JP2007193057A - Optical component and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部品とその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical component and a manufacturing method thereof.
従来から、光学機器に使用されるプリズム等の光学部品を成形手段により成形する技術が開示されている。しかしながら、例えばガラス加工あるいはガラス成形によってプリズムを得ようとすると、部品コストが高くなり、収益性が大幅に低下する。また、プリズムなどの厚肉、大偏肉部品をプラスチック成形によって得ようとすると、各光学面を高精度に安定的に得ることが難しい。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for forming an optical component such as a prism used in an optical apparatus by a forming unit has been disclosed. However, when trying to obtain a prism by, for example, glass processing or glass molding, the component cost increases and the profitability is greatly reduced. Further, if it is attempted to obtain thick and large thickness parts such as prisms by plastic molding, it is difficult to stably obtain each optical surface with high accuracy.
これに対し、従来、例えば特許文献１には、プラスチックからなるプリズムの１つの光学面に、板金を一体成形して変角ミラーを形成すると共に、プリズムの他方の光学面に下塗り処理を施し、この下塗り処理した光学面に、ガラス基板の板面形状を転写した面精度の良好なＵＶ硬化型樹脂層を形成した点が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、プリズムの１つの光学面と板金との一体成形時に、プリズムを構成するプラスチックの収縮力によって、板金成形時の反射面精度がより低下してしまう。また、プリズムの使用環境温度が変化すると、プリズムと板金との線膨張係数の差によって、プリズムに熱応力が生じ、プリズムの光学面が歪んでしまうおそれがある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the accuracy of the reflective surface at the time of sheet metal molding is further reduced due to the contraction force of the plastic constituting the prism when integrally molding one optical surface of the prism and the sheet metal. In addition, when the usage environment temperature of the prism changes, thermal stress is generated in the prism due to a difference in linear expansion coefficient between the prism and the sheet metal, and the optical surface of the prism may be distorted.
更に、使用環境温度の変化によりプリズムに熱応力が作用するため、板金部を薄くできず、光学部品のサイズが大きくなる。また、プラスチック部と板金部の界面に収縮力が残存し、特にプラスチック部で形成された光学面の経時安定性が低下する。 Furthermore, since the thermal stress acts on the prism due to the change in the use environment temperature, the sheet metal portion cannot be made thin, and the size of the optical component increases. In addition, the shrinkage force remains at the interface between the plastic part and the sheet metal part, and in particular, the temporal stability of the optical surface formed of the plastic part is lowered.
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低コストにて製造可能で高精度な光学性能を有し、かつ使用環境温度の変化による性能劣化を低減可能な光学部品とその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem. The object of the present invention is to provide high-precision optical performance that can be manufactured at low cost, and to reduce performance deterioration due to changes in the operating environment temperature. It is an object to provide a possible optical component and a method for manufacturing the same.
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
光を透過する可塑性素材又は可塑性素材を含む材料からなる透過光学部材と、
該透過光学部材の光学面に非拘束状態で対向配置された反射光学部材と、を備えている、ことを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
A transmissive optical member made of a plastic material or a material containing a plastic material that transmits light;
And a reflective optical member disposed in an unconstrained state on the optical surface of the transmissive optical member.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学部品において、
前記反射光学部材は、可塑性素材又は可塑性素材を含む材料からなる、ことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the optical component according to claim 1,
The reflective optical member is made of a plastic material or a material containing a plastic material.
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の光学部品において、
前記反射光学部材は、可塑性素材又は可塑性素材を含む材料以外の材料からなる、ことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the optical component according to claim 1,
The reflective optical member is made of a material other than a plastic material or a material containing a plastic material.
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品において、
前記反射光学部材は、板状をなしている、ことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、該反射光学部材の周端部付近にて接着されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the optical component according to any one of claims 1 to 3,
The reflective optical member has a plate shape.
The invention according to claim 5 is the optical component according to any one of claims 1 to 4,
The transmission optical member and the reflection optical member are bonded in the vicinity of a peripheral end portion of the reflection optical member.
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、柔軟性を有する接着剤にて接合されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the optical component according to any one of claims 1 to 5,
The transmissive optical member and the reflective optical member are bonded with a flexible adhesive.
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の光学部品において、
前記接着剤は、シリコン系又はゴム系の接着剤である、ことを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の光学部品において、
前記反射光学部材は、前記透過光学部材を挟むように配置された枠部材に連結されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the optical component according to claim 6,
The adhesive is a silicon-based or rubber-based adhesive.
The invention according to claim 8 is the optical component according to any one of claims 1 to 7,
The reflective optical member is connected to a frame member disposed so as to sandwich the transmissive optical member.
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、空気層を介して対向配置されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the optical component according to any one of claims 1 to 8,
The transmission optical member and the reflection optical member are arranged to face each other with an air layer interposed therebetween.
請求項１０に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、屈折液を介して対向配置されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 10 is the optical component according to any one of claims 1 to 8,
The transmission optical member and the reflection optical member are arranged to face each other with a refractive liquid interposed therebetween.
