JP2003281786A - 光学素子の製造方法、および光学素子の製造装置 - Google Patents
光学素子の製造方法、および光学素子の製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正確な形状の微小スリットを形成し、加工さ
れたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場
合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる光学素子
の製造方法を提供する。 【解決手段】 光学系から出射されるレーザ光の断面の
エネルギ密度が均一なマスク結像光学系３２を用いるこ
とで加工面上でのエネルギ制御を容易にし、ＮＤフィル
タ３２ｂを挿入して加工面上でのレーザ光によるエネル
ギ密度が均一となるようにし、円盤１０の内周側での熱
的ダメージ（蒸発または昇華による界面の不安定性）を
軽減することにより、正確な形状の微小スリットを形成
し、加工されたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）
に用いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐ。
れたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場
合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる光学素子
の製造方法を提供する。 【解決手段】 光学系から出射されるレーザ光の断面の
エネルギ密度が均一なマスク結像光学系３２を用いるこ
とで加工面上でのエネルギ制御を容易にし、ＮＤフィル
タ３２ｂを挿入して加工面上でのレーザ光によるエネル
ギ密度が均一となるようにし、円盤１０の内周側での熱
的ダメージ（蒸発または昇華による界面の不安定性）を
軽減することにより、正確な形状の微小スリットを形成
し、加工されたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）
に用いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転する円盤上に
レーザ光のパルス列を照射し、円盤の半径方向に微小ス
リットを放射状に形成することにより、インクリメント
型エンコーダのスリット円盤などの光学素子を製造する
光学素子の製造方法、および光学素子の製造装置に関す
る。
レーザ光のパルス列を照射し、円盤の半径方向に微小ス
リットを放射状に形成することにより、インクリメント
型エンコーダのスリット円盤などの光学素子を製造する
光学素子の製造方法、および光学素子の製造装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】回転する円盤上にレーザ光のパルス列を
照射し、円盤の半径方向に微小スリットを放射状に形成
する方法および装置が特開平１０−２８９４８６号公報
に開示されている。
照射し、円盤の半径方向に微小スリットを放射状に形成
する方法および装置が特開平１０−２８９４８６号公報
に開示されている。
【０００３】同公報には、具体的には、回転させながら
光ディスク内部の記録層にレーザ光を照射し、記録層を
構成する金属薄膜を熔融除去して微細な放射状のバーコ
ードパターン（微小スリット列）を形成するための方法
と装置の詳細が開示されている。この装置はＢＣＡ（バ
ースト・カッティング・エリア）加工装置と呼ばれ、シ
リアルナンバーやＩＤなどの個別情報をバーコードのパ
ターン情報に変換し、このバーコードパターンを、光デ
ィスク、特に読み取り専用の光ディスクであるＤＶＤ−
ＲＯＭへ追記するのに用いられている。以下、このＢＣ
Ａ加工装置について図面を用いて説明する。
光ディスク内部の記録層にレーザ光を照射し、記録層を
構成する金属薄膜を熔融除去して微細な放射状のバーコ
ードパターン（微小スリット列）を形成するための方法
と装置の詳細が開示されている。この装置はＢＣＡ（バ
ースト・カッティング・エリア）加工装置と呼ばれ、シ
リアルナンバーやＩＤなどの個別情報をバーコードのパ
ターン情報に変換し、このバーコードパターンを、光デ
ィスク、特に読み取り専用の光ディスクであるＤＶＤ−
ＲＯＭへ追記するのに用いられている。以下、このＢＣ
Ａ加工装置について図面を用いて説明する。
【０００４】図４は、従来のＢＣＡ加工装置（情報記録
装置）の全体構造の概略を示す図である。該装置は、主
として光ディスク５０を保持して回転させる回転保持器
２０とパルス列書き込み器６０とから構成されている。
装置）の全体構造の概略を示す図である。該装置は、主
として光ディスク５０を保持して回転させる回転保持器
２０とパルス列書き込み器６０とから構成されている。
【０００５】〔回転保持器〕光ディスク５０は、回転保
持器２０に保持されて回転させられる。回転保持器２０
は、光ディスク５０を載置して保持回転させるターンテ
ーブル２１と、ターンテーブル２１を回転駆動するモー
タ２２と、モータ２２の回転を検出するロータリーエン
コーダ２３とを備えている。
持器２０に保持されて回転させられる。回転保持器２０
は、光ディスク５０を載置して保持回転させるターンテ
ーブル２１と、ターンテーブル２１を回転駆動するモー
タ２２と、モータ２２の回転を検出するロータリーエン
コーダ２３とを備えている。
【０００６】〔パルス列書き込み器〕パルス列書き込み
器６０は、パルス書き込み用の波長約１．０６μｍのＹ
