JPH035737A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents

光学素子及びその製造方法

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JPH035737A
JPH035737A JP14000489A JP14000489A JPH035737A JP H035737 A JPH035737 A JP H035737A JP 14000489 A JP14000489 A JP 14000489A JP 14000489 A JP14000489 A JP 14000489A JP H035737 A JPH035737 A JP H035737A
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JP
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optical element
parallel plane
polymer film
connecting member
plane plates
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JP14000489A
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Naoki Kobayashi
直樹 小林
Kazuhiro Oki
一弘 大木
Haruo Tomono
晴夫 友野
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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的角度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の光学的に透
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15.第16図は例えば特公昭41−11906号に
提案されている光学素子の概略図である。同図に示す光
学素子は2つの透明な平行平面板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
入射光束りを所定角度偏向させて射出させている。
第17.第18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。同図に示す光
学素子は2つの透明な平行平面板221を対向配置し、
内に透明弾性体204を挟持して構成されている。そし
て第15図と同様に入射光束を所定角度偏向させて射出
させている。従来の光学素子はいずれも第16図や第1
8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問題点) 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緑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つの平行平面板で挟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、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。
本発明は2つの透明な平行平面板を対向配置し、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挟持し、可変頂角プリズム体を形成
する際に、接続部材の形状や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角度を小さな
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、られる光学素子の提供を目的とする。
この池水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。
(問題点を解決するための手段) 光学的に透明な物質を透明な一対の平行平面板で変形可
能な接続部材を利用して挟持し外部からの付勢力により
該一対の平行平面板で形成される角度を変化させること
により通過光束に対し所定の光学特性を得るようにした
光学素子において、該接続部材の少なくとも一部をプロ
ー成形、インフレーション成形等の方法によって円筒状
又は蛇服等の変形円筒状に加工した単層高分子フィルム
又は複層高分子フィルムより構成したことである。
この池水発明では光学素子を透明な一対の平行平面板に
若しくは該一対の平行平面板を支持している支持部材に
変形可能な単層高分子フィルム若しくは複層高分子フィ
ルムより成る接続部材を後に内部に空間が形成されるよ
うに熱融着により接着させ、次いで形成した空間内に光
学的に透明な物質を封入して製造していることを特徴と
している。
(実施例) 第1図、第2図は本発明の第1実施例の要部平面図と要
部断面図である。
同図においてAは光学素子、lは光学的に透明な平行平
面板で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
度は第2図に示すように略平行となっている。
2.2a、2bは接続部材であり高分子フィルムやアル
ミ箔等を積層した変形可能な部材より成っている。3は
光学的に無色透明な物質であり、例えば水、アルコール
、グリコール、シリコーンオイル、シリコーンゲル、シ
リコーンゴム、変性シリコーンオイル、有機物オイル等
より成っている。
5は支持部材で平行平面板1を取り囲むような形状で支
持している硬度の高い例えばプラスチック成形物等から
成っている。
尚、本実施例においては支持部材5をアルミニウム、ス
テンレス等の金属材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2色成形接着等により
合わせた複合材を用いて構成しても良く、これによれば
剛性が高まるので好ましい。
次に本実施例の動作状態について示す。
第2図に示すように光学素子Aに何も付勢力が加わらな
いときは2つの平行平面板1より形成される角度は略平
行となっており、入射光りは直線的に光学素子Aを通過
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。
同図に示すように付勢力を加えると2つの平行平面板1
より形成される角度は所定の大きさを有するようになり
、光学素子Aは一種の可変頂角プリズム体としての機能
を有するようになる。この為光学素子Aを通過する光束
りは屈折し、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為、同
図に示すように接続部材2の左方の部材2aは伸長し、
右方の部材2bは収縮し、全体がプリズム形に変形する
般に例えば液体を変形させる付勢力は駆動速度が急激で
