JP2016177140A - Method of manufacturing optical element - Google Patents

Method of manufacturing optical element Download PDF

Info

Publication number
JP2016177140A
JP2016177140A JP2015057460A JP2015057460A JP2016177140A JP 2016177140 A JP2016177140 A JP 2016177140A JP 2015057460 A JP2015057460 A JP 2015057460A JP 2015057460 A JP2015057460 A JP 2015057460A JP 2016177140 A JP2016177140 A JP 2016177140A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
optical element
manufacturing
core material
wires
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.)
Pending
Application number
JP2015057460A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
博久 北野
Hirohisa Kitano
博久 北野
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.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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 Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2015057460A priority Critical patent/JP2016177140A/en
Publication of JP2016177140A publication Critical patent/JP2016177140A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical element with high productivity.SOLUTION: A method of manufacturing an optical element comprises the steps of; preparing a plurality of wire rods 1, each comprising a core 2 and a cover 3; planarly arranging the plurality of wire rods 1 such that the covers 3 sit next to each other and pressing the plurality of wire rods 1 in a direction crossing a direction of a plane of the plurality of planarly arranged wire rods to deform the plurality of wire rods; and, while the covers 3 of the plurality of wire rods 1 are joined with each other, removing portions of the covers 3 positioned on one side and on the other side in the direction crossing the plane to expose the cores 2 on the one side and on the other side.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、反射機能を有する帯状の面が内部に多数配列された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 in which a number of band-like surfaces having a reflecting function are arranged inside.

反射機能を有する帯状の面が内部に多数配列された光学素子が知られている。国際公開第2009/131128号(特許文献1)に開示されているように、このような光学素子を2枚用いることによって、たとえば、物体を見る観察者側の空中に、立体像を形成することが可能となる。   There is known an optical element in which a number of band-like surfaces having a reflecting function are arranged inside. As disclosed in International Publication No. 2009/131128 (Patent Document 1), by using two such optical elements, for example, a three-dimensional image is formed in the air on the side of an observer viewing an object. Is possible.

国際公開第2009/131128号International Publication No. 2009/131128

国際公開第2009/131128号(特許文献1)に開示された光学素子の製造方法においては、まず、一面側に金属反射面が形成された複数の透明板(アクリル樹脂板またはガラス板)を準備する。複数の透明板を、金属反射面が一方側に配置されるように積層することで、積層体を形成する。各金属反射面に対して垂直な切り出し面が形成されるように積層体を切り出すことにより、光学素子(光制御パネル)が作製される。この製造方法は、透明板を積層する工程や、各金属反射面に対して垂直な方向に積層体を切り出すというやや複雑な工程を含んでおり、生産性という点において改善の余地が残されている。   In the method of manufacturing an optical element disclosed in International Publication No. 2009/131128 (Patent Document 1), first, a plurality of transparent plates (acrylic resin plates or glass plates) having a metal reflecting surface formed on one side are prepared. To do. A laminated body is formed by laminating a plurality of transparent plates so that the metal reflecting surface is arranged on one side. An optical element (light control panel) is produced by cutting out the laminate so that a cut surface perpendicular to each metal reflecting surface is formed. This manufacturing method includes a process of laminating a transparent plate and a somewhat complicated process of cutting the laminate in a direction perpendicular to each metal reflecting surface, leaving room for improvement in terms of productivity. Yes.

本発明は、従来に比して高い生産性で光学素子を製造することが可能な光学素子の製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the manufacturing method of the optical element which can manufacture an optical element with high productivity compared with the former.

本発明に基づく光学素子の製造方法は、光透過性を有する芯材と上記芯材の周囲を覆うように設けられた被覆部とを有する、複数の線材を準備する工程と、上記被覆部同士が隣接するように複数の上記線材を面状に並べるとともに、複数の上記線材の面状に並んでいる面方向に対して交差する方向に複数の上記線材を加圧することで複数の上記線材を変形させる工程と、複数の上記線材の上記被覆部同士を互いに接合させた状態で、上記被覆部のうちの上記交差する方向の一方側および他方側に位置している部分を除去することにより、上記芯材を上記一方側および上記他方側において露出させる工程と、を備える。   The method for manufacturing an optical element according to the present invention includes a step of preparing a plurality of wires having a light-transmitting core material and a covering portion provided so as to cover the periphery of the core material, and the covering portions. A plurality of the wire rods are arranged in a plane shape so that the adjacent wire rods are adjacent to each other, and the plurality of wire rods are pressed by pressing the plurality of wire rods in a direction intersecting with the surface direction arranged in the plane shape of the plurality of wire rods. By removing the portions located on one side and the other side of the intersecting direction of the covering portions in a state where the covering portions of the plurality of wires are joined to each other, Exposing the core material on the one side and the other side.

好ましくは、上記線材は、プラスチック光ファイバーから構成される。
好ましくは、複数の上記線材は、上記プラスチック光ファイバーの上記被覆部同士を熱溶着させることによって互いに接合される。
Preferably, the wire is made of a plastic optical fiber.
Preferably, the plurality of wires are bonded to each other by thermally welding the covering portions of the plastic optical fiber.

