JPH0736109U

JPH0736109U - 光学部品の接着構造

Info

Publication number: JPH0736109U
Application number: JP6743193U
Authority: JP
Inventors: 恵祐田村; 友宏高澤; 慎一郎柴
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】高価な接着剤塗付機器を使用せず、接着剤の
滴下量の許容範囲が大きく、所定の平行度で固定部材に
光学部品を結合する接着構造を提供する。【構成】直接接触する固定部材２と光学部品１のそれ
ぞれの接触面と、接着剤層３を介して間接接触する固定
部材と光学部品のそれぞれの被着面とがあり、接着剤層
３の上層面は固定部材側の接触面と同一平面以上にはな
い。余剰な接着剤が、固定部材と光学部品の接触面間に
入り込まないように、余剰な接着剤が移動できる場所が
設けてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、固定部材に対するプリズム、レンズ、ミラー、平板ガラス、エタロン（並行な１対の面を持ったガラスの板でできた波長選択素子）等のガラス質光学部品の接着構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

光学機器などを構成する固定部材にプリズム、レンズ、ミラー、エタロン等のガラス質光学部品を結合するには、次の構造がある。イ．ビスや止め金具を用いたねじ込み、つめ止め、枠止め等の機械的結合構造。ロ．接着剤を用いた界面の力による結合構造。イの機械的結合構造は、光学部品に応力ひずみを与える危険がある。もし、光学部品に応力ひずみが生じると、光学部品の光学性能が低下することになる。ロの接着剤を用いた界面の力による結合構造は、予備検討を基に慎重に接着剤を選択すれば、応力ひずみの危険は少ない。しかし、被着面に接着剤を塗付した光学部品を、固定部材の被着面に押しつけて接着すると、接着剤の塗付で形成された接着剤層の厚さに不均一が生じる。その結果、固定部材の接触面と光学部品の接触面との平行度を、５′以下に抑えることは困難である。

【０００３】接着による固定部材と光学部品との結合構造の上記問題に対処するため、幾つかの提案がある。例えば、適正に形成される接着剤層の厚さに等しい深さを有する座ぐりを固定部材に設け、この座ぐりの内部に接着剤層を形成し、固定部材と光学部品を接着することによって、固定部材の接触面と光学部品の接触面との平行度を、３′以下に抑える固定部材に対する光学部品の接着構造が実開平２ー５７１６号公報、実開平３ー７１３１０号公報などで開示されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述した従来技術では、座ぐりの内部に接着剤層を形成するとき、使用する接着剤の量を適正に制御することが必要である。接着剤の量が少な過ぎるときには、固定部材と光学部品との接着面積が狭くなるので、接着強さが減少する。一方、接着剤の量が多過ぎるときには、座ぐりの外にも接着剤があふれ、あふれた接着剤が固定部材と光学部品との間に入り込み、座ぐり以外の部分で接着剤層の厚さが不均一になり、固定部材の接触面と光学部品の接触面との平行度が低下する。したがって、接着剤の量を適正に制御でき、特別な仕様で高価な接着剤塗付機器が必要であるという問題がある。

【０００５】本考案は、上述の事情に鑑み、固定部材に対する光学部品の接着構造において、特別な仕様で高価な接着剤塗付機器を必要とせず、固定部材の接触面と光学部品の接触面との平行度を向上する接着構造の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案による固定部材に対する光学部品の接着構造は、固定部材と光学部品のそれぞれの接触面と、接着剤層を介して間接接触するそれぞれの被着面とがあり、接着剤層の上層面は固定部材側の接触面と同一平面以上にはなく、かつ、接着剤層が固定部材の外縁部まで形成し得る手段が設けられていることを特徴としている。

【０００７】また、本考案による固定部材に対する光学部品の接着構造は、接着剤層が固定部材の外縁部まで形成し得る手段が、接着剤層の設計厚さと等しい深さの部分を有し、固定部材側の被着面から外縁部に連続する溝であることを特徴としている。

