JPH08220312A

JPH08220312A - ウオラストンプリズム及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08220312A
Application number: JP2252495A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Matsuo; 大介松尾
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、入射光の全反射を起こさないウオ
ラストンプリズムを提供する。【構成】本発明は、屈折率が２．０以上の複数のプリ
ズム１、２を接合してなるウオラストンプリズムにおい
て、接合層の有効径領域が高屈折率液体５からなり、各
プリズム１、２の接合面の有効径外周が、樹脂により封
止されていることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学素子として用いら
れるウオラストンプリズム及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複屈折結晶体からなる複数のプリズムを
接合して得られるウオラストンプリズムは、偏光膜や偏
光板とともにもちいることで、偏光プリズムとして利用
されている。一般的には、特開平５−１８１０１６号に
開示されているように、前記複屈折結晶体としては人工
水晶が用いられ、接着剤により接合される。この場合、
接着剤としては、組立性の良さから低粘度の紫外線硬化
型接着剤が用いられることが多い。一方、複屈折結晶体
としては、近年ではＬｉＮｂＯ₃やＬｉＴａＯ₃等が、
人工水晶よりも屈折率が高いため有望視されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、人工水晶の
場合は、屈折率が接着剤とほぼ等しい（人工水晶：１．
４６、接着剤：１．４〜１．６）ため、界面の反射は殆
どなく、また、接着剤の屈折率が人工水晶の屈折率と多
少異なっていても、人工水晶の接合面に反射防止膜をコ
ーティングすることで、反射を減らすことが可能であ
る。しかし、ＬｉＮｂＯ₃やＬｉＴａＯ₃は屈折率が
２．０以上のため、通常用いる接着剤と屈折率が大きく
異なり、界面の反射を無視することができない。

【０００４】また、このような場合、反射防止膜を用い
て垂直の入射光の反射は防げても、斜めに入射する光の
反射は防ぐことが出来ず、全反射してしまうことにな
る。全反射を防ぐためには入射角にもよるが、屈折率で
１．７〜１．８以上の接着剤が必要であるが、通常の接
着剤ではそのような屈折率を得ることは困難である。

【０００５】本発明の目的は、入射光の全反射を起こさ
ないウオラストンプリズム及びこのウオラストンプリズ
ムを確実に製造できる製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
屈折率が２．０以上の複数のプリズムを接合してなるウ
オラストンプリズムにおいて、接合層の有効径領域が高
屈折率液体からなり、各プリズムの接合面の有効径外周
が、樹脂により封止されていることを特徴とするもので
ある。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に係るウオラストンプリズムにおける前記高屈折率液
体が、少なくとも硫黄、臭素、燐、ヨウ素のいずれかを
含んでなる又はこれらを組み合わせた化合物、又は前記
化合物及び溶媒からなることを特徴とするものである。

【０００８】請求項３記載の発明に係るウオラストンプ
リズムの製造方法は、複数のプリズムを、接触させたま
ま保持する工程と、その状態で、複数のプリズムの接合
面外周の少なくとも２辺を除き、紫外線硬化型接着剤を
外周から染み込ませ、有効径に達する前に紫外線を照射
して接着剤を硬化させる工程と、前記２辺の内の１辺よ
り高屈折率液体を注入する工程と、前記２辺を紫外線硬
化型接着剤で封止する工程とからなることを特徴とする
ものである。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明に係るウオラストンプリズ
ムによれば、屈折率が２．０以上の複数のプリズムの接
合層の有効径領域が高屈折率液体からなり、各プリズム
の接合面の有効径外周が樹脂により封止されているの
で、このウオラストンプリズムに垂直に入射する入射光
は勿論、斜めに入射する入射光の全反射もなくなる。

【００１０】請求項２記載の発明に係るウオラストンプ
リズムによれば、請求項１記載の発明に係るウオラスト
ンプリズムにおける前記高屈折率液体が、少なくとも硫
黄、臭素、燐、ヨウ素のいずれかを含んでなる又はこれ
らを組み合わせた化合物、又は前記化合物及び溶媒から
なるので、請求項１記載の作用に加えて、前記化合物又
は前記化合物及び溶媒により所望の屈折率を安定して得
ることができる。

【００１１】請求項３記載の発明に係るウオラストンプ
リズムの製造方法は、複数のプリズムを接触させたまま
保持し、その状態で、複数のプリズムの接合面外周の少
なくとも２辺を除き、紫外線硬化型接着剤を外周から染
み込ませ、有効径に達する前に紫外線を照射して接着剤
を硬化させ、前記２辺の内の１辺より高屈折率液体を注
入し、前記２辺を紫外線硬化型接着剤で封止するもので
あるから、上述した作用を発揮するウオラストンプリズ
ムを安定確実に製造できる。

【００１２】以下に本発明についてさらに詳述する。複
数のプリズムの接合材に最低限求められる性質として
は、接合時に液体または粘性体であること、プリズムと
して使用するときの接合材の屈折率が全反射を起こさな
い条件を満たすこと、の２つである。全反射を起こさな
い条件は、プリズムの屈折率と接合材の屈折率及び光線
の入射角の関係から決まり、入射角にもよるが接合材の
屈折率としては１．７以上望ましくは１．８以上であ
る。

