JP2010224205A - Joined optical element and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触部を有する接合光学素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a bonded optical element having a contact portion and a method for manufacturing the same.
2つ以上の光学基材をエネルギー硬化型樹脂を介して貼り合わせる技術は、例えば、1つの光学基材だけでは実現の難しい光学性能(例えば色収差の改善)を実現させるために行われている。 The technique of bonding two or more optical substrates through an energy curable resin is performed, for example, in order to realize optical performance (for example, improvement of chromatic aberration) that is difficult to achieve with only one optical substrate.
このような接合光学素子は次のような方法で製造される。まず、2つの光学基材の間に未硬化状態のエネルギー硬化型樹脂を介在させつつ、2つの光学基材の位置決め(基材同士が有する光軸に対し垂直方向や平行方向の、少なくとも一方のズレを修正すること)を行う。その後、未硬化樹脂にエネルギーを照射して硬化させることで接合光学素子が製造される。 Such a bonded optical element is manufactured by the following method. First, while positioning an uncured energy curable resin between two optical base materials, positioning of the two optical base materials (at least one of a vertical direction and a parallel direction with respect to the optical axis of the base materials) Correct the misalignment). Then, a joining optical element is manufactured by irradiating energy to uncured resin and making it harden | cure.
しかし、一般的に2つの光学基材を位置決めするには、製造装置に高い精度が求められる。このため、光学基材側に位置決めを行うための手段を持たせる方法が提案されている。 However, in general, in order to position the two optical base materials, high accuracy is required for the manufacturing apparatus. For this reason, a method of providing a means for positioning on the optical substrate side has been proposed.
例えば、特許文献1には、貼り合わせる2つの光学基材の光学有効径の外周で光学基材同士を線接触させ、位置決めする方法が開示されている。また、特許文献2には、光学有効径外に互いの光学基材が嵌合することで位置決め可能な嵌合部を有する技術が開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1や特許文献2においては、エネルギー硬化型樹脂が密閉されているため、次のような問題が発生する。例えば図18に示すように、2つの光学基材111,112同士が接触部116で接触している状態を考える。この状態で、2つの光学基材111,112の間の閉空間にエネルギー硬化型樹脂101を介在させ、エネルギー硬化型樹脂101にエネルギーを印加し樹脂層102として硬化させたとする。そうすると硬化の際、この樹脂層102には数%の体積収縮が起こるため、この体積収縮分により、2つの光学基材111,112は図の破線のように変形する。これは光学基材111,112が樹脂のエネルギー硬化型樹脂101の収縮に伴い引っ張られることが原因である。その結果、2つの光学基材111,112の面形状が悪くなるという問題が発生する。
However, in
また、光学基材111,112がエネルギー硬化型樹脂101の収縮に引っ張られない場合でも、エネルギー硬化型樹脂101の硬化中に、2つの光学基材111,112の貼り合わせ面から樹脂層102が剥離し、所望の光学性能を得ることができなくなるという問題も発生する。この傾向は、樹脂層102の体積が大きい場合(特に、樹脂層102の光軸Oに対し平行方向の厚さが厚い場合)に顕著になる。
Further, even when the
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、光学基材の位置決め精度と光学面の形状精度が高い接合光学素子及びその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a bonded optical element having high optical base material positioning accuracy and optical surface shape accuracy and a method for manufacturing the same.
前記目的を達成するため、本発明は、
光学有効径よりも外側に接触部を有する少なくとも2つの光学基材と、
前記少なくとも2つの光学基材と前記接触部とによって空間が形成され、当該空間内に充填されるエネルギー硬化型樹脂によるレンズ層と、
前記接触部と前記レンズ層との間の光学有効径外を満たす空気層と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
At least two optical substrates having contact portions outside the optical effective diameter;
A space is formed by the at least two optical base materials and the contact portion, and a lens layer made of an energy curable resin filled in the space;
And an air layer satisfying the outside of the effective optical diameter between the contact portion and the lens layer.
また、上記の接合光学素子において、
前記少なくとも2つの光学基材のうち、対向する少なくとも一方の前記接触部は、光学有効径よりも外側において複数に分割して配置されているのが好ましい。
Further, in the above bonded optical element,
Of the at least two optical substrates, at least one of the opposing contact portions is preferably divided into a plurality of portions outside the effective optical diameter.
また、上記の接合光学素子において、
前記空気層が輪帯状に形成されているのが好ましい。
また、上記の接合光学素子において、
前記空気層と外気とを連通させる空気孔を有するのが好ましい。
Further, in the above bonded optical element,
It is preferable that the air layer is formed in a ring shape.
Further, in the above bonded optical element,
It is preferable to have an air hole which makes the said air layer and external air communicate.
また、上記の接合光学素子において、
前記接触部は微細凹凸部を有する粗面に形成されているのが好ましい。
本発明は、
光学有効径よりも外側に接触部を有する第1の光学基材の光学面上にエネルギー硬化型樹脂を塗布する工程と、
光学有効径よりも外側に接触部を有する第2の光学基材により前記エネルギー硬化型樹脂を押延する工程と、
エネルギー硬化型樹脂の外周に空気層を残した状態になるように前記第1の光学基材の持つ接触部と前記第2の光学基材の持つ接触部を接触させる工程と、
エネルギーを照射することにより前記エネルギー硬化型樹脂を硬化する工程と、を備えたことを特徴とする。
Further, in the above bonded optical element,
The contact portion is preferably formed on a rough surface having fine irregularities.
The present invention
Applying an energy curable resin on the optical surface of the first optical substrate having a contact portion outside the effective optical diameter;
Stretching the energy curable resin with a second optical substrate having a contact portion outside the effective optical diameter;
Contacting the contact part of the first optical substrate with the contact part of the second optical substrate so as to leave an air layer on the outer periphery of the energy curable resin;
And a step of curing the energy curable resin by irradiating energy.
また上記の製造方法において、
前記エネルギー硬化型樹脂を塗布する工程では、前記接触部を接触させた際の前記エネルギー硬化型樹脂の外周が光学有効径と前記接触部の間になるように必要な量の前記エネルギー硬化型樹脂を塗布するのが好ましい。
In the above manufacturing method,
In the step of applying the energy curable resin, an amount of the energy curable resin required so that an outer periphery of the energy curable resin when the contact portion is brought into contact is between the optical effective diameter and the contact portion. Is preferably applied.
本発明によれば、光学基材の位置決め精度と光学面の形状精度が高い接合光学素子及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a bonded optical element with high positioning accuracy of an optical base material and high shape accuracy of an optical surface, and a method for manufacturing the same.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
[実施の形態1]
図1は、貼り合わせる2つの光学基材11,12の断面図である。また、図2は、2つの光学基材11,12を貼り合わせてできた接合光学素子10の断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view of two
図1において、光学基材11は、両凹レンズ形状をなしている。この光学基材11は、貼り合わせ面131と反貼り合わせ面141とを有している。貼り合わせ面131は、その近似曲率半径R1aがR1a=8mmの非球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面131は非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい(他の実施形態においてもそれは同様である)。
In FIG. 1, the
また、反貼り合わせ面141は、その近似曲率半径R1bがR1b=38mmの非球面形状を有している。なお、この反貼り合わせ面141は非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい(他の実施形態においてもそれは同様である)。
Moreover,
ここで、「貼り合わせ面」とはエネルギー硬化型樹脂と接触する側の光学基材の面のことであり、「反貼り合わせ面」とは貼り合わせ面と基材を挟んで対向する光学基材の面のことである。 Here, the “bonding surface” is the surface of the optical substrate that comes into contact with the energy curable resin, and the “anti-bonding surface” is the optical substrate that faces the bonding surface with the substrate interposed therebetween. It is the surface of the material.
