光学的有効面の形成方法及び光学素子
【課題】フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いずに光学素子上に光学薄膜を選択的に形成することができるうえ、簡単且つ高い同軸精度で光学的有効面を形成すること。
【解決手段】光学素子１上に光学的有効面を形成する方法であって、光学的有効面を形成する形成面１ａを露出させた状態で光学素子を保持する工程と、マスク部材３０を保持された光学素子の中心軸に自身の中心軸を一致させた状態で形成面に対向するように配置する工程と、マスク部材の片面に該マスク部材を形成面に貼り付けるための貼付部材３１を付与する工程と、マスク部材を光学素子の中心軸に沿って移動させて形成面に密着状態で貼り付ける工程と、マスク部材が貼り付いた形成面の全体に薄膜材料を成膜して光学薄膜を形成する工程と、マスク部材及び貼付部材を剥離して形成面に光学的有効面を形成する工程と、を備えている光学的有効面の形成方法を提供する。
【解決手段】光学素子１上に光学的有効面を形成する方法であって、光学的有効面を形成する形成面１ａを露出させた状態で光学素子を保持する工程と、マスク部材３０を保持された光学素子の中心軸に自身の中心軸を一致させた状態で形成面に対向するように配置する工程と、マスク部材の片面に該マスク部材を形成面に貼り付けるための貼付部材３１を付与する工程と、マスク部材を光学素子の中心軸に沿って移動させて形成面に密着状態で貼り付ける工程と、マスク部材が貼り付いた形成面の全体に薄膜材料を成膜して光学薄膜を形成する工程と、マスク部材及び貼付部材を剥離して形成面に光学的有効面を形成する工程と、を備えている光学的有効面の形成方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子上に光学薄膜を選択的に形成して光学的有効面を形成する光学的有効面の形成方法、及び、該光学的有効面が形成された光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス等の透明体からなる光学素子のうち、光学絞りや反射光学系等に用いられるものは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、光学素子５０の表面に遮光膜や反射ミラー膜等の光学薄膜５１が選択的に形成されている。そして、光学薄膜５１が形成されていない領域が、光学的有効面５２として利用されている。つまり、光学薄膜５１の形成によって、光学的有効面５２が作り出されている。
【０００３】
ところで、近年の光学製品の高精度化に伴って、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とを高い同軸精度で一致させることが求められている。なお、同軸度とは、光学素子の中心軸と、光学的有効面の中心軸とのずれ量の大きさを示すものである。このずれ量が大きくなってしまうと、光学素子を通過する光は、周辺画角が狭められてしまう。そのため、この光を利用して例えば画像を生成した場合には、ゴースト等が発生して画像周辺部の画質の低下を引き起こしてしまうものであった。従って、このような不都合をなくし、画像周辺部が高精細化した画像（明瞭となった画像）を得るためには、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とのずれ量を極力なくして、高い同軸精度を得ることが必要である。
【０００４】
ところで、光学素子上に光学的有効面を形成するには、一般的に次のような方法が採用されている。まず、真空蒸着法により、ＳｉＯ２や金属等の薄膜材料を光学素子上に蒸着により成膜して、光学素子の全面に光学薄膜を形成する。この後、光学薄膜上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて光学薄膜をパターニングする。これにより、光学薄膜を選択的に除去することができ、光学的有効面を形成することができる。
しかしながらこの方法では、フォトリソグラフィ法及びエッチング法で使用するエッチング液等によって、光学薄膜が溶解したり酸化したりしてしまう不都合があった。加えて、洗浄等の複数の工程が必要等の不都合もあった。そのため、好ましい方法ではなかった。
【０００５】
一方、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いない方法として、マスク蒸着法とう手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この方法は、基板に、レーザ加工やウェットエッチングによるマスク加工で微細なパターンが形成された単結晶Ｓｉからなるマスクを密着させ、該マスク側から蒸着を行うことで、基板上に選択的に薄膜を形成する方法である。
従って、この方法を光学素子の製造に利用することで、上述した不都合を生じさせることなく、光学素子上に選択的に光学薄膜を形成することができ、光学的有効面を形成することができる。しかも、微細なパターンが形成されたマスクを利用するので、光学的有効面を光学素子上に高精度に形成することができる。
【特許文献１】特開２００１−５９１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された方法を光学素子の製造に適用したとしても、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とを高い同軸精度で一致させることができるものではなかった。つまり、いくら高精度なマスクを利用したとしても、光学的有効面の中心軸と光学素子の中心軸とを高い同軸精度で一致させるには、マスクを光学素子の狙った位置に正確に位置合わせする必要がある。この点、特許文献１には、マスクの位置合わせに関して何ら記載がなく、高精度な位置合わせを行うことができない。従って、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とのずれ量を極力なくして高い同軸精度を確保するというニーズに応えることができるものではなかった。
【０００７】
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いずに光学素子上に光学薄膜を選択的に形成することができるうえ、簡単且つ高い同軸精度で光学的有効面を形成することができる光学的有効面の形成方法、及び、該方法で形成された光学的有効面を有する光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、平面視円形状の光学素子上に光学的有効面を形成する方法であって、前記光学的有効面を形成する形成面を露出させた状態で、前記光学素子を保持する保持工程と、平面視円形状のマスク部材を用意した後、該マスク部材を、保持された前記光学素子の中心軸に自身の中心軸を一致させた状態で前記形成面に対向するように配置する配置工程と、前記形成面に対向している前記マスク部材の片面に、該マスク部材を形成面に貼り付けるための貼付部材を付与する付与工程と、前記マスク部材を前記光学素子の中心軸に沿って移動させた後に前記貼付部材を間に介在させた状態で前記形成面に押し付け、形成面にマスク部材を密着状態で貼り付ける貼付工程と、前記マスク部材が貼り付いた前記形成面の全体に薄膜材料を成膜して光学薄膜を形成する成膜工程と、前記マスク部材及び前記貼付部材を剥離して、前記形成面に前記光学的有効面を形成する剥離工程と、を備えている光学的有効面の形成方法を提供する。
【０００９】
この発明に係る光学的有効面の形成方法においては、まず、保持工程を行って光学素子を保持する。この際、光学的有効面を形成する形成面を露出させた状態にしておく。また、この保持工程と同時或いは保持工程後に配置工程を行って、光学素子の形成面に対向するようにマスク部材を配置させる。この際、保持されている光学素子の外径の中心軸に対して、マスク部材の外径の中心軸を一致させた状態で該マスク部材を配置する。そして、マスク部材を配置した後、形成面に対向している側の片面に貼付部材を付与する付与工程を行う。
