JP2001027709A - ウェッジビームスプリッタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な手順を経ることのない一連の製造工程
を実施することにより、多数の個片を一度に歩留よく量
産することができ、製造コストを低減することができる
ウェッジビームスプリッタの製造方法を提供する。 【解決手段】 鏡面加工された表裏両面に夫々反射防止
膜を成膜した複数枚の矩形の平板状光学部材５０を第１
の仮止め材６２により仮止めして積層すると共に、各平
板状光学部材の端縁を結ぶ平面と平板状光学部材の板面
との間の形成角度が８８．３５度の傾斜角度となるよう
に平板状光学部材の面方向位置を順次ずらして階段状に
積層する積層体形成工程と、積層体６１を８８．３５度
の傾斜角度に沿った所定ピッチの複数の平行な切断面に
て複数の積層分割体６５に切断する切断工程と、仮止め
積層体７１を形成する分断工程と、仮止め積層体の鏡面
加工面に波長分離膜８０を成膜する波長分離膜成膜工程
と、ウェッジビームスプリッタ連結体形成工程と、複数
のウェッジビームスプリッタを形成する分断工程と、か
ら成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェッジビームスプ
リッタの製造方法に関し、特に製造工数を削減し、量産
性を大幅に高めて、低コスト化を実現することができる
ウェッジビームスプリッタの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）
は、コンパクト・ディスク（ＣＤ）と同じ直径であって
も、ＣＤよりも大容量のデータを記憶することができ、
直径１２ｃｍのＤＶＤには映画一本分の画像と音声を収
容することができる。ＤＶＤはＣＤと同様に、光学ピッ
クアップにより読み書きが行われ、ＣＤは波長が７８０
ｎｍの光源光を用いて読み書きされるのに対して、ＤＶ
Ｄの読み書きには６５０ｎｍの波長の光源光が用いられ
る。このため、当初、ＤＶＤ用の記録再生装置（プレー
ヤー）と、ＣＤ用の記録再生装置は別個の装置として開
発された。しかし、ＤＶＤ、ＣＤはディスクサイズが同
じであることから、両ディスクを共用可能な記録再生装
置が求められ既に開発されている。このＤＶＤ、ＣＤ共
用タイプの記録再生装置は、図４(a) に示した如き２波
長対応型の光ピックアップ装置が使用されている。この
光ピックアップ装置は、ビームスプリッタ１の一方の入
射面に対向配置された第１の光モジュール１０と、ビー
ムスプリッタ１の他方の入射面に対向配置された第２の
光モジュール１１と、ビームスプリッタの出射面側に順
次配置されたコリメートレンズ１２、ミラー１３、対物
レンズ１４とを備え、対物レンズ１４はＤＶＤ、ＣＤ等
のディスク（記録媒体）１５と対向配置されている。こ
の光ピックアップ装置に使用されているビームスプリッ
タ１は、図４(b) に示すように２つの三角柱状のガラス
プリズム２、３をビームスプリッタ膜（波長分離膜）４
を介して接合することにより立方体に構成したものであ
る。このビームスプリッタ膜４は、波長６５０ｎｍの光
を通過させる一方で、波長７５０ｎｍの光を反射させる
性質を有する。第１の光モジュール１０は、波長６５０
ｎｍの光を出射する半導体レーザと、ディスク１５から
の反射光を入射する光検出器とを一体化した構成を備
え、第２の光モジュール１１は、波長７８０ｎｍの光を
出射する半導体レーザと、光検出器とを一体化した構成
を備えている。

【０００３】ビームスプリッタ１は、第１の光モジュー
ル１０からの６５０ｎｍ波長の偏光成分を透過する一方
で、第２の光モジュール１１からの７８０ｎｍ波長の偏
光成分を反射する機能を備えている。この例では、ディ
スク１５としてＤＶＤを使用する場合には、第１の光モ
ジュール１０から出射された光のうちの６５０ｎｍ波長
の偏光成分はビームスプリッタ膜４を透過してＤＶＤの
ディスク１５面に照射され、ディスク面で反射した光は
ビームスプリッタ膜４を透過して第１の光モジュール１
０に受光される。また、ディスク１５としてＣＤを使用
する場合には、第２の光モジュール１１から出射された
光のうちの７８０ｎｍ波長の偏光成分はビームスプリッ
タ膜４で反射してＤＶＤのディスク１５面に照射され、
ディスク面で反射した光はビームスプリッタ膜４にて反
射して第２の光モジュール１１に受光される。このタイ
プのビームスプリッタ１は、２つの直角三角形の三角柱
ガラスブロックを傾斜面同士で接合した上で、多数の工
程を経て製造されるため、製造工程が複雑化し生産性が
悪いという欠点を有するばかりでなく、大型である為に
光ピックアップ装置の小型化を妨げる要因となってい
る。このようなところから、最近では図５(a) に示した
如きウェッジ・ビームスプリッタを用いた光ピックアッ
プ装置が多用されるようになっている。このウェッジ・
ビームスプリッタ（以下、ウェッジＢＳという）２０
は、部品点数が少なく、小型であり、かつ光収差が上記
従来のビームスプリッタ１よりも優れるという特性上の
利点をも有しており、高密度に情報が書き込まれている
ＤＶＤに使用する光ピックアップ装置に使用するビーム
スプリッタとしてはウェッジＢＳの方が望まれている。