ＡＧレーザ光Ｒ´を出射するレーザ発振器６１と、出射
されたレーザ光Ｒ´を光学的に制御して、光ディスク５
０の上に照射する光学系６２とを備えている。光学系６
２は、ビームエクスパンダ６２ａ、円筒面レンズ６２
ｂ、ミラー６２ｃ、および集光レンズ６２ｄから成る集
光光学系である。このような光学系６２を経て光ディス
ク５０上に照射されるレーザ光Ｒ´は、光ディスク５０
の半径方向に細長い長円形の略短冊状をなす断面形状を
有する。
器６０は、パルス書き込み用の波長約１．０６μｍのＹ
ＡＧレーザ光Ｒ´を出射するレーザ発振器６１と、出射
されたレーザ光Ｒ´を光学的に制御して、光ディスク５
０の上に照射する光学系６２とを備えている。光学系６
２は、ビームエクスパンダ６２ａ、円筒面レンズ６２
ｂ、ミラー６２ｃ、および集光レンズ６２ｄから成る集
光光学系である。このような光学系６２を経て光ディス
ク５０上に照射されるレーザ光Ｒ´は、光ディスク５０
の半径方向に細長い長円形の略短冊状をなす断面形状を
有する。
【０００７】パルス列書き込み器６０のレーザ発振器６
１には、レーザパルスコントローラ６３およびバーコー
ドパターンジェネレータ６４が接続されている。バーコ
ードパターンジェネレータ６４は、コンピュータ等で生
成された書き込むべき情報が入力されると、この情報
を、バーコードを作成するためのレーザ光の照射パター
ンあるいは走査パターン（以降、パルスパターンと称
す）に変換する。回転保持器２０のロータリーエンコー
ダ２３から得られる光ディスク５０の回転角度情報がレ
ーザパルスコントローラ６３に入力されることで、バー
コードパターンジェネレータ６４からレーザ発振器６１
に送られるパルスパターンの速度あるいは間隔を光ディ
スク５０の回転と同期させる。これによって正確な間隔
のバーコード５１（パルス列）を光ディスク５０に書き
込むことができる。つまり、光ディスク５０を回転させ
ながら、光ディスク５０の通過経路で定位置にレーザ光
を順次照射することで、バーコードを書き込むことがで
きる。バーコードは、光ディスクの内周に沿って帯状に
形成され、バーコードの個々の線は、光ディスクの半径
方向に沿った放射線状に配置される。
１には、レーザパルスコントローラ６３およびバーコー
ドパターンジェネレータ６４が接続されている。バーコ
ードパターンジェネレータ６４は、コンピュータ等で生
成された書き込むべき情報が入力されると、この情報
を、バーコードを作成するためのレーザ光の照射パター
ンあるいは走査パターン（以降、パルスパターンと称
す）に変換する。回転保持器２０のロータリーエンコー
ダ２３から得られる光ディスク５０の回転角度情報がレ
ーザパルスコントローラ６３に入力されることで、バー
コードパターンジェネレータ６４からレーザ発振器６１
に送られるパルスパターンの速度あるいは間隔を光ディ
スク５０の回転と同期させる。これによって正確な間隔
のバーコード５１（パルス列）を光ディスク５０に書き
込むことができる。つまり、光ディスク５０を回転させ
ながら、光ディスク５０の通過経路で定位置にレーザ光
を順次照射することで、バーコードを書き込むことがで
きる。バーコードは、光ディスクの内周に沿って帯状に
形成され、バーコードの個々の線は、光ディスクの半径
方向に沿った放射線状に配置される。
【０００８】こうした円盤上へのレーザ加工によって、
安価なスリット円盤を作成する方法は、ＵＳパテント番
号「登録第５４００３１９号」にも開示されている。こ
の文献によると、被加工物として、従来のコンパクトデ
ィスクのような断面構造をもつ円盤が用いられている。
図５に、コンパクトディスクのような断面構造をもつ円
盤の断面構造を示す。円盤７０は、透明基板７１上に金
属薄膜７２が堆積形成され、さらに金属薄膜７２を物理
的ダメージから保護し、また金属薄膜７２の酸化腐食を
防止するために、厚み１０μｍ程度の透明コート７３を
施される場合もある。
安価なスリット円盤を作成する方法は、ＵＳパテント番
号「登録第５４００３１９号」にも開示されている。こ
の文献によると、被加工物として、従来のコンパクトデ
ィスクのような断面構造をもつ円盤が用いられている。
図５に、コンパクトディスクのような断面構造をもつ円
盤の断面構造を示す。円盤７０は、透明基板７１上に金
属薄膜７２が堆積形成され、さらに金属薄膜７２を物理
的ダメージから保護し、また金属薄膜７２の酸化腐食を
防止するために、厚み１０μｍ程度の透明コート７３を
施される場合もある。
【０００９】しかしながら、従来のように金属薄膜に直
接レーザ光を照射して熔融加工を行う場合、レーザ加工
部分にて容易に蒸発または昇華も生じるので、レーザ加
工部分の境界部分の界面の状態が不安定となり、正確な
形状のスリットを形成することが困難となる。また、図
５に示す断面構造を有する円盤のように透明コートが施
されている円盤の場合、金属薄膜と透明コートは完全に
密着しておらず、局所的に空間が存在するので、この部
分で蒸発または昇華が生じると空間の体積が膨張により
拡大し、さらに蒸発または昇華が生じやすい環境を誘発
することになり、レーザ加工部分の境界部分の界面の状
態が不安定となって、正確な形状のスリットを形成する
ことが困難となる。
接レーザ光を照射して熔融加工を行う場合、レーザ加工
部分にて容易に蒸発または昇華も生じるので、レーザ加
工部分の境界部分の界面の状態が不安定となり、正確な
形状のスリットを形成することが困難となる。また、図
５に示す断面構造を有する円盤のように透明コートが施
されている円盤の場合、金属薄膜と透明コートは完全に
