JP2639312B2 - プリズムアセンブリの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相異なる形状のプリズ
ムを接合したプリズムアセンブリの製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光学素子の一種であるプリズムにおい
て、相異なる２つのプリズムを接合したプリズムアセン
ブリとして、例えば図９に示した構造のものが従来から
知られている。１はプリズムアセンブリであって、この
プリズムアセンブリ１は、平行四辺形プリズム２と三角
形プリズム３とを接合させたものであって、この接合面
に偏光膜４を介在させ、また平行四辺形プリズム２の偏
光膜４からの反射光の光路に対面する側の面に反射膜５
を設けるようにしている。このような構成を有するプリ
ズムアセンブリ１は書換可能型の光ディスク装置の差動
検出光ピックアップに組み込まれて、光ディスクに書き
込まれた情報の読み出しを行うための光学素子として用
いられる。

【０００３】即ち、図１０に示したように、光ディスク
の基板１０の表面に垂直磁化膜１０ａを形成して、この
垂直磁化膜１０ａの磁化方向が上向きにするか、または
下向きにするかによって情報の記録を行うようにしたも
のであって、この情報の読み出しを行うために、レーザ
光源１１を用い、このレーザ光源１１からの光をコリメ
ータレンズ１２によって平行光としてビームスプリッタ
１３に入射させて、このビームスプリッタ１３の反射面
１３ａを透過させた後に、集光レンズ１４により垂直磁
化膜１０ａに集光させる。この垂直磁化膜１０ａからの
反射光はビームスプリッタ１３で反射させた後に、１／
２波長板１５を介して偏光素子１６に導くようにする。
ここで、偏光素子１６は、入射光に対して４５°の角度
を持つように偏光膜１６ａが設けられており、この偏光
素子１６に入射された光は、この偏光膜１６ａにより振
動方向に応じて、例えばＰ偏光成分は偏光膜１６ａを透
過し、Ｓ偏光成分は偏光膜１６ａで反射するように分け
られる。

【０００４】垂直磁化膜１０ａに照射したレーザ光は、
その磁化の向きによって、所謂カー効果と呼ばれる磁気
光学現象が生じ、反射光の偏光面は磁化の向きに従って
左または右に僅かに回転する。このために、磁化の向き
に応じて、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との光量に差が生じ
る。そこで、偏光素子１６のＰ偏光成分の出力部と、Ｓ
偏光成分の出力部とにそれぞれフォトディテクタ１７
ａ，１７ｂを設けて、両偏光成分光を受光させて、比較
器１８により両偏光成分の光の光量差を検出するように
なし、この比較器１８からの出力により光ディスクに書
き込まれた情報の読み出しが行われる。

【０００５】ところで、前述した構成を有する偏光素子
１６を用いると、それからのＰ偏光成分の光とＳ偏光成
分の光との出力方向が９０°の角度を持っているため
に、フォトディテクタ１７ａ，１７ｂも９０°の角度を
持たせなければならない。このために、光ピックアップ
の構造が大型化してしまうことになる。そこで、図９に
示した構造のプリズムアセンブリ１を用いれば、偏光膜
４で反射した光は、反射膜５で再び反射して、偏光膜３
の透過光と平行な方向となるから、一対からなるフォト
ディテクタを同じ平面上に配置することができるように
なり、光ピックアップを小型化できるので都合が良い。

【０００６】而して、このプリズムアセンブリ１は、従
来技術では、成形手段等によりそれぞれ棒状に形成した
四角形ガラス素材２０と、三角形ガラス素材２１とを用
いて形成するようにしていた。ここで、これらのガラス
素材２０，２１の各面を研磨加工する必要があるが、そ
の加工はそれぞれ個別的に行うようにしていた。

【０００７】四角形ガラス素材２０は、図１１に示した
ように、その４面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが研
磨加工される。上下の両面２０ａ，２０ｂは水平となる
ように研磨加工し、また左右の両面２０ｃ，２０ｄは上
下の両面２０ａ，２０ｂに対して所定角度傾斜する状態
になるまで研磨加工する。これら各面２０ａ〜２０ｄの
研磨加工を行うために、治具２２ａ〜２２ｄが用いられ
る。なお、治具２２ａと治具２２ｂとは同一の構造のも
のであり、また治具２２ｃと治具２２ｄとは別々のもの
であっても良いが、同じ構造のものを用いることも可能
である。まず、治具２２ａにガラス素材２０の面２０ｂ
を接着剤を用いて貼り付けて、面２０ａの研磨加工を行
い、加工終了後に、この接着剤を剥離して、面２０ａを
治具２２ｂに接着させて、研磨加工し、さらに治具２２
ｃに面２０ｄを貼り付けて、面２２ｃを研磨加工し、次
いで治具２２ｄに面２０ｃを接着して面２２ｄの加工を
行う。