【０００８】更に、本考案による固定部材に対する光学部品の接着構造は、固定部材と光学部品のそれぞれの接触面と、接着剤層を介して間接接触するそれぞれの被着面とがあり、接着剤層の上層面は固定部材側の接触面と同一平面以上にはなく、かつ、余剰な接着剤が移動できる場所が固定部材の被着面を含む平面内で固定部材の厚さ方向に設けられていることを特徴としている。

【０００９】更に加えて、本考案による固定部材に対する光学部品の接着構造は、余剰な接着剤が移動できる場所が、固定部材の被着面を含む平面内でこの固定部材を貫通している穴であることを特徴としている。

【００１０】

【作用】

ほぼ設計量の接着剤を、所定の表面処理が施された固定部材側の設計被着面における中央部に滴下して後、同じく表面処理が施された光学部品側の設計被着面を固定部材側の被着面に重ねるように、所定時間内に光学部品を置いて押しつける。これにより、ほぼ設計値の厚さと接着面積を有する接着剤層が形成され、養生時間を経過すれば、固定部材側の被着面と光学部品側の被着面とは、ほぼ設計値の接着強さを有して接着結合される。そして、設計量を越える接着剤が滴下されても、形成される接着剤層の上層面は、固定部材側の接触面と同一平面以上にはないので、接着剤が接触面にあふれることはない。設計量を大きく越える接着剤が滴下されれば、余剰の接着剤は、接触面に入り込むようなこともなく、接着剤層が固定部材の外縁部まで形成し得る手段、あるいは固定部材の被着面を含む平面内でこの固定部材の厚さ方向に備わっている余剰な接着剤の移動場所により対処される。したがって、接着剤の滴下量を特別な仕様で高価な接着剤塗付機器を用いて制御しなくても、固定部材の接触面と光学部品の接触面との平行度を３′以下に抑えることができる。なお、上述した設計被着面とは、特定の接着設計の接着構造において形成し得る最大接着面積に対応する被着面を意味する。

【００１１】

【実施例】第１実施例図１（ａ），（ｂ）は、本考案の第１実施例に関するもので、（ａ）は、固定部材に対する光学部品の接着構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図中、１はガラス質の光学部品、２は固定部材、３は接着剤層、４は後述する固定部材２側の被着面から固定部材２の外縁部に連続している溝で、接着剤層３が固定部材２の外縁部へ到達し得る手段である。なお、溝４の深さは誇張して描かれている。本実施例で、光学部品１と固定部材２のそれぞれの接触面の外側輪郭は、固定部材２に対する光学部品１の位置により決まる四つの点１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを結び形成される長方形であり、外側輪郭線１ａ−１ｂ− １ｃ−１ｄ−１ａの内部には、接触面と被着面及び欠こう（膠）による未接着面がある。未接着面が存在しない設計被着面は、線１ａ−１ｂと線１ｃ−１ｄとに挟まれた溝４の部分の光学部品１と固定部材２の各面であり、外側輪郭線１ａ− １ｂ−１ｃ−１ｄ−１ａの内部の残りの部分は、接触面領域である。そして、溝４は固定部材２側の被着面から固定部材２の両外縁部に連続している。なお、溝４の深さは、接着剤層の設計厚さ（０．０３〜０．３ｍｍ）に従って、選択し形成されている。

