(57)【要約】【課題】光学素子の接合方法において、光学素子の接合時における気泡の混入を簡素な構成により容易に防止することができるようにする。【解決手段】光学素子表面の接合面を対向させ、接着剤を介して接合面同士を密着させて接合する光学素子の接合方法であって、接合面に対する接触角θが鋭角となる接着剤を、接合面の一方に塊状に塗布する塗布工程Ｓ１と、接合面同士を重ねた状態で、接合面同士を近づけて、塗布された接着剤の頂部を前記接合面の他方に接触させる接触工程Ｓ２と、光学素子同士の相対的な接近速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）が０＜Ｖ≦４ｓｉｎθの範囲となるように接合面同士を相対移動させて、塗布された接着剤を接合面の間で押圧することにより、接着剤を接合面に塗り拡げる押圧工程Ｓ３と、接着剤が予め設定された接着範囲に塗り拡げられた後に、接合面同士の相対移動を停止して、接着剤を硬化させる硬化工程Ｓ５と、を備える。【選択図】図４
2013109017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子表面の接合面を対向させ、接着剤を介して前記接合面同士を密着させて接合する光学素子の接合方法であって、
前記接合面に対する接触角θが鋭角となる接着剤を、前記接合面の一方に塊状に塗布する塗布工程と、
前記接合面同士を重ねた状態で、前記接合面同士を近づけて、塗布された前記接着剤の頂部を前記接合面の他方に接触させる接触工程と、
前記光学素子同士の相対的な接近速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）が下記式（１）の範囲となるように前記接合面同士を相対移動させて、塗布された前記接着剤を前記接合面の間で押圧することにより、前記接着剤を前記接合面に塗り拡げる押圧工程と、
前記接着剤が予め設定された接着範囲に塗り拡げられた後に、前記接合面同士の相対移動を停止して、前記接着剤を硬化させる硬化工程と、
を備えることを特徴とする、光学素子の接合方法。
０＜Ｖ≦４ｓｉｎθ                                              ・・・（１）
【請求項２】
前記接合面の一方が非凹面、前記接合面の他方が前記接合面の一方と同一の面形状を有する非凸面である場合に、
前記接触工程および前記押圧工程では、
前記接合面の一方を下側、前記接合面の他方を上側に配置した状態で対向させ、前記光学素子同士を鉛直方向に相対移動させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の光学素子の接合方法。
【請求項３】
前記塗布工程終了後から前記接触工程が終了するまでの間に、
塗布された前記接着剤の接触角θを測定して、該接触角θの測定値に基づいて、前記式（１）を満たす前記接近速度Ｖを決定する接触角測定工程を備える
ことを特徴とする、請求項１に記載の光学素子の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、レンズやプリズム等の光学素子では、複数の光学素子の光学面同士を接着剤によって接合して、接合レンズや接合プリズムなどの接合光学素子を形成することが行われている。
このような接合光学素子では、接合面において光を透過させたり反射させたりするため、接合面の間に気泡が閉じ込められた状態で接合されると、光学性能が損なわれる原因になる。
このため、気泡が閉じ込められた場合、接着剤を固化させる前に、接合された光学素子同士を接合面に沿って移動させることで、気泡を光学素子の外周部に移動させて排出する気泡抜き作業を行うことが多い。
一方、接合時の気泡の混入を防止するため、光学素子の接合作業を機械化する技術が種々提案されている。
例えば、特許文献１、２には、接合時に対向する光学素子間を減圧することによって、気泡が閉じ込められることを防止する技術が提案されている。
また、特許文献３には、接着剤を塗布した後に光学素子にいずれか一方に水平方向の振動を与えて気泡の混入を防止する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２００２−１９３６４４号公報
【特許文献２】特開平６−１５７０５７号公報
【特許文献３】特開平７−４１３９９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、このような従来の光学素子の接合方法には以下のような問題があった。
気泡抜き作業は、目視して確認しながら手作業で行うため、気泡の混入状態や作業者の熟練度合いによっては作業時間が長くなり、光学素子の製造コストを増大させるという問題がある。
特許文献１、２に記載の技術では、光学素子間を減圧するため、例えば、接合面の側方から吸引する吸引ヘッドや光学素子を囲む可動式の密閉空間などからなる減圧機構を備えた組立装置が必要となる。
このような構成では、光学素子の保持部の構成が複雑になるため、光学素子のセットや取り出しに時間がかかるという問題がある。
また、減圧機構は、光学素子の形状、大きさ、接合面の位置などに合わせて設ける必要がある。このため、例えば、多種類の光学素子の接合を行う場合に、多くの組立装置を用意しなければならず、設置スペースを確保したり、製作コストが増大したりするという問題がある。
特許文献３に記載の技術では、光学素子に振動を与えて接着剤の層厚を均一化するため、加振装置などを備えた複雑な組立装置が必要となる。
また、接着剤の層厚を均一化すると、塗布された接着剤に接合する光学素子の接合面を当接させる場合に、接合面の全面で空気を介して一斉に接着剤と当接することになる。このため、接着剤層の表面の曲率と接合面の曲率との間に誤差が生じたり、光学素子のセット状態などによって接触タイミングのずれが生じたりすることにより、気泡が発生する可能性がある。
したがって、組立装置の性能維持や光学素子のセット状態の管理などに手間がかかるという問題がある。
【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、光学素子の接合時における気泡の混入を簡素な構成により容易に防止することができる光学素子の接合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、本発明の光学素子の接合方法は、光学素子表面の接合面を対向させ、接着剤を介して前記接合面同士を密着させて接合する光学素子の接合方法であって、前記接合面に対する接触角θが鋭角となる接着剤を、前記接合面の一方に塊状に塗布する塗布工程と、前記接合面同士を重ねた状態で、前記接合面同士を近づけて、塗布された前記接着剤の頂部を前記接合面の他方に接触させる接触工程と、前記光学素子同士の相対的な接近速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）が下記式（１）の範囲となるように前記接合面同士を相対移動させて、塗布された前記接着剤を前記接合面の間で押圧することにより、前記接着剤を前記接合面に塗り拡げる押圧工程と、前記接着剤が予め設定された接着範囲に塗り拡げられた後に、前記接合面同士の相対移動を停止して、前記接着剤を硬化させる硬化工程と、を備える方法とする。
０＜Ｖ≦４ｓｉｎθ                                              ・・・（１）