【０００８】一方、ガラス素材２１の３面２１ａ，２１
ｂ，２１ｃも研磨加工されるようになっており、このた
めに、図１２に示したように、各面の研磨加工に適した
治具２３ａ〜２３ｃが用いられる。なお、治具２３ｂと
治具２３ｃとは同じものを用いることができるし、また
ガラス素材２１を構成する３面のうちの一つの面、即ち
面２１ｃはプリズム面として利用しないために、この面
２１ｃの加工は必須の要件ではない。

【０００９】前述のようにしてガラス素材２０，２１を
研磨加工することによって、それぞれ棒状の平行四辺形
プリズム構成体２４及び三角形プリズム構成体２５が形
成され、この平行四辺形プリズム構成体２４の斜面部２
４ｃには反射膜５を、また斜面部２４ｄには偏光膜４を
それぞれ成膜して（偏光膜４は三角形プリズム２５の面
２５ａ側に成膜しても良い）、平行四辺形プリズム構成
体２４と三角形プリズム構成体２５とを、偏光面４が形
成されている面を接着するようになし、これを所望の長
さに切断することによって、プリズムアセンブリ１が形
成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな方法でプリズムアセンブリ１を製造するには、最低
限平行四辺形プリズム側で４面、三角形プリズム側で２
面の研磨加工を行わなければならず、これら各面の研磨
加工を行う度に、治具への貼り付けと、この治具からの
剥離を行う必要があることから、製造工程が極めて複雑
になり、また工程の自動化が困難であるという欠点があ
る。しかも、研磨加工を行うに当っては、反対面側を治
具に接着するようになっているから、治具とガラス素材
との間に塗布される接着剤の厚みが不均一になっている
と、表面加工精度にばらつきが生じることになる。従っ
て、接着剤の塗布時に厚みの管理を極めて厳格に行わな
ければ、研磨加工精度が低下するという問題点もある。
さらに、光ピックアップに組み込まれる光学素子として
用いる場合等にあっては、プリズムはできるだけ小型化
する必要があるが、前述の方法によっては、製造される
プリズムの小型化には限界がある等といった問題点もあ
る。

【００１１】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、相異なる形状のプリ
ズムを接合したプリズムアセンブリを、容易に、しかも
高精度に製造でき、また極めて小型のプリズムアセンブ
リも円滑に製造できるようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、表裏両面が同時に研磨加工され、こ
の研磨加工面の所要の表面をコーティングした光学ガラ
ス板を、それぞれコーティング層を１層ずつ間に介在す
るようにして重ね合わせて、各重ね合わせ面を接着剤で
固着することによりガラス板積層体を形成して、このガ
ラス板積層体を、所定間隔毎に重ね合わせ面に対して所
定の角度をもって斜めに切断して、両切断面を同時に研
磨加工することによって、コーティング層が研磨表面に
対して所定の角度傾斜した状態となった接合プリズム構
成体を形成し、この接合プリズム構成体を２箇所のコー
ティング層を含む位置毎に切断することにより角型棒状
プリズム体を形成し、この角型棒状プリズム体を所定の
間隔毎に切断することをその特徴とするものである。

【００１３】

【作用】プリズムアセンブリを形成するための素材とし
て光学ガラス板を用いる。この光学ガラス板としては、
所定の厚みを有する四角形のものを用い、その両面を、
例えばラッピング加工等により同時に研磨加工する。こ
のように形成した光学ガラス板を、それぞれ片面にコー
ティングするか、または半数の光学ガラス板には両面コ
ーティングし、残りの半数の光学ガラス板にはコーティ
ングを施さないようにしたものを複数枚用意する。ここ
で、コーティングとしては種々のものが用いられ、前述
したように、光ピックアップの光学素子として用いる場
合には、コーティング層としては、偏光膜と反射膜とか
ら構成される。そこで、以下においては、これら偏光膜
と反射膜とを形成するようにしたものとして説明する。

