JP2006220774A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 傾斜した反射面を備えたプリズム状の光学素子を効率よく製造することのできる製造方法を得る。
【解決手段】 以下の工程からなる光学素子（ミラー）の製造方法。複数のガラス製平行平板１０を準備する工程、接着剤にて平行平板１０を仮接着して積層体１１を形成する工程、積層体１１を傾斜角度θに沿った所定のピッチで複数の平行な第１の切断方向ａに沿って複数の積層分割体１２に切断する工程、積層分割体１０の切断面どうしを対向させて積層し、接着剤にて仮接着する工程、仮接着された複数の積層分割体１２を積層面に垂直な第２の切断方向ｂに沿って複数の仮接着平板１３に切断する工程、接着剤を溶解して仮接着平板から長尺状のミラー連結体１４とする工程、連結体１４を所定の寸法に切断して個々のミラー１に分離する工程。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学素子の製造方法、特に、傾斜した反射面を備えたプリズム状の光学素子の製造方法に関する。

従来、光学素子の一つとして、図５に示すように、傾斜面１ａに光反射膜を備えたプリズム状のミラー１が用いられている。この種のミラー１は、例えば、記録用ディスク９の記録／再生光ピックアップに組み込まれる。光源５から放射された光ビームのうちビームスプリッタ６の偏光分離膜６ａを透過した所定の偏光成分を光反射膜で反射してレンズ７を介してディスク９に導く。ディスク９からの反射光は、偏波面が回転した状態となって前記とは逆方向に進行し、偏光分離膜６ａで反射され、受光素子８にて検出される。

プリズム状をなす前記ミラー１は、従来、図６に示すように、傾斜面１ａを有する長尺状のミラー連結体１’をガラス材にて製作し、該連結体１’の傾斜面１ａに光反射膜を成膜するとともに、一点鎖線で示すように所定の寸法に切断して個々のミラーに分離して製作されていた。しかし、この製造方法は、長尺のミラー連結体を１本１本製作していくため、効率的ではなく、より多くの多数個取りが可能な製造方法が求められている。

一方、特許文献１には、偏光ビームスプリッタを以下の工程を経て製造することが開示されている。

（ａ）複数枚の平板状光学部材を準備し、一面に偏光分離膜を形成し、他面にマッチング膜を形成する工程、
（ｂ）４５°の傾斜角度で前記光学部材を接着剤を介して階段状に積層して積層体を形成する工程、
（ｃ）接着一体化された積層体を４５°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工程、
（ｄ）切断された各積層分割体の両面を鏡面加工し、その加工面に反射防止膜を形成する工程、
（ｅ）反射防止膜を形成した複数の積層分割体を整合状態で積層して、各積層分割体間をパラフィンにて仮止めする工程、
（ｆ）仮止めされた複数の積層分割体を前記切断面に垂直な切断面に沿って切断して仮止め積層体を形成する工程、
（ｇ）仮止め積層体の切断面の両面を鏡面加工し、その加工面に反射防止膜を形成する工程、
（ｈ）仮止め積層体を前記切断面に垂直な方向に所定の間隔にて切断し、複数のビームスプリッタ連結体を形成する工程、
（ｉ）ビームスプリッタ連結体を加熱してパラフィンを溶解除去して個々のビームスプリッタに分離する工程。

前記製造工程では、平板状光学部材を積層して切断、再積層、切断を繰り返して個々のビームスプリッタを多数個取りする技術思想が示唆されているものの、ミラーの製造までも考慮したものではない。
特開２０００−１４３２６４号公報

