JP2011090056A - Composite optical element and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば2枚の光学基材を硬化型樹脂により貼り合わせた複合光学素子とその製造方法に関する。 The present invention relates to a composite optical element in which, for example, two optical substrates are bonded together with a curable resin, and a method for manufacturing the same.
光学素子を構成する光学基材に関しては、例えば鏡枠との組み立てにおいて、光学素子の組み付け方向を指定するために、位置決めマークや切り欠きを設ける。または、鏡枠との当て付けを容易にするために、光軸方向に突出した当て付け部を設ける等の理由で、光学基材が光軸に対し非軸対称な基材形状を有することがある。 With respect to the optical substrate constituting the optical element, for example, in assembling with a lens frame, a positioning mark or a notch is provided in order to specify the assembly direction of the optical element. Alternatively, the optical base material may have a non-axisymmetric base material shape with respect to the optical axis for reasons such as providing an abutting portion protruding in the optical axis direction in order to facilitate the attachment with the lens frame. is there.
この非軸対称とは、ある断面を光軸を中心として回転させたときにできる形状からずれた形状があることをいう。
このように、非軸対称な形状をもつ光学基材を、UV硬化型樹脂や熱硬化型樹脂等の硬化型樹脂により接合して複合光学素子(又は接合光学素子)を作成する技術は従来から知られている。
This non-axisymmetric means that there is a shape that deviates from a shape that can be produced when a cross section is rotated around the optical axis.
As described above, a technique for forming a composite optical element (or a bonded optical element) by joining an optical substrate having a non-axisymmetric shape with a curable resin such as a UV curable resin or a thermosetting resin has been conventionally used. Are known.
例えば、特許文献1には、2つのレンズ(光学素子)が接着剤(硬化型樹脂)により接合されている接合レンズにおいて、あるレンズ光学有効径の外部に突条部と、他のレンズ光学有効径の外部に突条部を支持する支持部と、を設けた接合レンズが、開示されている。
For example, in
しかしながら、特許文献1のように、レンズ光学有効径の外部に突条部及び支持部を設けることで非軸対称な形状となった光学基材を、非軸対称な部分を光軸方向に重ねるようにして接合を行った場合、次のような課題が生じる。
まず、硬化型樹脂は硬化時に硬化収縮によって光学基材を引き付けるため、光学基材に応力が作用し、光学基材の変形が発生する。このとき、通常の軸対称な光学基材を用いた場合、その光学基材の剛性は軸対称的に均一になるため、ある円周上の変形量は、どの位置でも均一になる。
However, as in
First, since the curable resin attracts the optical base material by curing shrinkage at the time of curing, stress acts on the optical base material and deformation of the optical base material occurs. At this time, when a normal axisymmetric optical base material is used, the rigidity of the optical base material is axisymmetrically uniform, so that the amount of deformation on a certain circumference is uniform at any position.
しかし、非軸対称な光学基材を用いた場合、光学基材の剛性が軸対称でないために、ある円周上において、光学基材の変形量が不均一になる。これは、光学基材上のゆがみとして顕在化するため、光学面の形状精度が悪化してしまう。
さらに、2枚の非軸対称部をもつ光学基材を接合して複合光学素子を作成した場合、非軸対称部が光軸方向に重なり合った状態で樹脂を収縮させると、非軸対称部の存在によって発生した光学基材上のゆがみが、光軸方向から見たときに複数の光学基材間で重なってしまう。
However, when a non-axisymmetric optical substrate is used, since the rigidity of the optical substrate is not axially symmetric, the deformation amount of the optical substrate becomes nonuniform on a certain circumference. This manifests itself as distortion on the optical substrate, so that the shape accuracy of the optical surface deteriorates.
Furthermore, when a composite optical element is created by joining two optical base materials having non-axisymmetric portions, if the resin is contracted in a state where the non-axisymmetric portions overlap in the optical axis direction, The distortion on the optical base material caused by the presence of the optical base material overlaps when viewed from the optical axis direction.
この場合、光学基材上の複数の歪み部分を光線が通過することにより、局所的に大幅な収差の悪化が起こる。このため、光学性能全体への影響が大きいという課題があった。
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、光学有効面の形状精度劣化が画質に影響しにくい複合光学素子とその製造方法を提供することを目的とする。
In this case, when the light beam passes through a plurality of distorted portions on the optical substrate, the aberration is greatly deteriorated locally. Therefore, there is a problem that the influence on the entire optical performance is large.
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a composite optical element in which deterioration of the shape accuracy of the optically effective surface hardly affects the image quality, and a manufacturing method thereof.
前記目的を達成するため、本発明に係る複合光学素子は、
少なくとも2枚の光学基材を硬化型樹脂により貼り合わせた複合光学素子であって、
前記少なくとも2枚の光学基材は、光学有効面以外の部分に形成され、同一円周上の他の部分とは異なる形状を有する非軸対称部を夫々備えるとともに、
前記各非軸対称部を光軸方向から見たとき、一方の非軸対称部の少なくとも一部が、他方の非軸対称部と重ならないように配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the composite optical element according to the present invention comprises:
A composite optical element in which at least two optical substrates are bonded with a curable resin,
The at least two optical base materials each include a non-axisymmetric portion formed on a portion other than the optically effective surface and having a shape different from other portions on the same circumference,
When each non-axisymmetric part is viewed from the optical axis direction, at least a part of one non-axisymmetric part is arranged so as not to overlap the other non-axisymmetric part.
また、夫々の前記非軸対称部を光軸方向からみたときに、相互に重なる範囲が前記非軸対称部の範囲の小さい方の領域の半分以下であるのが好ましい。
さらに、夫々の前記非軸対称部は、光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置に配置されているのが好ましい。
In addition, when each of the non-axisymmetric portions is viewed from the optical axis direction, it is preferable that the overlapping range is not more than half of the smaller region of the non-axisymmetric portion.
Further, each of the non-axisymmetric portions is preferably arranged at a position where the angles in the rotation direction about the optical axis are substantially equal.
また、本発明は、光学有効面以外の部分に形成され、かつ同一円周上の他の部分とは異なる形状を有する非軸対称部を夫々備えた、第1の光学基材と第2の光学基材を硬化型樹脂により接合する複合光学製造素子の製造方法であって、
前記第1の光学基材に前記硬化型樹脂を吐出する工程と、
前記第1の光学基材の非軸対称部と前記第2の光学基材の非軸対称部とが、光軸方向から見たとき、一方の非軸対称部の少なくとも一部が、他方の非軸対称部と重ならないように、光学基材同士の位置決めを行う工程と、
前記第2の光学基材により前記硬化型樹脂を押延する工程と、
前記硬化型樹脂を硬化する工程と、を有することを特徴とする。
The present invention also provides a first optical substrate and a second optical substrate, each having a non-axisymmetric portion formed on a portion other than the optically effective surface and having a shape different from other portions on the same circumference. A method for manufacturing a composite optical manufacturing element in which an optical substrate is bonded with a curable resin,
Discharging the curable resin to the first optical substrate;
When the non-axisymmetric part of the first optical base and the non-axisymmetric part of the second optical base are viewed from the optical axis direction, at least a part of one non-axisymmetric part is A step of positioning the optical bases so as not to overlap with the non-axisymmetric part;
Stretching the curable resin with the second optical substrate;
And a step of curing the curable resin.