この光学基材11は、中心肉厚t1がt1=0.8mm、外径D1がD1=φ12.4mmのガラス成形レンズである。
本実施の形態では、光学基材11として、光学硝材S−BSL7((株)オハラ製)を用いた。この光学基材11は、光学有効径D0を有する貼り合わせ面131の外周部に、非接触部151を有している。この非接触部151は、光軸Oに対し垂直な方向に延びる平面に形成されている。この非接触部151の外周部には、接触部161が形成されている。ここで、非接触部151は、輪帯状の平面である。ただし、非接触部151は、必ずしも平面である必要はなく、また、光軸Oに対し垂直な方向に伸びる面である必要はない。これらの点は後述する各実施の形態においても同様である。
This
In the present embodiment, an optical glass material S-BSL7 (manufactured by OHARA INC.) Is used as the
この接触部161は、非接触部151と光学基材11の外周面11aとの間に形成されている。本実施の形態では、この接触部161は光軸Oに対して45°の斜面に形成されている。この接触部161は、貼り合わせ時に他方の光学基材12と接触する。この接触部161は、研磨加工等により鏡面に仕上げられている。
The
なお、本実施形態では、接触部161を光軸Oに対して45°の斜面としたが、これに限らない。例えば、この傾斜角度を0°よりも大きく90°よりも小さい値としてもよい。この点は、後述する各実施の形態においても同様である。
In the present embodiment, the
次に、光学基材12は、メニスカスレンズ形状をなしている。この光学基材12は、貼り合わせ面132と反貼り合わせ面142とを有している。貼り合わせ面132は、その近似曲率半径R2aがR2a=6.4mmの非球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面132は非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい(他の実施の形態でも同様である)。
Next, the
また、反貼り合わせ面142は、その近似曲率半径R2bがR2b=16mmの非球面形状を有している。なお、この反貼り合わせ面142は非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい(他の実施の形態でも同様である)。
Moreover,
この光学基材12は、中心肉厚t2がt2=2.4mm、外径D2がD2=φ12.4mmのプラスチック成形レンズである。
本実施の形態では、光学基材12として、PC(ポリカーボネート)樹脂(ユピゼータEP5000:三菱ガス化学(株)社製)の熱可塑性樹脂を用いた。この光学基材12は、光学有効径D0(図2参照)を有する貼り合わせ面132の外周部に、非接触部152を有している。この非接触部152は、光軸Oに対し垂直な方向に延びる平面により形成されている。この非接触部152の外周部には、接触部162が形成されている。ここで、非接触部152は、輪帯状の平面である。ただし、非接触部152は、必ずしも平面である必要はなく、また、光軸Oに対し垂直な方向に伸びる面である必要はない。これらの点は後述する各実施の形態においても同様である。
The
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is used as the
この接触部162は、非接触部152と光学基材12の外周面12aとの間に形成されている。本実施の形態では、この接触部162は光軸Oに対して45°の斜面に形成されている。この接触部162は、貼り合わせ時に他方の光学基材11と接触する。この接触部162は、研磨加工等により鏡面に仕上げられている。
The
なお、本実施形態では、接触部162を光軸Oに対して45°の斜面としたが、これに限らない。例えば、この傾斜角度を0°よりも大きく90°よりも小さい値としてもよい。この点は、後述する各実施の形態においても同様である。
In the present embodiment, the
こうして、図2に示すように、光学基材11と光学基材12とが接触部161,162で接触した時点で、貼り合わせ面131と貼り合わせ面132との間に空間(閉空間)5が形成される。後述するように、この空間5内にエネルギー硬化型樹脂1が充填される。
そして、このエネルギー硬化型樹脂1により、レンズ層としての樹脂層2が形成される。
Thus, as shown in FIG. 2, the space between at the time when the
The energy
さらに、接触部161,162と樹脂層2との間を満たすように空気層18が形成されている。この空気層18は、接合光学素子10の光学有効径D0よりも外周側に形成されている。この空気層18は、輪帯状(又はリング状)に形成されている。
Further, an
この場合、エネルギー硬化型樹脂1からなる樹脂層2は、硬化時に体積収縮を起こす。そして、樹脂層2では空気層18との接触面側に優先的にひけが発生する。その理由は、空気層18からは、樹脂層2の収縮を妨げる応力が作用しないためである。この空気層18との接触面側のひけが、樹脂層2の体積収縮分を補うことができる。
In this case, the
また、本実施例では空気層18は接合光学素子10の全周にわたって均等に形成されている。よって、前述したひけも全周にわたって均一に発生する。このため、樹脂層2の硬化収縮に伴う応力も均等となる。こうして、硬化収縮時の応力による光学基材11、12の光学面の変形は小さくなる。
In the present embodiment, the
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図1において、光学基材11の貼り合わせ面131に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂1としての熱硬化型樹脂を所望量吐出する。なお、エネルギー硬化型樹脂1として、熱硬化型樹脂の代わりに例えば紫外線硬化型樹脂を用いてもよい。
Next, a bonding method will be described.