【０００７】
また、本発明の光学素子の接合方法では、前記接合面の一方が非凹面、前記接合面の他方が前記接合面の一方と同一の面形状を有する非凸面である場合に、前記接触工程および前記押圧工程では、前記接合面の一方を下側、前記接合面の他方を上側に配置した状態で対向させ、前記光学素子同士を鉛直方向に相対移動させることが可能である。
【０００８】
また、本発明の光学素子の接合方法では、前記塗布工程終了後から前記接触工程が終了するまでの間に、塗布された前記接着剤の接触角θを測定して、該接触角θの測定値に基づいて、前記式（１）を満たす前記接近速度Ｖを決定する接触角測定工程を備えることが可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学素子の接合方法によれば、塗布された接着剤の頂部に接合面の他方を接触させて、接近速度Ｖで光学素子同士を相対移動して接着剤を接合面に塗り拡げるため、光学素子の接合時における気泡の混入を簡素な構成により容易に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法で接合された接合光学素子の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの模式的な構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの制御ブロック図である
【図４】本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法の作用を説明する模式説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例の光学素子の接合方法を説明する模式説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの主要部の構成を示す模式的な構成図、および動作説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの制御ブロック図である
【図９】本発明の第２の実施形態の光学素子の接合方法の工程フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法で接合された接合光学素子の構成を示す模式的な断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの模式的な構成図である。図３は、本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの制御ブロック図である
【００１３】
本実施形態の光学素子の接合方法は、光学素子表面の接合面を対向させ、接着剤を介してこれら接合面同士を密着させて接合する光学素子の接合方法であり、光学素子同士の接合後に、接合面を光学面として用いる接合光学素子の製造に好適となる接合方法である。
本方法に用いる光学素子の種類は、接合光学素子を構成することができる光学素子であれば、特に限定されない。例えば、レンズ、プリズム、ガラス基板、光学フィルター、反射ミラー等の例を挙げることができる。また、接合相手の組合せは、接合面が同一の面形状を有していれば、特に限定されない。
接合面の面形状は、例えば、球面、非球面、自由曲面、平面など適宜の形状を採用することができる。
以下では、接合光学素子の一例として、図１に示すような接合レンズ１を製造する場合の例で説明する。
【００１４】
接合レンズ１は、第１レンズ２（光学素子）と、第２レンズ３（光学素子）とが接着剤層４（接着剤）を介して接合された接合光学素子である。
第１レンズ２と第２レンズ３とのレンズ外径は、互いに異なっていてもよいが、図１には、一例として、同一のレンズ外径を有する場合の例を図示している。
【００１５】
第１レンズ２は、それぞれ凸球面の面形状を有する第１面２ａ、第２面２ｂ（接合面の一方）をレンズ面として有する両凸レンズである。第１面２ａ、第２面２ｂの曲率半径は、レンズ設計の必要に応じて適宜に設定することができる。
第２レンズ３は、それぞれ凹球面の面形状を有する第１面３ａ（接合面の他方）、第２面３ｂをレンズ面として有する両凹レンズである。
第１面３ａは、接合レンズ１の接合状態では、接着剤層４を介して第１レンズ２の第２面２ｂと密着されるレンズ面であり、第２面３ｂと同一の曲率半径を有する凹球面からなる。第１面３ａと、第１レンズ２の第２面２ｂとは、接合レンズ１の接合面を構成している。
第２面３ｂの曲率半径は、レンズ設計の必要に応じて適宜に設定することができる。
接着剤層４が設けられる範囲は、第２面２ｂ、第１面３ａの全面（面積が相違する場合はより小さい方の全面）に設けられることが好ましいが、少なくとも、接合レンズ１のレンズ有効径内に設けられていればよい。
【００１６】
第１レンズ２、第２レンズ３の製造方法は、特に限定されず、例えば、ガラス母材をレンズ形状に加工してから、各レンズ面を研磨して製造してもよいし、各レンズの形状を転写する金型を用いた成形により製造してもよい。成形により製造する場合には、ガラスモールド成形でもよいし、合成樹脂の成形でもよい。
以下では、一例として、ガラス研磨レンズの場合であるとして説明する。
【００１７】
また、第１レンズ２の第１面２ａ、第２面２ｂ、第２レンズ３の第１面３ａ、第２面３ｂには、それぞれ必要に応じて、光学薄膜を成膜しておくことが可能である。
光学薄膜の種類としては、例えば、表面保護膜コート、反射防止膜コート、波長選択膜コートなどを挙げることができる。
【００１８】
接着剤層４は、レンズ同士の接合に用いることができる光透過性の接着剤４Ａ（図２参照）を第２面２ｂおよび第１面３ａの間に塗布して硬化させたものである。
接着剤層４の層厚としては、１μｍ〜３０μｍの範囲が好適である。
接着剤４Ａの種類としては、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤などを挙げることができる。
本実施形態では、ＵＶ硬化型接着剤を用いて形成するものとして説明する。
また、接着剤４Ａの粘度としては、接合に要する分量を接合面の一方である第１レンズ２の第２面２ｂにまとめて吐出した際に、接触角θが鋭角となる濡れ性を備えており、かつ第２面２ｂ上に塊状に塗布できる程度の粘度に設定している。
【００１９】
ここで、「塊状」の塗布状態とは、接着剤４Ａが塗布面である接合面の一方の一部分に塗布されるとともに、接着剤４Ａの表面が表面張力で盛り上がることにより塗布位置の中心に塗布面に対する相対的な頂部が形成され、これにより、接合面の他方の面頂近傍において１点で点接触可能となる塗布状態を言う。
したがって、塗布面の全面に塗布される場合「塊状」ではない。また、塗布面の一部に塗布されていても、均一な層厚を有する場合や塗布位置の中心の層厚が外周側の層厚に比べて薄い場合は「塊状」ではない。
なお、「塊状」の塗布状態は、塗布面が凹面の場合には、塗布位置の中心部の接着剤４Ａの表面が平面または凹面になる場合も含むものとする。この場合でも、接着剤４Ａの表面と塗布面との曲率半径の大きさの違いにより、塗布面から測った接着剤４Ａの層厚は、塗布位置の中心で最大となり、外周部に向かって層厚が低下するから、塗布位置の中心部の表面は、塗布面に対する相対的な頂部を構成している。
【００２０】
