JPH1138300A

JPH1138300A - 光学素子保持方法

Info

Publication number: JPH1138300A
Application number: JP19351597A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 晃井上
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高性能な光学素子と保持枠との接着強度および
接着耐久性を向上させることができる光学素子保持方法
を提供する。【解決手段】光学素子１を接着剤６によって保持枠２に
接着して保持する光学素子保持方法において、光学素子
１の光学有効径外である外周部４にプライマー層を設け
る工程と、前記プライマー層に接着剤６を塗布する工程
と、接着剤６を塗布した光学素子１と保持枠２とを接着
して光学素子１と保持枠２とを一体にする工程とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、顕微鏡、
内視鏡、双眼鏡、ピックアップなどに用いる光学素子の
保持方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学素子に用いられる樹脂には、
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネ
ート（ＰＣ）が広く知られている。近年、耐熱性、耐湿
性、低複屈折性に優れた光学材料として、熱可塑性ノル
ボルネン系樹脂が注目されている。これらの光学材料
は、射出成形により容易にレンズやプリズムなどの光学
素子の形状に成形することができる。しかし、これらの
光学材料を用いた射出成形作業では、金型と成形品との
離型性をよくするために、離型剤を樹脂内に添加した
り、金型の表面に付着させたりすることがある。このよ
うにすると、離型性は良好で成形効率は向上するが、一
方、成形品たる光学素子の接着性が低下し、光学素子を
保持枠に接着剤で強固に固定することができなくなる欠
点があった。特に、熱可塑性ノルボルネン系樹脂からな
る光学素子は接着性が極端に悪く、離型剤の有無に拘ら
ず、接着剤にて保持枠に強固に固定することができなか
った。

【０００３】この欠点を解消する手段の一つに、「熱可
塑性ノルボルネン系樹脂の接着方法」として、特開平５
−８６２１１号公報所載の技術（従来技術１）が開示さ
れている。この従来技術１は、接着面が熱可塑性ノルボ
ルネン系樹脂からなる成形品の接着方法において、極性
基を有するシンクロペンジェン系樹脂またはその水素添
加物の溶液から成るプライマー組成物を、該表面に塗布
した後、接着剤を用いて被着体と接着する。これによ
り、熱可塑性ノルボルネン系樹脂と接着剤層の間の接着
力が強くなり、強固に接着することができるというもの
である。

【０００４】また、光学素子表面のハードコートと光学
素子材料との密着性を向上させる目的で、「プライマー
組成物及びプラスチックレンズの製造方法」として、特
開平７−１３３４１１号公報所載の技術（従来技術２）
が開示されている。この従来技術２のプラスチックレン
ズの製造方法は、オレフィン系オリゴマーを主成分とし
て含有するプライマー組成物をプラスチックレンズ基板
上に塗布、加熱硬化させてプライマー層を設け、その上
に有機ハードコート層を設け、さらにその表面に蒸着に
より単層あるいは多層の無機反射防止層を設けるという
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術には、つぎのような問題点があった。即ち、従来技術
１では、初期接着強度は大きいが、温湿度サイクル試験
のような、環境促進試験を行った後には、熱可塑性ノル
ボルネン系樹脂と接着剤層との接着強度が低下し、さら
に、熱可塑性ノルボルネン系樹脂の表面が僅かに白化す
るという欠点がある。

【０００６】また、従来技術２では、オレフィン系オリ
ゴマーを主成分としたプライマーを８０℃にて３０分間
の加熱硬化が必要であり、高性能な光学素子にこの技術
を摘要すると、加熱硬化工程において、面精度などの光
学性能が変化するという欠点がある。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項１、２または３に係る発明の課題
は、高性能な光学素子と保持枠との接着強度および接着
耐久性を向上させることができる光学素子保持方法を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明の光学素子保持方法は、光学素
子を接着剤によって保持枠に接着して保持する光学素子
保持方法において、前記光学素子の光学有効径外である
外周部にプライマー層を設ける工程と、前記プライマー
層に接着剤を塗布する工程と、接着剤を塗布した光学素
子と前記保持枠とを接着して光学素子と保持枠とを一体
にする工程とを有するものである。また、請求項２に係
る発明の光学素子保持方法は、請求項１に係る発明の光
学素子保持方法において、前記光学素子が熱可塑性ノル
ボルネン系樹脂からなるものである。さらに、請求項３
に係る発明の光学素子保持方法は、請求項１または２に
係る発明の光学素子保持方法において、前記プライマー
層が、極性基を有するポリプロピレン系、ポリエチレン
とポリプロピレンとの共重合体、オレフィン系熱可塑性
エラストマーの単体、またはこれらを主成分とする混合
物であるプライマー組成物からなるものである。