【００１０】
続いて、光学素子の形成面にマスク部材を貼り付ける貼付工程を行う。即ち、マスク部材を光学素子の中心軸に沿って移動させ、貼付部材を間に介在させた状態で形成面に押し付ける。これにより、貼付部材を介してマスク部材を形成面に密着した状態で貼り付けることができる。続いて、マスク部材が貼り付いた形成面の全体に薄膜材料を成膜して、光学薄膜を形成する成膜工程を行う。この際、形成面にマスク部材が貼り付いているので、実際にはマスク部材が貼り付いていない領域だけに光学薄膜を形成したことになる。つまり、光学素子の形成面に光学薄膜を選択的に形成することができる。
そして、最後にマスク部材と貼付部材とを形成面から剥離する剥離工程を行う。これにより、光学的有効面を形成面に形成することができる。その結果、光学的有効面が形成された光学素子を作製することができる。
【００１１】
特に、マスク部材を形成面に貼り付けるだけの簡単な方法であるので、フォトリソグラフィ法やエッチング法を採用する場合とは異なり、短時間で簡便に光学的有効面を形成することができる。しかも、エッチング液等の液体を何ら使用しないので、光学薄膜が溶解したり酸化したりする等の不具合が生じることがない。
【００１２】
また、マスク部材を配置する際に、自身の中心軸が光学素子の中心軸に一致するように配置させている。そして、このマスク部材を形成面に貼り付ける際にも、光学素子の中心軸に沿ってマスク部材を移動させている。そのため、マスク部材は、高い同軸精度で光学素子の形成面に対して貼り付けられた状態となっている。従って、マスク部材と貼付部材とを剥離することで形成される光学的有効面は、自身の中心軸が光学素子の中心軸に対してほぼ一致しており、ずれ量が僅かな高い同軸精度とすることができる。
更に、マスク部材は貼付部材によって形成面に密着した状態で貼り付けられているので、成膜工程時に薄膜材料がマスク部材でマスクされている領域に入り込むことがない。そのため、光学的有効面の品質を高めることができる。また、単に貼り付けているだけであるので、マスク部材と貼付部材とを形成面から簡単に剥離することができる。よって、光学的有効面に傷等を付けたり、周囲の光学薄膜を剥がしてしまったりすることがない。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学的有効面の形成方法において、前記配置工程の際に、前記光学素子の中心軸に一致した軸線に沿って移動可能な軸体の端面上に、前記マスク部材を載置し、前記貼付工程の際に、前記軸体を前記光学素子に向けて移動させることで、前記マスク部材を前記形成面に貼り付ける光学的有効面の形成方法を提供する。
【００１４】
この発明に係る光学的有効面の形成方法においては、配置工程の際に、光学素子の中心軸に一致した軸線に沿って移動可能な軸体の端面上にマスク部材を載置する。これにより、マスク部材の姿勢をより安定させた状態で、形成面に対して対向配置させることができる。そして、貼付工程を行う際には、軸体を軸線に沿って光学素子に向けて移動させる。これにより、端面上に載置されたマスク部材を形成面に対してしっかりと押し付けることができ、貼付部材を介して貼り付けることができる。
このように、軸体を利用することで、マスク部材の姿勢をより安定した状態で確実に形成面に貼り付けることができる。従って、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸との同軸精度をより高めることができる。これにより、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とのずれ量を、例えば１０μｍ以内に収めることも可能である。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学的有効面の形成方法において、前記成膜工程の際に、薄膜材料として金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いる光学的有効面の形成方法を提供する。
【００１６】
この発明に係る光学的有効面の形成方法においては、成膜工程の際に、薄膜材料として金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いる。そのため、光学薄膜を、金属膜或いは誘電体膜或いは金属膜と誘電体膜とからなる積層膜にすることができ、
遮光膜や光学反射ミラーとして機能させることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学的有効面の形成方法で形成された光学的有効面を有する光学素子を提供する。
【００１８】
この発明に係る光学素子においては、高い同軸精度で形成された光学的有効面を有しているので、高品質化を図ることができる。特に、この光学素子を利用して画像を生成した場合には、画像周辺部まで画質が明瞭（高精細）となった画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る光学的有効面の形成方法によれば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いずに光学素子上に光学薄膜を選択的に成膜することができるうえ、簡単且つ高い同軸精度で光学的有効面を形成することができる。
本発明に係る光学素子においては、高い同軸精度で形成された光学的有効面を有しているので、高品質化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る光学的有効面の形成方法の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
本実施形態の光学的有効面の形成方法は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、平面視円形状の光学素子１の表面に光学薄膜２を選択的に形成することで、光学的有効面３を形成する方法である。
なお、本実施形態では、光学素子１として、凹メニスカスレンズ（外径φ６．５ｍｍ、凸面Ｒ＝１６．３４ｍｍ、凹面Ｒ＝７．３７９ｍｍ、ガラス材質Ｓ−ＢＳＬ７）（株式会社オハラ製）を用いた場合を例にして説明する。また、光学素子１の凹面１ａに光学的有効面３を形成する場合を例にする。更に、本実施形態では、図２に示すマスク貼付治具１０及び図３に示す薄膜形成装置２０を利用して、光学的有効面３を形成する場合を例にして説明する。
【００２１】
初めに、マスク貼付治具１０の構成について説明する。
マスク貼付治具１０は、図２に示すように、例えば真鍮によって製作されたものであり、治具本体１１及び上下可動軸（軸体）１２で主に構成されている。
治具本体１１は、内側に空間を確保するように断面コ形状に形成されており、略中心に上下可動軸孔１１ａが形成されている。上下可動軸１２は、直径１．６ｍｍのロッドであり、図示しない駆動源によって、上下可動軸孔１１ａ内に挿通された状態で上下に移動可能とされている。また、上下可動軸１２の端面１２ａは、上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に対して直交する平坦な面とされており、後述するマスク部材３０を載置することができるようになっている。
上下可動軸孔１１ａは、上下可動軸１２の直径よりも若干大きく形成されており、上下可動軸１２の外周面に接触した状態で該上下可動軸１２を支持している。これにより、上下可動軸１２は、中心軸Ｌ１に沿って安定且つ滑らかに上下移動するようになっている。
【００２２】
