JP2019117363A - 光学素子組立体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学素子組立体の製造方法において、調整用部材を付加することなく入射光軸に対する出射光軸の設計値からのずれが抑制された光学素子組立体を容易に製造することができるようにする。【解決手段】光学素子組立体の製造方法は、第１光学素子と第２光学素子とを保持すること（Ｓ１〜Ｓ３）と、未硬化の接着剤を配置すること（Ｓ４）と、第１光学素子と第２光学素子とを相対平行移動して接着剤を薄層化すること（Ｓ５）と、第１光学素子に対して第２光学素子を相対回転移動させること（Ｓ６）と、光学素子組立体の出射面からの検査光の光軸または検査光による出射面からの戻り光の光軸のずれ量を検知すること（Ｓ６）と、ずれ量が許容範囲内になったときに相対回転移動を停止させる（Ｓ７〜Ｓ８）ことと、接着剤を硬化させて接着剤硬化層を形成する（Ｓ９）ことと、を含む。【選択図】図３
Description
本発明は、光学素子組立体の製造方法に関する。
光学素子として複数の光学素子が接着剤硬化層を介して接合された組立体が知られている。このような組立体では光学素子ごとに製造誤差が発生する。このため、各光学素子の製造誤差の積み上げによって、組立体としての光学性能も変化する。
組立体を構成する光学素子の数が多くなるほど、組立体としての光学性能を満足するために必要な個々の光学素子の許容誤差は小さくなる。このため、場合によっては個々の光学素子の加工能力を超える精度が必要になる。
光学素子の製造誤差をある程度許容できるようにするため、組立体の製造時に光学素子に組み立て調整が行われる場合がある。
例えば、特許文献１には、プリズム組立体の製造工程において入射光軸と出射光軸との設計値からのずれを調整するために、プリズム組立体の一部に楔形プリズムを設けることが提案されている。楔形プリズムは光軸回りの回転調整された後に、プリズム組立体の他のプリズムと接合される。
組立体を構成する光学素子の数が多くなるほど、組立体としての光学性能を満足するために必要な個々の光学素子の許容誤差は小さくなる。このため、場合によっては個々の光学素子の加工能力を超える精度が必要になる。
光学素子の製造誤差をある程度許容できるようにするため、組立体の製造時に光学素子に組み立て調整が行われる場合がある。
例えば、特許文献１には、プリズム組立体の製造工程において入射光軸と出射光軸との設計値からのずれを調整するために、プリズム組立体の一部に楔形プリズムを設けることが提案されている。楔形プリズムは光軸回りの回転調整された後に、プリズム組立体の他のプリズムと接合される。
しかしながら、上述した従来技術には以下のような問題がある。
特許文献１に記載の技術による調整では、楔形プリズムは、光軸を楔形プリズムの回転軸回りに回転させるために用いられている。しかし、種々の製造誤差に対応して光軸の向きを調整するには、楔形プリズム以外の他のプリズムの姿勢調整も併せて行うことが必要になる。このため、楔形プリズムを含む複数のプリズムを動かして調整しなければならないので、調整作業が複雑になってしまうという問題がある。
さらに、特許文献１に記載の技術では、設計上は必要ない楔形プリズムを備えるため、部品コストが増大してしまう。同様に、特許文献１に記載の技術では、プリズム組立体の小型化が難しくなるおそれがある。
特に、製造誤差の補正に必要な楔形プリズムは薄肉となるため、製造が難しい点でも特に高価につくおそれがある。このような薄肉の楔形プリズムは製造できたとしても、薄肉の楔形プリズムは回転調整する際の保持および駆動が難しくなるという問題もある。
特許文献１に記載の技術による調整では、楔形プリズムは、光軸を楔形プリズムの回転軸回りに回転させるために用いられている。しかし、種々の製造誤差に対応して光軸の向きを調整するには、楔形プリズム以外の他のプリズムの姿勢調整も併せて行うことが必要になる。このため、楔形プリズムを含む複数のプリズムを動かして調整しなければならないので、調整作業が複雑になってしまうという問題がある。
さらに、特許文献１に記載の技術では、設計上は必要ない楔形プリズムを備えるため、部品コストが増大してしまう。同様に、特許文献１に記載の技術では、プリズム組立体の小型化が難しくなるおそれがある。
特に、製造誤差の補正に必要な楔形プリズムは薄肉となるため、製造が難しい点でも特に高価につくおそれがある。このような薄肉の楔形プリズムは製造できたとしても、薄肉の楔形プリズムは回転調整する際の保持および駆動が難しくなるという問題もある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、調整用部材を付加することなく入射光軸に対する出射光軸の設計値からのずれが抑制された光学素子組立体を容易に製造することができる光学素子組立体の製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の光学素子組立体の製造方法は、第１光学素子の光学面の１つである第１接合面と、第２光学素子の光学面の１つであり前記第１接合面と接着剤硬化層を介して接合される第２接合面と、が互いに離間して対向するように、基準軸線上に前記第１光学素子と前記第２光学素子とを保持することと、前記第１接合面と前記第２接合面との間に未硬化の接着剤を配置することと、前記第１接合面と前記第２接合面との間に前記接着剤が配置された後、前記接着剤の層厚が一定になるように前記基準軸線に沿って前記第１光学素子と前記第２光学素子とを相対平行移動して前記接着剤を薄層化することと、前記接着剤が薄層化された後、前記第２光学素子の前記第２接合面における設計上の軸上光束の略中心に位置する面上点を中心として、前記第２接合面が前記基準軸線に対して傾動するように、前記第１光学素子に対して前記第２光学素子を相対回転移動させることと、前記第２光学素子を相対回転移動させる際に、前記第１光学素子と前記第２光学素子とを含む前記接着剤が未硬化の状態の光学素子組立体に設計上の入射光路に沿って検査光を入射させ、設計上の前記軸上光束の光軸に対する、前記光学素子組立体の出射面からの前記検査光の光軸または前記検査光による前記出射面からの戻り光の光軸のずれ量を検知することと、前記ずれ量が許容範囲内になったときに、前記第２光学素子の相対回転移動を停止させることと、前記第２光学素子の前記相対回転移動の停止後に、前記第１光学素子および前記第２光学素子を保持した状態で、前記接着剤を硬化させて前記接着剤硬化層を形成することと、を含む。
上記光学素子組立体の製造方法では、前記第１接合面と前記第２接合面との間に未硬化の前記接着剤を配置する前に、前記第１光学素子を保持した状態で、前記第２光学素子の前記第２接合面を前記第１接合面に当接させることによって、前記第２光学素子の姿勢調整を行うことと、前記第２光学素子の姿勢調整が行われた後、前記第２光学素子を前記第１光学素子に対して相対平行移動させて、前記第１光学素子と前記第２光学素子とを離間させることと、をさらに含んでもよい。
上記光学素子組立体の製造方法では、前記第１光学素子と前記第２光学素子とは、前記第１光学素子に対して前記第２光学素子を相対回転移動させる間、前記第１光学素子および前記第２光学素子の外周面の移動範囲を規制する筒状体の内部に収容されてもよい。
上記光学素子組立体の製造方法では、前記ずれ量を検知する際に、前記検査光を発生するオートコリメータを用いてもよい。
上記光学素子組立体の製造方法では、前記第１接合面および前記第２接合面は、平面であってもよい。
上記光学素子組立体の製造方法では、前記第１光学素子および前記第２光学素子の少なくとも一方は、プリズムを含んでもよい。
本発明の光学素子組立体の製造方法によれば、調整用部材を付加することなく入射光軸に対する出射光軸の設計値からのずれが抑制された光学素子組立体を容易に製造することができる。
以下では、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法について添付図面を参照して説明する。まず、本実施形態の光学素子組立体の製造方法によって製造される光学素子組立体の一例について説明する。
図１は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法で製造される光学素子組立体の一例を示す模式的な正面図である。
なお、各図面は、模式図のため形状や寸法は誇張されている（以下の図面も同じ）。
図１は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法で製造される光学素子組立体の一例を示す模式的な正面図である。
なお、各図面は、模式図のため形状や寸法は誇張されている（以下の図面も同じ）。
本実施形態の光学素子組立体の製造方法によって製造される光学素子組立体は、複数の光学素子が接着剤によって接合されて構成されていれば、光学素子の種類、個数に特に制限はない。例えば、光学素子としては、プリズム、レンズ、平行平板、ミラー、偏光素子、フィルタ素子などが挙げられる。
光学素子組立体は、１以上の光学素子で構成された第１光学素子と、１以上の光学素子で構成された第２光学素子と、が接着剤硬化層を介して接合されて構成される。この接着剤硬化層は、第１光学素子の光学面の１つである第１接合面と、第２光学素子の光学面の１つである第２接合面と、の間に形成される。
ここで、第１光学素子および第２光学素子における序数（第１、第２）は、２つの光学素子を区別するために用いられており、設計上の光路における光学素子の配置順序を表しているわけではない。このため、第１光学素子および第２光学素子は、どちらが物体側に配置されてもかまわない。