次に、第１レンズ２、第２レンズ３を接合して、接合レンズ１を製造するために用いることができる接合システム５０の構成について説明する。
接合システム５０は、図２に示すように、搬送ロボット１０を備え、搬送ロボット１０の搬送方向における上流側（図２の左側）から下流側（図２の右側）に向かって、本実施形態の光学素子の接合方法を構成する各工程に対応する作業を並行して行うための第１作業エリアＡ１、第２作業エリアＡ２、および第３作業エリアＡ３がこの順に設けられている。
【００２１】
搬送ロボット１０は、複数の第１レンズ２を１つずつ、水平方向の一定方向に搬送する装置であり、間欠送りが可能な図示略の駆動部によって移動される複数の移動ステージ１１を備える。
各移動ステージ１１は、間欠送りによって、第１作業エリアＡ１、第２作業エリアＡ２、および第３作業エリアＡ３の中心位置（以下、停止位置と称する）に、順次停止されるようになっている。
【００２２】
図２には、移動ステージ１１として、第１作業エリアＡ１、第２作業エリアＡ２、および第３作業エリアＡ３にそれぞれ対応する位置に、移動ステージ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの３台のみが図示されているが、本実施形態では、搬送ロボット１０は、図示略の待機位置に空の移動ステージを有するとともに、待機位置と搬送経路との間に図示略の循環搬送経路を有している。
このため、各移動ステージ１１が搬送方向に間欠送りされると、最上流側に空の移動ステージ１１が供給され、最下流側の移動ステージ１１が待機位置に移動されるようになっている。
【００２３】
また、搬送ロボット１０は、図３に示すように、接合システム５０の全体動作を制御する制御部３０と電気的に接続され、制御部３０からの制御信号に基づいて上記の動作が制御されるようになっている。
制御部３０の装置構成は、ハードウェアのみで構成してもよいし、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとから構成して、上記および後述の制御機能を、コンピュータで制御プログラムを実行することで実現してもよい。
また、制御部３０には、操作者が、接合システム５０を制御するための情報を入力したり、制御動作の開始、変更、終了等の操作入力を行ったりするために用いる操作部２１が接続されている。操作部２１の構成としては、例えば、キーボード、マウス、操作パネルなどを挙げることができる。
【００２４】
移動ステージ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ上には、図２に示すように、それぞれ、第１レンズ２の光軸が鉛直方向に沿うとともに、第２面２ｂが上側となる姿勢で、第１レンズ２を保持する下側レンズ保持部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが、それぞれ配置されている。
本実施形態の下側レンズ保持部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、いずれも第１面２ａを下方から支持するとともに、第１レンズ２のレンズ側面を径方向の中心に向かって保持する保持機構を備えている。
以下では、図示の位置関係に基づいて、移動ステージ、下側レンズ保持部を個別に指す場合には、移動ステージ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、下側レンズ保持部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと称する。またこれらを総称する場合や、位置を限定する必要がない場合には、移動ステージ１１、下側レンズ保持部１２と称することにする。
【００２５】
第１作業エリアＡ１における下側レンズ保持部１２の停止位置の上方には、塗布用ロボット１３によって鉛直方向に移動可能に支持された接着剤塗布装置１４が設けられている。
接着剤塗布装置１４は、接着剤４Ａを収容し予め設定された一定量を押し出すシリンジ１４ｂと、シリンジ１４ｂから押し出される接着剤４Ａを鉛直下方に吐出する吐出ノズル１４ａとを備える。
また、塗布用ロボット１３および接着剤塗布装置１４は、図３に示すように、制御部３０と電気的に接続され、制御部３０からの制御信号に基づいてそれぞれの動作が制御されるようになっている。
【００２６】
第２作業エリアＡ２における下側レンズ保持部１２の停止位置の上方には、下側レンズ保持部１２に保持され、接着剤４Ａが塗布された第１レンズ２に対して第２レンズ３を押圧するために第２レンズ３を保持する上側レンズ保持部１６が設けられている。
上側レンズ保持部１６は、押圧用ロボット１５によって鉛直方向に移動可能に支持されている。
また、上側レンズ保持部１６および押圧用ロボット１５は、制御部３０と電気的に接続され、制御部３０からの制御信号に基づいてそれぞれの動作が制御されるようになっている。
本実施形態では、制御部３０は、押圧用ロボット１５によって上側レンズ保持部１６を移動する際、押圧用ロボット１５の移動速度を、接着剤４Ａの第２面２ｂに対する接触角に応じて設定することができるようになっている。接触角に対する移動速度は、操作部２１から適宜入力し、制御部３０に記憶しておくことができるようになっている。
【００２７】
上側レンズ保持部１６は、第２レンズ３の光軸が鉛直軸に沿うとともに、第２作業エリアＡ２の停止位置に搬送された第１レンズ２の光軸と略同軸となる位置、姿勢で、第２レンズ３の第１面３ａを下方に向けて上方から保持する保持機構を備えている。本実施形態では、一例として吸着吸引による保持機構を備えている。
このため、上側レンズ保持部１６に保持された第２レンズ３は、押圧用ロボット１５を駆動することにより、停止位置に搬送された第１レンズ２に向かって移動させることができる。これにより、上側レンズ保持部１６に保持された第２レンズ３を第１レンズ２に対して、第２面２ｂと第１面３ａとが重なって互いに対向した状態で接近させることが可能である。
【００２８】
第３作業エリアＡ３における下側レンズ保持部１２の停止位置の上方には、調芯検出装置保持部１７によって鉛直方向に移動可能に支持された調芯検出装置１８と、下側レンズ保持部１２によって保持された第１レンズ２上に接着剤４Ａを介して重ね合わされた第２レンズ３のレンズ側面を保持して、第２レンズ３を光軸に交差する方向に移動させる調芯治具１９と、接着剤４Ａを硬化させるＵＶ光を照射するＵＶ光照射装置２０とが設けられている。
また、調芯検出装置保持部１７、調芯検出装置１８、および調芯治具１９は、制御部３０と電気的に接続され、制御部３０からの制御信号に基づいてそれぞれの動作が制御されるようになっている。
【００２９】
調芯検出装置１８の構成は、偏芯を検出できれば特に限定されないが、本実施形態では、第２レンズ３の上方に配置された不図示の光源によって、測定光軸に沿う検査光を照射し、第２レンズ３から反射した検査光のスポット光の測定円を作成し測定光軸からのずれ量を測定することにより、偏芯量を検出する構成としている。
調芯検出装置１８の測定光軸は、第３作業エリアＡ３における下側レンズ保持部１２の停止位置における第１レンズ２の保持中心軸と同軸となる位置に予め設定されている。
【００３０】
