(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型母材の表面にメッキ層を形成する工程と、
前記メッキ層の平均表面粗さＲａが４ｎｍ以下になるように前記メッキ層を研磨して金型面を形成する工程と、
平均表面粗さＲａが４ｎｍ以下であるレンズ基材と前記金型面との間に光硬化型樹脂液を挟む工程と、
前記樹脂液を押し広げながら、前記レンズ基材と前記金型面との間隔が所定値または所定範囲となる位置まで両者を接近させる工程と、
前記レンズ基材及び前記金型面の位置を保持した状態で前記樹脂液に光を照射することにより前記樹脂液を硬化させ、硬化樹脂層を形成して前記レンズ基材と一体化させるとともに、該硬化樹脂層の表面に前記金型面の形状を転写して前記硬化樹脂層の平均表面粗さＲａを前記金型面の平均表面粗さＲａと略同一にする工程と、
前記硬化樹脂層が形成された前記レンズ基材を前記金型面から剥離する工程と、
前記硬化樹脂層の表面及び前記硬化樹脂層が形成されていない前記レンズ基材の表面に、平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下の光学薄膜層を形成する工程と、を備えた樹脂接合型レンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された樹脂接合型レンズの製造方法であって、
前記金型を前記金型面が上に向くように略水平に設置する工程と、
前記金型面に所定量の前記樹脂液を滴下する工程と、
前記レンズ基材を前記樹脂液の上に略水平に載置し、かつ前記レンズ基材と前記金型面との間隔を制御することにより、前記樹脂液を前記レンズ基材と前記金型面との間隙において中央部から周辺部に向け所定範囲まで押し広げる工程とを備えた樹脂接合型レンズの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載された樹脂接合型レンズの製造方法であって、
前記金型面の中央付近に所定量の前記樹脂液を滴下する工程と、
前記レンズ基材を前記金型上方に、前記金型面の光学中心軸と前記前記レンズ基材の光学中心軸とが一致するように略水平に載置する工程とを備えた樹脂接合型レンズの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された樹脂接合型レンズの製造方法であって、
金型面の光学中心軸と前記レンズ基材の光学中心軸とを一致させたまま、前記金型と前記レンズ基材との間隔を近づけることにより、前記金型面の中央付近と前記樹脂液とを接触させ、かつ前記レンズ基材と前記金型面との間隔を制御することにより、前記樹脂液を前記レンズ基材と前記金型面との間隙において中央部から周辺部に向け所定範囲まで押し広げる工程とを備えた樹脂接合型レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に樹脂層と光学薄膜層を設けてなる樹脂接合型光学素子とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学素子であるレンズには、表面形状が非球面の非球面レンズがある。非球面レンズは、球面レンズによる球面収差や広角レンズにおけるディストーションを除去できることから重用されている。
現在、量産性に優れた非球面レンズとして樹脂接合型非球面レンズがある。このレンズは、図１に示すような薄い（例えば、5〜 100μm の厚さの）硬化樹脂層１２と基体（基材）たるレンズ１１により構成されている。
【０００３】
なお、図１のレンズでは、レンズ基材１１が球面を有し、その球面上に硬化樹脂層１２が非球面を形成するような厚さ分布をもって接合されている。また、硬化樹脂層１２及びレンズ基材１１の光学面上には更に光学薄膜層１３がそれぞれ形成されている。
この様な樹脂接合型非球面レンズにおけるレンズ基材と硬化樹脂層の接合は、例えば図２に示す工程により行われる。尚、以下の工程説明において、括弧内の数字は図２の工程（１）〜工程（４）に対応する。
【０００４】
（１）所定の表面形状（平面、球面、非球面等）を有する金型２３を水平に置き、前記表面の中央部に所定量の光硬化型樹脂液２２ａを垂らす。