【００１４】複数枚の光学ガラス板を重ね合わせて接着
することによって、光学ガラス板積層体を形成するが、
この光学ガラス板積層体においては、これら積層した光
学ガラス板間に偏光膜と反射膜とが交互に介装されるよ
うにする。このためには、例えば、半数の光学ガラス板
の片面に偏光膜を、その反対側の面には反射膜を形成し
ておき、このように両面コーティングした光学ガラス板
とコーティングを施さない光学ガラス板とを交互に組み
合わせるようにして積層すれば良い。また、光学ガラス
板相互が完全に重なり合うように積層することもできる
が、プリズムアセンブリを構成する三角形プリズムを直
角二等辺三角形の形状とする場合には、光学ガラス板の
１枚の厚み分だけずらせるように階段状に積層すること
が、歩留り向上等の観点から好ましい。

【００１５】前述のようにして形成した光学ガラス板積
層体を、その重ね合わせ面に対して所定の角度、三角形
プリズムが直角二等辺三角形の場合には、４５°の角度
で切断して、ラッピング加工等によって、両切断面を同
時に研磨加工する。これによって、接合プリズム構成体
が形成される。

【００１６】この接合プリズム構成体を研磨加工面に対
して垂直に、しかも偏光膜と反射膜とが１組含む位置毎
に切断することによって、四角形状した角型棒状のプリ
ズム体が形成される。このプリズム体は、それ自体で平
行四辺形プリズムと三角形プリズムとが接合され、この
接合面に偏光膜が介在し、また平行四辺形プリズムにお
ける偏光膜形成面に対向する面には反射膜が設けられた
プリズムアセンブリとなる。従って、このプリズム体を
所望の長さに切断することにより製品とする。なお、反
射膜に対面する三角形状の部分はプリズムとして機能し
ないので、必要に応じてこの部分を剥離して除去すれば
良い。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず、プリズムアセンブリを形成するため
の素材としては、図１に示したように、方形板状に形成
した光学ガラス板３０を用いる。この光学ガラス板３０
は、例えば図２及び図３に示したラッピング装置によ
り、その表裏両面が同時に研磨加工される。図中におい
て、４０はラッピング装置におけるラップ盤を示し、こ
のラップ盤４０は、インナギア４１と、アウタギア４２
及び上下のターンテーブル４３，４４を有し、上部ター
ンテーブル４３の下面と、下部ターンテーブル４４の上
面とは、光学ガラス板３０の表面研磨を行う研磨加工面
となっている。このターンテーブル４３，４４間には、
インナギア４１とアウタギア４２とに噛合するギアを備
えたキャリア４５が介装されている。そして、キャリア
４５には光学ガラス板３０が装着されるワーク装着用開
口４５ａが複数箇所設けられている。キャリア４５のワ
ーク装着用開口４５ａに光学ガラス板３０を装着して、
この光学ガラス板３０の表裏両面をターンテーブル４
３，４４間に挾持させた状態で、両ターンテーブル４
３，４４を反対方向に回転させることによって、キャリ
ア４５は、図２に矢印で示したように、自転しながら公
転することになり、この結果キャリア４５に装着された
光学ガラス板３０は、その表裏両面が同時に研磨加工さ
れて、その表裏両面が鏡面仕上げされる。

【００１８】図１に仮想線で示したように、光学ガラス
板３０の表面研磨加工が行われると、そのうちの半数の
ものはそのまま、即ち非成膜光学ガラス３０ａとなし、
残りの半数の光学ガラス板３０は、図４に示したよう
に、その片側の表面に偏光膜３１を、また反対側の表面
には反射膜３２を真空蒸着等の手段で成膜した成膜光学
ガラス板３０ｂとなし、これら成膜光学ガラス板３０ｂ
と非成膜光学ガラス３０ａとを同数用意する。

【００１９】次に、これら成膜光学ガラス板３０ｂと非
成膜光学ガラス３０ａとを交互に重ね合わせて、接着剤
を用いて重ね合わせ面を接着することによって、図５に
示したようなガラス板積層体５０を形成する。このガラ
ス板積層体５０は、従って、図６に拡大して示したよう
に、光学ガラス板３０ａ，接着剤層５１，偏光膜３１及
び反射膜３２を両面に形成した光学ガラス板３０ｂ，接
着剤層５１，光学ガラス板３０ａの順に積層されること
になる。ここで、成膜光学ガラス板３０ｂと非成膜光学
ガラス３０ａとは、完全に重なり合うように積層するこ
ともできるが、図示したように、光学ガラス板３０の１
枚の厚み分だけずらせた状態に順次積層することによっ
て、ガラス板積層体５０を階段状に形成することが製品
の歩留り向上にとって有利である。

