JP4273945B2

JP4273945B2 - 複合プリズムの製造方法

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Publication number: JP4273945B2
Application number: JP2003404126A
Authority: JP
Inventors: 敬三ノ京
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: JP2005164982A

Description

本発明は複合プリズムの製造方法に関するものであり、例えば形状の異なるプリズムが複数接合された構造を有する複合プリズムの製造方法に関するものである。

複合プリズムを高い精度で容易に得ることを目的とした製造方法が、特許文献１で提案されている。その製造方法によれば、まず、表裏両面が同時に研磨加工され、その研磨加工面の所要の表面がコーティングされた光学ガラス板を、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、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する。そ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、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する。そして、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。得られた複合プリズムは、光ピックアップ用の光学素子として使用される。
特許第２６３９３１２号公報

複合プリズムのような接合型光学素子には、その接合に光硬化型接合剤を用いるのが一般的である。光硬化型接合剤の代表的なものとしては、紫外線硬化型接着剤が知られている。紫外線硬化型接着剤にはコスト上のメリットがあり、また、透光性材料の外から貼り合わせ面に紫外線を照射するだけで速やかに接着強度が得られるという、製造上のメリットもある。

しかし、特許文献１で提案されている製造方法では、紫外線硬化型接着剤を接合に用いることができない。複数枚の光学ガラス板を重ね合わせた状態で紫外線硬化型接着剤を硬化させようとすると、紫外線硬化のための照射を硬化波長域での透過率が低いコーティング層を通して行わなければならないからである。そのようなコーティング層を通して紫外線照射を行うと、紫外線硬化に必要な照射量が得られず、すべての接合面に対し確実で速やかな接着を行うことができない。つまり、紫外線硬化に必要な照射量の紫外線照射を行うには尋常でない長時間が必要となり、また、光源に近い接合面と光源から離れた接合面とで照射量の差が大きくなるため、これが幾重にも重なることで部品毎に接合強度の信頼性低下や品質のバラツキが生じてしまうのである。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、光硬化型接合剤を用いても接合強度に高い信頼性が得られるとともに品質にバラツキが生じない複合プリズムの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明の複合プリズムの製造方法は、表裏に研磨加工が施され必要な面に光学薄膜のコーティングが施された光学ガラス基板を３枚以上重ね合わせ、かつ、光硬化型接合剤で接合することにより、基板間に前記光学薄膜を有する第１積層ブロックを作製し、その第１積層ブロックを２組以上重ね合わせ、かつ、可剥離性接着剤で接着することにより第２積層ブロックを作製し、その第２積層ブロックを前記光学薄膜のコーティング面に対し所定角度で斜めに切断し、その斜め切断面に研磨加工を施し、前記可剥離性接着剤で接着されている面を剥離し、その剥離された面に研削加工及び研磨加工を施した後、所定寸法に切断することを特徴とする。

第２の発明の複合プリズムの製造方法は、表裏に研磨加工が施され必要な面に光学薄膜のコーティングが施された光学ガラス基板を３枚以上重ね合わせ、かつ、光硬化型接合剤で接合することにより、基板間に前記光学薄膜を有する第１積層ブロックを作製し、その第１積層ブロックを２組以上重ね合わせ、かつ、非剥離性接着剤で接着することにより第２積層ブロックを作製し、その第２積層ブロックを前記光学薄膜のコーティング面に対し所定角度で斜めに切断し、その斜め切断面に研磨加工を施し、前記非剥離性接着剤で接着されている部分を取り除くための切断加工を行い、その切断面に研削加工及び研磨加工を施した後、所定寸法に切断することを特徴とする。

第３の発明の複合プリズムの製造方法は、上記第１又は第２の発明において、前記光学ガラス基板の重ね合わせを階段状にずらしながら行い、その階段状のずれの角度が前記第２積層ブロックの切断を行う際の所定角度と同じ又は略同じになるようにすることを特徴とする。

第４の発明の複合プリズムの製造方法は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１積層ブロックの重ね合わせを階段状にずらしながら行い、その階段状のずれの角度が前記第２積層ブロックの切断を行う際の所定角度と同じ又は略同じになるようにすることを特徴とする。

第５の発明の複合プリズムの製造方法は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、さらに、前記第２積層ブロックの切断を行う前に第２積層ブロックの上下面にダミーガラスを１枚ずつ階段状にずらして接着し、その階段状のずれの角度が前記第２積層ブロックの切断を行う際の所定角度と同じ又は略同じになるようにすることを特徴とする。

