(57)【要約】【課題】  接着剤が良好に浸透する光学素子、及び一度に多数の光学フィルタを、安定して製造する方法を提供する。【解決手段】  ミラー基板１の上に、ガイドガラス２，３を載置し、これらを基準にして、ガラス板４の間にフィルタモジュール５が積層されて挟まれたものが、ガイドガラス６，７で隔てられ、最後にガイドガラス８で挟まれたブロックを形成する。そして、このブロックの残りの辺にガイドカラス９を載置し、接着剤１０を流し、その上からカバーガラス１０をかぶせて、接着剤を固化させて固定する。そして、ダイシングソー等によりフィルタ光学素子を切り出す。この際、ガラス板１とフィルタモジュール５がオプティカルコンタクトしないようにし、接着剤がこれらの間に十分浸透可能とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバーガラスとミラー基板との間に、これら両者に対して垂直な方向に、ガラス板、複数のフィルタモジュール、ガラス板がこの順に積層されて、これらの全てが接着剤で接着されて形成された光学フィルタであって、前記ガラス板の、接着剤塗布前において当該ガラス板の前記ミラー基板と接する面が、前記ミラー基板とオプティカルコンタクトしないものであることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルタであって、前記ガラス板の片面にSiＯ２薄膜が成膜されていることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項３】
以下の工程を有することを特徴とする光学フィルタの製造方法であって、後記第１のガラス板と第２のガラス板の、後記ミラー基板に接する面が、これらミラー基板とオプティカルコンタクトしないものであることを特徴とする光学フィルタの製造方法。
（１）ミラー基板を平面上に載置し（この平面をｘ−ｙ−ｚ直交座標系でｘ−ｙ平面とする）、その上に、ｘ軸方向に平行なガイド部材とｙ軸方向に平行なガイド部材をＬ字型に載置する工程、
（２）２つの前記ガイド部材のうちｙ軸に平行なガイド部材に接して、第１のガラス板を、前記ミラー基板上に載置する工程。
（３）さらに、前記ミラー基板上に、前記第１のガラス板に接するように、複数のフィルタモジュールをその厚さ方向がｚ軸方向を向くようにｘ軸方向に積層して載置すると共に、このようなフィルタモジュールの積層体を、ｙ軸方向に、互いが接するように、複数組載置する工程。
（４）これらフィルタモジュールの積層体を前記第１のガラス板との間で挟むように、第２のガラス板を前記ミラー基板上に載置する工程。
（５）さらに、前記ミラー基板上の、前記第２のガラス板のｘ軸方向の横に中間ガイド部材を載置する工程。
（６）前記中間ガイド部材を、前記ｙ軸に平行なガイド部材の代わりとして、（２）〜（５）の工程を複数回繰り返し、最後の中間ガイド部材を終端ガイド部材とする工程。
（７）以上のようにして形成された、前記２つのガイド部材と終端ガイド部材で３辺を囲まれたガラス板、フィルタモジュール、中間ガイド部材の集合体の、残りの辺に沿って、ガイド部材を載置する工程。
（８）以上のようにして形成された、底面に前記ミラー基板を有し、前記第１のガラス板と第２のガラス板で囲まれたフィルタモジュールの積層体を有するモジュールが前記中間ガイド部材を挟んで複数形成されたブロックを、前記ｙ軸に平行なガイド部材と前記終端ガイド部材とで押圧しながら、このブロックに接着剤を流し込むと共に、このブロックの上面をカバーガラスで覆い、前記第１のガラス板、前記第２のガラス板、前記フィルタモジュール、前記中間ガイド部材、前記カバーガラスを一体化させる工程。
（９）前記一体化したブロックを切断し、底面にミラー基板、表面にカバーガラスを有し、その間に第１のガラス板と第２のガラス板に挟まれた複数のフィルタモジュールを有する光学フィルタを切り出す工程。
【請求項４】
請求項３に記載の光学フィルタの製造方法であって、前記第１のガラス板及び第２のガラス板の片面にSiＯ２薄膜が成膜されていることを特徴とする光学フィルタの製造方法。
【請求項５】
基板とカバーガラスとの間にフィルター膜を有する光学フィルタの製造方法であって、前記基板に前記フィルター膜を配置すると共に、前記基板に、前記フィルタ膜に隣接する位置に前記基板とオプティカルコンタクとをしないガラス板を配置し、前記フィルタ膜上、及び前記ガラス板上、前記フィルタ膜と前記基板の間、及び前記ガラス板と前記基板のに接着剤を供給し、前記カバーガラスを、前記フィルタ膜及び前記ガラス板上に載せる工程を有することを特徴とする光学フィルタの製造方法。
【請求項６】
前記ガラス板は、前記基板側の面に酸化ケイ素膜を有することを特徴とする請求項５に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項７】
