JP2009282261A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の外形寸法公差、ビームシフト公差を同時に確保することができる光学素子の製造方法を提供することである。
【解決手段】角柱である第１プリズム２０と角柱である第２プリズム２１とを接合した光学素子の製造方法において、接合面となる側面同士を密着させる貼合せ工程と、第１プリズム２０の接合面を支持するとともに、第１プリズム２０の接合面以外の一側面を支持することで第１プリズム２０を位置決めする第１位置決め工程と、第２プリズム２１の接合面以外の一側面であって、第１位置決め工程で支持された第１プリズム２０の支持側面と平行でない面を支持することで第２プリズム２１を位置決めする第２位置決め工程と、を有する構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、光ピックアップ装置に使用される光学素子の製造方法に関し、詳しくは、２つのプリズムを貼り合わせてなる光学素子の製造方法に関する。

光ピックアップ装置に使用される光学素子の中には、レーザ光を合成又は分離するようなプリズム素子がある。また、最近の光ディスク装置には、青色領域のレーザを使用することにより、光ディスクの記録容量を大幅に増大させたものが実現している。それに伴い、光ディスクの記録面上にレーザを高精度で集光して、高密度に記録された情報を正確に読み取ったり、高密度に正確に情報を記録したりするために、光ピックアップ装置を構成するプリズム素子にも高精度な公差が要求されている。

この公差について、レーザ光を合成又は分離するようなプリズム素子に対しては、外形寸法公差、ビームシフト公差に関して厳しい精度が要求される。

ここで、ビームシフト公差とは、図２７や図２８に示すように、プリズム素子のある基準面から一定距離にある光軸に沿ってレーザ光を入射させたとき、プリズム内部を透過又は反射したレーザ光の出射位置がプリズム素子のある基準面から一定距離にある設計光軸中心から、所定の距離以内に収まっているかどうかを示す指標である。

ところで、プリズム素子を光ピックアップ装置に組み込む際、プリズム素子の位置決めには、プリズムの側面のうち、平行でない２つの面の位置を決める必要がある。このとき、それぞれの角柱プリズムの寸法公差に加えて、接合精度がビームシフト公差に影響してくるため、角柱プリズム素子単品の公差と接合精度との両方を高精度に管理する必要がある。接合精度が悪いと、図２９に示すように、ビームシフトが設計範囲内に入らなくなる。

また、プリズム素子を低コストで製造する方法として、平板ガラスを積層した後に切断、研磨等の加工をし、一連の工程で所望の形状にする方法が提案されている（特許文献１〜３参照）。
特開２０００−１９９８１０号公報 特開２００６−３３７６４１号公報 特開平７−４３５０８号公報

しかしながら、これらの製造方法では、積層接合、切断、研磨などの工程を繰り返すため、各工程の加工誤差が蓄積する。したがって、完成品の段階でビームシフト公差に影響のある接合面の位置ずれを高精度に保つことが難しい。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、所望の外形寸法公差、ビームシフト公差を同時に確保することができる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、角柱である第１プリズムと角柱である第２プリズムとを接合した光学素子の製造方法において、接合面となる側面同士を密着させる貼合せ工程と、第１プリズムの接合面を支持するとともに、第１プリズムの接合面以外の一側面を支持することで第１プリズムを位置決めする第１位置決め工程と、第２プリズムの接合面以外の一側面であって、前記第１位置決め工程で支持された第１プリズムの支持側面と平行でない面を支持することで第２プリズムを位置決めする第２位置決め工程と、を有することを特徴とする。

上記の光学素子の製造方法において、第１プリズムと第２プリズムとを高さ方向にずらして密着させて、前記第１プリズムと前記第２プリズムの接合面の一部を露出させ、露出した第１プリズムの接合面を支持するようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、さらに、前記露出した第２プリズムの接合面を支持するようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、第１プリズムの高さが第２プリズムの高さよりも高く、第１プリズムの高さ方向の両端部が突出するように第２プリズムを密着させ、突出した第１プリズムの少なくとも一方の接合面を支持するようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、前記第１プリズムの接合面の延長面と前記第１プリズムの支持される一側面の延長面が交差して形成する第１の交線と、前記第２プリズムの接合面の延長面と前記第２プリズムの支持される一側面の延長面が交差して形成する第２の交線とが、接合面に沿う方向に所定の位置関係になるように、前記第１及び第２位置決め工程が行われるようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、前記第２位置決め工程で支持される第２プリズムの面は、前記接合面を延長した延長接合面と前記第１プリズムの支持側面を延長した延長支持側面とが交差する側で、それ自身を延長した場合に前記延長接合面と交差する面であるようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、第１及び第２プリズムの底面が合同な直角二等辺三角形であり、それぞれの直角に対向する斜面が前記接合面であるようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、第１プリズム及び第２プリズムの支持には、面又はピンを用いてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、第１プリズムの接合面又は第２プリズムの接合面に光学薄膜を形成する薄膜形成工程を有するようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、前記貼合せ工程において接合面に接着剤を塗布するようにしてもよい。

