JP6866290B2 - 光学式光ガイドの製造 - Google Patents

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Description

本発明は、光学式光ガイド素子に関し、より特定的にはそれらの製造に関する。より特定的には、本発明は、たとえばスマートフォンなどの電子装置や、ポータブルコンピュータ、タブレットコンピュータなどの他の携帯型コンピューティング装置において使用するための小型の光学式光ガイド素子に関する。さらに、本発明は、光学式光ガイド素子を含む対応する電子装置に関する。特に、本発明は、少なくとも部分的にウェハレベルで行なわれる(小型の)光学式光ガイド素子の製造に関する。
本発明の一目的は、高精度の光学式光ガイド素子を製造する方法を創案することである。
本発明の別の目的は、光学式光ガイド素子を大量に製造(大量生産)する方法を創案することである。
さらなる目的およびさまざまな利点が以下の説明および実施形態から明らかになる。
これらの目的のうち少なくとも1つは、特許請求の範囲に従った装置および方法によって少なくとも部分的に実現される。
極めて具体的である第1の局面においては、本発明が、たとえば、以下の方法によって記載され得る。
光学式光ガイド素子を製造するための方法であって、
A)互いに平行に位置合わせされた反射上面および反射下面を有するプレートを設けるステップと、
B)初期棒材と称される複数の棒材を得るステップとを含み、前記複数の棒材の各々は、プレートに複数回の切断を実行することによって対応する初期棒材方向に沿って延ばされており、当該複数回の切断は、互いに対して平行に、かつ初期棒材方向に対して並列に行なわれ、これにより、上面および下面に対して垂直に位置合わせされた切断面が作り出され、当該方法はさらに、
C)初期棒材を互いに距離を空けて一列に位置決めするステップを含み、これら棒材方向は互いに平行に位置合わせされており、初期棒材の各々の切断面のうち第1の切断面は第1の面に位置し、初期棒材の各々の切断面のうち第2の切断面は第2の面に位置しており、当該方法はさらに、
D)第1の切断面の各々に第1の基板を取付け、第2の切断面の各々に第2の基板を取付けることによって棒材配置を得るステップと、
E)プリズム棒と称される複数の棒材を得るステップとを含み、当該複数の棒材の各々は、棒材配置に複数回の平行な切断を行なうことによって複数の初期棒材のうち少なくとも2つの異なる初期棒材の一部を含み、当該方法はさらに、
F)プリズム棒の各々を少なくとも2つの部分にセグメント化するステップを含む。
上述の方法は、高い光学的精度で小型の光学式光ガイド素子を大量に生産することを可能にし得る。この場合、光学式光ガイド素子の反射面が非常に高い精度で相互に位置合わせされ得る。さらに、当該製造方法により製造することが可能となり得る光学式光ガイド素子においては、光学式光ガイド素子の内部における光路長に寄与する光学式光ガイド素子の反射面の間の距離が非常に高い精度で規定されている。
一実施形態においては、プレートが所望の反射率を達成するように反射コーティングで覆われている。
コーティングは金属コーティングを含み得る。
コーティングは誘電体コーティングを含み得る。
コーティングは、たとえば、反射層に加えて、保護層を含む多層コーティングであってもよい。
一実施形態においては、プレートは、(任意のコーティングの塗布前および/または塗布後に)研磨される。
一実施形態においては、ステップC)において記載された切断の各々は、
− ダイシング;
− レーザー切断;
− レーザースクライビングおよびその後の分断;
のうちの1つによって達成される。
ダイシングの場合、用いられるダイシングブレードを数回にわたって通過させることが規定され得る。これにより、初期棒材における応力が減じられ得る。
ステップA)およびステップB)は、主として、初期棒材を得るための非常に効率的な方法を記載している。