第６の発明の複合プリズムの製造方法は、上記第５の発明において、前記ダミーガラスが前記光学ガラス基板と同じ材料から成り、前記斜め切断面に研磨加工を施す際の掛かり代を構成することを特徴とする。

第７の発明の複合プリズムの製造方法は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記光学薄膜が偏光膜又は反射膜であることを特徴とする。

第８の発明の複合プリズムの製造方法は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記光硬化型接合剤が紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする。

本発明によれば、第１積層ブロック毎に光硬化型接合剤での接合を行う構成になっているため、接合強度に高い信頼性が得られるとともに品質にもバラツキが生じない。また、第１積層ブロックを２組以上重ね合わせて成る第２積層ブロックに加工を施す構成になっているため、安価で効率的に複合プリズムを製造することができる。

以下、本発明を実施した複合プリズムの製造方法を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。

本発明に係る複合プリズムの製造方法は、光学薄膜を介した透光性材料の接合を光硬化型接合剤で行うものであり、以下に説明する各実施の形態では、光硬化型接合剤として紫外線硬化型接着剤を使用する。ただし、紫外線硬化型接着剤以外の光硬化型接合剤を用いてもよく、これに限るものではない。紫外線硬化型接着剤にはコスト上のメリットがあり、透光性材料の外から貼り合わせ面に紫外線を照射するだけで速やかに接着強度が得られるという、製造上のメリットもある。したがって、複合プリズムの低コスト化を達成するとともに製造を迅速かつ容易に行うには、紫外線硬化型接着剤を使用することが好ましい。また各実施の形態では、光学薄膜として偏光膜(すなわち所定比率での偏光分離を行う光学薄膜)，反射膜(すなわち光路の折り曲げを目的とした光学薄膜)を例示し、透光性材料として光学ガラス基板を例示するが、いずれもこれらの例に限らず、１つの複合プリズムにおける構成要素数も、光学薄膜数が２以上、透光性材料数が３以上であればよい。

《第１，第２の実施の形態(光学薄膜数：２)》
第１，第２の実施の形態では、図１(Ａ)に示すように、透光性材料として３枚の平行平面板状の光学ガラス基板１１〜１３を用いる。これらの光学ガラス基板１１〜１３には、表裏の両面に研磨加工が施されており、そのうちの１枚の光学ガラス基板１２には、一方の面に偏光膜ＰＣ、他方の面に反射膜ＲＣのコーティングが施されている。また光学ガラス基板１１〜１３の寸法は、製造する複合プリズム１０(図７)の各部位に当たる寸法に即し、材料等の無駄が最も少なくなるように考慮した形状やサイズ(つまり、切断，研削，研磨による加工代が最少になる厚さやその他の外形寸法，形状等)に揃えられている。

図１(Ｂ)に示すように、光学ガラス基板１２の偏光膜ＰＣ側のコーティング面に光学ガラス基板１３を所定量だけずらして重ね合わせる。その際、重ね合わせる面の少なくとも一方に紫外線硬化型接着剤ＵＡを塗布しておく。そして、紫外線硬化型接着剤ＵＡに対し光学ガラス基板１３の側から紫外線を照射する。紫外線で紫外線硬化型接着剤ＵＡが硬化することにより、２枚の光学ガラス基板１２，１３が接合される。次に、図１(Ｃ)に示すように、光学ガラス基板１２の反射膜ＲＣ側のコーティング面に光学ガラス基板１１を所定量だけずらして重ね合わせる。その際、重ね合わせる面の少なくとも一方に紫外線硬化型接着剤ＵＡを塗布しておく。そして、紫外線硬化型接着剤ＵＡに対し光学ガラス基板１１の側から紫外線を照射する。紫外線で紫外線硬化型接着剤ＵＡが硬化することにより、２枚の光学ガラス基板１１，１２が接合される。

上記のようにして３枚の光学ガラス基板１１〜１３を重ね合わせ、かつ、紫外線硬化型接着剤ＵＡで接合することにより、光学ガラス基板１１〜１３が階段状にずれて接合されるとともに、光学ガラス基板１１〜１３間に偏光膜ＰＣと反射膜ＲＣを有する第１積層ブロック２１が得られる。この第１積層ブロック２１を、第１，第２の実施の形態では３組作製する。

