JP2007264408A - Method for manufacturing optical element - Google Patents

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Shigekazu Sakai
繁一 坂井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease changes in a shape caused by exterior temperature changes, to improve adhesion durability and to improve quality of an optical element. <P>SOLUTION: A method for manufacturing an optical element is disclosed for manufacturing a hologram optical element by adhering a first optical base and a second optical base L2 comprising materials having the same coefficients of linear expansion. The method includes a heating step of the second optical base to heat the second optical base with the same thermal energy quantity as the first optical base to equalize the thermal energy quantities added to the first optical base and to the second optical base, in order to form the first optical base and the second optical base, to be adhered, under almost identical thermal conditions. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical element.

近年、複数の部材を接着することにより一体化して光学素子を製造する製造方法が開発されている。   2. Description of the Related Art In recent years, a manufacturing method for manufacturing an optical element by integrating a plurality of members by bonding them has been developed.

例えば、一部領域に回折格子を有する光学素子を製造する方法としては、2つのプリズムと、このプリズムの斜面間に配置される平行平板から構成される光学素子であって、プリズムの斜面とプリズム斜面と接する平行平板の面の何れか一方に回折格子を施し、プリズム斜面と平行平板とを接着剤により接着する方法が開示されている(特許文献1参照)
特開平10−39120号公報
For example, as a method of manufacturing an optical element having a diffraction grating in a partial region, an optical element composed of two prisms and a parallel plate disposed between the slopes of the prism, the slope of the prism and the prism A method is disclosed in which a diffraction grating is applied to one of the surfaces of a parallel flat plate in contact with a slope, and the prism slope and the parallel flat plate are bonded together with an adhesive (see Patent Document 1).
JP-A-10-39120

しかしながら、特許文献1のように、少なくとも一方の部材に回折格子を形成するための処理等の何らかの処理が施されている場合には、各部材に与えられた熱エネルギー量が異なっている場合がある。   However, as in Patent Document 1, when some kind of processing such as processing for forming a diffraction grating is performed on at least one member, the amount of heat energy given to each member may be different. is there.

与えられた熱エネルギー量に応じて部材内部の残留応力が異なることから、接着する前までに与えられた熱エネルギー量が異なる部材を接着して一体化させると、外界の温度変化に応じて各部材内部の残留応力が解放されて部材の形状が変化し、温度変化前後では形状が異なる場合が生じる。このような形状変化に起因して、接着されていた部材間に隙間が生じたり接着剤が剥離したりして接着部分に破壊が生じ、一体化されていた部材が分離するという問題が生じる恐れがある。   Since the residual stress inside the member differs depending on the amount of heat energy given, if members with different amounts of heat energy given before bonding are bonded and integrated, Residual stress inside the member is released to change the shape of the member, and the shape may be different before and after the temperature change. Due to such a shape change, there may be a problem that a gap is generated between the bonded members or the adhesive is peeled off, and the bonded portion is broken and the integrated member is separated. There is.

特に、近年開発されている頭部等の身体の一部に装着するヘッドマウント型(頭部装着型)や眼鏡型等の映像表示装置(ウェアラブルディスプレイ:Wearable Display)に設けられている光学素子として、ホログラム光学素子(HOE:Holographic Optical Element)が設けられており、表示ユニットから照射された映像光がホログラム光学素子により回折・反射されることにより、装着者の瞳に映像光が入射されるようになっている。   In particular, as an optical element provided in a video display device (wearable display) such as a head-mounted type (head-mounted type) or a spectacle type that is worn on a part of the body such as the head that has been developed recently. In addition, a hologram optical element (HOE) is provided, and the image light irradiated from the display unit is diffracted and reflected by the hologram optical element so that the image light is incident on the pupil of the wearer. It has become.

図4に、ホログラム光学素子の一例を示す。
図4に示すように、ホログラム光学素子Lは、ホログラム素子2が形成された第1光学基材L1と、第1光学基材L1と接合するための凹欠部が形成されたコの字型の第2光学基材L2と、が接着されることで一体化され、ひとつのホログラム光学素子Lとして製造される。
FIG. 4 shows an example of a hologram optical element.
As shown in FIG. 4, the hologram optical element L has a U-shape in which a first optical base material L1 on which the hologram element 2 is formed and a concave notch for joining to the first optical base material L1 are formed. And the second optical base material L2 are bonded together to produce a single hologram optical element L.

図4に示すようなホログラム光学素子Lは、接着される面が複数であり形状が複雑であることから、第1光学基材L1に与えられた熱エネルギー量と第2光学基材L2に与えられた熱エネルギー量とに差が生じている状態で接着して一体化すると、外界の温度変化に応じて接着面110a、110b、110cに破壊が生じ、一体化されていた第1光学基材L1と第2光学基材L2とが分離してしまう怖れがあり、ホログラム光学素子Lの品質の低下を招く怖れがある。   Since the hologram optical element L as shown in FIG. 4 has a plurality of bonded surfaces and a complicated shape, the amount of heat energy given to the first optical base L1 and the second optical base L2 are given. When bonding and integration are performed in a state where there is a difference in the amount of heat energy generated, the bonded surfaces 110a, 110b, and 110c are broken according to changes in the external temperature, and the integrated first optical base material There is a fear that L1 and the second optical base material L2 are separated, and there is a fear that the quality of the hologram optical element L is deteriorated.

従って、本発明の課題は上述した問題に鑑みて、外界の温度変化に応じて生じる形状変化を低減し、接着耐久性を向上させ、光学素子の品質の向上を図ることである。   Therefore, in view of the above-described problems, an object of the present invention is to reduce a shape change caused by a temperature change in the outside world, improve adhesion durability, and improve the quality of an optical element.

請求項1に記載の発明は、複数の部材を接着して光学素子を製造する光学素子の製造方法において、接着されるべき前記複数の部材を互いに略等しい熱的条件下において形成する加熱工程を含む光学素子の製造方法であること、を特徴としている。   According to a first aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical element in which a plurality of members are bonded to manufacture an optical element, the heating step of forming the plurality of members to be bonded under substantially equal thermal conditions. It is the manufacturing method of the optical element containing.

請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光学素子の製造方法において、前記部材は、線膨張係数が等しい素材で形成されていること、を特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the optical element manufacturing method according to the first aspect, the member is formed of a material having the same linear expansion coefficient.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載の光学素子の製造方法において、前記加熱工程は、前記部材毎に与えられた熱エネルギー量が等しくなるように加熱すること、を特徴としている。   A third aspect of the present invention is the method of manufacturing an optical element according to the first or second aspect, wherein the heating step is performed such that the amount of heat energy given to each member is equal. Yes.

請求項4に記載の発明は、請求項3記載の光学素子の製造方法において、前記加熱工程は、前記部材毎に与えられた熱エネルギー量が異なっている場合、最も与えられた熱エネルギー量が高い前記部材の熱エネルギー量と等しくなるように他の前記部材を加熱すること、を特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical element according to the third aspect, in the heating step, when the amount of applied heat energy is different for each member, the most applied amount of heat energy is The other member is heated so as to be equal to a high heat energy amount of the member.

請求項5に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法において、前記加熱工程は、前記部材を加熱する際、前記部材毎の熱履歴が等しくなるように加熱すること、を特徴としている。   Invention of Claim 5 is a manufacturing method of the optical element as described in any one of Claim 1 to 3, In the said heating process, when heating the said member, the thermal history for every said member becomes equal It is characterized by heating.