前記ガラス板は、前記基板側の面が荒れた面とされているものであり、前記接着剤は前記ガラス板に近いか又は前記ガラス板と同じ屈折率を有することを特徴とする請求項５に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】
本発明は、特に合分波器に使用するのに適当な光学フィルタ及びこの光学フィルタの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の波長の光を包含する一つの光線から、これら各波長の光を分波して取り出したり、逆に、異なる波長の複数の光線を、一つの光線にまとめたりする合分波器は、特に、光通信の分野で広く使用されるようになってきている。このような目的に使用される光学素子は、フィルタを使用しており、例えば特開昭５９−２８１２４号公報（特許文献１）や、オムロン社製Ｐ１Ｘ４Ａ型光通信デバイスとして市販されているようなものが公知となっている。
【０００３】
これら、合分波器として使用される光学フィルタの１例を図６に示す。カバーガラス３１とミラー基板３２の間には、両端をガラス板３５で挟まれて、フィルタモジュール３６が積層（図では４層）されている。ミラー基板３２は、ガラス３３の裏面に反射膜３４をコーティングしたものである。カバーガラス３１、ガラス板３５、ガラス３３は、原則として同じ材料で作られ、屈折率が同じとされている。
【０００４】
一例をあげると、カバーガラス３１の厚さは0.3mm程度、フィルタモジュール３６とガラス板３５の厚さ（図２２の左右方向）は0.3mm程度、ガラス３３の厚さは1.5mm程度、フィルタモジュールの幅（積層厚）は、0.5mm程度、ガラス板の幅は0.8mm程度である。
【０００５】
入射光は、カバーガラス３１に斜め入射し、ガラス板３５とガラス３３を透過して反射膜３４で反射され、第１番目のフィルタモジュール３６に入射する。そこで波長λ１の光のみがフィルタモジュール３６を透過し、残りは反射されて再びガラス３３中を通り、反射膜３４で反射され、第２番目のフィルタモジュール３６に入射する。そこで波長λ２の光のみがフィルタモジュール３６を透過し、残りは反射されて再びガラス３３中を通り、反射膜３４で反射され、第３番目のフィルタモジュール３６に入射する。そこで波長λ３の光のみがフィルタモジュール３６を透過し、残りは反射されて再びガラス３３中を通り、反射膜３４で反射され、第4番目のフィルタモジュール３６に入射する。そこで波長λ４の光のみがフィルタモジュール３６を透過し、残りは反射されて再びガラス３３中を通り、反射膜３４で反射され、ガラス板３５とカバーガラス３１を透過して出射する。
【０００６】
このように、４つの積層されたフィルタモジュール３６が透過する光の波長が異なるように各フィルタモジュール３６を選ぶことにより、入射光から、波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を分光して取り出すことができる。光の向きを逆にすれば、波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を合成して一つの光線とすることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−２８１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６に示すような光学フィルタを製造する場合には、通常、図６に示す状態から９０度時計回りに回転させたような状態で組み立てを行う。すなわち、ミラー基板３２を水平状態に設置し、その上にガラス板３５とフィルタモジュール３６をピンセット等の治具を使用して横に並べ、接着剤を塗布する。そしてその上にカバーガラス３１をかぶせて接着剤を固めて全体を一体化する。接着剤としては例えば紫外線硬化型樹脂を使用し、カバーガラス３１をかぶせた状態で紫外線を照射して硬化させることにより接着を行う。
【０００９】
しかしながら、この作業は細かな部品の組み立てを行わなければならないので、非常に手間がかかるという問題点がある。又、ガラス板３５はガラスであるのでその表面粗さがほとんどなく、かつ平面であるので、組み立ての際にミラー基板３２との間がオプティカルコンタクト状態となり、そこに接着剤がうまく浸透しないという問題点がある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、接着剤が良好に浸透する光学素子、及び一度に多数の光学フィルタを、安定して製造する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための第１の手段は、カバーガラスとミラー基板との間に、これら両者に対して垂直な方向に、ガラス板、複数のフィルタモジュール、ガラス板がこの順に積層されて、これらの全てが接着剤で接着されて形成された光学フィルタであって、前記ガラス板の、接着剤塗布前において当該ガラスの板の前記ミラー基板と接する面が、前記ミラー基板とオプティカルコンタクトしないものであることを特徴とする光学フィルタ（請求項１）である。