【０００９】すなわち、請求項１に係る発明の光学素子
保持方法は、光学素子の光学有効径外である外周部にプ
ライマー層を設け、このプライマー層に接着剤を塗布す
る。そして、接着剤を塗布した光学素子と保持枠とを接
着して光学素子と保持枠とを一体にする。また、請求項
２に係る発明の光学素子保持方法は、熱可塑性ノルボル
ネン系樹脂からなる光学素子の光学有効径外である外周
部にプライマー層を設け、このプライマー層に接着剤を
塗布する。そして、接着剤を塗布した光学素子と保持枠
とを接着して光学素子と保持枠とを一体にする。さら
に、請求項３に係る発明の光学素子保持方法は、光学素
子の光学有効径外である外周部に、極性基を有するポリ
プロピレン系、ポリエチレンとポリプロピレンとの共重
合体、オレフィン系熱可塑性エラストマーの単体、また
はこれらの混合物であるプライマー組成物からなるプラ
イマー層を設け、このプライマー層に接着剤を塗布す
る。そして、接着剤を塗布した光学素子と保持枠とを接
着して光学素子と保持枠とを一体にする。

【００１０】

【発明の実施の形態】光学素子保持方法について、具体
的に説明する。まず、ＰＭＭＡ、ＰＣ、または熱可塑性
ノルボルネン系樹脂からなるプラスチック製光学素子の
光学有効径外である外周部、特に、保持枠との接着部表
面にプライマー層を設ける。これにより、このプライマ
ー層に接着剤を塗布し、保持枠に光学素子を接着する
と、接着部の接着耐久性が大幅に改良され、光学素子の
光学性能が長期的に安定する。ここで、光学素子の材料
を、ＰＭＭＡ、ＰＣ、または熱可塑性ノルボルネン系樹
脂にのみ限定するものではなく、一般に光学用として市
販されている樹脂を用いればよい。また、光学素子の形
状も特に制限するものではない。

【００１１】プラスチック製光学素子の光学有効径外で
ある外周部に設けられるプライマー層は、溶剤により希
釈されたプライマー溶液を刷毛塗り、ガンスプレー、ス
ピンコートなど通常の塗布方法により形成される。プラ
イマー組成物は、極性基を有するポリプロピレン系、ポ
リエチレンとポリプロピレンとの共重合体、オレフィン
系熱可塑性エラストマーの単体、またはこれらを主成分
とする混合物であり、有機溶剤にて希釈して塗布され
る。プライマー組成物の極性基は、水酸基、カルボン酸
基、エステル基、カルボキシル基などが好ましく、必要
に応じて、塩素化ポリプロピレン、塩素化マイレン化ポ
リエチレン、水酸基含有塩素化ポリプロピレン等の塩素
化物などを加えてもよい。さらに必要に応じて、酸化防
止剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、酸化チタンや有機顔料
などの着色剤、カーボンブラック、フェライトなどの導
電性付与剤などを添加してもよい。

【００１２】塗布量は、通常、５〜２００ｇ／ｍ²程度
である。有機溶剤は、プライマー組成物が溶解するもの
であれば、特に限定されない。通常、トルエン、キシレ
ンなどの芳香族系炭化水素系溶剤；ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素系溶剤；シ
クロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン
などの脂環族炭化水素系溶剤；メタノール、エタノー
ル、イソプロパノールなどの脂肪族アルコール系溶剤；
アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケト
ンなどのケトン系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチルなどの
エステル系溶剤などが単体または混合して用いられる。
なお、溶解濃度は１〜２０重量％程度とし、好ましくは
５〜１５重量％とする。

