JPH03217810A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内部に光学的に透明な物質を封入した２つの透
明な平行平面板の相対角度、即ち、頂角を変化させるこ
とにより通過光束の光学性能を任意に変化させるように
した光学素子及びその製造方法に関し、例えば、写真用
カメラやビデオカメラ等の撮影系において該撮影系の一
部に配置し、該撮影系の振動による画像のブレを補正す
るようにした防振光学系等に好適なものである。

［従来の技術］ 従来より、例えば液体やシリコーンゴム等を光学的に透
明な物質を２つの透明な平行平面板間に封入して可変頂
角プリズム体を形成し、２つの平行平面板の角度（平行
度）を外部からの付勢力により変化させることにより通
過光束の光学性能を任意に変化させた光学素子が種々と
提案されている。

第３５図，第３６図は例えば特公昭４１−１　１９０６
号に提案されている光学素子の概略図である。第３５図
，第３６図に示す光学素子は２つの透明な平行平面板２
０１，２０１’を対向配置し、可撓性の接続部材２０２
によって周囲を保持し、その中に透明な液体２０３を封
入して構成されている。そして入射光束ｈを所定角度偏
向させて射出させている。

第３７図，第３８図は特開昭６０−１７６０１７号公報
で提案されている光学素子の概略図である。第３７図，
第３８図に示す光学素子は２つの透明な平行平面板２２
１，２２１゜を対向配置し、内に透明弾性体２２４を扶
持して構成されている。そして第３５図と同様に入射光
束を所定角度変更させて射出させている。従来の光学素
子はいずれも第３６図や第３８図に示すように外部から
の付勢力により２つの平行平面板の角度を変化させるこ
とにより頂角が任意に制御できる可変頂角プリズムを形
成し、入射光束を所定角度偏向させて射出している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の光学素子は所定の材質より成る接
続部材を伸縮させて、２つの平行平面板より成る角度を
変゛化させており、一般にこのときの駆動力は大きく、
この為駆動源が大型化し又繰り返し変形させることによ
り接続部材の一部が破損したりする場合があった。

更には２つの平行平面板で扶持されている物質が接続部
材を通過したり、若しくは、接続部材と平行平面板との
接着部を通ってしみ出してきたりし、特に透明弾性体の
場合は空気中の水分を吸湿し屈折率変動を起こしたりす
る等の問題点があった。

この他、接続部材と平行平面板との接着部に光学素子の
駆動により外力が加わり接着部がはがれ内部の物質がし
み出す等の問題点があった。

また、一対の平行平面板および支持部材の寸法または形
状が同一であることから、小型化が不十分であるという
問題点があった。

本発明は２つの透明な平行平面板を対応配置し、接続部
材により後に内部に空間が出来るように接続し、内部に
封入した透明物質を扶持し、可変頂角プリズム体を形成
する際に、接続部材の材質を適切に設定することにより
、２つの平行平面板より形成される頂角を小さな駆動力
で容易に変化させることができ又内部に封入した物質の
外部環境変化に伴う変質を防止した良好なる光学性能が
得られる光学素子および小型化し軽量化した光学素子−
の提供を目的とする。

この他、本発明は平行平面板と接続部材とを接続する際
の接着方法を適切に設定することにより繰り返し変形に
対しても接着耐久性の良い光学素子の提供を目的とする
。

［課題を解決するための手段及びその作用］上述した課
題を解決し、目的を達成するため、本発明に係わる光学
素子は、光学的に透明な一対の平行平面板を接続する接
続部材を変形させ、該変形によって形成される前記一対
の平行平面板の頂角を調整し、通過光束に対して所定の
光学特性を得るようにした光学素子において、前記接続
部材は複数枚の弾性部材を連結して構成され、前記弾性
部材間がそれぞれ０個以上の側断面Ｙ字形状あるいは側
断面変形Ｙ字形状となるように接続され、例えば、前記
接続部材は少なくとも一部の弾性部材を単眉高分子フィ
ルム又は複層高分子フィルムによって構成されている。

また、一対の平行平面板の形状または大きさを変え、接
続部材を構成する各弾性部材の形状または大きさも変え
ることにより、光線有効径まで小型化される。

また、製造方法においては、複数枚の弾性部材をそれぞ
れ隣接する弾性部材との間で０個以上の側断面Ｙ字形状
あるいは側断面変形Ｙ字形状となるように接着し、この
ようにして透明な一対の平行平面板を接続する接続部材
を形成する第１工程と、前記第１工程により形成された
接続部材と前記透明な一対の平行平面板との接続を前記
接続後に内部に空間が形成されるように接着して行なう
第２工程と、前記第２工程により形成された空間内に光
学的に透明な物質を封入する第３工程とを有し、例えば
、前記第２工程には、単層高分子フィルム若しくは複層
高分子フィルムよりなる前記接続部材を前記平行平面板
に対して、直接、又は、前記平行平面板を支持する支持
部材を介して接着する工程が含まれる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に
説明する゛。