請求項6に記載の発明は、請求項1又は2記載の光学素子の製造方法において、前記加熱工程は、前記部材毎に与えられた熱エネルギー量が異なっている場合、最も与えられた熱エネルギー量が大きい前記部材の熱エネルギー量が、加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内である場合には、他の前記部材に対して、当該加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内の熱エネルギー量を与えること、を特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical element according to the first or second aspect, when the heating step is different in the amount of thermal energy applied to each member, the most applied thermal energy. When the amount of thermal energy of the member having a large amount is within the range of the amount of thermal energy in which the rate of change in shape before and after heating is constant, the rate of change in shape before and after heating is constant with respect to the other members. The heat energy amount within the range of the heat energy amount is given.

請求項1に記載の発明によれば、接着されるべき複数の部材は、互いに略等しい熱的条件下において形成する加熱工程を経ることにより、各部材に与えられる熱エネルギー量を略等しくすることができ、接着前の各部材内部の残留応力を等しくすることができる。従って、接着され一体化された後に外界の温度変化に応じて各部材内部の残留応力が解放されても、各部材に同一の形状変化を生じさせることができることから、接着されていた部材間に隙間が生じたり接着剤が剥離したりして接着部分に破壊が生じたりして、一体化されていた部材が分離するという問題が生じる恐れを低減することができる。このようなことから、外界の温度変化に応じて生じる形状変化を低減し、接着耐久性を向上させ、光学素子の品質の向上を図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, the plurality of members to be bonded are subjected to a heating process that is formed under substantially equal thermal conditions, thereby making the amount of thermal energy given to each member substantially equal. The residual stress inside each member before bonding can be made equal. Therefore, even if the residual stress inside each member is released according to the temperature change of the outside after being bonded and integrated, the same shape change can be caused in each member. It is possible to reduce a possibility that a problem occurs that a gap is generated or an adhesive is peeled off and a bonded portion is broken and an integrated member is separated. For this reason, it is possible to reduce the shape change caused by the temperature change in the outside world, improve the adhesion durability, and improve the quality of the optical element.

請求項2に記載の発明によれば、請求項1と同様の効果を得られるのは勿論のこと、各部材を形成する素材が互いに線膨張係数が等しい素材であることから、外界の温度変化に応じた形状変化を等しくすることができる。   According to the invention described in claim 2, since the same effect as that of claim 1 can be obtained, the materials forming the members are materials having the same linear expansion coefficient. It is possible to equalize the shape change according to.

請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2と同様の効果を得られるのは勿論のこと、接着されるべき各部材に与えられる熱エネルギー量を等しくすることにより、接着前の各部材内部の残留応力を等しくすることができる。従って、接着され一体化された後に外界の温度変化に応じて各部材内部の残留応力が解放されても、一体化されていた部材が分離するという問題が生じる恐れを低減することができる。   According to the third aspect of the present invention, the same effect as that of the first or second aspect can be obtained, and the amount of thermal energy given to each member to be bonded is made equal, so that The residual stress inside each member can be made equal. Therefore, even if the residual stress inside each member is released according to the temperature change of the outside after being bonded and integrated, it is possible to reduce the possibility that the integrated member is separated.

請求項4に記載の発明によれば、請求項3と同様の効果を得られるのは勿論のこと、最も熱エネルギー量が高い部材の熱エネルギー量と等しくなるように他の前記部材を加熱することにより、接着されるべき各部材に与えられた熱エネルギーを等しくすることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the same effect as in the third aspect can be obtained, and the other members are heated so as to be equal to the thermal energy amount of the member having the highest thermal energy amount. Thereby, the thermal energy given to each member to be bonded can be made equal.

請求項5に記載の発明によれば、請求項1から3のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、各部材の熱履歴が等しくなるように加熱することにより、接着されるべき各部材に与えられた熱エネルギーを等しくすることができると共に、各部材の内部構造を等しくすることができ、各部材の品質を均一化することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as that of any one of the first to third aspects, as well as adhesion by heating so that the thermal history of each member becomes equal. The thermal energy applied to each member to be performed can be made equal, the internal structure of each member can be made equal, and the quality of each member can be made uniform.

請求項6に記載の発明によれば、請求項1又は2と同様の効果を得られるのは勿論のこと、最も熱エネルギー量が大きい部材に与えられた熱エネルギー量が、加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内である場合には、他の前記部材に対して、当該加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内の熱エネルギー量を与えることにより、接着されるべき各部材の残留応力を等しくすることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the same effect as in the first or second aspect can be obtained, and the amount of thermal energy given to the member having the largest amount of thermal energy is changed in shape before and after heating. When the rate is within the range of the amount of heat energy that is constant, by giving the other member the amount of heat energy within the range of the amount of heat energy that the shape change rate before and after the heating is constant The residual stress of each member to be bonded can be made equal.

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の実施の形態は、本発明の光学素子の製造方法をホログラム素子が形成されたホログラム光学素子の製造方法に適用した例について説明するが、発明の範囲は図示例に限定されないものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the embodiment of the present invention, an example in which the method of manufacturing an optical element of the present invention is applied to a method of manufacturing a hologram optical element on which a hologram element is formed will be described. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated example. .

まず、図1を参照して、ホログラム光学素子の製造工程について説明する。なお、本実施の形態では、眼鏡型の映像表示装置に適用可能なホログラム光学素子を製造する例を示す。図1に示すように、ホログラム光学素子は、第1光学基材及び第2光学基材を所定の形状に形成し、第1光学基材の一端に傾斜面を形成する光学基材加工工程(A)と、第1光学基材の一端に形成された傾斜面にホログラム素子を形成する光学基材形成工程(B)と、第1光学基材を第2光学基材に一体化させる一体化工程(C)と、を経て製造される。   First, the manufacturing process of the hologram optical element will be described with reference to FIG. In the present embodiment, an example of manufacturing a hologram optical element applicable to a glasses-type image display device is shown. As shown in FIG. 1, the hologram optical element is an optical substrate processing step in which a first optical substrate and a second optical substrate are formed in a predetermined shape, and an inclined surface is formed at one end of the first optical substrate. A), an optical substrate forming step (B) for forming a hologram element on an inclined surface formed at one end of the first optical substrate, and an integration for integrating the first optical substrate with the second optical substrate. And the step (C).

以下、各工程について詳細に説明する。
尚、説明の簡便上、ホログラム光学素子を眼鏡フレームに装着し、眼鏡フレームをヒトが装着した際の眼がある方向を背面方向、ヒトが見える像がある方向を正面方向と定義する。また、ホログラム光学素子の上下方向をY方向、左右方向をX方向、厚み方向をZ方向と定義する。
Hereinafter, each step will be described in detail.
For the sake of simplicity, the hologram optical element is attached to the spectacle frame, and the direction in which the eye is present when the spectacle frame is worn by a human is defined as the back direction, and the direction in which the human-visible image is present is defined as the front direction. Further, the vertical direction of the hologram optical element is defined as the Y direction, the horizontal direction is defined as the X direction, and the thickness direction is defined as the Z direction.

