(57)【要約】【課題】光学設計上の制約がなく、かつ形状を複雑化することなく、光学有効径と外径との差を最小化することができる複合光学素子の製造方法を提供すること。【解決手段】複合光学素子の製造方法は、第一の光学素子と第一の光学素子よりも大径の第二の光学素子のいずれか一方に樹脂を塗布する塗布工程と、第一の光学素子および第二の光学素子を相対的に近接させることにより、第一の光学素子の光学有効径よりも外側に設定した所定の境界面の外側まで樹脂を押し広げて樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、少なくとも樹脂層における境界面の内側を硬化させる硬化工程と、境界面が、第二の光学素子および樹脂層の最外縁となるように、境界面の外側における第二の光学素子および樹脂層を除去する除去工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の光学素子と前記第一の光学素子よりも大径の第二の光学素子のいずれか一方に樹脂を塗布する塗布工程と、
前記第一の光学素子および前記第二の光学素子を相対的に近接させることにより、前記第一の光学素子の光学有効径よりも外側に設定した所定の境界面の外側まで前記樹脂を押し広げて樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
少なくとも前記樹脂層における前記境界面の内側を硬化させる硬化工程と、
前記境界面が、前記第二の光学素子および前記樹脂層の最外縁となるように、前記境界面の外側における前記第二の光学素子および前記樹脂層を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする複合光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記除去工程は、前記境界面が、前記第一の光学素子、前記第二の光学素子および前記樹脂層の最外縁となるように、前記境界面の外側における前記第一の光学素子、前記第二の光学素子および前記樹脂層を除去することを特徴とする請求項１に記載の複合光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂は、光硬化性樹脂であり、
前記硬化工程は、前記樹脂層における前記境界面の内側に光を照射することにより、前記樹脂層における前記境界面の内側のみを硬化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複合光学素子の製造に関しては種々の方法が知られており、例えば特許文献１では、光学素子の外径を大径化することなく、樹脂層の側面の全体を光学有効径外に到達させることにより、光学有効径と外径との差を最小化した複合光学素子の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１０８６２４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、特許文献１で提案された方法では、例えば同文献の金型および基材を２つの光学素子と見た場合、２つの光学素子の光軸方向における間隔を小さくする必要があるため、光学設計上の制約が生じたり、製造の複合光学素子の形状が複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学設計上の制約がなく、かつ形状を複雑化することなく、光学有効径と外径との差を最小化することができる複合光学素子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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、複合光学素子の製造方法は、第一の光学素子と前記第一の光学素子よりも大径の第二の光学素子のいずれか一方に樹脂を塗布する塗布工程と、前記第一の光学素子および前記第二の光学素子を相対的に近接させることにより、前記第一の光学素子の光学有効径よりも外側に設定した所定の境界面の外側まで前記樹脂を押し広げて樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、少なくとも前記樹脂層における前記境界面の内側を硬化させる硬化工程と、前記境界面が、前記第二の光学素子および前記樹脂層の最外縁となるように、前記境界面の外側における前記第二の光学素子および前記樹脂層を除去する除去工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る複合光学素子の製造方法は、上記発明において、前記除去工程は、前記境界面が、前記第一の光学素子、前記第二の光学素子および前記樹脂層の最外縁となるように、前記境界面の外側における前記第一の光学素子、前記第二の光学素子および前記樹脂層を除去することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る複合光学素子の製造方法は、上記発明において、前記樹脂は、光硬化性樹脂であり、前記硬化工程は、前記樹脂層における前記境界面の内側に光を照射することにより、前記樹脂層における前記境界面の内側のみを硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、樹脂層形成工程において、第一の光学素子の光学有効径よりも外側に設定され、かつ第一の光学素子の外径となる所定の境界面の外側まで樹脂を押し広げて樹脂層を形成し、除去工程において、境界面の外側の樹脂層を除去することにより、樹脂層の側面に樹脂の硬化収縮による凹みがなく、かつ光学有効径と外径との差が最小化された複合光学素子を製造することができる。