JP2008241990A

JP2008241990A - 複合光学素子

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Publication number: JP2008241990A
Application number: JP2007081090A
Authority: JP
Inventors: Keiki Totsune; 敬喜戸恒
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】ガラス基材上に重合性組成物の重合によって形成した樹脂からなる複合光学素子において熱的な強度が大きな複合光学素子を提供する。
【解決手段】ガラス基材上に樹脂を積層してなる複合光学素子において、積層された樹脂の中心厚さをｘ［ｍｍ］、積層された樹脂の最大厚部分と最小厚部分の厚さの差をｙ［ｍｍ］、積層された樹脂の−５０℃における破壊強度をｆ［ＭＰａ］とするとき、前記複合光学素子が
０≦ｙ≦−ｘ＋ｆ／６０
（ただし、０＜ｘ≦ｆ／６０）
なる条件を満たす複合光学素子。
【選択図】なし

Description

本発明は、カメラ等の撮像光学系、表示デバイス等の投影光学系、画像表示装置等の観察光学系などの光学系に用いる、透明樹脂とガラス基材とが一体となった複合光学素子に関するものであり、特に成形後の環境変化によっても積層された樹脂にクラックの発生しない複合光学素子に関する。

近年、デジタルカメラをはじめとした撮像デバイスにおいては小型化・薄型化が求められている。これらを実現するための手段として、光学ガラス基材上にエネルギー硬化型の樹脂を積層することで、ガラスと樹脂とが一体となった複合光学素子が提案されている。複合光学素子を作製・取り扱う上では基材の変形や割れ、積層された樹脂のクラック発生などが問題となる場合がある。そこで、ガラス基材上に紫外線硬化型樹脂層を形成する際に、重合度を６０−９０％と変化させることでヒートサイクル特性等を向上することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、積層された樹脂層には完全に硬化していないものが含まれているために、経時的に材料特性が変化し、環境変化による樹脂クラック耐性への信頼性が失われてしまうという問題があった。
特開２００６−７６０２６号公報

本発明は、ガラス基材上にエネルギー硬化型樹脂を一体に形成した複合光学素子において、ガラス基材と積層された樹脂形成時の硬化収縮によって樹脂内部に応力が発生した場合でもクラックが発生しない複合素子を提供することを課題とするものである。

本発明は、ガラス基材上に樹脂を積層してなる複合光学素子において、積層された樹脂の中心厚さをｘ［ｍｍ］、積層された樹脂の最大厚部分と最小厚部分の厚さの差をｙ［ｍｍ］、積層された樹脂の−５０℃における破壊強度をｆ［ＭＰａ］とするとき、前記複合光学素子が
０≦ｙ≦−ｘ＋ｆ／６０
（ただし、０＜ｘ≦ｆ／６０）
なる条件を満たす複合光学素子である。
また、樹脂の中心厚さが１０ｍｍ以下の範囲にある前記の複合光学素子である。
また、樹脂がエネルギー硬化型樹脂である前記の複合光学素子である。

ガラス基材上に透明樹脂が積層された複合光学素子において透明樹脂の破壊強度と形状を特定の関係に設定することによって複合光学素子の環境変化による樹脂クラックの発生を防止した複合光学素子を提供するものである。

本発明は、ガラス基材上にエネルギー硬化型樹脂を一体に形成した複合光学素子において、積層された樹脂形成時の硬化収縮によって樹脂内部に応力が発生した場合、あるいは樹脂内部に応力が発生した場合でも、形成する樹脂層の厚さ、破壊強度を所定の大きさとすることによってクラックが発生しない複合素子を提供するが可能であることを見出したものである。

本発明の光学素子の一例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の複合素子の製造方法を説明する図である。
形成すべき光学面の形状に合致した金型１に、重合性組成物２を滴下し、上方よりガラス基材３を降下し、重合性組成物２を所定の形状に押し拡げる。
次いで、ガラス基材３を介して紫外線４を所定のエネルギーで照射して重合性組成物２を硬化した。重合性組成物の硬化後、金型１より離型して、紫外線硬化型樹脂とガラス基材３とが一体となった複合光学素子５を作製する。
金型１の形状は曲率一定の球面状であっても良いし、部分的に曲率の異なる非球面状であっても良く、さらに平面であっても良い。また、金型の凹凸形状は適宜選択できる。
ガラス基材３についても、曲率一定の球面状であっても良いし、部分的に曲率の異なる非球面状であっても良く、さらに平面であっても良い。また、該ガラス基材の凹凸形状は適宜選択できる。