ＵＶ光照射装置２０は、本実施形態では、第２レンズ３の上方において、調芯検出装置１８の測定光軸を中心とした円周上に配置され、出射口が第２レンズ３に向けられた複数の光ファイバと、これら光ファイバにＵＶ光を供給する図示略の光源部とからなる構成を採用している。
【００３１】
次に、接合システム５０の動作について、接合システム５０を用いて行う本実施形態の光学素子の接合方法を中心として説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法の工程フローを示すフローチャートである。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の光学素子の接合方法の作用を説明する模式説明図である。
【００３２】
発明者は、塗布された接着剤と接合面との接触時や、接合面を近接させて接着剤を塗り拡げる過程で気泡が混入することに着眼して、気泡の混入メカニズムについて鋭意研究を重ねた結果、接触開始時の接着剤の塗布状態と、接着剤を塗り拡げる際の接合面同士の接近速度の条件とを、適切に設定することにより、気泡の混入を防止できることを発見し、本発明に到った。
本実施形態の光学素子の接合方法は、図４に示すように、塗布工程Ｓ１、接触工程Ｓ２、押圧工程Ｓ３、調芯工程Ｓ４、および硬化工程Ｓ５を備える。
接合システム５０では、これらの工程は、各作業エリアで分散して実施され、流れ作業によって接合が行われる。
例えば、第１作業エリアＡ１では、塗布工程Ｓ１が行われる。第２作業エリアＡ２では、接触工程Ｓ２と押圧工程Ｓ３とが行われる。第３作業エリアＡ３では、調芯工程Ｓ４と硬化工程Ｓ５とが行われる。
【００３３】
塗布工程Ｓ１は、接合面の一方である第１レンズ２の第２面２ｂに対する接触角θが鋭角となる接着剤４Ａを、第２面２ｂに塊状に塗布する工程である。
【００３４】
本工程では、まず、接合システム５０の待機位置で、人手または図示略の移載ロボット等を用いて、第１レンズ２を下側レンズ保持部１２に保持させる。このとき、保持姿勢は、第１レンズ２の光軸が鉛直方向に沿うとともに第２面２ｂが上側となる姿勢とする。
操作者が、操作部２１から動作開始を操作入力すると、制御部３０は、搬送ロボット１０を駆動して、図２に示すように、下側レンズ保持部１２が搭載された移動ステージ１１を、第１作業エリアＡ１に移動させる（図２における下側レンズ保持部１２Ａ、移動ステージ１１Ａ参照）。
下側レンズ保持部１２の停止位置は、下側レンズ保持部１２の保持中心軸が、接着剤塗布装置１４の吐出ノズル１４ａの直下となる位置である。
【００３５】
移動ステージ１１が第１作業エリアＡ１の停止位置に停止したら、制御部３０は、塗布用ロボット１３に制御信号を送出して、吐出ノズル１４ａの先端が予め設定された吐出位置になるまで、接着剤塗布装置１４を下降させる。
吐出位置は、接着剤４Ａが吐出される際、第２面２ｂ上に円滑に着地して、塊状に塗布されるように、接着剤４Ａの第２面２ｂに対する衝突速度が大きくなりすぎない高さに設定されている。
【００３６】
次に、制御部３０は、接着剤塗布装置１４に制御信号を送出して、シリンジ１４ｂを加圧し、吐出ノズル１４ａから、接合に必要な一定量の接着剤４Ａを吐出する。
吐出を終了した接着剤塗布装置１４は、塗布用ロボット１３によって、上方に退避して、次の吐出まで待機する。
吐出された接着剤４Ａは、第２面２ｂの中心に着地し、濡れ性の大きさに応じて外周部に向かって、ある程度拡径した後、表面張力の平衡状態に達し、形状が安定する。このとき、接着剤４Ａの粘度が調整されているため、図２に示すように、第２面２ｂの中心部で塊状の塗布状態が得られる。
本実施形態では、第１面２ａが凸面のため、接着剤４Ａは、塗布位置の中心の層厚が最大となって、凸状に盛り上がった形状となり、頂部Ｐが形成される。
接着剤４Ａの表面は、略球面状の湾曲面であり、図５（ａ）に示すように、第２面２ｂ上の塗布中心に対して平均半径（以下、単に、半径）ＲＡの略円状（円の場合を含む）の濡れ面Ｓ２ｂを形成している。
ここで、濡れ面Ｓ２ｂの外周における接触角はθである。また、第１面２ａの面頂Ｑからの頂部Ｐの高さはｈ（ただし、ｈ＜ＲＡ）である。なお、図５（ａ）において符号Ｃは、第１レンズ２の光軸に整列した下側レンズ保持部１２の保持中心軸を示し、本実施形態では、塗布中心に一致している（他図の符号Ｃも同様）。
このような形状の接着剤４Ａの表面の曲率半径は、第２面２ｂの曲率半径より小さくなっている。
以上で、塗布工程Ｓ１が終了する。
【００３７】
塗布工程Ｓ１が終了すると、制御部３０は、搬送ロボット１０に制御信号を送出して、移動ステージ１１を下流側に移動させる。
移動ステージ１１が、第２作業エリアＡ２の停止位置（図２の下側レンズ保持部１２Ｂ参照）に移動すると、移動ステージ１１Ａを停止し、接触工程Ｓ２（図４参照）を開始する。
このとき、第１作業エリアＡ１には、次に塗布工程Ｓ１を行う第１レンズ２を保持した下側レンズ保持部１２が移動している（図２の下側レンズ保持部１２Ａ参照）。
【００３８】
接触工程Ｓ２は、接合面同士である第１レンズ２の第２面２ｂと第２レンズ３の第１面３ａとを重ねた状態で、第２面２ｂと第１面３ａとを近づけて、塗布された接着剤４Ａの頂部Ｐを接合面の他方である第１面３ａに接触させる工程である。
【００３９】
本工程に先立ち、人手または図示略の移載ロボット等を用いて、第２レンズ３を上側レンズ保持部１６に保持させておく。このとき、保持姿勢は、第２レンズ３の光軸が鉛直方向に沿うとともに第１面３ａが下側となる姿勢とする。
このため、下側レンズ保持部１２が第２作業エリアＡ２の停止位置に停止すると、第２面２ｂとの第１面３ａとは、上下に重なった状態で、鉛直方向に互いに対向している。また、第１レンズ２の光軸と第２レンズ３の光軸とは同軸になっている。
【００４０】
制御部３０には、予め接触角θに対応して、第２面２ｂの面頂Ｑからの頂部Ｐの高さｈの情報が記憶されている。また、制御部３０は、押圧用ロボット１５の現在位置の情報等から第２面２ｂおよび第１面３ａの位置関係を取得する。
そして、制御部３０は、上側レンズ保持部１６を下降させて第１面３ａが頂部Ｐの位置に到達した時に、第２面２ｂに対する第１面３ａの相対的な接近速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）が下記式（１）を満たし、下記式（１）の範囲内で適宜速度変化して、後述する押圧工程Ｓ３の終了時に停止するように、押圧用ロボット１５の移動速度の制御値を設定する。
【００４１】
０＜Ｖ≦４ｓｉｎθ                                              ・・・（１）
【００４２】
ここで、θは、接着剤４Ａを塊状に塗布する接合面（接合面の一方）である第２面２ｂに対する接着剤４Ａの接触角である。接触角θは、第１レンズ２を用いてあらかじめ求めておいた値を用いるのが最も好適であるが、第１レンズ２と同じ材料で、接合面である第２面２ｂの形状や膜処理が同じ接触角測定用レンズを用いて求めておいた値を用いても良いし、それが難しい場合は、第１レンズ２と同じ材料で形成された平面を用いて求めておいた値を用いても良い。
【００４３】
移動速度の制御の例としては、例えば、頂部Ｐの誤差を考慮して頂部Ｐの予想高さより手前で上記式（１）の範囲の定速度となるように下降速度を制御し、形成すべき接着剤層４の層厚で決まる停止位置を検出したら下降を停止する、といった制御を採用することができる。
