JP2014021492A - ロッドレンズおよびその製造法 - Google Patents

ロッドレンズおよびその製造法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014021492A
JP2014021492A JP2013145964A JP2013145964A JP2014021492A JP 2014021492 A JP2014021492 A JP 2014021492A JP 2013145964 A JP2013145964 A JP 2013145964A JP 2013145964 A JP2013145964 A JP 2013145964A JP 2014021492 A JP2014021492 A JP 2014021492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holder
glass
sealing glass
rod lens
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013145964A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6066848B2 (ja
Inventor
Hettler Robert
ヘットラー ロバート
Gindele Frank
ギンデル フランク
Pawlowski Edgar
パウロウスキ エドガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of JP2014021492A publication Critical patent/JP2014021492A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6066848B2 publication Critical patent/JP6066848B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0012Arrays characterised by the manufacturing method
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0012Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0018Reflow, i.e. characterized by the step of melting microstructures to form curved surfaces, e.g. manufacturing of moulds and surfaces for transfer etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/04Re-forming tubes or rods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/04Re-forming tubes or rods
    • C03B23/13Reshaping combined with uniting or heat sealing, e.g. for making vacuum bottles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/20Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • C03B23/207Uniting glass rods, glass tubes, or hollow glassware
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/02Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing by fusing glass directly to metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0087Simple or compound lenses with index gradient

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

【課題】ロッドレンズおよびその製造法を提供すること。
【解決手段】シーリングガラス(1)およびホルダーガラス(2)または金属製ホルダー(3)を加熱する結果、シーリングガラス(1)のみが溶融し、導光素子(20)と結合してレンズ素子(10)をなす球冠が形成される。複数のロッドレンズが、行列配置を形成し得る。
【選択図】図1

