(57)【要約】【課題】簡単な構成で硬化後の光硬化性接着剤の厚さを均一にでき、また、光硬化性接着剤による接着固定のために光学素子に紫外線等の光を照射しても光学素子における温度上昇等の悪影響を抑えることができる光学素子固定方法及び光学素子固定構造の製造方法を提供する。【解決手段】この光学素子固定方法は、光学素子１０を固定部材２０に光硬化性接着剤で接着し固定する際に、光学素子の接着固定部及び固定部材の接着固定部の少なくとも一方に光硬化性接着剤を適用してから、透光性材料から構成した荷重冶具３１を介して接着固定部に荷重を加えながら、光源から荷重冶具を通して光硬化性接着剤に光照射を行うものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を固定部材に光硬化性接着剤で接着し固定する光学素子固定方法であって、
前記光学素子の接着固定部及び前記固定部材の接着固定部の少なくとも一方に前記光硬化性接着剤を適用してから、透光性材料から構成した荷重冶具を介して前記接着固定部に荷重を加えながら、光源から前記荷重冶具を通して前記光硬化性接着剤に光照射を行うことを特徴とする光学素子固定方法。
【請求項２】
前記透光性材料は、前記光硬化性接着剤の硬化に関与しない領域の波長の光を吸収する特性を有する請求項１に記載の光学素子固定方法。
【請求項３】
前記透光性材料は、前記光硬化性接着剤の硬化に関与する領域の波長の光を透過する特性を有する請求項１または２に記載の光学素子固定方法。
【請求項４】
前記透光性材料は、波長３００ｎｍ以下の光を吸収するとともに、波長３００〜４５０ｎｍの範囲内の光を透過する特性を有する請求項１，２または３に記載の光学素子固定方法。
【請求項５】
前記荷重冶具は、前記光照射の際に前記光学素子の光学機能部に光が照射されないように光を制限する光制限部を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項６】
前記荷重冶具は、前記光照射の際に前記接着固定部に光を導くような光導波部を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項７】
前記固定部材と前記光学素子と前記荷重冶具と前記光源とを位置決め部材で位置決めてから前記光照射を行う請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項８】
光学素子が接着固定部で固定部材の接着固定部に接着されて固定される光学素子固定構造を、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学素子固定方法により、前記光学素子を前記固定部材に固定することで製造することを特徴とする光学素子固定構造の製造方法。
【請求項９】
前記光学素子固定構造が前記接着固定部に対し前記光学素子を通して前記光照射を行う構造である請求項８に記載の光学素子固定構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を固定部材に光硬化性接着剤で接着し固定する光学素子固定方法及び光学素子固定構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピックアップレンズや光通信モジュールに使われるマイクロレンズ等の光学素子を鏡筒等の固定部材に接着し固定する場合、紫外線硬化性接着剤を塗布してから紫外線光源から紫外線を紫外線硬化性接着剤に照射することで光学素子を固定部材に固定している。例えば、図１４のように、金属製のレンズ鏡筒２００内のカラー状の保持面２２０に紫外線硬化性接着剤を塗布し、レンズ１００をその取付面１５０が保持面２２０に対向するように配置した状態で、紫外線光源３０のノズル３０ａからレンズ１００に紫外線ａを照射することで接着剤層２９０を形成することで、レンズ１００をレンズ鏡筒２００に固定している。また、レンズ１００等の光学素子は、その軽量性やコスト面などの理由から樹脂材料から構成することが有利である。
【０００３】
また、下記特許文献１は、紫外線硬化性接着剤を用いて光ディスク部材を接着する際に２９０ｎｍ以下の波長をカットするフィルタを通して紫外線を照射することで、紫外線により光ディスクの各部材を劣化させずに各部材の接着力の耐久性を向上させるようにした光ディスク部材の接着方法を開示する。特許文献１では、その第４図、第７図のように、接着剤を間に塗布したディスク状の基板上に２９０ｎｍ以下の波長をカットするガラス板を載せ、ガラス板の上にステンレス製の中空の円筒状重りを載せた状態で、複数の光ファイバを重りの外周や中心孔に配置して紫外線照射装置から各光ファイバを通してガラス板に紫外線を照射している。
