JPH03275537A

JPH03275537A - 異種材料接合光学素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH03275537A
Application number: JP7433890A
Authority: JP
Inventors: Michio Shirai; 道雄白井; Junichi Iwabuchi; 岩渕　順一
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1991-12-06

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、相隣る素子が熱膨張係数の異なる異種材料に
より形成された異種材料接合光学素子及びその製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

−ＩＩに、プラスチックやガラスなどの異種材料からな
る素子の接着・接合の場合、熱膨張係数の違いが大きい
ため（約１００倍以上）、温度変化があると接着・接合
部に応力が発生し、接着・接合部の剥離が生じることが
あるのは良く知られている。

ところで、光学的な接合の場合は、このような剥離が生
じると、接着強度的にはわずかの低下しかなくても、剥
離部で光線の反射等の不具合が生じるため、光学特性的
に致命的なダメージとなる。

また、剥離が生じなくても、熱膨張係数差の大きい光学
素子の接合では、温度変化により大きな応力が発生し、
光学素子に変形を生しるため、光学特性の低下が起こる
。さらに、接合に用いられる接着剤の硬化収縮によって
も応力が発生し、光学素子に変形を与え、光学特性の低
下を引き起こす。

そこで、従来、例えば特開昭５９−１７１９０１号公報
に開示されるように、光学素子接合における応力による
光学特性の低下（光学素子の変形）を防ぐため、接合に
紫外線硬化型接着剤を用い、接合部周辺のみを硬化させ
、応力の発生を極力防いで、高品質の異種材料接合光学
素子を得ることが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、特開昭５９−１７１９０１号公報の従来技術で
は、高品質な異種材料接合光学素子が得、られるものの
、この接合部には不安定な未硬化の接着剤が残留するの
で、耐久性では非常に不安定な光学素子となるという問
題があった。また、未硬化の接着剤は非常に活性が高い
ので、光学素子材質にプラスチックを用いた場合には、
未硬化の接着剤によりプラスチックが侵される可能性が
非常に高いという問題もあった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、光学特性的に高品質で温度変化によっても剥離を生じ
ないような耐久性を有する異種材料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する。

（課題を解決するための手段〕上記目的を達成するために、本発明は、相隣る素子が熱
膨張係数の異なる異種材料より形成された異種材料接合
光学素子おいて、素子の接合部に使用温度において流動
性を有する液体を介在させるとともに、接合部周辺をゴ
ム弾性を有する接着剤によりシール接着した。

ここに、前記接着剤は、前記液体と親和性を有すること
が好ましい。

また、このような異種材料接合光学素子を製造するにあ
たり、相隣る素子間に使用温度において流動性を有する
液体を介在させた後、各素子を挟み込んで圧力を加え、
前記液体が所定膜厚となるように維持し、接合部周辺を
ゴム弾性を有する接着剤によりシール接着して各素子を
接合するとした。

すなわち、本発明の異種材料接合光学素子は、第１図に
示すように、相隣る素子１．２の接合部には、使用温度
において流動性を有する液体が介在されている。素子１
は、ガラス板であり、素子２はプラスチックプリズムで
あって、両者は熱膨張係数が大きく異なっている。そし
て、液体３の厚さ（素子１，２間の間隔）は、２０μｍ
以下が適当である。また、素子１．２の接合部周辺には
、ゴム弾性を有する接着剤４が塗布され、画素子１゜２
は接合部周辺にてシール接着されている。

液体３は、各素子１．２の接合面に一接触はしているが
、拘束はしていない状態である。ここで使用される液体
３としては、シリコーンオイル、ポリエチレングリコー
ル、流動パラフィンなどの透明で、分子量が比較的大き
いものが好ましい。

また、ゴム弾性を有する接着剤４は、接合部周辺のみで
各々の素子１．２を接着固定しており、同時に流動性の
液体３が流出しないようにシールしている。このゴム弾
性を有する接着剤４は、各素子１．２の材質に対して接
着性があるのもので、充填される液体３と親和性のある
ものが適当である。ここで使用される接着剤４としては
、シリコーンＲＴＶ、可撓性エポキシ系接着剤やウレタ
ン系接着剤などがあり、硬度ショアＡ５０以下のものが
好ましい。

〔作　用〕

上記構成の異種材料接合光学素子においては、温度変化
が起きて素子１．　２間の接合部周辺の接着部に応力が
生じても、充填しである液体３は、接合面に接着はして
はいるが拘束はしていないため、接合面での応力は発生
せず、接合面の剥離は生しない。また、接合部周辺の接
着部に止した応力は、光学素子が接合面で接着されてい
る場合に発生する応力よりも小さく、接合部周辺の接着
剤４の持つゴム弾性により容品に吸収されてしまう。

さらに、この接着剤４は、充填されている液体３と親和
性がよいため、硬化後でもこの液体３を若干吸収するこ
とができる。これにより、接着硬化が終了した状態では
、接着剤４は若干液体３を含んでいる状態となっている
。

したがって、温度変化によって接合部での体積が増減し
ても、接着剤４が液体３を供給したり、吸収したりして
液体３の量を調整する。この作用によっても、接着部に
発生する応力を緩和することができる。

このように、接着部の応力緩和をするため、温度変化に
対しても接合部の剥離を防ぎ、光学素子の変形を最小限
にとどめ、光学特性の低下を防止することができる。

〔実　施　例〕

（第１実施例）本実施例の異種材料接合光学素子は、第２図に示すよう
に、２つのプラスチックプリズム５，６でガラス製ハー
フミラ−７をはさみ、サンドインチ構造としたプリズム
−ハーフミラ−接合体である。

