(57)【要約】【課題】簡便に所望の領域に樹脂層を形成できる複合型光学素子の製造方法及び複合型光学素子製造装置を提供すること。【解決手段】エネルギー硬化型の樹脂２０１を所定の場所に供給する供給ステップと、樹脂２０１の厚みを変化させる調整ステップと、樹脂２０１に紫外線Ｅを供給して樹脂２０１を硬化させる硬化ステップと、を備え、調整ステップは、設計値の厚みｄ２よりも小さくなるように、樹脂２０１の厚みを変化させる接近ステップと、接近ステップの後に、設計値の厚みｄ２となるように、樹脂２０１の厚みを変化させる樹脂層形成ステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー硬化型の樹脂を所定の場所に供給する供給ステップと、
前記樹脂の厚みを変化させる調整ステップと、
前記樹脂にエネルギーを供給して前記樹脂を硬化させる硬化ステップと、を備え、
前記調整ステップは、設計値の厚みよりも小さくなるように、前記樹脂の厚みを変化させる接近ステップと、
前記接近ステップの後に、前記設計値の厚みとなるように、前記樹脂の厚みを変化させる樹脂層形成ステップと、を少なくとも含むことを特徴とする複合型光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記接近ステップにおいて、前記樹脂の厚みが前記設計値よりも小さくなる状態を所定時間だけ継続することを特徴とする請求項１に記載の複合型光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記調整ステップは、前記樹脂の厚みを前記設計値よりも小さくなるように変化させた後に、さらに前記樹脂の厚みが前記設計値よりも大きくなるように変化させる離反ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の複合型光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記調整ステップは、
前記樹脂の厚みを前記設計値となるように変化させる第１の調整ステップと、前記樹脂の所定の外周領域の厚みを前記設計値よりも小さくなるように変化させる第２の調整ステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の複合型光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記供給ステップでは、前記樹脂の厚みを前記設計値となるように変化させたとき、前記樹脂が少なくとも金型の有効径内に形成されるような所定量の樹脂を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合型光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記調整ステップにおいて、前記樹脂を所定軸を中心に回転させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の複合型光学素子の製造方法。
【請求項７】
金型の光学面または光学素子基材の成形面にエネルギー硬化型の樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記金型と前記光学素子基材との間隔を相対的に変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記金型と前記光学素子基材との間の樹脂層を硬化させるために前記樹脂層にエネルギーを供給するエネルギー供給部と、を有する複合型光学素子製造装置であって、
前記制御部は、前記金型と前記光学素子基材との間隔が少なくとも設計値よりも小さくなるように前記駆動部を制御することを特徴とする複合型光学素子製造装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記金型と前記光学素子基材との間隔が前記設計値よりも小さくなる状態を所定時間だけ継続するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項７に記載の複合型光学素子製造装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記金型と前記光学素子基材との間隔を前記設計値よりも小さくなるように変化させた後に、さらに前記金型と前記光学素子基材との間隔が前記設計値よりも大きくなるように変化させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項７に記載の複合型光学素子製造装置。
【請求項１０】
前記金型は、内型と、前記内型の外側に形成されている外型とを有し、
前記内型と前記外型とは、各々が可動自在に構成され、
