JP2012027331A - Alignment method of composite optical element and alignment device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重合性樹脂層と重合性樹脂層の少なくとも一方の側に光学基材を備えた複合光学素子の製造に際し、光学基材の偏芯を調整する複合光学素子の調芯方法およびその調芯装置に関するものである。 The present invention relates to a method of aligning a composite optical element that adjusts the eccentricity of an optical substrate in the production of a composite optical element having an optical substrate on at least one side of a polymerizable resin layer and a polymerizable resin layer, and the method The present invention relates to an alignment device.
例えば、2枚以上の光学基材(レンズ)を重合性樹脂(例えば、エネルギー硬化型樹脂)を介して接合することによって得られる複合光学素子において、光学性能を保つためには、製造する際に、光学基材の光軸を高精度に調芯することが必要である。このような複合光学素子の調芯方法の従来例としては、例えば、次の特許文献1に記載のものがある。 For example, in order to maintain optical performance in a composite optical element obtained by bonding two or more optical substrates (lenses) via a polymerizable resin (for example, an energy curable resin) It is necessary to align the optical axis of the optical substrate with high accuracy. As a conventional example of the alignment method of such a composite optical element, for example, there is one described in Patent Document 1 below.
特許文献1に記載の複合光学素子の調芯方法では、2枚の光学基材の間に未硬化状態の接着剤となるエネルギー硬化型樹脂層を介在させた状態で、2枚の光学基材の位置(厚さ方向や2枚の光学基材の光軸のずれ)を調整し、位置調整(偏芯調整)後に、その調整した位置を固定するために光学基材に対して光軸方向に沿う方向の荷重(以下、本願では「保持荷重」)をかけながら、未硬化状態のエネルギー硬化型樹脂層に対し光エネルギーを照射してエネルギー硬化型樹脂層を硬化させている。 In the alignment method of a composite optical element described in Patent Document 1, two optical substrates are formed with an energy curable resin layer serving as an uncured adhesive interposed between two optical substrates. After adjusting the position (thickness direction and optical axis deviation of the two optical base materials) and adjusting the position (eccentricity adjustment), the optical axis direction with respect to the optical base material is used to fix the adjusted position. The energy curable resin layer is cured by applying light energy to the uncured energy curable resin layer while applying a load along the direction (hereinafter referred to as “holding load” in the present application).
しかし、特許文献1に記載のような従来の複合光学素子の調芯方法には、次のような問題がある。
一般に、接着剤であるエネルギー硬化型樹脂が硬化する場合には、硬化収縮による応力が発生する。ここで、複合光学素子におけるエネルギー硬化型樹脂層の体積が大きい場合や、光学基材がガラス材料ではなく熱可塑性樹脂材料で構成されていて弾性率が低い場合には、エネルギー硬化型樹脂層の硬化収縮による応力は光学基材に対して大きく働き、光学基材は大きく変形する(歪む)ことになる。
However, the conventional method for aligning a composite optical element as described in Patent Document 1 has the following problems.
Generally, when an energy curable resin that is an adhesive is cured, stress due to curing shrinkage occurs. Here, when the volume of the energy curable resin layer in the composite optical element is large, or when the optical substrate is made of a thermoplastic resin material instead of a glass material and has a low elastic modulus, the energy curable resin layer The stress due to curing shrinkage acts greatly on the optical base material, and the optical base material is greatly deformed (distorted).
しかるに、特許文献1に記載の複合光学素子の製造方法のような、光学基材の偏芯調整後に保持荷重をかけながらエネルギー硬化型樹脂層に対し光エネルギーを照射して硬化を行う方法では、光学基材の弾性率が低い場合や、光学基材間に介在するエネルギー硬化型樹脂層が厚い場合には、エネルギー硬化型樹脂の硬化中にエネルギー硬化型樹脂層の硬化収縮の応力が大きく働くことによって、保持荷重で位置を固定することができずに位置ずれし、あるいは光学基材の内部に応力が蓄積して、屈折率分布を有する形状や回転非対称な形状に変形してしまうため、光学基材の偏芯量が小さく抑えられた調芯精度の高い複合光学素子が得られない。 However, in the method of performing curing by irradiating light energy to the energy curable resin layer while applying a holding load after adjusting the eccentricity of the optical substrate, such as the method of manufacturing a composite optical element described in Patent Document 1, When the elastic modulus of the optical substrate is low, or when the energy curable resin layer interposed between the optical substrates is thick, the stress of curing shrinkage of the energy curable resin layer acts greatly during the curing of the energy curable resin. As a result, the position cannot be fixed with the holding load and the position is shifted, or stress is accumulated inside the optical base material, so that it is deformed into a shape having a refractive index distribution or a rotationally asymmetric shape. A composite optical element with high alignment accuracy in which the amount of eccentricity of the optical substrate is kept small cannot be obtained.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、光学基材の弾性率が低い場合や、光学基材間に介在するエネルギー硬化型樹脂層等の重合性樹脂層が厚い場合においても、光学基材の偏芯量を小さく抑えて調芯精度の高い複合光学素子として完成させることが可能な複合光学素子の調芯方法およびその調芯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and when the elastic modulus of the optical substrate is low, or the polymerizable resin layer such as an energy curable resin layer interposed between the optical substrates is thick. Even in such a case, an object is to provide a composite optical element alignment method and an alignment apparatus that can be completed as a composite optical element with high alignment accuracy while suppressing the eccentricity of the optical base material to be small. .
上記目的を達成するため、本発明による複合光学素子の調芯方法は、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させることによって完成させる、前記重合性樹脂層と前記重合性樹脂層の少なくとも一方の側に光学基材を備えた複合光学素子の製造工程において用いる、複合光学素子の調芯方法において、前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整工程を備え、予め、重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値を求めておき、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を所定時間行ない、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測される重合反応時間が経過するときに、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整工程における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the method for aligning a composite optical element according to the present invention is a state in which the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical substrate between a plurality of predetermined members on which at least one side forms the optical substrate. An optical substrate is provided on at least one side of the polymerizable resin layer and the polymerizable resin layer, which is completed by promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer with the polymerizable resin layer in between. In the alignment method of the composite optical element used in the manufacturing process of the composite optical element, in order to move each of the optical base materials in a direction perpendicular to or inclined with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for decentering adjustment A plurality of decentering adjustment steps to apply each of the adjustment loads to match each of the optical cores of each of the optical substrates with the reference optical axis, and in advance, in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time Polymerization in which a predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer is obtained and the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical substrate between a plurality of predetermined members on which at least one side forms the optical substrate While promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer with the resin layer sandwiched, the polymerization rate is 0% to 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. % Of the eccentricity adjustment step for at least one optical substrate among all the eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element within a polymerization reaction time predicted to be between The polymerization reaction time elapses when the polymerization rate exceeds 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. To come, it is characterized by releasing the application of the adjustment force for moving the said direction with respect to the optical substrate in all eccentricity adjusting step of performing while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程における当該光学基材に対する前記調整荷重の印加を1回以上解除するのが好ましい。 Moreover, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the polymerization rate is between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. The polymerization resin layer is subjected to the decentering adjustment step for at least one optical substrate among all the decentering adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element within the predicted polymerization reaction time. When carrying out the reaction while promoting the reaction, it is preferable to cancel the application of the adjustment load to the optical substrate in the eccentricity adjustment step one or more times.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、予め、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態の試験片を用い、前記試験片における前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、所定の重合反応時間ごとに前記試験片における夫々の光学基材を前記基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重を測定することにより、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程において、前記試験片の光学基材に対応する前記複合光学素子における光学基材を前記基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重の予測値を、当該重合反応時間に対する前記複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブとして取得しておき、前記複合光学素子における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を、前記マスターカーブを用いて制御するのが好ましい。 Moreover, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical base material in advance between a plurality of predetermined members on which at least one side forms the optical base material. Using the test piece in a state of sandwiching the polymerizable resin layer, while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer in the test piece, each reference optical substrate in the test piece for each predetermined polymerization reaction time By measuring an adjustment load necessary to move in a direction perpendicular to or inclined with respect to the optical axis, at least of all eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time In the step of adjusting the eccentricity with respect to one or more optical base materials, the optical base material in the composite optical element corresponding to the optical base material of the test piece is perpendicular to the reference optical axis or Obtaining the predicted value of the adjustment load necessary for moving in the oblique direction as a master curve of an appropriate adjustment load for the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element for the polymerization reaction time, It is preferable to control the adjustment load necessary for moving the composite optical element in the direction with respect to the optical base using the master curve.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程において、前記重合性樹脂層を加熱する加熱工程を併用するのが好ましい。 Further, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the decentering adjustment step for at least one optical substrate among all the eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element is performed by the polymerization. When the polymerization reaction of the polymerizable resin layer is promoted, it is preferable to use a heating step for heating the polymerizable resin layer in the eccentricity adjusting step.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させる前に、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程を行なうのが好ましい。 Further, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, before the polymerization reaction of the polymerizable resin layer is promoted, all decentering adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element are performed. preferable.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程を所定時間行なうのが好ましい。 Further, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the polymerization is performed at the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer. It is preferable that all the eccentricity adjustment steps for all the optical base materials in the composite optical element are performed for a predetermined time within the polymerization reaction time expected to be between 0% and 70%.
また、本発明による複合光学素子の調芯方法は、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態で、前記エネルギー硬化型樹脂層への光又は熱のエネルギー照射を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させることによって完成させる、前記エネルギー硬化型樹脂層と前記エネルギー硬化型樹脂層の少なくとも一方の側に光学基材を備えた複合光学素子の製造工程において用いる、複合光学素子の調芯方法において、前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整工程と、光又は熱のエネルギーを前記重合率が低い状態にある前記エネルギー硬化型樹脂層に照射するエネルギー照射工程、を備え、予め、エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値を求めておき、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態で、前記エネルギー照射工程を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を所定時間行ない、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測されるエネルギー照射時間が経過するときに、前記エネルギー照射工程を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整工程における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除することを特徴としている。 Further, the alignment method of the composite optical element according to the present invention is an energy curable type in which the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members whose at least one side forms the optical base material. The energy curable resin layer is completed by accelerating a polymerization reaction of the energy curable resin layer through light or heat energy irradiation to the energy curable resin layer with the resin layer sandwiched therebetween, In a method of aligning a composite optical element used in a manufacturing process of a composite optical element having an optical base on at least one side of the energy curable resin layer, each of the optical bases is a predetermined reference for decentering adjustment. Applying an adjustment load for moving the reference optical axis in a direction perpendicular to or inclined with respect to the reference optical axis, the respective optical cores of the respective optical substrates coincide with the reference optical axis. A plurality of eccentricity adjusting steps, and an energy irradiation step of irradiating the energy curable resin layer in a state where the polymerization rate is low with light or heat energy, and in advance in the composite optical element for energy irradiation time A predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer is obtained, and at least one side has a low polymerization rate at the position of the optical surface of the optical substrate between a plurality of predetermined members forming the optical substrate. Polymerization of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer through the energy irradiation step with the energy curable resin layer sandwiched therebetween. Within the energy irradiation time where the polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the rate, The decentering adjustment step for at least one optical base material is performed for a predetermined time among all the decentering adjustment steps for all optical base materials in the composite optical element, and the energy curing in the composite optical element for the energy irradiation time. When the energy irradiation time when the polymerization rate is predicted to exceed 70% in the predicted value of the polymerization rate of the mold resin layer elapses, while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer through the energy irradiation step In all the eccentricity adjustment steps to be performed, the application of the adjustment load for moving the optical base material in the direction is canceled.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記光学基材の光学面に前記エネルギー硬化型樹脂層を挟んで対向するように、他の光学基材を備える複合光学素子の製造工程において用いるのが好ましい。 Moreover, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the manufacturing process of the composite optical element including another optical base so as to face the optical surface of the optical base with the energy curable resin layer interposed therebetween Is preferably used.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を前記エネルギー照射工程を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程における当該光学基材に対する前記調整荷重の印加を1回以上解除するのが好ましい。 Moreover, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the polymerization rate is between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time. Within the energy irradiation time predicted to be, the eccentricity adjustment step for at least one optical substrate among all the eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element is performed via the energy irradiation step. It is preferable to cancel the application of the adjustment load to the optical substrate in the eccentricity adjusting step once or more when the polymerization is performed while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、予め、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態の試験片を用い、前記試験片に対して光又は熱のエネルギーを照射することによって前記試験片における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら、所定のエネルギー照射時間ごとに前記試験片における夫々の光学基材を前記基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重を測定することにより、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程において、前記試験片の光学基材に対応する前記複合光学素子における光学基材を前記基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重の予測値を、当該エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子におけるエネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブとして取得しておき、前記複合光学素子における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を、前記マスターカーブを用いて制御するのが好ましい。 Moreover, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical base material in advance between a plurality of predetermined members on which at least one side forms the optical base material. Using a test piece in a state where an energy curable resin layer is sandwiched, by irradiating light or heat energy to the test piece, while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer in the test piece, predetermined Measuring the adjustment load required to move each optical substrate in the test piece in a direction perpendicular or inclined with respect to the reference optical axis at every energy irradiation time of In the eccentricity adjustment step for at least one optical substrate among all the eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the optical element, The predicted value of the adjustment load required to move the optical substrate in the composite optical element corresponding to the optical substrate of the specimen in the vertical direction or the tilt direction with respect to the reference optical axis is calculated with respect to the energy irradiation time. Adjustment load required to obtain a master curve of an appropriate adjustment load for the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element, and to move in the direction relative to the optical substrate in the composite optical element Is preferably controlled using the master curve.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を前記エネルギー照射工程を介して前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程において、前記エネルギー硬化型樹脂層を加熱する加熱工程を併用するのが好ましい。 Further, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the decentering adjustment step for at least one optical substrate among all the decentering adjustment steps for all the optical substrates in the composite optical element is performed as the energy. When the polymerization reaction of the polymerizable resin layer is promoted through the irradiation step, it is preferable to use a heating step of heating the energy curable resin layer in the eccentricity adjustment step.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記エネルギー照射工程を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させる前に、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程を行なうのが好ましい。 Further, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, before promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer through the energy irradiation step, It is preferable to perform the eccentricity adjusting step.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、前記エネルギー照射工程を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子におけるエネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程を所定時間行なうのが好ましい。 Moreover, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the energy curable resin in the composite optical element with respect to the energy irradiation time while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer through the energy irradiation step. All the eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element are predetermined within an energy irradiation time in which the polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the layer. Time is preferred.