初期棒材は同種の初期棒材であってもよい。少なくとも、これら初期棒材は、通常、(プレートから受け継いだ)同じ高さおよび(等距離での切断による)幅を有するだろう。
いくつかの実施形態においては、初期棒材(および任意にはプレート)は、少なくとも部分的に不透過的な誘電材料でできている。たとえば、初期棒材(および任意には、プレート)は、それぞれの初期棒材(およびプレート)にわたって非透過的な誘電材料によって電気接続を確立するための少なくとも1つの導電性ビアを含み得る。
非透過的な誘電材料はたとえばポリマーベースの材料であってもよい。
非透過的な誘電材料は繊維強化材料であってもよい。
たとえば、非透過的な誘電材料は、FR4/G10またはポリイミドなどのプリント回路基板の基材であってもよい。
初期棒材(および任意にはプレート)の各々は、少なくとも部分的に、プリント回路基板の一区域によって構成され得る。
したがって、プリズム棒材も、初期棒材からこれらの特性を受け継ぐことができる。
ステップC)に記載された位置決めは、初期棒材の各々を対応する初期棒材方向を中心として90°だけ回転させて、隣り合う初期棒材同士を初期棒材方向に対して垂直な方向に離隔させるものと理解され得る。しかしながら、これは、隣り合う初期棒材同士を初期棒材方向に対して平行な方向に相互にずらすことを除外するものではない。
しかしながら、上述から明らかとなるように、第1の面および第2の面が、通常、互いに対して平行に位置合わされることが規定されるだろう。
一実施形態においては、互いに対して平行に位置合わされた反射上面および反射下面を有する2つ以上のプレートが上下に積重ねられる。この場合、ステップB)において記載された切断は、積重ねられた状態で行なわれる。これにより、初期棒材の製造がより効率的になり得る。除去可能な接着材料を、積重ねられた状態の隣り合うプレート同士の間に塗布することができる。
一実施形態においては、ステップC)において記載された位置決めはジグによって実現される。特に、初期棒材はジグにおいて保持されてもよい。通常、ステップE)が達成される前、すなわち、プリズム棒材を製造するための切断が行なわれる前に、初期棒材がジグから取外される。
ジグは、初期棒材ごとに1つの突起を有してもよい。その突起の各々の上に、対応する初期棒材が位置決めされており、たとえば、それぞれの第2の切断面は対応する突起の上部に面している。さらに、初期棒材方向に対して垂直な方向に初期棒材を等距離を空けて確実に位置決めするために、スペーサが、隣り合う初期棒材同士の間に挿入されてもよい。
または、ジグは、初期棒材ごとに1つの溝を有してもよい。その各々の溝の中に1つの初期棒材が挿入される。たとえば、それぞれの第2の切断面が対応する溝内に向けられている。
一実施形態においては、初期棒材はステップD)において記載された第1の基板を取付けている間、ジグにおいて保持されている。第2の基板が初期棒材に取付けられる前に、ジグが初期棒材および第1の基板を含むアセンブリから取外されることが、より具体的に規定され得る。
ステップD)においては、初期棒材の互いに対する位置決めは、第1の基板および第2の基板によって固定される。したがって、このような棒材配置もサンドイッチ・ウエハまたはウエハ・スタックと見なすことができる。2つの基板を設けることにより(通常、たとえば、長い生存期間および/または高い信頼性を有する)密閉された光ガイドを製造することができるかもしれないが、2つの基板のうち一方または両方を省くことも可能である。以下(本発明の第2の局面)も参照されたい。
一実施形態においては、ステップD)は、接着剤、硬化可能なエポキシなどの接着材料を、
− 第1の基板;
− 第1の切断面の各々;
のうちの一方または両方と、
− 第2の基板;
− 第2の切断面の各々
のうちの一方または両方と、に塗布するステップを含む。
接着材料の塗布は、たとえば、ディスペンサ(およびディスペンサの針)を用いて、またはスクリーン印刷によって、行なわれてもよい。