Description

本発明は、それぞれ1つの導光素子および1つのレンズ素子を有するロッドレンズの製造法、ロッドレンズそれ自体、ならびにそのようなロッドレンズの行列配置に関する。
ロッドレンズそれ自体は公知であって、縦長の導光素子、ならびに導光素子の少なくとも一端においてレンズ素子を有する。そのようなロッドレンズは、研削および研磨により、ガラス塊もしくはプリフォームから製造されるか、またはある形状のこのプリフォームを融解し、プレスして再成形することにより製造される。注型法での製造も公知である(米国出願公開第2010/327470号)。
公知の方法は、製造コストがかなり高いことが不利である。その上、公知の方法は、ロッドレンズの製造と同時に、ロッドレンズを多数使用するために要求されるようなケーシングを製造するためには直接には適していない。
米国出願公開第2010/327470号
したがって、本発明の課題は、ロッドレンズの改善された製造法を提案することである。その際、ロッドレンズの製造と同時に、ロッドレンズに、ロッドレンズの様々な適用において必要とされるようなケーシング、またはケーシングの一部を備え付けることが可能であるものである。このやり方で、太陽電池、光検出器、CCDセンサ、CMOSセンサ、LED、OLED、ファイバおよびレーザにおける集束、コリメーション、または結像の趣旨での、損失の少ない導光が達成され得るべきである。
出された課題の解決策は、独立請求項から明らかになる。
詳細には、比較的低い融点および所定の熱膨張率を有するシーリングガラスからなるガラス体を、シーリングガラスと比べて高い融点を有するもののシーリングガラスと類似する熱膨張率を有するホルダーを利用して固定する。この固定の最中に、シーリングガラスを融解させ、その際、シーリングガラス体の、ホルダーから空気またはガス中に突出する部分が、自由表面での表面張力、および例えばケーシング部品の周縁またはホルダーの前額面での界面張力の効果ゆえに、球状、またはほぼ球状の表面を有する立体へと変形する。シーリングガラス体の、ホルダーを越えた突出部のサイズに応じて、アーチは、より顕著であるか、またはあまり顕著ではない、つまり、形成された球冠は、球または球類似体の、より大きな一部またはあまり大きくない一部を含む。
表面張力効果によって形成される球表面は、火造りされているため、高品質である。表面張力効果および界面張力は、ガラス材特性、使用される雰囲気、および/または金属製ホルダーである場合にはその金属表面に依存する。つまり、ロッドレンズを製造する最中に、ロッドレンズを成形するための液状シーリングガラスの界面張力は、その液状シーリングガラスが、液状シーリングガラスの表面張力に影響を及ぼすためのガス組成を有する雰囲気にさらされるというやり方で、影響を受けることができる。表面張力は、雰囲気の温度にも依存する。それによって、表面張力を上げるか、または下げることができる。その際、表面張力が大きければ大きいほど、生成される球冠は、ますます球に類似するようになる。一般的には、例えば、製造条件により、特に炉内に設定されている雰囲気に、表面張力に影響を及ぼすためのガスを添加する。
レンズ素子を形成するシーリングガラス体は、ガラス製または金属製のホルダーによって固定される。シーリングガラスからなるレンズ素子は、シーリングガラスに比べて高い融点を有する「ホルダーガラス」からなるガラス体上に単純に装着されているか、または環状に包囲されていてもよい。ロッドレンズ内での機械的張力を回避するためには、シーリングガラスの熱膨張率とホルダーガラスの熱膨張率とが激しく異ならないことが望ましい。このことは、金属製の環状ホルダーが利用される場合にも当てはまる。ただし、非常に薄い金属厚ゆえにホルダーが可撓性である場合は別である。その場合、好ましくは、肉厚は100μm未満である。ガラスの熱膨張率が金属製ホルダーの熱膨張率よりも大きい場合には、冷却の際に、金属製ホルダーとガラスとの間に空隙が生じる。このことは、ガラスの界面における光学的全反射にとって有利である。そのためには、肉厚の小さい金属製ホルダーを使用するか、またはシーリングガラスとホルダーを高温ではじめて嵌合することが望ましい。
ロッドレンズを製造する最中に利用された、ガラス製または金属製のホルダーは、製造後には、ロッドレンズのケーシングの一部になるか、またはこのケーシングを形成する。ロッドレンズの密封包装が達成され、このことは、ロッドレンズが、LED、レーザ、または光検出器のような能動光学素子と結合されている場合に特に重要である。この包装は、光集束、コリメーション、および結像プロセスの際に損失の少ない導光を可能にする。
ロッドレンズの幾何形状は、ロッド横断面が一定のプリズム形状または円筒形状、ならびに導光素子の横断面が先細りの、角錐形状または円錐形状を含む。プリズム形状および角錐形状の場合は、レンズ素子の近似的な球表面しか達成され得ないことは自明である。そのように角張って形成されたロッドレンズの行列配置の場合、円筒状のロッドレンズの場合よりも大きなスペース活用を達成することができる。
導光素子の側面において十分な全反射を当てにできない場合には、導光率を高めるために、鏡として機能するかまたはコーティングの施された、高反射の、研磨された内側面も使用することができる。
導光率に影響を及ぼすためには、使用されるガラスの、異なる屈折率も使用することができる。導光特性を達成するためには、ホルダーガラスは、シーリングガラスと比べて低い屈折率を有することができるかもしれない。
屈折率の異なるガラスの使用により、屈折率分布型レンズの効果を達成することができる。そのためには、中核ゾーンでは屈折率がn1および外被ゾーンでは屈折率がn2のシーリングガラスを、屈折率がn3のホルダーガラスに対して使用することができる。
本発明のさらなる詳細は、以下の例示的実施形態の記載から、および添付された請求項から明らかになる。