作製した３組の第１積層ブロック２１を、図２に示すように所定量だけずらして重ね合わせる。その際、重ね合わせる面の少なくとも一方に接着剤ＡＤを塗布しておく。この接着剤ＡＤは、第１の実施の形態ではホットメルト(hot melt adhesive)，水溶性接着剤等の可剥離性接着剤であり、第２の実施の形態ではエポキシ系接着剤等の非剥離性接着剤である。接着剤ＡＤでの接着により、階段状にずれて接合された３組の第１積層ブロック２１から成る第２積層ブロック２２が得られる。

さらに、第２積層ブロック２２の上面と下面に、光学ガラス基板１１〜１３と同じ材料から成るダミーガラス１５を１枚ずつ階段状にずらして重ね合わせる。その際にも、重ね合わせる面の少なくとも一方に接着剤ＡＤを塗布しておくことにより、ダミーガラス１５を第２積層ブロック２２に貼り付ける。接着剤ＡＤで接着される重ね合わせ面は、いずれも製品上不要な部分であり、製造する複合プリズム１０(図７)には残らない。したがって、その接着は簡易的な仮止めでよい。第１の実施の形態では、接着剤ＡＤで接着された面を後で容易に剥離できるようにするため、接着剤ＡＤとしてホットメルト等の可剥離性接着剤を使用している。

次に、ダミーガラス１５及び第２積層ブロック２２を、偏光膜ＰＣ及び反射膜ＲＣのコーティング面(すなわち接合面)に対し所定角度θ(ここでは図２中の破線に沿った角度θ＝４５°)で斜めに切断する。この斜め切断には切断機を使用し、また切断角度に関しては次工程での変化量を考慮した角度調整を行う。斜め切断により、図３に示す平行四辺形状の第１構造体２３が複数枚得られる。

前述したように、光学ガラス基板１１〜１３の重ね合わせや第１積層ブロック２１の重ね合わせを階段状にずらしながら行い、また第２積層ブロック２２の上下面にダミーガラス１５を１枚ずつ階段状にずらして接着しているのは、第２積層ブロック２２及びダミーガラス１５を、偏光膜ＰＣ及び反射膜ＲＣのコーティング面に対し所定角度θで斜めに切断したときに、材料等の無駄が最も少なくなるようにするためである。したがって、前記階段状のずれの角度は第２積層ブロック２２の切断を行う際の所定角度θと同じ又は略同じになるようにするのが好ましい。

複数枚の第１構造体２３を斜め切断面で重ね合わせるようにして束ね、両端のダミーガラス１５の鋭角部分を面取りする。具体的には、平面研削機を使用して、図３中の破線位置まで削り落とす。面取りが施された第１構造体２３に対し、その両斜め切断面に研削加工及び研磨加工を施す。研削加工及び研磨加工には両面ラッピング装置を使用する。光学ガラス基板１１〜１３と同じ材料から成るダミーガラス１５を使用しているので、両面ラッピング装置を使用して研磨加工を行ったときに研磨量に差が生じず、安定した研磨加工を達成することができる。

面取りされたダミーガラス１５部分は、第１構造体２３を両面ラッピング装置に投入する際のキャリアへの掛かり代となる。斜め切断面に研磨加工を施す際の掛かり代をダミーガラス１５で構成すると、光学ガラス基板１１〜１３で掛かり代を構成する必要がないので、製造する複合プリズム１０(図７)に掛かり代の影響が残らず、第１の実施の形態では後記第２構造体２４をすべて同一形状で得られるという利点もある。これによって第２構造体２４を複数束ねて同時加工することが可能になり、加工が容易かつ効率的なものとなる。

第１構造体２３の両斜め切断面に両面ラッピング装置で研削加工及び研磨加工を施す際、その両斜め切断面が正方形に近いほど、加工される面の研磨量が均一になり、クセの少ない良好な面精度を得ることができる。したがって、両斜め切断面の形状が極力正方形となるように第１積層ブロック２１の組数を設定して、第２積層ブロック２２を構成するするのが好ましい。図２では、第２積層ブロック２２の切断方向(破線方向)の長さと紙面垂直方向の長さとがほぼ同じになるように、３組の第１積層ブロック２１で第２積層ブロック２２を構成している。また第１の実施の形態において、可剥離性の接着剤ＡＤとしてホットメルトを使用した場合、上記両面ラッピング装置での研削加工及び研磨加工は、研削液及び研磨液の温度を３０℃前後に保ちながら行うのが好ましい。液温が高くなりすぎると、ホットメルトの接着力が低下し、研削・研磨中に接着面に剥離や歪みが生じるおそれがあるからである。