好ましくは、上記芯材は、プラスチックファイバーから構成される。
好ましくは、上記被覆部は、上記プラスチックファイバーの表面に形成され、内部で光を反射させる反射膜である。
Preferably, the core material is made of a plastic fiber.
Preferably, the coating portion is a reflective film that is formed on the surface of the plastic fiber and reflects light inside.

好ましくは、上記反射膜の材料は、誘電体または金属を含む。
好ましくは、複数の上記線材は、接着剤によって互いに接合される。
Preferably, the material of the reflective film includes a dielectric or a metal.
Preferably, the plurality of wires are joined to each other by an adhesive.

好ましくは、上記線材を加圧する際には、上記芯材が軟化あるいは溶融する温度以上となるように上記線材が加熱される。   Preferably, when pressurizing the wire, the wire is heated so as to have a temperature equal to or higher than a temperature at which the core softens or melts.

上記の製造方法は、透明板を積層したり、積層体を切り出したりするといった工程を含んでいないため、生産性の向上を図りやすい。   Since the above manufacturing method does not include a step of laminating a transparent plate or cutting out a laminated body, it is easy to improve productivity.

実施の形態1における光学素子の製造方法の第1工程を示す斜視図である。5 is a perspective view showing a first step of the method of manufacturing an optical element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法に用いられる線材を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a wire used in the method for manufacturing an optical element in Embodiment 1. FIG. 図2におけるIII−III線に沿った矢視断面図である。It is arrow sectional drawing along the III-III line in FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法に用いられる線材の特性を説明するための断面図(変形前の線材)である。It is sectional drawing (wire material before a deformation | transformation) for demonstrating the characteristic of the wire used for the manufacturing method of the optical element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法に用いられる線材の特性を説明するための断面図(変形後の線材)である。FIG. 6 is a cross-sectional view (deformed wire rod) for describing the characteristics of the wire rod used in the method for manufacturing an optical element in the first embodiment. 実施の形態1における光学素子の製造方法の第2工程を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a second step of the method of manufacturing an optical element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法の第3工程を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a third step of the method of manufacturing an optical element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法の第4工程を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a fourth step of the method of manufacturing an optical element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法の第5工程を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a fifth step of the method of manufacturing an optical element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法により得られたファイバーアレイシートを示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a fiber array sheet obtained by the method for manufacturing an optical element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における光学素子の製造方法により得られたマイクロミラーアレイを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a micromirror array obtained by the method for manufacturing an optical element in the first embodiment. 実施の形態2における光学素子の製造方法に用いられる芯材を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a core material used in the method for manufacturing an optical element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における光学素子の製造方法に用いられる線材を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a wire used in the method for manufacturing an optical element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における光学素子の製造方法の或る工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a certain step in the method for manufacturing an optical element in the second embodiment.

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The same parts and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may not be repeated.

[実施の形態1]
図1〜図9を参照して、実施の形態1における光学素子の製造方法について説明する。詳細は後述するが、当該製造方法を実施することによって光学素子としてのファイバーアレイシート10A(図9および図10参照)が作製される。ファイバーアレイシート10Aは、一方側の面2M(図9および図10参照)から入射した光を、他方側の面2N(同図)から出射させる。さらに、2つのファイバーアレイシート10Aを用いることによって、図11に示すようなマイクロミラーアレイ100を作製することもできる。
[Embodiment 1]
With reference to FIGS. 1-9, the manufacturing method of the optical element in Embodiment 1 is demonstrated. Although details will be described later, a fiber array sheet 10A (see FIGS. 9 and 10) as an optical element is manufactured by performing the manufacturing method. The fiber array sheet 10A causes light incident from one side surface 2M (see FIGS. 9 and 10) to be emitted from the other side surface 2N (the same figure). Furthermore, the micromirror array 100 as shown in FIG. 11 can also be produced by using two fiber array sheets 10A.

図1を参照して、実施の形態1の製造方法においては、まず複数の線材1が準備される。図2は、本実施の形態の製造方法で用いられる線材1を示す断面図である。図3は、図2におけるIII−III線に沿った矢視断面図である。線材1は、光透過性を有する芯材(2)と、芯材の周囲を覆うように設けられた被覆部(3)とを有し、内部で光を伝搬させることができる(図3中の黒色矢印を参照)。本実施の形態の線材1は、プラスチック光ファイバーから構成される。   With reference to FIG. 1, in the manufacturing method of Embodiment 1, the some wire 1 is prepared first. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the wire 1 used in the manufacturing method of the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The wire 1 has a core material (2) having light permeability and a covering portion (3) provided so as to cover the periphery of the core material, and can propagate light inside (in FIG. 3). See the black arrow). The wire 1 of this Embodiment is comprised from a plastic optical fiber.