本発明は、ガラス基材上に樹脂を積層してなる複合光学素子において、積層された樹脂の中心厚さをｘ［ｍｍ］、積層された樹脂の最大厚部分と最小厚部分の厚さの差をｙ［ｍｍ］、積層された樹脂の−５０℃における破壊強度をｆ［ＭＰａ］とするとき、前記複合光学素子が
０≦ｙ≦−ｘ＋ｆ／６０
（ただし、０＜ｘ≦ｆ／６０）
なる条件を満たすことを特徴とする複合光学素子である。
上記の式におけるｙ（ｍｍ）は、積層された樹脂の最大厚さと最小厚さの差であり、積層された樹脂の厚さは複合光学素子の光軸と平行な、樹脂中を通過する軸の長さである。積層された樹脂が両凹形状であれば、最大厚さは周縁部の肉厚となり、最小厚さは光軸が通過する部分の樹脂厚さとなる。

また、積層された樹脂が両凸形状であれば、最大厚さは光軸が通過する中心部の樹脂厚さであり、最小厚さは周縁部の肉厚となる。積層された樹脂が平行平板状であればｙの値は０となる。
また、積層された樹脂がその他の形状であっても、複合光学素子の光軸に平行で樹脂を通過する軸の長さの最大値と最小値を選ぶことで、ｙ（ｍｍ）を規定することができる。ｙ（ｍｍ）は樹脂最大厚から最小厚を減じた値であるから、正の値をとる。

ｆは、積層された樹脂の長さ５ｍｍ、幅１ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片を動的粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント社ＤＭＡＱ８００）によって３点曲げ試験により測定した、−５０℃における破壊強度であり、単位はＭＰａである。

本発明の複合光学素子が用いられる光学製品は−５０〜８０℃での環境耐性が必要となる。通常、線膨張係数の大きく異なる材料を積層した物品では、環境の変化によって部材の剥離やクラックの発生が懸念される。本発明の複合光学素子においても、積層された樹脂とガラス基材の熱線膨張係数の違いから、温湿度などの環境変化より部材に応力が発生し、剥離やクラックが発生する。

本発明の複合光学素子の積層された樹脂とガラス基材に働く応力は、樹脂を硬化させた温度より低温の環境においては、積層された樹脂よりもガラス基材の収縮量のほうが小さいため、当該樹脂には中心から外側へ向かう引張応力が発生している。一方、樹脂を硬化させた温度より高温の環境においては、積層された樹脂の方がガラス基材よりも大きく膨張するため、当該樹脂には外側から中心へ向かう圧縮応力が発生する。
また、本発明の複合光学素子に求められる−５０〜８０℃の温度領域では−５０℃の方がより大きな応力が樹脂に発生することを見出したものである。

本発明に用いられるエネルギー硬化型樹脂としては、熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂が挙げられ、メタクリル酸、アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）クリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリメチルプロパン（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、９，９−ビス（４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル）フルオレン等のモノマーあるいはオリゴマーの一種もしくは複数種を組み合わせて用いることができる。
なお、（メタ）アクリレートは、アクリレート、メタクリレートのいずれか一種を含有するものを意味する。

これらエネルギー硬化型樹脂の硬化に用いる反応開始剤としては、ベンゾフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オンなどを挙げることができる。
以下に、実施例、比較例を示し本発明を説明する。

実施例１−１
９，９−ビス（４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル）フルオレンの９９．５重量部に、ベンゾフェノンの０．５重量部を添加してよく混合した。この紫外線硬化可能なモノマーを、直径２０ｍｍの平板ガラス基材（ＢＫ７）上に適量滴下し、上方より直径１０ｍｍの平面を有する金型を押し当て、モノマー層の厚さが１．１ｍｍになるように調整した。このとき、当該金型とガラス基材の中心軸が一致するように部材を配置した。
金型と平板ガラス基材との間隔を１．１ｍｍに保ちながら、ガラス基材を通して紫外線を照射した後、樹脂を金型より離型して、ガラス基材と樹脂とが一体となった複合素子を得た。

当該複合光学素子は、直径２０ｍｍの平板ガラス基材（ＢＫ７）の片面の中心に、直径１０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの平面樹脂が積層した構造を有する。
次いで、１０個の複合光学素子をサンプルとして使用し各試験温度ごとに試験をし、その結果を表１に示す。
これらの結果から、樹脂のクラックの発生には−５０℃での樹脂の破壊強度に関係しているすることが分かった。