請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、対向面の少なくとも一方に形成された突起部を介して前記透過光学部材と前記反射光学部材が当接又は接合されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the optical component according to any one of claims 1 to 10,
The transmissive optical member and the reflective optical member are characterized in that the transmissive optical member and the reflective optical member are in contact with or joined to each other through a protrusion formed on at least one of opposing surfaces.
請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、押圧力により対向面側に押し当てられている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 12 is the optical component according to any one of claims 1 to 11,
The transmissive optical member and the reflective optical member are pressed against the opposing surface side by a pressing force.
請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載の光学部品において、
前記押圧力が弾性力である、ことを特徴とする。
請求項１４に係る発明は、
光を透過する可塑性素材又は可塑性素材を含む材料からなる透過光学部材と、
該透過光学部材の光学面に拘束状態で対向配置され、前記透過光学部材と同一材料からなる反射光学部材と、を備えている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 13 is the optical component according to claim 12,
The pressing force is an elastic force.
The invention according to claim 14 is:
A transmissive optical member made of a plastic material or a material containing a plastic material that transmits light;
And a reflective optical member made of the same material as that of the transmissive optical member, disposed opposite to the optical surface of the transmissive optical member in a restrained state.
請求項１５に係る発明は、請求項１４に記載の光学部品において、
前記反射光学部材は、板状をなしている、ことを特徴とする。
請求項１６に係る発明は、請求項１４又は１５に記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、該反射光学部材の周端部付近にて固定されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 15 is the optical component according to claim 14,
The reflective optical member has a plate shape.
The invention according to claim 16 is the optical component according to claim 14 or 15,
The transmission optical member and the reflection optical member are fixed in the vicinity of a peripheral end portion of the reflection optical member.
請求項１７に係る発明は、請求項１４〜１６のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、接着剤にて固定されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 17 is the optical component according to any one of claims 14 to 16,
The transmissive optical member and the reflective optical member are fixed with an adhesive.
請求項１８に係る発明は、請求項１４〜１７のいずれかに記載の光学部品において、
前記反射光学部材は、前記透過光学部材を挟むように配置された枠部材に連結されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 18 is the optical component according to any one of claims 14 to 17,
The reflective optical member is connected to a frame member disposed so as to sandwich the transmissive optical member.
請求項１９に係る発明は、請求項１４〜１８のいずれかに記載の光学部品において、
前記透過光学部材と前記反射光学部材は、対向面の少なくとも一方に形成された突起部を介して前記透過光学部材と前記反射光学部材が当接又は接合されている、ことを特徴とする。
The invention according to claim 19 is the optical component according to any one of claims 14 to 18,
The transmissive optical member and the reflective optical member are characterized in that the transmissive optical member and the reflective optical member are in contact with or joined to each other through a protrusion formed on at least one of opposing surfaces.
請求項２０に係る発明は、
光を透過する可塑性素材又は可塑性素材を含む材料からなる透過光学部材を所定形状に成形し、
光の反射面を有する板状の反射光学部材を成形し、
前記透過光学部材の光学面に非拘束状態で前記反射光学部材を対向配置した、ことを特徴とする。
The invention according to claim 20 provides
A transmissive optical member made of a plastic material that transmits light or a material containing a plastic material is molded into a predetermined shape,
Molding a plate-like reflective optical member having a light reflecting surface,
The reflective optical member is arranged to face the optical surface of the transmissive optical member in an unconstrained state.
請求項２１に係る発明は、
光を透過する可塑性素材又は可塑性素材を含む材料からなる透過光学部材を所定形状に成形し、
前記透過光学部材と同一材料からなり、光の反射面を有する板状の反射光学部材を成形し、
前記透過光学部材の光学面に拘束状態で前記反射光学部材を対向配置した、ことを特徴とする。
The invention according to claim 21 is
A transmissive optical member made of a plastic material that transmits light or a material containing a plastic material is molded into a predetermined shape,
Made of the same material as the transmissive optical member, a plate-like reflective optical member having a light reflecting surface is molded,
The reflective optical member is disposed opposite to the optical surface of the transmissive optical member in a restrained state.
本発明によれば、低コストで製造可能で高精度な光学性能を有し、かつ使用環境温度の変化による性能劣化を低減可能な光学部品を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an optical component that can be manufactured at a low cost, has high-precision optical performance, and can reduce performance deterioration due to a change in use environment temperature.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の光学部品の正面図を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a front view of the optical component according to the first embodiment.
この光学部品１Ａは、透過光学部材としてのプリズム１０を有している。このプリズム１０は、光を透過する可塑性素材としての例えばプラスチックから成り、２つの屈折面１１，１２と１つの光学面１３を有している。屈折面１１は、凹メニスカス状に形成されている。なお、ここでは、光を透過する可塑性素材としてプラスチックを用いた場合を例として説明するが、プラスチックに限らず、光を透過する可塑性素材であるガラスや可塑性素材を含む材料、例えばガラスにプラスチック成分を含んだ材料を用いても良い。 This optical component 1A has a prism 10 as a transmission optical member. The prism 10 is made of, for example, plastic as a plastic material that transmits light, and has two refractive surfaces 11 and 12 and one optical surface 13. The refracting surface 11 is formed in a concave meniscus shape. In addition, although the case where plastic is used as an example of a plastic material that transmits light is described here as an example, it is not limited to plastic, but glass that is a light-transmitting plastic material or a material containing a plastic material, for example, a plastic component in glass You may use the material containing.