また、治具本体１１の上部には、保持プレート１３が固定されている。この保持プレート１３には、図２及び図４に示すように、上下可動軸孔１１ａの真上にあたる位置に、該保持プレート１３を貫通する貫通孔１３ａが形成されている。この貫通孔１３ａは、上下可動軸１２よりも大きな径で形成されており、後述するマスク部材３０及び貼付部材３１を収容できるようになっている。また、保持プレート１３の上面側において、貫通孔１３ａはさらに径が大きくなるように形成されており、段部が作られている。そして、この段部となった部分は、光学素子１を保持する光学素子保持部１４として機能する。
より詳細には、この光学素子保持部１４は、光学素子１の外径寸法に対して＋０．００２ｍｍ〜０．００５ｍｍだけ大きくなるように形成されている。これにより、光学素子１の凹面１ａを露出させた状態で、該光学素子１の周囲を保持することが可能とされている。また、光学素子保持部１４は、自身の中心軸が上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に対してずれ量が±５μｍ以下に収まるように形成されている。
【００２３】
上記マスク部材３０は、図５に示すように、例えば材質がＳＵＳ３０３で、厚みｔが０．０３ｍｍ、直径φが１．６±０．０１ｍｍに形成された極薄のシートである。このマスク部材３０は、図２及び図４に示すように、上記貫通孔１３ａ内に収容することができると共に、上下可動軸１２の端面１２ａ上に載置することができるようになっている。
また、上記貼付部材３１は、光学素子１の凹面１ａにマスク部材３０を貼り付けるために用いられる部材であって、マスク部材３０と光学素子１との間に配置される。なお、本実施形態では、貼付部材３１として、光学薄膜２形成時の加熱温度である２７０℃に耐えうる耐性を有し、マスク部材３０を後に剥離する時に容易に取り外し可能な剥離性と、適度な密着力とを兼ね備えたシリコン系粘着剤を用いる。
【００２４】
次に、薄膜形成装置２０の構成について説明する。
図３に示すように、薄膜形成装置２０は、保持治具３２によって保持された光学素子１の凹面１ａに光学薄膜２を形成する装置であって、球面ドーム２１と、蒸着源（薄膜材料）２２と、シャッター２３と、ヒータ２４と、これら各構成品を内部に収容する薄膜形成槽２５と、を主に備えている。
【００２５】
球面ドーム２１は、薄膜形成槽２５の上部の中心部から内部に貫通された回転軸２６にぶら下がるように連結されており、回転軸２６を中心に薄膜形成槽２５内で回転するようになっている。これにより、球面ドーム２１は、蒸着源２２上を通過する形で回転移動するようになっている。また、この球面ドーム２１には、光学素子１を保持している保持治具３２を取り付けるための複数の取付孔２１ａが形成されている。
蒸着源２２は、球面ドーム２１に取り付けられた保持治具３２に対向するように薄膜形成槽２５の底面に配設されている。この際、球面ドーム２１の回転軸２６の軸線の真下ではなく横にずれた偏った位置に配設されている。なお、本実施形態では、蒸着源２２として、Ａｌ材料を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００２６】
また、薄膜形成槽２５の底面には、蒸着源２２に近接して電子銃２７が配設されている。この電子銃２７は、蒸着源２２であるＡｌ材料に向けて電子ビームＢを照射して、Ａｌ材料を加熱により蒸発させることができるようになっている。
シャッター２３は、シャッター回転軸２８によって揺動可能に支持された状態で、蒸着源２２と球面ドーム２１との間に配置されている。そして、シャッター２３は、シャッター回転軸２８によって揺動されることで、蒸着源２２の直上とそこから外れた位置との間を往復移動するようになっている。つまり、蒸着源２２と球面ドーム２１との間を、適宜遮蔽できるようになっている。
【００２７】
ヒータ２４は、薄膜形成槽２５の上部側の壁面と球面ドーム２１との間に配設されている。そして、このヒータ２４は、光学素子１を加熱して、凹面１ａに成膜される光学薄膜２の屈折率を上げたり、光学薄膜２と光学素子１との密着性を向上させたりすることができるようになっている。
【００２８】
次に、このように構成されたマスク貼付治具１０及び薄膜形成装置２０を用いて、光学素子１の凹面１ａに光学的有効面３を形成する方法について説明する。
まず、光学的有効面３を形成する凹面１ａを露出させた状態で光学素子１を保持する保持工程を行う。具体的には、図２及び図４に示すように、マスク貼付治具１０の光学素子保持部１４に凹面１ａを下に向けた状態で嵌合させる。この際、光学素子保持部１４の中心軸は、上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に一致しているので、保持された光学素子１の中心軸Ｌ２が同様に上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に一致した状態となる。
【００２９】
また、この保持工程と同時或いは保持工程後に、マスク部材３０を、保持された光学素子１の中心軸Ｌ２に自身の中心軸を一致させた状態で凹面１ａに対向するように配置する配置工程を行う。具体的には、光学素子１の中心軸Ｌ２に一致した軸線（上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１）に沿って上下に移動可能な上下可動軸１２の端面１２ａ上にマスク部材３０を載置する。これにより、マスク部材３０の姿勢を安定させた状態で、光学素子１の凹面１ａに対して対向配置させることができる。
続いて、マスク部材３０を配置した後、凹面１ａに対向している側の片面に貼付部材３１を付与する付与工程を行う。
【００３０】
続いて、光学素子１の凹面１ａにマスク部材３０を貼り付ける貼付工程を行う。具体的には、上下可動軸１２を上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に沿って光学素子１に向けて移動させる。これにより、端面１２ａ上に載置されたマスク部材３０を凹面１ａに対してしっかりと押し付けることができ、図６に示すように貼付部材３１を介して密着させた状態で貼り付けることができる。特に、上下可動軸１２を利用しているので、マスク部材３０の姿勢を安定した状態で確実に凹面１ａに貼り付けることができる。従って、光学素子１の中心軸Ｌ２とマスク部材３０の中心軸とを高い精度で一致させた状態で、貼り付けを行うことができる。
【００３１】
続いて、マスク部材３０が貼り付いた凹面１ａの全体に薄膜材料であるＡｌ材料を成膜して、光学薄膜２を形成する成膜工程を行う。
具体的に説明すると、まず、マスク部材３０が貼り付いた光学素子１をマスク貼付治具１０の光学素子保持部１４から取り外す。そして、取り外した光学素子１を保持治具３２で保持した後、図３に示すように薄膜形成装置２０の球面ドーム２１の取付孔２１ａにセットする。この際、光学素子１の凹面１ａが蒸着源２２側に向くようにセットする。なお、図３では、光学素子１の形状を簡略化して図示している。光学素子１をセットした後、図示しない排気手段を駆動して薄膜形成槽２５内を高真空状態にする。そして、回転軸２６を中心に球面ドーム２１を回転させると共に、ヒータ２４を駆動させて光学素子１を２７０℃まで加熱する。続いて、電子銃２７から蒸着源２２であるＡｌ材料に向けて電子ビームＢを照射して、Ａｌ材料を加熱して蒸発させる。
【００３２】
また、電子ビームＢの照射と同時にシャッター回転軸２８を中心にシャッター２３を揺動させる。これにより、シャッター２３が蒸着源２２の上部から外れた瞬間に、蒸発したＡｌ材料が薄膜形成槽２５内を直進して、球面ドーム２１に保持治具３２を介して固定された光学素子１の凹面１ａに到達する。これにより、光学素子１の凹面１ａの全体にＡｌ材料を成膜して、光学薄膜２を形成することができる。
ところで、凹面１ａにはマスク部材３０が貼り付けられているので、実際にはマスク部材３０が貼り付いていない領域だけに光学薄膜２が形成されたことになる。つまり、光学薄膜２の凹面１ａに光学薄膜２を選択的に形成することができる。
【００３３】
