JP2019191415A

JP2019191415A - 光学素子

Info

Publication number: JP2019191415A
Application number: JP2018085399A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　修; Osamu Sato; 佐藤　　修; 剛介吉田; Gosuke Yoshida; 幹也山中; Mikiya YAMANAKA; 青木浩祐; Kosuke Aoki; 浩祐青木
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2019-10-31

Abstract

【課題】プリズムとレンズとを一体化した光学素子において、製造の歩留まりを向上でき、生産効率の良好な光学素子を提供する。【解決手段】プリズム２と、プリズム２の光学面に設けられたレンズチップ３と、プリズム３とレンズチップ３とを貼り合わせる接着剤層４と、を有し、プリズム２とレンズチップ３とをそれぞれ個別に作成し、これらを組み合わせることで、製造の歩留まりを良好にでき、所定の特性を有する光学素子１。さらに、各要素の屈折率を所定の範囲とすることにより、光の透過損失を低減させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子に係り、特に、個別に用意したプリズムとレンズチップとを一体化した光学素子に関する。

光ファイバを用いた光学装置において光ファイバと受発光素子との光学的結合に用いられる光学素子として、光入出面にレンズを有する光学素子が知られている。この光学素子により、光学装置の低背化ができるとされている。

このような光学素子に一体的にレンズ機能を設ける場合、モールドプレスにより形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２４８３１２号公報

しかしながら、モールドプレスにて光学素子を形成する場合、成形時の素材の収縮等により、高精度の光学素子を得ることが難しい。例えば、プリズムのような高い角度精度が求められる用途においては、求められる光学機能が十分でない可能性がある。

これに対して、プリズムの光入射面又は光出射面にレンズを直接成形することが考えられる。しかしながら、プリズムに直接レンズを成形すると、レンズ部分に不備があった場合、プリズムには問題が無くても光学素子が所定の特性を満たさないこととなってしまう。特に、プリズムとして屈折率の高い高価なガラス材料を用いた場合には、製造コストが大幅に高くなってしまう等、その影響が顕著である。

また、プリズムとレンズの屈折率差が大きいと、界面での反射が大きくなり、光の透過損失が生じるおそれがある。

そこで、上記のような状況に鑑み、本発明は、プリズムとレンズとを一体化した光学素子において、製造の歩留まりを向上でき、生産効率の良好な光学素子を提供することを目的とする。さらに、光の透過損失を低減した光学素子を提供することも目的とする。

すなわち、本発明の光学素子は、プリズムと、前記プリズムの光学面に設けられたレンズチップと、前記プリズムと前記レンズチップとを貼り合わせる接着剤層と、を有することを特徴とする。

本発明の光学素子によれば、プリズムとレンズチップとをそれぞれ個別に作成し、これらを組み合わせることで、製造の歩留まりを良好に所定の特性を有するものとできる。また、各要素の屈折率を所定の範囲とすることにより、光の透過損失を低減させることができる。

第１の実施形態の光学素子の概略構成を説明する正面図である。図１で示したレンズチップの正面図である。図１で示したレンズチップの平面図である。図１で示したレンズチップの作製方法を説明する図である。図１で示したレンズチップの作製方法を説明する図である。第１の実施形態の光学素子の製造方法を説明する図である。第１の実施形態の光学素子の製造方法を説明する図である。第１の実施形態の光学素子の製造方法を説明する図である。第１の実施形態の光学素子の製造方法を説明する図である。第１の実施形態の光学素子の製造方法を説明する図である。第１の実施形態の光学素子の製造方法を説明する図である。第２の実施形態の光学素子の概略構成を示した断面図である。第２の実施形態の光学素子の概略構成を示した断面図である。第２の実施形態の光学素子の概略構成を示した断面図である。第３の実施形態の光学素子の概略構成を示した断面図である。第３の実施形態の光学素子の概略構成を示した断面図である。

以下、本発明の光学素子および光学素子の製造方法について、実施形態を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変形して実施できる。