異なる型の2つのガラスからなるロッドレンズの製造を示す図である。 異なる型のガラスからなるロッドレンズを製造するもう1つの可能性を示す図である。 ガラスと金属製ホルダーとからなるロッドレンズの製造を示す図である。 異なる種類のガラスからなる、導光素子とレンズ素子とを備え、部分的に金属製であるホルダーを備えたロッドレンズの製造を示す図である。 先細りの導光素子を備えた、変化させたロッドレンズの製造を示す図である。 金属製ホルダーと2つの部分体からなるシーリングガラス体とを備えたロッドレンズを示す図である。 図6に対して変化させた一実施形態を示す図である。 金属製ホルダーと2つの部分体からなるそれぞれ凸表面形状のシーリングガラス体とを備えたロッドレンズを示す図である。 図8に対して変化させた一実施形態を示す図である。 ロッドレンズの一行列配置を示す図である。 金属製ホルダーと光学特性が異なる2つの凹凸ガラス体とを備えたロッドレンズの一行列配置を示す図である。 ウェーハ上で、太陽電池、光検出器、CCDセンサ、CMOSセンサ、LED、またはレーザと結合されている、図11に基づく、ロッドレンズの行列配置を示す図である。 図12と類似する、ロッドレンズの一行列配置を示す図であり、光学系と能動素子との間のスペースが、ポリマー、ガラス、液体、および/またはコンポジットで満たされている。
図1は、ロッドレンズを製造する方法の第1実施形態を図示する。比較的低い融点Tg1および所定の熱膨張率CTE1を有するシーリングガラス1、ならびに、シーリングガラスと比べて高い融点Tg2およびシーリングガラスの熱膨張率に近い熱膨張率CTE2を有するホルダーガラス2からなる中実ガラス体を準備する。
熱膨張率CTE2に対する、またはCTE3に対する熱膨張率CTE1との関連で、「近い」または「類似する」という表現は、シーリングガラス1およびホルダーガラス2ないしホルダー金属3の本体内での熱膨張率が、ロッドレンズの事実上の直径寸法1〜10mmにおいて、製造されたロッドレンズのガラス内での、許容不可能と見なされ得るようなひずみをもたらさないということを意味する。
ホルダーガラス2のガラス体は、シーリングガラス1のガラス体用のホルダーを形成する。ガラス1および2のガラス体は、相互に積み重ねることにより相互に結合されているが、好ましいのは、方法開始時における、ガラス1および2の両ガラス体の間でのより強固な結合である。シーリングガラス1の融点Tg1よりも高いもののホルダーガラス2の融点Tg2よりも低い温度にもたらすことによって、シーリングガラス1が融解し、ホルダーガラス2からなるガラス体が円筒状であると前提される場合には、表面張力および界面張力の効果が、融解したガラス1が、空気またはガス中で自由表面におき球冠へと形成されることを配慮する。ガラス体2がプリズム形状の場合、形成された球冠は、近似的な球表面を有する。この球冠がロッドレンズのレンズ素子10であり、ガラス体2が導光素子20である。
図2は、ロッドレンズを製造する、さらなる一実施形態を示す。シーリングガラス1は、ホルダーガラス2によって環状に取り囲まれており、ただし、シーリングガラス1からなる本体の一部分11が、ホルダーガラス2からなる環を突出している。シーリングガラス体を融解させると、環を突出する部分11のガラスが環の上端に流れ、液状ガラスの表面張力および界面張力の結果として球冠を形成する。こうして、シーリングガラスからなるレンズ素子10、ならびにシーリングガラス1からなる中核21およびホルダーガラス2からなる外被22を備えた導光素子20が形成される。
図3は、図2に基づく方法を示すが、その熱膨張率CTE3がシーリングガラス1の熱膨張率に近い、金属製のホルダー3を備える。短いはめ管形状のホルダー3は、るつぼ5に挿入されており、シーリングガラス1の本体は、平坦なるつぼ底で支えられている一方で、シーリングガラス1の本体の一部分11は、ホルダー3から突出している。ホルダー3とシーリングガラス1との間には、間隙が存在してもよい。シーリングガラス1の融点Tg1超に温度を上げると、シーリングガラス1が液状になり、ホルダー3への間隙が閉じる一方で、同時に、シーリングガラスの本体の部分11が、ロッドレンズのレンズ素子10をなす球冠に変形する。導光素子20は、シーリングガラスの本体の残りの部分21によって形成される。この実施形態では、ホルダー3が、導光体10のケーシング30を形成する。
図4は、ケーシングとしてのキャップ4を備えたロッドレンズの製造を示す。シーリングガラス1の本体およびホルダーガラス2のガラス体は、キャップ4の半径方向突起41を挟持しており、シーリングガラス1が融解すると、シーリングガラス1とホルダーガラス2との間の境界層で溶融し、その結果、強固に固定される。
シーリングガラス1の本体の融解プロセスの際に、球冠としてのレンズ素子10が生じ、ホルダーガラス2からなるガラス体の形状に依存して、円筒またはプリズムの部分としての導光素子20が生じる。キャップ4が、ロッドレンズのケーシングを形成する。
図5は、図4に基づく方法の一変形を示す。ホルダーガラス2は、小さい方の基底面を下側にもつ円錐台または角錐台の形状を有する。その結果、導光素子20に集束作用が与えられる。キャップ4は、またもロッドレンズのケーシングを形成する。
図4の場合と同様に、図5においても、レンズ素子10の方を向いた透光面およびレンズ素子10に面していない透光面が形成され、レンズ素子に面していない透光面は、図5の場合は、レンズ素子の方を向いた透光面よりも小さい。
図6は、レンズ素子10としての球冠を備え、シーリングガラス体21aおよび21bから構成されている導光素子20を備えたロッドレンズを示す。継ぎ目23には光活性または光不活性物質25が封入されていてもよく、その物質は例えばフィルタであってもよい。フィルタは、分光透過率を変化させることができる。導光素子20の幾何形状は、円筒の形状であってもよいが、横断面が例えば、正方形、または六角形、または八角形であるプリズム形状も可能である。そのような場合、球冠の表面は、近似的にしか球状ではないが、集光特性は維持されたままである。導光素子20は、ケーシング30によって囲まれている。
図7は、ロッドレンズの両末端ともにそれぞれ1つのレンズ素子10a、10bを備えたロッドレンズの一実施形態を示す。そのようなロッドレンズは、シーリングガラス体が、その、融点超への加熱の際に、ホルダー中に挟持されたまま保持されるため、シーリングガラスの、突出した下方部分から、ロッドレンズの自由表面において球冠が形成されることによって製造することができる。継ぎ目23には光活性または光不活性物質25が封入されていてもよく、それは例えばフィルタである。フィルタは、分光透過率を変化させることができる。