【００１２】本実施例の固定部材に対する光学部品の接着構造は、次のような作業順序で達成される。上述した仕様を満たすとともに、所定の表面処理を施された固定部材２側の設計被着面における中央部、すなわち、線１ａ−１ｂと線１ｃ−１ｄとに挟まれた溝４のほぼ中央部で溝４の側部を越えないように、かつ、溝４よりわずか山形に突出する程度を適量として、接着剤（例えば、エポキシ樹脂、アクリル系紫外線硬化レジン、シリコーンゴムなど）を滴下する。滴下した後、使用接着剤が指定する時間内に光学部品１を、接触面の外側輪郭線１ａ−１ｂ−１ｃ−１ｄ−１ａと整合するように置いて押しつける。これにより、当初山形に盛り上がっていた接着剤は、光学部品１側の被着面で押され、被着面に付着しつつ、溝４の内部で流動して広がる。したがって、溝４の側部を越えて滴下してない限り、接着剤の滴下量が適量より多くても、余剰の接着剤は溝４の内部で流動して広がるので、溝４の両側部を越えて、光学部品１と固定部材２との接触面にはみ出ることはない。そして、接着剤の滴下量がかなり過大であっても、溝４の両端部から流れ出し、接触面にははみ出さない。なお、接着剤の滴下位置、光学部品１の接着位置などが、実際には指示印、合わせ印、あるいは治具の使用などにより容易に、かつ、正確に決められるのは言うまでもない。

【００１３】上述した順序で、光学部品１と固定部材２との接着作業を行い、養生時間が経過した後には、光学部品１の接触面と固定部材２の接触面とは、平行度が３′以下で完全に接着結合する。本実施例によれば、光学部品１を固定部材２に接着するのに必要十分な量の接着剤を滴下すればよく、接着剤の量を微妙に制御する特殊で高価な接着剤塗付機器を必要としないので、固定部材に対する光学部品の接着構造を経済的に有利に実現できる。なお、本実施例では、接着剤の滴下量が接着強さ、経済性を考慮した最適設計値であれば、接着剤層３は、線１ａ−１ｂと線１ｃ−１ｄとに挟まれた溝４の内部に完全に充満して形成されることになる。したがって、接着剤の滴下量ついての許容範囲を大きくできる一方、接着強さ、経済性を考慮して、接着剤の滴下量の最適設計値の決定も容易である。

【００１４】第２実施例図２（ａ），（ｂ）は、本考案の第２実施例に関するもので、（ａ）は固定部材に対する光学部品の接着構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図中、１はガラス質の光学部品、２は固定部材、３は接着剤層である。固定部材２に対して光学部品１が接着されるべき位置に、接着剤層の設計厚さ（０．０３〜０．３ｍｍ）に従って選択された高さと適正な直径とを有する四つの円柱部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが固定部材２と一体的に設けてある。なお、図では、四つの円柱部の高さは誇張して描かれている。

【００１５】本実施例では、光学部品１を固定部材２の上面に投影した領域内に接触面と被着面及び未接着面がある。四つの円柱部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上面が固定部材２の接触面で、固定部材２の接触面と接する光学部品１下面における四つの円形領域が、光学部品１の接触面である。光学部品１を固定部材２の上面に投影した領域から、接触面を除いた部分が、未接着面の存在しない設計被着面となる。そして、固定部材２の上面で光学部品１の投影領域を除いた部分と未接着面とで、接着剤層３が固定部材２の外縁部へ到達し得る手段を構成する。接着剤を滴下すべき場所は、固定部材２において四つの円柱部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと内接する長方形、あるいは設計被着面のほぼ中央部が好適である。本実施例は接触面積を小さくできるので、高精度の位置決めが要求される光学部品接着構造に適している。本実施例の固定部材に対する光学部品の接着構造も、第１実施例において述べた接着作業の順序に準じて達成される。

【００１６】第３実施例図３（ａ）〜（ｃ）は、本考案の第３実施例に関するもので、（ａ）は固定部材に対する光学部品の接着構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図中、１はガラス質の光学部品、２は固定部材、３は接着剤層、４は固定部材２側の被着面から両方向に向かい固定部材２の外縁部に連続している溝で、接着剤層３が固定部材２の外縁部へ到達し得る手段である。（ｃ）で示すように溝４は、接着剤層３の設計厚さ（０．０３〜０．３ｍｍ）に従って深さが選択されている溝４ａ部分と、深さが０．５ｍｍ以上の溝４ｂ部分から形成され、溝４ａ部分と溝４ｂ部分の境は、段になっている。５は下端をねじ５ａで固定部材２に固定し、立ち上がって側方に湾曲した部分の上端部が光学部品１を上方から押圧している板ばねである。なお、溝４の深さは誇張して描かれている。本実施例における接触面、被着面、未接着面及び設計被着面は、第１実施例の場合とほぼ同様である。

