KR100798439B1

KR100798439B1 - 프리즘의 제조방법

Info

Publication number: KR100798439B1
Application number: KR1020060048999A
Authority: KR
Inventors: 호민 리우; 겐지 오노; 히사시 오츠카; 다카시 세키구치; 류이치 오카자키
Original assignee: 후지논 사노 가부시키가이샤
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2008-01-28
Also published as: TW200643475A; KR20060125561A; CN1873448A; TWI304137B; JP2006337641A; JP4637653B2; CN100449335C

Abstract

본 발명은 높은 각도 정밀도를 가지는 프리즘을 제조하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 평판형상의 기판인 대형 기판(1)과, 대형 기판(1)과 폭치수 및 두께는 동일하나, 안 길이 치수가 대형 기판(1)보다 짧은 소형 기판(2)을 준비한다. 각 기판의 한쪽 표면에 유전체 다층막(3)을 성막하여 대형 기판(1)과 소형 기판(2)을 교대로, 폭방향에서는 두께분만큼 어긋나게 하여 계단형상이 되도록, 안 길이방향에서는, 대형 기판(1)의 양쪽 끝이 기준면(B)으로서 노출되도록 적층한다. 적층 유리체(4)는 계단형상과 평행한 방향으로 절단되고, 절단된 다련 유리체(5)의 절단면을 연마한다. 그리고 다련 유리체(5)를 수직방향으로 절단하여 직사각형 유리체(6)를 얻어 직사각형 유리체(6)의 절단면을 연마한다. 이때 노출되어 있는 기준면(B)을 기준으로 하여 연마함으로써 기준면(B)에 대하여 연마면을 엄격하게 45°로 할 수 있다.

Description

프리즘의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A PRISM}

도 1은 본 발명의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트,

도 2는 프리즘의 사시도,

도 3은 대형 기판 및 소형 기판의 사시도,

도 4는 적층 유리체의 사시도,

도 5는 적층 유리체의 정면도 및 측면도,

도 6은 다련 유리체의 사시도,

도 7은 직사각형 유리체의 사시도,

도 8은 지그의 사시도 및 확대도이다

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 대형 기판 2 : 소형 기판

3 : 유전체 다층막 4 : 적층 유리체

5 : 다련 유리체 6 : 직사각형 유리체

7 : 지그 B : 기준면

C : 성막면 N : 비성막면

본 발명은 프리즘의 제조방법에 관한 것이다.

광픽업장치로 대표되는 광학 시스템의 구성부품으로서, 예를 들면 편광빔 스프리터가 있다. 편광빔 스프리터는 광원으로부터 사출된 레이저광을 반사광과 투과광으로 분리하는 광학소자로서, 반사광 또는 투과광의 어느 한쪽의 광은 광디스크를 향하고, 다른쪽 광은 레이저광의 강도 검출을 위한 APC(Auto Power Control)수광소자를 향한다. 편광빔 스프리터에서 반사되는 반사광은, 일반적으로 90°의 각도를 가지고 반사되기 때문에, 편광빔 스프리터를 구성하는 편광 분리막은 광축에 대하여 45°의 각도를 이루도록 배치된다. 따라서 편광빔 스프리터로서는 큐브형상의 프리즘이 사용되고, 편광 분리막은 광축에 대하여 45°의 각도로 프리즘에 형성되어 있다.

편광 분리막이 소정 각도로 형성되어 있는 광학장치(프리즘)를 제조하는 방법이 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는 복수의 동일한 판유리를 준비하여 이들 판유리를 계단형상으로 적층하여 적층체를 얻은 후에, 적층체를 절단하여 분할 적층체로 하고, 분할 적층체의 적층, 절단을 반복하여 행하여 최종적인 프리즘을 얻고 있다. 이때 프리즘 내부에 소정 각도로 편광 분리막이 형성되어 있는 광학장치를 얻기 위하여 편광 분리막의 경사각에 대응하는 각도를 가지는 경사측벽을 따라 적층체를 절단한 분할 적층체를 계단형상으로 정렬시키고 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2000-199810호 공보

그런데 최종적으로 제조되는 프리즘에 형성되어 있는 유전체 다층막(특허문헌 1에서 말하는 편광 분리막)은, 빛의 입사면에 대하여 매우 높은 각도 정밀도로 형성되어 있지 않으면 안된다. 따라서 프리즘을 제조할 때에는 매우 높은 각도 정밀도로 유전체 다층막을 형성하지 않으면 안된다. 그러나 상기 특허문헌 1의 발명에서는 프리즘에 요구되는 높은 각도 정밀도를 만족하는 것은 곤란하다.