また、本発明によれば、複雑な形状の光学素子を用いることなく、光学設計上の制約のない複合光学素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る複合光学素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る複合光学素子の製造方法における塗布工程を説明するための説明図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る複合光学素子の製造方法における樹脂層形成工程を説明するための説明図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る複合光学素子の製造方法における硬化工程を説明するための説明図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る複合光学素子の製造方法における除去工程を説明するための説明図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る複合光学素子の製造方法における樹脂層形成工程を説明するための説明図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る複合光学素子の製造方法における硬化工程を説明するための説明図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る複合光学素子の製造方法における除去工程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る複合光学素子の製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。
【００１２】
本発明に係る複合光学素子の製造方法は、光学素子や樹脂層が複数積層された複合光学素子を製造するものである。複合光学素子の製造方法は、図１に示すように、光学素子に樹脂を塗布する塗布工程Ｓ１と、境界面の外側まで樹脂を押し広げて樹脂層を形成する樹脂層形成工程Ｓ２と、樹脂層を硬化させる硬化工程Ｓ３と、境界面の外側を除去する除去工程Ｓ４と、を順番に行う。
【００１３】
［実施の形態１］
以下、本発明の複合光学素子の製造方法の実施の形態１について、図２〜図５を参照しながら説明する。
【００１４】
（塗布工程）
塗布工程では、図２に示すように、製造装置の上型２１に第一の光学素子１１を、下型２２に第二の光学素子１２を載置する。続いて、ディスペンサー２３によって、第二の光学素子１２の上面１２ａに樹脂１３１を塗布する。
【００１５】
ここで、図２に示すように、第二の光学素子１２は、第一の光学素子１１よりも大径である。また、第一の光学素子１１および第二の光学素子１２としては、ガラスや樹脂を用いた研磨レンズ、モールドレンズ、球面レンズ、非球面レンズを用いることができる。また、第一の光学素子１１および第二の光学素子１２の形状は、平凸、両凸、凸メニス、平凹、両凹、凹メニス等、いずれの形状でもよい。本実施の形態では、一例として、第一の光学素子１１の形状を平凸とし、第二の光学素子１２の形状を両凹としている。また、樹脂１３１としては、光硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）を用いる。
【００１６】
（樹脂層形成工程）
樹脂層形成工程では、図３に示すように、上型２１および下型２２によって上下動自在に保持された第一の光学素子１１および第二の光学素子１２を、両者の光軸を一致させた状態で相対的に近接させる。これにより、第一の光学素子１１と第二の光学素子１２との間の樹脂１３１を、第一の光学素子１１の光学有効径Ｄよりも外側に設定した所定の境界面Ｂの外側まで押し広げて樹脂層１３を形成する。なお、前記した「外側」とは、具体的には第一の光学素子１１および第二の光学素子１２の径方向外側のことを示している。
【００１７】
ここで、第一の光学素子１１の光学有効径Ｄは、製造する複合光学素子の光学設計に基づいて設定する。また、境界面Ｂは、最終的に第一の光学素子１１の外径となる周面であり、製造する複合光学素子の光学設計および製品設計に基づいて設定する。また、樹脂層形成工程において、樹脂１３１を境界面Ｂの外側のどの範囲まで押し広げるかは、後記する硬化工程（図４参照）における樹脂層１３の側面１３ａの凹み量に基づいて決定する。すなわち、硬化工程で樹脂層１３の側面１３ａが境界面Ｂの内側まで凹まないように、樹脂１３１を押し広げる範囲を決定する。
