(57)【要約】【課題】光学基材の外径公差が光学芯誤差に与える影響を小さくするとともに、簡易な動作で偏芯調整を行う。【解決手段】複合光学素子は第１の光学基材１１と第２の光学基材１２の２枚の光学基材が紫外線硬化型樹脂１４を介して接合されたものであり、その製造装置１は、第１の光学基材１１、１２を夫々着脱可能に保持する下保持具１６及び上保持具１８と、第１の光学基材１１、１２の外周の両方に同時に当接させて、前記２枚の光学基材の芯だしを行う芯だし具１９とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の光学基材が樹脂を介して接合された複合光学素子の製造方法であって、
２枚の光学基材を夫々対向して保持する工程と、
前記２枚の光学基材の少なくとも一方の貼り合わせ面に樹脂を供給する工程と、
前記２枚の光学基材の間隔を所望の距離に規制して前記樹脂を押延する工程と、
少なくとも１つの芯だし部材を前記２枚の光学基材の両方の外周に当接させて、前記２枚の光学基材の芯だしを行う工程と、
前記２枚の光学基材間に挟まれた前記樹脂を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする複合光学素子の製造方法。
【請求項２】
１枚の光学基材に光学面を有する樹脂を有する複合光学素子の製造方法であって、
１枚の光学基材を保持する工程と、
前記１枚の光学基材の貼り合わせ面又はこれに対向する金型成形面に樹脂を供給する工程と、
前記１枚の光学基材と前記金型成形面との間隔を所望の距離に規制して前記樹脂を押延する工程と、
少なくとも１つの芯だし部材を前記金型外周及び１枚の光学基材の外周に当接させて、前記２枚の光学基材の芯だしを行う工程と、
前記光学基材と前記金型間に挟まれた樹脂を硬化させる工程と、を有する
ことを特徴とする複合光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記芯だし部材は先端に向かって厚みが薄くなる形状の斜面を有しており、
前記外径中心を一致させる工程では、前記光学基材の外周の縁に、前記芯だし部材の斜面を当接させることを特徴とする請求項１または２に記載の複合光学素子の製造方法。
【請求項４】
２枚の光学基材が樹脂を介して接合された複合光学素子の製造装置であって、
２枚の光学基材を夫々対向して保持する第１と第２の保持部材と、
前記第１と第２の保持部材の間隔を所望の距離に規制する間隔規制部材と、
前記２枚の光学基材の外周の両方に当接して芯だしを行う芯だし部材と、
前記樹脂を硬化する硬化手段と、
を有することを特徴とする複合光学素子の製造装置。
【請求項５】
１枚の光学基材上に光学面を有する樹脂を有する複合光学素子の製造装置であって、
前記樹脂上に光学面を転写する金型と、
１枚の光学基材を夫々対向して保持する保持部材と、
前記保持部材と前記金型の間隔を所望の距離に規制する間隔規制部材と、
前記１枚の光学基材と前記金型の外周の両方に同時に当接して芯だしを行う芯だし部材と、
前記樹脂を硬化する効果手段と、
を有することを特徴とする複合光学素子の製造装置。
【請求項６】
前記芯だし部材は、先端に向かって厚みが薄くなる形状の斜面を有する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の複合光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記間隔規制部材と前記芯だし部材とを同一の部材で兼用した
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の複合光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚の光学基材の間に樹脂によるレンズ層を有する複合光学素子の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子の製造において、光学面を形成する際、光学面の精度を出すためには、金型間、基材間の位置精度を確保することが重要である。これを解決する方法として、例えば、特許文献１のように、上下一対の成形型と、成形型を摺動可能に保持する胴型（スリーブ型）を使うことにより、成形型同士の位置を合わせて光学素子を製造する方法が知られている。
また、複合光学素子の製造方法として、例えば、特許文献２のように、光学基材の外周をチャッキングすることで、金型と光学基材の光軸を合わせる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３１９３３号公報
【特許文献２】特開平３−１８４８１３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の方法を複合光学素子に用いる場合、複合光学素子製造の為には少なくとも一方は金型ではなく、光学基材を用いなければならない。従って、複合光学素子を、成形型を摺動可能に保持する胴型を用いて成形しようとする場合、胴型はその内径が決まっているため、光学基材の外径公差によっては、胴型内に光学基材が収まりきらなかったり、胴型内に収まった光学基材同士を重ねる際に、光軸に垂直方向のズレが発生してしまったりする。このため、光学基材の外形公差分が成形品の光学芯誤差に影響を及ぼしてしまう。