In Figure 1, the
次いで、光学基材11に対して光学基材12を接近移動させる。なお、光学基材12に対して光学基材11を接近移動させてもよい。このとき、光学基材11、12の光学有効径D0よりも外側に有る夫々の接触部161,162が、互いに嵌合するまで熱硬化型樹脂を押延する。これらの接触部161,162は、互いに嵌合することで樹脂層2が所望の樹脂厚(中心樹脂厚t0)となるように加工されている。
Next, the
また、本実施の形態では、各貼り合わせ面131、132は、光軸Oに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材11と光学基材12の光軸Oは、光学基材11、12の各接触部161,162が互いに嵌合することで一致するようになっている。
In the present embodiment, the bonding surfaces 13 1 and 13 2 are processed with high accuracy with respect to the coaxiality with respect to the optical axis O. Therefore, the optical axis O of the
さらに、光学基材11,12は、夫々の接触部161、162が嵌合した状態で、樹脂層2の厚さ(中心樹脂厚to)と光軸Oに対し平行方向の位置が決定される。本実施の形態では、熱硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の光軸に対し垂直方向の径が光学有効径D0以上となるようにした。若しも、樹脂層2の光軸に対し垂直方向の径が光学有効径D0以下とすると、樹脂層2のひけが光学面に及び、光学性能に影響を与えるおそれがあるからである。
Furthermore, the
さらに、熱硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の外周部に空気層18が残るのに必要な樹脂量とした。こうして、樹脂層2の外周部には必ず空気層18が残るようにした。
空気層18を残したのは、樹脂層2が硬化により体積収縮するときに、空気層18との接触面側から優先的にひけが発生するようにするためである。これにより、樹脂層2の体積収縮は専ら空気層18との接触部分に発生する。また、樹脂層2と空気層18との接触
部分は、光学有効径D0の外周側にあるので光学特性に影響を与えることもない。
Furthermore, the discharge amount of the thermosetting resin was set to a resin amount necessary for the
The reason why the
この状態を保持したまま、貼り合わせた光学基材11及び光学基材12を加熱炉に入れる。そして、光学基材11,12を50℃で3時間加熱し、樹脂層2を硬化させた。
このとき、光学基材11と樹脂、樹脂と光学基材12の密着性を上げるため、基材同士を貼り合わせる前に、光学基材11の貼り合わせ面131はシランカップリング処理を行った。また、光学基材12の貼り合わせ面132は紫外線オゾン処理による親水処理を行った後、シランカップリング処理を行った。
The
At this time, to increase the adhesion of the
こうして、図2に示すように、2つの光学基材11、12を貼り合わせてできた接合光学素子10は、中心樹脂厚t0がt0=0.05mmであった。また、樹脂層2の光学有効径D0(D0=φ8.8mm)における光軸Oに対し平行方向の樹脂厚t3はt3=0.5mmであった。
Thus, as shown in FIG. 2, the bonded
以上説明した通り、本実施の形態では、樹脂層2の外周部に環状の空気層18を形成した状態で樹脂層2を硬化させた。この硬化時に、樹脂層2は体積収縮を起こすが、樹脂層2には空気層18との接触面に優先的にひけが発生する。
As described above, in the present embodiment, the
そして、この空気層18との接触面に生じたひけが樹脂層2の体積収縮分を補うことができる。このため、光学基材11、12には樹脂層2の硬化収縮時の応力がほとんど作用しない。よって、光学面の形状精度が高い接合光学素子10を得ることができる。
Then, sink marks generated on the contact surface with the
さらに、空気層18は接合光学素子10の全周にわたって均等に形成されるので、ひけも全周に均一に発生する。このため、樹脂層2が収縮する際にかかる応力は回転対称性を保って均等に応力がかかる。これにより、光学基材11、12の光学面の形状劣化もほとんど生じない。こうして、光学面の面精度の高い接合光学素子10を得ることができる。
[実施の形態2]
図3は、貼り合わせる2つの光学基材21、22の断面図である。図4は、光学基材22の外観を示す図である。また、図5は、2つの光学基材21,22を貼り合わせてできた接合光学素子20の断面図である。
Furthermore, since the
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the two
図3において、光学基材21は、第1の実施の形態の光学基材11と同一である。このため、光学基材11と同一の構成部分は、第1の実施の形態に記載の符号に10を加えた符号を付してその説明を省略する。
In FIG. 3, the
また、光学基材22は、第1の実施の形態の光学基材12と一部の形状のみが相違する。このため、光学基材12と同一の構成部分は、第1の実施の形態に記載の符号に10を加えた符号を付してその説明を省略する。
Further, the
図4は、図3に示した光学基材22を、光軸Oに対し垂直方向の軸を中心として180°回転させた状態の外観図を示している。
この図4で明らかなように、光学基材22の接触部262は、外周全体に亘っては形成されていない。すなわち、光学基材22の接触部262は、円周が等間隔に4つの接触部262−1〜262−4に分割されている。
FIG. 4 shows an external view of the
FIG 4 As is clear, the
この接触部262−1〜262−4の夫々の内側面(光軸Oに面する側)は、光軸Oに対して45°の斜面に形成されている。
こうして、図5に示すように、光学基材21と光学基材22とが接触部261,262で接触している。すると、接触部261,262で接触した時点で、貼り合わせ面231と貼り合わせ面232との間に空間5が形成される。そして、この空間5内にエネルギー硬化型樹脂1が充填される。こうして、このエネルギー硬化型樹脂1によりレンズ層としての樹脂層2が形成される。
The contact portion 26 2 -1~26 2 -4 respective inner surfaces (the side facing the optical axis O) is formed on a slope of 45 ° with respect to the optical axis O.
Thus, as shown in FIG. 5, the
さらに、接触部261,262と樹脂層2との間を満たすように空気層28が形成されている。この空気層28は、接合光学素子20の光学有効径D0よりも外周側に形成されている。また、この空気層28は、4つの接触部262−1〜262−4の部分を除いて外気に連通している。すなわち、この空気層28は閉空間とはなっていない(開空間)。
Further, an
また、樹脂層2が硬化するとき、その外周部の全周にわたって空気層28が存在する。そして、樹脂層2には空気層28との接触面側に優先的にひけが発生する。これは、前述したように、空気層28からは収縮を妨げる応力が作用しないためである。こうして、この空気層28との接触面側のひけが、樹脂層2の体積収縮分を補う。
Moreover, when the
さらに、この空気層28は外気に連通していて、樹脂層2が収縮しても外気から空気を補充することが出来る。このため、樹脂層2の硬化時に空気層28との接触面側のひけ易さが増大する。しかも、樹脂層2と空気層28との接触部分は、光学有効径D0の外周側にあるので光学面の光学特性に影響を与えることもない。
Further, the
このため、樹脂層2の硬化収縮時の応力に伴う光学基材21、22の光学面の変形はさらに小さくなる。
次に、貼り合わせ方法は、第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
For this reason, the deformation of the optical surfaces of the
Next, since the bonding method is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
図5に示したように、2つの光学基材21,22を貼り合わせてできた接合光学素子20は、第1の実施の形態と同様に、中心樹脂厚t0がt0=0.05mmであった。また、樹脂層2の光学有効径D0(D0=φ8.8mm)における光軸Oに対し平行な方向の樹脂厚t3はt3=0.5mmであった。
As shown in FIG. 5, the bonded optical element 20 formed by bonding the two
本実施の形態では、樹脂層2の外周の空気層28は閉空間ではなく外気に連通している。このため、本実施の形態によれば、樹脂層2の硬化時に空気層28との接触面のひけ易さがさらに増大し、樹脂層2の体積収縮はほとんどこの空気層28との接触面で発生する。よって、接合光学素子20の光学有効径D0内には影響が及ばず、接合光学素子20は優れた光学性能を維持することができる。
[実施の形態3]
図6は、貼り合わせる2つの光学基材31、32の断面図である。また、図7は、2つの光学基材31,32を貼り合わせてできた中間接合光学素子30’の断面図である。
In the present embodiment, the
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a cross-sectional view of the two