【００１８】
（硬化工程）
硬化工程では、少なくとも樹脂層１３における境界面Ｂの内側を硬化させる。本実施の形態では、第一の光学素子１１の上方または第二の光学素子１２の下方から、樹脂層１３全体に光を照射し、図４に示すように、樹脂層１３全体を硬化させる。本工程を実施することにより、樹脂１３１の硬化収縮によって樹脂層１３の側面１３ａが凹状に凹む。
【００１９】
ここで、硬化工程で照射する光としては、紫外線を用い、光源としては、紫外線ＬＥＤや紫外線ランプを用いる。また、硬化工程において、樹脂層１３全体に光を照射する方法としては、第一の光学素子１１、第二の光学素子１２および樹脂層１３を、例えばベルトコンベア等の搬送装置によって搬送しながら、第一の光学素子１１の上方または第二の光学素子１２の下方から光を照射する方法が挙げられる。
【００２０】
（除去工程）
除去工程では、第一の光学素子１１、第二の光学素子１２および樹脂層１３を芯取り加工する。本工程では、図５に示すように、境界面Ｂが、第一の光学素子１１、第二の光学素子１２および樹脂層１３の最外縁となるように、境界面Ｂの外側における第一の光学素子１１、第二の光学素子１２および樹脂層１３を除去する。ここで、硬化工程後において、樹脂層１３の凹状の側面１３ａは、境界面Ｂの外側に位置している（図４参照）。従って、本工程を実施することにより、この凹状の側面１３ａも除去される。以上の工程により、同図に示すような複合光学素子１を製造する。
【００２１】
なお、本実施の形態では、製造後の複合光学素子１における第一の光学素子１１、第二の光学素子１２および樹脂層１３の外径を、製造する複合光学素子の光学設計および製品設計に基づいて決定する。
【００２２】
以上説明したような実施の形態１に係る複合光学素子１の製造方法によれば、樹脂層形成工程において、第一の光学素子１１の光学有効径Ｄよりも外側に設定され、かつ第一の光学素子１１の外径となる所定の境界面Ｂの外側まで樹脂１３１を押し広げて樹脂層１３を形成し、除去工程において、境界面Ｂの外側の樹脂層１３を除去することにより、樹脂層１３の側面１３ａに樹脂１３１の硬化収縮による凹みがなく、かつ光学有効径Ｄと外径との差が最小化された複合光学素子１を製造することができる。また、複合光学素子１の製造方法によれば、複雑な形状の光学素子を用いることなく、光学設計上の制約のない複合光学素子１を製造することができる。
【００２３】
さらに、複合光学素子１の製造方法によれば、除去工程において、第一の光学素子１１、第二の光学素子１２および樹脂層１３の芯取りをまとめて行うため、例えば第一の光学素子１１および第二の光学素子１２を予め芯取りし、樹脂層１３を介して接合した場合と比較して、第一の光学素子１１および第二の光学素子１２の外径誤差を小さくすることができ、組立精度を向上させることができる。
【００２４】
［実施の形態２］
以下、本発明の複合光学素子の製造方法の実施の形態２について、図６〜図８を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係る複合光学素子の製造方法は、塗布工程、樹脂層形成工程、硬化工程および除去工程を順番に行う点は実施の形態１と同様である。また、そのうちの塗布工程については実施の形態１と同様（図２参照）であるため説明を省略する。また、本実施の形態で用いる第一の光学素子１１、第二の光学素子１２、樹脂１３１、および硬化工程で照射する光についても、実施の形態１と同様である。
【００２５】
（樹脂層形成工程）
樹脂層形成工程では、図６に示すように、上型２１および下型２２によって上下動自在に保持された第一の光学素子１１および第二の光学素子１２を、両者の光軸を一致させた状態で相対的に近接させる。これにより、第一の光学素子１１と第二の光学素子１２の間の樹脂１３１を、第一の光学素子１１の光学有効径Ｄよりも径方向の外側に設定した所定の境界面Ｂの外側まで押し広げて樹脂層１３を形成する。なお、本実施の形態における境界面Ｂは、第一の光学素子１１の外径と同様の位置に設定する。
【００２６】
（硬化工程）
硬化工程では、第一の光学素子１１の上方または第二の光学素子１２の下方から、樹脂層１３における境界面Ｂの内側に光を照射することにより、図７に示すように、樹脂層１３における境界面Ｂの内側のみを硬化させる。本工程では、樹脂層１３における境界面Ｂの外側に光を照射しないため、樹脂層１３における境界面Ｂの外側に未硬化の樹脂１３１が残る。そのため、樹脂層１３の側面１３ａに、実施形態１のような凹み（図４参照）は生じない（もしくは凹み量が小さくなる）。
【００２７】
ここで、硬化工程において、樹脂層１３における境界面Ｂの内側に光を照射する方法としては、ファイバーを介して、第一の光学素子１１の上方または第二の光学素子１２の下方から光をスポット照射する方法が挙げられる。
【００２８】
なお、硬化工程では、第一の光学素子１１または第二の光学素子１２を介して樹脂層１３に光を照射するため、例えば第一の光学素子１１または第二の光学素子１２によって、光が屈折する場合がある。従って、このような光の屈折を考慮して、光源と第一の光学素子１１または第二の光学素子１２との間に、光の入射角を変えるための別のレンズを設けてもよい。あるいは、光の屈折を考慮して、樹脂層１３における境界面Ｂよりも少し外側まで光を照射してもよい。
