JP2003075617A - 反射性素子 - Google Patents
反射性素子Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板とその上に形成された反射層とを有する
例えばミラーのような反射性素子とその製造方法を提供
する。 【解決手段】 本発明によれば、基板５５は少なくとも
一つのシロキシトロピック合金を含み、これをモールド
に注入して反射性素子用の所望の形状を形成する。反射
性素子は熱硬化性材料を含むインターフェース層６５を
含み、熱硬化性材料、例えばエポキシレジンを含むイン
ターフェース層を含み、このインターフェース層６５を
基板５５と反射層７５との間に形成して基板の平滑さを
向上させる。
例えばミラーのような反射性素子とその製造方法を提供
する。 【解決手段】 本発明によれば、基板５５は少なくとも
一つのシロキシトロピック合金を含み、これをモールド
に注入して反射性素子用の所望の形状を形成する。反射
性素子は熱硬化性材料を含むインターフェース層６５を
含み、熱硬化性材料、例えばエポキシレジンを含むイン
ターフェース層を含み、このインターフェース層６５を
基板５５と反射層７５との間に形成して基板の平滑さを
向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自由空間光
学通信システムを含む様々なアプリケーションで用いら
れるミラーに関する。
学通信システムを含む様々なアプリケーションで用いら
れるミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信システムは無線信号の送受信を
行なう。今日まで無線通信システムは、無線（radio f
requency（ＲＦ））スペクトラムで動作するよう設計さ
れていた。無線通信システムの情報担持容量は、無線信
号の周波数（すなわち波長）で決定される。具体的に説
明すると、無線信号の周波数が高く（すなわち波長が短
く）なると、低い周波数信号よりもより大きな情報担持
容量を提供できる。情報担持容量を増加させる需要に応
じて、ある種（例えば都市空間）の無線通信のアプリケ
ーションにおいてはＲＦスペクトラムはすぐに魅力のな
くなることは明らかである。
行なう。今日まで無線通信システムは、無線（radio f
requency（ＲＦ））スペクトラムで動作するよう設計さ
れていた。無線通信システムの情報担持容量は、無線信
号の周波数（すなわち波長）で決定される。具体的に説
明すると、無線信号の周波数が高く（すなわち波長が短
く）なると、低い周波数信号よりもより大きな情報担持
容量を提供できる。情報担持容量を増加させる需要に応
じて、ある種（例えば都市空間）の無線通信のアプリケ
ーションにおいてはＲＦスペクトラムはすぐに魅力のな
くなることは明らかである。
【０００３】無線通信システムの情報担持容量を増加さ
せる様々な手法が開発されている。現在考えられている
手法は、ＲＦスペクトラムの代わりに光学スペクトラム
を用いることである。波長が短くなると、光学信号はＲ
Ｆ無線信号よりもより高いデータ伝送速度（１０Ｇｂ／
ｓの上り方向）をサポートできる。これらのデータ伝送
速度では自由空間光学信号システムは、ＲＦスペクトラ
ムで動作するよう設計された無線通信システムよりもよ
り大きな情報担持容量を提供できる。
せる様々な手法が開発されている。現在考えられている
手法は、ＲＦスペクトラムの代わりに光学スペクトラム
を用いることである。波長が短くなると、光学信号はＲ
Ｆ無線信号よりもより高いデータ伝送速度（１０Ｇｂ／
ｓの上り方向）をサポートできる。これらのデータ伝送
速度では自由空間光学信号システムは、ＲＦスペクトラ
ムで動作するよう設計された無線通信システムよりもよ
り大きな情報担持容量を提供できる。
【０００４】通常自由空間光学通信システムは、少なく
とも１個の送信機器と少なくとも１個の受信機器とを含
む。各送信機器と受信機器は、例えばビルの屋上に配置
されたプラットホーム上に搭載され、自由空間光学信号
の送受信用に障害のないパスを提供している。自由空間
光学通信システムの各ユニットは、送信機器と受信機器
とを光学的にリンク（結合）するため、少なくとも１個
のミラーを含む。具体的に説明すると、送信機器内のミ
ラーは、光ソースからの自由空間光学信号を受信機器内
のミラーに搬送する。そして受信機器内のミラーは、こ
の受信した自由空間光学を光検出器に搬送する。
とも１個の送信機器と少なくとも１個の受信機器とを含
む。各送信機器と受信機器は、例えばビルの屋上に配置
されたプラットホーム上に搭載され、自由空間光学信号
の送受信用に障害のないパスを提供している。自由空間
光学通信システムの各ユニットは、送信機器と受信機器
とを光学的にリンク（結合）するため、少なくとも１個
のミラーを含む。具体的に説明すると、送信機器内のミ
ラーは、光ソースからの自由空間光学信号を受信機器内
のミラーに搬送する。そして受信機器内のミラーは、こ
の受信した自由空間光学を光検出器に搬送する。
【０００５】自由空間光学は、ＲＦ無線信号よりもより
強い方向性を持って（ポイント間）で伝搬する。従っ
て、送信機器と受信機器のミラー間を正確に整合させる
ことが自由空間光学を完全に受領するのに必要である。
しかしこのような正確な整合を達成することは、各機器
は例えばビルの屋上に搭載されるため、環境の状態に依
存する。広い温度範囲（例えば−４０°Ｆ（−４０℃）
から１２０°Ｆ（５０℃））にさらされると、通常安く
製造されたミラーの形状（湾曲度）が変わってくる。か
くしてこのようなミラーを自由空間光学通信システムで
使用するとなると、ミラーを製造し搭載する際に用いら
れる材料の熱膨張係数（coefficient ofthermalexpans
ion （ＣＴＥ））が十分に互いに適合しないため、整
合が正確でなくなる。
強い方向性を持って（ポイント間）で伝搬する。従っ