実施例１−２
所定の曲率を有する金型と平面ガラス基材を用いて、中心樹脂厚さ及び肉厚差の異なる複合光学素子を作製した。この試験に用いた複合光学素子の作製方法と形状は以下のとおりである。
９，９−ビス（４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル）フルオレンの９９．５重量部に、ベンゾフェノンの０．５重量部を添加してよく混合した。この紫外線硬化可能なモノマーを、直径２０ｍｍの平板ガラス基材（ＢＫ７）上に適量滴下し、上方より直径１０ｍｍの金型を押し当て、モノマー層を所定の厚さに調整した。このとき、当該金型とガラス基材の中心軸が一致するように部材を配置した。

金型と平板ガラス基材との間隔に保ちながら、ガラス基材を通して紫外線を照射した後、樹脂を金型より離型して、ガラス基材と樹脂とが一体となった複合素子を得た。
当該複合光学素子は、直径２０ｍｍのガラス基材（ＢＫ７）の片面の中心に、直径１０ｍｍの表面に所定の曲率をもつ樹脂が積層した構造を有する。

この複合光学素子を温度サイクル試験し、樹脂クラックの発生率と樹脂形状との関係を表２に示す。
複合光学素子に積層された樹脂の中心厚さが同じであっても、肉厚差が増大すると−５０℃の環境で樹脂クラックが発生した。また、当該複合光学素子に積層された樹脂の肉厚差が同一であっても、中心樹脂厚が増大すると温度サイクル試験で樹脂クラックが発生した。これより、積層された樹脂に発生する応力は、中心樹脂厚さｘ（ｍｍ）と肉厚差ｙ（ｍｍ）に関係していることを分かった。

また、これらのことから、積層された樹脂の形状（肉厚差）と、この樹脂の−５０℃での破壊強度とが相関関係を持っていることが分かった。

以上の結果を図２ないし図４に示した。
図２から４は、複合光学素子に積層された樹脂の形状と、当該複合光学素子を温度サイクル試験したときのクラック発生限界を調べた結果である。図２から４の網掛け部分の形状の積層樹脂は、温度サイクル試験によっても樹脂クラックの発生しなかった形状領域である。

また、図２から４の網掛け部分の形状の積層樹脂は、温度サイクル試験によっても樹脂クラックの発生しなかった形状領域である。
図２の複合光学素子に使用した樹脂はメチル（メタ）アクリレートであって、当該樹脂の−５０℃における破壊強度は９８ＭＰａであった。
図３の複合光学素子に使用した樹脂はジメチロールトリシクロデカンジアクリレート（共栄社化学製ＤＣＰ−Ａ）であって、当該樹脂の−５０℃における破壊強度は１２８ＭＰａであった。

図４の複合光学素子に使用した樹脂は９，９−ビス（４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル）フルオレンであって、当該樹脂の−５０℃における破壊強度は１２８ＭＰａであった。
これらの結果から、肉厚差ｙ［ｍｍ］、積層された樹脂の−５０℃における破壊強度をｆ［ＭＰａ］とするとき、
ｙ≦ｆ／６０
なる条件を満たすとクラックの発生しないことを求めた。

さらに、積層された樹脂の中心厚さが厚くなると硬化時の硬化収縮量が大きくなり、これに伴って発生する硬化型樹脂の内部応力も大きくなる。同一の樹脂を同一の硬化条件で硬化した場合でも、樹脂の中心厚さが大きいときほど樹脂に発生する内部応力は大きくなり、環境変化による樹脂クラックが発生する。このため、樹脂クラックを防止する観点からは、樹脂の中心厚さはより薄い必要がある。
積層された樹脂の中心厚さをｘ［ｍｍ］とするとき、前記複合光学素子が
０≦ｙ≦−ｘ＋ｆ／６０
（ただし、０＜x＜ｆ／６０）
なる条件を満たすことが好ましい。

この条件を満たすことにより、より精度の厳しい高品質な複合光学素子においても、温度変化によって、積層された樹脂にクラックが発生しないばかりでなく、樹脂の光学面の形状が発生した引張応力あるいは圧縮応力によって変形することも防止できる。
また、ガラス基材上に積層された樹脂の厚さが１０ｍｍより大きい場合では、紫外線および熱硬化型樹脂いずれにおいても深部硬化性や硬化収縮による形状保持が困難であることから、樹脂の中心厚さは１０ｍｍ以下であることが好ましい。

