JP2007280523A - 光学素子及び光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤の塗布ムラが貼合わせ面に発生せず、精度良く貼合わせた光学素子の製造方法を提供する。
【解決手段】第１プリズム１１の三角形断面の頂角部１１ｄを形成する斜面の一方の斜面１１ａまたは第２プリズム１２の斜面１２ａのいずれかに接着剤１６を塗布して、第１プリズム１１と第２プリズム１２との接着剤を塗布した斜面を摺動させ、接着剤を硬化させる際に、第１プリズム１１の頂角部１１ｄが第２プリズム１２から突出する位置で接着剤を硬化させ、次に、第１プリズム１１の頂角部１１ｄを形成する他方の斜面１１ｂまたは第３プリズム１３の斜面１３ｂのいずれかに接着剤１７を塗布して、第１プリズム１１と第３プリズム１３の接着剤を塗布した斜面を相対して摺動させ、接着剤を硬化させる順序を有することにより、接着剤の塗布ムラが貼合わせ面に発生せず、精度良く貼合わせた光学素子及び光学素子の製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ピックアップなどに用いるプリズムを備えた光学素子及び光学素子の製造方法に関する。

従来から、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の光ディスク（光記録媒体）に記録されているデータを読み取って再生する光ピックアップ装置が実用化されている。光ピックアップ装置には、ＤＶＤやＣＤの光ディスクに対する情報の記録・再生、光ディスクからの戻り光による信号の検出のために、レーザ光の光路の合成、分岐を行なうプリズムなどの光学素子が用いられている。レーザ光の光路の合成、分岐を行なうプリズムには、複数のプリズムを貼合わせた接合プリズムが使用されている。

従来のプリズムの貼合わせには、特許文献１に示すように、プリズムの貼合わせ面に溝を設け、溝内に融着ガラスを充填し、融着ガラスを固化させて、プリズム表面に反射防止膜やダイクロイック膜をコートする製造方法が用いられている。しかし、特許文献１に記載されている製造方法では、融着ガラスを充填させる溝を加工する工程が必要になり、また、ガラスを溶融し、溶融したガラスを溝に流し込む特別な設備が必要になり、莫大な製造費用が掛かることになる。

また、別の従来のプリズム貼合わせには、反射防止膜やダイクロイック膜をコートしたプリズム表面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、プリズム表面を接着剤で貼り合せて、硬化させる製造方法が用いられている。
特開平７−１１０９６１号公報

ところが、プリズム表面に接着剤を塗布して貼合わせる製造方法は、接着剤をプリズム表面に均一に塗布させることが難しく、このような接着剤の塗布ムラは、レーザ光の強度低下やレーザ光による信号を誤検出させる恐れがある。また、光ピックアップ用に用いるプリズムは、少なくとも三つのプリズムを貼合わす必要があり、各々の貼合わせ工程における接着剤の塗布ムラは光ピックアップの信号検出機能を一層低下させることになる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、プリズムに接着剤の塗布ムラが発生しない、精度良く貼合わせた光学素子及び光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題は次の構成により解決される。

１． 三角柱形状を有する第１、第２、及び第３プリズムが貼合わされた光ピックアップ用の光学素子の製造方法であって、
前記第１プリズムの三角形断面の頂角部を形成する一方の面に前記第２プリズムを貼合わせる際に、前記第１プリズムまたは前記第２プリズムの貼合わせ面のいずれか一方の面に接着剤を塗布する工程と、
前記第１プリズムと前記第２プリズムとの前記接着剤を塗布した貼合わせ面を相対して摺動させる工程と、
前記第１プリズムの前記頂角部が前記第２プリズムから所定量突出する位置で前記接着剤を硬化させる工程と、
前記第１プリズムの三角形断面の頂角部を形成する他方の面に前記第３プリズムを貼合わせる際に、前記第１プリズムまたは前記第３プリズムの貼合わせ面のいずれか一方の面に接着剤を塗布する工程と、
前記第１プリズムと前記第３プリズムの前記接着剤を塗布した貼合わせ面を相対して摺動させる工程と、
前記第１プリズムと前記第３プリズムの前記接着剤を硬化させる工程とを有することを特徴とする光学素子の製造方法。