前記制御部は、前記金型と前記光学素子基材との間隔が前記設計値となるように変化させた後に、前記外型と前記光学素子基材との間隔が前記設計値よりも小さくなるように変化させるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項７に記載の複合型光学素子製造装置。
【請求項１１】
前記樹脂供給部は、前記樹脂の厚みを前記設計値となるように変化させたとき、前記樹脂が少なくとも前記金型の有効径内に形成されるような所定量の樹脂を供給することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の複合型光学素子製造装置。
【請求項１２】
前記金型と前記光学素子基材との少なくとも一方を所定軸を中心に回転させる回転部をさらに有することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の複合型光学素子製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基材上に樹脂層を積層して形成される複合型光学素子の製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に開示されているように、ガラス材料のみでは加工しにくい非球面形状を有するレンズを形成する方法が知られている。この方法では、ガラス部材の表面に樹脂層を成形加工している。このため、成形時に、樹脂層の材料である樹脂液をガラス部材や型部材に供給する。次に、型部材をガラス部材に対して位置決めする。そして、樹脂を硬化させる。これにより、所望の非球面形状を有する光学レンズを形成できる。このような光学レンズを、以下、適宜「複合型光学素子」という。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂材をガラス部材や型部材に供給するとき、例えば、円形な領域の中心軸の周りに回転対称に供給することは困難である。また、ガラス部材の濡れ性や傾きにより、樹脂材が偏った方向に広がってしまうこともある。
【０００５】
特許文献１に開示されている構成では、ガラス部材と型部材との間隔は、例えば設計値で位置決めされるように構成されている。このため、従来技術の構成において、樹脂材が偏った方向に広がってしまったとき、型部材の中心軸の周りに回転対称に均一に樹脂材を押し広げることはできない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡便に所望の領域に樹脂層を形成できる複合型光学素子の製造方法及び複合型光学素子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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、エネルギー硬化型の樹脂を所定の場所に供給する供給ステップと、樹脂の厚みを変化させる調整ステップと、
樹脂にエネルギーを供給して樹脂を硬化させる硬化ステップと、を備え、調整ステップは、設計値の厚みよりも小さくなるように、樹脂の厚みを変化させる接近ステップと、接近ステップの後に、設計値の厚みとなるように、樹脂の厚みを変化させる樹脂層形成ステップと、を少なくとも含むことを特徴とする複合型光学素子の製造方法を提供できる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、接近ステップにおいて、樹脂の厚みが設計値よりも小さくなる状態を所定時間だけ継続することが望ましい。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、調整ステップは、樹脂の厚みを設計値よりも小さくなるように変化させた後に、さらに樹脂の厚みが設計値よりも大きくなるように変化させる離反ステップを含むことが望ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、調整ステップは、樹脂の厚みを設計値となるように変化させる第１の調整ステップと、樹脂の所定の外周領域の厚みを設計値よりも小さくなるように変化させる第２の調整ステップと、を含むことが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、供給ステップでは、樹脂の厚みを設計値となるように変化させたとき、樹脂が少なくとも金型の有効径内に形成されるような所定量の樹脂を供給することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、調整ステップにおいて、樹脂を所定軸を中心に回転させることが望ましい。
【００１３】