【特許文献１】特開平０３−１９８２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レンズ等の光学素子が樹脂材料からなる場合、本発明者等の実験によれば、紫外線硬化性接着剤を硬化させるためにはある程度の時間で紫外線を照射する必要がある一方、紫外線を１０秒以上、光学素子に照射すると、光学素子の温度がかなり上昇し、光学素子のレンズ面等が変形してしまう等の悪影響が生じることが判明した。また、紫外線硬化性接着剤を適用した接着面に圧力を加えながら紫外線を照射して接着剤を硬化させることで、接着剤の厚さが均一になることが判明した。
【０００５】
しかし、図１４のようなレンズ鏡筒に外径４〜５ｍｍ程度のマイクロレンズを接着剤により取り付けて固定する場合、レンズ鏡筒が金属製であり非透光性のためレンズを通してしか接着剤に紫外線を照射できず、特許文献１の第４図や第７図のように重しをレンズ鏡筒内に配置し、重しの中心孔や外周に光ファイバを配置して紫外線を照射することはかなり困難であり、また、重しと光ファイバを配置する構成は複雑であり、接着剤硬化のための工程に手間がかかって生産性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、簡単な構成で硬化後の光硬化性接着剤の厚さを均一にでき、また、光硬化性接着剤による接着固定のために光学素子に紫外線等の光を照射しても光学素子における温度上昇等の悪影響を抑えることができる光学素子固定方法及び光学素子固定構造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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による光学素子固定方法は、光学素子を固定部材に光硬化性接着剤で接着し固定する光学素子固定方法であって、前記光学素子の接着固定部及び前記固定部材の接着固定部の少なくとも一方に前記光硬化性接着剤を適用してから、透光性材料から構成した荷重冶具を介して前記接着固定部に荷重を加えながら、光源から前記荷重冶具を通して前記光硬化性接着剤に光照射を行うことを特徴とする。
【０００８】
この光学素子固定方法によれば、接着固定部に適用された光硬化性接着剤に対し接着剤硬化のために光源から光を照射するとき、ガラス等の透光性材料から構成した荷重冶具を通して光照射を行いながら荷重冶具を介して接着固定部に荷重を加えるので、硬化後の接着剤の厚さを均一にできる。また、荷重冶具を通して光照射を行うことができるので、光源からの光照射の際に特別な光ファイバ等を配置する必要がなく、簡単な構成で光硬化性接着剤の厚さを均一にできる。
【０００９】
この場合、前記透光性材料は前記光硬化性接着剤の硬化に関与しない領域の波長の光を吸収する特性を有することで、荷重冶具を通して光照射を行う際に光硬化性接着剤の硬化に関与しない領域の波長の光を吸収するので、光学素子における温度上昇等の悪影響を効果的に抑えることができる。
【００１０】
また、前記透光性材料は、前記光硬化性接着剤の硬化に関与する領域の波長の光を透過する特性を有することで、接着剤の硬化効率が向上し、光照射時間を短縮できる。即ち、荷重冶具を光硬化性接着剤硬化に必要な光（例えば、波長３００〜４５０ｎｍ）を通すフィルタ機能をもつ材料で作成する。また、例えば、もともとの光源が波長４５０ｎｍ以上をカットしていれば、フィルタ機能としては３００〜４５０ｎｍだけを通すものではなく、３００ｎｍ以上の波長を通すものでよい。
【００１１】
具体的には、光硬化性接着剤が紫外線硬化性である場合、前記透光性材料は、波長３００ｎｍ以下の光を吸収するとともに、波長３００〜４５０ｎｍの範囲内の光を透過する特性を有することが好ましい。波長３００ｎｍ以下の光を吸収することで温度上昇等の悪影響を効果的に抑えることができるとともに、波長３００〜４５０ｎｍの範囲内の光を透過させて接着剤を硬化させるとき、光学素子に悪影響を及ぼす温度以下では、荷重冶具を通さない照射の場合に比べて短時間で接着剤の硬化が可能である。
【００１２】
また、前記荷重冶具は、前記光照射の際に前記光学素子の光学機能部に光が照射されないように光を制限する光制限部を有することで、レンズ機能等の光学機能部の光照射による劣化を防止できる。
【００１３】
また、前記荷重冶具は、前記光照射の際に前記接着固定部に光を導くような光導波部を有することで、効率的な光照射を行うことができ、接着剤硬化を促進できる。
【００１４】
また、前記固定部材と前記光学素子と前記荷重冶具と前記光源とを位置決め部材で位置決めてから前記光照射を行うことで、光源の位置が安定し、再現性のよい光照射を実現できるので、光学素子と固定部材とを一定の高品質で接着固定することができる。
【００１５】
なお、光学素子の接着固定部及び固定部材の接着固定部の少なくとも一方の面をブラスト処理、切削、レーザ光照射、プラズマ加工または化学処理などの表面粗さ処理方法により粗くすることで、接着剤を均一に塗布でき、接着剤の厚さを均一にできるとともに、接着せん断強度を大きくできる。