本実施の形態では、プリズム１０の光学面１３に、反射光学部材としての板状のセラミック基板１４が非拘束状態で略平行に対向配置されている。図２（ａ）に示すように、このセラミック基板１４は、光学面１３との対向面が反射面１７となるように、高精度な平面度を有して鏡面状に仕上げられている。 In the present embodiment, a plate-like ceramic substrate 14 as a reflective optical member is disposed in opposition to the optical surface 13 of the prism 10 in a substantially unparalleled state. As shown in FIG. 2A, the ceramic substrate 14 is finished in a mirror shape with a high degree of flatness so that the surface facing the optical surface 13 becomes the reflecting surface 17.
このように、透過光学部材としてのプリズム１０と、反射光学部材としてのセラミック基板１４とを別々に製作したのは、必要精度が比較的低い屈折面１１，１２を容易に成形可能なプラスチックで製作し、一方、必要精度が極めて高い反射面１７を高精度で製作するためである。 As described above, the prism 10 as the transmission optical member and the ceramic substrate 14 as the reflection optical member are separately manufactured because the refraction surfaces 11 and 12 having a relatively low required accuracy are manufactured from plastic that can be easily molded. On the other hand, this is because the reflection surface 17 having extremely high required accuracy is manufactured with high accuracy.
また、プリズム１０の光学面１３と、セラミック基板１４の反射面１７との間には、屈折液１５が封入されている。この屈折液１５は、プリズム１０の材料であるプラスチックの屈折率と近い値のものが用いられている。本実施形態では、屈折液１５とプリズム１０の屈折率の差は、０．０２以下である。 A refractive liquid 15 is sealed between the optical surface 13 of the prism 10 and the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14. As the refractive liquid 15, a liquid having a value close to the refractive index of the plastic material of the prism 10 is used. In the present embodiment, the difference in refractive index between the refractive liquid 15 and the prism 10 is 0.02 or less.
このように、屈折液１５とプリズム１０又はセラミック基板１４の屈折率の差を小さくしたのは、屈折率の差を小さいほど、プリズム１０の光学面１３とセラミック基板１４の反射面１７との加工誤差が光学性能に及ぼす影響は少ないからである。なお、プリズム１０の光学面１３には、屈折液１５が浸透するのを防止する表面処理が施されている。 Thus, the difference in the refractive index between the refractive liquid 15 and the prism 10 or the ceramic substrate 14 is reduced because the smaller the difference in the refractive index, the more the processing of the optical surface 13 of the prism 10 and the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14 is. This is because the error has little effect on the optical performance. The optical surface 13 of the prism 10 is subjected to a surface treatment that prevents the refractive liquid 15 from penetrating.
また、図２（ｂ）に示すように、正面視矩形状をなすプリズム１０の光学面１３とセラミック基板１４の反射面１７とは、柔軟性を有する接着剤１６により接着されている。この接着剤としては、例えばシリコン系又はゴム系のものが用いられている。このため、図２（ｂ）では、中央側の部分は、プリズム１０の光学面１３とセラミック基板１４の反射面１７とは非拘束状態で接合されている。 Further, as shown in FIG. 2B, the optical surface 13 of the prism 10 having a rectangular shape in front view and the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14 are bonded by a flexible adhesive 16. As this adhesive, for example, a silicon-based or rubber-based adhesive is used. For this reason, in FIG. 2B, the optical surface 13 of the prism 10 and the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14 are joined in an unconstrained state at the center portion.
このように、プリズム１０の光学面１３とセラミック基板１４の反射面１７とは非拘束であるが、その理由は、これらを一体的に固定すると、成形時にプリズム１０を構成するプラスチックの収縮力によって、光学面１３の精度が低下してしまうためである。また、使用環境温度が変化すると、プリズム１０とセラミック基板１４との線膨張係数の差によって、プリズム１０に熱応力が生じ、プリズム１０の光学面１３が歪んでしまうからである。 As described above, the optical surface 13 of the prism 10 and the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14 are not constrained. The reason for this is that if they are integrally fixed, due to the contraction force of the plastic constituting the prism 10 during molding. This is because the accuracy of the optical surface 13 is lowered. Further, when the use environment temperature changes, thermal stress is generated in the prism 10 due to the difference in linear expansion coefficient between the prism 10 and the ceramic substrate 14, and the optical surface 13 of the prism 10 is distorted.