密着しておらず、局所的に空間が存在するので、この部
分で蒸発または昇華が生じると空間の体積が膨張により
拡大し、さらに蒸発または昇華が生じやすい環境を誘発
することになり、レーザ加工部分の境界部分の界面の状
態が不安定となって、正確な形状のスリットを形成する
ことが困難となる。
【００１０】また、内周に沿って放射状に微小スリット
を形成するので、内周側ではレーザ光によるエネルギ密
度が高くなる。そのため、製造効率を上げるためにター
ンテーブルの回転速度を上げると、内周側では、レーザ
光による熱が蓄熱され、上述したような熱的ダメージ
（蒸発または昇華による界面の不安定性）が顕著とな
る。
を形成するので、内周側ではレーザ光によるエネルギ密
度が高くなる。そのため、製造効率を上げるためにター
ンテーブルの回転速度を上げると、内周側では、レーザ
光による熱が蓄熱され、上述したような熱的ダメージ
（蒸発または昇華による界面の不安定性）が顕著とな
る。
【００１１】以上の２つの要因により、加工されたスリ
ット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合、その
信号のＳ／Ｎ比が低下するという問題があった。
ット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合、その
信号のＳ／Ｎ比が低下するという問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するために、光学系を集光光学系に代えて、光学系
から出射されるレーザ光の断面のエネルギ密度が均一な
マスク結像光学系とすることで加工面でのエネルギ制御
を容易にし、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）
フィルタを挿入して加工面上でのレーザ光によるエネル
ギ密度が均一となるようにし、円盤の内周側での熱的ダ
メージを軽減することにより、正確な形状の微小スリッ
トを形成し、加工されたスリット円盤を光学素子（エン
コーダ）に用いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐこ
とができる光学素子の製造方法および光学素子の製造装
置を提供することを目的とする。
解決するために、光学系を集光光学系に代えて、光学系
から出射されるレーザ光の断面のエネルギ密度が均一な
マスク結像光学系とすることで加工面でのエネルギ制御
を容易にし、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）
フィルタを挿入して加工面上でのレーザ光によるエネル
ギ密度が均一となるようにし、円盤の内周側での熱的ダ
メージを軽減することにより、正確な形状の微小スリッ
トを形成し、加工されたスリット円盤を光学素子（エン
コーダ）に用いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐこ
とができる光学素子の製造方法および光学素子の製造装
置を提供することを目的とする。
【００１３】また、加工面に等分布の垂直応力を加える
ことができる透明板を加工面と密着させて載置し、蒸発
または昇華を抑え、熔融加工が支配的となるようにする
ことで、正確な形状の微小スリットを形成し、加工され
たスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合
の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる光学素子の
製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
ことができる透明板を加工面と密着させて載置し、蒸発
または昇華を抑え、熔融加工が支配的となるようにする
ことで、正確な形状の微小スリットを形成し、加工され
たスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合
の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる光学素子の
製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載の光学素子の製造方法は、薄膜を形成させた円形の
透明基板上にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の
特定領域を部分的に除去することにより、半径方向に微
小スリットを放射状に形成する光学素子の製造方法であ
って、マスク結像光学系から出射されるレーザ光を加工
面に照射するに際し、透過率に勾配をもたせたＮＤフィ
ルタを介して行うことを特徴とする。
記載の光学素子の製造方法は、薄膜を形成させた円形の
透明基板上にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の
特定領域を部分的に除去することにより、半径方向に微
小スリットを放射状に形成する光学素子の製造方法であ
って、マスク結像光学系から出射されるレーザ光を加工
面に照射するに際し、透過率に勾配をもたせたＮＤフィ
ルタを介して行うことを特徴とする。
【００１５】また、本発明における請求項２記載の光学
素子の製造方法は、薄膜を形成させた円形の透明基板上
にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を
部分的に除去することにより、半径方向に微小スリット
を放射状に形成する光学素子の製造方法であって、加工
