JP5208778B2 - Bonding optical element and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、光学有効径よりも外側に接触部を有する接合光学素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a bonded optical element having a contact portion outside the effective optical diameter and a method for manufacturing the same.

光学の分野において、接合光学素子として屈折率の違う２つ以上のレンズ（光学素子）を光軸に沿って配置又は接合することが一般的に行われている。これは、１つのレンズだけでは実現が難しい光学性能（例えば色収差の改善）を実現するためである。   In the field of optics, two or more lenses (optical elements) having different refractive indexes are generally arranged or bonded along the optical axis as a bonded optical element. This is to realize optical performance (for example, improvement of chromatic aberration) that is difficult to achieve with only one lens.

例えば、３層接合光学素子を得る形態として、２つのガラス又はプラスチックの光学基材に未硬化のエネルギー硬化型樹脂を挟み、次いで、当該樹脂にエネルギーを照射して硬化させる方法がある。   For example, as a form for obtaining a three-layer bonded optical element, there is a method in which an uncured energy curable resin is sandwiched between two glass or plastic optical substrates, and then the resin is irradiated with energy to be cured.

しかし、光学基材と樹脂を接合する際、光学基材と樹脂の位置が、所望の位置から光軸方向や、光軸に垂直な方向に、ずれたまま樹脂を硬化してしまうと、目的の光学性能を得られなくなってしまう。そのため、接合光学素子においては、光学基材と樹脂を硬化する前に、ズレを修正することで光学性能を確保する必要がある。また、このズレの修正を高精度に行おうとすると、製造装置の要求精度が高くなる。また、複雑な位置決め調整機構が必要となる。   However, when the optical base material and the resin are bonded, if the resin is cured while the position of the optical base material and the resin is shifted from the desired position in the optical axis direction or the direction perpendicular to the optical axis, It becomes impossible to obtain the optical performance. Therefore, in the bonded optical element, it is necessary to ensure optical performance by correcting the deviation before curing the optical base material and the resin. Further, if the deviation is corrected with high accuracy, the required accuracy of the manufacturing apparatus increases. In addition, a complicated positioning adjustment mechanism is required.

ここで、特許文献１には、２つの光学基材の光学有効径よりも外側で基材の一部を線接触させて、光学基材同士を位置決めする旨が開示されている。そして、２つの光学基材の間に形成された空間に樹脂層を形成している。しかしながら、光学基材から樹脂を溢れさせることなく、樹脂層を形成するためには樹脂の吐出量を高精度に制御する必要がある。   Here, Patent Document 1 discloses that the optical base materials are positioned by bringing part of the base materials into line contact outside the optical effective diameter of the two optical base materials. And the resin layer is formed in the space formed between two optical base materials. However, in order to form the resin layer without overflowing the resin from the optical substrate, it is necessary to control the resin discharge amount with high accuracy.

また、光学基材から樹脂を溢れさせることなく樹脂層を形成する別の方法としては、例えば特許文献２には、光学基材の位置決め部の内側に樹脂溜まり部を形成する技術が開示されている。   Further, as another method for forming a resin layer without causing the resin to overflow from the optical base material, for example, Patent Document 2 discloses a technique for forming a resin reservoir inside the positioning portion of the optical base material. Yes.

特開２００１−４２２１２号公報JP 2001-42212 A 特開平０５−１９１０４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-19104

しかしながら、樹脂は硬化時に収縮するため、特許文献２のように、接触部の内側に樹脂溜まり部を設けた場合、樹脂溜まり部の樹脂による収縮で、基材が強く樹脂側に引っ張られてしまう。そのため、樹脂溜まり部付近、すなわち光学基材の光学有効径の近傍の面形状を悪化させるという課題があった。   However, since the resin shrinks at the time of curing, as in Patent Document 2, when the resin reservoir is provided inside the contact portion, the base material is strongly pulled to the resin side due to the shrinkage of the resin reservoir by the resin. . Therefore, there is a problem that the surface shape near the resin reservoir, that is, near the optical effective diameter of the optical base material is deteriorated.

さらに、接触部の内側に樹脂溜まり部があると、樹脂溜まり部の樹脂の内部歪が、光学有効径内の樹脂層にまで影響を及ぼす。これにより、光学有効径内の樹脂層の光学性能が悪化するという課題もあった。   Further, when there is a resin reservoir inside the contact portion, the internal strain of the resin in the resin reservoir affects the resin layer within the optical effective diameter. Thereby, the subject that the optical performance of the resin layer in an optical effective diameter deteriorated also occurred.

そこで、本発明は、面形状の精度が高く内部歪が少ない接合光学素子及びその製造方法を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a cemented optical element with high surface shape accuracy and low internal distortion, and a method for manufacturing the same.

前記目的を達成するため、請求項１に係る接合光学素子の発明は、
光学有効径よりも外側に接触部を有する少なくとも２つの光学基材と、
前記２つの光学基材と前記接触部によって閉空間が形成され、
前記閉空間内を少なくとも充填する、エネルギー硬化型樹脂によるレンズ層と、
前記接触部の外周において、前記２つの光学基材の面同士が離間することで形成される樹脂溜まり部と、
前記樹脂溜まり部の少なくとも一部に、前記エネルギー硬化型樹脂による樹脂層と、を備え、前記樹脂溜まり部は、前記光学基材の径方向に対して２つ以上に分割されている。 In order to achieve the above object, the invention of the bonded optical element according to claim 1 comprises:
At least two optical substrates having contact portions outside the optical effective diameter;
A closed space is formed by the two optical base materials and the contact portion,
A lens layer made of an energy curable resin that fills at least the closed space;
In the outer periphery of the contact portion, a resin reservoir portion formed by separating the surfaces of the two optical base materials,
At least a portion of said resin reservoir, e Bei and a resin layer by the energy curable resin, the resin reservoir is divided into two or more with respect to the radial direction of the optical substrate.

請求項２に係る発明は、請求項１項記載の接合光学素子において、
前記樹脂溜まり部を構成する少なくとも一つの面が、前記光学基材の光軸と略垂直方向の面であることが好ましい。 The invention according to claim 2 is the bonded optical element according to claim 1,
It is preferable that at least one surface constituting the resin reservoir is a surface substantially perpendicular to the optical axis of the optical substrate.

請求項３に係る発明は、請求項１項又は２項に記載の接合光学素子において、
前記樹脂溜まり部は、前記光学基材の外周部全周にわたって輪帯状に形成されていることが好ましい。 The invention according to claim 3 is the bonded optical element according to claim 1 or 2 ,
It is preferable that the resin reservoir is formed in an annular shape over the entire outer periphery of the optical substrate.

請求項４に係る接合光学素子の製造方法の発明は、
光学有効径よりも外側に接触部を有する一方の光学基材の光学面上にエネルギー硬化型樹脂を塗布する工程と、
光学有効径よりも外側に接触部を有する他方の光学基材により前記エネルギー硬化型樹脂を押延する工程と、
前記エネルギー硬化型樹脂が接触部の外周まで押し出される工程と、
前記一方の光学基材の持つ接触部と前記他方の光学基材の持つ接触部を接触させ、閉空間と樹脂溜まり部を形成する工程と、
エネルギーを照射することにより前記エネルギー硬化型樹脂を硬化する工程と、を備え、
前記閉空間と樹脂溜まり部を形成する工程は、前記樹脂溜まり部を前記光学基材の径方向に対して２つ以上に分割して形成する。 Invention of the manufacturing method of the junction optical element concerning Claim 4 is
Applying an energy curable resin on the optical surface of one optical substrate having a contact portion outside the effective optical diameter;
A step of stretching the energy curable resin by the other optical substrate having a contact portion outside the optical effective diameter;
A step of extruding the energy curable resin to the outer periphery of the contact portion;
Contacting the contact part of the one optical substrate with the contact part of the other optical substrate to form a closed space and a resin reservoir,
Bei example a curing the energy-curable resin by irradiating energy, and
In the step of forming the closed space and the resin reservoir, the resin reservoir is divided into two or more in the radial direction of the optical substrate .

本発明によれば、面形状の精度が高く内部歪みが少ない接合光学素子を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a bonded optical element with high surface shape accuracy and low internal distortion.

実施の形態１における２つの光学基材の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of two optical substrates in the first embodiment. 同上の２つの光学基材を貼り合せてできた接合光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the joining optical element formed by bonding two optical base materials same as the above. 実施の形態２における２つの光学基材の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of two optical substrates in the second embodiment. 同上の２つの光学基材を貼り合せてできた接合光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the joining optical element formed by bonding two optical base materials same as the above. 実施の形態３における貼り合せる２つの光学基材の断面図である。6 is a cross-sectional view of two optical base materials to be bonded in Embodiment 3. FIG. 同上の２つの光学基材を貼り合せてできた接合光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the joining optical element formed by bonding two optical base materials same as the above. 実施の形態４における貼り合せる２つの光学基材の断面図である。It is sectional drawing of two optical base materials bonded together in Embodiment 4. FIG. 同上の２つの光学基材を貼り合せてできた接合光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the joining optical element formed by bonding two optical base materials same as the above.

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［実施の形態１］
図１は、貼り合わせる２つの光学基材１１，１２の断面図であり、図２は、２つの光学基材１１，１２を貼り合わせてできた接合光学素子１０の断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view of two optical substrates 11 and 12 to be bonded together, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a bonded optical element 10 formed by bonding the two optical substrates 11 and 12 to each other.

光学基材１１は、両凹形状をなしている。この光学基材１１は、貼り合わせ面１３１と、反貼り合わせ面１４１とを有している。貼り合わせ面１３１は、その曲率半径Ｒ１ａがＲ１ａ＝８mmの球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面１３１は非球面形状であってもよい。（他の実施の形態も同様である。）
ここで、貼り合わせ面とは、樹脂によって貼り合わせられる光学面のことをいい、反貼り合わせ面とは、貼り合わせ面と光学基材を挟んで対向する光学面のことを言う。（他の実施の形態も同様である。）
また、反貼り合わせ面１４１は、その曲率半径Ｒ１ｂがＲ１ｂ＝３８mmの球面形状を有している。なお、この反貼り合わせ面１４１は非球面形状であってもよい。（他の実施の形態も同様である。）
この光学基材１１は、中心肉厚ｔ１がｔ１＝０．８mm、外径Ｄ１がＤ１＝φ１２．４mmのガラス研磨レンズである。 The optical substrate 11 has a biconcave shape. The optical substrate 11 includes a mating surface 13 1 paste, and a mating surface 14 1 anti-stick. Bonding surface 13 1, the radius of curvature R1a has a spherical shape of R1a = 8 mm. Incidentally, the bonding surface 13 1 may be non-spherical shape. (The same applies to other embodiments.)
Here, the bonding surface refers to an optical surface bonded by a resin, and the anti-bonding surface refers to an optical surface that faces the bonding surface with the optical substrate interposed therebetween. (The same applies to other embodiments.)
Moreover, anti-bonding surface 14 1, the radius of curvature R1b have a spherical shape of R1b = 38mm. Incidentally, the anti-bonding surface 14 1 may be non-spherical shape. (The same applies to other embodiments.)
The optical substrate 11 is a glass polishing lens having a center thickness t 1 of t 1 = 0.8 mm and an outer diameter D 1 of D 1 = φ12.4 mm.

本実施の形態では、光学基材１１として、光学硝材Ｓ−ＢＳＬ７（（株）オハラ製）を用いた。この光学基材１１は、貼り合わせ面１３１の光学有効径Ｄ０（図２参照）よりも外側に接触部１５１を有している。本実施の形態では、この接触部１５１は、光軸Ｏと垂直な面により形成されている。 In the present embodiment, an optical glass material S-BSL7 (manufactured by OHARA INC.) Is used as the optical substrate 11. The optical substrate 11 has a contact portion 15 1 outside the bonding surface 13 1 of the optical effective diameter D 0 (see FIG. 2). In this embodiment, the contact portion 15 1 is formed by the optical axis O and a plane perpendicular.

すなわち、接触部１５１は、輪帯状の平面である。ただし、接触部１５１は、必ずしも平面でなくとも良いが、平面である方がより好ましい。また、接触部１５１は、必ずしも光軸Ｏと垂直な面でなくとも良いが、垂直な面である方がより好ましい。 That is, the contact portion 15 1 is a plan zonal. However, the contact portion 15 1 is may not necessarily be a plane, it is more preferably flat. Further, the contact portion 15 1 is necessarily not be the optical axis O and a plane perpendicular, is it is more preferably a vertical surface.