また、特許文献２では、光学基材の外周のチャッキングと、金型の位置調整を独立した状態で偏芯調整を行っている。この場合、それぞれの芯だしが独立して行われることで、装置構成及び偏芯調整が複雑になってしまう。
【０００５】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、光学基材の外径公差が光学芯誤差に与える影響を小さくするとともに、簡易な動作で偏芯調整を行うことが可能な複合光学素子の製造方法及びその製造装置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】
本発明は、２枚の光学基材が樹脂を介して接合された複合光学素子の製造方法であって、２枚の光学基材を夫々対向して保持する工程と、前記２枚の光学基材の少なくとも一方の貼り合わせ面に樹脂を供給する工程と、前記２枚の光学基材の間隔を所望の距離に規制して前記樹脂を押延する工程と、少なくとも１つの芯だし部材を前記２枚の光学基材の両方の外周に当接させて、前記２枚の光学基材の芯だしを行う工程と、前記２枚の光学基材間に挟まれた前記樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、１枚の光学基材に光学面を有する樹脂を有する複合光学素子の製造方法であって、１枚の光学基材を保持する工程と、前記１枚の光学基材の貼り合わせ面又はこれに対向する金型成形面に樹脂を供給する工程と、前記１枚の光学基材と前記金型成形面との間隔を所望の距離に規制して前記樹脂を押延する工程と、少なくとも１つの芯だし部材を前記金型外周及び１枚の光学基材の外周に当接させて、前記２枚の光学基材の芯だしを行う工程と、前記光学基材と前記金型間に挟まれた樹脂を硬化させる工程と、を有することを特徴とする。
好ましくは、前記芯だし部材は先端に向かって厚みが薄くなる形状の斜面を有しており、前記外径中心を一致させる工程では、前記光学基材の外周の縁に、前記芯だし部材の斜面を当接させるようにする。
【０００８】
さらに、本発明は、２枚の光学基材が樹脂を介して接合された複合光学素子の製造装置であって、２枚の光学基材を夫々対向して保持する第１と第２の保持部材と、前記第１と第２の保持部材の間隔を所望の距離に規制する間隔規制部材と、前記２枚の光学基材の外周の両方に当接して芯だしを行う芯だし部材と、前記樹脂を硬化する効果手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、１枚の光学基材上に光学面を有する樹脂を有する複合光学素子の製造装置であって、前記樹脂上に光学面を転写する金型と、１枚の光学基材を夫々対向して保持する保持部材と、前記保持部材と前記金型の間隔を所望の距離に規制する間隔規制部材と、前記１枚の光学基材と前記金型の外周の両方に同時に当接して芯だしを行う芯だし部材と、前記樹脂を硬化する硬化手段と、を有することを特徴とする。
好ましくは、前記芯だし部材は、先端に向かって厚みが薄くなる形状の斜面を有している。
好ましくは、前記間隔規制部材と前記芯だし部材とを同一の部材で兼用する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光学基材の外径に影響されず、簡易な動作で偏芯調整を行うことが可能な複合光学素子の製造方法及びその製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態の複合光学素子の製造装置の断面図である。
【図２】同上の平面図である。
【図３】貼り合わせる２枚の光学基材の断面図である。
【図４】本実施の形態の貼り合わせ方法のフローチャートである。
【図５】光学基材を保持した状態の断面図である。
【図６】同上の平面図である。
【図７】一対の光学基材を対向して保持した状態の断面図である。
【図８】紫外線硬化型樹脂を押延した状態の断面図である。
【図９】光学基材と光学基材の外径中心を一致させた状態の断面図である。
【図１０】紫外線硬化型樹脂を硬化させた後、複合光学素子を取り出した状態の断面図である。
【図１１】製造された複合光学素子の断面図である。
【図１２】第２の実施の形態の複合光学素子の製造装置の断面図である。
【図１３】同上の平面図である。
【図１４】本実施の形態の貼り合わせ方法のフローチャートである。
【図１５】一対の光学基材を対向して保持した状態の断面図である。
【図１６】紫外線硬化型樹脂を押延した状態の断面図である。
【図１７】光学基材と光学基材の外径中心を一致させた状態の断面図である。
【図１８】同上の部分拡大図である。
【図１９】紫外線硬化型樹脂を硬化させた後、複合光学素子を取り出した状態の断面図である。
【図２０】第３の実施の形態の複合光学素子の製造装置の断面図である。
【図２１】同上の平面図である。
【図２２】貼り合わせる光学基材の断面図である。
【図２３】本実施の形態での貼り合わせ方法のフローチャートである。
【図２４】光学基材に対し金型を対向して保持した状態の断面図である。
【図２５】紫外線硬化型樹脂を押延した状態の断面図である。
【図２６】光学基材と金型の外径中心を一致させた状態の断面図である。
【図２７】紫外線硬化型樹脂を硬化させた後、複合光学素子を取り出した状態の断面図である。