実施例２−１
モノマーとして、メチルメタクリレートを９９．５重量部、光重合開始剤としてベンゾフェノンを０．５重量部配合した重合性組成物を曲率半径２００ｍｍの凹面を有する金型に充填し、上方にカップリング剤による表面処理を施した曲率半径８０ｍｍの凸面を有する直径２０ｍｍのガラス基材（ＢＫ７）を被せて、ガラス面と重合性組成物面とが界面を形成するようにした。金型の曲率および、ガラス基材と金型との距離を適宜選択することで、積層される樹脂の中心厚さｘと肉厚差ｙを制御することができる。

次いで、照明装置（住田光学製ＬＳ−１６５ＵＶ）で４０５ｎｍ光における照度が２００ｍＷ／ｃｍ²となるようにして２分間、ガラス基材を通して照射をした。照射終了後、金型より樹脂を離型し、ガラス基材と樹脂とが一体となった複合光学素子を得た。
得られた複合光学素子に積層された樹脂の中心厚さｘは０．３ｍｍ、肉厚差ｙは０．８ｍｍであった。

得られた複合光学素子について、以下の方法で評価してその結果を表３に示す。
温度サイクル試験
温度サイクル試験は、以下の温湿度プログラムによりおこなった。サンプルを２０℃６０％ＲＨの環境下、１時間保持した後、３時間かけて８０℃４０％ＲＨに変化させた。次いで、８０℃４０％ＲＨで３時間保持した後、５時間かけて−５０℃に変化させた。更に−５０℃で３時間保持した後、３時間かけて２０℃６０％ＲＨに変化させた。
これを４サイクルおこない、計７２時間の温度サイクル試験とした。
８０℃４０％ＲＨから−５０℃まで、７２時間の温湿度変化試験をすることでおこなった。

樹脂クラックの評価方法について
温度サイクル試験後の複合光学素子については、目視により樹脂クラックを観測した。わずかでもクラックが認められたものについては不良として評価した。

破壊強度試験
間隔１ｍｍに保持したスライドガラスに複合光学素子の作製用の重合性組成物を充填して、複合光学素子の作製と同様の条件で重合して、長さ５ｍｍ、幅１ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片を作製して、動的粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント社ＤＭＡＱ８００）によって、−５０℃において３点曲げによって６Ｎ／ｍｉｎで荷重を加えたときに樹脂が破断したときの応力から測定し、強度をＭＰａで表した。

実施例２−２
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．１ｍｍ、肉厚差ｙが０．８ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−３
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．１ｍｍ、肉厚差ｙが１．４ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−４
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．３ｍｍ、肉厚差ｙが０．４ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−５
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．３ｍｍ、肉厚差ｙが１．２ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−６
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．９ｍｍ、肉厚差ｙが０ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−７
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．６ｍｍ、肉厚差ｙが０．８ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−８
光軸部の樹脂中心厚ｘが１．５ｍｍ、肉厚差ｙが０ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−９
モノマーとしてジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート（共栄社化学製ＤＣＰ−Ａ）の９９．５重量部、光重合開始剤としてベンゾフェノンの０．５重量部を配合した重合性組成物を用いた点を除き、実施例２−１と同様にして光軸の樹脂中心厚さｘが０．１ｍｍ、肉厚差ｙが０．８ｍｍなる形状で複合光学素子を作製し実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１０
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．１ｍｍ、肉厚差ｙが１．７ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１１
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．３ｍｍ、肉厚差ｙが０．８ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１２
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．３ｍｍ、肉厚差ｙが１．７ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１３
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．９ｍｍ、肉厚差ｙが０ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１４
光軸部の樹脂中心厚ｘが０．９ｍｍ、肉厚差ｙが１．２ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１５
光軸部の樹脂中心厚ｘが２．０ｍｍ、肉厚差ｙが０ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様に複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１６
モノマーとして９，９−ビス（４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル）フルオレンの９９．５重量部、光重合開始剤としてベンゾフェノンの０．５重量部を配合した重合性組成物を用いた点を除き、実施例１と同様にして、光軸の樹脂中心厚さｘが０．３ｍｍ、肉厚差ｙが０．３ｍｍなる形状で複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１７
光軸の樹脂の中心厚さｘは０．３ｍｍ、肉厚差ｙは０．６ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１８
光軸の樹脂の中心厚さｘは０．６ｍｍ、肉厚差ｙは０．３ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