く第１実施例〉 まず、第１実施例について説明する。

第１図は本発明の第１実施例の要部の構成を示す平面図
、第２図は第１図の側断面図である。

第１図，第２図において、Ａは第１実施例の円柱状の光
学素子を示している。この光学素子Ａは、光学的に透明
な円板状の一対の平行平面板１，１゜を環状の断面Ｙ字
形状の接続部材２で接続され、その内部に液体やシリコ
ーンゴム等の光学的に透明な物質３が封入された構成で
あり、特に、平行平面板１，１゛を接続部材２との間に
設けた環状の断面Ｌ字形状の支持部材５，５′によって
支持するように形成されている。また、光学素子Ａは、
一対の平行平面板１．１’の角度（平行度）を外部から
の付勢力によって変化させ、これにより、通過光束の光
学性能を任意に変化させる可変頂角プリズム体として機
能する。また、方の平行平面板１は他方の平行平面板１
゜より径が大きく設定されている。

さらに、光学素子Ａの各部材について以下に詳述する。

平行平面板１，１゛は、ガラスやプラスチック材等から
成り、外部から付勢力がないときは２つの平行平面板１
より形成される角度を第２図に示すように略平行として
いる。接続部材２は、高分子フィルムやアルミ泊等の柔
軟性及び可撓性を有する環状の部材２ａ，２ｂを２層に
積層した断面Ｙ字形状あるいは変形Ｙ字形状の弾性部材
であり、第２図に示される矢印Ｓの示す方向に振幅自在
に形成されている。さらに、接続部材２は、平行平面板
１，１゜の外周面の一領域において、部材２ａ，２ｂ　
（断面Ｙ字形状）の肉厚や横方向の長さが一定または部
分的に異なるように形成された部位を有するように構成
されている。特に、部材２ａと２ｂとの径方向の長さの
違いは、平行平面板１，１゛の径の違いに応じて決定さ
れる。第２図によれば、部材２ｂが部材２’ａより長く
設定されている。

また、光学的に無色透明な物質３は、例えば、水，アル
コール，グリコール，シリコーンオイル，変性シリコー
ンオイル，シリコーンゴム，フッ素系オイル等よりなっ
ている。支持部材５，５′は、第２図に示されるように
、側断面がＬ字形状に形成された硬度の高い例えばプラ
スチック形成物等から成り、平行平面板１，１゛の縁周
部を取り囲むように支持している。さらに、アルミニウ
ム，ステンレススチール等の金属材料をインサート成形
した複合材やガラス入りポリエステル等の他樹脂を二色
成形，接着等により合わせた複合材を用いれば、支持部
材５の剛性が高まり好ましくなる。

また、支持部材５，５゜とそれぞれ対応する平行平面板
１，１゜との接着には、内部液体３により膨潤溶出等の
影響を受けず接着力の優れたエボキシ，ボリアミド，ポ
リイミド，シアノアクリレート，オレフインフェノール
，ウレタン，シリコーン樹脂，含ハロゲン系樹脂等の熱
可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の接着剤が使用される。

さらに、ＮＢＲ　（ブタジエンとアクリロニトリルとの
共重合体の合成ゴム），ＳＢＲ（プタジエンとスチレン
との共重合により得られる合成ゴム），シリコーンゴム
，フッ素系ゴムなどの含ハロゲン系ゴム等のゴム系接着
剤は、接着後の硬化収縮等により発生する歪みや支持部
材５，５゛と平行平面板１，ｌ゛との間の膨張係数差、
硬度差等の物性差により発生する歪みを吸収できるため
、接着剤として好ましい。さらに、シリコーン系，フッ
素系接着剤は、耐溶剤性，耐候性が優れるため、接着剤
として特に好ましい。

次に、第１実施例の動作状態について説明する。

第２図に示されるように、光学素子Ａに対して外から何
も付勢力が加わらないときには、２つの平行平面板１，
１′によって形成される頂角がほぼＯ度、言い換えると
、平行度が略平行に維持され、この状態においては入射
光を示すｈは直線的に光学素子Ａを平行平面板１から１
゜に通過し射出する。

第３図は光学素子Ａの外周の一部に付勢力を加えた場合
の概略図である。

第３図に示されるように、外から付勢力が加えられた２
つの平行平面板１，１゜より形成される角度は所定の大
きさを有するように変化し、光学素子Ａは一種の可変頂
角プリズム体としての機能を有する。この為、第３図に
示されるように、光学素子Ａを平行平面板１より通過す
る光束ｈは平行平面板ｌ゛のところで屈折し、偏向して
射出する。このとき、物質３（例えば、液体）の体積は
不変であるため、第３図に示されるように接続部材２の
左側の部材２ａ，２ｂは矢印Ｓ方向で伸長し、右側の部
材２ａ，２ｂは矢印Ｓ方向で収縮し、これによって、光
学素子Ａ全体がプリズム系に変形する。

例えば、光学素子Ａを写真用カメラやビデオカメラ等の
掃影系に使用した場合、物質３（例えば、液体）を変形
させる付勢力はその付勢な起こす駆動速度が急激でない
限り、液体の抵抗力を殆ど無視することができる程度で
ある。このため、実用上は光学素子Ａを変形させる駆動
力（変形駆動力）が接続部材２の変形応力によって決定
される。