また、本発明による複合光学素子の調芯装置は、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させることによって完成させる、前記重合性樹脂層と前記重合性樹脂層の少なくとも一方の側に光学基材を備えた複合光学素子の製造工程において用いる、複合光学素子の調芯装置において、前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整手段と、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、予め求められた重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値を用いて、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測される重合反応時間が経過するときに、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する偏芯調整作動制御手段を有することを特徴としている。 The aligning device of the composite optical element according to the present invention is a polymerizable resin having a low polymerization rate at the position of the optical surface of the optical substrate between a plurality of predetermined members having at least one side forming the optical substrate. A composite optical element comprising an optical substrate on at least one side of the polymerizable resin layer and the polymerizable resin layer, which is completed by accelerating a polymerization reaction of the polymerizable resin layer with the layers sandwiched therebetween. Applying an adjustment load for moving each of the optical base materials in a vertical direction or an inclination direction with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for decentering adjustment in the alignment device for composite optical elements used in the manufacturing process The optical base between a plurality of decentering adjusting means for matching each optical core of each of the optical bases with the reference optical axis, and a plurality of predetermined members whose at least one side forms the optical base. Material The polymerization in the composite optical element with respect to a previously determined polymerization reaction time while accelerating the polymerization reaction of the polymerizable resin layer in a state where a polymerizable resin layer in a state where the polymerization rate is low is sandwiched between academic positions. Using the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer, it is predicted that the polymerization rate is between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. Within the polymerization reaction time, at least one of the eccentricity adjustment means for all the optical base materials in the composite optical element via the eccentricity adjustment means for the eccentricity adjustment means for at least one optical base material. A polymerization reaction in which the core is adjusted for a predetermined time and the polymerization rate is predicted to exceed 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. When an interval elapses, applying an adjustment load for moving in the direction relative to the optical substrate in the eccentricity adjustment through all the eccentricity adjustment means performed while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer. It is characterized by having an eccentricity adjustment operation control means for controlling to release.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する前記調整荷重の印加を1回以上解除するように制御するのが好ましい。 In the aligning device for the composite optical element of the present invention, the eccentricity adjusting operation control means has a polymerization rate of 0 in a predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. At least one of the eccentricity adjustments through all the eccentricity adjusting means for all the optical substrates in the composite optical element within a polymerization reaction time predicted to be between 70% and 70%. The adjustment load on the optical base material in the eccentricity adjustment via the eccentricity adjusting means when performing the eccentricity adjustment via the eccentricity adjustment means for the base material while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer It is preferable to control so that the application of is canceled once or more.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、予め取得された前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブを用いて、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を制御するのが好ましい。 In the composite optical element alignment apparatus of the present invention, the eccentricity adjustment operation control means is appropriate for the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time acquired in advance. It is preferable to control the adjustment load necessary for moving the optical base material in the direction in the eccentricity adjustment via the eccentricity adjustment means by using a master curve of the adjustment load.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、さらに、前記重合性樹脂層を加熱する加熱手段を備え、前記偏芯調整作動制御手段は、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整において、前記加熱手段を介した前記重合性樹脂層の加熱を併せて行なうように制御するのが好ましい。 The aligning device of the composite optical element of the present invention further includes a heating means for heating the polymerizable resin layer, and the eccentricity adjusting operation control means is provided for all optical substrates in the composite optical element. When performing the eccentricity adjustment through the eccentricity adjustment means for at least one optical substrate among the eccentricity adjustments through all the eccentricity adjustment means while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer, In the eccentricity adjustment via the eccentricity adjusting means, it is preferable to control so that the polymerizable resin layer is heated together via the heating means.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させる前に、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整を行なうように制御するのが好ましい。 Further, in the aligning device of the composite optical element of the present invention, the eccentricity adjusting operation control means is configured to perform all of the all optical substrates in the composite optical element before promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer. It is preferable to perform control so that eccentricity adjustment is performed via the eccentricity adjusting means.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行なうように制御するのが好ましい。 In the aligning device for a composite optical element according to the present invention, the eccentricity adjusting operation control means accelerates the polymerization reaction of the polymerizable resin layer, and the polymerizable resin in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. The polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the layer, and all the eccentricity adjusting means for all the optical substrates in the composite optical element are passed through. It is preferable to perform control so that the eccentricity adjustment is performed for a predetermined time.
また、本発明による複合光学素子の調芯装置は、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態で、前記エネルギー硬化型樹脂層への光又は熱のエネルギー照射を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させることによって完成させる、前記エネルギー硬化型樹脂層と前記エネルギー硬化型樹脂層の少なくとも一方の側に光学基材を備えた複合光学素子の製造工程において用いる、複合光学素子の調芯装置において、前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整手段と、光又は熱のエネルギーを前記重合率が低い状態にある前記エネルギー硬化型樹脂層に照射するエネルギー照射手段と、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態で、前記エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによって前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら、予め求められた前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値を用いて、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測されるエネルギー照射時間が経過するときに、前記エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによって前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する偏芯調整作動制御手段を有することを特徴としている。 Further, the aligning device of the composite optical element according to the present invention is an energy curable type in which the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members whose at least one side forms the optical base material. The energy curable resin layer is completed by accelerating a polymerization reaction of the energy curable resin layer through light or heat energy irradiation to the energy curable resin layer with the resin layer sandwiched therebetween, In a composite optical element alignment device used in a manufacturing process of a composite optical element having an optical base on at least one side of the energy curable resin layer, each of the optical bases is used as a reference for decentering adjustment. Applying an adjustment load for moving the reference optical axis in a direction perpendicular to or inclined with respect to the reference optical axis, the respective optical cores of the respective optical substrates coincide with the reference optical axis. A plurality of eccentricity adjusting means, energy irradiating means for irradiating light or heat energy to the energy curable resin layer having a low polymerization rate, and a plurality of predetermined members at least one of which forms an optical substrate The energy is obtained by irradiating light or heat energy through the energy irradiation means in a state where an energy curable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched between the optical surfaces of the optical substrate between Using the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element for the energy irradiation time determined in advance while promoting the polymerization reaction of the curable resin layer, the composite optical for the energy irradiation time Energy irradiation in which the polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate in the device The eccentricity adjustment via the eccentricity adjustment means for at least one of the optical substrates is predetermined among the eccentricity adjustments via all the eccentricity adjustment means for all the optical substrates in the composite optical element. The energy irradiating means when the energy irradiation time elapses and the polymerization rate is predicted to exceed 70% in the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time. By irradiating light or heat energy through the substrate, and moving in the direction relative to the optical substrate in the eccentricity adjustment through all the eccentricity adjustment means performed while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer. It is characterized by having an eccentricity adjustment operation control means for controlling so as to cancel the application of the adjustment load.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記エネルギー硬化型樹脂層を挟んで対向するように、他の光学基材を備える複合光学素子の製造工程において用いるのが好ましい。 Moreover, in the alignment apparatus of the composite optical element of the present invention, it is preferably used in the manufacturing process of the composite optical element provided with another optical substrate so as to face each other with the energy curable resin layer interposed therebetween.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を前記エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによって前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する前記調整荷重の印加を1回以上解除するように制御するのが好ましい。 In the composite optical element alignment apparatus of the present invention, the eccentricity adjustment operation control means has a polymerization rate in a predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time. Within an energy irradiation time predicted to be between 0% and 70%, at least one of the eccentricity adjustments through all the eccentricity adjustment means for all the optical base materials in the composite optical element. When performing eccentricity adjustment via the eccentricity adjusting means for the optical substrate while accelerating the polymerization reaction of the energy curable resin layer by irradiating light or heat energy via the energy irradiation means, It is preferable to control so that the application of the adjustment load to the optical base material in the eccentricity adjustment via the eccentricity adjusting means is released once or more. There.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、予め取得された前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子におけるエネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブを用いて、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を制御するのが好ましい。 In the composite optical element alignment apparatus of the present invention, the eccentricity adjustment operation control means is configured for the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time acquired in advance. It is preferable to control an adjustment load necessary for moving the optical base material in the direction in the eccentricity adjustment via the eccentricity adjustment means using a master curve of an appropriate adjustment load.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、さらに、前記エネルギー硬化型樹脂層を加熱する加熱手段を備え、前記偏芯調整作動制御手段は、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整において、前記加熱手段を介した前記重合性樹脂層の加熱を併せて行なうように制御するのが好ましい。 In the aligning device for a composite optical element according to the present invention, the composite optical element further includes a heating means for heating the energy curable resin layer, and the eccentricity adjusting operation control means includes all optical base materials in the composite optical element. When performing the eccentricity adjustment via the eccentricity adjustment means for at least one optical substrate among the eccentricity adjustments via all the eccentricity adjustment means for the above while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer In addition, in the eccentricity adjustment via the eccentricity adjusting means, it is preferable to control so that the polymerizable resin layer is also heated via the heating means.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させる前に、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整を行なうように制御するのが好ましい。 Further, in the aligning device of the composite optical element of the present invention, the eccentricity adjustment operation control means applies to all optical substrates in the composite optical element before promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer. It is preferable to perform control so that eccentricity adjustment is performed via all eccentricity adjusting means.
また、本発明の複合光学素子の調芯装置においては、前記偏芯調整作動制御手段は、前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行なうように制御するのが好ましい。 In the aligning device of the composite optical element of the present invention, the eccentricity adjusting operation control means promotes the polymerization reaction of the energy curable resin layer, and the polymerization property of the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. All the eccentricity adjusting means for all the optical substrates in the composite optical element are within the polymerization reaction time predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the resin layer. It is preferable to control so that the eccentricity adjustment is performed for a predetermined time.
本発明によれば、光学基材の弾性率が低い場合や、光学基材間に介在するエネルギー硬化型樹脂層等の重合性樹脂層が厚い場合においても、光学基材の偏芯量を小さく抑えて調芯精度の高い複合光学素子として完成させることが可能な複合光学素子の調芯方法およびその調芯装置が得られる。 According to the present invention, even when the elastic modulus of the optical substrate is low or when the polymerizable resin layer such as an energy curable resin layer interposed between the optical substrates is thick, the eccentricity of the optical substrate is reduced. A composite optical element alignment method and an alignment apparatus that can be completed as a composite optical element with high alignment accuracy while suppressing it are obtained.
実施形態の説明に先立ち、本発明の特徴的な構成及び作用効果について説明する。
本発明の複合光学素子の調芯方法は、エネルギー硬化型樹脂層等の重合性樹脂層と重合性樹脂層の少なくとも一方の側に光学基材を備えた複合光学素子の製造工程において用いる、複合光学素子の調芯方法において、夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を基準光軸に一致させる複数の偏芯調整工程を備え、予め、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値を求めておき、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を所定時間行ない、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測される重合反応時間が経過するときに、重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整工程における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除する。
Prior to the description of the embodiments, the characteristic configuration and operational effects of the present invention will be described.
The alignment method of the composite optical element of the present invention is a composite used in a manufacturing process of a composite optical element having an optical substrate on at least one side of a polymerizable resin layer such as an energy curable resin layer and a polymerizable resin layer. In the alignment method of the optical element, an adjustment load for moving each optical base material in a vertical direction or an inclination direction with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for eccentricity adjustment is applied to each optical base. A plurality of decentering adjustment steps for aligning each optical core of the material with the reference optical axis, and calculating in advance a predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time, at least one of them The polymerization reaction of the polymerizable resin layer is promoted with a polymerizable resin layer having a low polymerization rate sandwiched between the optical surfaces of the optical substrate between a plurality of predetermined members that form the optical substrate. While polymerization reaction time In the polymerization reaction time in which the polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element, all of all the optical base materials in the composite optical element The eccentricity adjusting step for at least one optical substrate is performed for a predetermined time in the eccentricity adjusting step, and the polymerization rate is 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. When the polymerization reaction time predicted to exceed is exceeded, applying an adjustment load for moving in the direction relative to the optical substrate in all eccentricity adjustment steps performed while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer To release.
また、本発明の複合光学素子の製造装置は、エネルギー硬化型樹脂層等の重合性樹脂層と重合性樹脂層の少なくとも一方の側に光学基材を備えた複合光学素子の製造工程において用いる、複合光学素子の調芯装置において、夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を基準光軸に一致させる複数の偏芯調整手段と、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、予め求められた重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値を用いて、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測される重合反応時間が経過するときに、重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する偏芯調整作動制御手段を有する。 The composite optical element manufacturing apparatus of the present invention is used in a manufacturing process of a composite optical element including an optical substrate on at least one side of a polymerizable resin layer such as an energy curable resin layer and a polymerizable resin layer. In the aligning device of the composite optical element, each optical substrate is applied with an adjustment load for moving the respective optical base material in a vertical direction or an inclination direction with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for decentering adjustment. A polymerization rate at the position of the optical surface of the optical substrate between a plurality of eccentricity adjusting means for matching each optical core of the substrate with the reference optical axis and a plurality of predetermined members having at least one side forming the optical substrate The predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the previously determined polymerization reaction time while accelerating the polymerization reaction of the polymerizable resin layer while sandwiching the polymerizable resin layer in a low state. Use polymerization reaction For all optical substrates in the composite optical element within the polymerization reaction time predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to time A polymerizable resin layer in a composite optical element that performs a decentration adjustment via a decentering adjustment means for at least one optical substrate among decentering adjustments via all decentering adjustment means for a predetermined time, and a polymerization reaction time. Eccentricity via all eccentricity adjusting means performed while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer when the polymerization reaction time predicted to exceed 70% in the predicted value of the polymerization rate of There is provided an eccentricity adjustment operation control means for controlling so as to cancel the application of the adjustment load for moving the optical base material in the direction in the adjustment.
本件出願人は、重合性樹脂の重合率と重合反応時間との関係、重合反応時間と光学基材を動かすために必要な調整荷重との関係から本発明を導出するに至った。ここでは、重合性樹脂として光エネルギー硬化型樹脂、重合反応時間を光エネルギー硬化型樹脂に対する光エネルギー照射時間として以下に導出過程を説明する。また、ここでは、便宜上、複合光学素子として2つの光学基材の間にエネルギー硬化型樹脂層を備えたタイプのものを用いて説明することとする。 The present applicant has derived the present invention from the relationship between the polymerization rate of the polymerizable resin and the polymerization reaction time, and the relationship between the polymerization reaction time and the adjustment load necessary to move the optical substrate. Here, the derivation process will be described below with the light energy curable resin as the polymerizable resin and the polymerization reaction time as the light energy irradiation time for the light energy curable resin. In addition, here, for the sake of convenience, the composite optical element will be described using a type including an energy curable resin layer between two optical substrates.