A.光学基材加工工程
光学基材加工工程は、図1に示したように、第1光学基材加工工程(A−1)、第2光学基材加工工程(A−2)を含み、それぞれ射出成形金型工程、射出圧縮成形工程、切削工程、研磨工程などから構成されている。
A. Optical base material processing step The optical base material processing step includes a first optical base material processing step (A-1) and a second optical base material processing step (A-2) as shown in FIG. It consists of a molding die process, an injection compression molding process, a cutting process, a polishing process, and the like.

第1光学基材加工工程(A−1)は、第1光学基材L1の一端に、ホログラム感材を貼付けてホログラム素子に形成する傾斜面を形成し、第2光学基材加工工程(A−2)は、第2光学基材L2の形状を第1光学基材L1の外形形状に対応して形成する。   A 1st optical base material processing process (A-1) forms the inclined surface which affixes a hologram sensitive material on one end of the 1st optical base material L1, and forms in a hologram element, A 2nd optical base material processing process (A -2) forms the shape of the 2nd optical base material L2 corresponding to the external shape of the 1st optical base material L1.

図2に第1光学基材L1及び第2光学基材L2の外観形状の一例を示す。
図2に示すように、第1光学基材L1は、第1光学基材L1の外部形状の下方向及び両側面方向の面には、第2光学基材L2の凹欠部106に嵌合する際に接合する外周面102a、102b、102cが形成されている。外周面102aは、上面102d側から投射された表示ユニットからの映像光を後述するホログラム素子を介して使用者の眼に導くことができるよう予め設定された傾斜角度で傾斜し、ホログラム感材20が貼り付けられる傾斜面として形成され、外周面102b、102cは、第2光学基材L2の内周面105b、105cの形状に対応して形成されている。
FIG. 2 shows an example of the external shape of the first optical base material L1 and the second optical base material L2.
As shown in FIG. 2, the first optical base material L1 is fitted to the recessed portion 106 of the second optical base material L2 on the lower and both sides of the outer shape of the first optical base material L1. The outer peripheral surfaces 102a, 102b, and 102c to be joined are formed. The outer peripheral surface 102a is inclined at a preset inclination angle so that the image light from the display unit projected from the upper surface 102d side can be guided to the eyes of the user via a hologram element described later, and the hologram sensitive material 20 The outer peripheral surfaces 102b and 102c are formed corresponding to the shapes of the inner peripheral surfaces 105b and 105c of the second optical base material L2.

第2光学基材L2は、中央部付近に第1光学基材L1の外形形状の外周面102a、102b、102cに対応する凹欠部106が形成される。この凹欠部106は、外周面102a、102b、102cとそれぞれ接合できるように対応する内周面105a、105b、105cから形成される。   In the second optical base material L2, a concave portion 106 corresponding to the outer peripheral surfaces 102a, 102b, 102c of the outer shape of the first optical base material L1 is formed near the center. The recessed portion 106 is formed of corresponding inner peripheral surfaces 105a, 105b, and 105c so as to be joined to the outer peripheral surfaces 102a, 102b, and 102c, respectively.

なお、外周面102b、102c及び内周面105b、105cの各面は、第1光学基材L1が第2光学基材L2の凹欠部106に嵌合することができれば、平面状、曲面状等のいずれの形状でもよく、外周面102b、102c及び内周面105b、105cの各面を瞳から扇状に広がるように傾斜させて形成することが好ましい。   Each of the outer peripheral surfaces 102b and 102c and the inner peripheral surfaces 105b and 105c is flat or curved as long as the first optical base material L1 can be fitted into the recess 106 of the second optical base material L2. The outer peripheral surfaces 102b and 102c and the inner peripheral surfaces 105b and 105c are preferably formed so as to be inclined so as to spread in a fan shape from the pupil.

また、凹欠部106の形状は特に限定されないが、多角及び/又は半円形状であることが好ましい。このことによって、第1光学基材L1と第2光学基材L2との接着力を強化することができる。   Moreover, the shape of the recessed part 106 is not particularly limited, but is preferably a polygonal and / or semicircular shape. By this, the adhesive force of the 1st optical base material L1 and the 2nd optical base material L2 can be strengthened.

第1光学基材L1及び第2光学基材L2を形成する素材としては、光透過性のガラスや樹脂等を使用することができるが、互いに線膨張係数が等しい素材により形成される。   As a material for forming the first optical base material L1 and the second optical base material L2, light transmissive glass, resin, or the like can be used, but they are formed of materials having the same linear expansion coefficient.

第1光学基材L1及び第2光学基材L2を形成する素材が互いに線膨張係数が等しい素材であることから、外界の温度変化に応じた形状変化を等しくすることができる。   Since the materials forming the first optical base material L1 and the second optical base material L2 are materials having the same linear expansion coefficient, it is possible to equalize the shape change according to the temperature change of the outside world.

ガラスとしては、その材質に制限ないが、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、超高純度ガラス、クリスタルガラス等を挙げることが出来、これらは好ましく用いることができる。   Although it does not restrict | limit to the material as glass, Soda lime glass, borosilicate glass, ultra high purity glass, crystal glass etc. can be mentioned, These can be used preferably.

また、樹脂の材質としては、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートのようなセルロースエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールコポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネイト、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリメチルアクリレート、アクリレートコポリマー等を挙げることができる。   As the resin material, cellulose triacetate, cellulose diacetate, cellulose acetate propionate or cellulose ester such as cellulose acetate butyrate, polyester such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyolefin such as polyethylene or polypropylene, Polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyether sulfone, polysulfone, polyetherimide, polyamide, fluorine Resin, polymethyl acrylate, acrylate copolymer, etc. .

B.光学基材形成工程
次に、光学基材形成工程(B)について説明する。光学基材形成工程は、図1に示したように、積層シート形成工程(B−1)、切断工程(B−2)、貼付工程(B−3)、露光工程(B−4)、加熱工程(B−5)を含み、第1光学基材L1の第1外周面102aにホログラム感材20を貼り付け、ホログラム感材20をホログラム素子2に形成する。
B. Optical base material forming step Next, the optical base material forming step (B) will be described. As shown in FIG. 1, the optical base material forming step includes a laminated sheet forming step (B-1), a cutting step (B-2), a pasting step (B-3), an exposure step (B-4), and heating. Including the step (B-5), the hologram sensitive material 20 is attached to the first outer peripheral surface 102a of the first optical base material L1, and the hologram sensitive material 20 is formed on the hologram element 2.

B−1.積層シート形成工程
積層シート形成工程では、一対の保護シートの間にホログラム感材が互いに剥離可能に接着されて断面サンドイッチ状に形成された積層シートを生成する。なお、予め目的に応じた積層シートがある場合には、積層シート形成工程を省略してもよい。
B-1. Laminated sheet forming step In the laminated sheet forming step, a hologram sensitive material is detachably bonded between a pair of protective sheets to generate a laminated sheet formed in a cross-sectional sandwich shape. In addition, when there exists a lamination sheet according to the objective previously, you may abbreviate | omit a lamination sheet formation process.

本実施の形態に用いられる積層シートは4層構造であり、下から順に第1保護シートであるカバーシート、ホログラム感材、第3保護シートであるバリアシート及び第2保護シートであるベースシートからなる。これらのシート間には、シート間を密着させると共に剥離可能な粘着剤が塗布されている。   The laminated sheet used in the present embodiment has a four-layer structure. From the bottom, the cover sheet that is the first protective sheet, the hologram photosensitive material, the barrier sheet that is the third protective sheet, and the base sheet that is the second protective sheet. Become. Between these sheets, a pressure-sensitive adhesive that can be peeled off and applied between the sheets is applied.

