JP3931332B2

JP3931332B2 - 光学フィルタの製造方法、および当該製造方法による光学フィルタ

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Publication number: JP3931332B2
Application number: JP2003141705A
Authority: JP
Inventors: 秀史斉藤
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004344996A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は単数または複数の光学板からなる光学フィルタの製造方法に関するものであり、板状またはブロック状の光学フィルタの稜を曲率面取りする製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置には、光学ローパスフィルタ等の各種光学フィルタが用いられ、赤外線等不要な波長光を除去したり、光学的疑似信号を濾波する役割を担っている。このような光学フィルタの構成は、例えば光学ローパスフィルタを例にとると、水晶複屈折板や赤外線カットガラス板等を所望の濾波特性に応じて適宜組み合わせた構成のものが多用されているが、近年においては用途によって単板に光学干渉膜を形成した構成も用いられている。このような光学フィルタの製造は、複数板の組み合わせ構成の場合、従来は組み合わせる光学板を小割りした状態で接着剤により個々に貼り合わせていた。
【０００３】
ところがこのような小割りされた光学フィルタはその切断された稜部分が鋭利な状態であり、またこの稜部分は微視的に見て、割れあるいは欠けが多数箇所で見受けられる状態であることが多かった。このような状態は光学板の一部がさらに欠けたり、割れたりする可能性が高く、割れ片あるいは欠け片が光学板の主面すなわち光学情報透過面に付着し、光学的な異物となることがあった。このような異物はＣＣＤ等の撮像素子に捕捉され、例えばビデオ出力した際の画質悪化の原因となっていた。
【０００４】
また、稜部の鋭利な状態は他の部材を切削することがあり、このような切削くずが光学的な異物を発生させることがあった。例えば、光学フィルタは樹脂ケースに収納梱包され顧客に納品されることが多いが、収納ケース内で遊動することにより前記稜部分で樹脂ケース内壁を切削し、この切削くずが光学板の主面に付着することがあった。
【０００５】
このような割れ片や欠け片あるいは切削くずのようなダストによる不具合をなくすために、固体撮像装置封止用透明板に側面を鏡面仕上げする構成が実開平５−４３５５７号に開示されている。実開平５−４３５５７号は光学フィルタではないが、棒状のガラスをスライス（切り出し）し、次にダイシングし、その後透明板の側面を荒ズリにより寸法出しをする。次いで、側面をバフ研磨により鏡面仕上げするとともに、稜をＲ面にし、その後、ガラス面の上下両面を光学研磨する。旨が開示されている。
【０００６】
稜をＲ面にすることにより、透明板自体が欠けたり、あるいは透明板を収納するケースにもダストが生じず、歩留まりの向上した透明板を得ることができる。しかしながら上述の製法、すなわち側面をバフ研磨することにより稜をＲ面にするという製法は稜部分を研磨部材に接触させるため透明板を斜めに保持して研磨を進める必要があり、また透明板全体の稜を研磨するには研磨対象となる稜部分を移動させなければならず、全体として研磨作業が手作業を多く必要としたり、あるいは透明板の保持等において複雑な構成が必要となっていた。
【０００７】
特に本願の対象となる光学フィルタは、できるだけ広い面積でかつ高精度で所定の光情報を透過させる必要があり、稜の面取り量について細かな制御が必要であるが、上記製造方法では製造コストが高く、Ｒ面形状加工において形状バラツキが大きくなり、高精度の製造には適していなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、光学フィルタに発生する光学的異物を極力抑制した高品質な光学フィルタを得るとともに、安価な製造コストによる精度の高い製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光学フィルタに形成する曲率面取りに対応した曲率面を有する研削ホイールにより、光学フィルタの端面を研削するものであり、次の製造方法により解決できる。
【００１０】