즉, 특허문헌 1의 발명에서는 복수의 판유리 및 분할 적층체를 적층할 때에, 각각의 판유리의 사이에는 접착제가 도포되어 접착된다. 이때 각 층의 접착제로 두께의 오차가 생기는 경우가 있다. 접착제는 복수에 걸쳐 적층되기 때문에, 각 층의 접착제의 두께 오차가 누적하게 된다. 또 판유리 및 분할 적층체의 적층, 절단이 반복하여 행하여지기 때문에, 상기 누적오차가 더욱 누적되고, 또 절단시에도 절단 오차가 생기게 되기 때문에, 최종적으로 제조되는 프리즘에는 매우 큰 오차를 함유하고 있게 된다. 또한 판유리 및 적층 분할체는 경사벽을 따라 계단형상으로 정렬되어 있으나, 적층시 또는 절단시에 절단 오차가 생기는 경우가 있고, 또 경사측벽 그 자체에 오차가 생겨 있을 가능성도 있다.

이상과 같은 오차가 영향을 미쳐 최종적으로 제조되는 프리즘 내부에 형성되는 막의 경사각에는 매우 큰 오차가 생길 가능성이 있다. 따라서 고정밀도의 각도 정밀도를 담보할 수는 없기 때문에, 특허문헌 1의 발명에서는 높은 각도 정밀도로 유전체 다층막을 프리즘에 형성하는 것은 매우 곤란하다.

따라서, 본 발명은 높은 각도 정밀도를 가지는 프리즘을 제조하는 프리즘의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 프리즘의 제조방법은, 소정 각도로 유전체 다층막이 형성되어 있는 프리즘을 제조하는 프리즘의 제조방법에 있어서 평판형상의 기판인 대형 기판과, 이 대형 기판과 폭치수 및 두께가 동일하고, 안길이 치수가 상기 대형 기판보다 짧은 소형 기판과의 양면을 연마하여 상기 대형 기판 및 상기 소형 기판의 양면의 평면도및 평행도를 내는 평판 양면 연마공정과, 상기 평판 양면 연마공정에서 연마된 상기대형 기판 및 상기 소형 기판의 양면의 어느 2개의 면에 유전체 다층막을 성막하여 성막면과 비성막면을 형성하는 유전체 다층막 성막공정과, 상기 대형 기판과 상기 소형 기판을 상기 성막면과 상기 비성막면이 접착되도록 교대로 접착하는 공정으로서, 폭방향에서는 소정간격 어긋나게 하여 계단형상이 되도록, 또한 상기 대형 기판의 안길이 방향의 양쪽 끝이 기준면으로서 노출되도록 적층하여 적층 유리체를 얻는 기판접착공정과, 상기 적층 유리체를, 상기 계단형상의 경사와 평행한 방향으로 상기 프리즘의 한변의 길이 이상의 간격으로 절단하여 복수의 다련(multiple) 유리체를 얻는 적층 유리체 절단공정과, 상기 다련 유리체 중, 상기 적층 유리체 절단공정에서 절단된 2개의 절단면을 양면 연마하여 2개의 절단면의 평면도 및 평행도를 내는 다련 유리체 양면 연마공정과, 상기 다련 유리체를 상기 연마면과는 수직방향으로 상기 프리즘의 한 변의 길이 이상의 간격으로 절단하여 복수의 직사각형 유리체를 얻는 다련 유리체 절단공정과, 상기 직사각형 유리체의 양쪽 끝에 형성되어 있는 상기 기준면을 기준으로 하여 상기 다련 유리체 절단공정에서 절단된 절단면을 연마하는 제 1 직사각형 유리체연마공정과, 상기 제 1 직사각형 유리체 연마공정에서 연마된 면을 기준으로 하여 이 면과는 반대면을 연마하는 제 2 직사각형 유리체 연마공정과, 상기 직사각형 유리체연마공정에서 연마된 상기 직사각형 유리체를, 상기 다련 유리체 양면 연마공정에서 연마된 연마면, 또는 상기 직사각형 유리체 연마공정에서 연마된 연마면과는 수직한 방향으로 등간격으로 절단하여 복수의 프리즘을 얻는 직사각형 유리체 절단공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프리즘의 제조방법에 의하면 대형 기판과 소형 기판을 적층할 때에, 안 길이방향에서 대형 기판의 양쪽 끝이 소형 기판보다 돌출하도록 적층하고 있게 된다. 대형 기판과 소형 기판은, 미리 양면의 표면 연마가 행하여져 있어, 평면도 및 평행도가 나와 있기 때문에, 이와 같은 연마된 면이 기준면으로서 항상 노출하되어 있게 된다. 그리고 기준면을 기준으로 하여 연마를 행함으로써 높은 각도 정밀도를 낼 수 있다.

