JP2005227365A - 光学部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の光学部品の製造方法では、複数個のプリズムを一度固着装置にセットしてから一旦取り外した後、それぞれのプリズム及びＣＣＤの接合面に接着剤を塗布して、再度固着装置にセットしなければならなかったため、プリズム間の位置調整に手間が掛かり、作業性が悪という問題があった。
【解決手段】 接着剤を用いて複数の光学素子を複数箇所で接合することにより一体化される光学部品の製造方法に関する。接着剤は、複数箇所毎に特性の異なるものを使用し、使用箇所によって複数の接着剤が硬化するタイミングを変えるようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、接着剤を用いて複数の光学素子を複数箇所で接合することにより一体化される光学部品の製造方法に関し、特に、複数の光学素子間に高い位置精度が要求される光学部品の製造方法に関するものである。

従来の、この種の光学部品の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、ダイクロイックプリズム並びにプリズムユニットの製造方法に関するものが記載されている。この特許文献１に記載されたダイクロイックプリズムの製造方法は、第１の三角プリズムと第３の三角プリズムとを、互いの貼り合わせ面の一端側に第１の露出側面が形成されるように貼り合わせて第１のプリズム合成体を形成する工程と、第２の三角プリズムと第４の三角プリズムとを、互いの貼り合わせ面の一端側に第２の露出側面が形成されるように貼り合わせて第２のプリズム合成体を形成する工程と、前記第１のプリズム合成体と、前記第２のプリズム合成体とを、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの貼り合わせ面に第３の露出側面が形成されるように貼り合わせる工程と、を有することを特徴としている。

このような構成を有するダイクロイックプリズムの製造方法によれば、第１、第２、第３の露出側面を三角プリズムの貼り合わせの際の位置決め用の基準面として利用することにより、正確に貼り合わせを行うことができ、その中心も正確に規定することができる、等の効果が期待される。

また、この種の光学部品を有する従来の装置等としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、プリズム状の光学素子を基板材料により位置決め支持した光学系及びこれを用いた投写型画像表示装置等の光学機器に関するものが記載されている。この特許文献２に記載された光学系は、それぞれの内部が光学媒質で満たされたプリズム状の第１の光学素子片および第２の光学素子片を貼り合わせて構成される光学素子と、この光学素子を位置決め支持する基板部材とを有する光学系であって、前記第１の光学素子片における貼り合わせ面とこの貼り合わせ面に隣り合う面との間に面取り形状面を形成し、前記第２の光学素子片の貼り合わせ面のうち前記第１の光学素子片に面取り形状面を形成することにより露出した部分および前記面取り形状面のうち少なくとも一方に、前記基板部材に設けられた位置決め用突起を当接させた、ことを特徴としている。

このような構成を有する光学系によれば、光学素子を大型化させたり重量を増加させたりすることなく、また光学素子を通る有効光束を遮ることなく、第２の光学素子片の貼り合わせ面の一部を露出させることができるので、この露出部分や面取り形状面を利用して光学素子の基板部材に対する精度の高い位置決めを行うことができる、等の効果が期待される。
特開２０００−３０４９０９号公報 特開２００３−１４００８７号公報

しかしながら、上述したような従来の光学部品の製造方法においては、プリズムとプリズムの接合面、或いはプリズムと固体撮像素子（ＣＣＤ）の接合面に接着剤を塗布した後、ＣＣＤからの画像出力をモニタリングしながら、互いの位置調整を行って接着剤を固着させているが、すべての接合面を一度に固着させるようにしていた。そのため、接着剤が固着する際に生じる歪や硬化収縮等によって位置ずれが発生し、その位置ずれがすべての接合面の数だけ累積されて、結果として大きな位置ずれが生じていた。

このような位置ずれ量を緩和するために、従来では、まずプリズムとプリズムの固着を行う、その後にプリズムとＣＣＤの固着を行うことで、プリズムとプリズムの固着時の位置ずれを、プリズムとＣＣＤの固着時に吸収するようにしていたが、一度固着装置にセットしたプリズムを取り外した後、プリズムとＣＣＤの接合面に接着剤を塗布して再度固着装置にセットしなければならなかった。そのため、プリズム間の位置調整に手間が掛かり、作業性が悪いという課題があった。

解決しようとする問題点は、従来の光学部品の製造方法では、複数個のプリズムを一度固着装置にセットしてから一旦取り外した後、それぞれのプリズム及びＣＣＤの接合面に接着剤を塗布して、再度固着装置にセットしなければならなかったため、プリズム間の位置調整に手間が掛かり、作業性が悪いことにある。

本出願の請求項１記載の発明は、接着剤を用いて複数の光学素子を複数箇所で接合することにより一体化される光学部品の製造方法において、接着剤は、複数箇所毎に特性の異なるものを使用し、使用箇所によって複数の接着剤が硬化するタイミングを変えるようにしたことを最も主要な特徴とする。

本出願の請求項２記載の発明は、特性の異なる複数の接着剤は、その接着剤を塗布したときから硬化までの時間が異なるものの組み合わせからなることを特徴とする。

本出願の請求項３記載の発明は、特性の異なる複数の接着剤は、塗布した後の硬化手段が異なるものの組み合わせからなることを特徴とする。

本出願の請求項４記載の発明は、特性の異なる複数の接着剤は、紫外線の照射によって硬化される紫外線硬化性樹脂接着剤と、加熱によって硬化される熱硬化性樹脂接着剤と、の組み合わせからなることを特徴とする。

本出願の請求項５記載の発明は、特性の異なる複数の接着剤は、その接着剤を塗布したときから所定時間で硬化するものと、塗布した後に硬化手段を作用させることによって硬化するものとの組み合わせからなることを特徴とする。