そこで、本発明の目的は、傾斜した反射面を備えたプリズム状の光学素子を効率よく製造することのできる製造方法を提供することにある。

以上の目的を達成するため、第１の発明に係る光学素子の製造方法は、
（Ａ）複数の透明媒質からなる平行平板を準備する工程と、
（Ｂ）第１の接着剤にて前記平行平板を仮接着して積層体を形成する工程と、
（Ｃ）前記積層体を所定の傾斜角度に沿った所定のピッチで複数の平行な第１の切断方向に沿って複数の積層分割体に切断する工程と、
（Ｄ）前記積層分割体の切断面どうしを対向させて積層し、第２の接着剤にて仮接着する工程と、
（Ｅ）仮接着された複数の積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程と、
（Ｆ）前記第１及び第２の接着剤を溶解し、前記仮接着平板から長尺状の光学素子連結体とする工程と、
（Ｇ）前記光学素子連結体を所定の寸法に切断して個々の光学素子に分離する工程と、
を備えたことを特徴とする。

第１の発明に係る製造方法においては、複数の透明媒質からなる平行平板を仮接着した積層体を形成し、第１の切断工程で複数の積層分割体に切断した後、さらに、該積層分割体を仮接着して第２の切断工程で複数の仮接着平板に切断し、第１及び第２の接着剤を溶解することで長尺の光学素子連結体を得る。即ち、前記一連の工程で、個々の光学素子（ミラー）に分離する直前の長尺の光学素子連結体を効率よく得ることができ、ひいては、傾斜した反射面を備えたプリズム状の光学素子を効率よく製造することができる。

第１の発明に係る製造方法では、前記積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程において、前記平行平板の仮接着面の中間位置で切断することが好ましい。同一形状の光学素子が効率よく製造されることになる。

第２の発明に係る光学素子の製造方法は、
（Ａ）第１の厚さを有する複数の透明媒質からなる第１の平行平板と、第１の厚さより薄い第２の厚さを有する複数の第２の平行平板を準備する工程と、
（Ｂ）第１の接着剤にて前記第１及び第２の平行平板を仮接着して積層体を形成する工程と、
（Ｃ）前記積層体を所定の傾斜角度に沿った所定のピッチで複数の平行な第１の切断方向に沿って複数の積層分割体に切断する工程と、
（Ｄ）前記積層分割体の切断面どうしを対向させて積層し、第２の接着剤にて仮接着する工程と、
（Ｅ）仮接着された複数の積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程と、
（Ｆ）前記第１及び第２の接着剤を溶解し、前記仮接着平板から長尺状の光学素子連結体とする工程と、
（Ｇ）前記光学素子連結体を所定の寸法に切断して個々の光学素子に分離する工程と、を備え、
（Ｈ）前記第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程においては、第１及び第２の平行平板の仮接着面を含まない位置と該仮接着面を含む位置とで切断すること、
を特徴とする。

第２の発明に係る製造方法においても、前記第１の発明に係る製造方法と同様に、個々の光学素子（ミラー）に分離する直前の長尺の光学素子連結体を効率よく得ることができることは勿論、傾斜した反射面の先端角部を切り取った形状のプリズム状の光学素子を材料の無駄を少なくして製造することができる。

前記第１の発明に係る製造方法においては、平行平板の両面又は一方の面に光反射膜が成膜されていてもよい。前記第２の発明に係る製造方法においては、第１の平行平板の両面又は一方の面に光反射膜が成膜されていてもよい。あるいは、第１及び第２の発明に係る製造方法において、さらに、長尺状の光学素子連結体又は個々に分離された光学素子の傾斜面に光反射膜を成膜する工程を備えてもよい。

前記第１及び第２の製造方法において、前記第１及び第２の接着剤として光硬化型接着剤を使用し、該接着剤を仮硬化させるようにしてもよい。

さらに、前記積層体を複数の積層分割体に切断した後、該積層分割体の切断面の両面を研磨する工程と、前記積層分割体を複数の仮接着平板に切断した後、該仮接着平板の切断面の両面を研磨する工程と、を備えてもよい。光を素子の内部を透過させて反射させる形態で使用するミラーを得ることができる。