すなわち、請求項１に示すように、単数または複数の光学板からなり、当該光学板の主面に光学情報を透過させる光学フィルタであって、当該光学フィルタ側面間に形成される稜と側面と主面間に形成される稜のいずれか一方あるいは両者を曲率面取りした光学フィルタの製造方法において、光学フィルタの主面を固定するとともに、固定した状態で主面を平面的に回転させる保持回転手段と、円板形状の端面に径方向に凹部が形成された研削面を有する研削ホイールを用い、当該研削面は底面と底面の端部に曲率面を有するとともに当該曲率面は凹部の側面側より底面側が長く形成され、当該研削ホイールを高速回転してなる高速回転研削手段を有し、前記固定された光学フィルタを平面的に回転させながら、その端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させることにより、光学フィルタの稜を曲率面取りしたことを特徴とする光学フィルタの製造方法である。
【００１１】
本製造方法で用いる研削ホイールは、円板形状の端面に径方向に凹部が形成された研削面を有し、当該研削面は底面と底面の端部に曲率面を有する構成であり、また当該曲率面は前記凹部が形成された研削面の側面側より底面側が長く形成されている。この底面と側面並びに曲率面の構成は被研削部材である光学フィルタの端面（側面）形状に対応するもので、この形状が最終的に光学フィルタに転写されることになる。
【００１２】
請求項１によれば、固定された光学フィルタをその板面の中心を回転軸として平面的に回転させながら、その端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させることにより、光学フィルタの端面形状を研削加工するとともに、光学フィルタの稜を前記研削面の形状に対応した端面形状に曲率面取りすることができる。ここで得られる曲率面取りは研削ホイールの研削面の形状で決定できるので、所望の寸法、形状にて加工が行えるとともに、従来のように光学フィルタ（ワーク）に対する加工対象領域を変化させるために、保持位置を切り換える等複雑な装置構成を必要としないので、製造に係るコストを低減できる。
【００１３】
また光学フィルタは光学情報の透過する主面を可能な限り広く使用するよう構成することが好ましい。本構成はこのような要求に対応するものであり、上述のとおり曲率面は凹部の側面側より底面側が長く形成されている研削面を有する研削ホイールにより曲率面取り加工を行うことにより、主面の加工量を小さく、側面の加工量を大きく取ることができる。
【００１４】
また請求項２に示すように、単数または複数の光学板からなり、当該光学板の主面に光学情報を透過させる光学フィルタであって、当該光学フィルタ側面間に形成される稜と側面と主面間に形成される稜のいずれか一方あるいは両者を曲率面取りした光学フィルタの製造方法において、光学フィルタの主面を固定するとともに、固定した状態で主面を平面的に回転させる第１の駆動軸からなる保持回転手段と、円板形状の端面に径方向に凹部が形成された研削面を有する研削ホイールを用い、当該研削面は底面と底面の端部に曲率面を有するとともに当該曲率面は凹部の側面側より底面側が長く形成され、当該研削ホイールを高速回転する第２の駆動軸からなる高速回転研削手段を有し、前記第１の駆動軸に前記光学フィルタの所望の外周形状に対応した外周形状を有する倣いモデルを設けるとともに、当該倣いモデルに対応して接触し、自由回転する倣いローラを第２の駆動軸側に設けた外形形状決定手段を有し、前記固定された光学フィルタを平面的に回転させながら、前記倣いモデルと倣いローラに押圧力をかけることにより、光学フィルタの端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させ、光学フィルタの稜を曲率面取りしたことを特徴とする光学フィルタの製造方法であってもよい。
【００１５】
上記製造方法によれば、光学フィルタ（ワーク）の主面を保持し、当該主面の中心部分を回転軸として平面的に回転駆動させる第１の駆動軸に対し、前記光学フィルタの所望の外周形状に対応した外周形状を有する倣いモデルを設けるとともに、当該倣いモデルに対応して接触し、自由回転する倣いローラを第２の駆動軸側に設けた外形形状決定手段を有しているので、光学フィルタと倣いモデルは同軸上にあり、協同して回転動作を行う。また、研削ホイールは研削時高速回転し、これに対して倣いローラは駆動が与えられない自由回転構成であるが、研削ホイールと外形サイズがほぼ等しい倣いローラが倣いモデルに接触して動作するために、光学フィルタに対する研削ホイールの研削動作が規制され、倣いモデルに対応した外形加工を行うことができる。また上述のとおり光学フィルタの稜についても、前記研削面の曲率面により所望の曲率面取りを行うことができる。