本出願の請求項６記載の発明は、光学部品は、複数のプリズム体と、それぞれのプリズム体に接合されるプリズム体と同数の固体撮像素子と、が一体化された色分離プリズムであり、複数のプリズム体を第１接着剤によって互いに貼着した後、複数の固体撮像素子を第１接着剤とは特性の異なる第２接着剤によって複数のプリズム体に貼着し、第１接着剤と第２接着剤のいずれか一方を他方より先に硬化させることを特徴とする。

本出願の請求項７記載の発明は、光学部品は、複数のプリズム体と、それぞれのプリズム体に接合されるプリズム体と同数の色分離フィルタと、それぞれの色分離フィルタに接合される色分離フィルタと同数の固体撮像素子と、が一体化された色分離プリズムであり、複数のプリズム体を第１接着剤によって互いに貼着し、複数の色分離フィルタを第１接着剤によって複数のプリズム体に貼着した後、複数の固体撮像素子を第１接着剤とは特性の異なる第２接着剤によって複数のプリズム体に貼着し、第１接着剤と第２接着剤のいずれか一方を他方より先に硬化させることを特徴とする。

また、本出願の請求項８記載の発明は、第１接着剤及び第２接着剤のうち、一方の接着剤は紫外線の照射によって硬化される紫外線硬化性樹脂接着剤であって他方の接着剤は加熱によって硬化される熱硬化性樹脂接着剤であり、紫外線の照射と加熱のうち、一方の硬化手段を先に行って他方の硬化手段を後で行うことにより、紫外線硬化性樹脂接着剤と熱硬化性樹脂接着剤のいずれか一方を先に硬化させて他方を後で硬化させることを特徴とする。

本出願の請求項１記載の発明によれば、複数の光学素子が硬化特性の異なる複数の接着剤によって複数箇所で貼着されているため、それら接着剤の特性を利用して各接着剤が硬化するタイミングを変えることにより、複数の光学素子の複数箇所を逐次的に接合して位置精度の高い光学部品を製造することができる。

本出願の請求項２記載の発明によれば、特性の異なる複数の接着剤として、その接着剤を塗布したときから硬化するまでの時間が異なる特性を有するものの組み合わせを用いることにより、時間の経過によって複数の接着剤を時間的に前後して硬化させ、複数箇所を逐次的に接合することができる。

本出願の請求項３記載の発明によれば、特性の異なる複数の接着剤として、その接着剤を塗布した後の硬化手段が異なる特性を有するものの組み合わせを用いることにより、硬化手段の違いによって複数の接着剤を時間的に前後して硬化させ、複数箇所を逐次的に接合することができる。

本出願の請求項４記載の発明によれば、特性の異なる複数の接着剤として、紫外線硬化性樹脂接着剤と熱硬化性樹脂接着剤とを用いることができ、これらに紫外線の照射による硬化手段と加熱による硬化手段とを時間的に前後して施すことにより、複数の接着剤が硬化するタイミングを変えて、複数箇所を逐次的に接合することができる。

本出願の請求項５記載の発明によれば、特性の異なる複数の接着剤として、その接着剤を塗布したときから所定時間で硬化するものと、接着剤を塗布した後に硬化手段を施すことによって硬化するものと、の組み合わせを用いることにより、複数の接着剤が硬化するタイミングを変えて、複数箇所を逐次的に接合することができる。

本出願の請求項６記載の発明によれば、光学部品として、複数（２個、３個、４個又は５個以上）のプリズム体と、そのプリズム体と同数の固体撮像素子とが一体化した色分離プリズムを適用することができ、複数のプリズム体を第１接着剤で貼着すると共に複数の固体撮像素子を第２接着剤で貼着した後、第１接着剤と第２接着剤とを時間的に前後して硬化させることにより、第１接着剤と第２接着剤が硬化するタイミングを変えて複数箇所を逐次的に接合し、位置精度の高い色分離プリズムを製造することができる。

本出願の請求項７記載の発明によれば、光学部品として、複数（２個、３個、４個又は５個以上）のプリズム体と、そのプリズム体と同数の色分離フィルタと、その色分離フィルタと同数の固体撮像素子とが一体化した色分離プリズムを適用することができ、複数のプリズム体と複数の色分離フィルタを第１接着剤で貼着すると共に複数の固体撮像素子を第２接着剤で貼着した後、第１接着剤と第２接着剤とを時間的に前後して硬化させることにより、第１接着剤と第２接着剤が硬化するタイミングを変えて複数箇所を逐次的に接合し、位置精度の高い色分離プリズムを製造することができる。

本出願の請求項８記載の発明によれば、第１接着剤及び第２接着剤の一方を紫外線硬化性樹脂接着剤として他方を熱硬化性樹脂接着剤とすることができ、紫外線による硬化手段と加熱による硬化手段を時間的に前後して施すことにより、紫外線硬化性樹脂接着剤と熱硬化性樹脂接着剤の硬化するタイミングを変えて複数箇所を逐次的に接合し、位置精度の高い色分離プリズムを製造することができる。

複数の光学素子間に高い位置精度が要求される光学部品を精度良く、しかも比較的簡単に製造できるようにするという目的を、特性の異なる複数の接着剤を用いて複数の光学素子を複数箇所で接合することによって実現した。

図１〜図８は、本発明の実施の形態を示すものである。即ち、図１は本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品が使用される電子機器の一具体例を示すビデオカメラの斜視図、図２はビデオカメラに搭載された３ＣＣＤカメラシステムの説明図、図３は本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品の第１の実施例に係る３板式色分離プリズムを示す説明図、図４は図３の３板式色分離プリズムを分解した説明図、図５はプリズム体と固体撮像素子の位置調整方法を示す説明図、図６はプリズム体と固体撮像素子の固着方法を示す説明図である。また、図７は本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品の第２の実施例に係る３板式色分離プリズムを示す説明図、図８は図７の３板式色分離プリズムを分解した説明図である。