（２）レンズ基材（光学素子基材）２１を金型２３に向かって降下させ、基材２１を金型２３に接近させることにより、樹脂液２２ａを基材２１と金型２３の間隙で押し広げる。
【０００５】
ここで、基材２１の材料としては、ガラスや結晶性光学材料を用いる。また、基材２１の表面には、樹脂層との接着力向上を目的としてシランカップリング処理を施しておいても良い。
（３）レンズ基材２１と金型２３との間隔が所定値となるように両者を接近させ、この状態を保持して、光（紫外線）２４を基材２１を通して樹脂液２２ａに照射する。樹脂液２２ａは、重合反応により硬化して樹脂硬化層（硬化樹脂層）２２が形成される。
【０００６】
（４）レンズ基材２１と一体化された樹脂硬化層２２を金型２３との界面から剥離する。
以上のような工程により、樹脂接合型非球面レンズ（樹脂接合型光学素子）におけるレンズ基材と硬化樹脂層の接合を行うことができる。
この後、光学素子の使用目的に応じて、例えば反射防止膜等の光学薄膜を基材上の硬化樹脂層の表面に、或いは前記硬化樹脂層表面及び基材面（前記硬化樹脂層が形成されていない基材面）の両方に設けると、樹脂接合型光学素子が完成する。
【０００７】
なお、基材面側の光学薄膜の形成は、樹脂層の接合工程前、工程後のいずれで行っても良い。また、光学薄膜の形成方法としては例えば、真空蒸着、スパッタリング、プラズマCVD、ディップコーティング等が使用できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この様な従来法により製造される樹脂接合型光学素子は、その光学面が非球面であることが多く、収差等の光学性能の向上を目的として、例えばカメラのレンズ等に組み込まれて使用される。
しかし、この様な樹脂接合型光学素子の樹脂層表面は、従来から使用されているガラス製光学素子の研磨面に比べて表面粗さが大きいという問題がある。
【０００９】
そして一般に、基材上に光学薄膜を形成すると、形成された光学薄膜の表面粗さが基材の表面粗さより大きくなり、その程度は基材の表面粗さに依存する。
即ち、表面粗さが小さい従来のガラスレンズ上に形成した光学薄膜の表面粗さはガラスレンズのそれと大差なく問題はないが、表面粗さが大きい樹脂層表面に形成した光学薄膜の表面粗さは、樹脂層表面よりも更に大きくなり問題がある。
【００１０】
そのため、樹脂接合型光学素子を使用した場合には、一部の光学性能（収差等）の向上を可能にするものの、樹脂層の光学面における散乱が大きい、フレアーを生じる等、他の光学性能を劣化させるという問題があった。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、光学薄膜の表面粗さを従来よりも低減して、散乱やフレアー等の光学性能劣化現象を防止した樹脂接合型光学素子とその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は「金型母材の表面にメッキ層を形成する工程と、前記メッキ層の平均表面粗さＲａが４ｎｍ以下になるように前記メッキ層を研磨して金型面を形成する工程と、平均表面粗さＲａが４ｎｍ以下であるレンズ基材と前記金型面との間に光硬化型樹脂液を挟む工程と、前記樹脂液を押し広げながら、前記レンズ基材と前記金型面との間隔が所定値または所定範囲となる位置まで両者を接近させる工程と、前記レンズ基材及び前記金型面の位置を保持した状態で前記樹脂液に光を照射することにより前記樹脂液を硬化させ、硬化樹脂層を形成して前記レンズ基材と一体化させるとともに、該硬化樹脂層の表面に前記金型面の形状を転写して前記硬化樹脂層の平均表面粗さＲａを前記金型面の平均表面粗さＲａと略同一にする工程と、前記硬化樹脂層が形成された前記レンズ基材を前記金型面から剥離する工程と、前記硬化樹脂層の表面及び前記硬化樹脂層が形成されていない前記レンズ基材の表面に、平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下の光学薄膜層を形成する工程と、を備えた樹脂接合型レンズの製造方法（請求項１）」を提供する。
【００１３】