また、前記光学基材同士の位置決めを行う工程において
夫々の前記非軸対称部を光軸方向からみたときに、相互に重なる範囲がどちらかの前記非軸対称部の領域の半分以下になるよう位置決めされるのが好ましい。
また、前記光学基材同士の位置決めを行う工程において、
夫々の前記非軸対称部は、光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置になるよう位置決めされるのが好ましい。
Further, in the step of positioning the optical substrates, when the respective non-axisymmetric portions are viewed from the optical axis direction, the overlapping range is less than half of the region of either of the non-axisymmetric portions. It is preferably positioned.
Moreover, in the step of positioning the optical substrates,
Each of the non-axisymmetric portions is preferably positioned so that the angles in the rotational direction about the optical axis are substantially equal.
本発明によれば、光学有効面の形状精度劣化が画質に影響しにくい複合光学素子と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 composite optical element in which deterioration of the shape accuracy of the optically effective surface hardly affects the image quality and a manufacturing method thereof.
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]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
図1は、実施の形態1における貼り合わせる2枚の光学基材11、12の断面図である。また、図2は、光学基材11の平面図、図3は、光学基材12の平面図である。
図1において、第1の光学基材としての光学基材11は、両凹レンズ形状を有している。この光学基材11は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面11Aと反貼り合わせ面11Bとを有している。ここで、光学有効面とは、光学面として利用可能な面のことであり、本実施例では、光学有効径D0内の面として定義される。
貼り合わせ面11Aは、その曲率半径R1aがR1a=8mmの球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面11Aは、球面形状に限らず、例えば、非球面形状であってもよい。他の実施の形態においてもそれは同様である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of two
In FIG. 1, an
The
また、反貼り合わせ面11B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11Bも、非球面形状に限らず、例えば、球面形状であってもよい。他の実施の形態においてもそれは同様である。
The
ここで、「貼り合わせ面」とは、後述する硬化型樹脂(本実施の形態では紫外線硬化型樹脂4)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、貼り合わせ面と光学基材を挟んで対向する光学基材の面のことである。他の実施の形態においても同様である。
この光学基材11は、中心肉厚t1がt1=0.8mm、外径D1がD1=φ10mmのガラス成形レンズである。光学硝材として、S−BSL7((株)オハラ製)を用いた。
Here, the “bonding surface” refers to the surface of the optical substrate that comes into contact with the curable resin (ultraviolet
This
この光学基材11は、図2に示すように、X−Y平面において、平面視円形レンズの外周(輪郭)の一部が直線111aで切り落とされた、カット部11a(非軸対称部)を有する。いわゆる、Dカットレンズ(平面視でD形状に切断したレンズ)である。
ここで、非軸対称部とは、図2において、光学有効面以外の部分に形成され、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分111とは異なる形状を有する領域(本実施例ではカット部11a)をいう。これは他の実施形態においても同様である。
As shown in FIG. 2, the
Here, the non-axisymmetric part is an area formed in a part other than the optically effective surface in FIG. 2 and having a shape different from that of the
なお、本実施の形態では、非軸対称部としてD形状のカット部11aを例として説明したが、これに限らない。例えば、位置決めマークや、後述する鏡枠との当て付け部、樹脂の流入口の切除痕、樹脂流入口等のいずれであってもよい。さらに、例えば平面視円形レンズの外周において、対向する側面を切断したHカットレンズでもよい。他の実施の形態においても同様である。 In the present embodiment, the D-shaped cut portion 11a is described as an example of the non-axisymmetric portion, but the present invention is not limited to this. For example, it may be any of a positioning mark, an abutting portion with a lens frame, which will be described later, a cut trace of a resin inlet, a resin inlet, and the like. Further, for example, an H cut lens in which the opposite side surfaces are cut off at the outer periphery of the circular lens in plan view may be used. The same applies to other embodiments.
この光学基材11は、貼り合わせ面11Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面11bが形成されている(図1等参照)。
また、平坦面11bは、カット部11aを除く輪帯状の平面である。ただし、平坦面11bは、必ずしも光軸Oと垂直方向の面である必要はなく、平面に代えて曲面であってもよい。これらの点は、他の実施の形態においても同様である。
The
The
次に、第2の光学基材としての光学基材12は、両凸レンズ形状を有している。この光学基材12は、光学基材11と同じように、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面12Aと、反貼り合わせ面12Bとを有している。貼り合わせ面12Aは、その曲率半径R2aがR2a=8mmの球面形状を有している。
また、反貼り合わせ面12Bは、その近似曲率半径R2bがR2b=30mmの非球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面12A及び反貼り合わせ面12Bも、光学基材11と同様に面形状は限らない。他の実施の形態においても同様である。
Next, the
The anti-bonding surface 12B has an aspherical shape with an approximate curvature radius R2b of R2b = 30 mm. Note that the
この光学基材12は、中心肉厚t2がt2=5mm、外径D2がD2=φ10mmのプラスチック成形レンズである。本実施の形態では、このプラスチックとして、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、図3に示すように、X’−Y’平面において、平面視円形レンズの外周(輪郭)の一部が直線121aで切り落とされた、カット部12a(非軸対称部)を有する。このカット部12aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分121とは異なる形状となっている。また、光学基材12は、前述と同様に、いわゆるDカットレンズである。
This
As shown in FIG. 3, the
なお、本実施の形態では、2枚の光学基材11、12を貼り合わせる場合について説明するが、これに限らない。例えば、3枚以上の光学基材を貼り合わせてもよい。
また、本実施の形態では、非軸対称部をDカット部として説明したが、これに限らない。例えば、位置決めマークや、後述する鏡枠との当て付け部、樹脂の流入口の切除痕、又は樹脂流入口等のいずれであってもよい。他の実施の形態においても同様である。
In this embodiment, the case where two
In the present embodiment, the non-axisymmetric part is described as the D-cut part, but the present invention is not limited to this. For example, it may be any of a positioning mark, an abutting portion with a lens frame, which will be described later, a cutting trace of a resin inlet, a resin inlet, or the like. The same applies to other embodiments.
図4は、光学基材11と光学基材12とを貼り合わせ面で接触させたときの平面図である。また、図5は、その断面図、図6は、2枚の光学基材11、12を貼り合わせてできた接合光学素子の断面図である。
図4において、光学基材11のカット部11aと、光学基材12のカット部12aとは、一方のカット部の少なくとも一部が、他方のカット部と重ならないよう(一致しないよう)に光学基材11と光学基材12とが配置されている。
本実施の形態では、カット部11aの中心と、カット部12aの中心が一致する配置を0°として、光軸Oを中心として回転させ、カット部11a、12a間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θを30°とした。また、この光軸Oを中心とする回転方向の角度θは、好ましくは、45°以上としたほうがよい。これにより、夫々のカット部を光軸方向からみたときに、相互に重なる範囲がどちらかのカット部の領域の半分以下となっている。
FIG. 4 is a plan view when the
In FIG. 4, the cut part 11a of the
In the present embodiment, the arrangement in which the center of the cut part 11a and the center of the
図5において、光学基材11、12を貼り合わせ面で接触させた際の接触部分の縁には、空隙部14a、14bが形成されている。そこで、図6に示すように、この空隙部14a、14bに紫外線硬化型樹脂4を塗布し、硬化させて接合光学素子10を得るようにしている。
(貼り合わせ方法)
In FIG. 5,
(Lamination method)
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図7は、本実施の形態の概略のフローチャートを示す図である。
図1に示したように、貼り合わせ装置(全体の図示省略)は、対向する一対の基材保持部71、72を有している。この基材保持部71、72は、円筒状をなし、内側空間を真空にして真空吸着により、光学基材11、12を個別に保持することができる。
Next, a bonding method will be described.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic flowchart of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the bonding apparatus (the whole is not shown) has a pair of opposing base
こうして、一方の基材保持部71は、光学基材11を真空吸着する。また、他方の基材保持部72は、光学基材12を真空吸着する。
貼り合わせに際しては、光学基材11を下、光学基材12を上にし、光軸O方向に所定距離隔てて、貼り合わせ面11A、12Aが略対向した状態で配置する(図1、図7のS11)。なお、このようにして光学基材11、12を対向配置するのは、他の実施の形態においても同様である。また、以下の実施の形態では、基材保持部71、72の図示を省略する。
Thus, the one base
At the time of bonding, the
次に、光学基材11、12を真空吸着した状態で、光軸Oを中心とする回転方向の角度θが30°となるように位置決めする(図4、図7のS12)。
なお、S11の工程(対向の工程)の後にS12の工程(位置決め工程)を行う場合に限らず、例えばS12の工程の後にS11の工程を行ってもよい。この点は、他の実施の形態においても同様である。
Next, in a state where the
In addition, the process of S11 may be performed after the process of S12, for example, not only when performing the process of S12 (positioning process) after the process of S11 (opposite process). This point is the same in other embodiments.