【００１７】本実施例の固定部材に対する光学部品の接着構造は、下記のような作業順序で達成される。治具などを用いて、固定部材２に光学部品１を位置決めしてから、固定部材２の所定の位置に下端が固定された板ばね５で、光学部品１を仮固定する。次に、接着剤を入れた注射器の針（針の直径は０．５ｍｍ程度）を溝４ｂ部分に挿入して、接着剤を注入する。注射器を使用するので、注入される接着剤は、溝４ａ部分方向に流れる勢いが強い。そして、接着剤の注入量が最大接着面積に対応する接着剤層の体積より多くても、余剰の接着剤は溝４ａ部分に流れ、接触面にあふれ出ることはなく、固定部材２の外縁部へ到達するような状況を限度として対処できる。したがって、本実施例は、第１実施例と同様な効果が得られるだけでなく、接着剤の塗付前に、光学部品１と固定部材２が板ばね５のばね力によって仮固定されるので、注射器等の簡易塗付用具で接着剤を注入しても、光学部品１と固定部材２のそれぞれの接触面に接着剤があふれ出ず、光学部品１と固定部材２との並行度は３′以下に抑えられる。なお、接着が完了した後、板ばね５は外してもよい。また、板ばね５を外さずそのまま取り付けておけば、押圧作用によってはく離を防止できる。

【００１８】第４実施例図４（ａ），（ｂ）は、本考案の第４実施例に関するもので、（ａ）は、固定部材に対する光学部品の接着構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図中、１はガラス質の光学部品、２は固定部材、３は接着剤層、６は固定部材２側の被着面を内部に含み、接着剤層３が形成される場所である円形の座ぐりである。座ぐり６の深さｔは、接着剤層の設計厚さ（０．０３〜０．３ｍｍ）に従って、選択される。また、座ぐり６の直径Ａは、要求される最小接着面積に対応する円形の直径より少し大きく設定されている。７は座ぐり６の底部に同心的に設けた直径Ｂ（＜Ａ），深さｌ（＞ｔ）の円筒形の接着剤流入部である。すなわち、接着剤流入部７は固定部材２の被着面を含む平面内で固定部材２の厚さ方向に設けられており、余剰な接着剤が流入できる場所である。なお、座ぐり６の深さｔは、誇張して描かれており、（ａ）では座ぐり６が概略示してある。

【００１９】本実施例において、固定部材２に設けた座ぐり６，接着剤流入部７の寸法は、Ｂ＜Ａ，ｔ＜ｌという条件の外に、下記の式（１）を満足するように選定してある。〔（A/2 ）²−（B/2 ）²〕πt 《（B/2 ）²π（t ＋l ） ≒（滴下できる接着剤の量）（１）式（１）は、幾つかのことを示しており、例えば空隙欠こうが発生しなければ、座ぐり６に形成される最大の接着剤層３は、直径Ｂ，高さ（ｔ＋ｌ）の円柱に近似していることを表している。上述した仕様を満たすとともに、所定の表面処理を施された固定部材２の座ぐり６内に、適量の接着剤を滴下する。滴下した後、使用接着剤が指定する時間内に光学部品１を所定の位置に押しつける。これにより、当初山形に盛り上がっていた接着剤は、光学部品１側の被着面で押されて、被着面に付着しつつ水平方向に広がる。したがって、接着剤の滴下量が適量より多くても、式（１）の関係が満たされていれば、余剰の接着剤は接着剤流入部７に流入し、光学部品１と固定部材２との接触面にはみ出ることはない。また、最大の滴下量は式（１）の計算値より少し多く、接着剤流入部７直上付近がわずか山形に突出する程度である。