図2および図3に示すように、プラスチック光ファイバーとしての線材1は、光透過性を有するコア層2(芯材)と、コア層2の周囲を覆うように設けられたクラッド層3(被覆部)とを有する。本実施の形態の線材1は、φ1mmの線径を有する。コア層2およびクラッド層3は、いずれも熱可塑性樹脂から形成される。たとえば、コア層2は、クラッド層3よりも高い屈折率を有しており、コア層2はポリメチルメタクリレート樹脂から形成され、クラッド層3はフッ素系ポリマーから形成される。クラッド層3の厚みは、たとえば10μmである。   As shown in FIGS. 2 and 3, a wire 1 as a plastic optical fiber includes a core layer 2 (core material) having optical transparency and a clad layer 3 (covering portion) provided so as to cover the periphery of the core layer 2. ). The wire 1 of the present embodiment has a wire diameter of φ1 mm. Both the core layer 2 and the clad layer 3 are formed from a thermoplastic resin. For example, the core layer 2 has a higher refractive index than the cladding layer 3, the core layer 2 is formed from a polymethyl methacrylate resin, and the cladding layer 3 is formed from a fluorine-based polymer. The thickness of the cladding layer 3 is, for example, 10 μm.

図4を参照して、線材1は、次のような特徴を有している。すなわち、線材1を図4に示すような加圧具4Aの内側に配置したとする。加圧具4Aは、平坦な加圧面4Sと、加圧面4Sに対して垂直な一対の加圧面4T,4Uとを有する。加圧具5Aも、平坦な加圧面5Sを有する。線材1の温度がたとえば160℃になるように、線材1を加熱しながら加圧具4A,5Aを用いて線材1を加圧する。線材1(コア層2およびクラッド層3)は軟化し、加圧によって変形する。線材1は、加圧面4S,4T,4Uおよび加圧面5Sの形状に倣うように変形し、線材1A(図5参照)を形成する。   With reference to FIG. 4, the wire 1 has the following characteristics. That is, it is assumed that the wire 1 is disposed inside the pressurizing tool 4A as shown in FIG. The pressing tool 4A has a flat pressing surface 4S and a pair of pressing surfaces 4T and 4U perpendicular to the pressing surface 4S. The pressing tool 5A also has a flat pressing surface 5S. The wire 1 is pressurized using the pressurizing tools 4A and 5A while heating the wire 1 so that the temperature of the wire 1 becomes 160 ° C., for example. The wire 1 (core layer 2 and clad layer 3) is softened and deformed by pressurization. The wire 1 is deformed so as to follow the shapes of the pressure surfaces 4S, 4T, 4U and the pressure surface 5S to form a wire 1A (see FIG. 5).

図5に示すように、線材1Aは、加熱および加圧を解除した状態において、4つの角部が丸みを帯びた、略長方形の断面形状を呈する。変形により得られた線材1Aは、変形前の線材1のコア層2およびクラッド層3の断面構成(クラッド層3がコア層2の周囲を覆うように位置しているという構成)を維持している。線材1Aも、線材1(図4)と同様に、内部で光を伝搬させるという機能を有している。本実施の形態では、変形によって線材1がこのような形状を有する線材1Aを形成できるという特徴が使用される。   As shown in FIG. 5, the wire 1 </ b> A has a substantially rectangular cross-sectional shape in which four corners are rounded in a state where heating and pressurization are released. The wire 1A obtained by deformation maintains the cross-sectional configuration of the core layer 2 and the clad layer 3 of the wire 1 before deformation (configuration in which the clad layer 3 is positioned so as to cover the periphery of the core layer 2). Yes. The wire 1A also has a function of propagating light inside, similarly to the wire 1 (FIG. 4). In this Embodiment, the characteristic that the wire 1A can form the wire 1A which has such a shape by deformation | transformation is used.

図1を再び参照して、上記のような特徴を有する複数の線材1は、加圧具4の加圧面4Sの上に配置され、クラッド層3(被覆部)同士が隣接するように面状に並べられる。本実施の形態においては、複数の線材1は、X−Y平面状に並べられる。複数の線材1が矢印Y方向に沿って直線状に延在しているとすると、複数の線材1は、矢印Yに対して交差する矢印X方向(本実施の形態では矢印Yに対して直交する矢印X方向)に順に並べられる。加圧具4に対向するように、加圧面5Sを有する加圧具5が配置される。加圧面4S,5Sは、互いに平行である(図6参照)。   Referring again to FIG. 1, the plurality of wires 1 having the above-described characteristics are arranged on the pressing surface 4 </ b> S of the pressing tool 4 so that the clad layers 3 (coating portions) are adjacent to each other. Are lined up. In the present embodiment, the plurality of wires 1 are arranged in an XY plane. Assuming that the plurality of wires 1 extend linearly along the arrow Y direction, the plurality of wires 1 are in the direction of the arrow X intersecting the arrow Y (in this embodiment, orthogonal to the arrow Y). In the direction of arrow X). A pressurizing tool 5 having a pressurizing surface 5S is arranged so as to face the pressurizing tool 4. The pressing surfaces 4S and 5S are parallel to each other (see FIG. 6).

図1および図6を参照して、複数の線材1は、複数の線材1が面状に並んでいる面方向(本実施の形態では、X−Y平面方向)に対して交差する矢印Z方向から加圧される。本実施の形態においては、複数の線材1は、X−Y平面に対して直交する矢印Z方向に加圧される。必要に応じて、線材1が矢印X方向およびその反対方向に移動することを規制するために、規制具6,7(図6)が用いられるとよい。規制具6,7の内表面6S,7Sは、加圧面4S,5Sに対していずれも直交している。内表面6S,7Sも、加圧面として機能することができる。   With reference to FIG. 1 and FIG. 6, the plurality of wire rods 1 are in the direction of an arrow Z that intersects the plane direction in which the plurality of wire rods 1 are arranged in a plane (in the present embodiment, the XY plane direction). Is pressurized. In this Embodiment, the some wire 1 is pressurized in the arrow Z direction orthogonal to an XY plane. In order to restrict the movement of the wire 1 in the direction of the arrow X and in the opposite direction, the restricting tools 6 and 7 (FIG. 6) may be used as necessary. The inner surfaces 6S and 7S of the restrictors 6 and 7 are orthogonal to the pressure surfaces 4S and 5S. The inner surfaces 6S and 7S can also function as pressure surfaces.

