JP2010060770A - 光学物品及び光学物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】線膨張係数の異なる光学部材と光学薄膜とを接合することができるとともに波面収差のバラツキがなく高精度な光学物品を提供。
【解決手段】第一光学部材１１と第二光学部材１２との間に複数層の光学薄膜１３が設けられ、この光学薄膜１３は、第一光学部材１１に予め設けられた第一薄膜１３１と、第二光学部材１２に予め設けられた第二薄膜１３２と、これらの第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とを分子接合する接合層１３３とを備え、この接合層１３３をプラズマ重合膜とした。そのため、光学部材同士の接合のために接着剤を使用しないので、第一光学部材１１と第二光学部材１２との接合部分に厚さのバラツキがなくなって波面収差がなく、耐光性が向上するプリズム１を提供することができる。しかも、プラズマ重合膜を利用するので、高温での処理が不要となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、第一光学部材と第二光学部材との間に複数層の光学薄膜が設けられた光学物品、例えば、プリズム、偏光分離素子、及びこれらの光学物品の製造方法に関する。

光ピックアップや液晶プロジェクタ、その他の装置において、複数の光学部材の間に光学薄膜を挟んで形成された光学物品が用いられている。
この光学物品として、例えば、２つの三角柱部材の間に偏光分離膜を設けたプリズムや、それぞれ内部に偏光分離膜が設けられた２つのプリズムの底辺部の間に偏光分離膜を設けたクロスプリズムや、さらには、それぞれ内部に反射膜が設けられた２つの光学部材の間に偏光分離膜を挟んで順次積層し、これらの光学部材の前記偏光分離膜の光射出面側に位相差板を設けた偏光分離素子（ＰＳ変換素子）がある。

これらの光学物品は種々の方法で製造されており、その一つとして、光学部材と偏光分離膜との間を接着剤で接着固定する従来例がある。例えば、光ピックアップ用のプリズムでは、２つの三角柱状のプリズムブロックのうち一方のブロックの底辺部に光学薄膜を設け、この光学薄膜と他方のプリズムブロックの底辺部とを接着剤で固定する従来例（特許文献１）がある。
さらに、クロスプリズムでは、三角柱状の第一光学部材に予め偏光分離膜を形成し、この偏光分離膜と第二光学部材との間を接着剤で接着固定してプリズムを形成し、このプリズムを２個用意するとともに、このうち一方のプリズムに反射防止膜を形成しておき、この反射防止膜と他方のプリズムとを接着剤で接着固定する従来例（特許文献２）がある。
また、シリコンとガラス等の接合に際して、被接合面を酸素プラズマで親水処理（活性化）し、この親水処理した光学部材同士を直接接合し、４００℃程度で高温加熱するものがある（特許文献３）。

特開２００７−１０１８６６号公報 特開２００７−７８７７９号公報 特許第３７５１９７２号公報

特許文献１や特許文献２で示される従来例では、一方の光学部品に設けられた偏光分離膜と他方の光学部品とを接着剤で接合固定するため、接着剤の層の厚みがばらつき、その結果、波面収差がばらつくという課題がある。さらに、接着剤が劣化することで、耐熱性や耐光性が低下するという課題がある。

特許文献３で示される従来例では、被接合面が活性化された光学部材同士を直接接合するため、被接合面の表面粗さが大きかったり、うねりが大きかったりすると、接合することができない。
さらに、特許文献３の技術を特許文献１，２で示されるプリズムの製造に利用した場合、直接接合した部材を高温加熱するため、線膨張係数の異なる部材同士、例えば、ガラスからなる光学部材と光学薄膜とを接合することができない。つまり、高温下で光学部材同士を接合した後に常温に戻すと、線膨張係数が異なる光学薄膜と光学部材とにずれが生じる等、不具合が生じる。

本発明の目的は、線膨張係数の異なる光学部材と光学薄膜とを接合することができるとともに波面収差のバラツキがなく高精度な光学物品及び光学物品の製造方法を提供することにある。

［適用例１］
本適用例にかかる光学物品は、第一光学部材と、第二光学部材と、これらの第一光学部材と第二光学部材の間に設けられた光学薄膜とを有する光学物品であって、前記光学薄膜は、複数層からなり、かつ前記第一光学部材と前記第二光学部材とを接合する接合層を備え、この接合層は前記第一光学部材側の被接合部と前記第二光学部材側の被接合部とを分子接合するプラズマ重合膜であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、第一光学部材と第二光学部材との接合のために、プラズマ重合膜を利用するので、高温での処理が不要となり、線膨張係数の異なる光学部材と光学薄膜とを直接接合することができる。そして、第一光学部材と第二光学部材との接合のために接着剤を使用しないので、第一光学部材と第二光学部材との接合部分に厚さのバラツキがなくなって波面収差（特に、非点収差）が少なくなり、耐光性が向上する。

［適用例２］
本適用例にかかる光学物品は、前記光学薄膜は、前記第一光学部材に予め設けられた第一薄膜と、前記第二光学部材に予め設けられた第二薄膜とを備え、前記接合層は、前記前記第一光学部材側の被接合部としての前記第一薄膜と前記第二光学部材側の被接合部としての前記第二薄膜とを分子接合する。
この構成の本適用例では、第一光学部材に設けられた第一薄膜と第二光学部材に設けられた第二薄膜とをプラズマ重合膜を介して接合するので、第一光学部材に光学薄膜をまとめて形成し、この光学薄膜の最外層を接合層として第二光学部材と接合する場合に比べて、一方の光学部材に形成される薄膜の層数を少なくすることができる。つまり、多層から光学薄膜が形成されても、これを２つの光学部材にわけて形成するので、多層化に伴って光学薄膜に生じるクラックを防止できる。

［適用例３］
本適用例にかかる光学物品は、前記光学薄膜は異なる材質の層が交互に積層される光学機能膜であり、この光学機能膜の中間に位置する層を前記接合層に置き換える。
この構成の本適用例では、接合層を中心として両側に配置される部材を対称なものにできるから、この部材を同じ工程で製造することが可能となり、光学物品を簡易に製造することができる。しかも、積層される層の数が多い場合には、光学薄膜にクラックが生じる恐れがあるが、本適用例では、多くの層から光学薄膜が構成される光学物品において、中間に位置する層を除いて半分の層をそれぞれ第一光学部材と第二光学部材とに分けて形成するから、光学薄膜にクラックが生じる恐れがより小さくなる。なお、この光学機能膜には、例えば偏光分離膜、波長選択膜等がある。

［適用例４］
本適用例にかかる光学物品は、前記第一光学部材及び前記第二光学部材はそれぞれ三角柱部材である。
この構成の本適用例では、第一光学部材と第二光学部材との底辺部同士の間に偏光分離膜を設けることで、光ピックアップ用として利用されるプリズムを簡易に製造することができる。しかも、プリズムの波面収差が少なくなり、高精度とすることができる。

［適用例５］
本適用例にかかる光学物品は、前記第一光学部材と前記第二光学部材とは前記光学機能膜を間に挟んで交互に配置され、隣り合う前記光学機能膜の間であって前記第一光学部材と前記第二光学部材とにはそれぞれ反射膜が設けられ、前記第一光学部材と前記第二光学部材との前記光学機能膜の光射出面側には選択的に位相差板が設けられている。
この構成の本適用例では、波面収差を少なくして高精度な偏光分離素子（ＰＳ変換素子）を提供することができる。なお、この光学機能膜には、例えば偏光分離膜、波長選択膜等がある。

［適用例６］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、第一光学部材と、第二光学部材と、これらの第一光学部材と第二光学部材の間に設けられた光学薄膜とを有する光学物品を製造する方法であって、前記光学薄膜を第一薄膜、第二薄膜及びこれらの第一薄膜と第二薄膜とを接合する接合層に区分けしておき、前記第一薄膜を前記第一光学部材に設け、前記第二薄膜を前記第二光学部材に設ける薄膜形成工程と、前記第一光学部材に設けられた前記第一薄膜と前記第二光学部材に設けられた第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成する重合膜形成工程と、前記プラズマ重合膜を活性化する表面活性化工程と、前記第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて一体化する貼合工程と、を備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、薄膜形成工程において、それぞれ蒸着等によって第一薄膜を第一光学部材の一面に形成し、第二薄膜を第二光学部材の一面に形成する。さらに、重合膜形成工程では、第一薄膜の第一光学部材が設けられていない一面にプラズマ重合膜を形成し、同様に、第二薄膜の第二光学部材が設けられていない一面にプラズマ重合膜を形成する。ここで、第一薄膜に形成されるプラズマ重合膜と第二薄膜に形成されるプラズマ重合膜とは重なり合って１つの接合層を構成するので、例えば、光学薄膜層数が奇数の薄膜構成である場合では、中心に位置する接合膜の半分の厚さにプラズマ重合膜が設定される。
そして、表面活性化工程では、プラズマ重合膜の表面を効率よく活性化する。表面活性化工程は、例えば、プラズマを照射する方法、オゾンガスに接触させる方法、オゾン水で処理する方法、あるいは、アルカリ処理する方法等を用いることができる。さらに、貼合工程ではプラズマ重合膜同士を押し付け、第一光学部材と第二光学部材とをプラズマ重合膜を介して接合する。
従って、本適用例では、前述の効果を奏することができる光学物品の製造方法を提供することができる。

［適用例７］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記第一光学部材と前記第二光学部材とは同じ構成であり、前記第一薄膜と前記第二薄膜とは同じ層構成である。
従って、本適用例では、薄膜形成工程において、第一光学部材に第一薄膜を形成する工程と、第二光学部材に第二薄膜を形成する工程とを同じにすることができるから、第一光学部材と第二光学部材の一方に全ての成膜を行う従来例に比べて生産効率が向上することになる。しかも、第一薄膜と第二薄膜とは同じ条件で成膜するから、第一光学部材側と第二光学部材側とで成膜厚みを同じにできるので、薄膜応力のバランスをとることができる。

