(57)【要約】      （修正有）【課題】光学基材とエネルギー硬化型樹脂との界面の光学面の変形を抑制できかつ収差補正能力の高い複合型光学素子を提供する。【解決手段】複合型光学素子は、光学有効径Ｄ１の外周部に位置決め用の嵌合部１ａ，２ａを有する２つの光学基材１、２を、エネルギー硬化型樹脂３を用いて積層した３層構造をなしている。２つの光学基材１、２の夫々の外周部には、嵌合部１ａ，２ａが形成されている。また、エネルギー硬化型樹脂３の硬化収縮率は１％以上８％以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学有効径の外周部に位置決め用の嵌合部を有する少なくとも２つの光学基材を、エネルギー硬化型樹脂を用いて積層した複合型光学素子において、
前記嵌合部が前記少なくとも２つの光学基材の夫々の周囲に形成され、前記エネルギー硬化型樹脂の硬化収縮率が１％以上８％以下である
ことを特徴とする複合型光学素子。
【請求項２】
請求項１記載の複合型光学素子において、
前記嵌合部の内周部でかつ光学有効径の外周部に、前記エネルギー硬化型樹脂の滞留部を有する
ことを特徴とする複合型光学素子。
【請求項３】
請求項１または２記載の複合型光学素子において、
前記エネルギー硬化型樹脂は、平均粒子径１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である無機粒子（Ａ）が５質量％以上３０質量％以下と、分子内に重合性官能基を１個有する単官能化合物（Ｂ）と、分子内に重合性官能基を２個以上有する多官能化合物（Ｃ）と、重合開始剤（Ｄ）が０．０５質量％以上５質量％以下からなり、前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との合計質量（（Ｂ）＋（Ｃ））が７０質量％以上９５質量％以下であり、かつ前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）が０．５以上１００以下である組成物の硬化物である
ことを特徴とする複合型光学素子。
【請求項４】
請求項１または２記載の複合型光学素子において、
前記エネルギー硬化型樹脂は、平均粒子径１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である無機粒子（Ａ）が５質量％以上３０質量％以下と、分子内に重合性官能基を１個有する単官能化合物（Ｂ）と、分子内に重合性官能基を２個以上有する多官能化合物（Ｃ）と、重合開始剤（Ｄ）が０．０５質量％以上５質量％以下と、単官能化合物（Ｂ）及び多官能化合物（Ｃ）に溶解可能なポリマー（Ｅ）が５質量％以上３０質量％以下からなり、前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との合計質量（（Ｂ）＋（Ｃ））が５０質量％以上８０質量％以下であり、かつ前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）が０．５以上１００以下である組成物の硬化物である
ことを特徴とする複合型光学素子。
【請求項５】
請求項３または４記載の複合型光学素子において、
前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）の少なくとも一方は、芳香環、縮合多環及び脂環から選ばれる少なくとも１つの環状構造を有している
ことを特徴とする複合型光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば２つの光学基材をエネルギー硬化型樹脂を用いて積層した複合型光学素子に関し、特に高屈折率であるエネルギー硬化型樹脂を用いた複合型光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ、ビデオカメラ、カメラ付携帯電話、テレビ電話、又はカメラ付ドアホンなどの撮像モジュールに用いられる光学系の小型化、高性能化が益々要望されている。
このため、これらの光学系では様々な収差をなくすため、多くの枚数のレンズを使用するようになってきた。
【０００３】
なかでも、エネルギー硬化型樹脂を光学基材の上に積層した複合型光学素子は、薄いレンズで高い収差補正能力を実現できるため有用な光学素子である。
特に、２枚の光学基材の間にエネルギー硬化型樹脂が積層された３層構造の複合型光学素子では、エネルギー硬化型樹脂を光学基材の上に積層した２層構造の複合型光学素子にくらべ、収差補正能力がより高いので非常に有用な光学素子とされている。
【０００４】
このような複合型光学素子では、成形時における樹脂の硬化収縮により、樹脂層にヒケや歪みが発生する等の転写不良が生じる。また、樹脂層の光学面の形状精度が低下する等の成形不良が生じやすい。
【０００５】
さらに、光学基材と成形用型、又は光学基材と光学基材同士の位置精度を確保して積層することが難しかった。そこで、樹脂の硬化条件、硬化方法、光学基材や成形用型の形状の検討がなされている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、レンズ接合面の外周部の一方又は双方に接着剤の溜り部を設け、接着剤を介して２枚のレンズを積層した接合レンズが提案されている。
また、特許文献２では、レンズ周端部に他方のレンズを所定位置で支持する位置決めフランジと、接着剤を排出する接着剤排出路とを設けた貼り合わせレンズが提案されている。
【０００７】
この貼り合わせレンズによれば、２枚のレンズを嵌め合わせるだけで簡単に位置決めでき、かつ接着剤の量の多少の影響なく所定の光学特性が得られるというものである。