（第１の実施形態）
［光学素子］
本発明の第１の実施形態に係る光学素子は、上記の構成を有しており、例えば、図１に示したように、プリズム２と、プリズム２の光学面に設けられたレンズチップ３と、プリズム２とレンズチップ３とを貼り合わせる接着剤層４と、を有する光学素子１が例示できる。

〈プリズム〉
本実施形態に用いられるプリズム２は、所定の光学機能を有する部材であり、公知のプリズムを特に制限なく用いることができる。このプリズム２としては、光学面を２つ以上もつ透明体で、少なくともその光学面の１組が平行でないものをいい、光を屈曲、分散、全反射等させるために用いられる。なお、本明細書において光学面とは、光入射面および光出射面をいうものである。

このプリズム２としては、本実施形態のようにレンズと組合わせて使用する場合には、全反射を利用するプリズムが好ましく、全反射を利用するプリズムとしては、例えば、直角プリズム、五角プリズム（ペンタプリズム）等が挙げられる。

直角プリズムは、頂角が直角であり、この頂角を挟む２面と、頂角に対向する斜面と、からなる直角三角形を底面とする柱状体であり、また、五角プリズムは、一の角が９０度、その両側の角が１１２．５度となる、五角形を底面とする柱状体である。これらの三角プリズム及び五角プリズムにおいては、プリズムの光入射面から入射した光をプリズム内で全反射させ、入射した光に対して方向を９０度変えて光出射面から光を出射させることができる。

また、プリズム２は、所定の光学特性を有するものであればよく、その材料は特に限定されずに公知の材料が挙げられる。プリズム２の材料としては、例えば、ガラス、樹脂等が挙げられる。前述のとおりプリズム内部に入射した光をプリズム内で全反射するように用いられる場合、全反射が可能な入射角を広くすることを目的として、一般に、このプリズム２に使用される材料の屈折率は１．４〜２．１と高い。

〈レンズチップ〉
本実施形態に用いられるレンズチップ３は、上記プリズム２と組合わせて用いられ、その組み合わせによって所定の特性を発揮できる光学特性を有するものである。すなわち、レンズチップ３は、求められる特性に応じて所定のレンズ機能を有すればよい。

このレンズチップ３は、例えば、図２Ａ〜２Ｂに示したように、平板状の透明基板の表面にレンズ形状を有する形状からなり、透明基板をベースとする平坦部３ａとレンズ形状に形成されたレンズ機能部３ｂとを有している。すなわち、平面視したとき、その中央にレンズ機能部３ｂが、そしてレンズ機能部３ｂの周囲に平坦部３ａが設けられた構造となっている。レンズ機能部３ｂと平坦部３ａとは、これらは同一の材料で一体的に形成されていても、同一の材料又は異なる材料で個別に形成され、それらを接合したものでもよい。レンズ機能部３ｂのレンズ形状は、凸状、凹状、それらの組合せのいずれであってもよい。

レンズ機能部３ｂと平坦部３ａとを同一の材料で一体的に形成する場合、例えば、機械加工、モールド成形、射出成型、３次元造形等の製造方法により形成してもよい。なかでも、射出成形が、形状精度と生産性に優れる点で好ましい。射出成形を用いる場合、材料として一般には環状ポリオレフィンやポリカーボネイト、アクリル樹脂などが使われる。

また、レンズ機能部３ｂと平坦部３ａとを同一の材料又は異なる材料で個別に形成し、それらを接合して製造する場合、例えば、図３Ａ〜３Ｂに示したように、平板状の透明基板３Ａを用意し（図３Ａ）、この透明基板３Ａの表面に、レンズ３Ｂを設けてレンズチップ３を得ればよい（図３Ｂ）。このように作製されるレンズチップ３は、透明基板３Ａが平坦部３ａにそのまま対応し、透明基板３Ａにレンズ３Ｂが積層された部分がレンズ機能部３ｂとなる。