なお、本実施形態では、反射光学部材としてセラミック基板１４を例として説明したが、セラミックに限らず、例えば金属であっても良い。プリズム１０の光学面１３と反射光学部材とが非拘束状態であれば、熱応力の問題は生じないからである。 In the present embodiment, the ceramic substrate 14 is described as an example of the reflective optical member. However, the reflective substrate is not limited to ceramic but may be metal. This is because if the optical surface 13 of the prism 10 and the reflecting optical member are in an unconstrained state, the problem of thermal stress does not occur.
本実施形態の光学部品１Ａにおいて、プリズム１０に入射した光線は、矢印方向に屈折面１１から入射して、セラミック基板１４の反射面１７で反射し、屈折面１２から出射する。 In the optical component 1 </ b> A of the present embodiment, the light beam that has entered the prism 10 enters the refracting surface 11 in the direction of the arrow, is reflected by the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14, and exits from the refracting surface 12.
本実施形態によれば、プリズム１０を成形手段によりプラスチックで安価に製作し、必要精度の高い反射面１７を有するセラミック基板１４を別部品として高精度に製作することができる。これにより、プリズム１０の成形時の残留収縮力を低減することができると共に、部品コストに比して高精度な部品を得ることができる。 According to the present embodiment, the prism 10 can be manufactured at low cost with plastic by a molding means, and the ceramic substrate 14 having the reflective surface 17 with high required accuracy can be manufactured with high accuracy as a separate component. Thereby, the residual shrinkage force at the time of molding the prism 10 can be reduced, and a highly accurate component can be obtained as compared with the component cost.
また、プリズム１０の光学面１３とセラミック基板１４とを、非拘束状態で対向配置したことで、使用環境温度が変化したとしても、両者間に作用する熱応力を低減することができる。これにより、セラミック基板１４の反射面１７やプリズム１０の光学面１３等に歪が発生するのを防止することができる。
（製造方法）
このような光学部品１Ａを製造するには、まずプリズム１０をプラスチック成形手段によって作成する。次に、反射面１７を有する板状のセラミック基板１４を、プリズム１０とは別途に焼結成形手段によって作成する。
In addition, by arranging the optical surface 13 of the prism 10 and the ceramic substrate 14 so as to face each other in an unconstrained state, even if the use environment temperature changes, the thermal stress acting between them can be reduced. Thereby, it is possible to prevent distortion from occurring on the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14, the optical surface 13 of the prism 10, and the like.
(Production method)
In order to manufacture such an optical component 1A, first, the prism 10 is formed by plastic molding means. Next, the plate-like ceramic substrate 14 having the reflecting surface 17 is prepared by sintering molding means separately from the prism 10.
この場合、プリズム１０とセラミック基板１４を一体的に成形すると、特に熱収縮等によりプリズムの反射面となる部分の平面度等が劣ってしまうからである。また、セラミック基板１４とプリズム１０とは異なる材料であるので、環境温度の変化によりプリズムに熱応力が加わるからである。 In this case, if the prism 10 and the ceramic substrate 14 are integrally formed, the flatness of the portion that becomes the reflecting surface of the prism is deteriorated due to thermal contraction or the like. In addition, since the ceramic substrate 14 and the prism 10 are different materials, thermal stress is applied to the prism due to a change in environmental temperature.
なお、セラミック基板１４は反射板として用いられているが、これは薄板で良いので、高精度な反射面１７として成形することが可能である。また、セラミック基板１４は不透明なので、反射面１７を形成するためのコート処理は不要であり、鏡面に仕上げてあれば好ましい。但し、何らかのコート処理により表面を鏡面に仕上げても良い。 Although the ceramic substrate 14 is used as a reflecting plate, it may be a thin plate and can be formed as a highly accurate reflecting surface 17. Moreover, since the ceramic substrate 14 is opaque, the coating process for forming the reflective surface 17 is unnecessary, and it is preferable if it is finished to a mirror surface. However, the surface may be mirror-finished by some coating treatment.
次に、プリズム１０の光学面１３に対し、セラミック基板１４の反射面１７を、反射面１７と光学面１３とが略並行となるように僅かな間隙を有して対向配置する。次いで、これら反射面１７と光学面１３の周端部のみを、一部を除いて柔軟性のある接着剤１６で接着する。これは、プリズム１０の光学面１３とセラミック基板１４とを非拘束状態で接合するためである。 Next, the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14 is disposed opposite the optical surface 13 of the prism 10 with a slight gap so that the reflecting surface 17 and the optical surface 13 are substantially parallel. Next, only the peripheral end portions of the reflecting surface 17 and the optical surface 13 are bonded with a flexible adhesive 16 except for a part thereof. This is because the optical surface 13 of the prism 10 and the ceramic substrate 14 are joined in an unconstrained state.
次に、これらプリズム１０の光学面１３とセラミック基板１４の反射面１７との間に、前記周端部の一部から屈折液１５を注入する。最後に注入した周端部の一部を柔軟性のある接着剤１６で接着する。
（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態の光学部品の正面図を示している。
Next, the refractive liquid 15 is injected from a part of the peripheral end portion between the optical surface 13 of the prism 10 and the reflecting surface 17 of the ceramic substrate 14. A part of the peripheral end portion injected last is bonded with a flexible adhesive 16.