［適用例８］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記薄膜形成工程は、前記第一光学部材を成形するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面に前記第一薄膜と前記第二薄膜とをそれぞれ形成するとともに、前記第二光学部材を形成するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面にそれぞれ前記第一薄膜と前記第二薄膜をそれぞれ形成し、前記重合膜形成工程は、前記短冊状光学ブロックに形成された前記第一薄膜と前記第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成し、前記貼合工程は、前記短冊状光学ブロックを第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせるように複数枚を積層し、前記貼合工程で複数枚が積層された前記短冊状光学ブロックを切断して前記第一光学部材と前記第二光学部材との形状となるように成形する。
従って、本適用例では、薄膜形成工程で短冊状光学ブロックに第一薄膜や第二薄膜を形成した後、重合膜形成工程で、第一薄膜と第二薄膜とにそれぞれプラズマ重合膜を形成し、貼合工程で、複数本の短冊状光学ブロックをプラズマ重合層とプラズマ重合層とを重ねた状態で積層し、その後に、所定形状の光学物品となるように切断するので、簡易な方法で多量の光学部品を製造することができる。

［適用例９］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記第一光学部材と前記第二光学部材とはそれぞれ端面が直角三角形の柱状部材であり、これらの第一光学部材の一方の斜辺と第二光学部材の一方の斜辺との間に光学薄膜を設けてプリズムを成形するプリズム成形工程と、このプリズム成形工程で成形されたプリズムを２個用意し、これらのプリズムの間に光学薄膜を設けてクロスプリズムを成形するクロスプリズム形成工程とを備え、前記プリズム成形工程では、前記第一光学部材の一方の斜辺に前記第一薄膜を設けるとともに、前記第二光学部材の一方の斜辺に前記第二薄膜を設けて薄膜形成工程を実施し、前記第一光学部材に設けられた前記第一薄膜と前記第二光学部材に設けられた第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成して前記重合膜形成工程を実施し、これらのプラズマ重合膜を活性化して前記表面活性化工程を実施し、前記第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて前記貼合工程を実施して端面が直角三角形となる前記プリズムを成形し、前記クロスプリズム成形工程では、前記プリズム成形工程で形成された２個の前記プリズムのうち一方のプリズムにおいて、前記第一光学部材の他方の斜辺と前記第二光学部材の他方の斜辺とに連続して前記第一薄膜を設け、かつ、前記プリズム成形工程で形成された２個の前記プリズムのうち他方のプリズムにおいて、前記第一光学部材の他方の斜辺と前記第二光学部材の他方の斜辺とに連続して前記第二薄膜を設けて薄膜形成工程を実施し、前記２個のプリズムのうち一方のプリズムに設けられた前記第一薄膜と他方のプリズムに設けられた第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成して前記重合膜形成工程を実施し、これらのプラズマ重合膜を活性化して前記表面活性化工程を実施し、前記第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて前記貼合工程を実施して端面が正方形となる前記クロスプリズムを成形する。
４つの光学部材に光学薄膜を形成するとともにこれらを接着剤で接着固定する従来例では、４つの光学部材の間の厚み管理が複雑かつ煩雑であったが、本適用例では、プラズマ重合膜同士を接合することで４つの光学部材の間の寸法管理が容易に行えうるので、クロスプリズムを簡易に製造することができる。
しかも、このクロスプリズムは光学薄膜を接着するための接着層がないので、薄膜自体を薄くすることができ、薄膜厚みに起因する中心段差ずれを抑制することができる。

［適用例１０］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記薄膜形成工程は、予め内部に反射膜が設けられ前記第一光学部材を成形するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面に前記第一薄膜と前記第二薄膜とをそれぞれ形成するとともに、予め内部に反射膜が設けられ前記第二光学部材を形成するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面に前記第一薄膜と前記第二薄膜とをそれぞれ形成し、前記重合膜形成工程は、前記短冊状光学ブロックに形成された前記第一薄膜と前記短冊状光学ブロックに形成された第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成し、前記貼合工程は、前記短冊状光学ブロックを第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と、前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて複数枚積層するとともに前記第一薄膜、前記第二薄膜及びプラズマ重合膜から偏光分離膜を形成し、前記貼合工程で複数枚が積層された前記短冊状光学ブロックを前記偏光分離膜と前記反射膜とに交差するように切断して前記第一光学部材と前記第二光学部材を形成し、さらに、前記第一光学部材及び前記第二光学部材の前記偏光分離膜の光射出面側に選択的に位相差板を設ける。
従って、本適用例では、前述の効果を有する偏光分離素子を製造するにあたり、短冊状光学ブロックに薄膜形成工程、重合膜形成工程及び貼合工程を実施し、その後、短冊状光学ブロックを切断するから、簡易な方法で偏光分離素子を多量に製造することができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態において、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
第１実施形態を図１から図５に基づいて説明する。第1実施形態は光学物品としてプリズム１を例示したものである。このプリズム１は光ピックアップ用の偏光分離素子として利用される。
図１は第1実施形態にかかるプリズム１の端面を示す図であり、図２は図1の要部を示す断面図である。
図１及び図２において、プリズム１は、入射光側の第一光学部材１１と、出射光側の第二光学部材１２と、これらの第一光学部材１１と第二光学部材１２との間に設けられた光学薄膜１３とを備えた構造である。
第一光学部材１１と第二光学部材１２とは、それぞれ端面が直角三角形とされた三角柱部材であり、その端面の形状及び長さは同じである。
第一光学部材１１及び第二光学部材１２は、ともにＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスから成形されており、同じ材質である。

光学薄膜１３は偏光分離作用を有する誘導体多層膜からなる偏光分離膜であり、異なる材質の層、例えば、高屈折材料層である酸化チタン（ＴｉＯ_２）の層と、低屈折材料層である酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層とが交互に積層される。これらの層は２５層から構成されるものであり、第一光学部材１１の底辺側を第１層１３０１とすると、第二光学部材１２側に向かうに従って、第２層１３０２、第３層１３０３、…第１１層１３１１、第１２層１３１２、第１３層１３１３、第１４層１３１４、第１５層１３１５、…第２３層１３２３、第２４層１３２４、第２５層１３２５となり、この第２５層１３２５が第二光学部材１２の底辺部に直接設けられる。これらの層のうち奇数層、例えば、第１層１３０１、第３層１３０３、第１５層１３１５、第２３層１３２３、第２５層１３２５が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層であり、偶数層、例えば、第２層１３０２、第４層１３０４、第１２層１３１２、第１４層１３１４、第２４層１３２４が酸化チタン（ＴｉＯ_２）の層である。これらの層は第１３層１３１３を中心として、材質並びに膜厚が対称とされる。
本実施形態では、第１層１３０１から第１２層１３１２が第一光学部材１１に予め設けられた第一薄膜１３１を構成し、第１４層１３１４から第２５層１３２５が第二光学部材１２に予め設けられた第二薄膜１３２を構成し、中間に位置する第１３層１３１３が第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とを分子接合する接合層１３３に置き換えられる。この接合層１３３は、後述するプラズマ重合膜で形成されており、第１３層１３１３と同じ屈折率及び膜厚とされる。第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とは被接合部を構成する。

次に、第１実施形態にかかる光学物品の製造方法について説明する。
［薄膜形成工程］
第一薄膜１３１を第一光学部材１１に設け、第二薄膜１３２を第二光学部材１２に設ける。
まず、第一光学部材１１と第二光学部材１２とを従来と同様の方法で三角柱状に形成する。そして、第一光学部材１１の底辺部に第１層１３０１から第１２層１３１２を、真空蒸着，イオンアシスト蒸着、イオンプレーティング法、スパッタ法等の従来と同様の方法を用いて形成する。同様の方法で、第二光学部材１２の底辺部に第２５層１３２５から第１４層１３１４を従来と同様の方法を用いて形成する。これにより、第一光学部材１１に設けられる第一薄膜１３１と第二光学部材１２に設けられる第二薄膜１３２とは同じ光学設計となる。
［重合膜形成工程］
第一光学部材１１に設けられた第一薄膜１３１と第二光学部材１２に設けられた第二薄膜１３２とにそれぞれにプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する。２層のプラズマ重合膜１３３Ｈから１層の接合層１３３が構成されるものであり、この接合層１３３が第１３層１３１３に置き換わることになる。

図３は、第１実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図である。
図３において、プラズマ重合装置１００は、チャンバー１０１と、このチャンバー１０１の内部にそれぞれ設けられる第１電極１１１及び第２電極１１２と、これらの第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加する電源回路１２０と、チャンバー１０１の内部にガスを供給するガス供給部１４０と、チャンバー１０１の内部のガスを排出する排気ポンプ１５０を備えた構造である。
第１電極１１１は、第一光学部材１１や第二光学部材１２を支持する支持部１１１Ａを有するものであり、第一光学部材１１や第二光学部材１２を挟んで第１電極１１１と第２電極１１２とが対向配置されている。支持部１１１Ａは第一光学部材１１や第二光学部材１２の斜辺部分を支持する三角溝状部が形成されており、この三角溝状部に第一光学部材１１や第二光学部材１２が支持された状態では、第一薄膜１３１や第二薄膜１３２が第２電極１１２と対向する。