次いで、図5のように、光学基材11と光学基材12とを光軸O方向に相対的に接近移動して、貼り合わせ面11Aと貼り合わせ面12Aとを接触させる(図7のS13)。
次いで、図6のように、光学基材11、12の接触部分の縁に形成された空隙部14a、14bに、紫外線硬化型樹脂4を塗布する(図7のS14)。
なお、貼り合わせ面11A、12Aは、予め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剤を処理することで、光学基材11、12と紫外線硬化型樹脂4の密着性を上げるようにしている。ここで、親水処理は紫外線オゾン処理に代えてプラズマ放電を用いても良い。また、この密着性をあげる処理は、他の実施の形態においても同様に行っている。
Next, as shown in FIG. 5, the
Next, as shown in FIG. 6, the ultraviolet
The bonding surfaces 11A and 12A are subjected to a hydrophilic treatment by ultraviolet ozone treatment in advance and then treated with a silane coupling agent to improve the adhesion between the
次に、この状態を保持したまま、紫外線硬化型樹脂4に紫外線ランプ5を用いて紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂4を硬化する(図6、図7のS15)。本実施の形態では、照度20±2mW/cm2のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を60秒照射した。これにより、接合光学素子10を得た。
Next, with this state maintained, the ultraviolet
光学基材11、12のカット部11a、12a(非軸対称部)の周辺では、紫外線硬化型樹脂4の硬化時の応力により、非軸対称な変形が発生するため、光学有効面の面形状が悪化するおそれがある。本実施の形態によれば、カット部11a、12aの中心が一致する配置から、光軸Oを中心とする回転方向に30°ずらして接合している。
このため、光学有効面の形状精度が悪化した箇所が完全には一致せず、一方のカット部の少なくとも一部が、他方のカット部と重ならないようになっている。こうして、光学有効面の形状精度劣化が光学性能(画質)に影響しにくい複合光学素子10を得ることができる。
In the vicinity of the
For this reason, the location where the shape accuracy of the optically effective surface deteriorates does not completely match, and at least a part of one cut portion does not overlap the other cut portion. In this way, it is possible to obtain the composite
また、本実施の形態において、光軸O方向からみたときに、カット部11aとカット部12aとが相互に重なる範囲13a(斜線部)が、各カット部11a、12aの領域の半分以下であるように、ずらされているのが好ましい。この点は、他の実施の形態においても同様である。こうして、非軸対称部同士を遠ざけることで、硬化時の応力による非軸対称な変形の重複を抑え、光学性能劣化への影響をさらに小さくすることが可能となる。
[実施の形態2]
Further, in the present embodiment, when viewed from the optical axis O direction, the
[Embodiment 2]
図8は、実施の形態2における貼り合わせる2枚の光学基材21、22の断面図である。また、図9は、光学基材21の平面図、図10は、光学基材22の平面図である。
図8において、第1の光学基材としての光学基材21は、両凹レンズ形状を有している。この光学基材21は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面21Aと、反貼り合わせ面21Bとを有している。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the two
In FIG. 8, an
貼り合わせ面21A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。また、反貼り合わせ面21B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。この光学基材21は、中心肉厚t1がt1=0.8mm、外径D1がD1=φ10mmのガラス成形レンズである。光学硝材として、S−BSL7((株)オハラ製)を用いた。
The
この光学基材21は、図9に示すように、平面視円形レンズの一部が直線211aで切り落とされた、カット部21a(非軸対称部)を有している。
この光学基材21は、貼り合わせ面21Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面21bが形成されている(図8等参照)。この平坦面21bは、カット部21aを除く輪帯状の平面である。
As shown in FIG. 9, the
The
次に、第2の光学基材としての光学基材22は、両凸レンズ形状を有している。この光学基材22は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面22Aと、反貼り合わせ面22Bとを有している。貼り合わせ面22A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。また、反貼り合わせ面22B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22は、中心肉厚t2がt2=5mm、外径D2がD2=φ10mmのプラスチック成形レンズである。
Next, the
This
本実施の形態では、このプラスチックとして、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22は、図10に示すように、平面視円形レンズの一部が直線221aで切り落とされた、カット部22a(非軸対称部)を有している。このカット部22aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分221とは異なる形状を有する。
In this embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) was used as the plastic.
As shown in FIG. 10, the
図11は、2枚の光学基材21、22を貼り合わせてできた接合光学素子20の平面図、図12は、その断面図である。
図11において、光学基材21のカット部21aと光学基材22のカット部22aとは、カット部21aの中心と、カット部22aの中心が一致する配置を0°として、カット部21a、22a間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θが180°となるように、光学基材21と光学基材22とが位置決めされている。なお、この角度θは、180°に限るものではなく、光軸○方向から見たとき、一方のカット部の少なくとも一部が、他方のカット部と重ならないよう(一致しないよう)に配置されていれば良い。
11 is a plan view of a bonded
In FIG. 11, the
また、光軸O方向からみたとき、相互に重なる範囲が、カット部21aとカット部22aの領域の半分以下であるのが好ましい。
本実施の形態では、カット部同士は、光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置に配置されている。そのため、カット部21aとカット部22aの、光軸O方向からみたときの重なる範囲が、ゼロとなっている。
Moreover, it is preferable that the range which mutually overlaps when it sees from the optical axis O direction is half or less of the area | region of the
In the present embodiment, the cut portions are arranged at positions where the angles in the rotation direction about the optical axis are substantially equal. Therefore, the overlapping range of the
また、図12に示すように、光学基材21、22を貼り合わせる際、光学基材21、22の間に挟まれた紫外線硬化型樹脂4を硬化させ、接合光学素子20を得るようにしている。ここで、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の樹脂厚は、中心樹脂厚t0=0.8mm、樹脂層の光学有効径D0(φ8.8mm)における樹脂厚t3=0.2mmとなっている。
(貼り合わせ方法)
Also, as shown in FIG. 12, when the
(Lamination method)
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図13は、本実施の形態の概略のフローチャートを示す図である。
貼り合わせに際しては、光学基材21を下、光学基材22を上にし、光軸O方向に所定距離隔てて貼り合わせ面21A、22Aが対向した状態で位置させる(図8、図13のS21)。
Next, a bonding method will be described.
FIG. 13 is a diagram showing a schematic flowchart of the present embodiment.