【００４４】
上記式（１）の上限値４ｓｉｎθ（ｍｍ／ｓｅｃ）は、後述する押圧工程Ｓ３で気泡の混入を防止するための条件である。
定速度となるまでの下降速度は、風圧によって接着剤４Ａの形状がくずれない程度であれば、上記式（１）の上限を超える速度に設定してもよい。
【００４５】
接近速度Ｖの下限値は、気泡混入の防止という点では、原理的には、０ｍｍ／ｓｅｃにいくら近い低速度でもよい。ただし、接近速度Ｖがあまり遅くなると、押圧工程Ｓ３に要する時間が長くなり工程タクトが延びてしまう。したがって、接近速度Ｖは、あまり小さくなりすぎないことが好ましい。
例えば、頂部Ｐの高さｈは、第１レンズ２、第２レンズ３の大きさ等から決まる塗布量によっても異なるが、実用上は、例えば、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ程度になる場合が多い。また、工程タクト短縮のため、高さｈを薄層化するための時間は、１０ｓｅｃ以下とすることが好ましい。
例えば、接近速度Ｖをｓｉｎθ（ｍｍ／ｓｅｃ）以上とすれば、接触角１７．５°の低粘度の接着剤４ＡでもＶ＝０．３（ｍｍ／ｓｅｃ）以上となるため、１０ｓｅｃ以下で押圧することが可能となるため好ましい。
【００４６】
次に、制御部３０は、このようにして決定した制御値に基づいて押圧用ロボット１５に制御信号を送出して上側レンズ保持部１６を下降させる。
第１面３ａが頂部Ｐに接触したら、接触工程Ｓ２が終了する。
【００４７】
次に、図４に示すように、押圧工程Ｓ３を行う。
本工程は、相対的な接近速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）が上記式（１）の範囲となるように第２面２ｂに向かって第１面３ａを移動して、第２面２ｂに塗布された接着剤４Ａを第２面２ｂと第１面３ａとの間で押圧することにより、接着剤４Ａを第２面２ｂと第１面３ａとに塗り拡げる工程である。
ただし、本実施形態では、接触工程Ｓ２の終了時に、上側レンズ保持部１６が定速度で下降しているため、接触工程Ｓ２から押圧工程Ｓ３への移行は連続的に行われる。
接着剤４Ａは、塗布工程Ｓ１において、第１面２ａの面頂において塊状に塗布されているため、頂部Ｐと第１面３ａとは接触の瞬間において、一点で点接触する。このため、接触の瞬間に気泡が巻き込まれることはない。
これに対して、接着剤４Ａが層状に塗布されていると、第１面３ａと面状に接触するため、接着剤４Ａの表面と第１面３ａとの間に介在する空気が閉じ込められて気泡になりやすい。
【００４８】
また、本工程では、接触工程Ｓ２によって、気泡を挟むことなく第２面２ｂ、第１面３ａの間に挟まれた接着剤４Ａを中心から外周に向かって同心円状に塗り拡げていく。これにより、外周から混入しようとする空気を外側に押し出していくことで、気泡混入の防止を行う。
発明者の研究によれば、特に、気泡が混入しやすいのは、押圧工程Ｓ３の初期であり、この初期段階の気泡混入には、接着剤４Ａの接合面に対する接触角θと、接合面の接近速度の大きさとが密接に関係していることが明らかになった。
本実施形態の気泡防止作用について、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す模式図に基づいて説明する。なお、上記式（１）の数値範囲を具体例について検証した結果は、実施例欄に記載する。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、押圧工程Ｓ３の開始時には、接着剤４Ａは、第２面２ｂに対して表面張力が平衡しており、第２面２ｂ上に濡れ面Ｓ２ｂを形成している。濡れ面Ｓ２ｂの外周における接触角はθである。また、第１面２ａの面頂Ｑからの頂部Ｐの高さはｈである。
【００５０】
このため、頂部Ｐと第１面３ａとが接触した瞬間では、頂部Ｐにおける接触角は１８０°になっている。接着剤４Ａの第１面３ａに対する平衡時の接触角は鋭角であるため、このような状態は不安定である。
そこで、接着剤４Ａは、図５（ｂ）に接着剤４Ｂとして図示するように、第１面３ａとの接触角φが平衡時の接触角と近づくように濡れ面Ｓ３ａが形成される。濡れ面Ｓ３ａは略円状（円の場合を含む）であり、この濡れ面Ｓ３ａの平均半径（以下、単に、半径）をｒＢとすると、半径ｒＢは、急速に増大する。
一方、この間に、第１面３ａは第２面２ｂに向かって下降するため、接着剤４Ｂは高さ方向に押圧される。
このような過渡現象において、第１面３ａが停止していれば、濡れ面Ｓ２ｂは一時的に縮径する傾向を持つ。しかし、第１面３ａが下降すると、接着剤４Ｂの層厚を低下するため、濡れ面Ｓ３ａ、Ｓ２ｂは拡径する力も受ける。
【００５１】
上記式（１）の接近速度Ｖは、過渡現象が収束するまでの時間内の下降量が小さいため、図５（ｃ）に接着剤４Ｃ（実線参照）として示すように、一定量Δｈだけ下降する間に過渡現象が収まるため、濡れ面Ｓ３ａ、Ｓ２ｂの外周部の接触角は略等しくなり、濡れ面Ｓ３ａ、Ｓ２ｂの半径ｒＣ、ＲＣも略等しくなる。
この結果、接着剤４Ｃは、塗布中心から外周方向に向かって略同心円状に塗り拡げられていくため、第２面２ｂ、第１面３ａと接着剤４Ｃとの間に気泡を巻き込むことなく塗り拡げられる。
接着剤４Ｃの濡れ面Ｓ３ａ、Ｓ２ｂが、第１面３ａ、第２面２ｂの外周に達すると、第１面３ａと第１面２ａとの間に接着剤４Ｃが充填される。
第１面３ａと第１面２ａとの間隔が一定値に達したら、制御部３０は、押圧用ロボット１５を停止して、上側レンズ保持部１６の保持解除を行い、押圧用ロボット１５を駆動して、上側レンズ保持部１６を上方に退避させる。
このようにして、未硬化の接着剤層４を介して第１レンズ２と第２レンズ３とが貼り合わされた組立体１Ａが形成される。
以上で、押圧工程Ｓ３が終了する。
【００５２】
ここで、接近速度が、上記式（１）の上限よりも大きい接近速度Ｗの場合について説明する。
この場合、図５（ｃ）に接着剤４Ｄ（破線参照）として示すように、一定量Δｈだけ下降する間に過渡現象が収まらないため、濡れ面Ｓ３ａの拡径が進んで半径ｒＤとなり、濡れ面Ｓ２ｂは拡径が遅れて半径ＲＤ（ただし、ＲＤ＜ｒＤ）になっている。
この結果、接着剤４Ｄは、濡れ面Ｓ３ａが濡れ面Ｓ２ｂを上方から覆って、外周面は、全体としては、第２面２ｂから第１面３ａに向かって斜め上方に向かう傾斜が発生し、濡れ面Ｓ２ｂの外周側の第２面２ｂ上に、隙間Ｇが形成された状態となる。
このような状態で第１面３ａの下降が進むと、やがて接着剤４Ｄの表面が下降して第２面２ｂと接触することで、隙間Ｇの空気が第２面２ｂ上に巻き込まれることになる。
このため、第１面３ａを接近速度Ｗで下降させると、接着剤４Ｄが気泡を巻き込んだ状態で塗り拡げられてしまう。
【００５３】
押圧工程Ｓ３が終了すると、制御部３０は、搬送ロボット１０に制御信号を送出して、移動ステージ１１を下流側に移動させる。
移動ステージ１１が、第３作業エリアＡ３の停止位置（図２の下側レンズ保持部１２Ｃ参照）に移動すると、移動ステージ１１Ａを停止し調芯工程Ｓ４（図４参照）を開始する。
このとき、第２作業エリアＡ２には、次に接触工程Ｓ２、押圧工程Ｓ３を行う他の第１レンズ２を保持した下側レンズ保持部１２が移動し、上側レンズ保持部１６には、第１レンズ２と接合する他の第２レンズ３が保持されている（図２の下側レンズ保持部１２Ｂ参照）。
【００５４】