このように、第１実施例によれば、接続部材２の材質と
形状とを適切に設定することによって、光学素子Ａの変
形駆動力を極力小さくするように抑制することができる
と共に、一対の平行平面板１．１゜の形状および径の大
きさを変え、同時に接続部材２を構成する部材２ａ，２
ｂの径方向の大きさを変えたことによって、光学素子Ａ
を小型化し、軽量化することができる。

第４Ａ図は第２図の接続部材２近傍の一部分の拡大図で
ある。

第４Ａ図に示されるように、接続部材２は部材２ａ，２
ｂよりなり、各々が薄い２枚の高分子フィルムであって
且つ３層構造を有している。各部材２ａ，２ｂは、高分
子フィルム同志を熱接着するためのフィルム熱接着層６
と物質（液体）３を外部の湿気等より保護するためのバ
リア層７（または熱接着層が変形しないための保持層）
と成形品である支持部材５と熱接着するための成形品熱
接着層８との３層からなる薄状の積層体である。

第１実施例の接続部材２は、第４Ａ図のように、部材２
ａ，２ｂの外側に位置する成形品熱接着層８，８の内周
部８ａ，８ａを各々支持部材５ｌ　５゛に貼り付け、次
に、２枚の環状の３層構造の部材２ａ，２ｂをフィルム
熱接着層６を内側にして外周部６ａ，６ａを互いに貼り
合せて構成されている。このように、第３図に示される
ように接続部材２を緩い角度で折り曲がるように構成し
、光学素子Ａの変形駆動力が少な《なるように設けてい
る。

第１実施例において、フィルム熱接着層６は物質（液体
）３に溶解又は膨潤等をすることがな《、接続部材２の
外周部分でフィルム同志が容易に熱接着できるような材
質が好ましい。その材質として、例えば、低密度ポリエ
チレン，リニア低密度ポリエチレン，高密度ポリエチレ
ン，中密度ポリエチレン，ボリブロビレン．ボリアミド
，ポリエステル等が適用可能であり、これらの材質は熱
接着法も確立されていて好ましい。又、封入している物
質３が高分子フィルムを膨潤させ易い場合には、耐溶剤
性の強いボリ四フッ化エチレン，ボリ三フツ化塩化エチ
レン，ボリフッ化ビニリデン，ボリフツ化ビニール，四
フッ化エチレン一六フツ化ブロビレン共重合体，エチレ
ン一四フッ化エチレン共重合体，四フッ化エチレンーバ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素
系の高分子フィルムを用いるのが良い。フィルム熱接着
層６の厚みは５〜１００ＬＬｍ程度が好ましい。その厚
みが５μｍ以下では熱接着の際、熱溶融によりフィルム
が多少変形したり薄肉化し、その影響で所望の接着強度
が保たれな《なる。また１００μｍ以上ではフィルムの
剛性が高まり、変形駆動力が大きくなって《るので良く
ない。尚更に好まし《は厚さを２０μ〜６０μｍとする
のが良い。

また、バリア層７は物質（液体）３の吸湿を防ぐ役目を
果たしており、その材質として、アルミ箔が使用される
。アルミ箔は気体遮光性が完全でしかも安価に使用でき
るが、製造上及び繰り返し変形時にビンホールを発生し
、バリア性を乏し《ことがわかっている。また５０Ｉ．
Ｌｍ以上では剛性が高《光学素子の駆動力が大きくなり
すぎて良くない。

この他防湿性の優れたポリ塩化ビニリデンやアルミ蒸着
高分子フィルムあるいは前記フッ素系フィルムやその他
の金属箔等あるいは気体透過性の低いポリビニルアルコ
ール又はエチレンーボリビニルアルコール共重合体等の
フィルムを用いても良い。また、突さし強度や耐ビンホ
ール性をあげるためにナイロンなどのフィルムをバリア
層７と接着層６又は８の間に一層加えてもよい。

内部液体が吸湿，空気透過による影響が小さい場合には
、バリア層７は熱接着層６，８が高温条件下で変形しな
いように保持するナイロン等の保持層で置き換えても良
い。

また、バリア層７と接着層６又は８の接着性が良《ない
場合には、ポリエステル等の中間層をバリア層７とフィ
ルム熱接着層６又は成形品熱接着層８の間に加えれば接
着強度が高《なりかつ液体３による膨潤、繰り返し屈曲
等によるデラミネーション等が起こりにく《なるため好
ましい。

成形品接着層８は、支持部材５と同種の材質とすること
が熱接着強度が高くなり好ましい。従って支持部材５に
要求される寸法精度により材質が決定され、その材質と
して、例えば、ポリエステル，ボリアミド，ポリカーボ
ネート，ボリブロピレン，低密度ポリエチレン，リニア
低密度ポリエチレン，中密度ポリエチレン，高密度ポリ
エチレン，ボリブロビレン，ポリ塩化ビニル等が適用可
能である。又、厚みは５μｍｘ１００μｍ程度が良《そ
の理由は前述のフィルム熱接着層６の場合と同様であり
、特に２０〜６０μｍの厚さで構成するのが良い。

