(57)【要約】【課題】エネルギー硬化型接着剤の硬化収縮等に起因する光学素子光軸のずれを低減させる。【解決手段】光学素子接着装置に備えられ、紫外線硬化型接着剤１２ａを介して積層された下レンズ１と上レンズ１０からなるワークＷに紫外線１３ｄを照射して紫外線硬化型接着剤１２ａを硬化させて接着する紫外線照射装置１３において、紫外線１３ｄを出射する紫外線光源１３ｂとワークＷとの間の紫外線１３ｄの照射経路に介在する光学絞り１３ｃを設け、ワークＷに照射される紫外線１３ｄの強度、照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、紫外線硬化型接着剤１２ａの硬化収縮に起因する下レンズ１の光軸１ａと、上レンズ１０の光軸１０ａの位置ズレを防止する。【選択図】  図１
2009251295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー硬化型接着剤を用いて光学素子と対象物を接着する光学素子接着装置であって、
エネルギー線を出射する光源と、
前記光源と前記エネルギー硬化型接着剤が塗布された前記光学素子との間に配置され、前記エネルギー線が通過する開口部の口径が可変な光学絞りと、
前記光源および前記光学絞りを制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする光学素子接着装置。
【請求項２】
請求項１記載の光学素子接着装置において、
前記制御手段は、前記光学素子に対する前記エネルギー線の照射強度および照射時間の少なくとも一方を調整することを特徴とする光学素子接着装置。
【請求項３】
請求項２記載の光学素子接着装置において、
前記制御手段は、前記光学素子に対する前記エネルギー線の前記照射強度および前記照射時間を組み合わせて調整することを特徴とする光学素子接着装置。
【請求項４】
請求項１記載の光学素子接着装置において、
さらに、前記エネルギー硬化型接着剤を介して接着される前記光学素子の前記対象物に対する偏芯を検出する偏芯測定手段を備え、
前記制御手段は、前記偏芯を抑止するように前記光学素子に対する前記エネルギー線の照射強度および照射時間を組み合わせて調整することを特徴とする光学素子接着装置。
【請求項５】
エネルギー硬化型接着剤を用いる光学素子接着方法であって、
光学素子と対象物との間に介在する前記エネルギー硬化型接着剤にエネルギー線を照射して硬化させるときに、前記対象物に対する前記光学素子の偏芯を抑止するように前記エネルギー線の照射方法を制御することを特徴とする光学素子接着方法。
【請求項６】
請求項５記載の光学素子接着方法において、
前記エネルギー線の照射強度および照射時間の少なくとも一方を調整することを特徴とする光学素子接着方法。
【請求項７】
請求項５記載の光学素子接着方法において、
前記エネルギー線の照射強度および照射時間を連続的に調整することを特徴とする光学素子接着方法。
【請求項８】
請求項５記載の光学素子接着方法において、
前記光学素子の前記対象物に対する偏芯を観察しながら前記エネルギー線の照射強度および照射時間の少なくとも一方を調整することを特徴とする光学素子接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子接着技術に関し、エネルギー硬化型接着剤を用いた光学素子接着技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子の製造分野では、たとえば、複合レンズ等のように、紫外線硬化型接着剤を用いて複数のレンズを貼り合わせることが行われている。
また、光学素子を含む光学系を任意の装置に組み込む場合にも、紫外線硬化型接着剤を用いた接着技術が用いられる場合がある。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、レーザ光源に対して光学部品の光軸位置を調整した後、この光学部品と基板の双方に接着する二つの異なる面に紫外線硬化型接着剤が塗布された透明な支持体を当該光学部品および基板の各々に接触させて配置し、この支持体に紫外線を照射して光学部品と基板の双方に同時接着させる技術が開示されている。
【０００４】