接着材料は、液状または粘着性の固まり得る(たとえば硬化可能な)材料に加えて、共通の直径を有する多数の固形のボールを含み得る。これにより、互いに取付けられた部分同士の間に、極めて精密に規定された距離をもたらすことが可能となり得る。
第1の基板および第2の基板は透過的または非透過的であってもよい。非透過性であることで、不所望な外部光に対する光ガイド素子の感度を簡単に低下させ得る。
いくつかの実施形態においては、第1の基板および第2の基板のうち少なくとも1つは、少なくとも部分的に非透過的な誘電材料でできている。たとえば、第1の基板および/または第2の基板は、それぞれの基板にわたって非透過的な誘電材料によって電気接続を確立するための少なくとも1つの導電性ビアを含み得る。
非透過的な誘電材料はたとえばポリマーベースの材料であってもよい。
非透過的な誘電材料は繊維強化材料であってもよい。
たとえば、非透過的な誘電材料は、FR4/G10またはポリイミドなどのプリント回路基板の基材であってもよい。
第1の基板および/または第2の基板は、少なくとも部分的に、プリント回路基板の一区域によって構成され得る。
したがって、プリズム棒材も、初期棒材からこれらの特性を受け継ぐことができる。
ステップD)の終了時、ステップE)の開始時およびステップE)の実行中に、初期棒材はそれぞれの相対的位置が高精度に維持されていなければならない。
ステップE)は特に迅速なステップである。ステップEにおいて、新しい棒材(すなわちプリズム棒材)が製造される。新しい棒材は、典型的な光学式光ガイド素子に所望されているように、角度または傾斜のある反射面を有している。これは、特に、初期棒材方向に対してある角度をなして切断を行なうことによって、より特定的には、初期棒材方向に対して、45°±10°の角度をなして切断が行なわれるように、実現され得る。角度は45°±5°(たとえば45°)であり得る。
通常、ステップE)において、平行な切断により、第1の面および第2の面に対して垂直に位置合わせされた切断面がもたらされることが規定されるだろう。しかしながら、概して、さまざまに位置合わせされた切断面が作り出される可能性がある。
(ステップE)において記載された切断を行なっている間)切断に対して平行であるプリズム棒材方向に沿って、プリズム棒材の各々が延在するものと規定すると、プリズム棒材方向は初期棒材方向に対してある角度(たとえば45°±10°または45°)をなしている。
プリズム棒材方向は、通常、最終的に製造された光学式光ガイド素子における光伝搬の主方向に対応している。
一実施形態においては、プリズム棒材方向は、初期棒材方向に対して45°±10°の角度、初期棒材方向に対して45°±5°の角度、または初期棒材方向に対して45°の角度である。これは、典型的な光学式光ガイド素子にとって、すなわち、入射方向から光を受けて入射方向に対して平行な出力方向に光を放出する光学式光ガイド素子にとって、特に有用になり得る。この場合、光学式光ガイド素子における光伝搬の主方向は、入射方向および出力方向の両方に対して垂直であり、入射方向、出力方向および主方向は、共通の面において延びている。
当然、他の光学式光ガイド素子のために、他の角度、特に20°〜75°の間の角度が用いられてもよい。
このため、ステップE)を以下のステップE′)と置換えることもできる。
E′)プリズム棒材と称される複数の棒材を得るステップ。複数の棒材の各々は、棒材配置(たとえばサンドイッチ・ウエハ)に複数回の平行な切断を行なうことによってプリズム棒材方向に沿って延ばされている。複数回の平行な切断は、プリズム棒材方向に対して平行に行なわれる。プリズム棒材方向は、初期棒材方向に対してある角度をなしている。
角度は45°±10°に達し得る。
角度は45°±5°に達し得る。
角度は45°に達し得る。
(以下において、ステップE′)は、典型的には、ステップE)と置換えられ得るので、たとえ適用され得るとしても、別個に言及されることはないだろう。)