第１の実施の形態では、第１構造体２３(図３)の両斜め切断面に対する研削加工及び研磨加工の終了後、接着剤ＡＤの剥離を行う。可剥離性の接着剤ＡＤとしてホットメルトを使用した場合、第１構造体２３をホットプレートで加熱することにより、接着剤ＡＤで接着されている面を剥離する。可剥離性の接着剤ＡＤとして水溶性接着剤を使用した場合、接着剤ＡＤを溶剤で溶かすことにより、接着剤ＡＤで接着されている面を剥離する。接着面の剥離により、第１構造体２３は５つの部分に分離される。５つの部分とは、外形形状の揃った(断面が平行四辺形状で棒状の)３つの第２構造体２４と、面取りされた２つのダミーガラス１５部分である。

第１構造体２３の接着剤ＡＤ部分での剥離により得られた複数本の第２構造体２４を、図４に示すように両斜め切断面で重ね合わせるようにして束ねる。そして、第２構造体２４の両端の鋭角部分を破線位置まで削り落とし、その削り落としにより形成された面を含む４面に対し精研削加工及び研磨加工を束ねた状態で施す。破線位置までの研削には平面研削機を使用し、研磨面を得るための精研削加工及び研磨加工には両面ラッピング装置を使用する。このようにして得られた角型・棒状の第３構造体２５を図６に示す。

第２の実施の形態では、第１構造体２３(図３)の両斜め切断面に対する研削加工及び研磨加工の終了後、図５に示すように複数枚の第１構造体２３を両斜め切断面で重ね合わせるようにして束ねる。そして、図５中の破線で示す位置で、非剥離性の接着剤ＡＤで接着されている部分を取り除くための切断加工を行い、その切断加工により形成された面を含む４面に対し精研削加工及び研磨加工を束ねた状態で施す。破線位置での切断加工には切断機(ダイサー)を使用し、研磨面を得るための精研削加工及び研磨加工には両面ラッピング装置を使用する。このようにして得られた角型・棒状の第３構造体２５を図６に示す。

第１，第２の実施の形態で得られた第３構造体２５(図６)の４つの研磨面すべてに対し、反射防止膜をコーティングする。その後、全研磨面に対して垂直かつ所定寸法間隔(図６中の破線位置)で第３構造体２５を切断する。この切断加工には切断機(ダイサー)を使用する。図７に、第３構造体２５を切断して得られた複合プリズム１０を示す。この複合プリズム１０は、平行四辺形プリズムの両側にそれぞれサイズの異なる台形プリズムを接合した構造を有しており、一方の接合面には偏光膜ＰＣ、他方の接合面には反射膜ＲＣを有している。偏光膜ＰＣと反射膜ＲＣは互いに平行になっており、また、互いに平行な上面及び下面に対していずれも４５゜の角度を成している。１つの複合プリズム１０に偏光膜ＰＣと反射膜ＲＣとがコンパクトに収められているため、光ピックアップ用の光学素子として好適である。

第１，第２の実施の形態のように、光学ガラス基板を積層してから加工する製造方法は、マスメリットを活かす効果的で容易な製造方法である。しかし、複数枚の光学ガラス基板をすべて重ね合わせてから、その接合を紫外線硬化型接着剤の硬化により行おうすると、紫外線硬化のための照射を硬化波長域での透過率が低い光学薄膜を通して行わなければならなくなる。そのような光学薄膜を通して紫外線照射を行うと、紫外線硬化に必要な照射量は得られない。

図１４に、２種類の偏光膜の分光透過率特性{縦軸：透過率(％)，横軸：波長(ｎｍ)}の例を示す。図１４(Ａ)の偏光膜の場合、紫外線硬化型接着剤の硬化波長を３６５ｎｍとすると、その透過率は約４５％であり、図１４(Ｂ)の偏光膜の場合、紫外線硬化型接着剤の硬化波長を３６５ｎｍとすると、その透過率は約１０％である。したがって、硬化波長３６５ｎｍの紫外線が紫外線硬化型接着剤に到達するまでに透過する偏光膜を３層とすると、図１４(Ａ)の偏光膜では照射量が約９％にまで低下し、図１４(Ｂ)の偏光膜で照射量が約０．１％にまで低下することになる。この程度の照射量では、すべての接合面に対し確実で速やかな接着を行うことができない。つまり、紫外線硬化に必要な照射量の紫外線照射を行うには尋常でない長時間が必要となり、また、光源に近い接合面と光源から離れた接合面とで照射量の差が大きくなるため、これが幾重にも重なることで部品毎に接合強度の信頼性低下や品質のバラツキが生じてしまうのである。