そして、この特許文献１によれば、（１）接着剤塗布面を、鏡面仕げすることで接着剤の厚さを減らすことができ、（２）光学部品と基板に対し支持体が接着剤収縮時に相対的に移動することができ、（１）および（２）によって基板に対する光学部品の光軸ズレが減少する、という効果が得られる、としている。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１の場合には、上述の（１）の効果については、接着剤塗布面を、鏡面仕上げすることで、接着剤の厚さを減らし、相対的に接着剤の収縮量を減らして実現している。また、（２）については、光学部品と基板の間に支持体を介在させ、支持体が接着剤の収縮時に移動することで実現されている。
【０００６】
すなわち、特許文献１の場合には、紫外線硬化型接着剤の硬化収縮率そのものに着目した対策ではないため、たとえば、光学部品と対象物（この場合、基板）との間に支持体等を介在させることが困難なレンズ同士の接着や、鏡枠へのレンズの接着などの場合には、紫外線硬化型接着剤の効果収縮に伴う光軸のズレの防止効果は得られない、という技術的課題があった。
【特許文献１】特開２００７−２１９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、エネルギー硬化型接着剤の硬化収縮等に起因する光学素子の光軸のずれを低減させることが可能な光学素子接着技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点は、エネルギー硬化型接着剤を用いて光学素子と対象物を接着する光学素子接着装置であって、
エネルギー線を出射する光源と、
前記光源と前記エネルギー硬化型接着剤が塗布された前記光学素子との間に配置され、前記エネルギー線が通過する開口部の口径が可変な光学絞りと、
前記光源および前記光学絞りを制御する制御手段と、
を含む光学素子接着装置を提供する。
【０００９】
本発明の第２の観点は、エネルギー硬化型接着剤を用いる光学素子接着方法であって、
光学素子と対象物との間に介在する前記エネルギー硬化型接着剤にエネルギー線を照射して硬化させるときに、前記対象物に対する前記光学素子の偏芯を抑止するように前記エネルギー線の照射方法を制御する光学素子接着方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エネルギー硬化型接着剤の硬化収縮等に起因する光学素子の光軸のずれを低減させることが可能な光学素子接着技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本実施の形態の第１態様では、接着剤を硬化させるための紫外線照射部と、その紫外線を制御する制御部を有するレンズ接着装置を開示する。
また、第２態様の構成では、上述の第１態様の構成において、紫外線を制御する手段として、紫外線の照射強度を調整する光量調節部と、照射をＯＮ／ＯＦＦする機能を設ける。
【００１２】
また、第３態様の構成では、上述の第２態様において、光量調整部の絞りを連続的に調整可能な構成にするとともに、光量調節部、照射をＯＮ／ＯＦＦする機能の制御をプログラム化して、自動調整を可能にする。
【００１３】
また、第４態様では、上述の第３態様の構成に、さらに反射型の偏芯測定機を備え、レンズ等の光学素子の光軸の変化を観察可能にし、光軸の変化が抑止されるように、紫外線の照射状態を制御する。
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である光学素子接着方法を実施する光学素子接着装置を構成紫外線照射装置の構成の一例を示す概念図であり、図２は、本発明の一実施の形態である光学素子接着方法を実施する光学素子接着装置の構成の一例を示す概念図である。
【００１５】
図３、図４、および図５は、本実施の形態の紫外線照射装置の作用を説明する線図である。
図１に例示されるように、本実施の形態の紫外線照射装置１３は、制御部１３ａ（制御手段）、紫外線光源１３ｂ、光学絞り１３ｃ、インタフェース線１３ｅを備えている。
【００１６】
制御部１３ａは、紫外線照射装置１３の全体の動作と、光学絞り１３ｃの絞り開口径Ｄの開閉や開度を制御する。
本実施の形態の場合、光学絞り１３ｃは、たとえば、複数の図示しない羽根部材を放射状に配列し、この羽根部材の重なり状態を制御することで、羽根部材の配列の中央に形成される開口部の形状（絞り開口径Ｄ）を、全閉から全開までの間で無段階に連続的に変化させる構成を備えている。
【００１７】
光学絞り１３ｃは、紫外線光源１３ｂから照射される紫外線１３ｄ（エネルギー線）の光軸上に存在しており、絞り開口径Ｄを全閉にした場合には、紫外線１３ｄを遮蔽するシャターとしても機能する。
