(57)【要約】【課題】光学部品の製造方法において、複数の部品を接合剤で接合して光学部品を製造する場合に、部材間の相対角度の精度を向上させることができるようにする。【解決手段】光学部品の製造方法は、第１の接合面を有する第１の部材と、第２の接合面を有する第２の部材との相対角度を調整して接合するために、相対角度を測定するための基準軸線を設定すること（ステップＳ２）と、第１の接合面と第２の接合面との間に塗布領域に接合剤を塗布すること（ステップＳ４）と、接合剤が塗布された状態で、第２の部材に含まれる第２の参照面と基準軸線とのなす第２の角を角度測定器によって測定することと、接合剤が塗布された状態で、角度測定器の測定結果に基づいて、第１の部材に対して第２の部材を相対移動することによって、相対角度を調整すること（ステップＳ６）と、を含む。【選択図】図３
2018194707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接合面を有する第１の部材と、第２の接合面を有する第２の部材との相対角度を調整して接合するために、前記相対角度を測定するための基準軸線を設定することと、
前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に塗布領域に接合剤を塗布することと、
前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に前記接合剤が塗布された状態で、前記第２の部材に含まれる第２の参照面と前記基準軸線とのなす第２の角を角度測定器によって測定することと、
前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に前記接合剤が塗布された状態で、前記第２の角が含まれる、前記角度測定器による測定値に基づいて、前記第１の部材に対して前記第２の部材を相対移動することによって、前記相対角度を調整することと、
を含む、光学部品の製造方法。
【請求項２】
前記基準軸線を設定する際に、
前記角度測定器によって、前記第１の部材に含まれる第１の参照面の法線に合わせて前記基準軸線を設定する、
請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に前記接合剤が塗布された状態で、前記第１の部材に含まれる第１の参照面と前記基準軸線とのなす第１の角を、前記基準軸線に対して第１の位置に配置された状態の前記角度測定器によって測定することを、さらに含み、
前記第２の角は、前記第１の位置とは異なる第２の位置に配置された状態の前記角度測定器によって測定され、
前記相対角度を調整する際に用いられる前記測定値には、前記第１の角の情報と、前記第２の角の情報とが含まれる、
請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記接合剤を塗布することは、
前記角度測定器によって前記測定値を測定する前に、前記塗布領域の一部に前記接合剤を部分塗布することと、
前記相対角度を調整した後に、前記塗布領域の残余部分全体に前記接合剤を塗布することと、
を含み、
前記角度測定器が使用される際に、
前記角度測定器は、前記塗布領域において前記接合剤が部分塗布される領域と対向しない部位において測定が行えるように、配置されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記接合剤を部分塗布した後、部分塗布された前記接合剤の硬化を進行させる仮硬化を行うことと、
前記塗布領域の前記残余部分全体に前記接合剤を塗布した後、前記塗布領域における前記接合剤の全体を硬化させる本硬化を行うことと、
をさらに含む、請求項４に記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記角度測定器は、オートコリメーターである、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記基準軸線を設定する前に、
前記第１の部材と前記第２の部材との相対位置を位置合わせすること
をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器に用いられる光学部品は、例えば、種々の光学素子、光学枠などからなる複数の部材が組み立てられて構成されることが多い。複数の部材同士は、接合剤によって接合されることが多い。
例えば、プリズム、貼り合わせレンズなどの光学部品では、光学素子同士が、互いの光学面において接合剤を介して接合される場合がある。このような光学部品では、所定の光学性能を得るために、各部材間の相対位置、相対姿勢を高精度に保った状態で接合される必要がある。
例えば、特許文献１には、第１の部品と第２の部品とを有する光学素子の製造方法であって、第１の部品の上に、光学的に透明な部材を有する接合層、及び第２の部品を順次載置する載置工程と、接合層上で第２の部品を移動させることにより、第１の部品上における第２の部品の位置を修正する位置修正工程と、位置修正工程において修正された第１の部品上の位置に第２の部品を固着する固着工程と、を含む光学素子の製造方法が記載されている。特に、特許文献１では、位置修正工程において、未硬化の接合剤の表面張力の作用によって接合位置を修正するセルフアライメント工法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題がある。
特許文献１に記載されたセルフアライメント工法では、例えば、接合剤の塗布量にバラツキが生じると、接合剤の塗布量に応じて接合される部品同士の位置関係がばらついてしまうという問題がある。
特許文献１に記載されたセルフアライメント工法では、接合する部品の接合面の間における接合剤の硬化形状が接合剤の塗布量および表面張力に応じて一定になる。このため、例えば、接合される部品の接合面自体が形状誤差を有する場合に、接合面の形状誤差を補正することはできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、複数の部品を接合剤で接合して光学部品を製造する場合に、部材間の相対角度の精度を向上させることができる光学部品の製造方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の光学部品の製造方法は、第１の接合面を有する第１の部材と、第２の接合面を有する第２の部材との相対角度を調整して接合するために、前記相対角度を測定するための基準軸線を設定することと、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に塗布領域に接合剤を塗布することと、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に前記接合剤が塗布された状態で、前記第２の部材に含まれる第２の参照面と前記基準軸線とのなす第２の角を角度測定器によって測定することと、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に前記接合剤が塗布された状態で、前記第２の角が含まれる、前記角度測定器による測定値に基づいて、前記第１の部材に対して前記第２の部材を相対移動することによって、前記相対角度を調整することと、を含む。
【０００７】
上記光学部品の製造方法においては、前記基準軸線を設定する際に、前記角度測定器によって、前記第１の部材に含まれる第１の参照面の法線に合わせて前記基準軸線を設定してもよい。
【０００８】
上記光学部品の製造方法においては、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に前記接合剤が塗布された状態で、前記第１の部材に含まれる第１の参照面と前記基準軸線とのなす第１の角を、前記基準軸線に対して第１の位置に配置された状態の前記角度測定器によって測定することを、さらに含み、前記第２の角は、前記第１の位置とは異なる第２の位置に配置された状態の前記角度測定器によって測定され、前記相対角度を調整する際に用いられる前記測定値には、前記第１の角の情報と、前記第２の角の情報とが含まれてもよい。
【０００９】
上記光学部品の製造方法においては、前記接合剤を塗布することは、前記角度測定器によって前記測定値を測定する前に、前記塗布領域の一部に前記接合剤を部分塗布することと、前記相対角度を調整した後に、前記塗布領域の残余部分全体に前記接合剤を塗布することと、を含み、前記角度測定器が使用される際に、前記角度測定器は、前記塗布領域において前記接合剤が部分塗布される領域と対向しない部位において測定が行えるように、配置されていてもよい。
【００１０】
上記光学部品の製造方法においては、前記接合剤を部分塗布した後、部分塗布された前記接合剤の硬化を進行させる仮硬化を行うことと、前記塗布領域の前記残余部分全体に前記接合剤を塗布した後、前記塗布領域における前記接合剤の全体を硬化させる本硬化を行うことと、をさらに含んでもよい。