【００１６】
また前述のとおり、曲率面が凹部の側面側より底面側が長く形成されている研削面を有する研削ホイールにより曲率面取り加工を行うことにより、光学フィルタの主面の加工量を小さく、側面の加工量を大きく取ることができる。
【００１７】
本発明はさらに請求項３に示すように、請求項１または請求項２記載の光学フィルタの製造方法において、前記研削ホイールの研削面の幅を光学フィルタの端面の幅よりも大きくし、前記固定された光学フィルタを平面的に回転させながら、その端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させるとともに、光学フィルタの端面に対し前記研削面を幅方向に往復動作させることにより、光学フィルタの稜を曲率面取りしてもよい。
【００１８】
光学フィルタ端面の研削は、当該光学フィルタを高速回転する前記研削面の底面と曲率面の形成された範囲で幅方向に往復動作させるが、その方法としては、例えば、光学フィルタの固定される第１の駆動軸を固定軸とし、研削ホイールを有する第２の駆動軸を駆動軸方向に所定の移動幅（研削面の範囲）で往復運動させ、曲率面取り加工を行ってもよい。この場合、光学フィルタを挟持固定した第１の駆動軸に無用な動作を行わせしめないので、固定状態が微小変位することが無く安定した加工が行える。また逆に第２の駆動軸を固定軸とし、第１の駆動軸を可動構成にしてもよいし、両方の軸を動作させる構成としてもよい。
【００１９】
光学フィルタは要求される光学特性により、その厚さが変化することがある。例えば周知のとおり、光学複屈折板においてはその厚さが光分離幅を決めるパラメーターとなっているため、仕様によってその厚さが異なる。このような場合、研削ホイールの研削面の幅を光学フィルタの端面（側面）すなわち厚さより大きくすることにより、加工対象となる光学フィルタの厚さが変化しても柔軟にこれに対応することができる。また、光学フィルタの端面を前記研削面の底面と曲率面を幅方向に往復動作させることにより、研削面の底面において、同じ部位のみが研削に用いられることを防止するとともに、効率よく曲率面への接触を行わしめることができ、研削ホイールの耐久性の向上並びに高効率の製造を行うことができる。
【００２０】
また、請求項４は請求項１または請求項２または請求項３記載の光学フィルタの製造方法において、円板形状の端面に径方向に凹部が形成された研削面を有し、当該研削面は底面と底面の端部に曲率面を有する研削ホイールを高速回転する第２の駆動軸からなる高速回転研削手段を有し、前記研削ホイールの研削面は、底面と、その両端に形成された側面と、底面と側面間にある曲率面とからなり、当該曲率面は側面側より底面側が長く形成されており、前記固定された光学フィルタを平面的に回転させながら、その端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させることにより、光学フィルタの稜を曲率面取りしたことを特徴としている。
【００２１】
光学フィルタは光学情報の透過する主面を可能な限り広く使用するよう構成することが好ましい。本構成はこのような要求に対応するものであり、曲率面は側面側より底面側が長く形成されている研削面を有する研削ホイールにより曲率面取り加工を行うことにより、主面の加工量を小さく、側面の加工量を大きく取ることができる。
【００２２】
さらに請求項５は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の製造方法を実行後、光学フィルタをエッチング液に浸漬することにより曲率研削面の加工面を安定化させたことを特徴としている。
【００２３】
光学フィルタの曲率面取り領域は、加工効率を低くすればその研削面の表面荒さを良好にすることは可能であるが、製造効率等の実用面を考慮するとどうしても研削面の表面荒さを小さくすることが困難であり、この部位において研削面のカケが発生することがあった。このような場合に、例えばフッ化アンモニウム溶液によるウェットエッチング処理を施すことにより、機械加工による加工変質層を除去でき、光学的異物となる光学フィルタ構成部材の割れや欠けを防止することができる。
【００２４】