【００２０】第５実施例図５（ａ），（ｂ）は、本考案の第５実施例に関するもので、（ａ）は、固定部材に対する光学部品の接着構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。本実施例では、同心的に設けられた座ぐり６と接着剤流入部７がそれぞれ二つ設けられ、座ぐり６は外径Ｄ，内径Ｅ，深さｔの環状中央部と外径Ｃ，内径Ｄ，深さ（ｔ＋ｍ）の環状溝部より形成されている。接着剤流入部７は直径Ｅ，深さｌである。そして、Ｃ＞Ｄ＞Ｅ，ｌ＞ｔであり、深さｔは、接着剤層の設計厚さ（０．０３〜０．３ｍｍ）に従って、選択される。なお、座ぐり６の深さｔは、誇張して描かれており、（ａ）では座ぐり６が概略示してある。

【００２１】本実施例において、固定部材２に設けた座ぐり６，接着剤流入部７の寸法は、Ｃ＞Ｄ＞Ｅ，ｌ＞ｔなる条件の外に、下記の式（２）を満足するように選定してある。〔（D/2 ）²−（E/2 ）²〕πt 《（E/2 ）²π（t ＋l ）＋〔（C/2 ）²−（D/2 ）²〕π（m ＋t ） ≒（滴下できる接着剤の量）（２）本実施例においても、上述した仕様を満たすとともに、所定の表面処理を施された固定部材２の座ぐり６内に、適量の接着剤を滴下する。滴下した後、使用接着剤が指定する時間内に光学部品１を所定の位置に押しつける。これにより、当初山形に盛り上がっていた接着剤は、光学部品１側の被着面で押されて、被着面に付着しつつ水平方向に広がる。したがって、接着剤の滴下量が適量より多くても、式（２）の関係が満たされていれば、余剰の接着剤は座ぐり６の環状溝部と接着剤流入部７に流入し、光学部品１と固定部材２との接触面にはみ出ることはない。また、最大の滴下量は式（２）の計算値より少し多く、接着剤流入部７直上付近がわずか山形に突出する程度である。

【００２２】第６実施例図６（ａ），（ｂ）は、本考案の第６実施例に関するもので、（ａ）は、固定部材に対する光学部品の接着構造を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。本実施例では、固定部材２の被着面とすべき部分を中央にして座ぐり６と、座ぐり６と同心で連通し固定部材６を貫通している穴７が、固定部材２に設けてある。座ぐり６の深さは、接着剤層の設計厚さ（０．０３〜０．３ｍｍ）に従って選択される。また、下端をねじ５ａで固定部材２に固定した板ばね５を用い、板ばね５の立ち上がって側方に湾曲した部分の上端部で光学部品１を上方から押圧してあ。なお、座ぐり６の深さｔは、誇張して描かれており、（ａ）では座ぐり６が概略示してある。

【００２３】本実施例の固定部材に対する光学部品の接着構造は、次のような作業順序で達成される。治具などを用いて、固定部材２に光学部品１を位置決めしてから、固定部材２の所定の位置に下端が固定された板ばね５で、光学部品１を仮固定する。次に、貫通している穴７の座ぐり６とは反対側の開口端から、接着剤を入れた注射器等の針を挿入して、接着剤を流し込む。座ぐり６の容積より多い接着剤が流し込まれても、余剰な接着剤は貫通している穴７に流入し、余剰な接着剤が穴７を充満すれば、穴７の座ぐり６とは反対側の開口端から流れ、光学部品１と固定部材２との接触面にはみ出ることはない。