以下、本発明に係る光学素子の製造方法の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施例、図１参照）
本第１実施例は、図５に示した光ピックアップに組み込まれるミラー１を製造するためのものであり、図１に示す工程（Ａ）〜（Ｇ）の順序で製造される。このミラー１は、図４（Ａ）に示すように、直方体の角部を切り取った傾斜面１ａを有し、垂直断面が台形の四角形状のプリズムである。より詳しくは、垂直断面が台形の四角柱で、互いに隣接する垂直な三つの面１ｂ，１ｃ，１ｄと、角度θをなす傾斜面１ａとを有する四角柱状のプリズムである。

まず、工程（Ａ）では、複数のガラス製平行平板１０を準備し、該平行平板１０の両面に光反射膜を成膜する。光反射膜とは、例えば、アルミニウム、銀などの金属膜、誘電体多層膜あるいは金属膜と誘電体膜とを積層した膜であり、例えば、蒸着やスパッタリングによって成膜される。

工程（Ｂ）では、第１の接着剤にて平行平板１０を所定の傾斜角度θ（例えば４５°）にずらせた状態で仮接着して積層体１１を形成する。この場合、角度θの傾斜面２１を形成した治具２０を使用すると作業性が良好である。第１の接着剤としては、溶剤に溶ける性質を有する材料が使用され、例えば、溶解性の紫外線硬化型接着剤を仮硬化させることで積層体１１を仮接着する。

紫外線硬化型接着剤の溶剤としては、例えば、炭化水素系洗浄剤が使用される。仮接着用の接着剤を溶解する剥離剤（溶剤）は使用する接着剤の種類により異なり、接着剤の種類に応じて、水系剥離剤、高温（例えば８０℃以上）の水、あるいは、有機溶剤等が使用できる。

なお、工程（Ｂ）においては、必ずしも平行平板１０を所定の傾斜角度θにずらせた状態で仮接着する必要はないが、次工程（Ｃ）での切断を考慮すると、傾斜角度θにずらせたほうが材料の無駄がない点で有利である。

次に、工程（Ｃ）では、積層体１１を傾斜角度θに沿った所定のピッチで複数の平行な第１の切断方向（一点鎖線ａ参照）に沿って複数の積層分割体１２（Ｃ’参照）に切断する。

工程（Ｄ）では、積層分割体１２の切断面どうしを対向させて積層し、第２の接着剤にて仮接着する。第２の接着剤としては、溶剤に溶ける性質を有する材料が使用され、例えば、溶解性の紫外線硬化型接着剤を仮硬化させることで積層分割体１２を仮接着する。

次に、工程（Ｅ）では、前記工程（Ｄ）で仮接着された複数の積層分割体１２を積層面に垂直な第２の切断方向（一点鎖線ｂ参照）に沿って複数の仮接着平板１３（Ｅ’参照）に切断する。

工程（Ｆ）では、仮接着平板１３を溶剤に浸けて第１及び第２の接着剤を溶解し、長尺状のミラー連結体１４とする。

次に、工程（Ｇ）では、ミラー連結体１４を所定の寸法に切断して個々のミラー１に分離する。

以上の工程（Ａ）〜（Ｇ）を経ることで、傾斜面１ａに光反射膜を有するプリズム状のミラー１が得られる。この製造方法において、個々のミラー１に分離する直前の長尺の連結体１４を、傾斜面１ａに光反射膜を成膜した状態で、多数個取りにて効率よく得ることができる。

特に、前記工程（Ｅ）で、積層分割体１２を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板１３に切断する際、平行平板１０の仮接着面（光反射膜）の、仮接着面が切断面に含まれない、中間位置で切断するため、同一形状のミラー１が効率よく製造されることになる。

また、前記工程（Ｃ）で複数の積層分割体１２に切断した際、該積層分割体１２の切断面の両面を研磨し、さらに、工程（Ｅ）で複数の仮接着平板１３に切断した際、該仮接着平板１３の切断面の両面を研磨してもよい。ここでの研磨は例えばラッピング研磨である。このような研磨を施すことで、得られたミラー１の光反射膜を内面反射膜として使用することも可能である。