まず、本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品が使用される電子機器の一具体例を示すビデオカメラについて説明する。図１に示すビデオカメラ１０は、情報記録媒体としてテープ状記録媒体を用いたデジタルビデオカセット（以下「ＤＶカセット」という。）を使用し、光学的な画像を固体撮像素子の一具体例を示すＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）で電気的な信号に変換してＤＶカセットに記録したり、液晶ディスプレイ等の表示装置に表示できるようにしたものである。本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品の実施例は、このビデオカメラ１０に使用されている３板式色分離プリズム１として実現したものである。なお、本発明の固体撮像素子は、この実施例で説明するＣＣＤに限定されるものではなく、ＭＯＳ型固体撮像素子、ＣＭＯＳ型固体撮像素子その他の撮像素子であってもよいことは勿論である。

しかしながら、本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品としては、後で詳細に説明する第１及び第２の実施例として示す３板式色分離プリズムに限定されるものではなく、例えば、ダイクロイックプリズム、偏光ビームスプリッタ、或いはこれらと液晶パネルとの組立体等のように複数の光学素子を接着剤で接合することによって１個の光学部品が構成される各種の光学部品の製造方法として適用できるものである。更に、かかる光学部品が使用される電子機器についても同様であり、次に述べるビデオカメラに限定されることなく、電子スチルカメラその他の撮像装置に適用できることは勿論のこと、例えば、ビデオプロジェクタ、監視カメラシステムその他の電子機器にも適用できるものである。

このビデオカメラ１０は、中空の筐体からなるケース本体１１と、このケース本体１１の前面に突出するように取り付けられたレンズ装置１２と、このレンズ装置１２から入力される光に基づいて被写体の映像信号を形成する撮像手段と、この撮像手段で形成された映像信号又は予め情報記録媒体（記憶装置或いはＤＶカセット等）に記録されている情報に基づいて映像を表示する表示装置１３等から構成されている。

ビデオカメラ１０の撮像手段は、図示しないがケース本体１１の内部に収納されていて、ＤＶカセットが着脱自在に装着されるカセットホルダと、このカセットホルダに装着されたＤＶカセットのテープ状記録媒体を走行させて情報信号の記録（書き込み）及び再生（読み出し）を行う記録再生装置と、この記録再生装置の駆動制御等を行う制御装置等から構成されている。撮像手段の記録再生装置には、レンズ装置１２を通って入力される光を赤色成分と青色成分と緑色成分との３原色に分離させる３板式色分離プリズム１と、その分離された各色成分を検出する３個のＣＣＤ（固体撮像素子）４１，４２，４３等が含まれている。

３個のＣＣＤ４１，４２，４３は色分離プリズム１に一体的に固定されていて、その一体化されたＣＣＤプリズム組立体（光学部品）４０がレンズ装置１２の光軸上後方に配置されている。このＣＣＤプリズム組立体４０で電気的な信号に変換された映像情報がＤＶカセットに記録され或いは表示装置１３に表示される。

ケース本体１１の一方の側面にはＤＶカセットを出し入れするための開口部が設けられていて、その開口部は、ケース本体１１に回動自在に取り付けられた開閉蓋１４によって開閉自在とされている。ケース本体１１の開口部の内側には、ＤＶカセットが着脱自在に装着されるカセットホルダが配置されている。そのカセットホルダは、開閉蓋１４の開閉動作に連動して傾動可能とされている。この開閉蓋１４を開くことによってカセットホルダが傾けられ、その上端に設定されたカセット挿入口が露出される。これにより、カセットホルダへのＤＶカセットの装着が可能となる。

一方、開閉蓋１４を内側へ押圧することにより、カセットホルダがケース本体１１内に収納されつつ、開口部が開閉蓋１４によって閉じられる。この開閉蓋１４の開放操作は、蓋開放ボタン１５をスライド操作することによって自動的に行われる。蓋開放ボタン１５は開閉蓋１４の上部に取り付けられていて、そのスライド操作に基づき開閉蓋１４のロックが解除され、開閉蓋１４の上部がケース本体１１の側方に傾けられて、カセット挿入口が上方に開放される。

また、ケース本体１１の背面の開閉蓋１４と反対側には、凹陥部からなるバッテリー収納部１６が設けられている。このバッテリー収納部１６には、電源としてのバッテリー１７が着脱可能に装着されている。そして、ケース本体１１の背面の開閉蓋１４側には、撮像手段を操作するための多数の操作ボタン（例えば、音量調節ボタン、ホワイトバランスボタン、モード切換ボタン等）１８が設けられている。

ケース本体１１の上部には、レンズ装置１２の光軸方向である前後方向に延在された取手２０が一体に設けられている。取手２０は、ケース本体１１の前側上部に立設された前脚部２０ａと、ケース本体１１の後側上部に立設された後脚部２０ｂと、前脚部２０ａと後脚部２０ｂの上端間を連結する把持部２０ｃとから構成されている。この取手２０の後脚部２０ｂの上部には、電子ビューファインダ２１が取り付けられている。電子ビューファインダ２１は光軸方向後方に突出されていて、先端部にはアイカップ２２が取り付けられている。この電子ビューファインダ２１は、後脚部２０ｂに回動自在に支持されており、アイカップ２２側が略８０度上方へ回動可能に構成されている。

取手２０の前端部には、把持部２０ｃの先端に連続する台座部２４と、この台座部２４の先端に連続して光軸方向前方に突出する突出部２５が設けられている。突出部２５は、前方及び左右側方に開口された中空状の部分からなり、その内部にはマイクロホン２６が収納されている。また、台座部２４は、光軸方向と交差する方向の両側に張り出すように比較的大きく形成されていて、上面に開口する凹陥部が設けられている。この台座部２４には、多数の操作ボタンからなる操作ボタン群２７を有する蓋体が一体的に嵌合固定されている。