【００２９】
（除去工程）
除去工程では、第二の光学素子１２および樹脂層１３を芯取り加工する。本工程では、図８に示すように、境界面Ｂが、第二の光学素子１２および樹脂層１３の最外縁となるように、境界面Ｂの外側における第二の光学素子１２および樹脂層１３を除去する。すなわち、本工程では、境界面Ｂと外径とが一致している第一の光学素子１１は芯取り加工せず、第二の光学素子１２および樹脂層１３のみを芯取り加工する。以上の工程により、同図に示すような複合光学素子１Ａを製造する。
【００３０】
以上説明したような実施の形態２に係る複合光学素子１Ａの製造方法によれば、実施の形態１と同様の効果に加えて、樹脂層１３における境界面Ｂの外側に未硬化の樹脂１３１を残すことにより、樹脂層１３の側面１３ａに凹みが生じない（もしくは凹み量が小さい）ため、樹脂層１３の外径、すなわち第二の光学素子１２の外径を小さくすることができる。従って、光を樹脂層１３の全面に照射する場合（実施の形態１）と比較して、除去工程における除去量を少なくすることができる。
【００３１】
また、複合光学素子１Ａの製造方法によれば、樹脂層１３における境界面Ｂの外側に未硬化の樹脂１３１を残すことにより、光を樹脂層１３の全面に照射する場合（実施の形態１）と比較して、樹脂層１３の樹脂１３１の硬化収縮による第二の光学素子１２の反り等の発生を抑制することができる。
【００３２】
以上、本発明に係る複合光学素子の製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００３３】
例えば実施の形態１の硬化工程では、図４に示すように、樹脂層１３全体に光を照射し、樹脂層１３全体を硬化させていたが、実施の形態２と同様に、樹脂層１３における境界面Ｂの内側に光を照射することにより、樹脂層１３における境界面Ｂの内側のみを硬化させてもよい。
【００３４】
また、実施の形態１，２では、第一の光学素子１１が上に、第二の光学素子１２が下に配置されている例について説明したが、それとは反対に、第一の光学素子１１が下に、第二の光学素子１２が上に配置されていてもよい。この場合、塗布工程で第一の光学素子１１の上面に樹脂１３１を塗布した後、以降の樹脂層形成工程、硬化工程および除去工程を実施すればよい。
【００３５】
また、実施の形態１，２では、第一の光学素子１１と、第二の光学素子１２と、樹脂層１３からなる三層の複合光学素子１，１Ａを製造する例について説明したが、より多くの層を有する複合光学素子を製造してもよい。
【００３６】
例えば、第二の光学素子１２の上面１２ａに樹脂を塗布する第一の塗布工程と、金型によって第二の光学素子１２上の樹脂を押し広げて第一の樹脂層を形成する第一の樹脂層形成工程と、第一の樹脂層を硬化させる第一の硬化工程と、第一の樹脂層の上面に樹脂を塗布する第二の塗布工程と、第一の光学素子１１によって第一の樹脂層上の樹脂を押し広げて第二の樹脂層を形成する第二の樹脂層形成工程と、第二の樹脂層を硬化させる第二の硬化工程と、除去工程とを実施することにより、下から、第二の光学素子１２、第一の樹脂層、第二の樹脂層、第一の光学素子１１の順に積層された四層の複合光学素子を製造することもできる。なお、前記した第一の樹脂層と第二の樹脂層とは、同一の樹脂で構成されていてもよく、あるいは異なる樹脂で構成されていてもよい。
【００３７】
また、例えば実施の形態１の複合光学素子１（または実施の形態２の複合光学素子１Ａ）を製造した後、当該複合光学素子１の第一の光学素子１１の上面に樹脂を塗布する塗布工程と、第三の光学素子によって樹脂を押し広げて第二の樹脂層を形成する第二の樹脂層形成工程と、硬化工程と、除去工程とを実施することにより、下から、第二の光学素子１２、樹脂層１３、第一の光学素子１１、第二の樹脂層、第三の光学素子の順に積層された五層の複合光学素子を製造することもできる。なお、前記した樹脂層１３と第二の樹脂層とは、同一の樹脂で構成されていてもよく、あるいは異なる樹脂で構成されていてもよい。
【００３８】
また、実施の形態１，２では、樹脂層形成工程の中で第一の光学素子１１と第二の光学素子１２の芯出しを行っていたが、両者の芯出しは樹脂層１３の硬化前であればどのタイミングで行ってもよく、例えば塗布工程の中で行ってもよい。また、第一の光学素子１１と第二の光学素子１２の芯出しの方法は、特に限定されず、例えば治具等を用いて機械的に芯出しを行ってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  複合光学素子
１１  第一の光学素子
１２  第二の光学素子
１２ａ  上面
１３  樹脂層
１３ａ  側面
１３１  樹脂
２１  上型
２２  下型
２３  ディスペンサー
Ｂ  境界面
Ｄ  光学有効径
【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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