【００１３】本発明に用いる、燐、硫黄、臭素化合物を
ベンゼン系あるいは水等の溶媒に溶かしたような液体
は、上記の条件を満たす事が調査の結果判明した。ま
た、それ以外にもジヨードメタン等のいくつかの物質が
該当する。

【００１４】ここで、溶媒は基本的には揮発性を示すた
め、そのままでは接合材が減少してしまう。また、接合
材として使うにはプリズムを固定する事が不可能なため
プリズム同士がズレ動いてしまう可能性がある。

【００１５】しかし、本発明では、外周を接着剤で封止
するため、溶媒が揮発せず、また、プリズム同士も十分
に固定され、実用に耐え得るものである。

【００１６】封止方法において、封止に液状の接着剤を
用いるため、高屈折率液体と混ざらないような方法を選
択する必要がある。本発明では、プリズムを組み合わせ
た状態で、接合面の内の２辺つまり注入部と空気抜き部
の２箇所を除き、外周部を接着するため、大部分は高屈
折率液体と接触する前に硬化させることができる。

【００１７】高屈折率液体を注入後、注入部と空気抜き
部を封止するときには、既にプリズム同士は固定されて
いるため、高粘度の接着剤を用いることができ、そのた
め高屈折率液体と混ざり難くすることができる。また、
接着剤には紫外線硬化型接着剤を用いるため、高屈折率
液体と接着剤とが混ざる前に、瞬時に封止を行うことが
可能である。

【００１８】尚、注入部、空気抜き部としては、予めプ
リズムに面取りをしておくことも有効で、この場合、高
屈折率液体を注入後、面取り部に細い棒材を載置したう
えで接着剤で封止する事が可能となり、棒材によって接
着剤と高屈折率液体とが仕切られるため混ざってしまう
虞がなくなる。また、接着剤には耐溶剤性、ガスバリヤ
ー性の高いものを用いることは非常に有用で、品質の安
定化につながることになる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００２０】（第１実施例）（構成）図１、図２を用いて、本実施例の構成を説明す
る。図１、図２中、１，２は各々ＬｉＮｂＯ₃製（ＬＮ
製）のプリズムで、プリズム１の面１Ａには偏光膜３、
面１Ｂには反射防止膜４が真空蒸着により形成されてい
る。また、プリズム２の面２Ａには反射防止膜４、面２
Ｂには反射防止膜４´が真空蒸着により形成されてい
る。また、プリズム１の面１Ｂとプリズム１の面２Ｂと
の間には、反射防止膜６を形成している。図２中、５は
高屈折率液体で、ジヨードメタン（屈折率１．７３７）
からなっている。また、図２中、６は封止接着剤層で紫
外線硬化型接着剤の硬化物から成っている。前記偏光膜
３、反射防止膜４、反射防止膜４´の構成を表１乃至３
に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】次に、図３を用いて本実施例の製造方法を
説明する。まず、ＬＮ製のプリズム１とプリズム２を組
み合わせて保持し、側面の接合部７ａに紫外線硬化型接
着剤「３２６ＬＶＵＶ」（ロックタイト社製）を塗布
し、接合面内側に若干染み込んだときに紫外線を照射
し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。反対側の側面の
接合部７ｂも同様に、紫外線硬化型接着剤を塗付し、硬
化させる。

【００２５】次に、残った接合面の片側７ｃより高屈折
率液体を毛管現象を利用して注入する。この状態で、図
４に示すように、片側７ｃにステンレス製の棒材８を配
置し、その上に前記紫外線硬化型接着剤を塗布し硬化さ
せ封止する。同様にして接合面の反対側７ｄも紫外線硬
化型接着剤により封止する。

【００２６】（作用）前記高屈折率液体５は屈折率が高
く、接合面の光学有効領域に満たされるため、全反射を
防ぐことが出来る。また、高屈折率液体５は、プリズム
接合面内に紫外線硬化型接着剤により封止されているた
め、変性することがない。さらに、プリズム１、２同士
も十分に固定されることになる。なお、ＬＮの接合面や
出射面では全反射は起きないが、屈折率差による数％の
反射が発生するため、反射防止膜４を設け、エネルギー
のロスを防ぐことは有効である。

【００２７】（効果）本実施例によれば、プリズム１、
２の接合層において入射光の全反射を起こさず、また環
境変化による劣化や性能変化を起こさないＬＮウオラス
トンプリズムを得ることができた。

【００２８】（第２実施例）（構成）本実施例においては、第１実施例のウオラスト
ンプリズムにおけるジヨードメタンからなる高屈折率液
体５の代りに、屈折率１．８となるようした硫黄とクロ
ルベンゼンとを主成分とする高屈折率液体５を用いるこ
とが特徴である。

【００２９】次に、図３を用いて本実施例の製造方法を
説明する。まず、ＬｉＮｂＯ₃製のプリズム１とプリズ
ム２を組み合わせて保持し、側面の接合部７ａに紫外線
硬化型接着剤「３２６ＵＶ−ＢＬＵＥ」（ロックタイト
社製）を塗布し、接合面内側に若干染み込んだときに紫
外線を照射し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。反対
側の側面の接合部７ｂも同様に、紫外線硬化型接着剤を
塗付し、硬化させる。