光学素子組立体は、１以上の光学素子で構成された第１光学素子と、１以上の光学素子で構成された第２光学素子と、が接着剤硬化層を介して接合されて構成される。この接着剤硬化層は、第１光学素子の光学面の１つである第１接合面と、第２光学素子の光学面の１つである第２接合面と、の間に形成される。
ここで、第１光学素子および第２光学素子における序数（第１、第２）は、２つの光学素子を区別するために用いられており、設計上の光路における光学素子の配置順序を表しているわけではない。このため、第１光学素子および第２光学素子は、どちらが物体側に配置されてもかまわない。
光学面は、入射光に対する光学作用、例えば、透過、屈折、反射、偏光選択、波長選択などを行う表面または界面である。例えば、光学面は、光学素子の種類に応じて、例えば、プリズム面、レンズ面、平板表面、ミラー面、偏光面、フィルタ表面などであってもよい。
第１接合面および第２接合面は、略同様の面形状であれば、湾曲面でもよいし、平面でもよい。このため、第１接合面および第２接合面の間に介在する接着剤硬化層は、薄膜で構成される。
後述するように本実施形態では、第１接合面および第２接合面の相対位置が調整されるため、接着剤硬化層の層厚は場所によって変化していてもよい。
第１接合面および第２接合面は、略同様の面形状であれば、湾曲面でもよいし、平面でもよい。このため、第１接合面および第２接合面の間に介在する接着剤硬化層は、薄膜で構成される。
後述するように本実施形態では、第１接合面および第２接合面の相対位置が調整されるため、接着剤硬化層の層厚は場所によって変化していてもよい。
例えば、図１に示す光学素子組立体４は、本実施形態の光学素子組立体の製造方法によって製造される光学素子組立体の一例である。
光学素子組立体４は、第１プリズム２（第２光学素子）と接合プリズム１（第１光学素子）とを備える。第１プリズム２および接合プリズム１は、接着剤硬化層３を介して互いに接合されている。接着剤硬化層３は、第１プリズム２および接合プリズム１を互いに接着可能な適宜の光透過性の樹脂接着剤の硬化体で構成される。接着剤硬化層３を形成する接着剤の硬化方法は特に限定されない。例えば、接着剤硬化層３を形成する接着剤としては、ＵＶ光などのエネルギー線によって硬化されるエネルギー線硬化型樹脂接着剤、加熱によって硬化される熱硬化型樹脂接着剤などが使用されてもよい。
光学素子組立体４は、第１プリズム２（第２光学素子）と接合プリズム１（第１光学素子）とを備える。第１プリズム２および接合プリズム１は、接着剤硬化層３を介して互いに接合されている。接着剤硬化層３は、第１プリズム２および接合プリズム１を互いに接着可能な適宜の光透過性の樹脂接着剤の硬化体で構成される。接着剤硬化層３を形成する接着剤の硬化方法は特に限定されない。例えば、接着剤硬化層３を形成する接着剤としては、ＵＶ光などのエネルギー線によって硬化されるエネルギー線硬化型樹脂接着剤、加熱によって硬化される熱硬化型樹脂接着剤などが使用されてもよい。
第１プリズム２および接合プリズム１は、どちらが物体側に配置されてもよい。ただし、以下では、一例として、入射光Ｌ１が、第１プリズム２に入射し、接合プリズム１から出射光Ｌ７として出射される場合の設計上の光路レイアウトに基づいて、光学素子組立体４の設計上の構成が説明される。
光学系の設計においては、光学系に種々の光束を入射させて光線追跡が行われる。これにより、像面において、例えば、収差などの光学特性が最適となるような光学面の配置と、設計上の有効光束である軸上光束の光路、が決定される。軸上光束の主光線である軸上主光線は、軸上光束の光束中心を連ねた軸線であり、軸上光束の光軸である。
このため、以下の説明では、特に断らない限り、入射光Ｌ１は設計上の軸上光束であり、入射光Ｌ１の光軸は、光学素子組立体４の設計上の光軸に一致している。
光学系の設計においては、光学系に種々の光束を入射させて光線追跡が行われる。これにより、像面において、例えば、収差などの光学特性が最適となるような光学面の配置と、設計上の有効光束である軸上光束の光路、が決定される。軸上光束の主光線である軸上主光線は、軸上光束の光束中心を連ねた軸線であり、軸上光束の光軸である。
このため、以下の説明では、特に断らない限り、入射光Ｌ１は設計上の軸上光束であり、入射光Ｌ１の光軸は、光学素子組立体４の設計上の光軸に一致している。
第１プリズム２は、入射光Ｌ１の入射面である第１面２ａ（光学面）と、出射面である第２面２ｂ（光学面、第２接合面）と、を備える。第１面２ａおよび第２面２ｂはいずれも平面からなる。
第２面２ｂは、第１面２ａの法線と鋭角をなして傾斜するように形成されている。第２面２ｂは、第１プリズム２における第２接合面を構成している。
第２面２ｂは、後述する第１プリズム２において、第１面２ａと第２面２ｂとの間の側方には、プリズム側面２ｃが形成されている。
プリズム側面２ｃの形状は特に限定されない。例えば、プリズム側面２ｃは、円筒面、楕円筒面、角柱面などであってもよい。以下では、一例として、プリズム側面２ｃが円筒面からなる場合の例で説明する。プリズム側面２ｃの直径の大きさは、ｄ２である。
第１プリズム２は、例えば、ガラス材料、透明樹脂材料などによって製造される。
第２面２ｂは、第１面２ａの法線と鋭角をなして傾斜するように形成されている。第２面２ｂは、第１プリズム２における第２接合面を構成している。
第２面２ｂは、後述する第１プリズム２において、第１面２ａと第２面２ｂとの間の側方には、プリズム側面２ｃが形成されている。
プリズム側面２ｃの形状は特に限定されない。例えば、プリズム側面２ｃは、円筒面、楕円筒面、角柱面などであってもよい。以下では、一例として、プリズム側面２ｃが円筒面からなる場合の例で説明する。プリズム側面２ｃの直径の大きさは、ｄ２である。
第１プリズム２は、例えば、ガラス材料、透明樹脂材料などによって製造される。
入射光Ｌ１は、設計意図あるいは光学素子組立体４と組み合わされる他の光学系との関係によっては、第１面２ａの中心からずれて入射されてもよい。ただし、本実施形態では、入射光Ｌ１の有効径を大きくとれるように、第１面２ａの法線に沿って第１面２ａの中心に入射する場合の例で説明する。すなわち、入射光Ｌ１は、第１プリズム２のプリズム側面２ｃの中心軸線Ｏ２と同軸になるように、第１面２ａに入射する。
入射光Ｌ１の第１面２ａに対する入射角をθｉと表すと、θｉは０度である。
第１面２ａに入射して、第１面２ａを透過した入射光Ｌ１は、光Ｌ２のように、中心軸線Ｏ２に沿って直進する。光Ｌ２は、第２面２ｂに到達すると、光Ｌ３として、第２面２ｂを透過する。
入射光Ｌ１の第１面２ａに対する入射角をθｉと表すと、θｉは０度である。
第１面２ａに入射して、第１面２ａを透過した入射光Ｌ１は、光Ｌ２のように、中心軸線Ｏ２に沿って直進する。光Ｌ２は、第２面２ｂに到達すると、光Ｌ３として、第２面２ｂを透過する。
以下の光学素子組立体４に関する説明において、光学素子組立体４に固定されたｘｙｚ直交座標系が用いられる場合がある。
ｚ軸は、第１面２ａの中心を通る法線である。ｚ軸は、第１プリズム２のプリズム側面２ｃの中心軸線Ｏ２と同軸になっている。
ｚ軸の正方向は、第１面２ａから第２面２ｂに向かう方向（図１の左側から右側に向かう方向）である。設計上の光路レイアウトでは、ｚ軸は、第１プリズム２において、光Ｌ２の軸上主光線が進む軸線になっている。
ｙ軸は、ｚ軸に直交する軸線のうち、第１面２ａおよび第２面２ｂに平行な軸線である。図１では、ｙ軸の正方向は、紙面奥側から紙面手前側に向かう方向である。
ｘ軸は、ｚ軸およびｙ軸に直交する軸線である。図１では、ｘ軸の正方向は、下側から上側に向かう方向である。
このように、ｘｙｚ座標系は、右手系直交座標系である。
ｚ軸は、第１面２ａの中心を通る法線である。ｚ軸は、第１プリズム２のプリズム側面２ｃの中心軸線Ｏ２と同軸になっている。
ｚ軸の正方向は、第１面２ａから第２面２ｂに向かう方向（図１の左側から右側に向かう方向）である。設計上の光路レイアウトでは、ｚ軸は、第１プリズム２において、光Ｌ２の軸上主光線が進む軸線になっている。
ｙ軸は、ｚ軸に直交する軸線のうち、第１面２ａおよび第２面２ｂに平行な軸線である。図１では、ｙ軸の正方向は、紙面奥側から紙面手前側に向かう方向である。
ｘ軸は、ｚ軸およびｙ軸に直交する軸線である。図１では、ｘ軸の正方向は、下側から上側に向かう方向である。
このように、ｘｙｚ座標系は、右手系直交座標系である。
接合プリズム１は、第２プリズム１Ａと、第３プリズム１Ｂと、が互いに接合されて形成されている。
第２プリズム１Ａおよび第３プリズム１Ｂは、例えば、ガラス材料、透明樹脂材料などによって製造される。ただし、第２プリズム１Ａの材料の屈折率は、第３プリズム１Ｂの材料の屈折率よりも大きい。第２プリズム１Ａの材料の屈折率は、第１プリズム２の材料の屈折率と同じでもよいし、異なっていてもよい。図１に示す例では、一例として、第２プリズム１Ａおよび第１プリズム２の材料は互いに異なっている。
第２プリズム１Ａおよび第３プリズム１Ｂは、例えば、ガラス材料、透明樹脂材料などによって製造される。ただし、第２プリズム１Ａの材料の屈折率は、第３プリズム１Ｂの材料の屈折率よりも大きい。第２プリズム１Ａの材料の屈折率は、第１プリズム２の材料の屈折率と同じでもよいし、異なっていてもよい。図１に示す例では、一例として、第２プリズム１Ａおよび第１プリズム２の材料は互いに異なっている。
第２プリズム１Ａは、ｙ軸方向から見て、四辺形状のプリズムである。第２プリズム１Ａは、光学面として、第１面１ａ（第１接合面）、第２面１ｂ、および第３面１ｃを有する。