第１実施例におけるフィルム熱接着層６及び成形品熱接
着層８はキャスティング法または押し出し法又はインフ
レーション法により製造されたフィルムを使用すること
が好ましい。

また、第１実施例において接続部材２を構成する３層全
体の厚みは２００μｍ以下が好ましく変形駆動力を低減
させることに考えるとできれば１０μｍ以上１００μｍ
以下にすることが好ましい。

接続部材２の製造法として、バリア層７が高分子樹脂か
らなる場合には、３層共押し出し法により一度に製造し
ても良い。

また、バリア層７がアルミ箔、或は、すでに延伸された
プラスチックフィルムの場合には、例えば、第５図に示
されるように接着剤９及びｌＯを使用するドライラミネ
ート法や接着材９，１０を溶融ポリエチレンで行うエク
ストルージョンラミネート法等によって製造しても良好
なる接着力が得られる。又は、層６，７．８或は層６，
７，８，９．１０が一度に形成されるインフレーション
法によって接続部材を形成しても良い。ここで、第５図
は接続部材２の製造法の一例を示している。

この他接続部材２として、例えば、ポリエステル／ＡＩ
２／高密度ポリエチレン．ポリエステル／ナイロン／低
密度ポリエチレン，ポリエステル／Ａｎ／ボリブロビレ
ン，ボリアミド／Ａ２／高密度ポリエチレン，ポリエス
テル／ボリビニルアルコール／ボリブロビレン，ボリア
ミド／ＡＩ２／ボリプロビレン，リニア低密度ボリ具チ
レン／ポリエステル／Ａ２／ポリエステル／リニア低密
度ポリエチレン，蒸着Ａρリニア低密度ポリエチレン／
ポリエステル／蒸着Ａ℃リニア低密度ポリエチレン，蒸
着Ａβリニア低密度ポリエチレン／蒸着Ａ℃ポリエステ
ル／蒸着Ａｊ２リニア低密度ポリエチレン，蒸着Ａρリ
ニア低密度ポリエチレン／蒸着ＡＩ２ポリエステル／リ
ニア低密度ボリエチレン，リニア低密度ポリエチレン／
フッ素系フィルム／リニア低密度ポリエチレン，リニア
低密度ポリエチレン／ボリ塩化ビニリテン／リニア低密
度ポリエチレン，リニア低密度ポリエチレン／ボリビニ
ルアルコール又はエチレンーボリビニルアルコール共重
合体／リニア低密度ポリエチレン，あるいはリニア低密
度ポリエチレン／ナイロン／ボリビニルアルコール又は
エチレンーボリビニルアルコール共重合体／リニア低密
度ポリエチレン更にはりニア低密度ポリエチレン／ナイ
ロン／リニア低密度ポリエチレン等の構成の汎用の包装
用フィルムを使用しても良い。

ここで、第１実施例で使用された接続部材２の変形例に
ついて説明する。

第４Ｂ図は第１実施例の変形例による接続部材２゛近傍
の一部拡大図である。

この変形例の光学素子Ａ゜は、全体の構成を光学素子Ａ
と同様とし、応力集中を分散させるためのホール（図中
、矢印Ｈで示されている）が接続部材２′の伸縮時に応
力が加わる数箇所に設けられている。応力の位置等の詳
細については後述するが、このようにホールＨを設ける
ことで即断面Ｙ字形状によって得られる接続部材の変形
応力の減退をさらに助けてくれる。また、フィルムに対
してホールＨを設ける方法は、熱での溶融等公知の技術
で十分カバーできるものである。

次に、第２実施例について説明する。

第６図は本発明の第２実施例の構成を示す側断面図であ
る。図において、Ｂは第２実施例の光学素子を示してい
る。

前述した第１実施例との異なる点は、第６図のように、
平行平面板１，１゜を接続する断面Ｙ字形状の接続部材
２と同様の部材が２つ連結され２層構造となった断面Ｗ
字形状の接続部材２０にある。この接続部材２０は、前
述の弾性部材２ａ，２ｂと同様にフィルム熱接着層６，
バリア層７，成形品熱接着層８が積層された３層構造の
弾性部材２ａ’　，２ｂ’　，２ｃ’　，２ｄ’からな
り、弾性部材２ｂ’　と２ｃ’　とは成形品熱接着層８
，８同士の接着がなされている。また、接続部材２０は
、前述の接続部材２と同様に外側に位置する成形品熱接
着層８．８の各内周部８ａ，８ａが支持部材５，５゛に
熱接着されている。このように、光学素子Ｂ本体内部に
は透明の物質３が光学素子Ａと同様に封入されている。

このように、接続部材２０のように２つの断面Ｙ字形状
の接続部材で構成することもできる。また、光学素子が
必要な剛性を有しておれば、断面Ｙ字形状の接続部材を
３つ以上連結させた構成であっても良い。