一方、特許文献３では、硬化収縮を低減する樹脂組成物として、所定のモノマーとそのオリゴマーの少なくとも一方を含有する放射線硬化性樹脂組成物が提案されている。所定のモノマーとは、シリカ粒子とウレタン結合又はヒドロキシアルキレン基を含有するモノマーである。特許文献３では、モノマーとオリゴマーの少なくとも一方が酸性基を有することによって、透明性、高密着性、十分な強度及び低硬化収縮性である樹脂組成物を実現している。
【０００８】
さらに、特許文献４では、硬化収縮を低減する樹脂組成物として、アルコキシシランのオリゴマーの加水分解物からなるシリカ粒子を含む無機成分と、モノマーとオリゴマーの少なくとも一方を含有し、２５℃における粘度が１，０００〜１０，０００センチポアズである放射線硬化性樹脂組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開１−１６６３０１号公報
【特許文献２】特許３０１４８０８号公報
【特許文献３】特開２００５−３６１８４号公報
【特許文献４】特開２００４−１６９０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、接着剤の量の多少に関わりなく、２枚のレンズを積層できるという利点を有しているが、接着剤の硬化収縮については考慮されていない。
【００１１】
すなわち、特許文献１及び特許文献２では、レンズと接着剤との界面の光学面の形状が、接着剤の硬化収縮に伴って生じた応力によって変形してしまうおそれがある。
また、特許文献３及び特許文献４では、光学素子用の樹脂組成物として、光学系における収差補正能力にかかわる屈折率やアッベ数といった光学特性が考慮されていない。このため、光学系の小型化、高性能化に貢献することは困難である。
【００１２】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、光学基材とエネルギー硬化型樹脂との界面の光学面の変形を抑制できかつ収差補正能力の高い複合型光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
本発明の複合型光学素子は、光学有効径の外周部に位置決め用の嵌合部を有する少なくとも２つの光学基材を、エネルギー硬化型樹脂を用いて積層した複合型光学素子において、
前記嵌合部が前記少なくとも２つの光学基材の夫々の周囲に形成され、前記エネルギー硬化型樹脂の硬化収縮率が１％以上８％以下である。
【００１４】
この複合型光学素子は、さらに前記嵌合部の内周部でかつ光学有効径の外周部に、前記エネルギー硬化型樹脂の滞留部を有している。
前記エネルギー硬化型樹脂は、平均粒子径１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である無機粒子（Ａ）が５質量％以上３０質量％以下と、分子内に重合性官能基を１個有する単官能化合物（Ｂ）と、分子内に重合性官能基を２個以上有する多官能化合物（Ｃ）と、重合開始剤（Ｄ）が０．０５質量％以上５質量％以下からなり、前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との合計質量(（Ｂ）＋（Ｃ）)が７０質量％以上９５質量％以下であり、かつ前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）が０．５以上１００以下である組成物の硬化物である。
【００１５】
また、前記エネルギー硬化型樹脂は、平均粒子径１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である無機粒子（Ａ）が５質量％以上３０質量％以下と、分子内に重合性官能基を１個有する単官能化合物（Ｂ）と、分子内に重合性官能基を２個以上有する多官能化合物（Ｃ）と、重合開始剤（Ｄ）が０．０５質量％以上５質量％以下と、単官能化合物（Ｂ）及び多官能化合物（Ｃ）に溶解可能なポリマー（Ｅ）が５質量％以上３０質量％以下からなり、前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との合計質量(（Ｂ）＋（Ｃ）)が５０質量％以上８０質量％以下であり、かつ前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）が０．５以上１００以下である組成物の硬化物である。
【００１６】
前記単官能化合物（Ｂ）と前記多官能化合物（Ｃ）の少なくとも一方は、芳香環、縮合多環及び脂環から選ばれる少なくても１つの環状構造を有している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光学基材とエネルギー硬化型樹脂との界面の光学面の変形を抑制できかつ収差補正能力の高い複合型光学素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の光学基材の断面図である。
【図２】２つの光学基材をエネルギー硬化型樹脂を用いて貼り合わせた３層構造の複合型光学素子の断面図である。
【図３】実施例2の光学基材の断面図である。
【図４】２つの光学基材をエネルギー硬化型樹脂を用いて貼り合わせた３層構造の複合型光学素子の断面図である。
【図５】実施例3の光学基材の断面図である。
【図６】２つの光学基材をエネルギー硬化型樹脂を用いて貼り合わせた３層構造の複合型光学素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、図面に基づき本発明の概要を説明する。
［発明の概要］
本発明の概要を、後述する実施例1における図２を用いて説明する。
【００２０】
この図２は、複合型光学素子１０の断面図を示している。