この接触部１５１は、貼り合わせ時に他方の光学基材１２と接触する。また、ここで、「接触部」とは、２つの光学基材が接触する部分のことを言う。後述する各実施の形態についても同様である。 The contact portion 15 1 is in contact with the other of the optical substrate 12 on attachment. Here, the “contact portion” refers to a portion where two optical substrates are in contact with each other. The same applies to each embodiment described later.

光学基材１１には、中心軸が光軸Ｏである円筒状の外周面１１ａが形成されている。ただし、外周面１１ａは、必ずしも、円筒状でなくとも良い。
また、この光学基材１１には、接触部１５１とその外周面１１ａとの間に面取り部１６１が形成されている。面取り部１６１は、光軸Ｏを含み光軸Ｏに平行な断面に関し、接触部１５１とのなす角が１８０度未満となるように形成されている。また、面取り部１６１と外周面１１ａの接線は、面取り部１６１と接触部１５１の接線よりも長い。 The optical base 11 is formed with a cylindrical outer peripheral surface 11a whose central axis is the optical axis O. However, the outer peripheral surface 11a does not necessarily have to be cylindrical.
Further, this optical substrate 11, the chamfered portion 16 1 is formed between the contact portions 15 1 and its outer circumferential surface 11a. Chamfer 16 1 relates cross section parallel to the optical axis O includes the optical axis O, the angle between the contact portion 15 1 is formed to be less than 180 degrees. Also, the tangent of the chamfered portion 16 1 and the outer circumferential surface 11a is longer than the tangent of the chamfered portion 16 1 and the contact portion 15 1.

この２つの光学基材１１，１２の位置関係において光軸Ｏ方向の位置と、光軸Ｏに垂直方向の位置の少なくとも１つの方向が所望の設計に従うよう、光学基材１１、１２同士が紫外線硬化型樹脂１により接着されている。   In the positional relationship between the two optical base materials 11 and 12, the optical base materials 11 and 12 are made of ultraviolet rays so that at least one of the position in the optical axis O direction and the position perpendicular to the optical axis O follows a desired design. Bonded with a curable resin 1.

光学基材１２は、メニスカス形状をなしている。この光学基材１２は、貼り合わせ面１３２と反貼り合わせ面１４２とを有している。貼り合わせ面１３２は、その近似曲率半径Ｒ２ａがＲ２ａ＝６．４mmの非球面形状を有している。なお、この貼り合わせ面１３２は球面形状であってもよい。（他の実施の形態も同様である。）
また、反貼り合わせ面１４２は、その近似曲率半径Ｒ２ｂがＲ２ｂ＝１６mmの非球面形状を有している。なお、この反貼り合わせ面１４２は球面形状であってもよい。（他の実施の形態も同様である。）この光学基材１２は、中心肉厚ｔ２がｔ２＝２．４mm、外径Ｄ２がＤ２＝φ１２．４mmのガラス成形レンズである。 The optical substrate 12 has a meniscus shape. The optical substrate 12, and a mating surface 13 2 anti bonded surface 14 2 paste. The bonding surface 13 2, the approximate radius of curvature R2a has an aspheric shape of R2a = 6.4 mm. Incidentally, the bonding surface 13 2 may be spherical. (The same applies to other embodiments.)
Moreover, anti-bonding surface 14 2, the approximate radius of curvature R2b has an aspheric shape R2b = 16 mm. Incidentally, the anti-bonding surface 14 2 may be spherical. (The same applies to other embodiments.) The optical base 12 is a glass molded lens having a center thickness t 2 of t 2 = 2.4 mm and an outer diameter D 2 of D 2 = φ12.4 mm.

本実施の形態では、光学基材１２として、光学硝材Ｓ−ＢＡＬ４２（（株）オハラ製）を用いた。この光学基材１２は、貼り合わせ面１３２の光学有効径Ｄ０（図２参照）よりも外側に接触部１５２を有している。この接触部１５２は、光軸Ｏと垂直な面により形成されている。 In the present embodiment, an optical glass material S-BAL42 (manufactured by OHARA INC.) Is used as the optical substrate 12. The optical substrate 12, bonding surface 13 2 of the optical effective diameter D 0 and a contact portion 15 2 on the outer side than (see FIG. 2). The contact portion 15 2 is formed by the optical axis O and a plane perpendicular.

すなわち、接触部１５２は、輪帯状の平面である。ただし、接触部１５２は、必ずしも平面でなくとも良いが、平面である方がより好ましい。また、接触部１５１は、必ずしも光軸Ｏと垂直な面でなくとも良いが、垂直な面である方がより好ましい。 That is, the contact portion 15 2 is a plan of the ring-shaped. However, the contact portion 15 2 is may not necessarily be a plane, it is more preferably flat. Further, the contact portion 15 1 is necessarily not be the optical axis O and a plane perpendicular, is it is more preferably a vertical surface.

この接触部１５２は、貼り合わせ時に他方の光学基材１１と接触する。
光学基材１２には、中心軸が光軸Ｏである円筒状の外周面１２ａが形成されている。ただし、外周面１２ａは、必ずしも、円筒状でなくとも良い。 The contact portion 15 2 is in contact with the other of the optical substrate 11 on attachment.
The optical base 12 is formed with a cylindrical outer peripheral surface 12a whose central axis is the optical axis O. However, the outer peripheral surface 12a does not necessarily have to be cylindrical.

また、この光学基材１２には、接触部１５２とその外周面１２ａとの間に面取り部１６２が形成されている。面取り部１６２は、光軸Ｏを含み光軸Ｏに平行な断面に関し、接触部１５２とのなす角が１８０度未満となるように形成されている。また、面取り部１６２と外周面１２ａの接線は、面取り部１６２と接触部１５２の接線よりも長い。 Further, this optical substrate 12, the chamfered portion 16 2 is formed between the contact portions 15 2 and its outer peripheral surface 12a. Chamfer 16 2 relates cross section parallel to the optical axis O includes the optical axis O, the angle between the contact portion 15 2 is formed to be less than 180 degrees. Also, the tangent of the chamfered portion 16 2 and the outer peripheral surface 12a is longer than the tangent of the contact portion 15 2 and the chamfered portion 16 2.

本実施の形態では、貼り合わせ面１３１の曲率半径が貼り合わせ面１３２の曲率半径よりも大きい。そして、接触部１５１、１５２は、何れも、光軸Ｏと垂直な面に形成されている。そのため、図２に示すように、光学基材１１と光学基材１２とが接触部１５１，１５２で接触した時点で、貼り合わせ面１３１と貼り合わせ面１３２との間に閉空間５が形成される。 In this embodiment, larger than the bonding surface 13 1 of the curvature radius of the bonding surface 13 2 of the curvature radius. The contact portions 15 1 and 15 2 are both formed on a surface perpendicular to the optical axis O. Therefore, as shown in FIG. 2, when the optical substrate 11 and the optical substrate 12 is in contact with the contact portion 15 1, 15 2, closed space between the mating surfaces 13 1 and the bonding surface 13 2 Paste 5 is formed.

後述するように、この閉空間５は少なくとも紫外線硬化型樹脂１によって充填される。そして、この紫外線硬化型樹脂１により、閉空間５にレンズ層としての樹脂層２が形成される。また、この紫外線硬化型樹脂１が閉空間５から押し出されて余剰樹脂３となる。   As will be described later, the closed space 5 is filled with at least the ultraviolet curable resin 1. The ultraviolet curable resin 1 forms a resin layer 2 as a lens layer in the closed space 5. Further, the ultraviolet curable resin 1 is pushed out of the closed space 5 to become the surplus resin 3.

ここで、上述の通り、光軸Ｏを含み光軸Ｏに平行な断面に関し、面取り部１６１と接触部１５１のなす角および面取り部１６２と接触部１５２のなす角は、何れも１８０度未満である。また、面取り部１６１と外周面１１ａの接線は、面取り部１６１と接触部１５１の接線よりも長く、かつ、面取り部１６２と外周面１２ａの接線は、面取り部１６２と接触部１５２の接線よりも長い。 Here, as described above, relates to cross section parallel to the optical axis O includes the optical axis O, the angle of the chamfered portion 16 1 and the contact portion 15 1 of the angle and the chamfered portion 16 2 and the contact portion 15 2 are both It is less than 180 degrees. Also, the tangent of the chamfered portion 16 1 and the outer circumferential surface 11a is chamfered portions 16 1 and the contact portion 15 1 of greater than tangential and tangential chamfer 16 2 and the outer peripheral surface 12a is chamfered portion 16 2 and the contact portion Longer than 15 2 tangents.

すなわち、接触部１５１，１５２の外周縁は、面取り部１６１と外周面１１ａの接線、および、面取り部１６２と外周面１２ａの接線の何れに対しても、短い。
従って、光学基材１１、１２の夫々の接触部１５１，１５２の外周には、樹脂溜まり部１８が形成されている。このように、樹脂溜まり部１８は、夫々の面取り部１６１、１６２によって、２つの光学基材１１，１２の面（１６１、１６２）同士が接触部（１５１、１５２）との接線以外で離間することで形成されている。 That is, the outer peripheral edge of the contact portion 15 1, 15 2, tangent to the chamfer portion 16 1 and the outer peripheral surface 11a, and, for any of the tangent of the chamfered portion 16 2 and the outer peripheral surface 12a, short.
Therefore, the resin reservoir 18 is formed on the outer periphery of each contact portion 15 1 , 15 2 of the optical base material 11, 12. As described above, the resin reservoir portion 18 has the chamfered portions 16 1 and 16 2 so that the surfaces (16 1 and 16 2 ) of the two optical base materials 11 and 12 are in contact with the contact portions (15 1 and 15 2 ). It is formed by separating apart from the tangent line.

本実施の形態において、光学基材１１，１２の接触部１５１，１５２により、閉空間における樹脂層２と樹脂溜まり部１８における余剰樹脂３は遮断されている。これにより、余剰樹脂３が硬化するときの収縮の影響は、貼り合わせ面１３１や貼り合わせ面１３２に及ばない。 In the present embodiment, the resin layer 2 in the closed space and the excess resin 3 in the resin reservoir 18 are blocked by the contact portions 15 1 and 15 2 of the optical base materials 11 and 12. Thus, the influence of shrinkage when the excess resin 3 is cured does not extend to the mating surface 13 1 and the bonding surface 13 2 paste.

そのため、本実施の形態によれば、光学基材１１，１２の光学有効径の内側の面形状を悪化させることがない。また、閉空間における樹脂層２における変形を防止することができる。本実施の形態では、特に面接触によって樹脂２と余剰樹脂３が遮断されているため、樹脂２と余剰樹脂３の間の距離がより離されることになり、余剰樹脂３の収縮の影響をさらに防止できる。   Therefore, according to this Embodiment, the surface shape inside the optical effective diameter of the optical base materials 11 and 12 is not deteriorated. Moreover, the deformation in the resin layer 2 in the closed space can be prevented. In the present embodiment, since the resin 2 and the surplus resin 3 are blocked by the surface contact in particular, the distance between the resin 2 and the surplus resin 3 is further separated, and the influence of the shrinkage of the surplus resin 3 is further increased. Can be prevented.

この樹脂溜まり部１８は、光学基材１１，１２の夫々の外周面全周にわたって輪帯状に形成されている。そして、この樹脂溜まり部１８に、閉空間５から押し出された余剰樹脂３が付着する。   The resin reservoir 18 is formed in a ring shape over the entire outer peripheral surface of each of the optical base materials 11 and 12. Then, the surplus resin 3 pushed out from the closed space 5 adheres to the resin reservoir 18.

このように、特に樹脂溜まり部１８が輪帯状である場合、余剰樹脂３は均等にひける。このため、偏って応力が生じることはない。
次に、貼り合わせ方法について説明する。 Thus, especially when the resin reservoir 18 is ring-shaped, the excess resin 3 is evenly drawn. For this reason, stress is not generated unevenly.
Next, a bonding method will be described.