次に、上述した第１，第２実施例と従来例とを合わせて
、光学素子の接続部材の形状の違いによる変形応力の違
いについて説明する。

第７図は従来の接続部材の構成を示す側断面図である。

第８図〜第１０図は従来例と上述した第１．第２実施例
のそれぞれの変形応力の加わる方向を説明する図である
。

第７図において、Ｃは従来例の一つである光学素子を示
している。断面Ｉ字形状に形成されたプラスチック等の
可撓性材料からなる接続部材２１は、環状の支持部材５
，５゛の縁周部に熱接着された構成である。この従来の
接続部材２１の一部に付勢力が加わり圧縮変形が生ずる
と、このときに加わる変形応力σは、第８図に示される
ように、接続部材２１全体が矢印の示す圧縮方向にかか
る為に変形応力は大きなものとなる。これに対して、第
４Ａ図に示されるような変形Ｙ字形状に形成された接続
部材２の場合には、付勢力による変形駆動力は第９図に
示されるように少し折り曲げたような変形とするだけの
駆動力で済むので大変小さ《なる。即ち、このときに加
わる変形応力σは第９図の矢印で示されるように分散さ
れそれぞれの応力が加わる領域が非常に微小となるため
、変形駆動力は第８図の場合に比べてはるかに小さ《な
る。

この他、第６図に示されるようにＹ字形状の接続部材を
２個有する接続部材２０を用いれば、付勢力による変形
時に各屈曲部分にかかる歪み、即ち応力が第１０図に示
すように第９図に比べてさらに分散されそれぞれが小さ
くなり、これによつて、変形駆動力が一層小さいものと
なる。さらに３個以Ｌの側断面Ｙ字形状または変形Ｙ字
形状の接続部材を有する形状にすれば一層、変形駆動力
が小さくなって良い。

ここで、上述した各接続部材２１，２．２０をサンプル
として、具体的な変形駆動力に要する力Ｆ，について測
定結果と合わせて説明する。

第１１図〜第１３図はそれぞれ接続部材の形状が異なる
光学素子の概略図である。第１１図には第７図に示され
るタイプの光学素子Ｃが示され、第１２図には第４Ａ図
に示されるタイプの光学素子Ａが示され、第１３図には
第６図に示されるタイプの光学素子Ｂが示されている。

各図中のＷ１〜Ｗ３は各光学素子の幅を示し、Ｄ１〜Ｄ
３は各光学素子の直径を示している。尚、測定時に使用
されるパラメータは、Ｗ．，Ｗ．，Ｗ．＝　１０ｍｍ，
Ｄ＋　　＝φ６４ｍｍ，Ｄ！　　，Ｄａ　　＝＄７４ｍ
ｍに設定されている。また、接続部材２，２０，２１は
それぞれＰＥ（ポリエチレン）／ＥｖＯＨ（エチレンー
ピニルアルコール共重合体）／ＰＥの３層からなる７０
μｍのフィルム（弾性部材を示す）を用いて、径６４ｍ
ｍのＬＬＤＰＥ（リニア低密度ポリエチレン）製支持部
材５，５゛に熱接着されている。

第３１図〜第３３図は光学素子Ｃ，Ａ，Ｂの各タイプ別
に各々７個のサンプルについて変形駆動力に要する荷重
Ｆ，を測定したときの平均値による荷重と変位との関係
を示す線図である。各線図において、荷重はグラムフォ
ース（ｇｆ），変位はミリメートル（　ｍ　ｍ　）で表
されている。この第３１図〜第３３図により同一押込み
量での測定平均値を比較すると、光学素子Ｃのタイプで
Ｆ，＝５７　（ｇｆ）だったものが、光学素子Ａのタイ
プでは８８％減のＦｙ＝１　１　（ｇｆ）　、光学素子
Ｂのタイプでは８９％減のＦ，＝６　（ｇｆ）となって
いる。接続部材２，２０．２１において断面Ｙ字形状の
接続部材の数が多い程変形駆動力が小さくなる結果が得
られる。

このように、第２実施例によれば、第１実施例で用いた
断面Ｙ字形状の接続部材を増やすことにより、変形駆動
力をさらに小さ《抑えることができる。

次に、光学素子の製造方法として第２実施例に係る接続
部材２０を例に挙げて説明する。

第１４図〜第２４図は第２実施例の光学素子Ｂの製造方
法を説明する図である。

まず、予め精度良く成形或は切削加工された環状の断面
Ｌ字形状の支持部材５が準備され、第１４図に示される
ように、支持部材５の接着面５ａ上に接続部材２を構成
する加工前の部材２ａ（フィルム熱接着層６，バリア層
７、そして、成形品熱接着層８より成る３層の積層フィ
ルム）が配置される。このとき、弾性部材２ａ’が支持
部材５と同質の成形品熱接着層８の面を対向するように
配置される。そして、上方に配置された円筒状の熱接着
装置ｌ１を第１４図の矢印の示す方向に移動させ、第１
５図に示されるように、支持部材５の接着面５ａの一部
と成形品熱接着層８とが加圧接触により環状に熱融着さ
せられる。ここで、熱接着装置１１はアルミニウム，銅
，真ちゅう等よりなる熱伝導性のよい加熱金属治具を用
いるヒートプレス装置、通電による瞬間発熱体を利用し
たインバルスシール装置、微振動及び圧力を利用した超
音波ウエルダー装置、や高周波誘導による加熱装置等が
適用可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て、使用される材料，形状，量生産，コスト等が考慮さ
れ、最適なものが使用される。

