれば構わない。

また、第２実施形態で説明した検出手段及び測定手段を第１実施形態に適用しても構わない。
また、各実施形態において、接着剤を接着手段により塗布したが、該接着手段ではなく、手動により塗布しても構わない。また、接着剤は、紫外線硬化型の接着剤でなくても良い。

本発明に係る光学素子接合方法の第１実施形態を説明するための光学素子接合装置の全体構成図である。 図１に示す光学素子接合装置の第１の接合ヤトイを示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）における断面矢視Ｃ−Ｃ図である。 図１に示す光学素子接合装置により、両凸レンズと凹凸レンズとを接合させる光学素子接合方法の一工程図であって、密着工程により両凸レンズの凸面と凹凸レンズの凹面とを密着させた状態を示す図である。 図１に示す光学素子接合装置により、両凸レンズと凹凸レンズとを接合させる光学素子接合方法の一工程図であって、図３の状態から離間工程により両凸レンズと凹凸レンズと離間させた後、塗布工程により両凸レンズの凸面に接着剤を塗布した状態を示す図である。 図１に示す光学素子接合装置により、両凸レンズと凹凸レンズとを接合させる光学素子接合方法の一工程図であって、図４の状態から接着工程により、両凸レンズと凹凸レンズと近接させると共に接着剤を固化させ、接着剤の膜厚を均一にさせた状態で両凸レンズと凹凸レンズとを接合した状態を示す図である。 図１に示す光学素子接合装置のＸＹＺステージの変形例を示す図である。 図１に示す光学素子接合装置のＸＹＺステージの更に別の変形例を示す図である。 本発明に係る光学素子接合方法の第２実施形態を説明するための光学素子接合装置の全体構成図である。 図８に示す光学素子接合装置の支持手段を示す斜視図である。 図８に示す光学素子接合装置により、ＣＣＤとフィールドレンズとを接合させる光学素子接合方法の一工程図であって、ＣＣＤの真上にフィールドレンズを移動させた状態を示す図である。 図８に示す光学素子接合装置により、ＣＣＤとフィールドレンズとを接合させる光学素子接合方法の一工程図であって、図１０の状態から密着工程によりフィールドレンズを下降させて、ＣＣＤのガラス面とフィールドレンズの裏面とを密着させた状態を示す図である。 図８に示す光学素子接合装置により、ＣＣＤとフィールドレンズとを接合させる光学素子接合方法の一工程図であって、図１１の状態から離間工程によりＣＣＤとフィールドレンズと離間させた後、塗布工程によりＣＣＤのガラス面に接着剤を塗布した状態を示す図である。 図８に示す光学素子接合装置により、ＣＣＤとフィールドレンズとを接合させる光学素子接合方法の一工程図であって、図１２の状態から接着工程によりＣＣＤとフィールドレンズと近接させると共に接着剤を固化させ、接着剤の膜厚を均一にさせた状態でＣＣＤとフィールドレンズとを接合した状態を示す図である。 図８に示す光学素子接合装置により、ＣＣＤとフィールドレンズとを接合させる光学素子接合方法の一例を示すフローチャートである。 図８に示す光学素子接合装置の支持手段に、検出手段を付加した構成図である。 図８に示す光学素子接合装置の支持手段に、更に別の検出手段を付加した構成図である。 本発明に係る光学素子接合装置の第３実施形態を示す図であって、支持手段の斜視図である。 第１の光学素子である撮像素子と第２の光学素子である平面レンズとを接着して取り付けるための従来の光学素子接合方法の一工程を示す図である。 図１８に示す撮像素子の正面図であって、外形の精度が極端に出ていない状態を示す図である。 図１８に示す撮像素子を治具に固定した状態を示す正面図である。 図１８に示す撮像素子と平面レンズとを接着剤を用いて従来の方法によりに固定した状態を示す図である。 第１の光学素子であるＣＣＤの正面図であって、ガラス層がくさび状になっている状態を示す図である。 図１８に示す平面レンズと図２２に示すＣＣＤとを接着剤を用いて従来の方法によりに固定した状態を示す図である。

符号の説明

Ａ 接着剤
２ 両凸レンズ（第１の光学素子）
２ａ 両凸レンズの凸面（対向面）
３ 凹凸レンズ（第２の光学素子）
３ａ 凹凸レンズの凹面（対向面）
４ 第１の接合ヤトイ（第１の保持部）
６ 第２の接合ヤトイ（第２の保持部）
５１ ＣＣＤ（第１の光学素子）
５１ａ ＣＣＤのガラス面（対向面）
５２ フィールドレンズ（第２の光学素子）
５２ａ フィールドレンズの裏面（対向面）
５３ 治具（第１の保持部）
５５ 吸着筒（第２の保持部）

Claims (5)

1. 第１の光学素子と第２の光学素子とを、接着剤により接合する光学素子接合方法であって、
   前記第１の光学素子を移動自在に支持された第１の保持部に保持させると共に、前記第２の光学素子を第２の保持部に保持させる保持工程と、
   前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを、互いの対向面同士が合うように当接させると共に該当接状態からさらに所定量押し込んだ状態で密着させる密着工程と、
   該密着工程後、前記第１の保持部を固定して、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の互いの対向面同士が密着する位置関係を決定する固定工程と、
   該固定工程後、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを離間させる離間工程と、
   該離間工程後、前記第１の光学素子又は前記第２の光学素子の少なくともどちらか一方の対向面に前記接着剤を塗布する塗布工程と、
   該塗布工程後、所望する前記接着剤の膜厚に応じて、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを接着剤を間に挟んだ状態で近接させ、両光学素子を接着する接着工程とを備えていることを特徴とする光学素子接合方法。
2. 請求項１に記載の光学素子接合方法において、
   前記密着工程は、前記所定量が押し込まれた否かを検出する検出工程を有することを特徴とする光学素子接合方法。
3. 請求項１又は２に記載の光学素子接合方法において、
   前記離間工程は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との離間距離を測定し、
   前記接着工程は、測定された前記離間距離から前記接着剤の膜厚を引いた距離だけ、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子を移動させて近接させることを特徴とする光学素子接合方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の光学素子接合方法において、
   前記離間工程後、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子の中心位置をそれぞれ検出する中心位置検出工程とを備え、
   前記接着工程は、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との中心位置を合わせた状態で両光学素子を近接させることを特徴とする光学素子接合方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光学素子接合方法において、
   前記接着剤は、紫外線硬化型の接着剤であり、
   前記接着工程は、前記接着剤に向けて紫外線を照射する紫外線照射工程を有することを特徴とする光学素子接合方法。

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