なお、図３Ａ〜３Ｂのように製造する場合、インプリント成形により透明基板３Ａの表面にレンズ３Ｂを成形したり、透明基板３Ａとレンズ３Ｂとを個別に形成しておき、透明基板３Ａの表面にレンズ３Ｂを接着する等、の方法が挙げられる。なかでも、平板状の透明基板３Ａに、インプリント成形によってレンズ３Ｂを形成することが、製造の容易さ、コストの低減、レンズ機能に応じた材料選択幅の広さ、レンズ表面形状精度、小径レンズの製造対応等の点で好ましい。

この場合、透明基板３Ａには、ポリカーボネイト、アクリル樹脂などの透明樹脂の他、各種光学ガラスなどが使われるが、光学的要求やレンズ３Ｂとの密着性や熱膨張係数差による信頼性の課題など特殊な事情がない場合、一般的な光学ガラス（例えば、Ｓｃｈｏｔｔ社ＢＫ７、Ｂ２７０ｉ等）が使いやすい。また、レンズ３Ｂには、アクリル樹脂やエポキシ樹脂など一般的な透明樹脂のほか、ＴｉＯ_２やＺｒＯ_２等の無機ナノ粒子をアクリル樹脂やエポキシ樹脂に分散したコンポジット材料のような高屈折率材料などを用いてもよい。

このレンズチップ３は、所定の光学特性を有するものであればよく、その材料は特に限定されずに公知の材料で形成されていればよい。レンズチップ３の材質としては、例えば、ガラス、樹脂等が挙げられ、透明基板３Ａとレンズ３Ｂとを、一方をガラス、他方を樹脂等のように異なる材料で形成することもできる。

このとき、レンズチップ３を形成する材料としては、求められる光学機能によっても影響されるが、前記の製造方法による生産性やコスト低減の観点から、例えば、その屈折率が１．３５〜１．８の材料が使用でき、この屈折率は１．４５〜１．７が好ましく、１．４〜１．６５がより好ましい。レンズチップ３の屈折率は、プリズムの屈折率に比べれば低いことが一般的である。

また、透明基板３Ａとレンズ３Ｂとを異なる材料で形成する場合には、透明基板３Ａを形成する材料は、生産性やコスト低減の観点から一般的な光学ガラスが望ましく、その屈折率が１．４〜１．８が好ましく、１．４５〜１．６５が好ましい。これに対して、レンズ３Ｂを形成する材料としては、部材の価格、硬化前の粘度や硬化方式など成形に関する選択の自由度、アッベ数や複屈折や光散乱等の光学特性などに関する選択の自由度の観点から、その屈折率が１．３５〜１．８が好ましく、１．４５〜１．７がより好ましく、１．４５〜１．６５が一層好ましい。そして、これら透明基板３Ａとレンズ３Ｂとは、界面反射による透過損失を低減する観点から、それらの屈折率差が０．１以内が好ましく、０．０５以内がより好ましい。

また、透明基板３Ａが例えばガラス材料の場合、レンズ３Ｂとの密着性を向上するために、透明基板３Ａの表面をシランカップリング剤で被覆してもよい。一般的に、シランカップリング剤により形成される層は非常に薄いため、光学特性にほとんど影響を与えない。シランカップリング剤の例としては、例えば信越化学工業（株）社製のＫＢＭ−１４０３、ＫＢＭ−４０２、ＫＢＭ−４０３、ＫＢＭ−５０２、ＫＢＭ−５０３、ＫＢＭ−５１０３、ＫＢＭ−１４０３、ＫＢＭ−６０２、ＫＢＭ−６０３、ＫＢＭ−９０３などがある。

このレンズチップ３の平坦部３ａの厚さは、プリズム２の全反射光の利用や光路延長の効果を低減しない点で、０．１〜３ｍｍが好ましく、０．１〜１ｍｍがより好ましく、０．１〜０．５ｍｍが一層好ましい。この厚みが０．１ｍｍ未満であると、作製時や使用時においてハンドリング性が低下し、光学素子の生産性が低下してしまい、３ｍｍ超であると、外形が大きくなってしまい組込まれる最終製品の低背化を妨げるおそれがある。