【００１６】
また、荷重冶具による接着固定部への圧力は０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ2の範囲内が好ましく、圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2以上であれば、接着剤の厚さを実用上充分に均一にでき、２ｋｇｆ／ｃｍ2以下であれば、接着剤の厚さが薄くなりすぎなく、また光学素子の変形やひずみが生じない。荷重冶具による圧力が自重による場合は、荷重冶具の大きさ（寸法）を調整することで、適当な圧力を得ることができる。
【００１７】
本発明による光学素子固定構造の製造方法は、光学素子が接着固定部で固定部材の接着固定部に接着されて固定される光学素子固定構造を、上述の光学素子固定方法により、前記光学素子を前記固定部材に固定することで製造することを特徴とする。
【００１８】
この光学素子固定構造の製造方法によれば、透光性材料から構成された荷重冶具を通して光照射を行うとともに荷重冶具により接着固定部へ荷重を加えるので、簡単な構成で接着剤の厚さを均一にできるとともに、透光性材料が光硬化性接着剤の硬化に関与しない所定領域の波長の光を吸収することで、光学素子における温度上昇等の悪影響を抑えることができる。このため、光学素子を固定部材に安定かつ確実に接着し固定できるとともに品質のよい光学素子固定構造を得ることができる。
【００１９】
上記光学素子固定構造の製造方法は、前記光学素子固定構造が前記接着固定部に対し前記光学素子を通して前記光照射を行う構造である場合に適用して好ましい。例えば、光透過性ではない鏡筒等の固定部材の内部に光学素子が固定され、接着固定部に光学素子を通してしか光照射を行うことができないような光学素子固定構造の場合に適用して好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光学素子固定方法及び光学素子固定構造の製造方法によれば、簡単な構成で硬化後の光硬化性接着剤の厚さを均一にでき、接着強度・接着特性が安定する。また、光硬化性接着剤による接着固定のために光学素子に紫外線等の光を照射しても光学素子における温度上昇等の悪影響を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００２２】
〈第１の実施の形態〉
【００２３】
図１は第１の実施の形態による光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び紫外線（ＵＶ）光源・荷重冶具を示す要部縦断面図である。
【００２４】
図１に示すレンズ固定構造は、円筒状のレンズ鏡筒２０の内面２０ａにレンズ１０を接着剤で接着し固定するものである。
【００２５】
レンズ１０は、レンズ機能を有するレンズ部１１と、レンズ部１１の外周側に位置しレンズ１０の最外周１４まで延びる外周部１３と、外周部１３から光軸ｐと略平行な方向に突き出た取付部１２と、を有し、光学素子用の樹脂から構成されたプラスチックレンズである。レンズ部１１は光軸ｐを中心とする凸部１１ａを有し、凸部１１ａの反対側の平坦面１１ｂはレンズ部１１から外周部１３の一部まで延びている。外周部１３と取付部１２から応力緩和部を構成できる。
【００２６】
取付部１２は、外周部１３から凸部１１ａの反対側に略短筒状に脚部を構成するように延びており、レンズ鏡筒２０の内面２０ａに対向する外周がレンズ１０の最外周１４を構成する。取付部１２の先端部が光軸ｐに対し直交する方向に取付面１５に形成されている。また、最外周１４の図の上部は隅部が面取りされて面取部１６が形成されている。
【００２７】
レンズ鏡筒２０は、その内面２０ａから光軸ｐに対し直交する方向（レンズ鏡筒２０の半径方向内側）にカラー状に突き出て形成された保持部２１を有し、保持部２１のカラー状の保持面２２にレンズ１０の取付部１２の取付面１５が対向するようになっている。
【００２８】
レンズ鏡筒２０は鉄・ニッケル・コバルト系の合金（例えば、商品名「コバール」）からなり、ＮｉまたはＣｒのめっき処理が施されている。レンズ鏡筒２０は鉄鋼・ステンレス鋼・アルミニウム・アルミニウム合金等の他の金属材料から構成されてもよい。図１のレンズ鏡筒２０の保持部２１のめっき処理されたカラー状の保持面２２の全面がサンドブラスト処理により粗くされている。
【００２９】
上述のレンズ１０をレンズ鏡筒２０に接着固定する工程を説明する。まず、液状の紫外線硬化性接着剤をレンズ鏡筒２０の保持面２２に塗布する。この紫外線硬化性接着剤としてはエポキシ系またはアクリル系のものが好ましい。
【００３０】