【００１３】プラスチック製光学素子と保持枠とを接着
する接着剤は、特に制限されるものではないが、光学歪
みを低減するために弾性を有する接着剤が好ましい。通
常、弾性エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリウ
レタン系接着剤、シリコーン系接着剤などが、それぞれ
の接着剤に応じた方法により使用される。

【００１４】（実施の形態１）図１〜図３は実施の形態
１を示し、図１はレンズと保持枠とを示す半断面図、図
２はレンズ保持装置の半断面図、図３はレンズ保持装置
の上面図である。

【００１５】図１において、光学素子としてのレンズ１
は、材質がポリカーボネート、光学素子有効径がφ１１
ｍｍ、曲率半径Ｒ２０ｍｍの平凹レンズである。光学素
子有効径より外側、すなわち光学素子有効径外は、光軸
に対して直交する方向に、レンズ側面４の外径φ１５ｍ
ｍまで上下面ともに平面加工されている。

【００１６】一方、保持枠２は、材質がガラスフィラー
入りのポリカーボネート、外径がφ１９ｍｍ、上部内径
２ａがφ１５ｍｍより多少大きく、下部内径２ｂがφ１
２ｍｍである。上部内径２ａと下部内径２ｂとの段部に
は、レンズ１を載置するためのレンズ受け部５が凸設さ
れている。レンズ受け部５の外周には、接着剤を逃がす
ための溝として接着剤逃げ部３が形成されている。

【００１７】プライマー組成物として、三井石油化学
（株）製のポリオレフィン系ユニストールＰ−４０１を
用い、１０重量％になるようにトルエンにて希釈した溶
液を使用する。接着剤は、東レダウコーニング（株）製
のシリコーン接着剤ＳＥ９１８６を使用する。

【００１８】つぎに、レンズと保持枠との接着による保
持方法を説明する。まず、レンズ１を図示しない回転可
能なレンズ保持手段により保持する。つぎに、このレン
ズ保持手段に保持されたレンズ１を回転させながら、光
学素子有効径外である外周部としてのレンズ側面４にプ
ライマー溶液を図示しない刷毛で塗布する。塗布された
プライマー溶液は速乾性であるため、十数秒程度で溶剤
が乾燥し、レンズ側面４にプライマー層が形成される。
その後、レンズ保持手段に保持されたレンズ１を回転さ
せながら、レンズ側面４に形成されたプライマー層の上
に接着剤をシリンジによって２０〜２５ｍｇ塗布する。

【００１９】つぎに、保持枠２を図示しない固定手段に
固定させ、上記プライマー層の上に接着剤が塗布された
レンズ１を回転させながら、保持枠２のレンズ受け部５
に載置する。その結果、図２および図３に示すように、
接着剤は、保持枠２の上部内径２ａとレンズ側面４との
間に介在して接着部６を形成し、余剰の接着剤は接着剤
逃げ部３に流出し滞留する。本実施の形態に用いた接着
剤は、空気中の湿気により硬化するため、その状態で約
１時間静置する。１時間経過後は、接着剤が仮硬化する
ので、移動しても差し支えないが、完全に硬化するまで
は２４時間程度を必要とする。２４時間経過後、図２お
よび図３に示すレンズ保持装置を得ることができる。こ
のレンズ保持装置は、鏡筒等に組み込まれて、光学系の
構成素子として利用される。

【００２０】本実施の形態によれば、レンズの光学有効
径外にプライマー層を設けたので、接着剤との親和性が
よくなり、プラスチックレンズと保持枠との接着強度お
よび接着耐久性を向上させることができる。また、保持
枠に接着剤逃げ部を設けたので、接着剤がレンズ下部に
回り込まないようにしているため、接着剤にて保持した
レンズの光学歪みを低減することができる。これによ
り、長期的および耐環境的に光学性能が安定したレンズ
保持装置を提供することができる。

【００２１】（実施の形態２）図４〜図６は実施の形態
２を示し、図４はレンズと保持枠とを示す半断面図、図
５はレンズ保持装置の半断面図、図６はレンズ保持装置
の上面図である。