【００１８】
ワークＷは、光学絞り１３ｃの同軸の下方に位置する。本実施の形態の場合、ワークＷは、後述の光学素子接着装置Ｍに備えられたレンズホルダ２に載置され、紫外線硬化型接着剤１２ａ（エネルギー硬化型接着剤）を介して積層された下レンズ１および上レンズ１０からなる。
【００１９】
なお、制御部１３ａが、電気的に直接に紫外線光源１３ｂを制御して当該紫外線光源１３ｂから出射される紫外線１３ｄの強度、またはＯＮ／ＯＦＦを制御できる場合は、光学絞り１３ｃを省略してもよい。
【００２０】
また、図１では、ワークＷのほぼ真上から紫外線１３ｄを照射するように例示されているが、下レンズ１および上レンズ１０は透明なので、光軸１０ａ（光軸１ａ）からそれた斜め方向から紫外線１３ｄを照射するように、紫外線照射装置１３の配置を行ってもよい。
【００２１】
次に、上述のような構成の紫外線照射装置１３の作用について説明する。
紫外線照射装置１３の紫外線光源１３ｂから出射される紫外線１３ｄは、紫外線１３ｄの光軸上にある光学絞り１３ｃに到達する。
【００２２】
光学絞り１３ｃの絞り開口径Ｄが全開の場合は、紫外線光源１３ｂから出射された紫外線１３ｄは、すべてワークＷに到達する。
光学絞り１３ｃの絞り開口径Ｄが全閉の場合は、紫外線光源１３ｂから紫外線１３ｄはワークＷに到達しない。
【００２３】
光学絞りは、全開と全閉の間で任意に口径を調整できる。したがって光学絞りを、制御部１３ａが制御することで、ワークＷに照射される紫外線１３ｄの強度、および照射のＯＮ／ＯＦＦが制御できる。
【００２４】
ここで、ワークＷにおおける下レンズ１と上レンズ１０の間に介在する紫外線硬化型接着剤１２ａの紫外線１３ｄの照射による硬化収縮について図３から図５を参照して考察する。
【００２５】
図３から図５は、いずれも紫外線硬化型接着剤１２ａに紫外線１３ｄを照射した時（各図で”◇”でプロットされた折れ線グラフＣ１）と、上レンズ１０の光軸１０ａの移動量（各図で”●”でプロットされた折れ線グラフＣ２）の関係を示している。
【００２６】
なお、図３、図４、図５の順に、紫外線１３ｄの照射密度が高くなっている。
この図３から図５のいずれの場合も、横軸は時間であり、”●”の折れ線グラフＣ２は、光軸１０ａの移動量の時間変化を示している。
【００２７】
まず、図３より、紫外線１３ｄの照射によって上レンズ１０の光軸１０ａは移動するが、紫外線１３ｄの照射を中断すると光軸１０ａの移動が回復することがわかる。
また、図３と、図４、図５の比較から、上レンズ１０の光軸１０ａの移動を減少させるためには、適した紫外線１３ｄの照射強度があることがわかる。
【００２８】
以上のような知見により、紫外線１３ｄの強度と、紫外線１３ｄの照射のＯＮ／ＯＦＦの組合せを適宜制御すれば、上レンズ１０の光軸１０ａの移動量（位置ズレ）が制御（抑制）可能なことがわかる。
【００２９】
そこで、本実施の形態の紫外線照射装置１３では、紫外線１３ｄの強度と、紫外線１３ｄの照射のＯＮ／ＯＦＦの組合せを光学絞り１３ｃによって制御することにより、ワークＷにおける上レンズ１０の光軸１０ａの下レンズ１の光軸１ａに対する位置ズレを抑制する。
【００３０】
すなわち、本実施の形態の紫外線照射装置１３の構成によって、上レンズ１０と下レンズ１を接着する紫外線硬化型接着剤１２ａに紫外線１３ｄを照射して硬化させる場合において、紫外線１３ｄの強度および紫外線１３ｄの照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、紫外線硬化型接着剤１２ａの高収縮等に起因する光軸の移動量の減少を達成できる。
【００３１】
また、本実施の形態の紫外線照射装置１３においては、後述の光学素子接着装置Ｍに、共に備えられた後述の偏心測定手段８から得られる上レンズ１０の光軸１ａの下レンズ１の光軸１ａに対する偏芯量の情報をインタフェース線１３ｅを介して取得し、この偏芯量を打ち消すように紫外線１３ｄの照射量や、照射のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うように、制御部１３ａの制御機能をプログラムすることもできる。
【００３２】
図２は、上述のような構成の紫外線照射装置１３を備えた光学素子接着装置Ｍを示している。