図6において、光学基材31は、第1の実施の形態の光学基材11と略同一である。但し、光学基材31における接触部361は、微細凹凸部を有する粗面(砂ズリ面)に形成されている点が相違する。このため、光学基材11と同一の構成部分は、第1の実施の形態に記載の符号に20を加えた符号を付してその説明を省略する。
In FIG. 6, an
また、光学基材32は、両凸レンズ形状をなしている。この光学基材32は、貼り合わせ面332と、貼り合わせ面332に光学基材32を介して対向する貼り合わせ面342とを有している。貼り合わせ面332は、その近似曲率半径R2aがR2a=6.4mmの非球面形状を有している。
The
また、貼り合わせ面342は、近似曲率半径R2bがR2b=9mmの非球面形状を有している。この光学基材32は、中心肉厚t2がt2=4mm、外径D2がD2=φ12.4mmのプラスチック成形レンズである。
Also, the mating surfaces 34 2 paste is approximated curvature radius R2b has an aspheric shape R2b = 9 mm. This
本実施の形態では、光学基材32として、PC(ポリカーボネート)樹脂(ユピゼータEP5000:三菱ガス化学(株)社製)の熱可塑性樹脂を用いた。この光学基材32は光学有効径D0(図7参照)をそれぞれ有する貼り合わせ面332及び貼り合わせ面342の外周部に、貼り合わせ時に他方の光学基材31、31’(図8参照)と接触しない非接触部352、353を有している。この非接触部352、353は、光軸Oに対し垂直に延びる平面に形成されている。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) is used as the
また、非接触部352、353の外周部には、接触部362、363を有している。この接触部362、363の表面には、微細凹凸部を有する粗面(砂ズリ面)が形成されている。本実施の形態では、これら接触部362、363は光軸Oに対して45°の斜面に形成されている。
Further, on the outer peripheral portion of the
この貼り合わせ面332側の接触部362は、貼り合わせ時に他方の光学基材31の接触部361と接触する部分である。(なお、後述するが、貼り合わせ面342側の接触部363は、貼り合わせ時に他方の光学基材31’の接触部36’1と接触する部分である。)
本実施の形態では、接触部361と接触部362が粗面(砂ズリ面)に形成されているため、その接触部361と接触部362の間の接触面は微細凹凸部の凸部同士で接触する点接触状態となっている。このため、この接触面を介して後述する空間5は外気と連通状態となっている。
In this embodiment, the
こうして、図7に示すように、光学基材31、32が接触部361,362で接触した時点で、貼り合わせ面331と貼り合わせ面332との間には空間5が形成される。そして、この空間5内にエネルギー硬化型樹脂1が充填される。このエネルギー硬化型樹脂1により、レンズ層としての樹脂層2が形成される。
Thus, as shown in FIG. 7, when the
さらに、接触部361,362と樹脂層2との間を満たすように空気層38が形成されている。この空気層38は、中間接合光学素子30’の光学有効径D0よりも外周側に形成されている。この空気層38は、輪帯状(又はリング状)に形成されている。
Further, an
この場合、前述と同様に、樹脂層2は硬化時に体積収縮を起こす。そして、樹脂層2には空気層38との接触面側に優先的にひけが発生する。この空気層38との接触面側のひけが、樹脂層2の体積収縮分を補うことができる。
In this case, as described above, the
また、空気層38は輪帯状に形成されているので、ひけも全周にわたって均一に発生する。このため、樹脂層2の硬化収縮に伴う応力による光学基材31、32の光学面の変形は小さくなる。
Moreover, since the
次に、貼り合わせ方法について説明する。
光学基材31の貼り合わせ面331に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂1としての熱硬化型樹脂を所望量吐出する。
Next, a bonding method will be described.
The
次いで、光学基材31に光学基材32を接近移動させる。
このとき、光学基材31、32の光学有効径D0よりも外側にある接触部361,362が、互いに嵌合するまで熱硬化型樹脂を押延する。この接触部361,362は、互いに嵌合することで樹脂層2が所望の樹脂厚(中心樹脂厚t0)となるように加工されている。
Next, the
At this time, the thermosetting resin is stretched until the
また、本実施の形態では、各貼り合わせ面331、332は、光軸Oに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材31、32の光軸Oは、光学基材31、32の各接触部361,362が互いに嵌合することで一致するようになっている。
In the present embodiment, the bonding surfaces 33 1 and 33 2 are processed with high accuracy with respect to the coaxiality with respect to the optical axis O. Therefore, the optical axis O of the
さらに、光学基材31,32は、夫々の接触部361、362が嵌合した状態で、樹脂層2の厚さと光軸Oに対し平行方向の位置が決定される。本実施の形態では、熱硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の光軸に対し垂直方向の径が光学有効径D0以上となるようにした。若しも、樹脂層2の光軸に対し垂直方向の径が光学有効径D0以下の場合、樹脂層2のひけが光学性能に影響するおそれがあるからである。
Furthermore, the
さらに、熱硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の外周部に空気層38が残るのに必要な樹脂量とした。こうして、樹脂層2の外周部には必ず空気層38が残るようにした。
これにより、樹脂層2の体積収縮は専ら空気層38との接触部分に発生する。また、樹脂層2と空気層38との接触部分は、光学有効径D0の外周側にあるので光学特性に影響を与えることもない。
Further, the discharge amount of the thermosetting resin was set to a resin amount necessary for the
As a result, the volume shrinkage of the
この状態を保持したまま、貼り合わせた光学基材31及び光学基材32を加熱炉に入れる。そして、光学基材31,32を50℃で3時間加熱し、樹脂層2を硬化させた。
このとき、光学基材31と樹脂、樹脂と光学基材32の密着性を上げるため、貼り合わせ前に、光学基材31の貼り合わせ面331はシランカップリング処理を行った。また、光学基材32の貼り合わせ面332は紫外線オゾン処理による親水処理を行った後、シランカップリング処理を行った。
The
At this time, to increase the adhesion of the
こうして、図7に示すように、2つの光学基材31、32を貼り合わせてできた中間接合光学素子30’は、中心樹脂厚t0がt0=0.05mmであった。また、樹脂層2の光学有効径D0(D0=φ8.8mm)における光軸に対し平行方向の樹脂厚t3はt3=0.5mmであった。
Thus, as shown in FIG. 7, the intermediate bonded
次に、図8は、貼り合わせる中間接合光学素子30’と光学基材31’との断面図である。なお、中間接合光学素子30’は上下を反転させている。また、図9は、中間接合光学素子30’と光学基材31’とを貼り合わせてできた接合光学素子30の断面図である。
Next, FIG. 8 is a cross-sectional view of the intermediate bonding
図8において、光学基材31’は、平凹レンズ形状をなしている。この光学基材31’は、貼り合わせ面331’と反貼り合わせ面341’とを有している。貼り合わせ面331’は、その近似曲率半径R1aがR1a=10mmの非球面形状を有している。
In FIG. 8, the
また、反貼り合わせ面341’は、平面形状を有している。この光学基材31’は、中心肉厚t1がt1=1.7mm、外径D1がD1=φ12.4mmのガラス成形レンズである。本実施の形態では、光学基材31’として、光学硝材S−BSL7((株)オハラ製)を用いた。この光学基材31’は、貼り合わせ面331’の外周部に、非接触部351’を有している。この非接触部351’は、光軸Oに対し垂直に延びる平面に形成されている。この非接触部351’の外周部には、接触部361’が形成されている。
Further, the
この接触部361’は、非接触部351’と光学基材31’の外周面31a’との間に形成されている。本実施の形態では、この接触部361’は光軸Oに対して45°の斜面に形成されている。この接触部361’は、貼り合わせ時に他方の光学基材32の接触部363と接触する。この接触部361’の表面は微細凹凸部を有する粗面(砂ズリ面)に仕上げられている。
This
次に、貼り合わせ方法について説明する。
光学基材31’の貼り合わせ面331’に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂1としての熱硬化型樹脂を所望量吐出する。次いで、光学基材31’に、中間接合光学素子30’の光学基材32を接近移動させる。
Next, a bonding method will be described.