て、送信機器と受信機器のミラー間を正確に整合させる
ことが自由空間光学を完全に受領するのに必要である。
しかしこのような正確な整合を達成することは、各機器
は例えばビルの屋上に搭載されるため、環境の状態に依
存する。広い温度範囲（例えば−４０°Ｆ（−４０℃）
から１２０°Ｆ（５０℃））にさらされると、通常安く
製造されたミラーの形状（湾曲度）が変わってくる。か
くしてこのようなミラーを自由空間光学通信システムで
使用するとなると、ミラーを製造し搭載する際に用いら
れる材料の熱膨張係数（coefficient ofthermalexpans
ion （ＣＴＥ））が十分に互いに適合しないため、整
合が正確でなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の欠点に鑑みる
と、自由空間光学通信システムで用いられるミラーは、
高光学品質の構成要素の製造に必要とされる公知の製造
技術で製造しなければならなかった。このようなプロセ
ス技術は、バルクの金属製基板の表面を機械加工するこ
とを含む。これらのプロセス技術を用いて製造されたミ
ラーは正確な形状（例えば構造的な一体性）を保持し、
かくして広い温度範囲にさらされてもその正確な整合を
維持する。しかしバルク金属製基板の表面を機械加工す
ることは時間のかかる手順であり、ミラーを製造するの
に非常に高価となる。
と、自由空間光学通信システムで用いられるミラーは、
高光学品質の構成要素の製造に必要とされる公知の製造
技術で製造しなければならなかった。このようなプロセ
ス技術は、バルクの金属製基板の表面を機械加工するこ
とを含む。これらのプロセス技術を用いて製造されたミ
ラーは正確な形状（例えば構造的な一体性）を保持し、
かくして広い温度範囲にさらされてもその正確な整合を
維持する。しかしバルク金属製基板の表面を機械加工す
ることは時間のかかる手順であり、ミラーを製造するの
に非常に高価となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、高光学品質の
反射性素子例えばミラーを短時間かつ安価に製造する方
法である。具体的に説明すると本発明によれば、広い温
度範囲にさらされても反射性素子が正確な形状を維持で
きる。本発明の一態様によれば、反射性素子はシキソト
ロピック合金製基板（thixotropic metal alloy）上
に形成された反射性層を含む。本発明の目的のために
は、溶融状態以下かつ固体状態以上の特定の温度でシキ
ソトロッピク合金は、スラリー形態（例えば半固体状、
あるいは軟質状態）をとる。具体的に説明すると、シキ
ソトロッピク合金製基板は、キャスティングステップ、
モールディングステップ、又は注入−モールディングス
テップを用いて形成され、さらに又例えばモールド内で
シキソトロッピク合金を冷却する、すなわち固体状にし
て整形するステップを含む。
反射性素子例えばミラーを短時間かつ安価に製造する方
法である。具体的に説明すると本発明によれば、広い温
度範囲にさらされても反射性素子が正確な形状を維持で
きる。本発明の一態様によれば、反射性素子はシキソト
ロピック合金製基板（thixotropic metal alloy）上
に形成された反射性層を含む。本発明の目的のために
は、溶融状態以下かつ固体状態以上の特定の温度でシキ
ソトロッピク合金は、スラリー形態（例えば半固体状、
あるいは軟質状態）をとる。具体的に説明すると、シキ
ソトロッピク合金製基板は、キャスティングステップ、
モールディングステップ、又は注入−モールディングス
テップを用いて形成され、さらに又例えばモールド内で
シキソトロッピク合金を冷却する、すなわち固体状にし
て整形するステップを含む。
【０００８】本発明の他の態様によれば、本発明の反射
性素子は、注入−モールドで基板上に形成された反射層
を含む。本明細書において、注入−モールドされた基板
は、注入−モールド内で整形され、冷却され、又は固体
状態にされたシキソトロッピク合金をを含む。シキソト
ロッピク系の金属製基板を形成する一つのプロセスはTh
ixomolding（登録商標）であり、この方法はマグネシウ
ムを含むシキソトロッピク合金をスラリー形態で注入−
モールドする。
性素子は、注入−モールドで基板上に形成された反射層
を含む。本明細書において、注入−モールドされた基板
は、注入−モールド内で整形され、冷却され、又は固体
状態にされたシキソトロッピク合金をを含む。シキソト
ロッピク系の金属製基板を形成する一つのプロセスはTh
ixomolding（登録商標）であり、この方法はマグネシウ
ムを含むシキソトロッピク合金をスラリー形態で注入−
モールドする。
【０００９】シキソトロッピク金属製合金を有するミラ
ーは、通常安い方法で製造したミラーよりも広い温度範
囲にわたって正確な形状を維持できることを見いだされ
た。本発明の一実施例においては、本発明のミラーはモ
ールド内に注入されたシキソトロッピク合金スラリーを
整形し冷却する、すなわち個体状にしてその後その上に
反射層を形成することにより形成される。好ましいこと
に、このアプローチは高光学品質の構成要素を製造する
機械加工プロセスよりも短時間かつ安くできる。
ーは、通常安い方法で製造したミラーよりも広い温度範
囲にわたって正確な形状を維持できることを見いだされ
た。本発明の一実施例においては、本発明のミラーはモ
ールド内に注入されたシキソトロッピク合金スラリーを
整形し冷却する、すなわち個体状にしてその後その上に
反射層を形成することにより形成される。好ましいこと
に、このアプローチは高光学品質の構成要素を製造する
機械加工プロセスよりも短時間かつ安くできる。
【００１０】キャストされ、モールドされ、すなわち注
入−モールドされたシキソトロッピク合金製ミラーの表
面の平坦さは、あるアプリケーションに対しては十分な
ものではないことも見いだされている。具体的にはシキ