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows a front view of the optical component of the second embodiment.
この光学部品１Ｂは、透過光学部材としてのプリズム２０を有している。このプリズム２０は、光を透過する可塑性素材としての例えばプラスチックから成り、２つの屈折面２１，２２と１つの光学面２３を有している。なお、ここでは、光を透過する可塑性素材としてプラスチックを用いた場合を例として説明するが、プラスチックに限らず、光を透過する可塑性素材であるガラスや可塑性素材を含む材料、例えばガラスにプラスチック成分を含んだ材料を用いても良い。 This optical component 1B has a prism 20 as a transmission optical member. The prism 20 is made of, for example, plastic as a plastic material that transmits light, and has two refractive surfaces 21 and 22 and one optical surface 23. In addition, although the case where plastic is used as an example of a plastic material that transmits light is described here as an example, it is not limited to plastic, but glass that is a light-transmitting plastic material or a material containing a plastic material, for example, a plastic component in glass You may use the material containing.
本実施の形態では、プラスチックからなるプリズム２０の光学面２３に、反射光学部材としての板状のプラスチック基板２４が対向して接合されている。この接合は、拘束状態でも非拘束状態でも良い。このプラスチック基板２４も、光を透過する可塑性素材としてのプラスチック（又はガラス等にプラスチック成分を含んだ材料）から成る。これらプリズム２０とプラスチック基板２４とは、別々の成形工程によって成形されている。 In the present embodiment, a plate-like plastic substrate 24 as a reflective optical member is bonded to the optical surface 23 of the prism 20 made of plastic so as to face. This joining may be in a restrained state or an unrestrained state. The plastic substrate 24 is also made of plastic (or a material containing a plastic component in glass or the like) as a plastic material that transmits light. The prism 20 and the plastic substrate 24 are molded by separate molding processes.
その理由は、プリズム２０をプラスチック基板２４と共に、その反射面を含めて一体で成形しようとすると、反射面の成形精度が劣ってしまうからである。これに対し、プリズム２０とプラスチック基板２４を別々に成形すれば、成形時にプリズム２０の熱応力がプラスチック基板２４に伝わらず、一方、プラスチック基板２４を薄肉で作ることができるので、反射面を高精度で成形することができるからである。 The reason is that if the prism 20 is formed integrally with the plastic substrate 24 including its reflecting surface, the forming accuracy of the reflecting surface is inferior. On the other hand, if the prism 20 and the plastic substrate 24 are formed separately, the thermal stress of the prism 20 is not transmitted to the plastic substrate 24 at the time of molding, and on the other hand, the plastic substrate 24 can be made thin, so that the reflection surface is increased. This is because it can be molded with accuracy.
このプラスチック基板２４は、プリズム２０の光学面２３と対向する面側に、反射面としてアルミニウムのコート層２５が形成されている。また、このプラスチック基板２４は、ゴムワッシャ２６によりプリズム２０の光学面２３側に押圧力（弾性力）が付与されて、両面同士が当接するように取付けられている。更に、両面同士を空気層や屈折液を介して取付けても良い。 The plastic substrate 24 has an aluminum coating layer 25 formed as a reflection surface on the surface side of the prism 20 facing the optical surface 23. The plastic substrate 24 is attached so that a pressing force (elastic force) is applied to the optical surface 23 side of the prism 20 by a rubber washer 26 and both surfaces come into contact with each other. Further, both surfaces may be attached via an air layer or a refractive liquid.
また、プリズム２０の２つの屈折面２１，２２には、ゴムワッシャ２７，２８を介して枠部材２９が取付けられている。こうして、プリズム２０は、その２つの屈折面２１，２２と１つの光学面２３が、枠部材２９とプラスチック基板２４により覆われた状態で取付けられている。 A frame member 29 is attached to the two refractive surfaces 21 and 22 of the prism 20 via rubber washers 27 and 28. Thus, the prism 20 is mounted in a state where the two refractive surfaces 21 and 22 and one optical surface 23 are covered with the frame member 29 and the plastic substrate 24.
この場合、プラスチック基板２４を、プリズム２０の光学面２３に対し略平行に対向させ、これらを拘束状態で取付けても、非拘束状態で取付けても良い。また、このプラスチック基板２４を、プリズム２０の光学面２３に対し適宜の固定手段により一体的に固定しても良い。 In this case, the plastic substrate 24 may be opposed substantially parallel to the optical surface 23 of the prism 20, and these may be attached in a restrained state or in a non-restrained state. Further, the plastic substrate 24 may be integrally fixed to the optical surface 23 of the prism 20 by an appropriate fixing means.
このように、本実施の形態では、プリズム２０とプラスチック基板２４とを、共に同一材料であるプラスチックで成形したので、プラスチック基板２４とプリズム２０の光学面２３とを一体的に拘束状態で取付けたとしても、熱膨張差に起因する熱応力の発生を防止することができる。 Thus, in this embodiment, since the prism 20 and the plastic substrate 24 are both molded from the same material plastic, the plastic substrate 24 and the optical surface 23 of the prism 20 are integrally attached in a restrained state. However, the generation of thermal stress due to the difference in thermal expansion can be prevented.
