JPH02124517A - 光学素子 - 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）を外力により変化させ、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４．第５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いる。

第６．第７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
４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５図や第７図に示すように
外力により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及び形状より
成る接続部材を光学面に垂直に設置し伸縮させて、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繰り
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や白タクを起こした
りする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、平行平面板と接続部材の形状及び接続部材の位置
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。

（問題点を解決するための手段） 対向配置した透明な１対の平行平面板のうちの少なくと
も一方の平行平面板の周囲には該平行平面板の光学表面
と平行な面内に、変形可能なリング状の接続部材が設け
られ、該接続部材の外周部分は他方の平行平面板を支持
している支持部材に該１対の平行平面板間に空間が出来
るように固定されており、該空間内には光学的に透明な
物質が封入されており、該１対の平行平面板で形成され
る角度を外力により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付与したことである。

特に本発明では前記接続部材の断面形状が平板形状とな
っており、かつ前記平行平面板の光学表面と平行になっ
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、ｌａ、ｌｂは光学的に透明
な平行平面板でガラスやポリスチレン。

ポリカーボネート等のプラスチック材等から成り、内部
に空間が形成されるように配置され、外力がないときは
２つの平行平面板１ａ、ｌｂより形成される角度は第２
図に示すように平行となっている。

２はリング状の接続部材であり断面形状が平板形状の変
形可能な可撓性材料より成っている。又接続部材２の外
周部分は後述するリング状の支持部材５に固定され、内
周部分は平行平面板ｔｂの外周部分に固定されている。

そして接続部材２は平行平面板１ｂの光学表面と平行の
面内に位置するように設定されている。３は光学的に透
明な物質であり、例えば水、アルコール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、グリセリン、シリコー
ンオイル又はこれらの混合液体、シリコーンゴム等より
成っている。

５はリング状の支持部材で平行平面板１ａの周囲を接着
剤で固定すると共に接続部材２の外周部を固定している
硬度の高い例えばアルミニウム等の金属やプラスチック
成形物等から成っている。

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に何も外力が加わらない
ときは２つの平行平面板１ａ、ｌｂより形成される角度
は平行となっており、入射光りは直線的に光学素子Ａを
通過する。

第３図は光学素子Ａの平行平面板１ｂが変位するように
平行平面板１ｂや接続部材２の一部にネジやカム等によ
り、又ピエゾ素子や電磁石により、この他超音波モータ
や温度変化を利用した形状記憶合金等により外力を加え
た場合の概略図である。

同図に示すように外力を加えると２つの平行平面板１ａ
、ｌｂ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は一種の可変頂角ブリスム体として
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、偏向する。このとき接続部材２は圧
縮側と伸張側の双方において伸張力を受けるようになる
為、小さな駆動力で安定的に相対的位置を変化させるこ
とかでｙる。

一般に例えば液体を変形させる外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の材質と形状を前述の如く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。

次に本発明の光学素子の製造方法の一例を説明する。

まず厚さ２ｍｍ、径７０　ｍ　ｍの平行平面板１ａを厚
さ９　ｍ　ｍ、内径７０　ｍ　ｍ、外径７４　ｍ　ｍの
アルミニウム酸の支持部材５に接着剤を用いて接着した
外周部にプライマーを塗布した厚さ２ｍｍ、径６０　ｍ
　ｍφの平行平面板ｉｂに厚さ０．５ｍｍ、内径５６　
ｍ　ｍ、外径７４　ｍ　ｍのフッ素ゴム（デュポン社製
、パイトン）より成る接続部材２を接着剤を用い加熱接
着した。

次いで接続部材２を支持部材５に同様に加熱接着した。

支持部材５の側面に設けた液体注入口から物質３として
ジメチル−ジフェニル、シリコーンオイルを注入し、注
入口を封じ光学素子を作成した。

こうして作成した光学素子に光線を入射させる一方、平
行平面板１ｂに外力を加え平行平面板ｌｂの相対的位置
を変化させたところ、２つの平行平面板１ａ、ｌｂより
形成される角度の変位角を３°変位させるのに要する駆
動力は２８ｇであった・ 第８図（Ａ）、ＣＢ）は本発明の光学素子Ａをトラッキ
ング検出光学系に適用したときの一実施例の概略図ある
。

同図において、平行平面板１ａは対物レンズ６に対して
固定されている。一方、平行平面板１ｂは固定平行平面
板１ａと光軸上の距離を一定にした状態で、自由に回転
可能となっており、対物レンズ６の近くに配置されてい
る。こうして同図（Ａ）から同図ＣＢ）に示すように平
行平面板ｌｂが回転すると、可変頂角プリズムの頂角が
変わり、入射光が偏向され、像面（記録面）７上におい
てトラッキングがなされる。