そして、このレンズチップ３は、プリズム２の光学面、すなわち、プリズム２の光入射面又は光出射面に設けられる。レンズチップ３は、プリズム２と組合わせて所定の光学特性を発揮できるように、後述する接着剤層により接着、固定される。

〈接着剤層〉
本実施形態に用いられる接着剤層４は、上記のように、プリズム２とレンズチップ３とを貼り合わせる接着剤である。この接着剤層４としては、所望の光学特性が得られるように、硬化後において透光性を有する接着剤からなる層が好ましく、従来、光学素子の作製に用いられている公知の接着剤をそのまま用いることができる。

この接着剤層４に用いられる接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル等の接着剤が挙げられる。その硬化系としては、光硬化型、熱硬化型、溶剤揮散型、硬化剤混合型、湿気硬化型等が挙げられるが、光硬化型が好ましく、なかでも紫外線硬化型がより好ましい。光硬化型とすることで、製造時に、プリズム２やレンズチップ３への熱によるダメージを与えることがなく、製品特性を良好に保持できる。また、光硬化型の接着剤は、短時間で硬化するため生産性が良く製造コスト低減が期待できる。

この接着剤層４の屈折率は、１．３〜１．７が好ましく、１．４５〜１．６５がより好ましい。

本実施形態の光学素子１は、上記説明したプリズム２、レンズチップ３、接着剤層４で構成されるが、これらの屈折率を所定の関係にすることが光の透過損失を減らし、効率的に利用できる点で好ましい。

したがって、本実施形態において、レンズチップ３の屈折率と接着剤層４の屈折率とは、それらの屈折率差が０．１以内であることが好ましく、０．０５以内であることがより好ましい。なお、レンズチップ３が、透明基板３Ａとレンズ３Ｂとを異なる材料で形成している場合、透明基板３Ａの屈折率と接着剤層４の屈折率とを上記の関係（屈折率差が０．１以内）とすることが好ましい。

なお、本明細書において、「屈折率」は、ｄ線（波長：５８７．５７ｎｍ、励起媒体元素：Ｈｅ）に対する屈折率（ｎｄ）を表す。

［光学素子の製造方法］
本実施形態の光学素子の製造方法は、プリズム２又はレンズチップ３の接着面に接着剤を塗布し、プリズム２とレンズチップ３を該接着剤を介して積層し、接着剤を硬化させて接着剤層４とし、光学素子１を形成すればよい。

なお、光学素子の製造にあたっては、その製造効率の点から、透明基材の表面に複数個のレンズを有するレンズ基材を用意し、これにプリズムを積層し、切断して個片化することが好ましい。また、プリズム２とレンズチップ３とを位置精度良く積層するため、両者を積層する前にそれぞれにアライメントマークを形成し、アライメントマークを参照しながら積層してもよい。

このように複数個の光学素子を製造するには、例えば、図４Ａ〜図４Ｃに示したように、透明基板３０Ａを用意し（図４Ａ）、この透明基板３０Ａの表面に、レンズ３Ｂを複数個設け、レンズ基材を形成する（図４Ｂ，４Ｃ）。図４Ｂでは、レンズ基材の側面図、図４Ｃでは、図４Ｂのレンズ基材の平面図を概略的に示している。ここで、形成するレンズの個数は使用する透明基板３０Ａの大きさ、形成するレンズの大きさ等に応じて、適宜設定できる。

そして、得られたレンズ基材に対して、接着剤４Ａを塗布する（図４Ｄ）。ここで使用する接着剤は、上記説明した接着剤である。そして、この塗布した接着剤４Ａ上に棒状のプリズム２Ａを積層し、接着剤４Ａを固化させ、透明基板３０Ａと棒状のプリズム２Ａが接着剤層４を介して貼りあわされた積層体とする（図４Ｅ）。棒状のプリズム２Ａは、長手方向に垂直となる面で切断することで、プリズム２となり、光学素子１を構成する要素とできる。