次に、第１６図に示されるように、弾性部材２ａ’の内
側を切断するためにＨ筒状のカツタ１３が上方に用意さ
れ、点線によって示される矢印の方向に沿って弾性部材
２ａ’の切断が行われる。この結果、第１７図に示され
るように、弾性部材２ａ’の内周面と支持部材５の内周
面とが一致するように仕上げられる。ここで、カッタｌ
３はプレスの打ち抜き等で利用するシェアリング力ツタ
、ハガネ材等でできた抜き刀等いかなるものでも使用可
能である。

同様に、径の異なる支持部材５゛と弾性部材２ｄ’　と
から中間部品が作成される。

次に、第１７図に示される工程で得られた中間部品と弾
性部材２ｂ’のフィルム熱接着層８の外面とが、第１８
図に示されるように、それぞれ対向させて配置され、さ
らに、熱接着装置１１と円筒状のリテーナ１２とが対向
し且つ支持部材５の外周面より外側に位置するように配
置させられる。そして、第１９図に示されるように、積
層フィルムよりなる２つの部材２ａ’　，２ｂ’が各々
対向位置にあるフィルム熱接着届６，６の一部分（熱接
着装置１１と円筒状のりテーナ１２とで挾まれる部分）
で熱融着される。ここで、リテーナーｌ２は金属にゴム
やテフロン等をオーバーコート、或は、積層させた治具
より構成され、熱接着装置１１の圧力をフィルムに効率
良《ムラな《かけるための補助台として使用される。

同様に、弾性部材２ｃ’，２ｄ’の溶着を行うことによ
って、中間部品が得られる。

次に、第１９図に示される工程で得られた２種の中間部
品が１個ずつ用意される。その一つは、上述した第１４
図〜第１９図までの工程で製造された支持部材５，弾性
部材２ａ’　　２ｂ’による中間部品であり、もう一つ
は、図示せぬが、支持部材５゜，弾性部材２ｃ’　，２
ｄ’による中間部品である。次に、第２０図に示される
ように、上述の２つの中間部品の弾性部材２ｂ’　と２
ｃ’の各成形品熱接着層８，８が対向するように配置さ
れ、さらに熱接着装置１１とリテーナｌ２とが支持部材
５の内周面より内側に配置される。そして、第２１図に
示されるように積層フィルムより成る２つの部材２ｂ’
　，２ｃ’が成形品熱接着層８，８の一部分（熱接着装
置１１とリテーナ１２とで挟まれる部分）で熱融着され
る。

次に、第２２図に示されるように、第２１図で説明され
た環状の溶着部分の内側を切断するため、点線で示され
る矢印の方向にカツタｌ３が移動され切断が行われる。

このようにして、第２３図に示されるように、上記２つ
の中間部品が接続され、一体化する。また、このように
して、蛇腹状態の接続部材２０が形成される。

次に、第２４図に示されるように、一体化された中間部
品の接続部材２０の各弾性部材２ａ’〜２ｄ’の接続部
位にθ１〜θ３の角度を与えるために、その中間部品は
矢印Ｕ，Ｕ’の示す方向に、平行平面板１，１゜の固定
されている位置まで押し広げられる。これによって、接
続部材２０による側断面Ｙ字形状が得られることになる
。

尚、平行平面板１，１゜は、予め決められた距離だけ離
間するように、この距離を基準間隔として、位置決めさ
れているが、各々の平行平面板１．１’はそれぞれ所定
の一点で基準間隔を保持するように固定支持されている
ので、例えば平行平面板１，ｌ゛の縁部をつまむと、そ
のつままれた箇所は距離を狭め、これに対して円盤状の
平行平面板ｌ，１゛の中心点でほぼ点対称となる箇所が
距離を広げることになる。このように、平行平面板１，
１゜の固定支持されている点を除《部分は、離間する距
離が変動する。

この後には、平行平面板１，１゜の接着が樹脂又はゴム
系の接着剤によって行われる。そして、接着剤が硬化し
た後には、ヘリウムリークテスタ等によりモレが無いこ
とを確認される。この確認が終ると、樹脂上又はフィル
ムに設けた注入口より透明の物質３が注入され、その注
入口は溶着又は接着等の方法によって封止される。この
ようにして、第６図のように、光学素子２０が完成され
る。

上述した製造方法によれば、対向する２枚の平行平面板
の頂角を可変にする接続部材を熱融着によって接着させ
ることにより、接続部材の接着信頼性が高まると共に、
製造工程が簡略化できる。

次に、第２実施例の光学素子Ｂの変形例について説明す
る。

第２５図〜第２８図はそれぞれ光学素子Ｂの変形例を示
す側断面図である。

まず、第１変形例について第２５図を用いて説明する。

平行平面板１，１゛にボリカーボネイト等の透明なプラ
スチック材が使用され、接続部材２０の弾性部材２ａ〜
２ｄ’においても同質の材料が使用されている。弾性部
材２ａ〜２ｄ゛、即ち、積層フィルムの各成形品熱接着
層８を同質の例えばポリカーボネイトフィルムとするこ
とによって、平行平面板１，１゛を支持する支持部材５
，５゜を省略して、弾性部材２ａ’　と２ｄ’の各成形
品熱接着層８，８゜と平行平面板１，１゜とが直接接着
されている。