調芯工程Ｓ４は、組立体１Ａにおいて、第１レンズ２の光軸に交差する方向の第２レンズ３の位置を必要に応じて修正して、調芯（光軸合わせ）を行う工程である。
制御部３０は、調芯検出装置保持部１７に制御信号を送出して、調芯検出装置１８を測定位置に移動させ、さらに調芯検出装置１８に偏芯測定を開始する制御信号を送出して、偏芯測定を実行させる。
調芯検出装置１８は、測定した偏芯量を、逐次、制御部３０に送出する。
制御部３０は、受信した偏芯量を、予め設定された許容値以下に収めるための補正量を算出して、調芯治具１９の駆動制御を行う。
接着剤層４は未硬化であるため、調芯治具１９に保持された第２レンズ３は、調芯治具１９の移動量に追従して第１レンズ２に対して相対移動する。このようにして、調芯が行われる。
調芯検出装置１８から送信された偏芯量が許容値以下になると、制御部３０は、調芯検出装置保持部１７に制御信号を送出して、調芯動作を終了させ、調芯検出装置１８を待機位置に移動する。
このとき、調芯治具１９は調芯終了時の位置に停止させておく。
以上で、調芯工程が終了する。
【００５５】
次に、図４に示すように、硬化工程Ｓ５を行う。
本工程は、接着剤４Ａが予め設定された接着範囲に塗り拡げられた後に、第２面２ｂに対する第１面３ａの相対移動を停止して、接着剤４Ａを硬化させる工程である。
【００５６】
制御部３０は、図２に示すように、ＵＶ光照射装置２０を点灯し、ＵＶ光を組立体１Ａに照射する。本実施形態では、ＵＶ光照射装置２０から出射されたＵＶ光は、第２レンズ３の第２面３ｂ側から下方に向かって照射される。
これにより、接着剤層４が硬化して第１レンズ２と第２レンズ３とが接合され、接合レンズ１が形成される。
制御部３０は、硬化終了したら、調芯治具１９による第２レンズ３の保持を解除し、調芯治具１９を退避させる。そして、搬送ロボット１０を駆動して、接合レンズ１が保持された上側レンズ保持部１６を、図示略の待機位置に移動する。
待機位置では人手または図示略の移載ロボット等を用いて、接合レンズ１を下側レンズ保持部１２から取り外す。
接合レンズ１が取り外された下側レンズ保持部１２は、空の下側レンズ保持部１２として、循環使用される。
以上で、硬化工程Ｓ５が終了する。
【００５７】
本実施形態の光学素子の接合方法によれば、塗布された接着剤４Ａの頂部Ｐに第１面３ａを接触させて、接近速度Ｖで第１レンズ２および第２レンズ３同士を相対移動して接着剤４Ａを第２面２ｂおよび第１面３ａに塗り拡げるため、第１レンズ２および第２レンズ３の接合時における気泡の混入を防止できる。
本方法によれば、例えば、減圧機構や加振装置などを用いることなく気泡混入を防止できるため、これらを有する場合に比べて簡素な構成により容易に防止することができる。
また、気泡の混入を防止できるため、混入した気泡を排出する気泡抜き作業が不要になる。これにより工程を簡素化することができる。
また、接合後、ただちに調芯工程Ｓ４、硬化工程Ｓ５を行うことができるため、生産性が向上する。
【００５８】
また、本方法によれば、気泡の混入を確実に防止できる接近速度Ｖの範囲を用いるため、上記式（１）の範囲の上限または上限に近い接近速度で押圧工程Ｓ３を行うことにより、気泡の混入を防止しつつ、工程タクトを短縮することができる。このため、生産性を向上することができる。
【００５９】
［変形例］
次に、本実施形態の変形例の光学素子の接合方法について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態の変形例の光学素子の接合方法を説明する模式説明図である。
【００６０】
本変形例は、上記第１の実施形態と同様に接合システム５０を用いて行う光学素子の接合方法であり、第１レンズ２と第２レンズ３との上下の位置関係を逆転させた点が、上記第１の実施形態と異なる。
すなわち、本変形例では、第１面３ａを上側に向けた姿勢で第２レンズ３を下側レンズ保持部１２に保持させ、第２面２ｂを下側に向けた姿勢で第１レンズ２を上側レンズ保持部１６に保持させて、図４に示す工程フローを行う。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６１】
本変形例の塗布工程Ｓ１では、図６に示すように、上側に向けて保持された凹面である第１面３ａの中心部に接着剤４Ａが塗布される点が上記第１の実施形態と異なる。このため、本実施形態では、第２レンズ３の第１面３ａが接合面の一方、接合レンズ１の第２面２ｂが接合面の他方に相当する。
本変形例では、接着剤４Ａは、第１面３ａに対して塊状に塗布することができるように粘度を設定しておく。
ただし、第１面３ａが凹面であるため、接着剤４Ａの第１面３ａに対する接触角が第２面２ｂに対する接触角θと等しい場合でも、塗布された接着剤４Ａの形状は異なる。
図６には、参考のため、二点鎖線にて、上記第１の実施形態における第２面２ｂと第２面２ｂに塗布された接着剤４Ａの形状を重ね合わせて示している。符号Ｎは、本変形例の濡れ面Ｓ３ａの外周における法線であり、符号ｎは、これに対応する上記第１の実施形態の濡れ面Ｓ２ｂの外周における法線である。
本変形例の接着剤４Ａは、塗布位置の中心の層厚が最大となって、頂部Ｐ１が形成されるが、高さｈ１は、上記第１の実施形態における高さｈよりも低い。また、濡れ面Ｓ３ａの半径ＲＡ１は、上記第１の実施形態における半径ＲＡよりも大きい。
また、図６の図示では、接着剤４Ａの表面の曲率半径の大きさは、第１面３ａの曲率半径より小さくなっているが、第１面３ａの曲率半径によっては、接着剤４Ａの表面が平面や凹面になる場合がある。
【００６２】
次に、本変形例の接触工程Ｓ２では、押圧用ロボット１５の移動速度の制御値の計算に用いる接触角θが、接着剤４Ａの第１面３ａに対する接触角である点が異なる。
本変形例の塗布された接着剤４Ａの表面形状は、上記第１の実施形態と異なるが、塊状に塗布されていることは同様であるため、第２面２ｂを第１面３ａに対する高さが高さｈ１となるまで下降させると、第２面２ｂが、接着剤４Ａと１点で点接触する。
【００６３】
次に、押圧工程Ｓ３、調芯工程Ｓ４、硬化工程Ｓ５は、第１レンズ２および第２レンズ３の配置位置が異なるのみで、同様にして各工程を行うことができる。
したがって、上記第１の実施形態と同様に、気泡を混入させることなく第１レンズ２と第２レンズ３との接合を行って、接合レンズ１を製造することができる。
【００６４】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の光学素子の接合方法について説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの主要部の構成を示す模式的な構成図、および動作説明図である。図８は、本発明の第２の実施形態の光学素子の接合方法に用いる接合システムの制御ブロック図である。
【００６５】
本実施形態の光学素子の接合方法は、上記第１の実施形態と同様に、第１レンズ２と第２レンズ３とが接着剤層４を介して接合された接合レンズ１を製造する方法であって、上記第１の実施形態の接合システム５０に代えて、接合システム６０を用いて行うことができる方法である。
接合システム６０は、図７（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の接合システム５０に、接触角測定装置６１を追加し、図８に示すように、上記第１の実施形態の接合システム５０の制御部３０に代えて、制御部６３を備えるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６６】
