JPH035737A - 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。