電源回路１２０は、マッチングボックス１２１と高周波電源１２２とを備える。
ガス供給部１４０は、液状の膜材料（原料液）を貯蔵する貯液部１４１と、液状の膜材料を気化して原料ガスに変化させる気化装置１４２と、キャリアガスを貯留するガスボンベ１４３とを備えている。このガスボンベ１４３に貯留されるキャリアガスは、電界の作用によって放電し、この放電を維持するためにチャンバー１０１に導入するガスであって、例えば、アルゴンガスやヘリウムガスが該当する。
これらの貯液部１４１、気化装置１４２及びガスボンベ１４３とチャンバー１０１とが配管１０２で接続されており、ガス状の膜材料とキャリアガスとの混合ガスをチャンバー１０１の内部に供給するように構成されている。
貯液部１４１に貯留される膜材料は、プラズマ重合装置１００によって第一光学部材１１や第二光学部材１２にプラズマ重合膜１３３Ｈを形成するための原材料であり、気化装置１４２で気化されて原料ガスとなる。

この原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサン等のオルガノシロキサン、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム、トリメチル亜鉛、トリエチル亜鉛のような有機金属系化合物、各種炭化水素系化合物、各種フッ素系化合物等が挙げられる。
このような原料ガスを用いて得られるプラズマ重合膜１３３Ｈは、これらの原料が重合してなるもの（重合物）、つまり、ポリオルガノシロキサン、有機金属ポリマー、炭化水素系ポリマー、フッ素系ポリマー等で構成されることになる。

ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性を示すが、各種の活性化処理を施すことによって容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化することができる。つまり、ポリオルガノシロキサンは撥水性と親水性との制御を容易に行える材料である。
撥水性を示すポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜１３３Ｈは、それ同士を接触させても、有機基によって接着が阻害されることになり、極めて接着し難い。一方、親水性を示すポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜１３３Ｈは、それ同士を接触させると、特に容易に接着することができる。つまり、撥水性と親水性の制御を容易に行えるという利点は、接着性の制御を容易に行えるという利点につながるため、ポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜１３３Ｈは、本実施形態では好適に用いられることになる。そして、ポリオルガノシロキサンは比較的柔軟性に富んでいるので、第一光学部材１１と第二光学部材１２との構成材質がたとえ相違して線膨張係数が異なっても、第一光学部材１１と第二光学部材１２との間に生じる熱膨張に伴う応力を緩和することができる。さらに、ポリオルガノシロキサンは耐薬品性に優れているため、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の接合に効果的に用いることができる。

ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするプラズマ重合膜１３１は、接着性に優れていることから、本実施形態の接合方法で好適に用いられる。オクタメチルトリシロキサンの重合物は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取扱が容易である。

次に、プラズマ重合膜１３３Ｈの成形手順を図４に基づいて説明する。
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示される通り、第一光学部材１１に設けられた第一薄膜１３１や第二光学部材１２に設けられた第二薄膜１３２にプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する。
この重合膜形成工程では、プラズマ重合装置１００のチャンバー１０１の第１電極１１１の支持部１１１Ａで第一光学部材１１又は第二光学部材１２を保持する。そして、チャンバー１０１の内部に酸素を所定量導入するとともに第１電極１１１と第２電極１１２との間に電源回路１２０から高周波電圧を印加して光学部材自体の活性化を実施する。
その後、ガス供給部１４０を作動させると、チャンバー１０１の内部に原料ガスとキャリアガスとの混合ガスが供給される。供給された混合ガスはチャンバー１０１の内部に充填され、図４（Ａ）に示される通り、第一光学部材１１に設けられた第一薄膜１３１や第二光学部材１２に設けられた第二薄膜１３２に混合ガスが露出される。

混合ガスにおける原料ガスの割合（混合比）は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合は２０〜７０％程度に設定することが好ましく、３０〜６０％程度に設定することがより好ましい。
第１電極１１１と第２電極１１２との間に印加する周波数は、特に限定されないが、１ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜６０ＭＨｚ程度がより好ましい。高周波の出力密度は特に限定されないが、０．０１〜１０Ｗ／ｃｍ^２程度であることが好ましく、０．１〜１Ｗ／ｃｍ^２程度であるのがより好ましい。

成膜時のチャンバー１０１の圧力は、１３３．３×１０^−５〜１３３３Ｐａ（１×１０^−５〜１０Ｔｏｒｒ）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０^−４〜１３３．３Ｐａ（１×１０^−４〜１Ｔｏｒｒ）程度であるのがより好ましい。
原料ガス流量は、０．５〜２００ｓｃｃｍ程度が好ましく、１〜１００ｓｃｃｍ程度がより好ましい。
キャリアガス流量は、５〜７５０ｓｃｃｍ程度が好ましく、１０〜５００ｓｃｃｍ程度がより好ましい。
処理時間は１〜１０分程度であることが好ましく、４〜７分程度がより好ましい。
第一光学部材１１又は第二光学部材１２の温度は、２５℃以上が好ましく、２５〜１００℃がより好ましい。

第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加することにより、これらの電極１１１，１１２の間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図４（Ｂ）に示される通り、重合物が第一光学部材１１の第一薄膜１３１又は第二光学部材１２の第二薄膜１３２の表面に付着、堆積する。これにより、図４（Ｃ）に示される通り、第一光学部材１１の第一薄膜１３１又は第二光学部材１２の第二薄膜１３２にプラズマ重合膜１３３Ｈが形成される。
プラズマ重合膜１３３Ｈは、その平均厚さが１０〜１０００ｎｍであり、５０〜５００ｎｍが好ましい。プラズマ重合膜１３３Ｈの平均厚さが１０ｎｍを下回ると、十分な接合強度を得ることができず、１０００ｎｍを超えると、接合体の寸法精度が著しく低下する。

［表面活性化工程］
その後、図４（Ｄ）に示される通り、プラズマ重合膜１３３Ｈを活性化して表面を活性化させる。
表面活性化工程は、例えば、プラズマを照射する方法、オゾンガスに接触させる方法、オゾン水で処理する方法、あるいは、アルカリ処理する方法等を用いることができる。
ここで、活性化させる、とは、プラズマ重合膜１３３Ｈの表面及び内部の分子結合が切断されて終端化されていない結合手が生じた状態や、その切断された結合手にＯＨ基が結合した状態、又は、これらの状態が混在した状態をいう。
この表面活性化工程では、プラズマ重合膜１３３Ｈの表面を効率よく活性化させるためにプラズマを照射する方法が好ましい。プラズマ重合膜１３３の表面に照射するとしたのは、プラズマ重合膜１３３Ｈの分子構造を必要以上に、例えば、プラズマ重合膜１３３と第一薄膜１３１又は第二薄膜１３２との境界に至るまで切断しないので、プラズマ重合膜１３３Ｈの特性の低下を避けるためである。

本実施形態で使用されるプラズマとしては、例えば、酸素、アルゴン、チッソ、空気、水等を1種又は２種以上混合して用いることができる。これらの中で、酸素を使用することが好ましい。
このようなプラズマを使用することで、プラズマ重合膜１３３Ｈの特性の著しい低下を防止するとともに、広範囲のムラをなくし、より短時間で処理することができる。そして、プラズマはプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する装置と同設備で発生させることができるから、製造コストが低減できるという利点もある。
プラズマを照射する時間は、プラズマ重合膜１３３Ｈの表面付近の分子結合を切断し得る程度の時間であれば特に限定されるものではないが、５ｓｅｃ〜３０ｍｉｎ程度であるのが好ましく、１０〜６０ｓｅｃがより好ましい。
このようにして活性化されたプラズマ重合膜１３３Ｈの表面には、ＯＨ基が導入される。
なお、本実施形態では、プラズマ重合膜形成工程と表面活性化工程との間に第一光学部材１１や第二光学部材１２を洗浄する工程を設けてもよい。この洗浄工程は、薬品、水、その他の適宜な手段を用いて行われる。

［貼合工程］
貼合工程では、第一薄膜１３１に形成されたプラズマ重合層１３３Ｈと第二薄膜１３２に形成されたプラズマ重合層１３３Ｈとを貼り合わせて一体化して接合層１３３を形成する。
つまり、図５（Ａ）（Ｂ）に示される通り、第一光学部材１１と第二光学部材１２とをそれぞれプラズマ重合膜１３３Ｈを対向させた状態で互いに押し付ける。
表面が活性化されたプラズマ重合膜１３３Ｈは、その活性状態が経時的に緩和するので、表面活性化工程の後速やかに貼合工程に移行する。具体的には、表面活性化工程の後、６０分以内に貼合工程に移行するのが好ましく、５分以内に移行するのがより好ましい。この時間内であれば、プラズマ重合膜１３３Ｈの表面が十分な活性状態を維持しているので、貼り合わせに際して十分な結合強度を得ることができる。

プラズマ重合膜１３３Ｈ同士を貼り合わせることで、これらの膜同士が結合する。この結合は、次の（１）又は（２）、あるいは、（１）及び（２）のメカニズムに基づくものと推測される。
（１）２つの基材同士、本実施形態では、第一光学部材１１と第二光学部材１２とを貼り合わせると、各プラズマ重合膜１３３Ｈの表面にそれぞれ存在するＯＨ基同士が隣接することになる。この隣接したＯＨ基同士は、水素結合によって互いに引き合い、ＯＨ基同士の間に引力が発生する。また、この水素結合によって互いに引き合うＯＨ基同士は温度条件によって脱水縮合を伴って表面から離脱する。その結果、２つのプラズマ重合膜１３３Ｈ同士の接触境界では、脱離したＯＨ基が結合していた結合手同士が結合する。つまり、各プラズマ重合膜１３１Ｈを構成するそれぞれの母材同士が直接結合して一体化し、１層の接合層１３３が形成される。
（２）２つの基材同士を貼り合わせると、各プラズマ重合膜１３３Ｈの表面や内部に生じた終端化されていない結合手同士が再結合する。この再結合は、互いに重なり合う（絡み合う）ように複雑に生じることから、接合界面にネットワーク状の結合が形成される。これにより、各プラズマ重合膜１３１Ｈを構成するそれぞれの母材同士が直接接合して一体化し、一層の接合層１３３が形成される。