本実施形態の光学部品１Ｂにおいて、プリズム２０に入射した光線は、矢印方向に屈折面２１から入射して、プラスチック基板２４の反射面（２５）で反射し、屈折面２２から出射する。 In the optical component 1 </ b> B of the present embodiment, the light beam incident on the prism 20 enters the refracting surface 21 in the direction of the arrow, reflects off the reflecting surface (25) of the plastic substrate 24, and exits from the refracting surface 22.
本実施の形態によれば、プリズム２０とプラスチック基板２４とを、同一材料で成形することで、熱膨張差に起因する熱応力の発生を防止することができる。よって、光学性能を向上することができると共に、その安定性を大幅に向上することができる。 According to the present embodiment, by forming the prism 20 and the plastic substrate 24 from the same material, it is possible to prevent the generation of thermal stress due to the difference in thermal expansion. Therefore, the optical performance can be improved and the stability can be greatly improved.
光学部品１Ｂの製造方法は、第１の実施の形態で説明したのと略同様である。但し、本実施の形態では、プリズム２０とプラスチック基板２４とが、同一材料であるので、熱変形を考慮する必要がないので、これらを別々に成形してから、適宜の固定手段端により一体的に固定しても良い。
（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態の光学部品の正面図を示している。
The manufacturing method of the optical component 1B is substantially the same as that described in the first embodiment. However, in the present embodiment, since the prism 20 and the plastic substrate 24 are made of the same material, there is no need to consider thermal deformation. Therefore, these are separately molded and then integrated by an appropriate fixing means end. It may be fixed to.
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a front view of the optical component of the third embodiment.
この光学部品１Ｃは、透過光学部材としてのプリズム３０を有している。このプリズム３０は、光を透過する可塑性素材としての例えばプラスチックから成り、２つの屈折面３１，３２と１つの光学面３３を有している。屈折面３１は、凹メニスカス状に形成されている。 This optical component 1C has a prism 30 as a transmission optical member. The prism 30 is made of, for example, plastic as a plastic material that transmits light, and includes two refractive surfaces 31 and 32 and one optical surface 33. The refracting surface 31 is formed in a concave meniscus shape.
なお、ここでは、光を透過する可塑性素材としてプラスチックを用いた場合を例として説明するが、プラスチックに限らず、光を透過する可塑性素材であるガラスや可塑性素材を含む材料、例えばガラスにプラスチック成分を含んだ材料を用いても良い。 In addition, although the case where plastic is used as an example of a plastic material that transmits light is described here as an example, it is not limited to plastic, but glass that is a light-transmitting plastic material or a material containing a plastic material, for example, a plastic component in glass You may use the material containing.
本実施の形態では、プリズム３０の光学面３３に、反射光学部材としての板状のガラス基板３４が対向配置されている。このガラス基板３４は、プリズム３０の光学面３３との対向面側がコート処理等により反射面３８に形成されている。このガラス基板３４は、光学面３３の外周部に形成された突起部３５に当接され、該突起部３５とガラス基板３４は柔軟性の接着剤にて接着されている。なお、突起部３５をガラス基板３４側に設け、この突起部３５と光学面３３とを接着剤にて接着しても良い。 In the present embodiment, a plate-like glass substrate 34 as a reflective optical member is disposed opposite to the optical surface 33 of the prism 30. The glass substrate 34 is formed on the reflecting surface 38 by a coating process or the like on the side facing the optical surface 33 of the prism 30. The glass substrate 34 is brought into contact with a projection 35 formed on the outer peripheral portion of the optical surface 33, and the projection 35 and the glass substrate 34 are bonded with a flexible adhesive. The protrusion 35 may be provided on the glass substrate 34 side, and the protrusion 35 and the optical surface 33 may be bonded with an adhesive.
また、プリズム３０の光学面３３には、反射防止膜３６が形成されている。これにより、屈折率の変化を序々に変えるようにしている。屈折率の差が小さいほど、プリズム３０の光学面３３とガラス基板３４の加工誤差が光学性能に及ぼす影響が少なくなるからである。また、光学面３３とガラス基板３４との間には、空気層３７が形成されている。この空気層３７により、光学面３３から反射面３８に至る光の屈折率を緩やかに変化させると共に、プリズム３０本体が変形した場合の反射面３８での影響を少なくしている。 An antireflection film 36 is formed on the optical surface 33 of the prism 30. Thereby, the change of the refractive index is gradually changed. This is because the smaller the difference in the refractive index, the less the influence of processing errors on the optical surface 33 of the prism 30 and the glass substrate 34 on the optical performance. An air layer 37 is formed between the optical surface 33 and the glass substrate 34. The air layer 37 gently changes the refractive index of light from the optical surface 33 to the reflection surface 38, and reduces the influence on the reflection surface 38 when the prism 30 body is deformed.