光学基材１１の貼り合わせ面１３１に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂としての紫外線硬化型樹脂１を所望量吐出する。なお、紫外線硬化型樹脂１の代わりに熱硬化型樹脂のように熱等のエネルギーにより硬化する樹脂を用いてもよい。次いで、光学基材１１に光学基材１２を接近移動させる。なお、光学基材１２に光学基材１１を接近移動させてもよい。 The bonding surface 13 1 of the optical substrate 11, a desired amount of ejecting ultraviolet curable resin 1 as an energy-curable resin by a supply device (not shown). Instead of the ultraviolet curable resin 1, a resin that is cured by energy such as heat, such as a thermosetting resin, may be used. Next, the optical substrate 12 is moved closer to the optical substrate 11. The optical substrate 11 may be moved closer to the optical substrate 12.

このとき、光学基材１１及び光学基材１２の光学有効径Ｄ０（図２参照）よりも外側にある接触部１５１，１５２が互いに接触するまで紫外線硬化型樹脂１を押延する。この接触部１５１，１５２は、互いに接触することで光学基材同士で光軸Ｏと平行方向の位置決めがなされると共に、樹脂層２が所望の樹脂厚（中心樹脂厚ｔ０）となるように加工されている。 At this time, the ultraviolet curable resin 1 is stretched until the contact portions 15 1 and 15 2 outside the optical effective diameter D 0 (see FIG. 2) of the optical base material 11 and the optical base material 12 contact each other. The contact portions 15 1 and 15 2 are in contact with each other so that the optical bases are positioned in the direction parallel to the optical axis O, and the resin layer 2 has a desired resin thickness (center resin thickness t 0 ). It is processed as follows.

この位置決めの方向は、本実施の形態では光軸○と平行方向の位置決めをなしているが、この位置決めの方向は光軸に対して平行方向のみに限定されるものではない。また、後述する各実施の形態についても同様である。   In this embodiment, the positioning direction is positioned in a direction parallel to the optical axis ◯, but the positioning direction is not limited to a direction parallel to the optical axis. The same applies to each embodiment described later.

また、本実施の形態では、紫外線硬化型樹脂１の吐出量は、少なくとも閉空間５を充填するのに充分必要な量とした。すなわち、光学基材１１と光学基材１２とが接触部１５１，１５２で接触し、樹脂層２の厚さが決まった状態で充分必要な量とした。 Further, in the present embodiment, the discharge amount of the ultraviolet curable resin 1 is set to an amount necessary to fill at least the closed space 5. That is, the optical base material 11 and the optical base material 12 are in contact with each other at the contact portions 15 1 and 15 2 , and the necessary amount is set in a state where the thickness of the resin layer 2 is determined.

このときの閉空間５の容積は、設計段階で正確に計算することができる。しかし、紫外線硬化型樹脂１の吐出量のバラツキにより、設計段階で計算した閉空間５の容積よりも多い量の樹脂が、閉空間５に吐出された場合、閉空間５からの余剰樹脂３が樹脂溜まり部１８に押し出される状態となる。   The volume of the closed space 5 at this time can be accurately calculated at the design stage. However, when the amount of resin larger than the volume of the closed space 5 calculated in the design stage is discharged into the closed space 5 due to variations in the discharge amount of the ultraviolet curable resin 1, the surplus resin 3 from the closed space 5 is discharged. It will be in the state pushed out to the resin reservoir part 18.

この状態を保持したまま、光学基材１１の下方から光学基材１１を通して紫外線ランプ４により紫外線を照射する。例えば、１５±２ｍＷ／ｃｍ２のほぼ均一な照度分布で、紫外線が１２０秒照射される。この照射により、樹脂層２及び余剰樹脂３が硬化される。 While maintaining this state, the ultraviolet lamp 4 irradiates ultraviolet rays from below the optical substrate 11 through the optical substrate 11. For example, ultraviolet rays are irradiated for 120 seconds with a substantially uniform illuminance distribution of 15 ± 2 mW / cm 2 . By this irradiation, the resin layer 2 and the excess resin 3 are cured.

このとき、樹脂溜まり部１８は接触部１５１，１５２で樹脂層２と分断されている。このため、余剰樹脂３が樹脂層２に影響を与えることを防止できる。また、余剰樹脂３は樹脂溜まり部１８に押し出された状態で硬化するため、余剰樹脂３が収縮することで応力が発生しても、光学基材１１，１２の光学面の面形状に影響することを防止できる。 At this time, the resin reservoir 18 is separated from the resin layer 2 by the contact portions 15 1 and 15 2 . For this reason, it is possible to prevent the surplus resin 3 from affecting the resin layer 2. Further, since the surplus resin 3 is cured while being pushed out to the resin reservoir portion 18, even if stress is generated due to the surplus resin 3 contracting, the surface shape of the optical surfaces of the optical substrates 11 and 12 is affected. Can be prevented.

なお、本実施の形態では、光学基材１１の下方から紫外線を照射したがこれに限らない。例えば、光学基材１２の上方から紫外線を照射してもよい。後述する各実施の形態においても同様である。   In the present embodiment, the ultraviolet rays are irradiated from below the optical substrate 11, but the present invention is not limited to this. For example, ultraviolet rays may be irradiated from above the optical substrate 12. The same applies to each embodiment described later.

また、本実施の形態では、光学基材１１と樹脂の密着性、および、樹脂と光学基材１２の密着性を上げる処理を行った。すなわち、光学基材１１と光学基材１２を貼り合わせる前に、光学基材１１と光学基材１２の夫々の貼り合わせ面１３１，１３２に対して、シランカップリング処理を行った。 Moreover, in this Embodiment, the process which raises the adhesiveness of the optical base material 11 and resin, and the adhesiveness of resin and the optical base material 12 was performed. That is, before bonding the optical substrate 11 and the optical base 12, with respect to mating surface 13 1, 13 2 adhesion of s husband optical substrate 11 and the optical substrate 12, was subjected to silane coupling treatment.

さらに、図２に示すように、２つの光学基材１１，１２を貼り合わせてできた接合光学素子１０は、中心樹脂厚ｔ０がｔ０＝０．０５mmであり、樹脂層２の有効径Ｄ０（Ｄ０＝φ８．８mm）における樹脂厚ｔ３はｔ３＝０．５mmであった。 Further, as shown in FIG. 2, the bonded optical element 10 formed by bonding the two optical base materials 11 and 12 has a center resin thickness t 0 of t 0 = 0.05 mm, and an effective diameter of the resin layer 2. The resin thickness t 3 at D 0 (D 0 = φ8.8 mm) was t 3 = 0.5 mm.

また、更なる効果として、温湿度変化等による環境耐性の高い接合光学素子１０が得られることが分かった。これは、樹脂溜まり部１８に押し出された余剰樹脂３が硬化することで、接触部１５１，１５２はその内外で強固に固着されるためである。 Further, as a further effect, it has been found that the bonded optical element 10 having high environmental resistance due to changes in temperature and humidity can be obtained. This is because the excess resin 3 extruded in the resin reservoir 18 is hardened, the contact portions 15 1, 15 2 is to be firmly fixed in its inside and outside.

従って、温湿度変化等の環境変化により光学基材１１，１２が膨張・収縮したとしても、光学基材１１，１２と樹脂層２とが剥離することを防止できる。すなわち、光学基材１１，１２が強固に固着されることで、その線膨張率差によって生じる接触部１５１，１５２の光軸Ｏと略垂直方向のズレが生じ難くなった。 Therefore, even if the optical base materials 11 and 12 expand and contract due to environmental changes such as temperature and humidity changes, the optical base materials 11 and 12 and the resin layer 2 can be prevented from peeling off. That is, since the optical base materials 11 and 12 are firmly fixed, it is difficult for the contact portions 15 1 and 15 2 caused by the difference in linear expansion coefficient to be displaced in a direction substantially perpendicular to the optical axis O.

こうして、得られた接合光学素子１０に温湿度変化等の環境変化を加えても、光学基材１１，１２と樹脂層２との剥離を防止できる。
［実施の形態２］
図３は、貼り合わせる２つの光学基材２１，２２の断面図であり、図４は、２つの光学基材２１，２２を貼り合わせてできた接合光学素子２０の断面図である。 In this way, even if an environmental change such as a change in temperature and humidity is applied to the obtained bonded optical element 10, peeling between the optical base materials 11 and 12 and the resin layer 2 can be prevented.
[Embodiment 2]
3 is a cross-sectional view of the two optical base materials 21 and 22 to be bonded together, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the bonded optical element 20 formed by bonding the two optical base materials 21 and 22 together.

光学基材２１は、凹メニスカス形状をなしている。この光学基材２１は、貼り合わせ面２３１と反貼り合わせ面２４１とを有している。貼り合わせ面２３１は、その近似曲率半径Ｒ１ａがＲ１ａ＝１２mmの非球面形状を有している。また、反貼り合わせ面２４１は、その近似曲率半径Ｒ１ｂがＲ１ｂ＝２０mmの非球面形状を有している。 The optical substrate 21 has a concave meniscus shape. The optical substrate 21 has a bonding surface 23 1 and an anti-bonding surface 24 1 . Bonding surface 23 1, the approximate radius of curvature R1a has the aspherical shape of the R1a = 12 mm. Moreover, anti-bonding faces 24 1, the approximate radius of curvature R1b has an aspheric shape of R1b = 20 mm.

ここで、貼り合わせ面とは、樹脂によって貼り合わせられる光学面のことをいい、反貼り合わせ面とは、貼り合わせ面と光学基材を挟んで対向する光学面のことを言う。（他の実施の形態も同様である。）
この光学基材２１は、中心肉厚ｔ１がｔ１＝１mm、外径Ｄ１がＤ１＝φ２０mmのプラスチック成形レンズである。 Here, the bonding surface refers to an optical surface bonded by a resin, and the anti-bonding surface refers to an optical surface that faces the bonding surface with the optical substrate interposed therebetween. (The same applies to other embodiments.)
The optical substrate 21 is a plastic molded lens having a center thickness t 1 of t 1 = 1 mm and an outer diameter D 1 of D 1 = φ20 mm.

この光学基材２１は、貼り合わせ面２３１の光学有効径Ｄ０（図４参照）よりも外側に、貼り合わせ時に他方の光学基材２２と接触しない非接触部２６１を有している。この非接触部２６１は、光軸Ｏと垂直な面に形成されている。すなわち、非接触部２６１は、輪帯状の平面である。ただし、非接触部２６１は、必ずしも平面でなくとも良い。 The optical substrate 21, the outer side than the bonding surface 23 1 of the optical effective diameter D 0 (see FIG. 4), and a non-contact portion 26 1 which is not in contact with the other optical substrate 22 on attachment . The non-contact portion 26 1 is formed on the optical axis O and a plane perpendicular. That is, the non-contact portion 26 1 is a plan zonal. However, the non-contact portion 26 1 may not necessarily be planar.

また、非接触部２６１の外周部に斜面の接触部２５１を有している。この接触部２５１は、貼り合わせ時に他方の光学基材２２と接触する部分である。本実施の形態では、この接触部２５１は、光軸Ｏに対して３０°の斜面に形成され、かつ、光軸Ｏを含み光軸Ｏに平行な断面に関し、非接触部２６１とのなす角が１８０度未満となるように形成されている。 Also it has a contact portion 25 1 of the inclined surface on the outer peripheral portion of the non-contact portion 26 1. The contact portion 25 1 is a portion in contact with the other of the optical substrate 22 on attachment. In this embodiment, the contact portion 25 1 is formed on the slopes of 30 ° with respect to the optical axis O, and relates cross section parallel to the optical axes O includes optical axis O, the non-contact portion 26 1 The formed angle is less than 180 degrees.

非接触部２６１と接触部２５１の接線は、後述する非接触部２７１と接触部２５１の接線よりも短い。ただし、接触部２５１と光軸Ｏのなす角度は、必ずしも３０°でなくとも良い。 The non-contact portions 26 1 and the contact portion 25 1 of the tangent is less than the tangent of the contact portion 25 1 and the non-contact portion 27 1 which will be described later. However, the angle of the contact portion 25 1 and the optical axis O may not necessarily 30 °.