【図２８】複合光学素子の離型方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
（製造装置の構成）
【００１３】
図１は、本実施の形態の複合光学素子の製造装置１の断面図、図２は、その平面図である。
複合光学素子の製造装置１は、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２とが、樹脂（本実施の形態では紫外線硬化型樹脂１４）を介して接合された複合光学素子１０を製造する装置である。
この製造装置１は、第１と第２の光学基材１１、１２を夫々着脱可能に保持する第１と第２の保持部材としての下保持具１６及び上保持具１８、この下保持具１６及び上保持具１８の間隔を所望の距離に規制する間隔規制部材としての高さ規制具１７、第１と第２の光学基材１１、１２の両外周に略同時に当接することで、芯出しを行う芯だし部材としての３個の芯だし具１９、及び紫外線硬化型樹脂１４を硬化する硬化手段としての紫外線ランプ１５を有している。
【００１４】
下保持具１６は、段付き円筒状をなしている。この下保持具１６は、軸方向の下半分が大径筒状の基台部１６Ａと上半分が小径筒状の先端部１６Ｂとを有している。基台部１６Ａと先端部１６Ｂの境界は、段差となって平坦面１６ａに形成されている。この平坦面１６ａは、例えば鏡面に仕上げられている。
この下保持具１６は、先端部１６Ｂの先端面により、第１の光学基材１１の光学面（反貼り合わせ面１１ｂ）側の面を支持する。この下保持具１６は、不図示の真空吸着装置を有し、その真空圧で第１の光学基材１１を吸引保持する。
【００１５】
上保持具１８は、下保持具１６と略同様の段付き円筒状をなしている。この上保持具１８は、軸方向の下半分が大径筒状の基台部１８Ａと上半分が小径筒状の先端部１８Ｂとを有している。基台部１８Ａと先端部１８Ｂの境界は、段差となって平坦面１８ａに形成されている。この平坦面１８ａは、例えば鏡面に仕上げられている。
この上保持具１８は、先端部１８Ｂの先端面で第２の光学基材１２の光学面（反貼り合わせ面１２ｂ）側の面を支持する。この上保持具１８は、不図示の真空吸着装置を有し、その真空圧で第２の光学基材１２を吸引保持する。
【００１６】
高さ規制具１７は、下保持具１６と上保持具１８の光軸Ｏ−Ｏ方向の間隔を所望の距離に規制するためのものである。この高さ規制具１７は、略円筒状をなしている。この高さ規制具１７は、その内径が光学基材の径よりも大きくなっており、下保持具１６の平坦面１６ａに載置される。この高さ規制具１７の両端面は、例えば鏡面に仕上げられていて、その両端面で下保持具１６と上保持具１８を当接支持する。
この高さ規制具１７は、その中心に向かって略１２０°間隔で形成された所定幅の３個の溝１７ａを有している。この溝１７ａに、各芯だし具１９が摺動自在に挿入されて保持される。
【００１７】
３個の芯だし具１９は、夫々細長い角部材からなる本体部１９ａを有している。この本体部１９ａは、光軸Ｏ−Ｏを中心として放射状に配置されている。これら３個の本体部１９ａが、チャッキング機構により、その移動タイミングや移動量が略同時かつ均等に行われるようになっている。本体部１９ａは、その先端面１１９ａが例えば鏡面に仕上げられている。本実施の形態では、これら各先端面１１９ａが、光軸Ｏ−Ｏを中心とする円（光学基材の側面）に略同時に当接（本実施の形態では点接触）して、円板状の光学基材を位置決めするようになっている。
ここで、各先端面１１９ａが、第１と第２の光学基材１１、１２の外周に略同時に当接して、第１と第２の光学基材１１、１２の外径中心を一致させる。なお、本実施の形態では芯だし具は３個となっているが、３本以上でもよく、当接することでチャッキングが均等に行われるようになっていればよい。
【００１８】
なお、下保持具１６と上保持具１８の昇降移動、及び３個の芯だし具１９の進退移動等は、不図示のモータ等を駆動して自動で行うことができる。
こうして、第１と第２の光学基材１１、１２を芯だしした後、紫外線ランプ１５により紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂１４を硬化する。
【００１９】
（光学基材の形状）
図３は、貼り合わせる２枚の光学基材の断面図である。
図３において、第１の光学基材１１は凹メニスカス形状を有している。この第１の光学基材１１は、貼り合わせ面１１ａと反貼り合わせ面１１ｂとを有している。
貼り合わせ面１１ａは、その近似曲率半径Ｒ１がＲ１＝１３．６ｍｍの非球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面１１ａは非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい（他の実施の形態においてもそれは同様である）。
また、反貼り合わせ面１１ｂは、その近似曲率半径Ｒ２がＲ２＝２４．１ｍｍの非球面形状を有している。なお、この反貼り合わせ面１１ｂも非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい（他の実施の形態においてもそれは同様である）。