(作用)
光エネルギーの照射時間とエネルギー硬化型樹脂の重合率は、図1に示すような関係がある。図1は光エネルギーの照射時間(横軸)に対するエネルギー硬化型樹脂の重合率(縦軸)を示すグラフである。図1においてエネルギー硬化型樹脂の重合率は、光エネルギーの照射開始直後に急激に増加するが、光エネルギー照射時間が、エネルギー硬化型樹脂の重合率が約70%に対応する時間(図1の例では60秒となっている)を経過すると、エネルギー硬化型樹脂の重合率の増加速度は次第に遅くなる。なお、光エネルギーの照射時間に対するエネルギー硬化型樹脂の重合率は、光エネルギーの照射速度や環境温度、雰囲気成分などに依存する。このため、それらの条件を任意に調整することで、単位照射時間に対するエネルギー硬化型樹脂の重合率の増加率を変化させる、あるいは、エネルギー硬化型樹脂の重合率自体を下げることができる。
(Function)
The irradiation time of light energy and the polymerization rate of the energy curable resin have a relationship as shown in FIG. FIG. 1 is a graph showing the polymerization rate (vertical axis) of an energy curable resin with respect to the irradiation time (horizontal axis) of light energy. In FIG. 1, the polymerization rate of the energy curable resin rapidly increases immediately after the start of irradiation of light energy, but the light energy irradiation time is a time corresponding to the polymerization rate of the energy curable resin of about 70% (in FIG. 1). In the example, when 60 seconds have elapsed, the rate of increase in the polymerization rate of the energy curable resin gradually decreases. The polymerization rate of the energy curable resin with respect to the light energy irradiation time depends on the light energy irradiation speed, the environmental temperature, the atmosphere components, and the like. Therefore, by arbitrarily adjusting these conditions, the rate of increase of the polymerization rate of the energy curable resin per unit irradiation time can be changed, or the polymerization rate of the energy curable resin itself can be lowered.
また、光エネルギーの照射時間と光学基材を偏芯調整方向に移動させるために必要な荷重(調整荷重)は、図2に示すような関係がある。図2は光エネルギーの照射時間(横軸)に対する、光学基材を偏芯調整方向に移動させるために必要な調整荷重(縦軸)を示すグラフである。なお、図2では、荷重は、間にエネルギー硬化型樹脂層を有する2つの光学基材の位置を保持するために光学基材に対し基準光軸に沿う方向に印加する荷重(保持荷重)は示さず、2つの光学基材のうちの一方の光学基材を偏芯調整方向の一つである基準光軸に対して垂直方向(せん断方向)に移動させるために必要な荷重(調整荷重)のみ示してある。なお、保持荷重は、光エネルギー照射時間の経過にかかわらず一定である。ここで、調整荷重は、図1と同様に光エネルギー照射時間に対し急激な変化を示し、特に、光エネルギー照射時間が、エネルギー硬化型樹脂の重合率が約70%に対応する時間(光エネルギーの照射時間60秒)を経過すると急激に増加し、エネルギー硬化型樹脂の重合率が更に大きくなった段階に対応する時間を経過したときに荷重をかけるとエネルギー硬化型樹脂層が剥離して複合光学素子が破壊されてしまう。これは、エネルギー硬化型樹脂の重合度が約70%を超えると、エネルギー硬化型樹脂層の弾性率が非常に高くなるため、調整荷重(外部応力)を印加するとエネルギー硬化型樹脂層に応力が大きく発生して、エネルギー硬化型樹脂と光学基材との界面が破壊されることによるものと考えられる。一方、エネルギー硬化型樹脂の重合度が70%未満である場合は、エネルギー硬化型樹脂層は、粘弾性特性における粘性項を強く有している(弾性率が弱い)ため、エネルギー硬化型樹脂の硬化中に調整荷重を外部から光学基材を介して印加することによってエネルギー硬化型樹脂層に応力を発生させても、発生する応力が低くエネルギー硬化型樹脂層の歪みを緩和可能であると考えられる。 Further, the irradiation time of light energy and the load (adjustment load) necessary to move the optical base material in the eccentricity adjustment direction have a relationship as shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing the adjustment load (vertical axis) necessary for moving the optical base material in the eccentricity adjustment direction with respect to the irradiation time of light energy (horizontal axis). In FIG. 2, the load is a load (holding load) applied in the direction along the reference optical axis to the optical substrate in order to maintain the position of the two optical substrates having the energy curable resin layer between them. Not shown (load) (adjustment load) necessary to move one of the two optical substrates in a direction perpendicular to the reference optical axis (shear direction) that is one of the eccentricity adjustment directions (shear direction) Only shown. The holding load is constant regardless of the passage of light energy irradiation time. Here, the adjustment load shows a rapid change with respect to the light energy irradiation time as in FIG. 1, and in particular, the light energy irradiation time is a time corresponding to a polymerization rate of about 70% of the energy curable resin (light energy). When the load is applied when the time corresponding to the stage when the polymerization rate of the energy curable resin has further increased, the energy curable resin layer is peeled off and combined. The optical element will be destroyed. This is because, when the degree of polymerization of the energy curable resin exceeds about 70%, the elastic modulus of the energy curable resin layer becomes very high. Therefore, when an adjustment load (external stress) is applied, stress is applied to the energy curable resin layer. This is considered to be due to the large occurrence and destruction of the interface between the energy curable resin and the optical substrate. On the other hand, when the degree of polymerization of the energy curable resin is less than 70%, the energy curable resin layer has a strong viscosity term in the viscoelastic characteristics (low elastic modulus). Even if stress is generated in the energy curable resin layer by applying an adjustment load from the outside via an optical substrate during curing, the generated stress is low and distortion of the energy curable resin layer can be relaxed. It is done.
図1と図2とに示した関係から、同一の光エネルギー照射条件下における光エネルギー照射時間に対するエネルギー硬化型樹脂の重合率と、この重合率に対応した調整荷重が求まる。すなわち、任意の光エネルギー照射時間における偏芯調整のための移動に過不足のない調整荷重を予め求めておくことができる。 From the relationship shown in FIG. 1 and FIG. 2, the polymerization rate of the energy curable resin with respect to the light energy irradiation time under the same light energy irradiation conditions and the adjustment load corresponding to this polymerization rate are obtained. That is, it is possible to obtain in advance an adjustment load that is sufficient for movement for eccentricity adjustment in an arbitrary light energy irradiation time.
なお、偏芯調整に際し、例えば、エネルギー硬化型樹脂層を光学基板で挟んだ未完成状態の複合光学素子に対し光エネルギーを照射する光エネルギー照射手段の照射光軸と同軸上に、該複合光学素子に対しコリメート光を照射するコリメート光照射手段と、コリメート光照射手段からのコリメート光の光軸上での位置ずれを検出するコリメート光位置ずれ検出機とを配置すれば、光学偏芯量を軸上コマ収差として光エネルギー照射中に算出することができる。そして、算出した偏芯量に基づき、光エネルギー照射中に、後述する偏芯調整手段を用いて、複合光学素子として4つある光学芯のうち、少なくとも1つの光学芯に対して偏芯調整を行なうことができる。 When adjusting the eccentricity, for example, the composite optical system is coaxial with the irradiation optical axis of the light energy irradiation means for irradiating light energy to the composite optical element in an incomplete state in which the energy curable resin layer is sandwiched between optical substrates. If a collimated light irradiating means for irradiating the element with collimated light and a collimated light misalignment detector for detecting the positional deviation on the optical axis of the collimated light from the collimated light irradiating means are arranged, the optical eccentricity can be reduced. The axial coma can be calculated during light energy irradiation. Then, based on the calculated eccentricity amount, the eccentricity adjustment is performed on at least one of the four optical cores as the composite optical element using the eccentricity adjusting unit described later during the light energy irradiation. Can be done.
ここで、光エネルギー照射時間における偏芯調整のための調整荷重の印加パターンと、成形後(エネルギー硬化型樹脂の硬化後)の複合光学素子の軸上コマ(複合光学素子全体の偏芯量)との関係について実験したところ、以下のことが確認できた。
調整荷重の印加パターンとしては、次の3つのパターンについて実験した。
(1)第一の荷重印加パターン:偏芯調整のための調整荷重をエネルギー硬化型樹脂層の重合率0%のときにのみ印加するパターン
即ち、第一の荷重印加パターンは、上述した特許文献1に記載されているように、エネルギー硬化型樹脂に対する光エネルギー照射前においてのみ偏芯調整のための調整荷重を印加する荷重印加パターンである。
(2)第二の荷重印加パターン:偏芯調整のための調整荷重を光エネルギーの照射時間中に連続的に印加するパターン
即ち、第二の荷重印加パターンは、偏芯調整のための調整荷重の印加をエネルギー硬化型樹脂層の重合率の増加に対応させて連続的に増加させる荷重印加パターンである。
(3)第三の荷重印加パターン:偏芯調整のための調整荷重を光エネルギーの照射時間中に断続的に印加するパターン
即ち、第三の荷重印加パターンは、エネルギー硬化型樹脂層の重合率が増加中(成形中)に、一旦、偏芯調整のための調整荷重の印加を解除(調整荷重をゼロに)し、その後、再び、偏芯調整のための調整荷重の印加を光エネルギーの照射時間の経過に伴い増加する重合率に対応して増加させる荷重印加パターンである。
Here, the application pattern of the adjustment load for eccentricity adjustment in the light energy irradiation time and the axial top of the composite optical element after molding (after curing of the energy curable resin) (the eccentric amount of the entire composite optical element) As a result of experiments on the relationship, the following could be confirmed.
The following three patterns were tested as the adjustment load application pattern.
(1) First load application pattern: a pattern in which an adjustment load for adjusting eccentricity is applied only when the polymerization rate of the energy curable resin layer is 0%. That is, the first load application pattern is the above-described patent document. 1 is a load application pattern in which an adjustment load for eccentricity adjustment is applied only before light energy irradiation to the energy curable resin.
(2) Second load application pattern: a pattern in which an adjustment load for eccentricity adjustment is continuously applied during the irradiation time of light energy. That is, the second load application pattern is an adjustment load for eccentricity adjustment. Is a load application pattern in which the application is continuously increased in accordance with the increase in the polymerization rate of the energy curable resin layer.
(3) Third load application pattern: a pattern in which an adjustment load for adjusting eccentricity is intermittently applied during the irradiation time of light energy. That is, the third load application pattern is a polymerization rate of the energy curable resin layer. While increasing (during molding), once the application of the adjustment load for eccentricity adjustment is canceled (adjustment load is set to zero), and then the adjustment load for eccentricity adjustment is again applied to the light energy. It is a load application pattern which increases corresponding to the polymerization rate which increases with progress of irradiation time.
上記第一〜第三の荷重印加パターンにおいて、成形後の複合光学素子の軸上コマ量は、第三の荷重印加パターンが最も小さく、次いで第二の荷重印加パターンが小さく、第一の荷重印加パターンが最も大きくなった。これらの結果より、第三の荷重印加パターンによる複合光学素子の調芯方法が、複合光学素子の成形後の光学性能が最も高くなることが分かった。
また、上記第一〜第三の荷重印加パターンにおける複合光学素子の光学基材の変形量(即ち、エネルギー硬化型樹脂層の光エネルギー照射による重合反応以前との形状差)も、第三の荷重印加パターンが最も小さく、次いで、第二の荷重印加パターンが小さく、第一の荷重印加パターンが最も大きくなり、第三の荷重印加パターンによる複合光学素子の調芯方法が、複合光学素子の成形後の光学性能が最も高いことが分かった。
In the first to third load application patterns, the amount of on-axis coma of the composite optical element after molding is the smallest in the third load application pattern, then the second load application pattern is small, and the first load application The pattern became the largest. From these results, it was found that the optical performance after molding of the composite optical element is the highest in the method of aligning the composite optical element using the third load application pattern.
The deformation amount of the optical substrate of the composite optical element in the first to third load application patterns (that is, the shape difference from the polymerization reaction due to light energy irradiation of the energy curable resin layer) is also the third load. The application pattern is the smallest, then the second load application pattern is small, the first load application pattern is the largest, and the method of aligning the composite optical element using the third load application pattern is after molding the composite optical element. Was found to have the highest optical performance.
このような実験結果を経て、本件出願人は、予め、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値を求めておき、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を所定時間行ない、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測される重合反応時間が経過するときに、重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整工程における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除する本発明の複合光学素子の調芯方法およびその調芯装置を導出するに至った。 Through such experimental results, the present applicant has previously obtained a predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time, and a plurality of predetermined values on which at least one side forms an optical substrate. In the composite optical element with respect to the polymerization reaction time while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer with the polymerizable resin layer having a low polymerization rate sandwiched between the positions of the optical surfaces of the optical substrate between the members All eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element within the polymerization reaction time predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer The eccentricity adjustment step for at least one of the optical substrates is performed for a predetermined time, and the polymerization rate in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time is Adjustment load for moving in the direction relative to the optical substrate in all eccentricity adjustment steps performed while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer when the polymerization reaction time expected to exceed 0% elapses The present invention has led to a method of aligning a composite optical element of the present invention that cancels the application of the above and an aligning device thereof.
本発明の調芯方法およびその調芯装置によれば、光学基材の弾性率が低い場合や、光学基材間に介在するエネルギー硬化型樹脂層等の重合性樹脂層が厚い場合においても、光学基材の偏芯量を小さく抑えて調芯精度の高い複合光学素子として完成させることが可能な複合光学素子が得られる。 According to the alignment method and alignment apparatus of the present invention, even when the elastic modulus of the optical substrate is low or when the polymerizable resin layer such as an energy curable resin layer interposed between the optical substrates is thick, A composite optical element that can be completed as a composite optical element with high alignment accuracy by reducing the amount of eccentricity of the optical substrate is obtained.
本発明の調芯方法においては、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程における当該光学基材に対する調整荷重の印加を1回以上解除するのが好ましい。 In the alignment method of the present invention, the polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. When the eccentricity adjusting step for at least one optical substrate among all the eccentricity adjusting steps for all optical substrates in the composite optical element is performed while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer, the eccentricity adjusting step is performed. It is preferable to cancel the application of the adjustment load to the optical substrate in the core adjustment step one or more times.
また、本発明の調芯方法においては、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値は、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態の試験片を用い、試験片における重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、所定の重合反応時間ごとに重合性樹脂層のヤング率を測定することによって求める。 In the alignment method of the present invention, the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time is an optical substrate between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical substrate. Using a test piece in which a polymerizable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched at the position of the optical surface, the polymerization is carried out every predetermined polymerization reaction time while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer in the test piece. It is determined by measuring the Young's modulus of the conductive resin layer.
また、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、予め、少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態の試験片を用い、試験片における重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、所定の重合反応時間ごとに試験片における夫々の光学基材を基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重を測定することにより、重合反応時間に対する複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程において、試験片の光学基材に対応する複合光学素子における光学基材を基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重の予測値を、当該重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブとして取得しておき、複合光学素子における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を、マスターカーブを用いて制御する。 Further, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the polymerization in which the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members whose at least one side forms the optical base material in advance. Using the test piece with the photosensitive resin layer sandwiched between them, while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer in the test piece, each optical substrate in the test piece with respect to the reference optical axis for each predetermined polymerization reaction time At least one or more optical substrates out of all the eccentricity adjusting steps for all the optical substrates in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time by measuring the adjustment load necessary for moving in the vertical direction or the tilt direction Adjustment load required to move the optical base material in the composite optical element corresponding to the optical base material of the test piece in the direction perpendicular or inclined with respect to the reference optical axis The predicted value is acquired as a master curve of an appropriate adjustment load for the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time, and moved in the direction with respect to the optical substrate in the composite optical element. The adjustment load necessary for the adjustment is controlled using a master curve.