【００１２】
本手段においては、ガラス板の、接着剤塗布前において当該ガラスの板のミラー基板と接する面が、ミラー基板とオプティカルコンタクトしないものであるので、製造工程においてガラス板とミラー基板との間に接着剤が浸透しないことが避けられ、ガラス板とミラー基板を確実に接着することができる。
【００１３】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記ガラス板の片面にSiＯ２薄膜が成膜されていることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１４】
ガラス表面をミラー基板とオプティカルコンタクトしないようにするには、例えばショットブラスト等により表面を荒らしたガラスを使用することもできる（接着剤が充填されるとこの表面の荒れは問題とならなくなる）し、ガラス板の片面にSiＯ２薄膜が成膜されているものを使用することもできる。この場合、SiＯ２薄膜の膜応力によりガラス板が僅かに撓んで、ミラー基板とオプティカルコンタクトしなくなる。よって、接着剤がガラス板とミラー基板との間に侵入できる。接着剤の侵入後にには、ガラス基板に圧力をかけることにより、撓みを取り去ることができる。SiＯ２は、ガラスと屈折率があまり違わず透明であるので、フィルタ光学素子の特性に問題となるような影響を与えない。
【００１５】
前記課題を解決するための第３の手段は、以下の工程を有することを特徴とする光学フィルタの製造方法であって、後記第１のガラス板と第２のガラス板の、後記ミラー基板に接する面が、これらミラー基板とオプティカルコンタクトしないものであることを特徴とする光学フィルタの製造方法（請求項３）である。
（１）ミラー基板を平面上に載置し（この平面をｘ−ｙ−ｚ直交座標系でｘ−ｙ平面とする）、その上に、ｘ軸方向に平行なガイド部材とｙ軸方向に平行なガイド部材をＬ字型に載置する工程、
（２）２つの前記ガイド部材のうちｙ軸に平行なガイド部材に接して、第１のガラス板を、前記ミラー基板上に載置する工程。
（３）さらに、前記ミラー基板上に、前記第１のガラス板に接するように、複数のフィルタモジュールをその厚さ方向がｚ軸方向を向くようにｘ軸方向に積層して載置すると共に、このようなフィルタモジュールの積層体を、ｙ軸方向に、互いが接するように、複数組載置する工程。
（４）これらフィルタモジュールの積層体を前記第１のガラス板との間で挟むように、第２のガラス板を前記ミラー基板上に載置する工程。
（５）さらに、前記ミラー基板上の、前記第２のガラス板のｘ軸方向の横に中間ガイド部材を載置する工程。
（６）前記中間ガイド部材を、前記ｙ軸に平行なガイド部材の代わりとして、（２）〜（５）の工程を複数回繰り返し、最後の中間ガイド部材を終端ガイド部材とする工程。
（７）以上のようにして形成された、前記２つのガイド部材と終端ガイド部材で３辺を囲まれたガラス板、フィルタモジュール、中間ガイド部材の集合体の、残りの辺に沿って、ガイド部材を載置する工程。
（８）以上のようにして形成された、底面に前記ミラー基板を有し、前記第１のガラス板と第２のガラス板で囲まれたフィルタモジュールの積層体を有するモジュールが前記中間ガイド部材を挟んで複数形成されたブロックを、前記ｙ軸に平行なガイド部材と前記終端ガイド部材とで押圧しながら、このブロックに接着剤を流し込むと共に、このブロックの上面をカバーガラスで覆い、前記第１のガラス板、前記第２のガラス板、前記フィルタモジュール、前記中間ガイド部材、前記カバーガラスを一体化させる工程。
（９）前記一体化したブロックを切断し、底面にミラー基板、表面にカバーガラスを有し、その間に第１のガラス板と第２のガラス板に挟まれた複数のフィルタモジュールを有する光学フィルタを切り出す工程。
【００１６】
本手段の詳細については、後に発明を実施するための最良の形態の欄で、その例を詳しく説明するが、本手段においては、複数のフィルタ光学素子が結合した構造のものを製造し、それを切断して個々のフィルタ光学素子を得ているので、作業能率良く、フィルタ光学素子を製造することができる。
【００１７】
そして、その際、第１のガラス板と第２のガラス板の、ミラー基板に接する面が、これらミラー基板とオプティカルコンタクトしないようにしているので、これらガラス板とミラー基板の間に接着剤が浸透することができ、接着を完全にすることができる。
【００１８】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第３の手段であって、前記第１のガラス板及び第２のガラス板の片面にSiＯ２薄膜が成膜されていることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００１９】
本手段においては、前記第２の手段と同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