本実施の形態の光学素子接着装置Ｍにおいて、下レンズ１を保持するレンズホルダ２が受動ローラ３と能動ローラ４により回転自在に保持されている。レンズホルダ２は、下レンズ１を吸着するための吸着孔５が中央に形成されている。
【００３３】
レンズホルダ２の下部２ａは大径に形成され、この下部２ａの外周面に受動ローラ３と能動ローラ４とを当てつけ、能動ローラ４に連結したモータ６を回転してレンズホルダ２を回転するようになっている。
【００３４】
下部２ａと下レンズ１の保持部は同軸となるように加工されている。このレンズホルダ２は、能動ローラ４と受動ローラ３のみで保持し回転するため、他の部位に締結されることなく、容易に着脱自在に設けられている。そして、上記位置にレンズホルダ２はレンズホルダ搬送装置１５で搬送される。
【００３５】
レンズホルダ２の吸着孔５には、下レンズ１を吸着保持するレンズ吸着装置７が接続されている。レンズホルダ２の上方には、レンズホルダ２の回転軸上に下レンズ１の偏心を測定する偏心測定手段８が配置され、下レンズ１の反射を利用して下レンズ１の曲率中心の位置を求めることができるようになっている。
【００３６】
また、レンズホルダ２の回転軸上に搬入し、回転軸から退避自在なレンズ搬送装置９がレンズホルダ２の上方に配置されている。図２の例にあっては、レンズ搬送装置９は、下レンズ１に接合される上レンズ１０を保持している。
【００３７】
レンズホルダ２で保持した下レンズ１の外周面に対向して心出し装置１１が配置されている。心出し装置１１は、下レンズ１の側面を押してレンズホルダ２上に位置を変えつつ心出しするもので、下レンズ１上に接合される上レンズ１０の心出し（下レンズ１の光軸１ａと上レンズ１０の光軸１０ａの一致）を行うことができるように上下動自在に設けられている。
【００３８】
さらに、レンズホルダ２の上方には、偏心測定手段８の光路を妨げない位置に、下レンズ１に接着剤を塗布する接着剤塗布装置１２と塗布した接着剤を硬化するために紫外線１３ｄを照射する上述の紫外線照射装置１３が配置されている。
【００３９】
すなわち、偏心測定手段８は、たとえば、図示しない測定光線を下レンズ１および上レンズ１０に照射し、その反射光に基づいて偏芯量を測定する、いわゆる反射型の偏芯測定機からなる。
【００４０】
そして、上記モータ６、レンズ吸着装置７、偏心測定手段８、レンズ搬送装置９、心出し装置１１、接着剤塗布装置１２および紫外線照射装置１３がインタフェース線１３ｅを介して制御装置１４にそれぞれ接続され、上述の各装置などの制御を行っている。
【００４１】
以下、本実施の形態の光学素子接着装置Ｍの作用を説明する。
上述のような構成の本実施の形態の光学素子接着装置Ｍにあっては、制御装置１４の指令により、レンズ搬送装置９は、下レンズ１を保持してレンズホルダ２上に搬送し、レンズ吸着装置７は、レンズホルダ２上で下レンズ１を吸着保持する。受動ローラ３と能動ローラ４は、レンズホルダ２を保持し、能動ローラ４がレンズホルダ２を回転する。
【００４２】
このとき、レンズホルダ２のレンズ当接面とレンズホルダ２の下部２ａの面は同軸に加工されているため、下レンズ１の下面の曲率中心は回転軸上となる。この状態で偏心測定手段８は、下レンズ１の上面の曲率中心の回転軸に対する偏心を測定する。
【００４３】
心出し装置１１は、下レンズの上面の曲率中心と回転軸とを一致するように、レンズホルダ２が停止しているときに下レンズ１の外周面から押し、下レンズ１を移動して心出しする。そして、確認のためにレンズホルダ２を回転して再度心出し状態をチェックし、心出しが行われていないときは、上記心出し作業を反復する。この時、下レンズ１はレンズホルダ２に吸着されているが、下レンズ１はレンズホルダ２上で滑るため、心出し作業には影響はない。
【００４４】
次に、下レンズ１の上に、接着剤塗布装置１２が紫外線硬化型接着剤１２ａを適量、下レンズ１の上に塗布する。
そのあと、上レンズ１０をレンズ搬送装置９で紫外線硬化型接着剤１２ａを塗布した下レンズ１にゆっくり接触させて接合し、レンズホルダ２を能動ローラ４で回転させながら、偏心測定手段８を用いて上レンズ１０の上面の曲率中心、回転軸に対する偏心を測定して、曲率中心が回転中心に来るように心出し装置１１で、上レンズ１０の側面を押して心出しをする。
【００４５】
この時、下レンズ１はレンズ吸着装置７でレンズホルダ２に吸着されているため動かず、上レンズ１０のみが接着剤の粘性に抗して移動する。
上レンズ１０の心出しが完了した状態で、上述の図１に例示されるように、紫外線照射装置１３により接合面に紫外線１３ｄを照射して紫外線硬化型接着剤１２ａを硬化させる。