この複合型光学素子１０は、２つの光学基材（第１の光学基材１と第２の光学基材２）をエネルギー硬化型樹脂３を用いて積層した３層構造をなしている。この複合型光学素子は、第１の光学基材１と第２の光学基材２の両方の光学有効径Ｄ１の外周部に、互いの位置を決めるための嵌合部１ａ，２ａを有している。
【００２１】
第１と第２の光学基材１、２として、所望の形状に嵌合部１ａ，２ａ及び光学面を加工できる通常の光学用ガラス、光学用樹脂、あるいは透明セラミックスを用いることができる。
【００２２】
光学用ガラスとしては、石英、ＢＡＣＤ１１（ＨＯＹＡ）、ＢＳＬ７、ＢＡＬ４２、ＬＡＨ５３（オハラ）等を挙げることができる。
光学用樹脂としては、非晶質ポリオレフィンであるゼオネックス（日本ゼオン）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ）、アペル（三井化学）等、アクリル樹脂であるアクリペット（三菱レイヨンル）、デルペット（旭化成）等、ポリカーボネートであるユーピロン（三菱エンジニアプラスチックス）を挙げることができる。
【００２３】
さらに、嵌合部１ａ，２ａの内周側でかつ光学有効径Ｄ１の外周部に、滞留部９を形成するのが好ましい。この滞留部９は、余分なエネルギー硬化型樹脂３を滞留させ、外部に漏れ出るのを防止する機能を有する。
【００２４】
次に、複合型光学素子１０の製造方法を説明する。
第１の光学基材１の貼り合わせ側の光学面上に、エネルギー硬化型樹脂３を所要量吐出する。次に、吐出したエネルギー硬化型樹脂３の上方から、第２の光学基材２を下降接近させ、エネルギー硬化型樹脂３に当接させる。
【００２５】
さらに、第１の光学基材１と第２の光学基材２の夫々に形成された嵌合部１ａ、２ａが互いに嵌合するまで、第２の光学基材２の下降接近を続ける。こうして、エネルギー硬化型樹脂３を所定の形状に展延する。
【００２６】
エネルギー硬化型樹脂３の展延にともない、余分のエネルギー硬化型樹脂３が光学有効径Ｄ１の外周部の滞留部９に滞留する。これは、エネルギー硬化型樹脂３の吐出量や吐出位置のばらつきにより、余分のエネルギー硬化型樹脂３が発生するためである。この滞留部９により、エネルギー硬化型樹脂３の外部への漏れ出しが防止される。
【００２７】
また、この嵌合部１ａ、２ａの嵌合によって、エネルギー硬化型樹脂３が所定の形状に展延されるとともに、第１の光学基材１と第２の光学基材２の光軸Ｏ−Ｏが一致し、両者の位置合わせが完了する。
【００２８】
第１の光学基材１と第２の光学基材２を嵌合した後、エネルギー硬化型樹脂３を所定の硬化条件にて硬化させる。こうして、所望の形状を有する複合型光学素子１０を得ることができる。
【００２９】
滞留部９の形状は、複合型光学素子１０の光学面、又はエネルギー硬化型樹脂３の形状やその吐出量、あるいは吐出位置のばらつきの大きさによって適宜に調整することができる。しかし、製品及び光学系の小型化のニーズから考えれば、滞留部９の大きさを極力小さくすることが望まれる。
【００３０】
例えば、滞留部９の大きさは、光学有効径を形成するのに必要なエネルギー硬化型樹脂３の体積の約４％から１２％の範囲に設定する。
このように、嵌合部１ａ、２ａによって未硬化のエネルギー硬化型樹脂３の形状は規制される。この場合、硬化収縮に伴うエネルギー硬化型樹脂３の形状変化は、第１の光学基材１及び第２の光学基材２を変形させるおそれがある。そこで、硬化収縮率の小さいエネルギー硬化型樹脂３を用いるのが望ましい。
【００３１】
しかし、エネルギー硬化型樹脂３の硬化収縮率が、あまりにも小さいと硬化反応が進んでいないことになる。この場合は、第１の光学基材１又は第２の光学基材２の密着性が低下して剥離してしまうおそれがある。さらに、機械的強度の不足、耐久性の不足などの問題が発生する。このため、エネルギー硬化型樹脂３の硬化収縮率は少なくても１％以上が必要である。
【００３２】
一方、第１の光学基材１及び第２の光学基材２を変形から守るため、硬化収縮率は８％以下である必要がある。
なお、硬化収縮率とは、ＪＩＳ  Ｋ６９０１（１９９９）に準じて求めたものである。この硬化収縮率（％）は、エネルギー硬化型樹脂３の硬化前の密度（ｄ１）と硬化後の密度（ｄ２）とを測定し、以下の式により求めた。
【００３３】
硬化収縮率率（％）＝｛（硬化後の密度（ｄ２）−硬化前の密度（ｄ１））／硬化前の密度（ｄ２）｝×１００
また、第１の光学基材１及び第２の光学基材２の変形を小さく抑えたい場合、前述したような滞留部９を形成するのが好ましい。
【００３４】
この滞留部９に滞留したエネルギー硬化型樹脂３により、未硬化のエネルギー硬化型樹脂３が硬化収縮することによる形状変化が吸収される。こうして、第１の光学基材１及び第２の光学基材２の変形を小さく抑えることができる。
【００３５】
この場合、滞留部９の体積は、光学有効径Ｄ１を形成するのに必要なエネルギー硬化型樹脂３の体積の約４％から１２％の範囲に設定するのが好ましい。このため、エネルギー硬化型樹脂３の硬化条件を調整することが重要となる。
【００３６】
例えば、硬化収縮率が８％以下であれば、滞留部９に滞留したエネルギー硬化型樹脂３によって、光学有効径Ｄ１内のエネルギー硬化型樹脂３の変形を吸収することができる。
こうして、滞留部９は、余分なエネルギー硬化型樹脂３が外部に漏れるのを防ぐ機能を有する。このため、得られた複合型光学素子１０を精度良く鏡枠に保持することができる。
【００３７】
エネルギー硬化型樹脂３に用いる無機粒子（Ａ）は、平均粒子径１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。また、この無機粒子（Ａ）は、複合型光学素子１０の使用波長範囲において実質的に透明な無機粒子である。ここで、平均粒子径とは、動的光散乱法によって求めた粒子径において粒子径分布の中心値のことである。