また上記の光学素子の製造方法において、第１プリズムの支持側面、第２プリズムの支持側面がわかるように、所定の稜線を面取り又はマーキングするようにしてもよい。

本発明によれば、第１及び第２位置決め工程により、光学素子の位置決め基準となる第１プリズム及び第２プリズムの一側面と、接合面とが正確に位置決めされるので、所望のビームシフト公差を確保することができる。さらに第１プリズムと第２プリズムの貼り合わせ位置に狂いはないので、接合プリズム（光学素子）において所望の外形寸法公差を同時に確保することができる。

（第１実施形態）
まず、本実施形態で使用する接合治具について説明する。図１は、接合治具１０の概略構成を示す斜視図である。この接合治具１０は、２つのプリズムを接着剤で貼り合わせた後に位置決めする際に用いられるものであり、底板１１と、一対の側板１２ａ、１２ｂと、４対の位置決めピン１３ａ〜１３ｈとを有している。

底板１１と側板１２ａ、１２ｂとは、樹脂、金属などからなる矩形の平板であり、それぞれ別体のものをコの字型に組み合わせて接着剤やネジで固定してもよいし、底板１１と側板１２ａ、１２ｂとを樹脂や金属のブロックから削りだして成形してもよい。また、位置決めピン１３ａ〜１３ｈは、樹脂、金属、木材などからなる円柱状のピンであり、側板１２ａ、１２ｂの内側の所定位置に４対設けられている。なお、ピン１３ａとピン１３ｂ、ピン１３ｃとピン１３ｄ、ピン１３ｇとピン１３ｈは側板１２ａ、１２ｂに分けて配置せずに、一体的に設けてもよい。

次に、上記の接合治具１０を用いて位置決めする２つのプリズム（第１プリズム、第２プリズム）について説明する。図２（ａ）は、第１プリズム２０の斜視図、図２（ｂ）は、第２プリズム２１の斜視図である。

第１プリズム２０は、底面２０ａ、２０ｂが直角二等辺三角形の直角柱であり、その側面は、直角を挟む２つの側面２０ｃ、２０ｄと、直角に対向する斜面である側面２０ｅとからなる。

第２プリズム２１は、底面２１ａ、２１ｂが第１プリズム２０の底面２０ａ、２０ｂと合同な直角二等辺三角形の直角柱であり、その側面は、直角を挟む２つの側面２１ｃ、２１ｄと、直角に対向する斜面である側面２１ｅとからなる。そして、第１プリズム２０の高さＨ１が、第２プリズム２１の高さＨ２より高くなっている。

次に、上記した接合治具１０と第１及び第２プリズム２０、２１を用いて光学素子としての接合プリズムを製造する方法について説明する。図３は、接合プリズムの製造方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０において、必要な光学薄膜を第１プリズム２０及び／又は第２プリズム２１に施す（薄膜形成工程）。例えば、第１プリズム２０の接合面（側面２０ｅ）又は第２プリズム２１の接合面（２１ｅ）に偏光分離膜を形成したり、接合面に対向する面（側面２０ｃ、２０ｄ、２１ｃ、２１ｄ）に反射防止膜を形成したりする。偏光分離膜は、例えばＰ偏光を透過させる一方、Ｓ偏光を反射させるというように、入射光をその偏光状態に応じて透過又は反射させる光学特性を有するものである。

次に、ステップＳ１１へ進んで、第１又は第２プリズム２０、２１の接合面に紫外線硬化型の接着剤を塗布し、接合面同士を密着させて貼り合わせる（貼合せ工程）。続いて、ステップＳ１２へ進んで、貼り合わせたプリズム２０、２１を接合治具１０に当て込んで、第１プリズム２０を位置決めし（第１位置決め工程）、次に第２プリズム２１を位置決めする（第２位置決め工程）。