最後に、光学素子１の凹面１ａに貼り付けられたマスク部材３０を貼付部材３１と共に凹面１ａから剥離する剥離工程を行う。具体的には、真空吸着ペンを利用して、マスク部材３０を吸引保持しながら剥離する。これにより、図１に示すように、凹面１ａに、光学薄膜２が形成されていない直径１．６ｍｍの光学的有効面３を形成することができる。その結果、光学的有効面３が形成された光学素子１を作製することができる。
【００３４】
特に、マスク部材３０を凹面１ａに貼り付けるだけの簡単な方法であるので、フォトリソグラフィ法やエッチング法を採用する場合とは異なり、短時間で簡便に光学的有効面３を形成することができる。しかも、エッチング液等の液体を何ら使用しないので、光学薄膜２が溶解したり酸化したりする等の不具合が生じることがない。
【００３５】
また、マスク部材３０を配置する際に、自身の中心軸が光学素子１の中心軸Ｌ２に一致するように配置している。そして、このマスク部材３０を凹面１ａに貼り付ける際にも、光学素子１の中心軸Ｌ２に沿ってマスク部材３０を移動させている。そのため、マスク部材３０は、高い同軸精度で光学素子１の凹面１ａに貼り付けられた状態となっている。従って、マスク部材３０と貼付部材３１とを剥離することで形成される光学的有効面３は、自身の中心軸が光学素子１の中心軸Ｌ２に対してほぼ一致しており、ずれ量が僅かな高い同軸精度とすることができる。しかも、本実施形態では、上下可動軸１２を利用しているので、マスク部材３０の姿勢を安定した状態で確実に凹面１ａに貼り付けることができる。従って、光学素子１の中心軸Ｌ２と光学的有効面３の中心軸との同軸精度をより高めることができ、両者のずれ量を８μｍにすることができる。
【００３６】
また、マスク部材３０は貼付部材３１によって凹面１ａに密着した状態で貼り付けられているので、成膜工程時に薄膜材料がマスク部材３０でマスクされている領域に入り込むことがない。そのため、光学的有効面３の品質を高めることができる。また、単に貼り付けられているだけであるので、マスク部材３０と貼付部材３１とを凹面１ａから簡単に剥離することができる。よって、光学的有効面３に傷を付けたり、周囲の光学薄膜２を剥がしてしまったりすることがない。
【００３７】
上述したように、高い同軸精度で形成された光学的有効面３を有しているので、高品質な光学素子１とすることができる。従って、この光学素子１を利用して画像を生成した場合には、画像周辺部まで画質が明瞭（高精細）となった画像を得ることができる。また、蒸着源２２として金属材料であるＡｌ材料を用いているので、光学薄膜２を光学反射ミラーとして機能させることができる。
【００３８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、マスク貼付治具１０及び薄膜形成装置２０を用いて光学的有効面３を形成した例を示したが、これら各装置を用いなくても構わない。特に、光学薄膜２を形成する際に、薄膜形成装置２０による真空蒸着法によって行ったが、この方法に限定されるものではなく、例えばイオンプレーティング法、イオンアシスト法やスパッタリング法等で光学薄膜２を形成しても構わない。いずれにしても、光学素子１の凹面１ａに薄膜材料を成膜できれば、その方法は何でも構わない。
【００４０】
また、上下可動軸１２及び治具本体１１から構成されるマスク貼付治具１０は、真鍮製としたがこれに限られず、例えば、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の各種樹脂で製作しても構わないし、アルミニウムや銅等の金属或いは合金或いはこれらの混合物で製作しても構わない。但し、真鍮を用いることで、高い加工精度を得ることができるので好ましい。
【００４１】
また、貼付部材３１をシリコン系接着剤としたが、材質はこれに限定されるものではない。例えば、各種の接着剤、ワックスや樹脂シート等でも構わない。なお、貼付部材３１を付与するとは、マスク部材３０の片面に直接塗布したり、マスク部材３０の片面上に単に載せたりすることも含むものである。
また、マスク部材３０は、ステンレス以外の金属や、ガラス、樹脂或いはこれらの混合物から作製して良く、その形状は両凸や両凹等でも構わない。また、本実施形態では、上下可動軸１２の端面１２ａ上にマスク部材３０を載置した場合を例に挙げたが、上下可動軸１２を用いなくても構わない。少なくとも、光学素子１の凹面１ａにマスク部材３０を対向するように配置した後、該マスク部材３０を光学素子１の中心軸Ｌ２に沿って移動させて凹面１ａに貼り付けることができれば構わない。
【００４２】
また、蒸着源２２としてＡｌ材料を用い、光学薄膜２を光学反射ミラーとして機能させたが、薄膜材料として、Ａｌ以外の金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いても構わない。こうすることで、光学薄膜２を、Ｃｒ等の金属膜やフィルタ、反射防止膜等として機能させることができる。
【００４３】
また、光学素子１として凹メニスカスレンズを用い、凹面１ａに光学的有効面３を形成した場合を例に挙げたが、凸面や平面以外の球面或いは非球面の面に光学的有効面３を形成しても構わない。この場合であっても、光学素子１の中心軸Ｌ２に対して高い同軸精度で形成された光学的有効面３を有する光学素子１を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る光学的有効面の形成方法により凹面に光学的有効面が形成された光学素子を示す図であって、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図２】光学的有効面を形成する際に使用するマスク貼付装置の構成図である。
【図３】光学的有効面を形成する際に使用する薄膜形成装置の構成図である。
【図４】図２に示すマスク貼付装置の一部拡大図である。
【図５】図２に示すマスク貼付装置により光学素子に貼り付けるマスク部材の側面図である。
【図６】凹面にマスク部材が貼り付けられた光学素子を示す図であって、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図７】光学的有効面が形成された光学素子を示す図であって、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｃ−Ｃ図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｌ２…光学素子の中心軸
１…光学素子
１ａ…光学素子の凹面（形成面）
２…光学薄膜
３…光学的有効面
１２…上下可動軸（軸体）
３０…マスク部材
３１…貼付部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子上に光学薄膜を選択的に形成して光学的有効面を形成する光学的有効面の形成方法、及び、該光学的有効面が形成された光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス等の透明体からなる光学素子のうち、光学絞りや反射光学系等に用いられるものは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、光学素子５０の表面に遮光膜や反射ミラー膜等の光学薄膜５１が選択的に形成されている。そして、光学薄膜５１が形成されていない領域が、光学的有効面５２として利用されている。つまり、光学薄膜５１の形成によって、光学的有効面５２が作り出されている。
【０００３】
ところで、近年の光学製品の高精度化に伴って、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とを高い同軸精度で一致させることが求められている。なお、同軸度とは、光学素子の中心軸と、光学的有効面の中心軸とのずれ量の大きさを示すものである。このずれ量が大きくなってしまうと、光学素子を通過する光は、周辺画角が狭められてしまう。そのため、この光を利用して例えば画像を生成した場合には、ゴースト等が発生して画像周辺部の画質の低下を引き起こしてしまうものであった。従って、このような不都合をなくし、画像周辺部が高精細化した画像（明瞭となった画像）を得るためには、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とのずれ量を極力なくして、高い同軸精度を得ることが必要である。