実施例２−１９
光軸の樹脂の中心厚さｘは０．９ｍｍ、肉厚差ｙは０ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−１
光軸の樹脂の中心厚さｘは０．１ｍｍ、肉厚差ｙは１．７ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−２
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．３ｍｍ、肉厚差ｙは１．７ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−３
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．９ｍｍ、肉厚差ｙは１．２ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−４
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．９ｍｍ、肉厚差ｙは１．７ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−５
樹脂の光軸部の中心厚さｘは１．５ｍｍ、肉厚差ｙは０．４ｍｍとした点を除き、実施例２−１と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−６
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．１ｍｍ、肉厚差ｙは２．２ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−７
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．３ｍｍ、肉厚差ｙは２．２ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−８
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．９ｍｍ、肉厚差ｙは１．７ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−９
樹脂の光軸部の中心厚さｘは２．０ｍｍ、肉厚差ｙは０．８ｍｍとした点を除き、実施例２−９と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−１０
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．３ｍｍ、肉厚差ｙは０．８ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−１１
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．６ｍｍ、肉厚差ｙは０．６ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−１２
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．９ｍｍ、肉厚差ｙは０．３ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−１３
樹脂の光軸部の中心厚さｘは０．９ｍｍ、肉厚差ｙは０．６ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

比較例２−１４
樹脂の光軸部の中心厚さｘは１．１ｍｍ、肉厚差ｙは０ｍｍとした点を除き、実施例２−１６と同様にして複合光学素子を作製し、実施例２−１と同様に評価してその結果を表３に示す。

また、以上の実施例２−１から２−８および比較例２−１から２−５の評価結果を図２に示す。図２の横軸は複合光学素子に積層された樹脂の中心厚さｘ（ｍｍ）であり、縦軸は積層された樹脂の最大厚さと最小厚さの差（ｍｍ）である。網掛け部分が本発明の範囲を示し、−５０℃における破壊強度は９８MPaであることより、ｙ切片が１．６で傾き−１の直線とｘ−ｙ軸によって挟まれる領域を示している。
得られた複合光学素子について温度サイクル試験による温湿度変化の耐性試験をしたところ、この複合光学素子において樹脂クラックは１０個中ひとつも発生しなかった。

また、以上の実施例２−９から２−１５および比較例２−６から２−９の評価結果を図３に示す。図３の横軸は複合光学素子に積層された樹脂の中心厚さｘ（ｍｍ）であり、縦軸は積層された樹脂の最大厚さと最小厚さの差（ｍｍ）である。図３の傾き−１の線分は、樹脂のクラック発生限界である。
また、図３の網掛け部分の形状で成形した複合光学素子上の樹脂は、温度サイクル試験によっても樹脂クラックは発生しなかった領域であり、これは本発明の範囲を示している。

図４は、複合光学素子に積層された樹脂の形状と、当該複合光学素子の温度サイクル試験による樹脂クラック発生限界形状を調べた結果であり、実施例２−１６から２−１９と比較例２−１０から２−１４の評価結果を示す図である。図４の傾き−１の線分は、実施例２−１６で示した樹脂を用いて複合光学素子を作製した場合の樹脂クラック発生限界である。

本発明のガラス基材上に形成したエネルギー硬化型樹脂の破壊強度と樹脂形状を規定することで、少ない樹脂量で作製できることから低コスト且つヒートサイクル特性の信頼性が高い複合光学素子を提供することができる。

本発明の複合光学素子の製造方法の説明図である。本発明の複合光学素子の実施例と比較例における樹脂の中心厚さｘと肉厚差ｙの関係を説明する図である。本発明の複合光学素子の他の実施例と比較例における樹脂の中心厚さｘと肉厚差ｙの関係を説明する図である。本発明の複合光学素子の他の実施例と比較例における樹脂の中心厚さｘと肉厚差ｙの関係を説明する図である。

符号の説明

１…金型、２…重合性組成物、３…ガラス基材、４…紫外光、５…複合光学素子

Claims

ガラス基材上に樹脂を積層してなる複合光学素子において、積層された樹脂の中心厚さをｘ［ｍｍ］、積層された樹脂の最大厚部分と最小厚部分の厚さの差をｙ［ｍｍ］、積層された樹脂の−５０℃における破壊強度をｆ［ＭＰａ］とするとき、前記複合光学素子が
０≦ｙ≦−ｘ＋ｆ／６０
（ただし、０＜ｘ≦ｆ／６０）
なる条件を満たすことを特徴とする複合光学素子。
前記樹脂の中心厚さが１０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の複合光学素子。
前記樹脂がエネルギー硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の複合光学素子。