一実施形態においては、当該方法は、ステップE)とステップF)との間に、ステップE)(またはステップE′))において記載された複数回の平行な切断を行なうことによって作り出された切断面を研磨するステップを含む。これにより、プリズム棒材を薄くすることが可能となり、特に、典型的なダイシングソーを用いて実現できる精度よりもはるかに高い極めて高精度のプリズム棒材高さを実現することが可能になり得る。典型的な光学式光ガイドの幾何学的形状では、上記高さは、最終的に製造された光学式光ガイド素子の高さに影響を最終的に及ぼす。この影響は、光学式光ガイド素子の光の入射方向および出力方向を含む、面内における光学式光ガイド素子における光伝搬の主方向に対して垂直な方向において、及ぼされるものである。
単一の光学式光ガイド素子を製造するために、通常、2つ以下の反射面を設けるだけで十分である。したがって、1つの(単一の)光学式光ガイド素子を製造するために、プリズム棒材のうち一部分だけが必要になる。したがって、ステップF)において、プリズム棒材が複数の部分にセグメント化される。
通常、以下のうち少なくとも1つ、典型的にすべてが規定される:
− ステップF)において得られる複数の部分の各々が光学式光ガイド素子を構成するか、または、
複数の部分の各々が光学式光ガイド素子の一部を構成する;
− 光学式光ガイド素子の各々が上記複数の部分のうちの1つを含む;
− 複数の部分の各々が、それぞれのプリズム棒材のプリズム棒材方向に沿った延在部よりも短い、プリズム棒材方向に沿った延在部を有する;
− 複数の部分の各々は、複数の初期棒材のうち少なくとも2つの異なる初期棒材の一部を含む。
ステップF)において記載されたセグメント化は、典型的には、プリズム棒材方向に対して垂直に位置合わせされた切断線に沿って1つ以上のセグメント化ステップ(たとえばダイシングステップ)を実行するステップを含む。
一実施形態においては、ステップF)において記載されたセグメント化は以下のうち少なくとも1つを含む。
− たとえばウエハソーを用いる少なくとも1回のダイシングステップ;
− 少なくとも1回のレーザー切断ステップ;
典型的には、複数回のダイシングステップおよび/または複数回のレーザー切断ステップを含む。
密閉された光学式光ガイド素子の実現に寄与するために、および/または、高い機能を備えた光学式光ガイド素子を製造するために、別のステップ(すなわち、少なくとも1つのさらなる基板(典型的には2つのさらなる基板)がプリズム棒材に付されるステップ)をステップE)とステップF)との間に挿入することができる。または、プリズム棒材が少なくとも1つのさらなる基板に取付けられている。
一実施形態においては、プリズム棒材は、ステップF)が実行される前に1つ以上のさらなる基板に取付けられており、ステップF)において記載されたセグメント化により、1つ以上のさらなる基板がセグメント化される。この場合、少なくとも2つの部分の各々は、1つ以上のさらなる基板(たとえば、両方のさらなる基板)の一区域を含む。
この場合、1つ以上のさらなる基板は、複数のレンズ素子が上に載っている1つ以上のウエハを含む(または1つ以上のウエハである)ことが規定され得る。各々の部分は、この場合、通常、レンズ素子のうち少なくとも1つを含む。
いくつかの実施形態においては、1つ以上のさらなる基板のうち少なくとも1つは、少なくとも部分的に非透過的な誘電材料でできている。たとえば、1つまたは2つのさらなる基板は、それぞれのさらなる基板にわたって非透過的な誘電材料によって電気接続を確立するための少なくとも1つの導電性ビアを含み得る。
非透過的な誘電材料はたとえばポリマーベースの材料であってもよい。
非透過的な誘電材料は繊維強化材料であってもよい。
たとえば、非透過的な誘電材料は、FR4/G10またはポリイミドなどのプリント回路基板の基材であってもよい。