なお、エネルギー硬化型樹脂のヤング率は温度上昇により低下する。このため、偏芯調整の工程中に赤外線照射や雰囲気温度を上昇させる等の加熱手段を併用すると、偏芯調整のための調整荷重を低く抑えることができ、更に、複合光学素子の内部に発生するひずみを低減させることができる。また、エネルギー硬化型樹脂は粘弾性特性を有し、加熱に伴い、弾性が低下し、粘性が上昇するため、一定の荷重に対するエネルギー硬化型樹脂の変形速度が上昇し、偏芯調整に要する時間の短縮を図ることもできる。更に、加熱手段を介してガラス転移点付近まで温度を上昇させた場合には、複合光学素子の応力を緩和することができ、成形後の応力緩和工程を成形中に兼ねることができるため、複合光学素子の生産性が向上する。 Note that the Young's modulus of the energy curable resin decreases with increasing temperature. For this reason, when using heating means such as infrared irradiation or raising the ambient temperature during the eccentricity adjustment process, the adjustment load for eccentricity adjustment can be kept low, and further generated inside the composite optical element. Strain can be reduced. In addition, energy curable resins have viscoelastic properties, and with heating, the elasticity decreases and the viscosity increases. Therefore, the deformation speed of the energy curable resin with respect to a certain load increases, and the time required for eccentricity adjustment Can be shortened. Furthermore, when the temperature is raised to the vicinity of the glass transition point through a heating means, the stress of the composite optical element can be relieved, and the stress relieving process after molding can also be performed during molding. Productivity of optical elements is improved.
このため、本発明の複合光学素子の調芯方法においては、複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程において、重合性樹脂層を加熱する加熱工程を併用するのが好ましい。 For this reason, in the alignment method of the composite optical element of the present invention, the decentering adjustment process for at least one of the optical base materials out of all the decentering adjustment processes for all the optical base materials in the composite optical element is polymerizable. When performing while promoting the polymerization reaction of the resin layer, it is preferable to use a heating step of heating the polymerizable resin layer in the eccentricity adjusting step.
また、複合光学素子の調芯方法においては、重合性樹脂層の重合反応を促進させる前に、複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程を行なうのが好ましい。 Moreover, in the alignment method of a composite optical element, it is preferable to perform all decentering adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element before promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer.
また、複合光学素子の調芯方法においては、重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程を所定時間行なうのが好ましい。 In the alignment method of the composite optical element, the polymerization rate is 0% to 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer. It is preferable to perform all the eccentricity adjustment steps for all the optical base materials in the composite optical element for a predetermined time within the polymerization reaction time predicted to be up to%.
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて具体的に説明する。
第一実施形態
図3は本発明の第一実施形態にかかる複合光学素子の偏芯調整方法において貼り合わせる光学基材の形状を示す説明図で、(a)は貼り合わせ前の状態を示す図、(b)は貼り合わせた状態を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
First Embodiment FIG. 3 is an explanatory view showing the shape of an optical substrate to be bonded in the method for adjusting the eccentricity of a composite optical element according to the first embodiment of the present invention, and (a) is a view showing a state before bonding. (B) is a figure which shows the state bonded together.
(貼り合わせる光学基材の形状)
第1の光学基材12は、貼り合わせ面12bが近似曲率半径R2=8mmの非球面形状に形成され、貼り合わせ面12bとは反対側の面12aが近似曲率半径R1=38mmの非球面形状に形成された、両凹形状のレンズで、中心肉厚t1=0.8mm、外径D1=φ12.4mmのプラスチック成形レンズである。レンズの材質は、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)という熱可塑性樹脂である。
第2の光学基材14は、貼り合わせ面14bが近似曲率半径R4=6.4mmの非球面形状に形成され、貼り合わせ面14bとは反対側の面14aが近似曲率半径R3=16mmの非球面形状に形成された、貼り合わせ側に凸の正メニスカス形状のレンズで、中心肉厚t2=2.4mm、外径D2=φ12.4mmのプラスチック成形レンズである。レンズの材質は、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)という熱可塑性樹脂である。
(Shape of optical substrate to be bonded)
The first
The second
(貼り合わせ工程)
第1の光学基材12における貼り合わせ面12bにエネルギー硬化型樹脂を所望量滴下した後、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bと第2の光学基材14における貼り合わせ面14bとを近づけ、第2の光学基材14を介してエネルギー硬化型樹脂を押延しながら第1の光学基材12と第2の光学基材14とを貼り合わせる。なお、第1の光学基材12と第2の光学基材14は、互いの貼り合わせ面がエネルギー硬化型樹脂層16を挟んで貼り合される際に、図3(b)に示すように、貼り合せ面の周縁部12b1,14b1同士が当接して、エネルギー硬化型樹脂層16が中心肉厚0.7mmのメニスカス形状となるように形成されている。
(Lamination process)
After a desired amount of energy-curable resin is dropped on the
(光学面の偏芯の説明)
図4はエネルギー硬化型樹脂16を間に挟んで貼り合わせる前の第1の光学基材12と第2の光学基材14の偏芯状態を示す断面図である。
図4の例では、複合光学素子10は、第1の光学基材12と第2の光学基材14とをエネルギー硬化型樹脂16を介して貼り合わせて構成される。
(Explanation of eccentricity of optical surface)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the eccentric state of the first
In the example of FIG. 4, the composite
この複合光学素子10において、第1の光学基材12は光学面12a,12bを、第2の光学基材14は光学面14a、14bを、夫々有している。ここで、複合光学素子10の光学芯は、光学面12a,12bが有する第1及び第2の光学芯c1,c2と光学面14a,14bが有する第3及び第4の光学芯c3,c4とを合わせて、全部で4個存在する。ここで、複合光学素子10が所望の光学性能を発揮するためには、これらの第1〜第4の光学芯c1〜c4の全てが同一直線上に位置するように、各光学芯c1〜c4のシフト方向及びチルト方向の位置を調整(偏芯調整)する必要がある。
即ち、第1の光学芯c1と第2の光学芯c2とを結ぶ第1の光学基材12の光軸L1と、第3の光学芯c3と第4の光学芯c4とを結ぶ第2の光学基材14の光軸L2とを、基準光軸L0に高精度に一致させる必要がある。なお、この基準光軸L0とは、偏芯調整の基準となる光軸のことである。
In this composite
That is, the second optical axis L1 of the first
また、光学芯とは、理想像が得られる光学面位置を表すものであって、光学面形状が球面で構成される場合は、球面の曲率中心をいい、光学面形状が非球面で構成される場合は、非球面中央部の球面近似における曲率中心をいうものとする。また、理想像とは、光学基材に光を透過させた際に測定できる、チャート像、波面収差像、軸上コマ収差像についての理想像である。
これら光学基材を透過する像は、光学基材の光学芯の位置ズレ、光学基材内部の屈折率分布および複屈折が大きくなることで、理想像から乖離した像が形成される。
The optical core represents the position of the optical surface where an ideal image can be obtained.If the optical surface shape is a spherical surface, it means the center of curvature of the spherical surface, and the optical surface shape is an aspherical surface. The center of curvature in the spherical approximation of the central part of the aspherical surface. The ideal image is an ideal image for a chart image, a wavefront aberration image, and an axial coma image that can be measured when light is transmitted through the optical substrate.
The images transmitted through these optical base materials are formed so as to deviate from the ideal image by increasing the positional deviation of the optical core of the optical base material, the refractive index distribution inside the optical base material, and the birefringence.
即ち、本願における複合光学素子の調芯方法における偏芯とは、理想像から乖離した像(理想像ズレ)が形成された状態を指し、偏芯調整とは、当該理想像ズレを解消するために光学基材の光学芯位置を調整することを指す。
また、シフトとは光軸に対する光学面の光学芯の平行移動をいい、チルトとは光軸に対する光学面の光学芯の傾きをいう。
That is, the decentering in the alignment method of the composite optical element in the present application refers to a state in which an image deviating from the ideal image (ideal image shift) is formed, and the decentering adjustment is for eliminating the ideal image shift. And adjusting the position of the optical core of the optical substrate.
The shift refers to the parallel movement of the optical core of the optical surface with respect to the optical axis, and the tilt refers to the tilt of the optical core of the optical surface with respect to the optical axis.
次に、第一実施形態の複合光学素子の調芯方法に用いる複合光学素子の調芯装置について説明する。
(調芯装置の構成)
図5は本発明の第一実施形態にかかる複合光学素子の調芯装置20の全体構成を示す説明図である。
複合光学素子の調芯装置20は、重合性樹脂としてのエネルギー硬化型樹脂(紫外線硬化型樹脂16)を挟んで対向配置された第1の光学基材12及び第2の光学基材14に光を透過させながら、夫々の光学面の光学芯c1〜c4を求めて偏芯調整を行ない、第1と第2の光学基材12,14の間に紫外線硬化型樹脂層16が接合された複合光学素子を得る装置である。この調芯装置20は、第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33と、偏芯調整作動制御手段としての制御パソコン44とを備えている。
Next, a composite optical element alignment apparatus used in the composite optical element alignment method of the first embodiment will be described.
(Configuration of alignment device)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the aligning
The aligning
第1の偏芯調整手段21は、第1の光学基材12を保持する第1の治具22と、駆動ロッド23と、駆動ロッド23を介して第1の治具22をxy方向に移動させる第1のモータ24を有している。
第1の治具22は、第1の光学基材12をxy方向に位置規制する治具であり、端部が尖った円筒形状となっているベルクランプ機構を有している。第1の治具22は、このベルクランプ機構により、第1の光学基材12を点で保持する。第一形態ではベルクランプ機構により、光学基材の球面部分を保持しているが、スクロールチャック機構や、光学基材の側面や球面の外周部を保持するような保持機構等を用いても良い。
このように構成された第1の偏芯調整手段21は、第1の光学基材12をxy方向に移動可能に保持する。詳しくは、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bとは反対側の面12aの非球面形状部に第1の治具22を当接させ、不図示の真空吸着装置により真空吸着を行なうことで、第1の治具22は、第1の光学部材12を保持する。そして、第1のモータ24の駆動が駆動ロッド23を介して第1の治具22に伝わり、第1の光学基材12が、第1の治具22とともに基準光軸L0に対するxy軸方向に沿って移動する。
このようにして、第1の偏芯調整手段21は、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bとは反対側の面12aが有する第1の光学芯c1が有する第1の光学芯c1(図4参照)が基準光軸L0と一致するよう、後述の方法により(基準光軸設定手段である光源38、計測用の像形成部材(十字チャート)40、像検出器42を用いて)形成される基準光軸L0に対して垂直方向(xy平面と平行な方向)に第1の光学基材12を移動させる。
The first eccentricity adjusting means 21 moves the
The
The first eccentricity adjusting means 21 configured as described above holds the first
In this way, the first eccentricity adjusting means 21 has the first optical core c1 included in the first optical core c1 included in the
第2の偏芯調整手段25は、第1の光学基材12を保持する第2の治具26と、駆動ロッド27と、駆動ロッド27を介して第2の治具26をxy方向に移動させる第2のモータ28を有している。
第2の治具26は、第1の光学基材12の側面を保持する。
このように構成された第2の偏芯調整手段25は、第1の光学基材12の側面に当接する。そして、第2のモータ28が駆動ロッド27を介して第2の治具26をxy方向に移動させると、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bとは反対側の面12aに沿って第1の治具22のベルクランプ機構における端部が尖った円筒形状部分との接触位置がずれることによって、第1の光学基材12が基準光軸L0に対して傾斜方向(θ方向)に移動する。
このようにして、第2の偏芯調整手段25は、第1の光学芯c1(図4参照)を基準光軸L0に一致させたまま、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bが有する第2の光学芯c2(図4参照)が基準光軸L0と一致するよう、基準光軸L0に対して傾斜方向(θ方向)に第1の光学基材12を移動させる。
The second eccentricity adjusting means 25 moves the
The
The second eccentricity adjusting means 25 configured in this way comes into contact with the side surface of the first
In this way, the second
第3の偏芯調整手段29は、第2の光学基材14を保持する第3の治具30と、駆動ロッド31と、駆動ロッド31を介して第3の治具30を移動させる第3のモータ32を有している。
第3の治具30は、第2の光学基材14をxy方向に位置規制する治具であり、第1の治具22と同様のベルクランプ機構を有している。
このように構成された第3の偏芯調整手段29は、第2の光学基材14をxy方向に移動可能に保持する。詳しくは、第2の光学基材14における貼り合わせ面14bとは反対側の面14aの非球面形状部に第3の治具30を当接させ、不図示の真空吸着装置により真空吸着を行なうことで、第3の治具30は、第2の光学基材14を保持する。そして、第3のモータ32の駆動が駆動ロッド31を介して第3の治具30に伝わり、第2の光学基材14が、第3の治具30とともに基準光軸L0に対するxy軸方向に沿って移動する。
このようにして、第3の偏芯調整手段29は、第2の光学基材14における貼り合わせ面14bとは反対側の面14aが有する第3の光学芯c3(図4参照)が基準光軸L0と一致するよう、基準光軸L0に対して垂直方向(xy平面と平行な方向)に第2の光学基材14を移動させる。
The third eccentricity adjusting means 29 is a
The
The third eccentricity adjusting means 29 configured as described above holds the second
In this way, the third eccentricity adjusting means 29 is such that the third optical core c3 (see FIG. 4) of the
第4の偏芯調整手段33は、第2の光学基材14を保持する第4の治具34と、駆動ロッド35と、駆動ロッド35を介して第4の治具34をxy方向に移動させる第4のモータ36を有している。
第4の治具26は、第2の光学基材14の側面を保持する。
このように構成された第4の偏芯調整手段33は、第2の光学基材14の側面に当接する。そして、第4のモータ36が駆動ロッド35を介して第4の治具34をxy方向に移動させると、第2の光学基材14における貼り合わせ面14bとは反対側の面14aに沿って第3の治具30のベルクランプ機構における端部が尖った円筒形状部分との接触位置がずれることによって、第2の光学基材14が基準光軸L0に対して傾斜方向(θ方向)に移動する。
このようにして、第4の偏芯調整手段33は、第3の光学芯c3(図4参照)を基準光軸L0に一致させたまま、第2の光学基材14における貼り合わせ面14bが有する第4の光学芯c4(図4参照)が基準光軸L0と一致するよう、基準光軸L0に対して傾斜方向(θ方向)に第2の光学基材14を移動させる。
The fourth eccentricity adjusting means 33 moves the
The