【０００４】図５(b) (c) はウェッジＢＳの構成を示す
斜視図、及び正面図であり、このウェッジＢＳ２０は、
一つの角隅部を構成する端縁に沿って面取り部２１を有
した楔型の光学ガラス、例えばＢＫ７から構成されたも
のであり、対向し合う鏡面状の２つの主平面２２、２３
のうちの一方２２が他方２３に対して１．６５°だけ傾
斜した傾斜主平面であると共に、該傾斜主平面２２には
反射防止膜２４が成膜され、他方の主平面２３には波長
分離膜２５が成膜されている。上記面取り部２１は、２
つの主平面２２、２３を識別する為の目印であり、傾斜
主平面２２のいずれか一方の端縁に面取り部２１を設け
ることにより、いずれの主平面が反射防止膜面である
か、或は波長分離膜面であるかを容易に判別できるよう
に構成されている。このウェッジＢＳ２０を図５(a) に
示したように光ピックアップ装置に組み込むことによ
り、第１の光モジュール１０から出射される波長６５０
ｎｍの光を用いてＤＶＤに対する記録再生を実施するこ
とができ、また、第２の光モジュール１１から出射され
る波長７８０ｎｍの光を用いてＣＤに対する記録再生を
実施することができる。

【０００５】ところで、このようなウェッジＢＳ２０を
製造する場合には、一枚の長尺板ガラスを台座の傾斜面
に貼り付けた上で各面を研磨したり、鏡面加工を施し、
所定の面に所要の成膜を施したあとで、長尺板ガラスの
長手方向に沿って所定寸法に切断することにより個々の
ウェッジＢＳを製造していた。しかし、この製造方法
は、工数が極めて多く、煩雑であり、生産性が悪いとい
う欠点を有している。即ち、長尺板ガラスの２つの主平
面を夫々個別に鏡面加工するためには、研磨しない面を
台座等の上に接着固定した上で研磨面に対してロータリ
ー研磨、洗浄、ラップ研磨、洗浄、ポリッシュ研磨を夫
々施す必要があり、一つの面に対する鏡面加工が終了し
た後に、台座から剥離した上で他の面を鏡面加工するた
めに再度台座に接着固定し、鏡面加工後に台座から剥離
するという煩雑な工程を繰り返す必要がある。また、長
尺板ガラスを一枚づつ加工する必要がある為、生産性が
極めて悪かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、煩雑な手順を経ることのない一連の製造工
程を実施することにより、多数の個片を一度に歩留よく
量産することができ、製造コストを低減することができ
るウェッジビームスプリッタの製造方法を提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
請求項１の発明は、対向し合う鏡面状の２つの主平面の
一方が他方に対して角度θだけ傾斜した傾斜主平面であ
ると共に、該傾斜主平面には反射防止膜が成膜され、他
方の主平面には波長分離膜が成膜され、上記傾斜主平面
の一つの端縁には識別用の面取り部が設けられているウ
ェッジビームスプリッタの製造方法であって、鏡面加工
された表裏両面に夫々反射防止膜を成膜した複数枚の矩
形の平板状光学部材を仮止め材により仮止めして積層す
る際に、各平板状光学部材の端縁を結ぶ平面と平板状光
学部材の板面との間の形成角度が９０度−θの傾斜角度
となるように平板状光学部材の面方向位置を順次ずらし
て階段状に積層する積層体形成工程と、上記積層体形成
工程において一体化された積層体を、上記９０度−θの
傾斜角度に沿った所定ピッチの複数の平行な切断面にて
複数の積層分割体に切断する切断工程と、上記切断工程
により分割された複数の積層分割体の切断面同士が接合
するように各積層分割体間を仮止め材にて仮止めして積
層する際に、各積層分割体の端縁を結ぶ平面と積層分割
体の切断面との間の形成角度が９０度となるように積層
する仮止め工程と、上記仮止め材にて仮止めされた複数
の積層分割体を、上記切断工程における切断面と直交す
る所定ピッチの複数の平行な切断面にて切断して仮止め
積層体を形成する分断工程と、上記分断工程により得ら
れた仮止め積層体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程
と、該仮止め積層体の鏡面加工面に波長分離膜を成膜す