さらなる基板のうち少なくとも1つは、少なくとも部分的に、プリント回路基板の一区域によって構成され得る。
したがって、これらの部分(ステップFを参照)も、1つ以上のさらなる基板からこれらの特性を受け継ぐことができる。
非透過的な材料が存在していたとしても、たとえば、それぞれの光ガイド素子によって誘導される光が横断することとなるレンズの存在は除外されない。
たとえば、非透過的な誘電材料に隣接するとともに場合によっては非透過的な誘電材料によって囲まれているそれぞれのさらなる基板に1つ以上の透過的な部分を設けて、それぞれのさらなる基板に光を通過させるための1つ以上の規定された区域を設けてもよい。なお、このことが、さらなる基板だけでなく、(加えて、または代替的には)第1の基板、第2の基板、および/または、プリズム棒材、初期棒材、プレートにも適用可能であることに留意されたい。
1つ以上のさらなる基板は、典型的には、ステップE)において記載された複数回の平行な切断を行なうことによって作り出される1つ以上の切断面においてプリズム棒材に取付けられている。
このため、典型的な実施形態においては、2つのさらなる基板を取付けた後、プリズム棒材(および、最終的に製造された光学式光ガイド素子)の2つの対向する側壁が、第1の基板および第2の基板によって(またはその区域によって)それぞれ構成されており、これらの2つの対向する側壁が、さらなる基板のうち一方によって(または、その区域によって)構成されているプリズム棒材(および最終的に製造された光学式光ガイド素子)の有するさらなる2つの対向する側壁によって互いから分離されている。上述の2つ対向する側壁は、典型的には、上述のさらなる2つの対向する側壁に対して垂直に位置合わせされている。
レンズ素子により、製造された光学式光ガイド素子上に入射する光、および/または、光学式光ガイド素子によって出力された光が影響を受ける(たとえば、焦点が合わされる)可能性がある。
たとえ、通常、全く同一のさらなる基板に複数のプリズム棒材を取付けるほうがより効率的であったとしても、全く同一のさらなる基板にプリズム棒材をわずかに1つだけ取付けることも一般に可能である。
上述のとおり1つ以上のさらなる基板が設けられている場合、ステップF)において記載されたセグメント化は、典型的には、プリズム棒材方向に対して平行に位置合わされた切断線に沿って1つ以上のセグメント化ステップ(たとえばダイシングステップ)を実行するステップを含む。これらのセグメント化ステップにより、少なくとも1つ以上のさらなる基板が切断される。任意には、これによってプリズム棒材も切断される。
少なくとも2つの異なるタイプの最終的に製造された光学式光ガイド素子(すなわちタイプIおよびタイプII)は、上述の方法によって得られてもよい。ステップF)において記載されたセグメント化が実現される切断線の位置を選択することにより、タイプIおよび/またはタイプIIの光学式光ガイド素子が製造されるかが規定され得る。
光学式光ガイド素子の2つの反射面(2つの反射面は、それぞれ、たとえばプレートの上面および下面に由来し得る)の間において主方向に沿って光学式光ガイド素子内を伝搬する光は、
− タイプIの光学式光ガイド素子の場合:初期棒材の透過的な固体材料内(このため、プレートの上面と下面との間に存在するプレートの透過的な固体材料内)を伝搬し、
− タイプIIの光学式光ガイド素子の場合:光学式光ガイド素子の2つの反射面の間に存在する真空または気体内(すなわち光学式光ガイド素子の空隙内)を伝搬する。
したがって、上記光の伝搬は、タイプIの場合、一方の初期棒材の一区域内において起こり、タイプIIの場合、2つの初期棒材(ステップD)においては、隣り合う初期棒材)におけるそれらの区域の反射面同士の間で起こる。
製造された光学式光ガイド素子の各々が、さらなる棒材のうち少なくとも1つの棒材の一部を含むように、光学式光ガイド素子の製造時にさらなる棒材が用いられる場合、タイプIIIの光学式光ガイド素子と称される別のタイプの光学式光ガイド素子を製造することができる。さらなる棒材および関連する方法の詳細を以下に記載する。