The fourth eccentricity adjusting means 33 configured as described above is in contact with the side surface of the second
In this way, the fourth
さらに、これら第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33は、偏芯調整作動制御手段としての制御パソコン44によって制御される。この制御パソコン44は、CPUやROM等を備えた一般に使用されているパソコンである。
例えば、この制御パソコン44は、基準光軸L0と第1の光学芯c1の間の差分がなくなるように演算し、演算結果に基づき第1のモータ24を駆動させて、第1の偏芯調整手段21による偏芯調整が行われるように制御する。同様に、基準光軸L0と第2の光学芯c2、第3の光学芯c3、第4の光学芯c4との間の差分がなくなるように夫々演算し、演算結果に基づいて第2のモータ28、第3のモータ32及び第4のモータ36も同様に駆動させて、第2、第3、第4の偏芯調整手段25,29,33による偏芯調整が行なわれるように制御する。
Further, the first to fourth eccentricity adjusting means 21, 25, 29, 33 are controlled by a control
For example, the control
また、制御パソコン44は、第1の光学基材12と第2の光学基材14との間における光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層16を挟んだ状態で、エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによってエネルギー硬化型樹脂層16の重合反応を促進させながら、予め求められたエネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値を用いて、エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整のうち少なくとも一方の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測されるエネルギー照射時間が経過するときに、エネルギー照射手段を介した光又は熱のエネルギーを照射することによってエネルギー硬化型樹脂層16の重合反応を促進させながら行なう複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する。
Further, the control
重合反応時間に対する複合光学素子10における重合性樹脂層16の重合率の予測値は、光学基材12,14の間における光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層16を挟んだ状態の試験片を用い、試験片における重合性樹脂層16の重合反応を促進させながら、所定の重合反応時間ごとに重合性樹脂層のヤング率を測定することによって求め、制御パソコン44に記憶されている。
The predicted value of the polymerization rate of the
また、制御パソコン44は、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層16の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を重合性樹脂層16の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程における当該光学基材に対する調整荷重の印加を1回以上解除するように制御することもできるようになっている。
Further, the control
また、制御パソコン44は、予め取得されたエネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブを用いて、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を制御する。
Further, the control
エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブは、第1及び前記第2の光学基材12,14の間における光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層16を挟んだ状態の試験片を用い、試験片における重合性樹脂層16の重合反応を促進させながら、所定の重合反応時間ごとに試験片における夫々の光学基材を基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重を測定することにより、重合反応時間に対する複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整において、試験片の光学基材に対応する複合光学素子10における光学基材を基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重の予測値を、当該重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブとして取得し、制御パソコン44に記憶されている。
The master curve of the appropriate adjustment load for the predicted value of the polymerization rate of the energy
なお、図5において、符号38は偏芯計測に用いる光源、40は計測用の像形成部材(十字チャート)、42は像検出器(対物レンズを含むCCDカメラ)、46はハーフミラー、48はエネルギー照射手段としての紫外線照射に用いる光源である。
なお、図5の構成において、光源38にはレーザ光源を使用しているが、コリメート光を出射する光源であれば、どのような光源でもよい。また、光源38とハーフミラー46、及び像検出器42を結ぶ基準光軸L0と、光源48とハーフミラー46とを結ぶ照射軸(成形軸)とが、予め高精度に調整されていることは勿論である。なお、ハーフミラー46の代わりに、紫外線光を折り曲げるグラスファイバーを用いてもよい。
更に、像形成部材40は、図5の構成では十字チャートを用いたが、公知の透過光観察手段を付与させるものであれば、任意の形状、方式であればよく、治具レンズおよびフォーカス機構を具備してもよい。同様に、図5の構成の像検出機42では対物レンズを含むCCDカメラを用いているが、光を検出できる機器であればどのような機構でもよい。
In FIG. 5,
In the configuration of FIG. 5, a laser light source is used as the
Furthermore, the cross-chart is used for the
次に、第一実施形態の複合光学素子の偏芯調整装置を用いた偏芯調整方法の具体的な手順について説明する。
(基材保持方法)
上述したように、第1の光学基材と第2の光学基材との間における光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態の貼り合わせ面12bとは反対側の面12aの非球面形状部に第1の治具22を当接させ、不図示の真空吸着装置により真空吸着を行うことで、第1の治具22は、第1の光学基材12を保持する。
同様の方法で、貼り合わせ面14aとは反対側の面14bの非球面形状部に第3の治具30を当接させ、第2の治具30は、第2の光学基材14を保持する。
Next, a specific procedure of the eccentricity adjusting method using the eccentricity adjusting device for the composite optical element according to the first embodiment will be described.
(Substrate holding method)
As described above, the bonded
In the same manner, the
(調芯及び成型方法)
以下、図5を参照しながら、図6の偏芯調整に関するフローチャートを示す図、及び図7(a)〜図7(f)の光学芯の調整方法の説明図に基づき、第一実施形態における複合光学素子の調芯方法について説明する。なお、図7では、説明の便宜上、第1の光学基材と第2の光学基材との間を、適宜離して示してある。
光源38から発したコリメート光が、像形成手段(十字チャート)40を通過して、像検出器42にてコリメート光を検出することで基準光軸L0が設定される。
そこで、第1の光学基材12の有する第1の光学芯c1、第2の光学芯c2の偏芯調整を行う。
第1の光学基材12が、第1の治具22に保持されるとき、図7(a)に示すように、第1の光学芯c1は基準光軸L0に必ずしも一致していない。
(Alignment and molding method)
Hereinafter, referring to FIG. 5, the flowchart of the eccentricity adjustment of FIG. 6 and the explanatory diagram of the optical core adjustment method of FIG. 7A to FIG. A method for aligning the composite optical element will be described. In FIG. 7, for convenience of explanation, the first optical base material and the second optical base material are illustrated as being appropriately separated.
The collimated light emitted from the
Therefore, the eccentric adjustment of the first optical core c1 and the second optical core c2 of the first
When the first
そのため、図7(b)に示すように、第1の光学芯c1を基準光軸L0に一致させるように第1の治具22を移動させる。
この場合、図5に示すように、光源38から像形成部材(十字チャート)40を通過したコリメート光は、第1の光学基材12を透過して、像検出器42において像が検出される。ここで得られた像と、公知の偏芯調整量算出方法(例えば、特開2008-256900号公報参照)によって得られた偏芯調整量に基づき、制御パソコン44を介して第1の光学基材12を、第1の治具22を基準光軸L0に対して垂直なxy軸方向に移動させる。こうして、第1の光学芯c1を基準光軸L0に一致させる(図6のステップS1)。本実施の形態では、以下の光学芯と基準光軸の一致は、全て制御パソコン44を介した偏芯調整量の算出によって行う。
Therefore, as shown in FIG. 7B, the
In this case, as shown in FIG. 5, the collimated light that has passed through the image forming member (cross chart) 40 from the
次に、像形成部材40のパターンを変更し、第2の光学芯c2についての偏芯像を検出し、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bの偏芯調整量を算出する。その後、第1の光学基材12の側面に第2の治具26を当接させる。そして、図7(c)に示すように、第1の治具22に保持された第1の光学基材12を、第2の治具26により基準光軸L0に対してθ傾斜した方向に移動させて、第2の光学芯c2を基準光軸L0に一致させる(図6のステップS2)。
なお、第1の光学基材12はベルクランプ機構を有する第1の治具22により保持されているため、すでに調整した第1の光学芯c1は、移動することはない。
これで、第1の光学基材12において、貼り合わせ面12bとは反対側の面12aが有する第1の光学芯c1と、貼り合わせ面12bが有する第2の光学芯c2とが、基準光軸L0に一致する。
なお、第一実施形態では第1の光学芯c1を基準光軸L0に対してxy方向に移動させ、第2の光学芯を基準光軸L0に対してθ傾斜する方向に移動させて偏芯調整を行っているが、これに代えて第1の光学芯c1を基準光軸L0に対してθ傾斜する方向に移動させ、第2の光学芯を基準光軸L0に対してxy方向に移動させて偏芯調整を行っても良い。これは他の実施形態においても同様である。
Next, the pattern of the
In addition, since the 1st
Thus, in the first
In the first embodiment, the first optical core c1 is moved in the xy direction with respect to the reference optical axis L0, and the second optical core is moved in the direction inclined by θ with respect to the reference optical axis L0 to be eccentric. However, instead of this, the first optical core c1 is moved in the direction inclined by θ with respect to the reference optical axis L0, and the second optical core is moved in the xy direction with respect to the reference optical axis L0. The eccentricity adjustment may be performed. The same applies to other embodiments.
次に、第2の光学基材14の有する第3の光学芯c3、第4の光学芯c4の偏芯調整を行う。図5、図7(d)に示すように、第3の治具30を、第2の光学基材4における貼り合わせ面14bとは反対側の面14aを移動可能に保持させる。
次に、図7(e)に示すように、第3の治具30を基準光軸L0に対して垂直方向(xy軸方向)に移動させることによって、第3の光学芯c3を基準光軸L0と一致させる。
この際、第3のモータ32をz軸方向にも動かすことにより、第3の光学芯c3を基準光軸L0と一致させると共に、基準光軸L0と平行方向(z軸方向)の移動によって、第2の光学基材14を第1の光学基材12に接近させる(図7(e)参照)。
Next, the eccentric adjustment of the third optical core c3 and the fourth optical core c4 of the second
Next, as shown in FIG. 7E, the third optical core c3 is moved to the reference optical axis by moving the
At this time, by moving the
次に、第2の光学基材14の側面に第4の治具34を当接させる。さらに、図7(f)に示すように、第3の光学芯c3を基準光軸L0に一致させたまま、この第3の光学芯c3を中心として第4の光学芯c4を基準光軸L0に対してθ方向に傾斜移動させて、第4の光学芯c4を基準光軸L0に一致させる(図6のステップS4)。このとき、第4の治具34の第4の光学芯c4を基準光軸L0に一致させながら第2の光学基材14と紫外線硬化型樹脂16とを接触させ、所定の樹脂肉厚になるまで押し広げる(図7(f)参照)。
なお、第2の光学基材14はベルクランプ機構を有する第3の治具30により保持されているため、すでに調整した第2の光学基材14における貼り合わせ面14bとは反対側の面面14aの第3の光学芯c3は、移動することはない。
これで、第2の光学基材14において、貼り合わせ面14bとは反対側の面14aが有する第3の光学芯c3と、貼り合わせ面14bが有する第4の光学芯c4とが、基準光軸L0と一致する。
なお、上述した第1の光学基材と同様に、第2の光学基材の偏芯調整においても、これに代えて第3の光学芯を基準光軸L0に対してθ傾斜する方向に移動させ、第4の光学芯を基準光軸L0に対してxy方向に移動させて偏芯調整を行っても良い。これは他の実施の形態においても同様である。
以上により、第1〜第4までの各光学芯が、基準光軸L0に一致し、これによって、それぞれの光学面が高精度に偏芯調整される。
Next, the
In addition, since the 2nd
Thus, in the second
As in the case of the first optical substrate, the third optical core is moved in the direction inclined by θ with respect to the reference optical axis L0 instead of the adjustment of the eccentricity of the second optical substrate. Then, the eccentric adjustment may be performed by moving the fourth optical core in the xy direction with respect to the reference optical axis L0. The same applies to other embodiments.
As described above, the first to fourth optical cores coincide with the reference optical axis L0, whereby the respective optical surfaces are eccentrically adjusted with high accuracy.
なお、第一実施形態では、最初の偏心調整前に不図示の供給手段により、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bに紫外線硬化型樹脂16を吐出している。
しかし、紫外線硬化型樹脂16の供給は、全ての光学基材間の偏心調整が完了する前であれば、いつでも良く、偏心調整途中に供給を行っても良い。例えば、ステップS2の工程後に、紫外線硬化型樹脂16を第1の光学基材12上へ供給し(図7(d)参照)、第2の光学基材14の偏芯調整と同時に、第2の光学基材14が、紫外線硬化型樹脂16の押延を行ってもよい。
In the first embodiment, the ultraviolet
However, the UV
(硬化方法)
制御パソコン44を介してメタルハライドランプである光源48を起動させ、ハーフミラー46を介して紫外線硬化型樹脂16へ紫外線照射を行う。これにより、任意時間の照射後、第1の光学基材12、紫外線硬化型樹脂16、及び第2の光学基材14からなる3層の複合光学素子10が得られる。本実施の形態では、重合性樹脂層を形成するために紫外線硬化型樹脂16を用いたが、熱硬化型樹脂や熱可塑性樹脂でもよい。その場合、紫外線照射のための光源48に代えて、熱源を用いて樹脂の硬化、可塑を行う。さらには、複数種類のモノマーを用いて重合させてもよい。
なお、第一実施形態では、第1の光学基材12と第2の光学基材14との間に樹脂を配した複合光学素子10について説明したが、これに限らない。例えば、複数(3つ以上)の夫々の光学基材の間に樹脂を配した複合光学素子に対しても、同様に適用することができる。さらには、球面を備えた金型と光学基材との間に樹脂を配して製造される、樹脂と光学基材とからなる複合光学素子に対しても、同様に適用することができる。
(Curing method)
The
In addition, although 1st embodiment demonstrated the composite
そして、第一実施形態の偏芯調整装置では、上述したように、制御パソコン44が、第1の光学基材12と第2の光学基材14との間における光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層16を挟んだ状態で、エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによってエネルギー硬化型樹脂層16の重合反応を促進させながら、予め求められたエネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値を用いて、エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、複合光学素子10における第1及び第2の光学基材12,14に対する第1〜前記第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整のうち少なくとも一方の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測されるエネルギー照射時間が経過するときに、エネルギー照射手段を介した光又は熱のエネルギーを照射することによってエネルギー硬化型樹脂層16の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する。
In the eccentricity adjusting device of the first embodiment, as described above, the control
実施例1
次に、第一実施形態の複合光学素子の調整装置を用いた調整方法の実施例(実施例1−1〜実施例1−3)及び比較例(比較例1−1〜比較例1−3)について説明する。
(重合率に対する適正調整荷重の算出)
本実施例及び比較例においては、試験片に対し同一硬化条件により、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させ、硬化完了品の樹脂のヤング率を100%とした上で、エネルギー照射時間におけるエネルギー硬化型樹脂層のヤング率との比から重合率を求め、求めた重合率を成形機上におけるエネルギー照射時間における重合率の予測値とした。
次に、荷重力測定端子を第2の光学基材14の外周端面部に取り付けた後に、貼り合わせ形状および貼り合わせ工程と同じ状態にし、紫外線照度が30±2mW/cm2のほぼ均一な照度分布を持つ紫外線照射を100秒間行う。ここで、照射時間5秒おきにおける第2の光学基材14を第1の光学基材12に対する光軸(第1の光学基材12と第2の光学基材14の球芯が通る軸)シフト方向に0.5mm(速度0.5mm/1sec)移動させるために必要な荷重量を求めた。これら照射時間長さにおける荷重量を当該照射時間における重合率の予測値に対する適正調整荷重のマスターカーブとして制御パソコン44に入力しておく。
Example 1
Next, an example (Example 1-1 to Example 1-3) and a comparative example (Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-3) of the adjusting method using the composite optical element adjusting device of the first embodiment. ).