面に等分布に垂直応力を加えることができる透明板を載
置した状態でレーザ光を照射することを特徴とする。
素子の製造方法は、薄膜を形成させた円形の透明基板上
にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を
部分的に除去することにより、半径方向に微小スリット
を放射状に形成する光学素子の製造方法であって、加工
面に等分布に垂直応力を加えることができる透明板を載
置した状態でレーザ光を照射することを特徴とする。
【００１６】また、本発明における請求項３記載の光学
素子の製造方法は、請求項１記載の光学素子の製造方法
であって、加工面に等分布に垂直応力を加えることがで
きる透明板を載置した状態でレーザ光を照射することを
特徴とする。
素子の製造方法は、請求項１記載の光学素子の製造方法
であって、加工面に等分布に垂直応力を加えることがで
きる透明板を載置した状態でレーザ光を照射することを
特徴とする。
【００１７】また、本発明における請求項４記載の光学
素子の製造装置は、薄膜を形成させた円形の透明基板上
にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を
部分的に除去することにより、半径方向に微小スリット
を放射状に形成する光学素子の製造装置であって、光学
系として、ビームエクスパンダと、透過率に勾配をもた
せたＮＤフィルタと、スリット形状のパターンをもつマ
スクと、ミラーと、結像レンズとから成るマスク結像光
学系を備え、エネルギ密度が均一なレーザ光を加工面上
に照射することを特徴とする。
素子の製造装置は、薄膜を形成させた円形の透明基板上
にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を
部分的に除去することにより、半径方向に微小スリット
を放射状に形成する光学素子の製造装置であって、光学
系として、ビームエクスパンダと、透過率に勾配をもた
せたＮＤフィルタと、スリット形状のパターンをもつマ
スクと、ミラーと、結像レンズとから成るマスク結像光
学系を備え、エネルギ密度が均一なレーザ光を加工面上
に照射することを特徴とする。
【００１８】また、本発明における請求項５記載の光学
素子の製造装置は、薄膜を形成させた円形の透明基板上
にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を
部分的に除去することにより、半径方向に微小スリット
を放射状に形成する光学素子の製造装置であって、加工
面に等分布に垂直応力を加えることができる透明板を備
え、前記透明板を加工面に載置した状態でレーザ光を照
射し、熔融加工が支配的となるようにすることを特徴と
する。
素子の製造装置は、薄膜を形成させた円形の透明基板上
にレーザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を
部分的に除去することにより、半径方向に微小スリット
を放射状に形成する光学素子の製造装置であって、加工
面に等分布に垂直応力を加えることができる透明板を備
え、前記透明板を加工面に載置した状態でレーザ光を照
射し、熔融加工が支配的となるようにすることを特徴と
する。
【００１９】また、本発明における請求項６記載の光学
素子の製造装置は、請求項４記載の光学素子の製造装置
であって、加工面に等分布に垂直応力を加えることがで
きる透明板を備え、前記透明板を加工面に載置した状態
でレーザ光を照射し、加工面上でのレーザ光のエネルギ
密度が均一となるようにするとともに、熔融加工が支配
的となるようにすることを特徴とする。
素子の製造装置は、請求項４記載の光学素子の製造装置
であって、加工面に等分布に垂直応力を加えることがで
きる透明板を備え、前記透明板を加工面に載置した状態
でレーザ光を照射し、加工面上でのレーザ光のエネルギ
密度が均一となるようにするとともに、熔融加工が支配
的となるようにすることを特徴とする。
【００２０】本発明は、以上のような方法および構成に
よって、正確な形状の微小スリットを形成し、加工され
たスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合
の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐ。
よって、正確な形状の微小スリットを形成し、加工され
たスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合
の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐ。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施
の形態における光学素子の製造装置の全体構造の概略を
示す図である。
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施
の形態における光学素子の製造装置の全体構造の概略を
示す図である。
【００２２】該装置は、透明基板に金属薄膜の形成され
た円盤にレーザ光を照射し、金属薄膜を熔融除去して放
射状のスリット列を形成することでインクリメント型エ
ンコーダのスリット円盤などの光学素子を製造する装置
であって、主として円盤１０を保持して回転させる回転
保持器２０とパルス列形成器３０とから構成されてい
る。
た円盤にレーザ光を照射し、金属薄膜を熔融除去して放
射状のスリット列を形成することでインクリメント型エ