本実施形態では、図５（Ｃ）に示される通り、貼合工程の後に、必要に応じて、第一光学部材１１と第二光学部材１２とを加圧する（加圧工程）。これにより、図５（Ｄ）に示される通り、プリズム１が製造される。
この加圧工程では、接合強度を大きくするために、第一光学部材１１と第二光学部材１２とを大きな力で加圧することが好ましい。具体的には、加圧するための圧力は、第一光学部材１１や第二光学部材１２の形状寸法や装置等の条件によって異なるものの、１〜１０ＭＰａ程度であるのが好ましく、１〜５ＭＰａがより好ましい。加圧時間は特に限定されないが、１０ｓｅｃ〜３０ｍｉｎ程度であるのが好ましい。

第一光学部材１１と第二光学部材１２とを加圧した後に、これらを加熱する（加熱工程）。プリズム１を加熱することで、接合強度を高めることができる。
この加熱工程は必要に応じて設けられるものであり、その加熱温度は、２５〜１００℃であり、好ましくは、５０〜１００℃である。１００℃を超えると、プリズム１が変質・劣化するおそれがある。加熱時間は１〜３０ｍｉｎ程度であることが好ましい。
なお、この加熱工程は加圧工程の後で単独に行ってもよいが、加圧工程と同時に行うことが接合強度を強める上で好ましい。

なお、本実施形態では、活性化されていない重合膜は化学的に安定しているため、それぞれプラズマ重合膜１３３Ｈが設けられた第一光学部材１１と第二光学部材１２とを重合膜形成工程で多数製造しておき、これを保管する。そして、最終的に必要な個数のみ表面活性化工程を経て、プラズマ重合膜１３３Ｈを活性化し、速やかに、貼合工程に移行することで、プリズム１の製造効率を向上させることができる。

以上の構成の本実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）第一光学部材１１と第二光学部材１２との間に複数層の光学薄膜１３が設けられ、この光学薄膜１３は、第一光学部材１１に予め設けられた第一薄膜１３１と、第二光学部材１２に予め設けられた第二薄膜１３２と、これらの第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とを分子接合する接合層１３３とを備えてプリズム１を構成し、この接合層１３３をプラズマ重合膜１３３Ｈとした。そして、このプリズム１を製造するために、第一薄膜１３１を第一光学部材１１に設け、第二薄膜１３２を第二光学部材１２に設ける薄膜形成工程と、第一光学部材１１に設けられた第一薄膜１３１と第二光学部材１２に設けられた第二薄膜１３２とにそれぞれにプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する重合膜形成工程と、プラズマ重合膜１３３Ｈを活性化する表面活性化工程と、第一薄膜１３１に形成されたプラズマ重合層１３３Ｈと第二薄膜１３２に形成されたプラズマ重合層１３３Ｈとを貼り合わせて一体化する貼合工程とを備えた。そのため、光学部材同士の接合のために接着剤を使用しないので、第一光学部材１１と第二光学部材１２との接合部分に厚さのバラツキがなくなって波面収差がなく、耐光性が向上するプリズム１を提供することができる。しかも、プラズマ重合膜１３３Ｈを利用するので、高温での処理が不要となる。

（２）光学薄膜１３は低屈折層と高屈折層とが交互に積層される偏光分離膜であり、この偏光分離膜は第１層１３０１から第２５層１３２５まで構成され、このうちの中間に位置する第１３層１３１３を接合層１３３に置き換える構成とした。つまり、接合層１３３を中心として両側に配置される層構成を対称なものにしたから、薄膜形成工程を第一光学部材１１と第二光学部材１２とで共通させることができ、生産効率が向上する。

（３）第一光学部材１１と第二光学部材１２とは同じ構成であり、第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とは同じ層構成であるから、薄膜形成工程において、第一光学部材１１に第一薄膜１３１を形成する工程と、第二光学部材１２に第二薄膜１３２を形成する工程とを同じにすることができ、生産効率が向上する。しかも、第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とは同じ条件で成膜するから、第一光学部材側と第二光学部材側とで薄膜応力のバランスをとることができる。

（４）プラズマ重合膜１３３Ｈの主材料はポリオルガノシロキサンであり、このポリオルガノシロキサンが比較的に柔軟性に富んでいるので、第一光学部材１１と第二光学部材１２とを接合する際に、両光学部材の熱膨張に伴う応力を緩和することができる。そのため、第一光学部材１１と第二光学部材１２との剥離を確実に防止することができる。しかも、ポリオルガノシロキサンは、耐薬品性に優れているため、薬品等に長期に曝されるプリズム１に効果的に用いることができる。

次に、本発明の第２実施形態を図６から図１０に基づいて説明する。第２実施形態は第１実施形態とはプリズム１の製造方法が異なるものであり、プリズム１自体の構造は第１実施形態と同じである。
第２実施形態のプリズムの製造方法は、第１実施形態と同様に、薄膜形成工程、重合膜形成工程、表面活性化工程及び貼合工程から構成されるが、第１実施形態では、それぞれ三角柱状に予め成形した第一光学部材１１と第二光学部材１２とに前述の工程を実施したのに対して、第２実施形態では、前述の工程を施した短冊状光学ブロックを最後に所定形状に切断する点で第１実施形態とは異なる。

第２実施形態にかかる光学物品の製造方法を具体的に説明する。
［薄膜形成工程］
第２実施形態では第一光学部材１１を成形するための短冊状光学ブロック１１Ａ（図７参照）と第二光学部材１２を形成するための短冊状光学ブロック１２Ａ（図７参照）とを予め用意する。本実施形態では、短冊状光学ブロック１１Ａと短冊状光学ブロック１２Ａとはともに同じ所定肉厚の長尺状平板であり、その材質は第一光学部材１１や第二光学部材１２と同じである。
薄膜成形工程では、短冊状光学ブロック１１Ａの互いに反対側の面に第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とをそれぞれ形成するとともに、短冊状光学ブロック１２Ａの互いに反対側の面に第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とをそれぞれ形成する。
第一薄膜１３１と第二薄膜１３２との形成方法は第１実施形態と同じである。

［重合膜形成工程］
短冊状光学ブロック１１Ａに設けられた第一薄膜１３１にプラズマ重合膜１３３Ｈを形成し、その後、短冊状光学ブロック１１Ａに設けられた第二薄膜１３２にプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する。同様に、短冊状光学ブロック１２Ａに設けられた第一薄膜１３１にプラズマ重合膜１３３Ｈを形成し、その後、短冊状光学ブロック１２Ａに設けられた第二薄膜１３２にプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する。
図６は、第２実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図である。
図６で示されるプラズマ重合装置１００は、図３で示されるプラズマ重合装置１００に比べて第１電極１１１の支持部１１１Ａの形状が異なる。つまり、第２実施形態では、第一薄膜１３１や第二薄膜１３２が形成された短冊状光学ブロック１１Ａ，１２Ａを第１電極１１１で支持するために、支持部１１１Ａは平板部を有する。

次に、プラズマ重合膜１３３Ｈの成形手順を図７に基づいて説明する。
この重合膜形成工程では、チャンバー１０１の内部に配置された第１電極１１１の支持部１１１Ａで短冊状光学ブロック１１Ａを保持し、チャンバー１０１の内部に酸素を所定量導入するとともに第１電極１１１と第２電極１１２との間に電源回路１２０から高周波電圧を印加して光学部材自体の活性化を実施する。
その後、チャンバー１０１の内部に原料ガスとキャリアガスとの混合ガスが供給される。供給された混合ガスはチャンバー１０１の内部に充填され、図７（Ａ）に示される通り、短冊状光学ブロック１１Ａに設けられた第一薄膜１３１に混合ガスが露出される。
第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加することにより、これらの電極１１１，１１２の間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図７（Ｂ）に示される通り、重合物が短冊状光学ブロック１１Ａの第一薄膜１３１の表面に付着、堆積する。これにより、図７（Ｃ）に示される通り、第一薄膜１３１プラズマ重合膜１３３Ｈが形成される。その後、短冊状光学ブロック１１Ａの表裏を反転させ、この短冊状光学ブロック１１Ａの第二薄膜１３２に前述の同様の方法でプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する。さらに、短冊状光学ブロック１２Ａの第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とにプラズマ重合膜１３３Ｈを形成する。

［表面活性化工程］
その後、図７（Ｄ）に示される通り、プラズマ重合膜１３３Ｈの表面を活性化させる。この活性化方法は第１実施形態と同じである。
［貼合工程］
貼合工程では、第一薄膜１３１に形成されたプラズマ重合層１３３Ｈと第二薄膜１３２に形成されたプラズマ重合層１３３Ｈとを貼り合わせて一体化して接合層１３３を形成する。
まず、図８（Ａ）で示される通り、基台Ｂの上に短冊状光学ブロック１１Ａや短冊状光学ブロック１２Ａを複数積層する。隣り合う短冊状光学ブロック１１Ａと短冊状光学ブロック１２Ａとは第一薄膜１３１と第二薄膜１３２にそれぞれ設けられたプラズマ重合膜１３３Ｈが当接されるようにする。第２実施形態では、基台Ｂの平面に対して４５°傾斜したプレートＰに端部下端がそれぞれ当接するように短冊状光学ブロック１１Ａ、１２Ａを水平方向にずらして配置する。
そして、図８（Ｂ）で示される通り、複数が積層された短冊状光学ブロック１１Ａと短冊状光学ブロック１２Ａとをプラズマ重合膜１３３Ｈを互いに対向させた状態で押し付ける。