図8は、レンズ素子10としての球冠を備え、2つのシーリングガラス体21aおよび21bから構成されている導光素子20を備えたロッドレンズを示す。シーリングガラス体21bは、第1製造段階において、シーリングガラス体21aは、第2製造段階において製造される。本体21a、21bのガラスは、異なる熱特性(軟化温度)および光学特性(屈折率、アッベ数)を有する。ガラスの、異なる分散に起因して、収色特性を有する光学系が生じる。導光素子20の幾何形状は、円筒の形状であってもよいが、横断面が例えば、正方形、または六角形、または八角形であるプリズム形状も可能である。そのような場合、球冠の表面は、近似的にしか球状ではないが、集光特性は維持されたままである。導光素子20は、ケーシング30によって囲まれている。
図9は、ロッドレンズの両末端ともにそれぞれ1つのレンズ素子10a、10bを備えたロッドレンズの一実施形態を示す。図8に関して記載したように、レンズ素子10a、10bは、異なる熱特性および光学特性を有するガラスからなる。そのようなロッドレンズは、それぞれのシーリングガラス体が、その、融点超への加熱の際に、ホルダー中に挟持されたまま保持されるため、シーリングガラスの、突出した下方部分からも、ロッドレンズの自由表面において球冠が形成されることによって製造することができる。
図10は、ロッドレンズの一行列配置を示す。シーリングガラス1は、各個々のロッドレンズの、レンズ素子10と同時に導光素子20を形成する。ホルダーは、ロッドレンズを包み、そのようにして、行列中のすべてのロッドレンズに共通のケーシング30を形成する。
図11は、図8に類似する、ロッドレンズの一行列配置を示す。シーリングガラス1aは、各個々のロッドレンズの、レンズ素子10aと同時に導光素子20の一部21aを形成し、その他方の部分21bは、シーリングガラス1bによって形成される。ガラス1a、1bは、異なる熱特性(軟化温度)および光学特性(屈折率、分散、部分分散、群遅延分散)を有する。ガラスの、異なる分散に起因して、収色特性を有する光学系が生じる。金属製ホルダー3は、ロッドレンズを包み、そのようにして、行列中のすべてのロッドレンズに共通のケーシング30を形成する。
図12は、図11の、ロッドレンズの行列配置の一変形形態を示す。金属製ホルダー3と光学特性の異なる2つの凹凸ガラス体とを備えたロッドレンズの行列配置を、ウェーハ51上へと、太陽電池、光検出器、CCDセンサ、CMOSセンサ、LEDまたはレーザであってもよい能動光学素子50と結合する。
図13は、図12の模範に基づく、ロッドレンズのさらなる一行列配置を示す。光学系と能動素子50との間のスペースは、ポリマー、ガラス、液体、またはコンポジットで満たされている。
ロッドレンズを製造するための記載の方法により、(球半径に関して)高さの異なる球冠を製造することが可能である。シーリングガラス体の、ホルダーから突出した部分11は、多かれ少なかれ突出して形成されているため、溶融の際に形成される球冠は、そのうちの一部を球冠が形成する球の半径に相対して、多かれ少なかれ高さを獲得する。
ロッドレンズの用途に応じて、導光率を上げるために鏡として機能するか、または光損失を回避するためにコーティングが施されている、高反射の内側面も使用することができる。表面のコーティングまたは前処理により、環状ホルダーの内側がガラスでぬれないことが達成され得る。例えば、界面張力に影響を及ぼすための材料は、PVD、スパッタリング、ゾルゲルコーティングおよび/またはCVDを利用して蒸着することができる。しかしながら、界面張力に影響を及ぼすための材料は、ホルダーおよびガラスのガスパージを介して、プラズマ酸化を利用して、および/または基板を液体中に浸漬することによっても準備することが可能であって、ただし、このガスないし液体は、界面張力に影響を及ぼすための成分を含有している。
シーリングガラスおよびホルダーの熱膨張率がほとんど差異を示さないことにより、ロッドレンズ動作時のガラス体内でのひずみが大部分回避される。ホルダーの厚さが非常に薄い場合は、シーリングガラスの熱膨張率とホルダーの熱膨張率との、より大きな差異が許容され得る。この場合、肉厚は、好ましくは100μm未満である。
好ましくは光学的であるこのガラスは、例えば、弗燐酸ガラス、弗珪クラウンガラス、燐酸クラウンガラス、重燐酸クラウンガラス、硼珪クラウンガラス、軽バリウムクラウンガラス、クラウンガラス、亜鉛クラウンガラス、バリウムクラウンガラス、重クラウンガラス、クラウンフリントガラス、軽バリウムフリントガラス、ダブル重クラウンガラス、ランタンクラウンガラス、ダブル軽フリントガラス、バリウムフリントガラス、軽フリントガラス、フリントガラス、重バリウムフリントガラス、ランタンフリントガラス、重ランタンフリントガラス、重フリントガラス、低クラウンガラス、低フリントガラス、長クラウン特殊ガラス、低重フリントガラス、短フリントガラス、短フリント特殊ガラスからなる1群から選択されている少なくとも1つのガラスであり得る。前記のガラスは、模範的に理解されるものであって、決して、挙げた選択に制限されるものではない。
図1または2に基づくロッドレンズ用のガラスの可能な組成:
ショット アクチエンゲゼルシャフト社のシーリングガラス8250(重量%):
SiO 69.2
18.5
Al 2.6
LiO 0.6
O 7.7
ZnO 0.6
As 0.05
ショット アクチエンゲゼルシャフト社のホルダーガラス8330(重量%):
SiO 80.6
12.8
Al 2.3
LiO 0.6
O 0.7
図3に基づくロッドレンズの材料の可能な組成:
外被金属材料:Fe−Ni−Co
組成(重量%):
Ni 29
Co 17
C 0.01
Fe 53.99
ショット アクチエンゲゼルシャフト社のシーリングガラス8250(重量%):
SiO 69.2
18.5
Al 2.6
LiO 0.6
O 7.7
ZnO 0.6
As 0.05