B−2.切断工程
切断工程では、積層シートに切断機構(図示省略)を用いて島状部の切り込みを入れる。島状部の切り込み輪郭線は半切断部及び切断部により構成されている。以下、各島状部周辺の積層シートを梯子状部という。なお、島状部の形状は多角形状、楕円形状等としてもよいが、第1光学基材L1の外周面102aに対応する形状が好ましく、このような形状とすることによりホログラム素子がズレのない映像を形成することができる。
B-2. Cutting process In the cutting process, an island-shaped part is cut into the laminated sheet using a cutting mechanism (not shown). The incision outline of the island-shaped part is composed of a semi-cut part and a cut part. Hereinafter, the laminated sheet around each island-like part is referred to as a ladder-like part. The shape of the island-shaped portion may be a polygonal shape, an elliptical shape, or the like, but a shape corresponding to the outer peripheral surface 102a of the first optical base material L1 is preferable, and by using such a shape, the hologram element does not shift. An image can be formed.

カバーシート、バリアシート、ベースシートの素材としては、例えば、プラスチック、ガラス、金属等が挙げられる。状況に応じてロール状や平坦状にすることができる可撓性があり、内部のホログラム感材に傷を与えにくい強度をもつ、紙又はプラスチックがよい。ここで、プラスチックとしては、例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリガーボネイト、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド、ポリシクロペンタジエン、ポリノルボルネン、ナイロン、セルロースアセテート等が挙げられる。   Examples of the material for the cover sheet, barrier sheet, and base sheet include plastic, glass, and metal. Paper or plastic that is flexible and can be made into a roll shape or a flat shape depending on the situation and has a strength that does not easily damage the internal hologram photosensitive material is preferable. Here, examples of the plastic include polyester, polystyrene, polycarbonate, polyether sulfone, polyimide, polycyclopentadiene, polynorbornene, nylon, and cellulose acetate.

B−3.貼付工程
貼付工程は、まず、積層シートのカバーシートが剥離されると、貼付機構によりホログラム感材の島状部を他方の保護シートであるベースシートに付着させた状態で第1光学基材L1の外周面102aに貼り付けるために加圧される。貼付機構は、貼り付けローラ、貼り付けローラを支持する支持部材、貼り付けローラの加圧を調整する弾性部材、ローラ軸等により構成される。貼り付けローラの中心には、貼り付けローラを回転させるためのローラ軸が設けられている。このローラ軸の両側には、貼り付けローラを支持する支持部材が設けられ、この支持部材の中央部には、弾性部材が設けられている。この弾性部材により、ベースシートを介してホログラム感材の島状部を上方から加圧する際にこの加圧を調整することが可能となっている。
B-3. First, when the cover sheet of the laminated sheet is peeled off, the first optical base material L1 is attached in a state where the island-shaped portion of the hologram sensitive material is attached to the base sheet which is the other protective sheet. Pressure is applied to the outer peripheral surface 102a. The sticking mechanism includes a sticking roller, a support member that supports the sticking roller, an elastic member that adjusts the pressure of the sticking roller, a roller shaft, and the like. A roller shaft for rotating the pasting roller is provided at the center of the pasting roller. Support members for supporting the adhering roller are provided on both sides of the roller shaft, and an elastic member is provided at the center of the support member. This elastic member makes it possible to adjust the pressurization when the island-shaped portion of the hologram sensitive material is pressed from above via the base sheet.

貼り付けの際は、ホログラム感材の島状部のみが第1光学基材L1の外周面102aに貼り付く位置に配置し、ベースシートの上方にある貼り付けローラによりベースシートの方向からホログラム感材の島状部及び第1光学基材L1の外周面102aを密着させるように加圧しながら順逆に転動させる。このことにより、ホログラム感材の島状部と第1光学基材L1の外周面102aとが密着する。そして、第1光学基材L1の外周面102aにホログラム感材の島状部を残し、保護シートであるベースシート及びホログラム感材の梯子状部が剥離される。   At the time of pasting, only the island-shaped portion of the hologram sensitive material is disposed at a position where it adheres to the outer peripheral surface 102a of the first optical base material L1, and the hologram feel from the direction of the base sheet by the pasting roller above the base sheet. It rolls forward and backward while applying pressure so that the island-shaped portion of the material and the outer peripheral surface 102a of the first optical base L1 are brought into close contact with each other. Thereby, the island-shaped portion of the hologram sensitive material and the outer peripheral surface 102a of the first optical substrate L1 are in close contact with each other. And the island-shaped part of a hologram sensitive material is left on the outer peripheral surface 102a of the 1st optical base material L1, and the base sheet which is a protective sheet, and the ladder-shaped part of a hologram sensitive material are peeled.

B−4.露光工程
露光工程は、第1光学基材L1の外周面102aに貼付されたホログラム感材の島状部に対してレーザ発信器から射出した参照光及び物体光によってレーザ露光を行う。レーザ発信器から射出したレーザ光を可変ビームスプリッタにより参照光と物体光とに分光し、各種ミラーによってホログラム感材の島状部の主面に入射する。このことにより、ホログラム感材の島状部上における所定の位置に参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞がホログラム感材の島状部の感光層に屈折率の変化として記録されホログラム素子が形成される。
B-4. Exposure Step In the exposure step, laser exposure is performed with reference light and object light emitted from the laser transmitter on the island-shaped portion of the hologram sensitive material affixed to the outer peripheral surface 102a of the first optical substrate L1. Laser light emitted from the laser transmitter is split into reference light and object light by a variable beam splitter, and is incident on the main surface of the island-shaped portion of the hologram sensitive material by various mirrors. As a result, the interference fringes generated by the interference between the reference light and the object light are recorded at predetermined positions on the island-shaped portion of the hologram sensitive material as a change in refractive index on the photosensitive layer of the island-shaped portion of the hologram sensitive material. Is formed.

露光工程で用いる露光機構は、レーザ光を照射するレーザ露光部等により構成される。レーザ露光部には、ホログラム感材の島状部の表裏に干渉縞を露光するRGBのレーザ発信器及びレーザ発信器からのレーザをホログラム感材の島状部の所定位置にレーザ光で露光するための反射鏡、シャッター、ビームスプリッタ等が備えられている。   The exposure mechanism used in the exposure step is configured by a laser exposure unit that irradiates laser light. The laser exposure unit exposes the laser beam from the RGB laser transmitter for exposing interference fringes to the front and back of the island-shaped portion of the hologram sensitive material and the laser from the laser transmitter at a predetermined position of the island-shaped portion of the hologram sensitive material with laser light. For example, a reflecting mirror, a shutter, and a beam splitter are provided.

B−5.加熱工程
加熱工程B−5は、図1に示したように、第1光学基材加熱工程(B−5a)、第2光学基材加熱工程(B−5b)を含む。
B-5. Heating Step The heating step B-5 includes a first optical substrate heating step (B-5a) and a second optical substrate heating step (B-5b), as shown in FIG.