本実施の形態においては、加圧具4,5にヒーター等が内蔵されており、複数の線材1を加熱しながら加圧する。複数の線材1は、コア層2(芯材)が軟化あるいは溶融する温度以上となるように加熱される。複数の線材1は、線材1の各々の温度がたとえば160℃になるように加熱される。線材1の材質および純度にもよるが、複数の線材1の温度が110℃以上270℃以下の範囲内となるように加熱するのが好ましい。複数の線材1(コア層2およびクラッド層3)の各々は軟化し、周辺への移動(矢印X方向およびその反対方向への移動)が規制された状態で、加圧によって変形する。複数の線材1の各々は、加圧面4S,5S(および内表面6S,7S)の形状に倣うように変形し、線材1の隣り合う面は、加圧面4S,5Sに直交するように形成される(図7参照)。   In the present embodiment, a heater or the like is incorporated in the pressurizing tools 4 and 5 and pressurizes a plurality of wire rods 1 while heating. The plurality of wires 1 are heated so as to be equal to or higher than the temperature at which the core layer 2 (core material) softens or melts. The plurality of wires 1 are heated so that the temperature of each of the wires 1 is, for example, 160 ° C. Although it depends on the material and purity of the wire 1, it is preferable to heat the plurality of wires 1 so that the temperature is within a range of 110 ° C. or higher and 270 ° C. or lower. Each of the plurality of wire rods 1 (core layer 2 and clad layer 3) is softened and deformed by pressurization in a state where movement to the periphery (movement in the direction of arrow X and the opposite direction) is restricted. Each of the plurality of wire rods 1 is deformed so as to follow the shape of the pressurizing surfaces 4S and 5S (and the inner surfaces 6S and 7S), and adjacent surfaces of the wire rod 1 are formed to be orthogonal to the pressurizing surfaces 4S and 5S. (See FIG. 7).

図7および図8を参照して、本実施の形態においては、加熱によってクラッド層3が軟化ないし溶融すると、隣り合う線材1Aのクラッド層3(被覆部)同士が熱溶着によって一体化し、複数の線材1Aは互いに接合される。これにより、図8に示すファイバーアレイ10が得られる。ファイバーアレイ10は、加熱および加圧を解除した状態において、薄板状(シート状)の形状を呈する。ファイバーアレイ10は、クラッド層3同士が互いに接合された状態を維持している。加熱および加圧を解除した後、必要に応じて冷却工程が実施されてもよい。   7 and 8, in the present embodiment, when the clad layer 3 is softened or melted by heating, the clad layers 3 (coating portions) of the adjacent wire 1A are integrated by thermal welding, and a plurality of Wires 1A are joined together. Thereby, the fiber array 10 shown in FIG. 8 is obtained. The fiber array 10 has a thin plate shape (sheet shape) in a state where heating and pressurization are released. The fiber array 10 maintains the state in which the clad layers 3 are bonded to each other. After releasing the heating and pressurization, a cooling step may be performed as necessary.

図9を参照して、クラッド層3を互いに接合することにより形成されたファイバーアレイ10には、研削処理および/または研磨処理が施される。クラッド層3(被覆部)のうち、矢印Z方向の一方側に位置している部分3Aと、矢印Z方向の他方側に位置している部分3Bとが除去される。これにより、コア層2の一部を、矢印Z方向における一方側および他方側において露出させることができる。ここでいう矢印Z方向とは、複数の線材1Aが面状に並んでいる面方向に対して交差する方向(本実施の形態では、X−Y平面方向に対して直交する方向)である。   Referring to FIG. 9, the fiber array 10 formed by bonding the clad layers 3 to each other is subjected to a grinding process and / or a polishing process. Of the clad layer 3 (covering portion), a portion 3A located on one side in the arrow Z direction and a portion 3B located on the other side in the arrow Z direction are removed. Thereby, a part of core layer 2 can be exposed in the one side and the other side in the arrow Z direction. The arrow Z direction here is a direction (in this embodiment, a direction orthogonal to the XY plane direction) that intersects the plane direction in which the plurality of wire rods 1A are arranged in a plane.

本実施の形態においては、コア層2(芯材)の一部も除去される。具体的には、コア層2のうち、矢印Z方向の一方側に位置している部分2Aと、矢印Z方向の他方側に位置している部分2Bとが除去される。これにより、コア層2の一部を、矢印Z方向における一方側および他方側においてさらに露出させることができる。露出したコア層2の一方側の面2Mおよび他方側の面2Nには、鏡面処理が施されることが好ましい。面2M,2Nは、互いに平行であることが好ましい。   In the present embodiment, a part of the core layer 2 (core material) is also removed. Specifically, a portion 2A located on one side in the arrow Z direction and a portion 2B located on the other side in the arrow Z direction are removed from the core layer 2. Thereby, a part of core layer 2 can be further exposed on one side and the other side in the arrow Z direction. The exposed surface 2M and the other surface 2N of the core layer 2 are preferably subjected to a mirror surface treatment. The surfaces 2M and 2N are preferably parallel to each other.