A desired amount of thermosetting resin as the energy
このとき、光学基材31’、32の光学有効径D0よりも外側にある接触部361’,363が、互いに嵌合するまで熱硬化型樹脂を押延する。この接触部361’,363は、互いに嵌合することで、樹脂層3が所望の樹脂厚(中心樹脂厚t0)となるように加工されている。
At this time,
また、本実施の形態では、各貼り合わせ面331’、342は、光軸Oに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材31’と光学基材32の光軸は、光学基材31’、32の各接触部361’,363が互いに嵌合することで一致するようになっている。
Further, in the present embodiment, the
さらに、光学基材31’、32は、夫々の接触部311’,363が嵌合した状態で、樹脂層2の光軸Oに対し平行方向と垂直方向の位置が決定される。本実施の形態では、熱硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の光軸Oに対し径が光学有効径D0以上となるようにした。光学有効径D0以下の場合、樹脂層2のひけが光学性能に影響するおそれがあるからである。
Further, the
さらに、熱硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の外周部に空気層39が残るのに必要な樹脂量とした。こうして、樹脂層2の外周部には必ず空気層39が残るようにした。
この状態を保持したまま、貼り合わせた光学基材31’及び中間接合光学素子30’を加熱炉に入れ、50℃30分加熱し、樹脂層3を硬化した。
Furthermore, the discharge amount of the thermosetting resin was set to a resin amount necessary for the
While maintaining this state, the bonded
なお、光学基材31’と樹脂、樹脂と光学基材32の密着性を上げるため、貼り合わせ前に、光学基材31’の貼り合わせ面331’はシランカップリング処理を行った。また、光学基材32の貼り合わせ面342は紫外線オゾン処理による親水処理を行った後、シランカップリング処理を行った。
In addition, in order to raise the adhesiveness of optical base material 31 'and resin, resin, and
こうして、図9に示すように、光学基材31’と中間接合光学素子30’とを貼り合わせてできた接合光学素子30は、中心樹脂厚t0がt0=0.07mmであった。また、樹脂層3の光学有効径D0(D0=φ8.8mm)における光軸Oに対し平行方向の樹脂厚t3はt3=0.2mmであった。
Thus, as shown in FIG. 9, the bonded
本実施の形態によれば、各接触部361,362,363、361’を微細凹凸部を有する粗面に形成したため、ひけの発生による空気層38,39の体積増に対応した空気が各接触部361等から補填されやすくなった。このため、光学基材31,32,31’の各貼り合わせ面の形状劣化をさらに抑制することができた。
[実施の形態4]
図10は、貼り合わせる2つの光学基材41,42の断面図である。図11は、2つの光学基材41,42を貼り合わせてできた接合光学素子40の断面図である。また、図12は、図11の要部拡大図である。
According to the present embodiment, since each
[Embodiment 4]
FIG. 10 is a cross-sectional view of the two
図10において、光学基材41は、凹メニスカスレンズ形状をなしている。この光学基材41は、貼り合わせ面431と反貼り合わせ面441とを有している。貼り合わせ面431は、その近似曲率半径R1aがR1a=12mmの非球面形状を有している。
In FIG. 10, the
また、反貼り合わせ面441は、その近似曲率半径R1bがR1b=20mmの非球面形状を有している。
この光学基材41は、中心肉厚t1がt1=1mm、外径D1がD1=φ20mmのプラスチック成形レンズである。
Moreover,
This
本実施形態では、光学基材41として、PC(ポリカーボネート)樹脂(ユピゼータEP5000:三菱ガス化学(株)社製)の熱可塑性樹脂を用いた。この光学基材41は、光学有効径D0(図11参照)を有する貼り合わせ面431の外周部に、貼り合わせ時に他方の光学基材42と接触しない非接触部451を有している。この非接触部451は光軸Oに対し垂直に延びる平面に形成されている。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is used as the
また、非接触部451の外周部には、第1の接触部461を有している。この第1の接触部461は、光軸Oに対して30°の斜面に形成されている。さらに、この第1の接触部461の外周部には、第2の接触部471を有している。
Further, on the outer peripheral portion of the
この第2の接触部471は、光軸Oに対し垂直に延びる平面に形成されている。これら第1と第2の接触部461、471は、貼り合わせ時に他方の光学基材42の第1と第2の接触部462,472と接触する部分である。
Contact portion 47 1 of the second is formed in a plane extending perpendicularly to the optical axis O. These first and
光学基材42は、両凸レンズ形状をなしている。この光学基材42は、貼り合わせ面432と反貼り合わせ面442とを有している。貼り合わせ面432は、その近似曲率半径R2aがR2a=13mmの非球面形状を有している。
The
また、反貼り合わせ面442は、その近似曲率半径R2bがR2b=80mmの非球面形状を有している。
この光学基材42は、中心肉厚t2がt2=5mm、外径D2がD2=φ20mmのプラスチック成形レンズである。
Moreover,
This
本実施形態では、光学基材42として、COP(シクロオレフィンポリマー)樹脂(ゼオネックス480R:日本ゼオン(株)社製)の熱可塑性樹脂を用いた。
この光学基材42は、光学有効径D0(図11参照)を有する貼り合わせ面432の外周部に、段差面49を介して非接触部452を有している。段差面49は光軸Oに対し平行な平面に形成されている。また、非接触部452は、光軸Oに対し垂直に延びる平面に形成されている。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of COP (cycloolefin polymer) resin (ZEONEX 480R: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is used as the
The
この非接触部452の外周部には、第1の接触部462が形成されている。さらに、この第1の接触部462の外周部に第2の接触部472を有している。
第1の接触部462は、光軸Oに対し30°の斜面に形成されている。また、第2の接触部472は、光軸Oに対し垂直に延びる平面に形成されている。
This on the outer peripheral portion of the
The
こうして、図11に示すように、光学基材41と光学基材42とが夫々第1の接触部461、462及び第2の接触部471、472で接触する。この時点で、貼り合わせ面431と貼り合わせ面432との間に閉空間5が形成される。そして、この閉空間5に、エネルギー硬化型樹脂1が充填される。また、このエネルギー硬化型樹脂1によりレンズ層としての樹脂層2が形成される。
Thus, as shown in FIG. 11, the
さらに、図12に示すように、貼り合わせ面431、432の外周部、第1の接触部461、462、及び非接触部451、452の間に、空気溜まり部48が環状に形成される。この空気溜まり部48には、空気層を残した状態で樹脂層2の外周側の一部2aが入り込んでいる。
Further, as shown in FIG. 12, an
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図10において、光学基材41の貼り合わせ面431に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂1としての紫外線硬化型樹脂を所望量吐出する。
Next, a bonding method will be described.