【０００４】
ところで、光学素子上に光学的有効面を形成するには、一般的に次のような方法が採用されている。まず、真空蒸着法により、ＳｉＯ２や金属等の薄膜材料を光学素子上に蒸着により成膜して、光学素子の全面に光学薄膜を形成する。この後、光学薄膜上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて光学薄膜をパターニングする。これにより、光学薄膜を選択的に除去することができ、光学的有効面を形成することができる。
しかしながらこの方法では、フォトリソグラフィ法及びエッチング法で使用するエッチング液等によって、光学薄膜が溶解したり酸化したりしてしまう不都合があった。加えて、洗浄等の複数の工程が必要等の不都合もあった。そのため、好ましい方法ではなかった。
【０００５】
一方、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いない方法として、マスク蒸着法とう手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この方法は、基板に、レーザ加工やウェットエッチングによるマスク加工で微細なパターンが形成された単結晶Ｓｉからなるマスクを密着させ、該マスク側から蒸着を行うことで、基板上に選択的に薄膜を形成する方法である。
従って、この方法を光学素子の製造に利用することで、上述した不都合を生じさせることなく、光学素子上に選択的に光学薄膜を形成することができ、光学的有効面を形成することができる。しかも、微細なパターンが形成されたマスクを利用するので、光学的有効面を光学素子上に高精度に形成することができる。
【特許文献１】特開２００１−５９１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された方法を光学素子の製造に適用したとしても、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とを高い同軸精度で一致させることができるものではなかった。つまり、いくら高精度なマスクを利用したとしても、光学的有効面の中心軸と光学素子の中心軸とを高い同軸精度で一致させるには、マスクを光学素子の狙った位置に正確に位置合わせする必要がある。この点、特許文献１には、マスクの位置合わせに関して何ら記載がなく、高精度な位置合わせを行うことができない。従って、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とのずれ量を極力なくして高い同軸精度を確保するというニーズに応えることができるものではなかった。
【０００７】
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いずに光学素子上に光学薄膜を選択的に形成することができるうえ、簡単且つ高い同軸精度で光学的有効面を形成することができる光学的有効面の形成方法、及び、該方法で形成された光学的有効面を有する光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、平面視円形状の光学素子上に光学的有効面を形成する方法であって、前記光学的有効面を形成する形成面を露出させた状態で、前記光学素子を保持する保持工程と、平面視円形状のマスク部材を用意した後、該マスク部材を、保持された前記光学素子の中心軸に自身の中心軸を一致させた状態で前記形成面に対向するように配置する配置工程と、前記形成面に対向している前記マスク部材の片面に、該マスク部材を形成面に貼り付けるための貼付部材を付与する付与工程と、前記マスク部材を前記光学素子の中心軸に沿って移動させた後に前記貼付部材を間に介在させた状態で前記形成面に押し付け、形成面にマスク部材を密着状態で貼り付ける貼付工程と、前記マスク部材が貼り付いた前記形成面の全体に薄膜材料を成膜して光学薄膜を形成する成膜工程と、前記マスク部材及び前記貼付部材を剥離して、前記形成面に前記光学的有効面を形成する剥離工程と、を備えている光学的有効面の形成方法を提供する。
【０００９】
この発明に係る光学的有効面の形成方法においては、まず、保持工程を行って光学素子を保持する。この際、光学的有効面を形成する形成面を露出させた状態にしておく。また、この保持工程と同時或いは保持工程後に配置工程を行って、光学素子の形成面に対向するようにマスク部材を配置させる。この際、保持されている光学素子の外径の中心軸に対して、マスク部材の外径の中心軸を一致させた状態で該マスク部材を配置する。そして、マスク部材を配置した後、形成面に対向している側の片面に貼付部材を付与する付与工程を行う。
【００１０】
続いて、光学素子の形成面にマスク部材を貼り付ける貼付工程を行う。即ち、マスク部材を光学素子の中心軸に沿って移動させ、貼付部材を間に介在させた状態で形成面に押し付ける。これにより、貼付部材を介してマスク部材を形成面に密着した状態で貼り付けることができる。続いて、マスク部材が貼り付いた形成面の全体に薄膜材料を成膜して、光学薄膜を形成する成膜工程を行う。この際、形成面にマスク部材が貼り付いているので、実際にはマスク部材が貼り付いていない領域だけに光学薄膜を形成したことになる。つまり、光学素子の形成面に光学薄膜を選択的に形成することができる。
そして、最後にマスク部材と貼付部材とを形成面から剥離する剥離工程を行う。これにより、光学的有効面を形成面に形成することができる。その結果、光学的有効面が形成された光学素子を作製することができる。
【００１１】
特に、マスク部材を形成面に貼り付けるだけの簡単な方法であるので、フォトリソグラフィ法やエッチング法を採用する場合とは異なり、短時間で簡便に光学的有効面を形成することができる。しかも、エッチング液等の液体を何ら使用しないので、光学薄膜が溶解したり酸化したりする等の不具合が生じることがない。
【００１２】
また、マスク部材を配置する際に、自身の中心軸が光学素子の中心軸に一致するように配置させている。そして、このマスク部材を形成面に貼り付ける際にも、光学素子の中心軸に沿ってマスク部材を移動させている。そのため、マスク部材は、高い同軸精度で光学素子の形成面に対して貼り付けられた状態となっている。従って、マスク部材と貼付部材とを剥離することで形成される光学的有効面は、自身の中心軸が光学素子の中心軸に対してほぼ一致しており、ずれ量が僅かな高い同軸精度とすることができる。
更に、マスク部材は貼付部材によって形成面に密着した状態で貼り付けられているので、成膜工程時に薄膜材料がマスク部材でマスクされている領域に入り込むことがない。そのため、光学的有効面の品質を高めることができる。また、単に貼り付けているだけであるので、マスク部材と貼付部材とを形成面から簡単に剥離することができる。よって、光学的有効面に傷等を付けたり、周囲の光学薄膜を剥がしてしまったりすることがない。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学的有効面の形成方法において、前記配置工程の際に、前記光学素子の中心軸に一致した軸線に沿って移動可能な軸体の端面上に、前記マスク部材を載置し、前記貼付工程の際に、前記軸体を前記光学素子に向けて移動させることで、前記マスク部材を前記形成面に貼り付ける光学的有効面の形成方法を提供する。
【００１４】