２． 前記接着剤は前記第１プリズムと略同じ屈折率を有する光硬化型接着剤であることを特徴とする１に記載の光学素子の製造方法。

３． 前記第１プリズムの前記頂角部が前記第２プリズムから突出する所定量が０．０５ｍｍを越えないことを特徴とする１または２に記載の光学素子の製造方法。

４． １乃至３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法により製造された光学素子を、前記光学素子の長さ方向に対して所定の間隔で垂直方向に切断する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。

５． 直角二等辺三角柱形状を有する第１、第２、及び第３プリズムが貼合わされた直方体形状の光ピックアップ用の光学素子において、
前記第１プリズムは三角形断面の直角部を形成する斜面を有し、
前記第２プリズムが前記第１プリズムの一方の前記斜面に貼合わされ、
前記第３プリズムが前記第１プリズムの他方の前記斜面に貼合わされ、
前記第１プリズムの前記直角部が前記第１プリズムまたは前記第３プリズムから突出した状態で貼合わされていることを特徴とする光学素子。

６． 前記第１プリズムの前記直角部が前記第１プリズムまたは前記第３プリズムから突出する所定量が０．０５ｍｍを越えないことを特徴とする５に記載の光学素子。

本発明は、三角柱形状を有する第１、第２、及び第３プリズムを貼合わす光ピックアップ用光学素子の製造方法であって、第１プリズムの三角形断面の頂角部を形成する斜面の一方の斜面または第２プリズムの斜面のいずれかに接着剤を塗布して、第１プリズムと第２プリズムとの接着剤を塗布した斜面を摺動させ、接着剤を硬化させる際に、第１プリズムの頂角部が第２プリズムから突出する位置で接着剤を硬化させ、次に、第１プリズムの頂角部を形成する他方の斜面または第３プリズムの斜面のいずれかに接着剤を塗布して、第１プリズムと第３プリズムの接着剤を塗布した斜面を相対して摺動させ、接着剤を硬化させる順序を有することにより、接着剤の塗布ムラが貼合わせ面に発生せず、精度良く貼合わせた光学素子及び光学素子の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る製造方法で製造される光学素子を示す斜視図である。光学素子である貼合わせプリズム１０は、三角柱形状のプリズム１、２、３を貼合わせ、貼合わせたプリズム１、２、３が直方体形状をなし、大きさが縦３ｍｍ×横３ｍｍ×長さ６ｍｍ程度のものである。プリズム１に対してプリズム２、３を貼合わせており、プリズム２及びプリズム３を貼合わせた２つの貼合わせ面がなす角度が略直角である。プリズム１とプリズム２との貼合わせ面には波長７８０ｎｍの光を反射し波長６５０ｎｍの光を透過するダイクロイック膜４が設けられており、プリズム１とプリズム３との貼合わせ面には波長が６５０ｎｍの光を反射し波長７８０ｎｍの光を透過するダイクロイック膜５が設けられ、レーザ光が入射及び射出する面には反射防止膜が設けられている。これらのダイクロイック膜４、５と反射防止膜が真空蒸着によってコーティングされている。なお、貼合わせ面には、ダイクロイック膜に限らず、Ｐ偏光とＳ偏光とを分離する偏光分離膜が形成されていても良い。

図２は、貼合わせプリズム１０の製造方法を示す正面図と側面図であり、図２（ａ）から図２（ｄ）の順序で製造されることを示す。図２（ａ）はプリズム体１１、１２、１３の準備工程であり、図２（ｂ）は第１プリズム体１１と第２プリズム体１２の貼合わせ工程であり、図２（ｃ）は第１プリズム体１１と第３プリズム体１３の貼合わせ工程であり、図２（ｄ）は貼合わせたプリズム体１１、１２、１３の切断工程である。