At the time of bonding, the
次に、光学基材21、22を真空吸着した状態で、カット部21aとカット部22aとが一致しないように、光学基材21と光学基材22とを配置し、基材同士の位置決めを行う。本実施の形態では、カット部21aの中心と、カット部22aの中心が一致する配置を0°として、光軸Oを中心とする回転方向の角度θが180°となるように位置決めしている(図11、図13のS22)。
Next, in a state where the
次いで、貼り合わせ面21Aに、硬化型樹脂(本実施の形態では紫外線硬化型樹脂4)を所望量吐出する(図8、図13のS23)。紫外線硬化型樹脂4の吐出量は、中心樹脂厚t0が所望厚になったとき、樹脂径が光学有効径D0以上となるような量とした(図12参照)。
Next, a desired amount of curable resin (ultraviolet
なお、本実施の形態では、光学基材21と光学基材22とを、光軸Oを中心とする回転方向に位置決めした後に、紫外線硬化型樹脂4を吐出した。しかし、この順序を逆にして、紫外線硬化型樹脂4を吐出した後に、光学基材21と光学基材22とを回転方向に位置決めしてもよい。この点は、他の実施の形態においても同様である。
この状態で、光学基材21と光学基材22とを、光軸O方向に相対的に接近移動させる。そして、中心樹脂厚t0が所望の厚さになるまで、貼り合わせ面22Aにより、紫外線硬化型樹脂4を押延する(図13のS24)。
In the present embodiment, the ultraviolet
In this state, the
この状態を保持したまま、光学基材21を通して紫外線ランプ5により紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂4を硬化する(図12、図13のS25)。本実施の形態では、照度20±2mW/cm2のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を60秒照射した。これにより、接合光学素子20を得た。
While maintaining this state, the ultraviolet lamp 5 is irradiated with ultraviolet rays through the
光学基材21、22のカット部21a、22a(非軸対称部)の周辺では、樹脂層の硬化収縮に伴う、非軸対称な変形によって光学有効面の面形状が悪化するおそれがある。本実施の形態によれば、カット部21a、22aの中心が一致する配置から、光軸Oを中心とする回転方向に180°ずらして接合している。
このように、カット部同士が光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置に配置されており、これにより硬化時の応力による非軸対称な変形は最も距離が離れる。これによって、変形の重複を抑え、光学性能劣化への影響をより小さくすることができる。
[実施の形態3]
In the vicinity of the
In this way, the cut portions are arranged at positions where the angles in the rotation direction about the optical axis are substantially equal, whereby the non-axisymmetric deformation due to the stress at the time of curing is most distant. Accordingly, it is possible to suppress duplication of deformation and reduce the influence on optical performance degradation.
[Embodiment 3]
図14は、実施の形態3における、貼り合わせる2枚の光学基材31、32の断面図である。図15は、光学基材31の平面図、図16は、光学基材32の平面図である。
図15において、第1の光学基材としての光学基材31は、両凹レンズ形状を有している。この光学基材31は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面31Aと反貼り合わせ面31Bとを有している。
FIG. 14 is a cross-sectional view of two
In FIG. 15, an
貼り合わせ面31A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。また、反貼り合わせ面31B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。
この光学基材31は、中心肉厚t1がt1=0.8mm、外径D1がD1=φ10mmのプラスチック成形レンズである。
The
This
本実施の形態では、この光学基材31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31は、図15に示すように、平面視円形レンズの一部が直線311aで切り落とされた、カット部31a(非軸対称部)を有している。このカット部31aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分311とは異なる形状を有する。
In this embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) is used as the
As shown in FIG. 15, the
この光学基材31は、貼り合わせ面31Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面31bが形成されている(図14等参照)。この平坦面31bは、カット部21aを除く輪帯状の平面である。
The
次に、第2の光学基材としての光学基材32は、凸メニスカスレンズ形状を有している。この光学基材32は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面32Aと、反貼り合わせ面32Bとを有している。貼り合わせ面32A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。また、反貼り合わせ面32B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。
この光学基材32は、中心肉厚t2がt2=2.4mm、外径D2がD2=φ10mmのプラスチック成形レンズである。
Next, the
The
本実施の形態では、光学基材32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32は、図16に示すように、平面視円形レンズの一部が直線321aで切り落とされた、カット部32a(非軸対称部)を有する。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of COP (cycloolefin polymer) resin (Zeonex 480R: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is used as the
As shown in FIG. 16, the
図17は、2枚の光学基材31、32を貼り合わせてできた接合光学素子30の平面図である。また、図18は、その断面図である。
図17において、接合光学素子30は、カット部21aの中心と、カット部22aの中心が一致する配置を0°として、カット部21a、22a間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θが180°となるように、光学基材31と光学基材32とが配置されている。 なお、この光軸Oを中心とする回転方向の角度θは180°に限るものではない。光軸O方向からみたとき、一方のカット部の少なくとも一部が、他方のカット部と重ならないよう(一致しないよう)に配置されていればよい。また、光軸O方向からみたときの相互に重なる範囲が、カット部31aとカット部32aの領域の半分以下であるのが好ましい。
FIG. 17 is a plan view of a bonded
In FIG. 17, the cemented
本実施の形態では、カット部同士は、光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置に配置されている。そのため、光学基材31のカット部31aと光学基材32のカット部32aの光軸O方向からみたときの重なる範囲が、ゼロとなっている。
In the present embodiment, the cut portions are arranged at positions where the angles in the rotation direction about the optical axis are substantially equal. Therefore, the overlapping range when viewed from the optical axis O direction of the
また、図18に示すように、光学基材31、32を貼り合わせる際、光学基材31、32の間に挟まれた紫外線硬化型樹脂4を硬化させ、接合光学素子30を得るようにしている。ここで、2つの光学基材31、32を貼り合わせてできた接合光学素子30の樹脂厚は、中心樹脂厚t0=0.2mm、樹脂層の光学有効径D0(φ15mm)における樹脂厚t3=1.0mmとなっている。
(貼り合わせ方法)
Further, as shown in FIG. 18, when the
(Lamination method)
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図19は、本実施の形態の概略のフローチャートを示す図である。
貼り合わせに際しては、光学基材31を下、光学基材32を上にし、光軸O方向に所定距離隔てて貼り合わせ面31A、32Aが対向した状態で位置させる(図14、図19のS31)。
Next, a bonding method will be described.
FIG. 19 is a diagram showing a schematic flowchart of the present embodiment.