台座部２４に装着された蓋体の上面は、光軸方向前側を高くして後方へ傾斜するように形成されている。これにより、ビデオカメラ１０を体の前にささげ持つ撮影者の目線が、蓋体面に対して垂直に近い角度となるようにしている。この蓋体に設けられる操作ボタン群２７の具体的内容としては、例えば、再生ボタン、停止ボタン、早送りボタン、巻戻しボタン、一時停止ボタン、音量調整スイッチ、バックライトスイッチ等を挙げることができる。

この台座部２４の一方の側部には、回動支持部３０を介して表示装置の一具体例を示す液晶ディスプレイ１３が回動動作及び反転動作可能に取り付けられている。液晶ディスプレイ１３は、映像が表示される表示部１３ａと、この表示部１３ａを露出させる開口が設けられたケース部１３ｂを備えており、ケース部１３ｂが回動支持部３０と連結されている。回動支持部３０は、台座部２４に対して液晶ディスプレイ１３を光軸方向と直交する方向である左右方向Ｓに回動可能とした第１の回動部と、液晶ディスプレイ１３を光軸方向である前後方向Ｔに回動可能とした第２の回動部から構成されている。

第１の回動部は、台座部２４の一側部において所定間隔をあけて設けられた一対の軸受部３１，３１と、両軸受部３１間に介在される軸受片３２と、これら一対の軸受部３１，３１及び軸受片３２を貫通する第１の回動軸３３から構成されている。第１の回動軸３３の軸心線方向と直交する方向に液晶ディスプレイ１３が略１８０度の角度範囲で左右方向Ｓに回動可能とされている。その結果、液晶ディスプレイ１３は、表示部１３ａと反対側のケース面が表側に現されるディスプレイ閉じ状態と、図２に示すように液晶ディスプレイ１３を左右方向へ１８０度回動させて表示部１３ａを表側に現したディスプレイ開き状態を取ることができる。

第２の回動部は、軸受片３２と、この軸受片３２に立設された図示しない第２の回動軸と、この第２の回動軸とケース部１３ｂとの間に摩擦力を生じさせて液晶ディスプレイ１３を任意の角度で保持できるようにした図示しない回動摩擦機構から構成されている。第２の回動軸は第１の回動軸３３の軸心線方向と直交する方向に延在されていて、これにより液晶ディスプレイ１３が略２７０度の角度範囲で前後方向Ｔに回動可能とされている。

その結果、液晶ディスプレイ１３は、図２に示すように表示部１３ａを上側に現した状態から後方へ９０度回動させて表示部１３ａを背面に向けた状態（通常の撮影状態）を経て、更に後方へ９０度回動させることによりケース面を上側に現した状態（表示部１３ａは下向き）と、その状態から逆方向へ２７０度回動させて表示部１３ａを前面に向けた状態（自己を撮影する状態）を取ることができる。

また、液晶ディスプレイ１３は、その表示部１３ａを下に向けてケース面を上側に現した状態から左右方向に１８０度回動させることにより、台座部２４の上に液晶ディスプレイ１３を重ね合わせて表示部１３ａを上側に現した状態を取ることができる。なお、液晶ディスプレイ１３の表示部１３ａが被写体に向く状態（自己を撮影する状態）のときには、切換スイッチの作動を介して画像が自動的に反転するように構成する。

このように台座部２４によって姿勢変更可能に支持された液晶ディスプレイ１３の近傍であって、取手２０の把持部２０ｃの前端部には、撮像手段を操作するための操作ボタンの一具体例を示す録画ボタン３５と、レンズ装置１２を操作するための操作ボタンの一具体例を示すズームボタン３６が設けられている。

録画ボタン３５とズームボタン３６は横並びに配置されていて、取手２０を手で持ってビデオカメラ１０をさげた状態において、その持ち方を変えることなく親指でともに操作できる位置に設定されている。これら録画ボタン３５及びズームボタン３６は、操作性を向上するために取手２０に設けた第２の録画ボタン及び第２のズームボタンである。そのため、図示しないが、ケース本体１１の開閉蓋１４と反対側の側面上部には、第２の録画ボタンと第２のズームボタンとが別個独立に設けられている。

図２は、上述したような構成を有するビデオカメラ１０のケース本体１１内に収納されたレンズ装置１２とＣＣＤプリズム組立体４０との関係を説明する図である。ＣＣＤプリズム組立体４０はレンズ装置１２の光軸上後方に配置されていて、レンズ装置１２から入力される光は、３板式色分離プリズム１で緑色成分光（Ｇ）、青色成分光（Ｂ）、赤色成分光（Ｒ）の３原色に分離される。この色分離プリズム１で分離された各色成分光に関する情報は、それらに対応する３個のＣＣＤ４１，４２，４３にそれぞれ個別に入力される。そして、３個のＣＣＤ４１，４２，４３からＧ，Ｂ，Ｒの各色成分光に対応する信号が出力され、それらの情報信号が色信号処理回路４４に入力される。

この色信号処理回路４４で所定の信号処理がなされた後、所定の映像信号が表示装置１３に出力されて画像表示が行われ、或いは所定の映像信号がＤＶカセットの記録媒体に記録される。このように光をＧ，Ｂ，Ｒの３原色に分離して、各色成分光に対応した信号を出力するＣＣＤプリズム組立体４０は、図３及び図４に示すような構成となっている。

図３及び図４は、レンズ装置１２の光軸方向と垂直をなす方向からＣＣＤプリズム組立体４０を見たものである。このＣＣＤプリズム組立体４０は、プリズム間にギャップ（空気層）を設けた３板式色分離プリズム１を備えたタイプのもので、３個のプリズム体２，３，４と、３個の色分離フィルタ５，６，７と、スペーサ８と、３個のＣＣＤ４１，４２，４３とを備えて構成されている。