第１，第２の実施の形態では、予め接合したブロックを更に積み重ねる方法を採用しているため、上記問題は生じない。つまり、表裏に研磨加工が施され必要な面に光学薄膜のコーティングが施された光学ガラス基板を３枚以上重ね合わせ、かつ、光硬化型接合剤で接合することにより、基板間に光学薄膜を有する第１積層ブロックを作製し、その第１積層ブロックを２組以上重ね合わせ、かつ、可剥離性接着剤又は非剥離性接着剤で接着することにより第２積層ブロックを作製する構成にすると、第１積層ブロック毎に光硬化型接合剤での接合が行われるため、接合強度に高い信頼性が得られるとともに品質にもバラツキが生じない。特に第１，第２の実施の形態の場合、コーティングの施されていない透明な光学ガラス基板１１，１３を介して接合剤を硬化させるので、照射ロスが小さく、確実な硬化が可能である。また硬化時間のロスも無くなるので、部品の信頼性が向上し、安定した部品を効率良く供給できるのである。また、第１積層ブロックを接着する面は製品上不要な部分となるので、製品性能に与える影響をあまり考慮する必要がない。したがって、簡易的な固定で十分であり、作業がより一層容易になるというメリットもある。

また第１の実施の形態では、第２積層ブロックを光学薄膜のコーティング面に対し所定角度で斜めに切断し、その斜め切断面に研磨加工を施し、可剥離性接着剤で接着されている面を剥離し、その剥離された面に研削加工及び研磨加工を施した後、所定寸法に切断する方法を採用しており、第２の実施の形態では、第２積層ブロックを光学薄膜のコーティング面に対し所定角度で斜めに切断し、その斜め切断面に研磨加工を施し、非剥離性接着剤で接着されている部分を取り除くための切断加工を行い、その切断面に研削加工及び研磨加工を施した後、所定寸法に切断する方法を採用している。このように、第１積層ブロックを２組以上重ね合わせて成る第２積層ブロックに加工を施す構成にすると、安価で効率的に複合プリズムを製造することができる。

《第３，第４の実施の形態(光学薄膜数：３)》
第３，第４の実施の形態では、図８に示すように、透光性材料として４枚の平行平面板状の光学ガラス基板３１〜３４を用いる。これらの光学ガラス基板３１〜３４には、表裏の両面に研磨加工が施されており、そのうちの光学ガラス基板３２には両面に偏光膜Ｐ１，Ｐ２のコーティングが施されており、光学ガラス基板３３には片面に反射膜ＲＣのコーティングが施されている。また光学ガラス基板３１〜３４の寸法は、製造する複合プリズム３０(図１３)の各部位に当たる寸法に即し、材料等の無駄が最も少なくなるように考慮した形状やサイズ(つまり、切断，研削，研磨による加工代が最少になる厚さやその他の外形寸法，形状等)に揃えられている。

まず、光学ガラス基板３２の偏光膜Ｐ１側のコーティング面に光学ガラス基板３１を所定量だけずらして重ね合わせる。その際、重ね合わせる面の少なくとも一方に紫外線硬化型接着剤ＵＡ(硬化に必要な照射量：4800mJ)を塗布しておく。そして、紫外線硬化型接着剤ＵＡに対し偏光膜Ｐ２の側から仮硬化のための紫外線照射(0.7mW/cm²，２分程度)を行った後、光学ガラス基板３１の側から本硬化のための紫外線照射(7mW/cm²，１５分程度)を行う。紫外線で紫外線硬化型接着剤ＵＡが硬化することにより、２枚の光学ガラス基板３１，３２が接合される。

次に、光学ガラス基板３２の偏光膜Ｐ２側のコーティング面に光学ガラス基板３３の非コーティング面を所定量だけずらして重ね合わせる。その際、重ね合わせる面の少なくとも一方に紫外線硬化型接着剤ＵＡ(硬化に必要な照射量：4800mJ)を塗布しておく。そして、紫外線硬化型接着剤ＵＡに対し反射膜ＲＣの側から仮硬化のための紫外線照射(0.7mW/cm²，１分程度)を行う。