請求項６は請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法により得られた曲率面取りされた光学フィルタであり、このような光学フィルタは曲率面取りが高精度に形成されることにより、割れ、欠けに伴う不具合のない、高品質な光学特性を有するとともに、コスト安の光学フィルタを得ることができる。また光学フィルタの主面の面取り加工量が小さく、側面の面取り加工量が大きい構成の光学フィルタを得ることができる。よって、主面の実質的な光学情報透過エリアを広く確保することができ、光学情報の損失を減少させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明による実施の形態について、光学ローパスフィルタの製造方法を例にとり図面を参照して説明する。図１は本発明による実施の形態に係る装置構成を示す模式図であり、図２は図１において光学フィルタ保持部分を示す部分斜視図、図３は研削例を示す模式図である。
【００２６】
本実施の形態による光学ローパスフィルタは、図４（ａ）に示すように水晶複屈折板に所定のコーティング膜を設けた単板構成であったり、あるいは図４（ｂ）に示すように、例えば水晶複屈折板１と１／４波長板２と水晶複屈折板３とを重ね合わせた複数板構成である。水晶複屈折板は周知のとおり、水晶の複屈折効果により入射光を常光線と異常光線に光分離して出射光とするもので、光分離方向、分離幅は所定のパラメータにより適宜調整することができる。
【００２７】
単板構成の光学ローパスフィルタは比較的シンプルな構成であるが、複数板構成の場合は、複数の光分離を組み合わせることになる。例えば、水晶複屈折板１ａと１／４波長板１ｂと水晶複屈折板１ｃとを重ね合わせた複数板構成において、水晶複屈折板１は例えば水平方向に光線分離するよう設定されており、入射した光を水晶の複屈折効果により水平方向に分離する機能を有する。また水晶複屈折板１ａの光入射面（主面）には、光反射防止コートが形成されている。当該光反射防止コートは詳細図示していないが、酸化金属膜等からなる誘電体薄膜の多層形成することにより得ることができる。水晶複屈折板１ｃは例えば９０度方向に光線分離するよう設定されており、入射した光を水晶の複屈折効果により９０度方向に分離する機能を有する。また水晶複屈折板１ｃの光出射面（主面）には、赤外線カットコートが形成されており、当該赤外線カットコートについても、詳細図示していないが誘電体薄膜の多層形成することにより得ることができる。
【００２８】
このような光学フィルタ１の光出射面（主面）の周囲および側面には、曲面取り１０，１０が形成されている。曲率面取りは図４（ａ）、（ｂ）に示すように稜部分が曲率を持った状態で面取りされた構成である。このような構成により、通常の直線的な面取りに比較して稜を形成しない構成であるので、光学フィルタが割れたり、欠けたりすることによる光学的異物の発生が無くなるとともに、稜部分が梱包ケース等を切削することによる光学的異物の発生を極力抑制することができる。そしてさらに主面側の面取り量を小さくすることにより、主面の実質的な光学情報透過エリアが広く確保できるので光学情報の損失を減少させることができる。特に最近においてはビデオカメラ等の撮像装置の小型化が急速に進んでおり、画質低下を抑制することができる。
【００２９】
次に上記曲率面取りを形成する方法について説明する。本発明の製造に係る装置Ｆは、第１の駆動領域２と第２の駆動領域３を有する構成で、それぞれ異なった回転駆動が与えられる構成となっている。
【００３０】
第１の駆動領域２には、第１の駆動軸２０に、保持部２１ａ，２１ｂと当該保持部２１ａの外側に倣いモデル２２が配置されている。また２１ｃは保持部２１ｂと一体形成された、例えばベークライトからなる樹脂ブロックである。これら保持部と倣いモデルに回転駆動を伝達するギア２３，２３が同軸上に形成されている。保持部２１ａ，２１ｂ間には研削加工対象となるワーク（光学フィルタ）１が保持される。従って、少なくとも一方の保持部は駆動軸方向（Ｘ２）に動作可能となっている。本実施の形態においては保持部２１ａ側が駆動軸方向の動作については固定されており、保持部２１ａ，２１ｂ間にワークが供給されると保持部２１ｂが保持部２１ａ側に近接する方向に動作し、ワークが挟持される。なお、保持部２１ａは金属ブロックからなるが、ワークと接触する挟持部分において、例えばベークライト等の樹脂材を介在させてもよい。これによりワークに対する緩衝効果を得ることができ、ワークを損傷したりワークの主面を傷つけることを防止できる。
【００３１】
また前記倣いモデル２２は直方体形状の金属ブロックからなり、保持部と同様駆動軸に脱着可能となっている。当該倣いモデル２２の外形形状はワークの研削対象面における最終外形形状と等しく設定されている。ワーク１を挟持した保持部２１ａ，２１ｂは、倣いモデル２２とともに押圧力により一体化され、研削実行時にはワーク主面がその中心を軸として平面的に回転するよう所定の回転動作を行う。例えば１つの外周加工を行うにあたり、図示しないカムの動作により、ギア２３，２３に対し、例えば６〜１５回転を行うように設定される。なお、これら第１の駆動領域２は固定されているのに対し、次に説明する第２の駆動領域３は前後、左右と２次元的に動作可能な状態に設定される。