［切断工程］
複数枚が積層された短冊状光学ブロック１１Ａ，１２Ａを所定形状に切断する工程を図９及び図１０に基づいて説明する。
図９（Ａ）で示される通り、積層された短冊状光学ブロック１１Ａ，１２Ａに光学素子平面に対してプレートＰの配置方向と平行、つまり、光学素子の平面に対して４５°の方向Ｌに沿って所定間隔毎に切断する。切断された１つのブロック１１Ｃを図９（Ｂ）に示す。図９（Ｂ）に示される通り、ブロック１１Ｃは端面が平行四辺形とされる。そして、ブロック１１Ｃには第一薄膜１３１、第二薄膜１３２及び接合層１３３からなる光学薄膜１３が所定間隔毎に配置された構造となる。
その後、図１０（Ａ）に示される通り、ブロック１１Ｃの端部を揃えて上下に複数積層し、左右両側部分をトリミングする。つまり、最も左側に位置する光学薄膜１３の上縁同士をつなげ、かつ、最も右側に位置する光学薄膜１３の下縁同士をつなげるようにブロック１１Ｃの平面に対して垂直な方向Ｖ１に沿って切断する。切断された状態が図１０（Ｂ）に示されている。この図１０（Ｂ）では、複数（図では４個）のプリズム１が並んで一体に形成された状態であるので、これらをブロック１１Ｃの平面に対して垂直な方向Ｖ２に沿って切断する。これにより、複数（図では４個）のプリズム１が同時に成形されることになる。

従って、第２実施形態では、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（５）第一光学部材１１を成形するための短冊状光学ブロック１１Ａと第二光学部材１２を成形するための短冊状光学ブロック１２Ａとを予め用意しておき、薄膜形成工程では短冊状光学ブロック１１Ａ，１２Ａに第一薄膜１３１や第二薄膜１３２を形成し、重合膜形成工程では、第一薄膜１３１と第二薄膜１３２とにそれぞれプラズマ重合膜１３３Ｈを形成し、貼合工程では、複数本の短冊状光学ブロック１１Ａ，１２Ａをプラズマ重合層１３３Ｈとプラズマ重合層１３３Ｈとを重ねた状態で積層し、その後に、プリズム１となるように切断するので、簡易な方法で多量のプリズム１を製造することができる。

次に、本発明の第３実施形態を図１１から図１３に基づいて説明する。第３実施形態は光学物品としてクロスプリズム２を例示したものである。このクロスプリズム２は、例えば、液晶プロジェクタ装置に用いられている。
図１１は第３実施形態にかかるクロスプリズム２の端面を示す図であり、図１２は図1１の要部を示す断面図である。
図１１において、クロスプリズム２は、それぞれ端面が直角三角形状の第一光学部材２１及び第二光学部材２２と、これらの第一光学部材２１と第二光学部材２２との斜辺の間に設けられた光学薄膜２３Ｂとを備えたプリズム２０が光学薄膜２３Ｒを間に挟んで２個接合された構造である。
第一光学部材２１と第二光学部材２２とは、ともにＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスから成形され、その端面形状及び長さ寸法が同じ三角柱状部材である。
２個のプリズム２０は、その底辺同士が光学薄膜２３Ｂを間に挟んで互いに対向配置されており、クロスプリズム２の全体としては端面が正方形の角柱状に形成されている。
換言すれば、クロスプリズム２は、端面が正方形とされ、その対角線を結ぶように光学薄膜２３Ｒ，２３Ｂが十字に形成されている。互いに対向する一対の対角線を結ぶ光学薄膜２３Ｒは、赤を反射し緑と青とを透過させる波長選択膜であり、他の一対の対角線を結ぶ光学薄膜２３Ｂは青を反射し緑と赤とを透過させる波長選択膜である。

図１２に示される通り、光学薄膜２３Ｒは波長選択作用を有する波長選択膜であり、異なる材質の層、例えば、高屈折材料層である酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）の層と、低屈折材料層である酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層とが交互に積層される。これらの層は２９層から構成されるものであり、第一光学部材２１の底辺側に直接設けられた層を第１層２３０１とすると、第二光学部材２２側に向かうに従って、第２層２３０２、第３層２３０３、…第１３層２３１３、第１４層２３１４、第１５層２３１５、第１６層２３１６、第１７層２３１７、…第２７層２３２７、第２８層２３２８、第２９層２３２９となり、この第２９層２３２９が第二光学部材２２の底辺部に直接設けられる。これらの層のうち奇数層、例えば、第１層２３０１、第３層２３０３、第１５層２３１５、第２３層２３２３、第２５層２３２５が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層であり、偶数層、例えば、第２層２３０２、第４層２３０４、第１４層２３１４、第２８層２３２８が酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）の層である。
本実施形態では、第１層２３０１から第１４層２３１４が第一光学部材２１に予め設けられた第一薄膜２３１を構成し、第１６層２３１６から第２９層２３２９が第二光学部材２２に予め設けられた第二薄膜２３２を構成し、中間に位置する第１５層２３１５が第一薄膜２３１と第二薄膜２３２とを分子接合する接合層２３３に置き換えられる。この接合層２３３は、後述するプラズマ重合膜で形成されており、第１５層２３１５と同じ屈折率及び膜厚とされる。
光学薄膜２３Ｂは波長選択作用を有する波長選択膜であり、異なる材質の層、例えば、高屈折材料層である酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）の層と、低屈折材料層である酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層とが交互に積層される。これらの層は２５層から構成されるものであり（図示省略）、一方のプリズム２０の底辺側に直接設けられた層を第１層とすると、他方のプリズム２０の底辺部に直接設けられる層が第２５層となる。これらの層のうち奇数層酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層であり、偶数層が酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）の層である。第１層から第１２層が一方プリズム２０側に予め設けられた第一薄膜２３１を構成し、第１４層から第２５層が他方のプリズム側に予め設けられた第二薄膜２３２を構成し、中間に位置する第１３層が第一薄膜２３１と第二薄膜２３２とを分子接合する接合層２３３に置き換えられる。

次に、第３実施形態にかかる光学物品の製造方法について説明する。
［プリズム成形工程］
まず、図１３（Ａ）に示される通り、１個のプリズム２０を製造する。
そのため、第３実施形態の光学物品の製造方法は、第１実施形態と同様に、薄膜形成工程、重合膜形成工程、表面活性化工程及び貼合工程から構成される。
［薄膜形成工程］
第一光学部材２１と第二光学部材２２とを従来と同様の方法で三角柱状に形成する。そして、第一光学部材２１の斜辺部に第１薄膜２３１を形成し、第二光学部材２２の斜辺部に第２薄膜２３２を形成する。薄膜の形成方法は従来と同じ蒸着等を用いる。
［重合膜形成工程］
第一光学部材２１に設けられた第一薄膜２３１と第二光学部材２２に設けられた第二薄膜２３２とにそれぞれにプラズマ重合膜２３３Ｈを第１実施形態と同様の方法で形成する。２層のプラズマ重合膜２３３Ｈから１層の接合層２３３が構成されるものであり、この接合層２３３が第１５層２３１５に置き換わることになる。

［表面活性化工程］
その後、第１実施形態と同様に、プラズマ重合膜２３３Ｈを活性化して表面を活性化させる。
［貼合工程］
貼合工程では、第一薄膜２３１に形成されたプラズマ重合層２３３Ｈと第二薄膜２３２に形成されたプラズマ重合層２３３Ｈとを貼り合わせて一体化して接合層２３３を形成する。これにより、１個のプリズム２０が成形される。
以上の工程によってプリズム２０を複数個まとめて製造しておく。

［クロスプリズム形成工程］
次に、図１３（Ｂ）に示される通り、２個のプリズム２０の底辺部同士を接合して１個のクロスプリズム２を製造する。この工程は前述と同様に、第１実施形態と同様に、薄膜形成工程、重合膜形成工程、表面活性化工程及び貼合工程から構成される。
［薄膜形成工程］
一方のプリズム２０の底辺部に第１薄膜２３１を形成し、他方のプリズム２０の底辺部に第２薄膜２３２を形成する。
［重合膜形成工程］
一方のプリズム２０に設けられた第一薄膜２３１と他方のプリズム２０に設けられた第二薄膜２３２とにそれぞれにプラズマ重合膜２３３Ｈを第１実施形態と同様の方法で形成する。
［表面活性化工程］
その後、プラズマ重合膜２３３Ｈを活性化して表面を活性化させる。
［貼合工程］
貼合工程では、第一薄膜２３１に形成されたプラズマ重合層２３３Ｈと第二薄膜２３２に形成されたプラズマ重合層２３３Ｈとを貼り合わせて一体化して接合層２３３を形成する。これにより、１個のクロスプリズム２が成形される。