図４Ｅでは、３個のレンズ３Ｂに対して、棒状のプリズム２Ａを平面的に位置が重なるようにそれぞれ配置する。この場合、実際には、図面の奥行方向にも３個ずつレンズ３Ｂが形成されており、それらのレンズ３Ｂに対しても、棒状のプリズム２Ａが重なるように配置されている。

なお、この積層工程においては、レンズ基材とプリズム２Ａとを積層するが、この積層においては互いに固着して、積層するものである。ここで、固着するには、光学素子の製造に用いられる公知の接着剤を用いることができ、求める光学特性を阻害しない限り特に限定されずに使用できる。

次に、得られた積層体に対して、切断することで光学素子１を得る（図４Ｆ）。このとき、切断は、図４Ｆに示したように、レンズ３Ｂを１つずつ切り離すように、切断線に沿って、公知の方法で行えばよく、例えば、カッターを用いて透明基板３０Ａ及びプリズム２Ａを切断すればよい。なお、このとき、プリズム２Ａとそれに隣接しているプリズム２Ａとの間の切断では、透明基板３０Ａを切断するだけでプリズム２Ａ同士を切り離すことができる。

また、切断後には、切断により形成された稜線等に対して、面取りを行ってもよい。面取りを行うことで、割れや欠け等を抑制できる。
なお、前述の光学素子の製造方法に限らず、個片化されたレンズチップ３と個片化されたプリズム２とを積層してもよい。この場合、透明基板の表面に複数個のレンズを有するレンズ基材を用意し、それを切断して個片化したものを用いることが好ましい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態と同様に、プリズム２と、レンズチップ３と、を積層して構成され、さらに遮光性を有する材料で形成された遮光膜を有する光学素子である。

この遮光膜は、光学素子の光学面部分において、光学有効面外の外周部（コバとも呼ばれる）に形成され、中心部が開口して設けられる。このように中心部を開口させて光を透過でき、周囲を遮光することで、内面反射等の影響によるフレアやゴーストなどの現象を抑制できる。また、遮光膜は、絞り機能を奏することもできる。

この実施形態は、第１の実施形態において、さらに遮光膜を設けた構成であり、第１の実施形態と共通の構成は説明を省略し、以下、相違点についてのみ説明する。この第２の実施形態においては、上記の通り、第１の実施形態の光学素子１に対して、さらに遮光膜を追加して設けたものである。

遮光膜を形成する形態としてはいくつかバリエーションがあり、例えば、図５Ａに示したように、レンズチップ３の透明基板３Ａの表面及びレンズ３Ｂの表面に、遮光膜１２を設けた光学素子１１、例えば、図５Ｂに示したように、透明基板３Ａの表面及び透明基板３Ａとレンズ３Ｂの間に、遮光膜２２を設けた光学素子２１、例えば、図５Ｃに示したように、プリズム２とレンズチップ３の透明基板３Ａの間に、遮光膜３２を設けた光学素子３１、等が挙げられる。

このような遮光膜１２，２２，３２は、上記のように絞り機能を得るために設けられ、遮光性を有する公知の材料を、公知の方法により特に制限されずに設けることができる。

また、これらの遮光膜１２，２２，３２を設けた光学素子１１，２１，３１は、第１の実施形態で説明した光学素子１の製造方法をベースとして製造でき、この光学素子１の製造方法に対して、所定のタイミングで遮光膜を形成する工程を追加すればよい。

光学素子１１を製造するにあたっては、例えば、透明基板３０Ａにレンズ３Ｂを設けてレンズ基材とした後、光学部材と積層する前に、当該レンズ基材に対して遮光膜１２を形成すればよい。

光学素子２１を製造するにあたっては、例えば、透明基板３０Ａにレンズ３Ｂを形成する前に、透明基板３０Ａに対して遮光膜２２を形成し、その後、レンズ３Ｂを形成すればよい。

光学素子３１を製造するにあたっては、例えば、レンズ基材とプリズム２Ａとを積層する前に、レンズ基材又はプリズム２Ａに遮光膜３２を形成し、その後、レンズ基材とプリズム２Ａを積層すればよい。