【００２４】したがって、本実施例は、第１実施例、第４実施例と同様な効果が得られるだけでなく、接着剤の塗付前に、光学部品１と固定部材２が板ばね５のばね力によって仮固定されるので、注射器等の簡易塗付用具で接着剤を注入しても、光学部品１と固定部材２のそれぞれの接触面に接着剤があふれ出ず、光学部品１と固定部材２との並行度は３′以下に抑えられる。本実施例においても、第３実施例と同様に接着が完了した後、板ばね５は外してもよい。また、板ばね５を外さずそのまま取り付けておけば、押圧作用によってはく離を防止できる。なお、第４実施例〜第６実施例においては、座ぐり６に代わり、円形以外の任意な形状と、接着剤層の設計厚さ（０．０３〜０．３ｍｍ）に従って選択される深さとを有するリセスを、固定部材２に設けてもよい。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の接着構造は、固定部材に対する光学部品の接着結合に有効で、次に列挙するような効果がある。イ．接着剤の滴下量が過剰であっても、接着剤が接触面に入り込むようなこともないので、接着剤の滴下量を精密に制御する特殊な仕様で高価な接着剤塗付機器を必要とせずに、接着後の固定部材と光学部品との平行度を３′以下に抑えることができる。ロ．接着剤の滴下量についての許容範囲を大きくできる一方、接着強さ、経済性を考慮して、接着剤の滴下量の最適設計値の決定が容易である。ハ．接着剤層が固定部材の外縁部まで形成し得る手段を備えるという条件はあるが、固定部材と光学部品における被着面の幾何学的形状を正しく設計しやすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本考案に係る第１実施例の固定部材に
対する光学部品の接着構造を示す斜視図である。（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図２】（ａ）は本考案に係る第２実施例の固定部材に
対する光学部品の接着構造を示す斜視図である。（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図３】（ａ）は本考案に係る第３実施例の固定部材に
対する光学部品の接着構造を示す斜視図である。（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。（ｃ）は（ａ）のＣ
−Ｃ線断面図である。

【図４】（ａ）は本考案に係る第４実施例の固定部材に
対する光学部品の接着構造を示す斜視図である。（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】（ａ）は本考案に係る第５実施例の固定部材に
対する光学部品の接着構造を示す斜視図である。（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】（ａ）は本考案に係る第６実施例の固定部材に
対する光学部品の接着構造を示す斜視図である。（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１光学部品２固定部材３接着剤層４接着剤層が固定部材の外縁部まで形成し得る、
手段又は溝７余剰な接着剤が移動できる場所又は接着剤流入
部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】固定部材に対する光学部品の接着構造に
おいて、前記固定部材と前記光学部品のそれぞれの接触
面と、接着剤層を介して間接接触するそれぞれの被着面
とがあり、前記接着剤層の上層面は前記固定部材側の前
記接触面と同一平面以上にはなく、かつ、前記接着剤層
が前記固定部材の外縁部まで形成し得る手段が設けられ
ていることを特徴とする固定部材に対する光学部品の接
着構造。
【請求項２】接着剤層が固定部材の外縁部まで形成し
得る手段が、前記接着剤層の設計厚さと等しい深さの部
分を有し、前記固定部材側の被着面から前記外縁部に連
続する溝である請求項１に記載の固定部材に対する光学
部品の接着構造。
【請求項３】固定部材に対する光学部品の接着構造に
おいて、前記固定部材と前記光学部品のそれぞれの接触
面と、接着剤層を介して間接接触するそれぞれの被着面
とがあり、前記接着剤層の上層面は前記固定部材側の前
記接触面と同一平面以上にはなく、かつ、余剰な接着剤
が移動できる場所が前記固定部材側の前記被着面を含む
平面内で前記固定部材の厚さ方向に設けられていること
を特徴とする固定部材に対する光学部品の接着構造。
【請求項４】余剰な接着剤が移動できる場所が、固定
部材の被着面を含む平面内で前記固定部材を貫通してい
る穴である請求項３に記載の固定部材に対する光学部品
の接着構造。