図４は、図１の接合治具１０に図２（ａ）及び図２（ｂ）のプリズムをセットした状態の斜視図、図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。第１プリズム２０は、その側面２０ｃが位置決めピン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによって、その側面２０ｅが位置決めピン１３ｅ、１３ｆによって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム２１は、その側面２１ｅが第１プリズム２０の側面２０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面２１ｄが位置決めピン１３ｇ、１３ｈによって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

位置決めの考え方をより詳細に説明する。第１プリズム２０は、接合面２０ｅと側面２０ｃが支持されることで、その位置が決められる。すなわち接合面２０ｅと側面２０ｃとが形成する稜線Ｅ１が決定する。第２プリズム２１は、その接合面２１ｅが第１プリズムの接合面２０ｅに沿って移動可能であるが、第２プリズム２１の接合面２１ｅと側面２１ｄが形成する稜線Ｅ２が稜線Ｅ１と一致するように位置決めピン１３ｇ、１３ｈが配置されている。ここで、支持される側面２１ｄは面２０ｃと平行でない面である。これにより、接合面２０ｅ、２１ｅ、側面２０ｃ、２１ｄの、互いに平行でない３つの平面の位置が規定される。なお、稜線Ｅ１およびＥ２が面取りされている場合には、各面を仮想的に延長し、その延長した延長面同士の交線を考えればよい。

また、高さ方向の位置決めは、接合治具１０の側板１２ａ、１２ｂ間の距離を第１プリズム２０の高さＨ１とし、位置決めピン１３ｅ、１３ｆ間の距離を第２プリズム２１の高さＨ２としておくことで、第１及び第２プリズム２０、２１を接合治具１０にセットした時点で自動的に定まる。

このように、第１及び第２位置決め工程により、光学素子の位置決め基準となる第１プリズム２０及び第２プリズム２１の側面２０ｃ、２１ｄと、接合面２０ｅ、２１ｅとが正確に位置決めされるので、所望のビームシフト公差を確保することができる。さらに第１プリズム２０と第２プリズム２１の貼り合わせ位置に狂いはないので、接合プリズム（光学素子）において所望の外形寸法公差を同時に確保することができる。

なお、上記実施形態では、稜線Ｅ１と稜線Ｅ２とが一致するように２つのプリズムが接合されているが、必要とされる接合プリズムの形状が稜線Ｅ１とＥ２とが一致しない形状の場合には、稜線Ｅ１と稜線Ｅ２との位置関係が所望の位置関係になるように位置決めピン１３ｇ、１３ｈの位置を設定すればよい。

図３に戻って、位置決めが終わると、ステップＳ１３へ進んで、接合面の接着剤に紫外線を照射して、接着剤を仮硬化させる（仮硬化工程）。その後、ステップＳ１４へ進んで、接合治具１０から接合された第１及び第２プリズム２０、２１（接合プリズムと記すことがある）を取り外し、完全硬化装置にて接着剤を完全硬化させる（完全硬化工程）。

そして、ステップＳ１５へ進んで、接合プリズムを底面に平行に所定幅ごとに切断することにより、完成品としてのキューブ型の個々の光学素子を得る（切断工程）。なお、この切断工程は、完成品がそのまま使用される形状であれば必要ではない。

また、上記実施形態では２つの直角二等辺三角柱を用いたが、以下に、他の形状のプリズムを接合する場合の実施例をいくつか挙げる。いずれの実施例も、接合された結果得られる光学素子は四角柱である。図６〜図１３がそれぞれの実施例を示す断面図である。図６〜図１５は図５に示した断面図と同様に、プリズムの中央付近を切断した図であり、接合治具の底板と側板は図を簡略にするため省略している。そして、高さの高い方を第１プリズム、低い方を第２プリズムとする。

図６に示した実施例１は、第１及び第２プリズム３０、３１として、底面が合同な四角柱を用いたものである。この四角柱は、上記実施形態の第１及び第２プリズム２０、２１の一端を対向面と平行に切断したものに相当する。第１プリズム３０は、その側面３０ｃが位置決めピン３２ａ、３２ｂ（不図示）、３２ｃ、３２ｄ（不図示）によって、その側面３０ｅが位置決めピン３２ｅ、３２ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム３１は、その側面３１ｅが第１プリズム３０の側面３０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面３１ｄが位置決めピン３２ｇ、３２ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。より詳細には、実施例１では、第１プリズム３０の接合面３０ｅと側面３０ｃが交差する交線に対して、第２プリズムの接合面３１ｅを延長した延長面と側面３１ｄを延長した延長面との交線の位置が所定の位置関係になるように位置決めされる。