タイプIIIの光学式光ガイド素子の場合、光学式光ガイド素子の2つの反射面(2つの反射面は、それぞれ、たとえばプレートの上面および下面に由来し得る)同士の間において主方向に沿って光学式光ガイド素子内を伝搬する光は、さらなる棒材の透過的な固体材料内を伝搬する。この場合、任意には、上記光は、さらに、光学式光ガイド素子の2つの反射面の間に存在する真空または気体内(すなわち、光学式光ガイド素子の少なくとも1つの空隙内)を伝搬する。
いくつかの実施形態においては、光ガイド素子(例えば、光ガイド素子の各々)は、少なくとも1つの光電子部品を含む。
光電子部品は、空隙に収容することができる(上述のタイプIIおよびタイプIIIの光学式光ガイド素子を参照)。
光学式光ガイド素子のいくつかの構成要素について上述したように、上記構成要素は、少なくとも部分的に非透過的な誘電材料で構成することができ、および/または、少なくとも部分的にプリント回路基板の一区域によって構成することができる。光電子部品は、たとえば、上記構成要素のうちの1つに取付けることができる。
光電子部品は、たとえば、プレートに取付けられてから当該プレートを複数の初期棒材へと分離させることができる。
光電子部品は、たとえば、棒材配置にそれぞれの基板を取付ける前に、第1の基板に取付けることでき、および/または、第2の基板上に取付けることができる。
光電子部品は、たとえば、少なくとも2つの部分を得るために(プリズム棒材がセグメント化される)セグメント化ステップを実行する前に、または、プリズム棒材に少なくとも1つのさらなる基板を付す前であっても、少なくとも1つのさらなる基板に取付けることができる。
少なくとも1つの光電子部品はたとえば有効な光学部品であってもよく、一連の作動可能なミラーなどの微小電気機械システム(microelectromechanical system:MEMS)であってもよい。
たとえば、光学式光ガイド素子を介して誘導される光に加えて、光学式光ガイド素子から放出される光を作り出すための発光部品であってもよい。発光部品は、たとえば垂直共振器型面発光レーザー(vertical cavity surface emitting laser:VCSEL)などの発光ダイオードまたはレーザーであってもよい。
発光部品は、たとえば、光学デバイスを介して誘導される光のごく一部分を検知するためなどの、光学デバイスを通じて誘導される光を検知するための光検知部品であってもよい。発光部品はたとえばフォトダイオードであってもよい。
新しいタイプの光学デバイス、たとえば、光ガイド特性を有する光学電子モジュールである光学デバイス、または、有効な光学部品を含む光学式光ガイド素子など、をこのようにして得ることができる。
より一般的な本発明の第2の局面がある。本発明の第1の局面のいくつかの特徴およびステップは実際にはオプションであり、このため、省略されてもよい。
たとえば、ステップA)およびステップB)はオプションであってもよい。初期棒材は、異なる方法で得られ得るかまたは製造され得る。
さらに、初期棒材は、必ずしも2つの反射面を有する必要はなく、たとえば、単一の反射面でも十分であり得る。
さらに、初期棒材は、矩形の基部をもつプリズム形状を有する必要はない。たとえば、基部はさまざまな形状にされてもよい。たとえば、初期棒材の少なくとも1つの側面は湾曲していてもよい。たとえば、湾曲した(かつ平坦ではない)反射面を設けることもできる。
しかしながら、第1の基板および第2の基板が位置決めされた初期棒材に取付けられている場合、平坦でかつ互いに平行な側面を備えた初期棒材を設けることも有利であり得る。