次に、図１の上方からレンズ１０を取付部１２を下側にしてレンズ鏡筒２０内に挿入し、保持面２２に載せる。これにより、取付面１５と保持面２２との間に接着剤層２９が形成される。なお、レンズ１０の取付部１２にも液状の接着剤を予め塗布しておいてもよい。
【００３１】
次に、図１のように、レンズ鏡筒２０の端部から内面２０ａに透光性材料からなる円柱状の荷重冶具３１をレンズ１０の上方に向けて差し込み、荷重冶具３１の先端面３１ａをレンズ１０の外周部１３に当てることで、荷重冶具３１の自重により接着剤層２９に荷重を加えながら、紫外線（ＵＶ）光源３０のノズル３０ａから荷重冶具３１を通してレンズ１０に紫外線ａを照射する。なお、荷重冶具３１の先端面３１ａ側には、レンズ１０の凸部１１ａに対応して凹部３１ｂが形成されている。
【００３２】
上述の荷重冶具３１はガラス材（ＢＫ７）からなり、例えば厚さ（高さ）を２．６ｍｍとすることで、ＵＶ光源３０から紫外線ａを荷重冶具３１を通して照射したとき、接着剤層２９の紫外線硬化に不要な波長（２５０ｎｍ付近）の光を吸収し９８％以上カットすることができるとともに、接着剤層２９の紫外線硬化に必要な３５０〜４５０ｎｍの波長の光を７０〜８０％透過させることができる。
【００３３】
また、荷重冶具３１の自重によるレンズ１０の取付面１５に対する圧力が０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ2の範囲内となるように、荷重冶具３１の大きさ（特に高さ寸法）を調整することが好ましい。
【００３４】
上述のレンズ１０への紫外線ａの照射により、紫外線ａが荷重冶具３１及びレンズ１０の主に外周部１３及び取付部１２を通して取付面１５と保持面２２との間の接着剤層２９に照射されることで、接着剤層２９が硬化する。なお、硬化後の接着剤層２９の厚さは５〜１０μｍ程度が好ましい。
【００３５】
以上のようにして、レンズ１０をレンズ鏡筒２０に接着固定することができるが、ＵＶ光源３０から紫外線を照射する際に、上述のようなガラス材からなる荷重冶具３１が被照射体であるレンズ１０に前置されているので、接着剤層２９の紫外線硬化に不要な波長の光を９８％以上カットすることができ、レンズ１０における紫外線照射による温度上昇を抑えることができるとともに、接着剤層２９の紫外線硬化に必要な３５０〜４５０ｎｍの波長の光を７０〜８０％透過させることができ、レンズ１０に悪影響を及ぼす温度以下（例えば、７０度）では、荷重冶具３１なしの場合に比べて短時間で接着剤を硬化できる。
【００３６】
また、図１に示すレンズ固定構造は、固定部材であるレンズ鏡筒２０が金属材料製であり光透過性でなく、レンズ鏡筒２０の内面にレンズ１０が固定され、レンズ１０の最外周１４の側面側やレンズ鏡筒２０の保持部２１側から紫外線を照射できずに、接着固定部である取付面１５と保持面２２にレンズ１０を通してしか紫外線照射を行うことができない構造であるが、本実施の形態による光学素子固定方法は、かかるレンズ固定構造の場合に適用して好ましい。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の光学素子固定方法によれば、光源からの光照射の際に特別な光ファイバ等を配置する必要がなく、簡単な構成で硬化後の接着剤層２９の厚さを均一にでき、接着強度や接着特性が安定するとともに、レンズ１０に紫外線を照射しても温度上昇等の悪影響を抑えることができ、光学素子用樹脂から構成されるレンズ１０が熱により変形してしまうことはない。
【００３８】
また、上述の紫外線照射の際に、図１の破線で示すようにレンズ１０のレンズ部１１の凸部１１ａを覆うようにシート状の遮光部材３２を配置することで、取付面１５以外の部分、特にレンズ部１１における光照射による劣化等の悪影響を防止できる。
【００３９】
なお、上述のように、接着剤をレンズ鏡筒２０の保持面２２に塗布するとき、接着面である保持面２２が粗くされているので、接着剤の広がりが粗くする前のめっき表面よりもよくなり、接着剤層２９の厚さを均等に制御し易くなる。また、レンズ１０に対し接着剤の厚さ方向に荷重を加えながら紫外線を照射することが好ましく、これにより、接着剤層２９の厚さを一定にでき、また、接着強度や接着特性も安定する。
【００４０】
〈第２の実施の形態〉
【００４１】
図２乃至図５は、第２の実施の形態による各光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び荷重冶具を概略的に示す要部縦断面図である。
【００４２】
第２の実施の形態による光学素子固定方法は、荷重冶具を透光性材料から構成し、荷重冶具でレンズを介して接着剤の厚さ方向に荷重を加えながら紫外線を照射するようにしたものである。なお、図２乃至図４における接着固定対象のレンズは、図１のレンズ１０とほぼ同一であるので、同一部分には同じ符号を付けてその説明は省略する。
【００４３】