【００２０】次に、ガラス板積層体５０を、図５に点線
で示したように、重ね合わせ面に対して斜め４５°の方
向に切断する。この切断は、例えばバンドソー等を用い
て、角度検出手段等により角度調整しながら行うように
すれば、ほぼ正確に切断することができる。これによっ
て、図７に示したように、四角形板状の接合プリズム構
成体６０が形成される。そして、この接合プリズム構成
体６０を、光学ガラス板３０の研磨加工を行うラッピン
グ装置と同様の装置を用いて、その表裏両面を同時に研
磨加工することにより鏡面仕上げを行う。

【００２１】さらに、この接合プリズム構成体６０を、
図７に点線で示したように、その表面に対して垂直な方
向で、しかも偏光膜３１及び反射膜３２が含まれるよう
に切断する。これによって、図８に示したように、長尺
の角型棒状プリズム体７０が形成される。そして、この
角型棒状プリズム体７０を所望の長さに切断することに
よって、プリズムアセンブリ８０が形成される。このプ
リズムアセンブリ８０は、平行四辺形プリズム８１と三
角形プリズム８２との接合プリズムであり、かつ両プリ
ズム８１，８２の接合面には偏光膜３１が介装され、ま
た平行四辺形プリズム８１における偏光膜３１の形成面
とは反対側の面には反射膜３２が形成されており、プリ
ズムアセンブリ１と実質的に同じ構造となる。このプリ
ズムアセンブリ８０は平行四辺形プリズム８１と三角形
プリズム８２とを備えている他に、反射膜３２の形成側
に三角形のガラス部８３が設けられているが、このガラ
ス部８３はプリズムとしては機能しないものである。従
って、プリズムアセンブリ８０を小型化するために、こ
のガラス部８３を除去することも可能である。

【００２２】プリズムアセンブリ８０を形成した後に、
ガラス部８３を除去するには、例えば、成膜光学ガラス
板３０ｂと非成膜光学ガラス３０ａとからなるガラス板
積層体５０を形成する際の接着剤として、非成膜光学ガ
ラス３０ａの反射膜３２への重ね合わせ面には、例えば
水溶性接着剤等のように、溶剤等によって容易に剥離可
能な可剥離性の接着剤を用いて接着し、偏光膜３１への
重ね合わせ面側には、エポキシ系の接着剤等のような安
定性のある非剥離性の接着剤を用いるようになし、角型
棒状プリズム体７０を形成した後に、水溶性接着剤を溶
解させて、ガラス部８３に相当する部位を剥離すれば良
い。

【００２３】前述のようにしてプリズムアセンブリ８０
を製造すれば、その製造工数が従来のものと比較して、
極めて少なくなるので、容易に製造することができる。
とりわけ、自動化が困難であって、人手作業が必要なガ
ラス素材の治具に貼り付け、剥離という工程をなくし、
ラッピング装置により両面同時研磨を行うようにしてい
るので、製造工程における自動化が促進される。また、
ガラス素材を接着剤により治具に貼り付けた状態で、表
面研磨を行う場合と比較して、ラッピング装置を用いて
両面同時研磨を行うようにしているので、極めて容易
に、しかも著しく高精度に研磨加工を行うことができ
る。しかも、研磨加工が行われるのは、方形板状に形成
されている光学ガラス板３０の段階と、やはり方形板状
に切断した接合部リズム構成体６０の段階とであり、こ
れらはラッピング装置により両面同時研磨を行うのに適
した板体状のものであるから、高精度に、しかも効率的
に表面研磨加工を行うことができる。然る後に、接合プ
リズム構成体６０を切断して角型棒状プリズム体７０を
形成し、また角型棒状プリズム体７０を切断してプリズ
ムアセンブリ８０を形成するが、これらの切断面は、光
の入出射したり、反射したりする面ではないので、切断
後にこれらの面を仕上げる必要はない。このように、ラ
ッピング装置によって研磨加工するのは困難な角型棒状
プリズム体７０や、プリズムアセンブリ８０の段階で
は、研磨加工を必要としないので、製品であるプリズム
アセンブリ８０を１ｃｍ角以下というように、極めて小
さな形状であって、しかも光学精度が良好なものを容易
に、しかも効率的に製造できる。