光学素子２１，３１のように、レンズ基材の表面に遮光膜を形成することが、製造が容易で、形成する膜の形状精度も良好であり好ましい。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態と同様に、プリズム２と、レンズチップ３とを積層して構成され、さらに光学素子の表面、もしくはプリズム２と接着剤層４との間に反射防止膜を有する光学素子である。

この実施形態は、第１の実施形態又は第２の実施形態において、さらに反射防止膜を設けた構成であり、第１及び第２の実施形態と共通の構成は説明を省略し、以下、相違点についてのみ説明する。

この第３の実施形態においては、例えば、第１の実施形態の光学素子１に対して、さらに反射防止膜を追加して設けたものが挙げられる。例えば、図６Ａに示したように、光学素子１の透明基板３Ａの表面及びレンズ３Ｂの表面の光入射側全面に、反射防止膜４２を設けた光学素子４１が挙げられる。
また、例えば、図６Ｂに示すように、光学素子１の接着剤層４及びプリズム２の光入射側との間に、反射防止膜５２を設けた光学素子５１が挙げられる。

反射防止膜４２，５２は、この光学素子１の表面の反射を低減するため、公知の材料を用い、公知の方法により形成できる。この反射防止膜４２，５２としては、例えば、高屈折率材料と低屈折率材料として、例えば、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２とを用い、これらを交互に積層した誘電体多層膜により形成できる。また、反射防止膜５２としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３の単層膜、中屈折率膜・高屈折率膜・中屈折率膜の３層膜、誘電体多層膜等の公知の構成を用いてもよい。このような反射防止膜４２を光学素子４１の表面に、または反射防止膜５２を光学素子５１の接着剤層４とプリズム２との間に備えることで、例えば、表面の反射率を大幅に低減できる。

反射防止膜４２，５２は、一般的には、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の真空成膜により誘電体材料を形成して得られる。

また、この反射防止膜４２，５２を設けた光学素子４１，５１は、第１の実施形態で説明した光学素子１の製造方法をベースとして製造でき、この光学素子１の製造方法に対して、所定のタイミングで反射防止膜を形成する工程を追加すればよい。例えば、透明基板３０Ａの表面に複数のレンズ３Ｂを形成してレンズ基材とした後、レンズ基材をプリズム２Ａと積層する前に、透明基材３Ａの表面及びレンズ３Ｂの表面に、反射防止膜４２を成膜すればよい。もしくは、透明基板３０Ａとプリズム２Ａとを積層する前に、プリズム２Ａの光入射面に反射防止膜５２を成膜すればよい。

なお、以上第１の実施形態をベースに説明したが、上記のように第２の実施形態に加えて反射防止膜を形成してもよいし、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の膜を有する光学素子に反射防止膜を形成してもよい。

第２の実施形態において反射防止膜を形成する場合、いずれもレンズ基材と光学部材とを積層する前に、上記説明したように反射防止膜を形成すればよい。レンズ３Ｂの表面に遮光膜を形成する実施形態においては、反射防止膜を形成した後に遮光膜を形成することが好ましい。

次に実施例を参照して具体的に説明する。実施例１は図５Ｃの光学素子に相当する構成を、実施例２は図５Ｃの光学素子に、さらにプリズムと接着剤層との間に反射防止膜を設けた構成を、実施例３は図５Ａの光学素子に、さらにプリズムと接着剤層との間に反射防止膜を設けた構成を、それぞれ有する。

［実施例１］
（１）プリズムの作製
ガラス（硝材：Ｎ−ＬＡＳＦ４１、Ｓｃｈｏｔｔ社製、屈折率１．８３５）を切断、研磨により、一辺の長さが５ｍｍの直角プリズムに加工し、プリズム２を得た。