【００３２】
第２の駆動領域３は第２の駆動軸３０に研削ホイール３１と研削ホイールに隣接して倣いローラ３２を有する構成で、これら研削ホイール３１に対し回転駆動を与えるギア３３，３３が同軸上に配置されている。研削ホイール３１は円板形状であり、その円周の端面（側面）には径方向に凹部が形成された研削面３１０を有している。研削面３１０は断面で見て凹形状を有しており、平面からなる底面３１ａと当該底面にほぼ垂直な側面３１ｃ、そして底面と側面をつなぐ曲率面３１ｂを有している。なお、研削面の構成によっては底面と曲率面のみからなり側面を有しない構成となってもよい。
【００３３】
ところで研削ホイール３１は多種の材質構成のものを採用することができる。例えばレジノイドボンド砥石からなるものであり、これはダイヤ砥粒を樹脂で結合したものである。またメタルボンド砥石からなるものも用いられており、これはダイヤ砥粒を例えばニッケル等の金属で結合したものである。さらには電着砥石によるものもあり、これは台金の表面にダイヤ砥粒をメッキにて結合したものである。一般的には前者ほど研削面がなめらかであるが、逆に単位時間あたりの研削能力は前者ほど劣る。従って、上記電着砥石は研削面が比較的粗面であるため、加工時間は短くて済むとともに、長時間の使用を行っても外形寸法が変わりにくいという特徴を有しており、よく用いられている研削ホイールの材料である。この研削ホイール３１は前記ワークに対向する位置に配置されている。
【００３４】
倣いローラ３２は円板形状の金属板からなり、隣接して配置される研削ホイールとほぼ同じ外形形状であり、詳しくは倣いローラの端面（側面）と当該研削ホイール研削面の底面３１ａの外周位置がほぼ合致した構成である。当該倣いローラは第２の駆動軸に取着されるが、研削ホイールに与えられる回転駆動は与えられず、自由回転可能な状態となっており、前述の倣いモデルと接触加圧されることにより、倣いモデル回転に対応して受動的に回転する構成となっている。
【００３５】
前述のとおり、第２の駆動領域は固定の第１の駆動領域に対し、前後左右に動作可能となっている。まず、矢印Ｘ１で示す前後の動作は、装置に組み込まれた図示しない前後送りカムにより第２の駆動領域を第１の駆動領域に対し近接あるいは離間させる動作であり、これにより研削ホイール３１をワーク１に接触させたり、離したりする動作である。これにより高速回転（例えば３０００〜４０００ｒｐｍ）させた研削ホイールをワークに接触させ、研削を行う。
【００３６】
また矢印Ｘ２で示す左右の動作は、装置に組み込まれた図示しない横送りカムにより第２の駆動領域を第１の駆動領域に対し左右に動作させる動きであり、これにより研削ホイールの研削面の範囲で左右に往復動作させることにより、研削面の底面３１ａ、曲率面３１ｂをワークに接触させ研削を行う動作である。いずれの動作も当該製造に係る装置に組み込まれたカム駆動制御により一連の加工作業の中に組み込まれる。
【００３７】
なお、本実施の形態においては第１の駆動領域に対しては図示しない第１のモータから駆動エネルギーが与えられ、第２の駆動領域に対しては別の第２のモータから駆動エネルギーが与えられるように構成される。しかしながらギア並びにカムの設定により１つの駆動源（モータ）により、複数の駆動領域を動作させることも可能である。
【００３８】
次に本発明による光学フィルタの製造手順について説明する。例えば水晶板を例にとると、水晶ウェハを平行平面研磨によりラッピング加工を行う。その後、スライス装置により当該水晶ウェハを小割加工する。この小割加工された水晶板に対して本発明による製造を行う。
【００３９】
まず、ハンドリング装置により、複数のワークが収納されたマガジンから１枚のワークを取り出す。このときワークの側面をチャッキングアームにより把持し、前記保持部２１ａ，２１ｂ間のほぼ中央部分に移送される。なお、ハンドリング装置やその一部であるチャッキングアームあるいはマガジンは図示していない。保持部２１ａ，２１ｂにより移送されたワークの主面を挟持し、所定圧力によりワークの主面を保持する。その後、前記ハンドリング装置のチャッキングを解除し、チャッキングアームは所定の定常位置に戻る。
【００４０】