上面および下面に対して垂直に位置合わせされていないが、たとえば、上面に対して鈍角に位置合わせされるとともに下面に対して鋭角に位置合わせされているか、または、これとは逆に、上面に対して鋭角に位置合わせされるとともに下面に対して鈍角に位置合わせされた切断面を設けるような態様で、互いに対して平行に、かつ初期棒材方向に対して平行に、プレートに複数回の切断を行う(ステップB)を参照)ことも可能である。この場合、これらの角度は、それぞれの初期棒材方向に沿った視野において目視できるような角度であり得る。
1つの基板だけを位置決めされた初期棒材に取付けることで十分であり得るので、第2の基板は不要となる(ステップD)を参照)。さらには、好適な位置決め装置またはジグが初期棒材を位置決めして固定するために用いられるという前提であれば、第1の基板および第2の基板をともに設ける必要をなくすこともできる。
初期棒材を一列に位置決めする場合、これら初期棒材が互いから距離を空けて位置決めされることは必ずしも必要ではない。すなわち、たとえば、特に、各々の初期棒材の一方の側面だけが反射性であり他方の側面が非反射性であり得る場合、これら初期棒材は、互いに隣接して位置決めされてもよい。しかしながら、迷光を減らして光学式光ガイド素子を通過する光についての輝度損失を最小限にするために、追加の材料の境界面(固体と固体、または固体と気体または固体と真空)が光学式光ガイド素子の2つの反射面の間に存在せず、これら2つの反射面の間において光が光学式光ガイド素子内を伝搬し、これにより、光伝搬方向が変更されるように規定することも有利であり得る。
しかしながら、本発明の第2の局面においても、上述の特徴のいずれか、および、上述の特徴のうち2つ以上の特徴の如何なる組合せを提供することも、当然ながら可能である。
第2の局面においては、たとえば以下の方法による発明が記載され得る。
光学式光ガイド素子を製造するための方法は、
a)初期棒材と称される複数の棒材を設けるステップを含み、各々の初期棒材は、それぞれの初期棒材方向に沿って第1の棒材端部から第2の棒材端部にまで延在し、第1の棒材端部から第2の棒材端部にまで延在する第1の側面を有し、第1の側面は反射性であり、当該方法はさらに、
b)初期棒材を一列に位置決めするステップを含み、それぞれの初期棒材方向が互いに対して平行に位置合わせされており、それぞれの第1の表面が初期棒材のうち隣り合う初期棒材に面しており、当該方法はさらに、
c)棒材配置を得るために、ステップb)において得られた位置において互いに対して複数の初期棒材を固定するステップと、
d)棒材配置をプリズム棒材と称される複数の棒材にセグメント化するステップとを含み、複数の棒材の各々は、棒材配置に複数回の切断を行うことによって、複数の初期棒材のうち少なくとも2つの異なる初期棒材の一部分を含み、特に、切断は平行な切断であってもよく、当該方法はさらに、
e)プリズム棒材を複数の部分にセグメント化するステップを含む。
複数の部分の各々は、光学式光ガイド素子のうちの1つに含まれてもよい。
複数の部分の各々は、光学式光ガイド素子のうちの1つを含み得る(かまたは1つであり得る)。
ステップd′)およびステップd″)があり、これらの各々はステップd)と置換えられてもよく、またはステップd)を補足してもよい。
d′)棒材配置を切断線に沿って複数の部分に分離することによって、棒材配置をプリズム棒材と称される複数の棒材にセグメント化するステップ。切断線は初期棒材方向に対して角度をなしている。
d″)初期棒材方向に対して角度をなす切断面を作り出すことによって、棒材配置を複数の区域に分離することにより、棒材配置をプリズム棒材と称される複数の棒材にセグメント化するステップ。
一実施形態においては、初期棒材は互いに距離を空けて位置決めされている。しかしながら、代替的には、特に、初期棒材の各々について、第1の側面の反対側に位置する側面が非反射性である場合、これら初期棒材は互いに隣接して位置決めされてもよい。
棒材配置においては、初期棒材は、一実施形態においては、互いに距離に空けて位置決めされるか、または、別の実施形態においては、互いに隣接して位置決めされる。