【００３０】次に、残った接合面の片側７ｃより高屈折
率液体５を毛管現象を利用して注入する。この状態で、
図４に示すように、片側７ｃにステンレス製の棒材８を
配置し、その上に前記紫外線硬化型接着剤を塗布し硬化
させ封止する。同様にして接合面の反対側７ｄも紫外線
硬化型接着剤により封止する。

【００３１】（作用）上記高屈折率液体５は硫黄濃度
が、屈折率１．８になるように調整されており、接合面
の光学有効領域に満たされるため、全反射を防ぐことが
出来る。また、高屈折率液体５は、プリズム接合面内に
紫外線硬化型接着剤により封止されているため、変性す
ることがない。さらに、プリズム１、２同士も十分に固
定されていることになる。

【００３２】（効果）本実施例によれば、プリズム１、
２の接合層による入射光の全反射を起こさず、また、環
境変化による劣化や性能変化を起こさないＬＮウオラス
トンプリズムを得ることができた。

【００３３】（第３実施例）（構成）本実施例においては、第１実施例のウオラスト
ンプリズムにおけるジヨードメタンからなる高屈折率液
体５の代りに、屈折率１．８となるようした硫黄とクロ
ルベンゼンとを主成分とする高屈折率液体５を用いるこ
と及び紫外線硬化型接着剤として、「３１１３」（スリ
ーボンド社製）を用いることが特徴である。

【００３４】次に、図３を用いて本実施例の製造方法を
説明する。まず、ＬｉＮｂＯ₃製のプリズム１とプリズ
ム２を組み合わせて保持し、側面の接合部７ａに紫外線
硬化型接着剤「３１１３」（スリーボンド社製）を塗布
し、接合面内側に若干染み込んだときに紫外線を照射
し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。反対側の側面の
接合部７ｂも同様に、紫外線硬化型接着剤を塗付し、硬
化させる。

【００３５】次に、残った接合面の片側７ｃより高屈折
率液体５を毛管現象を利用して注入する。この状態で、
図４に示すように、片側７ｃにステンレス製の棒材８を
配置し、その上に前記紫外線硬化型接着剤を塗布し硬化
させ封止する。同様にして接合面の反対側７ｄも紫外線
硬化型接着剤により封止する。

【００３６】（作用）上記高屈折率液体５は硫黄濃度
が、屈折率１．８になるように調整されており、接合面
の光学有効領域に満たされるため、全反射を防ぐことが
出来る。また、高屈折率液体５は、プリズム接合面内に
紫外線硬化型接着剤により封止されているため、変性す
ることがない。さらに、プリズム１、２同士も十分に固
定されていることになる。

【００３７】（効果）本実施例によれば、プリズム１、
２の接合層による入射光の全反射を起こさず、また、環
境変化による劣化や性能変化を起こさないＬＴウオラス
トンプリズムを得ることができた。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、高屈折率
結晶を用いたプリズムの接合層に、高屈折率の物質を用
いたため、接合層による入射光の全反射を起こさない、
ウオラストンプリズムを得ることができる。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の効果に加え、特に、接合層に、請求項２に記載した
物質を用いることにより、所望の屈折率を安定して得る
事ができるウオラストンプリズムを得ることができる。

【００４０】請求項３記載の発明によれば、接合層に高
屈折率液体を安定して利用することが可能であり、ま
た、安定してウオラストンプリズムを製造することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウオラストンプリズムの実施例を示す
斜視図である。

【図２】本発明のウオラストンプリズムの実施例を示す
平面図である。

【図３】本実施例のウオラストンプリズムの製造工程を
示す説明図である。

【図４】本発明のウオラストンプリズムの実施例の部分
拡大図である。

【符号の説明】

１プリズム２プリズム３偏光膜４反射防止膜４´ 反射防止膜５高屈折率液体６封止接着剤層８棒材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屈折率が２．０以上の複数のプリズムを
接合してなるウオラストンプリズムにおいて、接合層の
有効径領域が高屈折率液体からなり、各プリズムの接合
面の有効径外周が、樹脂により封止されていることを特
徴とするウオラストンプリズム。
【請求項２】前記高屈折率液体が、少なくとも硫黄、
臭素、燐、ヨウ素のいずれかを含んでなる又はこれらを
組み合わせた化合物、又は前記化合物及び溶媒からなる
ことを特徴とする請求項１項記載のウオラストンプリズ
ム。
【請求項３】ウオラストンプリズムの製造方法におい
て、複数のプリズムを、接触させたまま保持する工程と、その状態で、複数のプリズムの接合面外周の少なくとも
２辺を除き、紫外線硬化型接着剤を外周から染み込ま
せ、有効径に達する前に紫外線を照射して接着剤を硬化
させる工程と、前記２辺の内の１辺より高屈折率液体を注入する工程
と、前記２辺を紫外線硬化型接着剤で封止する工程と、からなることを特徴とするウオラストンプリズムの製造
方法。