【００３８】
無機粒子（Ａ）の具体例としては、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、アンチモン酸化物、ニオブ酸化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、亜鉛酸化物、タンタル酸化物、ビスマス酸化物、イットリウム酸化物、ランタン酸化物、ＩＴＯ、ＡＴＯ等の粒子をあげることができる。
【００３９】
これらの粒子のなかでも、高屈折率かつ透明性に優れるジルコニウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、ニオブ酸化物、亜鉛酸化物、タンタル酸化物、ビスマス酸化物、イットリウム酸化物が好ましい。
【００４０】
粒子の形状は、球状、多角形状、不定形状、フレーク状、ファイバー状、針状、鎖状等を用いることができるが、粒子による光散乱を抑えるため球状が好ましい。
また、無機粒子の表面を修飾することによって、エネルギー硬化型樹脂３への分散のしやすさを調整することが可能である。例えば、各種官能基含有ポリイソシアネートによって前処理することにより、アクリル樹脂との相溶性及び化学結合性を発現させることが可能となる。
【００４１】
また、チタン酸化物粒子のような光触媒作用を有する無機粒子の場合は、エネルギー硬化型樹脂３を経時的に分解するような悪影響を及ぼすことがある。このため、粒子表面をケイ素化合物など別の無機成分で表面修飾することによって、光触媒作用を小さくすることが可能である。
【００４２】
無機粒子（Ａ）は、組成物の硬化収縮を小さくするため、及び樹脂の屈折率を高くするため必須の成分である。無機粒子（Ａ）の含有量は、５質量％以上３０質量％以下である。無機粒子（Ａ）の含有量が、５質量％より少ない場合は、硬化収縮を十分に小さくしたり樹脂の屈折率を高くすることができない。また、無機粒子（Ａ）の含有量が、３０質量％より多い場合は、光散乱が多くなるなどの問題がある。
【００４３】
エネルギー硬化型樹脂３に用いる単官能化合物（Ｂ）は、重合してポリマーになることができる重合性官能基を分子内に１個有している化合物である。この重合性官能基としては、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基、オキセタン基をあげることができる。
【００４４】
なお、エネルギー硬化型樹脂３の硬化のしやすさ、化合物の選択の自由度から、より好ましくはビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基である。
具体例としては、メタクリル酸、アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−フェニル−フェニル（メタ）アクリレート、１−アクリロイルオキシ−４−メトキシナフタレン、１０−アクリロイルオキシ−１０−メチルベンジルアントロン、アリルカルバゾール、ビニルベンゼン、−アントラセンカルボン酸ビニル、２−メタクリロイルオキシエチルイソシナネートなどを挙げることができる。
【００４５】
なお、（メタ）アクリレートは、アクリレート、メタクリレートの少なくもといずれか一方を含むものを意味する。これらの物質から一種もしくは複数の成分を選択し、混合して用いてもよい。また、これらはモノマーであっても、オリゴマーであっても良い。
【００４６】
さらに、重合性官能基を有するだけでなく、分子内に芳香環、ナフタレン環、アントラセン環などの縮合多環、カルバゾール環、フルオレン環などの環状構造を有する有機化合物は高屈折率であるので特に好ましい。
【００４７】
エネルギー硬化型樹脂３に用いる多官能化合物（Ｃ）は、重合してポリマーになることができる重合性官能基を分子内に２個以上有している化合物である。この重合性官能基としては、単官能化合物（Ｂ）と同様にビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基、オキセタン基をあげることができる。
【００４８】
エネルギー硬化型樹脂３の硬化のしやすさ、化合物の選択の自由度からより好ましくはビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基である。
具体例としては、ジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、９−フルオレニルアクリレート、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。
【００４９】
エネルギー硬化型樹脂３の全体に占める単官能化合物（Ｂ）と、多官能化合物（Ｃ）との合計質量は、エネルギー硬化型樹脂３にポリマー（Ｅ）を含まない場合は、７０質量％以上９５質量％以下である。また、ポリマー（Ｅ）を含む場合は、５０質量％以上８０質量％以下である。
【００５０】
また、単官能化合物（Ｂ）と多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）は、０．５以上１００以下である。この質量比（Ｂ）／（Ｃ）によって、エネルギー硬化型樹脂３の重合反応の速度を調整し、得られる硬化生成物の硬化度や強度、耐熱性を変えることができる。
【００５１】
エネルギー硬化型樹脂３としては、適当な硬化度、強度、耐熱性、耐久性を有する必要がある。この場合、硬化度や耐熱性が低すぎると、やわらかい状態なので強度が得られない。また、温湿度の変化により、光学面の形状や第１の光学基材１及び第２の光学基材２の位置精度を保てなくなるおそれがある。
【００５２】
さらに、エネルギー硬化型樹脂３の硬化度が必要以上に高すぎると、応力がたまりやすい。さらに、温湿度変化により、第１の光学基材１及び第２の光学基材２が割れたり、光学面が変形するなど耐久性が良くない等の問題が生じる。