ソトロッピク合金を注入−モールドして基板を形成する
ことは、１μmよりも大きな凹凸が形成される。この微
細な凹凸は、例えば基板の表面に沿った裂け目、ディボ
ット、孔とバンプを含む。
入−モールドされたシキソトロッピク合金製ミラーの表
面の平坦さは、あるアプリケーションに対しては十分な
ものではないことも見いだされている。具体的にはシキ
ソトロッピク合金を注入−モールドして基板を形成する
ことは、１μmよりも大きな凹凸が形成される。この微
細な凹凸は、例えば基板の表面に沿った裂け目、ディボ
ット、孔とバンプを含む。
【００１１】本発明によれば、キャストされ、モールド
され、あるいは注入−モールドされたシキソトロッピク
合金製基板の平坦さは、基板と反射層との間に重合体
（ポリマー）製インターフェース層（polymeric inter
face）を組み込むことにより改善される。重合体インタ
ーフェース層は、疑似コンフォーマルコーティング層と
して機能する。
され、あるいは注入−モールドされたシキソトロッピク
合金製基板の平坦さは、基板と反射層との間に重合体
（ポリマー）製インターフェース層（polymeric inter
face）を組み込むことにより改善される。重合体インタ
ーフェース層は、疑似コンフォーマルコーティング層と
して機能する。
【００１２】本発明の目的においては、「疑似コンフォ
ーマル」とは、基板が湾曲している場合には基板の湾曲
度に合う（沿って湾曲する）が、基板の表面に沿った、
特定のサイズ以上の裂け目、ディボット、孔又はバンプ
に対してはコンフォームすることのない反射層に対し平
滑な表面を提供することを意味する。基板の表面に沿っ
て許される微細な凹凸の大きさは、反射素子により反射
されるべき電磁エネルギーの波長の関数である。具体的
には、本発明のミラーの基板の表面は、信号の波長
（λ）の±１／４以上の微細な凹凸があってはならな
い。例えば、１．３μｍ〜１．６μｍの間の広帯域の通
信スペクトラム範囲における光学信号の波長の場合に
は、本発明のミラーの基板の表面は、０．５μｍ以上の
凹凸があってはならない。しかし広帯域の通信スペクト
ラム範囲以上の領域における波長に対しては、本発明の
ミラーの基板の表面は０．３μｍ以上（もしくはこれ以
下）の凹凸があってはならない。
ーマル」とは、基板が湾曲している場合には基板の湾曲
度に合う（沿って湾曲する）が、基板の表面に沿った、
特定のサイズ以上の裂け目、ディボット、孔又はバンプ
に対してはコンフォームすることのない反射層に対し平
滑な表面を提供することを意味する。基板の表面に沿っ
て許される微細な凹凸の大きさは、反射素子により反射
されるべき電磁エネルギーの波長の関数である。具体的
には、本発明のミラーの基板の表面は、信号の波長
（λ）の±１／４以上の微細な凹凸があってはならな
い。例えば、１．３μｍ〜１．６μｍの間の広帯域の通
信スペクトラム範囲における光学信号の波長の場合に
は、本発明のミラーの基板の表面は、０．５μｍ以上の
凹凸があってはならない。しかし広帯域の通信スペクト
ラム範囲以上の領域における波長に対しては、本発明の
ミラーの基板の表面は０．３μｍ以上（もしくはこれ以
下）の凹凸があってはならない。
【００１３】重合体インターフェース層は熱硬化性材
料、例えばエポキシレジンを含む。重合体インターフェ
ース層を組み込むことにより、基板の表面は光学信号の
波長（λ）の±１／４よりも大きな凹凸がなくなる。
料、例えばエポキシレジンを含む。重合体インターフェ
ース層を組み込むことにより、基板の表面は光学信号の
波長（λ）の±１／４よりも大きな凹凸がなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】従来の高光学品質の素子を形成す
る方法は、バルクの金属製基板を機械加工し、その後バ
ルクの金属製基板の表面を研磨していた。この技術によ
り製造されたミラーの正確な形状は、広い温度範囲にわ
たって露出されても維持されていた。従ってバルクの金
属製基板の表面を機械加工することは、自由空間光学通
信システムで用いられるミラーを製造する魅力的な技術
であった。
る方法は、バルクの金属製基板を機械加工し、その後バ
ルクの金属製基板の表面を研磨していた。この技術によ
り製造されたミラーの正確な形状は、広い温度範囲にわ
たって露出されても維持されていた。従ってバルクの金
属製基板の表面を機械加工することは、自由空間光学通
信システムで用いられるミラーを製造する魅力的な技術
であった。
【００１５】しかしバルクの金属製基板の表面を正確に
機械加工することは時間がかかり、かなりのコストが高
光学品質のミラーの製造コストに加わることになる。か
くしてこのようなミラーを製造するたくさんのプロセス
技術が開発されている。製造コストを下げながら、これ
らの代わりのプロセスでは、広い温度範囲にさらされた
ときでも、その正確な形状を維持できる高光学品質のミ
ラーを製造することはできなかった。
機械加工することは時間がかかり、かなりのコストが高
光学品質のミラーの製造コストに加わることになる。か
くしてこのようなミラーを製造するたくさんのプロセス
技術が開発されている。製造コストを下げながら、これ
らの代わりのプロセスでは、広い温度範囲にさらされた
ときでも、その正確な形状を維持できる高光学品質のミ
ラーを製造することはできなかった。
【００１６】図１に反射性素子１０を示す。反射性素子
１０は、例えば自由空間光学信号のような電磁エネルギ
ーを反射する。本発明の一実施例においては、反射性素
子１０はミラーである。
１０は、例えば自由空間光学信号のような電磁エネルギ
ーを反射する。本発明の一実施例においては、反射性素
子１０はミラーである。
【００１７】設計によっては反射性素子１０は、広い温
度範囲にさらされても正確な形状を維持できる。そのた
め反射性素子１０は基板１５を含む。基板１５は、少な
くとも一つのシキソトロッピク合金を含む。シキソトロ