次に、光学ガラス基板３３の反射膜ＲＣ側のコーティング面に光学ガラス基板３４を所定量だけずらして重ね合わせる。その際、重ね合わせる面の少なくとも一方に紫外線硬化型接着剤ＵＡ(硬化に必要な照射量：4800mJ)を塗布しておく。そして、紫外線硬化型接着剤ＵＡに対し光学ガラス基板３４の側から仮硬化のための紫外線照射(0.7mW/cm²，１分程度)を行った後、更に光学ガラス基板３４の側から本硬化のための紫外線照射(0.7mW/cm²，１８０分程度)を行う。紫外線で紫外線硬化型接着剤ＵＡが硬化することにより、３枚の光学ガラス基板３２〜３４が接合される。光学ガラス基板３２と光学ガラス基板３３との間の紫外線硬化型接着剤ＵＡに対する紫外線照射は反射膜ＲＣを介して行われるため、その紫外線照射時間の設定には紫外線波長域での透過率ロス(約１０％の低下)が考慮されている。

上記のようにして４枚の光学ガラス基板３１〜３４を重ね合わせ、かつ、紫外線硬化型接着剤ＵＡで接合することにより、光学ガラス基板３１〜３４が階段状にずれて接合されるとともに、光学ガラス基板３１〜３４間に偏光膜Ｐ１，Ｐ２と反射膜ＲＣを有する第１積層ブロック４１が得られる。この第１積層ブロック４１を、第３，第４の実施の形態では４組作製する。

作製した４組の第１積層ブロック４１を、図９に示すように所定量だけずらして重ね合わせる。その際、重ね合わせる面の少なくとも一方に接着剤ＡＤを塗布しておく。この接着剤ＡＤは、第３の実施の形態ではホットメルト(hot melt adhesive)，水溶性接着剤等の可剥離性接着剤であり、第４の実施の形態ではエポキシ系接着剤等の非剥離性接着剤である。接着剤ＡＤでの接着により、階段状にずれて接合された４組の第１積層ブロック４１から成る第２積層ブロック４２が得られる。

さらに、第２積層ブロック４２の上面と下面に、光学ガラス基板３１〜３４と同じ材料から成るダミーガラス３５を１枚ずつ階段状にずらして重ね合わせる。その際にも、重ね合わせる面の少なくとも一方に接着剤ＡＤを塗布しておくことにより、ダミーガラス３５を第２積層ブロック４２に貼り付ける。接着剤ＡＤで接着される重ね合わせ面は、いずれも製品上不要な部分であり、製造する複合プリズム３０(図１３)には残らない。したがって、その接着は簡易的な仮止めでよい。第３の実施の形態では、接着剤ＡＤで接着された面を後で容易に剥離できるようにするため、接着剤ＡＤとしてホットメルト等の可剥離性接着剤を使用している。

次に、ダミーガラス３５及び第２積層ブロック４２を、偏光膜ＰＣ及び反射膜ＲＣのコーティング面(すなわち接合面)に対し所定角度θ(ここでは図９中の破線に沿った角度θ＝４５°)で斜めに切断する。この斜め切断には切断機を使用し、また切断角度に関しては次工程での変化量を考慮した角度調整を行う。斜め切断により、前記第１，第２の実施の形態(図３)と同様の平行四辺形状の第１構造体４３が複数枚得られる。

前述したように、光学ガラス基板３１〜３４の重ね合わせや第１積層ブロック４１の重ね合わせを階段状にずらしながら行い、また第２積層ブロック４２の上下面にダミーガラス３５を１枚ずつ階段状にずらして接着しているのは、第２積層ブロック４２及びダミーガラス３５を、偏光膜Ｐ１，Ｐ２及び反射膜ＲＣのコーティング面に対し所定角度θで斜めに切断したときに、材料等の無駄が最も少なくなるようにするためである。したがって、前記階段状のずれの角度は第２積層ブロック４２の切断を行う際の所定角度θと同じ又は略同じになるようにするのが好ましい。

複数枚の第１構造体４３を斜め切断面で重ね合わせるようにして束ね、前記第１，第２の実施の形態(図３)と同様、両端のダミーガラス３５の鋭角部分を面取りする。具体的には、平面研削機を使用して所定位置まで削り落とす。面取りが施された第１構造体４３に対し、その両斜め切断面に研削加工及び研磨加工を施す。研削加工及び研磨加工には両面ラッピング装置を使用する。光学ガラス基板３１〜３４と同じ材料から成るダミーガラス３５を使用しているので、両面ラッピング装置を使用して研磨加工を行ったときに研磨量に差が生じず、安定した研磨加工を達成することができる。