10, the
次いで、光学基材41に光学基材42を接近移動させる。
このとき、光学基材41、42の光学有効径D0よりも外側にある第1の接触部461、462及び第2の接触部471、472が、互いに嵌合するまで紫外線硬化型樹脂を押延する。この第1の接触部461、462及び第1の接触部471、472は、嵌合することで所望の樹脂厚(中心樹脂厚t0)となるように加工されている。
Next, the
At this time, UV curing is performed until the
また、この第1の接触部461、462及び第2の接触部471、472は、光軸Oに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材41と光学基材42の光軸Oは、光学基材41と光学基材42の各接触部461、462等が互いに嵌合することで一致するようになっている。
In addition, the
さらに、光学基材41、42は、夫々の各接触部461、462等が嵌合した状態で、樹脂層2の光軸Oに対し平行方向と垂直方向の位置が決定されるようになっている。
本実施の形態では、図11に示すように、紫外線硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の径が光学有効径D0以上となるようにした。
Further, the
In this embodiment, as shown in FIG. 11, the discharge amount of the ultraviolet curable resin, the diameter of the
さらに、紫外線硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の外周部に空気溜まり部48に空気層が残るのに必要な量とした。こうして、樹脂層2の外周部には空気層が形成される。
このときの閉空間5の容積は、設計段階で正確に計算することができる。一方、紫外線硬化型樹脂の吐出量にはバラツキが生じ得る。このようにバラツキが生じる場合においても、図12に示すように、余剰の樹脂の一部2aが空気溜まり部48に押し出されて、空気溜まり部48には空気層が残る程度の吐出量とした。
Further, the discharge amount of the ultraviolet curable resin was set to an amount necessary for the air layer to remain in the
The volume of the
この状態を保持したまま、光学基材41の下方から光学基材41を通して紫外線ランプ4により紫外線を照射する。紫外線の照度は、15±2mW/cm2のほぼ均一な照度分布で80秒照射した。この照射により、樹脂層2が硬化してレンズ層となる。
While maintaining this state, the ultraviolet lamp 4 irradiates ultraviolet rays from below the
なお、本実施の形態では、光学基材41と樹脂、樹脂と光学基材42との密着性を上げる処理を行った。すなわち、貼り合わせ前に、光学基材41、42の夫々の貼り合わせ面431,432を紫外線オゾン処理による親水処理を行った。さらに、その後、シランカップリング処理を行った。
In the present embodiment, a process for increasing the adhesion between the
さらに、図11に示すように、2つの光学基材41、42を貼り合わせてできた接合光学素子40は、中心樹脂厚t0がt0=0.5mmであり、樹脂層2の光学有効径D0(D0=φ15mm)における光軸Oに対し平行方向の樹脂厚t3がt3=0.25mmであった。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the bonded
本実施の形態によれば、樹脂層2の硬化時に樹脂層2の外周側には、空気溜まり部48に残った空気層との接触面に優先的にひけが発生する。このひけにより、樹脂層2の体積収縮は専ら空気溜まり部48との接触部分に発生する。さらに、空気溜まり部48は全周にわたって均等に形成されているので、ひけも全周に均一に発生する。このため、樹脂層2に偏った応力が発生することはない。
According to the present embodiment, sink marks are preferentially generated on the contact surface with the air layer remaining in the
また、本実施の形態によれば、紫外線硬化型樹脂の吐出量のバラツキが大きくても、空気溜まり部48の容量が大きくなったため、確実に空気溜まり部48の空気層を確保できるようにした。このため、高精度の樹脂吐出機構が必要なく、吐出機構の簡易化が可能になった。
[実施の形態5]
図13は、貼り合わせる2つの光学基材51,52の断面図である。また、図14は、2つの光学基材51,52を貼り合わせてできた接合光学素子50の断面図である。
In addition, according to the present embodiment, even if the discharge amount of the ultraviolet curable resin is large, the capacity of the
[Embodiment 5]
FIG. 13 is a cross-sectional view of two
光学基材51は、凹メニスカスレンズ形状をなしている。この光学基材51は、貼り合わせ面531と反貼り合わせ面541とを有している。貼り合わせ面531は、その近似曲率半径R1aがR1a=12mmの非球面形状を有している。
The
また、反貼り合わせ面541は、その近似曲率半径R1bがR1b=20mmの非球面形状を有している。
この光学基材51は、中心肉厚t1がt1=1mm、外径D1がD1=φ20mmのプラスチック成形レンズである。
Moreover,
This
本実施の形態では、光学基材51として、PC(ポリカーボネート)樹脂(ユピゼータEP5000:三菱ガス化学(株)社製)の熱可塑性樹脂を用いた。この光学基材51は、光学有効径D0(図14参照)を有する貼り合わせ面531の外周部に、貼り合わせ時に他方の光学基材52と接触しない非接触部551を有している。この非接触部551は光軸Oに対し垂直な平面に形成されている。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is used as the
また、非接触部551の外周部に、第1の接触部561を有している。この第1の接触部561は、光軸Oに対し平行な平面に形成されている。さらに、この第1の接触部561の外周部に、第2の接触部571を有している。
Further, the outer peripheral portion of the
この第2の接触部571は、光軸Oに対し垂直な平面に形成されている。これら第1と第2の接触部561、571は、貼り合わせ時に他方の光学基材52の第1及び第2の接触部562,572と接触する部分である。
光学基材52は、両凸レンズ形状をなしている。この光学基材52は、貼り合わせ面532と反貼り合わせ面542とを有している。貼り合わせ面532は、その近似曲率半径R2aがR2a=13mmの非球面形状を有している。
The
また、反貼り合わせ面542は、その近似曲率半径R2bがR2b=80mmの非球面形状を有している。この光学基材52は、中心肉厚t2がt2=5mm、外径D2がD2=φ20mmのプラスチック成形レンズである。
Moreover, anti-adhesion surface 542 is the approximate radius of curvature R2b has an aspheric shape R2b = 80 mm. This
本実施の形態では、光学基材52として、PMMA(アクリル)樹脂(デルペット80N:旭化成ケミカルズ(株)社製)の熱可塑性樹脂を用いた。
この光学基材52は、光学有効径D0(図14参照)を有する貼り合わせ面532の外周部に、段差面59を介して非接触部552を有している。段差面59は、光軸Oに対し傾斜した面に形成されている。非接触部552は、光軸Oに対し垂直な平面に形成されている。また、この非接触部552の外周部には、第1の接触部562が形成されている。さらに、この第1の接触部562の外周部に第2の接触部572を有している。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PMMA (acrylic) resin (Delpet 80N: manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) is used as the
The
第1の接触部562は、光軸Oと平行な平面に形成されている。また、第2の接触部572は、光軸Oに対し垂直な平面に形成されている。
また、非接触部552には、光軸Oに対し平行に延びる空気孔52aが形成されている。この空気孔52aは、光学基材51と光学基材52とを貼り合わせた後に外気と連通するとともに、後述する空気溜まり部58とも連通する。これにより、空気溜まり部58が負圧になることはない。
The
In addition, the
こうして、図14に示すように、光学基材51と光学基材52とが夫々第1の接触部561、562及び第2の接触部571、572で接触する。この時点で、貼り合わせ面531と貼り合わせ面532との間に閉空間5が形成される。そして、この閉空間5に、エネルギー硬化型樹脂1が充填される。また、このエネルギー硬化型樹脂1によりレンズ層としての樹脂層2が形成される。
Thus, as shown in FIG. 14, the
さらに、貼り合わせ面531、532の外周部と第1の接触部561、562との間に、空気溜まり部58が環状に形成される。
次に、貼り合わせ方法について説明する。
Furthermore, between the
Next, a bonding method will be described.