B−5a.第1光学基材加熱工程
第1光学基材加熱工程は、露光工程(B−4)が終了した後にホログラム素子による屈折率変調を大幅に高める工程である。この工程では、恒温器によりホログラム素子が形成された第1光学基材L1を、予め設定された温度(例えば、85℃前後の温度)に保たれた加熱装置に投入して所定時間(例えば、6時間程度)加熱を行う。
B-5a. First optical substrate heating step The first optical substrate heating step is a step of greatly increasing the refractive index modulation by the hologram element after the exposure step (B-4) is completed. In this step, the first optical base material L1 on which the hologram element is formed by a thermostat is put into a heating device maintained at a preset temperature (for example, a temperature of about 85 ° C.) for a predetermined time (for example, Heat for about 6 hours.

このように、干渉縞が記録されたホログラム素子を加熱することにより、この干渉縞による回折効率を向上させることができ、反射(回折)される映像の鮮鋭度の向上や高画質化を実現することができる。ここで、加熱温度は、第1光学基材L1及びホログラム素子の組成に変化が生じない温度であることが好ましく、第1光学基材L1のガラス転移温度以下、又は、第1光学基材L1及びホログラム素子のガラス転移温度のうち最も低い温度以下であることが好ましい。なお、本実施の形態における第1光学基材加熱工程では、後者の第1光学基材L1及びホログラム感材のガラス転移温度のうち最も低い温度以下で加熱するものとする。   In this way, by heating the hologram element on which the interference fringes are recorded, the diffraction efficiency due to the interference fringes can be improved, and the sharpness of the reflected (diffracted) image and the improvement of the image quality can be realized. be able to. Here, the heating temperature is preferably a temperature at which the composition of the first optical substrate L1 and the hologram element does not change, and is equal to or lower than the glass transition temperature of the first optical substrate L1, or the first optical substrate L1. And it is preferable that it is below the lowest temperature among the glass transition temperatures of a hologram element. In the first optical base material heating step in the present embodiment, heating is performed at a temperature lower than the lowest temperature among the glass transition temperatures of the latter first optical base material L1 and hologram sensitive material.

第1光学基材L1は、光学基材加工工程を経た後から一体化工程前までにホログラム素子による屈折率変調を大幅に高めるため、第1光学基材加熱工程において加熱される必要がある。従って、第1光学基材L1は第2光学基材L2に比べて与えられる熱エネルギー量が高くなってしまい、第1光学基材L1と第2光学基材L2とにそれぞれ与えられた熱エネルギー量に差が生じてしまう。この熱エネルギー量の差が生じたまま第1光学基材L1と第2光学基材L2とが一体化工程後を経ると、外界の温度変化に応じて形状変化が生じ、接着耐久性が低下して、光学素子の品質が低下する怖れがある。   The first optical base material L1 needs to be heated in the first optical base material heating step in order to greatly increase the refractive index modulation by the hologram element after the optical base material processing step and before the integration step. Accordingly, the amount of heat energy given to the first optical base material L1 is higher than that of the second optical base material L2, and the thermal energy given to the first optical base material L1 and the second optical base material L2, respectively. There will be a difference in quantity. When the first optical base material L1 and the second optical base material L2 are subjected to the integration process while the difference in the amount of heat energy is generated, the shape changes according to the temperature change of the outside world, and the adhesive durability is lowered. As a result, the quality of the optical element may be degraded.

そこで、本実施の形態では、加熱工程に第2光学基材加熱工程を含み、この問題の解決を図るものとする。   Therefore, in the present embodiment, the heating process includes a second optical base material heating process to solve this problem.

B−5b.第2光学基材加熱工程
第2光学基材加熱工程は、接着されるべき第1光学基材L1及び第2光学基材L2を互いに略等しい熱的条件下において形成する加熱工程である。
B-5b. Second optical substrate heating step The second optical substrate heating step is a heating step in which the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2 to be bonded are formed under substantially equal thermal conditions.

接着されるべき第1光学基材L1及び第2光学基材L2を互いに略等しい熱的条件下において形成するために、与えられる熱エネルギー量が最も高い光学基材(第1光学基材L1)の熱エネルギー量と等しくなるように他の光学基材(第2光学基材L2)を加熱し、第1光学基材L1及び第2光学基材L2にそれぞれ与えられた熱エネルギー量が等しくなるように第2光学基材を加熱する。   In order to form the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2 to be bonded under substantially equal thermal conditions, the optical substrate having the highest amount of applied thermal energy (first optical substrate L1) The other optical base material (second optical base material L2) is heated so as to be equal to the thermal energy amount of the first optical base material L1 and the second optical base material L2, respectively. The second optical substrate is heated as described above.

なお、第2光学基材L2を加熱して第1光学基材L1と等しい熱エネルギー量を与える際の温度の上限値は、第2光学基材L2の素材の物性(軟化点)に応じて制限されるものであり、この温度の上限値と第1光学基材L1に与えられた熱エネルギー量に基づいて加熱時間を設定する。   In addition, the upper limit of the temperature at the time of heating the 2nd optical base material L2 and giving the amount of thermal energy equal to the 1st optical base material L1 depends on the physical property (softening point) of the raw material of the 2nd optical base material L2. The heating time is set based on the upper limit value of this temperature and the amount of heat energy given to the first optical base material L1.

即ち、第1光学基材L1に与えられる熱エネルギー量と等しくなるように第2光学基材L2を加熱することにより、接着されるべき第1光学基材L1及び第2光学基材L2に与えられた熱エネルギーを等しくすることができ、接着前の第1光学基材L1及び第2光学基材L2内部の残留応力を等しくすることができる。従って、接着され一体化された後に外界の温度変化に応じて各部材内部の残留応力が解放されても、一体化されていた第1光学基材L1及び第2光学基材L2が分離するという問題が生じる恐れを低減することができる。   That is, by heating the second optical substrate L2 so as to be equal to the amount of heat energy applied to the first optical substrate L1, it is applied to the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2 to be bonded. The thermal energy applied can be made equal, and the residual stresses inside the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2 before bonding can be made equal. Therefore, even if the residual stress inside each member is released according to the temperature change of the outside after being bonded and integrated, the integrated first optical base material L1 and second optical base material L2 are separated. The risk of problems can be reduced.

更に、第2光学基材加熱工程においては、第1光学基材L1の熱エネルギー量と等しくなるように第2光学基材L2を加熱する際、第1光学基材L1及び第2光学基材L2夫々の熱履歴(時間経過に伴う温度変化)が等しくなるように加熱することが好ましい。   Furthermore, in the second optical substrate heating step, when the second optical substrate L2 is heated so as to be equal to the thermal energy amount of the first optical substrate L1, the first optical substrate L1 and the second optical substrate are heated. Heating is preferably performed so that the thermal histories of L2 (temperature changes with time) are equal.

例えば、第2光学基材加熱工程は、第1光学基材L1が第1光学基材加熱工程を経る際、第2光学基材L2を第1光学基材L1と同時に加熱装置内に投入し、第1光学基材L1と同一温度条件及び同一時間で加熱して、第1光学基材L1と第2光学基材L2との熱履歴を等しくする。   For example, in the second optical base material heating step, when the first optical base material L1 passes through the first optical base material heating step, the second optical base material L2 is put into the heating device simultaneously with the first optical base material L1. The first optical base material L1 and the first optical base material L1 are heated at the same temperature and for the same time so that the thermal history of the first optical base material L1 and the second optical base material L2 is equal.