（２）レンズチップの作製
ガラス（硝材：ＢＫ７、Ｓｃｈｏｔｔ社製、屈折率１．５１６）を切断、研磨により、透明基板３０Ａ（７６．０ｍｍ×７６．０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍｔ）を得た。
次に、透明基板３０Ａの表面に、スパッタリング法を用いてＣｒ、ＣｒＯの多層膜で構成される厚さ１００ｎｍの遮光膜を形成した。次いで、フォトリソグラフィ、エッチング加工を行い先に形成した遮光膜のうち、余分な箇所を除去した。この際、後述するレンズ加工、貼り合わせプロセスに用いるアライメントマークを透明基板に形成した。
次いで、石英ガラス製のレンズ金型に光硬化型インプリント樹脂（ＰＡＫ−０２、東洋合成工業（株）社製）を充填し、上から透明基板３０Ａを前記遮光膜が形成された面と反対の面が接するように被せ、金型越しに高圧水銀ランプを照射することで、φ４．６ｍｍ、高さ３５０μｍのレンズ３Ｂを透明基板３０Ａの表面に得た。この手順を繰り返すことで、透明基板３０Ａの表面に、複数のレンズ３Ｂを形成した。
なお、同条件で作製した光硬化型インプリント樹脂（ＰＡＫ−０２）の平坦膜の屈折率を精密屈折計（ＫＰＲ−３０、島津製作所（株）社製）で測定したところ、１．５１であった。次いで、透明基板３０Ａのアライメントマークに合わせて精密ダイシングソーで４．９ｍｍ×４．９ｍｍに切断することで、レンズチップ３を得た。

（３）プリズムとレンズチップとの貼り合わせ
前述の方法で作製したプリズム２の光学面にＵＶ硬化型接着剤（ＯＰ−１０３０Ｚ、電気化学工業（株）社製）をニードル式ディスペンサで塗布した後、プリズム端部およびレンズチップのレンズ周辺に形成された前記アライメントマークを参照しながらレンズチップ３を重ねあわせ、高圧水銀ランプを３０００ｍＪ／ｃｍ^２照射して貼り付けることで、光学素子３１を得た。なお、ＵＶ硬化型接着剤（ＯＰ−１０３０Ｚ）を同条件で硬化させ、前述の精密屈折計で屈折率を測定したところ、１．５５であった。

［実施例２］
（１）プリズムの作製
ガラス（硝材：Ｎ−ＬＡＳＦ４１、Ｓｃｈｏｔｔ社製、屈折率１．８３５）を切断、研磨により、一辺の長さが５ｍｍの直角プリズムに加工し、プリズム２を得た。次いで、プリズム２の光学面のうち、後述のレンズチップと貼り合わせる面には、真空蒸着法により反射防止膜（Ａｌ_２Ｏ_３単層膜、厚さ８５ｎｍ）を形成した。
（２）レンズチップの作製
実施例１と同様にレンズチップを作製した。

（３）プリズムとレンズチップとの貼り合わせ
実施例１と同様の方法を用い、プリズムとレンズチップとを貼り合わせ、光学素子を得た。

［実施例３］
（１）プリズムの作製
実施例２と同様にプリズムを作製した。
（２）レンズチップの作製
ポリカーボネイト樹脂を射出成型することにより、４．９ｍｍ×４．９ｍｍ×０．３ｍｍｔの透明基板３Ａと、φ４．６ｍｍ、高さ３５０μｍのレンズ３Ｂが一体化されたレンズチップ３を得た。同時に、レンズチップ３のレンズ３Ｂが形成された面と反対の面には凹凸によるアライメントマークを形成した。なお、ポリカーボネイト樹脂の屈折率を前述の精密屈折計で測定すると、１．５９であった。次に遮光インク（ＳＧ７４０、セイコーアドバンス（株）社製）をパッド印刷法でレンズ３Ｂの上に印刷することで、遮光膜１２を形成した。
（３）プリズムとレンズチップとの貼り合わせ
実施例１と同様の方法を用い、プリズムとレンズチップとを貼り合わせ、光学素子を得た。