ッピク合金は、Ｍｇ合金を含む。しかし例えばＡｌ合
金、Ｚｎ合金もシキソトロッピク合金として用いること
ができる。プラスチックあるいは他のレジンのようにモ
ールド可能でありながら、シキソトロッピク合金から形
成されたものは熱的安定性が高く、例えば広い温度範囲
にわたってその正確な形状を維持する。基板１５の正確
な形状をさらに維持するために支持手段２０を基板１５
の底表面に形成してもよい。支持手段２０は、様々な異
なる素子、例えば複数のリブにより実現される。
度範囲にさらされても正確な形状を維持できる。そのた
め反射性素子１０は基板１５を含む。基板１５は、少な
くとも一つのシキソトロッピク合金を含む。シキソトロ
ッピク合金は、Ｍｇ合金を含む。しかし例えばＡｌ合
金、Ｚｎ合金もシキソトロッピク合金として用いること
ができる。プラスチックあるいは他のレジンのようにモ
ールド可能でありながら、シキソトロッピク合金から形
成されたものは熱的安定性が高く、例えば広い温度範囲
にわたってその正確な形状を維持する。基板１５の正確
な形状をさらに維持するために支持手段２０を基板１５
の底表面に形成してもよい。支持手段２０は、様々な異
なる素子、例えば複数のリブにより実現される。
【００１８】基板１５は、注入−モールドステップを実
行することにより形成される。本明細書においては、シ
キソトロッピク合金は、スラリー形状でモールド内に注
入される。モールドは例えばパラボラ形状を含む所望の
形状を含む。その後注入されたシキソトロッピク合金
は、モールド内で整形され冷却され固体化されて、基板
１５を形成する。
行することにより形成される。本明細書においては、シ
キソトロッピク合金は、スラリー形状でモールド内に注
入される。モールドは例えばパラボラ形状を含む所望の
形状を含む。その後注入されたシキソトロッピク合金
は、モールド内で整形され冷却され固体化されて、基板
１５を形成する。
【００１９】Ｍｇ合金は、基板１５を形成した後時間が
経過すると劣化することがある。シキソトロッピクＭｇ
合金から形成された基板１５の表面品質を維持するため
に、表面保護層（図示せず）、あるいはインターフェイ
シャル層を基板１５の表面に形成してもよい。このイン
ターフェイシャル層はメッキによりニッケルを含んでも
よい。
経過すると劣化することがある。シキソトロッピクＭｇ
合金から形成された基板１５の表面品質を維持するため
に、表面保護層（図示せず）、あるいはインターフェイ
シャル層を基板１５の表面に形成してもよい。このイン
ターフェイシャル層はメッキによりニッケルを含んでも
よい。
【００２０】反射性素子１０は、また赤外線（ＩＲ）ス
ペクトラムの光学信号のような電磁エネルギーを反射す
る反射層２５を有する。図に示すように反射層２５は基
板１５上に形成される。反射層２５は、様々な方法例え
ば基板１５上に反射性金属を蒸着することにより形成で
きる。選択された反射性金属は、様々なファクター、例
えば反射性素子１０により反射されるべき電磁エネルギ
ーの波長に依存する。本発明の一実施例においては反射
性金属は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌの内の少なくとも一種類の
金属を含み、これにより広帯域の通信スペクトラムの光
学信号、例えば赤外線ＩＲスペクトラムに対し高い反射
率を提供する。反射性素子１０は、保護コーティング層
を有し、反射層２５に対する腐食あるいは傷による損傷
から保護するが、このような技術は望遠鏡で用いられる
ミラーでも採用されている。保護コーティングの材料
は、反射性金属よりも堅い材料を含む透明なコーティン
グ用材料で、例えばポリマー、窒化物である。透明なコ
ーティング層は蒸着により形成される。
ペクトラムの光学信号のような電磁エネルギーを反射す
る反射層２５を有する。図に示すように反射層２５は基
板１５上に形成される。反射層２５は、様々な方法例え
ば基板１５上に反射性金属を蒸着することにより形成で
きる。選択された反射性金属は、様々なファクター、例
えば反射性素子１０により反射されるべき電磁エネルギ
ーの波長に依存する。本発明の一実施例においては反射
性金属は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌの内の少なくとも一種類の
金属を含み、これにより広帯域の通信スペクトラムの光
学信号、例えば赤外線ＩＲスペクトラムに対し高い反射
率を提供する。反射性素子１０は、保護コーティング層
を有し、反射層２５に対する腐食あるいは傷による損傷
から保護するが、このような技術は望遠鏡で用いられる
ミラーでも採用されている。保護コーティングの材料
は、反射性金属よりも堅い材料を含む透明なコーティン
グ用材料で、例えばポリマー、窒化物である。透明なコ
ーティング層は蒸着により形成される。
【００２１】基板１５は、注入−モールドで形成されて
いるために、反射性素子１０の表面の平滑さはある種の
アプリケーションにとっては十分なものではない。注入
−モールド工法は、比較的安価なプロセスであるが、意
図したモールドを形どる正確さは様々な変数により制限
される。具体的には反射層２５が形成される基板１５の
表面は、微細な凹凸を有すると予想するのが一般的であ
る。微細な凹凸は、例えば基板１５の表面沿った裂け
目、ディボット、孔あるいはバンプを含む。基板１５の
表面に沿った微細な凹凸は、反射性素子１０による反射
光をひずませる。ＩＲスペクトラムの光学信号にとって
は、この大きさの凹凸は反射性素子１０の性能を落とし
てしまう。従って来入するＩＲ光学信号の反射のひずみ
を最小にするために、反射された光学信号の波長（λ）
の±１／４よりも大きな凹凸のない反射表面を有するの
がよい、安くかつ高光学品質の反射素子の必要性が求め
らている。反射性素子１０と同様に、このような安くか
つ高光学品質の反射素子は、広い温度範囲にさらされて