Claims (21)

  1. それぞれ1つの導光素子(20)および1つのレンズ素子(10)を有するロッドレンズの製造法であって、以下のステップ、
    a)比較的低い融点(Tg1)および所定の熱膨張率(CTE1)を有するシーリングガラス(1)からなるガラス体を準備するステップ、
    b)シーリングガラスと比べて高い融点(Tg2、T融解3)、およびシーリングガラスの熱膨張率(CTE1)に近い熱膨張率(CTE2)か、または金属製ホルダーの場合は、ガラスと異なる熱膨張率(CTE3)を有する、ホルダーガラス(2)、もしくはセラミックス、もしくはガラスセラミックスからなる、または金属(3)からなるホルダーを準備するステップ、
    c)ホルダーにおける、シーリングガラス体のある種の機械固定を保証するために、シーリングガラス(1)の本体とホルダーとを組み立てるステップであって、シーリングガラス(1)の本体の少なくとも一部分(11)がホルダーから突出するステップ、
    d)シーリングガラス(1)のホルダーから突出する部分(11)が、空気またはガス中で、部分的に球状またはほぼ球状の表面をもつ球冠へと変形し、その間ホルダーは形状安定性を保つような温度で、シーリングガラス(1)の本体を融解するステップ、
    e)そのように得られたロッドレンズを冷却するステップ
    を含む方法。
  2. 中実ガラス体をホルダーとして利用し、シーリングガラス(1)の本体と結合させる、請求項1に記載の方法。
  3. 環状のガラス体または金属体を、ホルダーまたはホルダーの一部として利用する、請求項1または2に記載の方法。
  4. シーリングガラスからなる少なくとも2つの部分体(21a、21b)をホルダーで取り囲む、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  5. シーリングガラスの部分(21a、21b)の間、またはシーリングガラス(1)の本体とホルダーガラス(2)のガラス体との間に、光活性物質を封入する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 金属キャップ(4)を、ケーシングまたはケーシングの一部として利用し、そのためにガラス中に固定する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
  7. ホルダーと、
    比較的低い融点(Tg1)および所定の熱膨張率(CTE1)を有するとともに、ホルダーの外側に、シーリングガラス(1)のガスまたは空気中での融解プロセスでホルダーの上方または下方に表面張力の結果生じたような球表面、またはほぼ球表面も有するシーリングガラス(1)からなるレンズ素子(10)と
    を含むロッドレンズであって、
    ホルダーが、シーリングガラスと比べて高い融点(Tg2、T融解3)を有するが、シーリングガラス(1)に類似する熱膨張率(CTE2)を有する、または金属製ホルダーの場合は、前記ガラスとは異なる熱膨張率(CTE3)を有する
    ロッドレンズ。
  8. ホルダーが、ホルダーガラス体を含有しており、そのホルダーガラス体が、円筒状、またはプリズム状、または円錐形状、または角錐形状に形成されており、さらにレンズ素子(10)の方を向いた第1の透光面、ならびにレンズ素子(10)に面していない第2の透光面を有する、請求項7に記載のロッドレンズ。
  9. ホルダーが、シーリングガラス体の環状フレームを含む、請求項7または8に記載のロッドレンズ。
  10. シーリングガラス(1)の本体が、少なくとも2つの部分体を含有する、請求項7乃至9のいずれか1項に記載のロッドレンズ。
  11. シーリングガラス(1)の本体が、屈折率、分散、部分分散、および/または群遅延分散を含む光学特性の異なる、少なくとも2つのシーリングガラス(1a、1b)からなる、請求項7乃至10のいずれか1項に記載のロッドレンズ。
  12. シーリングガラス(1)の本体と隣接するガラス体との間に、光活性物質からなる中間層が封入されている、請求項7乃至11のいずれか1項に記載のロッドレンズ。
  13. ホルダーが、シーリングガラス(1)の本体とホルダーガラス(2)の本体との間に固定されているキャップ(4)を含む、請求項8乃至12のいずれか1項に記載のロッドレンズ。
  14. ホルダーが、少なくとも部分的には金属からなる、請求項7乃至13のいずれか1項に記載のロッドレンズ。
  15. ホルダーが、シーリングガラスに対する表面張力および/または界面張力を調整するために、コーティングまたは表面処理されている、請求項14に記載のロッドレンズ。
  16. ホルダーが、反射を調整するために、コーティングまたは表面処理されている、請求項14または15に記載のロッドレンズ。
  17. ホルダーの肉厚が100μm未満である、請求項14乃至16のいずれか1項に記載のロッドレンズ。
  18. 請求項7乃至17のいずれか1項に記載のロッドレンズの行列配置。
  19. 行列配置が、ウェーハ上で太陽電池、光検出器、CCDセンサ、CMOSセンサ、LEDまたはレーザと結合されている、請求項18に記載のロッドレンズの行列配置。
  20. 行列配置が、ウェーハ(51)との気密な結合をもたらす共通のケーシング(30)を有する、請求項19に記載のロッドレンズの行列配置。
  21. 太陽電池、光検出器、CCDセンサ、CMOSセンサ、LED、またはレーザに隣接するスペースが、ポリマー、ガラス、液体、および/またはコンポジットで満たされている、請求項19または20に記載のロッドレンズの行列配置。
JP2013145964A 2012-07-12 2013-07-12 ロッドレンズおよびその製造法 Active JP6066848B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012106289.7 2012-07-12
DE102012106289.7A DE102012106289B4 (de) 2012-07-12 2012-07-12 Stablinse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016165414A Division JP6816995B2 (ja) 2012-07-12 2016-08-26 ロッドレンズおよびその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014021492A true JP2014021492A (ja) 2014-02-03
JP6066848B2 JP6066848B2 (ja) 2017-01-25