図２（ａ）の準備工程ではプリズム体１１、１２、１３を準備する。プリズム体１１、１２、１３は、ガラス製で断面が直角二等辺三角形状の三角柱であり、三角形断面に対して垂直な方向に長い長尺形状であり、切断すると複数の貼合わせプリズム１０に分離することができる長さを有する。

第１プリズム体１１は、第２プリズム体１２を貼合わせる斜面１１ａと第３プリズム体１３を貼合わせる斜面１１ｂを備え、二つの斜面１１ａ、１１ｂで形成される頂角部１１ｄの成す角が略直角である。第１プリズム体１１に第２プリズム体１２と第３プリズム体１３を貼合わせると、直方体形状になる。

第１プリズム体１１では、第２プリズム体１２を貼合わせる斜面１１ａにダイクロイック膜１４をコーティングし、レーザ光が入射・射出する斜面１１ｃに反射防止膜をコーティングする。第２プリズム体１２では、レーザ光が入射・射出する斜面１２ｃに反射防止膜をコーティングし、第３プリズム体１３では、第１プリズム体１１に貼合わせる斜面１３ｂにダイクロイック膜１５をコーティングし、レーザ光が入射・射出する斜面１３ｃに反射防止膜をコーティングする。

図２（ｂ）の第２プリズム体１２の貼合わせ工程では、まず第１プリズム体１１の斜面１１ａに接着剤１６を塗布する。接着剤１６は、第１プリズム体１１と略同じ屈折率を有する紫外線硬化型接着剤であり、斜面１１ａの中央部で長さ方向に塗布される。接着剤１６はアクリル系やアクリレート系やポリエステル系を主剤とするものであり、紫外線硬化型の他に可視光硬化型などの光硬化型のものが良い。また、熱硬化型接着剤でも良い。

次に、斜面１１ａに第２プリズム体１２の斜面１２ａを対向して接触させ、接触させた状態で、斜面１２ａを斜面１１ａに対して上下左右に摺動させて、接着剤１６が斜面１１ａの全面に均一な厚みになるように、また貼合わせた後に気泡が貼合わせ面に残ることがないように、所謂泡出し作業を行なう。泡出し作業が終了すると、図３に示すように、第１プリズム体１１の頂角部１１ｄが第２プリズム体１２の斜面１２ｂから突出するように位置出しをして保持する。頂角部１１ｄの突出量ｇは０．０５ｍｍ以下が良い。

第１プリズム体１１と第２プリズム体１２は図４の示す保持具２１で保持する。保持具２１は直角面を有するＬ字型形状であり、第１プリズム体１１の斜面１１ｃを下にして保持具２１の一方の面に置き、第２プリズム体１２の斜面１２ｃを保持具２１の直角を形成する他方の面に押し当てて、頂点１１ｄの突出量がｇ以下になるように保持する。溝２１ｃは貼付け面からはみ出した余分の接着剤１６を留めるたまり溝である。

なお、突出量がｇ以下になるように位置出しするには、準備工程でプリズムのサイズを選別しても良い。つまり、図４に示すように、第１プリズム体１１の頂角部１１ｄから斜面１１ｃまでの寸法１１ｈと第２プリズム体１２の斜面１２ｃの長さ１２ｈの差が長さｇ以下であるもの選別して貼合わせる。

次に、位置出しした第１プリズム体１１と第２プリズム体１２に紫外線を４、５分間照射して硬化させ、斜面１１ａ、１２ａからはみ出した接着剤１６をふき取る。さらに、出力を小さくした紫外線に半日程度照射して完全に硬化させる。

図２（ｃ）の第３プリズム体１３の貼合わせ工程では、第１プリズム体１１の斜面１１ｂに接着剤１７を塗布する。接着剤１７は、第２プリズム体１２の貼合わせに用いたものと同じ接着剤であり、斜面１１ｂの中央部で長さ方向に塗布される。