図２に示す例は、円筒状のレンズ鏡筒４０が下部に光軸ｐに対し直交する方向にカラー状に突き出て形成された保持部４１を有し、この保持部４１のカラー状の保持面４２にレンズ１０の取付部１２の取付面１５が対向して接着固定されるレンズ固定構造である。なお、レンズ鏡筒４０は図１のレンズ鏡筒２０と同じ金属材料から構成される。
【００４４】
図２では、レンズ１０の取付面１５とレンズ鏡筒４０の保持面４２との間の接着剤層４９の厚さ方向に荷重冶具４５を介して荷重を加えるようにしている。荷重冶具４５は、図１の荷重冶具と同様にガラス材（ＢＫ７）から円柱状に構成され、レンズ１０の外周部１３上に載置されて上面４５ａ側から荷重が加えられるようになっている。荷重冶具４５は、下面４５ｂ側にレンズ１０の凸部１１ａに対応して凹部４６が形成されており、下面４５ｂがレンズ１０の外周部１３に密着することができる。
【００４５】
上述の荷重冶具４５を用いてレンズ１０をレンズ鏡筒４０に接着固定する工程を説明する。まず、液状のエポキシ系またはアクリル系の紫外線硬化性接着剤をレンズ鏡筒４０の保持面４２に塗布する。
【００４６】
次に、図２の上方からレンズ１０を取付部１２を下側にしてレンズ鏡筒４０内に挿入し、保持面４２に載せる。これにより、取付面１５と保持面４２との間に接着剤層４９が形成される。なお、レンズ１０の取付部１２にも液状の接着剤を予め塗布しておいてもよい。
【００４７】
次に、図２のように、荷重冶具４５をレンズ１０の上面の外周部１３上に載せ、紫外線（ＵＶ）光源（図示省略）から紫外線を紫外線照射方向ｂに照射し、荷重冶具４５の上面４５ａから紫外線を入射させるとともに、荷重冶具４５に荷重を加えてレンズ１０をレンズ鏡筒４０の保持面４２に押し付けることで、接着剤層４９の厚さ方向に荷重を加える。なお、荷重冶具４５の自重のみでレンズ１０の取付面１５に対する必要な圧力（０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ2）を得ることができる場合には、外力を加える必要はない。
【００４８】
上述のガラス材からなる荷重冶具４５は、例えば厚さを２．６ｍｍとすることで、ＵＶ光源から紫外線を荷重冶具４５を通して照射したとき、接着剤層４９の紫外線硬化に不要な波長（２５０ｎｍ付近）の光を９８％以上カットすることができるとともに、接着剤層４９の紫外線硬化に必要な３５０〜４５０ｎｍの波長の光を７０〜８０％透過させることができる。
【００４９】
上述の荷重冶具４５への紫外線照射により、荷重冶具４５の上面４５ａから入射した紫外線が下面４５ｂからレンズ１０の外周部１３及び取付部１２を通して取付面１５と保持面４２との間の接着剤層４９に照射されることで、接着剤層４９が硬化する。
【００５０】
以上のようにして、ＵＶ光源から紫外線を荷重冶具４５を通して接着剤層４９に照射することでレンズ１０をレンズ鏡筒４０に接着固定することができるが、このとき、荷重冶具４５において、接着剤層４９の紫外線硬化に不要な波長の光を９８％以上カットすることで、レンズ１０における紫外線照射による温度上昇を抑えることができるとともに、接着剤層４９の紫外線硬化に必要な３５０〜４５０ｎｍの波長の光を７０〜８０％透過させることで、レンズ１０に悪影響を及ぼす温度以下（例えば、７０度）では、荷重冶具４５を通さない照射の場合に比べて短時間で硬化できる。
【００５１】
また、上記紫外線照射の際に荷重冶具４５及びレンズ１０を介して接着剤層４９の厚さ方向に荷重を加えることで、接着剤層４９の厚さを均一にでき、また、接着強度や接着特性も安定する。
【００５２】
また、図２に示すレンズ固定構造は、固定部材であるレンズ鏡筒４０が金属材料製であり光透過性でなく、レンズ鏡筒４０の内面にレンズ１０が固定され、レンズ１０の最外周１４の側面側やレンズ鏡筒２０の保持部４１側から紫外線を照射できずに、接着固定部である取付面１５と保持面４２にレンズ１０を通してしか紫外線照射を行うことができない構造であるが、本実施の形態による光学素子固定方法は、かかるレンズ固定構造の場合に適用して好ましく、接着剤層４９の厚さを一定にできるとともに、レンズ１０に紫外線を照射しても温度上昇等の悪影響を抑えることができる。
【００５３】
なお、図１と同様に、レンズ鏡筒４０の保持面４２を粗くすることが好ましく、接着剤を保持面４２に塗布するとき、接着剤の広がりがよくなり、接着剤層２９の厚さを均等に制御し易くなる。
【００５４】
次に、図３の例を説明する。図３は、図２の荷重冶具４５の凹部４６の凹面に反射面４６ａを形成している点が図２と異なり、それ以外は、図２と同様である。反射面４６ａは、例えば、ニッケルやアルミニウムやクロム等の金属材料から蒸着等で形成することができる。
【００５５】