여기서 대형 기판과 소형 기판은 양면의 표면 연마가 행하여지나, 그 후에 대형 기판의 양면에 유전체 다층막을 성막하고, 소형 기판의 양면에는 유전체 다층막을 성막하지 않는다. 이 경우, 노출되어 있는 기준면(대형 기판의 돌출되어 있는 면)에는 항상 유전체 다층막이 성막되어 있기 때문에, 유전체 다층막이 성막되어 있는 면을 기준으로 하여 연마를 행할 수 있다. 따라서 유전체 다층막이 성막되어 있는 면에 대하여 매우 고정밀도한 각도 정밀도를 가지고 있는 프리즘을 제조 할 수 있다.

또, 표면 연마된 대형 기판과 소형 기판의 양면 중, 대형 기판의 양면이 아닌 소형 기판의 양면에 유전체 다층막을 성막하는 것에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이때 대형 기판에는 유전체 다층막이 성막되어 있지 않기 때문에 노출되어 있는 기준면에는 항상 유전체 다층막이 성막되어 있지 않다. 따라서 유전체 다층막이 성막되어 있지 않은 면을 기준면으로 하여 연마를 행하게 되나, 이 경우, 최종적으로 제조되는 프리즘의 유전체 다층막이 성막되는 면은 기준면과 접착제를 거친 대향면이 된다. 이 때문에 접착제의 두께를 고정밀도로 관리할 필요가 있기 때문에, 그만큼 상기한 유전체 다층막이 성막되어 있는 면을 기준면으로 하는 것과 비교하여 약간 각도정밀도가 저하하는 경우도 있다. 그러나 유전체 다층막이 성막되어 있는 면을 기준면으로 하지 않아도 고정밀도한 평면도 및 평행도를 가지고 있는 기준면을 기준으로하여 연마하는 것에는 변함이 없기 때문에, 이 경우에도 높은 각도 정밀도를 가지고 있는 프리즘을 제조할 수 있다.

또 대형 기판 및 소형 기판의 한쪽 표면에 각기 유전체 다층막을 성막하는 것에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이때 노출되어 있는 기준면 중, 1면에는 유전체 다층막이 성막되어 있으나, 그 반대면에는 유전체층막이 성막되어 있지 않게 된다. 따라서 유전체 다층막이 성막되어 있는 기준면을 가지는 직사각형 유리체와 성막되어 있지 않은 기준면을 가지는 직사각형 유리체가 각각 절반의 비율로 생성되게 된다. 그러나 유전체 다층막이 성막되어 있지 않은 면은 약간 각도 정밀도가 저하되는 경우도 있으나, 양면 연마된 표면을 기준면으로 하여 연마를 행하는 것에 는 변함이 없기 때문에 높은 각도 정밀도를 가지고 있는 프리즘을 제조할 수 있다.

또한 이 경우 각도 정밀도에 약간이기는 하나, 불균일이 생기는 경우가 있다. 이 때문에 대형 기판 및 소형 기판의 한쪽 표면에 각각 유전체 다층막을 성막하나, 소형 기판의 한쪽 표면에는 전면으로 한다. 그리고 대형 기판의 한쪽 표면에는 소형 기판과 동일한 영역(적층 유리체를 구성하였을 때에, 대형 기판의 영역 중 소형 기판과 접합되는 영역과 동일한 영역)에 유전체 다층막을 성막한다. 이 때문에 항상 유전체 다층막이 성막되어 있지 않은 면이 기준면이 되기 때문에, 상기한 불균일을 없앨 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도 1의 플로우차트에 따라 설명한다. 도 2는 최종적으로 제조되는 프리즘(10)이다. 본 실시형태의 프리즘(10)은 한 변의 길이가 PL의 큐브타입의 광학소자이고, 광축에 대하여 45°의 각도로 유전체 다층막(3)이 형성되어 있다. 여기서 본 실시형태에서는 프리즘(10)의 각 면의 대각선의 길이[유전체 다층막(3)이 형성되어 있는 면의 긴 변]를 프리즘(10)의 대각선의 길이 PD(= PL× √2)라 정의한다. 또 프리즘(10)의 각 면에는 반사방지기능을 가지는 반사방지막이 성막되어 있는 것으로 한다.

제일 먼저, 도 3에 나타내는 바와 같이 다른 형상을 가지는 2종류의 평판형상의 기판(유리기판 등의 기판)을 복수매 준비한다. 도 3(a)에는 긴 변(폭)이 LX1, 짧은 변(안 길이)이 LY1의 길이를 가지고, 두께가 LZ1인 대형 기판(1)이 나타나 있다. 도 3(b)에는 폭이 LX1, 깊이가 LY2(LY2 くLY1)의 길이를 가지고, 두께가 LZ1인 소형 기판(2)이 나타나 있다. 또한 최종적으로 제조되는 프리즘(10)은 대형 기판(1) 및 소형 기판(2)의 적층, 절단을 행하여 생성되기 때문에, 대형 기판(1)의 폭(LX1),안 길이(LY1), 두께(LZ1) 및 소형 기판(2)의 폭(LX1), 안 길이(LY2), 두께(LZ1)는 모든 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)의 (1/√2)배보다 긴 것을 사용한다.