また、他の本発明によれば、金型の光学面または光学素子基材の成形面にエネルギー硬化型の樹脂を供給する樹脂供給部と、金型と光学素子基材との間隔を相対的に変化させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、金型と光学素子基材との間の樹脂層を硬化させるために樹脂層にエネルギーを供給するエネルギー供給部と、を有する複合型光学素子製造装置であって、制御部は、金型と光学素子基材との間隔が少なくとも設計値よりも小さくなるように駆動部を制御することを特徴とする複合型光学素子製造装置を提供できる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、制御部は、金型と光学素子基材との間隔が設計値よりも小さくなる状態を所定時間だけ継続するように駆動部を制御することが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、制御部は、金型と光学素子基材との間隔を設計値よりも小さくなるように変化させた後に、さらに金型と光学素子基材との間隔が設計値よりも大きくなるように変化させるように駆動部を制御することが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、金型は、内型と、内型の外側に形成されている外型とを有し、内型と外型とは、各々が可動自在に構成され、制御部は、金型と光学素子基材との間隔が設計値となるように変化させた後に、外型と光学素子基材との間隔が設計値よりも小さくなるように変化させるように駆動部を制御することが望ましい。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、樹脂供給部は、樹脂の厚みを設計値となるように変化させたとき、樹脂が少なくとも金型の有効径内に形成されるような所定量の樹脂を供給することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、金型と光学素子基材との少なくとも一方を所定軸を中心に回転させる回転部をさらに有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、所望の領域に均一な樹脂層を簡便に形成できる複合型光学素子の製造方法及び装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る複合型光学素子の製造方法及び複合型光学素子製造装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１に係る複合型光学素子製造装置１００の概略構成を示している。治具１０３には、ガラス基材１０２が載置されている。ガラス基材１０２に対向する位置に金型１０１が配置されている。金型１０１は、駆動部１０４により中心軸ＡＸに沿った方向に移動可能である。また、金型１０１は、回転部１０５により中心軸ＡＸの周りに回転可能に構成されている。
【００２２】
樹脂供給部１０６は、後述する所定量の樹脂２０１をガラス基材１０２上に吐出する。吐出される樹脂２０１は、エネルギー硬化型樹脂である。エネルギー硬化型樹脂は、例えば、紫外光の照射や加熱により硬化する。本実施例では、樹脂２０１として、紫外線硬化型樹脂を用いる。このため、エネルギー供給部１０７は、紫外光を照射する。
【００２３】
制御部１０８は、駆動部１０４と回転部１０５と樹脂供給部１０６とエネルギー供給部１０７とを制御する。詳細な制御の手順は、以下の製造方法において説明する。
【００２４】
次に、複合型光学素子製造装置１００を用いて複合型光学素子を製造する方法について説明する。図２は、複合型光学素子の製造手順を示している。なお、説明の便宜のため、以下、金型１０１とガラス基材１０２との近傍の構成のみを用いて説明を行う。
【００２５】
図２の（ａ）で示す樹脂供給ステップにおいて、樹脂供給部１０６（不図示）は、ガラス基材１０２の樹脂を載置する面（以下、適宜「成形面」という。）に所定量の樹脂２０１を吐出する。
【００２６】
ここで、ガラス基材１０２の成形面上に形成したい樹脂層２０１ａの中心厚さは、予め光学設計等により定められている。以下、成形面上に形成したい樹脂層２０１ａの中心厚さを、「設計値」という。
【００２７】
ここで、樹脂２０１の「所定量」とは、金型１０１とガラス基材１０２とを相対的に設計値となるように接近させたとき、形成される樹脂層２０１ａが少なくとも金型１０１の有効径ＥＤ内に広がるような量をいう。
【００２８】
樹脂２０１の最大量は、金型１０１とガラス基材１０２との間隔が設計値ｄ２よりも小さな間隔ｄ１となるように接近させたとき、押し広げられた樹脂層２０１ａの外周端部が、ガラス基材１０２のコバ部分や金型１０１の側面部分にまではみ出さないような量である。
【００２９】