図２と同様に、ＵＶ光源から紫外線を紫外線照射方向ｂに荷重冶具４５を通して接着剤層４９に照射するとき、荷重冶具４５内に入射した紫外線が凹部４６の反射面４６ａで反射するので、紫外線は凹部４６からレンズ１０のレンズ部１１に向かうことが制限され、図３の矢印方向ｃに下面４５ｂに向かい、レンズ１０に入射する。このため、レンズ部１１に紫外線が照射されないので、レンズ部１１の劣化を防止できるとともに、紫外線は反射面４６ａで反射する分だけより多くなり、接着剤層４９に効率よく照射されるので、接着剤硬化を促進でき、光照射時間を短縮できる。
【００５６】
次に、図４の例を説明する。図４は、図３の荷重冶具４５の反射面４６ａに加えて荷重冶具４５の外周面にも反射面４７を形成している点が図３と異なり、それ以外は、図３と同様である。反射面４７は、例えば、ニッケルやアルミニウムやクロム等の金属材料から蒸着等で形成することができる。
【００５７】
図２と同様に、ＵＶ光源から紫外線を紫外線照射方向ｂに荷重冶具４５を通して接着剤層４９に照射するとき、荷重冶具４５内に入射した紫外線が凹部４６の反射面４６ａで反射するとともに、外周面の反射面４７で反射することで、紫外線は図の矢印方向ｄに下面４５ｂへと導かれ、レンズ１０に入射する。このため、レンズ部１１に紫外線が照射されないので、レンズ部１１の劣化を防止できるとともに、紫外線は反射面４６ａ及び反射面４７で反射し下面４５ｂへと導かれる分だけより多くなり、接着剤層４９に効率よく照射されるので、接着剤硬化を促進でき、光照射時間を短縮できる。
【００５８】
次に、図５の例を説明する。図５は、接着固定対象のレンズ５０が、上述のレンズ１０のように取付部１２が脚状に延びるようになっておらず、一般的な略円柱状の形状を有する点が図３と異なり、それ以外は、図３と同様である。レンズ５０は、平坦な上面５２から突き出た凸部５１でレンズ部を構成し、平坦な下面５３の外周面側がレンズ鏡筒４０の保持面４２と対向しており、保持面４２と下面５３の外周面との間に接着剤層５９が形成される。
【００５９】
図５の荷重冶具４５は、図３と同様に構成され、ＵＶ光源から紫外線を紫外線照射方向ｂに荷重冶具４５を通して接着剤層５９に照射するとき、荷重冶具４５内に入射した紫外線が凹部４６の反射面４６ａで反射するので、紫外線は凹部４６からレンズ５０の凸部５１に向かうことが制限され、図５の矢印方向ｃに下面４５ｂに向かい、レンズ５０に入射する。このため、凸部５１に紫外線が照射されないので、凸部５１の劣化を防止できるとともに、紫外線は反射面４６ａで反射する分だけより多くなり、接着剤層５９に効率よく照射されるので、接着剤硬化を促進でき、光照射時間を短縮できる。
【００６０】
上述のように、略円柱状のレンズ５０をレンズ鏡筒４０の保持面４２に接着剤層５９で接着固定できるが、図５の場合も、接着固定部である下面５３と保持面４２にレンズ５０を通してしか紫外線照射を行うことができない構造であるが、図５の光学素子固定方法は、かかるレンズ固定構造の場合に適用して好ましく、レンズ５０に紫外線を照射しても温度上昇等の悪影響を抑えることができる。
【００６１】
〈第３の実施の形態〉
【００６２】
図６は第３の実施の形態による光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び荷重冶具・ＵＶ光源のノズル・位置決め部材を概略的に示す要部縦断面図である。
【００６３】
図６の例は、図３のレンズ固定構造を図３の荷重冶具で得る際に、ＵＶ光源の先端ノズル６１を固定し、レンズ鏡筒４０とレンズ１０と荷重冶具４５に対し位置決めるようにしたものである。
【００６４】
図６のように、位置決め部材６２は円筒状に構成されるとともに底部でカラー状に突き出た載置部６２ａを有し、また、ＵＶ光源は内孔６１ａのあるノズル６１を有し、内孔６１ａを通して図６の紫外線照射方向ｂに紫外線を照射し、ノズル６１の先端が図の上方から位置決め部材６２の内周面６２ｂに差し込まれるようになっている。
【００６５】
図６のように、位置決め部材６２が載置部６２ａで作業台６５の上に安定して載置された状態で、内周面６２ｂにレンズ鏡筒４０が配置され、レンズ鏡筒４０の保持面４２上に液状の接着剤が塗布されてから、レンズ１０が載せられ、レンズ１０の上に荷重冶具４５が配置される。そして、内周面６２ｂ内で荷重冶具４５の周りに円筒補助部材６３が配置されてから、ＵＶ光源のノズル６１が位置決め部材６２の内周面６２ｂに差し込まれる。これにより、ＵＶ光源のノズル６１が円筒補助部材６３とレンズ鏡筒４０に対し位置決められる結果、荷重冶具４５とレンズ１０に対し位置決められる。
【００６６】
図６のような配置でＵＶ光源からノズル６１の内孔６１ａを通して紫外線が紫外線照射方向ｂに照射されることにより、図３と同様に荷重冶具４５及びレンズ１０を通して接着剤層２９に照射されて接着剤層２９が硬化する。
【００６７】