前記課題を解決するための第５の手段は、基板とカバーガラスとの間にフィルター膜を有する光学フィルタの製造方法であって、前記基板に前記フィルター膜を配置すると共に、前記基板に、前記フィルタ膜に隣接する位置に前記基板とオプティカルコンタクとをしないガラス板を配置し、前記フィルタ膜上、及び前記ガラス板上、前記フィルタ膜と前記基板の間、及び前記ガラス板と前記基板のに接着剤を供給し、前記カバーガラスを、前記フィルタ膜及び前記ガラス板上に載せる工程を有することを特徴とする光学フィルタの製造方法である。
【００２１】
その作用効果は、第４の手段の作用効果と同様であり、平滑な基板であればオプティカルコンタクトすることがあるが、本手段によれば、そのような基板にガラス板を配置した際に、接着剤が浸透することができ、ガラス板と基板との接着を完全にすることが可能となる。
【００２２】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第６の手段であって、前記ガラス板が、前記基板側の面に酸化ケイ素膜を有することを特徴とするものである。
【００２３】
本手段は、前記第２の手段と同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第５の手段であって、前記ガラス板は、前記基板側の面が荒れた面とされているものであり、前記接着剤は前記ガラス板に近いか又は前記ガラス板と同じ屈折率を有することを特徴とするものである。
【００２５】
本手段においても、オプティカルコンタクトの防止をすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、接着剤が良好に浸透し、確実に各部材が接着された光学素子、及び一度に多数の光学フィルタを、安定して製造する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１〜図４は、本発明の実施の形態の１例であるフィルタ光学素子の製造方法を説明するための図である。なお、図１〜図４において、紙面左右方向をｘ軸方向、紙面上下方向をｙ軸方向、紙面に垂直な方向をｚ軸方向とする。ｘ−ｙ平面が水平面である。
【００２８】
まず、図１（ａ１）、（ａ２）に示すように、ミラー基板１の上に、ガイドガラス２、３を載置する。（ａ１）は平面図、（ａ２）は正面図である。ガイドガラス２はｙ軸に平行に、ガイドガラス３はｘ軸に平行に載置する。なお、ミラー基板１の裏面には、反射膜１ａが形成されている。
【００２９】
次に、（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、ガイドガラス２に合わせてガラス板４を載置すると共に、さらにそのｘ軸方向に、ｚ軸方向に厚みを有するフィルタモジュール５を４層配置する。「ｚ軸方向に厚みを有する」というのは、フィルタモジュール５が多層薄膜である場合、その積層方向がｚ軸方向であることを意味する。一般にフィルタモジュール５の大きさは小さいので、図に示すようにこのような４層配置のフィルタモジュール５を、ｙ方向にも何段にも重ねて（図では５段となっている）配置する。そして、これらフィルタモジュール５を挟むように、ガラス板４を再度配置する。なお、（ｂ１）は平面図、（ｂ２）は（ｂ１）におけるＡ−Ａ断面図であるが、見やすくするためハッチングを省略している。このように、２枚のガラス板４により、複数のフィルタモジュール５がサンドイッチされたものを、光学ブロックと称することにする。
【００３０】
次に図２の（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、この光学ブロックに接するようにガイドガラス６を載置する。なお、（ｃ１）は平面図、（ｃ２）は（ｃ１）におけるＡ−Ａ断面図であるが、見やすくするためハッチングを省略している。なお、以下の図において、本欄における前出の図面に記載されている構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００３１】
このようにして、（ｄ１）、（ｄ２）に示すように、光学ブロックとガイドガラス７、８を交互に重ねて、必要数だけミラー基板１上に載置していく。図では、３つの光学ブロックが載置され、その右隣にガイドガラス８が載置されている。このように端に載置されるガイドガラスを、特許請求の範囲では終端ガイド部材と呼んでいる。
【００３２】
さらに、この状態で、光学ブロックの全てがガイドガラスで囲まれるように、ガイドガラス９を（ｄ１）に示すようにミラー基板１の上に載置する。この状態で、ガイドガラス２とガイドガラス８との間に圧力を加え、各ガラス板４とフィルタモジュール５の間に隙間ができないようにする。なお、（ｄ１）は平面図、（ｄ２）は（ｄ１）におけるＡ−Ａ断面図であるが、見やすくするためハッチングを省略している。
【００３３】