このプリズム−ハーフミラ−接合体は、以下のようにし
て製造した。

先ず、プラスチックプリズム６の接合面へ流動性の液体
Ｂを適量塗布した。そして、この上にガラス製ハーフミ
ラ−７を気泡がはいらぬようにはり合わせた。さらに、
ガラス製ハーフミラ−７上に流動性の液体８を適量塗布
し、その上にプラスチックプリズム５をはり合わせた。

ここに、液体８がはみ出した場合には、乾いたシルボン
紙　ウェス等でふき取りを行った。

この接合されたプリズム−ハーフミラ−を治具により上
下から押しつけ、その状態で、接合された接合部周辺に
接着剤９を塗布し、接着剤９により接合部全周をシール
接着し、接着剤９を硬化させて、接合体を得た。

プラスチックプリズム５，６は、ポリメチルメタクレー
ト製である。一方、ガラス製ハーフミラ−７は白板ガラ
スを基材とし、片面にハーフミーラーコートを施しであ
る。流動性の液体８は、シリコーンオイルを使用してい
る。シリコーンオイルは沸点が３００°Ｃ以上であり、
広い温度範囲（−４０〜＋１５０℃）で安定した特性を
もっている。接着剤９は接合部周辺を全周シール接着し
ており、プラスチックプリズム５．６およびガラス製ハ
ーフミラ−７の相対的位置を固定するとともに、接合部
からシリコーンオイルが流出しないようにしている。こ
こでは、接着剤９として、シリコーンＲＴＶを使用して
いる。シリコーンＲＴ■の主成分は、ポリシロキサン系
であり、ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコ
ーンオイルと化学構造が似ているため、接着剤９は、シ
リコーンオイルからなる液体８と非常によい親和性を有
している。

上記本実施例のプリズム−ハーフミラ−接合体１０個を
一３０〜＋７０°Ｃの温度サイクル試験にかけた結果、
剥離およびシリコーンオイル漏れは、発生しなかった。

また、プラスチンクプラスチソク５，６光字面の干渉縞
を測定したところ、接着前と接着後で干渉縞パターンの
変化はほとんど見られなかった。

また、同じプリズム接合体を４０°Ｃ３９０％ＲＨ恒湿
試ＩＭ３００時間にかけた結果でも、プラスチックプリ
ズム５．６が侵されるなどの変化はみられなかった。

（第２実施例）本実施例の異種材料接合光学素子は、第３図に示すよう
にリング状の金属製マスクｌＯをはさんで、ガラスフフ
ィバ−束１１とガラスフィルター１２とを接合したもの
である。この光学素子は、以下のようにして製造した。

先ず、ガラスファイバー束１１の接合面へシリコーンオ
イルからなる液体１３を適Ｎ塗布した。

そして、この塗布面に金属製マスクｌＯを載置し、金属
製マスク１０の上面に再度液体１３を適量塗布した。さ
らに、その塗布面にガラスフィルター１２を載置すると
共に、ガラスフィルター１２゜金属製マスク１０及びガ
ラスファイバー束１１の外周面よりはみ出した液体１３
を、乾いたシルボン紙、ウェス等にてふき取った。

その後、これらガラスフィルター１２．金属製マスク１
０およびガラスファイバー束１１を治具を用いて上下方
向に位置決めし、その状態にてこれらの接合部周辺（外
周全面）に接着剤１４を塗布して、シール接着を行った
。そして、接着剤】４を硬化させてこれらの各部材間の
接合体を得た。

本実施例では、第１実施例と同様に、接着剤４はシリコ
ーンＲＴＶを使用している。したがって、接着剤１４は
、シリコーンオイルとからなる液体１３と親和性がよい
。

上記本実施例のフィルターマスクファイバー接合体を一
４０〜＋１００°Ｃ温度サイクル試験にかけた結果、２
０個中側離したものはなく、非常に高い耐久性があるこ
とが確認された。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の異種材料接合光学素子及びその
製造方法によれば、接合面が流動性のある液体と接して
いるために、温度変化が起きても、流動性の液体で応力
が吸収され、接合面の剥離を生じず、さらにシール接着
部でも応力の吸収があるため、光学特性の低下を起こさ
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の異種材料接合光学素子を示す縦断面図
、第２図および第３図はそれぞれ本発明の異種材料接合
光学素子の第１および第２実施例を示す縦断面図である
。１、２・・・素子３．８．１３・・・液体４．９．１４・・・接着剤５．６・・・プラスチ・ツクプリズム７・・・ガラス製ハーフミラ− １０・・・金属マスク１１・・・ガラスファイバー束１２・・・ガラスフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

（１）相隣る素子が熱膨張係数の異なる異種材料より形
成された異種材料接合光学素子おいて、素子の接合部に
使用温度において流動性を有する液体を介在させるとと
もに、接合部周辺をゴム弾性を有する接着剤によりシー
ル接着したことを特徴とする異種材料接合光学素子。
（２）前記接着剤は、前記液体と親和性を有することを
特徴とする請求項１記載の異種材料接合光学素子。
（３）相隣る素子間に使用温度において流動性を有する
液体を介在させた後、各素子を挟み込んで圧力を加え、
前記液体が所定膜厚となるように維持し、接合部周辺を
ゴム弾性を有する接着剤によりシール接着して各素子を
接合することを特徴とする異種材料接合光学素子の製造
方法。