図10を参照して、以上のような各工程を経ることによって、ファイバーアレイシート10A(光学素子)が得られる。ファイバーアレイシート10Aのクラッド層3は、矢印Z方向における上記の部分3A,3B(図9)においては除去されたことによって反射機能を有していないが、隣接する線材1Aとの間において残存している帯状の部分は反射機能を発揮することができる。ファイバーアレイシート10Aは、コア層2およびクラッド層3の残存している部分が等ピッチで配列された構成を有しており、一方側の面2Mから入射した光を、内部で反射させ、他方側の面2Nから出射させることができる(図10中の黒色矢印を参照)。   With reference to FIG. 10, the fiber array sheet 10 </ b> A (optical element) is obtained through the above steps. The clad layer 3 of the fiber array sheet 10A is removed from the portions 3A and 3B (FIG. 9) in the arrow Z direction, and thus has no reflection function, but remains between the adjacent wire 1A. The strip-shaped portion that is present can exert a reflection function. The fiber array sheet 10A has a configuration in which the remaining portions of the core layer 2 and the cladding layer 3 are arranged at an equal pitch, and reflects the light incident from the surface 2M on one side, The light can be emitted from the side surface 2N (see the black arrow in FIG. 10).

図11を参照して、2つのファイバーアレイシート10Aを用いることによって、図11に示すようなマイクロミラーアレイ100を作製することもできる。マイクロミラーアレイ100においては、ファイバーアレイシート10Aの各々に設けられた複数本のコア層2が、互いに90°の角度(直角)で交差している。ファイバーアレイシート10A(10A1)の一方側の面2Mから入射した光は、ファイバーアレイシート10A(10A1)および10A(10A2)のコア層2の内部を通して導光され、コア層2とクラッド層3との間の界面で反射され、ファイバーアレイシート10A(10A2)の他方側の面2Nから出射される。   Referring to FIG. 11, micromirror array 100 as shown in FIG. 11 can be manufactured by using two fiber array sheets 10 </ b> A. In the micromirror array 100, a plurality of core layers 2 provided in each of the fiber array sheets 10A intersect with each other at an angle of 90 ° (right angle). Light incident from one surface 2M of the fiber array sheet 10A (10A1) is guided through the core layer 2 of the fiber array sheets 10A (10A1) and 10A (10A2), and the core layer 2 and the cladding layer 3 And is emitted from the other surface 2N of the fiber array sheet 10A (10A2).

このようなマイクロミラーアレイ100は、マイクロミラーアレイ100の一方側の面に配置された被投影物の鏡映像を、マイクロミラーアレイ100に対して面対称となる他方側の面の空間位置に結像させることができる。マイクロミラーアレイ100は、3次元または2次元の物体および画像などを空間に結像するための結像光学素子として機能することができる。本実施の形態では、φ1mmの線径を有する線材1(プラスチック光ファイバー)を用いているが、所望される画質に応じて線径を最適化させるとよい。   In such a micromirror array 100, a mirror image of a projection object arranged on one surface of the micromirror array 100 is connected to a spatial position on the other surface that is plane-symmetric with respect to the micromirror array 100. Can be imaged. The micromirror array 100 can function as an imaging optical element for imaging a three-dimensional or two-dimensional object and image in space. In the present embodiment, the wire 1 (plastic optical fiber) having a wire diameter of φ1 mm is used, but the wire diameter may be optimized according to the desired image quality.

(作用および効果)
本実施の形態における光学素子の製造方法は、複数の線材1を加圧によって変形および接合させることでファイバーアレイ10(図8)を形成し、コア層2の一部を露出させることでファイバーアレイシート10A(図9,図10)を得ることができる。冒頭で説明したように、国際公開第2009/131128号(特許文献1)に開示された光学素子の製造方法は、透明板を積層する工程や、各金属反射面に対して垂直な方向に積層体を切り出すという工程を含んでいる。
(Function and effect)
In the method of manufacturing an optical element in the present embodiment, a fiber array 10 (FIG. 8) is formed by deforming and joining a plurality of wires 1 by pressurization, and a part of the core layer 2 is exposed to expose the fiber array. A sheet 10A (FIGS. 9 and 10) can be obtained. As explained at the beginning, the method of manufacturing an optical element disclosed in International Publication No. 2009/131128 (Patent Document 1) includes a step of laminating transparent plates and laminating in a direction perpendicular to each metal reflecting surface. It includes the process of cutting out the body.