【００１１】
上記光学部品の製造方法においては、前記角度測定器は、オートコリメーターであってもよい。
【００１２】
上記光学部品の製造方法においては、前記基準軸線を設定する前に、前記第１の部材と前記第２の部材との相対位置を位置合わせすることをさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学部品の製造方法は、複数の部品を接合剤で接合して光学部品を製造する場合に、部材間の相対角度の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法で製造される光学部品の一例を示す模式的な縦断面図である。
【図２】光学部品において発生し得る製造誤差の例を示す模式的な縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態の光学部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法について、これにより製造される光学部品とともに説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法で製造される光学部品の一例を示す模式的な縦断面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、光学部品において発生し得る製造誤差の例を示す模式的な縦断面図である。
各図面は、模式図のため、形状や寸法は誇張されている（以下の図面も同じ）。
【００１７】
本実施形態の光学部品の製造方法によって製造される光学部品は、複数の部材の組立体である。複数の部材には、少なくとも１つの光学部材が含まれる。
本明細書では、「光学部材」は、光学的な機能を発揮する部材であって、光が入出射可能な光学面を有する部材を意味する。光学面に入出射する光の波長は限定されない。例えば、光学面は、光透過率が０％を超え１００％以下の光透過面であってもよい。例えば、光学面は、光反射率が０％を超え１００％以下の光反射面であってもよい。
光学部材の例としては、例えば、レンズ、プリズム、ミラー、光透過板、フィルタ、偏光板などが挙げられる。光学部材の外形は、例えば、円柱状、多角柱状などの適宜の形状が可能である。光学部材は、外周部にフランジを有していてもよい。
本実施形態における光学部品に、光学部材以外の部材（以下、非光学部材と称する）が含まれる場合、非光学部材の種類は特に限定されない。非光学部材の例としては、例えば、光学部材を保持する保持枠、保持台などの保持部材、保持部材を光学機器などに固定する固定部材などが挙げられる。
【００１８】
本実施形態における光学部品は、接合剤が硬化した薄膜状の接合剤層によって互いに接合されている第１の部材および第２の部材を有する。本実施形態における光学部品は、第１の部材および第２の部材の関係に該当する部材を３以上有してもよい。
接合剤層の層厚は、後述する第１の部材および第２の部材の相対角度の調整において想定される層厚方向の移動調整量を超える適宜の層厚が可能である。接合剤層の層厚は、一定でもよいし、場所により異なっていてもよい。接合剤層の層厚は、０．０１５ｍｍ以上０．０４ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００１９】
第１の部材および第２の部材は、両方とも光学部材であってもよい。ただし、後述する本実施形態の光学部品の製造方法が実施可能であれば、第１の部材および第２の部材の一方が光学部材でもよい。光学部品において第１の部材および第２の部材に該当する部材が３以上含まれる場合には、第１の部材および第２の部材の両方が非光学部材である組み合わせが含まれていてもよい。
【００２０】
本実施形態の光学部品の製造方法は、上述の第１の部材および第２の部材を互いに接合する際に用いられる。このため、第１の部材は、接合剤層を介して第２の部材と接合するための第１の接合面を有する。同様に、第２の部材は、接合剤層を介して第１の部材と接合するための第２の接合面を有する。
第１の接合面および第２の接合面は、接合剤を塗布可能であれば、平滑面でもよいし粗面でもよい。第１の接合面および第２の接合面の形状は、互いの間に接合剤層を形成できれば、特に限定されない。
接合剤層の層厚を略一定にできる点では、第１の接合面および第２の接合面は、互いに密着可能な面形状を有していてもよい。例えば、第１の接合面および第２の接合面は、平面でもよい。例えば、第１の接合面および第２の接合面は、互いに密着可能な凹面および凸面の組み合わせで構成されてもよい。
接合剤層の層厚を略一定にできる点では、第１の接合面および第２の接合面は、互いに密着可能な面形状から、加工誤差などに対応する形状偏差を有する面形状を有していてもよい。
【００２１】
第１の（第２の）部材が光学部材である場合には、第１の（第２の）接合面は、光学面であってもよい。第１の（第２の）接合面が光学面である場合には、接合剤層は、光学面における有効領域の全体を覆うように配置される。光学面における有効領域とは、光学部品において、光学面が光学的機能を発揮するために必要な光束（有効光束）が入出射する領域である。
【００２２】
本実施形態の光学部品の製造方法では、角度測定器によって、後述する基準軸線に対して、少なくとも第２の部材と基準軸線とのなす第２の角の測定が行われる。このため、第２の部材は、角度測定器によって角度が測定可能な第２の参照面を含む。
角度測定器の構成は、測定軸線と測定対象面とのなす角の測定ができれば特に限定されない。角度測定器における測定量の種類は、測定軸線と測定対象面とのなす角に換算可能な量であれば、角度には限定されない。例えば、角度測定器は、角度に換算できる距離の測定、座標値の測定などを行ってもよい。本明細書では、測定量が角度でなかったり、角度でない測定量の測定値が用いられたりする場合でも、測定軸線と測定対象面とのなす角に換算可能な量の測定は、すべて角度測定と称される。
角度測定器は、光学的手段によって測定値を取得してもよいし、機械的手段によって測定値を取得してもよい。
【００２３】
第２の参照面は、角度測定器の種類に応じて、角度測定に必要な特性を有する。
例えば、角度測定器が光学的手段によって角度測定を行う場合には、第２の参照面は光学面としての特性を有する。光学的手段を用いる角度測定器の例としては、例えば、オートコリメーター、レーザーオートコリメーター、レーザー角度計測器などが挙げられる。例えば、角度測定器が、測定対象面における測定光の反射光を用いて角度測定する場合には、第２の参照面は光反射性を有すことが必要である。
例えば、機械的手段を用いる角度測定器の例としては、例えば、３次元測定器などによる接触測定が挙げられる。この場合、第２の参照面は測定プローブが接触可能な面形状を有する。
第２の部材が光学部材の場合、第２の参照面としては、第２の部材の光学面が用いられてもよい。第２の部材が光学部材の場合、第２の部材は、光学面として、第２の参照面として組立時のみに使用される参照用光学面を有していてもよい。
【００２４】
第１の部材は、後述する基準軸線を設定するための第１の参照面を有していてもよい。ただし、後述する基準軸線が、第１の部材とは独立に設定できる場合には、第１の部材は、予め設定された基準軸線とのなす第１の角を測定するための第１の参照面を有していてもよい。
いずれの場合でも、第１の参照面は、第２の参照面と同様に構成されてもよい。
【００２５】
第１の参照面および第２の参照面は、それぞれ第１の接合面および第２の接合面の少なくとも一部に設けられていてもよい。
【００２６】
図１には、本実施形態の光学部品の製造方法によって製造される光学部品の一例が示されている。
図１に示すように、光学部品３は、レンズ１（第１の部材、光学部材）と、プリズム２（第２の部材、光学部材）と、を備える。
【００２７】
レンズ１は、第１面１ａ（光学面）および第２面１ｂ（光学面、第１の接合面、第１の参照面）を有する。第１面１ａおよび第２面１ｂの間の外周部には、光軸Ｏ１と同軸の円筒面であるレンズ側面１ｃが形成されている。
第１面１ａ、第２面１ｂの面形状は、特に限定されない。例えば、第１面１ａ、第２面１ｂの面形状は、球面、非球面、自由曲面、平面等の適宜の面形状であってもよい。第１面１ａ、第２面１ｂの面形状は、凸面、平面、凹面のいずれでもよい。
以下では、レンズ１は、図１に模式的に例示されたように、第１面１ａが凸面、第２面１ｂが平面からなる平凸レンズであるとして説明する。第２面１ｂは、設計上は、光軸Ｏ１と直交する平面である。
【００２８】
レンズ１の材質は、ガラスでもよいし、合成樹脂でもよい。ガラスレンズの種類としては、研磨レンズでもよいし、ガラスモールドレンズでもよい。
【００２９】
プリズム２は、レンズ１の第２面１ｂと対向する第１面２ａ（光学面、第２の接合面）と、第１面２ａに対向する第２面２ｂ（光学面、第２の参照面）と、を有する。第１面２ａおよび第２面２ｂの間の外周部には、光軸Ｏ１と同軸の円筒面であるプリズム側面２ｃが形成されている。