さらに、この斜面の接触部２５１の外周部に非接触部２７１を有している。この非接触部２７１は、光軸Ｏと垂直な面に形成されている。すなわち、非接触部２７１は、輪帯状の平面である。 Further includes a non-contact portion 27 1 in the outer peripheral portion of the contact portion 25 1 of the inclined surface. The non-contact portion 27 1 is formed on the optical axis O and a plane perpendicular. That is, the non-contact portion 27 1 is a plan zonal.

本実施の形態では、光学基材２１として、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂（ユピゼータＥＰ５０００：三菱ガス化学（株）社製）の熱可塑性樹脂を用いた。
光学基材２２は、両凸形状をなしている。この光学基材２２は、貼り合わせ面２３２と反貼り合わせ面２４２とを有している。貼り合わせ面２３２は、その近似曲率半径Ｒ２ａがＲ２ａ＝１３mmの非球面形状を有している。 In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is used as the optical substrate 21.
The optical substrate 22 has a biconvex shape. The optical substrate 22 has a the mating surface 23 2 bonded with anti adhesion surface 24 2. The bonding surface 23 2, the approximate radius of curvature R2a has an aspheric shape of R2a = 13 mm.

また、反貼り合わせ面２４２は、その近似曲率半径Ｒ２ｂがＲ２ｂ＝８０mmの非球面形状を有している。この光学基材２２は、中心肉厚ｔ２がｔ２＝５mm、外径Ｄ２がＤ２＝φ２０mmのプラスチック成形レンズである。 Moreover, anti-bonding faces 24 2, the approximate radius of curvature R2b has an aspheric shape R2b = 80 mm. This optical substrate 22 is a plastic molded lens having a center thickness t 2 of t 2 = 5 mm and an outer diameter D 2 of D 2 = φ20 mm.

この光学基材２２は、貼り合わせ面２３２の光学有効径Ｄ０（図４参照）よりも外側に、貼り合わせ時に他方の光学基材２１と接触しない非接触部２６２を有している。この非接触部２６２は、光軸Ｏと垂直な面に形成されている。すなわち、非接触部２６２は、輪帯状の平面である。ただし、非接触部２６２は、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面なくとも良い。 The optical substrate 22, the outer side than the bonding surface 23 2 of the optical effective diameter D 0 (see FIG. 4), and a non-contact portion 26 2 which is not contact with the other optical substrate 21 on attachment . The non-contact portion 26 2 is formed on the optical axis O and a plane perpendicular. That is, the non-contact portion 26 2 is a plan of the ring-shaped. However, the non-contact portion 26 2 may not necessarily be planar or may even optical axis O and a plane perpendicular without.

また、非接触部２６２の外周部に斜面の接触部２５２を有している。この接触部２５２は、貼り合わせ時に他方の光学基材２１と接触する部分である。本実施の形態では、この接触部２５２は、光軸Ｏに対して３０°の斜面に形成され、かつ、光軸Ｏを含み光軸Ｏに平行な断面に関し、後述する非接触部２７２とのなす角が１８０度未満となるように形成されている。 Also it has a contact portion 25 2 of the inclined surface on the outer peripheral portion of the non-contact portion 26 2. The contact portion 25 2 is a portion in contact with the other of the optical substrate 21 on attachment. In the present embodiment, the contact portion 25 2 is formed on an inclined surface of 30 ° with respect to the optical axis O, and a non-contact portion 27 2 described later with respect to a cross section including the optical axis O and parallel to the optical axis O. Is formed so that the angle between the angle and the angle is less than 180 degrees.

すなわち、接触部２５１と光軸Ｏのなす角度と、接触部２５２と光軸Ｏのなす角度と、は「等しい」。このように、接触部２５１と接触部２５２は、互いに嵌合する形状に形成されている。また、非接触部２６２と接触部２５２の接線は、後述する非接触部２７２と接触部２５２の接線よりも短い。さらに、非接触部２６２と接触部２５２の接線は、非接触部２６１と接触部２５１の接線よりも短い。 That is, the angle between the contact portions 25 1 and the optical axis O, and the angle of the optical axis O and the contact portion 25 2, the "equal to". Thus, the contact portions 25 1 and the contact portion 25 2 is formed in a shape to be fitted to each other. Also, the tangent of the non-contact portion 26 2 and the contact portion 25 2, the non-contact portions 27 2 and less than the tangent of the contact portion 25 2 which will be described later. Moreover, the tangent of the non-contact portion 26 2 and the contact portion 25 2 is shorter than the tangent of the contact portion 25 1 and the non-contact portion 26 1.

ただし、接触部２５２と光軸Ｏのなす角度は、必ずしも３０°でなくとも良く、接触部２５１と接触部２５２は、互いに嵌合する形状であればよい。また、上記「等しい」との記載は、数学的に等しいのではなく、設計誤差として許容できる範囲内で略等しいことも含むものとする。（他の実施の形態も同様である）。 However, the angle of the contact portion 25 2 and the optical axis O may not necessarily 30 °, the contact portions 25 1 and the contact portion 25 2 may have a shape to be fitted to each other. In addition, the above description of “equal” is not mathematically equal but includes substantially equal within a range that is allowable as a design error. (The same applies to other embodiments).

さらに、この斜面の接触部２５２の外周部に非接触部２７２を有している。この非接触部２７２は、光軸Ｏと垂直な面に形成されている。すなわち、非接触部２７２は、輪帯状の平面である。ただし、非接触部２７２は、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面でなくとも良い。 Further includes a non-contact portion 27 2 on the outer periphery of the contact portion 25 2 of the inclined surface. The non-contact portion 27 2 is formed on the optical axis O and a plane perpendicular. That is, the non-contact portion 27 2 is a plan of the ring-shaped. However, the non-contact portion 27 2 may not necessarily be planar, or may not be the optical axis O and a plane perpendicular.

また、接触部２５２と非接触部２７２の接線は、接触部２５１と非接触部２７１の接線よりも短い。
本実施の形態では、光学基材２２として、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂（ゼオネックス４８０Ｒ：日本ゼオン（株）社製）の熱可塑性樹脂を用いた。 Also, the tangent of the contact portion 25 2 and the non-contact portion 27 2, the contact portions 25 1 and less than the tangent of the non-contact portion 27 1.
In the present embodiment, a thermoplastic resin of COP (cycloolefin polymer) resin (ZEONEX 480R: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is used as the optical substrate 22.

上述した通り、接触部２５１と接触部２５２は、嵌合する形状に形成されており、かつ、非接触部２６２と接触部２５２の接線は、非接触部２６１と接触部２５１の接線よりも短い。こうして、図４に示すように、光学基材２１と光学基材２２とが接触部２５１，２５２で接触した時点で、貼り合わせ面２３１と貼り合わせ面２３２との間に閉空間５が形成される。後述するように、この閉空間５は少なくとも紫外線硬化型樹脂１によって充填される。そして、紫外線硬化型樹脂１によりレンズ層としての樹脂層２が形成される。また、この紫外線硬化型樹脂１が閉空間５から押し出されて余剰樹脂３となる。 As described above, the contact portions 25 1 and the contact portion 25 2 is formed in a shape to be fitted, and the non-contact portion 26 2 and the contact portion 25 2 of the tangents, the non-contact portions 26 1 and the contact portion 25 Shorter than one tangent. Thus, as shown in FIG. 4, when the optical base 21 and the optical base 22 contact each other at the contact portions 25 1 and 25 2 , a closed space is formed between the bonding surface 23 1 and the bonding surface 23 2. 5 is formed. As will be described later, the closed space 5 is filled with at least the ultraviolet curable resin 1. Then, a resin layer 2 as a lens layer is formed by the ultraviolet curable resin 1. Further, the ultraviolet curable resin 1 is pushed out of the closed space 5 to become the surplus resin 3.

さらに、上述した通り、接触部２５１と接触部２５２は、嵌合する形状に形成されており、かつ、接触部２５２と非接触部２７２の接線は、接触部２５１と非接触部２７１の接線よりも短い。従って、光学基材２１、２２の夫々の接触部２５１，２５２の外周には、樹脂溜まり部２８が形成されている。 Further, as described above, the contact portion 25 1 and the contact portion 25 2 is formed in a shape to be fitted, and the tangent of the contact portion 25 2 and the non-contact portion 27 2, the contact portions 25 1 and the non-contact part 27 1 shorter than the tangent line. Therefore, a resin reservoir 28 is formed on the outer periphery of each contact portion 25 1 , 25 2 of the optical base material 21, 22.

この樹脂溜まり部２８は、２つの光学基材２１，２２の非接触部２７１、２７２同士が離間することで形成されている。また、余剰樹脂３は、樹脂層２と接触部２５１，２５２で分断されている。このため、余剰樹脂３が、樹脂層２に影響を与えることを防止できる。 The resin reservoir 28 is formed by separating the non-contact portions 27 1 and 27 2 of the two optical base materials 21 and 22 from each other. The surplus resin 3 is divided by the resin layer 2 and the contact portions 25 1 and 25 2 . For this reason, it is possible to prevent the surplus resin 3 from affecting the resin layer 2.

なお、本実施の形態は樹脂溜まり部２８を構成する面として、光軸Ｏと垂直な面に形成された非接触部２７１、２７２を有している。この際、余剰樹脂３が非接触部２７１、２７２と接触する界面は光軸○と垂直な面を形成する。このように垂直の面を形成している場合、樹脂の収縮・膨張によって余剰樹脂３と、非接触部２７１、２７２との間（界面）に働く応力は、光軸○と垂直な方向にかかる応力となり、光軸○と平行な方向には応力がかからない。 In the present embodiment, non-contact portions 27 1 and 27 2 formed on a surface perpendicular to the optical axis O are provided as surfaces constituting the resin reservoir portion 28. At this time, the interface where the surplus resin 3 contacts the non-contact portions 27 1 and 27 2 forms a plane perpendicular to the optical axis ◯. When the vertical surface is formed in this way, the stress acting between the surplus resin 3 and the non-contact portions 27 1 and 27 2 (interface) due to the shrinkage / expansion of the resin is in the direction perpendicular to the optical axis ○. And no stress is applied in the direction parallel to the optical axis ○.

そのため、樹脂の収縮・膨張による力が直接非接触部２７１、２７２には働かないため余剰樹脂３は非接触部２７１、２７２から剥離し難くなる。これによって接合光学素子２０が温湿度変化等の環境変化によって剥離することをさらに防止できる。 Therefore, since the force due to the shrinkage / expansion of the resin does not directly act on the non-contact portions 27 1 and 27 2, it is difficult for the excess resin 3 to peel from the non-contact portions 27 1 and 27 2 . Thereby, it is possible to further prevent the bonded optical element 20 from being peeled off due to environmental changes such as temperature and humidity changes.

次に、貼り合わせ方法について説明する。
光学基材２１の貼り合わせ面２３１に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂としての紫外線硬化型樹脂１を所望量吐出する。次いで、光学基材２１に光学基材２２を接近移動させる。 Next, a bonding method will be described.
The bonding surface 23 1 of the optical substrate 21, a desired amount of ejecting ultraviolet curable resin 1 as an energy-curable resin by a supply device (not shown). Next, the optical substrate 22 is moved closer to the optical substrate 21.

このとき、光学基材２１及び光学基材２２の光学有効径Ｄ０よりも外側にある接触部２５１，２５２が互いに嵌合するまで紫外線硬化型樹脂１を押延する。この接触部２５１，２５２は、嵌合することで樹脂層２が所望の樹脂厚となるように加工されている。 At this time, the ultraviolet curable resin 1 is stretched until the contact portions 25 1 and 25 2 outside the optical effective diameter D 0 of the optical base material 21 and the optical base material 22 are fitted to each other. The contact portions 25 1 and 25 2 are processed so that the resin layer 2 has a desired resin thickness by fitting.

また、この接触部２５１，２５２は、光軸Ｏに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材２１の光軸Ｏと光学基材２２の光軸Ｏとは、光学基材２１及び光学基材２２の嵌合部が互いに嵌合することで一致する。 Further, the contact portions 25 1 and 25 2 are processed with high accuracy in the degree of coaxiality with respect to the optical axis O. For this reason, the optical axis O of the optical substrate 21 and the optical axis O of the optical substrate 22 coincide with each other when the fitting portions of the optical substrate 21 and the optical substrate 22 are fitted to each other.