る波長分離膜成膜工程と、波長分離膜を成膜された仮止
め積層体を、上記仮止め材による仮止め状態を解消する
ことにより複数のウェッジビームスプリッタが直列に連
結一体化したウェッジビームスプリッタ連結体に分離す
るウェッジビームスプリッタ連結体形成工程と、上記ウ
ェッジビームスプリッタ連結体を構成する上記傾斜主平
面の一端縁に沿って上記識別用の面取り部を形成する面
取り工程と、面取り工程を経た上記ウェッジビームスプ
リッタ連結体を、上記波長分離膜成膜面と直交する方向
の切断面に沿って、所定の長手方向間隔にて切断するこ
とにより複数のウェッジビームスプリッタを形成する分
断工程と、から成ることを特徴とする。請求項２の発明
は、上記角度θが１．６５度であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図１(a) 乃至(d) 、図２(a)
乃至(d) 、図３(a) 乃至(d) は、本発明に係るウェッジ
ビームスプリッタの一連の製造方法を説明する為の工程
図である。本発明は、図５(b) (c) に示した如きくさび
形のウェッジビームスプリッタ（以下、ウェッジＢＳ、
という）の製造方法に関するものである。図１(a) は本
発明の製造方法に使用する板ガラスの構成を示す斜視図
であり、均一厚みの板ガラス５１の上下両面５１ａ，５
１ｂは夫々ポリッシュにより鏡面加工を施される。本発
明では、このように全く同一の構成を備えた板ガラス５
１を複数枚使用する。図１(b) に示す工程では各板ガラ
ス５１の上下両面５１ａ，５１ｂに夫々蒸着によって均
一膜厚の反射防止膜５２ａ，５２ｂを形成する。板ガラ
ス５１の上下両面に反射防止膜５２ａ，５２ｂを形成し
たものが、ガラス平板（平板状光学部材）５０である。
図１(c) は積層体形成工程を示す図であり、治具６０を
用いて８８．３５度（９０度−１．６５度）の傾斜角度
で複数のガラス平板５０を積層する状態を示している。
即ち、治具６０は、水平な板状のベース６０ａと、この
ベース６０ａから８８．３５度の傾斜角度で上方に傾斜
して固定された傾斜側壁６０ｂ等とから成り、一方の反
射防止膜５２ａを上向きにしたガラス平板５０をベース
６０ａに順次積層する。この際に、各ガラス平板５０の
一端縁を傾斜側壁６０ｂに沿って整列させることによ
り、各ガラス平板５０が面方向に等距離づつずれた階段
状の積層体６１となる。換言すれば、正面形状が略平行
四辺形の積層体となる。なお、積層される各ガラス平板
５０間は、パラフィン等の第１の仮止め材６２により、
仮止めされる。このように積層体形成工程は、同一構成
の複数枚の矩形ガラス平板５０を第１の仮止め材６２を
介して積層接着すると共に、各ガラス平板の端縁を結ぶ
平面とガラス平板面との間の形成角度が８８．３５度の
傾斜角度となるように各ガラス平板の面方向位置を順次
ずらして階段状に積層する工程であり、各ガラス平板間
は後段の工程において剥離可能となるように仮止めされ
る。なお、上記角度１．６５度（角度θ）は、製造しよ
うとするビームスプリッタの形状に対応して選定された
角度であり、ビームスプリッタの形状が異なる場合には
この角度θも変更する必要があることは勿論である。

【０００９】次に、図１(d) は上記接着工程において一
体化された積層体６１を、上記８８．３５度の傾斜角度
に沿った所定ピッチの複数の平行な切断面にて複数の積
層分割体６５に切断する切断工程を示している。この切
断工程では、図１(c) において作成された積層体６１
を、点線で示す切断ライン６３に沿ってワイヤーソーに
より等間隔で切断する。各切断ライン６３は、積層体を
構成する各ガラス平板５０の位置ずれ角度である８８．
３５度と平行な線（或は面）であり、各切断ライン間の
間隔は最終的に製造しようとするビームスプリッタの寸
法、形状に応じて設定する。なお、積層分割体６５は、
ガラス平板５０を第１の仮止め材６２を用いて接合した
積層体を切断したものであるため、反射防止膜５２ａ、
板ガラス板５１，反射防止膜５２ｂ，第１の仮止め材６
２、反射防止膜５２ａ、・・・の順番で積層された構造
を有する。