第１面２ａ、第２面２ｂの面形状は、いずれも平面からなる。第２面２ｂは、第１面２ａに対して傾斜している。図１に示す例では、第２面２ｂは、紙面内において、図示左側から右側に向かって下がるように傾斜している。紙面奥行き方向における各断面も同様な傾斜を有する。第１面２ａと第２面２ｂとのなす角度はαである。平面同士のなす角度は、各平面の法線ベクトルのなす角で定義される。
プリズム２の材質は、ガラスでもよいし、合成樹脂でもよい。
【００３０】
レンズ１およびプリズム２は、レンズ１の第２面１ｂと、プリズム２の第１面２ａとの間に形成された接合剤層４によって、互いに接合されている。第２面１ｂ、第１面２ａは、それぞれ、第１の接合面、第２の接合面を構成する。
接合剤層４は、第２面１ｂと第１面２ａとの間において、第２面１ｂにおける有効レンズ領域Ｅ１ｂ（有効領域）と、第１面２ａにおける有効プリズム領域Ｅ２ａ（有効領域）と、をそれぞれ覆う塗布領域の範囲に形成されている。
光学部品３は、レンズ１とプリズム２とが互いに貼り合わされた、貼り合わせ光学素子になっている。図１における例では、設計上は、第２面１ｂと第１面２ａとは、平行に配置される。接合剤層４の設計上の層厚は、一定値ｔ０である。
【００３１】
接合剤層４は、光透過性を有する接合剤が硬化することによって形成されている。接合剤層４を形成する接合剤としては、例えば、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤などが用いられてもよい。本実施形態では、接合剤層４は、一例として、光硬化型接着剤が硬化することによって形成されている。光硬化型接着剤としては、例えば、ＵＶ光によって硬化するＵＶ硬化型接着剤が用いられてもよい。
接合剤層４の材料は、プリズム２側から第２面１ｂに入射する光の一部が第２面１ｂで反射できるような材料が選ばれる。具体的には、接合剤層４の材料は、接合剤層４の屈折率がレンズ１の屈折率と差を有する材料が選ばれる。
接合剤層４の屈折率は、プリズム２の屈折率と等しくてもよい。
【００３２】
光学部品３においては、例えば、レンズ１の第１面１ａ側から光軸Ｏ１に沿って入射光Ｌ１が入射すると、入射光Ｌ１は、集光されて第２面１ｂを透過する。入射光Ｌ１は、第２面１ｂに密着する接合剤層４に入射する。接合剤層４を透過した入射光Ｌ１は、プリズム２の第１面２ａに入射する。入射光Ｌ１は、第２面２ｂから、出射光Ｌ２として外部に出射される。出射光Ｌ２は、プリズム２の屈折作用に応じて屈折された光軸Ｏ２に沿って出射される。入射光Ｌ１が平行光束の場合は、出射光Ｌ２は、光学部品３の合成焦点位置に結像する。
【００３３】
製造方法によっては、光学部品３に種々の製造誤差が発生し得る。図２（ａ）、（ｂ）に製造誤差が生じた光学部品３の例である光学部品３Ａ、３Ｂを示す。
例えば、図２（ａ）に示す光学部品３Ａは、組み付け誤差によって、レンズ１に対してプリズム２が図示紙面内で時計回りにΔα１だけ回転した状態で接合されている。例えば、プリズム２の第１面２ａは、第２面１ｂに対して角度Δα１だけ傾いている。このため、接合剤層４Ａは、図示左側の層厚がｔ１（ただし、ｔ１＞ｔ０）、図示右側の層厚がｔ２（ただし、ｔ２＜ｔ０）のように不均等な層厚を有する。
このような組み付け誤差は、例えば、第２面１ｂ上に塗布される接合剤の分布に偏りが生じている状態で、プリズム２を配置することによって発生し得る。このような組み付け誤差は、例えば、接合剤が塗布された後で、接合剤が硬化するまでの間、レンズ１とプリズム２との保持姿勢が変化することによっても発生し得る。
【００３４】
光学部品３Ａに、レンズ１の第１面１ａ側から光軸Ｏ１に沿って進む入射光Ｌ１が入射すると、入射光Ｌ１は、プリズム２の第１面２ａで屈折されるため、屈折光Ｌ３として光軸Ｏ１に対する斜め方向に進む。屈折光Ｌ３は、第２面２ｂでさらに屈折されて、出射光Ｌ４としてプリズム２から出射される。出射光Ｌ４は、設計上の出射光Ｌ２と異なる方向に出射される。
このように、光学部品３Ａでは、プリズム２の組み付け誤差によって、光学部品３Ａとしての光軸が設計値からずれている。
【００３５】
例えば、図２（ｂ）に示す光学部品３Ｂは、プリズム２の加工誤差によって、設計上の形状からずれて製作されたプリズム２Ｂがレンズ１に接合されている。例えば、プリズム２Ｂは、加工誤差によって第１面２ａと第２面２ｄとのなす角がα＋Δα２になっている。このため、プリズム２Ｂの第１面２ａが、レンズ１の第２面１ｂに対して設計通りに、距離ｔ０をあけて平行に配置されていると、光軸Ｏ１に対する第２面２ｄの傾斜角度がΔα２だけ増加する。
【００３６】
光学部品３Ｂに、レンズ１の第１面１ａ側から光軸Ｏ１に沿って進む入射光Ｌ１が入射すると、入射光Ｌ１は、光軸Ｏ１に沿って進むが、第２面２ｄで屈折されて、出射光Ｌ５としてプリズム２Ｂから出射される。出射光Ｌ５として、設計上の出射光Ｌ２と異なる方向に出射される。
このように、光学部品３Ｂでは、プリズム２Ｂの加工誤差によって、光学部品３Ａとしての光軸が設計値からずれている。
【００３７】
光学部品３Ａのような光軸の変化は、レンズ１とプリズム２との相対角度を補正することによって低減可能である。例えば、組み付け誤差に起因する角度Δα１が低減されるように、図示反時計回りにプリズム２が回転されればよい。
光学部品３Ｂのような光軸の変化も、レンズ１とプリズム２Ｂとの相対角度を補正することによって低減可能である。例えば、プリズム２Ｂの加工誤差Δα２に応じて、プリズム２Ｂが図示反時計回りに回転されればよい。
このように、光学部品における組立体としての光軸の設計値からの変化は、互いに接合される第１の部材と第２の部材との相対角度が所定値となるように接合されることによって抑制される。
【００３８】
次に、本実施形態の光学部品の製造方法について、光学部品３を製造する場合の例で説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４〜７は、本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【００３９】
本実施形態の光学部品の製造方法は、図３に示すステップＳ１〜Ｓ７を図３に示すフローにしたがって実行することで行われる。
ただし、ステップＳ１が開始されるまでに、予め、レンズ１およびプリズム２が製造される。レンズ１およびプリズム２は、加工誤差によって設計値からずれた形状を有していてもよい。
レンズ１およびプリズム２は、仕上がり形状が検査されることで、それぞれの加工誤差の情報が特定されている。各加工誤差の情報は、部材ごとに個別に特定されることがより好ましい。しかし、各部材の製造工程が安定している場合には、各部材の平均的な加工誤差の情報が特定されていてもよい。例えば、プリズム２の第１面２ａと第２面２ｂとのなす角度の平均値がα＋δである、といった情報でもよい。
加工誤差の情報が特定されると、例えば、計算、光線追跡などによって、光学部品３としての光軸の変化を許容範囲に収めるためのレンズ１およびプリズム２の目標相対角度α０が求められる。本実施形態では、目標相対角度α０は、例えば、レンズ１の第２面１ｂとプリズム２の第２面２ｂとのなす角度の目標値として表される。具体的には、目標相対角度α０は、第２面１ｂと第２面２ｂとのそれぞれの法線ベクトルのなす角度で表される。このため、目標相対角度α０には、角の大きさと傾斜方向とが含まれている。
以下では、簡単のため、レンズ１は加工誤差なく製造されている場合の例で説明する。
【００４０】
ステップＳ１が開始されるまでに、レンズ１およびプリズム２を接合するための、組立用装置も準備される。
本実施形態に用いられる組立用装置としては、図４に示す、第１保持部５、第２保持部６、オートコリメーター７（角度測定器）、図５に示すディスペンサー８、および図７に示す硬化用光源９が挙げられる。さらに、組立用装置は、表示部、操作部、および制御部を備える（いずれも図示略）。表示部は、後述する測定結果を、例えば、数値情報、グラフ、文字情報などとして表示する。操作部は、操作者の操作入力を制御部に送出する。制御部は、操作入力に応じて、組立用装置の全体の動作を制御する。
【００４１】
第１保持部５および第２保持部６は、それぞれ、レンズ１およびプリズム２を保持する。第１保持部５および第２保持部６の構成は、それぞれに保持されたレンズ１およびプリズム２を、後述するように相対移動できれば限定されない。例えば、第１保持部５および第２保持部６の移動自由度は、全体として６自由度以上であってもよい。第１保持部５および第２保持部６の一方は、位置、姿勢が固定された保持具であってもよい。
【００４２】
以下では、一例として、第１保持部５および第２保持部６がいずれも６自由度を有する場合の例で説明する。
第１保持部５は、レンズ１を把持する第１把持部と、３自由度の平行移動と３自由度の回転移動が可能な状態で第１把持部を保持する第１移動機構と、を備える。
