JP2010517069A - 少なくとも1つの埋め込み反射器を持つ光学素子 - Google Patents
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Abstract
Description
他方で、光線が、全内部反射のためのしきい値角度未満の角度で反射器55aに当たる場合には、光の一部は、空隙/反射器55aを通過するであろう。図4bにおける矢印60によって、反射器55aにほぼ垂直に当たる光線について、このことが図示されている。第1光学部材51、第2光学部材52及び第3光学部材53の屈折率が全てほぼ同一である
と仮定すると、この光線は、空隙/反射器55aをまっすぐに通り抜けて(空隙55aの幅にわたっての小さな平行移動は無視され、空隙55aの幅は一般にμmのオーダーである)、その代わりに、第3光学部材と周囲雰囲気との間の境界面において全内部反射にさらされるであろう。この全内部反射の後、光線は、再び、反射器55a乃至55cの方へ進み、直接、又は光導体50と周囲雰囲気との間の境界面のいずれかにおける他の反射の後に、アウトカップルされるであろう。
ここで、図6を参照して、本発明による光学素子を製造する方法の具体的な例を説明する。
従来の光重合によるレプリカ作成技術を用いて、ポリメチルメタクリレート(PMMA)の基板キャリア102上の2Pアクリレート材料101において、微細溝のレプリカ100(図面が理解しやすいように図6にはこれらのうちの1つしか示されていない)が得られた。PMMAキャリア102は、端部103a及び103bにおいて冷陰極蛍光灯(CCFL)又は発光ダイオード(LED)などの光源からの光が注入される導光基板として機能する。溝100は、自由2P面において100ミクロンから20ミクロンまでの幅を持った。溝の頂角は50°であった。それ故、溝の対応する深さは、容易に計算されることができ、幅よりほんの少し大きい。
微細構造部のコーティング
微細溝構造部100は、高収縮モノマー104でコーティングされ、上部ホイル105又は上部シート(プラスチック若しくはガラス)によって覆われた。用いられたモノマーは、ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)又はヘキサンジオールジメタクリレート(HDDMA)である。これらのモノマーは、光重合によって高い収縮をもたらし、文献によれば、それらの収縮率は16%のオーダーである。
上部ホイル105又は上部シートは、付着促進剤でコーティングされた。これは、実験的に薄いガラス板を用いて達成された。ガラス板は、アクリレート官能基を持つアミノシラン(メルクのシランA 174)の、ガラス板を真空乾燥器においてA 174材料にさらすことによる気相堆積が後に続く紫外線オゾン洗浄処理を受けた。その後、ガラスは、アミノシランとガラス面との間の表面反応を促すために、60℃で1時間「焼かれた」。この処理の結果として、ガラス面は、アクリレートコーティングと化学的に反応することができる付着促進アクリレート面グループの非常に薄い層(「単分子層」)を含むこととなる。
コーティングは、特に、空気と自由に接触する端部の近くでの酸素(O2)による光誘起反応の妨害を防止するために、窒素(N2)環境において、図6において矢印によって図示されているように、紫外線を用いて、光重合によって硬化された。
Claims (20)
- 光学素子であって、前記光学素子に埋め込まれる少なくとも1つの反射器を持つ光学素子を製造する方法であって、
少なくとも第1面であって、前記少なくとも第1面に形成される構造部を備える少なくとも第1面を持つ第1光学部材を設けるステップであって、前記構造部の少なくとも一部が、前記面の隣接部より低い、そこに付着される物質の解放のためのしきい値を持つよう構成され、前記一部が、前記反射器の所望の位置及び延長部を規定するステップと、
前記第1光学部材の前記第1面に、収縮可能な物質によって形成される第2光学部材を設けるステップと、