최초의 공정으로서는 준비된 복수매의 대형 기판(1) 및 소형 기판(2)의 양면을 랩핑 등에 의하여 표면 연마한다(단계 S1). 이 표면 연마에 의하여 대형 기판(1)및 소형 기판(2)의 양면은 높은 평면도 및 평행도를 낼 수 있다. 그리고 대형 기판(1)의 양면에 유전체 다층막(3)을 성막한다(단계 S2). 이때 본 실시형태에서 도 3(a) 및 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 대형 기판(1)의 유전체 다층막(3)이 성막된 양면을 성막면(C)으로서 정의하고, 소형 기판(2)의 양면을 비성막면(N)으로서 정의한다.

다음에 대형 기판(1)과 소형 기판(2)을 복수매 교대로 적층하여 적층 유리체(4)를 얻는다(단계 S3). 적층 유리체(4)는 대형 기판(1)과 소형 기판(2)이 접착재료에 의하여 접착되고 도 4에 나타내는 바와 같이 각각의 기판의 성막면(C)과 비성막면 (N)이 접합되도록 맞붙여 적층된다. 도 5(a) 및 도 5(b)는 도 4의 정면도 및 측면도이나, 대형 기판(1)과 소형 기판(2)은 폭방향에서는 소정간격 어긋나게 하여 전체가 계단형상이 되도록 적층하고, 안 길이 방향에서는 대형 기판(1)의 양쪽 끝이 소형 기판(2)보다 돌출하도록 적층한다. 또한 도 4, 도 5(a) 및 도 5(b)에는 대형 기판(1)이 3매, 소형 기판(2)이 2매를 적층한 적층 유리체(4)를 나타내고 있으나, 물론 적층되는 기판의 매수는 임의로 할 수 있다. 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 대형 기판(1)과 소형 기판(2)은 폭방향에서 각각의 기판의 두께(LZ1)와 동일한 간격 어긋나게 하여 적층된다. 따라서 적층 유리체(4)의 상기 계단형상의 경사각은 45°의 각도를 형성하게 된다. 그리고 도 4 및 도 5(b)로부터도 분명한 바와 같이 대형 기판(1)의 양쪽 끝은 소형 기판(2)보다 각각 동일하게 돌출되어 있기 때문에[즉, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 「1/2 × (LY1 - LY2)」의 분만큼 양쪽 끝에 동일하게 돌출되어 있다], 성막면(C) 중 돌출부분이 노출하게 된다. 여기서 본 실시형태에서 성막면(C) 중 노출되어 있는 부분을 기준면(B)[도 5(b)에 나타내는 바와 같이 기준면(B)은 대형 기판(1)의 돌출부분의 양면에 형성되어 있다]으로서 정의한다. 성막면(C)은 높은 평면도 및 평행도가 나타나 있고, 기준면(B)은 성막면(C)의 일부이기 때문에 기준면(B)도 높은 평면도 및 평행도가 나와 있게 된다. 후속의 공정에서 분명하게 되나, 기준면(B)을 기준으로 하여 연마가공을 행함으로써 유전체 다층막(3)이 매우 높은 각도 정밀도(45°)로 형성된 프리즘(10)을 얻을 수 있다. 이것에 대해서는 뒤에서 설명한다.

그리고 적층 유리체(4)를 도 4의 파선을 따라 상기 계단형상의 경사와 평행한 방향으로, 또는 끝면을 기준으로 하여 45°의 각도로 소정 간격으로 와이어 소(wire saw) 등에 의하여 절단을 행한다(단계 S4). 이 절단에 의하여 도 6(a)에 나타내는 바와 같은 다련 유리체(5)를 복수개 얻을 수 있다. 이 때의 적층 유리체(4)의 절단 간격은 도 4에 나타내는 바와 같이 프리즘(10)의 대각선(PD)에 연마값(α)을 더한 것이다. 이것에 대해서는 뒤에서 설명한다.

