JP2006123302A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基材ガラスの硝種が限定されることなく、貼り合せた光学素子の厚みを制御するとともに、面精度の変化が殆どない光学素子を製造することができる方法を提供すること。
【解決手段】エネルギー硬化型樹脂を型に滴下し、その上に基材を設置し、エネルギーを樹脂に対して加え硬化させ、離型することにより基材上に所要の形状を有するエネルギー硬化型樹脂を形成して成る光学素子の製造方法において、互いに組み合わされる光学素子の外周部分に凹形状の溝を形成し、該溝の両岸同士が接することで貼り合せた光学素子の厚みを制御するとともに、その溝部に封止剤を塗布しておき接合させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、非球面を有するレンズや表面に微細な形状（凹凸）を有する光学素子、例えば回折光学素子や回折格子、フレネルレンズ、光ディスク基材等の製造方法に関するものである。
２枚のレンズ基材を接合して封止する方法としては、特許文献１にあるように、レンズ基材を重ねてその最外周に外側から接着剤を塗布して封止する方法が知られている。ただ断面で観た場合、封止剤の最外周と中心よりの部分で樹脂の硬化収縮による張力の差があり、微妙な面精度の変化がある。
特開平０８−２４４１２９号公
このように、従来技術では、２枚のレンズ基材を貼り合わせて封止する時に外側から接着剤を塗布し硬化させると、最外周よりと中心よりの部分で樹脂の硬化収縮による張力の差があり、面精度の変化が生じる。
従って、本発明の目的とする処は、基材ガラスの硝種が限定されることなく、貼り合せた光学素子の厚みを制御するとともに、面精度の変化が殆どない光学素子を製造することができる方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、エネルギー硬化型樹脂を型に滴下し、その上に基材を設置し、エネルギーを樹脂に対して加え硬化させ、離型することにより基材上に所要の形状を有するエネルギー硬化型樹脂を形成して成る光学素子の製造方法において、互いに組み合わされる光学素子の外周部分に凹形状の溝を形成し、該溝の両岸同士が接することで貼り合せた光学素子の厚みを制御するとともに、その溝部に封止剤を塗布しておき接合させることを特徴とする。
本発明によれば、封止剤を硬化した際溝の両岸が接していることにより硬化収縮による張力が溝同士で打ち消し合うため、面精度の変化が殆どない光学素子を得ることができる。
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る光学素子の実施態様を示す概略図、図２は本発明に係る光学素子の製造方法を示す概略図、図３（ａ）は本実施の形態での封止剤の位置を示す概略図、図４は本実施の形態で用いたスペーサーの配置を示す。
図１において、１０１は光エネルギー硬化型樹脂、１０２はガラス基材、１０３は封止剤である。
接合前の１０１の表面には、型により転写された回折格子形状が形成されている。この成形品は、図２に示す型２０１を用いて作製した。図２の型２０１は表面に最大深さ１５μｍの回折格子形状を有する型で、りん青銅の母材の上にＫＮメッキを１００μｍ施し、このメッキ層を切削加工により回折格子形状を形成した。
図４は２分割できるスペーサー４０１ａ，４０１ｂの配置図である。
前記型及び前記スペーサーを用いて図２に示す工程でガラス基材の上に表面に回折格子形状を有する樹脂層が接着された２枚のレンズ基材を接合して光学素子を作製した。図２において、２０２は硬化前の光エネルギー硬化型樹脂、２０３はスペーサー、２０６は不図示の駆動装置に連結されている離型ピンである。
先ず、型２０１の上に２分割できるスペーサー２０３を設置し次に光エネルギー硬化型樹脂２０２を滴下した（図２（ａ））。その上にガラス基材２０４を載せ、不図示の装置で加圧する。ここで用いるガラス基材の樹脂との接触面は密着性向上のためにシランカップリング剤を施してある。そして、スペーサー２０３で樹脂厚が決定されると（図３（ｂ））、ＵＶ光を照射し樹脂を硬化させる（図３（ｃ））。
硬化が終了すると、２分割できるスペーサー２０３を引き抜き、離型ピン２０６を増圧しながら離型させた（図３（ｄ））。第１のレンズ基材２０７ず出来上がる（図３（ｅ））。更に、第１のレンズ基材２０７と接合するための第２のレンズ基材２０９を第１のレンズ基材２０７と同様のプロセスで作製する。
次に、第２のレンズ基材２０９と第１のレンズ基材２０７各々の外周の溝に封止剤２０８を塗布し、不図示のアライメントマークを合わせて貼り合せた。その際、図３（ｆ）に示すように、溝同士で囲まれた空間に封止剤２０８を入れても空隙があるようにしておく。これは光学有効面に封止剤が進入するのを防ぐのが目的である。この場合、封止剤の位置の概略は図３（ａ）の通りである。ここで用いた封止剤は、スリーボンド製の熱硬化樹脂２２０６を用いたため、６０℃で３．５時間オーブンで加熱して光学素子を作製した。