次に、斜面１１ｂに第３プリズム体１３の斜面１３ｂを対向して接触させ、接触させた状態で、斜面１３ｂを斜面１１ｂに対して上下左右に摺動させる泡出し作業を行なう。この作業において、第１プリズム体１１の頂角部１１ｄが第２プリズム体１２の斜面１２ｂから突出しているために、第３プリズム体１３の斜面１３ｂが頂角部１１ｄを越えて摺動させても、作業に支障をきたすことがない。泡出し作業が終了すると、斜面１３ａが頂角部１１ｄに揃うように位置出しして保持する。

次に、位置出しした第１プリズム体１１と第３プリズム体１３に紫外線を４、５分間照射して硬化させた後、出力を小さくした紫外線に半日程度照射して完全に硬化させる。

図２（ｄ）では、貼合わせた第１、第２、及び第３プリズム体１１、１２、１３を、図の破線で示すように、長さ方向に対して垂直に所望の間隔で切断して、分離させ、図１に示すプリズム１０を完成させる。

なお、貼合わせた長尺形状のプリズム体１１、１２、１３を切断・分離して完成品を製造することに替えて、所望の長さのプリズム１、２、３を準備して、それらのプリズム１、２、３に接着剤１６、１７の塗布、泡出し作業、接着剤の硬化を行なっても良い。

また、プリズム１、２、３は、断面が直角二等辺三角形状であり、貼合わせたプリズム１、２、３は直方体形状である実施形態に替えて、第１プリズムの直角以外の頂角を形成する二つの斜面に、第１・第２プリズムを貼合わせる光学素子にも適用することができる。また、断面が直角三角形や鋭角２等辺三角形状であるプリズムの頂角を成す二つの面にそれぞれプリズムを貼合わせる光学素子でも良い。

以上説明したように、第１プリズム１１の三角形断面の頂角部１１ｄを形成する一方の斜面１１ａまたは第２プリズム１２の斜面１２ａのいずれかに接着剤１６を塗布して、第１プリズム１１と第２プリズム１２との接着剤１６を塗布した斜面１１ａ、１２ａを摺動させ、接着剤１６を硬化させる際に、第１プリズム１１の頂角部１１ｄが第２プリズム１２から突出する位置で接着剤１６を硬化させ、次に、第１プリズム１１の頂角部１１ｄを形成する他方の斜面１１ｂまたは第３プリズム１３の斜面１３ｂのいずれかに接着剤１７を塗布して、第１プリズム１１と第３プリズム１３の接着剤１７を塗布した斜面１１ｂ、１３ｂを相対して摺動させ、接着剤１７を硬化させる順序を有する製造方法とすることにより、第１プリズム体１１と第３プリズム体１３との貼合わせ面を摺動させる泡出し作業に際して、第１プリズム体１１が作業の妨げになることがなく、接着剤１７を貼合わせ面の全面に均一な厚みになるように、また貼合わせた後に気泡が貼合わせ面に残ることがないようにできるために、接着剤１６、１７の塗布ムラが貼合わせ面に発生せず、精度良く貼合わせたプリズム１０を製造することができる。

また、接着剤１６、１７は第１プリズム体１１と略同じ屈折率を有する光硬化型接着剤であるために、ピックアップ用プリズムに適用することができ、貼合わせ時のプリズム１１、１２、１３の位置合わせが簡単に正確に行なうことができる。

また、第１プリズム体１１の頂角部１１ｄが第２プリズム体１２から突出する量が０．０５ｍｍ以下であることにより、第１プリズム体１１と第３プリズム体１３との貼合わせ面を摺動させる泡出し作業に支障が発生することがなく、塗布ムラが貼合わせ面に発生せず、貼合わせ精度が良く、また、第１プリズム体１１と第２プリズム体１２の位置ズレが０．０５ｍｍ以下と小さく、ダイクロイック膜を反射・透過する光量の低下が小さくて済む。