第２の駆動領域の研削ホイール３１を例えば矢印Ｙ１方向に高速回転（例えば３７００ｒｐｍの回転）させながら、矢印Ｘ１方向に移動させ、ワーク外周の研削を開始する。このときワークは研削ホイールが接触する時点あるいはその前後に第１の駆動軸２０の回転駆動により、例えば矢印Ｙ２方向に回転を開始させる。この矢印Ｙ２方向は矢印Ｙ１方向と反対の回転方向に設定している。ワークの回転は前述のとおりカムによる駆動制御でゆっくりと回転し、１つのワークの加工が完了するまでに、例えば１０回転させる。この回転数は研削ホイール研削面の砥石の種類あるいは必要な加工量により決定すればよい。
【００４１】
また前述のとおり研削ホイールはワークに接した状態において所定範囲で左右に動作する。これは前述の横送りカムの動作により、第２の駆動軸に固定された研削ホイールを左右に動作させるもので、図３に示すようにワークの左右の稜を研削する範囲で動作する。この研削動作を図３とともに説明すると、まず図３（ａ）に示すようにワークを研削面に近接させ、図３（ｂ）に示すように高速回転（Ｙ１）する底面３１ａ部分とワークの端面（側面）を接触させる。もちろんワークも前述の所定の回転（Ｙ２）が行われている。その後図３（ｃ）に示すようにワーク１に対して研削ホイール３１を右側に漸次移動させ、曲率面３１ｂの一方と接触させる。これによりワークの左側の稜が全周にわたって曲率面取りされる。次に図３（ｄ）に示すように研削ホイール３１は左側に漸次移動し、ワークの右側の稜を曲率面３１ｂの他方と接触させ、全周にわたって曲率面取りを行う。その後図３（ｅ）に示すように、ワークを底面３１ａに移動する。なお、これら図３（ｂ）〜（ｅ）の動作を複数回往復動作させてもよい。所定の加工が完了した後、図３（ｆ）に示すように、研削ホイールをワークから離し、研削加工を終了する。
【００４２】
なお、倣いモデル２２と倣いローラ３２とが接触することにより、ワークの外周形状が所定の形状に研磨される。加工量の例として、例えば縦、横、厚さの各寸法がそれぞれ、１０.０ｍｍ、１０.０ｍｍ、１.０ｍｍの曲率面取り加工する際、約０．３〜０．５ｍｍの外周形状が研削される。
【００４３】
上記加工を完了したワークは、その後角度検査等の所定の検査後、主面に対し第２次ラッピング加工を行い、その後さらにポリッシング加工により鏡面に仕上げる。
【００４４】
ところで上述の曲率面取りを行った際、その曲率面において微視的な割れや欠けが生じていることがある。このような表面層を加工変質層と称することもある。このような加工変質層においては、その割れ片、欠け片が製品化された後に脱落して光学的な異物として光学フィルタの主面に付着することがある。このような割れや欠けを極力抑制するには、研削面の細かなもので前述のレジノイドボンド砥石を用い長時間をかけて加工を行うことが必要であるが、加工コスト等を考慮するとは実用上困難な場合がある。このような場合においては、所定のエッチング液に曲率面取り後の光学フィルタを浸漬し、ウェットエッチングを行ってもよい。本実施例においては水晶板を用いており、摂氏８０度のフッ化アンモニウム溶液からなるエッチング液に所定時間浸漬することにより、曲率面取り部分の加工変質層を除去する。これにより割れや欠けを除去することができる。もちろん周知のとおり、処理対象材料によって、エッチング液並びに温度等の諸条件を選択調整する必要がある。
【００４５】
なお、本発明による曲率面取りは、上記製造方法に限定されるものではない。例えば光学フィルタにおいて、主面の曲率面取り量を側面の曲率面取り量より小さくする構成を得たい場合は、図５に示すような曲率面を有する研削ホイールを用いて研削加工を行えばよい。図５に示す研削ホイールは、曲率部３１ｂにおいて、ホイールの板厚方向の寸法ａに対してこれに直交する方向の寸法ｂが小となる構成を採用している。このような断面形状を有する研削ホイールで研削加工を行うことにより、当該曲率面の形状が被加工物である光学フィルタの稜形状に転写され、主面の曲率面取り量を側面の曲率面取り量より小さくする構成の光学フィルタを得ることができる。このような光学フィルタは主面の曲率面取り形成領域を小さくすることができ、当該光学フィルタに多くのより光学的情報を透過させることができる。なお、曲率面取り加工を行う装置構成並びに製造手順は前述の説明と同様の方法により行えばよい。
【００４６】
このように本発明は研削ホイールの研削面の形状を適宜選択することにより、所望の曲率面取り形状を得ることができ、またこの加工バラツキも小さく安定した加工を行うことができる。また倣いモデルの形状により最終的に得られるワーク形状を決定できるので、例えば平面視長円形状や小判型形状の加工も容易に行ことができる。すなわち本発明は外形形状を倣いモデルで決定するとともに、端面の形状を研削ホイールの研削面で決定することにより、一度に必要な立体加工を行うことができる。
【００４７】