ここで、「貼り合わせ面」とは、後述するエネルギー硬化型樹脂（本実施の形態では、紫外線硬化型樹脂）と接触する側の光学基材の面のことであり、「反貼り合わせ面」とは、貼り合わせ面と光学基材を挟んで対向する光学面のことである。本実施例では、光学面が貼り合わせ面及び反貼り合わせ面となっているが、貼り合わせ面は光学面でなくても良く、樹脂と接触する面であれば良い。
第１の光学基材１１は、中心肉厚ｔ１がｔ１＝３ｍｍ、外径Ｄ１がＤ１＝２５．２ｍｍのプラスチック成形レンズである。
【００２０】
第１の光学基材１１の貼り合わせ面側の面は、光学有効径Ｄ０の貼り合わせ面１１ａと、その外側に配置される光軸Ｏ−Ｏと垂直な面内に形成された輪帯状の平坦面１１ｃと、から形成されている。ただし、この平坦面１１ｃは、平面に限らず、例えば曲面であってもよい。これらの点は、後述する各実施の形態においても同様である。また、平坦面１１ｃを持たない光学基材を用いても良い。
本実施の形態では、第１の光学基材１１として、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）の熱可塑性樹脂を用いた。
【００２１】
次に、第２の光学基材１２は凸メニスカス形状を有している。この第２の光学基材１２は、貼り合わせ面１２ａと反貼り合わせ面１２ｂとを有している。
貼り合わせ面１２ａは、その近似曲率半径Ｒ３がＲ３＝１５．１ｍｍの非球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面１２ａは非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい（他の実施の形態においてもそれは同様である）。
また、反貼り合わせ面１２ｂは、その近似曲率半径Ｒ４がＲ４＝５６．５ｍｍの非球面形状を有している。なお、この反貼り合わせ面１２ｂも非球面形状に限らない。例えば、球面形状であってもよい（他の実施の形態においてもそれは同様である）。
この第２の光学基材１２は、中心肉厚ｔ２がｔ２＝４ｍｍ、外径Ｄ２がＤ２＝２５．２ｍｍのプラスチック成形レンズである。
【００２２】
この第２の光学基材１２の貼り合わせ面側の面は、光学有効径Ｄ０の貼り合わせ面１２ａと、その外側に配置される光軸Ｏ−Ｏと垂直方向の輪帯状の平坦面１２ｃと、から形成されている。ただし、平坦面１２ｃは、平面に限らず、例えば曲面であってもよい。これらの点は、後述する各実施の形態においても同様である。また、平坦面１２ｃを持たない光学基材を用いても良い。
本実施の形態では、第２の光学基材１２として、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）の熱可塑性樹脂を用いた。
なお、第１の光学基材１１及び第２の光学基材１２において、その貼り合わせ面は、プラズマ放電による親水処理を行った後、シランカップリング剤で処理する。こうして、第１の光学基材１１及び第２の光学基材１２は、紫外線硬化型樹脂１４との密着性を向上させている。なお、この処理は後述する各実施の形態においても同様に行っている。
【００２３】
（貼り合わせ方法）
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図４は、本実施の形態の貼り合わせ方法のフローチャートである。また、図５は、第１の光学基材１１を保持した状態の断面図で、前述した図１に対応し、図６は、その平面図で前述した図２に対応する。また、図７は、第１の光学基材１１に対し第２の光学基材１２を対向して保持した状態の断面図、図８は、紫外線硬化型樹脂１４を押延した状態の断面図、図９は、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２の外径中心を一致させた状態の断面図、図１０は、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させた後、複合光学素子１０を取り出した状態の断面図、図１１は、製造された複合光学素子１０の断面図である。
【００２４】
図５及び図６において、第１の光学基材１１の反貼り合わせ面１１ｂ側の面を下保持具１６により支持し、真空吸着により吸引する（図４のＳ１）。なお、真空吸着した状態で、第１の光学基材１１の平坦面１１ｃを、例えばトントンと叩けば、第１の光学基材１１は下保持具１６に対して微小移動することができる（他の実施の形態においてもそれは同様である）。
次いで、不図示のシリンジ（樹脂供給手段）を用いて、第１の光学基材１１の貼り合わせ面１１ａに紫外線硬化型樹脂１４を所望量吐出する（図４のＳ２）。
【００２５】
また、下保持具１６の平坦面１６ａ上に、円筒状の高さ規制具１７を載置する。次いで、この高さ規制具１７に形成された３個の溝１７ａに、夫々芯だし具１９を摺動自在に挿入して保持する。
一方、同様にして、図７に示すように、第２の光学基材１２の反貼り合わせ面１２ｂ側の面を上保持具１８により支持し、真空吸着により吸引する。なお、前述の第１の光学基材１１と同様の方法で、第２の光学基材１２は上保持具１８に対して微小移動することができる（他の実施の形態においてもそれは同様である）。こうして、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２を対向して保持する（図４のＳ１）。
【００２６】