も正確な形状を維持する。ミラーとその搭載物（図示せ
ず）の材料の熱膨張係数は極めて一致しておりその結果
膨張差により引き起こされる形状の変化を回避してい
る。
いるために、反射性素子１０の表面の平滑さはある種の
アプリケーションにとっては十分なものではない。注入
−モールド工法は、比較的安価なプロセスであるが、意
図したモールドを形どる正確さは様々な変数により制限
される。具体的には反射層２５が形成される基板１５の
表面は、微細な凹凸を有すると予想するのが一般的であ
る。微細な凹凸は、例えば基板１５の表面沿った裂け
目、ディボット、孔あるいはバンプを含む。基板１５の
表面に沿った微細な凹凸は、反射性素子１０による反射
光をひずませる。ＩＲスペクトラムの光学信号にとって
は、この大きさの凹凸は反射性素子１０の性能を落とし
てしまう。従って来入するＩＲ光学信号の反射のひずみ
を最小にするために、反射された光学信号の波長（λ）
の±１／４よりも大きな凹凸のない反射表面を有するの
がよい、安くかつ高光学品質の反射素子の必要性が求め
らている。反射性素子１０と同様に、このような安くか
つ高光学品質の反射素子は、広い温度範囲にさらされて
も正確な形状を維持する。ミラーとその搭載物（図示せ
ず）の材料の熱膨張係数は極めて一致しておりその結果
膨張差により引き起こされる形状の変化を回避してい
る。
【００２２】図２には安価でかつ高光学品質のミラー５
０を示す。ミラー５０は、反射された反射光学信号の波
長（λ）の±１／４よりも大きな凹凸がない反射表面を
有する。凹凸を反射された光学信号の波長（λ）の±１
／４以下の大きさに押さえることにより、ＩＲスペクト
ラムの来入した自由空間光学信号の反射に関連するひず
みは無視できる。
０を示す。ミラー５０は、反射された反射光学信号の波
長（λ）の±１／４よりも大きな凹凸がない反射表面を
有する。凹凸を反射された光学信号の波長（λ）の±１
／４以下の大きさに押さえることにより、ＩＲスペクト
ラムの来入した自由空間光学信号の反射に関連するひず
みは無視できる。
【００２３】ミラー５０は、図２の反射性素子１０と同
様に広い温度範囲にさらされても正確な形状を維持す
る。ミラー５０は、少なくとも一つのシキソトロッピク
合金、例えばＡｌ合金、Ｍｇ合金、Ｚｎ合金から形成さ
れる。基板５５は、スラリー形態でシキソトロッピク合
金をモールド内に注入することにより形成される。モー
ルドは、所望の形状、例えばパラボラ形状を含む。その
後注入されたシキソトロッピク合金をモールド内で整形
し、冷却し、固体状にして基板５５を形成する。
様に広い温度範囲にさらされても正確な形状を維持す
る。ミラー５０は、少なくとも一つのシキソトロッピク
合金、例えばＡｌ合金、Ｍｇ合金、Ｚｎ合金から形成さ
れる。基板５５は、スラリー形態でシキソトロッピク合
金をモールド内に注入することにより形成される。モー
ルドは、所望の形状、例えばパラボラ形状を含む。その
後注入されたシキソトロッピク合金をモールド内で整形
し、冷却し、固体状にして基板５５を形成する。
【００２４】反射された光学信号の波長（λ）の±１／
４よりも大きな凹凸のない基板５５上に反射表面を形成
するために、ミラー５０は重合体（ポリマー）インター
フェース層６５を含む。重合体インターフェース層６５
は、基板５５の表面上にコーティングを提供する。具体
的に説明すると、重合体インターフェース層６５は基板
５５の表面上の疑似コンフォーマルコーティング層であ
る。
４よりも大きな凹凸のない基板５５上に反射表面を形成
するために、ミラー５０は重合体（ポリマー）インター
フェース層６５を含む。重合体インターフェース層６５
は、基板５５の表面上にコーティングを提供する。具体
的に説明すると、重合体インターフェース層６５は基板
５５の表面上の疑似コンフォーマルコーティング層であ
る。
【００２５】様々な材料が重合体インターフェース層６
５用に用いられる。本発明の一実施例においては、重合
体インターフェース層６５は、熱硬化性材料、例えばエ
ポキシレジンを含む。好ましいことに熱硬化性材料は、
基板５５への接着を容易にするような十分な結合特性を
有する。
５用に用いられる。本発明の一実施例においては、重合
体インターフェース層６５は、熱硬化性材料、例えばエ
ポキシレジンを含む。好ましいことに熱硬化性材料は、
基板５５への接着を容易にするような十分な結合特性を
有する。
【００２６】重合体インターフェース層６５は、十分薄
く、そのため熱膨張係数の適合性に関する問題を回避で
きる。重合体インターフェース層６５は、様々な技術を
用いて形成される。あるアプローチにおいては、重合体
インターフェース層６５は圧縮モールドプロセスにより
形成される。本明細書において重合体インターフェース
層６５は、直径が３〜１２インチ（７．５〜３０ｃｍ）
の間の基板５５に対しては１０μｍの薄さである。別な
アプローチにおいては重合体インターフェース層６５
は、トランスファーレジンモールドプロセスにより形成
される。直径が３〜１２インチの間の基板５５に対して
は、重合体インターフェース層６５は、５０μｍと１０
０μｍの間の厚さを有する。流体プレポリマーレジンか
らのキャスティングは、高い精度の再生（high precis
ion replication）を可能とするために公知である。
く、そのため熱膨張係数の適合性に関する問題を回避で
きる。重合体インターフェース層６５は、様々な技術を
用いて形成される。あるアプローチにおいては、重合体
インターフェース層６５は圧縮モールドプロセスにより
形成される。本明細書において重合体インターフェース
層６５は、直径が３〜１２インチ（７．５〜３０ｃｍ）
の間の基板５５に対しては１０μｍの薄さである。別な
アプローチにおいては重合体インターフェース層６５
は、トランスファーレジンモールドプロセスにより形成
される。直径が３〜１２インチの間の基板５５に対して
は、重合体インターフェース層６５は、５０μｍと１０