本実施の形態においても、光学面３３とガラス基板３４の中央側は拘束されていない。このように、光学面３３とガラス基板３４とを非拘束状態とすることで、光学面３３の変形がガラス基板３４に伝わるのを防止している。 Also in this embodiment, the optical surface 33 and the center side of the glass substrate 34 are not restrained. Thus, the optical surface 33 and the glass substrate 34 are brought into an unconstrained state, thereby preventing the deformation of the optical surface 33 from being transmitted to the glass substrate 34.
光学部品１Ｃの製造方法は、第１の実施の形態で説明したのと略同様である。
本実施形態の光学部品１Ｃにおいて、プリズム３０に入射した光線は、矢印方向に屈折面３１から入射してガラス基板３４の反射面３８にて反射し、屈折面３２から出射する。
The manufacturing method of the optical component 1C is substantially the same as that described in the first embodiment.
In the optical component 1 </ b> C of the present embodiment, the light beam incident on the prism 30 enters from the refracting surface 31 in the direction of the arrow, is reflected by the reflecting surface 38 of the glass substrate 34, and exits from the refracting surface 32.
本実施の形態によれば、プリズム３０の光学面３３とガラス基板３４との間に空気層３７を設けたので、プリズム３０の熱変形がガラス基板３４に伝播するのを防止することができる。更に、ガラス基板３４の反射面３８の角度変動の影響を抑制することができる。
（第４の実施の形態）
図５は、第４の実施の形態の光学部品を示している。
According to the present embodiment, since the air layer 37 is provided between the optical surface 33 of the prism 30 and the glass substrate 34, it is possible to prevent thermal deformation of the prism 30 from propagating to the glass substrate 34. Furthermore, the influence of the angle fluctuation of the reflecting surface 38 of the glass substrate 34 can be suppressed.
(Fourth embodiment)
FIG. 5 shows an optical component of the fourth embodiment.
この光学部品としての複合レンズ１Ｄは、両凸レンズ４１と所定の空隙部４２を介して配置された両凹レンズ４３と、これら両凸レンズ４１及び両凹レンズ４３を取付ける枠部品４４，４５を有している。空隙部４２には、マッチングオイル４７が充填されている。このマッチングオイル４７は、両凸レンズ４１と両凹レンズ４３との屈折率の差を近づけるために設けられている。 The compound lens 1D as the optical component includes a biconvex lens 41 and a biconcave lens 43 disposed via a predetermined gap 42, and frame components 44 and 45 for mounting the biconvex lens 41 and the biconcave lens 43. . The gap 42 is filled with matching oil 47. The matching oil 47 is provided to make the difference in refractive index between the biconvex lens 41 and the biconcave lens 43 closer.
これは、前述したように、屈折率の差を小さくして、両凸レンズ４１と両凹レンズ４３の加工誤差による光学性能の影響を少なくするためである。
また、本実施の形態では、両凸レンズ４１の外周部を、両凹レンズ４３側に所定圧で付勢するために、枠部品４４に形成された空隙部にゴム製のＯリング４６が配設されている。このＯリング４６は、マッチングオイル４７の漏出を防止する役目も果たしている。
This is because, as described above, the difference in refractive index is reduced to reduce the influence of optical performance due to processing errors between the biconvex lens 41 and the biconcave lens 43.
Further, in the present embodiment, a rubber O-ring 46 is disposed in the gap formed in the frame component 44 in order to bias the outer peripheral portion of the biconvex lens 41 toward the biconcave lens 43 with a predetermined pressure. ing. The O-ring 46 also serves to prevent the matching oil 47 from leaking out.
本実施の形態においても、両凸レンズ４１と両凹レンズ４３を、空隙部４２を介して非拘束状態で対向配置したことで、使用環境温度が変化したとしても、両レンズ間に作用する熱応力を低減することができる。よって、両レンズ面に歪が発生するのを防止することができる。 Also in the present embodiment, by arranging the biconvex lens 41 and the biconcave lens 43 to face each other in an unconstrained state via the gap portion 42, even if the use environment temperature changes, the thermal stress acting between the both lenses can be reduced. Can be reduced. Therefore, it is possible to prevent distortion from occurring on both lens surfaces.