図６のような位置決め部材６２を用いた光学素子固定方法によれば、位置決め部材６２により、ＵＶ光源のノズル６１を位置決めて固定するとともに、レンズ鏡筒４０とレンズ１０と荷重冶具４５とをノズル６１に対し位置決めて一体に固定するので、ＵＶ光源の位置が安定し、再現性のよい紫外線照射を実現でき、レンズ１０をレンズ鏡筒４０に接着剤層４９で一定の高品質で接着固定することができる。
【００６８】
上記第１乃至第３の実施の形態においてレンズ１０，５０は各種の樹脂材料からなるプラスチックレンズであってよいが、図７に３種類の樹脂材料（ＰＣ、ＡＰＬ、ＰＭＭＡ）の光透過特性を示すように、各樹脂材料は、波長３００ｎｍ以下で光透過率がかなり低下し、特に、ＰＣ、ＡＰＬでは殆ど零になることが分かる。光透過率が殆ど零であるということは、その波長の光は殆ど吸収されることを意味し、樹脂材料はその吸収された光のエネルギーにより発熱してしまう。一方、紫外線硬化性接着剤は、３００〜４５０ｎｍの範囲内の波長の光で硬化する。以上のことから、第１乃至第３の実施の形態において、紫外線照射の際に、荷重冶具３１，４５でレンズ照射前の段階で波長３００ｎｍ以下の光を吸収することでレンズ１０，５０の発熱を効果的に抑えることができるとともに、波長３００〜４５０ｎｍ範囲内の光を透過させることで接着剤層２９，４９，５９を効率的に硬化させることができる。
【実施例】
【００６９】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
【００７０】
〈予備実験例１〉
【００７１】
予備実験例１として、ガラス板（ＢＫ７）を通して紫外線（ＵＶ）を照射したときの表面温度を測定した。また、比較実験例１として、ガラス板（ＢＫ７）を用いずに、紫外線（ＵＶ）を直接照射したときの表面温度を測定した。
【００７２】
予備実験例１、比較実験例１では、紫外線照射装置（ＵＶ光源）として、NAiS（松下電工）Aicure SPOT TYPE ANUP5204を使用し、光が照射されるノズル先端から距離２．５ｃｍの位置で熱電対により表面温度を測定した。予備実験例１では表面から距離１０ｍｍの位置に厚さ２．６ｍｍのガラス板を配置した。その測定結果を図８に示す。
【００７３】
図８から分かるように、ガラス板（ＢＫ７）を用いずに紫外線を直接照射した比較実験例１では、照射時間の経過とともにかなり温度が上昇し、標準的な最高照射時間３０秒で１３０度を超えてしまうのに対し、ガラス板（ＢＫ７）を配置して紫外線を照射した予備実験例１では、照射時間３０秒で６０度を超えず、温度上昇による変形等の悪影響が発生し易い７０度ライン以下であった。
【００７４】
〈予備実験例２〉
【００７５】
予備実験例２として、予備実験例１と同様にしてガラス板（ＢＫ７）を通して紫外線（ＵＶ）を照射したときの表面の光強度を測定した。また、比較実験例２として、ガラス板（ＢＫ７）を用いずに、紫外線（ＵＶ）を直接照射したときの表面の光強度を測定した。予備実験例２，比較実験例２では、予備実験例１と同じＵＶ光源のノズル先端から光強度を測定するセンサ表面までの距離を１．５〜５ｃｍの範囲で変えて光強度を測定した。その測定結果を図９（波長が３５０ｎｍのとき）、図１０（波長が２５０ｎｍのとき）、図１１（波長が４２０ｎｍのとき）、及び図１２（全波長範囲）に示す。なお、光強度センサとして、オーク製作所のもの（ORGUV-M10）を使用した。
【００７６】
図９，図１１，図１２から波長３５０ｎｍ、４２０ｎｍ及び全波長範囲のときに、予備実験例２では、比較実験例２と比べて、光強度が１０〜３０％程度低下するのに対し、図１０から波長２５０ｎｍのときには９８〜９９％程度低下することが分かる。予備実験例２で配置したガラス板により、波長が３００ｎｍ以下の光を殆どカットできることが分かる。
【００７７】
〈実施例〉
【００７８】
次に、実施例として、図１と類似の図１３（ａ）のようなレンズ固定構造を有するレンズ鏡筒を次のようにして組み立てた。即ち、金属製の鏡筒内の保持面に接着剤を塗布してから保持面にレンズの取付面を当てて上記予備実験例１，２と同様のガラス材（ＢＫ７）から作製した円柱状の荷重冶具（４５ｇ）をレンズの上面に載せた状態で、予備実験例１，２と同じＵＶ光源から紫外線を上方からガラス製の荷重冶具を通して鏡筒の保持面上の接着剤に照射した。このとき、鏡筒の保持面上の接着剤には荷重冶具の自重（４５ｇ）により１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力が加わった。レンズは、環状オレフィン系の樹脂材料からなる外径４ｍｍのプラスチックレンズであり、接着剤は紫外線硬化性エポキシ系接着剤（商品名：エレクトロライト社製2500Clear）を用いた。接着剤の粘度は、５００ｃＰ（＝０．５Ｐａ・ｓ）である。
【００７９】
また、比較例として、上記実施例と同様の工程で同様のレンズ鏡筒を組み立てたが、実施例の荷重冶具を用いずレンズに荷重を加えずに接着剤を硬化させた。
【００８０】