図７に示した実施例２は、実施例１と同じ第１及び第２プリズム３０、３１を用いている。そして、第１プリズム３０は、その側面３０ｄが位置決めピン３５ａ、３５ｂ（不図示）、３５ｃ、３５ｄ（不図示）によって、その側面３０ｅが位置決めピン３５ｅ、３５ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム３１は、その側面３１ｅが第１プリズム３０の側面３０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面３１ｃが位置決めピン３５ｇ、３５ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。より詳細には、実施例２では、第１プリズム３０の接合面３０ｅを延長した延長面と側面３０ｄを延長した延長面とが交差する交線に対して、第２プリズムの接合面３１ｅと側面３１ｃとの交線の位置が所定の位置関係になるように位置決めされる。ここで、位置決めされる面３１ｃは、第１プリズム３０の接合面３０ｅを延長した延長接合面と第１プリズム３０の支持側面３０ｄを延長した延長面とが交差する側で、それ自身を延長した場合に前記延長接合面と交差する面である。

図８に示した実施例３は、第１プリズム４０として直角二等辺三角柱を、第２プリズム４１としてその底面が第１プリズム４０の底面よりも大きい直角二等辺三角柱を用いたものである。第１プリズム４０は、その側面４０ｄが位置決めピン４２ａ、４２ｂ（不図示）、４２ｃ、４２ｄ（不図示）によって、その側面４０ｅが位置決めピン４２ｅ、４２ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム４１は、その側面４１ｄが第１プリズム４０の側面４０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面４１ｅが位置決めピン４２ｇ、４２ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図９に示した実施例４は、第１プリズム５０として直角二等辺三角柱を、第２プリズム５１としてその底面が第１プリズム５０の底面よりも小さい直角二等辺三角柱を用いたものである。第１プリズム５０は、その側面５０ｅが位置決めピン５２ａ、５２ｂ（不図示）、５２ｃ、５２ｄ（不図示）によって、その側面５０ｄが位置決めピン５２ｅ、５２ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム５１は、その側面５１ｅが第１プリズム５０の側面５０ｄに接合されていることで支持されるとともに、その側面５１ｄが位置決めピン５２ｇ、５２ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図１０に示した実施例５は、実施例３と同じ第１及び第２プリズム４０、４１を用いている。そして、第１プリズム４０は、その側面４０ｃが位置決めピン４５ａ、４５ｂ（不図示）、４５ｃ、４５ｄ（不図示）によって、その側面４０ｅが位置決めピン４５ｅ、４５ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム４１は、その側面４１ｄが第１プリズム４０の側面４０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面４１ｃが位置決めピン４５ｇ、４５ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図１１に示した実施例６は、実施例４と同じ第１及び第２プリズム５０、５１を用いている。そして、第１プリズム５０は、その側面４０ｃが位置決めピン５５ａ、５５ｂ（不図示）、５５ｃ、５５ｄ（不図示）によって、その側面５０ｄが位置決めピン５５ｅ、５５ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム５１は、その側面５１ｅが第１プリズム５０の側面５０ｄに接合されていることで支持されるとともに、その側面５１ｃが位置決めピン５５ｇ、５５ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図１２に示した実施例７は、第１プリズム６０として底面が平行四辺形の角柱を、第２プリズム６１として直角二等辺三角柱を用いたものである。そして、第１プリズム６０は、その側面６０ｄが位置決めピン６５ａ、６５ｂ（不図示）、６５ｃ、６５ｄ（不図示）によって、その側面６０ｅが位置決めピン６５ｅ、６５ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム６１は、その側面６１ｅが第１プリズム６０の側面６０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面６１ｃが位置決めピン６５ｇ、６５ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図１３に示した実施例８は、第１プリズム７０として直角二等辺三角柱を、第２プリズム７１として底面が平行四辺形の角柱を用いたものである。そして、第１プリズム７０は、その側面７０ｃが位置決めピン７５ａ、７５ｂ（不図示）、７５ｃ、７５ｄ（不図示）によって、その側面７０ｅが位置決めピン７５ｅ、７５ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム７１は、その側面７１ｅが第１プリズム７０の側面７０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面７１ｄが位置決めピン７５ｇ、７５ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態における接合治具１０の位置決めピンの配置を変えた形態である。具体的には、第１プリズム２０の接合面でない側面を支持する位置決めピンを１対とし、第１プリズム２０の接合面を支持する位置決めピンを２対としたものである。第２実施形態のその他の構成は第１実施形態と同様であるので、以下では相違点について詳しく説明する。