０μｍの間の厚さを有する。流体プレポリマーレジンか
らのキャスティングは、高い精度の再生（high precis
ion replication）を可能とするために公知である。
【００２７】キャスティングされ、モールドされ、注入
−モールドされたシキソトロッピク合金は、あるいは他
のレジンよりも高い熱的安定性を提供し、広い温度範囲
にわたって正確な形状を維持する。基板５５の正確な形
状をさらに維持するために支持手段６０を基板５５の底
部表面に形成するとよい。支持手段６０は様々な素子、
例えば複数のリブにより実現される。
−モールドされたシキソトロッピク合金は、あるいは他
のレジンよりも高い熱的安定性を提供し、広い温度範囲
にわたって正確な形状を維持する。基板５５の正確な形
状をさらに維持するために支持手段６０を基板５５の底
部表面に形成するとよい。支持手段６０は様々な素子、
例えば複数のリブにより実現される。
【００２８】ミラー５０は、電磁エネルギー、例えば赤
外線（ＩＲ）スペクトラムの光学信号を反射する反射層
７５を有する。反射層７５は、様々な方法例えば基板５
５の上に反射性金属を蒸着することにより形成される。
選択された反射性金属は、様々なファクター、例えば基
板５５により反射されるべき電磁エネルギーの波長に依
存する。本発明の一実施例においては、反射性金属は、
Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを含み、これらは赤外線スペクトラム
の光学信号の高い反射性を与える。反射性素子１０と同
様にミラー５０は、反射層７５の腐食／傷を防止するた
めに保護用のオーバーコートを含む。
外線（ＩＲ）スペクトラムの光学信号を反射する反射層
７５を有する。反射層７５は、様々な方法例えば基板５
５の上に反射性金属を蒸着することにより形成される。
選択された反射性金属は、様々なファクター、例えば基
板５５により反射されるべき電磁エネルギーの波長に依
存する。本発明の一実施例においては、反射性金属は、
Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを含み、これらは赤外線スペクトラム
の光学信号の高い反射性を与える。反射性素子１０と同
様にミラー５０は、反射層７５の腐食／傷を防止するた
めに保護用のオーバーコートを含む。
【００２９】図３ａには反射性素子を製造する方法のフ
ローチャートを示す。本発明の方法は、スラリー形状の
少なくとも１個のキシトロッピック合金をモールド内に
注入することにより基板を形成するステップ１０５を含
む。キシトロッピック合金は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎの少な
くとも１種類を含む。基板の形成は、注入されたキシト
ロッピック合金スラリーがモールド内で整形され、冷却
され、固体化した後完了する。
ローチャートを示す。本発明の方法は、スラリー形状の
少なくとも１個のキシトロッピック合金をモールド内に
注入することにより基板を形成するステップ１０５を含
む。キシトロッピック合金は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎの少な
くとも１種類を含む。基板の形成は、注入されたキシト
ロッピック合金スラリーがモールド内で整形され、冷却
され、固体化した後完了する。
【００３０】形成された基板において、反射層を形成す
るステップ１１５を実行することにより反射素子が形成
される。しかし反射層が形成される基板の表面の平滑さ
は、反射された光学信号の波長（λ）の±１／４以上の
凹凸があるため、関心を払う必要がある。ここで基板上
に重合体インターフェース層を形成するステップ１１０
を、反射層を形成するステップ１１５前に実行する。上
記したように重合体（ポリマー製）インターフェース層
は、基板の表面上に疑似コンフォーマルなコーティング
を提供し、基板の表面の平滑さを増す。重合体インター
フェース層は熱硬化材料例えばエポキシレジンを含み、
基板の表面への接着を良好にする。
るステップ１１５を実行することにより反射素子が形成
される。しかし反射層が形成される基板の表面の平滑さ
は、反射された光学信号の波長（λ）の±１／４以上の
凹凸があるため、関心を払う必要がある。ここで基板上
に重合体インターフェース層を形成するステップ１１０
を、反射層を形成するステップ１１５前に実行する。上
記したように重合体（ポリマー製）インターフェース層
は、基板の表面上に疑似コンフォーマルなコーティング
を提供し、基板の表面の平滑さを増す。重合体インター
フェース層は熱硬化材料例えばエポキシレジンを含み、
基板の表面への接着を良好にする。
【００３１】重合体インターフェース層が形成される
と、反射層を形成するステップ１１５が実行される。こ
のステップは反射性金属を蒸着して、重合体インターフ
ェース層の上に反射層を形成する。本発明の一実施例に
おいては、反射性金属は、Ａｕ、Ａｇ、又はＡｌで、赤
外線ＩＲスペクトラムの光学信号の高い反射率を与え
る。その後保護用オーバーコートは反射層の上に形成さ
れて、腐食や傷による損傷を防いでいる。保護用オーバ
ーコートは、反射性金属（例えばポリマー、窒化物）よ
りも硬い材料を含む透明なコートである。この透明なコ
ートは蒸着により形成される。
と、反射層を形成するステップ１１５が実行される。こ
のステップは反射性金属を蒸着して、重合体インターフ
ェース層の上に反射層を形成する。本発明の一実施例に
おいては、反射性金属は、Ａｕ、Ａｇ、又はＡｌで、赤
外線ＩＲスペクトラムの光学信号の高い反射率を与え
る。その後保護用オーバーコートは反射層の上に形成さ
れて、腐食や傷による損傷を防いでいる。保護用オーバ
ーコートは、反射性金属（例えばポリマー、窒化物）よ
りも硬い材料を含む透明なコートである。この透明なコ
ートは蒸着により形成される。