（第２実施例、図２参照）
本第２実施例は、工程（Ａ）〜（Ｄ）は前記第１実施例と同じであり（但し、平行平板１０には一方の面に光反射膜を成膜する）、図２に示すように、工程（Ｅ）では積層分割体１２を切断線ｂ１，ｂ２に沿って仮接着平板１３，１３’（Ｅ’参照）に切断する。ここでは、切断面に平行平板１０の仮接着面（光反射膜）を含まない位置（切断線ｂ１）と、切断面に平行平板１０の仮接着面（光反射膜）を含む位置（切断線ｂ２）とを所定のピッチで切断する。その後の工程（Ｆ），（Ｇ）は第１実施例と同様である。なお、仮接着平板１３’は廃棄されることになる。

本第２実施例では、光反射膜を設けた傾斜面１ａの先端角部１ａ’を切り取った形状のプリズム状のミラー１を効率よく製造することができる。このミラー１は、図４（Ｂ）に示すように、直方体の角部を切り取った傾斜面１ａを有し、垂直断面が五角形状のプリズムである。より詳しくは、垂直断面が五角形で、互いに隣接する垂直な四つの面１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ａ’と、角度θをなす傾斜面１ａとを有する五角形状のプリズムである。

（第３実施例、図３参照）
本第３実施例は、前記第２実施例で製造した先端角部１ａ’を切り取った形状のミラー１を材料の無駄を少なくして効率的に多数個取りできるようにしたものである。

図３では図示しないが、まず、工程（Ａ）で、比較的厚みを有する第１のガラス製平行平板と、比較的薄い第２の平行平板とを準備し、第１の平行平板の両面に光反射膜を成膜する。次に、工程（Ｂ）で、溶剤に溶ける第１の接着剤にて第１及び第２の平行平板を所定の傾斜角度θ（例えば４５°、図１参照）にずらせた状態で仮接着して積層体を形成する。

その後、図３に示すように、工程（Ｃ）では、積層体１１を傾斜角度θに沿った所定のピッチで複数の平行な第１の切断方向（一点鎖線ａ参照）に沿って複数の積層分割体１２（Ｃ’参照）に切断する。図３（Ｃ）において、１０Ａは第１の平行平板を示し、１０Ｂは第２の平行平板を示す。

工程（Ｄ）では、積層分割体１２の切断面どうしを対向させて積層し、第１実施例で説明した第２の接着剤にて仮接着する。

次に、工程（Ｅ）では、前記工程（Ｄ）で仮接着された複数の積層分割体１２を積層面に垂直な第２の切断方向（一点鎖線ｂ１，ｂ２参照）に沿って複数の仮接着平板１３，１３’（Ｅ’参照）に切断する。ここでは、切断面に第１の平行平板１０Ａと第２の平行平板１０Ｂとの仮接着面（光反射膜）を含まない仮接着面の中間位置（切断線ｂ１）と、切断面に第１の平行平板１０Ａと第２の平行平板１０Ｂとの仮接着面（光反射膜）を含む位置（切断線ｂ２）とを所定のピッチで切断する。切断線ｂ１によって積層分割体１２は光反射膜間の中間で切断され、切断線ｂ２によって光反射膜を設けた傾斜面１ａの先端角部１ａ’（図３（Ｇ）参照）が切り取られる。

工程（Ｆ）では、仮接着平板１３を溶剤に浸けて第１及び第２の接着剤を溶解し、長尺状のミラー連結体１４とする。

次に、工程（Ｇ）では、ミラー連結体１４を所定の寸法に切断して個々のミラー１に分離する。

本第３実施例においては、傾斜面１ａに光反射膜を有し、かつ、先端角部１ａ’が切り取られたプリズム状のミラー１を効率よく得ることができ、しかも、前記第２実施例よりも材料の無駄が少ないという利点を有している。

なお、本第３実施例においても、前記第１実施例と同様に、工程（Ｃ）で複数の積層分割体１２に切断した際、該積層分割体１２の切断面の両面を研磨し、さらに、工程（Ｅ）で複数の仮接着平板１３に切断した際、該仮接着平板１３の切断面の両面を研磨する工程を追加してもよい。