光学基材51の貼り合わせ面531に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂1としての紫外線硬化型樹脂を所望量吐出する。
次いで、光学基材51に光学基材52を接近移動させる。
The
Next, the
このとき、光学基材51、52の光学有効径D0よりも外側にある第1の接触部561、562及び第2の接触部571、572が、互いに嵌合するまで紫外線硬化型樹脂を押延する。この第1の接触部561、562及び第2の接触部571、572が嵌合することで、接合光学素子50は所望の樹脂厚(中心樹脂厚t0)となるように加工されている。
At this time, UV curing is performed until the
また、この第1の接触部561、562(及び第2の接触部571、572)は、光軸Oに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材51と光学基材52の光軸Oは、光学基材51と光学基材52の各接触部561、562等が互いに嵌合することで一致するようになっている。
In addition, the
さらに、紫外線硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の光軸Oに対し垂直方向の径が光学有効径D0以上でかつ空気溜まり部58に空気層が残るのに必要な樹脂量とした。このとき、光学基材51と光学基材52は接触部561、562等で嵌合し、樹脂層2の光軸Oに対し平行方向と垂直方向の位置が決まった状態である。
Further, the discharge amount of the ultraviolet curable resin is set to a resin amount necessary for the diameter in the direction perpendicular to the optical axis O of the
こうして、樹脂層2の外周部には空気層が形成されるようにした。
このときの閉空間5の容積は、設計段階で正確に計算することができる。一方、紫外線硬化型樹脂の吐出量にはバラツキが生じ得る。このようにバラツキが生じる場合も、余剰の樹脂が空気溜まり部58に押し出されて空気層が形成される程度の吐出量とした。
Thus, an air layer was formed on the outer peripheral portion of the
The volume of the
この状態を保持したまま、光学基材51の下方から光学基材51を通して紫外線ランプ4により紫外線を照射する。紫外線の照度は、15±2mW/cm2のほぼ均一な照度分布で80秒照射した。この照射により、樹脂層2が硬化してレンズ層が形成される。
While maintaining this state, the ultraviolet lamp 4 irradiates ultraviolet rays from below the
なお、本実施の形態では、光学基材51と樹脂、樹脂と光学基材52との密着性を上げる処理を行った。すなわち、貼り合わせ前に光学基材51、52の夫々の貼り合わせ面531,532を紫外線オゾン処理による親水処理を行った。さらに、その後、シランカップリング処理を行った。
In the present embodiment, processing for increasing the adhesion between the
図14に示すように、2つの光学基材51、52を貼り合わせてできた接合光学素子50は、中心樹脂厚t0がt0=0.5mmであり、樹脂層2の光学有効径D0(D0=φ15mm)における光軸Oに対し平行方向の樹脂厚t3がt3=0.25mmであった。
As shown in FIG. 14, the bonded
本実施の形態によれば、第1の接触部561、562を光軸Oに対し平行な面としたため、貼り合わせ時のチルト方向の貼り合わせ精度を向上させることができる。すなわち、2つの光学基材51、52がクサビ形に貼り合わせられてしまう事がなくなる。
According to this embodiment, the
さらに、空気孔52aによって空気層と外気が連通しているため、接合光学素子50が環境変化(温度変化)によって生じる空気層の内圧変化を防ぐ事ができる。こうして、環境変化による貼り合わせ面の剥離を回避することができる。
[実施の形態6]
図15は、貼り合わせる2つの光学基材61,62の断面図である。図16は、2つの光学基材61,62を貼り合わせてできた接合光学素子60の断面図である。また、図17は、図16のA矢視図である。
Furthermore, since the air layer and the outside air communicate with each other through the
[Embodiment 6]
FIG. 15 is a cross-sectional view of two
光学基材61は、第5の実施の形態で示した光学基材51と、空気孔(2箇所)61aを設けた点が相違する。この空気孔61aは断面矩形状に形成されている。ただし、その形状は断面矩形状に限らない。
The
また、光学基材62は、第5の実施の形態で示した光学基材52と同一の構成である。このため、光学基材61,62において、第5の実施の形態の光学基材51、52と同一の構成部分には、その符号に10を加えた符号を付してその説明を省略する。
Moreover, the
次に、光学基材61と光学基材62との貼り合わせ方法について説明する。
図15において、光学基材61の貼り合わせ面631に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂1としての紫外線硬化型樹脂を所望量吐出する。
Next, a method for bonding the
15, the
次いで、光学基材61に光学基材62を接近移動させる。
このとき、光学基材61、62の光学有効径D0よりも外側にある第1の接触部661、662及び第2の接触部671、672が、互いに嵌合するまで紫外線硬化型樹脂を押延する。この第1の接触部661、662及び第2の接触部671、672は、嵌合することで接合光学素子60が所望の樹脂厚(中心樹脂厚t0)となるように加工されている。
Next, the
At this time, UV curing is performed until the
また、この第1の接触部661、662(及び第2の接触部671、672)は、光軸Oに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材61と光学基材62の光軸Oとは、光学基材61と光学基材62の各接触部661、662等が互いに嵌合することで一致するようになっている。
In addition, the
さらに、図16に示すように、紫外線硬化型樹脂の吐出量は、樹脂層2の光軸Oに大し垂直方向の径が光学有効径D0以上でかつ空気溜まり部68に空気層が残るのに必要な量とした。このとき、光学基材61と光学基材62とは、接触部661、662等で嵌合し樹脂層2の厚さと光軸O方向の位置が決まった状態である。
Further, as shown in FIG. 16, the discharge amount of the ultraviolet curable resin is larger than the optical axis O of the
こうして、樹脂層2の外周部には確実に空気層が形成されるようにした。この場合、図16及び図17に示すように、この空気層は空気孔61aと連通している。このため、空気層も外気に連通し、負圧となることはない。よって、樹脂層2は空気層との接触面側から優先的にひけが発生する。また、樹脂層2と空気層との接触部分は、光学有効径D0の外周側にあるので、このひけが光学特性に影響を与えることはない。
Thus, an air layer was reliably formed on the outer peripheral portion of the
この状態を保持したまま、光学基材61の下方から光学基材61を通して紫外線ランプ4により紫外線を照射する。紫外線の照度は、15±2mW/cm2のほぼ均一な照度分布で80秒照射した。この照射により、樹脂層2が硬化してレンズ層が形成される。
While maintaining this state, the ultraviolet lamp 4 irradiates ultraviolet rays from below the
なお、本実施の形態では、光学基材61と樹脂、樹脂と光学基材62との密着性を上げる処理を行った。すなわち、貼り合わせ前に、光学基材61、62の夫々の貼り合わせ面631,632を紫外線オゾン処理による親水処理を行った。さらに、その後、シランカップリング処理を行った。
In the present embodiment, a process for increasing the adhesion between the
さらに、図16に示すように、2つの光学基材61、62を貼り合わせてできた接合光学素子60は、中心樹脂厚t0がt0=0.5mmであり、樹脂層2の光学有効径D0(D0=φ15mm)における光軸Oに対し平行方向の樹脂厚t3がt3=0.25mmであった。
Furthermore, as shown in FIG. 16, the bonded
本実施の形態によれば、空気孔61aを光学基材61の側面に2箇所設けたため、樹脂層2を成形する時の各光学基材61,62の光学面への影響をなくすことができる。このため、光学基材61、62自体の光学面形状の高精度化を図ることができる。
According to the present embodiment, since two
なお、以上説明した各実施形態で記載した光学基材の形状・材質、樹脂の種類はこれに限定されるものではない。 Note that the shape and material of the optical base material and the type of resin described in each of the embodiments described above are not limited thereto.