Family

ID=49781414

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013145964A Active JP6066848B2 (ja) 2012-07-12 2013-07-12 ロッドレンズおよびその製造法
JP2016165414A Active JP6816995B2 (ja) 2012-07-12 2016-08-26 ロッドレンズおよびその製造法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016165414A Active JP6816995B2 (ja) 2012-07-12 2016-08-26 ロッドレンズおよびその製造法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9069107B2 (ja)
JP (2) JP6066848B2 (ja)
CN (1) CN103539339B (ja)
AT (1) AT513074B1 (ja)
DE (1) DE102012106289B4 (ja)
FR (1) FR2993264B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015131756A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG ロッドレンズを製造する方法、及びロッドレンズ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI580899B (zh) * 2013-08-02 2017-05-01 鴻海精密工業股份有限公司 透鏡及使用該透鏡的光源模組
DE102016106366B4 (de) 2016-04-07 2017-12-07 Schott Ag Linsenkappe für ein TO-Gehäuse
DE102018105171A1 (de) * 2018-03-07 2019-09-12 Schott Ag Linsenkappe, Fotodiode mit einer Linsenkappe sowie Verfahren zu deren Herstellung
JP6755028B2 (ja) * 2018-12-19 2020-09-16 ネクサス株式会社 石英バイアル瓶の製造方法
US20220342123A1 (en) * 2019-09-25 2022-10-27 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Apparatus and method for the manufacture of large glass lens arrays
CN115157062B (zh) * 2022-08-03 2023-03-17 浙江黄岩环日光学有限公司 一种防控镜片模具生产设备及生产工艺