여기서 후속의 공정에서 분명하게 되나, 단계 S4에서 다련 유리체(5)가 생성 된 시점에서 다련 유리체(5)의 절단면(5A, 5B)[적층 유리체(4)를 절단하였을 때의 2개의 절단면 : 도 6(a)에서는 상면, 하면으로서 나타내고 있다)이 높은 평면도 및 평행도를 가지고 있다고 하였으면, 절단면(5A, 5B)이 프리즘(10)의 일면 및 그 반대면을 구성한다. 그러나 단계 S4에서 절단된 후의 다련 유리체(5)의 절단면(5A, 5B)의 평면도는 보증되어 있지 않다. 따라서 다련 유리체(5)의 절단면(5A, 5B)을 연마하여 도 6(b)와 같이 연마면(5C, 5D)을 형성한다(단계 S5). 이와 같은 연마에 의하여 연마면(5C 및 5D)은 높은 평면도 및 평행도를 낼 수 있어, 각각 프리즘(10)의 일면 및 그 반대면을 구성할 수 있다. 이 때 연마 후의 다련 유리체(5)의 연마면(5C과 5D)의 간격이 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)가 되도록 다련 유리체(5)의 연마가 행하여진다. 이에 의하여 프리즘(10)의 2개의 면을 엄격하게 구성할 수 있다.

그런데 다련 유리체(5)는 단계 S5의 연마에 의하여 그 두께[연마면(5C과 5D)의 간격]가 얇아진다. 따라서 단계 S4에서의 적층 유리체(4)의 절단은 연마에 의한 연마값의 분을 예측하여 미리 여유를 가진 절단 간격을 가지고 행하여진다. 구체적으로는 프리즘(10)의 대각선의 길이(PD)에 연마값(α)을 더한 간격을 가지고 적층 유리체(4)의 절단이 행하여짐으로써, 상기 연마값을 연마하여 다련 유리체(5)의 평면도를 낸다.

또한 단계 S4에서, 적층 유리체(4)의 절단이 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)에 연마값을 더한 간격이 아니라, 프리즘(10)의 대각선의 길이(PD)에 연마값을 더한 간격을 가지고 절단이 행하여진 이유는, 다련 유리체(5)의 끝면 중 짧은 변의 길이가 프리즘(10)의 대각선의 길이(PD)에 대응하기 때문이다.

그리고 도 6(b)에 나타내는 연마후의 다련 유리체(5)의 끝면(5E, 5F)은, 적층 유리체(4)의 최상단 및 최하단의 대형 기판(1) 또는 소형 기판(2)의 일부로 이루어지는 것이다. 적층 유리체(4)를 구성하는 대형 기판(1) 및 소형 기판(2)은, 단계 S1에서 고정밀도의 평면도 및 평행도가 나와 있기 때문에 다련 유리체(5)의 끝면(5E, 5F)을 기준으로 할 수 있다. 따라서 끝면(5E, 5F)을 기준으로 하여 절단면(5A, 5B)을 연마함으로써 연마면(5C, 5D)과 유전체 다층막(3)이 성막되어 있는 성막면(C)이 이루는 각도를 45°의 높은 각도 정밀도로 형성할 수 있다.

다음에 연마된 다련 유리체(5)의 연마면(5C, 5D)에 반사방지막을 성막한다(단계 S6). 상기한 바와 같이 다련 유리체(5)의 연마면(5C, 5D)은 프리즘(10)의 일면을 형성하는 것이기 때문에, 이 시점에서 반사방지막을 성막한다. 다련 유리체(5)로부터는 복수의 프리즘(10)이 생성되기 때문에, 미리 반사방지막을 성막하면 한번에 복수의 프리즘(10)의 반사방지막을 성막한 것이 된다.

그리고 반사방지막이 성막된 다련 유리체(5)를, 도 6(b)의 파선으로 나타내는 바와 같이 연마면(5C, 5D)과는 수직한 방향으로 소정간격을 가지고 절단한다(단계 S7). 이 절단에 의하여 도 7(a)에 나타내는 직사각형 유리체(6)가 복수개 생성된다.

여기서 다련 유리체(5)의 절단을 행할 때에는, 적층 유리체(4)를 절단하였을 때와 마찬가지로, 절단면(6A, 6B)[다련 유리체(5)를 절단하였을 때의 2개의 절단면 : 도 7(a)에서는 측면 및 그 반대면으로서 나타내고 있다]의 평면도 및 평행도는 보증되어 있지 않다. 그리고 절단면(6A, 6B)은 높은 평면도 및 평행도가 보증되어 있다고 하였으면, 프리즘(10)의 일면 및 그 반대면을 구성하는 것이다. 그러나 다련 유리체(5)를 절단하였을 때에 평면도 및 평행도는 보증되어 있지 않다. 따라서 절단면(6A, 6B)을 연마하여 양면의 평면도 및 평행도를 내기 위하여 직사각형 유리체(6)는 연마값을 고려하여 생성되지 않으면 안된다. 따라서 다련 유리체(5)를 절단할 때에는 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)에 연마값(β)을 더한 간격을 가지고 절단을 행한다. 단, 단계 S7의 다련 유리체(5)의 절단은 프리즘(10)의 면과 평행한 방향으로 행하여지기 때문에, 프리즘(10)의 대각선의 길이(PD)가 아니라, 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)에 더하여 연마값분(β) 만큼을 확보한 간격을 가지고 절단이 행하여진다.