本実施の形態の製造方法は、透明板を積層したり、積層体を切り出したりするといった工程を含んでいない。透明板を準備するための設備も不要であり、切り出しのための設備も不要である。本実施の形態の製造方法は、特許文献1に比べて材料費や生産設備のための費用の増加を抑えることができるだけでなく、光学素子を簡素な工程にて製造でき、生産性の向上を図りやすいと言える。線材1としてプラスチック光ファイバーを用いれば、材料費の一層の低減を図ることが可能である。   The manufacturing method of the present embodiment does not include a step of laminating a transparent plate or cutting out a laminated body. Equipment for preparing the transparent plate is also unnecessary, and equipment for cutting is also unnecessary. The manufacturing method according to the present embodiment can not only suppress an increase in material costs and costs for production equipment compared to Patent Document 1, but also can manufacture optical elements in a simple process, thereby improving productivity. It can be said that it is easy to plan. If a plastic optical fiber is used as the wire 1, it is possible to further reduce the material cost.

上述の実施の形態では、隣り合う線材1Aのクラッド層3(被覆部)同士を熱溶着によって一体化させることで、複数の線材1Aを接合している。熱溶着に限られず、隣り合う線材1A(クラッド層3)同士は、接着剤(たとえばエポキシ系接着剤)によって接合してもよい。熱溶着および接着剤が組み合わされて実施されても構わない。あるいは、複数の線材1Aは、熱変形の際にクラッド層3に生じた微小なクラックを利用して、クラッド層3を部分的に溶解させる溶剤を用いて隣り合う線材1Aのクラッド層3同士を接合しても良い。   In the above-described embodiment, the clad layers 3 (coating portions) of the adjacent wire rods 1A are integrated by thermal welding to join the plurality of wire rods 1A. Not limited to heat welding, adjacent wires 1A (cladding layer 3) may be joined together by an adhesive (for example, an epoxy adhesive). A combination of heat welding and an adhesive may be performed. Alternatively, the plurality of wires 1 </ b> A use the minute cracks generated in the cladding layer 3 at the time of thermal deformation to bond the cladding layers 3 of the adjacent wires 1 </ b> A with a solvent that partially dissolves the cladding layer 3. You may join.

[実施の形態2]
図12〜図14を参照して、実施の形態2における光学素子の製造方法について説明する。実施の形態2は、実施の形態1と比較すると、プラスチック光ファイバーが用いられず、接着剤9が用いられるという点において主として相違している。
[Embodiment 2]
With reference to FIGS. 12-14, the manufacturing method of the optical element in Embodiment 2 is demonstrated. The second embodiment is mainly different from the first embodiment in that a plastic optical fiber is not used and an adhesive 9 is used.

図12に示すように、本実施の形態においては、まず光透過性を有する芯材2Cが準備される。芯材2Cは、プラスチックファイバーから構成される。芯材2Cは、クラッド層3(実施の形態1)に相当する部材を有しておらず、たとえば、アクリル樹脂から形成される。芯材2Cとしては、ポリメタクリルスチレン(MS)樹脂、メタクリルブタジエンスチレン(MBS)樹脂、透明なアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(透明ABS)樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体(SBC)樹脂などから形成されていてもよい。   As shown in FIG. 12, in the present embodiment, first, a core material 2C having optical transparency is prepared. The core material 2C is made of plastic fiber. The core material 2C does not have a member corresponding to the cladding layer 3 (Embodiment 1), and is made of, for example, an acrylic resin. As the core material 2C, polymethacrylstyrene (MS) resin, methacrylbutadiene styrene (MBS) resin, transparent acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (transparent ABS) resin, styrene / butadiene copolymer (SBC) resin, etc. It may be formed.

図13を参照して、次に、芯材2Cの周囲を覆うように、被覆部としての反射膜3Cが形成される。反射膜3Cは、芯材2C(プラスチックファイバー)の表面に形成され、内部で光を反射させる(内部に光を閉じ込める)ことができる(図13中の黒色矢印を参照)。図13に示すように、芯材2Cおよび反射膜3Cを含む線材1Cが得られる。   Referring to FIG. 13, next, a reflective film 3C as a covering portion is formed so as to cover the periphery of the core material 2C. The reflective film 3C is formed on the surface of the core material 2C (plastic fiber) and can reflect light inside (contain light inside) (see the black arrow in FIG. 13). As shown in FIG. 13, a wire 1C including a core material 2C and a reflective film 3C is obtained.

反射膜3Cの材料としては、誘電体または金属を含んでいることが好ましい。具体例を挙げると、アクリル樹脂から形成されたφ1mmの直径を有する芯材2Cの表面に、真空蒸着により、反射膜3Cとして0.5μmの膜厚を有するアルミ膜を設けることができる。   The material of the reflective film 3C preferably contains a dielectric or metal. As a specific example, an aluminum film having a film thickness of 0.5 μm can be provided as the reflective film 3C on the surface of the core material 2C made of acrylic resin and having a diameter of φ1 mm by vacuum deposition.

図14を参照して、実施の形態1の場合と同様に、複数の線材1Cは、加圧具4の加圧面4Sの上に配置され、反射膜3C同士が隣接するように面状に並べられる。本実施の形態では、隣り合う線材1C(反射膜3C)の間に、スプレーやディスペンサーなどによって微量の接着剤9が供給ないし塗布される。接着剤9としては、たとえばエポキシ系接着剤が用いられる。複数の線材1Cは、複数の線材1Cが面状に並んでいる面方向(本実施の形態では、X−Y平面方向)に対して交差する矢印Z方向から加圧される。   Referring to FIG. 14, similarly to the case of the first embodiment, the plurality of wires 1 </ b> C are arranged on the pressing surface 4 </ b> S of the pressing tool 4 and are arranged in a planar shape so that the reflective films 3 </ b> C are adjacent to each other. It is done. In the present embodiment, a small amount of the adhesive 9 is supplied or applied between the adjacent wires 1C (reflective film 3C) by a spray or a dispenser. For example, an epoxy adhesive is used as the adhesive 9. The plurality of wires 1C are pressurized from the direction of the arrow Z that intersects the surface direction in which the plurality of wires 1C are arranged in a plane (in this embodiment, the XY plane direction).