接触角測定装置６１は、第２面２ｂ上に塗布された接着剤４Ａの接触角θを測定するものであり、第２作業エリアＡ２において、第１レンズ２の側方に位置して、第２作業エリアＡ２の停止位置に移動した下側レンズ保持部１２上に保持された第１レンズ２の第２面２ｂおよびその上に塗布された接着剤４Ａの画像を側方から取得できる高さになっている。
接触角測定装置６１の構成は、第２面２ｂに塗布された状態での接触角θを測定できれば、特に限定されない。接触角測定装置６１の一例としては、例えば、第２面２ｂに塗布された状態で接着剤４Ａの形状を撮像して、その形状を画像処理することにより、接触角を算出する装置を挙げることができる。
接触角測定装置６１は、図８に示すように、制御部６３と電気的に接続され、制御部６３からの制御信号に基づいて動作が制御されるようになっている。
【００６７】
次に、接合システム６０の動作について、接合システム６０を用いて行う本実施形態の光学素子の接合方法を、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態の光学素子の接合方法の工程フローを示すフローチャートである。
【００６８】
本実施形態の光学素子の接合方法は、図９に示すように、塗布工程Ｓ１１、接触角測定工程Ｓ１２、接触工程Ｓ１３、押圧工程Ｓ１４、調芯工程Ｓ１５、および硬化工程Ｓ１６を備える。
接合システム６０では、上記第１の実施形態と同様に、これらの工程は、各作業エリアで分散して実施され、流れ作業によって接合が行われる。
例えば、第１作業エリアＡ１では、塗布工程Ｓ１１が行われる。第２作業エリアＡ２では、接触角測定工程Ｓ１２、接触工程Ｓ１３と押圧工程Ｓ１４とが行われる。第３作業エリアＡ３では、調芯工程Ｓ１５と硬化工程Ｓ１６とが行われる。
【００６９】
本実施形態の塗布工程Ｓ１１は、上記第１の実施形態の塗布工程Ｓ１と同様の工程である。
【００７０】
塗布工程Ｓ１１が終了すると、制御部６３は、搬送ロボット１０に制御信号を送出して、移動ステージ１１を下流側に移動させる。
このとき、上記第１の実施形態と同様にして、上側レンズ保持部１６には第２レンズ３を保持させておく。また、制御部６３は、図７（ａ）に示すように、接触角測定装置６１によって接着剤４Ａの接触角が測定できるように、第２レンズ３を上方の待機位置に位置付けておく。
移動ステージ１１が、第２作業エリアＡ２の停止位置に移動すると、移動ステージ１１を停止し、接触角測定工程Ｓ１２を開始する。
【００７１】
接触角測定工程Ｓ１２は、塗布工程Ｓ１１において塗布された接着剤４Ａの接触角θを測定して、この接触角θの測定値に基づいて、上記式（１）を満たす接近速度Ｖを決定する工程である。
制御部６３は、接触角測定装置６１に制御信号を送出して、第２面２ｂ上の接着剤４Ａの接触角θの測定を実行させる。
接触角θを測定が終了したら、接触角測定装置６１は測定値を制御部６３に送出する。
制御部６３は接触角測定装置６１から接触角θの測定値が送出されると、上記式（１）の範囲となるように接近速度Ｖを設定する。
以上で、接触角測定工程Ｓ１２が終了する。
【００７２】
このように、上記第１の実施形態では制御部３０が接着剤４Ａの種類に応じて記憶された接触角θに基づいて接近速度Ｖを設定していたのに対して、本実施形態は、制御部６３が接触角θの実測値に基づいて接近速度Ｖを設定する点が異なる。
【００７３】
次に、接触工程Ｓ１３、押圧工程Ｓ１４、調芯工程Ｓ１５、および硬化工程Ｓ１６をこの順に行う。これらの工程は、それぞれ、上記第１の実施形態の接触工程Ｓ２、押圧工程Ｓ３、調芯        工程Ｓ４、および硬化工程Ｓ５と同様の工程である。
以上で、本実施形態の光学素子の接合方法が終了し、上記第１の実施形態と同様の接合レンズ１を製造することができる。このとき、上記第１の実施形態と同様の、接触工程Ｓ１３、および押圧工程Ｓ１４を有するため、接着剤層４には、気泡の混入が防止される。
【００７４】
本実施形態の光学素子の接合方法によれば、接着剤４Ａの接触角θを、第１レンズ２が第２作業エリアＡ２の停止位置に移動してから実測する。このため、例えば、接着剤４Ａの粘度が保管中の経時変化が生じたり、接着剤４Ａの塗布後に接着剤４Ａの接触角が変化したりする場合でも、正確な接触角θに基づいて、接近速度Ｖを算出できる。このため、より適切な接近速度Ｖにより、押圧工程Ｓ１４を行うことができるため、より確実に気泡の混入を防止できる。
また、例えば、接着剤４Ａの蒸発が進行して粘度が高くなる場合、一般に接触角θは大きくなる。したがって、接触工程Ｓ１３の直前に実測した接触角θに基づいて接近速度Ｖを設定することにより、塗布直後の接触角に基づいて接近速度を設定する場合に比べて、接近速度Ｖを大きく設定することができる。これにより、押圧工程Ｓ１４に要する時間を短縮でき、工程タクトを短縮して生産性を向上することができる。
【００７５】
なお、上記の各実施形態、変形例の説明では、第１レンズ２と第２レンズ３の外径が等しい場合の例で説明したが、外径は異なっていてもよい。この場合、接合面のうちより面積が小さい方の接合面を覆うように接着剤層４が形成されていればよい。
【００７６】
また、上記の各実施形態、変形例の説明では、接合面が曲率を有している場合の例で説明したが、接合面は平面同士でもよい。この場合、接着剤の塗布位置は、接合面の中心とする。
【００７７】
また、上記各実施形態、変形例の説明では、接触工程および押圧工程で、接着剤４Ａが塗布される第１レンズ２の位置を固定して、第２レンズ３を接近させる場合の例で説明したが、第２レンズ３を固定して第１レンズ２を移動させてもよいし、第１レンズ２および第２レンズ３の両方を移動させてもよい。いずれの場合でも、接近速度Ｖは、相対的な接近速度を採用する。
【００７８】
また、上記各実施形態、変形例の説明では、第１レンズ２を下側レンズ保持部１２に保持させて、接合レンズ１を製造する場合の例で説明したが、例えば、接合レンズ１をレンズ鏡筒、レンズホルダなどの光学素子ホルダに接着固定する場合など、下側レンズ保持部１２に代えて、光学素子ホルダを用いてもよい。
この場合、レンズを光学素子ホルダに接着する工程は、適宜のタイミングで行うことができる。
例えば、光学素子ホルダに第１レンズ２を接着固定してから、塗布工程以降を行ってもよい。さらに必要があれば、硬化工程後に、第２レンズ３を光学素子ホルダに接着固定してもよい。
また、第１レンズ２、第２レンズ３を光学素子ホルダに接着することなく、光学素子ホルダを下側レンズ保持部１２の代わりに用いて接合レンズ１を形成し、硬化工程後に、接合レンズ１と光学素子ホルダとを接着する工程を行ってもよい。
【００７９】
また、上記各実施形態、変形例の説明では、調芯工程を行う場合の例で説明したが、第１レンズ２、第２レンズ３の光軸ずれを必要な誤差範囲内に抑制した状態で押圧工程を行うことができる場合には、調芯工程は省略してもよい。
【００８０】
また、上記各実施形態、変形例の説明では、接合システム５０、６０を用いて自動的または半自動的な流れ作業により接合を行う場合の例で説明したが、本発明の光学素子の接合方法は、１箇所の作業領域で、各工程を順次行うようにしてもよい。
また、本発明の光学素子の接合方法は、接近速度Ｖの設定を手動設定で行ってもよいし、押圧工程の開始、停止などを手動操作で行うようにしてもよい。