次いで、上保持具１８に保持された第２の光学基材１２を、第１の光学基材１１に接近移動させる。このとき、第２の光学基材１２の貼り合わせ面１２ａにより紫外線硬化型樹脂１４を押延する（図４のＳ３）。
さらに、図８に示すように、上保持具１８の平坦面１８ａが高さ規制具１７の上端面に当接するまで、上保持具１８を第１の光学基材１１に向けて接近移動させる。このとき、下保持具１６と高さ規制具１７、及び上保持具１８が相互に当てついた時点で、紫外線硬化型樹脂１４の中心樹脂厚が設計値となるように、それぞれの高さが設計されている。
さらに、紫外線硬化型樹脂１４の吐出量は、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２により挟持された樹脂層が所望の厚さになったとき、少なくとも、その樹脂径が光学有効径Ｄ０以上となるような量とされている。
【００２７】
次に、図９（及び図６）に示すように、３個の芯だし具１９の各先端面１１９ａが、第１の光学基材１１及び第２の光学基材１２の外周に略同時に当接するまで、３個の芯だし具１９を中心に向けて前進させる。このように、第１と第２の光学基材１１、１２に対し、３個の芯だし具１９を同時にチャッキングすることで、芯だしを行い、第１と第２の光学基材１１、１２の外径中心を合わせる。
芯だし具１９の先端面１１９ａは、光軸Ｏ−Ｏに平行な面に形成されている。３個の芯だし具１９の各先端面１１９ａが、第１と第２の光学基材１１、１２の両外周に略同時に当てついた時点で、第１と第２の光学基材１１、１２の外径中心が一致するように位置決めされている（図４のＳ４）。
このため、芯だし具１９の当接による外径中心合わせは、芯だし具１９の先端面１１９ａの加工精度に依存している。なお、第１の光学基材１１及び第２の光学基材１２が円形ではなく、例えば４角形の場合は、４方向から４個の芯だし具１９によって当接すればよい。
【００２８】
次いで、この位置決め状態を保持したまま、下方から第１の光学基材１１を通して紫外線ランプ１５により紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させる（図４のＳ５）。
このときの紫外線の照度は、２０±２ｍＷ／ｃｍ２のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を６０秒照射する。
【００２９】
次に、図１０に示すように、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させた後、芯だし具１９の本体部１９ａを水平に後退させ、次に、上保持具１８及び第２の光学基材１２を上昇させる。次いで、真空吸着を解除して上保持具１８から複合光学素子１０を離す。この複合光学素子１０は、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２との間に紫外線硬化型樹脂１４からなるレンズ層を有する。
図１１に示すように、製造された複合光学素子１０は、樹脂層の中心樹脂厚が０．６ｍｍ、光学有効径Ｄ０（φ１７．８ｍｍ）における樹脂層の樹脂厚は０．１９ｍｍであった。このときの偏芯精度は、光軸と平行方向（シフト）で１５μｍ、垂直方向の傾き（チルト）は１．５ｍｉｎ以下であった。
【００３０】
本実施の形態によれば、第１と第２の光学基材１１，１２を、下保持具１６と上保持具１８により夫々保持し、夫々の間隔を高さ規制具１７で規制したまま、３個の芯だし具１９が第１と第２の光学基材１１，１２の両外周に略同時に当接されて、芯だしを行うことで、外径中心を一致させ、光学基材の外径公差の影響を小さくしつつ、簡易な動作で偏芯調整を行うことができる。
また、簡易な手順により、第１と第２の光学基材１１、１２の外径と夫々の反貼り合わせ面１１ｂ、１２ｂの光軸とのズレを高精度に抑制することができる。
なお、上記実施の形態では、硬化する樹脂として紫外線硬化型樹脂１４を用いたが、これに代えて熱硬化型樹脂や、熱可塑性樹脂を用いることもできる。この場合は、硬化手段として、紫外線ランプ１５に代えて加熱装置を用いることになる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
（製造装置の構成）
図１２は、本実施の形態の複合光学素子の製造装置１の断面図、図１３は、その平面図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
この製造装置１は、第１と第２の光学基材１１、１２を夫々着脱可能に保持する下保持具１６及び上保持具１８、この下保持具１６及び上保持具１８の間隔を所望の距離に規制するとともに、第１と第２の光学基材１１、１２の両外周に略同時に当接することで、芯出しを行う３個の芯だし具１９、及び紫外線硬化型樹脂１４を硬化する紫外線ランプ１５を有している。
なお、本実施の形態では、下保持具１６と上保持具１８の形状（図１５参照）は、第１の実施の形態と同一である。
【００３２】
本実施の形態では、第１の実施の形態の間隔規制部材（１７）と芯だし部材（１９）とが一体になった、芯だし具１９で兼用したものである。
この芯だし具１９は、板状の本体部１９ａとその内側の爪部１９ｂとで対をなし、この芯だし具１９が３個設けられている（図１３参照）。また、各爪部１９ｂは、軸方向の内側中間部に先端（中心側）に向かって厚みが薄くなるような斜面１１９ｂ、１１９ｂ’を有している。