こうして作製した光学素子は、前記溝の両岸同士が接することで貼り合せた光学素子の厚みを制御することができた。と共にその溝部に封止剤を塗布しておき接合させる。封止剤を硬化した際、溝の両岸が接していることにより硬化収縮による張力が溝同士で打ち消しあうため、面精度の変化が殆ど見られなかった。
＜実施の形態２＞
図１は本発明に係る光学素子の実施態様を示す概略図、図５は本発明に係る光学素子の製造方法を示す概略図、図３（ｂ）は本実施の形態での封止剤の位置を示す概略図、図４は本実施の形態で用いたスペーサーの配置を示す。
図５において、５０２は硬化前の熱エネルギー硬化型樹脂、５０３はスペーサー、５０６は不図示の駆動装置に連結されている離型ピンである。先ず、型５０１の上に２分割できるスペーサー５０３を設置し、次に光エネルギー硬化型樹脂５０２を滴下した（図５（ａ））。その上にガラス基材５０４を載せて不図示の装置で加圧する。ここで用いるガラス基材の樹脂との接触面は、密着性向上のためにシランカップリング剤を施してある。そして、スペーサー５０３で樹脂厚が決定されると（図５（ｂ））、ヒーター５１０で加熱して樹脂を硬化させる（図５（ｃ））。
硬化が終了すると、２分割できるスペーサー５０３を引き抜き、離型ピン５０６を増圧しながら離型させた（図５（ｄ））。第１のレンズ基材５０７が出来上がる（図５（ｅ））。更に、第１のレンズ基材５０７と接合するための第２のレンズ基材５０９を第１のレンズ基材５０７と同様のプロセスで作製する。
実施の形態１では、光学有効面に封止剤が進入するのを防ぐのに溝同士で囲まれた空間に封止剤２０８を入れても空隙があることを利用したのに対して、本実施の形態では、図３（ｂ）に示すように、４箇所に封止剤の逃げ溝を作り、余分な封止剤が排出されることを利用している。ここで用いた封止剤は、協立化学産業社製の紫外線硬化樹脂８７２３Ｌで不図示の紫外線照射機により照度１００ｍＷ／ｃｍ2 で６分を第１のレンズ基材５０７側と第２のレンズ基材５０９側に加えて光学素子を作製した。
こうして作製した光学素子は、前記溝の両岸同士が接することで貼り合せた光学素子の厚みを制御することができた。と共にその溝部に封止剤を塗布しておき接合させる。封止剤を硬化した際溝の両岸が接していることにより、硬化収縮による張力が溝同士で打ち消し合うため、面精度の変化が殆ど見られなかった。
本発明の実施の形態１，２での光学素子を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る光学素子の製造方法を示す概略図である。 本発明の実施の形態１，２での封止剤の位置を示す概略図である。 本発明の実施の形態１，２でのスペーサーの配置を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る光学素子の製造方法を示す概略図である。
符号の説明
１０１，２０５，５０５ 成形硬化後のエネルギー硬化型樹脂
１０２，２０４，５０４ ガラス基材
２０１，５０１ 型
２０３，４０１，５０３ スペーサー
２０２，５０２ 硬化前のエネルギー硬化型樹脂
２０６，５０６ 離型ピン
２０７，５０７ 第１のレンズ基材
１０３，２０８，５０８ 封止剤
２０９，５０９ 第２のレンズ基材
５１０ ヒーター

Claims (4)

  1. エネルギー硬化型樹脂を型に滴下し、その上に基材を設置し、エネルギーを樹脂に対して加え硬化させ、離型することにより基材上に所要の形状を有するエネルギー硬化型樹脂を形成して成る光学素子の製造方法において、
    互いに組み合わされる光学素子の外周部分に凹形状の溝を形成し、該溝の両岸同士が接することで貼り合せた光学素子の厚みを制御するとともに、その溝部に封止剤を塗布しておき接合させることを特徴とする光学素子の製造方法。
  2. 前記溝で少なくとも１箇所最外周部に通じる溝があることを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
  3. 光エネルギー硬化型樹脂に対して光エネルギーを加えて硬化させることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
  4. 熱エネルギー硬化型樹脂に対して熱エネルギーを加えて硬化させることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
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