第２保持部６は、プリズム２のプリズム側面２ｃを把持する第２把持部と、３自由度の平行移動と３自由度の回転移動が可能な状態で第２把持部を保持する第２移動機構と、を備える。
第１移動機構および第２移動機構としては、例えば、６軸調整ステージ、６自由度を有する多関節ロボットなどが用いられてもよい。例えば、６軸調整ステージの例としては、ＴＳＤ−４０ＥＳ（商品名；シグマ光機（株）製）などが挙げられる。
第１保持部５および第２保持部６の位置および姿勢は、共通の装置座標系に対して予め関係づけられている。このため、操作者は、装置座標系に対する第１保持部５および第２保持部６の位置および姿勢を操作入力することによって、第１保持部５および第２保持部６の位置および姿勢を必要に応じて変更することができる。
【００４３】
オートコリメーター７は、平行光Ｌ１０を測定対象に照射し、測定対象から反射されたレーザー光すなわち戻り光を測定する。本実施形態では、オートコリメーター７は角度測定器として用いられる。このため、オートコリメーター７と測定対象との距離は予め測定されている。オートコリメーター７においては、戻り光の情報を測定対象との距離に応じて角度に換算する演算処理が行われてもよい。
戻り光は、オートコリメーター７の受光面において２次元的に測定されるため、オートコリメーター７によれば、角の大きさおよび傾斜方向を含む角度が測定される。以下の説明では、簡単のため、角の大きさおよび傾斜方向の測定を単に角度測定と称する。
オートコリメーター７は、目視式でもよいし、光電式でもよい。オートコリメーター７としては、例えば、光源として赤色レーザーを用いたレーザーオートコリメータＨ３５０Ｒ（商品名；駿河精機（株）製）などが用いられてもよい。
オートコリメーター７は、図示略の保持治具によってプリズム２の上方に保持される。以下では、オートコリメーター７は、プリズム２に対する位置および姿勢が調整可能に保持される場合の例で説明する。例えば、オートコリメーター７は、移動自由度が６自由度の調整ステージによって保持されている。
ただし、オートコリメーター７の位置が固定され、第１保持部５および第２保持部６によって、レンズ１およびプリズム２とオートコリメーター７との相対位置関係が変更されてもよい。
【００４４】
ディスペンサー８は、接合剤を塗布する塗布装置として用いられる。ディスペンサー８の構成は、接合剤を定量塗布できれば特に限定されない。ディスペンサー８としては、例えば、容積計量式デジタル制御ディスペンサーＭＥＡＳＵＲＩＮＧ  ＭＡＳＴＥＲ  ＭＰＰ−１（商品名；武蔵エンジニアリング（株）製）などが用いられてもよい。
ディスペンサー８によって塗布する接合剤としては、以下では、一例として、ＵＶ硬化型接着剤が用いられる。
硬化用光源９は、接合剤を硬化するために照射する光を発生する。以下では、接合剤がＵＶ硬化型接着剤であることに対応して、硬化用光源９は、ＵＶ光を照射する。
【００４５】
図３に示すように、ステップＳ１では、第１の部材と第２の部材との位置調整が行われる。
具体的には、図４に示すように、第１の部材であるレンズ１が第１保持部５によって保持される。レンズ１は、第１保持部５の第１移動機構によって、第２面１ｂが上方を向いた状態に保持される。レンズ１の保持姿勢は、光軸Ｏ１が鉛直軸と平行になるように調整される。
以下では、方向を参照する場合に、図４に記載されたｘｙｚ直交座標系が用いられる場合がある。ｘｙｚ直交座標系におけるｘ軸方向は、水平方向のうち、図示左右に延びる軸線に沿う方向である。ｙ軸方向は、水平方向のうち図示の紙面奥行き方向に延びる軸線に沿う方向である。ｚ軸方向は、ｘ軸およびｙ軸に直交するｚ軸に沿う方向である。ｚ軸は鉛直軸に平行である。
【００４６】
第２の部材であるプリズム２は、第１面２ａが水平の状態で、第２保持部６によって保持される。操作者は、第２保持部６の第２移動機構を操作することにより、レンズ１の上方において、プリズム２をレンズ１に対する設計上の接合位置に移動する。
具体的には、第１面２ａは、第２面１ｂの上方において、第２面１ｂに対するｚ軸方向の距離がｔ０となる位置に配置される。この状態で、操作者は、光軸Ｏ１に対するプリズム２の位置が設計上の位置になるように、ｘ軸方向およびｙ軸方向におけるプリズム２の位置を調整する。例えば、水平方向における設計上の位置がプリズム側面２ｃの中心軸線が光軸Ｏ１と同軸になる位置であれば、操作者は第２保持部６によるプリズム２の保持中心を光軸Ｏ１に位置合わせする。
このような位置合わせ状態における第１保持部５および第２保持部６の駆動位置の情報は、第１保持部５および第２保持部６が通信可能に接続される図示略の制御部に記憶される。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００４７】
ステップＳ１の後、ステップＳ２が行われる。本ステップでは、オートコリメーター７を用いてレンズ１とプリズム２との相対角度を測定するための基準軸線Ｚが設定される。
本実施形態では、基準軸線Ｚは、第２面１ｂの法線に平行に設定される。
具体的には、操作者は、オートコリメーター７から出射される平行光Ｌ１０を、プリズム２の第２面２ｂに向けて照射する。平行光Ｌ１０は、第２面１ｂにおいて反射光Ｌ１１として反射される。平行光Ｌ１０は、第２面２ｂにおいて反射光Ｌ１２として反射される。なお、図４は模式図のため、平行光Ｌ１０、反射光Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれの主光線の進む方向に対応する方向を表す矢印として図示されている。各矢印は、見易さのため、光軸Ｏ１、基準軸線Ｚと重ならない位置に表示されている。
オートコリメーター７では、平行光Ｌ１０の光軸Ｏｍ（測定軸線）に対する反射光Ｌ１１、Ｌ１２の戻り位置が、オートコリメーター７の情報を表示する図示略の表示部上に表示される。操作者は、反射光Ｌ１１の光軸が光軸Ｏｍと同軸になるように、レンズ１およびプリズム２に対するオートコリメーター７の相対姿勢を変更する。これにより、オートコリメーター７における測定基準となる測定軸線に該当する光軸Ｏｍが第２面１ｂの法線と平行になる。
オートコリメーター７による角度測定は、光軸Ｏｍが基準となるため、第２面１ｂの法線と平行な軸線として、基準軸線Ｚが設定されたことになる。
オートコリメーター７の光軸Ｏｍのｘ軸方向およびｙ軸方向の位置は、第２面１ｂおよび第２面２ｂに平行光Ｌ１０が照射できる位置であれば限定されない。本実施形態では、一例として、光軸Ｏｍは第２面１ｂの中心に位置している。このため、光軸Ｏｍ、基準軸線Ｚ、および光軸Ｏ１は、同軸になっている。
オートコリメーター７とレンズ１およびプリズム２との相対姿勢が固定されると、ステップＳ２が終了する。
【００４８】
ステップＳ２の後、ステップＳ３が行われる。本ステップでは、第２の部材が退避される。
操作者は、第２保持部６の第２移動機構を操作して、プリズム２を第２保持部６の第２把持部とともに、第２面１ｂに対向する位置（図５の二点鎖線参照）から退避させる。
以上でステップＳ３が終了する。
【００４９】
ステップＳ３の後、ステップＳ４が行われる。本ステップでは、レンズ１の第２面１ｂに接合剤が塗布される。
操作者は、図５に示すように、ディスペンサー８の吐出口を第２面１ｂの上方に移動させる。操作者は、ディスペンサー８から一定量の接合剤Ｂ１を吐出させる。接合剤Ｂ１は、第２面１ｂの頂部のから高さがｔ０を超えるように、吐出される。
接合剤Ｂ１の塗布量は、硬化収縮を考慮して、硬化後に接合剤層４として必要な体積になるように予め決められる。接合剤Ｂ１の塗布量は、後述する相対角度調整によって第２面１ｂと第１面２ａとの間の隙間が変化しても、上述の有効レンズ領域Ｅ１ｂおよび有効プリズム領域Ｅ２ａを覆うことができるように設定される。
以上で、ステップＳ４が終了する。
【００５０】
ステップＳ４の後、ステップＳ５が行われる。本ステップでは、接合剤Ｂ１上にプリズム２が配置される。
操作者は、第２保持部６を操作して、接合剤Ｂ１の上方において、プリズム２および第２保持部６が接合剤Ｂ１と接触しない位置に、プリズム２および第２保持部６を移動させる。
操作者は、第２保持部６を操作して、プリズム２のｘ軸方向およびｙ軸方向の位置と、ｚ軸に対する姿勢と、をステップＳ１において位置調整された状態に合わせる。この後、操作者は、第２保持部６を操作して、ｚ軸方向の位置がステップＳ１において位置調整された位置を目標位置として、プリズム２を下降させる。
プリズム２の下降に伴って、第１面２ａと接合剤Ｂ１が接触する。第１面２ａと第２面１ｂとの隙間が狭まると、次第に接合剤Ｂ１がｚ軸方向に押圧され、外周側に押し伸ばされる。
プリズム２が目標位置に向かって移動したら、第２保持部６が停止される。
以上で、ステップＳ５が終了する。
【００５１】
ステップＳ５において、プリズム２の下降が停止されると、図６に示すように、第２面１ｂと第１面２ａとの間に挟まれた層状の接合剤Ｂ２が形成される。接合剤Ｂ２は、有効レンズ領域Ｅ１ｂおよび有効プリズム領域Ｅ２ａを覆っている。
