(57)【要約】【課題】  従来の製造方法では、薄型化のために、光学フィルタを構成する複屈折板や位相板等の基板一枚毎の厚みを、貼り合わせ前に薄板化のための研磨加工をするため、その薄板化研磨加工の際に基板に反りが発生してしまう恐れがあり、更にこの薄板化した基板の主面上に反射防止膜や保護コート膜を形成すると更に反りが大きくなってしまう課題がある。【解決方法】２枚の基板を直接接合法により接合する工程と、基板の接合面とは反対側の他方の主面側から、基板を厚み研磨加工する工程と、接合した基板のうち、一方の基板の研磨加工側主面に、新たな基板を直接接合法により接合する工程と、新たに接合した基板を、接合面とは反対側の主面側から厚み研磨加工する工程と、前記２工程を繰り返し、複数枚の基板を接合した積層基体を形成する工程と、積層基体の最外主面上に反射防止膜等を形成する工程とを具備した光学フィルタの製造方法。【選択図】図１
2006276313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の平板形状の基板を積層して構成する光学フィルタの製造方法において、
２枚の該基板の一方の主面同士を真空中で直接接合法により接合する工程Ａと、
各々の該基板の接合面とは反対側の他方の主面側から、各々の該基板を所望の厚さまで研磨加工する工程Ｂと、
接合し且つ研磨加工を施された２つの該基板のうち、少なくとも一方の該基板の研磨加工側主面に、新たな基板を真空中で直接接合法により接合する工程Ｃと、
該工程Ｃで新たに接合した該基板を、接合面とは反対側の主面側から所望する厚さまで研磨加工する工程Ｄと、
該工程Ｃ及び該工程Ｄを繰り返し、所望する複数枚の基板を接合した積層基体を形成する工程Ｅと、
該積層基体の最外主面上に反射防止膜及び／又は保護コート膜を形成する工程と
を具備したことを特徴とする光学フィルタの製造方法。
【請求項２】
該基板を構成する素材として、該基板のうち少なくとも１枚は水晶を使用していることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を積層構造に接合して成る光学フィルタの製造方法に関し、特に小型化薄型化に適した光学フィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学フィルタはビデオカメラやデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）等の撮像装置に具備されており、撮像装置のレンズによって結像された映像信号に含まれる光学的疑似信号を濾波したり、又は特定の周波数成分の信号を減衰させたりすることを目的とし、産業用撮像装置から民生用撮像装置まで広範囲に導入されている。
【０００３】
例えば光学フィルタの一つである光学ローパスフィルタは、撮像装置のレンズで得た受像映像を固体撮像素子（以下ＣＣＤと言う）で電気信号に変換する際に、受像映像中に含まれるＣＣＤのサンプリング周波数の中間周波数以上高周波数成分を、ＣＣＤに受像映像が到達する前に減衰させることで、モアレ状の疑似信号の発生を抑えるために用いられている。このような構成のため、光学ローパスフィルタは撮像装置内においてレンズとＣＣＤとの間に配置される形態をとる。
【０００４】
このような光学ローパスフィルタの構造及び製造方法は、一般的に、まず所望の外形及び厚さまで研磨加工等を施された複屈折板同士、或いは複屈折板と位相板等の基板を複数枚用意し、その基板を接着剤で各々張り合わせることにより形成されている。この基板の材質としては水晶やニオブ酸リチウムなどが用いられている。又、光学ローパスフィルタによる高周波信号の減衰特性は、複屈折による光線の分離幅、及び光線の分離パターンで決まり、この分離幅は基板の板厚に比例する。更に、光学ローパスフィルタに赤外線を遮断する機能を持たせるため、赤外線カットガラスを基板の間に挟み込んだものや、赤外線カット膜を光学ローパスフィルタの最外面上に形成したものも用いられている。
【０００５】
前記のような光学フィルタについては、以下のような文献が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１８６１２号公報
【特許文献２】特開２００２−２７２６３３号公報
【０００７】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、ビデオカメラやＤＳＣ等の撮像装置の小型化、薄型化及び軽量化が著しく進み、それに伴い光学フィルタを配置するスペースを撮像装置内に大きく取ることが難しくなってきている。因って光学フィルタも小型化薄型化が必須となっている。
【０００９】