【００１０】次に、図２(a) に示した仮止め工程では、
前工程で得られた各積層分割体６５の２つの切断面（切
断ライン６３による切断面）が上下方向を向くように治
具６６の水平な底板６６ａ上に積層分割体６５を順次積
層する。この際、治具６６の垂直壁６６ｂに各積層分割
体６５の端縁を当接させることにより垂直方向に整合さ
せた状態で積層する。この際、各積層分割体６５間の接
合面は、パラフィン等の第２の仮止め材６７により仮止
めする。図２(b) は第２の仮止め材６７にて仮止めされ
た複数の積層分割体６５を、上記切断工程における切断
面６３と直交する切断面７０に沿ってワイヤソーにより
切断して仮止め積層体７１を形成する分断工程である。
切断面７０は、第１の仮止め材６２が塗布された境界面
が２つの切断面７０の中間位置に位置するように選定さ
れる。つまり、分断工程は、第２の仮止め材６７にて仮
止めされた複数の積層分割体６５を、上記切断工程にお
ける切断面と直交する切断面７０にて切断して仮止め積
層体７１を形成する工程であり、切断ライン７０に沿っ
た切断後に形成される各仮止め積層体７１は、第１の仮
止め材６２により仮止めされた２つのウェッジＢＳ連結
体７５から成る矩形棒状体を、第２の仮止め材６７を介
して直列に接続した矩形平板状の構成を備えている。次
に、図２(c) は鏡面加工工程であり、前工程において得
られた各仮止め積層体７１の両切断面をラップ、ポリッ
シュにより鏡面加工する工程である。図２(d) は、鏡面
加工された仮止め積層体７１の両面に夫々波長分離膜８
０を均一厚で蒸着する工程である。なお、波長分離膜８
０とは、高屈折材料と低屈折材料、例えばＴｉＯ₂とＳ
ｉＯ₂の各薄膜を交互に複数層積層することにより形成
される薄膜であり、本発明のウェッジＢＳにおいては、
図５(c) に示した他方の主平面２３に塗布した波長分離
膜２５となる。なお、図５(c) に示した傾斜主平面２２
は第１の仮止め材６２により接合された面であり、傾斜
主平面２２には反射防止膜２４が既に成膜されている。
この状態では、各ウェッジＢＳ連結体７５は、依然とし
て第１の仮止め材６２、及び６７により仮止めされた状
態にある。

【００１１】次に、図３(a) はウェッジＢＳ連結体形成
工程であり、この工程は、波長分離膜８０（２５）を成
膜された仮止め積層体７１を、両仮止め材６２、６７に
よる仮止め状態を解消することにより、複数のウェッジ
ＢＳが直列に連結一体化したウェッジＢＳ連結体７５に
分離する工程である。両仮止め材６２、６７をパラフィ
ンにて構成する場合には、仮止め積層体７１をホットプ
レート上に載置して加熱することによってパラフィンを
溶解させて、個々のウェッジＢＳ連結体７５に分離する
ことができる。図３(b) は、ウェッジＢＳ連結体７５を
構成する上記傾斜主平面の一端縁全長に沿って上記識別
用の面取り部２１を形成する面取り工程である。なお、
面取り位置は、図示と反対側の端縁であってもよい。図
３(c) (d) は、面取り工程を経た上記ウェッジＢＳ連結
体７５を、上記波長分離膜成膜面と直交する方向の切断
面８５に沿って、ワイヤーソーにより所定の長手方向間
隔にて切断することにより複数のウェッジＢＳ２０を形
成する分断工程である。このように本発明によれば、平
板状のガラスを複数枚使用してウェッジＢＳを製造する
際に、個片に分割されたウェッジＢＳに対して鏡面加
工、成膜加工、面取り加工を行う等の煩雑な作業が不要
となるため、生産性が高く、実用性の高いビームスプリ
ッタの製造方法を提供することができる。なお、上記形
態例では光学デバイスの製造方法の一例としてビームス
プリッタの製造方法を例示したが、本発明は上記以外の
光学デバイスであって類似の構成を備えたものに対して
も適用することができる。例えば、本発明の製造方法は
ハーフミラー、及びウォラストンプリズムに対しても適
用することができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、所定の成膜を施した複
数のガラス平板を、各ガラス平板の端縁が８８．３５度
（９０度−θ）の傾斜角度をもって位置ずれするように
階段状に積層、接着した後で、この積層体を上記８８．
３５度の傾斜に沿って複数個に切断分割する等の複数工
程を経ることにより、ウェッジＢＳを大量に量産するこ
とができるので、個片に分割した後の煩雑な加工を行わ
ずに、所要面に成膜と、面取り部が施されたウェッジビ
ームスプリッタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 乃至(d) は本発明の光学デバイスの製造方
法を説明する為の工程図。