第１プリズム体２は、入射光４５が第１番目に通過するプリズムであり、レンズ装置１２によって導かれる入射光４５のうち緑色成分の光のみを取り出すものである。この第１プリズム体２は平面形状が三角形をなしており、レンズ装置１２を通過した光が入射される入射面２ａと、その入射光のうち特定波長の色成分光（略５００ｎｍ以上の緑色成分からなる光：Ｇ）のみを反射して残りの色成分光を透過させる反射兼透過面２ｂと、反射された緑色成分光４６が外部に出射される出射面２ｃとを有している。

この第１プリズム体２の入射面２ａと反射兼透過面２ｂと出射面２ｃとの３面は、研磨等によって光学鏡面に処理されている。更に、反射兼透過面２ｂには、入射光４５のうちの特定波長の色成分光の一具体例を示す緑色成分光Ｇのみを反射して他の色成分光（本実施例では、略４５０ｎｍ付近の青色成分からなる光：Ｂと、略６５０ｎｍ付近の赤色成分からなる光：Ｒ）を透過させるために、波長選択性の誘電体多層膜が真空蒸着法等の処理手段によって形成されている。

これにより、第１プリズム体２において、入射面２ａから入射された光は、反射兼透過面２ｂによって緑色成分光４６のみが反射され、その反射光４６が入射面２ａで反射される。入射面２ａで反射された反射光４６は出射面２ｃに導かれ、その出射面２ｃからプリズム外に出射される。また、入射光４５のうち残りの青色成分Ｂと赤色成分Ｒとを含む光は、そのまま第１プリズム体２を透過して反射兼透過面２ｂから出射される。

第２プリズム体３は、入射光４５が第２番目に通過するプリズムであり、第１プリズム体２を透過した光のうち青色成分の光のみを取り出すものである。この第２プリズム体３は平面形状が三角形をなしており、第１プリズム体２を透過した光が入射される入射兼反射面３ａと、その入射光のうち特定波長の色成分光（略４５０ｎｍ付近の青色成分からなる光：Ｂ）４７のみを反射させる反射兼透過面３ｂと、反射された青色成分光４７が外部に出射される出射面３ｃとを有している。

第２プリズム体３の入射兼反射面３ａと反射兼透過面３ｂと出射面３ｃとの３面は、研磨等によって光学鏡面に処理されている。更に、反射兼透過面３ｂには、入射光のうちの特定波長の色成分光の一具体例を示す青色成分光４７のみを反射して他の色成分光（本実施例では、略６５０ｎｍ付近の赤色成分からなる光：Ｒ）を透過させるために、波長選択性の誘電体多層膜が真空蒸着法等の処理手段によって形成されている。

これにより、第２プリズム体３において、入射兼反射面３ａから入射された光は、反射兼透過面３ｂによって青色成分光４７のみが反射され、その反射光４７が入射兼反射面３ａで反射される。入射兼反射面３ａで反射された反射光４７は出射面３ｃに導かれ、その出射面３ｃからプリズム外に出射される。また、入射光のうち残りの赤色成分Ｒのみからなる光は、そのまま第２プリズム体３を透過して反射兼透過面３ｂから出射される。

第３プリズム体４は、入射光４５が第３番目に通過するプリズムであり、第２プリズム体３を透過した光のうち残りの赤色成分の光を取り出すものである。この第３プリズム体４は平面形状が四角形をなしており、第２プリズム体３を透過した光が入射される入射面４ａと、その入射光である特定波長の色成分光（本実施例では、略６５０ｎｍ付近の赤色成分からなる光：Ｒ）をそのまま外部に出射する出射面４ｂとを有している。第３プリズム体４の入射面４ａと出射面４ｂの２面は、研磨等によって光学鏡面に処理されている。これにより、第３プリズム体４において、入射面４ａから入射された赤色成分光４８は、そのまま出射面４ｂに導かれ、その出射面４ｂからプリズム外に出射される。

また、第１プリズム体２の反射兼透過面２ｂと第２プリズム体３の入射兼反射面３ａとの間には、緑色成分光４６が全反射するように１０ミクロン程度の空気層９を形成するためのスペーサ８が介在されている。この実施例で示すスペーサ８は、四角形の板状部材を枠状に形成したものを用いた。しかしながら、スペーサ８の形状及び構造は、この実施例に限定されるものではなく、例えば、ワイヤ状の部材や粒状の部材等を用いることができ、これらをプリズム体間に介在させて隙間を設け、その隙間によって空気層を形成してもよい。なお、粒状部材を用いて空気層を形成する場合は、その粒状部材を接着剤に含有させて用いるようにしてもよく、これにより空気層の成形工程を簡略化することができる。

このような形状及び構造を有する３個のプリズム体のうち、第１プリズム体２と第２プリズム体３は、スペーサ８を介して接着剤によって接合されている。これに対して、第２プリズム体３と第３プリズム体４は、接着剤によって直接接合されている。そして、３個のプリズム体２，３，４の各出射面２ｃ，３ｃ，４ｂには、それぞれの色成分の分光特性を調整するための色分離フィルタ５，６，７がそれぞれ接着剤によって接合されている。更に、３個の色分離フィルタ５，６，７にはそれぞれＣＣＤ４１，４２，４３が接着剤によって接合されている。

即ち、第１プリズム体２の出射面２ｃには第１色分離フィルタ５が接着剤によって接合され、その第１色分離フィルタ５には第１ＣＣＤ４１が接着剤によって接合されている。同様に、第２プリズム体３の出射面３ｃには第２色分離フィルタ６が接着剤によって接合され、その第２色分離フィルタ６には第２ＣＣＤ４２が接着剤によって接合されている。そして、第３プリズム体４の出射面４ｂには第３色分離フィルタ７が接着剤によって接合され、その第３色分離フィルタ７には第３ＣＣＤ４３が接着剤によって接合されている。