また、本発明は「請求項１に記載された樹脂接合型レンズの製造方法であって、前記金型を前記金型面が上に向くように略水平に設置する工程と、前記金型面に所定量の前記樹脂液を滴下する工程と、前記レンズ基材を前記樹脂液の上に略水平に載置し、かつ前記レンズ基材と前記金型面との間隔を制御することにより、前記樹脂液を前記レンズ基材と前記金型面との間隙において中央部から周辺部に向け所定範囲まで押し広げる工程とを備えた樹脂接合型レンズの製造方法。（請求項３）」を提供する。
【００１４】
また、本発明は「請求項２に記載された樹脂接合型レンズの製造方法であって、前記金型面の中央付近に所定量の前記樹脂液を滴下する工程と、前記レンズ基材を前記金型上方に、前記金型面の光学中心軸と前記前記レンズ基材の光学中心軸とが一致するように略水平に載置する工程とを備えた樹脂接合型レンズの製造方法（請求項４）」を提供する。
【００１５】
また、本発明は「請求項３に記載された樹脂接合型レンズの製造方法であって、金型面の光学中心軸と前記レンズ基材の光学中心軸とを一致させたまま、前記金型と前記レンズ基材との間隔を近づけることにより、前記金型面の中央付近と前記樹脂液とを接触させ、かつ前記レンズ基材と前記金型面との間隔を制御することにより、前記樹脂液を前記レンズ基材と前記金型面との間隙において中央部から周辺部に向け所定範囲まで押し広げる工程とを備えた樹脂接合型レンズの製造方法（請求項５）」を提供する。
【００１９】
【発明の実施形態】
本発明者は鋭意研究の結果、樹脂接合型光学素子における散乱やフレアー等の光学性能劣化を防止するためには、光学面に形成された光学薄膜の表面粗さ（Ra）を5nm以下にする必要があることを見いだした。
そこで、基材上に樹脂層と光学薄膜層を設けてなる本発明（請求項１〜８）にかかる樹脂接合型光学素子では、樹脂層の光学面上に、或いは樹脂層の光学面上及び基材上（樹脂層が設けられていない基材面）に、設けた光学薄膜層の平均表面粗さ（Ra）を5nm以下とした。
【００２０】
本発明（請求項１〜８）にかかる樹脂接合型光学素子によれば、光学薄膜の表面粗さを従来よりも低減して、散乱やフレアー等の光学性能劣化現象を防止することができる。
さらに、本発明者は鋭意研究の結果、以下のことを見いだした。
１）樹脂成型時に使用する金型の表面粗さ（Ra）と樹脂成形面の表面粗さ（Ra）はほぼ同じになる。
２）光学薄膜の表面粗さを決定する要因には、薄膜形成時の装置条件と基材の表面粗さがあるが、基材の表面粗さのほうがその影響が大きい。
３）光学薄膜の平均表面粗さ（Ra）が5nm以下であるためには、その基材の光学面の平均表面粗さ（Ra）が4nm以下であることが必要である。
【００２１】
そして、本発明者はこれに基づいて、基材上に樹脂層と光学薄膜層を設けてなる樹脂接合型光学素子であり、樹脂層の光学面上に、或いは樹脂層の光学面上及び基材上（樹脂層が設けられていない基材面）に、設けた光学薄膜層の平均表面粗さ（Ra）が5nm以下となる樹脂接合型光学素子を得るために、平均表面粗さ（Ra）が4nm以下の金型面を有する金型を使用して行う請求項２〜８にかかる製造方法を採用することとした。
【００２２】
例えば、本発明にかかる樹脂接合型光学素子は、平均表面粗さ（Ra）が4nm以下の金型面を有する金型を使用して光学素子基材と樹脂層とを接合し、その後、樹脂層表面に反射防止膜等の光学薄膜を形成することにより得ることができる。本発明は、使用する金型の材質や製造方法にはよらないが、例えば以下のような方法により製造した金型を使用することができる。
【００２３】
１）ステンレス製のブロックを旋盤で加工することにより金型形状にして金型母材とする。
２）金型母材にNi-Pメッキ層を形成する。
３）超精密旋盤で金型面（Ni-P層）を切削して、所望の金型面形状にする。
４）金型面を研磨して所望の表面粗さにする。
【００２４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００２５】
【実施例】
基材上に樹脂層と光学薄膜層を設けてなる実施例１〜３にかかる樹脂接合型光学素子では、光学薄膜層は樹脂層の光学面上及び基材上（樹脂層が設けられていない基材面）の両方に設けられ、光学薄膜層の平均表面粗さ（Ra）が5nm以下である。
【００２６】
実施例１〜３にかかる樹脂接合型光学素子によれば、光学薄膜の表面粗さを従来よりも低減して、散乱やフレアー等の光学性能劣化現象を防止することができる。