【００５３】
適当な硬化度や耐熱性を有し耐久性の良い硬化生成物を得るには、重合性官能基の数の異なる単官能化合物及び多官能化合物を適当に配合することが有効な手段である。この場合、単官能化合物（Ｂ）と多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）は重要な指標である。
【００５４】
１分子中に、１個の重合性官能基を有する単官能化合物（Ｂ）は、その硬化生成物の高分子鎖は２次元構造を有している。この単官能化合物（Ｂ）は、硬化生成物の硬化度や強度、耐熱性を低下させるが、硬化による応力を低減し、耐久性を高める効果がある。
【００５５】
一方、１分子中に２個以上の重合性官能基を有する多官能化合物（Ｃ）は、その硬化生成物の高分子鎖は３次元構造を有している。この多官能化合物（Ｃ）は、硬化生成物の硬化度や強度、耐熱性を高める効果があり、温度変化よる変形も小さくなる。
【００５６】
エネルギー硬化型樹脂３として、単官能化合物（Ｂ）と多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）が０．５より小さい場合は、硬化による応力が大きくなりすぎたり、温湿度変化による耐久性が悪化したりする。また、単官能化合物（Ｂ）と多官能化合物（Ｃ）との質量比（Ｂ）／（Ｃ）が１００より大きい場合は、硬化度や強度、耐熱性が低くなる。
【００５７】
エネルギー硬化型樹脂３に用いる重合開始剤（Ｄ）は、熱重合開始剤、光重合開始剤のいずれも用いることが可能であるが、光重合開始剤であることが好ましい。
この光重合開始剤は、加熱等の時間を要する工程が不要であって効率的な硬化が可能である。また、光重合開始剤は、硬化条件の調整がしやすく、硬化収縮にともなう第１の光学基材１及び第２の光学基材２の光学面の変形を極力小さくすることが可能になる。また、他の光学部材との複合型光学素子を製造する場合にも、加熱に伴って発生する問題による影響を受けにくい。
【００５８】
さらに、光重合開始剤は、具体的には、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エステル、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン及びベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス（４−ジアルキルアミノフェニル）ケトン、ベンジル及びベンジル誘導体、ベンゾイン及びベンゾイン誘導体、ベンゾインアルキルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。
【００５９】
これらの光重合開始剤は、１種のみで用いても、２種以上を併用することもできる。
また、これらの光重合開始剤の中でも、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系化合物を用いると、十分な硬化性及び硬化物の透明性が得られるので特に好ましい。
【００６０】
エネルギー硬化型樹脂３の全体に占める重合開始剤（Ｄ）の含有量は、０．０５質量％以上５質量％以下が好ましい。若しも、０．０５質量％未満では十分な硬化性を有する材料組成物が得られず、硬化度の低い硬化物になってしまう。また、５質量％を超えると硬化物の透明性が低下してしまう。
【００６１】
エネルギー硬化型樹脂３に用いるポリマー（Ｅ）は、単官能化合物（Ｂ）及び多官能化合物（Ｃ）に溶解するポリマーで各種モノマーの重合物である。
ポリマー（Ｅ）の具体例としては、単官能化合物（Ｂ）と多官能化合物（Ｃ）の少なくとも一方と同様のモノマーが重合した重合体、あるいは共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどがあげられる。
【００６２】
ポリマー（Ｅ）は、組成物の硬化収縮を小さくするため添加する成分である。ポリマー（Ｅ）の種類及び分子量は、エネルギー硬化型樹脂３に求められる光学特性（屈折率やアッベ数など）、加工性（粘度や硬化条件など）、耐久性（強度、耐光性、耐環境など）に応じて適宜選択することができる。
【００６３】
エネルギー硬化型樹脂３の全体に占めるポリマー（Ｅ）の含有量は、５質量％以上３０質量％以下が好ましい。若しも、ポリマー（Ｅ）の含有量が５質量％より小さいと、添加した効果が小さく硬化収縮率を十分に小さくできない。また、ポリマー（Ｅ）の含有量が３０質量％より多いと、高粘度になりすぎ加工性が低下したり密着性が低下したりする。
【００６４】
次に、表１を参照しながら、エネルギー硬化型樹脂３の組成物の調整について説明する。
（エネルギー硬化型樹脂３の組成物の調整）
表１は、エネルギー硬化型樹脂３の組成物の構成を示している。
【００６５】
【表１】
2010169708.tif 000003
無機粒子（Ａ）として、平均粒径１５ｎｍの五酸化ニオブの微粒子を、単官能化合物（Ｂ）としてイソボニルメタクリレートと９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレンを、多官能化合物（Ｃ）としてジメチロールトリシクロデカンジアクリレートを、重合開始剤（Ｄ）として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンを用いた。表１には、各成分の配合比率が示されている。
【００６６】
単官能化合物（Ｂ）、多官能化合物（Ｃ）及び重合開始剤（Ｄ）を混合した後、五酸化ニオブの微粒子とともに湿式ビーズミルに投入し、約６０℃に温度を保った状態でビーズ径０．０３ｍｍのビーズを用いて２時間全成分を均一混合しエネルギー硬化型樹脂の組成物を得た。