第３実施形態では、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（６）三角柱状の第一光学部材２１の一方の斜辺と第二光学部材２２の一方の斜辺との間に光学薄膜２３Ｒを設けてプリズム２０を成形するプリズム成形工程と、このプリズム成形工程で成形されたプリズム２０を２個用意し、これらのプリズム２０の底辺間に光学薄膜２３Ｂを設けてクロスプリズム２を成形するクロスプリズム形成工程とを備えてクロスプリズム２を製造する。そして、プリズム成形工程では、第一光学部材２１の一方の斜辺に第一薄膜２３１を設けるとともに、第二光学部材２２の一方の斜辺に第二薄膜２３２を設けて薄膜形成工程を実施し、第一光学部材２１に設けられた第一薄膜２３１と第二光学部材２２に設けられた第二薄膜２３２とにそれぞれにプラズマ重合膜２３３Ｈを形成して重合膜形成工程を実施し、これらのプラズマ重合膜を活性化して表面活性化工程を実施し、プラズマ重合層２３３Ｈ同士を貼り合わせて貼合工程を実施して端面が直角三角形となるプリズム２０を成形する。そして、クロスプリズム成形工程では、２個のプリズム２０のうち一方のプリズム２０の底辺に第一薄膜２３１を設け、他方のプリズム２０の底辺に第二薄膜２３２を設けて薄膜形成工程を実施し、２個のプリズム２０の第一薄膜２３１と第二薄膜２３２にそれぞれにプラズマ重合膜２３３Ｈを形成して重合膜形成工程を実施し、これらのプラズマ重合膜２３３Ｈを活性化して表面活性化工程を実施し、これらのプラズマ重合層２３３Ｈとを貼り合わせて貼合工程を実施してクロスプリズム２を成形する。従って、プラズマ重合膜２３３Ｈ同士を接合することで４つの光学部材２１，２２の間の寸法管理が容易に行えうるので、クロスプリズム２を簡易に製造することができる。

（７）クロスプリズム２はその正方形の対角線同士を結ぶように光学薄膜２３Ｒ，２３Ｂが形成されているので、薄膜厚みに起因する中心段差ずれを抑制することができる。これに対して、三角柱状の光学部材に予め波長選択膜を形成し、この波長選択膜と光学部材との間を接着剤で接着固定してプリズムを２個製造し、これらのプリズムの一方に波長選択膜を形成し、この波長選択膜と他方のプリズムとを接着剤で接着固定する従来のクロスプリズムでは、接着剤の厚さ分だけよけいに中心段差ずれを大きくすることになる。

次に、本発明の第４実施形態を図１４から図２０に基づいて説明する。第４実施形態は光学物品としてＰＳ変換素子と称される偏光分離素子３を例示したものである。この偏光分離素子３は、例えば、液晶プロジェクタ装置に用いられている。
図１４は第４実施形態にかかる偏光分離素子３の端面を示す図であり、図１５は図１４の要部を示す断面図である。
図１４において、偏光分離素子３は、第一光学部材３１と第二光学部材３２とが光学薄膜３３を間に挟んで交互に配置された平板状部材である。第一光学部材３１と第二光学部材３２とにはそれぞれ反射膜３４が設けられている。第一光学部材３１と第二光学部材３２との光学薄膜３３の光射出面側には選択的に位相差板３５が設けられている。反射膜３４は隣り合う光学薄膜３３の間の中間位置に配置されている。
第一光学部材３１及び第二光学部材３２は、その光入射側の平面と光出射側の平面とが平行とされ、これらの平面に対して４５°の角度をもって反射膜３４と光学薄膜３３とが互いに平行に配置されている。本実施形態では、偏光分離素子３は左右対称構造とされ、その中心部には位相差板３５が並んで配置されている。

第一光学部材３１や第二光学部材３２は、ＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスから成形されている。
光学薄膜３３は誘電体多層膜で形成された偏光分離膜であり、入射した光線束（Ｓ偏光光とＰ偏光光）を、Ｓ偏光の部分光束（Ｓ偏光光）とＰ偏光の部分光束（Ｐ偏光光）とに分離し、Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過する機能を有する（図１５（Ａ）参照）。
図１５（Ｂ）に示される通り、光学薄膜３３は、異なる材質の層、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層、ランタンアルミネートの層及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）の層が積層されて構成される。これらの層は４５層から構成されるものであり、第一光学部材３１側を第１層３３０１とすると、第二光学部材３２側に向かうに従って、第２層３３０２、第３層３３０３、…第２１層３３２１、第２２層３３２２、第２３層３３２３、第２４層３３２４、第２５層３３２５、…第４３層３３４３、第４４層３３４４、第４５層３３４５となり、この第４５層３３４５が第二光学部材３２に直接設けられる。これらの層のうち第１層３３０１、第２３層３３２３及び第４５層３３４５が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層であり、第１層３３０１、第２３層３３２３及び第４５層３３４５以外の奇数層、例えば、第３層３３０３，第５層３３０５、第４３層３３４３がフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）の層であり、偶数層、例えば、第２層３３０２、第４層３３０４、第２２層３３２２、第２４層３３２４、第４４層３３４４がランタンアルミネートの層である。これらの層は第２３層３３２３を中心として、材質並びに膜厚が対称とされる。
本実施形態では、第１層３３０１から第２２層３３２２が第一光学部材３１に予め設けられた第一薄膜３３１を構成し、第２４層３３２４から第４５層３３４５が第二光学部材３２に予め設けられた第二薄膜３３２を構成し、中間に位置する第２３層３３２３が第一薄膜３３１と第二薄膜３３２とを分子接合する接合層３３３に置き換えられる。この接合層３３３は、後述するプラズマ重合膜で形成されており、第２３層２３１３と同じ屈折率及び膜厚とされる。

反射膜３４は誘電体多層膜又は金属膜で形成され、反射膜３４に入射したＳ偏光光をそのまま反射する機能を有する。反射膜３４を構成する多層膜は、例えば、二酸化ケイ素、酸化チタン等の物質を蒸着することで形成される。
位相差板３５は、短冊状の１／２波長板であり、その幅寸法は光学薄膜３３と反射膜３４との間の寸法と対応している。位相差板３５はＳｉＯ_２の単結晶からなる水晶から形成され、この水晶は人工水晶でも天然水晶でもよい。

次に、第４実施形態にかかる光学物品の製造方法について説明する。
［反射膜形成工程］
第一光学部材３１を成形するための短冊状光学ブロック３１Ａと第二光学部材３２を形成するための短冊状光学ブロック３２Ａ（図１６参照）とを予め用意する。これらの短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａの材質は第一光学部材３１や第二光学部材３２と同じである。
短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａの厚さ方向における中間位置に反射膜３４を予め設けておく。
［薄膜形成工程］
短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａの互いに反対側の面に第一薄膜３３１と第二薄膜３３２とをそれぞれ形成する。第一薄膜３３１と第二薄膜３３２との形成方法は第１実施形態と同じで蒸着等である。

［重合膜形成工程］
短冊状光学ブロック３１Ａに設けられた第一薄膜３３１にプラズマ重合膜３３３Ｈを形成し、その後、短冊状光学ブロック３１Ａに設けられた第二薄膜３３２にプラズマ重合膜３３３Ｈを形成する。同様に、短冊状光学ブロック３２Ａに設けられた第一薄膜３３１にプラズマ重合膜３３３Ｈを形成し、その後、短冊状光学ブロック３２Ａに設けられた第二薄膜３３２にプラズマ重合膜３３３Ｈを形成する。
プラズマ重合膜３３３Ｈの成形手順を図１６に基づいて説明する。
この重合膜形成工程では、図６で示されるプラズマ重合装置１００を用いる。この装置のチャンバー１０１の内部に短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａを配置し、チャンバー１０１の内部に酸素を所定量導入するとともに第１電極１１１と第２電極１１２との間に電源回路１２０から高周波電圧を印加して光学部材自体の活性化を実施する。

その後、チャンバー１０１の内部に原料ガスとキャリアガスとの混合ガスが供給される。供給された混合ガスはチャンバー１０１の内部に充填され、図１６（Ａ）に示される通り、短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａに設けられた第一薄膜３３１に混合ガスが露出される。なお、図１６では、短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａの一方の面にのみ第一薄膜３３１が形成された状態が図示されている。
第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加することにより、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図１６（Ｂ）に示される通り、重合物が短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａの第一薄膜３３１の表面に付着、堆積する。これにより、図１６（Ｃ）に示される通り、第一薄膜３３１プラズマ重合膜３３３Ｈが形成される。その後、短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａの表裏を反転させ、この短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａの第二薄膜３３２に前述の同様の方法でプラズマ重合膜３３３Ｈを形成する。

［表面活性化工程］
その後、図１７（Ａ）に示される通り、プラズマ重合膜３３３Ｈの表面を活性化させる。この活性化方法は第１実施形態と同じである。
［貼合工程］
貼合工程では、短冊状光学ブロック３１Ａの第一薄膜３３１に形成されたプラズマ重合層３３３Ｈと、短冊状光学ブロック３２Ａの第二薄膜３３２に形成されたプラズマ重合層３３３Ｈとを貼り合わせて一体化して接合層３３３を形成する。
まず、短冊状光学ブロック３１Ａや短冊状光学ブロック３２Ａを複数積層する。そのため、図１７（Ｂ）に示される通り、隣り合う短冊状光学ブロック３１Ａと短冊状光学ブロック３２Ａとは第一薄膜３３１と第二薄膜３３２にそれぞれ設けられたプラズマ重合膜３３３Ｈが互いに対向するようにし、さらに、図１８（Ａ）に示される通り、複数が積層された短冊状光学ブロック３１Ａと短冊状光学ブロック３２Ａとをプラズマ重合膜３３３Ｈを互いに対向させた状態に積層し、さらに、図１８（Ｂ）に示される通り、短冊状光学ブロック３１Ａと短冊状光学ブロック３２Ａとを押し付ける。これにより、２枚のプラズマ重合膜３３３Ｈから接合層３３３が形成され、この接合層３３３、第一薄膜３３１及び第二薄膜３３２から偏光分離膜である光学薄膜３３が形成される。