(Calculation of appropriate adjustment load for polymerization rate)
In this example and the comparative example, the energy curable resin layer was cured under the same curing conditions for the test piece, and the Young's modulus of the resin of the cured product was set to 100%, and then the energy curable type in the energy irradiation time. The polymerization rate was determined from the ratio with the Young's modulus of the resin layer, and the determined polymerization rate was used as the predicted value of the polymerization rate during the energy irradiation time on the molding machine.
Next, after the load force measuring terminal is attached to the outer peripheral end surface portion of the second
(偏心荷重の付与方法)
本実施例及び比較例における偏心調整荷重の付与パターン(横軸:時間に対する縦軸:調整荷重)について図8を用いて説明する。
実施例1−1〜実施例1−3は、第一実施形態の調芯装置の制御パソコン44の制御に適合する偏心調整荷重の付与パターンであり、比較例1−1〜比較例1−3は、第一実施形態の調芯装置の制御パソコン44の制御に適合しない偏心調整荷重の付与パターンである。これら夫々の偏心調整荷重の付与パターンによる偏芯調整作動制御を行なう制御ソフトウェアを制御パソコン44にインストールした。
また、本実施例及び比較例にかかる全てのパターンの成形条件として、30℃下における紫外線照度が30±2mW/cm2を100秒間行い硬化完了させて、該硬化完了品を成形品として種々の評価を行った。
また、調整荷重は、適正な調整荷重量を導出したときと同じように、複合素子の光軸に対する第2の光学基材14のxy方向のシフト移動(光軸をZ軸として)に印加させている。なお、調整荷重を印加していない場合、上述の基材保持方法に例示される手段によりZ方向に第1の光学基材12と第2の光学基材14とが離間する方向に引き付けていることにより、基材保持力の影響は肉厚方向(Z方向)のみに現れるが肉厚方向の調整は制御パソコン44により調整され、偏芯調整のための荷重印加方向に対して垂直な方向であるため、光学基材への保持荷重と調整荷重とは影響を及ぼし合わない。
なお、実施例1における複合素子の性能規格は、軸上コマ量(偏心量)は0.8λ以下である。
(Applying eccentric load)
The eccentric adjustment load application pattern (horizontal axis: vertical axis with respect to time: adjustment load) in this example and the comparative example will be described with reference to FIG.
Example 1-1 to Example 1-3 are application patterns of an eccentricity adjustment load that matches the control of the control
Further, as the molding conditions for all patterns according to the present example and the comparative example, the ultraviolet illuminance at 30 ° C. is 30 ± 2 mW / cm 2 for 100 seconds to complete the curing, and the cured product is used as various molded products. Evaluation was performed.
In addition, the adjustment load is applied to the shift movement in the xy direction of the second
In the performance standard of the composite element in Example 1, the on-axis coma amount (eccentric amount) is 0.8λ or less.
(1)比較例1−1:(A1)パターン
比較例1−1は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯を完了し、その後調整荷重を(100秒間)かけないで光エネルギーを照射してエネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((A1)パターン)である。(A1)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の光学基材1の空気面の成形前との形状差(以下、面形状変化量)は、245μmで、軸上コマ量は3λ(概算)であった。
(2)比較例1−2:(B1)パターン
比較例1−2は、光エネルギー照射前に偏芯調整荷重をかけて調芯を完了し、その後引き続き光エネルギー照射前にかけた調整荷重をかけ続けて光エネルギーを照射してエネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((B1)パターン)である。(B1)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は、142μmで、軸上コマ量は1.3λであった。
(3)実施例1−1:(C1)パターン
実施例1−1は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯し、その後、光エネルギーの照射(重合率予測値)に合わせて調整荷重を変化させながら60秒間連続的にかけ続けて、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((C1)パターン)である。(C1)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は、63μmで、軸上コマ量は0.7λであった。
(4)実施例1−2:(D1)パターン
実施例1−2は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯し、その後調整荷重を20秒間かけないまま光エネルギーを照射し、その後20秒間適正荷重をかけ、その後再び調整荷重を20秒かけないままエネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((D1)パターン)である。(D1)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は40μmで、軸上コマ量は0.5λであった。
(5)実施例1−3:(E1)パターン
実施例1−3は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯し、その後、光エネルギーの照射(重合率予測値)に合わせて調整荷重を変化させながら20秒間かけた後、硬化反応を進めながら荷重をかけない時間を20秒間設け、その後に20秒間当該時間における適正な調整荷重をかけて、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((E1)パターン)である。(E1)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は、58μmで、軸上コマ量は0.6λであった。
(6)比較例1−3:(F1)パターン
比較例1−3は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯し、その後調整荷重を60秒間かけないまま光エネルギーを照射し、その後40秒間適正な調整荷重をかけ、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((F1)パターン)である。(F1)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品は、40秒間の荷重時間中である照射時間86秒で硬化したエネルギー硬化型樹脂層が剥離破壊してしまった。
(1) Comparative Example 1-1: (A1) Pattern In Comparative Example 1-1, the alignment is completed by applying an eccentric adjustment load before light energy irradiation, and then the light energy is not applied (100 seconds). Is an application pattern of an eccentricity adjustment load ((A1) pattern) when the energy curable resin layer is cured by irradiation. (A1) When alignment is performed by a pattern alignment method, the shape difference (hereinafter referred to as surface shape change amount) of the molded optical substrate 1 before molding is 245 μm, and the axial top amount is 3λ. (Approximate).
(2) Comparative Example 1-2: (B1) Pattern In Comparative Example 1-2, the eccentricity adjustment load is applied before the light energy irradiation to complete the alignment, and then the adjustment load applied before the light energy irradiation is applied. It is the application pattern ((B1) pattern) of the eccentricity adjustment load at the time of irradiating light energy continuously and hardening an energy curable resin layer. (B1) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 142 μm, and the on-axis frame amount was 1.3λ.
(3) Example 1-1: (C1) Pattern Example 1-1 is centered by applying an eccentricity adjustment load before light energy irradiation, and then adjusted to light energy irradiation (polymerization rate prediction value). It is an application pattern ((C1) pattern) of an eccentricity adjustment load when the energy curable resin layer is continuously cured for 60 seconds while changing the adjustment load. (C1) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 63 μm, and the on-axis frame amount was 0.7λ.
(4) Example 1-2: (D1) pattern In Example 1-2, an eccentricity adjustment load is applied before light energy irradiation, and then light energy is irradiated without applying the adjustment load for 20 seconds. It is an application pattern ((D1) pattern) of an eccentricity adjustment load when an appropriate load is applied for 20 seconds and then the energy curable resin layer is cured without applying the adjustment load again for 20 seconds. (D1) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 40 μm, and the axial top amount was 0.5λ.
(5) Example 1-3: (E1) Pattern In Example 1-3, alignment is performed by applying an eccentricity adjustment load before light energy irradiation, and then according to light energy irradiation (polymerization rate prediction value). After changing the adjustment load for 20 seconds, set the time for 20 seconds not to apply the load while advancing the curing reaction, and then apply the appropriate adjustment load for 20 seconds to cure the energy curable resin layer. It is an application pattern ((E1) pattern) of the eccentricity adjustment load in the case of. (E1) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 58 μm, and the on-axis frame amount was 0.6λ.
(6) Comparative Example 1-3: (F1) Pattern Comparative Example 1-3 is aligned with an eccentric adjustment load before light energy irradiation, and then irradiated with light energy without applying the adjustment load for 60 seconds. It is an application pattern ((F1) pattern) of an eccentricity adjustment load when an appropriate adjustment load is applied for 40 seconds thereafter and the energy curable resin layer is cured. (F1) When alignment was performed by the pattern alignment method, the energy-curable resin layer cured in an irradiation time of 86 seconds, which was a load time of 40 seconds, was peeled and broken.
これらの偏心調整荷重の付与パターンの例を表1−1に、そのパターンにより成形工程を行った複合光学素子の結果を表1−2に夫々示す。
表1−1
Examples of the application patterns of these eccentricity adjustment loads are shown in Table 1-1, and the results of the composite optical elements subjected to the molding process using the patterns are shown in Table 1-2.
Table 1-1
表1−2
Table 1-2
実施例1−1〜実施例1−3の調芯方法によれば、従来例である比較例1−1、1−2に比べて軸上コマ精度(透過光による素子全体の偏心精度)が向上する。 According to the alignment method of Example 1-1 to Example 1-3, the axial coma accuracy (eccentricity accuracy of the entire element by transmitted light) is higher than that of Comparative Examples 1-1 and 1-2 as the conventional example. improves.
実施例2
次に、第一実施形態の複合光学素子の調芯装置を用いた調芯方法の実施例(実施例2−1〜実施例2−4)及び比較例(比較例2−1〜比較例2−2)について説明する。
(貼り合せる基材形状)
第1の光学基材12は、貼り合わせ面12bとは反対側の面12aが近似曲率半径R1=25mmの非球面形状に形成され、貼り合わせ面12bが近似曲率半径R2=28mmの非球面形状に形成された、両凹形状のレンズで、中心肉厚tl=3mm、外径Dl=φ50mmのプラスチック成形レンズである。材質は、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)という熱可塑性樹脂である。
第2の光学基材14は、貼り合わせ面14bとは反対側の面14aが近似曲率半径R3=46mmの非球面形状に形成され、貼り合わせ面14bが近似曲率半径R4=35mmの非球面形状に形成された、貼り合わせ側に凸の正メニスカス形状のレンズで、中心肉厚t2=7mm、外径D2=36mmのガラス成形レンズである。材質は、S−BAL42(オハラ(株)社製)である。
Example 2
Next, an example (Example 2-1 to Example 2-4) and a comparative example (Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2) of the alignment method using the composite optical element alignment apparatus of the first embodiment. -2) will be described.
(Base material shape to be bonded)
The first
The second
本実施例及び比較例における偏心調整荷重の付与パターン(横軸:時間に対する縦軸=調整荷重)について図9を用いて説明する。実施例2−1〜実施例2−4は、第一実施形態の調芯装置の制御パソコン44の制御に適合する偏心調整荷重の付与パターンであり、比較例2−1〜比較例2−2は、第一実施形態の調芯装置の制御パソコン44の制御に適合しない偏心調整荷重の付与パターンである。これら夫々の偏心調整荷重の付与パターンによる偏芯調整作動制御を行なう制御ソフトウェアを制御パソコン44にインストールした。
また、本実施例及び比較例にかかる全てのパターンの成形条件として、30℃下における紫外線照度が30±2mW/cm2を100秒間行い硬化完了させて、該硬化完了品を成形品として種々の評価を行った。
なお、実施例2における複合素子の性能規格は、軸上コマ量(偏心量)は0.9λ以下である。
An eccentric adjustment load application pattern (horizontal axis: vertical axis with respect to time = adjustment load) in this example and the comparative example will be described with reference to FIG. Examples 2-1 to 2-4 are application patterns of an eccentricity adjustment load that matches the control of the control
Further, as the molding conditions for all patterns according to the present example and the comparative example, the ultraviolet illuminance at 30 ° C. is 30 ± 2 mW / cm 2 for 100 seconds to complete the curing, and the cured product is used as various molded products. Evaluation was performed.
In the performance standard of the composite element in Example 2, the on-axis coma amount (the amount of eccentricity) is 0.9λ or less.
(1)比較例2−1:(B2)パターン
比較例2−1は、光エネルギー照射前に偏心調整を行わず、その後100秒間の光エネルギー照射開始と同時に重合率0%に対する調整荷重を60秒間かけ続けて、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((B2)パターン)である。(B2)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は、327μmで、軸上コマ量は5λ(概算値)であった。
(2)実施例2−1:(C2)パターン
実施例2−1は、光エネルギー照射前に偏心調整を行わず、その後100秒間の光エネルギー照射開始と同時に、光エネルギーの照射(重合率予測値)に合わせて調整荷重を変化させながら60秒間連続的にかけ続けて、光エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((C2)パターン)である。(C2)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は、70μmで、軸上コマ量は0.8λであった。また、光エネルギー照射前の偏心調整を行わないことにより生産上のスループットが向上した。
(3)実施例2−2:(D2)パターン
実施例2−2は、光エネルギー照射前に偏心調整を行わず、その後調整荷重を10秒間かけないまま光エネルギーを照射し、その後10秒間適正な調整荷重をかけるパターンを3回繰り返し、計60秒間偏心調整を行いながら、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((D2)パターン)である。(D2)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は30μmで、軸上コマ量は0.5λであった。また、光エネルギー照射前の偏心調整を行わないことにより生産上のスループットが向上した。
(4)実施例2−3:(D3)パターン
実施例2−3は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯し、その後調整荷重を5秒間かけないまま光エネルギーを照射し、その後5秒間適正な調整荷重をかけるパターンを6回繰り返し、計60秒間偏心調整を行いながら、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((D3)パターン)である。(D3)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は34μmで、軸上コマ量は0.6λであった。
(5)実施例2−4:(D4)パターン
実施例2−4は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯し、その後調整荷重を2.5秒間かけないまま光エネルギーを照射し、その後2.5秒間適正な調整荷重をかけるパターンを12回繰り返し、計60秒間偏心調整を行いながら、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((D4)パターン)である。(D4)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品の面形状変化量は31μmで、軸上コマ量は0.6λであった。
(6)比較例2−2:(E2)パターン
比較例2−2は、光エネルギー照射前に偏心調整荷重をかけて調芯し、その後、光エネルギーの照射(重合率予測)に合わせて調整荷重を80秒間かけ続けて、エネルギー硬化型樹脂層を硬化させた場合の偏芯調整荷重の付与パターン((E2)パターン)である。(E2)パターンの調芯方法で調芯した場合、成形品は、光エネルギーの照射時間75秒経過時に硬化したエネルギー硬化型樹脂層が剥離破壊してしまった。
(1) Comparative Example 2-1: (B2) Pattern In Comparative Example 2-1, the eccentricity adjustment is not performed before the light energy irradiation, and then the adjustment load for the polymerization rate of 0% is 60 simultaneously with the start of the light energy irradiation for 100 seconds. It is an application pattern ((B2) pattern) of an eccentricity adjustment load when the energy curable resin layer is cured for 2 seconds. (B2) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 327 μm, and the on-axis frame amount was 5λ (approximate value).