この発明に係る光学的有効面の形成方法においては、配置工程の際に、光学素子の中心軸に一致した軸線に沿って移動可能な軸体の端面上にマスク部材を載置する。これにより、マスク部材の姿勢をより安定させた状態で、形成面に対して対向配置させることができる。そして、貼付工程を行う際には、軸体を軸線に沿って光学素子に向けて移動させる。これにより、端面上に載置されたマスク部材を形成面に対してしっかりと押し付けることができ、貼付部材を介して貼り付けることができる。
このように、軸体を利用することで、マスク部材の姿勢をより安定した状態で確実に形成面に貼り付けることができる。従って、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸との同軸精度をより高めることができる。これにより、光学素子の中心軸と光学的有効面の中心軸とのずれ量を、例えば１０μｍ以内に収めることも可能である。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学的有効面の形成方法において、前記成膜工程の際に、薄膜材料として金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いる光学的有効面の形成方法を提供する。
【００１６】
この発明に係る光学的有効面の形成方法においては、成膜工程の際に、薄膜材料として金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いる。そのため、光学薄膜を、金属膜或いは誘電体膜或いは金属膜と誘電体膜とからなる積層膜にすることができ、
遮光膜や光学反射ミラーとして機能させることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学的有効面の形成方法で形成された光学的有効面を有する光学素子を提供する。
【００１８】
この発明に係る光学素子においては、高い同軸精度で形成された光学的有効面を有しているので、高品質化を図ることができる。特に、この光学素子を利用して画像を生成した場合には、画像周辺部まで画質が明瞭（高精細）となった画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る光学的有効面の形成方法によれば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いずに光学素子上に光学薄膜を選択的に成膜することができるうえ、簡単且つ高い同軸精度で光学的有効面を形成することができる。
本発明に係る光学素子においては、高い同軸精度で形成された光学的有効面を有しているので、高品質化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る光学的有効面の形成方法の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
本実施形態の光学的有効面の形成方法は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、平面視円形状の光学素子１の表面に光学薄膜２を選択的に形成することで、光学的有効面３を形成する方法である。
なお、本実施形態では、光学素子１として、凹メニスカスレンズ（外径φ６．５ｍｍ、凸面Ｒ＝１６．３４ｍｍ、凹面Ｒ＝７．３７９ｍｍ、ガラス材質Ｓ−ＢＳＬ７）（株式会社オハラ製）を用いた場合を例にして説明する。また、光学素子１の凹面１ａに光学的有効面３を形成する場合を例にする。更に、本実施形態では、図２に示すマスク貼付治具１０及び図３に示す薄膜形成装置２０を利用して、光学的有効面３を形成する場合を例にして説明する。
【００２１】
初めに、マスク貼付治具１０の構成について説明する。
マスク貼付治具１０は、図２に示すように、例えば真鍮によって製作されたものであり、治具本体１１及び上下可動軸（軸体）１２で主に構成されている。
治具本体１１は、内側に空間を確保するように断面コ形状に形成されており、略中心に上下可動軸孔１１ａが形成されている。上下可動軸１２は、直径１．６ｍｍのロッドであり、図示しない駆動源によって、上下可動軸孔１１ａ内に挿通された状態で上下に移動可能とされている。また、上下可動軸１２の端面１２ａは、上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に対して直交する平坦な面とされており、後述するマスク部材３０を載置することができるようになっている。
上下可動軸孔１１ａは、上下可動軸１２の直径よりも若干大きく形成されており、上下可動軸１２の外周面に接触した状態で該上下可動軸１２を支持している。これにより、上下可動軸１２は、中心軸Ｌ１に沿って安定且つ滑らかに上下移動するようになっている。
【００２２】
また、治具本体１１の上部には、保持プレート１３が固定されている。この保持プレート１３には、図２及び図４に示すように、上下可動軸孔１１ａの真上にあたる位置に、該保持プレート１３を貫通する貫通孔１３ａが形成されている。この貫通孔１３ａは、上下可動軸１２よりも大きな径で形成されており、後述するマスク部材３０及び貼付部材３１を収容できるようになっている。また、保持プレート１３の上面側において、貫通孔１３ａはさらに径が大きくなるように形成されており、段部が作られている。そして、この段部となった部分は、光学素子１を保持する光学素子保持部１４として機能する。
より詳細には、この光学素子保持部１４は、光学素子１の外径寸法に対して＋０．００２ｍｍ〜０．００５ｍｍだけ大きくなるように形成されている。これにより、光学素子１の凹面１ａを露出させた状態で、該光学素子１の周囲を保持することが可能とされている。また、光学素子保持部１４は、自身の中心軸が上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に対してずれ量が±５μｍ以下に収まるように形成されている。
【００２３】
上記マスク部材３０は、図５に示すように、例えば材質がＳＵＳ３０３で、厚みｔが０．０３ｍｍ、直径φが１．６±０．０１ｍｍに形成された極薄のシートである。このマスク部材３０は、図２及び図４に示すように、上記貫通孔１３ａ内に収容することができると共に、上下可動軸１２の端面１２ａ上に載置することができるようになっている。
また、上記貼付部材３１は、光学素子１の凹面１ａにマスク部材３０を貼り付けるために用いられる部材であって、マスク部材３０と光学素子１との間に配置される。なお、本実施形態では、貼付部材３１として、光学薄膜２形成時の加熱温度である２７０℃に耐えうる耐性を有し、マスク部材３０を後に剥離する時に容易に取り外し可能な剥離性と、適度な密着力とを兼ね備えたシリコン系粘着剤を用いる。
【００２４】
次に、薄膜形成装置２０の構成について説明する。
図３に示すように、薄膜形成装置２０は、保持治具３２によって保持された光学素子１の凹面１ａに光学薄膜２を形成する装置であって、球面ドーム２１と、蒸着源（薄膜材料）２２と、シャッター２３と、ヒータ２４と、これら各構成品を内部に収容する薄膜形成槽２５と、を主に備えている。
【００２５】
球面ドーム２１は、薄膜形成槽２５の上部の中心部から内部に貫通された回転軸２６にぶら下がるように連結されており、回転軸２６を中心に薄膜形成槽２５内で回転するようになっている。これにより、球面ドーム２１は、蒸着源２２上を通過する形で回転移動するようになっている。また、この球面ドーム２１には、光学素子１を保持している保持治具３２を取り付けるための複数の取付孔２１ａが形成されている。
蒸着源２２は、球面ドーム２１に取り付けられた保持治具３２に対向するように薄膜形成槽２５の底面に配設されている。この際、球面ドーム２１の回転軸２６の軸線の真下ではなく横にずれた偏った位置に配設されている。なお、本実施形態では、蒸着源２２として、Ａｌ材料を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００２６】
また、薄膜形成槽２５の底面には、蒸着源２２に近接して電子銃２７が配設されている。この電子銃２７は、蒸着源２２であるＡｌ材料に向けて電子ビームＢを照射して、Ａｌ材料を加熱により蒸発させることができるようになっている。