実施例１〜３にかかる樹脂接合型光学素子は、請求項２〜８に記載の方法により製造した。
［実施例１］
請求項２〜８に記載の製造方法において、ステンレス製の金型母材の表面に形成した100μｍ厚さのNi-Pメッキ層を研磨し、金型面の表面粗さ（Ra）を0.3nmとした金型を使用して、本実施例の樹脂接合型光学素子を製造した。
【００２７】
なお、金型面の平均表面粗さ（Ra）の測定は、Park Scientific Instruments社製の走査型プローブ顕微鏡Ｍ５を使用し、5μｍ角の測定範囲にて、金型面全域から５カ所を選択して行った。
本実施例にかかる樹脂層の平均表面粗さ（Ra）を測定したところ0.4nmであった。
【００２８】
さらに、樹脂層表面に真空蒸着法により反射防止膜（光学薄膜層）を形成して、その平均表面粗さ（Ra）を測定したところ0.7nmであった。
本実施例の樹脂接合型光学素子をカメラレンズに組み込んで確認したところ、散乱やフレアーがなく光学素子として十分な性能を有していた。
［実施例２］
請求項２〜８に記載の製造方法において、ステンレス製の金型母材の表面に形成した100μｍ厚さのNi-Pメッキ層を研磨し、金型面の平均表面粗さ（Ra）を1.2nmとした金型を使用して、本実施例の樹脂接合型光学素子を製造した。
【００２９】
なお、金型面の平均表面粗さ（Ra）の測定は、実施例１と同様に行った。
本実施例にかかる樹脂層の平均表面粗さ（Ra）を測定したところ1.2nmであった。
さらに、樹脂層表面にスパッタリング法により反射防止膜（光学薄膜層）を形成して、その平均表面粗さ（Ra）を測定したところ1.2nmであった。
【００３０】
本実施例の樹脂接合型光学素子をカメラレンズに組み込んで確認したところ、散乱やフレアーがなく光学素子として十分な性能を有していた。
［実施例３］
請求項２〜８に記載の製造方法において、ステンレス（商品名：STAVAX）製の金型母材を研磨し、金型面の平均表面粗さ（Ra）を3.7nmとした金型を使用して、本実施例の樹脂接合型光学素子を製造した。
【００３１】
なお、金型面の平均表面粗さ（Ra）の測定は、実施例１と同様に行った。
本実施例にかかる樹脂層の平均表面粗さ（Ra）を測定したところ3.6nmであった。
さらに、樹脂層表面にスパッタリング法により反射防止膜（光学薄膜層）を形成して、その平均表面粗さ（Ra）を測定したところ4.9nmであった。
【００３２】
本実施例の樹脂接合型光学素子をカメラレンズに組み込んで確認したところ、散乱やフレアーがなく光学素子として十分な性能を有していた。
なお、上記各実施例にかかる樹脂液には、商品名アロニックスUV3700又はアロニックス3033HV（東亜合成化学株式会社製）を用いて、ディスペンサーにより所定量を滴下した。
【００３３】
また、硬化樹脂層との接着力を向上させるために、光学素子基材の表面にはシランカップリング処理を施した。シランカップリング剤としては、商品名KBM503（信越化学株式会社製）をエタノールに希釈して２wt％エタノール溶液としたものを使用した。
また、光源として出力 150Ｗのキセノンランプを用いて60秒間照射して、樹脂液を重合反応させることにより硬化樹脂層を形成した。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明（請求項１〜８）にかかる樹脂接合型光学素子によれば、光学薄膜の表面粗さを従来よりも低減して、散乱やフレアー等の光学性能劣化現象を防止することができる。
本発明によれば、光学薄膜の表面粗さが小さく、散乱やフレアーの少ない樹脂接合型光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、樹脂接合型光学素子の一例を示す断面図である。
【図２】は、樹脂接合型光学素子における樹脂層と光学素子基材の接合方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
１１，２１・・・光学素子基材
１２，２２・・・硬化樹脂層
２２ａ・・・樹脂液
１３・・・光学薄膜層、２３・・・金型                            以上
【図１】
0004345123.tif 000002
【図２】
0004345123.tif 000003