さらに、紫外線硬化型樹脂１の吐出量は、少なくとも閉空間５を充填するのに充分必要な量とした。すなわち、光学基材２１と光学基材２２とが接触部２５１、２５２で嵌合し、レンズ層としての樹脂層２の厚さと２つの光学基材２１、２２の光軸方向の位置が決まった状態で充分必要な量とした。 Furthermore, the discharge amount of the ultraviolet curable resin 1 was set to an amount necessary to fill at least the closed space 5. That is, the optical base material 21 and the optical base material 22 are fitted at the contact portions 25 1 and 25 2 , and the thickness of the resin layer 2 as the lens layer and the positions of the two optical base materials 21 and 22 in the optical axis direction are The required amount was determined in a fixed state.

このときの閉空間５の容積は、設計段階で正確に計算することができる。しかし、紫外線硬化型樹脂１の吐出量のバラツキにより、設計段階で計算した閉空間５の容積よりも多い量の樹脂が、閉空間５に吐出された場合、閉空間５から余剰樹脂３が樹脂溜まり部２８に押し出される状態となる。   The volume of the closed space 5 at this time can be accurately calculated at the design stage. However, when the amount of resin larger than the volume of the closed space 5 calculated in the design stage is discharged into the closed space 5 due to variations in the discharge amount of the ultraviolet curable resin 1, the surplus resin 3 is discharged from the closed space 5 to the resin. It will be in the state pushed by the accumulation part 28. FIG.

この状態を保持したまま、光学基材２１の下方から光学基材２１を通して紫外線ランプ４により紫外線を照射する。例えば、３０±２ｍＷ／ｃｍ２のほぼ均一な照度分布で、紫外線が１００秒照射される。この照射により、樹脂層２及び余剰樹脂３が硬化される。 While maintaining this state, the ultraviolet lamp 4 irradiates ultraviolet rays from below the optical substrate 21 through the optical substrate 21. For example, ultraviolet rays are irradiated for 100 seconds with a substantially uniform illuminance distribution of 30 ± 2 mW / cm 2 . By this irradiation, the resin layer 2 and the excess resin 3 are cured.

なお、本実施の形態では、光学基材２１と樹脂の密着性、および、樹脂と光学基材２２との密着性を上げる処理を行った。すなわち、光学基材２１と光学基材２２を貼り合わせる前に、光学基材２１、２２の夫々の貼り合わせ面２３１，２３２を紫外線オゾン処理による親水処理を行った。さらに、その後、シランカップリング処理を行った。 In the present embodiment, a process for increasing the adhesion between the optical substrate 21 and the resin and the adhesion between the resin and the optical substrate 22 was performed. That is, before the optical base material 21 and the optical base material 22 were bonded together, the bonding surfaces 23 1 and 23 2 of the optical base materials 21 and 22 were subjected to hydrophilic treatment by ultraviolet ozone treatment. Further, silane coupling treatment was then performed.

さらに、図４に示すように、２つの光学基材２１，２２を貼り合わせてできた接合光学素子２０は、中心樹脂厚ｔ０がｔ０＝０．５mm、樹脂層２の有効径Ｄ０（Ｄ０＝φ１５mm）における樹脂厚ｔ３がｔ３＝０．２５mmであった。樹脂溜まり部２８の厚さｔ４はｔ４＝０．５mmであった。 Furthermore, as shown in FIG. 4, the bonded optical element 20 formed by bonding two optical base materials 21 and 22 has a center resin thickness t 0 of t 0 = 0.5 mm and an effective diameter D 0 of the resin layer 2. The resin thickness t 3 at (D 0 = φ15 mm) was t 3 = 0.25 mm. The thickness t 4 of the resin reservoir 28 was t 4 = 0.5 mm.

本実施の形態では、射出成形法により成形されるプラスチック成形レンズを光学基材２１，２２として用いたため、接触部２５１，２５２や非接触部２７１、２７２の形状自由度が高くなる。また、接触部２５１，２５２を斜面としたため、光軸Ｏと垂直方向の位置決めも光軸○方向の位置決めと同時に行うことができる。 In the present embodiment, since plastic molded lenses molded by an injection molding method are used as the optical base materials 21 and 22, the degree of freedom in shape of the contact portions 25 1 and 25 2 and the non-contact portions 27 1 and 27 2 is increased. . Further, since the contact portions 25 1 and 25 2 are inclined surfaces, positioning in the direction perpendicular to the optical axis O can be performed simultaneously with positioning in the optical axis ◯ direction.

さらに、樹脂溜まり部２８において余剰樹脂３が非接触部２７１、２７２の間を埋めるようにして強固に固着されているため、温湿度変化による光軸Ｏと略垂直方向のズレに対し、より強い構造となる。これにより、温湿度変化等による環境耐性が更に高くなると共に、線膨張率差の大きな基材同士でも良好な環境耐性を得ることができる。
［実施の形態３］
図５は、貼り合わせる２つの光学基材３１，３２の断面図であり、図６は、２つの光学基材３１，３２を貼り合わせてできた接合光学素子３０の断面図である。 Furthermore, since the surplus resin 3 is firmly fixed so as to fill the space between the non-contact portions 27 1 and 27 2 in the resin reservoir portion 28, the optical axis O due to temperature and humidity changes is substantially perpendicular to the deviation. It becomes a stronger structure. As a result, environmental resistance due to changes in temperature and humidity can be further increased, and good environmental resistance can be obtained even between substrates having a large difference in linear expansion coefficient.
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the two optical substrates 31 and 32 to be bonded together, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the bonded optical element 30 formed by bonding the two optical substrates 31 and 32 to each other.

光学基材３１は、第２の実施の形態と同様に凹メニスカス形状をなしている。この光学基材３１は、貼り合わせ面３３１と反貼り合わせ面３４１とを有している。貼り合わせ面３３１は、その近似曲率半径Ｒ１ａがＲ１ａ＝１２mmの非球面形状を有している。また、反貼り合わせ面３４１は、その近似曲率半径Ｒ１ｂがＲ１ｂ＝２０mmの非球面形状を有している。 The optical base material 31 has a concave meniscus shape as in the second embodiment. The optical substrate 31 has a the mating surface 33 1 bonded with anti adhesion surface 34 1. Bonding surface 33 1, the approximate radius of curvature R1a has the aspherical shape of the R1a = 12 mm. Moreover, anti-bonding surface 34 1, the approximate radius of curvature R1b has an aspheric shape of R1b = 20 mm.

ここで、貼り合わせ面とは、樹脂によって貼り合わせられる光学面のことをいい、反貼り合わせ面とは、貼り合わせ面と光学基材を挟んで対向する光学面のことを言う。（他の実施の形態も同様である。）
この光学基材３１は、中心肉厚ｔ１がｔ１＝１mm、外径Ｄ１がＤ１＝φ２０mmのプラスチック成形レンズである。 Here, the bonding surface refers to an optical surface bonded by a resin, and the anti-bonding surface refers to an optical surface that faces the bonding surface with the optical substrate interposed therebetween. (The same applies to other embodiments.)
The optical substrate 31 is a plastic molded lens having a center thickness t 1 of t 1 = 1 mm and an outer diameter D 1 of D 1 = φ20 mm.

この光学基材３１は、貼り合わせ面３３１の光学有効径Ｄ０（図６参照）よりも外側に、貼り合わせ時に他方の光学基材３２と接触する接触部３６１を有している。この接触部３６１は、光軸Ｏと垂直な面に形成されている。すなわち、接触部３６１は、輪帯状の平面である。ただし、接触部３６１は、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面なくとも良い。 The optical substrate 31, the outer side than the bonding surface 33 1 of the optical effective diameter D 0 (see FIG. 6), it has a contact portion 36 1 in contact with the other of the optical substrate 32 on attachment. The contact portion 36 1 is formed on the optical axis O and a plane perpendicular. That is, the contact portion 36 1 is a plan zonal. However, the contact portion 36 1 may not necessarily be planar or may even optical axis O and a plane perpendicular without.

この接触部３６１の外周に、段差部３５１を介して非接触部３７１が形成されている。段差部３５１は、光軸Ｏと平行な面に形成されている。すなわち、段差部３５１は、中心軸が光軸Ｏである円筒状の面である。また、非接触部３７１は、輪帯状の平面である。 The outer periphery of the contact portion 36 1, the non-contact portion 37 1 through the stepped portion 35 1 is formed. Stepped portion 35 1 is formed in a plane parallel to the optical axis O. That is, the stepped portion 35 1, the central axis is a cylindrical surface which is the optical axis O. Also, the non-contact portion 37 1 is a plan zonal.

ただし、非接触部３７１は、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面でなくとも良い。
本実施の形態では、光学基材３１として、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂（ユピゼータＥＰ５０００：三菱ガス化学（株）社製）の熱可塑性樹脂を用いた。 However, the non-contact portion 37 1 may not necessarily be planar, or may not be the optical axis O and a plane perpendicular.
In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) is used as the optical substrate 31.

光学基材３２は、両凸形状をなしている。この光学基材３２は、貼り合わせ面３３２と反貼り合わせ面３４２とを有している。貼り合わせ面３３２は、その近似曲率半径Ｒ２ａがＲ２ａ＝１３mmの非球面形状を有している。 The optical substrate 32 has a biconvex shape. The optical substrate 32 has a the mating surface 33 2 bonded with anti adhesion surface 34 2. The bonding surface 33 2, the approximate radius of curvature R2a has an aspheric shape of R2a = 13 mm.

また、反貼り合わせ面３４２は、その近似曲率半径Ｒ２ｂがＲ２ｂ＝８０mmの非球面形状を有している。この光学基材３２は、中心肉厚ｔ２がｔ２＝５mm、外径Ｄ２がＤ２＝φ２０mmのプラスチック成形レンズである。 Moreover, anti-bonding surface 34 2, the approximate radius of curvature R2b has an aspheric shape R2b = 80 mm. This optical base material 32 is a plastic molded lens having a center thickness t 2 of t 2 = 5 mm and an outer diameter D 2 of D 2 = φ20 mm.

この光学基材３２は、貼り合わせ面３３２の光学有効径Ｄ０（図６参照）よりも外側に、貼り合わせ時に他方の光学基材３１と接触する接触部３６２を有している。この接触部３６２は、光軸Ｏと垂直な面に形成されている。すなわち、接触部３６２は、輪帯状の平面である。 The optical substrate 32, the outer side than the bonding surface 33 2 of the optical effective diameter D 0 (see FIG. 6), it has a contact portion 36 2 in contact with the other of the optical substrate 31 on attachment. The contact portion 36 2 is formed on the optical axis O and a plane perpendicular. That is, the contact portion 36 2 is a plan of the ring-shaped.

ただし、接触部３６２は、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面でなくとも良い。この接触部３６２の外周に、段差部３５２を介して非接触部３７２が形成されている。 However, the contact portion 36 2 may not necessarily be planar, or may not be the optical axis O and a plane perpendicular. The outer periphery of the contact portion 36 2, the non-contact portion 37 2 via a step portion 35 2 is formed.

段差部３５２は、光軸Ｏと平行な面に形成されている。すなわち、段差部３５２は、中心軸が光軸Ｏである円筒状の面である。また、非接触部３７２は、輪帯状の平面である。ただし、非接触部３７２は、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面でなくとも良い。 Stepped portion 35 2 is formed in a plane parallel to the optical axis O. That is, the stepped portion 35 2, the central axis is a cylindrical surface which is the optical axis O. The non-contact portion 37 2 is a plan of the ring-shaped. However, the non-contact portion 37 2 may not necessarily be planar, or may not be the optical axis O and a plane perpendicular.

ここで、光軸Ｏの方向に関し、段差部３５２の厚さは、段差部３５１の厚さよりも薄い。
また、段差部３５２と非接触部３７２の接線は、接触部３６１と段差部３５１の接線と「等しい」。また、上述の通り、段差部３５１および段差部３５２は、共に、中心軸が光軸Ｏである円筒状の面である。従って、段差部３５２は、光学基材３１の段差部３５１と接触することによって、嵌合する。 Here relates direction of the optical axis O, the thickness of the stepped portion 35 2 is smaller than the thickness of the stepped portion 35 1.
Further, a stepped portion 35 2 tangent of the non-contact portion 37 2, the contact portions 36 1 and the tangent of the stepped portion 35 1 "equal to". Further, as described above, the stepped portion 35 1 and the stepped portion 35 2 are both the central axis is a cylindrical surface which is the optical axis O. Accordingly, the stepped portion 35 2 is in contact with the stepped portion 35 1 of the optical substrate 31 is fitted.