図１４は、接合治具１００の概略構成を示す斜視図である。この接合治具１００は、底板１１０と、一対の側板１２０ａ、１２０ｂと、４対の位置決めピン１３０ａ〜１３０ｈとを有している。

次に、上記の接合治具１００を用いて位置決めする２つのプリズム（第１プリズム、第２プリズム）は第１実施形態で用いたものと同じものを用いる。

次に、上記した接合治具１００と第１及び第２プリズム２０、２１を用いて光学素子としての接合プリズムを製造する方法について説明する。接合プリズムの製造方法を示すフローチャートは図３と同様であるが、位置決めの詳細が異なるので以下で説明する。

図１５は、図１４の接合治具１００に図２（ａ）及び図２（ｂ）のプリズムをセットした状態の斜視図、図１６は、図１５のＢ−Ｂ線断面図である。第１プリズム２０は、その側面２０ｃが位置決めピン１３０ｃ、１３０ｄによって、その側面２０ｅが位置決めピン１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｅ、１３０ｆによって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム２１は、その側面２１ｅが第１プリズム２０の側面２０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面２１ｄが位置決めピン１３０ｇ、１３０ｈによって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

また、高さ方向の位置決めは、接合治具１００の側板１２０ａ、１２０ｂ間の距離を第１プリズム２０の高さＨ１とし、位置決めピン１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｅ、１３０ｆ間の距離を第２プリズム２１の高さＨ２としておくことで、第１及び第２プリズム２０、２１を接合治具１００にセットした時点で自動的に定まる。

このように、第１及び第２位置決め工程により、光学素子の位置決め基準となる第１プリズム２０及び第２プリズム２１の側面２０ｃ、２１ｄと、接合面２０ｅ、２１ｅとが正確に位置決めされるので、所望のビームシフト公差を確保することができる。さらに第１プリズム２０と第２プリズム２１の貼り合わせ位置に狂いはないので、接合プリズム（光学素子）において所望の外形寸法公差を同時に確保することができる。

なお、上記の実施形態では、位置決めに第１プリズム２０の接合面（側面２０ｅ）及び側面２０ｃと、第２プリズム２１の接合面（側面２１ｅ）及び側面２１ｄとを用いているので、側面２０ｅと側面２０ｃとで形成される稜線Ｅ１と、側面２１ｅと側面２１ｄとで形成される稜線Ｅ２との接合精度が特に高くなる。したがって、それらの稜線の接合精度が要求される場合に特に有効である。

また、上記実施形態では２つの直角二等辺三角柱を用いたが、以下に、他の形状のプリズムを接合する場合の実施例をいくつか挙げる。図１７〜図２４がそれぞれの実施例を示す断面図である。図１７〜図２４は図１６に示した断面図と同様に、プリズムの中央付近を切断した図であり、接合治具の底板と側板は図を簡略にするため省略している。そして、高さの高い方を第１プリズム、低い方を第２プリズムとする。