また、第１、第２、及び第３プリズム１１、１２、１３は三角形断面に対して垂直な方向に長い長尺形状であり、第１、第２、及び第３プリズム１１、１２、１３の接着剤１６、１７を硬化させた後に、第１、第２、及び第３プリズム１１、１２、１３の長さ方向に対して垂直な方向に切断して個々の光学素子に分離する工程を有することにより、多数の貼合わせプリズム１０の接着剤１６、１７の塗布・硬化や泡出し作業性を一括して行え、各工程に要する時間を短縮することができ、製造コストが安くなる。

また、直角二等辺三角柱形状を有する第１、第２、及び第３プリズム１１、１２、１３が貼合わされた直方体形状の光学素子において、第２プリズム１２が第１プリズム１１の三角形断面の直角部１１ｄを形成する一方の斜面１１ａに貼合わされ、第３プリズム１３が第１プリズム１１の他方の斜面１１ｂに貼合わされ、直角部１１ｄが第１プリズム１１または第２プリズム１２から突出した状態で貼合わされている構成であることにより、貼合わせ面を摺動させる泡出し作業に支障が発生することがなく、塗布ムラが貼合わせ面に発生せず、貼合わせ精度が良く、また、貼合わせたプリズムの位置ズレが小さく、ダイクロイック膜を反射・透過する光量の低下が小さくて済む。

本発明に係わるプリズムの構成を示す斜視図。 本発明に係わるプリズムの製造方法を示す模式図。 本発明に係わるプリズムの貼合わせ行程を示す部分拡大図。 本発明に係わるプリズムの貼合わせ行程を示す正面図。

符号の説明

１ 第１プリズム
２ 第２プリズム
３ 第３プリズム
４、５、１４、１５ ダイクロイック膜
１０ 貼合わせプリズム
１１ 第１プリズム体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 斜面
１１ｄ 頂角部
１２ 第２プリズム体
１３ 第３プリズム体
１６、１７ 接着剤
２１ 保持具

Claims (6)

1. 三角柱形状を有する第１、第２、及び第３プリズムが貼合わされた光ピックアップ用の光学素子の製造方法であって、
   前記第１プリズムの三角形断面の頂角部を形成する一方の面に前記第２プリズムを貼合わせる際に、前記第１プリズムまたは前記第２プリズムの貼合わせ面のいずれか一方の面に接着剤を塗布する工程と、
   前記第１プリズムと前記第２プリズムとの前記接着剤を塗布した貼合わせ面を相対して摺動させる工程と、
   前記第１プリズムの前記頂角部が前記第２プリズムから所定量突出する位置で前記接着剤を硬化させる工程と、
   前記第１プリズムの三角形断面の頂角部を形成する他方の面に前記第３プリズムを貼合わせる際に、前記第１プリズムまたは前記第３プリズムの貼合わせ面のいずれか一方の面に接着剤を塗布する工程と、
   前記第１プリズムと前記第３プリズムの前記接着剤を塗布した貼合わせ面を相対して摺動させる工程と、
   前記第１プリズムと前記第３プリズムの前記接着剤を硬化させる工程とを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記接着剤は前記第１プリズムと略同じ屈折率を有する光硬化型接着剤であ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. 前記第１プリズムの前記頂角部が前記第２プリズムから突出する所定量が０．０５ｍｍを越えないことを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子の製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法により製造された光学素子を、前記光学素子の長さ方向に対して所定の間隔で垂直方向に切断する工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
5. 直角二等辺三角柱形状を有する第１、第２、及び第３プリズムが貼合わされた直方体形状の光ピックアップ用の光学素子において、
   前記第１プリズムは三角形断面の直角部を形成する斜面を有し、
   前記第２プリズムが前記第１プリズムの一方の前記斜面に貼合わされ、
   前記第３プリズムが前記第１プリズムの他方の前記斜面に貼合わされ、
   前記第１プリズムの前記直角部が前記第１プリズムまたは前記第３プリズムから突出した状態で貼合わされていることを特徴とする光学素子。
6. 前記第１プリズムの前記直角部が前記第１プリズムまたは前記第３プリズムから突出する所定量が０．０５ｍｍを越えないことを特徴とする請求項５に記載の光学素子。

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