ない場合は全んど液体の抵抗力がなく無視することがで
きる為、実用上は光学素子の変形駆動力は接続部材2の
変形応力によって決まってくる。そこで本実施例では接
続部材2の材質と形状を適切に設定することにより光学
素子の変形駆動力がなるべく小さくなるようにしている
第4図は第2図の接続部材2近傍の一部分の拡大図であ
る。
同図に示すように接続部材2は薄い高分子フィルムの3
層構造の部材6,7.8より成っている。同図において
6はフィルム等のバリヤー層7を保護する表面層である
。7はバリヤー層であり物質(液体)3を外部の湿気等
・より保護している。8は成形品熱接着層であり成形品
である支持部材5と熱接着している。
バリヤー層7が充分に耐候性、安定性、耐ピンホール性
等を有している場合は表面層6を省略して構成しても良
い。
本実施例に係る接続部材2は内側に位置する成形品熱接
着層8の内周部を各々支持部材5に貼り付けて構成して
いる。
本実施例において成形品熱接着層8は物質(液体)3に
溶解又は膨潤等することがない材質か好ましく、たとえ
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、ボップロピレ
ン、ポリアミド、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
は耐溶剤性の強いポリ四フッ化エチレン、ポリ三フッ化
塩化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニ
ル、四フッ化エチレンー六フッ化プロピレン共重合体、
エチレン−四フッ化エチレン共重合体、四フッ化エチレ
ン−パ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。
成形品熱接着層8の厚みは5〜1004m程度か好まし
い。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
が保たれなくなる。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くるので良く
ない。尚更に好ましくは厚さを20μm〜60μmとす
るのか良い。
またバリヤー層7は物質(液体)3の吸湿を防ぐ役目を
果たしており材質としてはアルミ箔が気体遮光性が完全
でしかも安価であり好ましい、又アルミ箔の厚みは、5
〜50μm程度がよく5μm以下ではアルミ箔の製造上
及びくり返し変形時にピンホールが発生し、バリヤー性
が乏しくなる。また50μm以上では剛性が高く光学素
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、ポリビニル
アルコール等のフィルム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を用い
ても良い。また突きさし強度や耐ピ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ヤー層7と表面層
6、又は成形品熱接着層8の間に一層加えてもよい。
又、バリヤー層7と表面層6、又は成形品熱接着層8の
接着性が良くない場合は第5図に示すようにポリエステ
ル等の中間層9.10をバリヤー層7と表面層6又は成
形品熱接着層8の間に加えれば接着強度が高くなり、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くなり好ましい。表面層6はバリ
ヤー層7を空気による酸化劣化、紫外線等による劣化、
繰り返し屈曲等によるどンホールの発生、デラミネーシ
ョン等から保護する役目を果たしており、材質としては
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、ポリプロピ
レン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ四フッ化エチレ
ン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化ビニリデン
ポリフッ化ビニル、四フッ化エチレンー六フッ化プロピ
レン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、
四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体等保護層として用いるだけの条件を備えてい
れば何でもかまわない。
又、厚みは5μm〜300μm程度が好ましい。5μm
以下では薄肉のため、ラミネートか難しくなる。又30
0μm以上ではフィルムの剛性が高まり変形駆動力が大
きくなってくるので良くない。又、バリヤー層7が十分
な耐環境性、耐どンホール、耐デラミネート性等の長期
信頼性を有する場合は表面層6を省略しても良い。
本実施例における接続部材2は単層又は多層インフレー
ション成形等により円筒形又は蛇腹等の変形円筒形状に
成形したフィルムより構成している。又は円筒形状のフ
ィルムに2次加工を加えて蛇腹等の形状に成形したフィ
ルムより構成している。
尚、接続部材2を単層又は多層ブロー成形等によって円
筒状又は変形円筒状にしたものを用いても良い。これら
を所望の寸法で切断し接続部材2として使用する。
アルミ箔や複層のドライラミネートフィルムを用いる場
合は第6図に示すように長方形に切ったフィルム61の
支持部材5との接着層側の短辺部分を溶着したのちにそ
のまま、或いは2次加工を加えて使用しても良い。
いずれの場合もフィルムの内径は支持部材5の外径と同
一になるよう成形されていれば良い。又成形品熱接着層
8は未延伸フィルムを使用することが溶着の際、収縮等
が起こらず好ましい。
又、本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200μ以下が好ましく変形駆動力を低減させる
ことを考えるとできれば10μ以上100μ以下にする
ことが好ましい。
この他接続部材2をたとえば、 ポリアミド/A1/高密度ポリエチレン、ナイロン/低
密度ポリエチレン、ポリアミド/A2/ポリプロピレン
、ポリアミド/A1/高密度ポリエチレン、ポリビニル
アルコール/ポリプロピレン、ポリアミド/A2/ポリ
プロピレン。
ポリエステル/An、/ポリエステル/リニア低密度ポ
リエチレン、蒸着A2リニア低密度ポリエチレン/ポリ
エステル/蒸着Aftリニア低密度ポリエチレン、蒸着
A1リニア低密度ポリエチレン/蒸着A1ポリエステル
/蒸着A1リニア低密度ポリエチレン、蒸着Anリニア
低密度ポリエチレン/蒸着AJZポリエステル/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、ポリ塩化ビニリデン/リニア低密度ポリ
エチレン、ポリビニールアルコール/リニア低密度ポリ
エチレン、あるいはナイロン/ポリビニルアルコール/
リニア低密度ポリエチレン等の構成のフィルムを使用し
ても良い。
次に第7図〜第14図を用いて、本実施例に係る接続部