図１７に示した実施例９は、第１及び第２プリズム３００、３１０として、底面が合同な四角柱を用いたものである。この四角柱は、上記第２実施形態の第１及び第２プリズム２０、２１の一端を対向面と平行に切断したものに相当する。第１プリズム３００は、その側面３００ｃが位置決めピン３２０ａ、３２０ｂ（不図示）によって、その側面３００ｅが位置決めピン３２０ｃ、３２０ｄ（不図示）、３２０ｅ、３２０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム３１０は、その側面３１０ｅが第１プリズム３００の側面３００ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面３１０ｄが位置決めピン３２０ｇ、３２０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図１８に示した実施例１０は、実施例９と同じ第１及び第２プリズム３００、３１０を用いている。そして、第１プリズム３００は、その側面３００ｄが位置決めピン３５０ａ、３５０ｂ（不図示）によって、その側面３００ｅが位置決めピン３５０ｃ、３５０ｄ（不図示）、３５０ｅ、３５０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム３１０は、その側面３１０ｅが第１プリズム３００の側面３００ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面３１０ｃが位置決めピン３５０ｇ、３５０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図１９に示した実施例１１は、第１プリズム４００として直角二等辺三角柱を、第２プリズム４１０としてその底面が第１プリズム４００の底面よりも大きい直角二等辺三角柱を用いたものである。第１プリズム４００は、その側面４００ｄが位置決めピン４２０ａ、４２０ｂ（不図示）によって、その側面４００ｅが位置決めピン４２０ｃ、４２０ｄ（不図示）、４２０ｅ、４２０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム４１０は、その側面４１０ｄが第１プリズム４００の側面４００ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面４１０ｅが位置決めピン４２０ｇ、４２０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図２０に示した実施例１２は、第１プリズム５００として直角二等辺三角柱を、第２プリズム５１０としてその底面が第１プリズム５００の底面よりも小さい直角二等辺三角柱を用いたものである。第１プリズム５００は、その側面５００ｅが位置決めピン５２ａ、５２ｂ（不図示）によって、その側面５００ｄが位置決めピン５２０ｃ、５２０ｄ（不図示）、５２０ｅ、５２０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム５１０は、その側面５１０ｅが第１プリズム５００の側面５００ｄに接合されていることで支持されるとともに、その側面５１０ｄが位置決めピン５２０ｇ、５２０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図２１に示した実施例１３は、実施例１１と同じ第１及び第２プリズム４００、４１０を用いている。そして、第１プリズム４００は、その側面４００ｃが位置決めピン４５０ａ、４５０ｂ（不図示）によって、その側面４００ｅが位置決めピン４５０ｃ、４５０ｄ（不図示）、４５０ｅ、４５０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム４１０は、その側面４１０ｄが第１プリズム４００の側面４００ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面４１０ｃが位置決めピン４５０ｇ、４５０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図２２に示した実施例１４は、実施例１２と同じ第１及び第２プリズム５００、５１０を用いている。そして、第１プリズム５００は、その側面４００ｃが位置決めピン５５０ａ、５５０ｂ（不図示）によって、その側面５００ｄが位置決めピン５５０ｃ、５５０ｄ（不図示）、５５０ｅ、５５０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム５１０は、その側面５１０ｅが第１プリズム５００の側面５００ｄに接合されていることで支持されるとともに、その側面５１０ｃが位置決めピン５５０ｇ、５５０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図２３に示した実施例１５は、第１プリズム６００として底面が平行四辺形の角柱を、第２プリズム６１０として直角二等辺三角柱を用いたものである。そして、第１プリズム６００は、その側面６００ｄが位置決めピン６５０ａ、６５０ｂ（不図示）によって、その側面６００ｅが位置決めピン６５０ｃ、６５０ｄ（不図示）、６５０ｅ、６５０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム６１０は、その側面６１０ｅが第１プリズム６００の側面６００ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面６１０ｃが位置決めピン６５０ｇ、６５０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

図２４に示した実施例１６は、第１プリズム７００として直角二等辺三角柱を、第２プリズム７１０として底面が平行四辺形の角柱を用いたものである。そして、第１プリズム７００は、その側面７００ｃが位置決めピン７５０ａ、７５０ｂ（不図示）によって、その側面７００ｅが位置決めピン７５０ｃ、７５０ｄ（不図示）、７５０ｅ、７５０ｆ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム７１０は、その側面７１０ｅが第１プリズム７００の側面７００ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面７１０ｄが位置決めピン７５０ｇ、７５０ｈ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１及び第２プリズムとして同じ高さのものを用い、高さ方向にずらして接合治具にセットした形態である。

図２５は、接合治具に第１及び第２プリズムをセットした状態の斜視図である。接合治具の底板と側板は図を簡略にするため省略している。ここでは、第１及び第２プリズムとして、図２（ａ）のプリズム２０を用いて説明する。なお、便宜上、２０が第１プリズム、２０’が第２プリズムとして説明する。

この接合治具は、底板と、一対の側板と、位置決めピン２１３ａ〜２１３ｈとを有している。

この接合プリズムを製造する方法について説明する。接合プリズムの製造方法を示すフローチャートは図３と同様であるが、位置決めの詳細が異なるので以下で説明する。

第１プリズム２０は、その側面２０ｃが位置決めピン２１３ａ〜２１３ｃによって、その側面２０ｅが位置決めピン２１３ｄによって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム２０’は、その側面２０ｅ’が第１プリズム２０の側面２０ｅに接合され、さらに位置決めピン２１３ｅで支持されるとともに、その側面２０ｄ’が位置決めピン２１３ｇ、２１３ｈによって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

また、高さ方向の位置決めは、接合治具の側板間の距離を第１及びプリズム２０、２０’の高さＨ１に位置決めピン２１３ｄ又は２１３ｅの長さを加えたものとしておくことで、第１及び第２プリズム２０、２０’を接合治具にセットした時点で自動的に定まる。なお、位置決めピン２１３ｅは必ずしも必要ではない。