第1光学基材L1及び第2光学基材L2の熱履歴(時間経過に伴う温度変化)が等しくなるように加熱することにより、接着されるべき第1光学基材L1及び第2光学基材L2に与えられた熱エネルギーを等しくすることができると共に、各部材の内部構造を等しくすることができ、各部材の品質を均一化することができる。   The first optical base material L1 and the second optical base material to be bonded by heating so that the thermal histories (temperature changes with time) of the first optical base material L1 and the second optical base material L2 become equal. The thermal energy applied to L2 can be made equal, the internal structure of each member can be made equal, and the quality of each member can be made uniform.

B−5b.第2光学基材加熱工程の他の例
また、第2光学基材加熱工程は、最も与えられた熱エネルギー量が高い光学基材(第1光学基材L1)の熱エネルギー量が、加熱前後の形状変化率が一定となる熱エネルギー量の範囲内である場合、他の光学基材(第2光学基材L2)に対して、この加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内の熱エネルギー量を与えることとしてもよい。
B-5b. Other Examples of Second Optical Base Material Heating Step In the second optical base material heating step, the thermal energy amount of the optical base material (first optical base material L1) having the highest applied heat energy amount is about before and after heating. When the shape change rate is within the range of the amount of heat energy at which the shape change rate is constant, the amount of heat energy at which the shape change rate before and after heating is constant with respect to the other optical base material (second optical base material L2). It is good also as giving the amount of heat energy in the range.

なお、加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内の熱エネルギー量を与える際の温度の上限値は、第1光学基材L1及び第2光学基材L2の素材の物性(軟化点)に応じて制限される。   In addition, the upper limit of the temperature at the time of giving the heat energy amount within the range of the heat energy amount where the shape change rate before and after heating is constant is the physical property of the material of the first optical base material L1 and the second optical base material L2 ( It is limited according to the softening point.

以下に、第1光学基材L1に与えられた熱エネルギー量が、加熱前後の形状変化率が一定となる熱エネルギー量の範囲内である場合、第2光学基材L2に対し与え得る熱エネルギー量の推定の例を説明する。   In the following, when the amount of heat energy applied to the first optical substrate L1 is within the range of the amount of heat energy that gives a constant rate of change in shape before and after heating, the heat energy that can be applied to the second optical substrate L2 An example of quantity estimation will be described.

図3に、第2光学基材L2の熱エネルギー量に対する形状変化率のグラフの例を示す。
図3に示すグラフは、第2光学基材L2の素材にPMMAを用いた場合のグラフの例である。横軸は、加熱時間を所定時間(ここでは1時間)に設定して加熱温度を変化させた際の熱エネルギー量[℃・h]を示し、縦軸は、形状変化率として各熱エネルギー量が与えられて加熱された加熱前後の凹欠部106の開口幅Wの変化率[%]を示すものである。
In FIG. 3, the example of the graph of the shape change rate with respect to the heat energy amount of the 2nd optical base material L2 is shown.
The graph shown in FIG. 3 is an example of a graph when PMMA is used as the material of the second optical substrate L2. The horizontal axis shows the amount of heat energy [° C · h] when the heating time is set to a predetermined time (here 1 hour) and the heating temperature is changed, and the vertical axis shows the amount of heat energy as the shape change rate. The change rate [%] of the opening width W of the recessed part 106 before and after heating is given.

図3に示すように、第2光学基材L2は、熱エネルギー量が増加するに伴って形状変化率も大きくなるが、熱エネルギー量が70[℃・h]付近を過ぎると形状変化率は一定となる。これは、第2光学基材L2内の残留応力を除去するために必要な熱エネルギー量が与えられたことを示すものである。また、第1光学基材L1と第2光学基材L2とが同一の線膨張係数の素材にて形成されることから、第1光学基材L1の熱エネルギー量に対する形状変化率も図3と略等しくなる。   As shown in FIG. 3, the shape change rate of the second optical base material L2 increases as the amount of thermal energy increases. However, when the amount of heat energy passes around 70 [° C. · h], the shape change rate becomes It becomes constant. This indicates that the amount of heat energy necessary for removing the residual stress in the second optical base material L2 is given. In addition, since the first optical base material L1 and the second optical base material L2 are formed of the same linear expansion coefficient material, the shape change rate with respect to the heat energy amount of the first optical base material L1 is also as shown in FIG. Almost equal.

従って、第1光学基材及び第2光学基材L2の素材の物性に基づいて加熱可能な上限温度が100[℃]である場合、加熱前後の形状変化率が一定となる熱エネルギー量の範囲としては、70〜100[℃・h]として推定することができる。   Therefore, when the upper limit temperature that can be heated based on the physical properties of the material of the first optical base material and the second optical base material L2 is 100 [° C.], the range of the amount of thermal energy in which the shape change rate before and after heating is constant As, it can be estimated as 70 to 100 [° C · h].

そこで第1光学基材L1に与えられた熱エネルギー量が、加熱前後の形状変化率が一定となる熱エネルギー量の範囲内(ここでは、70〜100[℃・h])である場合、第2光学基材L2に対して、第1光学基材L1に与えられた熱エネルギー量と等しい熱エネルギー量を与えることに替えて、この加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内の熱エネルギー量を与えることとしてもよい。   Therefore, when the amount of heat energy given to the first optical base material L1 is within the range of the amount of heat energy in which the shape change rate before and after heating is constant (here, 70 to 100 [° C. · h]), Instead of giving the thermal energy amount equal to the thermal energy amount given to the first optical base material L1 to the two optical base materials L2, the range of the thermal energy amount where the shape change rate before and after this heating is constant It is good also as giving the amount of heat energy in.

即ち、第1光学基材L1に与えられた熱エネルギー量が、加熱前後の形状変化率が一定となる熱エネルギー量の範囲内(ここでは、70〜100[℃・h])である場合には、第2光学基材L2に対して、第1光学基材L1に与えられた熱エネルギー量と等しい熱エネルギー量を与える場合と、この加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内の熱エネルギー量を与える場合とは、残留応力を除去して接着されるべき第1光学基材L1及び第2光学基材L2の残留応力を等しくすることができるという共通の作用を奏し、一体化工程後に外界の温度変化に応じて形状変化が生じたり接着耐久性が低下したりして光学素子の品質が低下する怖れが無くなるという同様の効果を得ることができる。   That is, when the amount of thermal energy applied to the first optical base material L1 is within the range of the amount of thermal energy in which the shape change rate before and after heating is constant (here, 70 to 100 [° C. · h]). When the thermal energy amount equal to the thermal energy amount given to the first optical substrate L1 is given to the second optical substrate L2, and the thermal energy amount with a constant shape change rate before and after the heating is The case where the amount of heat energy within the range is given has the common effect that the residual stress of the first optical base material L1 and the second optical base material L2 to be bonded can be made equal by removing the residual stress. It is possible to obtain the same effect that there is no fear that the quality of the optical element is deteriorated due to a change in shape according to a change in the temperature of the external environment after the integration step or a decrease in adhesion durability.