面取りされたダミーガラス３５部分は、第１構造体４３を両面ラッピング装置に投入する際のキャリアへの掛かり代となる。斜め切断面に研磨加工を施す際の掛かり代をダミーガラス３５で構成すると、光学ガラス基板３１〜３４で掛かり代を構成する必要がないので、製造する複合プリズム３０(図１３)に掛かり代の影響が残らず、第３の実施の形態では後記第２構造体４４(図１０)をすべて同一形状で得られるという利点もある。これによって第２構造体４４を複数束ねて同時加工することが可能になり、加工が容易かつ効率的なものとなる。

第１構造体４３の両斜め切断面に両面ラッピング装置で研削加工及び研磨加工を施す際、その両斜め切断面が正方形に近いほど、加工される面の研磨量が均一になり、クセの少ない良好な面精度を得ることができる。したがって、両斜め切断面の形状が極力正方形となるように第１積層ブロック４１の組数を設定して、第２積層ブロック４２を構成するするのが好ましい。図９では、第２積層ブロック４２の切断方向(破線方向)の長さと紙面垂直方向の長さとがほぼ同じになるように、４組の第１積層ブロック４１で第２積層ブロック４２を構成している。また第３の実施の形態において、可剥離性の接着剤ＡＤとしてホットメルトを使用した場合、上記両面ラッピング装置での研削加工及び研磨加工は、研削液及び研磨液の温度を３０℃前後に保ちながら行うのが好ましい。液温が高くなりすぎると、ホットメルトの接着力が低下し、研削・研磨中に接着面に剥離や歪みが生じるおそれがあるからである。

第３の実施の形態では、第１構造体４３(図９)の両斜め切断面に対する研削加工及び研磨加工の終了後、接着剤ＡＤの剥離を行う。可剥離性の接着剤ＡＤとしてホットメルトを使用した場合、第１構造体４３をホットプレートで加熱することにより、接着剤ＡＤで接着されている面を剥離する。可剥離性の接着剤ＡＤとして水溶性接着剤を使用した場合、接着剤ＡＤを溶剤で溶かすことにより、接着剤ＡＤで接着されている面を剥離する。接着面の剥離により、第１構造体４３は６つの部分に分離される。６つの部分とは、外形形状の揃った(断面が平行四辺形状で棒状の)４つの第２構造体４４と、面取りされた２つのダミーガラス３５部分である。

第１構造体４３の接着剤ＡＤ部分での剥離により得られた複数本の第２構造体４４を、図１０に示すように両斜め切断面で重ね合わせるようにして束ねる。そして、第２構造体４４の両端の鋭角部分を破線位置まで削り落とし、その削り落としにより形成された面を含む４面に対し精研削加工及び研磨加工を束ねた状態で施す。破線位置までの研削には平面研削機を使用し、研磨面を得るための精研削加工及び研磨加工には両面ラッピング装置を使用する。このようにして得られた角型・棒状の第３構造体４５を図１２に示す。

第４の実施の形態では、第１構造体４３(図９)の両斜め切断面に対する研削加工及び研磨加工の終了後、図１１に示すように複数枚の第１構造体４３を両斜め切断面で重ね合わせるようにして束ねる。そして、図１１中の破線で示す位置で、非剥離性の接着剤ＡＤで接着されている部分を取り除くための切断加工を行い、その切断加工により形成された面を含む４面に対し精研削加工及び研磨加工を束ねた状態で施す。破線位置での切断加工には切断機(ダイサー)を使用し、研磨面を得るための精研削加工及び研磨加工には両面ラッピング装置を使用する。このようにして得られた角型・棒状の第３構造体４５を図１２に示す。

第３，第４の実施の形態で得られた第３構造体４５(図１２)の４つの研磨面すべてに対し、反射防止膜をコーティングする。その後、全研磨面に対して垂直かつ所定寸法間隔(図１２中の破線位置)で第３構造体４５を切断する。この切断加工には切断機(ダイサー)を使用する。図１３に、第３構造体４５を切断して得られた複合プリズム３０を示す。この複合プリズム３０は、サイズの異なる２つの平行四辺形プリズムの両側にそれぞれサイズの異なる台形プリズムを接合した構造を有しており、第１の接合面には偏光膜Ｐ１、第２の接合面には偏光膜Ｐ２、第３の接合面には反射膜ＲＣを有している。偏光膜Ｐ１，Ｐ２と反射膜ＲＣは互いに平行になっており、また、互いに平行な上面及び下面に対していずれも４５゜の角度を成している。１つの複合プリズム３０に偏光膜Ｐ１，Ｐ２と反射膜ＲＣとがコンパクトに収められているため、光ピックアップ用の光学素子として好適である。