この第１変形例の場合には、光学素子の部品点数が削減
され、これは作業性の改善や簡素化に有効である。

次に、第２変形例について第２６図を用いて説明する。

この第２変形例では、フッ素系フィルムのように水蒸気
バリア性が高《熱融着可能なフィルムを用いることによ
って、フィルム熱接着層６とバリア層７とを兼ね備えた
層をフィルム１７として構成される接続部材２３を有し
た光学素子である。

そのフィルム１７の材質として、ＣＴＦＥ　（ポリクロ
口トリフルオ口エタン），ＦＥＰ（ボリパーフルオロエ
チレンープロピレン）．ＰＶＤＦ　（ポリビニリデンフ
ルオライド），ＰＶＤＣ（ポリビニリデンクロライド）
が挙げられる。このように、弾性部材２ａ’及２ｄ’を
フィルム１７と成形品熱接着層８との２層構造で構成し
、間の弾性部材２ｂ’及び２ｄ’をフィルム１７で構成
したことによって、光学素子全体が簡略化されるという
効果を得ることができる。

次に、第３変形例について第２７図を用いて説明する。

第３変形例では、接続部材２４を構成する弾性部材２ａ
’〜２ｄ’　を単層高分子フィルム１８で構成されてい
る。その単層高分子フィルムの材質として、ポリエステ
ル，ボリアミド，ボリカーポネイト，ポリエチレン等が
使用可能である。

このように、第３変形例によれば、第２変形例に比べて
、さらに、簡素化された構成の光学素子を得ることがで
きる。

次に，第４変形例について第２８図を用いて説明する。

以上の各変形例において、支持部材５，５゛が各光学素
子の位置精度の基準面を持ち高い精度が要求される場合
は支持部材５，５゜が金属であっても良い。その場゛合
の接続部材２０の接着方法としては、例えば第２８図に
示されるように、新たにホットメルトフィルム１９．１
９’のような熱接着できる異種材料を弾性部材２ａ’　
　２ｄ’の各成形品熱接着層８，８と金属からなる支持
部材５との間に挿入して接着させても良い。

又、熱接着ではなく通常の液状接着材１９，１９゜を用
いて接着させても良い。この場合には、光学素子の位置
精度を高めるので有効である。

このように、第４変形例によれば、支持部材５，５゜が
どのような材質であっても容易に接続部材を接続するこ
とができる。

以上の第１〜第４変形例は、光学素子Ａのように一層の
Ｙ字形状の接続部材にも適応可能であり、また、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲であれば、複数層のＹ字形状の
接続部材を有する光学素子においても適応可能である。

次に、第３実施例について説明する。

第２９図は第３実施例の光学素子の要部の形状を示す側
断面図である。

第３実施例は、第３８図に示されるように、Ｙ字形ある
いは変形Ｙ字形を全く有さずに、支持部材５と５゜とを
一枚の接続部材２５で接続した構成を除き第１実施例と
同様の構成であって、このように、Ｙ字形あるいは変形
Ｙ字形のない構成からも光学素子として或はその製造方
法としての効果は上述した第１実施例と同様に得ること
ができる。

次に、第４，第５実施例について説明する。

第３０Ａ図，第３０Ｂ図はそれぞれ第４，第５実施例の
支持部材の要部の形状を示す側断面図である。第３１Ａ
図，第３１Ｂ図はそれぞれ第４，第５実施例の光学素子
の要部の形状を示す側断面図である。

前述した第１，第２実施例の支持部材５，５゜と同様の
材質から成る支持部材１５．１５゜及１６，ｌ６゜は、
それぞれ接続部材２の成形品熱接着層８，８との接着面
に断面三角形状の突起４０又は断面四角形状の突起４ｌ
を有している。その突起４０又は４ｌはエネルギーダイ
レクターとして、例えば、１〜３ケ所配設すれば良い。

このように、第３実施例によれば、熱融着の際に、圧力
が集中し、圧カムラ等が起らず、接着作業が確実となり
光学素子の信頼性向上に有効である。勿論、第２実施例
のような複数層の断面Ｙ字形状の接続部材を有する接続
部材にも適応可能である。

以上の第１〜第５実施例においては、円板状の光学素子
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、
直方体状等の光学素子にも適応することが可能である。

また、第１実施例以外の実施例でも、第４Ｂ図に示され
る光学素子Ａ゛と同様に変形応力の加わる所定の位置に
ホールＨを配設可能であることばいつまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、対向する２枚の平
行平面板よって形成される頂角を小さな駆動力で容易に
変えることで光学特性を変化させることができることは
勿論、対向する２枚の平行平面板の形状および径方向の
大きさを変え同時に接続部材の形状および大きさを変え
たことによって、全体の構成を小型化し、軽量化するこ
とができる。

又、光学素子の駆動力を低減できるため、組み込もうと
する光学機器の駆動源や電源が小型化軽量化することが
できる。例えば、現在までに防振光学系を適用できなか
ったような小型汎用のカメラ等にも光学素子を組み込み
製品とすることが可能である。