シャッター２３は、シャッター回転軸２８によって揺動可能に支持された状態で、蒸着源２２と球面ドーム２１との間に配置されている。そして、シャッター２３は、シャッター回転軸２８によって揺動されることで、蒸着源２２の直上とそこから外れた位置との間を往復移動するようになっている。つまり、蒸着源２２と球面ドーム２１との間を、適宜遮蔽できるようになっている。
【００２７】
ヒータ２４は、薄膜形成槽２５の上部側の壁面と球面ドーム２１との間に配設されている。そして、このヒータ２４は、光学素子１を加熱して、凹面１ａに成膜される光学薄膜２の屈折率を上げたり、光学薄膜２と光学素子１との密着性を向上させたりすることができるようになっている。
【００２８】
次に、このように構成されたマスク貼付治具１０及び薄膜形成装置２０を用いて、光学素子１の凹面１ａに光学的有効面３を形成する方法について説明する。
まず、光学的有効面３を形成する凹面１ａを露出させた状態で光学素子１を保持する保持工程を行う。具体的には、図２及び図４に示すように、マスク貼付治具１０の光学素子保持部１４に凹面１ａを下に向けた状態で嵌合させる。この際、光学素子保持部１４の中心軸は、上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に一致しているので、保持された光学素子１の中心軸Ｌ２が同様に上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に一致した状態となる。
【００２９】
また、この保持工程と同時或いは保持工程後に、マスク部材３０を、保持された光学素子１の中心軸Ｌ２に自身の中心軸を一致させた状態で凹面１ａに対向するように配置する配置工程を行う。具体的には、光学素子１の中心軸Ｌ２に一致した軸線（上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１）に沿って上下に移動可能な上下可動軸１２の端面１２ａ上にマスク部材３０を載置する。これにより、マスク部材３０の姿勢を安定させた状態で、光学素子１の凹面１ａに対して対向配置させることができる。
続いて、マスク部材３０を配置した後、凹面１ａに対向している側の片面に貼付部材３１を付与する付与工程を行う。
【００３０】
続いて、光学素子１の凹面１ａにマスク部材３０を貼り付ける貼付工程を行う。具体的には、上下可動軸１２を上下可動軸孔１１ａの中心軸Ｌ１に沿って光学素子１に向けて移動させる。これにより、端面１２ａ上に載置されたマスク部材３０を凹面１ａに対してしっかりと押し付けることができ、図６に示すように貼付部材３１を介して密着させた状態で貼り付けることができる。特に、上下可動軸１２を利用しているので、マスク部材３０の姿勢を安定した状態で確実に凹面１ａに貼り付けることができる。従って、光学素子１の中心軸Ｌ２とマスク部材３０の中心軸とを高い精度で一致させた状態で、貼り付けを行うことができる。
【００３１】
続いて、マスク部材３０が貼り付いた凹面１ａの全体に薄膜材料であるＡｌ材料を成膜して、光学薄膜２を形成する成膜工程を行う。
具体的に説明すると、まず、マスク部材３０が貼り付いた光学素子１をマスク貼付治具１０の光学素子保持部１４から取り外す。そして、取り外した光学素子１を保持治具３２で保持した後、図３に示すように薄膜形成装置２０の球面ドーム２１の取付孔２１ａにセットする。この際、光学素子１の凹面１ａが蒸着源２２側に向くようにセットする。なお、図３では、光学素子１の形状を簡略化して図示している。光学素子１をセットした後、図示しない排気手段を駆動して薄膜形成槽２５内を高真空状態にする。そして、回転軸２６を中心に球面ドーム２１を回転させると共に、ヒータ２４を駆動させて光学素子１を２７０℃まで加熱する。続いて、電子銃２７から蒸着源２２であるＡｌ材料に向けて電子ビームＢを照射して、Ａｌ材料を加熱して蒸発させる。
【００３２】
また、電子ビームＢの照射と同時にシャッター回転軸２８を中心にシャッター２３を揺動させる。これにより、シャッター２３が蒸着源２２の上部から外れた瞬間に、蒸発したＡｌ材料が薄膜形成槽２５内を直進して、球面ドーム２１に保持治具３２を介して固定された光学素子１の凹面１ａに到達する。これにより、光学素子１の凹面１ａの全体にＡｌ材料を成膜して、光学薄膜２を形成することができる。
ところで、凹面１ａにはマスク部材３０が貼り付けられているので、実際にはマスク部材３０が貼り付いていない領域だけに光学薄膜２が形成されたことになる。つまり、光学薄膜２の凹面１ａに光学薄膜２を選択的に形成することができる。
【００３３】
最後に、光学素子１の凹面１ａに貼り付けられたマスク部材３０を貼付部材３１と共に凹面１ａから剥離する剥離工程を行う。具体的には、真空吸着ペンを利用して、マスク部材３０を吸引保持しながら剥離する。これにより、図１に示すように、凹面１ａに、光学薄膜２が形成されていない直径１．６ｍｍの光学的有効面３を形成することができる。その結果、光学的有効面３が形成された光学素子１を作製することができる。
【００３４】
特に、マスク部材３０を凹面１ａに貼り付けるだけの簡単な方法であるので、フォトリソグラフィ法やエッチング法を採用する場合とは異なり、短時間で簡便に光学的有効面３を形成することができる。しかも、エッチング液等の液体を何ら使用しないので、光学薄膜２が溶解したり酸化したりする等の不具合が生じることがない。
【００３５】
また、マスク部材３０を配置する際に、自身の中心軸が光学素子１の中心軸Ｌ２に一致するように配置している。そして、このマスク部材３０を凹面１ａに貼り付ける際にも、光学素子１の中心軸Ｌ２に沿ってマスク部材３０を移動させている。そのため、マスク部材３０は、高い同軸精度で光学素子１の凹面１ａに貼り付けられた状態となっている。従って、マスク部材３０と貼付部材３１とを剥離することで形成される光学的有効面３は、自身の中心軸が光学素子１の中心軸Ｌ２に対してほぼ一致しており、ずれ量が僅かな高い同軸精度とすることができる。しかも、本実施形態では、上下可動軸１２を利用しているので、マスク部材３０の姿勢を安定した状態で確実に凹面１ａに貼り付けることができる。従って、光学素子１の中心軸Ｌ２と光学的有効面３の中心軸との同軸精度をより高めることができ、両者のずれ量を８μｍにすることができる。
【００３６】
また、マスク部材３０は貼付部材３１によって凹面１ａに密着した状態で貼り付けられているので、成膜工程時に薄膜材料がマスク部材３０でマスクされている領域に入り込むことがない。そのため、光学的有効面３の品質を高めることができる。また、単に貼り付けられているだけであるので、マスク部材３０と貼付部材３１とを凹面１ａから簡単に剥離することができる。よって、光学的有効面３に傷を付けたり、周囲の光学薄膜２を剥がしてしまったりすることがない。
【００３７】
上述したように、高い同軸精度で形成された光学的有効面３を有しているので、高品質な光学素子１とすることができる。従って、この光学素子１を利用して画像を生成した場合には、画像周辺部まで画質が明瞭（高精細）となった画像を得ることができる。また、蒸着源２２として金属材料であるＡｌ材料を用いているので、光学薄膜２を光学反射ミラーとして機能させることができる。
【００３８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、マスク貼付治具１０及び薄膜形成装置２０を用いて光学的有効面３を形成した例を示したが、これら各装置を用いなくても構わない。特に、光学薄膜２を形成する際に、薄膜形成装置２０による真空蒸着法によって行ったが、この方法に限定されるものではなく、例えばイオンプレーティング法、イオンアシスト法やスパッタリング法等で光学薄膜２を形成しても構わない。いずれにしても、光学素子１の凹面１ａに薄膜材料を成膜できれば、その方法は何でも構わない。
【００４０】