(2) Example 2-1: (C2) Pattern In Example 2-1, eccentricity adjustment is not performed before light energy irradiation, and then light energy irradiation (polymerization rate prediction) is performed simultaneously with the start of light energy irradiation for 100 seconds. It is an application pattern ((C2) pattern) of the eccentricity adjustment load when the light energy curable resin layer is continuously cured for 60 seconds while changing the adjustment load according to the value). (C2) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 70 μm and the on-axis frame amount was 0.8λ. Moreover, the throughput in production was improved by not performing the eccentricity adjustment before the light energy irradiation.
(3) Example 2-2: (D2) Pattern In Example 2-2, the eccentricity adjustment is not performed before the light energy irradiation, and then the light energy is irradiated without applying the adjustment load for 10 seconds, and then the appropriateness for 10 seconds. This is a pattern for applying an eccentricity adjustment load ((D2) pattern) when the energy curable resin layer is cured while performing eccentric adjustment for a total of 60 seconds while repeating a pattern for applying an appropriate adjustment load three times. (D2) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 30 μm, and the on-axis frame amount was 0.5λ. Moreover, the throughput in production was improved by not performing the eccentricity adjustment before the light energy irradiation.
(4) Example 2-3: (D3) pattern In Example 2-3, an eccentricity adjustment load is applied before light energy irradiation, and then light energy is irradiated without applying the adjustment load for 5 seconds. Thereafter, a pattern for applying an appropriate adjustment load for 5 seconds is repeated 6 times, and an eccentricity adjustment load application pattern ((D3) pattern) is obtained when the energy curable resin layer is cured while performing eccentric adjustment for a total of 60 seconds. . (D3) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 34 μm, and the on-axis frame amount was 0.6λ.
(5) Example 2-4: (D4) Pattern In Example 2-4, alignment is performed by applying an eccentric adjustment load before light energy irradiation, and then light energy is irradiated without applying the adjustment load for 2.5 seconds. Then, a pattern of applying an appropriate adjustment load for 2.5 seconds is repeated 12 times, and an eccentric adjustment load application pattern ((D4) when the energy curable resin layer is cured while performing eccentric adjustment for a total of 60 seconds. Pattern). (D4) When alignment was performed by the pattern alignment method, the surface shape change amount of the molded product was 31 μm, and the on-axis frame amount was 0.6λ.
(6) Comparative Example 2-2: (E2) Pattern In Comparative Example 2-2, an eccentricity adjustment load is applied before light energy irradiation, and then adjusted according to light energy irradiation (polymerization rate prediction). It is an application pattern ((E2) pattern) of an eccentricity adjustment load when the load is continuously applied for 80 seconds to cure the energy curable resin layer. (E2) In the case of alignment by the pattern alignment method, the energy curable resin layer cured when the light energy was irradiated for 75 seconds had peeled and broken in the molded product.
これらの偏心調整荷重の付与パターンの例を表2−1に、そのパターンにより成形工程を行った複合光学素子の結果を表2−2に夫々示す。
表2−1
Examples of the application patterns of these eccentricity adjustment loads are shown in Table 2-1, and the results of the composite optical elements subjected to the molding process using the patterns are shown in Table 2-2.
Table 2-1.
表2−2
Table 2-2
実施例2−2〜実施例2−4の調芯方法によれば、実施例1に比べて更に軸上コマ精度(透過光による素子全体の偏心精度)が向上する。 According to the alignment method of Example 2-2 to Example 2-4, on-axis coma accuracy (eccentricity accuracy of the entire element by transmitted light) is further improved as compared with Example 1.
なお、本発明の複合光学素子の調芯方法及び調芯装置は、図5に示した第一実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、次に述べる図10や図11に示すような構成の調芯装置においても適用可能である。 The alignment method and alignment apparatus for a composite optical element according to the present invention are not limited to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 5, and for example, as shown in FIGS. The present invention can also be applied to a centering device having a different configuration.
第二実施形態
図10は本発明の第二実施形態にかかる複合光学素子の調芯装置20の全体構成を示す説明図である。なお、第一実施形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
Second Embodiment FIG. 10 is an explanatory view showing the overall configuration of a composite optical
(調芯装置の構成)
第二実施形態の複合光学素子の調芯装置20は、紫外線硬化型樹脂16を挟んで、対向配置された第1の光学基材12及び第2の光学基材14に光を透過させながら、夫々の光学面の光学芯c1〜c4を求めて偏芯調整を行ない、次いで、第1と第2の光学基材12,14の間に紫外線硬化型樹脂層16が接合された状態から第1の光学基材12を剥離して、第2の光学基材14に紫外線硬化型樹脂層16が接合された複合光学素子10を得る装置である。この製造装置20は、第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33と、偏芯調整作動制御手段としての制御パソコン44と、剥離手段51とを備えている。
(Configuration of alignment device)
The
第一実施形態においては、第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33は夫々独立して設けられていた。これに対し、第二実施形態の調芯装置においては、図10に示すように、第2の偏芯調整手段25の先端部の治具26に、ロッド25’を介して第1の偏芯調整手段21が設けられている。また、第4の調整手段33の先端部の治具34に、ロッド33’を介して第3の調整手段29が設けられている。このように、第二実施形態の調芯装置では、1つの光学部材における、xy方向を調整する偏芯調整手段と、θ方向を調整する偏芯調整手段とが一体に形成されている。
また、第一実施形態の調芯装置では、偏芯調整手段としてベルクランプ機構を用いたが、第二実施形態の調芯装置では、スクロールチャック機能を用いている。これらの機構により、光学基材の球面部分が広くベルクランプで光学面を保持できない基材形状であっても、球面部の外周を保持することで偏芯調整を行なうことができる。
In the first embodiment, the first to fourth eccentricity adjusting means 21, 25, 29, and 33 are provided independently of each other. On the other hand, in the alignment apparatus of the second embodiment, as shown in FIG. 10, the first eccentricity is connected to the
In the alignment device of the first embodiment, the bell clamp mechanism is used as the eccentricity adjusting means. However, the alignment device of the second embodiment uses a scroll chuck function. With these mechanisms, even if the spherical surface portion of the optical substrate is wide and the optical surface cannot be held by a bell clamp, the eccentricity can be adjusted by holding the outer periphery of the spherical portion.
また、第二実施形態の調芯装置においては、第2の偏芯調整手段25は、第2の治具26における複合光学素子とは反対側の端部に曲面26aを備えるとともに、第2の治具26の曲面26aを摺動させる曲面26a’を有する傾斜ガイド部材26’を有している。
これにより、第2の偏芯調整手段25は、第2のモータ28及び駆動ロッド27を介して、第2の治具26に対して基準光軸L0に沿う方向に移動させる力を加えたときに、第2の治具26の曲面26aが傾斜ガイド部材26’の曲面26a’に摺動することによって、第2の偏芯調整手段25全体が第1の偏芯調整手段21とともに基準光軸L0に対して傾斜方向に移動するようになっている。
Further, in the alignment device of the second embodiment, the second eccentricity adjusting means 25 includes a
Accordingly, when the second eccentricity adjusting means 25 applies a force to move the
また、第二実施形態の調芯装置においては、第4の偏芯調整手段33は、第4の治具34における複合光学素子とは反対側の端部に曲面34aを備えるとともに、第4の治具34の曲面34aを摺動させる曲面34a’を有する傾斜ガイド部材34’を有している。
これにより、第4の偏芯調整手段33は、第4のモータ36及び駆動ロッド35を介して、第4の治具34に対して基準光軸L0に沿う方向に移動させる力を加えたときに、第4の治具34の曲面34aが傾斜ガイド部材34’の曲面34a’に摺動することによって、第4の偏芯調整手段33全体が第3の偏芯調整手段29とともに基準光軸L0に対して傾斜方向に移動するようになっている。
In the alignment device of the second embodiment, the fourth eccentricity adjusting means 33 includes a
Thereby, the fourth eccentricity adjusting means 33 applies a force to move the
また、剥離手段51は、第1の光学基材12における貼り合わせ面12に爪をかける離型爪治具52と、駆動ロッド53と、駆動ロッド53を介して離型爪治具52を移動させる第5のモータ54とを有している。また、第一実施形態の調芯装置では、像形成部材に十字チャートを用いていたが第二実施形態の調芯装置では輪帯穴を用いている。
その他の構成は、第一実施形態の調芯装置と同様である。
Further, the peeling means 51 moves the release claw jig 52 for clawing the
Other configurations are the same as those of the alignment apparatus of the first embodiment.
(基材保持方法)
基材保持方法は、第1の光学基材12の円周部に第1の治具22を当接させ、不図示の真空吸着装置により真空吸着を行うことで、第1の治具22は、第1の光学基材12を保持する。
同様の方法で、第2の光学基材14の円周部に第3の治具30を当接させ、第3の治具30は、第2の光学基材14を保持する。
(Substrate holding method)
In the substrate holding method, the
In a similar manner, the
(調芯及び成型方法)
以下、第二実施形態における複合光学素子の調芯方法について説明する。
像形成部材(輪帯穴)40を通過したコリメート光が第1の光学基材12を透過することで得られた像を、像検出器42が検出する。
そこで、得られた像と、公知の偏芯調整量算出方法によって導きだした偏芯調整量に基づき、制御パソコン44を介して第1の治具22を基準光軸L0に対して垂直なxy軸方向に移動させる。こうして、第1の光学基材1における貼り合わせ面12bとは反対側の面12aの第1の光学芯c1を基準光軸L0に一致させる。これにより、第1の光学芯c1の基準光軸L0への位置調整が完了する。
(Alignment and molding method)
Hereinafter, the alignment method of the composite optical element in the second embodiment will be described.
The
Therefore, based on the obtained image and the eccentricity adjustment amount derived by a known eccentricity adjustment amount calculation method, the
次に、像形成部材40のパターンを変更し、第2の光学芯c2についての偏芯像を検出し、第1の光学基材12における貼り合わせ面12bの偏芯調整量を算出する。この後、第1の治具22を含む第1の偏芯調整手段21を第2の治具26により移動させることによって、第1の光学基材12を第1の調整手段21及び第2の調整手段25とともに基準光軸L0に対してθ傾斜した方向に移動させ、第2の光学芯c2を基準光軸L0に一致させる。
Next, the pattern of the
次に、同様にして、第2の光学基材14の光軸(第3の光学芯c3と第4の光学芯c4を結ぶ軸)と基準光軸L0とを調整する。
すなわち、第3の治具30を基準光軸L0に対して垂直方向(xy軸方向)に移動させることによって、第3の光学芯c3を基準光軸L0と一致させる。さらに、第3の治具30を含む第3の調整手段29を第4の治具34により移動させることによって、第2の光学基材14を第3の調整手段29及び第4の調整手段33とともに基準光軸L0に対してθ傾斜した方向に移動させ、第4の光学芯c4を、基準光軸L0に一致させる。
以上により、第1〜第4までの各光学芯が、基準光軸L0に一致し、これによって、それぞれの光学面が高精度に偏芯調整される。
Next, similarly, the optical axis of the second optical substrate 14 (the axis connecting the third optical core c3 and the fourth optical core c4) and the reference optical axis L0 are adjusted.
That is, the third optical core c3 is made to coincide with the reference optical axis L0 by moving the
As described above, the first to fourth optical cores coincide with the reference optical axis L0, whereby the respective optical surfaces are eccentrically adjusted with high accuracy.
第二実施形態では、エネルギー硬化型樹脂の押延を第1の光学基材12の偏芯調整前に行う。紫外線硬化型樹脂16を不図示の供給手段により、第1の光学基材12に供給する。その後、第2の光学基材14を(基準光軸L0と平行な方向に)移動させ、第2の光学基材14と当該紫外線硬化型樹脂16とを接触させ、更に所定の樹脂肉厚になるまで接近移動(下降)させる。
そして、第1の光学基材12の調芯を実施し、その後、第2の光学基材14の調芯を実施し、樹脂層を含む4つの面12a,12b,14a,14bの光学芯c1〜c4についての偏芯調整を行なう。
In the second embodiment, the energy curable resin is stretched before the eccentricity adjustment of the first
Then, alignment of the first
また、第二実施形態の調芯装置は、第一実施形態と同様に、制御パソコン44が、第1の光学基材12と第2の光学基材14との間における光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層16を挟んだ状態で、エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによってエネルギー硬化型樹脂層16の重合反応を促進させながら、予め求められたエネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値を用いて、エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整のうち少なくとも一方の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測されるエネルギー照射時間が経過するときに、エネルギー照射手段を介した光又は熱のエネルギーを照射することによってエネルギー硬化型樹脂層16の重合反応を促進させながら行なう複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する。
In the alignment device of the second embodiment, the control
重合反応時間に対する複合光学素子10における重合性樹脂層16の重合率の予測値は、光学基材12,14の間における光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層16を挟んだ状態の試験片を用い、試験片における重合性樹脂層16の重合反応を促進させながら、所定の重合反応時間ごとに重合性樹脂層のヤング率を測定することによって求め、制御パソコン44に記憶されている。
The predicted value of the polymerization rate of the
また、制御パソコン44は、重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層16の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を重合性樹脂層16の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整工程における当該光学基材に対する調整荷重の印加を1回以上解除するように制御することもできるようになっている。
Further, the control
また、制御パソコン44は、予め取得されたエネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブを用いて、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を制御する。
Further, the control
エネルギー照射時間に対する複合光学素子10におけるエネルギー硬化型樹脂層16の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブは、第1及び前記第2の光学基材12,14の間における光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層16を挟んだ状態の試験片を用い、試験片における重合性樹脂層16の重合反応を促進させながら、所定の重合反応時間ごとに試験片における夫々の光学基材を基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重を測定することにより、重合反応時間に対する複合光学素子10における第1及び前記第2の光学基材12,14に対する第1〜第4の偏芯調整手段21,25,29,33を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整において、試験片の光学基材に対応する複合光学素子10における光学基材を基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるために必要な調整荷重の予測値を、当該重合反応時間に対する複合光学素子における重合性樹脂層の重合率の予測値に対する適正な調整荷重のマスターカーブとして取得し、制御パソコン44に記憶されている。
The master curve of the appropriate adjustment load for the predicted value of the polymerization rate of the energy
(硬化、剥離方法)
調芯後、制御パソコン44を介して硬化手段である光源48(なお、第二実施形態ではメタルハライドランプを用いている)を起動させ、ハーフミラー46を介して紫外線硬化型樹脂16に紫外線照射を行う。
更に、紫外線硬化型樹脂16の硬化後に離型爪治具52を第1の光学基材12のコバ部に当接させた後に、第2の光学基材14を基準光軸L0の方向に上昇させて第2の光学基材14を紫外線硬化型樹脂層16から離間させる。これにより、第1の光学基材12と紫外線硬化型樹脂16からなる2層の複合光学素子11が得られる。
その他の構成及び作用効果は、第一実施形態の調芯装置と略同じである。
(Curing and peeling method)
After alignment, a light source 48 (a metal halide lamp is used in the second embodiment), which is a curing means, is activated via the control
Further, after the ultraviolet
Other configurations and operational effects are substantially the same as those of the alignment apparatus of the first embodiment.