【００２２】図４において、光学素子としてのレンズ１
１は、材質が熱可塑性ノルボルネン系樹脂、光学素子有
効径がφ１１ｍｍ、曲率半径Ｒ２０ｍｍの平凹レンズで
ある。光学素子有効径より外側、すなわち光学素子有効
径外は、光軸に対して直交する方向に、レンズ側面１４
の外径φ１５ｍｍまで上下面ともに平面加工されてい
る。

【００２３】一方、保持枠１２は、材質がガラスフィラ
ー入りのポリカーボネート、外径がφ１９ｍｍ、上部内
径１２ａがφ１５ｍｍより多少大きく、下部内径１２ｂ
がφ１２ｍｍである。上部内径１２ａと下部内径１２ｂ
との段部には、レンズ１１を載置するためのレンズ受け
部１５が凸設されている。レンズ受け部１５の外周に
は、接着剤を逃がすための溝として接着剤逃げ部１３が
形成されている。

【００２４】プライマー組成物として、三井石油化学
（株）製のポリオレフィン系ユニストールＰ−８０１を
用い、５重量％になるように酢酸ブチルにて希釈した溶
液を使用する。接着剤は、信越化学工業（株）製のＵＶ
・ＲＴＶ硬化型シリコーン接着剤を使用する。

【００２５】つぎに、レンズと保持枠との接着による保
持方法を説明する。まず、レンズ１１を図示しない回転
可能なレンズ保持手段により保持する。つぎに、このレ
ンズ保持手段に保持されたレンズ１１を回転させなが
ら、光学素子有効径外である外周部としてのレンズ側面
１４にプライマー溶液を刷毛で塗布する。塗布されたプ
ライマー溶液は速乾性であるため、十数秒程度で乾燥
し、レンズ側面１４にプライマー層が形成される。その
後、保持枠１２を図示しない固定手段に固定させ、上記
プライマー層が形成されたレンズ１１を、保持枠１２の
レンズ受け部１５に載置する。そして、保持枠１２の上
部内径１２ａとレンズ側面１４に形成されたプライマー
層との間に接着剤をシリンジによって２０〜２５ｍｇ供
給する。その結果、図５および図６に示すように、接着
剤は、保持枠１２の上部内径１２ａとレンズ側面１４と
の間に介在して接着部１６を形成し、余剰の接着剤は接
着剤逃げ部１３に流出し滞留する。

【００２６】接着剤の供給後、スポット像を確認しなが
ら光学心を調整し、適正な状態となった時点で、図示し
ないライトガイド型ＵＶ光（８０ｍＷ／ｃｍ²の照度で
２０秒程度）を照射する。本接着剤は、ＵＶ・ＲＴＶ硬
化型であり、ＵＶ光で接着剤が仮硬化するので、移動し
ても差し支えないが、空気中の湿気によって完全に硬化
するまでは２４時間程度を必要とする。２４時間経過
後、図５および図６に示すレンズ保持装置を得ることが
できる。このレンズ保持装置は、鏡筒等に組み込まれ
て、光学系の構成素子として利用される。

【００２７】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、ＵＶ硬化型接着剤を用いて、光学心を
調整した後に接着剤をＵＶ光にて瞬時に硬化させている
ため、レンズ保持装置の光学心の精度が極めて良好とな
る。

【００２８】（実施の形態３）図７〜図９は実施の形態
３を示し、図７はプリズムと保持枠とを示す正面図、図
８はプリズム保持装置の正面図、図９はプリズム保持装
置の上面図である。

【００２９】図７において、光学素子としてのプリズム
２１は、材質が熱可塑性ノルボルネン系樹脂（日本ゼオ
ン（株）製、ゼオネックス）、大きさは１０ｍｍ程度で
ある。一方、保持枠２２は、材質がカーボンフィラー入
りポリカーボネートであり、上面２２ａの一端に当付け
部２３を凸設し、上面２２ａの中央に有底孔状の接着剤
逃げ部２５を凹設している。