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228939A (ja) * 1985-04-04 1986-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロツドレンズの製造方法
JPS6224450A (ja) * 1985-07-24 1987-02-02 Nec Corp 光学ヘツド
JPH03215333A (ja) * 1990-01-22 1991-09-20 Hitachi Ltd ガラスロツド固定光部品
JPH05313047A (ja) * 1992-05-11 1993-11-26 Matsushita Electron Corp 光結合装置
WO1994004949A1 (en) * 1992-08-17 1994-03-03 Yasuhiro Koike Method of manufacturing plastic light transmitters
JPH06194545A (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 Rohm Co Ltd ファイバカプラ
JPH07146435A (ja) * 1993-01-28 1995-06-06 Gradient Lens Corp 負アッベ数の径方向屈折率分布型リレイ、その製造方法及びその使用方法
JPH11284162A (ja) * 1998-03-30 1999-10-15 Sony Corp 固体撮像素子
JP2001319362A (ja) * 2000-05-08 2001-11-16 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ及び光情報記録再生装置
JP2003139910A (ja) * 2001-10-30 2003-05-14 Sony Corp 光学素子、その製造方法およびその製造装置、並びにそれを用いた液晶表示装置および画像投影型表示装置
JP2003195012A (ja) * 2001-09-27 2003-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非球面ロッドレンズ及び非球面ロッドレンズの製造方法
JP2003206143A (ja) * 2001-10-29 2003-07-22 Asahi Glass Co Ltd ロッドレンズの製造方法
JP2004018358A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Yamaha Corp 接合方法および接合体
JP2005321751A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Kwangju Inst Of Science & Technology 照明用光ファイバーおよびその製造方法
JP2006106324A (ja) * 2004-10-05 2006-04-20 Nippon Sheet Glass Co Ltd 屈折率分布型ロッドレンズ、およびその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD128570B1 (de) * 1976-12-04 1981-04-29 Siegbert Heise Verfahren zum herstellen kleiner linsenfoermiger anordnungen fuer optoelektronische halbleiterbauelemente
JPS6283337A (ja) * 1985-10-04 1987-04-16 Hoya Corp マイクロレンズアレ−の製造方法
RU2039018C1 (ru) * 1992-07-10 1995-07-09 Товарищество с ограниченной ответственностью "Интерглас" Способ изготовления асферических оптических элементов
JPH08146276A (ja) * 1994-11-16 1996-06-07 Kyocera Corp レンズ付きホルダ
US6188527B1 (en) * 1999-04-12 2001-02-13 Hewlett-Packard Company LED array PCB with adhesive rod lens
AT5153U1 (de) * 2001-03-22 2002-03-25 Avl List Gmbh Optischer sensor zur erfassung von verbrennungsvorgängen
JP4091773B2 (ja) * 2002-02-20 2008-05-28 京セラ株式会社 光デバイス
CN1203337C (zh) * 2003-05-12 2005-05-25 南京大学 高稳定性光波分复用器的制备方法
JP4491657B2 (ja) * 2003-09-19 2010-06-30 三菱電機株式会社 光学部品および金属ホルダ
DE102004018424B4 (de) * 2004-04-08 2016-12-08 Docter Optics Se Verfahren zur Herstellung einer Linse
EP2266776A1 (de) 2009-06-27 2010-12-29 Bayer MaterialScience AG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dickwandigen Kunststoff-Bauteilen, insbesondere optischen Bauteilen
CN204242224U (zh) * 2014-11-21 2015-04-01 北京东方车云信息技术有限公司 在网络租车中判断乘客上下车的系统