［切断工程］
複数枚が積層された短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａを所定形状に切断する。
図１９（Ａ）で示される通り、複数が積層された短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａを用意する。これらの短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａは、両端部が揃えられた状態とされる。
その後、図１９（Ｂ）に示される通り、積層された短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａに、その平面に対して４５°の方向Ｌに沿って所定間隔毎に切断する。切断された１つのブロック３１Ｃを図２０（Ａ）に示す。図２０（Ａ）に示される通り、ブロック３１Ｃは端面が平行四辺形とされる。そして、ブロック３１Ｃには光学薄膜３３と反射膜３４とが所定間隔毎に配置された構造となる。その後、ブロック３１Ｃの所定位置をその平面に対して垂直な方向Ｖ１に沿って切断する。
［位相差設置工程］
図２０（Ｂ）に示される通り、切断されたブロック３１Ｃを左右に並べて接合し、これらのブロック３１Ｃの光学薄膜３３の光射出面側に選択的に位相差板３５を接着固定する。これにより、偏光分離素子３が成形される。

従って、第４実施形態では、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（８）第一光学部材３１と第二光学部材３２とを偏光分離膜である光学薄膜３３を間に挟んで交互に配置し、隣り合う光学薄膜３３の間であって第一光学部材３１と第二光学部材３２とにそれぞれ反射膜３４を設け、第一光学部材３１と第二光学部材３２との光射出面側に選択的に位相差板３５を設けて偏光分離素子３を構成し、光学薄膜３３を第一薄膜３３１、第二薄膜３３２及びこれらをプラズマ重合膜３３３Ｈで分子接合する接合層３３３から構成した。そのため、第一光学部材３１と第二光学部材３２との接合を接着剤なしで行うことができるので、耐光性が向上するとともに、偏光分離膜を挟んで配置される第一光学部材３１と第二光学部材３２との間の厚さにバラツキがなくなって波面収差がなく、偏光分離素子３を高精度にすることができる。

（９）偏光分離素子３を製造するために、短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａを用意し、これらの短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａに予め反射膜３４を設けておき、かつ、互いに反対側の面に第一薄膜３３１と第二薄膜３３２とをそれぞれ形成し、これらの第一薄膜３３１と第二薄膜３３２とにそれぞれにプラズマ重合膜３３３Ｈを形成し、その後、プラズマ重合層３３３Ｈ同士を貼り合わせて複数の短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａを積層し、積層された短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａを光学薄膜３３及び反射膜３４の配置方向に対して４５°の角度をもって切断して第一光学部材３１と第二光学部材３２を形成し、さらに、第一光学部材３１及び第二光学部材３２の光射出面側に選択的に位相差板３５を設ける方法を採用した。そのため、第１光学部材３１や第二光学部材３２を所定形状に形成した後に、薄膜形成や重合膜形成を行う場合に比べて、多量の偏光分離素子３を効率的製造することができる。

（１１）本実施形態では、光学薄膜３３は、４５層構成であるが、この層のうち第１層３３０１から第２２層３３２２までを第一薄膜３３１として短冊状光学ブロック３１Ａに形成し、第２４層３３２４から第４５層２３４５を第二薄膜３３２として短冊状光学ブロック３２Ａに形成した。従来では、第一光学部材３１と第二光学部材３２との一方に４５層からなる光学薄膜を全て蒸着等により形成していたが、光学薄膜にクラックが生じる恐れがあるので、多くの層に酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層を用いていた。しかし、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層を多く用いると、偏光分離特性が十分ではなくなる。これに対して、本実施形態では、短冊状光学ブロック３１Ａ，３２Ａにそれぞれ略半分の２２層ずつを形成したから、光学薄膜におけるクラックの心配をすることなく、偏光分離特性が酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）より良好な材質のフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）の層を多く用いることで、偏光分離特性を従来例に比べて向上させることができる。

以下、本実施形態の効果を確認するために、実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１は第１実施形態及び第２実施形態に対応した実施例である。
実施例１は、光ピックアップとして用いられ赤（６６０ｎｍ）と赤外（７８５ｎｍ）とを合成する合成プリズムの例である。光学薄膜１３の層構成を表１に示す。表１において、「ｎ」は屈折率であり、「ｄ」は各層の膜厚であり、「係数」は「光学膜厚係数」であり、設計波長との相対比較値である。
実施例１では、第１３層を中心として第一光学部材側と第二光学部材側とで対称構造とされる。設計にあたり、入射角は４５°であり、設計波長は７００ｎｍである。

［比較例１］
比較例は実施例１と同じ合成プリズムであり、光学部材と光学薄膜との間を光硬化型接着剤（商品名ＵＴ２０）で接着固定したものである。光学薄膜の層構成は実施例１と同じである。
以上の条件で作成した実施例１と比較例とを測定器（商品名ＦＵＪＩＮＯＮ干渉計）で波面測定を行った。図２１は実施例１と比較例１との透過波面収差を上記測定器で測定した結果を示す。図２１（Ａ）は実施例１を示し、図２１（Ｂ）は比較例を示す。
図２１（Ａ）で示される通り、実施例１では、干渉縞が少なく、波面収差が極めて小さいことがわかる。これに対して、図２１（Ｂ）で示される通り、比較例１では、干渉縞を明らかに認識することができるので、波面収差が極めて大きいことがわかる。
また、実施例１における波長と透過率との関係を図２２に示す。
前述の通り、実施例１では、接着剤を用いないことから波面収差が小さいので、図２２に示される通り、赤（６６０ｎｍ）と赤外（７８５ｎｍ）との合成された波長の領域である７２２．５ｎｍあたりから高光波側にかけて透過率が急激に上昇して１００％となることがわかる。

［実施例２］
実施例２は第３実施形態に対応した実施例である。
実施例２は、青を反射し緑と赤とを透過させる波長選択膜と赤を反射し緑と青とを透過させる波長選択膜とが設けられたクロスプリズムである。
青を反射し緑と赤とを透過させる波長選択膜の層構成を表２に示す。表２において、第１３層を中心として第一光学部材側と第二光学部材側とで対称構造とされる。設計にあたり、入射角は４５°であり、設計波長は５５８ｎｍである。
赤を反射し緑と青とを透過させる波長選択膜の層構成を表３に示す。表３において、第１５層を中心として第一光学部材側と第二光学部材側とで対称構造とされる。設計にあたり、入射角は４５°であり、設計波長は８０３ｎｍである。

［比較例２］
比較例２は実施例２と同じクロスプリズムであり、光学部材と光学薄膜との間を光硬化型接着剤（商品名ＵＴ２０）で接着固定したものである。光学薄膜の層構成は実施例２と同じである。
以上の条件で作成した実施例２では、接合層の厚みが約２μｍであった。これに対して、比較例２では、接着剤による接着層の厚みは約１０μｍであった。このように、実施例２は比較例２に比べて接合層（接着層）の厚さ寸法が１／５であるので、比較例２に比べて薄膜厚みに起因する中心段差ずれを大きく抑制することができる。
そして、実施例２において、青を反射し緑と赤とを透過させる波長選択膜（表２に対応）の場合における波長と透過率Ｔとの関係を図２３に示す。赤を反射し緑と青とを透過させる波長選択膜（表３に対応）の場合における波長と透過率Ｔとの関係を図２４に示す。
図２３において、Ｐ偏光は透過率が青の領域にある４３０ｎｍ前後で最も低く、Ｓ偏光は青の領域にある５００ｎｍまでの透過率が低いことがわかる。つまり、Ｐ偏光Ｓ偏光とも青の領域の透過率が低い（反射率が高い）ことがわかるとともに、緑及び赤の領域での透過率が高い（反射率が低い）ことがわかる。
図２４において、Ｐ偏光は透過率が赤の領域にある６５０ｎｍ前後で最も低く、Ｓ偏光は５７０ｎｍから長波長に向かうに痛がって透過率が０となることがわかる。つまり、Ｐ偏光Ｓ偏光とも赤の領域の透過率が低い（反射率が高い）ことがわかるとともに、緑及び青の領域での透過率が高い（反射率が低い）ことがわかる。

［実施例３］
実施例３は第４実施形態に対応した偏光分離素子の実施例である。
第４実施形態に対応した偏光分離膜の層構成を表４に示す。表４において、第２３層を中心として第一光学部材側と第二光学部材側とで対称構造とされる。設計にあたり、入射角は４５°であり、設計波長は７６０ｎｍである。
［比較例３］
比較例３は実施例３と同じ偏光分離素子であり、光学部材と光学薄膜との間を光硬化型接着剤（商品名ＵＴ２０）で接着固定した従来例である。比較例３の層構成を表５に示す。表５では、クラック発生防止のために、第１１層、第２１層、第２９層、第３７層において酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層としている。従来例の設計にあたり、入射角は４５°であり、設計波長は７６０ｎｍである。

実施例３の分光特性を図２５及び図２６に示す。図２５はＰ偏光における波長と透過率Ｔとの関係を示すものであり、図２６はＳ偏光における波長と透過率Ｔとの関係を示す。これに対して、実施例３に対応した比較例３の分光特性を図２７及び図２８に示す。
図２７はＰ偏光における波長と透過率Ｔとの関係を示すものであり、図２８はＳ偏光における波長と透過率Ｔとの関係を示す。これらの図において、Ａは光軸に対して０°の場合のデータであり、Ｂは光軸に対して−５°の場合のデータであり、Ｃは光軸に対して＋５°の場合のデータである。
図２５及び図２６から、実施例３では、短波長から長波長の領域においてＰ偏光とＳ偏光ともに透過率が高いことがわかる。これに対して、図２７及び図２８から、比較例３では、Ｐ偏光では実施例３と比べて大きな透過率の差が見あたらないが、Ｓ偏光では短波長側領域と長波長側領域とで透過率が著しく低下していることがわかる。つまり、比較例３では、クラック防止のために酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の層を多く用いているので、偏光分離特性が不十分となる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、第一光学部材１１，２１，３１と第二光学部材１２，２２，３２とをガラスから成形したが、本発明では、ガラス以外での材質、例えば、ポリカーボネートやアクリル系等の透明プラスチック材料から第一光学部材１１，２１，３１と第二光学部材１２，２２，３２とを成形するものでもよい。