【００３３】
この本体部１９ａ及び爪部１９ｂを有する３個の芯だし具１９が、下保持具１６の平坦面１６ａ上に、１２０°間隔で放射状に摺動自在に配置されている。この３個の芯だし具１９は、チャッキング機構により、その移動タイミングや移動量は略同時かつ均等に行われるようになっている。
そして、３個の爪部１９ｂの先端が、第１と第２の光学基材１１，１２の夫々の対向する面の外周の縁に形成された面取り部１１ｄ、１２ｄに略同時に嵌合されることで、芯だしが行われ、第１と第２の光学基材１１，１２の外径中心が一度に位置決めされるようになっている。
【００３４】
（光学基材の形状）
貼り合わせる第１と第２の光学基材１１，１２は、その形状及び材質とも第１の実施の形態と略同一であるが、第１と第２の光学基材１１，１２の夫々の対向する面の外周の縁に、面取り部１１ｄ、１２ｄが形成されている点が相違している。本実施例では、光学面が貼り合わせ面及び反貼り合わせ面となっているが、貼り合わせ面は光学面でなくても良く、樹脂と接触する面であれば良い。
【００３５】
（貼り合わせ方法）
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図１４は、本実施の形態での貼り合わせ方法のフローチャートである。また、図１５は、第１の光学基材１１に対し第２の光学基材１２を対向して保持した状態の断面図、図１６は、紫外線硬化型樹脂１４を押延した状態の断面図、図１７は、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２の外径中心を一致させた状態の断面図、図１８は、その部分拡大図、図１９は、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させた後、複合光学素子１０を取り出した状態の断面図である。
【００３６】
前述した図１２において、第１の光学基材１１の反貼り合わせ面１１ｂ側の面を下保持具１６により支持し、真空吸着により吸引する（図１４のＳ１１）。
次いで、不図示のシリンジ（樹脂供給手段）を用いて、第１の光学基材１１の貼り合わせ面１１ａに紫外線硬化型樹脂１４を所望量吐出する（図１４のＳ１２）。
また、下保持具１６の平坦面１６ａ上に、３個の芯だし具１９を摺動自在に配置する。
【００３７】
一方、同様にして、図１５に示すように、第２の光学基材１２の反貼り合わせ面１２ｂ側の面を上保持具１８により支持し、真空吸着により吸引する。こうして、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２を対向して保持する（図１４のＳ１１）。
次いで、上保持具１８に保持された第２の光学基材１２を、第１の光学基材１１に接近移動させる。このとき、第２の光学基材１２の貼り合わせ面１２ａにより紫外線硬化型樹脂１４を押延する（図１４のＳ１３）。
【００３８】
さらに、図１６に示すように、上保持具１８の平坦面１８ａが、３個の芯だし具１９の各本体部１９ａの上端面に当接するまで、第２の光学基材１２を第１の光学基材１１に接近移動させる。このとき、下保持具１６と芯だし具１９、及び上保持具１８が当てついた時点で、紫外線硬化型樹脂１４の中心樹脂厚が設計値となるように、それぞれの高さが設計されている。
さらに、紫外線硬化型樹脂１４の吐出量は、第１の光学基材１１と第２の光学基材１２により挟持された樹脂層が所望の厚さになったとき、その樹脂径が少なくとも、光学有効径Ｄ０以上となるような量とされている。
【００３９】
この状態で、３個の芯だし具１９の本体部１９ａ及び爪部１９ｂを、第１の光学基材１１及び第２の光学基材１２の両外周に略同時に当接するまで中心に向けて前進させる。
本実施の形態では、図１７及び図１８に示すように、第１と第２の光学基材１１，１２の夫々の外周の縁に形成された面取り部１１ｄ、１２ｄに、爪部１９ｂの斜面１１９ｂ、１１９ｂ’を当接して嵌合する（図１４のＳ１４）。このように、面取り部１１ｄ、１２ｄが、爪部１９ｂの斜面１１９ｂ、１１９ｂ’と嵌合するように形成されているため、光学基材を傷つけることなく、爪部によるチャッキングを行うことができる。
【００４０】
この場合、爪部１９ｂの斜面１１９ｂ、１１９ｂは、先端（中心）の方が薄くなるように傾斜しているので、３個の芯だし具１９のチャッキング動作により、第１と第２の光学基材１１、１２には上下に押し付けられる方向の力が加わる。すなわち、第１の光学基材１１は下保持具１６の方向に押圧され、また、第２の光学基材１２は上保持具１８の方向に押圧される。このため、紫外線硬化型樹脂１４が硬化収縮中の第１の光学基材１１、１２の浮き上がりを防止することができる。また、爪部によるチャッキングによって、光軸Ｏ−Ｏと垂直な方向のズレも抑制が行われるため、より精度の高い位置決めを行うことができる。
【００４１】
次に、図１７において、面取り部１１ｄ、１２ｄに芯だし具１９の爪部１９ｂを当接したまま、下方から第１の光学基材１１を通して紫外線ランプ１５により紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させる（図１４のＳ１５）。