C.一体化工程
次に、第1光学基材L1を第2光学基材L2に一体化させる一体化工程について説明する。一体化工程は、図1に示したように、第2光学基材L2の凹欠部106に光硬化型接着剤を塗布する接着剤塗布工程(C−1)、第1光学基材L1の外周面102a、102b、102cを第2光学基材L2の凹欠部106に嵌合させた状態で接合する接合工程(C−2)、第1光学基材L1と第2光学基材L2との接合面にはみ出した光硬化型接着剤を除去する接着剤除去工程(C−3)、第1光学基材L1と第2光学基材L2との接合面に光を照射し光硬化型接着剤を硬化させる硬化工程(C−4)等を含んでいる。以下、一体化工程の各工程について説明する。
C. Integration Step Next, an integration step for integrating the first optical substrate L1 with the second optical substrate L2 will be described. As shown in FIG. 1, the integration step includes an adhesive application step (C-1) for applying a photocurable adhesive to the recessed portion 106 of the second optical base material L2, and the first optical base material L1. A joining step (C-2) for joining the outer peripheral surfaces 102a, 102b, and 102c in a state in which the outer peripheral surfaces 102a, 102b, and 102c are fitted to the recessed portion 106 of the second optical substrate L2, and the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2. An adhesive removing step (C-3) for removing the light-curing adhesive protruding from the joint surface, and light-irradiating the joint surface between the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2 to form a photo-curing adhesive A curing step (C-4) for curing the agent is included. Hereinafter, each process of the integration process will be described.

C−1.接着剤塗布工程
接着剤塗布工程は、第2光学基材L2の凹欠部106に光硬化型接着剤を塗布する。このときの光硬化型接着剤の塗布量は、第1光学基材L1と第2光学基材L2とを圧接した際に、接合面からはみ出る量の十分な量とする。
C-1. Adhesive Application Step In the adhesive application step, a photocurable adhesive is applied to the recessed portion 106 of the second optical base material L2. The application amount of the photocurable adhesive at this time is a sufficient amount that protrudes from the joint surface when the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2 are pressed.

なお、本実施の形態における接着剤塗布工程においては、第2光学基材L2の凹欠部106に光硬化型接着剤を塗布する工程としたが、第1光学基材L1の外周面102a、102b、102cに光硬化型接着剤を塗布する工程としてもよく、第1光学基材L1の接合外周面102a、102b、102c又は/及び第2光学基材L2の凹欠部106に光硬化型接着剤を塗布する工程であればよい。   In the adhesive application step in the present embodiment, the photocurable adhesive is applied to the recessed portion 106 of the second optical base material L2, but the outer peripheral surface 102a of the first optical base material L1, 102b, 102c may be a step of applying a photo-curing adhesive, and the photo-curing type is applied to the joint outer peripheral surface 102a, 102b, 102c of the first optical base material L1 and / or the recessed portion 106 of the second optical base material L2. What is necessary is just the process of apply | coating an adhesive agent.

光硬化型接着剤としては、硬化したときに第1光学基材L1及び第2光学基材L2の屈折率と同程度の屈折率を有するものが好ましく、特に紫外線硬化型接着剤が好ましい。   As a photocurable adhesive, what has a refractive index comparable as the refractive index of the 1st optical base material L1 and the 2nd optical base material L2 when hardened | cured is preferable, and an ultraviolet curable adhesive is especially preferable.

紫外線硬化型接着剤は、紫外線などの光エネルギーを照射することによって硬化するとともに、第1光学基材L1及び第2光学基材L2の光屈折率の範囲のものを選択することができるため好ましく、第1光学基材L1及び第2光学基材L2の表面を侵食しにくいため好ましい。   The ultraviolet curable adhesive is preferable because it can be cured by irradiating light energy such as ultraviolet rays and can be selected in the range of the optical refractive index of the first optical base material L1 and the second optical base material L2. It is preferable because the surfaces of the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2 are less likely to erode.

紫外線硬化型接着剤としては、重合性モノマーとして、ビニル系、アクリル系、又はメタクリル系等で分子内に少なくとも1つ以上二重結合を有するものを用いることができる。具体的には単官能モノマーとしてアクリル酸、メタクリル酸の他にアクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアルキルアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル若しくはそれらのヒドロキシ化合物等も含むアルキルメタクリル酸エステル類、又はスチレンモノマー、アクリルニトリルモノマー等を用いることができる。また、多官能モノマーとしてエチレングリコールジメタクリレート等のアクリル系やジアリルフタレート等のアリル系等があり、重合硬化過程で架橋構造が得られ接着部の耐久性や熱安定性を改良することができるものを用いることが好ましい。   As the ultraviolet curable adhesive, a polymerizable monomer having at least one double bond in the molecule such as vinyl, acrylic or methacrylic can be used. Specifically, as a monofunctional monomer, in addition to acrylic acid and methacrylic acid, alkyl acrylates such as methyl acrylate and ethyl acrylate, alkyl methacrylates including methyl methacrylate, butyl methacrylate or hydroxy compounds thereof are also included. Or a styrene monomer, an acrylonitrile monomer, or the like can be used. In addition, polyfunctional monomers include acrylics such as ethylene glycol dimethacrylate and allyls such as diallyl phthalate, and a crosslinked structure can be obtained during the polymerization and curing process to improve the durability and thermal stability of the bonded part. Is preferably used.

紫外線硬化型接着剤に添加される光重合剤としては、通常の紫外線によってラジカル重合できるものであればよく、アセトフェノン系、ネンゾフェニル系、ベンゾイン系、チオキサンソン系、アジルフォスフィンオキサイド系の化合物が挙げられる。   The photopolymerization agent added to the ultraviolet curable adhesive is not particularly limited as long as it can be radically polymerized by ordinary ultraviolet rays, and examples thereof include acetophenone-based, nenephenyl-based, benzoin-based, thioxanthone-based, and azylphosphine oxide-based compounds. .

紫外線硬化型接着剤の具体例としては、第1光学基材L1及び第2光学基材L2の屈折率の範囲に含まれるNorland社製品NOAシリーズ又はEMI社製品OPTOCAST3400シリーズなどを挙げることができる。   Specific examples of the ultraviolet curable adhesive include Norland product NOA series or EMI product OPTOCAST 3400 series which are included in the refractive index range of the first optical base material L1 and the second optical base material L2.

C−2.接合工程
接合工程は、第1光学基材L1又は第2光学基材L2の少なくとも一方を正面方向又は背面方向に移動させ、第1光学基材L1の外周面102a、102b、102cと第2光学基材L2の凹欠部106とを組み合わせて嵌合させ接合させる。この接合時において、外周面102a、102b、102cと凹欠部106とが密着するように圧接させ、余剰な光硬化型接着剤をはみ出させる。
C-2. Bonding process The bonding process moves at least one of the first optical base material L1 or the second optical base material L2 in the front direction or the back direction, and the outer peripheral surfaces 102a, 102b, 102c of the first optical base material L1 and the second optical base material. The recesses 106 of the base material L2 are combined and fitted and joined. At the time of joining, the outer peripheral surfaces 102a, 102b, and 102c and the recessed portion 106 are brought into pressure contact with each other, and excess photo-curing adhesive protrudes.