第８図（Ａ）、（Ｂ）に示す光学系は、光磁気ディスク
、光によるヒートモード記録など従来の各種の記録部材
への記録用及び読み出し用として利用できる。

尚本実施例における頂角可変可能な構成の光学素子は対
物レンズの前方又は後方いずれかに用いても良いし、又
前、後の双方に用いて良い。

尚本実施例における接続部材２の材質はゴム状弾性体で
あればどんなものでも良い。又クロロプレンゴム、スチ
レン・ブタジェンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、シ
リコーンゴム、ブタジェンゴム、フッ素系ゴム、ウレタ
ンゴム、イソプレンゴム等のゴム類や、ポリエチレ乙ポ
リスチレン、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル
等の熱可塑性エラストマー等が適用可能である。

接続部材２の半径方向の厚さは均一であっても又半径方
向に厚さが異なるように構成しても良い。厚さが薄くな
ると駆動力が低減できるが、あまり薄くすると接続部材
の強度が低下する。この為例えばフッ素ゴム等の弾性体
から構成する場合は厚さは０．１〜１ｍｍ程度が好まし
い。

これらの中で、比較的柔軟な例えばゴム類や熱可塑性エ
ラストマーは接着性、液体密封性、伸縮性、耐久性等の
点で好適である。

特にこれらの中から、接着方法が確立されていて接着性
が良く、耐液体性があり、伸縮性があり耐久性が強く、
変形駆動力の小さい等の性質を考慮すると、シリコーン
ゴムまたはフッ素ゴムまたはブチルゴムが最も好ましい
。

光学的に透明な物質３としては例えば、水、エチルアル
コール、エチレングリコール等のアルコール類、四塩化
炭素、クロロホルム、臭化エチレン等のハロゲン化アル
キル類、ギ酸、酢酸等の有機酸類、酢酸メチル、酢酸エ
チル等のエステル類、その他エーテル、ケトン、低分子
量ポリエーテル、低分子量ポリエステル、芳香族化合物
等の有機物液体、及び上記液体に固体を溶解した溶液系
、上記液体間の混合液系、他に流動パラフィン、シリコ
ーンオイル等の透明粘性液体等が適用可能である。これ
らの中から光学素子を使用する温度範囲内で固化、また
は気化しない、また温度による屈折率の変化を受けにく
い等の性質を考慮するとシリコーンオイル類が最適で特
にジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、ジ
フェニルシリコーン、フロロシリコーンが好ましい。

尚前述の接続部材２は物質３によって溶解あるいは膨潤
しないように接続部材２と物質３との組み合せを考慮し
て各材料を選定することが望ましい。例えばジメチルシ
リコーンゴムに対してはフロロシリコーンオイル、フッ
素ゴム対してはジメチルシリコーンオイル等の組み合せ
が好ましい。

支持部材５は接続部材２と接着しやすい材料が良く、又
光学素子をカメラ等の光学装置に組み込む場合の位置決
め用基準面を持たせたり、固定用のネジ穴等を取り付け
ておけば、組み込みが容易となり好ましい。

また平行平面板１ａにガラス材を用いた場合にはＬ字形
状にしておけばガラス板ｌを支持し易い。また材質とし
ては接続部材２の接着力が強く接着が容易であり、かつ
、光学装置に組み込んだ際の軽量性の点からアルミニウ
ムが好ましい。

尚本発明において平行平面板の代わりに少なくとも一方
を曲率を有した薄レンズとし、双方の部材間に空間が形
成されるように配置し、該空間内に前述の物質を封入し
て光学素子を構成しても良い。

又このときの光学素子の外周形状は円形、四角、６角形
等どのような形状であっても良い。

本発明においてリング状の接続部材を２つの平行平面板
の双方に設けて、２つの平行平面板を互いに傾けるよう
にして構成しても良い。

（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、リング状の所定の断面形状の接続部材で接
続し内部に透明物質を封入して、可変頂角プリズム体等
の光学素子を形成する際、前述したように接続部材を例
えば断面形状が厚さが均一又は異った平板形状より構成
することにより、該接続部材の圧縮側及び伸張側のいず
れにおいても接続部材に伸張力を受けさせるようにし、
これにより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ができる。

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、接続部材の表面にアルミ蒸着すれば水蒸気バリヤ
ー性が向上し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透等が
起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。

【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〜第７図は従来の光
学素子の要部概略図である。第８図（Ａ）、（Ｂ）は本
発明の光学素子をトラッキング検出光学系に適用したと
きの一実施例の概略図である。 図中１ａ、ｌｂ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は対物レンズ、７は像面（記録
面）である。 工＝ 工＝ ｌ＝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向配置した透明な１対の平行平面板のうちの少
   なくとも一方の平行平面板の周囲には該平行平面板の光
   学表面と平行な面内に、変形可能なリング状の接続部材
   が設けられ、該接続部材の外周部分は他方の平行平面板
   を支持している支持部材に該１対の平行平面板間に空間
   が出来るように固定されており、該空間内には光学的に
   透明な物質が封入されており、該１対の平行平面板で形
   成される角度を外力により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付与したことを特徴とする光
   学素子。
2. （２）前記接続部材は断面形状が平板形状の厚さが均一
   又は部分的に異っているゴム弾性体から成っていること
   を特徴とする請求項１記載の光学素子。