第１面１ａは、接合プリズム１に光Ｌ３を入射させる入射面である。第１面１ａは平面からなる。第１面１ａは、接着剤硬化層３を介して、第１プリズム２の第２面２ｂと接合されている。このため、第１面１ａは、接合プリズム１の第１接合面を構成している。
第１面１ａは、設計上は、一定の層厚を有する接着剤硬化層３を挟んで、第２面２ｂと平行に配置される。
第２面２ｂから出射した光Ｌ３は、接着剤硬化層３を透過して、第１面１ａに入射する。光Ｌ３は、第１プリズム２と第２プリズム１Ａとの屈折率差に応じて屈折される。図１に示す例では、光Ｌ３は、光Ｌ２が第１面１ａで屈折されることによって、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸正方向に向かう斜め方向に進む。
第１面１ａは、接合プリズム１に光Ｌ３を入射させる入射面である。第１面１ａは平面からなる。第１面１ａは、接着剤硬化層３を介して、第１プリズム２の第２面２ｂと接合されている。このため、第１面１ａは、接合プリズム１の第１接合面を構成している。
第１面１ａは、設計上は、一定の層厚を有する接着剤硬化層３を挟んで、第２面２ｂと平行に配置される。
第２面２ｂから出射した光Ｌ３は、接着剤硬化層３を透過して、第１面１ａに入射する。光Ｌ３は、第１プリズム２と第２プリズム１Ａとの屈折率差に応じて屈折される。図１に示す例では、光Ｌ３は、光Ｌ２が第１面１ａで屈折されることによって、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸正方向に向かう斜め方向に進む。
第２面１ｂは、光Ｌ３を内部反射させる光学面である。第２面１ｂは、第２プリズム１Ａと第３プリズム１Ｂとの接合部の界面によって形成されている。
第２面１ｂは、第１面１ａのｚ軸正方向側に配置された平面からなる。第２面１ｂは、第１面１ａと同様、ｙ軸に平行に配置されている。ただし、第２面１ｂのｚ軸に対する傾斜角は、第１面１ａよりも小さくなっている。
このため、光Ｌ３は、第２面１ｂで反射されると、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸負方向に向かう斜め方向に、光Ｌ４として進む。
第２面１ｂは、第１面１ａのｚ軸正方向側に配置された平面からなる。第２面１ｂは、第１面１ａと同様、ｙ軸に平行に配置されている。ただし、第２面１ｂのｚ軸に対する傾斜角は、第１面１ａよりも小さくなっている。
このため、光Ｌ３は、第２面１ｂで反射されると、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸負方向に向かう斜め方向に、光Ｌ４として進む。
第３面１ｃは、光Ｌ４を内部反射させる光学面である。第３面１ｃは、第２プリズム１Ａにおいてｘ軸負方向側の外表面の一部に形成されている。
第３面１ｃは、第２面１ｂのｘ軸負方向側に配置された平面からなる。第３面１ｃは、第２面１ｂと同様、ｙ軸に平行に配置されている。ただし、第３面１ｃのｚ軸に対する傾斜角は、第２面１ｂよりも小さくなっている。
このため、光Ｌ４は、第３面１ｃで反射されると、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸正方向に向かう斜め方向に、光Ｌ５として進む。光Ｌ５は、ｚｘ平面内において、ｚ軸に近づく斜め方向に反射される。
第３面１ｃは、反射率を高めるために、反射コートが施されていてもよい。
第３面１ｃは、第２面１ｂのｘ軸負方向側に配置された平面からなる。第３面１ｃは、第２面１ｂと同様、ｙ軸に平行に配置されている。ただし、第３面１ｃのｚ軸に対する傾斜角は、第２面１ｂよりも小さくなっている。
このため、光Ｌ４は、第３面１ｃで反射されると、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸正方向に向かう斜め方向に、光Ｌ５として進む。光Ｌ５は、ｚｘ平面内において、ｚ軸に近づく斜め方向に反射される。
第３面１ｃは、反射率を高めるために、反射コートが施されていてもよい。
第３面１ｃの反射光である光Ｌ５は、第２面１ｂに到達すると、第２面１ｂを透過し、光Ｌ６として第３プリズム１Ｂ内に入射する。このとき、光Ｌ６は、第２面１ｂで屈折されるため、さらにｚ軸に近づく斜め方向に進む。
第４面１ｄは、光Ｌ６を透過させる平面からなる光学面である。このため、第４面１ｄは、光Ｌ６の透過光からなる出射光Ｌ７を出射させる出射面になっている。
第４面１ｄは、出射光Ｌ７が予め決められた出射角θｏで出射するように設けられている。例えば、図１に示す例では、第４面１ｄは、第２面１ｂのｘ軸正方向側に配置された平面からなる。第４面１ｄは、第２面１ｂと同様、ｙ軸に平行に配置されている。ただし、第４面１ｄのｚ軸に対する傾斜角は、第２面１ｂよりも大きくなっている。
このため、光Ｌ６が第４面１ｄで屈折されることにより、出射光Ｌ７は、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸正方向に向かう斜め方向に進む。
第４面１ｄは、出射光Ｌ７が予め決められた出射角θｏで出射するように設けられている。例えば、図１に示す例では、第４面１ｄは、第２面１ｂのｘ軸正方向側に配置された平面からなる。第４面１ｄは、第２面１ｂと同様、ｙ軸に平行に配置されている。ただし、第４面１ｄのｚ軸に対する傾斜角は、第２面１ｂよりも大きくなっている。
このため、光Ｌ６が第４面１ｄで屈折されることにより、出射光Ｌ７は、ｚ軸正方向に進むにつれてｘ軸正方向に向かう斜め方向に進む。
第２プリズム１Ａにおいて第３面１ｃを除くプリズム側面１ｅと、第３プリズム１Ｂにおけるプリズム側面１ｆと、の形状は特に限定されない。例えば、プリズム側面１ｅ、１ｆは、円筒面、楕円筒面、角柱面などであってもよい。
以下では、一例として、プリズム側面１ｅ、１ｆが互いに同軸の円筒面からなる場合の例で説明する。プリズム側面１ｅ、１ｆの直径は互いに異なっていてもよいが、以下では、直径の大きさがいずれもｄ１であるとして説明する。
プリズム側面１ｅ、１ｆの中心軸線Ｏ１は、設計上は、ｚ軸と同軸に配置される。
プリズム側面１ｅ、１ｆの直径の大きさｄ１と、プリズム側面２ｃの直径の大きさｄ２とは、互いに異なっていてもよいし、互いに等しくてもよい。
以下では、一例として、プリズム側面１ｅ、１ｆが互いに同軸の円筒面からなる場合の例で説明する。プリズム側面１ｅ、１ｆの直径は互いに異なっていてもよいが、以下では、直径の大きさがいずれもｄ１であるとして説明する。
プリズム側面１ｅ、１ｆの中心軸線Ｏ１は、設計上は、ｚ軸と同軸に配置される。
プリズム側面１ｅ、１ｆの直径の大きさｄ１と、プリズム側面２ｃの直径の大きさｄ２とは、互いに異なっていてもよいし、互いに等しくてもよい。
このような構成により、光学素子組立体４は、ｚｘ平面において、ｚ軸に沿って第１面２ａから入射した入射光Ｌ１を、ｚｘ平面内で、図示反時計回りにθｏだけ回転された方向に偏向した出射光Ｌ７として出射させる光偏向素子になっている。
光学素子組立体４は、このような偏向を実現するために、上述した光路に沿って第１面２ａ、第２面２ｂ、第１面１ａ、第２面１ｂ、第３面１ｃ、第２面１ｂ、および第４面１ｄがこの順に配列されている。
光学素子組立体４は、円筒面からなるプリズム側面２ｃ、１ｅ、１ｆを外周部に有するため、全体として略円柱状である。
光学素子組立体４は、このような偏向を実現するために、上述した光路に沿って第１面２ａ、第２面２ｂ、第１面１ａ、第２面１ｂ、第３面１ｃ、第２面１ｂ、および第４面１ｄがこの順に配列されている。
光学素子組立体４は、円筒面からなるプリズム側面２ｃ、１ｅ、１ｆを外周部に有するため、全体として略円柱状である。
光学素子組立体４は、そのままの状態で、適宜の光学機器に取り付けられてもよいし、適宜のホルダに組み付けられた光学ユニットとして、光学機器に取り付けられてもよい。
例えば、光学素子組立体４が円筒状の鏡筒５の内部に固定されることによって、光学ユニット６が形成されてもよい。この場合、鏡筒５の内周面５ａの内径の大きさは、ｄ２およびｄ１のいずれよりも大きいｄ５が用いられる。
光学素子組立体４は、外径がｄ５未満に形成されることによって、鏡筒５の内周面５ａの内側に挿入可能となる。光学素子組立体４は、内周面５ａとの間に隙間の範囲で、位置決めされた状態で、鏡筒５に固定される。光学素子組立体４の固定方法としては、例えば、接着が用いられる。
例えば、光学素子組立体４が円筒状の鏡筒５の内部に固定されることによって、光学ユニット６が形成されてもよい。この場合、鏡筒５の内周面５ａの内径の大きさは、ｄ２およびｄ１のいずれよりも大きいｄ５が用いられる。
光学素子組立体４は、外径がｄ５未満に形成されることによって、鏡筒５の内周面５ａの内側に挿入可能となる。光学素子組立体４は、内周面５ａとの間に隙間の範囲で、位置決めされた状態で、鏡筒５に固定される。光学素子組立体４の固定方法としては、例えば、接着が用いられる。
光学素子組立体４における光偏向素子としての主な光学性能は、出射光Ｌ７の出射角の大きさおよび方向である。出射光Ｌ７の出射角の大きさおよび方向は、第１プリズム２および接合プリズム１の製造誤差に起因する光学素子組立体４内の光学面の位置誤差および姿勢誤差が積み上がることによって設計値から変化する。
以下に説明するように、本実施形態の光学素子組立体の製造方法では、光学素子組立体４の製造時に、接合プリズム１と第１プリズム２との相対位置を調整することによって、出射光Ｌ７の出射角の大きさおよび方向を許容範囲内に収めている。