以下、第1光学基材L1の外周面102aと第2光学基材L2の内周面105aとが接着された面を接着面110a、第1光学基材L1の外周面102bと第2光学基材L2の内周面105bとが接着された面を接着面110b、第1光学基材L1の外周面102cと第2光学基材L2の内周面105cとが接着された面を接着面110cとする。   Hereinafter, the surface where the outer peripheral surface 102a of the first optical base material L1 and the inner peripheral surface 105a of the second optical base material L2 are bonded is referred to as an adhesive surface 110a, and the outer peripheral surface 102b of the first optical base material L1 and the second optical base. The surface where the inner peripheral surface 105b of the material L2 is bonded is the bonding surface 110b, and the surface where the outer peripheral surface 102c of the first optical substrate L1 and the inner peripheral surface 105c of the second optical substrate L2 are bonded is the bonding surface 110c. And

C−3.接着剤除去工程
接着剤除去工程は、第1光学基材L1と第2光学基材L2との接着面からはみ出した光硬化型接着剤を除去する。なお、光硬化型接着剤の除去方法としては、光硬化型接着剤の特性に応じた公知の技術を用いることとする。
C-3. Adhesive Removal Step The adhesive removal step removes the photocurable adhesive that protrudes from the adhesive surface between the first optical base material L1 and the second optical base material L2. In addition, as a removal method of a photocurable adhesive agent, suppose that the well-known technique according to the characteristic of a photocurable adhesive agent is used.

C−4.硬化工程
硬化工程は、第1光学基材L1と第2光学基材L2との接着面に光を照射することにより光硬化型接着剤を硬化させ、第1光学基材L1と第2光学基材L2とを一体化する。
C-4. Curing Step The curing step cures the photocurable adhesive by irradiating light onto the adhesive surface between the first optical substrate L1 and the second optical substrate L2, and the first optical substrate L1 and the second optical substrate. The material L2 is integrated.

光硬化型接着剤を硬化させる光を照射する光源としては、光硬化型接着剤を硬化可能な特定波長の光を照射する低/高圧水銀ランプ、紫外線ランプ、ブラックライト、発光ダイオード等を挙げることができる。   Examples of the light source for irradiating light for curing the photocurable adhesive include a low / high pressure mercury lamp, an ultraviolet lamp, a black light, and a light emitting diode that irradiate light of a specific wavelength capable of curing the photocurable adhesive. Can do.

このような各種工程により、嵌合された第1光学基材L1の外周面102a、102b、102c及び第2光学基材L2の凹欠部106が光硬化型接着剤を介して接着され、図4に示すようなホログラム光学素子Lが形成される。   Through these various steps, the outer peripheral surfaces 102a, 102b, 102c of the first optical base material L1 and the recessed portion 106 of the second optical base material L2 are bonded via the photo-curing adhesive. A hologram optical element L as shown in FIG. 4 is formed.

以上のように、本実施の形態によれば、接着されるべき複数の部材は、互いに略等しい熱的条件下において形成する加熱工程を経ることにより、各部材に与えられる熱エネルギー量を略等しくすることができ、接着前の各部材内部の残留応力を等しくすることができる。従って、接着され一体化された後に外界の温度変化に応じて各部材内部の残留応力が解放されても、各部材に同一の形状変化を生じさせることができることから、接着されていた部材間に隙間が生じたり接着剤が剥離したりして接着部分に破壊が生じたりして、一体化されていた部材が分離するという問題が生じる恐れを低減することができる。このようなことから、外界の温度変化に応じて生じる形状変化を低減し、接着耐久性を向上させ、光学素子の品質の向上を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the plurality of members to be bonded are subjected to a heating process that is formed under substantially the same thermal conditions, so that the amount of thermal energy given to each member is substantially equal. The residual stress inside each member before bonding can be made equal. Therefore, even if the residual stress inside each member is released according to the temperature change of the outside after being bonded and integrated, the same shape change can be caused in each member. It is possible to reduce a possibility that a problem occurs that a gap is generated or an adhesive is peeled off and a bonded portion is broken and an integrated member is separated. For this reason, it is possible to reduce the shape change caused by the temperature change in the outside world, improve the adhesion durability, and improve the quality of the optical element.

また、本発明は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   Further, the present invention is not limited to the contents of the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

ホログラム光学素子の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of a hologram optical element. 第1光学基材L1及び第2光学基材L2の外観形状の一例である。It is an example of the external appearance shape of the 1st optical base material L1 and the 2nd optical base material L2. 第2光学基材L2の熱エネルギー量に対する形状変化率のグラフの例である。It is an example of the graph of the shape change rate with respect to the amount of thermal energy of the 2nd optical base material L2. ホログラム光学素子の外観の一例である。It is an example of the external appearance of a hologram optical element.

符号の説明Explanation of symbols

2 ホログラム素子
20 ホログラム感材
102a、102b、102c 外周面
102d 上面
106 凹欠部
105a、105b、105c 内周面
110a、110b、110c 接着面
L ホログラム光学素子
L1 第1光学基材
L2 第2光学基材
W 開口幅
X 左右方向
Y 上下方向
Z 厚み方向
2 Hologram element 20 Hologram sensitive material 102a, 102b, 102c Outer peripheral surface 102d Upper surface 106 Recessed portion 105a, 105b, 105c Inner peripheral surface 110a, 110b, 110c Adhesive surface L Hologram optical element L1 First optical base material L2 Second optical base Material W Opening width X Left-right direction Y Up-down direction Z Thickness direction

Claims (6)

複数の部材を接着して光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
接着されるべき前記複数の部材を互いに略等しい熱的条件下において形成する加熱工程を含むこと、
を特徴とする光学素子の製造方法。
In the method of manufacturing an optical element for manufacturing an optical element by bonding a plurality of members,
Including a heating step of forming the plurality of members to be bonded under substantially equal thermal conditions;
A method for producing an optical element characterized by the above.
前記部材は、線膨張係数が等しい素材で形成されていること、
を特徴とする請求項1記載の光学素子の製造方法。
The member is formed of a material having the same linear expansion coefficient;
The method of manufacturing an optical element according to claim 1.
前記加熱工程は、
前記部材毎に与えられた熱エネルギー量が等しくなるように加熱すること、
を特徴とする請求項1又は2記載の光学素子の製造方法。
The heating step includes
Heating so that the amount of heat energy given to each member becomes equal;
The method of manufacturing an optical element according to claim 1 or 2.
前記加熱工程は、
前記部材毎に与えられた熱エネルギー量が異なっている場合、
最も与えられた熱エネルギー量が高い前記部材の熱エネルギー量と等しくなるように他の前記部材を加熱すること、
を特徴とする請求項3記載の光学素子の製造方法。
The heating step includes
When the amount of heat energy given to each member is different,
Heating the other member such that the most given amount of heat energy is equal to the amount of heat energy of the member being high,
The method of manufacturing an optical element according to claim 3.
前記加熱工程は、
前記部材を加熱する際、前記部材毎の熱履歴が等しくなるように加熱すること、
を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
The heating step includes
When heating the member, heating so that the thermal history of each member becomes equal,
The method for manufacturing an optical element according to any one of claims 1 to 3.
前記加熱工程は、
前記部材毎に与えられた熱エネルギー量が異なっている場合、
最も与えられた熱エネルギー量が大きい前記部材の熱エネルギー量が、加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内である場合には、他の前記部材に対して、当該加熱前後の形状変化率が一定である熱エネルギー量の範囲内の熱エネルギー量を与えること、
を特徴とする請求項1又は2記載の光学素子の製造方法。
The heating step includes
When the amount of heat energy given to each member is different,
When the amount of heat energy of the member having the largest amount of heat energy given is within the range of the amount of heat energy in which the rate of change in shape before and after heating is constant, before and after the heating with respect to the other member Giving an amount of heat energy within the range of the amount of heat energy in which the rate of change in shape of the material is constant,
The method of manufacturing an optical element according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018527971A (en) * 2015-07-22 2018-09-27 デカスロンDecathlon Table tennis ball and manufacturing method thereof

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