さらに、前記各実施形態では第一光学部材１１，２１，３１と第二光学部材１２，２２，３２とに、同じ層の薄膜を形成したが、この薄膜の層の割合は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、第一光学部材１１，２１，３１と第二光学部材１２，２２，３２の一方に光学薄膜１３，２３Ｂ，２３Ｒ，３３を全て蒸着等で設け、この光学薄膜１３，２３Ｂ，２３Ｒ，３３の最外層を接合層とし、この接合層で第一光学部材１１，２１と第二光学部材１２，２２の他方に接合する構成としてもよい。この構成では、特に、光学部材と薄膜との線膨張係数が大きく相違しても、両者を接合することができる。
また、本発明では、光学物品を光ピックアップ、液晶プロジェクタ以外の光学装置、例えば、カメラ等に用いることができる。

本発明は、光ピックアップ、液晶プロジェクタ、その他の装置に用いられる光学物品に利用できる。

本発明の第１実施形態の光学物品であるプリズムを示す端面図。 図１の要部拡大断面図。 第１実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図。 第１実施形態におけるプラズマ重合膜の成形手順を説明する概略図。 第１実施形態における貼合工程を説明する概略図。 本発明の第２実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図。 第２実施形態におけるプラズマ重合膜の成形手順を説明する概略図。 第２実施形態における貼合工程を説明する概略図。 第２実施形態における切断工程を説明する概略図。 第２実施形態における切断工程を説明する概略図。 本発明の第３実施形態の光学物品であるクロスプリズムを示す端面図。 図１１の要部拡大断面図。 第３実施形態の製造方法を説明するための概略図。 本発明の第４実施形態の光学物品である偏光分離素子を示す端面図。 図１４の要部拡大断面図。 第４実施形態におけるプラズマ重合膜の成形手順を説明する概略図。 第４実施形態における貼合工程を説明する概略図。 第４実施形態における貼合工程を説明する概略図。 第４実施形態における切断工程を説明する概略図。 第４実施形態における切断工程を説明する概略図。 実施例１と比較例１との透過波面収差を測定した結果を示す図。 実施例１の結果を示すグラフ。 実施例２の結果を示すグラフ。 実施例２の結果を示すグラフ。 実施例３の結果を示すグラフ。 実施例３の結果を示すグラフ。 実施例３に対応する従来例の結果を示すグラフ。 実施例３に対応する従来例の結果を示すグラフ。

符号の説明

１…プリズム（光学物品）、２…クロスプリズム（光学物品）、３…偏光分離素子（光学物品）、１１，２１，３１…第一光学部材、１２，２２，３２…第二光学部材、１３，２３Ｂ，２３Ｒ，３３…光学薄膜（偏光分離膜）、２０…プリズム、３４…反射膜、３５…位相差板、１３１，２３１，３３１…第一薄膜（被接合部）、１３２，２３２，３３２…第二薄膜（被接合部）、１３３，２３３，３３３…接合層、１３３Ｈ，２３３Ｈ，３３３Ｈ…プラズマ重合膜

Claims (10)

1. 第一光学部材と、第二光学部材と、これらの第一光学部材と第二光学部材の間に設けられた光学薄膜とを有する光学物品であって、
   前記光学薄膜は、複数層からなり、かつ前記第一光学部材と前記第二光学部材とを接合する接合層を備え、この接合層は前記第一光学部材側の被接合部と前記第二光学部材側の被接合部とを分子接合するプラズマ重合膜であることを特徴とする光学物品。
2. 請求項１に記載された光学物品において、
   前記光学薄膜は、前記第一光学部材に予め設けられた第一薄膜と、前記第二光学部材に予め設けられた第二薄膜とを備え、前記接合層は、前記前記第一光学部材側の被接合部としての前記第一薄膜と前記第二光学部材側の被接合部としての前記第二薄膜とを分子接合することを特徴とする光学物品。
3. 請求項２に記載された光学物品において、
   前記光学薄膜は異なる材質の層が交互に積層される光学機能膜であり、この光学機能膜の中間に位置する層を前記接合層に置き換えることを特徴とする光学物品。
4. 請求項３に記載された光学物品において、
   前記第一光学部材及び前記第二光学部材はそれぞれ三角柱部材であることを特徴とする光学物品。
5. 請求項３に記載された光学物品において、
   前記第一光学部材と前記第二光学部材とは前記光学機能膜を間に挟んで交互に配置され、隣り合う前記光学機能膜の間であって前記第一光学部材と前記第二光学部材とにはそれぞれ反射膜が設けられ、前記第一光学部材と前記第二光学部材との前記光学機能膜の光射出面側には選択的に位相差板が設けられていることを特徴とする光学物品。
6. 第一光学部材と、第二光学部材と、これらの第一光学部材と第二光学部材の間に設けられた光学薄膜とを有する光学物品を製造する方法であって、
   前記光学薄膜を第一薄膜、第二薄膜及びこれらの第一薄膜と第二薄膜とを接合する接合層に区分けしておき、前記第一薄膜を前記第一光学部材に設け、前記第二薄膜を前記第二光学部材に設ける薄膜形成工程と、
   前記第一光学部材に設けられた前記第一薄膜と前記第二光学部材に設けられた第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成する重合膜形成工程と、
   前記プラズマ重合膜を活性化する表面活性化工程と、
   前記第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて一体化する貼合工程と、を備えたことを特徴とする光学物品の製造方法。
7. 請求項６に記載された光学物品の製造方法において、
   前記第一光学部材と前記第二光学部材とは同じ構成であり、前記第一薄膜と前記第二薄膜とは同じ層構成であることを特徴とする光学物品の製造方法。
8. 請求項７に記載された光学物品の製造方法において、
   前記薄膜形成工程は、前記第一光学部材を成形するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面に前記第一薄膜と前記第二薄膜とをそれぞれ形成するとともに、前記第二光学部材を形成するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面にそれぞれ前記第一薄膜と前記第二薄膜をそれぞれ形成し、
   前記重合膜形成工程は、前記短冊状光学ブロックに形成された前記第一薄膜と前記第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成し、
   前記貼合工程は、前記短冊状光学ブロックを第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせるように複数枚を積層し、
   前記貼合工程で複数枚が積層された前記短冊状光学ブロックを切断して前記第一光学部材と前記第二光学部材との形状となるように成形することを特徴とする光学物品の製造方法。
9. 請求項７に記載された光学物品の製造方法において、
   前記第一光学部材と前記第二光学部材とはそれぞれ端面が直角三角形の柱状部材であり、これらの第一光学部材の一方の斜辺と第二光学部材の一方の斜辺との間に光学薄膜を設けてプリズムを成形するプリズム成形工程と、このプリズム成形工程で成形されたプリズムを２個用意し、これらのプリズムの間に光学薄膜を設けてクロスプリズムを成形するクロスプリズム形成工程とを備え、
   前記プリズム成形工程では、前記第一光学部材の一方の斜辺に前記第一薄膜を設けるとともに、前記第二光学部材の一方の斜辺に前記第二薄膜を設けて薄膜形成工程を実施し、前記第一光学部材に設けられた前記第一薄膜と前記第二光学部材に設けられた第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成して前記重合膜形成工程を実施し、これらのプラズマ重合膜を活性化して前記表面活性化工程を実施し、前記第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて前記貼合工程を実施して端面が直角三角形となる前記プリズムを成形し、
   前記クロスプリズム成形工程では、前記プリズム成形工程で形成された２個の前記プリズムのうち一方のプリズムにおいて、前記第一光学部材の他方の斜辺と前記第二光学部材の他方の斜辺とに連続して前記第一薄膜を設け、かつ、前記プリズム成形工程で形成された２個の前記プリズムのうち他方のプリズムにおいて、前記第一光学部材の他方の斜辺と前記第二光学部材の他方の斜辺とに連続して前記第二薄膜を設けて薄膜形成工程を実施し、前記２個のプリズムのうち一方のプリズムに設けられた前記第一薄膜と他方のプリズムに設けられた第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成して前記重合膜形成工程を実施し、これらのプラズマ重合膜を活性化して前記表面活性化工程を実施し、前記第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて前記貼合工程を実施して端面が正方形となる前記クロスプリズムを成形することを特徴とする光学物品の製造方法。
10. 請求項７に記載された光学物品の製造方法において、
    前記薄膜形成工程は、予め内部に反射膜が設けられ前記第一光学部材を成形するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面に前記第一薄膜と前記第二薄膜とをそれぞれ形成するとともに、予め内部に反射膜が設けられ前記第二光学部材を形成するための短冊状光学ブロックの互いに反対側の面に前記第一薄膜と前記第二薄膜とをそれぞれ形成し、
    前記重合膜形成工程は、前記短冊状光学ブロックに形成された前記第一薄膜と前記短冊状光学ブロックに形成された第二薄膜とにそれぞれにプラズマ重合膜を形成し、
    前記貼合工程は、前記短冊状光学ブロックを第一薄膜に形成された前記プラズマ重合層と、前記第二薄膜に形成された前記プラズマ重合層とを貼り合わせて複数枚積層するとともに前記第一薄膜、前記第二薄膜及びプラズマ重合膜から偏光分離膜を形成し、
    前記貼合工程で複数枚が積層された前記短冊状光学ブロックを前記偏光分離膜と前記反射膜とに交差するように切断して前記第一光学部材と前記第二光学部材を形成し、さらに、前記第一光学部材及び前記第二光学部材の前記偏光分離膜の光射出面側に選択的に位相差板を設けることを特徴とする光学物品の製造方法。

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