以下に説明するように、本実施形態の光学素子組立体の製造方法では、光学素子組立体４の製造時に、接合プリズム１と第１プリズム２との相対位置を調整することによって、出射光Ｌ７の出射角の大きさおよび方向を許容範囲内に収めている。
次に、光学素子組立体４の製造に用いることができる光学素子接合装置について説明する。
図２は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法に用いることができる光学素子接合装置の一例を示す模式的な縦断面図である。
図２は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法に用いることができる光学素子接合装置の一例を示す模式的な縦断面図である。
図２に示すように、光学素子接合装置１０は、第１保持部１１、第２保持部１２、ゴニオステージ１３、ステージ駆動部１４、オートコリメータ１５、およびＵＶ光源１６を備える。光学素子接合装置１０は、さらに、図２では図示略の接着剤塗布手段も備える。
以下では、光学素子接合装置１０における相対位置の参照を容易にするため、図２に記載のＸＹＺ座標系が用いられる場合がある。ただし、光学素子接合装置１０の配置姿勢はこのような配置姿勢には限定されない。光学素子接合装置１０は、ＸＹＺ座標系が、適宜方向に回転された向きに配置されてもよい。
Ｚ軸は鉛直軸である。Ｚ軸の正方向は鉛直上方向である。
Ｘ軸およびＹ軸はＺ軸に直交する水平面内で、互いに直交する２軸である。図２では、Ｘ軸は紙面内で左右方向に延びる座標軸である。Ｘ軸の正方向は、図示左側から右側に向かう方向である。Ｙ軸は紙面奥行き方向に延びる座標軸である。Ｙ軸の正方向は、紙面手前側から奥側に向かう方向である。
Ｚ軸は鉛直軸である。Ｚ軸の正方向は鉛直上方向である。
Ｘ軸およびＹ軸はＺ軸に直交する水平面内で、互いに直交する２軸である。図２では、Ｘ軸は紙面内で左右方向に延びる座標軸である。Ｘ軸の正方向は、図示左側から右側に向かう方向である。Ｙ軸は紙面奥行き方向に延びる座標軸である。Ｙ軸の正方向は、紙面手前側から奥側に向かう方向である。
第１保持部１１は、接合プリズム１を保持し、接合プリズム１を少なくともＺ軸に沿う方向（Ｚ軸方向）に平行移動する装置部分である。
第１保持部１１は、保持スリーブ１１Ａ、移動ステージ１１Ｂ、および駆動部１１Ｃを備える。
第１保持部１１は、保持スリーブ１１Ａ、移動ステージ１１Ｂ、および駆動部１１Ｃを備える。
保持スリーブ１１Ａは、スリーブ１１ａ（筒状体）と、底板１１ｄと、を備える。
スリーブ１１ａは、接合プリズム１と、第１プリズム２の一部と、を内部に収容可能な筒状体からなる。スリーブ１１ａの内面には、スリーブ１１ａの中心軸線Ｃと同軸の円筒面である、第１内周面１１ｂおよび第２内周面１１ｃがこの順に形成されている。
第１内周面１１ｂは、接合プリズム１を中心軸線Ｏ１に沿って挿入可能であり、挿入状態で接合プリズム１を中心軸線Ｏ１に直交する方向において位置決めする円筒面からなる。このため、第１内周面１１ｂの内径の大きさＤｂは、プリズム側面１ｅ、１ｆをｚ軸方向に移動可能に嵌合する大きさを有する。
第２内周面１１ｃは、接合プリズム１を中心軸線Ｏ１に沿って、第１プリズム２を中心軸線Ｏ２に沿って、それぞれ挿入できる円筒面からなる。さらに、第２内周面１１ｃは、第２内周面１１ｃの内側において、接合プリズム１および第１プリズム２の製造誤差の補正が可能となる角度範囲で第１プリズム２を傾けることができる内径を有する。
すなわち、第２内周面１１ｃの内径の大きさＤｃは、片側の調整用の隙間をΔと表し、ｄ１、ｄ２の大きい方をｄ０とすると、ｄ０＜Ｄｃ≦ｄ２＋２・Δである。
さらに、Ｄｃは、光学素子組立体４を組み立てる鏡筒５の内径の大きさｄ５以下であることがより好ましい。
スリーブ１１ａは、接合プリズム１と、第１プリズム２の一部と、を内部に収容可能な筒状体からなる。スリーブ１１ａの内面には、スリーブ１１ａの中心軸線Ｃと同軸の円筒面である、第１内周面１１ｂおよび第２内周面１１ｃがこの順に形成されている。
第１内周面１１ｂは、接合プリズム１を中心軸線Ｏ１に沿って挿入可能であり、挿入状態で接合プリズム１を中心軸線Ｏ１に直交する方向において位置決めする円筒面からなる。このため、第１内周面１１ｂの内径の大きさＤｂは、プリズム側面１ｅ、１ｆをｚ軸方向に移動可能に嵌合する大きさを有する。
第２内周面１１ｃは、接合プリズム１を中心軸線Ｏ１に沿って、第１プリズム２を中心軸線Ｏ２に沿って、それぞれ挿入できる円筒面からなる。さらに、第２内周面１１ｃは、第２内周面１１ｃの内側において、接合プリズム１および第１プリズム２の製造誤差の補正が可能となる角度範囲で第１プリズム２を傾けることができる内径を有する。
すなわち、第２内周面１１ｃの内径の大きさＤｃは、片側の調整用の隙間をΔと表し、ｄ１、ｄ２の大きい方をｄ０とすると、ｄ０＜Ｄｃ≦ｄ２＋２・Δである。
さらに、Ｄｃは、光学素子組立体４を組み立てる鏡筒５の内径の大きさｄ５以下であることがより好ましい。
底板１１ｄは、第１内周面１１ｂが形成された第１保持部１１の端部をふさぐ部材である。底板１１ｄにおいてスリーブ１１ａの内部には、接合プリズム１の第４面１ｄに当接して、接合プリズム１を保持する保持面１１ｅが形成されている。保持面１１ｅの形状は、接合プリズム１の中心軸線Ｏ１を保持スリーブ１１Ａの中心軸線Ｃと同軸に配置できれば、特に限定されない。
例えば、保持面１１ｅは、中心軸線Ｏ１に対する第４面１ｄの傾斜角と、同じ角度だけ中心軸線Ｃに対して傾斜した平面であってもよい。この場合、第４面１ｄが保持面１１ｅと密着して当接する状態で、接合プリズム１の中心軸線Ｏ１と中心軸線Ｃとが同軸になる。
例えば、保持面１１ｅは、中心軸線Ｏ１に対する第４面１ｄの傾斜角と、同じ角度だけ中心軸線Ｃに対して傾斜した平面であってもよい。この場合、第４面１ｄが保持面１１ｅと密着して当接する状態で、接合プリズム１の中心軸線Ｏ１と中心軸線Ｃとが同軸になる。
移動ステージ１１Ｂは、保持スリーブ１１Ａの第２内周面１１ｃがＺ軸正方向に向かって開口している。移動ステージ１１Ｂは、保持スリーブ１１Ａの中心軸線ＣがＺ軸と平行になるように保持スリーブ１１Ａを支持する。さらに、移動ステージ１１Ｂは、保持スリーブ１１ＡをＺ軸方向に移動させる。
例えば、移動ステージ１１Ｂは、少なくともＺ軸方向に移動自由度を有する直動ステージを含んで構成されてもよい。
駆動部１１Ｃは、図示略の操作部を有している。駆動部１１Ｃは、図示略の操作部を介した操作者からの操作入力に基づいて、移動ステージ１１Ｂを駆動する。
例えば、移動ステージ１１Ｂは、少なくともＺ軸方向に移動自由度を有する直動ステージを含んで構成されてもよい。
駆動部１１Ｃは、図示略の操作部を有している。駆動部１１Ｃは、図示略の操作部を介した操作者からの操作入力に基づいて、移動ステージ１１Ｂを駆動する。
第２保持部１２は、第１プリズム２を保持し、少なくとも第１プリズム２の第２面２ｂ上の１点を中心にして、第２接合面である第１面２ａが傾動するように、第１プリズム２を相対回転移動させる装置部分である。
第２保持部１２は、チャック１２Ａ、支持アーム１２Ｂ、ゴニオステージ１３、およびステージ駆動部１４を備える。
第２保持部１２は、チャック１２Ａ、支持アーム１２Ｂ、ゴニオステージ１３、およびステージ駆動部１４を備える。
チャック１２Ａは、第１プリズム２のプリズム側面２ｃを着脱可能に保持する。チャック１２Ａは、第１プリズム２の中心軸線Ｏ２が、チャック１２Ａの保持中心軸線Ｈと同軸になるように第１プリズム２を保持する。
支持アーム１２Ｂは、チャック１２Ａを、後述するゴニオステージ１３の回動中心と所定の位置関係となるように支持する。ただし、支持アーム１２Ｂは、上述の第１プリズム２と異なる形状の光学素子を同様の所定位置に配置できるようにするために、チャック１２Ａの支持位置を調整する位置調整機構が設けられていてもよい。このような位置調整機構には、例えば、適宜の移動自由度を有する移動ステージなどが含まれていてもよい。
支持アーム１２Ｂは、チャック１２Ａを、後述するゴニオステージ１３の回動中心と所定の位置関係となるように支持する。ただし、支持アーム１２Ｂは、上述の第１プリズム２と異なる形状の光学素子を同様の所定位置に配置できるようにするために、チャック１２Ａの支持位置を調整する位置調整機構が設けられていてもよい。このような位置調整機構には、例えば、適宜の移動自由度を有する移動ステージなどが含まれていてもよい。
ゴニオステージ１３は、Ｚ軸に平行な軸線上に回動中心Ｑを有する回動ステージである。ゴニオステージ１３の回動方向は、１軸回り方向と、互いに直交する２軸回り方向とが必要に応じて選択できる。例えば、第１プリズム２および接合プリズム１の製造誤差に応じて、１軸回りの回動でも必要な光学特性が得られる調整が可能な場合には、ゴニオステージ１３の回動方向は、１軸回り方向でもよい。ただし、ゴニオステージ１３の回動方向は、２軸回り方向が可能であることがより好ましい。
ゴニオステージ１３は、ＸＹ平面に平行な平面上に載置される基台部１３Ａと、基台部１３Ａ上の案内面１３ａに沿って移動する移動部１３Ｂと、を備える。
移動部１３Ｂには、第２保持部１２の支持アーム１２Ｂが立設されている。
ゴニオステージ１３は、ＸＹ平面に平行な平面上に載置される基台部１３Ａと、基台部１３Ａ上の案内面１３ａに沿って移動する移動部１３Ｂと、を備える。
移動部１３Ｂには、第２保持部１２の支持アーム１２Ｂが立設されている。
案内面１３ａは、例えば、ゴニオステージ１３が１軸回り方向に回動する場合には、回動中心Ｑを通る回動中心軸を中心とする半径Ｒの円筒面を有する。