本発明によるその他の実施の形態について図６（ａ），（ｂ）とともに説明する。図６（ａ），（ｂ）は研削ホイールとワークの研削状態を示す部分断面図である。基本的な製造方法は前述と同様であるが、この実施の形態においては研削ホイールの構成が異なっており、研削ホイール４２の研削面４２ｂの構成が楕円弧形状の凹部を有する構成で、かつワークの厚さすなわち端面寸法にほぼ合致した開口の凹部構成である。このような構成の研削ホイール４２を高速回転させ、図６（ｂ）に示すように、ワーク（光学フィルタ）５の端面を接触させることにより、研削加工を行うことができる。このような研削ホイール４２を用いるとワークを研削面上で左右に動作させない製造方法となる。このような製造方法においても外形形状を倣いモデルで決定するとともに、端面の形状を研削ホイールの研削面で決定することにより、一度に必要な立体加工を行うことができる。
【００４８】
なお、研削ホイールは同一材料で一体的に構成してもよいし、研削ホイールの構成を複数のパーツからなる分割構成としてもよい。図７は研削ホイール４３の研削面を示す部分分解断面図であるが、中央部材４３１と側面部材４３２，４３３とからなり、これらを強固に接着することにより一体化させる。中央部材４３１は研削ホイールの底面を構成し、側面部材４３２，４３３は曲率部を構成している。図７においては中央部材と側面部材の砥石の粗さを変えており、中央部分より側面部材の粗さを小さく（細かく）している。従って研削後において側面表面の加工変質層の形成を小さくすることができ、曲率面からの割れ、欠けの発生を抑制することができる。
【００４９】
なお、本発明に適用する光学フィルタは、単板構成であっても良いし、複数枚構成であってもよい。複数板構成の場合は各単板をそれぞれ本発明により曲率面取り加工し、その後接着剤等により貼り付けてもよいし、あるいは先に曲率面取り加工前の各単板を貼り付け、その後当該貼り付けた一体構成物に対して本発明による曲率面取り加工を行ってもよい。また光学フィルタを構成する部材は水晶板のみならず、光学ガラス等の他の光学材料であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、研削面に曲率部を有する研削ホイールを用いて光学フィルタの端面（側面）を研削しているので、当該研削面の曲率が確実に光学フィルタの稜を研削し、その曲率が転写されるので、確実にかつ比較的短時間で曲率面取り加工を行うことができる。従って、光学フィルタに発生する光学的異物を極力抑制した高品質な光学フィルタを得るとともに、安価な光学フィルタを得ることができる。
【００５１】
また光学フィルタの主面の面取り加工量が小さく、側面の面取り加工量が大きい構成の光学フィルタを得ることができる。よって、主面の実質的な光学情報透過エリアを広く確保することができ、光学情報の損失を減少させることができる。
【００５２】
また請求項２によれば、上記効果に加えて、倣いモデルにより光学フィルタの外周形状の加工を規制しているので確実にかつ簡単に所定形状の光学フィルタを得ることができる。
【００５３】
また請求項３によれば、上記各効果に加えて、複数の厚さの光学フィルタを加工する際に適用することができるとともに、光学フィルタの端面を前記研削面の底面と曲率面を幅方向に往復動作させることにより、研削面の底面において、同じ部位のみが研削に用いられることを防止するとともに、効率よく曲率面への接触を行わしめることができ、研削ホイールの耐久性を向上させ、かつ高効率の製造を行うこができる。
【００５４】
さらに請求項４によれば、上記各効果に加えて、曲率面は側面側より底面側が長く形成されている研削面を有する研削ホイールにより曲率面取り加工を行うことにより、主面の加工量を小さく、側面の加工量を大きく取ることができ、光学特性に優れた光学フィルタを得ることができる。
【００５５】
また請求項５によれば、上記各効果に加えて、ウェットエッチング処理を施すことにより、機械加工による加工変質層を除去でき、光学的異物となる光学フィルタ構成部材のワレ、カケを防止することができる。従って、光学特性の安定した光学フィルタを得ることができる。
【００５６】
請求項６によれば、本発明による製造方法により得られた曲率面取りされた光学フィルタは曲率面取りが高精度に形成されることにより、割れ、欠けに伴う不具合のない、高品質な光学特性を有するとともに、コスト安の光学フィルタを得ることができる。また光学フィルタの主面の面取り加工量が小さく、側面の面取り加工量が大きい構成の光学フィルタを得ることができる。よって、主面の実質的な光学情報透過エリアを広く確保することができ、光学情報の損失を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学フィルタの実施の形態を示す模式図。