以上説明したステップＳ５における第２保持部６によるプリズム２の移動動作は、ステップＳ１における位置合わせ状態のプリズム２の位置および姿勢が制御部に記憶された位置合わせ情報に基づいて自動的に行われてもよい。この場合、操作者は、操作部にステップＳ５を開始する操作入力を行うだけでよい。
【００５２】
ステップＳ５の後、ステップＳ６が行われる。本ステップでは、レンズ１とプリズム２との相対角度の調整が行われる。
ステップＳ５では、ステップＳ１によって位置調整された目標位置に向けて、プリズム２が移動されるため、レンズ１とプリズム２との相対角度は、設計上の相対角度になっている可能性が高い。しかし、プリズム２の下降時には、接合剤Ｂ１の抵抗に抗して第２保持部６が駆動されるため、接合剤Ｂ１の反力のバラツキによっては、プリズム２の移動誤差が生じるおそれがある（図６の実線参照）。接合剤Ｂ１の反力のバラツキは、接合剤Ｂ１の粘度のバラツキ、ステップＳ４における接合剤Ｂ１の吐出時の分布状態などによって生じる可能性がある。
さらに、プリズム２が加工誤差を有する場合、設計上の相対角度では、光学部品３の光軸の設計値からのずれが許容範囲外になるおそれもある。
このため、本ステップにおいては、レンズ１とプリズム２との相対角度の測定が行われた後、必要に応じて、相対角度が調整される。
【００５３】
本ステップでは、操作者は、オートコリメーター７から平行光Ｌ１０を照射する。平行光Ｌ１０は、第２面１ｂにおいて反射光Ｌ１１として反射される。平行光Ｌ１０は、第２面２ｂにおいて反射光Ｌ１３として反射される。
例えば、プリズム２が設計上の姿勢（図示二点鎖線参照）よりも傾いていると、反射光Ｌ１３は、設計上の反射光Ｌ１２と異なる方向に反射される。
オートコリメーター７は、反射光Ｌ１３の受光位置によって、反射光Ｌ１３の基準軸線Ｚに対する傾斜角度を測定する。反射光Ｌ１３の傾斜角度は、基準軸線Ｚに対する第２面２ｂの傾斜角度の２倍になっている。
一方、基準軸線Ｚは、ステップＳ２において第２面１ｂの法線に合わせられているため、オートコリメーター７で測定された基準軸線Ｚと第２面２ｂとのなす角は、レンズ１とプリズム２との相対角度になっている。
【００５４】
本実施形態では、第２面１ｂからの反射光Ｌ１１の戻り位置もオートコリメーター７で測定される。もし、第２面１ｂがステップＳ２における位置合わせ状態からずれている場合には、反射光Ｌ１１の戻り位置がずれる。この場合、反射光Ｌ１１の戻り位置と反射光Ｌ１２の戻り位置との差に基づいて、第２面１ｂに対する第１面２ａの相対角度が測定されればよい。
【００５５】
操作者は、オートコリメーター７によって、基準軸線Ｚと第２面２ｂとのなす角が、予め求められている目標相対角度α０になるまで、第２保持部６を操作して、プリズム２の姿勢を調整する。本ステップでは、接合剤Ｂ２の硬化が進んでいないため、プリズム２の姿勢の変化に追従して変化する第２面１ｂと第１面２ａとの間の隙間の変化に応じて、接合剤Ｂ２の層厚が変化する。
図７に示すように、オートコリメーター７で測定された基準軸線Ｚに対する第２面２ｂの角が目標相対角度α０になったら、ステップＳ６が終了する。
【００５６】
第２面１ｂと第１面２ａとの間の設計上の距離ｔ０は、ステップＳ６におけるプリズム２の姿勢の調整範囲において、第２面１ｂと第１面２ａとが接触しない程度にあけられている。このため、ステップＳ６の終了後、第２面１ｂと第１面２ａとの間には、未硬化の接合剤Ｂ３が途切れることなく挟まれている。
【００５７】
ステップＳ６の説明では、オートコリメーター７によって、レンズ１とプリズム２との相対角度に対応する角が測定されるとして説明した。例えば、オートコリメーター７が反射光Ｌ１３の受光位置を角度表示できる場合には、操作者は、表示された角度を参照しながら、プリズム２の姿勢の調整を行える。ただし、操作者は、オートコリメーター７の情報を表示する図示略の表示部上に表示された反射光Ｌ１３の受光位置が、目標相対角度α０に対応する目標受光位置になるように、プリズム２の姿勢を調整してもよい。
【００５８】
ステップＳ６の後、ステップＳ７が行われる。本ステップでは、接合剤Ｂ３の硬化が行われる。
具体的には、図７に示すように、硬化対象である接合剤Ｂ３に硬化光Ｃを照射できる位置に硬化用光源９が配置される。接合剤Ｂ３がＵＶ硬化型接着剤の場合、硬化光ＣはＵＶ光が用いられる。
この後、接合剤Ｂ３に向けて硬化光Ｃが照射される。硬化光Ｃが照射される間、第１保持部５および第２保持部６の位置は、ステップＳ６の終了時の位置に保たれる。
図７では、硬化光Ｃが光軸Ｏ１に交差する径方向から照射される場合の例が図示されている。しかし、硬化光Ｃが接合剤Ｂ３に照射できれば、硬化用光源９の配置位置は、図７の位置には限定されない。硬化光Ｃが接合剤Ｂ３の全体に照射できる場合には、例えば、硬化光Ｃは、レンズ１の第１面１ａから光軸Ｏ１に沿って入射されてもよい。
【００５９】
硬化光Ｃが照射されると接合剤Ｂ３の硬化が進行する。接合剤Ｂ３の全体が硬化すると、接合剤層４が形成される。この結果、レンズ１とプリズム２とが接合された光学部品３が製造される。
以上で、ステップＳ７が終了する。
【００６０】
ステップＳ７が終了した後、オートコリメーター７により相対角度の測定が行われることによって、接合剤層４の形成後の相対角度が目標相対角度に対する許容範囲内であるか、光学部品３が検査されてもよい。
ただし、光学部品３の検査は、光学部品３が第１保持部５および第２保持部６から取り外された後、適宜の光学特性を測定する検査装置によって行われてもよい。
以上で、本実施形態の光学部品の製造方法が終了する。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態の光学部品の製造方法には、第１の接合面と前記第２の接合面との間に接合剤が塗布された状態で、第２の部材に含まれる第２の参照面と基準軸線とのなす第２の角を角度測定器によって測定することが含まれる。さらに、本実施形態の光学部品の製造方法には、第１の接合面と第２の接合面との間に接合剤が塗布された状態で、第２の角が含まれる、角度測定器による測定値に基づいて、第１の部材に対して第２の部材を相対移動することによって、相対角度を調整することが含まれる。
第１の部材と第２の部材との相対角度の調整が行われる際には、相対角度が第１の部材と第２の部材との加工誤差などに応じて予め設定された目標相対角度になるように調整が行われる。このため、第１の部材および第２の部材の少なくとも一方に加工誤差がある場合でも、光学部品としての光学特性の低下を抑制できる。
このように、本実施形態の光学部品の製造方法は、複数の部品を接合剤で接合して光学部品を製造する場合に、部材間の相対角度の精度を向上させることができる。
【００６２】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。図９〜１４は、本発明の第２の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【００６３】
本実施形態の光学部品の製造方法によって、製造可能な光学部品は、上記第１の実施形態の光学部品の製造方法において製造される光学部品と同様である。ただし、本実施形態では、接合剤の屈折率と第１の部材の屈折率とは互いに等しくてもよい。
以下では、本実施形態の光学部品の製造方法について、図１に示す光学部品１３が製造される場合の例で、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６４】
図１に示すように、光学部品１３は、上記第１の実施形態における光学部品３の接合剤層４に代えて、接合剤層１４を備える。接合剤層１４の屈折率は、レンズ１の屈折率に等しくてもよい。
【００６５】
本実施形態の光学部品の製造方法は、図８に示すステップＳ１１〜Ｓ１９を図８に示すフローにしたがって実行することで行われる。
ただし、ステップＳ１１が開始されるまでに、上記第１の実施形態と同様の準備が行われる。
例えば、レンズ１およびプリズム２が製造される。例えば、レンズ１およびプリズム２の仕上がり形状に基づいて、上述の目標相対角度α０が求められる。上記第１の実施形態と同様、レンズ１が加工誤差なく製造されている場合の例で説明する。
例えば、上記第１の実施形態と略同様の組立用装置が準備される。
図９に示すように、本実施形態の組立用装置では、オートコリメーター７の配置位置が上記第１の実施形態とは異なる。本実施形態の組立用装置では、オートコリメーター７は、オートコリメーター７から照射される平行光Ｌ１０が後述する接合剤Ｂ１１が塗布される領域と重ならない位置に配置されている。図９に示す例では、オートコリメーター７は、光軸Ｏ１よりも図示右側に、平行光Ｌ１０が照射されるように配置されている。
【００６６】
図８に示すように、ステップＳ１１では、第１の部材と第２の部材との位置調整が行われる。本ステップは、図９に示すように、ｘ軸方向およびｙ軸方向におけるオートコリメーター７の配置位置が異なる以外は、上記第１の実施形態におけるステップＳ１と同様のステップである。