案内面１３ａは、例えば、ゴニオステージ１３が２軸回り方向に回動する場合には、回動中心Ｑを中心とする半径Ｒの球面で構成されてもよい。ただし、ゴニオステージ１３は、１軸回り方向に回転するゴニオステージをそれぞれの回動中心軸線が回動中心Ｑにおいて互いに直交するように２段重ねて構成されてもよい。この場合、各ゴニオステージの回動半径は互いに異なる。
案内面１３ａは、例えば、ゴニオステージ１３が２軸回り方向に回動する場合には、回動中心Ｑを中心とする半径Ｒの球面で構成されてもよい。ただし、ゴニオステージ１３は、１軸回り方向に回転するゴニオステージをそれぞれの回動中心軸線が回動中心Ｑにおいて互いに直交するように２段重ねて構成されてもよい。この場合、各ゴニオステージの回動半径は互いに異なる。
以下では、ゴニオステージ１３は、２軸回り方向に回動するものとして説明する。具体的には、ゴニオステージ１３は、回動中心Ｑにおいて交差するＹ軸に平行な軸線回りと、Ｘ軸に平行な軸線回りとに回動できるようになっている。
移動部１３Ｂ上の第２保持部１２は、少なくとも後述する調整が開始されるまでには、チャック１２Ａの保持中心軸線Ｈの延長線上に回動中心Ｑが位置するように必要に応じて位置調整される。
図２に示すようなゴニオステージ１３における回動の中立位置では、チャック１２Ａの保持中心軸線ＨがＺ軸と平行に配置される。
移動部１３Ｂ上の第２保持部１２は、少なくとも後述する調整が開始されるまでには、チャック１２Ａの保持中心軸線Ｈの延長線上に回動中心Ｑが位置するように必要に応じて位置調整される。
図２に示すようなゴニオステージ１３における回動の中立位置では、チャック１２Ａの保持中心軸線ＨがＺ軸と平行に配置される。
ステージ駆動部１４は、図示略の操作部を有している。ステージ駆動部１４は、図示略の操作部を介した操作者からの操作入力に基づいて、ゴニオステージ１３を駆動する。
オートコリメータ１５は、第１プリズム２の設計上の光路に検査光Ｔを入射させ、検査光Ｔの戻り光Ｔ’のずれを検知する装置部分である。本実施形態では、オートコリメータ１５は、図示略の支持部によって、移動部１３Ｂの回動に連動して回動できるようになっている。これにより、オートコリメータ１５は、第１プリズム２の第１面２ａが回動しても、第１面２ａに対する検査光Ｔの入射位置および入射角を同一の状態に保つことができる。
ＵＶ光源１６は、後述する接着剤の硬化に必要なＵＶ（紫外）光を照射することによって後述する接着剤を硬化させる硬化手段である。本実施形態では、ＵＶ光源１６は、図示略の保持部によって、Ｚ軸正方向側において第１面２ａに対向する進出位置と、第１面２ａに対向しない退避位置（図６の二点鎖線参照）と、が切り替え可能に配置されている。図２では、ＵＶ光源１６が退避位置に配置されている状態が示されている。
ＵＶ光源１６は、進出位置に配置されると、ＵＶ光を中心軸線Ｏ２に沿って第１面２ａに入射させることが可能である。
ＵＶ光源１６は、進出位置に配置されると、ＵＶ光を中心軸線Ｏ２に沿って第１面２ａに入射させることが可能である。
次に、光学素子接合装置１０を用いて行うことができる本実施形態の光学素子組立体の製造方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４〜６は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法の工程説明図である。
図３は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４〜６は、本発明の実施形態の光学素子組立体の製造方法の工程説明図である。
本実施形態の光学素子組立体の製造方法の一例は、図３に示すステップＳ１〜Ｓ９を図３に示すフローに従って実行することによって行われる。
ステップＳ１では、第１光学素子である接合プリズム１が第１保持部１１に保持される。
具体的には、図４に示すように、接合プリズム１の第４面１ｄが保持スリーブ１１Ａの保持面１１ｅと当接するように、接合プリズム１が第１内周面１１ｂの内側に挿入される。これにより、接合プリズム１は、保持スリーブ１１Ａの内部に位置決めして保持される。
保持スリーブ１１Ａは、接合プリズム１が保持スリーブ１１Ａに保持される以前または以後の適宜の時点で、中心軸線ＣがＺ軸に平行かつゴニオステージ１３の回動中心Ｑを通る位置に配置される。さらに、保持スリーブ１１Ａは、回動中心Ｑが第１面１ａの面上に位置するように移動される。
このような保持スリーブ１１Ａの移動は、駆動部１１Ｃへの操作者の操作入力に基づいて、移動ステージ１１Ｂによって行われる。この移動は操作者が移動量を指示するマニュアル動作によって行われてもよい。ただし、操作者が移動開始を指示すると接合プリズム１の設計形状に応じて予め駆動部１１Ｃに予め記憶された配置位置への移動が自動的に行われてもよい。
以上で、ステップＳ１が終了する。
ステップＳ１では、第１光学素子である接合プリズム１が第１保持部１１に保持される。
具体的には、図４に示すように、接合プリズム１の第４面１ｄが保持スリーブ１１Ａの保持面１１ｅと当接するように、接合プリズム１が第１内周面１１ｂの内側に挿入される。これにより、接合プリズム１は、保持スリーブ１１Ａの内部に位置決めして保持される。
保持スリーブ１１Ａは、接合プリズム１が保持スリーブ１１Ａに保持される以前または以後の適宜の時点で、中心軸線ＣがＺ軸に平行かつゴニオステージ１３の回動中心Ｑを通る位置に配置される。さらに、保持スリーブ１１Ａは、回動中心Ｑが第１面１ａの面上に位置するように移動される。
このような保持スリーブ１１Ａの移動は、駆動部１１Ｃへの操作者の操作入力に基づいて、移動ステージ１１Ｂによって行われる。この移動は操作者が移動量を指示するマニュアル動作によって行われてもよい。ただし、操作者が移動開始を指示すると接合プリズム１の設計形状に応じて予め駆動部１１Ｃに予め記憶された配置位置への移動が自動的に行われてもよい。
以上で、ステップＳ１が終了する。
ステップＳ１の後、ステップＳ２が行われる。ステップＳ２では、第２接合面である第２面２ｂが、第１接合面である接合プリズム１の第１面１ａに当接される。
具体的には、図４に示すように、ゴニオステージ１３が中立位置に移動された状態で、第１プリズム２が挿通可能となるようにチャック１２Ａが開かれる（図４の二点鎖線参照）。この状態で、第２面２ｂがＺ軸負方向に向いた姿勢で第１プリズム２（図４の二点鎖線参照）が保持スリーブ１１Ａの上部に挿入される。このとき、開いたチャック１２Ａは、第１プリズム２の挿入ガイドになる。このため、チャック１２Ａの開口径がプリズム側面２ｃの外径よりわずかに大きくなるようにしておくことで、第１プリズム２の中心軸線Ｏ２が、保持中心軸線Ｈと略同軸の状態で第１プリズム２が保持スリーブ１１Ａ内に挿入される。
第１プリズム２が中心軸線Ｏ２回りにずれた状態で挿入されると、第２面２ｂと第１面１ａが面同士で互いに当接することはない。第１プリズム２の中心軸線Ｏ２回りの位置が適正に修正されると、図４に実線で示すように、第２面１ｂおよび第１面１ａは平面度の誤差に起因する微小隙間を除いて全面的に互いに当接する。第２面１ｂと第１面１ａとは全面的に当接しているかどうかは、例えば、第１面２ａの高さが極小になっているかどうかで判定される。
本実施形態では、第１プリズム２の第２面２ｂが第１面１ａと全面的に当接した状態は第１プリズム２の自重によって維持される。この状態では、第２面２ｂと中心軸線Ｏ１との交点である面上点Ｐは、回動中心Ｑに一致している。さらに、中心軸線Ｏ１、Ｏ２、Ｃ、および保持中心軸線Ｈが互いに同軸に配置されている。
中心軸線Ｃは、光学素子接合装置１０における調整の基準軸線を構成している。
以上で、ステップＳ２が終了する。
具体的には、図４に示すように、ゴニオステージ１３が中立位置に移動された状態で、第１プリズム２が挿通可能となるようにチャック１２Ａが開かれる（図４の二点鎖線参照）。この状態で、第２面２ｂがＺ軸負方向に向いた姿勢で第１プリズム２（図４の二点鎖線参照）が保持スリーブ１１Ａの上部に挿入される。このとき、開いたチャック１２Ａは、第１プリズム２の挿入ガイドになる。このため、チャック１２Ａの開口径がプリズム側面２ｃの外径よりわずかに大きくなるようにしておくことで、第１プリズム２の中心軸線Ｏ２が、保持中心軸線Ｈと略同軸の状態で第１プリズム２が保持スリーブ１１Ａ内に挿入される。
第１プリズム２が中心軸線Ｏ２回りにずれた状態で挿入されると、第２面２ｂと第１面１ａが面同士で互いに当接することはない。第１プリズム２の中心軸線Ｏ２回りの位置が適正に修正されると、図４に実線で示すように、第２面１ｂおよび第１面１ａは平面度の誤差に起因する微小隙間を除いて全面的に互いに当接する。第２面１ｂと第１面１ａとは全面的に当接しているかどうかは、例えば、第１面２ａの高さが極小になっているかどうかで判定される。
本実施形態では、第１プリズム２の第２面２ｂが第１面１ａと全面的に当接した状態は第１プリズム２の自重によって維持される。この状態では、第２面２ｂと中心軸線Ｏ１との交点である面上点Ｐは、回動中心Ｑに一致している。さらに、中心軸線Ｏ１、Ｏ２、Ｃ、および保持中心軸線Ｈが互いに同軸に配置されている。
中心軸線Ｃは、光学素子接合装置１０における調整の基準軸線を構成している。
以上で、ステップＳ２が終了する。
ステップＳ２の後、ステップＳ３が行われる。ステップＳ３では、接合プリズム１と第１プリズム２とが互いに離間するように保持される。
具体的には、移動ステージ１１Ｂによって、保持スリーブ１１ＡがＺ軸負方向に移動される。このとき、第１プリズム２は、チャック１２Ａによって第１保持部１１に保持されている。接合プリズム１は、自重によって第１保持部１１の保持スリーブ１１Ａ内に保持されている。