また、前述した通り、光軸Ｏの方向に関し、段差部３５２の厚さは、段差部３５１の厚さよりも薄く、かつ、段差部３５２と段差部３５１は嵌合する。従って、非接触部３７１と非接触部３７２との間に樹脂溜まり部３８が形成される。 Further, as described above, it relates to the direction of the optical axis O, the thickness of the stepped portion 35 2 is thinner than the thickness of the stepped portion 35 1, and the stepped portion 35 2 and the step portion 35 1 is fitted. Therefore, the resin reservoir portion 38 is formed between the non-contact portion 37 1 and the non-contact portion 37 2.

本実施の形態では、光学基材２２として、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂（ゼオネックス４８０Ｒ：日本ゼオン（株）社製）の熱可塑性樹脂を用いた。
こうして、図６に示すように、光学基材３１と光学基材３２とが接触部３６１，３６２で接触した時点で、貼り合わせ面３３１と貼り合わせ面３３２との間に閉空間５が形成される。この閉空間５に、後述する紫外線硬化型樹脂１が充填されてレンズ層としての樹脂層２が形成される。 In the present embodiment, a thermoplastic resin of COP (cycloolefin polymer) resin (ZEONEX 480R: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is used as the optical substrate 22.
Thus, as shown in FIG. 6, the optical substrate 31 and the optical base 32 and the contact portion 36 1, 36 at the point of contact with 2, a closed space between the mating surfaces 33 2 and Paste mating surface 33 1 Paste 5 is formed. The closed space 5 is filled with an ultraviolet curable resin 1 to be described later to form a resin layer 2 as a lens layer.

また、この紫外線硬化型樹脂１が閉空間５から押し出されて余剰樹脂３となる。
さらに、光学基材３１、３２の夫々の接触部３６１，３６２及び段差部３５１、３５２の外周には、樹脂溜まり部３８が形成されている。この樹脂溜まり部３８は、夫々の非接触部３７１、３７２によって、２つの光学基材３１，３２の面同士が離間することで形成されている。 Further, the ultraviolet curable resin 1 is pushed out of the closed space 5 to become the surplus resin 3.
Further, a resin reservoir 38 is formed on the outer periphery of the contact portions 36 1 and 36 2 and the step portions 35 1 and 35 2 of the optical base materials 31 and 32, respectively. The resin reservoir portion 38 is formed by separating the surfaces of the two optical base materials 31 and 32 by the non-contact portions 37 1 and 37 2 .

さらに、この樹脂溜まり部３８は、光学基材３１，３２の夫々の外周部全周にわたって輪帯状に形成されている。そして、この樹脂溜まり部３８に、閉空間５から押し出された余剰樹脂３が付着する。   Further, the resin reservoir 38 is formed in a ring shape over the entire outer periphery of each of the optical base materials 31 and 32. Then, the surplus resin 3 pushed out from the closed space 5 adheres to the resin reservoir portion 38.

この余剰樹脂３は、樹脂層２と接触部３６１，３６２で分断されている。このため、余剰樹脂３が樹脂層２に影響を与えることを防止できる。
次に、貼り合わせ方法について説明する。 The surplus resin 3 is divided by the resin layer 2 and the contact portions 36 1 and 36 2 . For this reason, it is possible to prevent the surplus resin 3 from affecting the resin layer 2.
Next, a bonding method will be described.

光学基材３１の貼り合わせ面３３１に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂としての紫外線硬化型樹脂１を所望量吐出する。次いで、光学基材３１に光学基材３２を接近移動させる。 The bonding surface 33 1 of the optical substrate 31, a desired amount of ejecting ultraviolet curable resin 1 as an energy-curable resin by a supply device (not shown). Next, the optical substrate 32 is moved closer to the optical substrate 31.

このとき、光学基材３１の光学有効径Ｄ０よりも外側にある接触部３６１と、光学基材３２の光学有効径よりも外側にある接触部３６２とが、互いに接触するまで紫外線硬化型樹脂１を押延する。これらの接触部３６１、３６２等は、接触することでレンズ層としての樹脂層２が所望の中心樹脂厚ｔ０となるように加工されている。 At this time, the contact portion 36 1 which is outside the optical effective diameter D 0 of the optical substrate 31, a contact portion 36 2 which is outside the optical effective diameter of the optical substrate 32, ultraviolet curing until contact with each other The mold resin 1 is pressed. These contact portions 36 1 , 36 2, etc. are processed so that the resin layer 2 as the lens layer has a desired center resin thickness t 0 by contacting.

また、これら接触部３６１、３６２と段差部３５１、３５２は、貼り合わせ面３３１，３３２の光軸Ｏに対する同軸度が高精度に加工されている。このため、光学基材３１の光軸Ｏと光学基材３２の光軸Ｏとは、接触部３６１、３６２と段差部３５１、３５２とが夫々互いに接触することで位置決めされる。 Further, the contact portions 36 1 and 36 2 and the stepped portions 35 1 and 35 2 are processed with high accuracy in the degree of coaxiality of the bonding surfaces 33 1 and 33 2 with respect to the optical axis O. For this reason, the optical axis O of the optical substrate 31 and the optical axis O of the optical substrate 32 are positioned by the contact portions 36 1 , 36 2 and the step portions 35 1 , 35 2 coming into contact with each other.

さらに、紫外線硬化型樹脂１の吐出量は、光学基材３１、３２が接触部３６１、３６２及び段差部３５１、３５２で夫々接触した状態で、閉空間５に充填されるのに充分必要な量とした。この状態で、樹脂層２の厚さと２つの光学基材３１、３２の光軸Ｏ方向の位置が決定される。 Furthermore, the discharge amount of the ultraviolet curable resin 1 is such that the optical base materials 31 and 32 are filled in the closed space 5 in a state where the optical base materials 31 and 32 are in contact with each other at the contact portions 36 1 and 36 2 and the step portions 35 1 and 35 2. A sufficient amount was set. In this state, the thickness of the resin layer 2 and the positions of the two optical base materials 31 and 32 in the optical axis O direction are determined.

なお、閉空間５の容積は、設計段階で正確に計算することができる。しかし、紫外線硬化型樹脂１の吐出量のバラツキにより、設計段階で計算した閉空間５の容積よりも多い量の樹脂が、閉空間５に吐出された場合、閉空間５から余剰樹脂３が樹脂溜まり部３８に押し出される状態となる。   The volume of the closed space 5 can be accurately calculated at the design stage. However, when the amount of resin larger than the volume of the closed space 5 calculated in the design stage is discharged into the closed space 5 due to variations in the discharge amount of the ultraviolet curable resin 1, the surplus resin 3 is discharged from the closed space 5 to the resin. It will be in the state pushed by the accumulation part 38. FIG.

この状態を保持したまま、光学基材３１の下方から光学基材３１を通して紫外線ランプ４により紫外線を照射する。例えば、３０±２ｍＷ／ｃｍ２のほぼ均一な照度分布で、紫外線が１００秒照射される。この照射により、樹脂層２及び余剰樹脂３を硬化させる。 While maintaining this state, the ultraviolet lamp 4 irradiates ultraviolet rays from below the optical substrate 31 through the optical substrate 31. For example, ultraviolet rays are irradiated for 100 seconds with a substantially uniform illuminance distribution of 30 ± 2 mW / cm 2 . By this irradiation, the resin layer 2 and the excess resin 3 are cured.

なお、光学基材３１と樹脂の密着性、及び、樹脂と光学基材３２との密着性を上げるため、光学基材３１と光学基材３２を貼り合わせる前に、光学基材３１、３２の夫々の貼り合わせ面３３１，３３２に対して、紫外線オゾン処理による親水処理を行った。その後、シランカップリング処理を行った。 In order to improve the adhesion between the optical substrate 31 and the resin and between the resin and the optical substrate 32, before the optical substrate 31 and the optical substrate 32 are bonded together, The respective bonding surfaces 33 1 and 33 2 were subjected to hydrophilic treatment by ultraviolet ozone treatment. Thereafter, silane coupling treatment was performed.

図６に示すように、２つの光学基材３１，３２を貼り合わせてできた接合光学素子３０は、中心樹脂厚ｔ０がｔ０＝０．５mm、樹脂層２の有効径Ｄ０（Ｄ０＝φ１５mm）における樹脂厚ｔ３がｔ３＝０．２５mmであった。また、樹脂溜まり部３８の厚さｔ４はｔ４＝０．５mmであった。 As shown in FIG. 6, the bonded optical element 30 formed by bonding two optical base materials 31 and 32 has a center resin thickness t 0 of t 0 = 0.5 mm, and an effective diameter D 0 (D The resin thickness t 3 at 0 = φ15 mm was t 3 = 0.25 mm. The thickness t 4 of the resin reservoir 38 was t 4 = 0.5 mm.

本実施の形態によれば、接触部３６１、３６２を光軸Ｏと垂直な面としたため、貼り合わせ時に光学基材３１、３２間の光軸方向の貼り合わせ精度を向上させることができる。すなわち、クサビ形に貼り合わせられてしまうことがなくなる。 According to this embodiment, since the contact portion 36 1, 36 2 and the optical axis O and a plane perpendicular, it is possible to improve the optical axis direction of the bonded precision between optical substrate 31, 32 on attachment . That is, it is not stuck into a wedge shape.

また、接触部（３６１、３６２）及び段差部（３５１、３５２）の接触面積が大きいため、より閉空間５から余剰樹脂３の影響を遮断することが出来、光学基材３１，３２の夫々の貼り合わせ面３３１，３３２の面形状が悪化することを防止できる。
［実施の形態４］
図７は、貼り合わせる２つの光学基材４１，４２の断面図であり、図８は、２つの光学基材４１，４２を貼り合わせてできた接合光学素子４０の断面図である。 In addition, since the contact areas of the contact portions (36 1 , 36 2 ) and the step portions (35 1 , 35 2 ) are large, the influence of the excess resin 3 can be further blocked from the closed space 5, and the optical base material 31, It is possible to prevent the surface shapes of the 32 bonding surfaces 33 1 and 33 2 from deteriorating.
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the two optical base materials 41 and 42 to be bonded together, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the bonded optical element 40 formed by bonding the two optical base materials 41 and 42 together.

光学基材４１は、凹メニスカス形状をなしている。この光学基材４１は、貼り合わせ面４３１と反貼り合わせ面４４１とを有している。貼り合わせ面４３１は、その近似曲率半径Ｒ１ａがＲ１ａ＝１２mmの非球面形状を有している。 The optical substrate 41 has a concave meniscus shape. The optical substrate 41 has a the mating surface 43 1 bonded with anti adhesion surface 44 1. Bonding surface 43 1, the approximate radius of curvature R1a has the aspherical shape of the R1a = 12 mm.

ここで、貼り合わせ面とは、樹脂によって貼り合わせられる光学面のことをいい、反貼り合わせ面とは、貼り合わせ面と光学基材を挟んで対向する光学面のことを言う。（他の実施の形態も同様である。）
また、反貼り合わせ面４４１は、その近似曲率半径Ｒ１ｂがＲ１ｂ＝２０mmの非球面形状を有している。この光学基材４１は、中心肉厚ｔ１がｔ１＝１mm、外径Ｄ１がＤ１＝φ２４mmのプラスチック成形レンズである。 Here, the bonding surface refers to an optical surface bonded by a resin, and the anti-bonding surface refers to an optical surface that faces the bonding surface with the optical substrate interposed therebetween. (The same applies to other embodiments.)
Moreover, anti-bonding surface 44 1, the approximate radius of curvature R1b has an aspheric shape of R1b = 20 mm. The optical substrate 41 is a plastic molded lens having a center thickness t 1 of t 1 = 1 mm and an outer diameter D 1 of D 1 = φ24 mm.