（他の実施例）
なお、本発明に係る光学素子の製造方法は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

例えば、前記第１、第２及び第３実施例において、光反射膜を有する平行平板を積層加工することで光反射膜を有する光学素子を製造しているが、光反射膜が成膜されていない平行平板を積層加工し、得られた長尺素子連結体あるいは個々に分離された光学素子の傾斜面に光反射膜を成膜してもよい。

また、接着剤としては、紫外線硬化型接着剤以外に、可視光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤などを使用することも可能である。

本発明に係る光学素子の製造方法の第１実施例を示す説明図である。 本発明に係る光学素子の製造方法の第２実施例の要部を示す説明図である。 本発明に係る光学素子の製造方法の第３実施例の要部を示す説明図である。 （Ａ）は第１実施例で製造される光学素子の斜視図、（Ｂ）は第２及び第３実施例で製造される光学素子の斜視図である。 ミラーを使用した光ピックアップを示す概略説明図である。 従来のミラー製造方法を示す斜視図である。

符号の説明

１…ミラー
１ａ…傾斜面
１０，１０Ａ，１０Ｂ…ガラス製平行平板
１１…積層体
１２…積層分割体
１３…仮接着平板
１４…ミラー連結体

Claims (10)

1. 複数の透明媒質からなる平行平板を準備する工程と、
   第１の接着剤にて前記平行平板を仮接着して積層体を形成する工程と、
   前記積層体を所定の傾斜角度に沿った所定のピッチで複数の平行な第１の切断方向に沿って複数の積層分割体に切断する工程と、
   前記積層分割体の切断面どうしを対向させて積層し、第２の接着剤にて仮接着する工程と、
   仮接着された複数の積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程と、
   前記第１及び第２の接着剤を溶解し、前記仮接着平板から長尺状の光学素子連結体とする工程と、
   前記光学素子連結体を所定の寸法に切断して個々の光学素子に分離する工程と、
   を備えたことを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程においては、切断面に前記平行平板の仮接着面を含まないように切断することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
3. 前記積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程においては、前記平行平板の仮接着面の中間位置で切断することを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
4. 前記積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程においては、さらに、切断面に前記平行平板の仮接着面を含むように切断することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
5. 第１の厚さを有する複数の透明媒質からなる第１の平行平板と、第１の厚さより薄い第２の厚さを有する複数の第２の平行平板を準備する工程と、
   第１の接着剤にて前記第１及び第２の平行平板を仮接着して積層体を形成する工程と、
   前記積層体を所定の傾斜角度に沿った所定のピッチで複数の平行な第１の切断方向に沿って複数の積層分割体に切断する工程と、
   前記積層分割体の切断面どうしを対向させて積層し、第２の接着剤にて仮接着する工程と、
   仮接着された複数の積層分割体を積層面に垂直な第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程と、
   前記第１及び第２の接着剤を溶解し、前記仮接着平板から長尺状の光学素子連結体とする工程と、
   前記光学素子連結体を所定の寸法に切断して個々の光学素子に分離する工程と、を備え、
   前記第２の切断方向に沿って複数の仮接着平板に切断する工程においては、第１及び第２の平行平板の仮接着面を含まない位置と該仮接着面を含む位置とで切断すること、
   を特徴とする光学素子の製造方法。
6. 前記平行平板の両面に光反射膜が成膜されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項５に記載の光学素子の製造方法。
7. 前記平行平板の一方の面に光反射膜が成膜されていることを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造方法。
8. さらに、前記長尺状の光学素子連結体又は前記個々に分離された光学素子の傾斜面に光反射膜を成膜する工程を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
9. 前記第１及び第２の接着剤として光硬化型接着剤を使用し、該接着剤を仮硬化させることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
10. 前記積層体を複数の積層分割体に切断した後、該積層分割体の切断面の両面を研磨する工程と、
    前記積層分割体を複数の仮接着平板に切断した後、該仮接着平板の切断面の両面を研磨する工程と、
    を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の光学素子の製造方法。

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