保持スリーブ１１Ａの移動量は、第１面１ａと第２面２ｂとの間に後述する接着剤が配置できる隙間が形成されれば、特に制限されない。
本実施形態では、図５に示すように、第１面１ａと第２面２ｂとの間に後述する接着剤塗布ノズル１７が挿入できる程度の隙間が形成される。
以上で、ステップＳ３が終了する。
具体的には、移動ステージ１１Ｂによって、保持スリーブ１１ＡがＺ軸負方向に移動される。このとき、第１プリズム２は、チャック１２Ａによって第１保持部１１に保持されている。接合プリズム１は、自重によって第１保持部１１の保持スリーブ１１Ａ内に保持されている。
保持スリーブ１１Ａの移動量は、第１面１ａと第２面２ｂとの間に後述する接着剤が配置できる隙間が形成されれば、特に制限されない。
本実施形態では、図５に示すように、第１面１ａと第２面２ｂとの間に後述する接着剤塗布ノズル１７が挿入できる程度の隙間が形成される。
以上で、ステップＳ３が終了する。
上述したステップＳ１〜Ｓ３では、全体として、第１接合面と、第２接合面と、が互いに離間して対向するように、基準軸線（中心軸線Ｃ）上に第１光学素子と第２光学素子とを保持することが行われている。
ステップＳ３の後、ステップＳ４が行われる。ステップＳ４では、第１面１ａと第２面２ｂとの間に接着剤が配置される。
具体的には、図５に示すように、第１プリズム２と保持スリーブ１１Ａの上端部との間の隙間から、接着剤１８を供給する接着剤塗布ノズル１７が挿入される。接着剤塗布ノズル１７には、接着剤１８を貯留する図示略の接着剤供給部が接続されている。接着剤塗布ノズル１７および接着剤供給部は、光学素子接合装置１０における接着剤塗布手段を構成している。
具体的には、図５に示すように、第１プリズム２と保持スリーブ１１Ａの上端部との間の隙間から、接着剤１８を供給する接着剤塗布ノズル１７が挿入される。接着剤塗布ノズル１７には、接着剤１８を貯留する図示略の接着剤供給部が接続されている。接着剤塗布ノズル１７および接着剤供給部は、光学素子接合装置１０における接着剤塗布手段を構成している。
接着剤１８は、硬化後に接着剤硬化層３を形成する。接着剤１８は、第１プリズム２および接合プリズム１を互いに接着可能な適宜の光透過性の樹脂接着剤が用いられる。接着剤１８は、例えば、エネルギー線硬化型樹脂接着剤、熱硬化型樹脂接着剤などが用いられてもよい。
本実施形態では、接着剤１８がＵＶ硬化型樹脂接着剤である場合の例で説明する。
接着剤１８の供給量は、第１面１ａおよび第２面２ｂの有効径の範囲全体に接着剤硬化層３が形成できる適宜量が用いられる。
予め決められた供給量の接着剤１８が第１面１ａ上に供給されたら、接着剤１８の供給が停止される。この後、接着剤塗布ノズル１７が第１プリズム２と第１保持部１１との間から退避される。
以上で、ステップＳ４が終了する。
本実施形態では、接着剤１８がＵＶ硬化型樹脂接着剤である場合の例で説明する。
接着剤１８の供給量は、第１面１ａおよび第２面２ｂの有効径の範囲全体に接着剤硬化層３が形成できる適宜量が用いられる。
予め決められた供給量の接着剤１８が第１面１ａ上に供給されたら、接着剤１８の供給が停止される。この後、接着剤塗布ノズル１７が第１プリズム２と第１保持部１１との間から退避される。
以上で、ステップＳ４が終了する。
ステップＳ４の後、ステップＳ５が行われる。ステップＳ５では、中心軸線Ｃに沿って接合プリズム１と第１プリズム２とが相対平行移動されることによって接着剤１８が薄層化される。
具体的には、図２に示すように、移動ステージ１１Ｂによって、保持スリーブ１１ＡをＺ軸正方向に平行移動させる。このような平行移動により第１面１ａと第２面２ｂとは、平行を保った状態で、互いに近づく。これにより、未硬化の接着剤１８が第１面１ａと第２面２ｂとに挟まれて、押し伸ばされる。
第１面１ａと第２面２ｂとの間隔が設計上の間隔ｔになったら、移動ステージ１１Ｂが停止される。間隔ｔの大きさは、光学素子組立体４に必要な光学特性と、後述する光軸ずれの補正のために必要な第１プリズム２の回動量の範囲で、接着剤１８の層厚が０にならない大きさとして、予め決められている。すなわち、接合プリズム１および第１プリズム２が設計通りに製造されていれば、このような配置の光学素子組立体４に入射された軸上光束の光軸は、設計上の光路レイアウトの光軸に一致する。
以上で、ステップＳ５が終了する。
具体的には、図２に示すように、移動ステージ１１Ｂによって、保持スリーブ１１ＡをＺ軸正方向に平行移動させる。このような平行移動により第１面１ａと第２面２ｂとは、平行を保った状態で、互いに近づく。これにより、未硬化の接着剤１８が第１面１ａと第２面２ｂとに挟まれて、押し伸ばされる。
第１面１ａと第２面２ｂとの間隔が設計上の間隔ｔになったら、移動ステージ１１Ｂが停止される。間隔ｔの大きさは、光学素子組立体４に必要な光学特性と、後述する光軸ずれの補正のために必要な第１プリズム２の回動量の範囲で、接着剤１８の層厚が０にならない大きさとして、予め決められている。すなわち、接合プリズム１および第１プリズム２が設計通りに製造されていれば、このような配置の光学素子組立体４に入射された軸上光束の光軸は、設計上の光路レイアウトの光軸に一致する。
以上で、ステップＳ５が終了する。
ステップＳ５の後、ステップＳ６が行われる。ステップＳ６では、未硬化の接着剤１８を介して組み立てられた光学素子組立体４の入射光軸に沿って検査光が入射され、光学素子組立体４における光軸のずれを検知しつつ、回動中心Ｑを中心として第１プリズム２を相対回転移動する動作が行われる。
具体的には、図２に示すように、第１面２ａのＺ軸正方向側にオートコリメータ１５が配置される。オートコリメータ１５は、検査光Ｔの光軸が保持中心軸線Ｈと同軸になるように図示略の支持部によって支持される。
検査光Ｔは、軸上光束として、第１プリズム２および接合プリズム１によって、屈折、内部反射を繰り返して進む。
具体的には、図２に示すように、第１面２ａのＺ軸正方向側にオートコリメータ１５が配置される。オートコリメータ１５は、検査光Ｔの光軸が保持中心軸線Ｈと同軸になるように図示略の支持部によって支持される。
検査光Ｔは、軸上光束として、第１プリズム２および接合プリズム１によって、屈折、内部反射を繰り返して進む。
例えば、検査光Ｔは、第４面１ｄに達すると、第４面１ｄで散乱された内部に戻る光が発生する。この光のうち、一部は、第４面１ｄに至る光路を逆進して、オートコリメータ１５に戻る戻り光Ｔ’になる。
上述したように、接合プリズム１および第１プリズム２に製造誤差がない場合には、戻り光Ｔ’は、設計上の光路を逆進するため、第１面２ａから出射する戻り光Ｔ’の光軸と、検査光Ｔの光軸とは同軸になる。この状態は、戻り光Ｔ’がオートコリメータ１５の光軸に一致することによって検知される。
しかし、光学素子組立体４内のいずれかの光学面に製造誤差がある場合には、検査光Ｔは設計上の光路からずれる。このため、オートコリメータ１５では、戻り光Ｔ’の光軸がオートコリメータの光軸からずれていることが検知される。戻り光Ｔ’のずれ量は第４面１ｄからの出射光の出射角のずれ量に換算可能である。
上述したように、接合プリズム１および第１プリズム２に製造誤差がない場合には、戻り光Ｔ’は、設計上の光路を逆進するため、第１面２ａから出射する戻り光Ｔ’の光軸と、検査光Ｔの光軸とは同軸になる。この状態は、戻り光Ｔ’がオートコリメータ１５の光軸に一致することによって検知される。
しかし、光学素子組立体４内のいずれかの光学面に製造誤差がある場合には、検査光Ｔは設計上の光路からずれる。このため、オートコリメータ１５では、戻り光Ｔ’の光軸がオートコリメータの光軸からずれていることが検知される。戻り光Ｔ’のずれ量は第４面１ｄからの出射光の出射角のずれ量に換算可能である。
操作者は、オートコリメータ１５によって戻り光Ｔ’の光軸のずれが検知されたら、光軸のずれ方向およびずれ量に基づいて、ずれ量が減少するように、移動部１３Ｂを回動させる。
以上で、ステップＳ６が終了する。
以上で、ステップＳ６が終了する。
ステップＳ６の後、ステップＳ７が行われる。ステップＳ７では、戻り光Ｔ’の光軸のずれ量が許容範囲かどうか判定される。
具体的には、光学素子組立体４において許容される出射角のずれ量に対応するオートコリメータ１５上で検知される戻り光Ｔ’の光軸のずれ量の判定用許容値が予め求められている。操作者は、オートコリメータ１５によって検知される戻り光Ｔ’の光軸のずれ量を判定用許容値と比較することによって、戻り光Ｔ’の光軸のずれ量が許容範囲かどうか判定する。
ずれ量が判定用許容値以下の場合、ステップＳ８が行われる。
ずれ量が判定用許容値を超える場合、ステップＳ６が行われる。
具体的には、光学素子組立体４において許容される出射角のずれ量に対応するオートコリメータ１５上で検知される戻り光Ｔ’の光軸のずれ量の判定用許容値が予め求められている。操作者は、オートコリメータ１５によって検知される戻り光Ｔ’の光軸のずれ量を判定用許容値と比較することによって、戻り光Ｔ’の光軸のずれ量が許容範囲かどうか判定する。
ずれ量が判定用許容値以下の場合、ステップＳ８が行われる。
ずれ量が判定用許容値を超える場合、ステップＳ６が行われる。
ステップＳ８では、第１プリズム２の相対回転移動が停止される。
具体的には、操作者は、ステージ駆動部１４の操作部（図示略）を通して、ゴニオステージ１３の回動を停止する操作入力を行う。これにより、第１プリズム２の回動が停止される。
以上で、ステップＳ８が終了する。