그런데 절단면(6A, 6B)의 연마를 행하여 연마후의 양면의 평면도 및 평행도를 낼 필요가 있으나, 이때 연마후의 양면은 성막면(C)에 대하여 엄격하게 45°의 각도를 이루도록 연마를 행할 필요가 있다. 따라서 직사각형 유리체(6)의 양쪽 끝에 노출되어 있는 기준면(B)을 기준으로 하여 연마를 행한다. 기준면(B)은 성막면(C)의 일부이고, 성막면(C)은 높은 평면도 및 평행도가 나와 있기 때문에, 기준면(B)을 기준으로 하여 연마를 행하면, 연마후의 면은 성막면(C)과 엄격하게 45°의 각도를 형성할 수 있다.

제일 먼저 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 직사각형 유리체(6)의 절단면(6A)의 연마를 행하여 연마면(6C)을 얻는다(단계 S8 : 제 1 직사각형 유리체 연마공정). 이 연마를 행할 때에 사용되는 지그의 일례를 도 8에 나타낸다. 도 8(a)에 나 타내는 바와 같이 지그(7)에는 양측에 측벽부(7S)가 설치되어 있고, 각각의 측벽부(7S)에는 직사각형 유리체(6)의 양쪽 끝을 얹어 놓기 위한 탑재부(7P)가 복수개 형성되어 있다. 탑재부(7P)에는 잘림부가 형성되어 있고, 상기 잘림부에 직사각형 유리체(6)의 돌출부(P)[직사각형 유리체(6)의 양쪽 끝 중 기준면(B)이 노출되어 있는 부분]가 유지된다. 탑재부(7P)의 잘림부는 수직면(7PA)과 사면(7PB)으로 구성되고, 사면(7PB)과 지그(7)의 바닥면(7B)과의 각도는 엄격하게 45°가 되도록 구성되어 있다. 또 수직면(7PA)과 사면(7PB)의 각도도 엄격하게 45°가 되도록 구성되어 있다. 그리고 탑재부(7P)의 잘림부는 직각 이등변 삼각형의 형상을 이루고 있고, 수직면(7PA)의 높이는 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)보다 작다. 또 지그(7)의 탑재부(7P)의 형상은 고정밀도로 각도가 유지되어 있는 것으로 하고, 지그(7)의 양쪽에 설치되어 있는 측벽부(7S) 사이의 간격은, 소형 기판(2)의 안 길이 치수(LY2)와 대략 동일[실질적으로는 직사각형 유리체(6)를 탑재할 수 있도록 안 길이 치수(LY2)보다 약간 길게 구성되어 있다]한 것으로 한다. 또한 도 8(b)에 나타내는 바와 같이 탑재부(7P)에는 탑재부(7P)에 탑재되는 직사각형 유리체(6)의 돌출부(P)의 에지를 보호하기 위하여 릴리프홈(7N)이 형성되어 있다.

이와 같은 탑재부(7P)에 직사각형 유리체(6)의 돌출부(P)를 탑재한다. 도 8(b)는 직사각형 유리체(6)의 절단면(6A)이 상면이 되도록 탑재한 것을 나타내는 단면도이다. 직사각형 유리체(6)의 돌출부(P) 중 기준면(B)이 탑재부(7P)의 사면(7PB)과 맞닿도록, 연마면(5D)이 수직면(7PA)과 맞닿도록 탑재된다. 탑재부(7P)의 사면(7PB)과 지그(7)의 바닥면(7B)이 이루는 각도는 고정밀도로 45°의 각도가 보증되어 있고, 직사각형 유리체(6)의 기준면(B)과 연마면(5D)이 이루는 각도도 45°이다. 따라서 직사각형 유리체(6)의 돌출부(P)가 탑재부(7P)에 엄밀하게 끼워 맞춰지게 된다. 한편 직사각형 유리체(6)의 절단면(6A와 6B)과의 간격은 프리즘(10)의 한 변의 길이 (PL)보다 약간 길게 형성되어 있기 때문에, 절단면(6A)이 측벽부(7S)의 상면(7U)보다 약간 융기한 상태가 된다. 따라서 융기한 프리즘(10)의 절단면(6A)을 연마하여 가나, 이와 같은 연마는 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)와 같아질 때까지 행하여진다. 이때 목표로서 기준면(B)의 능선의 위치까지 연마를 행함으로써, 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)와 같아질 때까지 연마를 행할 수 있다. 이에 의하여 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 직사각형 유리체(6) 중 대형 기판(1)이었던 부분은 단면이 직각 이등변 삼각형(직각을 끼는 2변이 PL의 길이)의 직사각형상의 것을 얻을 수 있다.