このように、第１及び第２プリズムの高さが同じであっても高さ方向にずらして接合治具にセットすることで、光学素子の位置決め基準となる第１プリズム２０及び第２プリズム２０’の側面２０ｃ、２０’ｄと、接合面２０ｅ、２０ｅ’とが正確に位置決めされるので、所望のビームシフト公差を確保することができる。さらに第１プリズム２０と第２プリズム２０’の貼り合わせ位置に狂いはないので、接合プリズム（光学素子）において所望の外形寸法公差を同時に確保することができる。

なお、上記の実施形態では、位置決めに第１プリズム２０の接合面（側面２０ｅ）及び側面２０ｃと、第２プリズム２０’の接合面（側面２０ｅ’）及び側面２０ｄ’とを用いているので、側面２０ｅと側面２０ｃとで形成される稜線Ｅ３と、側面２０ｅ’と側面２０ｄ’とで形成される稜線Ｅ４との接合精度が特に高くなる。したがって、それらの稜線の接合精度が要求される場合に特に有効である。

また、上記実施形態では２つの直角二等辺三角柱を用いたが、第１及び第２実施形態の実施例と同様に、他の形状のプリズムを接合する場合にも適用可能である。

（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態における接合治具１０の位置決めピンを位置決め板に変えた形態である。第４実施形態のその他の構成は第１実施形態と同様であるので、以下では相違点について詳しく説明する。

位置決めする２つのプリズム（第１プリズム、第２プリズム）は第１実施形態で用いたものと同じものを用いる。

図２６は、接合治具８００に図２（ａ）及び図２（ｂ）のプリズムをセットした状態の断面図である。断面は図４のＡ−Ａ線と同じ位置で切断したものである。

この接合治具８００は、底板８１１と、一対の側板８１２ａ、８１２ｂと、３対の位置決め板８１３ａ〜８１３ｆとを有している。

この接合プリズムを製造する方法について説明する。接合プリズムの製造方法を示すフローチャートは図３と同様であるが、位置決めの詳細が異なるので以下で説明する。

第１プリズム２０は、その側面２０ｃが位置決め板８１３ａ、８１３ｂ（不図示）によって、その側面２０ｅが位置決めピン８１３ｃ、８１３ｄ（不図示）によって、それぞれ支持されることで、所定の位置に位置決めされる。第２プリズム２１は、その側面２１ｅが第１プリズム２０の側面２０ｅに接合されていることで支持されるとともに、その側面２１ｄが位置決め板８１３ｅ、８１３ｆ（不図示）によって支持されることで所定の位置に位置決めされる。

また、高さ方向の位置決めは、接合治具８００の側板８１２ａ、８１２ｂ間の距離を第１プリズム２０の高さＨ１とし、位置決め板８１３ｃ、８１３ｄ間の距離を第２プリズム２１の高さＨ２としておくことで、第１及び第２プリズム２０、２１を接合治具８００にセットした時点で自動的に定まる。

このように、プリズムの一面を位置決めするためにピンなら同一側面に３本以上必要としていたが、位置決め板を用いると、１対の板で支持することができ、簡略化できる。そして、効果は第１〜第３実施形態と同様である。

また、本実施形態では２つの直角二等辺三角柱を用いたが、第１〜第３実施形態と同様に、他の形状のプリズムを接合する場合にも適用可能である。

なお、本発明において、位置決めピンや位置決め板は対になっていなくてもよく、少なくとも片側にだけ設ければ、同様の効果が得られる。例えば、第１実施形態では、位置決めピン１３ｂ、１３ｄ、１３ｆ、１３ｈを省略してもよい。

また、本発明において、接合するプリズムは３つ以上であってもよい。その場合、プリズムは１つずつ順番に接合していけば、本発明の接合治具を用いることができる。

また、本発明において、第１プリズムの支持側面、第２プリズムの支持側面がわかるように、接合プリズムの稜線を面取りしたり、マーキングしたりすることが好ましい。例えば、第１実施形態で説明した接合プリズムの場合、支持側面である面２０ｃと面２１ｄとで形成される稜線を面取りしてもよい。或いは、支持側面でない面２１ｃと面２０ｄとで形成される稜線を面取りしてもよい。