【００３２】図３ｂにおいて反射素子を形成する方法の
フローチャートを示す。具体的に説明すると、図３ａの
基板上に重合体インターフェース層を形成するステップ
１１０を実行する方法を示す。最初に基板の表面にプレ
ポリマーを塗布するステップ１２０を実行する。上記し
たようにこのプレポリマーは、熱硬化性材料例えばエポ
キシレジンに対する流体プレカーサ（fluid precurso
r）を含む。プレポリマーが基板の表面上に塗布された
ステップ１２０の後、プレポリマーの上にインターフェ
ースモールドを押しつけるステップ１２５を実行する。
ステップ１２５を実行することにより、プレポリマーの
厚さは基板の表面にわたってより均一となり、信号の波
長（λ）の±１／４を越える凹凸がない表面が提供でき
る。プレポリマーの厚さは、１０μm以下でこれにより
熱膨張係数のミスマッチの問題を回避できる。
フローチャートを示す。具体的に説明すると、図３ａの
基板上に重合体インターフェース層を形成するステップ
１１０を実行する方法を示す。最初に基板の表面にプレ
ポリマーを塗布するステップ１２０を実行する。上記し
たようにこのプレポリマーは、熱硬化性材料例えばエポ
キシレジンに対する流体プレカーサ（fluid precurso
r）を含む。プレポリマーが基板の表面上に塗布された
ステップ１２０の後、プレポリマーの上にインターフェ
ースモールドを押しつけるステップ１２５を実行する。
ステップ１２５を実行することにより、プレポリマーの
厚さは基板の表面にわたってより均一となり、信号の波
長（λ）の±１／４を越える凹凸がない表面が提供でき
る。プレポリマーの厚さは、１０μm以下でこれにより
熱膨張係数のミスマッチの問題を回避できる。
【００３３】本発明の一実施例においては、この方法に
より形成されたミラーはパラボラ形状を有する。かくし
てプレポリマーが湾曲した基板の表面上に形成される。
従ってインターフェースモールドは湾曲し、基板の表面
の湾曲の半径とほぼ同一の半径を有する。
より形成されたミラーはパラボラ形状を有する。かくし
てプレポリマーが湾曲した基板の表面上に形成される。
従ってインターフェースモールドは湾曲し、基板の表面
の湾曲の半径とほぼ同一の半径を有する。
【００３４】ステップ１２５が終了すると、基板の表面
上に塗布され押しつけられたプレポリマーを硬化するス
テップ１３０が行なわれる。プレポリマーは、１５０−
２００℃で硬くなる。プレポリマーを硬化することによ
り、安定した熱硬化性ポリマーインターフェース層が基
板上に形成される。ポリマーインターフェース層は、疑
似コンフォーマルで、その結果基板の表面は自由空間光
学通信に適したものとなる。従って、反射性表面は反射
光学信号の波長（λ）の±１／４以上の凹凸はない。
上に塗布され押しつけられたプレポリマーを硬化するス
テップ１３０が行なわれる。プレポリマーは、１５０−
２００℃で硬くなる。プレポリマーを硬化することによ
り、安定した熱硬化性ポリマーインターフェース層が基
板上に形成される。ポリマーインターフェース層は、疑
似コンフォーマルで、その結果基板の表面は自由空間光
学通信に適したものとなる。従って、反射性表面は反射
光学信号の波長（λ）の±１／４以上の凹凸はない。
【００３５】ポリマーインターフェース層が基板の表面
上に形成されると、反射層を形成するステップ１４０を
実行する。上記したように、反射層は、反射性金属をポ
リマー製インターフェース層上に蒸着することにより形
成される。本発明の一実施例においては、反射性金属
は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを含み赤外線ＩＲスペクトラムの
光学信号に対し高い反射率を与える。
上に形成されると、反射層を形成するステップ１４０を
実行する。上記したように、反射層は、反射性金属をポ
リマー製インターフェース層上に蒸着することにより形
成される。本発明の一実施例においては、反射性金属
は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを含み赤外線ＩＲスペクトラムの
光学信号に対し高い反射率を与える。
【００３６】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を
制限するよう解釈されるべきではない。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を
制限するよう解釈されるべきではない。
【図１】（ａ） 本発明の一実施例の断面図
（ｂ） 本発明の一実施例の斜視図
【図２】（ａ） 本発明の実験例の断面図
（ｂ） 本発明の実験例の斜視図
【図３】（ａ）（ｂ）本発明の反射素子を製造する方法
を表すフローチャート図
を表すフローチャート図
１０ 反射性素子
１５ 基板
２０ 支持手段
２５ 反射層
５０ ミラー
５５ 基板
６０ 支持手段
６５ 重合体インターフェース層
７５ 反射層
１０５ 基板を形成する
１１０ 基板上に重合体インターフェース層を形成する
１１５ 反射層を形成する
１２０ 基板の表面上にプレポリマーを塗布する
１２５ プレポリマー上にインターフェースモールドを
押しつける １３０ プレポリマーを固化する １４０ 反射層を形成する
押しつける １３０ プレポリマーを固化する １４０ 反射層を形成する
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２２Ｄ 25/02 Ｂ２２Ｄ 25/02 Ａ
(71)出願人 596077259
600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ,
Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ
ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.