また、接続部材のフィルムの一部をアルミ箔、アルミ蒸
着、塩素系フィルムまたはフッ素系フィルムにすること
により水蒸気バリア性が完全となり物質として液体を用
いたとき中身の液体に水分が入り込まないため、液体の
屈折率変動や失透等が起こらなくなり光学性能の低下を
効果的に防止した光学素子を達成することができる。

更に、接続部材を熱融着により接着させることにより、
接続部材の接着信頼性が高まると同時に製造工程が簡略
化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部の構成を示す平面図
、 第２図は第１図の側断面図、 第３図は光学素子Ａの外周の一部に付勢力を加えた場合
の概略図、 第４Ａ図は第２図の接続部材２近傍の一部分の拡大図、 第４Ｂ図は第１実施例の変形例による接続部材２゛近傍
の一部拡大図、 第５図は接続部材２の製造法の一例を示す図、第６図は
本発明の第２実施例の構成を示す側断面図、 第７図は従来の接続部材の構成を示す側断面図、 第８図〜第１０図は従来例と上述した第１，第２実施例
のそれぞれの変形応力の加わる方向を説明する図、 第１１図〜第１３図はそれぞれ接続部材の形状が異なる
光学素子の概略図、 第１４図〜第２４図は第２実施例の光学素子Ｂの製造方
法を説明する図、 第２５図〜第２８図はそれぞれ光学素子Ｂの変形例を示
す側断面図、 第２９図は第３実施例の光学素子の要部の形状を示す側
断面図、 第３０Ａ図，第３０Ｂ図はそれぞれ第４，第５実施例の
支持部材の要部の形状を示す側断面図、第３１Ａ図，第
３１Ｂ図はそれぞれ第４，第５実施例の光学素子の要部
の形状を示す側断面図、第３２図〜第３４図は光学素子
Ｃ，Ａ，Ｂの各タイプ別に各々７個のサンプルについて
変形駆動力に要する荷重Ｆ，を測定したときの平均値に
よる荷重と変位との関係を示す線図、 第３５図〜第３８図は従来例を説明する図である。 図中、１，２０１，２２１．１’　　２σ１′２２１゜
・・・平行平面板、２，２０，２１．２３２４，２５，
２０２・・・接続部材、２ａ〜２ｄ，２ａ’〜２ｄ’　
・・・弾性部材、３・・・物質、５，１５，１６．５’
　，１５゜　１６゜・・・支持部材、６・・・フィルム
熱接着層、７・・・バリア層、８・・・成形品熱接着層
、９．１０・・・接着剤、ｌ１・・・熱接着装置、１２
・・・リテーナ、ｌ３・・・カツタ、４０．４１・・・
突起、２０３・・・液体、２２４・・・透明弾性体であ
る。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的に透明な一対の平行平面板を接続する接続
   部材を変形させ、該変形によつて形成される前記一対の
   平行平面板の頂角を調整し、通過光束に対して所定の光
   学特性を得るようにした光学素子において、 前記接続部材は複数枚の弾性部材を連結して構成され、
   前記弾性部材間がそれぞれ０個以上の側断面Ｙ字形状あ
   るいは側断面変形Ｙ字形状となるように接続されたこと
   を特徴とする光学素子。
2. （２）前記接続部材は少なくとも一部の弾性部材を単層
   高分子フィルム又は複層高分子フィルムによつて構成さ
   れることを特徴とする請求項第１項記載の光学素子。
3. （３）前記一対の平行平面板は形状および大きさが異な
   ることを特徴とする請求項第１項記載の光学素子。
4. （４）前記接続部材は前記一対の平行平面板の各形状お
   よび大きさに対応して各弾性部材の形状および大きさが
   異なる特徴とする請求項第３項記載の光学素子。
5. （５）複数枚の弾性部材をそれぞれ隣接する弾性部材と
   の間で０個以上の側断面Ｙ字形状あるいは側断面変形Ｙ
   字形状となるように接着し、このようにして透明な一対
   の平行平面板を接続する接続部材を形成する第１工程と
   、 前記第１工程により形成された接続部材と前記透明な一
   対の平行平面板との接続を前記接続後に内部に空間が形
   成されるように接着によつて行なう第２工程と、 前記第２工程により形成された空間内に光学的に透明な
   物質を封入する第３工程とを有することを特徴とする光
   学素子の製造方法。
6. （６）前記第２工程には、単層高分子フィルム若しくは
   複層高分子フィルムよりなる前記接続部材を前記平行平
   面板に対して、直接、又は、前記平行平面板を支持する
   支持部材を介して接着する工程が含まれることを特徴と
   する請求項第５項記載の光学素子の製造方法。
7. （７）前記一対の平行平面板は形状および大きさが異な
   るように設定されることを特徴とする請求項第５項記載
   の光学素子の製造方法。
8. （８）前記接続部材は前記一対の平行平面板の各形状お
   よび大きさに対応して各弾性部材の形状および大きさが
   異なるように設定されることを特徴とする請求項第７項
   記載の光学素子の製造方法。