１Ａ 光学部品
１Ｂ 光学部品
１Ｃ 光学部品
１Ｄ 光学部品
１０ プリズム
１１ 屈折面
１２ 屈折面
１３ 光学面
１４ セラミック基板
１５ 屈折液
１７ 反射面
２０ プリズム
２１ 屈折面
２２ 屈折面
２３ 光学面
２４ プラスチック基板
２５ コート層
３０ プリズム
３１ 屈折面
３２ 屈折面
３３ 光学面
３４ ガラス基板
３５ 突起部
３６ 反射防止膜
３７ 空気層
３８ 反射面
４１ 両凸レンズ
４２ 空隙部
４３ 両凹レンズ
４４ 枠部品
４５ 枠部品
４６ Ｏリング
４７ マッチングオイル
1A Optical component 1B Optical component 1C Optical component 1D Optical component 10 Prism 11 Refractive surface 12 Refractive surface 13 Optical surface 14 Ceramic substrate 15 Refractive liquid 17 Reflecting surface 20 Prism 21 Refractive surface 22 Refractive surface 23 Optical surface 24 Plastic substrate 25 Coat layer 30 Prism 31 Refractive surface 32 Refractive surface 33 Optical surface 34 Glass substrate 35 Projection portion 36 Antireflection film 37 Air layer 38 Reflective surface 41 Biconvex lens 42 Gap portion 43 Biconcave lens 44 Frame component 45 Frame component 46 O-ring 47 Matching oil
Claims (21)
該透過光学部材の光学面に非拘束状態で対向配置された反射光学部材と、を備えている、
ことを特徴とする光学部品。 A transmissive optical member made of a plastic material or a material containing a plastic material that transmits light;
A reflective optical member disposed to face the optical surface of the transmissive optical member in an unconstrained state, and
An optical component characterized by that.
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品。 The reflective optical member is made of a plastic material or a material containing a plastic material,
The optical component according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品。 The reflective optical member is made of a material other than a plastic material or a material containing a plastic material,
The optical component according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品。 The reflective optical member has a plate shape,
The optical component according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学部品。 The transmission optical member and the reflection optical member are bonded in the vicinity of the peripheral end of the reflection optical member,
The optical component according to claim 1, wherein the optical component is an optical component.
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学部品。 The transmission optical member and the reflection optical member are joined with a flexible adhesive,
The optical component according to claim 1, wherein the optical component is an optical component.
ことを特徴とする請求項６に記載の光学部品。 The adhesive is a silicon-based or rubber-based adhesive,
The optical component according to claim 6.
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学部品。 The reflective optical member is connected to a frame member arranged so as to sandwich the transmissive optical member.
The optical component according to claim 1, wherein the optical component is an optical component.
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学部品。 The transmission optical member and the reflection optical member are disposed to face each other with an air layer interposed therebetween.
The optical component according to any one of claims 1 to 8.
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学部品。 The transmission optical member and the reflection optical member are arranged to face each other with a refractive liquid interposed therebetween.
The optical component according to any one of claims 1 to 8.
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学部品。 The transmissive optical member and the reflective optical member are in contact with or joined to each other through a protrusion formed on at least one of the opposing surfaces.
The optical component according to any one of claims 1 to 10.
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学部品。 The transmission optical member and the reflection optical member are pressed against the opposite surface side by a pressing force,
The optical component according to claim 1, wherein the optical component is an optical component.
ことを特徴とする請求項１２に記載の光学部品。 The pressing force is an elastic force;
The optical component according to claim 12.
該透過光学部材の光学面に拘束状態で対向配置され、前記透過光学部材と同一材料からなる反射光学部材と、を備えている、
ことを特徴とする光学部品。 A transmissive optical member made of a plastic material or a material containing a plastic material that transmits light;
A reflective optical member made of the same material as that of the transmissive optical member, disposed opposite to the optical surface of the transmissive optical member in a restrained state.
An optical component characterized by that.
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部品。 The reflective optical member has a plate shape,
The optical component according to claim 14.
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の光学部品。 The transmission optical member and the reflection optical member are fixed in the vicinity of the peripheral end of the reflection optical member,
The optical component according to claim 14, wherein the optical component is an optical component.
ことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載の光学部品。 The transmission optical member and the reflection optical member are fixed with an adhesive,
The optical component according to claim 14, wherein the optical component is an optical component.
ことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の光学部品。 The reflective optical member is connected to a frame member arranged so as to sandwich the transmissive optical member.
The optical component according to claim 14, wherein the optical component is an optical component.
ことを特徴とする請求項１４〜１８のいずれかに記載の光学部品。 The transmissive optical member and the reflective optical member are in contact with or joined to each other through a protrusion formed on at least one of the opposing surfaces.
The optical component according to claim 14, wherein the optical component is an optical component.
光の反射面を有する板状の反射光学部材を成形し、
前記透過光学部材の光学面に非拘束状態で前記反射光学部材を対向配置した、
ことを特徴とする光学部品の製造方法。 A transmissive optical member made of a plastic material that transmits light or a material containing a plastic material is molded into a predetermined shape,
Molding a plate-like reflective optical member having a light reflecting surface,
The reflective optical member is disposed opposite to the optical surface of the transmissive optical member in an unconstrained state.
An optical component manufacturing method characterized by the above.
前記透過光学部材と同一材料からなり、光の反射面を有する板状の反射光学部材を成形し、
前記透過光学部材の光学面に拘束状態で前記反射光学部材を対向配置した、
ことを特徴とする光学部品の製造方法。 A transmissive optical member made of a plastic material that transmits light or a material containing a plastic material is molded into a predetermined shape,
Made of the same material as the transmissive optical member, a plate-like reflective optical member having a light reflecting surface is molded,
The reflective optical member is disposed opposite to the optical surface of the transmissive optical member in a restrained state.
An optical component manufacturing method characterized by the above.
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