しかし、上述したような従来の光学フィルタの構造及び製造方法では、薄型化のために、光学フィルタを構成する複屈折板や位相板等の基板一枚毎の厚みを、貼り合わせ前に薄板化のための厚み研磨加工をしているため、その薄板化の厚み研磨加工の際に基板に反りが発生してしまう恐れがあり、更にこの薄板化した基板の主面上に反射防止膜や保護コート膜を形成すると、更に反りが大きくなってしまう場合がある。このような反りが生じた薄板化加工した基板を貼り合わせる場合では、貼り合わせ工程時の基板のハンドリングも困難で、基板貼り合わせの際にも基板接合面間に気泡の進入を起こしやすい。更に、荷重を基板にかけて反りを修正した状態で基板間の貼り合わせを行った場合でも、荷重の加減によっては基板表面や反射防止膜又は保護コート膜表面にキズを付けたり、基板の反りの修正が不十分となる場合がある。
【００１０】
また、上述した光学フィルタでは複屈折板等の基板の貼り合わせに接着剤を使用しているが、基板貼り合わせの際に接着剤内に気泡を取り込んでしまう場合がある。又、通常使用される接着剤は紫外線硬化型の接着剤のような有機系接着剤なので、使用する接着剤によっては高温環境下で接着剤成分が劣化する恐れがある。更に、複数枚の基板間の貼り合わせに接着剤を用いると、基板主面上の接着剤の付着分布のムラにより、各基板主面間のギャップを精確に一定均一にすることが難しく、光学フィルタとしての特性悪化になり、この不具合は基板の薄型化が進むにつれ顕著となってくる。このように基板間の貼り合わせに接着剤を使用する場合には、解決しなければならない課題が多々生じる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、前記従来技術の課題を鑑みて成されたものであり、複数の平板形状の基板を積層接合して構成する光学フィルタの製造方法において、
２枚の基板の一方の主面同士を真空中で直接接合法により接合する工程Ａと、各々の基板の接合面とは反対側の他方の主面側から、各々の基板を所望の厚さまで研磨加工する工程Ｂと、接合し且つ研磨加工を施された２つの基板のうち、少なくとも一方の基板の研磨加工側主面に、新たな基板を真空中で直接接合法により接合する工程Ｃと、この工程Ｃで新たに接合した基板を、接合面とは反対側の主面側から所望する厚さまで研磨加工する工程Ｄと、工程Ｃ及び工程Ｄを繰り返し、所望する複数枚の基板を接合した積層基体を形成する工程Ｅと、この積層基体の最外主面上に反射防止膜及び／又は保護コート膜を形成する工程とを具備したことを特徴とする光学フィルタの製造方法である。
【００１２】
又、上記基板を構成する素材として、複数枚の基板のうち少なくとも１枚は水晶を使用していることを特徴とする前段落記載の光学フィルタの製造方法でもある。
【発明の効果】
【００１３】
このような光学フィルタの製造方法において、基板の貼り合わせに接着剤を使用せず、真空中で直接接合法にて基板を貼り合わせる手段を用いることにより、基板間の接合部分に気泡の進入が無くなる。又、接着剤の劣化や、接着剤の付着分布ムラによる基板間ギャップの不均一によって生じる光学フィルタの特性悪化をなくすことができる。
【００１４】
更に、本発明は基板を研磨前に少なくとも２枚を直接接合法により貼り合わせた後で、それぞれの基板を所望の厚みまで研磨する工程を備えている。これにより研磨の際の積層基体は約基板２枚分の厚みを有しているので、基板単体毎に所望の厚さまで研磨した場合に比べ、基板（積層基体）の反りの発生又は反りの大きさを著しく小さくすることができる。又、積層基体最外主面上への反射防止膜及び／又は保護コート膜の形成を、この積層基体が形成された後に行うので、反射防止膜及び／又は保護コート膜形成による積層基体の最外層基板の反りを防止することができる。
【００１５】
因って、本発明に係わる製造方法を用いることにより、光学的特性が良好で且つ製造歩留まりが良い光学フィルタを提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１はこの発明における光学フィルタの製造方法の概略を光学フィルタの一つである水晶複屈折板を使用した光学ローパスフィルタを用いて例示した工程図である。図２は、図１に開示の工程により製造された光学ローパスフィルタの形態を示した側面図である。尚、図１及び図２において、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。
【実施例】
【００１７】
即ち、図１（ａ）において、水晶により形成された複数のフィルタ形成領域を有するウエハ状の複屈折板１０及び複屈折板１１の一方の主面同士を真空中で直接接合法により接合する（工程Ａ）。直接接合の手法としては外形加工を施した複屈折板１０及び複屈折板１１の主面を光学研磨し、更に接合する主面にプラズマ処理を施して親水化することにより、複屈折板１０及び複屈折板１１の一方の主面同士を容易に常温真空中で仮接合し、その後加熱処理を施して本接合する。この時点の複屈折板１０及び複屈折板１１の厚みは、前記外形加工時及び光学研磨を複屈折板１０及び複屈折板１１に施しても、複屈折板１０及び複屈折板１１本体に反りや歪みが発生せず、且つ主面を高い面精度加工ができる厚みで形成されており、最終的に所望する複屈折板１０及び複屈折板１１の厚みより厚く形成されている。
【００１８】