これに対して、樹脂２０１の最小量は、金型１０１とガラス基材１０２との間隔が設計値ｄ２よりも大きな間隔ｄ３となるように接近させたとき、樹脂層２０１ａの外周端部が、金型１０１の有効径ＥＤ内に入っているような量である。
【００３０】
例えば、樹脂２０１の粘度は１００００ｃｐｓである。また、ガラス基材１０２としては、商品名「ＰＢＬ２８」（（株）オハラ製）の光学ガラスを採用している。樹脂２０１としては商品名「ＭＰ−２０１」（三菱レイヨン（株）製）の紫外線硬化型樹脂を採用している。
【００３１】
また、金型１０１は、中心軸ＡＸを中心とした回転対称な形状を有している。ガラス基材１０２も、光軸を中心とした回転対称な形状を有している。説明を簡単にするため、金型１０１の中心軸ＡＸと、ガラス基材１０２の光軸とは、一致している状態を考える。
【００３２】
樹脂２０１は、中心軸ＡＸを略中心とした領域に吐出されている。作業者の目視による判断で、ガラス基材１０２の略中心と思われる領域に樹脂２０１を吐出させればよい。従って、図２の（ａ）に示す状態では、樹脂２０１は、中心軸ＡＸに対して、概略回転対称形状に供給されている。
【００３３】
図２の（ｂ）に示す接近ステップにおいて、制御部１０８からの信号に基づいて、駆動部１０４は、金型１０１をガラス基材１０２に対して接近させる。なお、本実施例では、金型１０１を移動させる例を用いて説明する。しかしながら、金型１０１を固定してガラス基材１０２を移動させる構成、及び金型１０１とガラス基材１０２との両方を移動させる構成のいずれでも採用することができる。このように、金型１０１とガラス基材１０２とが相対的に接近または離反する構成であれば良い。
【００３４】
図２の（ｂ）では、金型１０１とガラス基材１０２との間隔が、設計値ｄ２よりも小さな間隔ｄ１となるように、金型１０１を接近させる。これにより、樹脂層２０１ａは、金型１０１とガラス基材１０２との間の空間において、押し広げられる。この結果、樹脂層２０１ａは、金型１０１の少なくとも有効径ＥＤの範囲内では、均一に押し広げられることになる。
【００３５】
図２の（ｃ）に示す樹脂層形成ステップにおいて、金型１０１とガラス基材１０２との間隔が、設計値ｄ２となるように、金型１０１をガラス基材１０２から離れる方向へ移動させる。これにより、樹脂層２０１ａは、金型１０１とガラス基材１０２との間の空間において、設計値ｄ２の中心厚さを有する状態となる。なお、図２の（ｂ）、（ｃ）を合わせた工程が調整ステップに対応する。
【００３６】
図２の（ｄ）で示す硬化ステップにおいて、エネルギー供給部１０７は、紫外光Ｅを樹脂層２０１ａの全面に照射する。これにより、樹脂層２０１ａは硬化する。
【００３７】
図２の（ｅ）で示す剥離ステップにおいて、樹脂層２０１ａとガラス基材１０２とが一体となった密着体を金型１０１から剥離する。これにより、ガラス基材１０２と樹脂層２０１ａとからなる複合型光学素子を製造できる。
【００３８】
本実施例では、金型１０１とガラス基材１０２とを設計値ｄ２よりも小さな間隔ｄ１まで接近させることで、簡便に、所望の領域、例えば、金型１０１の少なくとも有効径ＥＤ内において回転対称な領域に、均一な樹脂層２０１ａを形成できる。
【００３９】
さらに好ましくは、金型１０１とガラス基材１０２とを相対的に設計値ｄ２よりも小さな間隔ｄ１まで接近させた状態、即ち図２の（ｂ）で示す状態を所定時間だけ継続することが望ましい。これにより、樹脂層２０１ａを所望の領域に確実に行き渡らせることができる。
【００４０】
また、上述の調整ステップにおいて、回転部１０５（図１）により、金型１０１を中心軸ＡＸの周りに回転させることが望ましい。これにより、樹脂層２０１ａを、所望の回転対称な領域に均一に行き渡らせることができる。
【００４１】
なお、金型１０１の回転に限られず、ガラス基材１０２を中心軸ＡＸを中心に回転させても良い。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２に係る複合型光学素子の製造方法について説明する。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図３の（ａ）で示す樹脂供給ステップにおいて、樹脂供給部１０６（不図示）は、ガラス基材１０２の成形面に所定量の樹脂２０１を吐出する。
【００４３】
図３の（ｂ）において、金型１０１とガラス基材１０２との間隔が、設計値ｄ２よりも小さな間隔ｄ１となるように、金型１０１を接近させる。これにより、樹脂層２０１ａは、金型１０１とガラス基材１０２との間の空間において、押し広げられる。この結果、樹脂層２０１ａは、金型１０１の少なくとも有効径ＥＤの範囲内では、均一に押し広げられることになる。
【００４４】