At the time of bonding, the
次に、光学基材31、32を真空吸着した状態で、カット部31aの中心とカット部32aの中心とが、一致しないように、光学基材31と光学基材32とを配置し、光軸の位置決めを行う。本実施の形態では、カット部31aの中心と、カット部32aの中心が一致する配置を0°として、カット部31a、32a間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θを180°ずらすように設定して位置決めする(図17、図19のS32)。
Next, in a state where the
次いで、貼り合わせ面31Aに、硬化型樹脂(本実施の形態では紫外線硬化型樹脂)を所望量吐出する(図14、図19のS33)。紫外線硬化型樹脂4の吐出量は、中心樹脂厚t0が所望の厚さになったとき、樹脂径が光学有効径D0以上となるような量とした(図18参照)。
この状態で、光学基材31と光学基材32とを、光軸O方向に相対的に接近移動させる。そして、中心樹脂厚t0が所望の厚さになるまで、貼り合わせ面32Aにより紫外線硬化型樹脂4を押延する(図19のS34)。
Next, a desired amount of curable resin (ultraviolet curable resin in the present embodiment) is discharged onto the
In this state, the
この状態を保持したまま、光学基材31を通して紫外線ランプ5により紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂4を硬化する(図18、図19のS35)。本実施の形態では、照度15±2mW/cm2のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を80秒照射した。これにより、接合光学素子30を得た。
While maintaining this state, ultraviolet rays are irradiated by the ultraviolet lamp 5 through the
本実施の形態によれば、カット部31a、32aの中心が一致する配置から、光軸Oを中心とする回転方向に180°ずらして接合している。そのため、これにより硬化時の応力による非軸対称な変形の重複を抑え、光学性能劣化への影響をより小さくすることができる。
また、紫外線硬化型樹脂4の樹脂層が凹メニスカス形状であり、光学有効面の外周においても樹脂層が厚くなっている。
樹脂層の肉厚が大きい場合は、紫外線硬化型樹脂4の硬化収縮による基材変形の量が大きい。よって、カット部31a、32aの周辺においては、樹脂層が薄いものと比較して、光学有効面の形状精度の悪化が大きくなることが予想される。しかし、本実施の形態では、カット部31a、32aが光軸O方向において相互に重なり合わないため、光学性能劣化への影響は小さい。
According to the present embodiment, the
Further, the resin layer of the ultraviolet
When the thickness of the resin layer is large, the amount of base material deformation due to curing shrinkage of the ultraviolet
また、光学基材31、32がともにプラスチック成形レンズである。このプラスチック成形レンズは、衝撃耐性が高いことや、自由な形状を取りやすいなど、ガラスレンズが持たない特性を持つ。一方、一般的にガラスレンズと比較して剛性が低いため、カット部31a、32a(非軸対称部)の周辺では、樹脂層の硬化収縮に伴う、非軸対称な変形に起因する光学有効面の形状精度の悪化は、大きくなりやすい。
これに対し、本実施の形態では、カット部31a、32aが光軸O方向において相互に重なり合わないように貼り合わせたため、プラスチック成形レンズであっても光学性能劣化への影響を小さくすることができる。
[実施の形態4]
The
On the other hand, in the present embodiment, the
[Embodiment 4]
図20は、実施の形態4における、貼り合わせる2枚の光学基材41、42の断面図である、また、図21は、光学基材41の平面図、図22は、光学基材42の平面図である。
図20において、第1の光学基材としての光学基材41は、両凹レンズ形状を有している。この光学基材41は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面41Aと、反貼り合わせ面41Bとを有している。
20 is a cross-sectional view of the two
In FIG. 20, an
貼り合わせ面41A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。また、反貼り合わせ面41B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。
この光学基材41は、中心肉厚t1がt1=0.8mm、外径D1がD1=φ12.4mmのプラスチック成形レンズである。
The
This
本実施の形態では、このプラスチックとして、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41は、図20及び図21に示すように、平面視円形レンズの反貼り合わせ面41Bの外周に、光軸O方向に突出した、鏡枠との当て付け部41a(非軸対称部)を3箇所有している。この3箇所の当て付け部41aは、夫々が光軸Oを中心とする回転方向の角度が略均等な角度で設けられている(本実施の形態では120°)。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of COP (cycloolefin polymer) resin (ZEONEX 480R: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is used as the plastic.
As shown in FIGS. 20 and 21, the
本実施の形態では、この当て付け部41aは光軸O方向に突出している。この当て付け部41aにより、光学基材41の剛性が高められている。
この光学基材41は、貼り合わせ面41Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面41bが形成されている(図20等参照)。この平坦面41bは、後述する当て付け部41aを除く輪帯状の平面である。
In the present embodiment, the abutting
The
次に、第2の光学基材としての光学基材42は、凸メニスカスレンズ形状を有している。この光学基材42は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面42Aと、反貼り合わせ面42Bとを有している。貼り合わせ面42A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。また、反貼り合わせ面42B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。
この光学基材42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。
Next, the
The
本実施の形態では、光学基材42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42は、図20及び図22に示すように、光学有効径D0の外周に、光軸O方向に突出する、鏡枠との当て付け部42a(非軸対称部)を3箇所有している。この3箇所の当て付け部42aは、夫々が光軸Oを中心とする回転方向の角度が略均等な角度で設けられている(本実施の形態では120°)。この42aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分111とは異なる形状を有する。
本実施の形態では、この当て付け部42aは光軸O方向に突出している。この当て付け部42aにより、光学基材42の剛性が高められている。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is used as the
As shown in FIGS. 20 and 22, the
In the present embodiment, the abutting
図23は、2枚の光学基材41、42を貼り合わせてできた接合光学素子40の平面図である。また、図24は、その断面図である。
図23において、光学基材41の3箇所の当て付け部41aと、光学基材42の3箇所の当て付け部42aとが、光軸○方向から見たとき、一方のカット部の少なくとも一部が、他方のカット部と重ならないよう(一致しないよう)に、光学基材41と光学基材42とが配置されている。
本実施の形態では、光学基材41と光学基材42の当て付け部41a、42aが、当て付け部41aのうちの1箇所の中心と、当て付け部42aのうちの1箇所の中心が一致する配置を0°として、光軸Oを中心として回転させ、光軸Oを中心とする回転方向の角度θが60°となるように配置した。
FIG. 23 is a plan view of a bonded
In FIG. 23, when the three abutting
In the present embodiment, the abutting
なお、この角度θは60°に限るものではない。当て付け部41a、42bが、光軸O方向に一致しなければよい。この時、光軸O方向からみたときの重なる範囲が、当て付け部41aと当て付け部42aの領域の半分以下であれば好ましい。
本実施の形態では、当て付け部同士は、光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置に配置されている。そのため、光学基材41の当て付け部41aと光学基材42の当て付け部42aの光軸O方向からみたときの重なる範囲が、ゼロとなっている。
The angle θ is not limited to 60 °. The abutting
In the present embodiment, the abutting portions are arranged at positions where the angles in the rotation direction about the optical axis are substantially equal. Therefore, the overlapping range when viewed from the optical axis O direction of the abutting
また、図24に示すように、光学基材41、42を貼り合わせる際、光学基材41、42の間に挟まれた熱硬化型樹脂6を硬化させ、接合光学素子40を得るようにしている。ここで、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の樹脂厚は、中心樹脂厚t0=0.2mm、樹脂層の光学有効径D0(φ8.8mm)における樹脂厚t3=0.8mmとなっている。
(貼り合わせ方法)
Further, as shown in FIG. 24, when the
(Lamination method)
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図25は、本実施の形態の概略のフローチャートを示す図である。
貼り合わせに際しては、光学基材41を下、光学基材42を上にし、光軸O方向に所定距離隔てて貼り合わせ面41A、42Aが対向した状態で位置させる(図20、図25のS41)。
Next, a bonding method will be described.
FIG. 25 is a diagram showing a schematic flowchart of the present embodiment.