【図２】図１の部分拡大斜視図。
【図３】光学フィルタの製造方法を示す図。
【図４】光学フィルタの構成例を示す図。
【図５】光学フィルタの研削ホイールの変形例を示す部分拡大図。
【図６】本発明による他の製造方法を示す図。
【図７】本発明による他の研削ホイールの例を示す図。
【符号の説明】
１、５光学フィルタ（ワーク）
２第１の駆動領域
２１ａ，２１ｂ保持部
２２倣いモデル
２３、３３ギア
３第１の駆動領域
３１、４１，４２，４３研削ホイール
３２倣いローラ

Claims

単数または複数の光学板からなり、当該光学板の主面に光学情報を透過させる光学フィルタであって、当該光学フィルタ側面間に形成される稜と側面と主面間に形成される稜のいずれか一方あるいは両者を曲率面取りした光学フィルタの製造方法において、
光学フィルタの主面を固定するとともに、固定した状態で主面を平面的に回転させる保持回転手段と、
円板形状の端面に径方向に凹部が形成された研削面を有する研削ホイールを用い、当該研削面は底面と底面の端部に曲率面を有するとともに、当該曲率面は凹部の側面側より底面側が長く形成され、当該研削ホイールを高速回転してなる高速回転研削手段を有し、
前記固定された光学フィルタを平面的に回転させながら、その端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させることにより、光学フィルタの稜を曲率面取りしたことを特徴とする光学フィルタの製造方法。
単数または複数の光学板からなり、当該光学板の主面に光学情報を透過させる光学フィルタであって、当該光学フィルタ側面間に形成される稜と側面と主面間に形成される稜のいずれか一方あるいは両者を曲率面取りした光学フィルタの製造方法において、
光学フィルタの主面を固定するとともに、固定した状態で主面を平面的に回転させる第１の駆動軸からなる保持回転手段と、
円板形状の端面に径方向に凹部が形成された研削面を有する研削ホイールを用い、当該研削面は底面と底面の端部に曲率面を有するとともに、当該曲率面は凹部の側面側より底面側が長く形成され、当該研削ホイールを高速回転する第２の駆動軸からなる高速回転研削手段を有し、
前記第１の駆動軸に前記光学フィルタの所望の外周形状に対応した外周形状を有する倣いモデルを設けるとともに、当該倣いモデルに対応して接触し、自由回転する倣いローラを第２の駆動軸側に設けた外形形状決定手段を有し、
前記固定された光学フィルタを平面的に回転させながら、前記倣いモデルと倣いローラに押圧力をかけることにより、光学フィルタの端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させ、光学フィルタの稜を曲率面取りしたことを特徴とする光学フィルタの製造方法。
前記研削ホイールの研削面の幅を光学フィルタの端面の幅よりも大きくし、前記固定された光学フィルタの主面を平面的に回転させながら、その端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させるとともに、光学フィルタの端面に対し前記研削面を幅方向に往復動作させることにより、光学フィルタの稜を曲率面取りしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光学フィルタの製造方法。
円板形状の端面に径方向に凹部が形成された研削面を有し、当該研削面は底面と底面の端部に曲率面を有する研削ホイールを高速回転する第２の駆動軸からなる高速回転研削手段を有し、
前記研削ホイールの研削面は、底面と、その両端に形成された側面と、底面と側面間にある曲率面とからなり、当該曲率面は側面側より底面側が長く形成されており、前記固定された光学フィルタを平面的に回転させながら、その端面を前記高速回転する研削ホイールの研削面に接触させることにより、光学フィルタの稜を曲率面取りしたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の光学フィルタの製造方法。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の製造方法を実行後、光学フィルタをエッチング液に浸漬することにより曲率研削面の加工面を安定化させたことを特徴とする光学フィルタの製造方法。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法により得られた曲率面取りされた光学フィルタ。