다음에 절단면(6B)의 연마가 행하여진다(제 2 직사각형 유리체 연마 : 단계 S9). 이 시점에서 직사각형 유리체(6) 중, 연마면(5C, 5D 및 6C)은 성막면(C)에 대하여 높은 각도 정밀도로 마무리되어 있다. 따라서 연마면(6C)을 기준으로 하여 나머지 절단면(6B)을 연마하여 도 7(c)에 나타내는 바와 같이 연마면(6D)을 형성한다. 또한 연마면(5C, 5D 및 6C)은 모두 성막면(C)에 대하여 높은 각도 정밀도로 마무리되어 있기 때문에, 연마면(6C)에 한정하지 않고, 임의의 하나의 면, 임의의 2개의 면, 또는 모든 면을 기준으로 하여 연마면(6D)을 형성하여도 좋다. 이상에 의하여 연마면(5C, 5D, 6C, 6D)의 모든 면이 프리즘(10)의 일면을 형성하도록 높은 각도 정밀도로 직사각형 유리체(6)를 마무리할 수 있다.

또한 상기한 지그(7)는 어디까지나 일례이며, 본 발명의 요지는 성막면(C)의 일부인 기준면(B)을 기준으로 하여 연마를 행한다는 것에 있기 때문에, 지그(7)는 도 8에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 따라서 기준면(B)을 기준으로 하여 연마하는 것이 가능한 것이면임의의 것을 적용할 수 있다. 그리고 절단면(6B)의 연마를 행할 때에 연마면(5C, 5D 및 6C)을 기준으로 하여 연마를 행하는 것에 대하여 설명하였으나, 예를 들면 기준면 (B)을 기준으로 하여 연마할 수 있는 지그를 준비하고, 이와 같은 지그에 의하여 절단면(6B)의 연마를 행하는 것도 가능하다.

그리고 연마면(6C 및 6D)에는 아직 반사방지막이 성막되어 있지 않기 때문에 반사방지막을 양면에 성막하고(단계 S10), 도 7(c)의 파선으로 나타내는 바와 같이 연마면(5C, 5D, 6C, 6D)은 수직한 방향으로 등간격으로 절단을 행한다(단계 S11). 이때의 절단 간격은 프리즘(10)의 한 변의 길이(PL)와 같아지도록 절단을 행한다. 이에 의하여 도 2에 나타내는 바와 같은 한 변의 길이(PL)이고, 45°의 각도를 가지고 유전체 다층막(3)이 형성되어 있는 높은 각도 정밀도를 가지는 프리즘(10)을 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 폭 및 두께가 동일하고, 또한 안 길이 치수가 다른 2종류의 기판인 대형 기판과 소형 기판을 준비하여 각각 일면에 유전체 다층막을 성막하여 대형 기판과 소형 기판을 교대로 복수매 적층한다. 이때 안 길이 방향에서 대형 기판의 양쪽 끝이 소형 기판보다 돌출하도록 적층함으로써, 유전체 다층막을 성막한 면의 일부가 기준면으로서 항상 노출되어 있게 되기 때문에, 이 기준면을 기준으로 하여 연마를 행함으로써 높은 각도 정밀도를 낼 수 있다.

또한 상기한 실시형태의 프리즘(10)은, 정육면체의 형상을 가지고, 유전체 다층막(3)이 성막되어 있는 면이 45°인 것에 대하여 설명하고 있기 때문에, 대형 기판(1)과 소형 기판(2)을 접합할 때에는 폭방향에서 기판의 두께(LZ1)와 동일한 간격 어긋나게 하여 적층하고 있다. 즉, 폭방향에서 LZ1 어긋남으로써 상기 계단형상의 각도는 45°를 형성하나, 폭방향에서 LZ1이 아닌 간격 어긋나게 하면 상기 계단형상의 각도는 45°와는 다른 각도로 형성된다. 단계 S4에서 상기 계단형상의 경사와 평행한 방향으로 적층 유리체(4)를 절단하나, 계단형상의 각도가 45°와는 다른 각도로 형성되어 있으면, 최종적으로 제조되는 프리즘(10)에 형성되는 유전체 다층막(3)이 형성되어 있는 면을 45°와는 다른 각도로 할 수 있다. 또 프리즘(10)의 형상을 정육면체와는 다른 것으로 할 수도 있다. 또한 이때에도 45°와는 다른 각도이기는 하나, 높은 각도 정밀도로 유전체 다층막(3)이 프리즘(10)에 형성되어 있는 것을 제조할 수 있다.