具体的には、操作者は、ステージ駆動部１４の操作部（図示略）を通して、ゴニオステージ１３の回動を停止する操作入力を行う。これにより、第１プリズム２の回動が停止される。
以上で、ステップＳ８が終了する。
例えば、図６には、第１プリズム２が図示時計回りに回動した状態で、オートコリメータ１５で検知された検査光Ｔの光軸と戻り光Ｔ’の光軸とのずれが解消された場合の例が模式的に描かれている。
第１プリズム２は、面上点Ｐと回動中心Ｑとが一致するように配置されているため、回動中心Ｑを中心に回動して、面上点Ｐは、回動中心Ｑに一致している。このため、第１面１ａと第２面２ｂとは非平行になっている。
これにより、第１面１ａおよび第２面２ｂに挟まれた未硬化の接着剤１８は、面上点ＰよりもＸ軸負方向側では、Ｘ軸負方向に進むにつれて、接着剤１８の層厚が厚くなっている。反対に、面上点ＰよりもＸ軸正方向側では、Ｘ軸正方向に進むにつれて、接着剤１８の層厚が厚くなっている。ステップＳ５において第１面１ａと第２面２ｂとが間隔ｔだけ離されているため、最もＸ軸正方向側の部位でも、接着剤１８の層厚が０になることはない。
第１プリズム２は、面上点Ｐと回動中心Ｑとが一致するように配置されているため、回動中心Ｑを中心に回動して、面上点Ｐは、回動中心Ｑに一致している。このため、第１面１ａと第２面２ｂとは非平行になっている。
これにより、第１面１ａおよび第２面２ｂに挟まれた未硬化の接着剤１８は、面上点ＰよりもＸ軸負方向側では、Ｘ軸負方向に進むにつれて、接着剤１８の層厚が厚くなっている。反対に、面上点ＰよりもＸ軸正方向側では、Ｘ軸正方向に進むにつれて、接着剤１８の層厚が厚くなっている。ステップＳ５において第１面１ａと第２面２ｂとが間隔ｔだけ離されているため、最もＸ軸正方向側の部位でも、接着剤１８の層厚が０になることはない。
第１プリズム２は、Ｚ軸負方向側の端部が保持スリーブ１１Ａの第２内周面１１ｃの内側に挿入されている。第１プリズム２は、第２内周面１１ｃの内側で、中心軸線Ｃから傾動している。しかし、第２内周面１１ｃの内径の大きさは、上述のＤｃであるため、第１プリズム２が第２内周面１１ｃと接触することはない。
万一、誤操作などで、ゴニオステージ１３の回動量が大きくなりすぎた場合、操作者は、プリズム側面２ｃが第１保持部１１の上端部と接触したことを見て回動量が大きくなりすぎたことを知ることができる。
万一、誤操作などで、ゴニオステージ１３の回動量が大きくなりすぎた場合、操作者は、プリズム側面２ｃが第１保持部１１の上端部と接触したことを見て回動量が大きくなりすぎたことを知ることができる。
ステップＳ８の後、ステップＳ９が行われる。ステップＳ９では、接着剤硬化層３が形成される。
具体的には、まず図６に二点鎖線で示すように、ＵＶ光源１６が進出位置に進出される。その後、ＵＶ光源１６から第１面２ａに向けてＵＶ光が出射される。ＵＶ光は、第１面２ａから第１プリズム２に入射して、未硬化の接着剤１８に照射される。
このようにして、接合プリズム１および第１プリズム２がそれぞれ第１保持部１１および第２保持部１２によって保持された状態でＵＶ光の照射を続けることによって、接着剤１８が完全に硬化された接着剤硬化層３が形成されてもよい。接着剤硬化層３が形成されたら、ステップＳ９が終了する。このようにして光学素子組立体４が製造される。
光学素子組立体４は、第１保持部１１および第２保持部１２による保持が解除されることによって、光学素子接合装置１０から取り外される。取り外された光学素子組立体４は、必要に応じて検査が行われた後、例えば、鏡筒５などに固定される。
具体的には、まず図６に二点鎖線で示すように、ＵＶ光源１６が進出位置に進出される。その後、ＵＶ光源１６から第１面２ａに向けてＵＶ光が出射される。ＵＶ光は、第１面２ａから第１プリズム２に入射して、未硬化の接着剤１８に照射される。
このようにして、接合プリズム１および第１プリズム２がそれぞれ第１保持部１１および第２保持部１２によって保持された状態でＵＶ光の照射を続けることによって、接着剤１８が完全に硬化された接着剤硬化層３が形成されてもよい。接着剤硬化層３が形成されたら、ステップＳ９が終了する。このようにして光学素子組立体４が製造される。
光学素子組立体４は、第１保持部１１および第２保持部１２による保持が解除されることによって、光学素子接合装置１０から取り外される。取り外された光学素子組立体４は、必要に応じて検査が行われた後、例えば、鏡筒５などに固定される。
ただし、ステップＳ９において、ＵＶ光の照射は、接着剤１８が完全に硬化するまで行われなくてもよい。接着剤１８の硬化が進んで、例えば、第１保持部１１および第２保持部１２からの取り外し時などに作用する外力によって、接合プリズム１と第１プリズム２との間の位置ずれが生じない強度が得られれば、ＵＶ光の照射が停止されてもよい。
この場合、接着剤１８によって、硬化途中の接着剤硬化層３’が形成される。接着剤硬化層３’が形成されたら、光学素子組立体４は第１保持部１１および第２保持部１２による保持が解除されることによって、光学素子接合装置１０から取り外される。
取り外された光学素子組立体４は、接着剤硬化層３’をさらに硬化させるための硬化処理が行われる。例えば、より高強度のＵＶ光を照射したり、加熱したりする硬化処理が行われる。接着剤硬化層３’の硬化が進んで接着剤硬化層３が形成されると、ステップＳ９が終了する。このようにして光学素子組立体４が製造される。
このように接着剤１８の硬化工程を複数の硬化工程に分ける場合、接着剤硬化層３’から接着剤硬化層３を形成する工程は、光学素子組立体４が光学素子接合装置１０から取り外された状態で行える。このため、硬化処理における制約が少なくなって、より効率的な硬化が行える。例えば、第１面２ａからのＵＶ光照射ではＵＶ光が当たりにくい箇所にも容易にＵＶ光を照射することが可能になる。例えば、光学素子接合装置１０が搬入できない加熱炉であっても、光学素子組立体４のみであれば搬入できる場合がある。例えば、複数の光学素子組立体４を同時に硬化させることも可能になる。
このような硬化方法によれば、接着剤１８が完全に硬化するまで、光学素子接合装置１０が占有されることなく、他の光学素子組立体４の製造も行えるため、生産性が向上する。
この場合、接着剤１８によって、硬化途中の接着剤硬化層３’が形成される。接着剤硬化層３’が形成されたら、光学素子組立体４は第１保持部１１および第２保持部１２による保持が解除されることによって、光学素子接合装置１０から取り外される。
取り外された光学素子組立体４は、接着剤硬化層３’をさらに硬化させるための硬化処理が行われる。例えば、より高強度のＵＶ光を照射したり、加熱したりする硬化処理が行われる。接着剤硬化層３’の硬化が進んで接着剤硬化層３が形成されると、ステップＳ９が終了する。このようにして光学素子組立体４が製造される。
このように接着剤１８の硬化工程を複数の硬化工程に分ける場合、接着剤硬化層３’から接着剤硬化層３を形成する工程は、光学素子組立体４が光学素子接合装置１０から取り外された状態で行える。このため、硬化処理における制約が少なくなって、より効率的な硬化が行える。例えば、第１面２ａからのＵＶ光照射ではＵＶ光が当たりにくい箇所にも容易にＵＶ光を照射することが可能になる。例えば、光学素子接合装置１０が搬入できない加熱炉であっても、光学素子組立体４のみであれば搬入できる場合がある。例えば、複数の光学素子組立体４を同時に硬化させることも可能になる。
このような硬化方法によれば、接着剤１８が完全に硬化するまで、光学素子接合装置１０が占有されることなく、他の光学素子組立体４の製造も行えるため、生産性が向上する。
このようにして製造された光学素子組立体４は、接合プリズム１および第１プリズム２に製造誤差がある場合でも、本実施形態の製造方法における接合時の調整によって、入射面および出射面における軸上光束の光軸の設計値に対するずれ量が許容範囲に収められている。具体的には、光学素子組立体４における入射面である第１面２ａにおける入射角θｉと、出射面である第４面１ｄにおける出射角θｏと、の誤差がそれぞれ許容範囲に収まっている。
以上説明したように、本実施形態の光学素子組立体の製造方法によれば、調整用部材を付加することなく入射光軸に対する出射光軸の設計値からのずれが抑制された光学素子組立体を容易に製造することができる。
例えば、本製造方法では、２つの光学素子が１点を中心として相対回転移動されるだけで、光軸の調整が行われるため、製造装置が簡素化されるとともに、調整が容易になる。
特に、相対回転移動の回動中心として、第２接合面における設計上の軸上光束の中心に位置する面上点が使用されるため、未硬化の接着剤の層厚の変化が面上点を中心として対称的に発生する。このため、接着剤の層厚の変化の予測が容易になる。これにより、第２接合面の移動による接着剤硬化層の層厚の変化が過大になってしまうことによる調整のやり直しなどを防止できるため、迅速な製造が可能である。
例えば、本製造方法では、２つの光学素子が１点を中心として相対回転移動されるだけで、光軸の調整が行われるため、製造装置が簡素化されるとともに、調整が容易になる。
特に、相対回転移動の回動中心として、第２接合面における設計上の軸上光束の中心に位置する面上点が使用されるため、未硬化の接着剤の層厚の変化が面上点を中心として対称的に発生する。このため、接着剤の層厚の変化の予測が容易になる。これにより、第２接合面の移動による接着剤硬化層の層厚の変化が過大になってしまうことによる調整のやり直しなどを防止できるため、迅速な製造が可能である。
例えば、本製造方法では、光学素子組立体４における第１プリズム２、第２プリズム１Ａ、および第３プリズム１Ｂに製造誤差が含まれていても、光学素子組立体４としての光学性能を容易に向上することができる。