次に、この状態で、図３（ｅ１）、（ｅ２）に示すように、４つのガイドガラスに囲まれた領域に接着剤１０をながし込む。接着剤１０として、この実施の形態では、紫外線硬化型樹脂を使用している。この接着剤は、ガラス板４とフィルタモジュール５間の微細な隙間、及びミラー基板１とガラス板４、フィルタモジュール５間に浸透する。なお、（ｅ１）は平面図、（ｅ２）は（ｅ１）におけるＡ−Ａ断面図であるが、見やすくするためハッチングを省略している。
【００３４】
続いて、（ｆ１）、（ｆ２）に示すように、ガイドガラス２、ガイドガラス３、ガラス板４、フィルタモジュール５、ガイドガラス６、ガイドガラス７、ガイドガラス８の上面にカバーガラス１１をかぶせ、カバーガラス１１を静かに押すことによって、余分な接着剤をはみ出させると共に、気泡が残留しないようにする。このようにした後、紫外線を照射して接着剤を固化させて接着を行う。なお、（ｆ１）は平面図、（ｆ２）は（ｆ１）におけるＡ−Ａ断面図であるが、見やすくするためハッチングを省略している。
【００３５】
最後に、図４（ｇ）（平面図である）に示す一点鎖線に沿って、ダイシングソー等により切断を行うと、図５に示されるようなフィルタ光学素子が完成する。
【００３６】
このような製造方法において、本実施の形態においては、ガラス板４の片側の面（ミララー基板１と接する側の面の方が好ましいが、反対側の面でもよい）に厚さが１〜１０μｍのSiＯ２薄膜を成膜している。成膜方法は公知のものを任意に使用してかまわないが、本実施の形態においてはスパッタリングによる成膜を行っている。
【００３７】
このようにすると、SiＯ２薄膜の膜応力により、ガラス板４がわずかに湾曲し、平滑にされたミラー基板１とオプティカルコンタクトすることが防止される。ガラス板４とミラー基板１とがオプティカルコンタクトすると、その間に接着剤１０が入り込めなくなり、接着がうまく行われないが、ガラス板４を湾曲させることにより、このようなことを防ぐことができる。
【００３８】
SiＯ２薄膜は、ガラスと屈折率がそれほど違わず、かつ透明であるので、膜応力を発生する薄膜材料として好適であるが、他の材料でも、光学特性に与える影響が問題にならず、膜応力によりガラス板４をわずかに変形させるものであれば使用可能である。また、これらの薄膜の厚さは、膜応力によりガラス板４とミラー基板１のオプティカルコンタクトをなくすことができる範囲で薄くすることが好ましい。
【００３９】
また、ガラス板４の、ミラー基板１と接する面を、ショットブラスト等により適当に荒らしておくことにより、ガラス板４とミラー基板１のオプティカルコンタクトの発生を防止するようにしてもよい。ガラス板４のミラー基板１と接する面が荒れていても、接着剤がガラス板４とミラー基板１の間に充填されることにより、この荒れの影響は解消され、光学的特性に与える影響は小さい。
【００４０】
なお、ガイドガラス２、３、６、７、８、９としてはガラスを使用してきた。これは、ガラス板４と同じ種類のガラスを用いれば、たとえ切断面が少し狂ってこれらが残っても問題とならないようにするために好ましいからであるが、これらの材料が残っても問題にならないのであれば、必ずしもガラスを使用する必要はない。よって、特許請求の範囲では、これらをガイド部材と呼んでいる。ガイドガラス３、６が中間ガイド部材に相当する。
【００４１】
なお、本発明は、ミラー基板１でない表面が平滑化された基板に、ガラス板やフィルタモジュールを配置して得られる光学フィルタユニットの製造にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるフィルタ光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態の１例であるフィルタ光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態の１例であるフィルタ光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態の１例であるフィルタ光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図５】製造されたフィルタ光学素子を示す概要図である。
【図６】合分波器として使用される光学フィルタの１例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ミラー基板、１ａ…反射膜、２…ガイドガラス、３…ガイドガラス、４…ガラス板、５…フィルタモジュール、６…ガイドガラス、７…ガイドガラス、８…ガイドガラス、９…ガイドガラス、１０…接着剤、１１…カバーガラス
【図１】
2006215130.tif 000003
【図２】
2006215130.tif 000004
【図３】
2006215130.tif 000005
【図４】
2006215130.tif 000006
【図５】
2006215130.tif 000007
【図６】
2006215130.tif 000008