図３に示すように、第１プリズム体２と第１ＣＣＤ４１は、これらを透過する緑色成分光４６の光軸が一致するように位置関係を調整する。また、第２プリズム体３と第２ＣＣＤ４２は、これらを透過する青色成分光４７の光軸が一致するように位置関係を調整する。同様に、第３プリズム体４と第３ＣＣＤ４３は、これらを透過する赤色成分光４８の光軸が一致するように位置関係を調整する。そして、３個のＣＣＤ４１，４２，４３の結像面が、すべて同一の結像面となるように互いの位置関係を調整する。

次に、前記構成を有する３板式色分離プリズム１の接合方法について説明する。まず、第１プリズム体２の反射兼透過面２ｂに空気層９を設けるため、その反射兼透過面２ｂにスペーサ８を接着固定する。空気層９は結像性能の低下につながるため薄い程よいが、スペーサ８の加工精度と貼り付け時の作業性を考慮すると、１０ミクロン程度に設定するのが好適である。このスペーサ８を反射兼透過面２ｂに貼り付けるための接着剤としては、紫外線硬化性樹脂接着剤でもよく、また、熱硬化性樹脂接着剤や２液性硬化型樹脂接着剤であってもよい。

次に、第１プリズム体２に接合されたスペーサ８に第１接着剤を塗布し、これに第２プリズム体３の入射兼反射面３ａを貼り付け、大体の位置合わせをして所定の治具で保持する。次に、第２プリズム体３の出射面３ｂに第１接着剤を塗布し、これに第３プリズム体４の入射面４ａを貼り付け、大体の位置合わせをして所定の治具で保持する。

次に、色分離プリズム１に対するＣＣＤ４１〜４３の接合方法について説明する。まず、第１プリズム体２の出射面２ｃに第１接着剤を塗布し、これに第１色分離フィルタ５を貼り付ける。続いて、第１色分離フィルタ５に第２接着剤を塗布し、これに第１ＣＣＤ４１を貼り付ける。以下同様にして、第２プリズム体３の出射面３ｃに第１接着剤を塗布し、これに第２色分離フィルタ６を貼り付ける。続いて、第２色分離フィルタ６に第２接着剤を塗布し、これに第２ＣＣＤ４２を貼り付ける。更に、第３プリズム体４の出射面４ｂに第１接着剤を塗布し、これに第３色分離フィルタ７を貼り付ける。続いて、第３色分離フィルタ７に第２接着剤を塗布し、これに第３ＣＣＤ４３を貼り付ける。

なお、前記３個の色分離フィルタ５，６，７は、求められる色分離特性によっては使用しないこともある。その場合には、色分離プリズム１の３個の出射面２ｃ，３ｃ，４ｂには、第２接着剤を塗布するようにする。

また、第１接着剤と第２接着剤は、互いに特性の異なるものを使用する。特性の異なる接着剤としては、例えば、接着剤を塗布したときからそれが硬化するまでの時間が異なるものを挙げることができる。この場合、硬化するまでの時間が異なるものとしては、材質の異なる接着剤を含むことは勿論のこと、同一の化学成分であっても、硬化時間が異なるように構成されているものであれば含まれるものである。具体的には、エポキシ系接着剤とシリコン系接着剤とフェノール系接着剤等のうち任意の２つの組み合わせを挙げることができる。

更に、特性の異なる接着剤としては、例えば、硬化手段の異なるものを挙げることができる。例えば、紫外線の照射によって硬化される紫外線硬化性樹脂接着剤と、加熱によって硬化される熱硬化性樹脂接着剤との組み合わせ等である。具体的には、紫外線硬化性樹脂接着剤としては、商品名「ワールドロック」（協立化学産業株式会社製）を挙げることができる。これは紫外線硬化型エポキシ系接着剤（化学名）であり、主な成分としては、エポキシオリゴマーとＵＶ反応性モノマーと添加剤と光重合開始剤等が用いられている。また、熱硬化性樹脂接着剤としては、例えば、前述したエポキシ系接着剤、シリコン系接着剤、フェノール系接着剤等を挙げることができる。

更に又、特性の異なる接着剤の組み合わせとしては、上述した接着剤を塗布したときから所定時間で硬化するものと、塗布した後に硬化手段を施すことによって硬化するものと、の組み合わせからなるものであってもよい。即ち、第１接着剤と第２接着剤との硬化タイミングをある程度自由に設定し、調整することができる２種類の接着剤であれば、本願発明に適用できるものである。

図３〜図８に示した実施例では、第１接着剤として紫外線硬化性樹脂接着剤を使用し、第２接着剤として熱硬化性樹脂接着剤を使用した例について説明している。しかしながら、第１接着剤として熱硬化性樹脂接着剤を使用し、第２接着剤として紫外線硬化性樹脂接着剤を使用してもよいことは勿論である。

次に、前述したように２種類の接着剤で仮に固定されたＣＣＤプリズム組立体の位置調整方法について説明する。これは、色分離プリズム１とＣＣＤ４１〜４３との間の位置関係を調整するもので、図示しない所定機能を有する調整治具を使用して、３個のプリズム体２〜４と３個のＣＣＤ４１〜４３をそれぞれ３軸方向（互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向と、回転する方向であるΘ軸方向）に調整可能な軸調整機構によって保持すると共に、３個の色分離フィルタ５〜７をそれぞれ２軸方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に調整可能な調整機構によって保持する。

次に、図５に示すように、色分離プリズム１の撮像側に結像光学装置５０を配置し、結像素子面と結像面とが略一致するようにセットする。その後、位置情報が施されたテストチャートを結像光学装置５０によって３個のＣＣＤ４１〜４３に結像させ、これにより結像されたテストチャート画像をデータとして取り込む。そして、３個のＣＣＤ４１〜４３においてテストチャートのパターンが完全に一致するように、軸調整機構によって３個のプリズム体２〜４と３個のＣＣＤ４１〜４３をそれぞれ３軸方向に調整する。