At the time of bonding, the
次に、光学基材41、42を真空吸着した状態で、光学基材41の3箇所の当て付け部41aと、光学基材42の3箇所の当て付け部42aとが、一致しないように、光学基材41と光学基材42とを配置する。
本実施の形態では、光学基材41と光学基材42の当て付け部41a、42aにおいて、当て付け部41aのうちの1箇所の中心と、当て付け部42aのうちの1箇所の中心が一致する配置を0°として、光軸Oを中心として回転させ、当て付け部の41a、42a間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θが60°となるように配置した(図23、図25のS42)。
Next, in a state where the
In the present embodiment, in the abutting
次いで、光学基材41の貼り合わせ面41Aに、硬化型樹脂(本実施の形態では熱硬化型樹脂6)を所望量吐出する(図20、図25のS43)。ここで、熱硬化型樹脂6の吐出量は、中心樹脂厚t0が所望厚になったとき、樹脂径が光学有効径D0以上となるような量とした(図24参照)。
その後、光学基材42の貼り合わせ面42Aにより樹脂厚が所望厚になるまで、光学基材41と光学基材42を光軸O方向に相対的に接近移動させ、熱硬化型樹脂6を押延する(図25のS44)。この状態を保持したまま、加熱炉に入れ、所定温度で所定時間加熱することで、樹脂層を硬化する(図24、図25のS45)。これにより、接合光学素子40を得た。
Next, a desired amount of a curable resin (the
Thereafter, the
光学基材41、42の鏡枠との当て付け部41a、42a(非軸対称部)の周辺では剛性が高くなるため、樹脂層の硬化収縮による変形量が小さくなる。これによって、樹脂層の硬化収縮の際には、光学基材は光軸Oに対して非軸対称な変形となるため、鏡枠との当て付け部41a、42aの周辺では、光学有効面の面形状が悪化するおそれがある。
本実施の形態では、形状精度が悪化する鏡枠との当て付け部41a、42aの中心が一致する配置から、光軸Oを中心とする回転方向に角度をつけてずらしている。これにより、鏡枠との当て付け部41a、42aは相互に重なり合わないように貼り合わされているため、光学性能劣化への影響を小さくすることができる。
[実施の形態5]
Since the rigidity is increased in the vicinity of the abutting
In the present embodiment, the rotation direction about the optical axis O is shifted from the arrangement in which the centers of the abutting
[Embodiment 5]
図26は、実施の形態5における貼り合わせる2枚の光学基材51、52の断面図である。
図26において、第1の光学基材としての光学基材51は、両凹レンズ形状を有している。この光学基材51は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面51Aと反貼り合わせ面51Bとを有している。
貼り合わせ面51A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。また、反貼り合わせ面51B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。
FIG. 26 is a cross-sectional view of the two
In FIG. 26, an
The
この光学基材51は、中心肉厚t1がt1=0.8mm、外径D1がD1=φ10mm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。
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
この光学基材51は、基材の側面に射出成形時に形成された、樹脂流入口の切除痕51a(非軸対称部)を有している。切除痕51aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分511とは異なる形状を有する。
この光学基材51は、貼り合わせ面51Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面51bが形成されている。この平坦面51bは輪帯状の平面である。
The
In the
次に、第2の光学基材としての光学基材52は、両凸レンズ形状を有している。この光学基材52は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面52Aと、反貼り合わせ面52Bとを有している。貼り合わせ面52A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。また、反貼り合わせ面52Bは、その近似曲率半径R2bがR2b=25mmの非球面形状を有している。
Next, the
この光学基材52は、中心肉厚t2がt2=5mm、外径D2がD2=φ10mm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、基材の側面に射出成形時に形成された、樹脂流入口の切除痕52a(非軸対称部)を有している。切除痕52aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分521とは異なる形状を有する。
The
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PMMA (acrylic) resin (Delpet 80N: manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) is used as the
This
図27は、2枚の光学基材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。
FIG. 27 is a cross-sectional view of a bonded
図27において、光学基材51の切除痕51aと、光学基材52の切除痕52aとが、一致しないように、光学基材51と光学基材52を配置する。本実施の形態では、切除痕51aの中心と、切除痕52aの中心が一致する配置を0°として、光軸Oを中心として回転させ、切除痕51a、52a間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θが180°となるように配置した。
In FIG. 27, the
なお、この角度θは180°に限るものではない。光軸○方向から見たとき、一方の切除痕の少なくとも一部が、他方の切除痕と重ならないよう(一致しないよう)、光学基材同士が配置されていればよい。例えば、光軸O方向からみたときの重なる範囲が、切除痕51aと光学基材52の切除痕52aの領域の半分以下とするのが好ましい。
本実施の形態では、切除痕同士は、光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置に配置されている。そのため、光学基材51の切除痕51aと光学基材52の切除痕52aの光軸O方向からみたときの重なる範囲が、ゼロとなっている。
The angle θ is not limited to 180 °. It is only necessary that the optical bases be arranged so that at least a part of one excision mark does not overlap (does not match) the other excision mark when viewed from the optical axis ◯ direction. For example, it is preferable that the overlapping range when viewed from the direction of the optical axis O is not more than half of the region of the
In the present embodiment, the excision marks are arranged at positions where the angles in the rotation direction about the optical axis are substantially equal. Therefore, the overlapping range when the
また、図27に示すように、光学基材51、52を貼り合わせる際、光学基材51、52の間に挟まれた熱硬化型樹脂6を硬化させ、接合光学素子50を得るようにしている。ここで、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の樹脂厚は、中心樹脂厚t0=0.8mm、樹脂層の光学有効径D0(φ15mm)における樹脂厚t3=0.2mmとなっている。
(貼り合わせ方法)
27, when the
(Lamination method)
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図28は、本実施の形態の概略のフローチャートを示す図である。
貼り合わせに際しては、光学基材51を下、光学基材52を上にし、光軸O方向に所定距離隔てて貼り合わせ面51A、52Aが対向した状態で位置させる(図26、図28のS51)。
Next, a bonding method will be described.
FIG. 28 is a diagram showing a schematic flowchart of the present embodiment.
At the time of bonding, the
次に、光学基材51、52を真空吸着した状態で、光学基材51の切除痕51aと、光学基材52の切除痕52aとが、光軸Oを中心とする回転方向の角度θが一致しないように、光学基材51と光学基材52を配置する。
Next, in a state where the
本実施の形態では、光学基材51の切除痕51aの中心と、光学基材52の切除痕52aの中心が一致する配置を0°として、光軸Oを中心として回転させ、切除痕51a、52a間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θが180°となるように、光学基材51と光学基材52とを配置する(図28のS52)。
次いで、光学基材51の貼り合わせ面51Aに、硬化型樹脂(本実施の形態では熱硬化型樹脂6)を所望量吐出する(図26、図28のS53)。
In the present embodiment, the arrangement in which the center of the
Next, a desired amount of a curable resin (the
その後、光学基材52の貼り合わせ面52Aにより樹脂厚が所望厚になるまで、光学基材51と、光学基材52を光軸O方向に相対的に接近移動させ、熱硬化型樹脂6を押延する(図28のS54)。
この状態を保持したまま、加熱炉に入れ、所定温度で所定時間加熱することで、樹脂層を硬化する(図27、図28のS55)。これにより、接合光学素子50を得た。
Thereafter, the
While maintaining this state, the resin layer is cured by placing in a heating furnace and heating at a predetermined temperature for a predetermined time (S55 in FIGS. 27 and 28). Thereby, the bonded
2つの光学基材51、52に切除痕51a、52a(非軸対称部)があることで、光学基材51、52の剛性が非軸対称になるため、樹脂層の硬化収縮による変形が非軸対称になる。また、プラスチック成形レンズでは、樹脂流入口としての切除痕51a、52aから転写圧力を付与するため、切除痕51a、52aの周辺においては残留応力が大きくなり、非軸対称な変形がより大きくなる。
Since the two
このように、大きい切除痕51a、52aの周辺では、熱硬化型樹脂6が硬化する際にその硬化収縮によって非軸対称な変形が起こり、光学有効面の形状精度が悪化するおそれがある。