또, 본 발명에서는 광픽업장치를 예시하여 설명하였으나 이것에 한정되는 것이 아니라, 큐브타입의 프리즘에 소정 각도로 유전체 다층막이 성막되어 있는 것이면, 임의의 것에 적용할 수 있다. 예를 들면 색분해, 색합성을 행하는 액정 프로젝터를 구성하는 광학부품으로서의 다이클로익 프리즘에도 적용할 수 있다. 다이클로익 프리즘도, 큐브형상의 프리즘이 사용되고, 입사광의 파장에 의하여 반사, 투과를 따로 하는 다이클로익막이, 광로에 대하여 45°의 각도로 형성되어 있다. 따라서 이와 같은 다이클로익 프리즘 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명의 프리즘의 제조방법은, 높은 각도 정밀도를 가지는 프리즘을 제조할 수 있다.

Claims

소정 각도로 유전체 다층막이 형성되어 있는 프리즘을 제조하는 프리즘의 제조방법에 있어서,

평판형상의 기판인 대형 기판과, 상기 대형 기판과 폭치수 및 두께가 동일하고, 안 길이 치수가 상기 대형 기판보다 짧은 소형 기판과의 양면을 연마하여, 상기 대형 기판 및 상기 소형 기판의 양면의 평면도 및 평행도를 내는 평판 양면 연마공정과,

상기 평판 양면 연마공정에서 연마된 상기 대형 기판 및 상기 소형 기판의 양면의 어느 2개의 면에 유전체 다층막을 성막하여 성막면과 비성막면을 형성하는 유전체 다층막 성막공정과,

상기 대형 기판과 상기 소형 기판을, 상기 성막면과 상기 비성막면이 접착되 도록 교대로 접착하는 공정으로서, 폭방향에서는 소정간격 어긋나게 하여 계단형상이 되도록, 또한 상기 대형 기판의 안 길이 방향의 양쪽 끝이 기준면으로서 노출되도록 적층하여 적층 유리체를 얻는 기판 접착공정과,

상기 적층 유리체를, 상기 계단형상의 경사와 평행한 방향으로 상기 프리즘의 대각선의 길이 이상의 간격으로 절단하여 복수의 다련 유리체를 얻는 적층 유리체 절단공정과,

상기 다련 유리체 중, 상기 적층 유리체 절단공정에서 절단된 2개의 절단면을 양면 연마하여, 2개의 절단면의 평면도 및 평행도를 내는 다련 유리체 양면 연마공정과,

상기 다련 유리체를, 상기 연마면과는 수직방향으로 상기 프리즘의 한 변의 길이 이상의 간격으로 절단하여 복수의 직사각형 유리체를 얻는 다련 유리체 절단공정과,

상기 직사각형 유리체의 양쪽 끝에 형성되어 있는 상기 기준면을 기준으로 하여 상기 다련 유리체 절단공정에서 절단된 절단면을 연마하는 제 1 직사각형 유리체연마공정과,

상기 제 1 직사각형 유리체 연마공정에서 연마된 면을 기준으로 하여 이 면과는 반대면을 연마하는 제 2 직사각형 유리체 연마공정과,

상기 직사각형 유리체 연마공정에서 연마된 상기 직사각형 유리체를, 상기 다련 유리체 양면 연마공정에서 연마된 연마면, 또는 상기 직사각형 유리체 연마공정에서 연마된 연마면과는 수직한 방향으로 등간격으로 절단하여 복수의 프리즘을 얻는 직사각형 유리체 절단공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리즘의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 기판 접착공정에서, 상기 대형 기판과 상기 소형 기판은 폭방향에서 기판의 두께만큼 어긋나게 하여 상기 계단형상을 45°로 하는 것을 특징으로 하는 프리즘의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 직사각형 유리체 연마공정에서, 상기 프리즘의 한 변의 길이와 같은 높이를 가지는 수직면 및 상기 수직면과 45°의 각도를 이루는 사면을 가지는 지그에, 상기 직사각형 유리체의 양쪽 끝을 지지시키고, 상기 직사각형 유리체 중 상기다련 유리체 절단공정에서 절단된 절단면을, 상기 수직면의 높이로까지 연마하는 것을 특징으로 하는 프리즘의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 직사각형 유리체 연마공정은, 상기 기준면을 기준으로 하여 상기 제 1 직사각형 유리체 연마공정에서 연마되어 있지 않은 면을 연마하는 것을 특징으로 하는 프리즘의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 프리즘의 제조방법은, 상기 다련 유리체 연마공정의 다음에, 상기 다련 유리체 연마공정에서 연마된 2개의 연마면에 반사방지막을 성막하고,

상기 제 2 직사각형 유리체 연마공정의 다음에, 상기 제 1 및 제 2 직사각형 유리체 연마공정에서 연마된 연마면에 상기 반사방지막을 성막하는 것을 특징으로 하는 프리즘의 제조방법.