このときの紫外線の照度は、２０±２ｍＷ／ｃｍ２のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を６０秒照射する。
【００４２】
次に、図１９に示すように、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させた後、３個の芯だし具１９を水平に後退させ、上保持具１８を上昇させる。その後、上保持具１８による真空吸着を解除して複合光学素子１０を離す。
この複合光学素子１０は、樹脂層の中心樹脂厚が０．６ｍｍ、光学有効径（φ１７．８ｍｍ）における樹脂層の樹脂厚は０．１９ｍｍであった。このときの偏芯精度は、光軸と平行方向（シフト）で１５μｍ、垂直方向の傾き（チルト）は１．０ｍｉｎ以下であった。
【００４３】
本実施の形態によれば、簡易な手順により、第１と第２の光学基材１１、１２の外径と、夫々の反貼り合わせ面１１ｂ、１２ｂの光軸とのズレを抑制して高精度な位置決めを行うことができる。また、第１の実施の形態に比べて１個の取付具を削減することができる（部品点数の削減）。
なお、上記実施の形態では、硬化する樹脂として紫外線硬化型樹脂１４を用いたが、これに代えて熱硬化型樹脂や、熱可塑性樹脂を用いることもできる。この場合は、硬化手段として、紫外線ランプ１５に代えて加熱装置を用いることになる。
【００４４】
［第３の実施の形態］
（製造装置の構成）
図２０は、本実施の形態の複合光学素子の製造装置１の断面図、図２１は、その平面図である。また、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
この製造装置１は、第１の光学基材１１を着脱可能に保持する保持部材としての下保持具１６、この下保持具１６に対向する金型３１の成形面３１ａ、下保持具１６と金型３１の成形面３１ａとの間隔を所望の距離に規制するとともに、第１の光学基材１１と金型３１の両外周に略同時に当接することで、芯出しを行う３個の芯だし具１９、及び紫外線硬化型樹脂１４を硬化する紫外線ランプ１５を有している。
なお、本実施の形態では、下保持具１６の形状（図２０参照）は、第１の実施の形態と同一である。
【００４５】
本実施の形態では、１枚の光学基材としての第１の光学基材１１に紫外線硬化型樹脂１４が接合された複合光学素子１０の製造について説明する。
芯だし具１９は、板状の本体部１９ａと爪部１９ｂとで対をなし、この芯だし具１９が３個設けられている（図２１参照）。爪部１９ｂは、上面が水平面１２９ｂで、下面が中心に向かって上方に傾斜する斜面１２９ｂ’を有し、先端側は光軸Ｏ−Ｏと平行な鉛直面１２９ｂ”に形成されている。
この３個の芯だし具１９が、１２０°間隔で下保持具１６の平坦面１６ａ上に放射状に摺動自在に配置されている。この３個の芯だし具１９は、チャッキング機構により、その移動タイミングや移動量は略同時かつ均等に行われるようになっている。
【００４６】
金型３１は、大径の基台部３１Ａと小径の円柱部３１Ｂとを有している。そして、円柱部３１Ｂの先端には非球面状の成型面３１ａが形成され、側面は平滑な円柱面３１ｂに形成されている。
そして、各爪部１９ｂの斜面１２９ｂ’が、第１の光学基材１１の金型と対向する面の外周の縁に当接し、かつ、各爪部１９ｂの鉛直面１２９ｂ”が金型３１の円柱面３１ｂに当接することが略同時に発生することで、第１の光学基材１１と金型３１の外径中心が位置決めされるようになっている。
【００４７】
（光学基材の形状）
図２２は、本実施の形態で貼り合わせられる光学基材１１の断面図である。
図２２において、１枚の光学基材としての第１の光学基材１１は、凹メニスカス形状を有している。この第１の光学基材１１は、貼り合わせ面１１ａと反貼り合わせ面１１ｂとを有している。本実施例では、光学面が貼り合わせ面及び反貼り合わせ面となっているが、貼り合わせ面は光学面でなくても良く、樹脂と接触する面であれば良い。
貼り合わせ面１１ａは、その近似曲率半径Ｒ１がＲ１＝１３．６ｍｍの非球面形状を有している。
また、反貼り合わせ面１１ｂは、その近似曲率半径Ｒ２がＲ２＝２４．１ｍｍの非球面形状を有している。
【００４８】
この第１の光学基材１１は、中心肉厚ｔ１がｔ１＝４ｍｍ、外径Ｄ１がＤ１＝２５．２ｍｍのガラス成形レンズである。なお、ガラスの代わりにプラスチックでもよい。
この第１の光学基材１１の貼り合わせ面側の面は、光学有効径Ｄ０の貼り合わせ面１１ａと、その外側に配置される光軸Ｏ−Ｏと垂直方向の平坦面１１ｃと、から形成されている。
【００４９】
本実施の形態では、第１の光学基材１１として、Ｓ−ＬＡＨ５３（オハラ（株）社製）のガラスを用いた。また、紫外線硬化型樹脂１４の押延に用いる金型３１は、成型面３１ａの近似曲率半径１５．１ｍｍの非球面形状をした凸形状である（図２４参照）。この金型３１の材質は、ＷＣ（タングステンカーバイト）である。
【００５０】
（貼り合わせ方法）
次に、貼り合わせ方法について説明する。
図２３は、本実施の形態での貼り合わせ方法のフローチャートである。また、図２４は、第１の光学基材１１に対し金型３１を対向して保持した状態の断面図、図２５は、紫外線硬化型樹脂１４を押延した状態の断面図、図２６は、第１の光学基材１１と金型３１の外径中心を一致させた状態の断面図、図２７は、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させた後、複合光学素子１０を取り出した状態の断面図、図２８は、複合光学素子１０の離型方法を示す図である。