ンコーダのスリット円盤などの光学素子を製造する装置
であって、主として円盤１０を保持して回転させる回転
保持器２０とパルス列形成器３０とから構成されてい
る。
【００２３】〔回転保持器〕円盤１０は、回転保持器２
０に保持されて回転させられる。回転保持器２０は、円
盤１０を載置して保持回転させるターンテーブル２１
と、ターンテーブル２１を回転駆動するモータ２２と、
モータ２２の回転を検出するロータリーエンコーダ２３
とを備えている。
０に保持されて回転させられる。回転保持器２０は、円
盤１０を載置して保持回転させるターンテーブル２１
と、ターンテーブル２１を回転駆動するモータ２２と、
モータ２２の回転を検出するロータリーエンコーダ２３
とを備えている。
【００２４】〔パルス列形成器〕パルス列形成器３０
は、パルス列形成用の波長約１．０６μｍのＹＡＧレー
ザ光Ｒを出射するレーザ発振器３１と、出射されたレー
ザ光Ｒを光学的に制御して、円盤１０の上に照射する光
学系３２とを備えている。光学系３２は、ビームエクス
パンダ３２ａ、ＮＤフィルタ３２ｂ、マスク３２ｃ、ミ
ラー３２ｄ、および結像レンズ３２ｅから成るマスク結
像光学系である。
は、パルス列形成用の波長約１．０６μｍのＹＡＧレー
ザ光Ｒを出射するレーザ発振器３１と、出射されたレー
ザ光Ｒを光学的に制御して、円盤１０の上に照射する光
学系３２とを備えている。光学系３２は、ビームエクス
パンダ３２ａ、ＮＤフィルタ３２ｂ、マスク３２ｃ、ミ
ラー３２ｄ、および結像レンズ３２ｅから成るマスク結
像光学系である。
【００２５】マスク結像光学系３２は、スリット形状の
マスク３２ｃを通過したレーザ光を結像レンズ３２ｅに
て加工面（金属薄膜）上に何分の一の大きさで結像させ
る光学系であり、加工面でのレーザ光のエネルギ密度が
均一となるので、加工面上でのエネルギ制御が容易とな
る。このようなマスク結像光学系３２に円盤１０の半径
に応じた透過率の勾配を有するＮＤフィルタ３２ｂを挿
入することで加工面上でのレーザ光によるエネルギ密度
を均一とし、円盤１０の内周側へのレーザ光による熱の
蓄積を軽減させる。内周側での熱的ダメージを軽減でき
るので、ターンテーブルの回転速度を上げてレーザ加工
を行っても、微小スリットの形状が正確な形状となり、
加工されたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用
いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
マスク３２ｃを通過したレーザ光を結像レンズ３２ｅに
て加工面（金属薄膜）上に何分の一の大きさで結像させ
る光学系であり、加工面でのレーザ光のエネルギ密度が
均一となるので、加工面上でのエネルギ制御が容易とな
る。このようなマスク結像光学系３２に円盤１０の半径
に応じた透過率の勾配を有するＮＤフィルタ３２ｂを挿
入することで加工面上でのレーザ光によるエネルギ密度
を均一とし、円盤１０の内周側へのレーザ光による熱の
蓄積を軽減させる。内周側での熱的ダメージを軽減でき
るので、ターンテーブルの回転速度を上げてレーザ加工
を行っても、微小スリットの形状が正確な形状となり、
加工されたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用
いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
【００２６】パルス列形成器３０のレーザ発振器３１に
は、レーザパルスコントローラ３３が接続されている。
回転保持器２０のロータリーエンコーダ２３から得られ
る円盤１０の回転角度情報をレーザパルスコントローラ
３３に入力することで、パルス列の速度あるいは間隔を
円盤１０の回転と同期させる。これによって正確な間隔
の微小スリット列１１を円盤１０にパルス列を形成する
ことができる。つまり、円盤１０を回転させながら、円
盤１０の通過経路で定位置にレーザ光のパルス列を順次
照射することで、パルス列を形成することができる。
は、レーザパルスコントローラ３３が接続されている。
回転保持器２０のロータリーエンコーダ２３から得られ
る円盤１０の回転角度情報をレーザパルスコントローラ
３３に入力することで、パルス列の速度あるいは間隔を
円盤１０の回転と同期させる。これによって正確な間隔
の微小スリット列１１を円盤１０にパルス列を形成する
ことができる。つまり、円盤１０を回転させながら、円
盤１０の通過経路で定位置にレーザ光のパルス列を順次
照射することで、パルス列を形成することができる。
【００２７】なお、ＮＤフィルタ３２ｂに投入するレー
ザ光Ｒのエネルギ密度をさらに均一化するため、ビーム
エクススパンダ３２ａとＮＤフィルタ３２ｂの間に、ガ
ウス分布のレーザ光を均一化させる機能を有する光学系
を設けてもよい。例えば、ビームエクススパンダ３２ａ
とＮＤフィルタ３２ｂの間に、非球面レンズの組からな
る光学系を設ける。このようにすれば、ビームエクスス
パンダ３２ａから出力されるガウス分布のレーザ光にお
ける中心のエネルギを周りに分散させることができ、ガ
ウス分布のレーザ光を均一化させることができるので、
ＮＤフィルタ３２ｂに投入されるレーザ光Ｒのエネルギ
密度が均一となる。
ザ光Ｒのエネルギ密度をさらに均一化するため、ビーム
エクススパンダ３２ａとＮＤフィルタ３２ｂの間に、ガ
ウス分布のレーザ光を均一化させる機能を有する光学系
を設けてもよい。例えば、ビームエクススパンダ３２ａ
とＮＤフィルタ３２ｂの間に、非球面レンズの組からな
る光学系を設ける。このようにすれば、ビームエクスス