また、本発明において、第１プリズムの支持側面、第２プリズムの支持側面を利用して光学機器（例えば光ピックアップ）における接合プリズムの位置決めを行うと、ビームシフトをなくすことができる。

本発明の光学素子の製造方法は、光ピックアップ装置に使用される光学素子など、レーザ光を合成又は分離するようなプリズム素子の製造に利用することができる。

第１実施形態の接合治具の概略構成を示す斜視図である。 （ａ）第１実施形態の第１プリズムの斜視図、（ｂ）第１実施形態の第２プリズムの斜視図である。 第１実施形態の接合プリズムの製造方法を示すフローチャートである。 図１の接合治具に図２（ａ）及び図２（ｂ）のプリズムをセットした状態の斜視図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 実施例１を示す断面図である。 実施例２を示す断面図である。 実施例３を示す断面図である。 実施例４を示す断面図である。 実施例５を示す断面図である。 実施例６を示す断面図である。 実施例７を示す断面図である。 実施例８を示す断面図である。 第２実施形態の接合治具の概略構成を示す斜視図である。 図１４の接合治具に図２（ａ）及び図２（ｂ）のプリズムをセットした状態の斜視図である。 図１５のＢ−Ｂ線断面図である。 実施例９を示す断面図である。 実施例１０を示す断面図である。 実施例１１を示す断面図である。 実施例１２を示す断面図である。 実施例１３を示す断面図である。 実施例１４を示す断面図である。 実施例１５を示す断面図である。 実施例１６を示す断面図である。 第３実施形態の接合治具に図２（ａ）のプリズムをセットした状態の斜視図である。 第４実施形態の接合治具に図２（ａ）及び図２（ｂ）のプリズムをセットした状態の断面図である。 ビームシフト公差を説明する図である。 ビームシフト公差を説明する図である。 ビームシフトのずれを説明する図である。

符号の説明

１０ 接合治具
２０、３０、４０、５０、６０、７０、３００、４００、５００、６００、７００ 第１プリズム
２０’、２１、３１、４１、５１、６１、７１、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０ 第２プリズム

Claims (11)

1. 角柱である第１プリズムと角柱である第２プリズムとを接合した光学素子の製造方法において、
   接合面となる側面同士を密着させる貼合せ工程と、
   第１プリズムの接合面を支持するとともに、第１プリズムの接合面以外の一側面を支持することで第１プリズムを位置決めする第１位置決め工程と、
   第２プリズムの接合面以外の一側面であって、前記第１位置決め工程で支持された第１プリズムの支持側面と平行でない面を支持することで第２プリズムを位置決めする第２位置決め工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 第１プリズムと第２プリズムとを高さ方向にずらして密着させて、前記第１プリズムと前記第２プリズムの接合面の一部を露出させ、露出した第１プリズムの接合面を支持することを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
3. さらに、前記露出した第２プリズムの接合面を支持することを特徴とする請求項２記載の光学素子の製造方法。
4. 第１プリズムの高さが第２プリズムの高さよりも高く、第１プリズムの高さ方向の両端部が突出するように第２プリズムを密着させ、突出した第１プリズムの少なくとも一方の接合面を支持することを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
5. 前記第１プリズムの接合面の延長面と前記第１プリズムの支持される一側面の延長面が交差して形成する第１の交線と、前記第２プリズムの接合面の延長面と前記第２プリズムの支持される一側面の延長面が交差して形成する第２の交線とが、接合面に沿う方向に所定の位置関係になるように、前記第１及び第２位置決め工程が行われることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光学素子の製造方法。
6. 前記第２位置決め工程で支持される第２プリズムの面は、前記接合面を延長した延長接合面と前記第１プリズムの支持側面を延長した延長支持側面とが交差する側で、それ自身を延長した場合に前記延長接合面と交差する面であることを特徴とする１〜５の何れかに記載の光学素子の製造方法。
7. 第１及び第２プリズムの底面が合同な直角二等辺三角形であり、それぞれの直角に対向する斜面が前記接合面であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光学素子の製造方法。
8. 第１プリズム及び第２プリズムの支持には、面又はピンを用いることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光学素子の製造方法。
9. 第１プリズムの接合面又は第２プリズムの接合面に光学薄膜を形成する薄膜形成工程を有することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の光学素子の製造方法。
10. 前記貼合せ工程において接合面に接着剤を塗布することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の光学素子の製造方法。
11. 第１プリズムの支持側面、第２プリズムの支持側面がわかるように、所定の稜線を面取り又はマーキングすることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の光学素子の製造方法。

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