図３の（ｃ）に示す離反ステップにおいて、金型１０１をガラス基材１０２から設計値ｄ２よりも大きな間隔ｄ３となるように離反させる。これにより、樹脂層２０１ａを、さらに中心軸ＡＸの周りに集まるように分布させることができる。
【００４５】
図３の（ｄ）において、金型１０１とガラス基材１０２との間隔が設計値ｄ２となるように、金型１０１をガラス基材１０２へ接近する方向へ移動する。これにより、樹脂層２０１ａは、金型１０１とガラス基材１０２との間の空間において、設計値ｄ２の中心厚さを有する状態となる。
【００４６】
図３の（ｅ）で示す硬化ステップにおいて、エネルギー供給部１０７は、紫外光Ｅを樹脂層２０１ａに照射する。これにより、樹脂層２０１ａは硬化する。
【００４７】
図３の（ｆ）で示す剥離ステップにおいて、硬化した樹脂層２０１ａを金型１０１から剥離する。これにより、ガラス基材１０２と樹脂層２０１ａとからなる複合型光学素子を製造できる。
【００４８】
本実施例では、金型１０１とガラス基材１０２とを設計値ｄ２よりも大きな間隔ｄ３まで離反させることで、簡便に、所望の領域、例えば、金型１０１の少なくとも有効径ＥＤ内において回転対称な領域に、均一な樹脂層２０１ａを形成できる。
【実施例３】
【００４９】
次に、本発明の実施例３に係る複合型光学素子の製造方法について説明する。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５０】
本実施例の金型１０１は、内型１０１ａと外型１０１ｂとから構成されている。内型１０１ａは、中心軸を含む円筒形状を有している。外型１０１ｂは、内型１０１ａの周りに配置され、輪帯形状を有している。そして、内型１０１ａと外型１０１ｂとは、それぞれ別個に移動可能に構成されている。外型１０１ｂは、金型１０１のうちの外周部に対応する。また、金型１０１の有効径は、内型１０１ａの径と一致している。
【００５１】
図４の（ａ）で示す樹脂供給ステップにおいて、樹脂供給部１０６（不図示）は、ガラス基材１０２の成形面に所定量の樹脂２０１を吐出する。
【００５２】
図４の（ｂ）に示す第１の調整ステップおいて、金型１０１とガラス基材１０２との間隔が設計値ｄ２となるように、金型１０１をガラス基材１０２へ接近させる。これにより、樹脂層２０１ａは、金型１０１とガラス基材１０２との間の空間において押し広げられる。この結果、樹脂層２０１ａは、金型１０１の少なくとも有効径ＥＤの範囲内では、中心厚さが設計値ｄ２の状態で均一に押し広げられることになる。
【００５３】
図４の（ｃ）に示す第２の調整ステップにおいて、金型１０１のうちの外周部、即ち外型１０１ｂのみを、設計値ｄ２よりも小さな間隔ｄ４となるように接近させる。これにより、樹脂層２０１ａを、さらに中心軸ＡＸの周りに均一に押し広げることができる。
【００５４】
図４の（ｄ）で示す硬化ステップにおいて、エネルギー供給部１０７は、紫外光Ｅを樹脂層２０１ａに照射する。これにより、樹脂層２０１ａは硬化する。
【００５５】
図４の（ｅ）で示す剥離ステップにおいて、硬化した樹脂層２０１ａを金型１０１から剥離する。これにより、ガラス基材１０２と樹脂層２０１ａとからなる複合型光学素子を製造できる。
【００５６】
本実施例では、外型１０１ｂとガラス基材１０２とを設計値ｄ２よりも小さな間隔ｄ４まで接近させることで、簡便に、所望の領域、例えば、金型１０１の少なくとも有効径ＥＤ内において回転対称な領域に、均一な樹脂層２０１ａを形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明に係る複合型光学素子の製造方法は、所望の領域に均一な樹脂層を有する複合型光学素子を簡便に製造するときに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１に係る複合型光学素子製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１における複合型光学素子の製造方法を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係る複合型光学素子の製造方法を示す図である。
【図４】本発明の実施例３に係る複合型光学素子の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  複合型光学素子製造装置
１０１  金型
１０１ａ  内型
１０１ｂ  外型
１０２  ガラス基材
１０３  治具
１０４  駆動部
１０５  回転部
１０６  樹脂供給部
１０７  エネルギー供給部
２０１  樹脂
２０１ａ  樹脂層
ｄ２  設計値
ＡＸ  中心軸
ＥＤ  有効径
【図１】
2007237573.tif 000003
【図２】
2007237573.tif 000004
【図３】
2007237573.tif 000005
【図４】
2007237573.tif 000006