(72)発明者 エドウィン アーサー チャンドラス
アメリカ合衆国、07974 ニュージャージ
ー州、マレー ヒル、ハンタードン ブー
ルバード 14
(72)発明者 ジョン デイビット ウェルド
アメリカ合衆国、07852 ニュージャージ
ー州、レッジウッド、エリオット コート
８
Ｆターム(参考） 2H042 DA02 DA04 DA05 DA10 DA14
DA16 DB02 DC08 DE00
Claims (10)
- 【請求項１】 （Ａ）整形したシキソトロピック合金製
基板（５５）と、 （Ｂ） 前記基板（５５）上に形成され、電磁エネルギ
ーを反射する反射層（７５）とを有することを特徴とす
る反射性素子。 - 【請求項２】 （Ｃ）前記基板（５５）と反射層（７
５）との間に形成された重合体インターフェース層（６
５）をさらに有し、基板の表面の平滑さを向上させるこ
とを特徴とする請求項１記載の反射性素子。 - 【請求項３】 前記基板（５５）の表面は、反射される
電磁エネルギーの波長λの±１／４以上の凹凸がないこ
とを特徴とする請求項２記載の反射性素子。 - 【請求項４】 前記（Ｃ）の重合体インターフェース層
（６５）は熱硬化性材料を含むことを特徴とする請求項
２記載の反射性素子。 - 【請求項５】 前記シキソトロピック合金は、Ｚｎ、Ａ
ｌ，Ｍｇの内の少なくとも一種類を含み、 前記反射層（７５）の材料は、Ａｕ，Ａｇ、Ａｌの内の
少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１記載
反射性素子。 - 【請求項６】 前記（Ｂ）反射層（７５）は、表面保護
層を含むことを特徴とする請求項１記載の反射性素子。 - 【請求項７】 前記（Ａ）基板（７５）は、基板の完全
性を向上させる支持手段（６０）を含むことを特徴とす
る請求項１記載の反射性素子。 - 【請求項８】 （Ａ）少なくとも一つのシキソトロピッ
ク合金を含む、注入−モールドで形成された基板と、 （Ｂ） 前記基板上に形成され光学エネルギーを反射す
る反射層と、 （Ｃ） 前記基板と反射層との間に形成され、基板の表
面の平滑さを向上させる重合体インターフェース層とを
有し、 前記基板の表面の平滑さは、反射された光学エネルギー
の波長の±１／４以上の凹凸がなく、 前記シキソトロピック合金は、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇの内の
少なくとも一種類を含み、 前記重合体インターフェース表面は、熱硬化材料を含
み、 前記反射層は、Ａｕ，Ａｇ、Ａｌの少なくとも一種類を
含むことを特徴とするミラー。 - 【請求項９】 （Ａ）整形したシキソトロピック合金を
含む反射層を形成するステップを含み、 前記（Ａ）ステップは、 （Ａ１） 前記シキソトロピック合金のスラリーをモー
ルド内に注入することにより基板を形成するステップを
有することを特徴とする反射層を形成する方法。 - 【請求項１０】 前記（Ａ１）のステップは （Ａ１１） 前記基板上に、重合体インターフェース層
を形成するステップを有し、その結果反射層が重合体イ
ンターフェース層の上に形成され前記（Ａ１１）ステッ
プは （Ａ１１１） 基板上に熱硬化性材料を含むプレポリマ
ーを塗布するステップと、 （Ａ１１２）インターフェースモールドを前記プレポリ
マーの上に押しつけるステップと、 （Ａ１１３）前記プレポリマーを硬化して、重合体イン
ターフェース層を形成するステップとを有することを特
徴とする請求項９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/897,671 US6382807B1 (en) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | Mirror and a method of making the same |
| US09/897671 | 2001-07-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075617A true JP2003075617A (ja) | 2003-03-12 |
| JP2003075617A5 JP2003075617A5 (ja) | 2004-09-16 |
Family
ID=25408234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002185553A Pending JP2003075617A (ja) | 2001-07-02 | 2002-06-26 | 反射性素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2003075617A (ja) |
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| US20080144205A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Newport Corporation | Overcoated replicated gold mirrors and methods for producing same |
| US9575223B2 (en) * | 2011-05-13 | 2017-02-21 | Raytheon Company | Magnesium mirrors and methods of manufacture thereof |
| US20150140340A1 (en) * | 2013-11-21 | 2015-05-21 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Thermal resistant mirror-like coating |
| US10281620B1 (en) * | 2018-01-08 | 2019-05-07 | Optic Clear Solutions, Llc | Ruggedized safety mirror having polymethylmethacrylate layers and embedded neodymium magnets |
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|---|---|---|---|---|
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| US4185132A (en) | 1975-11-26 | 1980-01-22 | H. B. Fuller Company | Method of marking paved surfaces using a curable two-part epoxy composition comprising curable liquid epoxide and amine co-curative |
| US4088633A (en) | 1975-11-26 | 1978-05-09 | H. B. Fuller Company | Method of marking paved surfaces and curable two-part epoxy systems therefor |
| GB2098349B (en) | 1981-05-01 | 1984-08-01 | Philips Electronic Associated | Telescope reflector |
| US4585317A (en) * | 1981-11-05 | 1986-04-29 | Marvin Hodges | Reflector with attenuating connecting plates |
| JPS60118639A (ja) | 1983-11-29 | 1985-06-26 | Hoya Corp | プレスレンズの製造方法 |
| FR2574953B1 (fr) * | 1984-12-19 | 1988-09-02 | Centre Nat Rech Scient | Substrat de miroir, notamment pour optique de precision, et procede pour sa fabrication |
| EP0272531B1 (en) | 1986-12-08 | 1991-07-31 | Sumitomo Electric Industries Limited | Surface grinding machine |
| US5214882A (en) | 1990-11-13 | 1993-06-01 | Litton Systems, Inc. | Vacuum activated tool for the fabrication of optical surfaces |
| US5158604A (en) * | 1991-07-01 | 1992-10-27 | Monsanto Company | Viscous electroless plating solutions |
| DE69306049T2 (de) | 1992-06-19 | 1997-03-13 | Rikagaku Kenkyusho | Vorrichtung zum Schleifen von Spiegeloberfläche |
| US5376317A (en) | 1992-12-08 | 1994-12-27 | Galic Maus Ventures | Precision surface-replicating thermoplastic injection molding method and apparatus, using a heating phase and a cooling phase in each molding cycle |
| KR0158005B1 (ko) | 1993-04-07 | 1999-01-15 | 추후 보충 | 경면 폴리싱 장치 |
| JPH09267422A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Pilot Ink Co Ltd | 可逆性感温変形性積層体 |
| US6230520B1 (en) | 1997-07-18 | 2001-05-15 | Hoya Corporation | Process for preparation of glass optical elements |
| JP3332211B2 (ja) * | 1998-01-07 | 2002-10-07 | 株式会社きもと | プロジェクタ用反射型スクリーン |
| US6202976B1 (en) | 1998-10-07 | 2001-03-20 | Guardian Industries Corporation | Plastic rearview mirror mount |
| US6195194B1 (en) * | 1999-03-16 | 2001-02-27 | Gentex Corporation | Lightweight electrochromic mirror |
| US6350328B1 (en) * | 2000-06-27 | 2002-02-26 | Rossborough Manufacturing Co. Lp | Metal injection molding |
-
2001
- 2001-07-02 US US09/897,671 patent/US6382807B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-08 US US10/071,381 patent/US6457836B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-26 JP JP2002185553A patent/JP2003075617A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6382807B1 (en) | 2002-05-07 |
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