また、上下可動軸１２及び治具本体１１から構成されるマスク貼付治具１０は、真鍮製としたがこれに限られず、例えば、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の各種樹脂で製作しても構わないし、アルミニウムや銅等の金属或いは合金或いはこれらの混合物で製作しても構わない。但し、真鍮を用いることで、高い加工精度を得ることができるので好ましい。
【００４１】
また、貼付部材３１をシリコン系接着剤としたが、材質はこれに限定されるものではない。例えば、各種の接着剤、ワックスや樹脂シート等でも構わない。なお、貼付部材３１を付与するとは、マスク部材３０の片面に直接塗布したり、マスク部材３０の片面上に単に載せたりすることも含むものである。
また、マスク部材３０は、ステンレス以外の金属や、ガラス、樹脂或いはこれらの混合物から作製して良く、その形状は両凸や両凹等でも構わない。また、本実施形態では、上下可動軸１２の端面１２ａ上にマスク部材３０を載置した場合を例に挙げたが、上下可動軸１２を用いなくても構わない。少なくとも、光学素子１の凹面１ａにマスク部材３０を対向するように配置した後、該マスク部材３０を光学素子１の中心軸Ｌ２に沿って移動させて凹面１ａに貼り付けることができれば構わない。
【００４２】
また、蒸着源２２としてＡｌ材料を用い、光学薄膜２を光学反射ミラーとして機能させたが、薄膜材料として、Ａｌ以外の金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いても構わない。こうすることで、光学薄膜２を、Ｃｒ等の金属膜やフィルタ、反射防止膜等として機能させることができる。
【００４３】
また、光学素子１として凹メニスカスレンズを用い、凹面１ａに光学的有効面３を形成した場合を例に挙げたが、凸面や平面以外の球面或いは非球面の面に光学的有効面３を形成しても構わない。この場合であっても、光学素子１の中心軸Ｌ２に対して高い同軸精度で形成された光学的有効面３を有する光学素子１を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る光学的有効面の形成方法により凹面に光学的有効面が形成された光学素子を示す図であって、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図２】光学的有効面を形成する際に使用するマスク貼付装置の構成図である。
【図３】光学的有効面を形成する際に使用する薄膜形成装置の構成図である。
【図４】図２に示すマスク貼付装置の一部拡大図である。
【図５】図２に示すマスク貼付装置により光学素子に貼り付けるマスク部材の側面図である。
【図６】凹面にマスク部材が貼り付けられた光学素子を示す図であって、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図７】光学的有効面が形成された光学素子を示す図であって、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｃ−Ｃ図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｌ２…光学素子の中心軸
１…光学素子
１ａ…光学素子の凹面（形成面）
２…光学薄膜
３…光学的有効面
１２…上下可動軸（軸体）
３０…マスク部材
３１…貼付部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視円形状の光学素子上に光学的有効面を形成する方法であって、
前記光学的有効面を形成する形成面を露出させた状態で、前記光学素子を保持する保持工程と、
平面視円形状のマスク部材を用意した後、該マスク部材を、保持された前記光学素子の中心軸に自身の中心軸を一致させた状態で前記形成面に対向するように配置する配置工程と、
前記形成面に対向している前記マスク部材の片面に、該マスク部材を形成面に貼り付けるための貼付部材を付与する付与工程と、
前記マスク部材を前記光学素子の中心軸に沿って移動させた後に前記貼付部材を間に介在させた状態で前記形成面に押し付け、形成面にマスク部材を密着状態で貼り付ける貼付工程と、
前記マスク部材が貼り付いた前記形成面の全体に薄膜材料を成膜して光学薄膜を形成する成膜工程と、
前記マスク部材及び前記貼付部材を剥離して、前記形成面に前記光学的有効面を形成する剥離工程と、を備えていることを特徴とする光学的有効面の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学的有効面の形成方法において、
前記配置工程の際に、前記光学素子の中心軸に一致した軸線に沿って移動可能な軸体の端面上に、前記マスク部材を載置し、
前記貼付工程の際に、前記軸体を前記光学素子に向けて移動させることで、前記マスク部材を前記形成面に貼り付けることを特徴とする光学的有効面の形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学的有効面の形成方法において、
前記成膜工程の際に、薄膜材料として金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いることを特徴とする光学的有効面の形成方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の光学的有効面の形成方法で形成された光学的有効面を有することを特徴とする光学素子。
【請求項１】
平面視円形状の光学素子上に光学的有効面を形成する方法であって、
前記光学的有効面を形成する形成面を露出させた状態で、前記光学素子を保持する保持工程と、
平面視円形状のマスク部材を用意した後、該マスク部材を、保持された前記光学素子の中心軸に自身の中心軸を一致させた状態で前記形成面に対向するように配置する配置工程と、
前記形成面に対向している前記マスク部材の片面に、該マスク部材を形成面に貼り付けるための貼付部材を付与する付与工程と、
前記マスク部材を前記光学素子の中心軸に沿って移動させた後に前記貼付部材を間に介在させた状態で前記形成面に押し付け、形成面にマスク部材を密着状態で貼り付ける貼付工程と、
前記マスク部材が貼り付いた前記形成面の全体に薄膜材料を成膜して光学薄膜を形成する成膜工程と、
前記マスク部材及び前記貼付部材を剥離して、前記形成面に前記光学的有効面を形成する剥離工程と、を備えていることを特徴とする光学的有効面の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学的有効面の形成方法において、
前記配置工程の際に、前記光学素子の中心軸に一致した軸線に沿って移動可能な軸体の端面上に、前記マスク部材を載置し、
前記貼付工程の際に、前記軸体を前記光学素子に向けて移動させることで、前記マスク部材を前記形成面に貼り付けることを特徴とする光学的有効面の形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学的有効面の形成方法において、
前記成膜工程の際に、薄膜材料として金属材料或いは誘電体材料のうち少なくともいずれか一方を用いることを特徴とする光学的有効面の形成方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の光学的有効面の形成方法で形成された光学的有効面を有することを特徴とする光学素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−４７８２１（Ｐ２０１０−４７８２１Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１５４６１（Ｐ２００８−２１５４６１）
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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