パンダ３２ａから出力されるガウス分布のレーザ光にお
ける中心のエネルギを周りに分散させることができ、ガ
ウス分布のレーザ光を均一化させることができるので、
ＮＤフィルタ３２ｂに投入されるレーザ光Ｒのエネルギ
密度が均一となる。
【００２８】図２は、被加工物としての円盤の断面構造
を示す図である。図２に示すように、円盤１０にレーザ
加工を施す際に、金属薄膜１３上に等分布圧力を加える
ための透明板１２を載置する。等分布圧力は、金属薄膜
１３を透明基板１４から引き離すのに必要な垂直応力以
上の値であればよい。透明板１２の厚みは、透明板１２
の密度と上述の垂直応力の値から求まる。
を示す図である。図２に示すように、円盤１０にレーザ
加工を施す際に、金属薄膜１３上に等分布圧力を加える
ための透明板１２を載置する。等分布圧力は、金属薄膜
１３を透明基板１４から引き離すのに必要な垂直応力以
上の値であればよい。透明板１２の厚みは、透明板１２
の密度と上述の垂直応力の値から求まる。
【００２９】このような透明板１２を加工面（金属薄
膜）に密着させることにより、蒸発または昇華を抑え、
熔融加工が支配的となるようにする。結果、微小スリッ
トの形状が正確な形状となるので、加工されたスリット
円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合の信号のＳ
／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
膜）に密着させることにより、蒸発または昇華を抑え、
熔融加工が支配的となるようにする。結果、微小スリッ
トの形状が正確な形状となるので、加工されたスリット
円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合の信号のＳ
／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
【００３０】なお、透明板はレーザ光が通過する材質の
ものであればよく、円盤の加工部分が覆われる大きさで
あればよい。以上のように、本実施の形態では、コンパ
クトディスクのような断面構造をもつ円盤にスリット列
を形成するためのレーザ加工を行うに際して、マスク結
像光学系にＮＤフィルタを挿入した光学系を用いて加工
面でのエネルギ密度を均一とすることによって、回転速
度を上げたときに発生する円盤内周側での蓄熱現象を抑
え、熱的ダメージを軽減することに加え、更に、加工面
上に透明板を載置することによってレーザ照射部分での
蒸発または昇華を抑えることにより、微小スリットの形
状をより正確な形状のものとすることができ、加工され
たスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合
の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
ものであればよく、円盤の加工部分が覆われる大きさで
あればよい。以上のように、本実施の形態では、コンパ
クトディスクのような断面構造をもつ円盤にスリット列
を形成するためのレーザ加工を行うに際して、マスク結
像光学系にＮＤフィルタを挿入した光学系を用いて加工
面でのエネルギ密度を均一とすることによって、回転速
度を上げたときに発生する円盤内周側での蓄熱現象を抑
え、熱的ダメージを軽減することに加え、更に、加工面
上に透明板を載置することによってレーザ照射部分での
蒸発または昇華を抑えることにより、微小スリットの形
状をより正確な形状のものとすることができ、加工され
たスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた場合
の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
【００３１】なお、本実施の形態では、被加工物として
コンパクトディスクのような断面構造をもつ円盤にて説
明を行ったが、ＤＶＤのような貼り合わせ円盤であって
も同様の効果を奏する。図３にＤＶＤのような貼り合わ
せ円盤をレーザ加工する際の断面構造を示す。この場
合、透明基板（ポリカーボネート）４１が透明板に相当
する役割を果たすので、透明板を載置する必要はない。
また、金属薄膜の代わりに相変化型の膜を用いた円盤で
あってもよい。
コンパクトディスクのような断面構造をもつ円盤にて説
明を行ったが、ＤＶＤのような貼り合わせ円盤であって
も同様の効果を奏する。図３にＤＶＤのような貼り合わ
せ円盤をレーザ加工する際の断面構造を示す。この場
合、透明基板（ポリカーボネート）４１が透明板に相当
する役割を果たすので、透明板を載置する必要はない。
また、金属薄膜の代わりに相変化型の膜を用いた円盤で
あってもよい。
【００３２】また、本実施の形態のパルス列形成器で
は、波長約１．０６μｍのＹＡＧレーザを用いている
が、微小スリット列の形成に適した特性を持つものであ
る限り、波長や種類の異なるレーザ光を用いても構わな
い。
は、波長約１．０６μｍのＹＡＧレーザを用いている
が、微小スリット列の形成に適した特性を持つものであ
る限り、波長や種類の異なるレーザ光を用いても構わな
い。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光学系
を集光光学系に代えて、光学系から出射されるレーザ光
の断面のエネルギ密度が均一なマスク結像光学系とする
ことで加工面でのエネルギ制御を容易にし、ＮＤフィル
タを挿入して加工面上でのレーザ光によるエネルギ密度
が均一となるようにし、円盤の内周側での熱的ダメージ