【００６７】
ステップＳ１１の後、ステップＳ１２が行われる。本ステップでは、オートコリメーター７を用いてレンズ１とプリズム２との相対角度を測定するための基準軸線Ｚが設定される。本ステップはｘ軸方向およびｙ軸方向におけるオートコリメーター７の配置位置が異なる以外は、上記第１の実施形態におけるステップＳ２と同様のステップである。
オートコリメーター７の平行光Ｌ１０は、第２面１ｂの一部である測定領域Ｍに照射される。測定領域Ｍは、後述する接合剤Ｂ１１が塗布されないような領域に設定される。
【００６８】
ステップＳ１２の後、ステップＳ１３が行われる。本ステップでは、上記第１の実施形態におけるステップＳ３と同様にして、第２の部材が退避される（図１０参照）。
【００６９】
ステップＳ１３の後、ステップＳ１４が行われる。本ステップでは、レンズ１の第２面１ｂにおける有効レンズ領域Ｅ１ｂの一部を覆う部分塗布領域Ｐ１に、接合剤Ｂ１１が部分塗布される。部分塗布領域Ｐ１は、測定領域Ｍと重ならないように設定される。
操作者は、図１０に示すように、部分塗布領域Ｐ１の上方にディスペンサー８の吐出口を移動させる。操作者は、ディスペンサー８から一定量の接合剤Ｂ１１を吐出させる。接合剤Ｂ１１は、第２面１ｂからの頂部の高さｔ０を超えるように吐出される。
ただし、接合剤Ｂ１１の塗布量は、後述するプリズム２の下降によって接合剤Ｂ１１が押し伸ばされた場合でも、接合剤Ｂ１１が測定領域Ｍに進入しない量が用いられる。
以上で、ステップＳ１４が終了する。
【００７０】
ステップＳ１４の後、ステップＳ１５が行われる。本ステップでは、接合剤Ｂ１１上にプリズム２が配置される。
プリズム２の配置動作は、上記第１の実施形態におけるステップＳ５におけると同様にして行われる。
以上で、ステップＳ１５が終了する。
【００７１】
ステップＳ１５において、プリズム２の下降が停止されると、図１１に示すように、第２面１ｂと第１面２ａとの間に挟まれた層状の接合剤Ｂ１２が形成される。接合剤Ｂ１２は、プリズム２の第１面２ａによって押し伸ばされることによって、部分塗布領域Ｐ１よりも広い部分塗布領域Ｐ２の範囲に拡がってもよい。ステップＳ１４において接合剤Ｂ１１の吐出位置と塗布量とが適宜に設定されることによって、部分塗布領域Ｐ２は、測定領域Ｍを覆わない範囲に形成される。
このようにして、接合剤Ｂ１２は、有効レンズ領域Ｅ１ｂにおける部分塗布領域Ｐ２と、部分塗布領域Ｐ２に対向する第１面２ａにおける有効プリズム領域Ｅ２ａとの間に挟まれている。これに対して、有効レンズ領域Ｅ１ｂにおける測定領域Ｍと、測定領域Ｍに対向する第１面２ａにおける有効プリズム領域Ｅ２ａとの間は、接合剤Ｂ１２が介在しない隙間が形成されている。
【００７２】
ステップＳ１５の後、ステップＳ１６が行われる。本ステップでは、上記第１の実施形態におけるステップＳ６と同様にして、レンズ１とプリズム２との相対角度の調整が行われる。
本ステップでは、平行光Ｌ１０が照射される測定領域Ｍに接合剤Ｂ１２が介在しないため、平行光Ｌ１０は、空気に接する第２面１ｂの表面で反射される。このため、レンズ１に対して屈折率差が少ない接合剤が第２面１ｂに塗布されている場合に比べて、第２面２ｂにおける反射率が低下するおそれが少ない。このため、反射光Ｌ１１の光量がより大きくなるため、オートコリメーター７による反射光Ｌ１１の戻り位置の測定精度が向上する。特に、本実施形態によれば、接合剤Ｂ１１の屈折率がレンズ１の屈折率に等しくても、相対角度の調整が行える。
図１２に示すように、オートコリメーター７で測定された基準軸線Ｚに対する第２面２ｂの傾斜角度が目標相対角度α０になったら、ステップＳ１６が終了する。
【００７３】
ステップＳ１６が終了すると、第２面１ｂと第１面２ａとの相対位置関係は、相対角度の調整に伴うプリズム２の移動によってステップＳ１５の状態から変化する。このため、第２面１ｂと第１面２ａとの間には、ステップＳ１５における接合剤Ｂ１２と異なる形状の接合剤Ｂ１３が挟まれている。ただし、ステップＳ１６における相対角度の調整に伴うプリズム２の相対移動量は、プリズム２の配置誤差、加工誤差を補正する程度の微小量である。このため、接合剤Ｂ１３が、ステップＳ１５における部分塗布領域Ｐ２の範囲を大きく超えることはないため、接合剤Ｂ１３が測定領域Ｍに進入することはない。
【００７４】
ステップＳ１６の後、ステップＳ１７が行われる。本ステップでは、接合剤Ｂ１３の仮硬化が行われる。
具体的には、図１２に示すように、硬化対象である接合剤Ｂ１３に硬化光Ｃを照射できる位置に硬化用光源９が配置される。上記第１の実施形態と同様、硬化対象である接合剤Ｂ１３に照射できれば、硬化用光源９の配置位置は図１２の位置には限定されない。
この後、接合剤Ｂ１３に向けて硬化光Ｃが照射される。本実施形態では、硬化光Ｃは、接合剤Ｂ１３が、後工程で位置ズレや角度ズレが生じない強度を有する仮硬化状態となるように照射される。硬化光Ｃが照射される間、第１保持部５および第２保持部６の位置は、ステップＳ１６の終了時の位置に保たれる。
【００７５】
硬化光Ｃが照射されると接合剤Ｂ１３の硬化が進行する。接合剤Ｂ１３によって仮硬化層１４Ａが形成されたら、硬化光Ｃの照射が停止される。
以上で、ステップＳ１７が終了する。
【００７６】
ステップＳ１７の後、ステップＳ１８が行われる。本ステップでは、塗布領域において仮硬化層１４Ａを除く残余部分に接合剤が塗布される。
操作者は、図１３に示すように、ディスペンサー８を用いて、第２面１ｂと第１面２ａとの間の残余部分Ｒに接合剤Ｂ１４を導入する。例えば、接合剤Ｂ１４としては、ステップＳ１４における接合剤Ｂ１１が用いられてもよい。ただし、接合剤Ｂ１４は、接合剤Ｂ１１と同じ硬化型の接合剤であって、硬化後の光学特性が接合剤Ｂ１１の硬化後の光学特性と同様になる材料であれば、接合剤Ｂ１１の組成と異なる接合剤が用いられてもよい。例えば、接合剤Ｂ１４は、接合剤Ｂ１１と同一の主剤を有し、粘度などが接合剤Ｂ１１と異なるように調製されてもよい。
残余部分Ｒに接合剤Ｂ１４が充填されることで、有効レンズ領域Ｅ１ｂおよび有効プリズム領域Ｅ２ａが接合剤Ｂ１４および仮硬化層１４Ａによって覆われたら、接合剤Ｂ１４の導入が停止される。
以上で、ステップＳ１８が終了する。
【００７７】
ステップＳ１８の後、ステップＳ１９が行われる。本ステップでは、仮硬化層１４Ａおよび接合剤Ｂ１４からなる塗布領域全体の接合剤の本硬化が行われる。
具体的には、図１４に示すように、硬化対象である仮硬化層１４Ａおよび接合剤Ｂ１４に硬化光Ｃを照射できる位置に、硬化用光源９が配置される。上記第１の実施形態と同様、硬化対象の仮硬化層１４Ａおよび接合剤Ｂ１４に硬化光Ｃを照射できれば、硬化用光源９の配置位置は図１４の位置には限定されない。
この後、仮硬化層１４Ａおよび接合剤Ｂ１４に向けて硬化光Ｃが照射される。本実施形態では、硬化光Ｃは、仮硬化層１４Ａおよび接合剤Ｂ１４の全体が実用上必要な接合強度を有する硬化状態となるように、硬化光Ｃが照射される。硬化光Ｃが照射される間、第１保持部５および第２保持部６の位置は、ステップＳ１６の終了時の位置に保たれる。
【００７８】
硬化光Ｃが照射されると仮硬化層１４Ａおよび接合剤Ｂ１４の硬化が進行する。仮硬化層１４Ａおよび接合剤Ｂ１４の全体が硬化すると、接合剤層１４が形成される。この結果、レンズ１とプリズム２とが接合された光学部品１３が製造される。
以上で、ステップＳ１９が終了する。
【００７９】
ステップＳ１９が終了した後、上記第１の実施形態と同様、オートコリメーター７により相対角度の測定が行われることによって、接合剤層１４の形成後の相対角度が目標相対角度に対する許容範囲内であるか、光学部品１３が検査されてもよい。
ただし、光学部品１３の検査は、光学部品１３が第１保持部５および第２保持部６から取り外された後、適宜の光学特性を測定する検査装置によって行われてもよい。
以上で、本実施形態の光学部品の製造方法が終了する。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の光学部品の製造方法は、測定領域Ｍに接合剤が塗布されない状態で相対角度の調整が行われる点と、接合剤の硬化が仮硬化と本硬化とに分けて行われる点とが、上記第１の実施形態と異なる。
このため、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、複数の部品を接合剤で接合して光学部品を製造する場合に、部材間の相対角度の精度を向上することができる。
さらに、本実施形態によれば、相対角度の調整時に、接合剤が塗布されていない測定領域Ｍにおける反射光によって、オートコリメーター７による角度測定が行えるため、例えば、調整中に第２面１ｂの姿勢などが変化しても第２面１ｂに対する相対角度を確実に測定できる。