光学基材４１は、貼り合わせ面４３１の光学有効径Ｄ０（図８参照）よりも外側に（貼り合わせ面４３１と平面４７の接線）に、第１の接触部４５を有している。この第１の接触部４５は、貼り合わせ時に他方の光学基材４２と線接触することで、レンズ層としての樹脂層２（図８参照）の厚さ方向の位置を決める。また、第１の接触部４５の外周部は、光軸Ｏに対して垂直方向に延びる平面４７が連続して形成されている。すわなち、平面４７は、輪帯状の平面である。 Optical substrate 41, the bonding surface 43 1 of the optical effective diameter D 0 (tangential mating surface 43 1 and plane 47 attached) outside the (see FIG. 8), a first contact portion 45 Yes. The first contact portion 45 is in line contact with the other optical base material 42 at the time of bonding, thereby determining the position in the thickness direction of the resin layer 2 (see FIG. 8) as a lens layer. In addition, a flat surface 47 extending in a direction perpendicular to the optical axis O is continuously formed on the outer peripheral portion of the first contact portion 45. That is, the plane 47 is a ring-shaped plane.

ただし、非接触部４７１は、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面なくとも良い。
この平面４７の外周部は、光軸Ｏ方向に延びる第２の接触部４６が連続して形成されている。すなわち、第２の接触部４６は、中心軸が光軸Ｏであって、半径Ｄ２／２の円筒状の面である。なお、Ｄ２は、Ｄ２＝１７mmである。ただし、第２の接触部４６は、必ずしも、円筒状でなくとも良い。この第２の接触部４６は、光軸Ｏに対して垂直方向の位置を決める役目をなしている。 However, the non-contact portion 47 1 may not necessarily be planar or may even optical axis O and a plane perpendicular without.
A second contact portion 46 extending in the optical axis O direction is continuously formed on the outer peripheral portion of the flat surface 47. That is, the second contact portion 46, the central axis is an optical axis O, is a cylindrical surface of radius D 2/2. Note that D 2 is D 2 = 17 mm. However, the second contact portion 46 is not necessarily cylindrical. The second contact portion 46 serves to determine the position in the direction perpendicular to the optical axis O.

さらに、第２の接触部４６の外周部には、傾斜面４８が形成されている。
また、傾斜面４８の外周部には、端面４１ａが形成されている。傾斜面４８は、光軸Ｏを含み光軸Ｏに平行な断面に関し、端面４１ａとのなす角度が１８０度未満となるように形成されている。また、第２の接触部４６と傾斜面４８の接線は、端面４１ａと傾斜面４８の接線よりも短い。 Further, an inclined surface 48 is formed on the outer peripheral portion of the second contact portion 46.
An end face 41 a is formed on the outer peripheral portion of the inclined surface 48. The inclined surface 48 is formed so that an angle formed with the end surface 41a is less than 180 degrees with respect to a cross section including the optical axis O and parallel to the optical axis O. The tangent line between the second contact portion 46 and the inclined surface 48 is shorter than the tangent line between the end surface 41 a and the inclined surface 48.

端面４１ａは、光軸Ｏに垂直な面に形成されている。すなわち、端面４１ａは、輪帯状の平面である。ただし、端面４１ａは、必ずしも平面でなくとも良く、また、光軸Ｏと垂直な面でなくとも良い。   The end surface 41a is formed on a surface perpendicular to the optical axis O. That is, the end surface 41a is a ring-shaped plane. However, the end surface 41a does not necessarily have to be a flat surface and does not have to be a surface perpendicular to the optical axis O.

本実施の形態では、光学基材４１として、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂（ユピゼータＥＰ５０００：三菱ガス化学（株）社製）の熱可塑性樹脂を用いた。
光学基材４２は、両凸形状をなしている。この光学基材４２は、貼り合わせ面４３２と反貼り合わせ面４４２とを有している。また、光学基材４２は、貼り合わせ面４３２と反貼り合わせ面４４２との間に、中心軸が光軸Ｏであり円筒状の外周面４２ａを有している。ただし、外周面４２ａは、必ずしも、円筒状でなくとも良い。 In the present embodiment, a thermoplastic resin of PC (polycarbonate) resin (Iupizeta EP5000: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) is used as the optical substrate 41.
The optical substrate 42 has a biconvex shape. The optical substrate 42 has a the mating surface 43 2 bonded with anti adhesion surface 44 2. Further, the optical substrate 42, between the mating surfaces 43 2 and the anti-bonding surface 44 2 paste, the central axis has a has a cylindrical outer peripheral surface 42a and the optical axis O. However, the outer peripheral surface 42a does not necessarily have to be cylindrical.

貼り合わせ面４３２は、その近似曲率半径Ｒ２ａがＲ２ａ＝１３mmの非球面形状を有している。
また、反貼り合わせ面４４２は、その近似曲率半径Ｒ２ｂがＲ２ｂ＝８０mmの非球面形状を有している。この光学基材４２は、中心肉厚ｔ２がｔ２＝５mm、外径Ｄ２がＤ２＝φ１７mmのガラス成形レンズである。 The bonding surface 43 2, the approximate radius of curvature R2a has an aspheric shape of R2a = 13 mm.
Moreover, anti-bonding surface 44 2, the approximate radius of curvature R2b has an aspheric shape R2b = 80 mm. This optical substrate 42 is a glass molded lens having a center thickness t 2 of t 2 = 5 mm and an outer diameter D 2 of D 2 = φ17 mm.

こうして、図８に示すように、２つの光学基材４１，４２を貼り合わせた状態にする。
ここで、光学基材４２の外径と、第２の接触面４６を規定する円筒状の面の直径と、は共にＤ２であり「等しい」。すなわち、外周面４２ａと貼り合わせ面４３２の接線は、第２の接触部４６と傾斜面４８の接線と「等しい」ため、外周面４２ａと第２の接触部４６は嵌合する。 In this way, as shown in FIG. 8, the two optical substrates 41 and 42 are bonded together.
Here, the outer diameter of the optical substrate 42, the diameter of the cylindrical surface defining the second contact surface 46, are both D 2 "equal to". That is, the outer peripheral surface 42a and the bonding surface 43 2 of the tangents, tangent "equal" of the inclined surface 48 and the second contact portion 46 for the outer peripheral surface 42a and the second contact portion 46 is fitted.

外周面４２ａを第２の接触部４６に嵌合した際に、貼り合わせ面４３２は曲面であるのに対し、貼り合わせ面４３２の対向面は、平面４７である。従って、光学基材４１の第１及び第２の接触部４５、４６と、光学基材４２の貼り合わせ面４３２との間には、第１の樹脂溜まり部４９１が形成されている。 The peripheral surface 42a when fitted to the second contact portion 46, while the mating surface 43 2 attached is a curved surface, opposing surface of the bonding surface 43. 2 is a plan 47. Thus, the first and second contact portions 45 and 46 of the optical substrate 41, between the bonding surface 43 2 of the optical substrate 42, a first resin reservoir 49 1 is formed.

また、傾斜面４８は、光軸Ｏを含み光軸Ｏに平行な断面に関し、端面４１ａとのなす角度が１８０度未満となるように形成され、かつ、第２の接触部４６と傾斜面４８の接線は、端面４１ａと傾斜面４８の接線よりも短い。従って、光学基材４１の傾斜面４８と、光学基材４２の外周面４２ａとの間には、第２の樹脂溜まり部４９２が形成されている。 In addition, the inclined surface 48 is formed so that the angle formed with the end surface 41a is less than 180 degrees with respect to a cross section including the optical axis O and parallel to the optical axis O, and the second contact portion 46 and the inclined surface 48. Is shorter than the tangent of the end face 41a and the inclined surface 48. Accordingly, the inclined surface 48 of the optical substrate 41, between the outer peripheral surface 42a of the optical substrate 42, a second resin reservoir 49 2 is formed.

本実施の形態では、光学基材４２として、光学硝材Ｓ−ＢＡＬ４２（（株）オハラ製）を用いた。また、光学基材４２の外周面４２ａは、光軸Ｏに対する同軸度が高精度に加工されている。   In the present embodiment, an optical glass material S-BAL42 (manufactured by OHARA INC.) Is used as the optical base material 42. Further, the outer peripheral surface 42a of the optical base material 42 is processed with high accuracy with respect to the coaxiality with respect to the optical axis O.

ここで、上述した通り、貼り合わせ面４３１は、その近似曲率半径Ｒ１ａがＲ１ａ＝１２mmであり、かつ、貼り合わせ面４３２は、その近似曲率半径Ｒ２ａがＲ２ａ＝１３mmである。すなわち、貼り合わせ面４３１の近似曲率半径の方が、貼り合わせ面４３２の近似曲率半径よりも小さい。 Here, as described above, the bonding surface 43 1 is its approximate radius of curvature R1a is R1a = 12 mm, and the mating surface 43 2 paste, the approximate radius of curvature R2a is R2a = 13 mm. In other words, towards the bonding surface 43 1 of the approximate radius of curvature is smaller than the bonding surface 43 2 of the approximate radius of curvature.

こうして、２つの光学基材４１，４２の間には、その貼り合わせ面４３１と貼り合わせ面４３２との間に閉空間５が形成される。後述するように、この閉空間５は少なくとも紫外線硬化型樹脂１によって充填される。そして、紫外線硬化型樹脂１によりレンズ層としての樹脂層２が形成される。 Thus, between the two optical substrates 41 and 42, the closed space 5. formed between the mating surfaces 43 2 and Paste mating surface 43 1 that together. As will be described later, the closed space 5 is filled with at least the ultraviolet curable resin 1. Then, a resin layer 2 as a lens layer is formed by the ultraviolet curable resin 1.

また、この紫外線硬化型樹脂１が閉空間５から押し出されて余剰樹脂３となる。
さらに、第１の樹脂溜まり部４９１及び第２の樹脂溜まり部４９２は、光学基材４１の平面４７と光学基材４２の貼り合わせ面４３２、及び光学基材４１の傾斜面４８と光学基材４２の外周面４２ａが離間することで夫々形成されている。 Further, the ultraviolet curable resin 1 is pushed out of the closed space 5 to become the surplus resin 3.
Further, the first resin reservoir 49 1 and 2 the second resin reservoir 49, the bonding surface 43 second plane 47 and the optical substrate 42 in optical substrate 41, and the inclined surface 48 of the optical substrate 41 The outer peripheral surface 42a of the optical base material 42 is formed by being separated from each other.

この第１と第２の樹脂溜まり部４９１、４９２は、光学基材４１，４２の夫々の外周部全周にわたって輪帯状に形成されている。そして、これら第１と第２の樹脂溜まり部４９１、４９２に、閉空間５から押し出された余剰樹脂３が付着する。 The first and second resin reservoirs 49 1 and 49 2 are formed in a ring shape over the entire outer periphery of each of the optical base materials 41 and 42. The surplus resin 3 extruded from the closed space 5 adheres to the first and second resin reservoirs 49 1 and 49 2 .

この第１と第２の樹脂溜まり部４９１、４９２の余剰樹脂３は、樹脂層２とは、第１の接触部４５と第２の接触部４６で夫々分断されている。このため、余剰樹脂３が、樹脂層２に影響を与えることを防止できる。 The surplus resin 3 in the first and second resin reservoirs 49 1 and 49 2 is separated from the resin layer 2 by a first contact part 45 and a second contact part 46, respectively. For this reason, it is possible to prevent the surplus resin 3 from affecting the resin layer 2.

次に、貼り合わせ方法について説明する。
光学基材４１の貼り合わせ面４３１に、不図示の供給装置によりエネルギー硬化型樹脂としての紫外線硬化型樹脂１を所望量吐出する。次いで、光学基材４１に光学基材４２を接近移動させる。 Next, a bonding method will be described.
The bonding surface 43 1 of the optical substrate 41, a desired amount of ejecting ultraviolet curable resin 1 as an energy-curable resin by a supply device (not shown). Next, the optical substrate 42 is moved closer to the optical substrate 41.

このとき、光学基材４１の光学面有効面よりも外側にある第１の接触部４５が、光学基材４２の貼り合わせ面４３２に線接触する。さらに、光学基材４１の第２の接触部４６が光学基材４２の外周面４２ａに嵌合するまで樹脂を押延する。 At this time, the first contact portion 45 on the outside than the optical surface effective surface of the optical substrate 41, and line contact with the bonding surface 43 2 of the optical substrate 42. Further, the resin is stretched until the second contact portion 46 of the optical base material 41 is fitted to the outer peripheral surface 42 a of the optical base material 42.