前記一部において前記第2光学部材が前記第1光学部材から解放され、前記一部において、前記第1光学部材と前記第2光学部材との間に、空隙であって、前記第1光学部材と前記空隙との間の第1境界面及び前記第2光学部材と前記空隙との間の第2境界面のうちの少なくとも一方における全内部反射を可能にする空隙が形成されるように前記物質を収縮させるステップとを有する方法。 - 前記構造部の前記一部が、前記より低い解放のためのしきい値を得るように、幾何学的形状及び表面特性のうちの少なくとも一方に関して、前記面の前記隣接部と異なる請求項1に記載の方法。
- 前記構造部が、溝などの窪みである請求項1又は2に記載の方法。
- 前記収縮可能な物質が、前記第1光学部材の前記第1面に設けられる場合に少なくとも1つの前記窪みを埋めるよう適合させられる請求項3に記載の方法。
- 前記収縮可能な物質が、重合可能な材料から形成され、前記収縮させるステップが、前記材料を重合させるステップを有する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記重合可能な材料が、光重合可能であり、前記重合させるステップが、適切な波長範囲を持つ光を前記光重合可能な材料に照射するステップを有する請求項5に記載の方法。
- 前記収縮可能な物質の収縮中の材料輸送を制限するために前記第2光学部材の上に第3光学部材を設けるステップを更に有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第3光学部材が、相対的に堅いシートであって、前記シートの、前記第2光学部材に面する側において、前記収縮可能な物質に対する優れた付着力を達成するよう処理されるシートである請求項7に記載の方法。
- 前記第1光学部材の前記第1面が、各々が前記面の隣接部より低い物質の解放のためのしきい値を持つよう構成される部分を持つ複数の構造部を有し、それによって、複数の埋め込み反射器を持つ光学素子の形成が可能にされる請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
- 第1光学部材であって、前記第1光学部材の第1面に少なくとも1つの窪みを持つ第1光学部材と、
前記第1光学部材の前記第1面に取り付けられる第2光学部材であって、本質的に、前記第1光学部材の前記少なくとも1つの窪みに適合する第2光学部材と、
前記第1光学部材と前記第2光学部材との間の境界面における少なくとも1つの反射器であり、前記少なくとも1つの窪みに配置される少なくとも1つの反射器であって、前記第1光学部材と前記第2光学部材との間に形成される空隙と前記第1光学部材及び前記第2光学部材のうちの一方との間の境界面によって形成される少なくとも1つの反射器とを有する光学素子。 - 前記第1光学部材が、前記第1面に複数の窪みを有し、
前記光学素子が、前記第1光学部材と前記第2光学部材との間の前記境界面に複数の反射器を有し、前記反射器の各々が、前記窪みの1つ1つに配置され、
前記反射器の各々が、前記第1光学部材と前記第2光学部材との間に形成される空隙と前記第1光学部材及び前記第2光学部材のうちの一方との間の境界面によって形成される請求項10に記載の光学素子。 - 前記空隙が、前記第1光学部材及び前記第2光学部材のうちの少なくとも一方の収縮によって形成される請求項10又は11に記載の光学素子。
- 前記第1光学部材及び前記第2光学部材のうちの少なくとも一方が高収縮ポリマーである請求項10乃至12のいずれか一項に記載の光学素子。
- 前記第2光学部材を覆い、前記第2光学部材に付着する第3光学部材を更に有する請求項10乃至13のいずれか一項に記載の光学素子。
- 前記少なくとも1つの窪みが溝である請求項10乃至14のいずれか一項に記載の光学素子。
- 複数の連続した空隙の各々が、それらの各々の溝の同じ側に形成される請求項15に記載の光学素子。
- 前記溝の各々の断面が、幾何学的形状及び表面特性のうちの少なくとも一方について、非対称である請求項15又は16に記載の光学素子。
- 前記窪みの各々の断面が、前記第1面に平行な面において閉ループを形成する請求項10乃至17のいずれか一項に記載の光学素子。
- 前記断面が、前記第1面に平行な所与の面において同心のものである請求項18に記載の光学素子。
- 請求項10乃至19のいずれか一項に記載の光学素子と、前記光学素子内に光を結合するよう配設される少なくとも1つの光源とを有する照明装置。
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