材2を使った光学素子の製造方法の一実施例について説
明する。
まずあらかじめ精度よく成形あるいは切削加工された支
持部材5を準備する。そして第7図のように支持部材5
の接着面上に接続部材を構成するフィルムより成る表面
層6.バリヤー層7.そして成形品熱接着層8より成る
積層フィルムを支持部材5と同質の成形′品熱接着層8
の面を対向させるように配置する。そしてその外周部に
熱接着装置11を配置し、第8図のように加圧接触させ
て熱融着させる。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り加熱金属治具
を用いるヒートブレス装置、通電による瞬間発熱体を利
用したインパルスシール装置、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
が通用可能である。本実施例では使用する材料、形状、
量生産、コスト等を考慮して最適なものを用いている。
次に第8図に示す工程で得られた中間部品の接続部材2
を所定の長さで切断し、更に第9図に示すように支持部
材5の外側に配置する。そして第8図に示したのと同様
にして中間部材2と支持部材5の溶着を行う。そして最
後に平行平面板1の接着物質(液体)3の充填を行ない
光学素子を製造している。
第10図は本発明の第2実施例の接続部材2の部分の拡
大断面図である。
本実施例では平行平面板1にポリカーボネイト等の透明
なプラスチック材を用い積層フィルムに同質の材料を用
いた場合である。
即ち積層フィルムの成形品熱接着層8を同質の例えばポ
リカーボネイトフィルムとし支持部材5を省略し、平行
平面板1に直接接着した場合を示している。
この場合、光学素子の部品点数が削減でき作業性の改善
や簡素化に有効である。
第11図は本発明の第3実施例の接続部材2の一部分の
拡大断面図である。本実施例では接続部月2を構成する
部材を単層高分子フィルムより構成した場合である。本
実施例における単層高分子フィルムの材質としてはポリ
エステル、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリエチレ
ン等が使用可能である。
本実施例では光学素子Aにより簡素化が可能となる。
尚以上の各実施例において支持部材5が光学素f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が金属であっても良い。その場合の接着方法として
は例えば第12図のように新たにホットメルトフィルム
12のような異種材料を熱接着できるものを挿入し、成
形品熱接着層8と金属からなる支持部材5とを接着させ
ても良い。
又、熱接着ではなく通常の液状接着材を用いて接着させ
ても良い。この場合は光学素子の位置精度を高めるのに
有効である。
この他、第4図で使用されるプラスチックからなる支持
部材5にあらかじめ第13図又は第14図に示すように
接着面に三角形状又は四角形状等の突起であるエネルギ
ータイレクタ−14を1〜3か所設けておくのか良い。
これによれば熱融着の際、圧力が集中し、圧力ムラ等が
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。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば2つの透明な平行平面板を
対向配置し、接続部材で接続し内部に透明物質を封入し
て、可変頂角プリズム体等の光学素fを形成する際、前
述したように接続部材を単層高分子フィルム又は複層高
分子フィルムより構成することにより、2つの平行平面
板より形成される角度を小さな駆動力で容易に頂角を変
え光学特性を変化させることのできる光学素子を達成す
ることかできる。
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でき、例えば
今までに防振光学系を適用できなかった小型汎用のカメ
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
、塩素系フィルム又はフッ素系フィルムにすることによ
り水蒸気バリヤー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
折率変動や失速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。
更に本発明によれば接続部材な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等の特長を有した光学素子を達成
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の第1実施例の要部平面図と要
部断面図、第3図は第2図において光学素子の一部を変
位させたときの要部断面図、第4図は第2図の一部分の
拡大断面図、第5図は第4図の接続部材の概略図、第6
図は本発明に係る接続部材2の一実施例の説明図、第7
図〜7g9図は本発明の光学素子の製造方法を示す各工
程の要部概略図、第10図、第11図は各々本発明の第
2.第3実施例の要部断面図、第12図。 第13図、第14図は各々本発明の光学素子の一部分を
改良した一部m例の要部概略図、第15〜第18図は従
来の光学素子の要部概略図である。 図中1は平行平面板、2は接続部材、3は透明物質、5
は支持部材、6は表面層、7はバリヤー層、8は成形品
熱接着層、9.10は接着剤、11は熱接着装置である

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光学的に透明な物質を透明な一対の平行平面板で
    変形可能な接続部材を利用して挟持し外部からの付勢力
    により該一対の平行平面板で形成される角度を変化させ
    ることにより通過光束に対し所定の光学特性を得るよう
    にした光学素子において、該接続部材の少なくとも一部
    を円筒状又は蛇腹等の変形円筒状の単層高分子フィルム
    又は複層高分子フィルムより構成したことを特徴とする
    光学素子。
  2. (2)前記単層高分子フィルム又は複層高分子フィルム
    はブロー成形又は、インフレーション成形又は2次加工
    等により成形されたものであることを特徴とする請求項
    1記載の光学素子。
  3. (3)透明な一対の平行平面板に若しくは該一対の平行
    平面板を支持している支持部材に変形可能な単層高分子
    フィルム若しくは複層高分子フィルムより成る接続部材
    を内部に空間が形成されるように熱融着により接着させ
    、次いで形成した空間内に光学的に透明な物質を封入し
    たことを特徴とする光学素子の製造方法。
  4. (4)前記接続部材を直接又は支持部材を介して熱融着
    により該平行平面板に接着した工程より製造したことを
    特徴とする請求項1記載の光学素子の製造方法。
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