【００４６】
この時、本実施の形態の紫外線照射装置１３では、上述のように、紫外線硬化型接着剤１２ａに対する紫外線１３ｄの照射量および照射のＯＮ／ＯＦＦの制御を組み合わせて、紫外線硬化型接着剤１２ａの硬化収縮等に起因する上レンズ１０の光軸１０ａの、下レンズ１の光軸１ａに対する位置ズレ（偏芯）の発生量を最小または零に抑止する。
【００４７】
このとき、紫外線照射装置１３では、必要に応じて、偏心測定手段８から得られる偏芯の情報をインタフェース線１３ｅから取得して、紫外線１３ｄの照射量および照射のＯＮ／ＯＦＦの制御におけるフィードバック制御を行うように制御部１３ａの制御機能をプログラムすることもできることは上述の通りである。
【００４８】
これにより、２枚の下レンズ１および上レンズ１０の曲率中心はレンズホルダ２の回転中心上に並び、下レンズ１および上レンズ１０の各々の光軸１ａおよび光軸１０ａが一致した状態で接合される。
【００４９】
以下、同様の手順を繰り返すことによって、３枚以上のレンズの心出し接合作業を行うことが可能である。
以上説明したように、本実施の形態の光学素子接着装置Ｍによれば、紫外線硬化型接着剤１２ａを用いる下レンズ１および上レンズ１０等のワークＷの接着において、紫外線１３ｄの照射による紫外線硬化型接着剤１２ａの硬化時における下レンズ１の光軸１ａと上レンズ１０の光軸１０ａの位置ズレを減少または抑止できる。
【００５０】
すなわち、本実施の形態の光学素子接着装置Ｍによれば、紫外線硬化型接着剤１２ａ等のエネルギー硬化型接着剤の硬化収縮等に起因する下レンズ１および上レンズ１０等の光学素子の光軸のずれを低減させることが可能となる。
【００５１】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
エネルギー硬化型接着剤としては紫外線硬化型接着剤に限らず、他のエネルギー硬化型接着剤を用いてもよい。
【００５２】
［付記１］
紫外線硬化型接着剤を用いた、レンズの接着において、レンズと対象物の接着に際し、接着剤の硬化時に紫外線の照射法を制御することでレンズの芯移動量を少なくするレンズ接着装置。
【００５３】
［付記２］
付記１の紫外線硬化型接着剤の紫外線照射装置において、紫外線照射強度と照射時間が調整可能なレンズ接着装置。
【００５４】
［付記３］
付記２の、紫外線照射装置とは、紫外線照射強度と照射時間が連続的に調整可能であり、それらを組み合わせて自動調整のできる、レンズ接着装置。
【００５５】
［付記４］
付記３の装置において、反射型の偏芯測定機を用いてレンズの芯の変化を確認できることを特徴としたレンズ接着装置。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態である光学素子接着方法を実施する光学素子接着装置を構成紫外線照射装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態である光学素子接着方法を実施する光学素子接着装置の構成の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である紫外線照射装置の作用を説明する線図である。
【図４】本発明の一実施の形態である紫外線照射装置の作用を説明する線図である。
【図５】本発明の一実施の形態である紫外線照射装置の作用を説明する線図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  下レンズ
１ａ  光軸
２  レンズホルダ
２ａ  下部
３  受動ローラ
４  能動ローラ
５  吸着孔
６  モータ
７  レンズ吸着装置
８  偏心測定手段
９  レンズ搬送装置
１０  上レンズ
１０ａ  光軸
１１  心出し装置
１２  接着剤塗布装置
１２ａ  紫外線硬化型接着剤
１３  紫外線照射装置
１３ａ  制御部
１３ｂ  紫外線光源
１３ｃ  光学絞り
１３ｄ  紫外線
１３ｅ  インタフェース線
１４  制御装置
１５  レンズホルダ搬送装置
Ｄ  絞り開口径
Ｍ  光学素子接着装置
Ｗ  ワーク
【図３】
2009251295.tif 000003
【図４】
2009251295.tif 000004
【図５】
2009251295.tif 000005
【図１】
2009251295.tif 000006
【図２】
2009251295.tif 000007