あるいは、光学素子組立体４における第１プリズム２、第２プリズム１Ａ、および第３プリズム１Ｂにおけるそれぞれ製造誤差の許容値を緩和することができる。これにより、光学素子組立体４における部品製造コストが低減される。
あるいは、光学素子組立体４における第１プリズム２、第２プリズム１Ａ、および第３プリズム１Ｂにおけるそれぞれ製造誤差の許容値を緩和することができる。これにより、光学素子組立体４における部品製造コストが低減される。
なお、上記実施形態の説明では、接合プリズム１がＺ軸方向に移動され、第１プリズム２が回動中心Ｑ回りに回転移動される場合の例で説明した。しかし、それぞれの移動は、接合プリズム１と第１プリズム２との間で相対的に行われればよい。
例えば、第１プリズム２が固定されて、接合プリズム１がＺ軸方向に移動されてもよいし、接合プリズム１および第１プリズム２がそれぞれＺ軸方向に移動されてもよい。
例えば、第１プリズム２が固定されて、接合プリズム１が回動されてもよい。さらに、接合プリズム１および第１プリズム２がそれぞれ回動されてもよい。
例えば、第１プリズム２が固定されて、接合プリズム１がＺ軸方向に移動されてもよいし、接合プリズム１および第１プリズム２がそれぞれＺ軸方向に移動されてもよい。
例えば、第１プリズム２が固定されて、接合プリズム１が回動されてもよい。さらに、接合プリズム１および第１プリズム２がそれぞれ回動されてもよい。
上記実施形態の説明では、ゴニオステージ１３の回動中心Ｑが、第２面２ｂの面上点Ｐに一致している場合の例で説明した。しかし、回動中心Ｑは、面上点Ｐと一致していなくても、面上点の近傍であれば、一致している場合と略同様な効果が得られる。このため、回動中心Ｑは、設計上の軸上光束の略中心に位置する面上点に一致していればよい。略中心の範囲は、中心からのずれ量が、軸上光束の有効径、すなわち第２面２ｂの有効径に対して十分小さければよい。
上記実施形態の説明では、本製造方法の各ステップが、光学素子接合装置１０を操作する操作者のマニュアル操作することによって行われる場合の例で説明した。しかし、本製造方法は、光学素子接合装置１０あるいは操作者に代わる作業ロボットなどによって、一部または全部が自動的に実行されてもよい。
上記実施形態の説明では、オートコリメータを用いているため、光学素子組立体の光軸のずれ量は、入射面における検査光の光軸と出射面からの戻り光の光軸との比較によって検知される場合の例になっている。しかし、光学素子組立体の光軸のずれ量は、出射面を透過する検査光の光軸の設計値からのずれ量によって検知されてもよい。この場合、例えば、出射面に対向する位置に光センサを配置すれば、検査光の光軸のずれ量が検知可能である。
上記実施形態の説明では、光学素子組立体４が入射光をｚｘ平面内で偏向する光偏向素子の場合の例で説明した。しかし、光学素子組立体が光偏向素子の場合に、光偏向方向は平面内の偏向には限定されない。例えば、光学素子組立体は、入射光の光軸と出射光の光軸とが同一平面に存在しないような偏向を行う光偏向素子であってもよい。
上記実施形態の説明では、光学素子がプリズムのみで構成される光学素子組立体４を製造する場合の例で説明した。しかし、光学素子組立体の光軸のずれ量が検知できれば、光学素子組立体にプリズム以外の光学素子あるいはレンズ面などの光学面が含まれていてもよい。例えば、光学素子組立体に、レンズ面が含まれている場合には、像面における結像位置を検出するなどして、光軸のずれ量が検知されてもよい。
上記実施形態の説明では、光学素子組立体の光学素子が３個の場合に、第２プリズム１Ａと第３プリズム１Ｂとが接合された接合プリズム１を第１光学素子、第１プリズム２を第２光学素子として、互いに相対回転移動による光軸ずれの調整が行われる場合の例で説明した。しかし、光学素子組立体が３以上の光学素子を含む場合に、第１光学素子と第２光学素子との選び方は、相対回転移動によって各光学面の製造誤差が効率的に補正できる適宜の組み合わせが、光学素子組立体の光学特性に応じて用いられればよい。
以上、本発明の好ましい各実施形態、各実施例を説明したが、本発明はこれらの各実施形態、各実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
１ 接合プリズム（第１光学素子）
１ａ 第１面（光学面、第１接合面）
１Ａ 第２プリズム
１Ｂ 第３プリズム
１ｄ 第４面（光学面、出射面）
２ 第１プリズム（第２光学素子）
２ａ 第１面（光学面、入射面）
２ｂ 第２面（第２接合面）
３、３’ 接着剤硬化層
４ 光学素子組立体
５ 鏡筒
６ 光学ユニット
１０ 光学素子接合装置
１１ 第１保持部
１１ａ スリーブ（筒状体）
１１Ａ 保持スリーブ
１１Ｂ 移動ステージ
１１Ｃ 駆動部
１２ 第２保持部
１２Ａ チャック
１２Ｂ 支持アーム
１３ ゴニオステージ
１４ ステージ駆動部
１５ オートコリメータ
１６ ＵＶ光源
１７ 接着剤塗布ノズル
１８ 接着剤
Ｃ 中心軸線（基準軸線）
Ｈ 保持中心軸線
Ｌ１ 入射光
Ｌ１ 入射光
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６ 光
Ｌ７ 出射光
Ｏ１、Ｏ２ 中心軸線
Ｐ 面上点
Ｑ 回動中心
Ｔ 検査光
Ｔ’ 戻り光
θｉ 入射角
θｏ 出射角
１ａ 第１面（光学面、第１接合面）
１Ａ 第２プリズム
１Ｂ 第３プリズム
１ｄ 第４面（光学面、出射面）
２ 第１プリズム（第２光学素子）
２ａ 第１面（光学面、入射面）
２ｂ 第２面（第２接合面）
３、３’ 接着剤硬化層
４ 光学素子組立体
５ 鏡筒
６ 光学ユニット
１０ 光学素子接合装置
１１ 第１保持部
１１ａ スリーブ（筒状体）
１１Ａ 保持スリーブ
１１Ｂ 移動ステージ
１１Ｃ 駆動部
１２ 第２保持部
１２Ａ チャック
１２Ｂ 支持アーム
１３ ゴニオステージ
１４ ステージ駆動部
１５ オートコリメータ
１６ ＵＶ光源
１７ 接着剤塗布ノズル
１８ 接着剤
Ｃ 中心軸線（基準軸線）
Ｈ 保持中心軸線
Ｌ１ 入射光
Ｌ１ 入射光
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６ 光
Ｌ７ 出射光
Ｏ１、Ｏ２ 中心軸線
Ｐ 面上点
Ｑ 回動中心
Ｔ 検査光
Ｔ’ 戻り光
θｉ 入射角
θｏ 出射角
Claims (6)
- 第１光学素子の光学面の１つである第１接合面と、第２光学素子の光学面の１つであり前記第１接合面と接着剤硬化層を介して接合される第２接合面と、が互いに離間して対向するように、基準軸線上に前記第１光学素子と前記第２光学素子とを保持することと、
前記第１接合面と前記第２接合面との間に未硬化の接着剤を配置することと、
前記第１接合面と前記第２接合面との間に前記接着剤が配置された後、前記接着剤の層厚が一定になるように前記基準軸線に沿って前記第１光学素子と前記第２光学素子とを相対平行移動して前記接着剤を薄層化することと、
前記接着剤が薄層化された後、前記第２光学素子の前記第２接合面における設計上の軸上光束の略中心に位置する面上点を中心として、前記第２接合面が前記基準軸線に対して傾動するように、前記第１光学素子に対して前記第２光学素子を相対回転移動させることと、
前記第２光学素子を相対回転移動させる際に、前記第１光学素子と前記第２光学素子とを含む前記接着剤が未硬化の状態の光学素子組立体に設計上の入射光路に沿って検査光を入射させ、設計上の前記軸上光束の光軸に対する、前記光学素子組立体の出射面からの前記検査光の光軸または前記検査光による前記出射面からの戻り光の光軸のずれ量を検知することと、
前記ずれ量が許容範囲内になったときに、前記第２光学素子の相対回転移動を停止させることと、
前記第２光学素子の前記相対回転移動の停止後に、前記第１光学素子および前記第２光学素子を保持した状態で、前記接着剤を硬化させて前記接着剤硬化層を形成することと、
を含む、光学素子組立体の製造方法。 - 前記第１接合面と前記第２接合面との間に未硬化の前記接着剤を配置する前に、
前記第１光学素子を保持した状態で、前記第２光学素子の前記第２接合面を前記第１接合面に当接させることによって、前記第２光学素子の姿勢調整を行うことと、
前記第２光学素子の姿勢調整が行われた後、前記第２光学素子を前記第１光学素子に対して相対平行移動させて、前記第１光学素子と前記第２光学素子とを離間させることと、
をさらに含む、請求項１に記載の光学素子組立体の製造方法。 - 前記第１光学素子と前記第２光学素子とは、前記第１光学素子に対して前記第２光学素子を相対回転移動させる間、前記第１光学素子および前記第２光学素子の外周面の移動範囲を規制する筒状体の内部に収容される、
請求項１または２に記載の光学素子組立体の製造方法。 - 前記ずれ量を検知する際に、前記検査光を発生するオートコリメータを用いる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子組立体の製造方法。 - 前記第１接合面および前記第２接合面は、平面である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子組立体の製造方法。 - 前記第１光学素子および前記第２光学素子の少なくとも一方は、プリズムを含む、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学素子組立体の製造方法。
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