を軽減することにより、正確な形状の微小スリットを形
成し、加工されたスリット円盤を光学素子（エンコー
ダ）に用いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことが
できる。
を集光光学系に代えて、光学系から出射されるレーザ光
の断面のエネルギ密度が均一なマスク結像光学系とする
ことで加工面でのエネルギ制御を容易にし、ＮＤフィル
タを挿入して加工面上でのレーザ光によるエネルギ密度
が均一となるようにし、円盤の内周側での熱的ダメージ
を軽減することにより、正確な形状の微小スリットを形
成し、加工されたスリット円盤を光学素子（エンコー
ダ）に用いた場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことが
できる。
【００３４】また、加工面に等分布の垂直応力を加える
ことができる透明板を加工面と密着させて載置し、蒸発
または昇華を抑え、熔融加工が支配的となるようにする
ことにより、正確な形状の微小スリットを形成し、加工
されたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた
場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
ことができる透明板を加工面と密着させて載置し、蒸発
または昇華を抑え、熔融加工が支配的となるようにする
ことにより、正確な形状の微小スリットを形成し、加工
されたスリット円盤を光学素子（エンコーダ）に用いた
場合の信号のＳ／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
【図１】本発明の実施の形態における光学素子の製造装
置の全体構造の概略を示す図
置の全体構造の概略を示す図
【図２】本発明の実施の形態においてコンパクトディス
クのような断面構造をもつ円盤をレーザ加工する際の断
面構造を示す図
クのような断面構造をもつ円盤をレーザ加工する際の断
面構造を示す図
【図３】本発明の実施の形態においてＤＶＤのような貼
り合わせ円盤をレーザ加工する際の断面構造を示す図
り合わせ円盤をレーザ加工する際の断面構造を示す図
【図４】従来のＢＣＡ加工装置の全体構造の概略を示す
図
図
【図５】コンパクトディスクのような断面構造をもつ円
盤の断面構造を示す図
盤の断面構造を示す図
１０ 円盤（コンパクトディスクのような断面構造を
もつ円盤） １１ パルス列 １２ 透明板 １３ 金属薄膜 １４ 透明基板 ２０ 回転保持器 ２１ ターンテーブル ２２ モータ ２３ ロータリエンコーダ ３０ パルス列形成器 ３１ レーザ発振器 ３２ 光学系（マスク結像光学系） ３２ａ ビームエクスパンダ ３２ｂ ＮＤフィルタ ３２ｃ マスク ３２ｄ ミラー ３２ｅ 結像レンズ ３３ レーザパルスコントローラ ４０ 円盤（ＤＶＤのような貼り合わせ円盤） ４１ 透明基板 ４２ 金属薄膜 ４３ 透明基板 ４４ 接着剤層 ５０ 光ディスク ５１ パルス列（バーコード） ６０ パルス列書き込み器 ６１ レーザ発振器 ６２ 光学系（集光光学系） ６２ａ ビームエクスパンダ ６２ｂ 円筒面レンズ ６２ｃ ミラー ６２ｄ 集光レンズ ６３ レーザパルスコントローラ ６４ バーコードパターンジェネレータ ７０ 円盤（コンパクトディスクのような断面構造を
もつ円盤） ７１ 透明基板 ７２ 金属薄膜 ７３ 透明コート
もつ円盤） １１ パルス列 １２ 透明板 １３ 金属薄膜 １４ 透明基板 ２０ 回転保持器 ２１ ターンテーブル ２２ モータ ２３ ロータリエンコーダ ３０ パルス列形成器 ３１ レーザ発振器 ３２ 光学系（マスク結像光学系） ３２ａ ビームエクスパンダ ３２ｂ ＮＤフィルタ ３２ｃ マスク ３２ｄ ミラー ３２ｅ 結像レンズ ３３ レーザパルスコントローラ ４０ 円盤（ＤＶＤのような貼り合わせ円盤） ４１ 透明基板 ４２ 金属薄膜 ４３ 透明基板 ４４ 接着剤層 ５０ 光ディスク ５１ パルス列（バーコード） ６０ パルス列書き込み器 ６１ レーザ発振器 ６２ 光学系（集光光学系） ６２ａ ビームエクスパンダ ６２ｂ 円筒面レンズ ６２ｃ ミラー ６２ｄ 集光レンズ ６３ レーザパルスコントローラ ６４ バーコードパターンジェネレータ ７０ 円盤（コンパクトディスクのような断面構造を
もつ円盤） ７１ 透明基板 ７２ 金属薄膜 ７３ 透明コート
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｈ０１Ｓ 3/00 Ａ ５Ｄ１２１
// Ｇ０１Ｄ 5/36 Ｇ０１Ｄ 5/36 Ｃ ５Ｆ０７２
Ｆターム(参考） 2F103 BA08 CA02 DA01 DA13 EA19
EA21
2H042 AA08 AA21
4E068 CD05 CD08 CD10
5D090 AA01 BB02 CC01 CC16 DD03
EE01 LL03
5D119 AA23 BA01 BB01 DA01 EB04
FA04 JA63
5D121 AA05 JJ05 JJ09
5F072 AB01 HH07 MM01 MM08 MM20
RR01 SS06 YY16 YY20
Claims (6)
- 【請求項１】薄膜を形成させた円形の透明基板上にレー
ザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を部分的
に除去することにより、半径方向に微小スリットを放射
状に形成する光学素子の製造方法であって、マスク結像
光学系から出射されるレーザ光を加工面に照射するに際