また、上記の変形例において、接触角θの測定、接近速度Ｖの設定を操作者が行ったり、操作者の手動操作を介して行ってもよい。
【００８１】
また、上記の各実施形態、変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【実施例】
【００８２】
次に、上記第１の実施形態の具体的な実施例について、比較例とともに説明する。
接合に用いた第１レンズ２、第２レンズ３は、いずれもガラスレンズであり、下記の表１に示す「構成１」、「構成２」を有している。
【００８３】
【表１】
2013109017.tif 000003
【００８４】
「構成１」では、レンズ外径は、第１レンズ２、第２レンズ３ともに１０ｍｍであり、曲率半径は、第１レンズ２の第１面２ａが１０ｍｍ、第２面２ｂが１２ｍｍ、第２レンズ３の第１面３ａが１２ｍｍ、第２面３ｂが１０ｍｍである。
「構成２」では、レンズ外径は、第１レンズ２が１０ｍｍ、第２レンズ３が９ｍｍであり、曲率半径は、第１レンズ２の第１面２ａが１０ｍｍ、第２面２ｂが８ｍｍ、第２レンズ３の第１面３ａが８ｍｍ、第２面３ｂが１０ｍｍである。
【００８５】
接合に用いた接着剤４Ａは、接触角θが３５°のＵＶ硬化型接着剤と、接触角θが２３°のＵＶ硬化型接着剤とを用いた。
接着剤４Ａの塗布量としては、０．７μｇまたは１．０μｇとした。
接近速度Ｖは、０．５（ｍｍ／ｓｅｃ）から３．０（ｍｍ／ｓｅｃ）まで、０．５（ｍｍ／ｓｅｃ）おきに合計６通りの速度に設定した。
【００８６】
評価は、同一条件で５０組の接合を実施し、接合後に接合部分を顕微鏡観察して、気泡の有無を調べることにより行った。５０組のすべてに気泡が無かった場合を合格とし、後出の表２〜４に「無」と記載した。５０組中１組以上に気泡が見られた場合には不合格とし、後出の表２〜４に「有」と記載した。
【００８７】
［実施例１〜８、比較例１〜４］
実施例１〜８、比較例１〜４の条件および評価結果について、下記表２に示す。
【００８８】
【表２】
2013109017.tif 000004
【００８９】
実施例１〜４、比較例１、２では、表２に示すように、いずれも構成１の第１レンズ２、第２レンズ３を接触角θが３５°の接着剤４Ａを、０．７μｇを塗布して接合を行った。
実施例１〜４の接近速度Ｖは、それぞれ、０．５（ｍｍ／ｓｅｃ）、１．０（ｍｍ／ｓｅｃ）、１．５（ｍｍ／ｓｅｃ）、２．０（ｍｍ／ｓｅｃ）である。４ｓｉｎ３５°＝２．３であるため、これら実施例１〜４の接近速度Ｖは、上記式（１）の範囲内である。
また、比較例１、２の接近速度Ｖは、それぞれ、２．５（ｍｍ／ｓｅｃ）、３．０（ｍｍ／ｓｅｃ）である。これら比較例１、２の接近速度Ｖは、上記式（１）の上限を超えている。
【００９０】
実施例５〜８、比較例３、４では、表２に示すように、実施例１〜４、比較例１、２の条件のうち、接着剤４Ａの塗布量のみを１．０μｇに変更した例である。
このため、実施例５〜８の接近速度Ｖは、それぞれ、０．５（ｍｍ／ｓｅｃ）、１．０（ｍｍ／ｓｅｃ）、１．５（ｍｍ／ｓｅｃ）、２．０（ｍｍ／ｓｅｃ）である。
また、比較例３、４の接近速度Ｖは、それぞれ、２．５（ｍｍ／ｓｅｃ）、３．０（ｍｍ／ｓｅｃ）である。
【００９１】
実施例１〜８、比較例１〜４の評価結果は、上記表２に示すように、実施例１〜８がいずれも「無」と評価され、比較例１〜４はいずれも「有」と評価された。
このため、塗布量０．７μｇまたは１．０μｇに変わっても、接近速度Ｖが上記式（１）の範囲にあれば、気泡が混入しなかったことが分かる。
【００９２】
［実施例９〜１４、比較例５〜１０］
実施例９〜１４、比較例５〜１０の条件および評価結果について、下記表３に示す。
【００９３】
【表３】
2013109017.tif 000005
【００９４】
実施例９〜１４、比較例５〜１０は、接触角θが２３°の接着剤４Ａを用いて接合を行った以外は、実施例１〜８、比較例１〜４と同じ条件で接合を行っている。
共通する条件は、実施例９〜１１、比較例５〜７が、それぞれ、実施例１〜４、比較例１、２に対応している。また、実施例１２〜１３、比較例８〜１０が、それぞれ、実施例５〜８、比較例３、４に対応している。
４ｓｉｎ２３°＝１．６であるため、これら実施例９〜１４の接近速度Ｖは、上記式（１）の範囲内である。
また、比較例５〜１０の接近速度Ｖは、上記式（１）の上限を超えている。
【００９５】
実施例９〜１４、比較例５〜１０の評価結果は、上記表３に示すように、実施例９〜１４がいずれも「無」と評価され、比較例５〜１０はいずれも「有」と評価された。
このため、接触角θが２３°に変わっても接近速度Ｖが上記式（１）の範囲にあれば、気泡が混入しなかったことが分かる。
【００９６】
［実施例１５〜２０、比較例１１〜１６］
実施例１５〜２０、比較例１１〜１６の条件および評価結果について、下記表４に示す。
【００９７】
【表４】
2013109017.tif 000006
【００９８】
実施例１５〜２０、比較例１１〜１６は、レンズ構成に「構成２」を採用した以外は、実施例９〜１４、比較例５〜１０と同じ条件で接合を行っている。
共通する条件は、実施例１５〜１７、比較例１１〜１３が、それぞれ、実施例９〜１１、比較例５〜７に対応している。また、実施例１８〜２０、比較例１４〜１６が、それぞれ、実施例１２〜１４、比較例８〜１０に対応している。
したがって、実施例１５〜２０の接近速度Ｖは、上記式（１）の範囲内であり、比較例１１〜１６の接近速度Ｖは、上記式（１）の上限を超えている。
【００９９】
実施例１５〜２０、比較例１１〜１６の評価結果は、上記表４に示すように、実施例１５〜２０がいずれも「無」と評価され、比較例１１〜１６はいずれも「有」と評価された。
このため、レンズ構成が構成２に変わって、接合面の曲率半径が８ｍｍになっても接近速度Ｖが上記式（１）の範囲にあれば、気泡が混入しなかったことが分かる。
なお、実施例１５〜２０は、接合面の面積が相違する場合にも、接近速度Ｖが上記式（１）を満たすことにより、気泡の混入を防止できる場合の例になっている。
【符号の説明】
【０１００】
１  接合レンズ（接合光学素子）
１Ａ  組立体
２  第１レンズ（光学素子）
２ｂ  第２面（接合面）
３  第２レンズ（光学素子）
３ａ  第１面（接合面）
４  接着剤層
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ  接着剤
１５  押圧用ロボット
３０、６３  制御部
５０、６０  接合システム
６１  接触角測定装置
Ｐ、Ｐ１  頂部
Ｓ１、Ｓ１１  塗布工程
Ｓ２、Ｓ１３  接触工程
Ｓ３、Ｓ１４  押圧工程
Ｓ４、Ｓ１５  調芯工程
Ｓ５、Ｓ１６  硬化工程
Ｓ１２  接触角測定工程
Ｖ  接近速度
θ  接触角
【図１】
2013109017.tif 000007
【図２】
2013109017.tif 000008
【図３】
2013109017.tif 000009
【図４】
2013109017.tif 000010
【図５】
2013109017.tif 000011
【図６】
2013109017.tif 000012
【図７】
2013109017.tif 000013
【図８】
2013109017.tif 000014
【図９】
2013109017.tif 000015