1 エネルギー硬化型樹脂
2 樹脂層
2a 樹脂層の外周側の一部
3 樹脂層
4 紫外線ランプ
5 空間
10 接合光学素子
11 光学基材
11a 外周面
12 光学基材
12a 外周面
131 貼り合わせ面
132 貼り合わせ面
141 反貼り合わせ面
142 反貼り合わせ面
151 非接触部
152 非接触部
161 接触部
162 接触部
18 空気層
20 接合光学素子
21 光学基材
22 光学基材
231 貼り合わせ面
232 貼り合わせ面
241 反貼り合わせ面
242 反貼り合わせ面
251 非接触部
252 非接触部
261 接触部
262 接触部
28 空気層
30 接合光学素子
30’ 中間接合光学素子
31 光学基材
32 光学基材
31’ 光学基材
31a’ 外周面
331 貼り合わせ面
331’ 貼り合わせ面
332 貼り合わせ面
341 反貼り合わせ面
341’ 反貼り合わせ面
342 貼り合わせ面
351 非接触部
351’ 非接触部
352 非接触部
361 接触部
361’ 接触部
362 接触部
38 空気層
39 空気層
40 接合光学素子
41 光学基材
42 光学基材
431 貼り合わせ面
432 貼り合わせ面
441 反貼り合わせ面
442 反貼り合わせ面
451 非接触部
452 非接触部
461 第1の接触部
462 第1の接触部
471 第2の接触部
472 第2の接触部
48 空気溜まり部
49 段差面
50 接合光学素子
51 光学基材
52 光学基材
52a 空気孔
531 貼り合わせ面
532 貼り合わせ面
541 反貼り合わせ面
542 反貼り合わせ面
551 非接触部
552 非接触部
561 第1の接触部
562 第1の接触部
571 第2の接触部
572 第2の接触部
58 空気溜まり部
59 段差面
60 接合光学素子
61 光学基材
61a 空気孔
62 光学基材
631 貼り合わせ面
632 貼り合わせ面
641 反貼り合わせ面
642 反貼り合わせ面
651 非接触部
652 非接触部
661 第1の接触部
662 第1の接触部
671 第2の接触部
672 第2の接触部
68 空気溜まり部
69 段差面
101 エネルギー硬化型樹脂
102 樹脂層
111 光学基材
112 光学基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Energy curable resin 2 Resin layer 2a Part on the outer peripheral side of resin layer 3 Resin layer 4 Ultraviolet lamp 5 Space 10 Bonding optical element 11 Optical base material 11a Outer peripheral surface 12 Optical base material 12a Outer peripheral surface 13 1 Bonding surface 13 2 Bonding surface 14 1 Anti-bonding surface 14 2 Anti-bonding surface 15 1 Non-contact portion 15 2 Non-contact portion 16 1 Contact portion 16 2 Contact portion 18 Air layer 20 Bonding optical element 21 Optical substrate 22 Optical substrate 23 1 Bonding surface 23 2 Bonding surface 24 1 Anti-bonding surface 24 2 Anti-bonding surface 25 1 Non-contact portion 25 2 Non-contact portion 26 1 Contact portion 26 2 Contact portion 28 Air layer 30 Bonding optical element 30 ′ Intermediate bonding optics Element 31 Optical substrate 32 Optical substrate 31 ′ Optical substrate 31a ′ Outer peripheral surface 33 1 Bonding surface 33 1 ′ Bonding surface 33 2 Bonding surface 34 1 Anti-bonding surface 34 1 ′ Anti-bonding Laminating surface 34 2 Laminating surface 35 1 Non-contact portion 35 1 'Non-contact portion 35 2 Non-contact portion 36 1 Contact portion 36 1 ' Contact portion 36 2 Contact portion 38 Air layer 39 Air layer 40 Bonding optical element 41 Optical base material 42 optical substrate 43 1 bonding surface 43 2 bonding surface 44 1 anti-bonding surface 44 2 anti-bonding surface 45 1 non-contact portion 45 2 non-contact portion 46 1 first contact portion 46 2 first contact portion 47 1 2nd contact part 47 2 2nd contact part 48 Air accumulation part 49 Step surface 50 Bonding optical element 51 Optical base material 52 Optical base material 52a Air hole 53 1 Bonding surface 53 2 Bonding surface 54 1 Anti-bonding Matching surface 54 2 Anti-bonding surface 55 1 Non-contact portion 55 2 Non-contact portion 56 1 First contact portion 56 2 First contact portion 57 1 Second contact portion 57 2 Second contact portion 58 Air reservoir 59 Stepped surface 60 Bonded optical element 61 optical substrate 61a air hole 62 the optical substrate 63 1 bonded surface 63 2 bonding surface 64 first reaction bonding surface 64 second reaction bonding surface 65 1 non-contact portion 65 2 non-contact portion 66 1 a first contact portion 66 2 1st contact part 67 1 2nd contact part 67 2 2nd contact part 68 Air reservoir part 69 Level surface 101 Energy curable resin 102 Resin layer 111 Optical base material 112 Optical base material
Claims (7)
前記2つの光学基材の間に配置されたエネルギー硬化型樹脂からなるレンズ層と、
前記光学基材および前記レンズ層の間に形成された空気層と、
を備えた接合光学素子。 Two optical substrates that are in contact with each other through the contact portion outside the effective optical diameter;
A lens layer made of an energy curable resin disposed between the two optical substrates;
An air layer formed between the optical substrate and the lens layer;
A bonded optical element comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の接合光学素子。 2. The bonded optical element according to claim 1, wherein, of the at least two optical substrates, at least one of the opposing contact portions is divided into a plurality of portions outside the effective optical diameter. .
ことを特徴とする請求項1に記載の接合光学素子。 The cemented optical element according to claim 1, wherein the air layer is formed in a ring shape.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の接合光学素子。 The cemented optical element according to claim 2, further comprising an air hole that communicates the air layer with outside air.
ことを特徴とする請求項1に記載の接合光学素子。 The bonded optical element according to claim 1, wherein the contact portion is formed on a rough surface having a fine uneven portion.
光学有効径よりも外側に接触部を有する第2の光学基材により前記エネルギー硬化型樹脂を押延する工程と、
前記エネルギー硬化型樹脂の外周に空気層を残した状態になるように前記第1の光学基材の持つ接触部と前記第2の光学基材の持つ接触部を接触させる工程と、
エネルギーを照射することにより前記エネルギー硬化型樹脂を硬化する工程と、を備えた
ことを特徴とする接合光学素子の製造方法。 Applying an energy curable resin on the optical surface of the first optical substrate having a contact portion outside the effective optical diameter;
Stretching the energy curable resin with a second optical substrate having a contact portion outside the effective optical diameter;
Contacting the contact part of the first optical substrate with the contact part of the second optical substrate so as to leave an air layer on the outer periphery of the energy curable resin;
And a step of curing the energy curable resin by irradiating energy. A method for producing a bonded optical element, comprising:
ことを特徴とする請求項6に記載の接合光学素子の製造方法。 In the step of applying the energy curable resin, a necessary amount of energy curable resin is applied so that an outer periphery of the energy curable resin when the contact portion is brought into contact is between the optical effective diameter and the contact portion. It applies. The manufacturing method of the joining optical element of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
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