【００３０】プライマー組成物として、三井石油化学
（株）製のポリオレフィン系ユニストールＰ−８０１を
用い、１０重量％になるように酢酸エチルにて希釈した
溶液を使用する。接着剤は、信越化学工業（株）製のＲ
ＴＶ硬化型シリコーン接着剤ＫＥ３４９５を使用する。

【００３１】つぎに、プリズムと保持枠との接着による
保持方法を説明する。まず、プリズム２１の光学有効径
外の外周部である保持枠接触部２４にプライマー溶液を
刷毛で塗布する。塗布したプライマー溶液は速乾性であ
るため、十数秒程度で溶剤が乾燥し、均一なプライマー
層が形成される。つぎに、接着剤をプリズム２１の保持
枠接触部２４にシリンジを用いて２０〜２５ｍｇ塗布す
る。

【００３２】ついで、保持枠２２を図示しない固定手段
に固定し、接着剤を塗布したプリズム２１を、保持枠２
２の当付け部２３に当接するように接着する。図８およ
び図９に示すように、接着剤はプリズム２１と保持枠２
２との間の接着部２６に介在し、余剰の接着剤は接着剤
逃げ部２５に流出し滞留する。本接着剤は空気中の湿気
により硬化するため、その状態で約１時間静置する。１
時間経過後は、接着剤が仮硬化するので、移動しても差
し支えないが、完全に硬化するまでは２４時間程度を必
要とする。２４時間経過後、図８および図９に示すプリ
ズム保持装置を得ることができる。このプリズム保持装
置は、鏡筒等に組み込まれて、光学系の構成素子として
利用される。

【００３３】本実施の形態によれば、プリズムの光学有
効径外たる保持枠接触部にプライマー層を設けたので、
接着剤との親和性がよくなり、プラスチックプリズムと
保持枠との接着強度および接着耐久性を向上させること
ができる。また、保持枠に接着剤逃げ部を設けたので、
接着剤がプリズムの側面に流出しないようにしているた
め、接着剤にて保持したプリズムの光学歪みを低減する
ことができる。これにより、長期的および耐環境的に光
学性能が安定したプリズム保持装置を提供することがで
きる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１、２または３に係る発明の光学
素子保持方法によれば、光学素子と保持枠との接着強度
および接着耐久性を向上させることができる。請求項２
または３に係る発明の光学素子保持方法によれば、上記
効果に加え、熱可塑性ノルボルネン系樹脂の特徴である
耐熱性、耐湿性および低複屈折性などに優れた光学素子
保持装置を得ることができる。請求項３に係る発明の光
学素子保持方法によれば、上記効果に加え、プライマー
層を染料や顔料を用いて着色できるため、光学素子保持
装置の耐熱性や耐候性等を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１のレンズと保持枠とを示す半断面
図である。

【図２】実施の形態１のレンズ保持装置の半断面図であ
る。

【図３】実施の形態１のレンズ保持装置の上面図であ
る。

【図４】実施の形態２のレンズと保持枠とを示す半断面
図である。

【図５】実施の形態２のレンズ保持装置の半断面図であ
る。

【図６】実施の形態２のレンズ保持装置の上面図であ
る。

【図７】実施の形態３のプリズムと保持枠とを示す正面
図である。

【図８】実施の形態３のプリズム保持装置の正面図であ
る。

【図９】実施の形態３のプリズム保持装置の上面図であ
る。

【符号の説明】

１レンズ２保持枠４レンズ側面６接着部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子を接着剤によって保持枠に接着
して保持する光学素子保持方法において、前記光学素子の光学有効径外である外周部にプライマー
層を設ける工程と、前記プライマー層に接着剤を塗布す
る工程と、接着剤を塗布した光学素子と前記保持枠とを
接着して光学素子と保持枠とを一体にする工程とを有す
ることを特徴とする光学素子保持方法。
【請求項２】前記光学素子が熱可塑性ノルボルネン系
樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の光学素子
保持方法。
【請求項３】前記プライマー層が、極性基を有するポ
リプロピレン系、ポリエチレンとポリプロピレンとの共
重合体、オレフィン系熱可塑性エラストマーの単体、ま
たはこれらを主成分とする混合物であるプライマー組成
物からなることを特徴とする請求項１または２記載の光
学素子保持方法。