又、真空中で直接接合を行うことにより、複屈折板１０と複屈折板１１との間の接合部分への気泡の進入は完全に防ぐことができるが、コンタミ（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ の略語）などの異物を接合部分に仮に挟み込んでしまった場合には、加熱処理による本接合前の仮接合の段階では、複屈折板１０と複屈折板１１は分離可能であり、異物除去後に複屈折板の再使用が容易に可能となる。更に、製造工程中のハンドリング等により複屈折板１０又は複屈折板１１の主面にキズが発生した場合でも、この工程段階での複屈折板１０及び複屈折板１１の厚みは最終所望厚みより厚く形成されているので、主面を再研磨することにより再度の使用が可能となる。  
【００１９】
次に、図１（ｂ）において、複屈折板１０及び複屈折板１１の接合面とは反対側の各々の他方の主面側から、複屈折板１０及び複屈折板１１を所望の厚さまで研磨加工する（工程Ｂ）。この研磨加工の際における複屈折板１０及び複屈折板１１を貼り合わせた積層基体１３ａは、複屈折板約２枚分の厚みを有しているので、複屈折板単体毎に所望の厚さまで研磨した場合に比べ、複屈折板（積層基体１３ａ）への反りの発生、又はその反りの大きさを著しく小さく加工ができる。尚、本工程の際の複屈折板１０及び複屈折板１１の厚み寸法の確認法としては、厚みの粗研磨加工のときは積層基体１３ａの厚みより類推し、厚みの仕上げ精密研磨加工のときはレーザ光を用いて各々の複屈折板の厚みを測定しながら加工を行う。
【００２０】
次に、図１（ｃ）において、上記工程で直接接合し且つ所望の厚みまで研磨加工した複屈折板１０及び複屈折板１１のうち、少なくとも一方の複屈折板（図１（ｃ）では複屈折板１１）の厚み研磨加工された側の主面に、新たな複屈折板１２を真空中で直接接合法により接合する（工程Ｃ）。直接接合の手法としては上記工程Ａで説明した手法と同様に、複屈折板１１の厚み研磨加工された側の主面及び複屈折板１０及び複屈折板１１と同形状に外形加工された複屈折板１２の主面を光学研磨し、更に各々の接合主面にプラズマ処理を施して親水化することにより、複屈折板１１及び複屈折板１２のその主面同士を容易に常温真空中で仮接合し、その後加熱処理を施して本接合する。
【００２１】
次に、図１（ｄ）において、上記工程Ｃで新たに接合した複屈折板１２を、複屈折板１１との直接接合面とは反対側の主面側から所望する厚さまで厚み研磨加工をする（工程Ｄ）。この研磨加工の際における複屈折板１０，複屈折板１１及び複屈折板１２を貼り合わせた積層基体１３ｂは、厚み研磨前の複屈折板約２枚分以上の厚みを有しているので、複屈折板単体毎に所望の厚さまで研磨した場合に比べ、複屈折板（積層基体１３ｂ）への反りの発生、又はその反りの大きさを著しく小さく加工ができる。
【００２２】
次に、図１の（ｃ）及び（ｄ）で表した工程Ｃ及び工程Ｄを繰り返し行うことにより、図１（ｅ）のように所望の層数の複屈折板を積層し直接接合した積層基体１３を形成する（工程Ｅ）。尚、所望の積層数が２層の場合は上記工程Ｃ，Ｄ及びＥは行わない。
【００２３】
次に、図１（ｆ）において、この積層基体１３の最外主面上に反射防止膜１４を形成する。このように反射防止膜１４の形成を厚みが十分に厚い積層基体１３の形成後に行うので、反射防止膜１４形成による積層基体１３の反りの発生を抑制でき、更に、反射防止膜１４形成の際の積層基体１３のハンドリングが容易となり、主面等へのキズも抑制できる。この後、この反射防止膜１４を形成した積層基体１３を所望のフィルタ形成領域毎に切断して、図２のような個々の光学ローパスフィルタ２０を形成する。
【００２４】
尚、上記実施例では水晶の複屈折板のみを積層した光学ローパスフィルタを例示して説明を行ったが、複屈折板と位相板とを積層した形態の光学ローパスフィルタでも良い。又、水晶に代えてニオブ酸リチウム等の他の光学結晶体で形成された複屈折板を使用しても良い。更に、上記実施例では積層基体１３の最外主面上に反射防止膜１４を形成した形態を開示したが、反射防止膜１４の代わりに保護コート膜を形成しても良く、又反射防止膜１４の上に保護コート膜を形成しても良い。更に又、上記実施例は光学ローパスフィルタを例示したが、他の積層構造の光学フィルタ（例えば赤外線カットフィルタ等）にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、この発明における光学フィルタの製造方法の概略を光学フィルタの一つである水晶複屈折板を使用した光学ローパスフィルタを用いて例示した概略工程図である。
【図２】図２は、図１に開示の工程により製造された光学ローパスフィルタの形態を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０・・・複屈折板（基板）
１１・・・複屈折板（基板）
１２・・・複屈折板（基板）
１３，１３ａ，１３ｂ・・・積層基体
１４・・・反射防止膜
【図１】
2006276313.tif 000003
【図２】
2006276313.tif 000004