これと同時に又は前後して、３個の色分離フィルタ５〜７についても、軸調整機構によってそれぞれ２軸方向に調整する。しかしながら、３個の色分離フィルタ５〜７の接合面内における位置は結像性能には直接影響しないため、その調整精度は、３個のプリズム体２〜４及び３個のＣＣＤ４１〜４３の位置精度に比べて低い精度で調整すればよい。

次に、３個のプリズム体２〜４及び３個のＣＣＤ４１〜４３の固着方法について説明する。図６は、その固着方法を説明するための図であり、第１の硬化手段である紫外線発生装置５２と、第２の硬化手段である加熱装置５３とが配設されている。紫外線発生装置５２は、放射される紫外線が色分離プリズム１の全体に満遍なく照射されるように配置する。また、加熱装置５３は、同じく色分離プリズム１の全体を満遍なく加熱できるように配置する。

このような状態において、はじめに、紫外線発生装置５２を動作させて、前述の方法で位置調整された色分離プリズム１の全体に、波長３６５ｎｍに強度ピークを有する紫外線を照射し、その紫外線によって第１接着剤である紫外線硬化性樹脂接着剤を硬化させる。このとき、紫外線硬化性樹脂接着剤の硬化によって歪や硬化収縮が起こるため、調整後の固着位置は、硬化前とは完全には一致しない。その結果、調整位置のずれが発生するが、この時点では、第２接着剤である熱硬化性樹脂接着剤がまだ硬化していないため、その位置ずれは、次の第２接着剤の硬化によってある程度吸収することができる。

次に、加熱装置５３を動作させて、紫外線硬化性樹脂接着剤が硬化した後の色分離プリズム１の全体を加熱し、その加熱によって熱硬化性樹脂接着剤を硬化させる。この際、３個のＣＣＤ４１〜４３は可動（位置調整が可能）であるため、前述の紫外線硬化性樹脂接着剤の硬化時における歪及び硬化収縮により生じた位置ずれを補正し、テストチャートのパターンが完全に一致するように、３個のＣＣＤ４１〜４３の位置を調整する。そして、色分離プリズム１の全体を熱硬化性樹脂接着剤が固着する温度まで加熱し、３個のＣＣＤ４１〜４３を３個の色分離フィルタ５〜７にそれぞれ接合する。

本実施例によれば、ＣＣＤ４１〜４３を最終的に固着する際にも歪や硬化収縮は発生するが、従来の方法に比較して、歪や硬化収縮の発生箇所が最小限に留められているため、ＣＣＤプリズム組立体４０全体の総合的な位置ずれ量を小さく改善することができる。しかも、調整治具にセットしたままですべての固着作業を完了することができるため、調整工数を削減し、製造工程の簡略化を図ることができる。

図７及び図８は、本発明の第２実施例を説明する図である。この第２実施例は、前述した第１実施例のスペーサ８を廃止したもので、ＣＣＤプリズム組立体の構造を簡略化したものである。

ＣＣＤプリズム組立体６０は、プリズム間のギャップ（空気層）を無くした３板式色分離プリズム１Ａを備えたタイプのもので、構成要素の面では第１実施例のスペーサ８を無くしただけで他の構成要素は同じである。即ち、ＣＣＤプリズム組立体６０は、３個のプリズム体２Ａ，３Ａ，４Ａと、３個の色分離フィルタ５，６，７と、３個のＣＣＤ４１，４２，４３とを備えて構成されているが、第２プリズム体３Ａの形状が少々変更されている。このＣＣＤプリズム組立体６０について、前述したＣＣＤプリズム組立体４０と同一部分には同一の符号を付して、重複する部分の説明を省略する。

第１プリズム体２Ａは、前記第１プリズム体２と略同様の形状及び構造を有しており、入射面２ａと反射兼透過面２ｂと出射面２ｃとが設けられている。第１プリズム体２Ａの出射面２ｃには第１色分離フィルタ５が固着され、これに第１ＣＣＤ４１が固着されている。また、第３プリズム体４Ａも前記第３プリズム体４と略同様の形状及び構造を有しおり、入射面４ａと出射面４ｂとが設けられている。そして、第３プリズム体４Ａの出射面４ｂに第３色分離フィルタ７が固着され、これに第３ＣＣＤ４３が固着されている。

第２プリズム体３Ａは、前記第２プリズム体３とは形状が少々異なって平面形状が四角形をなしており、その４面のうちの３面が入射兼反射面３ａと反射兼透過面３ｂと出射面３ｃとされている。第１プリズム体２Ａの反射兼透過面２ｂには前記第２プリズム体３の入射兼反射面３ａが直接接合され、この入射兼反射面３ａの一側に反射兼透過面３ｂが配置され、他側に出射面３ｃが配置されている。そして、第２プリズム体３Ａの出射面３ｃに第２色分離フィルタ６が固着され、これに第２ＣＣＤ４２が固着されている。

このような構成を有するＣＣＤプリズム組立体６０によっても、前述した第１実施例のＣＣＤプリズム組立体４０と同様の作用及び効果を得ることができる。なお、第１及び第２実施例では、まず、第１プリズム体２，２Ａで緑色成分光を分離し、次に、第２プリズム体３，３Ａで青色成分光を分離して、残りの赤色成分光を第３プリズム体４，４Ａに透過させる例について説明したが、これに限定されるものではなく、各成分光を分離させる順序は任意に設定できるものである。

以上説明したように、従来の方法では、３個のプリズムと３個の固体撮像素子との取付位置をすべて同時に調整した後、それらの間を接合する接着剤を一度に固着しなければならなかったことから、高い調整精度が要求されていたが、本発明によれば、例えば、３個のプリズムと３個の固体撮像素子を、一度のセッティングによって多段階に固着できるようになった。そのため、３個のプリズムと３個の固体撮像素子との取付位置の調整精度を向上させることができると共に、その調整工数を削減できるようになった。