第三実施形態
図11は本発明の第三実施形態にかかる複合光学素子の調芯装置20の全体構成を示す説明図である。なお、第一実施形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
(製造装置の構成)
第三実施形態の複合光学素子の調芯装置は、調整光としてのレーザ光を照射する光源38、及びその反射光を検出する像検出器42を一体に備えており、光源48は基準光軸L0上に設けられていて、図5に示したハーフミラー48は設けられていない。
その他の構成及び作用効果は、第一実施形態の調芯装置と略同じである。
Third Embodiment FIG. 11 is an explanatory view showing the overall configuration of a composite optical
(Configuration of manufacturing equipment)
The alignment device for a composite optical element according to the third embodiment is integrally provided with a
Other configurations and operational effects are substantially the same as those of the alignment apparatus of the first embodiment.
本発明の複合光学素子の調芯方法は、光学基材間に樹脂層を有する複合光学素子の製造を行う分野に有用である。 The method for aligning a composite optical element of the present invention is useful in the field of manufacturing a composite optical element having a resin layer between optical substrates.
10 複合光学素子
12 第1の光学基材
12a 貼り合わせ面とは反対側の面
12b 貼り合わせ面
14 第2の光学基材
14a 貼り合わせ面とは反対側の面
14b 貼り合わせ面
16 紫外線硬化型樹脂(層)
20 複合光学素子の調芯装置
21 第1の偏芯調整手段
22 第1の治具
23 駆動ロッド
24 第1のモータ
25 第2の偏芯調整手段
26 第2の治具
26a 曲面
26’ 傾斜ガイド部材
26a’ 曲面
27 駆動ロッド
28 第2のモータ
29 第3の偏芯調整手段
30 第3の治具
31 駆動ロッド
32 第3のモータ
33 第4の偏芯調整手段
34 第4の治具
34a 曲面
34’ 傾斜ガイド部材
34a’ 曲面
35 駆動ロッド
36 第4のモータ
38 レーザ光源
40 像形成部材
42 像検出器
44 制御パソコン
46 ハーフミラー
48 光源
L0 基準光軸
c1 第1の光学芯
c2 第2の光学芯
c3 第3の光学芯
c4 第4の光学芯
DESCRIPTION OF
20 Compound optical
Claims (26)
前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整工程を備え、
予め、重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値を求めておき、
少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を所定時間行ない、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測される重合反応時間が経過するときに、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整工程における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除することを特徴とする複合光学素子の調芯方法。 Polymerization of the polymerizable resin layer in a state where a polymerizable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched at a position of an optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical base material In the alignment method of a composite optical element used in the manufacturing process of a composite optical element comprising an optical substrate on at least one side of the polymerizable resin layer and the polymerizable resin layer, which is completed by promoting a reaction,
Applying an adjustment load for moving each of the optical base materials in a direction perpendicular to or inclined with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for decentering adjustment, the respective optical materials of the respective optical base materials Comprising a plurality of eccentricity adjustment steps for aligning the core with the reference optical axis;
In advance, a predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time,
Polymerization of the polymerizable resin layer in a state where a polymerizable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched at a position of an optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical base material While promoting the reaction, the polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time. The decentering adjustment step for at least one optical substrate among all the decentering adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element is performed for a predetermined time, and the polymerization in the composite optical element for the polymerization reaction time is performed. The polymerization reaction of the polymerizable resin layer is promoted when the polymerization reaction time is predicted to exceed 70% in the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer. Core method modulating the composite optical element characterized by releasing the application of the adjustment force for moving the said direction with respect to the optical substrate in all eccentricity adjusting step of performing want.
前記複合光学素子における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を、前記マスターカーブを用いて制御する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の調芯方法。 In advance, using a test piece in a state of sandwiching a polymerizable resin layer in a state where the polymerization rate is low at the position of the optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members forming at least one side of the optical base material, In order to move each optical substrate in the test piece in a direction perpendicular or inclined with respect to the reference optical axis every predetermined polymerization reaction time while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer in the test piece In the eccentricity adjustment step for at least one optical substrate among all the eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time by measuring the necessary adjustment load, Predicted value of adjustment load required to move the optical base material in the composite optical element corresponding to the optical base material of the test piece in the vertical direction or the inclined direction with respect to the reference optical axis , Previously acquired as a master curve proper adjustment load for the predicted value of the rate of polymerization of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time,
3. The alignment of the composite optical element according to claim 1, wherein an adjustment load necessary for moving the composite optical element in the direction relative to the optical base is controlled using the master curve. Method.
前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整工程と、
光又は熱のエネルギーを前記重合率が低い状態にある前記エネルギー硬化型樹脂層に照射するエネルギー照射工程、
を備え、
予め、エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値を求めておき、
少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態で、前記エネルギー照射工程を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整工程のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整工程を所定時間行ない、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測されるエネルギー照射時間が経過するときに、前記エネルギー照射工程を介して前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整工程における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除することを特徴とする複合光学素子の調芯方法。 The energy curable resin layer in a state where an energy curable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched between positions of the optical surface of the optical substrate between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical substrate. An optical substrate on at least one side of the energy curable resin layer and the energy curable resin layer, which is completed by accelerating a polymerization reaction of the energy curable resin layer through light or heat energy irradiation to In a method of aligning a composite optical element used in a manufacturing process of a composite optical element comprising:
Applying an adjustment load for moving each of the optical base materials in a direction perpendicular to or inclined with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for decentering adjustment, the respective optical materials of the respective optical base materials A plurality of eccentricity adjusting steps for aligning the core with the reference optical axis;
An energy irradiation step of irradiating the energy curable resin layer with light or heat energy in a state where the polymerization rate is low,
With
In advance, a predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time,
Through the energy irradiation step with an energy curable resin layer having a low polymerization rate sandwiched between the optical surfaces of the optical substrate between a plurality of predetermined members forming at least one side of the optical substrate. The polymerization rate is between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer. Within the energy irradiation time predicted to be present, the decentering adjustment step for at least one optical substrate among all the decentering steps for all optical substrates in the composite optical element is performed for a predetermined time, and the energy In the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the irradiation time, the polymerization rate is 70. The direction relative to the optical substrate in all eccentricity adjustment steps performed while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer through the energy irradiation step when the energy irradiation time predicted to exceed A method of aligning a composite optical element, wherein the application of an adjustment load for moving the optical fiber to a position is canceled.
前記複合光学素子における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるために必要な調整荷重を、前記マスターカーブを用いて制御することを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の複合光学素子の調芯方法。 In advance, using a test piece in a state in which an energy curable resin layer in a state where the polymerization rate is low is sandwiched at a position of the optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical base material, Each optical base material in the test piece for each predetermined energy irradiation time while accelerating the polymerization reaction of the energy curable resin layer in the test piece by irradiating the test piece with light or heat energy. All eccentricity adjustment steps for all optical substrates in the composite optical element with respect to the energy irradiation time by measuring an adjustment load necessary for moving the lens in a direction perpendicular to or inclined with respect to the reference optical axis In the eccentricity adjustment step for at least one of the optical substrates, the composite optical element corresponding to the optical substrate of the test piece Predicting the adjustment load necessary to move the optical base material in the direction perpendicular or inclined with respect to the reference optical axis, predicting the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time Acquire as a master curve of the appropriate adjustment load for the value,
The composite optical element according to claim 7, wherein an adjustment load necessary for moving the composite optical element in the direction relative to the optical base is controlled using the master curve. Alignment method.
前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整手段と、
少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にある重合性樹脂層を挟んだ状態で、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら、予め求められた重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値を用いて、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測される重合反応時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、前記重合反応時間に対する前記複合光学素子における前記重合性樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測される重合反応時間が経過するときに、前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する偏芯調整作動制御手段を有することを特徴とする複合光学素子の調芯装置。 Polymerization of the polymerizable resin layer in a state where a polymerizable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched at a position of an optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical base material In the alignment apparatus for a composite optical element used in the manufacturing process of a composite optical element comprising an optical substrate on at least one side of the polymerizable resin layer and the polymerizable resin layer, which is completed by promoting a reaction,
Applying an adjustment load for moving each of the optical base materials in a direction perpendicular to or inclined with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for decentering adjustment, the respective optical materials of the respective optical base materials A plurality of eccentricity adjusting means for aligning the core with the reference optical axis;
Polymerization of the polymerizable resin layer in a state where a polymerizable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched at a position of an optical surface of the optical base material between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical base material While promoting the reaction, using the predicted value of the polymerization rate of the polymerizable resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time determined in advance, the polymerization resin layer in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time Within the polymerization reaction time that is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate, the deviation through all the eccentricity adjusting means for all the optical substrates in the composite optical element. Decentering adjustment is performed for a predetermined time via an eccentricity adjusting means for at least one optical substrate among the core adjustments, and the polymerization in the composite optical element with respect to the polymerization reaction time When the polymerization reaction time predicted to exceed 70% in the predicted value of the polymerization rate of the resin layer elapses, all the eccentricity adjustment means that are performed while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer are performed. A centering device for a composite optical element, comprising: an eccentricity adjustment operation control unit that controls to cancel application of an adjustment load for moving the optical base material in the direction in the eccentricity adjustment.
前記偏芯調整作動制御手段は、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を前記重合性樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整において、前記加熱手段を介した前記重合性樹脂層の加熱を併せて行なうように制御することを特徴とする請求項14〜16のいずれかに記載の複合光学素子の調芯装置。 Furthermore, a heating means for heating the polymerizable resin layer is provided,
The eccentricity adjustment operation control means is provided via an eccentricity adjustment means for at least one of the optical substrates among the eccentricity adjustments via all the eccentricity adjustment means for all the optical substrates in the composite optical element. When the eccentricity adjustment is performed while promoting the polymerization reaction of the polymerizable resin layer, in the eccentricity adjustment through the eccentricity adjusting means, the polymerizable resin layer is also heated through the heating means. The alignment apparatus for a composite optical element according to any one of claims 14 to 16, wherein the alignment is controlled as described above.
前記夫々の光学基材を偏芯調整の基準となる所定の基準光軸に対して垂直方向又は傾斜方向に移動させるための調整荷重を印加して、前記夫々の光学基材の有する夫々の光学芯を前記基準光軸に一致させる複数の偏芯調整手段と、
光又は熱のエネルギーを前記重合率が低い状態にある前記エネルギー硬化型樹脂層に照射するエネルギー照射手段と、
少なくとも一方の側が光学基材をなす複数の所定部材の間における前記光学基材の光学面の位置に重合率が低い状態にあるエネルギー硬化型樹脂層を挟んだ状態で、前記エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによって前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら、予め求められた前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値を用いて、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における重合率の予測値において重合率が0%から70%までの間であると予測されるエネルギー照射時間内において、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を所定時間行ない、前記エネルギー照射時間に対する前記複合光学素子における前記エネルギー硬化型樹脂層の重合率の予測値において重合率が70%を超えると予測されるエネルギー照射時間が経過するときに、前記エネルギー照射手段を介して光又は熱のエネルギーを照射することによって前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なう全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整における当該光学基材に対する当該方向へ移動させるための調整荷重の印加を解除するように制御する偏芯調整作動制御手段を有することを特徴とする複合光学素子の調芯装置。 The energy curable resin layer in a state where an energy curable resin layer having a low polymerization rate is sandwiched between positions of the optical surface of the optical substrate between a plurality of predetermined members on which at least one side forms an optical substrate. An optical substrate on at least one side of the energy curable resin layer and the energy curable resin layer, which is completed by accelerating a polymerization reaction of the energy curable resin layer through light or heat energy irradiation to In a composite optical element alignment apparatus used in a manufacturing process of a composite optical element comprising:
Applying an adjustment load for moving each of the optical base materials in a direction perpendicular to or inclined with respect to a predetermined reference optical axis serving as a reference for decentering adjustment, the respective optical materials of the respective optical base materials A plurality of eccentricity adjusting means for aligning the core with the reference optical axis;
Energy irradiation means for irradiating the energy curable resin layer with light or heat energy at a low polymerization rate;
With the energy irradiating resin layer sandwiched between the plurality of predetermined members having at least one side forming the optical substrate and the optical surface of the optical substrate in a state where the polymerization rate is low, the energy irradiation means is interposed. The polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element is predicted for the energy irradiation time determined in advance while accelerating the polymerization reaction of the energy curable resin layer by irradiating light or heat energy. All the values in the composite optical element within the energy irradiation time in which the polymerization rate is predicted to be between 0% and 70% in the predicted value of the polymerization rate in the composite optical element with respect to the energy irradiation time. Of at least one optical substrate out of all the eccentricity adjustment means through all the eccentricity adjusting means for the optical substrate. The eccentricity adjustment through the eccentricity adjusting means is performed for a predetermined time, and the polymerization rate is predicted to exceed 70% in the predicted value of the polymerization rate of the energy curable resin layer in the composite optical element with respect to the energy irradiation time. When the energy irradiation time elapses, all the eccentricity adjustment means that perform the polymerization reaction of the energy curable resin layer by irradiating light or heat energy through the energy irradiation means while promoting the polymerization reaction. A centering device for a composite optical element, comprising: an eccentricity adjustment operation control unit that controls to cancel application of an adjustment load for moving the optical base material in the direction in the center adjustment.
前記偏芯調整作動制御手段は、前記複合光学素子における全ての光学基材に対する全ての偏芯調整手段を介した偏芯調整のうち少なくとも一つ以上の光学基材に対する偏芯調整手段を介した偏芯調整を前記エネルギー硬化型樹脂層の重合反応を促進させながら行なうときに、当該偏芯調整手段を介した偏芯調整において、前記加熱手段を介した前記重合性樹脂層の加熱を併せて行なうように制御することを特徴とする請求項20〜23のいずれかに記載の複合光学素子の調芯装置。 Furthermore, a heating means for heating the energy curable resin layer is provided,
The eccentricity adjustment operation control means is provided via an eccentricity adjustment means for at least one of the optical substrates among the eccentricity adjustments via all the eccentricity adjustment means for all the optical substrates in the composite optical element. When the eccentricity adjustment is performed while promoting the polymerization reaction of the energy curable resin layer, in the eccentricity adjustment via the eccentricity adjustment means, the heating of the polymerizable resin layer via the heating means is also performed. 24. The alignment apparatus for a composite optical element according to claim 20, wherein the alignment is controlled so as to be performed.
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