前述した図２０において、第１の光学基材１１の反貼り合わせ面１１ｂ側の面を下保持具１６により支持し、真空吸着により吸引保持する（図２３のＳ２１）。
【００５１】
次いで、不図示のシリンジ（樹脂供給手段）を用いて、第１の光学基材１１の貼り合わせ面１１ａに紫外線硬化型樹脂１４を所望量吐出する（図２３のＳ２２）。
また、下保持具１６の平坦面１６ａ上に、３個の芯だし具１９を摺動自在に載置する。
次いで、図２４に示すように、第１の光学基材１１の貼り合わせ面１１ａに対向するように金型３１を配置する。
【００５２】
こうして、図２５に示すように、金型３１の成型面３１ａを押し付けて紫外線硬化型樹脂１４を押延する（図２３のＳ２３）。
さらに、図２６に示すように、金型３１の基台部３１Ａの下面が各芯だし具１９の上端面に当接するまで、金型３１を接近移動させる。このとき、下保持具１６と芯だし具１９、及び金型３１が当てついた時点で、紫外線硬化型樹脂１４の中心樹脂厚が設計値となるように、それぞれの高さが設計されている。
さらに、紫外線硬化型樹脂１４の吐出量は、第１の光学基材１１と金型３１により挟持された樹脂層が所望の厚さになったとき、その樹脂径が少なくとも、光学有効径Ｄ０（図２２参照）以上となるような量とされている。
【００５３】
この状態で、３個の芯だし具１９を第１の光学基材１１及び金型３１の円柱面３１ｂに当接するまで前進させる。
このとき、３個の芯だし具１９が略同時に前進し、その先端側の鉛直面１２９ｂ”が金型３１の円柱面３１ｂに当接した時点で、第１の光学基材１１は各芯だし具１９の下面側の斜面１２９ｂ’により下方（下保持具１６側）に押し付けられるように加工されている。この３個の芯だし具１９の押し付けにより、芯だしが行われ、金型３１の円柱面３１ｂ及び第１の光学基材１１の外径を基準として、金型３１と第１の光学基材１１の外径中心が一致する（図２３のＳ２４）。ここで、金型３１の成型面が樹脂に転写されるため、第１の光学基材１１と紫外線硬化型樹脂１４の外径中心も一致することとなる。
【００５４】
この状態を保持したまま、下方から第１の光学基材１１を通して紫外線ランプ１５により紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させる（図２３のＳ２５）。
このときの紫外線の照度は、２０±２ｍＷ／ｃｍ２のほぼ均一な照度分布をもつ紫外線を６０秒照射する。
【００５５】
次に、図２７に示すように、紫外線硬化型樹脂１４を硬化させた後、３個の芯だし具１９を水平に後退させ、金型３１を上昇させる。
なお、本実施の形態では、第１の光学基材１１としてガラスを用いたが、これに限らず、例えば、プラスチックを用いてもよい。
ここで、図２８に示すように、第１の光学基材１１、金型３１、及び紫外線硬化型樹脂１４の複合体に対し、離型爪３８を第１の光学基材１１の平坦面１１ｃに引っ掛けるとよい。次いで、金型３１を上昇させることで、第１の光学基材１１に紫外線硬化型樹脂１４が接合された複合光学素子１０を得ることができる。
図２２に示したように、この複合光学素子１０は、樹脂層の中心樹脂厚が０．６ｍｍ、光学有効径Ｄ０（φ１７．８ｍｍ）における樹脂層の樹脂厚は０．１９ｍｍであった。また、このときの偏芯精度は、光軸Ｏ−Ｏと平行方向（シフト）で１０μｍ、垂直方向の傾き（チルト）は１．０ｍｉｎ以下であった。
【００５６】
本実施の形態によれば、簡易な手順により第１の光学基材１１と紫外線硬化型樹脂１４との光軸のズレ（偏芯精度）を高精度に抑制することができる。
なお、上記実施の形態では、硬化する樹脂として紫外線硬化型樹脂１４を用いたが、これに代えて熱硬化型樹脂や、熱可塑性樹脂を用いることもできる。この場合は、硬化手段として、紫外線ランプ１５に代えて加熱装置を用いることになる。
【符号の説明】
【００５７】
１０      複合光学素子
１１      第１の光学基材
１１ａ    貼り合わせ面
１１ｂ    反貼り合わせ面
１１ｃ    平坦面
１１ｄ    面取り部
１２      第２の光学基材
１２ａ    貼り合わせ面
１２ｂ    反貼り合わせ面
１２ｃ    平坦面
１２ｄ    面取り部
１４      紫外線硬化型樹脂
１５      紫外線ランプ
１６      下保持具
１６Ａ    基台部
１６Ｂ    先端部
１６ａ    平坦面
１７      高さ規制具
１７ａ    溝
１８      上保持具
１８Ａ    基台部
１８Ｂ    先端部
１８ａ    平坦面
１９      芯だし具
１９ａ    本体部
１１９ａ  先端面
１９ｂ    爪部
１１９ｂ  斜面
１１９ｂ’斜面
１２９ｂ  水平面
１２９ｂ’斜面
１２９ｂ”鉛直面
３１      金型
３１Ａ    基台部
３１Ｂ    円柱部
３１ａ    成型面
３１ｂ    円柱面
３８      離型爪
【図１】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２】
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