第３，第４の実施の形態においても、前記第１，第２の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。光学薄膜数が第１，第２の実施の形態よりも１枚多いため、紫外線照射の反射膜ＲＣを通した紫外線照射も必要となるが、紫外線照射を仮硬化と本硬化とに適宜分けて行うことにより、信頼性の高い接合強度を得ることが可能である。

第１，第２の実施の形態における第１積層ブロックの製造工程を示す断面図。第１，第２の実施の形態における第２積層ブロックとダミーガラスの積層構造を示す断面図。第１，第２の実施の形態における第１構造体を示す断面図。第１の実施の形態において第２構造体を複数束ねた状態を示す断面図。第２の実施の形態において第１構造体を複数束ねた状態を示す断面図。第１，第２の実施の形態における第３構造体を示す斜視図。第１，第２の実施の形態により得られる複合プリズムを示す斜視図。第３，第４の実施の形態における第１積層ブロックを示す断面図。第３，第４の実施の形態における第２積層ブロックとダミーガラスの積層構造を示す断面図。第３の実施の形態において第２構造体を複数束ねた状態を示す断面図。第４の実施の形態において第１構造体を複数束ねた状態を示す断面図。第３，第４の実施の形態における第３構造体を示す斜視図。第３，第４の実施の形態により得られる複合プリズムを示す斜視図。一般的な偏光膜の分光特性を透過率で示すグラフ。

符号の説明

１０，３０複合プリズム
１１〜１３，３１〜３４光学ガラス基板
ＰＣ，Ｐ１，Ｐ２偏光膜(光学薄膜)
ＲＣ反射膜(光学薄膜)
ＵＡ紫外線硬化型接着剤(光硬化型接合剤)
ＡＤ接着剤(可剥離性接着剤，非剥離性接着剤)
２１，４１第１積層ブロック
２２，４２第２積層ブロック
１５，３５ダミーガラス
２３，４３第１構造体
２４，４４第２構造体
２５，４５第３構造体

Claims

表裏に研磨加工が施され必要な面に光学薄膜のコーティングが施された光学ガラス基板を３枚以上重ね合わせ、かつ、光硬化型接合剤で接合することにより、基板間に前記光学薄膜を有する第１積層ブロックを作製し、その第１積層ブロックを２組以上重ね合わせ、かつ、可剥離性接着剤で接着することにより第２積層ブロックを作製し、その第２積層ブロックを前記光学薄膜のコーティング面に対し所定角度で斜めに切断し、その斜め切断面に研磨加工を施し、前記可剥離性接着剤で接着されている面を剥離し、その剥離された面に研削加工及び研磨加工を施した後、所定寸法に切断することを特徴とする複合プリズムの製造方法。
表裏に研磨加工が施され必要な面に光学薄膜のコーティングが施された光学ガラス基板を３枚以上重ね合わせ、かつ、光硬化型接合剤で接合することにより、基板間に前記光学薄膜を有する第１積層ブロックを作製し、その第１積層ブロックを２組以上重ね合わせ、かつ、非剥離性接着剤で接着することにより第２積層ブロックを作製し、その第２積層ブロックを前記光学薄膜のコーティング面に対し所定角度で斜めに切断し、その斜め切断面に研磨加工を施し、前記非剥離性接着剤で接着されている部分を取り除くための切断加工を行い、その切断面に研削加工及び研磨加工を施した後、所定寸法に切断することを特徴とする複合プリズムの製造方法。
前記光学ガラス基板の重ね合わせを階段状にずらしながら行い、その階段状のずれの角度が前記第２積層ブロックの切断を行う際の所定角度と同じ又は略同じになるようにすることを特徴とする請求項１又は２記載の複合プリズムの製造方法。
前記第１積層ブロックの重ね合わせを階段状にずらしながら行い、その階段状のずれの角度が前記第２積層ブロックの切断を行う際の所定角度と同じ又は略同じになるようにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合プリズムの製造方法。
さらに、前記第２積層ブロックの切断を行う前に第２積層ブロックの上下面にダミーガラスを１枚ずつ階段状にずらして接着し、その階段状のずれの角度が前記第２積層ブロックの切断を行う際の所定角度と同じ又は略同じになるようにすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合プリズムの製造方法。
前記ダミーガラスが前記光学ガラス基板と同じ材料から成り、前記斜め切断面に研磨加工を施す際の掛かり代を構成することを特徴とする請求項５記載の複合プリズムの製造方法。
前記光学薄膜が偏光膜又は反射膜であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合プリズムの製造方法。
前記光硬化型接合剤が紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合プリズムの製造方法。