上記実施例及び比較例のレンズ鏡筒を接着剤硬化後にレンズの中心を通る断面で切断し、その切断断面で接着剤の厚さを測定した。測定個所は任意の８点とし、その厚さ測定結果を図１３（ｂ）に示す。
【００８１】
図１３（ｂ）から分かるように、荷重冶具（４５ｇ）を用いた実施例では硬化後の接着剤の厚さが荷重冶具を用いない荷重なしの比較例と比べて、薄くなっており、その厚さのばらつきが小さくなっている。厚さのばらつきを標準偏差σで比較すると、比較例ではσ＝１．３５であるのに対し、実施例ではσ＝０．７１であり、実施例は接着剤厚さが比較例よりも均一性に優れていることが分かる。
【００８２】
以上のように本発明を実施するための最良の形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、荷重冶具３１，４５は、ガラス材（ＢＫ７）から構成したが、本発明はこれに限定されず、パイレックスガラス、青板ガラス、白板ガラス等であってもよく、また、特に、３００ｎｍ以下の波長の光を吸収し、３００〜４５０ｎｍの波長を透過させる透光性材料（光吸収材料）であれば、ガラス材以外のものであってもよい。
【００８３】
また、固定対象の光学素子は、レンズ以外のものであってもよいことは勿論であり、例えば、波長板や回折格子やミラー等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】第１の実施の形態による光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び紫外線（ＵＶ）光源・荷重冶具を示す要部縦断面図である。
【図２】第２の実施の形態による光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び荷重冶具を概略的に示す要部縦断面図である。
【図３】第２の実施の形態による別の光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び荷重冶具を概略的に示す要部縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態による別の光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び荷重冶具を概略的に示す要部縦断面図である。
【図５】第２の実施の形態による更に別の光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び荷重冶具を概略的に示す要部縦断面図である。
【図６】第３の実施の形態による光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び荷重冶具・ＵＶ光源のノズル・位置決め部材を概略的に示す要部縦断面図である。
【図７】３種類の樹脂材料（ＰＣ、ＡＰＬ、ＰＭＭＡ）の波長と光透過率との関係を示す光透過特性のグラフである。を示す
【図８】予備実験例１における紫外線照射時間と表面温度との関係を示すグラフである。
【図９】予備実験例２におけるＵＶ光源と光強度センサ表面との距離と、波長３５０ｎｍのときの光強度との関係を示すグラフである。
【図１０】予備実験例２におけるＵＶ光源と光強度センサ表面との距離と、波長２５０ｎｍのときの光強度との関係を示すグラフである。
【図１１】予備実験例２におけるＵＶ光源と光強度センサ表面との距離と、波長４２０ｎｍのときの光強度との関係を示すグラフである。
【図１２】予備実験例２におけるＵＶ光源と光強度センサ表面との距離と、光強度（全波長範囲）との関係を示すグラフである。
【図１３】実施例におけるレンズ固定構造を示す図（ａ）及び硬化後の接着剤の厚さ測定結果を示す図（ｂ）である。
【図１４】従来の光学素子固定方法を説明するためのレンズ固定構造及び紫外線（ＵＶ）光源を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０ レンズ（光学素子）
１１ レンズ部（光学機能部）
１１ａ 凸部
１２ 取付部
１３ 外周部
１５ 取付面（接着固定部）
２０ レンズ鏡筒（固定部材）
２２ 保持面（接着固定部）
２９ 接着剤層（光硬化性接着剤）
３０ 紫外線（ＵＶ）光源
３１ 荷重冶具
３２ 遮光部材（光制限部）
４０ レンズ鏡筒（固定部材）
４２ 保持面（接着固定部）
４５ 荷重冶具
４６ 凹部
４６ａ 反射面（光制限部）
４７ 反射面（光導波部）
４９ 接着剤層（光硬化性接着剤）
５０ レンズ（光学素子）
５１ 凸部（光学機能部）
５９ 接着剤層（光硬化性接着剤）
６１ 先端ノズル
６２ 位置決め部材
ａ 紫外線
ｂ 紫外線照射方向
【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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