（エネルギー硬化型樹脂３の測定試料の作製）
組成物を、直径２０ｍｍで厚さ１ｍｍの大きさに成形し、波長４００ｎｍにおける紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２で１００秒間照射し、さらに８０℃で１時間加熱し硬化させ測定試料とした。
【００６７】
得られた測定試料について、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、硬化収縮率を以下の方法により求めた。
その結果を表１に示している。
（１）屈折率の測定
組成物のフラウンホーファーのｄ線（５８９．２ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｇ線における屈折率を精密屈折率計ＫＰＲ−２００（島津デバイス製造）を用いて測定した。測定環境は２０℃、６０％ＲＨであった。
（２）アッベ数νｄの算出
測定して得られたフラウンホーファーのｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率を、それぞれ、ｎｄ、ｎＣ、ｎＦ、ｎｇとするとき、アッベ数νｄは、以下の式から計算した。
【００６８】
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
（３）硬化収縮率
硬化収縮率は、ＪＩＳ  Ｋ６９０１に準じて求めた。
【００６９】
エネルギー硬化型樹脂の硬化前の組成物の密度（ｄ１）は、ＪＩＳ  Ｋ２２４９に準じて、比重瓶を用いて求めた。
比重瓶の容量Ｖ  ｍｌ、組成物の重量Ｇ  ｇとすると、硬化前の組成物の密度（ｄ１）は、下記式により求めた。
【００７０】
硬化前の組成物の密度（ｄ１）＝  容量Ｖ／重量Ｇ
硬化後の組成物の密度（ｂ）は、空気中と水中での浮力の差から求めた。空気中の質量ｍ１  ｇ、水中での質量ｍ２  ｇ  水の密度を（ｄＨ２Ｏ＝０．９９８）とすると硬化後の組成物の密度（ｄ２）は、下記式により求めた。
【００７１】
硬化後の組成物の密度（ｄ２）＝ｍ１・ｄＨ２Ｏ  ／（ｍ１−ｍ２）
そして、下記式により硬化収縮率（％）を求めた。
硬化収縮率率（％）＝（ｄ２−ｄ１）／ｄ２×１００
（エネルギー硬化型樹脂の組成物の調整）
表１に示した処方実施例２及び処方実施例５のものを、処方実施例１と同様の方法にて混合して、エネルギー硬化型樹脂の組成物を得た。
（エネルギー硬化型樹脂の測定試料の作製）
処方実施例１と同様の試料を作製し、同様の評価を実施した。
【００７２】
その結果を表１に記載した。
次に、本実施の形態の複合型光学素子について具体的に説明する。
【実施例１】
【００７３】
図１及び図２は、実施例1の複合型光学素子１０の製造工程を示している。
なお、本実施例の複合型光学素子１０は、前述した発明の概要で説明したものと基本的に同一であり、一部重複して説明する。
【００７４】
図１は、貼り合わせる２つの光学基材１、２の断面図であり、図２は、２つの光学基材１、２をエネルギー硬化型樹脂３を用いて貼り合わせた３層構造の複合型光学素子１０の断面図である。
【００７５】
図１に示すように、第１の光学基材１は両凹レンズ形状をなしている。また、第２の光学基材２はメニスカスレンズ形状をなしている。
第１の光学基材１はアクリル樹脂からなっている。この第１の光学基材１は、光学面４１と光学面５１とを有している。また、第２の光学基材２はポリカーボネートからなっている。この第２の光学基材２は、光学面４２と光学面５２とを有している。
【００７６】
さらに、第１と第２の光学基材１、２の両方の光学有効径Ｄ１の外周部には、互いの位置を決めるための嵌合部１ａ、２ａが夫々の外周側の全周に形成されている。
すなわち、第１の光学基材１は、凹状の光学面４１の外周部に光軸Ｏ−Ｏと直交する平面６１を有している。さらに、その外周部に、平面６１よりも基材本体側から突出する凸状の嵌合部１ａを有している。
【００７７】
また、第２の光学基材２は、凸状の光学面４２の外周部に光軸Ｏ−Ｏと直交する平面６２を有している。この平面６２は、第１の光学基材１の平面６１に対応して形成されている。さらに、平面６２の外周部に、平面６２から基材本体側に段差状に退避する嵌合部２ａを有している。この嵌合部２ａは、第１の光学基材１の嵌合部１ａに対応して形成されている。
【００７８】
次に、本実施例の複合型光学素子１０の製造方法を説明する。
図１に示すように、第１の光学基材１に対し第２の光学基材２を上方に離間させる。
この状態で、第１の光学基材１の光学面４１上に、表１の「処方実施例１」のエネルギー硬化型樹脂３を所要量吐出する。次に、吐出したエネルギー硬化型樹脂３の上方から第２の光学基材２を下降接近させる。
【００７９】
そして、図２に示すように、第１の光学基材１と第２の光学基材２の夫々に形成された嵌合部１ａ、２ａが互いに嵌合するまで、第２の光学基材２の下降接近を続ける。こうして、エネルギー硬化型樹脂３を所定の形状に展延させる。
【００８０】
エネルギー硬化型樹脂３の展延にともない、余分のエネルギー硬化型樹脂３が光学有効径Ｄ１の外周部に形成された滞留部９に滞留される。これは、エネルギー硬化型樹脂３の吐出量や吐出位置にばらつきが生じるためである。こうして、滞留部９により、エネルギー硬化型樹脂３が外部に漏れ出るのが防止される。
【００８１】
また、この嵌合部１ａ、２ａの嵌合によって、第１の光学基材１と第２の光学基材２の光軸Ｏ−Ｏが一致し、両者の位置合わせが完了する。
第１の光学基材１と第２の光学基材２を嵌合させた後、エネルギー硬化型樹脂３を所定の硬化条件にて硬化させる。
【００８２】