第１の接触部４５が光学基材４２の貼り合わせ面４３２に線接触することで、樹脂層２は所望の樹脂厚となる。また、第２の接触部４６は貼り合わせ面４３１の光軸Ｏに対する同軸度が高精度に加工されている。 By the first contact portion 45 is in line contact on the bonding surface 43 2 of the optical substrate 42, the resin layer 2 becomes a desired resin thickness. Further, the coaxial degree is processed with high accuracy with respect to the second optical axis O of the contact portion 46 bonding surface 43 1.

このため、光学基材４１の光軸Ｏと光学基材４２の光軸Ｏとは、光学基材４１の第１及び第２の接触部４５，４６と、光学基材４２の貼り合わせ面４３２及び外周面４２ａとによって位置決めされる。 Therefore, the optical axis O of the optical substrate 41 and the optical axis O of the optical substrate 42 are the first and second contact portions 45 and 46 of the optical substrate 41 and the bonding surface 43 of the optical substrate 42. 2 and the outer peripheral surface 42a.

さらに、紫外線硬化型樹脂１の吐出量は、２つの光学基材４１、４２が、樹脂層２の厚さと光軸Ｏ方向の位置が決まった状態で、少なくとも閉空間５に充填されるのに充分必要な量とした。   Further, the discharge amount of the ultraviolet curable resin 1 is such that the two optical base materials 41 and 42 are filled in at least the closed space 5 with the thickness of the resin layer 2 and the position in the optical axis O direction determined. A sufficient amount was set.

このとき、吐出量のバラツキにより、設計段階で計算した閉空間５の容積よりも多い量の樹脂が、閉空間５に吐出された場合、充填された紫外線硬化型樹脂１が、閉空間５から第１の樹脂溜まり部４９１に余剰樹脂３として押し出される。また、吐出量のバラツキにより、閉空間５と第１の樹脂溜まり部４９１を足した容積よりも多い量の樹脂が、閉空間５に吐出された場合、充填された紫外線硬化型樹脂１が、閉空間５から第１の樹脂溜まり部４９１及び第２の樹脂溜まり部４９２に余剰樹脂３として押し出される。 At this time, when the amount of resin larger than the volume of the closed space 5 calculated in the design stage is discharged into the closed space 5 due to the variation in the discharge amount, the filled ultraviolet curable resin 1 is discharged from the closed space 5. extruded as excess resin 3 in the first resin reservoir 49 1. Further, the discharge amount of variation, closed space 5 and larger amount of resin than the volume plus first resin reservoir 49 1, when discharged to the closed space 5, the ultraviolet curing resin 1 filled It is extruded as excess resin 3 from the closed space 5 into 2 first resin reservoir 49 1 and the second resin reservoir 49.

この状態を保持したまま、光学基材４１の下方から光学基材４１を通して紫外線ランプ４により紫外線を照射する。例えば、３０±２ｍＷ／ｃｍ２のほぼ均一な照度分布で、紫外線が１００秒照射される。この照射により、樹脂層２および余剰樹脂３を硬化させる。 While maintaining this state, the ultraviolet lamp 4 irradiates ultraviolet rays from below the optical substrate 41 through the optical substrate 41. For example, ultraviolet rays are irradiated for 100 seconds with a substantially uniform illuminance distribution of 30 ± 2 mW / cm 2 . By this irradiation, the resin layer 2 and the excess resin 3 are cured.

なお、光学基材４１と樹脂、及び樹脂と光学基材４２の密着性を上げるため、光学基材４１と光学基材４２を貼り合わせる前に、光学基材４１の貼り合わせ面４３１は紫外線オゾン処理による親水処理を行った後、シランカップリング処理を行った。また、光学基材４２の貼り合わせ面４３２に対してはシランカップリング処理を行った。 Incidentally, to increase the optical substrate 41 and the resin, and the resin and the adhesion of the optical substrate 42, prior to bonding the optical substrate 41 and the optical substrate 42, bonding surface 43 1 of the optical substrate 41 UV A silane coupling treatment was performed after hydrophilic treatment by ozone treatment. Also, it was silane coupling treatment for the bonding surface 43 2 of the optical substrate 42.

図８に示すように、２枚の光学基材４１，４２を貼り合わせてできた接合光学素子４０は、中心樹脂厚ｔ０がｔ０＝０．５mmであり、樹脂層２の有効径Ｄ０（Ｄ０＝φ１５mm）における樹脂厚ｔ３がｔ３＝０．２５mmであった。 As shown in FIG. 8, the bonded optical element 40 formed by bonding two optical base materials 41 and 42 has a center resin thickness t 0 of t 0 = 0.5 mm and an effective diameter D of the resin layer 2. The resin thickness t 3 at 0 (D 0 = φ15 mm) was t 3 = 0.25 mm.

本実施の形態によれば、樹脂溜まり部を２箇所（第１と第２の樹脂溜まり部４９１，４９２）に分割したことにより、それぞれの樹脂溜まり部４９１，４９２を小さくすることができる。これにより、樹脂溜まり部４９１，４９２の樹脂の硬化収縮量を小さくすることができる。こうして、樹脂溜まり部４９１，４９２に発生する応力歪自体を小さくすることができる。 According to the present embodiment, the resin reservoirs are divided into two locations (first and second resin reservoirs 49 1 , 49 2 ), so that the resin reservoirs 49 1 , 49 2 are made smaller. Can do. Thereby, the amount of cure shrinkage of the resin in the resin reservoir portions 49 1 and 49 2 can be reduced. In this way, the stress strain itself generated in the resin reservoirs 49 1 and 49 2 can be reduced.

なお、以上説明した各実施の形態で記載した光学基材１１，１２等の形状・材質、樹脂の種類、貼り合わせ方法等はこれに限定されるものではない。   In addition, the shape and material of the optical base materials 11 and 12 described in each embodiment described above, the type of resin, the bonding method, and the like are not limited to this.

１ 紫外線硬化型樹脂
２ 樹脂層
３ 余剰樹脂
４ 紫外線ランプ
５ 閉空間
１０ 接合光学素子
１１ 光学基材
１１ａ 外周面
１２ 光学基材
１２ａ 外周面
１３１ 貼り合わせ面
１３２ 貼り合わせ面
１４１ 反貼り合わせ面
１４２ 反貼り合わせ面
１５１ 接触部
１５２ 接触部
１６１ 面取り部
１６２ 面取り部
１８ 樹脂溜まり部
２０ 接合光学素子
２１ 光学基材
２２ 光学基材
２３１ 貼り合わせ面
２３２ 貼り合わせ面
２４１ 反貼り合わせ面
２４２ 反貼り合わせ面
２５１ 接触部
２５２ 接触部
２６１ 非接触部
２６２ 非接触部
２７１ 非接触部
２７２ 非接触部
２８ 樹脂溜まり部
３０ 接合光学素子
３１ 光学基材
３２ 光学基材
３３１ 貼り合わせ面
３３２ 貼り合わせ面
３４１ 反貼り合わせ面
３４２ 反貼り合わせ面
３５１ 段差部
３５２ 段差部
３６１ 接触部
３６２ 接触部
３７１ 非接触部
３７２ 非接触部
３８ 樹脂溜まり部
４０ 接合光学素子
４１ 光学基材
４１ａ 端面
４２ 光学基材
４２ａ 外周面
４３１ 貼り合わせ面
４３２ 貼り合わせ面
４４１ 反貼り合わせ面
４４２ 反貼り合わせ面
４５ 第１の接触部
４６ 第２の接触部
４７ 平面
４８ 傾斜面
４９１ 第１の樹脂溜まり部
４９２ 第２の樹脂溜まり部
Ｄ１ 外径
Ｄ２ 外径
Ｄ０ 光学有効径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultraviolet curable resin 2 Resin layer 3 Excess resin 4 Ultraviolet lamp 5 Closed space 10 Bonding optical element 11 Optical base material 11a Outer peripheral surface 12 Optical base material 12a Outer peripheral surface 13 1 Bonding surface 13 2 Bonding surface 14 1 Anti-bonding Surface 14 2 Anti-bonding surface 15 1 Contact portion 15 2 Contact portion 16 1 Chamfering portion 16 2 Chamfering portion 18 Resin reservoir 20 Bonding optical element 21 Optical substrate 22 Optical substrate 23 1 Bonding surface 23 2 Bonding surface 24 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anti-bonding surface 24 2 Anti-bonding surface 25 1 Contact part 25 2 Contact part 26 1 Non-contact part 26 2 Non-contact part 27 1 Non-contact part 27 2 Non-contact part 28 Resin pool part 30 Bonding optical element 31 Optical base material 32 optical substrate 33 1 bonded surface 332 bonding surface 34 first reaction bonding surface 34 second reaction bonding surface 35 first stepped portion 35 second stepped portion 36 first contact portion 36 2 Contact portion 37 1 non-contact portion 37 2 non-contact portion 38 resin reservoir 40 cemented optical element 41 optical substrate 41a end face 42 an optical substrate 42a outer circumferential surface 43 1 bonded surface 43 2 bonding surface 44 first reaction bonding surface 44 2 anti-bonding surface 45 first contact portion 46 second contact portion 47 plane 48 inclined surface 49 1 first resin reservoir portion 49 2 second resin reservoir portion D 1 outer diameter D 2 outer diameter D 0 optically effective Diameter

Claims (4)

光学有効径よりも外側に接触部を有する少なくとも２つの光学基材と、
前記２つの光学基材と前記接触部によって閉空間が形成され、
前記閉空間内を少なくとも充填する、エネルギー硬化型樹脂によるレンズ層と、
前記接触部の外周において、前記２つの光学基材の面同士が離間することで形成される樹脂溜まり部と、
前記樹脂溜まり部の少なくとも一部に、前記エネルギー硬化型樹脂による樹脂層と、を備え、
前記樹脂溜まり部は、前記光学基材の径方向に対して２つ以上に分割されていることを特徴とする接合光学素子。 At least two optical substrates having contact portions outside the optical effective diameter;
A closed space is formed by the two optical base materials and the contact portion,
A lens layer made of an energy curable resin that fills at least the closed space;
In the outer periphery of the contact portion, a resin reservoir portion formed by separating the surfaces of the two optical base materials,
At least a portion of said resin reservoir, e Bei and a resin layer by the energy curable resin,
The bonded optical element , wherein the resin reservoir is divided into two or more in the radial direction of the optical base . 前記樹脂溜まり部を構成する少なくとも一つの面が、前記光学基材の光軸と略垂直方向の面であることを特徴とする請求項１項記載の接合光学素子。   The bonded optical element according to claim 1, wherein at least one surface constituting the resin reservoir is a surface substantially perpendicular to the optical axis of the optical substrate. 前記樹脂溜まり部は、前記光学基材の外周部全周にわたって輪帯状に形成されていることを特徴とする請求項１項又は２項に記載の接合光学素子。 The bonded optical element according to claim 1, wherein the resin reservoir is formed in a ring shape over the entire outer periphery of the optical base material . 光学有効径よりも外側に接触部を有する一方の光学基材の光学面上にエネルギー硬化型樹脂を塗布する工程と、Applying an energy curable resin on the optical surface of one optical substrate having a contact portion outside the effective optical diameter;
光学有効径よりも外側に接触部を有する他方の光学基材により前記エネルギー硬化型樹脂を押延する工程と、  A step of stretching the energy curable resin by the other optical substrate having a contact portion outside the optical effective diameter;
前記エネルギー硬化型樹脂が接触部の外周まで押し出される工程と、  A step of extruding the energy curable resin to the outer periphery of the contact portion;
前記一方の光学基材の持つ接触部と前記他方の光学基材の持つ接触部を接触させ、閉空間と樹脂溜まり部を形成する工程と、  Contacting the contact part of the one optical substrate with the contact part of the other optical substrate to form a closed space and a resin reservoir,
エネルギーを照射することにより前記エネルギー硬化型樹脂を硬化する工程と、 を備え、  Curing the energy curable resin by irradiating energy, and
前記閉空間と樹脂溜まり部を形成する工程は、前記樹脂溜まり部を前記光学基材の径方向に対して２つ以上に分割して形成する  The step of forming the closed space and the resin reservoir portion is formed by dividing the resin reservoir portion into two or more in the radial direction of the optical substrate.
ことを特徴とする接合光学素子の製造方法。A method for producing a bonded optical element.
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