［実施例４］
（１）プリズムの作製
実施例１と同様にプリズムを作製した。
（２）レンズチップの作製
ガラス（硝材：ＴＥＭＰＡＸＦｌｏａｔ、Ｓｃｈｏｔｔ社製、屈折率１．４７）を切断、研磨により、透明基板３０Ａ（７６．０ｍｍ×７６．０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍｔ）を得た。
次いで、実施例１と同様に、透明基板３０Ａの表面に遮光膜とアライメントマークを形成した。
次いで、石英ガラス製のレンズ金型に光硬化型樹脂（ルミプラス、三菱ガス化学（株）社製）を充填し、上から透明基板３０Ａを前記遮光膜が形成された面と反対の面が接するように被せ、金型越しに高圧水銀ランプを照射することで、φ４．６ｍｍ、高さ３５０μｍのレンズ３Ｂを透明基板３０Ａの表面に得た。この手順を繰り返すことで、透明基板３０Ａの表面に、複数のレンズ３Ｂを形成した。
なお、同条件で作製した光硬化型樹脂（ルミプラス）の平坦膜の屈折率を前述の精密屈折計で測定したところ、１．６７であった。次いで、透明基板３０Ａのアライメントマークに合わせて精密ダイシングソーで４．９ｍｍ×４．９ｍｍに切断することで、レンズチップ３を得た。
（３）プリズムとレンズチップとの貼り合わせ
実施例１と同様の方法を用い、プリズムとレンズチップとを貼り合わせ、光学素子３１を得た。

実施例１、実施例２、実施例３、実施例４で得られた光学素子の透過率を白色光源（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）、ビーム成型レンズ、積分球からなる光学系を用いて測定した。実施例４の透過率を１００として、各実施例の透過率を規格化した。
実施例４、実施例１で得られた光学素子では、レンズチップ３を構成する透明基板３Ａとレンズ３Ｂとの屈折率の差が０．２０（実施例４）、０．００６（実施例１）であり、透過率が１００（実施例４）、１００．７（実施例１）と改善されていることが確認できた。さらに、実施例１と比較し、実施例２で得られた光学素子は、接着剤層とプリズムとの界面に反射防止膜を有しており、透過率が１００．７（実施例１）、１０１．３（実施例２）と改善されていることが確認できた。また、実施例３で得られた光学素子は、レンズチップ３を構成する透明基板３Ａとレンズ３Ｂとが一体成型されており両者に屈折率差がなく、透過率が１０１．５であり、実施例４と比べ透過率が改善されたことが確認できた。

１，１１，２１，３１，４１，５１…光学素子、２，２Ａ…光学部材、３…レンズチップ、３Ａ，３０Ａ…透明基板、３Ｂ…レンズ、１２，２２，３２…遮光膜、４２，５２…反射防止膜

Claims

プリズムと、
前記プリズムの光学面に設けられたレンズチップと、
前記プリズムと前記レンズチップとを貼り合わせる接着剤層と、
を有することを特徴とする光学素子。
前記接着剤層の屈折率と、前記レンズチップの屈折率との差が、０．１以内である請求項１に記載の光学素子。
前記接着剤層と前記プリズムとの間に反射防止膜を有する請求項１又は２に記載の光学素子。
前記レンズチップは、レンズ機能部と該レンズ機能部の外周に設けられた平坦部とからなる請求項１〜３のいずれか１項記載の光学素子。
前記平坦部の厚さが、０．１〜３ｍｍである請求項４に記載の光学素子。
前記レンズ機能部と前記平坦部とが、一体の成形体である請求項４又は５に記載の光学素子。
前記レンズ機能部と前記平坦部とが、それぞれ個別に成形された部材を、接合してなる請求項４又は５に記載の光学素子。
前記レンズ機能部と前記平坦部との屈折率差が、０．１以内である請求項４〜７のいずれか１項に記載の光学素子。
前記レンズ機能部の屈折率は、１．３５〜１．８である請求項４〜８のいずれか１項に記載の光学素子。
前記平坦部の屈折率は、１．４〜１．８である請求項４〜９のいずれか１項に記載の光学素子。
前記プリズムの屈折率は、１．４〜２．１である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学素子。
前記レンズチップの表面又は前記接着剤層と前記プリズムとの間に、反射防止膜を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学素子。
さらに、遮光膜を有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学素子。