さらに、本実施形態によれば、相対角度の調整が終了した後、接合剤の仮硬化によって、第１の部材と第２の部材との位置関係が仮固定された状態で、塗布領域全体における接合剤の本硬化が行われる。このため、接合剤全体が未硬化の状態から硬化する場合に比べて、硬化収縮による第１の部材と第２の部材との相対位置および相対姿勢の変化が起こりにくい。このため、接合剤の硬化の影響による光学部品の光学特性の低下を抑制できる。
本実施形態によれば、接合剤の硬化を仮硬化と本硬化とに分けることによって、接合剤の塗布領域が広い場合にも、接合剤の硬化ムラを低減できる。この点でも、硬化収縮による第１の部材と第２の部材との相対位置および相対姿勢の変化が起こりにくいため、光学部品の光学特性が向上される。
【００８１】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態の光学部品の製造方法について説明する。
図１５は、本発明の第３の実施形態の光学部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１６、１７は、本発明の第３の実施形態の光学部品の製造方法における工程説明図である。
【００８２】
本実施形態の光学部品の製造方法において、製造可能な光学部品は、上記第１の実施形態の光学部品の製造方法において製造される光学部品と同様である。
以下では、本実施形態の光学部品の製造方法について、図１に示す光学部品２３が製造される場合の例で、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８３】
図１に示すように、光学部品２３は、上記第１の実施形態における光学部品３のプリズム２に代えて、プリズム２２（第２の部材、光学部材）を備える。
プリズム２２は、上記第１の実施形態のプリズム２の第２面２ｂに代えて、第２面２２ｂ（光学面、第２の参照面）を備える。プリズム２２において、第２面１ｂと第２面２２ｂとのなす角α’は、プリズム２において第１面２ａと第２面２ｂとのなす角αよりも大きい。
【００８４】
本実施形態の光学部品の製造方法は、図１５に示すステップＳ２１〜Ｓ２９を図１５に示すフローにしたがって実行することで行われる。
ただし、ステップＳ２１が開始されるまでに、上記第１の実施形態と同様の準備が行われる。
例えば、レンズ１およびプリズム２２が製造される。例えば、レンズ１およびプリズム２２の仕上がり形状に基づいて、本実施形態における目標相対角度α’０が求められる。
例えば、上記第１の実施形態の組立用装置に代えて、本実施形態の組立用装置が準備される。
図１６に示すように、本実施形態の組立用装置では、上記第１の実施形態のオートコリメーター７に代えて、オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂ（角度測定器）が用いられる。
オートコリメーター２７Ａは、後述する基準軸線とレンズ１の第２面１ｂとのなす角を測定するために、第１の位置に配置して用いられる。オートコリメーター２７Ａは光軸Ｏｍ１（第１の測定軸線）に沿って平行光Ｌ２０Ａを出射する。
オートコリメーター２７Ｂは、後述する基準軸線とプリズム２２の第２面２２ｂとのなす角を測定するために、第２の位置に配置して用いられる。ただし、オートコリメーター２７Ｂは、基準軸線と第２面２２ｂとなす角を間接的に測定する。オートコリメーター２７Ｂは光軸Ｏｍ２（第２の測定軸線）に沿って平行光Ｌ２０Ｂを出射する。
オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂは、図示略の演算処理装置に接続されている。演算処理装置は、オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂによって測定された角度を演算処理することによって、後述する相対角度α’を算出できるようになっている。算出された相対角度α’は図示略の表示部に表示される。
【００８５】
図１５に示すように、ステップＳ２１では、基準軸線Ｚが設定される。
ステップＳ２１よりも前に行われるレンズ１の検査において、レンズ１の光軸Ｏ１とレンズ側面１ｃとの関係が測定される。光軸Ｏ１の位置は、例えば、レンズ側面１ｃを測定基準として、偏心測定器などによって測定されてもよい。
本ステップでは、図１６に示すように、上記第１の実施形態と同様に、第１保持部５によってレンズ１が保持される。操作者は、レンズ１の検査によって取得されたレンズ１の情報に基づいて、光軸Ｏ１が鉛直軸に平行になるように、第１保持部５による保持姿勢を調整する。第１保持部５に保持されたレンズ１の光軸Ｏ１は、基準軸線Ｚに設定される。
図１６にはプリズム２２が図示されているが、本ステップでは、プリズム２２はレンズ１の第２面１ｂの上方から退避されている。
以上で、ステップＳ２１が終了する。
【００８６】
ステップＳ２１の後、ステップＳ２２が行われる。本ステップでは、基準軸線Ｚと第１の参照面とのなす第１の角が測定される。
具体的には、レンズ１の上方において、オートコリメーター２７Ａにおける光軸Ｏｍ１が基準軸線Ｚに平行となる姿勢で、オートコリメーター２７Ａが配置される（第１の位置）。本実施形態では、一例として、光軸Ｏｍ１は、基準軸線Ｚと同軸とされている。
このような第１の位置におけるオートコリメーター２７Ａと測定対象との距離は、例えば、装置座標系におけるオートコリメーター２７Ａの位置から算出可能である。第１の位置におけるオートコリメーター２７Ａと測定対象との距離は図示略の演算処理部に記憶される。
操作者は、オートコリメーター２７Ａから平行光Ｌ２０Ａを出射させる。平行光Ｌ２０Ａによる第２面１ｂからの反射光Ｌ２１Ａの戻り位置から、基準軸線Ｚと第２面１ｂとのなす角φ１（第１の角）が測定される。本実施形態では、角φ１は、加工誤差がなければ、０°である。
測定された角φ１は、図示略の演算処理装置に送出される。
以上で、ステップＳ２２が終了する。
【００８７】
ステップＳ２２の後、ステップＳ２３が行われる。本ステップでは、基準軸線Ｚを基準として、第１の部材と第２の部材との位置調整が行われる。
具体的には、図１６に示すように、第２の部材であるプリズム２２は、第１面２ａを水平にした状態で、第２保持部６によって保持される。操作者は、第２保持部６の第２移動機構を操作することにより、プリズム２２を、レンズ１の上方に移動する。操作者は、第１保持部６の保持中心軸線が基準軸線Ｚと同軸になるように、第２の移動機構によって、プリズム２２の姿勢を調整する。
この後、操作者は、第２保持部６によって、プリズム２２が上記第１の実施形態と同様の設計上の接合位置に移動するように、プリズム２２を下降させる。
以上で、ステップＳ２３が終了する。
【００８８】
ステップＳ２３の後、ステップＳ２４が行われる。本ステップでは、第２の位置における角度測定器の第２の測定軸線が設定される。
オートコリメーター２７Ｂにおける第２の測定軸線である光軸Ｏｍ２は、第２の参照面である第２面２２ｂの法線Ｎに合わせて設定される。具体的には、第２面２２ｂと対向するプリズム２２の斜め上方において、オートコリメーター２７Ｂが配置される。オートコリメーター２７Ｂは、保持治具である図示略の調整ステージによって保持される。調整ステージによって保持されたオートコリメーター２７Ｂの光軸Ｏｍ２の位置・姿勢は、第１保持部５および第２保持部６に共通の装置座標系に関係づけられている。
操作者は、調整ステージによって、オートコリメーター２７Ｂにおける光軸Ｏｍ２が第２面２２ｂに垂直に入射するようにオートコリメーター２７Ｂの姿勢を調整する。この調整は、オートコリメーター２７Ｂから平行光Ｌ２０Ｂを出射させて、平行光Ｌ２０Ｂによる第２面２ｂからの反射光Ｌ２１Ｂの戻り位置が光軸Ｏｍ２上になるようにすればよい。
このようにして、オートコリメーター２７Ｂは、光軸Ｏｍ２が第２面２２ｂの法線Ｎと平行な状態で、第２面２２ｂの上方の第２の位置に配置される。
このような第２の位置におけるオートコリメーター２７Ｂと測定対象との距離は、例えば、装置座標系におけるオートコリメーター２７Ｂの位置から算出可能である。第２の位置におけるオートコリメーター２７Ｂと測定対象との距離は図示略の演算処理部に記憶される。
基準軸線Ｚと光軸Ｏｍ２とのなす角βは、装置座標系における第１保持部５およびオートコリメーター２７Ｂを保持する調整ステージの移動量の情報から算出できる。このため、光軸Ｏｍ２と平面とのなす角は、角βを介して基準軸線Ｚと平面とのなす第２の角に換算できる。
本実施形態の組立用装置では、第１保持部５および調整ステージの移動量は、上述の演算処理装置に送出される。演算処理装置では、送出された移動量の情報に基づいて、光軸Ｏｍ２と平面とのなす角を、基準軸線Ｚと平面とのなす角に換算する換算式を生成する。
以上で、ステップＳ２４が終了する。
【００８９】
ステップＳ２４の後、ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ２７がこの順に行われる。ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ２７は、第２の部材として、プリズム２２が用いられる以外は、上記第１の実施形態におけるステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６とそれぞれ同様の動作が行われる。