この際、複数の線材1Cは、芯材2Cが軟化あるいは溶融する温度以上となるように加熱される。複数の線材1Cは、実施の形態1の場合と同様に変形し、薄板状(シート状)のファイバーアレイを形成する(図8参照)。反射膜3Cを互いに接合することにより形成されたファイバーアレイには、研削処理および/または研磨処理が施される。反射膜3C(被覆部)のうち、矢印Z方向の一方側に位置している部分と、矢印Z方向の他方側に位置している部分とが除去される。   At this time, the plurality of wires 1C are heated so as to be equal to or higher than the temperature at which the core 2C is softened or melted. The plurality of wire rods 1C are deformed in the same manner as in the first embodiment to form a thin plate (sheet shape) fiber array (see FIG. 8). The fiber array formed by bonding the reflective films 3C to each other is subjected to a grinding process and / or a polishing process. Of the reflective film 3C (covering portion), a portion located on one side in the arrow Z direction and a portion located on the other side in the arrow Z direction are removed.

必要に応じて、芯材2Cのうち、矢印Z方向の一方側に位置している部分と、矢印Z方向の他方側に位置している部分とが除去される。露出した芯材2Cの一方側の面および他方側の面には、鏡面処理が施されることが好ましい。これらの面は、互いに平行であることが好ましい。   If necessary, a portion located on one side in the arrow Z direction and a portion located on the other side in the arrow Z direction are removed from the core material 2C. The exposed surface of the core material 2C is preferably subjected to a mirror surface treatment on the one side surface and the other side surface. These planes are preferably parallel to each other.

(作用および効果)
本実施の形態においては、隣り合う線材1Cの反射膜3C同士が、接着剤9によって強固に接合される。接着剤9を用いる場合、実施の形態1における熱溶着に比べて強い接合強度を得やすい。反射膜3Cの材料として誘電体または金属(アルミ膜)などを用いる場合には、各種の接着剤を使用することができ、アルミ膜が用いられる場合には接着剤の選択肢も広い。
(Function and effect)
In the present embodiment, the reflective films 3 </ b> C of the adjacent wire 1 </ b> C are firmly bonded by the adhesive 9. When the adhesive 9 is used, it is easy to obtain a stronger bonding strength than the heat welding in the first embodiment. When a dielectric or metal (aluminum film) is used as the material of the reflective film 3C, various adhesives can be used, and when an aluminum film is used, the choice of adhesive is wide.

実施の形態1の熱溶着の場合には、クラッド層3を溶着可能な程度に溶融させるだけの加熱が必要となる。本実施の形態においては、線材1Cを加圧する際には、芯材2Cが軟化あるいは溶融して変形が可能な温度以上となるように線材1Cが加熱されればよい。芯材2Cが軟化あるいは溶融して変形が可能な温度は、熱溶着に必要な温度に比べて低い。したがって、芯材2Cへの熱的な影響は、実施の形態1の場合に比べて少なくすることができる。   In the case of the thermal welding according to the first embodiment, it is necessary to heat the clad layer 3 so that the clad layer 3 can be welded. In the present embodiment, when pressurizing the wire 1C, the wire 1C may be heated so that the temperature becomes higher than a temperature at which the core 2C can be softened or melted and deformed. The temperature at which the core material 2C can be deformed by being softened or melted is lower than the temperature required for heat welding. Therefore, the thermal influence on the core material 2C can be reduced as compared with the case of the first embodiment.

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiment has been described above, the above disclosure is illustrative in all respects and is not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1,1A,1C 線材、2 コア層(芯材)、2A,2B,3A,3B 部分、2C 芯材、2M,2N 面、3 クラッド層(被覆層)、3C 反射膜(被覆層)、4,4A,5,5A 加圧具、4S,4T,4U,5S 加圧面、6,7 規制具、6S,7S 内表面、9 接着剤、10 ファイバーアレイ、10A ファイバーアレイシート、100 マイクロミラーアレイ。   1, 1A, 1C wire, 2 core layer (core material), 2A, 2B, 3A, 3B part, 2C core material, 2M, 2N surface, 3 cladding layer (coating layer), 3C reflective film (coating layer), 4 , 4A, 5, 5A Pressure tool, 4S, 4T, 4U, 5S Pressure surface, 6, 7 Regulator, 6S, 7S Inner surface, 9 Adhesive, 10 Fiber array, 10A Fiber array sheet, 100 Micromirror array.