し、透過率に勾配をもたせたＮＤフィルタを介して行う
ことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 【請求項２】薄膜を形成させた円形の透明基板上にレー
ザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を部分的
に除去することにより、半径方向に微小スリットを放射
状に形成する光学素子の製造方法であって、加工面に等
分布に垂直応力を加えることができる透明板を載置した
状態でレーザ光を照射することを特徴とする光学素子の
製造方法。 - 【請求項３】請求項１記載の光学素子の製造方法であっ
て、加工面に等分布に垂直応力を加えることができる透
明板を載置した状態でレーザ光を照射することを特徴と
する光学素子の製造方法。 - 【請求項４】薄膜を形成させた円形の透明基板上にレー
ザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を部分的
に除去することにより、半径方向に微小スリットを放射
状に形成する光学素子の製造装置であって、光学系とし
て、ビームエクスパンダと、透過率に勾配をもたせたＮ
Ｄフィルタと、スリット形状のパターンをもつマスク
と、ミラーと、結像レンズとから成るマスク結像光学系
を備え、エネルギ密度が均一なレーザ光を加工面上に照
射することを特徴とする光学素子の製造装置。 - 【請求項５】薄膜を形成させた円形の透明基板上にレー
ザ光のパルス列を照射し、前記薄膜の特定領域を部分的
に除去することにより、半径方向に微小スリットを放射
状に形成する光学素子の製造装置であって、加工面に等
分布に垂直応力を加えることができる透明板を備え、前
記透明板を加工面に載置した状態でレーザ光を照射し、
熔融加工が支配的となるようにすることを特徴とする光
学素子の製造装置。 - 【請求項６】請求項４記載の光学素子の製造装置であっ
て、加工面に等分布に垂直応力を加えることができる透
明板を備え、前記透明板を加工面に載置した状態でレー
ザ光を照射し、加工面上でのレーザ光のエネルギ密度が
均一となるようにするとともに、熔融加工が支配的とな
るようにすることを特徴とする光学素子の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079860A JP2003281786A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 光学素子の製造方法、および光学素子の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079860A JP2003281786A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 光学素子の製造方法、および光学素子の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003281786A true JP2003281786A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29229125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002079860A Withdrawn JP2003281786A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 光学素子の製造方法、および光学素子の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003281786A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008257099A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 吸収型多層膜ｎｄフィルターチップの製造方法と吸収型多層膜ｎｄフィルターチップ並びに吸収型多層膜ｎｄフィルターチップの接合方法および吸収型多層膜ｎｄフィルター付き絞り羽根とその製造方法 |
| JP2009008457A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Nikon Corp | 反射型エンコーダ及びモータ |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002079860A patent/JP2003281786A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008257099A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 吸収型多層膜ｎｄフィルターチップの製造方法と吸収型多層膜ｎｄフィルターチップ並びに吸収型多層膜ｎｄフィルターチップの接合方法および吸収型多層膜ｎｄフィルター付き絞り羽根とその製造方法 |
| JP2009008457A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Nikon Corp | 反射型エンコーダ及びモータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041222 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061102 |