本実施の形態によれば、樹脂流入口の切除痕51a、52aが光軸O方向において相互に重なり合わないように光学基材51、52が貼り合わされているため、光学性能劣化への影響を小さくすることができる。
[実施の形態6]
As described above, in the vicinity of the
According to the present embodiment, the
[Embodiment 6]
図29は、実施の形態6における貼り合わせる3枚の光学基材61、62、63の断面図である。また、図30は、光学基材61の平面図、図31は、光学基材62の平面図、図32は、光学基材63の平面図である。また、図33は、2枚の光学基材61、62を貼り合わせた状態の断面図、図34は、中間複合光学素子60’と光学基材63の光軸を一致させて対向配置した状態の断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view of the three
図29において、第1の光学基材としての光学基材61は、両凹レンズ形状を有している。この光学基材61は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面61Aと、反貼り合わせ面61Bとを有している。
貼り合わせ面61A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。また、反貼り合わせ面61B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。
In FIG. 29, an
The
この光学基材61は、中心肉厚t1がt1=0.8mm、外径D1がD1=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61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61は、図30に示すように、平面視円形レンズの一部が直線611aで切り落とされた、カット部61a(非軸対称部)を有している。カット部61aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分611とは異なる形状を有する。
The
In the present embodiment, a thermoplastic resin of COP (cycloolefin polymer) resin (ZEONEX 480R: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is used as the
As shown in FIG. 30, the
また、この光学基材61は、貼り合わせ面61Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面61bが形成されている(図29参照)。この平坦面61bは、カット部61aを除く輪帯状の平面である(図30参照)。
Further, the
同様に、反貼り合わせ面61Bの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面61cが形成されている。
Similarly, a
次に、第2の光学基材としての光学基材62は、凸メニスカスレンズ形状を有している。この光学基材62は、夫々が光学有効面を有する、貼り合わせ面62Aと、貼り合わせ面62Bとを有している。貼り合わせ面62A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。また、反貼り合わせ面62B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。
この光学基材62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。
Next, the
This
本実施の形態では、光学基材62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62は、図31に示すように、平面視円形レンズの一部が直線621aで切り落とされた、カット部62a(非軸対称部)を有している。カット部62aは、光軸Oを中心とする同一円周上の他の部分621とは異なる形状を有する。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is used as the
As shown in FIG. 31, the
この光学基材62は、貼り合わせ面62Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面62bが形成されている(図29参照)。
同様に、貼り合わせ面62Bの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面62cが形成されている。また、平坦面62b、62cは、カット部62aを除く輪帯状の平面である(図29及び図31参照)。
In the
Similarly, a
次に、第3の光学基材としての光学基材63は、両凸形状をなしている。この光学基材63は、貼り合わせ面63Aと反貼り合わせ面63Bとを有している。貼り合わせ面63Aは、その近似曲率半径R3aがR3a=20mmの非球面形状を有している。また、反貼り合わせ面63Bは、その近似曲率半径R3bがR3b=80mmの非球面形状を有している。
この光学基材63は、中心肉厚t3がt3=2.4mm、外径D3がD3=φ12.4mmのプラスチック成形レンズである。
Next, the
The
本実施の形態では、光学基材63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63は、図32に示すように、平面視円形レンズの一部が直線631aで切り落とされた、カット部63a(非軸対称部)を有している。カット部63aは、同一円周上の他の部分631とは異なる形状を有する。
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PMMA (acrylic) resin (Delpet 80N: manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) is used as the
As shown in FIG. 32, the
この光学基材63は、貼り合わせ面63Aの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面63bが形成されている。この平坦面63bは、カット部63aを除く輪帯状の平面である。
同様に、反貼り合わせ面63Bの外周に、光軸Oと垂直方向の平坦面63cが形成されている。
The
Similarly, a
図33に示すように、2枚の光学基材61、62を、そのカット部61a、62aが光軸○方向から見たとき、一方のカット部の少なくとも一部が、他方のカット部と重ならないよう(一致しないよう)に、光軸Oを中心として回転させ、位置決めして貼り合わせ、中間複合光学素子60’を得る。
さらに、図34に示すように、中間複合光学素子60’と光学基材63の光軸Oを一致させて対向配置し、この中間複合光学素子60’と光学基材63とを貼り合わせる。
As shown in FIG. 33, when the
Further, as shown in FIG. 34, the intermediate composite
このとき、3つの光学基材61、62、63は、夫々のカット部61a、62a、63aが光軸O方向において重なり合わないよう、夫々のカット部の中心が一致する配置を0°として、光軸Oに対して回転方向の角度θが120°ずつずらして接合されている(図36参照)。これにより、本実施の形態では、夫々のカット部61a、62a、63aの光軸O方向からみたときの重なる範囲が、ゼロとなっている。
At this time, the arrangement in which the centers of the respective cut portions coincide with each other so that the
また、図35に示すように、光学基材61、62及び、光学基材62、63に挟まれた紫外線硬化型樹脂4を硬化させ、接合光学素子60を得るようにしている。
ここで、接合光学素子60は、光学基材61と光学基材62との間の樹脂層が、中心樹脂厚t0=0.2mm、樹脂層の光学有効径D0(φ8.8mm)における樹脂厚t3=0.8mmであった。また、光学基材62と光学基材63との間の樹脂層は、中心樹脂厚t0’=0.8mm、樹脂層の光学有効径D0(φ8.8mm)における樹脂厚t3’=0.4mmであった。
(貼り合わせ方法)
Further, as shown in FIG. 35, the
Here, in the bonding
(Lamination method)
図35は、中間複合光学素子60’と、光学基材63と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36は、その平面図である。また、図37は、本実施の形態の概略のフローチャートを示す図である。
貼り合わせに際しては、前述したように、まず、光学基材61と、光学基材62を貼り合わせて中間複合光学素子60’を形成する。次に、この中間複合光学素子60’に光学基材63を貼り合わせる。ただし、この順序に限定されるものではなく、例えば光学基材62と光学基材63を貼り合わせた後に、光学基材61を貼り合わせてもよい。
FIG. 35 is a cross-sectional view of the bonded
In the pasting, as described above, first, the
本実施の形態では、光学基材61を下、光学基材62を上にし、光軸O方向に所定距離隔てて貼り合わせ面61A、62Aが対向するように位置させる(図29、図37のS61)。
In the present embodiment, the
この場合、光学基材61のカット部61aと、光学基材62のカット部62aとが光軸O方向において重ならないように、光軸Oを中心として回転させる。本実施の形態においては、カット部61aの中心と、カット部62aの中心が一致する配置を0°として、光軸Oを中心として回転させる。これにより、カット部61a、62a間の、光軸Oを中心とする回転方向の角度θが120°となるように、光学基材61と光学基材62とを位置決めして配置する(図36、図37のS62)。
さらに、光学基材62の貼り合わせ面62Aに硬化型樹脂(本実施の形態では紫外線硬化型樹脂4)を所望量吐出する(図29、図37のS63)。なお、この紫外線硬化型樹脂4の吐出は、光学基材61と光学基材62との位置決めを行う前に行ってもよい。
In this case, the
Further, a desired amount of curable resin (ultraviolet
その後、光学基材62の貼り合わせ面62Aにより樹脂厚が所望厚になるまで、光学基材61と光学基材62を光軸O方向に相対的に接近移動させ、紫外線硬化型樹脂4を押延する(図33、図37のS64)。
この状態を保持したまま、光学基材61を通して紫外線ランプ5により紫外線を照射し、樹脂層を硬化する(図33、図37のS65)。なお、紫外線を光学基材62を通して照射してもよい。このときの紫外線は、中心照度25±2mW/cm2、周辺照度10±2mW/cm2の山形の照度分布をもつ。このような紫外線を、20秒照射後、さらに照度200±5mW/cm2のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を100秒照射する。
Thereafter, the
While maintaining this state, ultraviolet rays are irradiated by the ultraviolet lamp 5 through the
こうして、前述したように、光学基材61と、光学基材62とが接合されたものを、便宜上、中間複合光学素子60’という(図33参照)。
Thus, as described above, the
次いで、中間複合光学素子60’におけるカット部61a、62aと、光学基材63のカット部63aとが光軸方向から見たとき、重ならないように、光軸Oを中心として回転させる。
本実施の形態においては、夫々のカット部の中心が一致する配置を0°として、夫々のカット部61a、62a、63aを、光軸Oを中心として回転させる。これにより、夫々のカット部61a、62a、63aの間の光軸Oを中心とする回転方向の角度θが120°となるように、光学基材61、62、63を位置決めして配置する(図36、図37のS66)。