本実施例では、エネルギー硬化型樹脂３として紫外線硬化型樹脂を用いた。このエネルギー硬化型樹脂３に、波長４０５ｎｍにおける紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２で１００秒間照射して硬化させた。
【００８３】
こうして、所望の形状を有する複合型光学素子１０を得た。
一般に、エネルギー硬化型樹脂３は、硬化に伴い硬化収縮し外周部には硬化収縮率に応じたヒケ３ａが形成される。
【００８４】
ここで、本実施例では、エネルギー硬化型樹脂３の硬化収縮率が十分に低いものを用いた。すなわち、本実施例では、前述したように、硬化収縮率が１％以上８％以下であるエネルギー硬化型樹脂３を用いた。このため、第１の光学基材１及び第２の光学基材２の光学面４１，４２は、品質に影響するほど大きくは変形しなかった。
【００８５】
なお、本実施例では、第１の光学基材１と第２の光学基材２の２つの光学基材を積層した場合について説明したが、これに限らない。例えば、３つ以上の光学基材を積層する場合にも適用することができる。この点は、後述する実施例2及び実施例3においても同様である。
【００８６】
本実施例によれば、エネルギー硬化型樹脂３として硬化収縮率が十分に低いものを用いるとともに、硬化に伴い滞留部９に滞留したエネルギー硬化型樹脂３が変形することで、第１及び第２の光学基材１、２とエネルギー硬化型樹脂３との界面の光学面４１，４２の変形を小さく抑制することができた。
【実施例２】
【００８７】
図３及び図４は、実施例2の複合型光学素子２０の製造工程を示している。
図３は、貼り合わせる２つの光学基材１１、１２の断面図であり、図４は、２つの光学基材１１、１２をエネルギー硬化型樹脂１３を用いて貼り合わせた３層構造の複合型光学素子２０の断面図である。
【００８８】
図３に示すように、第１の光学基材１１は両凹レンズ形状をなしている。また、第２の光学基材１２はメニスカスレンズ形状をなしている。
第１の光学基材１１はアクリル樹脂からなっている。この第１の光学基材１１は、光学面１４１と光学面１５１とを有している。また、第２の光学基材１２はポリカーボネートからなっている。この第２の光学基材１２は、光学面１４２と光学面１５２とを有している。
【００８９】
さらに、第１と第２の光学基材１１、１２の両方の光学有効径Ｄ２の外周部には、互いの位置を決めるための嵌合部１１ａ、１２ａが夫々の外周側の全周に形成されている。
すなわち、第１の光学基材１１は、凹状の光学面１４１の外周部に光軸Ｏ−Ｏと直交する平面１６１を有している。また、その平面１６１の外周部には、溝１８が形成されている。この溝１８は、平面１６１よりも基材本体側に退避するように形成されている。
【００９０】
さらに、その溝１８の外周部には、嵌合部１１ａが形成されている。この嵌合部１１ａは、平面１６１よりも基材本体側から突出するように凸状に形成されている。
また、第２の光学基材１２は、凸状の光学面１４２の外周部に光軸Ｏ−Ｏと直交する平面１６２を有している。この平面１６２は、第１の光学基材１１の平面１６１及び溝１８に対応して形成されている。
【００９１】
さらに、その外周部には、嵌合部１２ａが形成されている。この嵌合部１２ａは、平面１６２から基材本体側に退避する段差状に形成されている。この嵌合部１２ａは、第１の光学基材１１の嵌合部１１ａに対応して形成されている。
【００９２】
なお、実施例1と同様に、第１の光学基材１１としてアクリル樹脂を用い、第２の光学基材１２としてポリカーボネートを用いた。
次に、本実施例の複合型光学素子２０の製造方法を説明する。
【００９３】
図３に示すように、第１の光学基材１１に対し第２の光学基材１２を上方に離間させる。この状態で、第１の光学基材１１の光学面１４１上に、表１の「処方実施例３」の組成物からなるエネルギー硬化型樹脂１３を所要量吐出する。次に、吐出したエネルギー硬化型樹脂１３の上から第２の光学基材１２を下降接近させる。
【００９４】
そして、図４に示すように、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２の夫々に形成された嵌合部１１ａ、１２ａが互いに嵌合するまで、第２の光学基材１２の下降接近を続ける。こうして、エネルギー硬化型樹脂１３を所定の形状に展延させる。
【００９５】
エネルギー硬化型樹脂１３の展延に伴い、余分なエネルギー硬化型樹脂１３が光学有効径Ｄ２の外周部に形成された滞留部１９に滞留される。こうして、滞留部１９により、エネルギー硬化型樹脂１３が外部に漏れるのが防止される。
【００９６】
なお、本実施例では、滞留部１９は、第１の光学基材１１の溝１８によって第１の実施の形態の滞留部９よりも大きく形成されている。
また、この嵌合部１１ａ、１２ａの嵌合によって、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２の光軸Ｏ−Ｏが一致し、両者の位置合わせが完了する。
【００９７】
第１の光学基材１１と第２の光学基材１２を嵌合させた後、エネルギー硬化型樹脂１３を所定の硬化条件にて硬化させる。
本実施例では、波長４０５ｎｍにおける紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２で１００秒間照射してエネルギー硬化型樹脂１３を硬化させた。
【００９８】
エネルギー硬化型樹脂１３は、硬化に伴い硬化収縮して外周部には硬化収縮率に応じたヒケ１３ａが形成される。しかし、エネルギー硬化型樹脂１３の硬化収縮率は十分に低い。しかも、硬化に伴い滞留部１９に滞留したエネルギー硬化型樹脂１３が変形してくれる。このため、第１及び第２の光学基材１１、１２の光学面１４１，１４２には応力が生じない。
【００９９】
こうして、図４のような所望の形状を有する複合型光学素子２０を得た。