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228939A (ja) * 1985-04-04 1986-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロツドレンズの製造方法
JPS6224450A (ja) * 1985-07-24 1987-02-02 Nec Corp 光学ヘツド
JPH03215333A (ja) * 1990-01-22 1991-09-20 Hitachi Ltd ガラスロツド固定光部品
JPH05313047A (ja) * 1992-05-11 1993-11-26 Matsushita Electron Corp 光結合装置
WO1994004949A1 (en) * 1992-08-17 1994-03-03 Yasuhiro Koike Method of manufacturing plastic light transmitters
JPH06194545A (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 Rohm Co Ltd ファイバカプラ
JPH07146435A (ja) * 1993-01-28 1995-06-06 Gradient Lens Corp 負アッベ数の径方向屈折率分布型リレイ、その製造方法及びその使用方法
JPH11284162A (ja) * 1998-03-30 1999-10-15 Sony Corp 固体撮像素子
JP2001319362A (ja) * 2000-05-08 2001-11-16 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ及び光情報記録再生装置
JP2003195012A (ja) * 2001-09-27 2003-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非球面ロッドレンズ及び非球面ロッドレンズの製造方法
JP2003206143A (ja) * 2001-10-29 2003-07-22 Asahi Glass Co Ltd ロッドレンズの製造方法
JP2003139910A (ja) * 2001-10-30 2003-05-14 Sony Corp 光学素子、その製造方法およびその製造装置、並びにそれを用いた液晶表示装置および画像投影型表示装置
JP2004018358A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Yamaha Corp 接合方法および接合体
JP2005321751A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Kwangju Inst Of Science & Technology 照明用光ファイバーおよびその製造方法
JP2006106324A (ja) * 2004-10-05 2006-04-20 Nippon Sheet Glass Co Ltd 屈折率分布型ロッドレンズ、およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015131756A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG ロッドレンズを製造する方法、及びロッドレンズ

Also Published As

Publication number Publication date
AT513074A2 (de) 2014-01-15
AT513074B1 (de) 2018-06-15
US9069107B2 (en) 2015-06-30
FR2993264A1 (fr) 2014-01-17
CN103539339B (zh) 2016-12-28
DE102012106289B4 (de) 2016-10-27
US20140016206A1 (en) 2014-01-16
DE102012106289A1 (de) 2014-01-16
AT513074A3 (de) 2018-06-15
CN103539339A (zh) 2014-01-29
JP6816995B2 (ja) 2021-01-20
JP6066848B2 (ja) 2017-01-25
FR2993264B1 (fr) 2021-12-10
JP2016194733A (ja) 2016-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6066848B2 (ja) ロッドレンズおよびその製造法
WO2006109348A1 (ja) 光ファイバコリメータ系、光ファイバコリメータアレイ、光ファイバコリメータ系及び光ファイバコリメータアレイ系の製造方法
WO2020105719A1 (ja) カルコゲナイドガラスレンズ
TW200800825A (en) Aspherical lens and process for the production thereof
WO2021059622A1 (ja) レンズ部材及びレンズユニット並びにレンズ部材及びレンズユニットの製造方法
WO2014001659A2 (fr) Procédé pour fabriquer un spiral d'un mouvement d'horlogerie
WO2014001660A2 (fr) Spiral guide de lumière, système de contrôle in-situ d'un mouvement d'horlogerie équipé de ce spiral, et dispositif portable de contrôle
JPWO2007057974A1 (ja) 発光素子・光ファイバ結合モジュール及び発光素子・光ファイバ結合モジュール用部品
US4088388A (en) O-Type optical waveguide
JP2005289766A (ja) 光学素子用母材およびそれを用いて製造される光学素子、並びに光学素子用母材の製造方法
JP2022078764A (ja) 光学部材及びその製造方法
KR101245416B1 (ko) 광 스위치에 사용되는 밀폐형 패키지의 멀티코어 광섬유 페룰 바디
JP3018387B2 (ja) 光学素子の製造方法
JP3877152B2 (ja) ガラス中空光ファイバの製造方法
WO2021059623A1 (ja) レンズ部材及びレンズユニット並びにレンズ部材及びレンズユニットの製造方法
JP5948324B2 (ja) 真空容器及びその製造方法
JP5510883B2 (ja) レンズアレイ
CN113241293B (zh) 具有超高阴极灵敏度的防光晕玻璃组件及其制备方法和应用
CN214623156U (zh) 光学镜头以及摄像模组
JP2018002553A (ja) 光学素子の製造方法
JP2008275686A (ja) 複合光学素子及びその製造方法
JP2022056102A (ja) 光学部材の製造方法及び光学部材
JP2019119646A (ja) 光学素子の製造方法
CN110346847A (zh) 利用不同折射率的材料所组成的镜片结构
US20080297928A1 (en) Low mass optical device and method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130805

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140502

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150219

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160408

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160428

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160826

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20160902

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6066848

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250