また、前述した実施例では、３個のプリズムに３個の撮像素子を接合した３板式色分離プリズムに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２個又は４個或いは５個以上のプリズム及び／又は撮像素子を接合することによって得られる光学部品に適応できることは勿論である。
例えば、２つの撮像素子を使用する場合としては、色信号と明度信号とに分ける、いわゆるＹＣ分離型の光学部品、或いは、緑色専用に１枚の撮像素子を用い、赤色と青色を併せて１枚の撮像素子を用いる場合等を挙げることができる。また、４枚以上の撮像素子を使用する場合としては、例えば、赤青緑の各１枚と、赤の負感度と呼ばれる４色目の色としてエメラルドグリーンに１枚を使用して合計４枚を用いる場合や、赤青緑のうち１つの色を更に２つ以上の周波数に分離して感知するように合計４枚を用いる場合等、撮像素子の枚数は必要に応じて任意に増やすことができるものである。

本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。前記実施例においては、ビデオカメラの撮像手段に用いられるＣＣＤプリズム組立体の製造に適用した例について説明したが、その他にも、例えば、ダイクロイックプリズムに３個或いは４個の固体撮像素子を接合することによって構成される光学組立体、偏向ビームスプリッター等の光学部品の製造に適用できるものである。

本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品の一実施例を示すＣＣＤプリズム組立体が使用される電子機器の一具体例を示すビデオカメラの斜視図である。 図１に示すビデオカメラに搭載された３ＣＣＤカメラシステムの説明図である。 本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品の第１の実施例に係る空気層を有する３板式色分離プリズムを示す説明図である。 図３に示す３板式色分離プリズムを分解した説明図である。 図３に示す３板式色分離プリズムのプリズム体と固体撮像素子の位置調整方法を示す説明図である。 図３に示す３板式色分離プリズムのプリズム体と固体撮像素子の固着方法を示す説明図である。 本発明の光学部品の製造方法によって製造される光学部品の第２の実施例に係る空気層の無い３板式色分離プリズムを示す説明図である。 図７に示す３板式色分離プリズムを分解した説明図である。

符号の説明

１，１Ａ…色分離プリズム、 ２，２Ａ，３，３Ａ，４，４Ａ…プリズム体、 ２ａ，４ａ…入射面、 ２ｂ，３ｂ…反射兼透過面、 ２ｃ，３ｃ，４ｂ…出射面、 ３ａ…入射兼反射面、 ５，６，７…色分離フィルタ、 ８…スペーサ、 ９…空気層、 １０…ビデオカメラ（電子機器）、 １２…レンズ装置、 ４０，６０…ＣＣＤプリズム組立体（光学部品）、４１，４２，４３…ＣＣＤ（固体撮像素子）、４５…入射光、 ４６，４７，４８…色成分光、 ５０…結像光学装置、 ５２…紫外線発生装置、 ５３…加熱装置

Claims (8)

1. 接着剤を用いて複数の光学素子を複数箇所で接合することにより一体化される光学部品の製造方法において、
   前記接着剤は、前記複数箇所毎に特性の異なるものを使用し、使用箇所によって前記複数の接着剤が硬化するタイミングを変えるようにしたことを特徴とする光学部品の製造方法。
2. 前記特性の異なる複数の接着剤は、前記接着剤を塗布したときから硬化までの時間が異なるものの組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。
3. 前記特性の異なる複数の接着剤は、塗布した後の硬化手段が異なるものの組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。
4. 前記特性の異なる複数の接着剤は、紫外線の照射によって硬化される紫外線硬化性樹脂接着剤と、加熱によって硬化される熱硬化性樹脂接着剤と、の組み合わせからなることを特徴とする請求項３記載の光学部品の製造方法。
5. 前記特性の異なる複数の接着剤は、前記接着剤を塗布したときから所定時間で硬化するものと、塗布した後に硬化手段を施すことによって硬化するものと、の組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。
6. 前記光学部品は、複数のプリズム体と、それぞれのプリズム体に接合される当該プリズム体と同数の固体撮像素子と、が一体化された色分離プリズムであり、
   前記複数のプリズム体を第１接着剤によって互いに貼着した後、前記複数の固体撮像素子を前記第１接着剤とは特性の異なる第２接着剤によって前記複数のプリズム体に貼着し、
   前記第１接着剤と前記第２接着剤のいずれか一方を他方より先に硬化させることを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。
7. 前記光学部品は、複数のプリズム体と、それぞれのプリズム体に接合される当該プリズム体と同数の色分離フィルタと、それぞれの色分離フィルタに接合される当該色分離フィルタと同数の固体撮像素子と、が一体化された色分離プリズムであり、
   前記複数のプリズム体を第１接着剤によって互いに貼着し、前記複数の色分離フィルタを前記第１接着剤によって前記複数のプリズム体に貼着した後、前記複数の固体撮像素子を前記第１接着剤とは特性の異なる第２接着剤によって前記複数のプリズム体に貼着し、
   前記第１接着剤と前記第２接着剤のいずれか一方を他方より先に硬化させることを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。
8. 前記第１接着剤及び前記第２接着剤のうち、一方の接着剤は紫外線の照射によって硬化される紫外線硬化性樹脂接着剤であって他方の接着剤は加熱によって硬化される熱硬化性樹脂接着剤であり、
   前記紫外線の照射による硬化手段と前記加熱による硬化手段を時間的に前後して施すことにより、前記紫外線硬化性樹脂接着剤と前記熱硬化性樹脂接着剤のいずれか一方を先に硬化させて他方を後で硬化させることを特徴とする請求項６又は７記載の光学部品の製造方法。

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