Subsequently, the
In the present embodiment, the arrangement in which the centers of the respective cut portions coincide with each other is set to 0 °, and the
さらに、中間複合光学素子60’における光学基材62の貼り合わせ面62Bに、硬化型樹脂(本実施の形態では紫外線硬化型樹脂4)を所望量吐出する(図34、図37のS67)。なお、この紫外線硬化型樹脂4の吐出工程は、中間複合光学素子60’と光学基材63との位置決めを行う前に行ってもよい。
Further, a desired amount of curable resin (ultraviolet
次いで、光学基材63の貼り合わせ面63Aにより樹脂厚が所望厚になるまで、中間複合光学素子60’と光学基材63とを光軸O方向に相対的に接近移動させ、紫外線硬化型樹脂4を押延する(図35、図37のS68)。
Next, the intermediate composite
この状態を保持したまま、光学基材63を通して紫外線ランプ5により紫外線を照射し、樹脂層を硬化する(図35、図37のS69)。なお、中間複合光学素子60’を通して紫外線を照射してもよい。
このときの紫外線は、中心照度25±2mW/cm2、周辺照度10±2mW/cm2の山形の照度分布をもつ。このような紫外線を、20秒照射後、さらに照度200±5mW/cm2のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を100秒照射する。これにより、接合光学素子60を得た。
While maintaining this state, ultraviolet rays are irradiated by the ultraviolet lamp 5 through the
The ultraviolet rays at this time have a mountain-shaped illuminance distribution with a central illuminance of 25 ± 2 mW / cm 2 and a peripheral illuminance of 10 ± 2 mW / cm 2 . After irradiation with such ultraviolet rays for 20 seconds, ultraviolet rays having an almost uniform illuminance distribution with an illuminance of 200 ± 5 mW / cm 2 are further irradiated for 100 seconds. Thereby, the bonded
3枚の光学基材を重ねて接合素子を作る場合、3枚の光学基材61、62、63のカット部61a、62a、63a(非軸対称部)が光軸O方向から見たとき、重なっていると、樹脂層の硬化収縮の際に、非軸対称な変形によって光学有効面の面精度が悪化する箇所が重なる。このため、光学性能が劣化する。しかし、本実施の形態では、面精度が悪化するおそれのある箇所を、光軸O方向からみたとき、重ならないようにしたため、光学性能の劣化への影響を小さくすることができる。
When three optical base materials are stacked to form a bonding element, when the
4 紫外線硬化型樹脂
5 紫外線ランプ
6 熱硬化型樹脂
10、20、30、40、50、60 複合光学素子
60’ 中間複合光学素子
11、12、21、22、31、32、41、42、51、52、61、62、63 光学基材
11A、12A、21A、22A、31A、32A、41A、42A、51A、52A、61A、62A、62B、63A 貼り合わせ面
11B、12B、21B、22B、31B、32B、41B、42B、51B、52B、61B、63B 反貼り合わせ面
11a、12a、21a、22a、31a、32a、61a、62a、63a カット部
41a、42a 当て付け部
51a、52a 切除痕
11b、21b、31b、41b、61b、61c、62b、62c、62b、63b、63c 平坦面
13a 重なる範囲
14a、14b 空隙部
111、121、211、221、311、321、411、421、511、521、611、621、631 円周上の他の部分
111a、121a、211a、221a、311a、321a、611a、621a、631a 直線
71、72 基材保持部
4 UV curable resin 5
Claims (6)
前記少なくとも2枚の光学基材は、光学有効面以外の部分に形成され、同一円周上の他の部分とは異なる形状を有する非軸対称部を夫々備えるとともに、夫々の前記非軸対称部を光軸方向からみたときに、一方の非軸対称部の少なくとも一部が、他方の非軸対称部と重ならないように配置されていることを特徴とする複合光学素子。 A composite optical element in which at least two optical substrates are bonded with a curable resin,
Each of the at least two optical bases includes a non-axisymmetric part formed on a part other than the optically effective surface and having a shape different from that of the other part on the same circumference, and each of the non-axisymmetric parts. A composite optical element, wherein when viewed from the optical axis direction, at least part of one non-axisymmetric part is arranged not to overlap the other non-axisymmetric part.
ことを特徴とする請求項1に記載の複合光学素子。 2. The composite optical element according to claim 1, wherein, when each of the non-axisymmetric portions is viewed from the optical axis direction, a range in which the non-axisymmetric portions overlap each other is half or less of a region of one of the non-axisymmetric portions. .
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の複合光学素子。 3. The composite optical element according to claim 1, wherein each of the non-axisymmetric portions is arranged at a position where angles in a rotation direction about the optical axis are substantially equal.
前記第1の光学基材に前記硬化型樹脂を吐出する工程と、
前記第1の光学基材の非軸対称部と前記第2の光学基材の非軸対称部とが、光軸方向から見たとき、一方の非軸対称部の少なくとも一部が、他方の非軸対称部と重ならないように、光学基材同士の位置決めを行う工程と、
前記第2の光学基材により前記硬化型樹脂を押延する工程と、
前記硬化型樹脂を硬化する工程と、を有する
ことを特徴とする複合光学素子の製造方法。 A curable resin comprising a first optical base and a second optical base, each having a non-axisymmetric portion formed on a portion other than the optically effective surface and having a different shape from other portions on the same circumference. A method of manufacturing a composite optical manufacturing element to be bonded by:
Discharging the curable resin to the first optical substrate;
When the non-axisymmetric part of the first optical base and the non-axisymmetric part of the second optical base are viewed from the optical axis direction, at least a part of one non-axisymmetric part is A step of positioning the optical bases so as not to overlap with the non-axisymmetric part;
Stretching the curable resin with the second optical substrate;
And a step of curing the curable resin. A method of manufacturing a composite optical element, comprising:
夫々の前記非軸対称部を光軸方向からみたときに、相互に重なる範囲がどちらかの前記各非軸対称部の領域の半分以下であるように位置決めされる
ことを特徴とする請求項4に記載の複合光学素子の製造方法。 In the step of positioning the optical base materials, when the respective non-axisymmetric portions are viewed from the optical axis direction, the overlapping range is not more than half of the region of each of the non-axisymmetric portions. The method of manufacturing a composite optical element according to claim 4, wherein positioning is performed.
夫々の前記非軸対称部が、光軸を中心とする回転方向の角度が略均等となる位置になるよう位置決めされる
ことを特徴とする請求項4に記載の複合光学素子の製造方法。
In the step of positioning the optical substrates,
5. The method of manufacturing a composite optical element according to claim 4, wherein each of the non-axisymmetric portions is positioned so that angles in a rotation direction about the optical axis are substantially equal.
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JPH06186405A (en) * | 1992-12-15 | 1994-07-08 | Nikon Corp | Combined lens and its production |
JP2008046510A (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Kyocera Corp | Lens unit and manufacturing method therefor |
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