【００２４】なお、前述した実施例においては、プリズ
ムに形成されるコーティング層としては、偏光膜及び反
射膜としたが、これは光ピックアップ用の光学素子とし
て用いる場合のものであって、要は平行四辺形プリズム
と三角形プリズムとの接合プリズムであれば良く、プリ
ズムアセンブリの用途に応じて適宜のコーティング層を
施す。また、両面研磨加工を行う手段としては、図２及
び図３に示したラップ盤を用いる他、各種のラッピング
装置を用いることができ、また上下のターンテーブルは
必ずしも反対方向に回転させる必要はない。さらに、光
学ガラス板３０を研磨加工した後に、半分のものに両面
にコーティング層を施すようにしたが、全てのものの片
面にコーティング層を形成するようにしても良く、また
その形成方法としては、真空蒸着に限るものではない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、表裏両
面が同時に研磨加工され、この研磨加工面の所要の表面
をコーティングした光学ガラス板を、それぞれコーティ
ング層を１層ずつ間に介在するようにして重ね合わせ
て、各重ね合わせ面を接着剤で固着することによりガラ
ス板積層体を形成して、このガラス板積層体を、所定間
隔毎に重ね合わせ面に対して所定の角度をもって斜めに
切断して、両側の切断面を両面同時研磨加工を行うこと
によって、コーティング層が研磨表面に対して所定の角
度傾斜した状態となった接合プリズム構成体を形成し、
この接合プリズム構成体を２層のコーティング層を含む
位置毎に切断することにより角型棒状プリズム体を形成
し、この角型棒状プリズム体を所定の間隔毎に切断する
ようにしたので、プリズムを形成するのに必要な工程数
を著しく減らすことができ、かつ自動化できるようにな
り、特に、表面研磨加工を、治具に貼り付けた状態で行
うのではなく、ラッピング装置等を用いて両面同時研磨
を行うことができるので、自動的かつ効率的に、しかも
極めて容易に加工でき、加工精度が著しく良好となり、
さらには極めて小さな形状のプリズムアセンブリをも円
滑に形成することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリズムアセンブリを構成する部材と
しての光学ガラス板の側面図である。

【図２】研磨加工を行うためのラップ盤であって、上部
ターンテーブルを取り除いた状態を示す平面図である。

【図３】ラップ盤の半断面図である。

【図４】成膜光学ガラス板の側面図である。

【図５】ガラス板積層体の外観図である。

【図６】ガラス板積層体の一部を拡大して示す断面図で
ある。

【図７】接合プリズム構成体の側面図である。

【図８】角型棒状プリズム体の外観図である。

【図９】プリズムアセンブリの構成説明図である。

【図１０】書換可能型の光ディスク装置における差動検
出光ピックアップの構成説明図である。

【図１１】従来技術による平行四辺形プリズムの形成工
程を示す説明図である。

【図１２】従来技術による三角形プリズムの形成工程を
示す説明図である。

【符号の説明】

３０ 光学ガラス板 ３０ａ 非成膜光学ガラス板 ３０ｂ 成膜光学ガラス板 ３１ 偏光膜 ３２ 反射膜 ４０ ラップ盤 ５０ ガラス板積層体 ５１ 光学ガラス板 ６０ 接合プリズム構成体 ７０ 角型棒状プリズム体 ８０ プリズムアセンブリ ８１ 平行四辺形プリズム ８２ 三角形プリズム

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−22202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−108504（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−66303（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−341228（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−167502（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏両面が同時に研磨加工され、この研
   磨加工面の所要の表面をコーティングした光学ガラス板
   を、それぞれコーティング層を１層ずつ間に介在するよ
   うにして重ね合わせて、各重ね合わせ面を接着剤で固着
   することによりガラス板積層体を形成して、このガラス
   板積層体を、所定間隔毎に重ね合わせ面に対して所定の
   角度をもって斜めに切断して、両切断面を同時に研磨加
   工することによって、コーティング層が研磨表面に対し
   て所定の角度傾斜した状態となった接合プリズム構成体
   を形成し、この接合プリズム構成体を２箇所のコーティ
   ング層を含む位置毎に切断することにより角型棒状プリ
   ズム体を形成し、この角型棒状プリズム体を所定の間隔
   毎に切断することを特徴とするプリズムアセンブリの製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記光学ガラス板を前記光学ガラス板積
   層体の切断角度と同じ角度だけずらせるようにして階段
   状に積層するようにしたことを特徴とする請求項１記載
   のプリズムアセンブリの製造方法。
3. 【請求項３】 前記コーティング層は偏光膜と反射膜と
   であり、これら偏光膜及び反射膜は、相対面する光学ガ
   ラス板間に交互に配置させるようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載のプリズムアセンブリの製造方法。
4. 【請求項４】 前記反射膜形成側の接合面の接着剤を可
   剥離性の接着剤となし、また前記偏光膜形成側の接合面
   の接着剤を非剥離性の接着剤となし、前記角型棒状プリ
   ズム体を形成した後に、この可剥離性接着剤の部分を剥
   離させるようにしたことを特徴とする請求項３記載のプ
   リズムアセンブリの製造方法。