Claims (8)

光透過性を有する芯材と前記芯材の周囲を覆うように設けられた被覆部とを有する、複数の線材を準備する工程と、
前記被覆部同士が隣接するように複数の前記線材を面状に並べるとともに、複数の前記線材の面状に並んでいる面方向に対して交差する方向に複数の前記線材を加圧することで複数の前記線材を変形させる工程と、
複数の前記線材の前記被覆部同士を互いに接合させた状態で、前記被覆部のうちの前記交差する方向の一方側および他方側に位置している部分を除去することにより、前記芯材を前記一方側および前記他方側において露出させる工程と、を備える、
光学素子の製造方法。
A step of preparing a plurality of wires having a core material having optical transparency and a covering portion provided so as to cover the periphery of the core material;
A plurality of the wire rods are arranged in a plane shape so that the covering portions are adjacent to each other, and a plurality of the wire rods are pressed in a direction intersecting a plane direction in which the plurality of wire rods are arranged in a plane shape A step of deforming the wire of
In a state where the covering portions of the plurality of wires are joined to each other, by removing the portions located on one side and the other side of the crossing direction of the covering portions, the core material is Exposing on one side and the other side,
A method for manufacturing an optical element.
前記線材は、プラスチック光ファイバーから構成される、
請求項1に記載の光学素子の製造方法。
The wire is composed of a plastic optical fiber,
The manufacturing method of the optical element of Claim 1.
複数の前記線材は、前記プラスチック光ファイバーの前記被覆部同士を熱溶着させることによって互いに接合される、
請求項2に記載の光学素子の製造方法。
The plurality of wires are joined together by thermally welding the covering portions of the plastic optical fiber,
The manufacturing method of the optical element of Claim 2.
前記芯材は、プラスチックファイバーから構成される、
請求項1に記載の光学素子の製造方法。
The core material is composed of plastic fiber,
The manufacturing method of the optical element of Claim 1.
前記被覆部は、前記プラスチックファイバーの表面に形成され、内部で光を反射させる反射膜である、
請求項4に記載の光学素子の製造方法。
The covering portion is a reflective film that is formed on the surface of the plastic fiber and reflects light inside.
The manufacturing method of the optical element of Claim 4.
前記反射膜の材料は、誘電体または金属を含む、
請求項5に記載の光学素子の製造方法。
The material of the reflective film includes a dielectric or a metal,
The method for manufacturing an optical element according to claim 5.
複数の前記線材は、接着剤によって互いに接合される、
請求項1から6のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
The plurality of wires are joined together by an adhesive,
The manufacturing method of the optical element in any one of Claim 1 to 6.
前記線材を加圧する際には、前記芯材が軟化あるいは溶融する温度以上となるように前記線材が加熱される、
請求項1から7のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
When pressurizing the wire, the wire is heated so that the core material is at or above the temperature at which it softens or melts.
The manufacturing method of the optical element in any one of Claim 1 to 7.
JP2015057460A 2015-03-20 2015-03-20 Method of manufacturing optical element Pending JP2016177140A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015057460A JP2016177140A (en) 2015-03-20 2015-03-20 Method of manufacturing optical element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015057460A JP2016177140A (en) 2015-03-20 2015-03-20 Method of manufacturing optical element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016177140A true JP2016177140A (en) 2016-10-06

Family

ID=57069187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015057460A Pending JP2016177140A (en) 2015-03-20 2015-03-20 Method of manufacturing optical element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016177140A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6109879B2 (en) Manufacturing method of light control panel
US10353343B2 (en) Volume holographic element, volume holographic element manufacturing method, and display device
JP6104904B2 (en) Method for manufacturing reflection-type plane-symmetric imaging element, reflection-type plane-symmetric imaging element, and spatial image display device including the reflection-type plane-symmetric imaging element
JP6165206B2 (en) Manufacturing method of light control panel, light control panel, optical imaging apparatus, and aerial image forming system
US8512500B2 (en) Manufacturing method of optical waveguide
JP6658760B2 (en) Transparent screen, transparent screen assembly, method for manufacturing transparent screen, and method for manufacturing transparent screen assembly
JP2012118424A5 (en)
JP2017158097A (en) Camera device
JP2016180785A (en) Reflection type aerial image formation element and manufacturing method thereof
JP2017173527A (en) Aerial video display device
JP2016177140A (en) Method of manufacturing optical element
WO2016132984A1 (en) Optical element, reflective aerial image forming element using same, and manufacturing methods therefor
JP6541987B2 (en) Optical element and method of manufacturing imaging element
JP3157641U (en) Optical glass lens array module
KR20190019868A (en) Method for manufacturing OCA with non-rectagular-shaped cross section and apparatus for the same
JP6726551B2 (en) Method for manufacturing stereoscopic imaging device
JP2019053163A (en) 2-sided corner reflector array and manufacturing method therefor
JP6105465B2 (en) Method for manufacturing stereoscopic image forming apparatus
JP7489297B2 (en) Manufacturing method for optical imaging device and light reflecting element forming body
JP2016048357A (en) Method for manufacturing laminate constituting curved screen
JP2003095708A (en) Method for manufacturing joined lens array and joined lens and lens array
JP2016177142A (en) Method of manufacturing optical element
JP5723928B2 (en) Manufacturing method of mold
JP7503475B2 (en) Method for manufacturing an optical reflecting element for use in an optical imaging device
JP2012113194A (en) Method of manufacturing wavelength variable interference filter