本実施例によれば、硬化収縮率の低いエネルギー硬化型樹脂１３を用いるとともに、滞留部１９に滞留したエネルギー硬化型樹脂１３が変形することで、第１及び第２の光学基材１１、１２とエネルギー硬化型樹脂１３との界面の光学面１４１，１４２の変形は、実施例1よりも小さくすることができた。
【実施例３】
【０１００】
図５及び図６は、実施例3の複合型光学素子３０の製造工程を示している。
図５は、貼り合わせる２つの光学基材２１、２２の断面図であり、図６は、２つの光学基材２１、２２をエネルギー硬化型樹脂２３を用いて貼り合わせた３層構造の複合型光学素子３０の断面図である。
【０１０１】
図５に示すように、第１の光学基材２１はメニスカスレンズ形状をなしている。また、第２の光学基材２２は両凸レンズ形状をなしている。
第１の光学基材２１は、ゼオネックスＥ４８Ｒ（日本ゼオン）からなっている。この第１の光学基材２１は、光学面２４１と光学面２５１とを有している。
【０１０２】
また、第２の光学基材２２は、光学ガラスＳ−ＬＡＨ５９（オハラ）からなっている。この第２の光学基材２２は、光学面２４２と光学面２５２とを有している。
さらに、第１と第２の光学基材２１、２２の両方の光学有効径Ｄ３の外周部には、互いの位置を決めるための嵌合部２１ａ、２２ａが夫々の外周側の全周に形成されている。
【０１０３】
すなわち、第１の光学基材２１は、凹状の光学面２４１の外周部に光軸Ｏ−Ｏと直交する平面２６１を有している。また、その平面２６１の外周部に、平面２６１から基材本体側に退避する溝２８が形成されている。さらに、その溝２８の外周部に、平面２６１よりも基材本体側から突出する凸状の嵌合部２１ａが形成されている。
【０１０４】
また、第２の光学基材２２は、凸状の光学面２４２の外周部に光軸Ｏ−Ｏと直交する平面状の嵌合部２２ａを有している。この嵌合部２２ａは、第１の光学基材２１の嵌合部２１ａ等に対応して形成されている。
【０１０５】
次に、本実施例の複合型光学素子３０の製造方法を説明する。
図５に示すように、第１の光学基材２１に対し第２の光学基材２２を上方に離間させる。この状態で、第２の光学基材２１の光学面２４１上に、表１の「処方実施例５」の組成物からなるエネルギー硬化型樹脂２３を所要量吐出する。次に、吐出したエネルギー硬化型樹脂２３の上方から第２の光学基材２２を下降接近させる。
【０１０６】
そして、図６に示すように、第１の光学基材２１と第２の光学基材２２の夫々に形成された嵌合部２１ａ、２２ａが互いに嵌合するまで、第２の光学基材２２の下降接近を続ける。こうして、エネルギー硬化型樹脂２３を所定の形状に展延させる。
【０１０７】
エネルギー硬化型樹脂２３の展延に伴い、余分なエネルギー硬化型樹脂２３が学有効径Ｄ３の外周部に形成された滞留部２９に滞留される。こうして、滞留部２９により、余分なエネルギー硬化型樹脂２３が外部に漏れるのが防止される。
【０１０８】
まお、この滞留部２９は、第１の光学基材２１の溝２８によって第１の実施の形態の滞留部９よりも大きく形成されている。
また、この嵌合部２１ａ、２２ａの嵌合によって、第１の光学基材２１と第２の光学基材２２の光軸Ｏ−Ｏが一致し、両者の位置決めが行われる。
【０１０９】
この後、波長４０５ｎｍにおける紫外線を照度１００ｍＷ／ｃｍ２で１００秒間照射してエネルギー硬化型樹脂２３を硬化させる。
エネルギー硬化型樹脂２３は、硬化に伴い硬化収縮するがその硬化収縮率は十分に低い。しかも、硬化に伴い滞留部２９に滞留したエネルギー硬化型樹脂２３が変形してくれる。このため、第１及び第２の光学基材２１、２２の光学面２４１，２４２には応力が生じない。
【０１１０】
こうして、図６のような所望の形状を有する複合型光学素子３０を得た。
本実施例によれば、硬化収縮率の低いエネルギー硬化型樹脂２３を用いるとともに、滞留部２９に滞留したエネルギー硬化型樹脂２３が変形することで、第１の光学基材２１及び第２の光学基材２２とエネルギー硬化型樹脂２３との界面の光学面２４１，２４２の変形を小さく抑制することができた。
【符号の説明】
【０１１１】
１        第１の光学基材
１ａ      嵌合部
２        第２の光学基材
２ａ      嵌合部
３        エネルギー硬化型樹脂
３ａ      ヒケ
４１      光学面
４２      光学面
５１      光学面
５２      光学面
６１      平面
６２      平面
９        滞留部
１０      複合型光学素子
１１      第１の光学基材
１１ａ    嵌合部
１２      第２の光学基材
１２ａ    嵌合部
１３      エネルギー硬化型樹脂
１３ａ    ヒケ
１４１    光学面
１４２    光学面
１５１    光学面
１５２    光学面
１６１    平面
１６２    平面
１８      溝
１９      滞留部
２０      複合型光学素子
２１      第１の光学基材
２１ａ    嵌合部
２２      第２の光学基材
２２ａ      嵌合部
２３      エネルギー硬化型樹脂
２４１    光学面
２４２    光学面
２５１    光学面
２５２    光学面
２６１    平面
２８      溝
２９      滞留部
３０      複合型光学素子
Ｄ１      光学有効径
Ｄ２      光学有効径
Ｄ３      光学有効径
【図１】
2010169708.tif 000004
【図２】
2010169708.tif 000005
【図３】
2010169708.tif 000006
【図４】
2010169708.tif 000007
【図５】
2010169708.tif 000008
【図６】
2010169708.tif 000009