【図２】(a) 乃至(d) は本発明の光学デバイスの製造方
法を説明する為の工程図。

【図３】(a) 乃至(d) は本発明の光学デバイスの製造方
法を説明する為の工程図。

【図４】(a) 及び(b) は従来のビームスプリッタの使用
方法の説明図及び構成を示す斜視図。

【図５】(a) は本発明の製造対象物としてのウェッジビ
ームスプリッタの使用方法の説明図、(b) は構成斜視
図、(c) は正面図。

【符号の説明】

１ ビームスプリッタ、２、３ ガラスプリズム、４
波長分離膜、１０ 第１の光モジュール、１１ 第２の
光モジュール、１２ コリメートレンズ、１３ ミラ
ー、１４ 対物レンズ、１５ ディスク（記録媒体）、
２０ ウェッジビームスプリッタ（ウェッジＢＳ）、２
１ 面取り部、２２、２３ 主平面、２４ 反射防止
膜、２５ 波長分離膜、５０ ガラス平板（平板状光学
部材）、５１ 板ガラス、５１ａ，５１ｂ 上面、下
面、５２ａ，５２ｂ 反射防止膜，６０ 治具，６１
積層体、６２ 仮止め材，６３ 切断面、６５ 積層分
割体、６６ 治具、６７ 仮止め材、７０切断面、７１
仮止め積層体、７５ ウェッジＢＳ連結体、８０ 波
長分離膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長友 幸夫 神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目１番１号 東洋通信機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 AA04 AA16 AA29 2H049 BA05 BB65 BC13 5D119 AA38 AA41 JA10 JA64 JA65 NA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向し合う鏡面状の２つの主平面の一方
   が他方に対して角度θだけ傾斜した傾斜主平面であると
   共に、該傾斜主平面には反射防止膜が成膜され、他方の
   主平面には波長分離膜が成膜され、上記傾斜主平面の一
   つの端縁には識別用の面取り部が設けられているウェッ
   ジビームスプリッタの製造方法であって、 鏡面加工された表裏両面に夫々反射防止膜を成膜した複
   数枚の矩形の平板状光学部材を仮止め材により仮止めし
   て積層する際に、各平板状光学部材の端縁を結ぶ平面と
   平板状光学部材の板面との間の形成角度が９０度−θの
   傾斜角度となるように平板状光学部材の面方向位置を順
   次ずらして階段状に積層する積層体形成工程と、 上記積層体形成工程において一体化された積層体を、上
   記９０度−θの傾斜角度に沿った所定ピッチの複数の平
   行な切断面にて複数の積層分割体に切断する切断工程
   と、 上記切断工程により分割された複数の積層分割体の切断
   面同士が接合するように各積層分割体間を仮止め材にて
   仮止めして積層する際に、各積層分割体の端縁を結ぶ平
   面と積層分割体の切断面との間の形成角度が９０度とな
   るように積層する仮止め工程と、 上記仮止め材にて仮止めされた複数の積層分割体を、上
   記切断工程における切断面と直交する所定ピッチの複数
   の平行な切断面にて切断して仮止め積層体を形成する分
   断工程と、 上記分断工程により得られた仮止め積層体の切断面を鏡
   面加工する鏡面加工工程と、 該仮止め積層体の鏡面加工面に波長分離膜を成膜する波
   長分離膜成膜工程と、 波長分離膜を成膜された仮止め積層体を、上記仮止め材
   による仮止め状態を解消することにより複数のウェッジ
   ビームスプリッタが直列に連結一体化したウェッジビー
   ムスプリッタ連結体に分離するウェッジビームスプリッ
   タ連結体形成工程と、 上記ウェッジビームスプリッタ連結体を構成する上記傾
   斜主平面の一端縁に沿って上記識別用の面取り部を形成
   する面取り工程と、 面取り工程を経た上記ウェッジビームスプリッタ連結体
   を、上記波長分離膜成膜面と直交する方向の切断面に沿
   って、所定の長手方向間隔にて切断することにより複数
   のウェッジビームスプリッタを形成する分断工程と、か
   ら成ることを特徴とするウェッジビームスプリッタの製
   造方法。
2. 【請求項２】 上記角度θが１．６５度であることを特
   徴とする請求項１記載のウェッジビームスプリッタの製
   造方法。