このようにして、図１７に示すように、レンズ１の第２面１ｂとプリズム２２の第１面２２ａとの間に、接合剤Ｂ２が塗布される。
【００９０】
ステップＳ２７の後、ステップＳ２８が行われる。本ステップでは、基準軸線Ｚと第２の参照面とのなす第２の角を含む測定値に基づいて、レンズ１とプリズム２２との相対角度の調整が行われる。
ステップＳ２２において、基準軸線Ｚと第２面１ｂとのなす角φ１が測定されている。このため、レンズ１とプリズム２２との間の相対角度α’を表す第２面１ｂと第２面２２ｂとのなす角度は、角φ１である第１の角と、角βと光軸Ｏｍ２と第２面２２ｂとのなす角φ２とから換算される第２の角と、に基づいて求められる。角φ２は、光軸Ｏｍ２と、第２面２ｂの法線Ｎと、のなす角であるため、光軸Ｏｍ２に対する第２面２２ｂからの反射光Ｌ２２のなす角φ３の半分である。
本実施形態では、オートコリメーター２７Ｂが角φ３を測定すると、上述の演算処理装置によって、相対角度α’が算出される。相対角度α’の算出値は、角φ１、φ２、φ３とともに演算処理装置の演算結果を表示する図示略の表示部に表示される。
本ステップでは、操作者は、図示略の表示部に表示される相対角度α’が、目標相対角度α’０になるように、第２保持部６によってプリズム２２の姿勢を調整する。
図示略の表示部に表示される相対角度α’が、目標相対角度α’０になったら、ステップＳ２８が終了する。
【００９１】
ステップＳ２８のあと、ステップＳ２９が行われる。本ステップは、上記第１の実施形態におけるステップＳ７と同様の動作が行われる。
接合剤Ｂ２が硬化すると、接合剤層４が形成される。この結果、レンズ１とプリズム２２とが接合された光学部品２３が製造される。
以上で、ステップＳ２９が終了する。
【００９２】
ステップＳ２９が終了した後、オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂによって、上記と同様にして、相対角度α’の測定が行われることによって、接合剤層４の形成後の相対角度α’が目標相対角度α’０に対する許容範囲内であるか、光学部品２３が検査されてもよい。
ただし、光学部品２３の検査は、光学部品２３が第１保持部５および第２保持部６から取り外された後、適宜の光学特性を測定する検査装置によって行われてもよい。
以上で、本実施形態の光学部品の製造方法が終了する。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態の光学部品の製造方法では、基準軸線Ｚとレンズ１の第２面１ｂの法線とのなす角φ１がオートコリメーター２７Ａによって測定される。さらに光軸Ｏｍ２とプリズム２２の第２面２２ｂとのなす角φ２は、オートコリメーター２７Ｂによって測定される。このような角φ１、φ２に基づいて、レンズ１とプリズム２２との相対角度α’が算出されることで、操作者は、相対角度α’を目標相対角度α’０に調整することができる。
このため、本実施形態の光学部品の製造方法は、複数の部品を接合剤で接合して光学部品を製造する場合に、部材間の相対角度の精度を向上させることができる。
【００９４】
特に、本実施形態では、上記第１の実施形態に比べて、第１の参照面と第２の参照面とのなす角が大きい場合にも、相対角度α’が容易に測定される。
例えば、基準軸線に対する第２面１ｂと第２面２ｂとの角度を単一の角度測定器によって、測定する場合、基準軸線に対する第２面１ｂと第２面２ｂとの両方の傾斜角度が角度測定器の測定範囲内であることが必要である。オートコリメーターのような精密な角度測定器は、測定範囲が狭いことが多い。このため、第２面１ｂと第２面２ｂとの角度の差が大きい場合には、相対角度の調整が困難になる。
本実施形態では、それぞれの角度を、互いに異なる第１の位置と第２の位置とにそれぞれ第１の測定軸線、第２の測定軸線を有するオートコリメーター２７Ａ、２７Ｂによって測定する。このため、第２面１ｂと第２面２ｂとの角度の差が大きい場合でも、第１の測定軸線と第２の測定軸線とのなす角βを大きくとることで、オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂのそれぞれに必要な角度測定範囲が狭められる。
このため、オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂによって、相対角度α’が高精度に測定される。
【００９５】
さらに本実施形態によれば、基準軸線Ｚがレンズ１の光軸Ｏ１に設定されるため、レンズ１の第１面１ａに加工誤差があっても、相対角度α’が精度よく測定される。
【００９６】
なお、上記各実施形態の説明では、一例として、光学部品として、第１の部材と第２の部材とが接合される場合の例で説明した。光学部品において３以上の部材が接合される場合には、互いに接合し合う２つの部材に対して、上記各実施形態の光学部品の製造方法を順次用いることで、上記と同様にして、光学部品が製造できる。
【００９７】
上記第１および第２の実施形態の説明では、基準軸線Ｚを第２面１ｂの法線に設定した場合の例で説明した。しかし、第１および第２の実施形態においても、基準軸線Ｚがレンズ１の光軸Ｏ１に設定されてもよい。
【００９８】
上記第１および第２の実施形態の説明では、第１面１ａに加工誤差がない場合の例で説明したため、第２面１ｂの法線に設定された基準軸線Ｚが光軸Ｏ１と同軸の例になっている。しかし、レンズ１の第２面１ｂは、光軸Ｏ１と直交している必要ない。この場合には、基準軸線Ｚは、光軸Ｏ１と交差する方向に延びることになる。
【００９９】
上記第３の実施形態の説明では、基準軸線が第１の部材の光軸に設定される場合の例で説明した。しかし、基準軸線は、例えば、第１の部材の外形基準面の中心軸などの光軸とは異なる軸線に設定されてもよい。
【０１００】
上記各実施形態の説明では、第１の参照面および第２の参照面が平面からなる場合の例で説明した。しかし、第１の参照面および第２の参照面は、角度測定器によって、角度が測定できる面であれば、平面には限定されない。例えば、第１の参照面および第２の参照面は、凸面、凹面などでもよい。
【０１０１】
上記第３の実施形態の説明では、角度測定器として、２台のオートコリメーター２７Ａ、２７Ｂが用いられる場合の例で説明した。しかし、より広い相対角度の測定範囲を確保するために、３以上の角度測定器が用いられてもよい。
【０１０２】
上記第３の実施形態の説明では、角度測定器として、オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂが用いられる場合の例で説明した。しかし、第３の実施形態では、オートコリメーター２７Ａ、２７Ｂが同時には角度測定に用いられない。このため、角度測定器を高精度に移動可能に保持することで、１つの角度測定器を複数の基準軸線上に移動可能にすることによって、同様な角度測定が行われてもよい。
【０１０３】
以上、本発明の好ましい各実施形態を説明したが、本発明はこれらの各実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【０１０４】
１  レンズ（第１の部材、光学部材）
１ａ  第１面（光学面）
１ｂ  第２面（光学面、第１の接合面、第１の参照面）
２、２２  プリズム（第２の部材、光学部材）
２ａ  第１面（光学面、第２の接合面）
２ｂ、２２ｂ  第２面（光学面、第２の参照面）
３、１３、２３  光学部品
４、１４  接合剤層
７、２７Ａ、２７Ｂ  オートコリメーター（角度測定器）
８  ディスペンサー
９  硬化用光源
１４Ａ  仮硬化層
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１４  接合剤
Ｃ  硬化光
Ｅ１ｂ  有効レンズ領域
Ｅ２ａ  有効プリズム領域
Ｌ１  入射光
Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５  出射光
Ｌ３  屈折光
Ｌ１０、Ｌ２０Ａ、Ｌ２０Ｂ  平行光
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２１Ａ、Ｌ２１Ｂ  反射光
Ｍ  測定領域
Ｎ  法線
Ｏ１、Ｏ２  光軸
Ｏｍ  光軸（測定軸線）
Ｏｍ１  光軸（第１の測定軸線）
Ｏｍ２  光軸（第２の測定軸線）
Ｐ１、Ｐ２  部分塗布領域
Ｒ  残余部分
Ｚ  基準軸線
α、α’  相対角度
α０、α’０  目標相対角度
φ１  角（第１の角）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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