ステップb)において記載された位置決めするステップは初期棒材を等距離で位置決めするステップであってもよい。
一実施形態においては、初期棒材の各々は、第1の棒材端部から第2の棒材端部にまで延在する第3の側面を有する。この場合、第1の側面は反射性である。第3の側面は、第1の側面から距離を空けて位置し得る。たとえば、第1の側面および第3の側面は互いに隣接していなくてもよい。これら第1の側面および第3の側面は、たとえば、互いに対して平行であってもよく、および/または、それぞれの初期棒材の互いに対向する面であってもよい。
一実施形態においては、当該方法は、
)さらなる棒材と称される複数の棒材を設けるステップを含み、各々のさらなる棒材は、それぞれのさらなる棒材方向に沿って第1のさらなる棒材端部から第2のさらなる棒材端部にまで延在し、当該方法はさらに、
)ステップb)において、それぞれのさらなる棒材方向が初期棒材方向に対して平行に位置合わせされた状態で、初期棒材のうち2つの隣り合う初期棒材の間にさらなる棒材の各々を位置決めするステップと、
)ステップc)において、棒材配置を得るために、複数のさらなる棒材を、ステップb)において得られた位置で、互いに対して、かつ初期棒材に対して固定するステップとを含む。
棒材配置をセグメント化した後、プリズム棒材の各々は、複数のさらなる棒材のうち少なくとも2つの異なる棒材の一部をさらに含み得る。
さらなる棒材は、特に、同種のさらなる棒材であり得る。
一実施形態においては、第1の側面の各々は第1の反射コーティングを含む。この場合、第1の側面は第1の反射コーティングにより反射性になり得る。特に、初期棒材の各々が第1の棒材端部から第2の棒材端部にまで延在する第3の側面を有することが規定され得る。この場合、第3の側面の各々が第3の反射コーティングを含むことが規定され得る。この場合、第3の側面は第3の反射コーティングにより反射性になり得る。
しかしながら、第1の側面の反射率(および、この場合、任意には、第3の側面の反射率)は、いくつかの実施形態においては、全内部反射(total internal reflection:TIR)によるものであり得る。この場合、初期棒材に含まれる材料は、比較的高い屈折率(たとえば、少なくとも1.3、少なくとも1.4、または少なくとも1.5の屈折率)を有する。製造された光学式光ガイド素子においては、第1の側面(および、この場合、任意には、第3の側面)が仲介して、たとえば空気などの気体を連通させることができる。このように、TIRの場合、比較的低い屈折率で十分であり得る。
製造された光学式光ガイド素子の各々は、光学式光ガイド素子に入射して光学式光ガイド素子内を通過し光学式光ガイド素子から出ていく光のための少なくとも1つの光路を規定する。上記少なくとも1つの光路は、光が、光学式光ガイド素子の2つの反射面の間において上述の主方向に沿って伝搬する際に通ることができる経路を含み得る。
第1の側面の反射率(および、この場合、任意には、第3の側面の反射率)が全内部反射(TIR)によるものである場合、製造されたそれぞれの光学式光ガイド素子においては伝搬する光は、TIRにより、それぞれの第1の側面において(および、この場合、任意には、それぞれの第3の側面によって)反射される。
一実施形態においては、初期棒材の各々は、第1の側面、第2の側面、第3の側面および第4の側面を有する。第1の側面、第2の側面、第3の側面および第4の側面の各々は第1の棒材端部から第2の棒材端部にまで延在し、第1の側面および第2の側面は互いに対して平行に位置合わせされた平坦な面であり、第3の側面および第4の側面は、第1の側面および第2の側面により互いから分離されており、第1の側面と第2の側面との間に配置されている。特に、第3の側面は(第1の側面に加えて)反射性であり得る。
本発明の第1の局面について記載された1つ以上の特徴は、当然、本発明の第2の局面において提供されてもよい。
たとえば、初期棒材、プリズム棒材などのさまざまな構成要素は、プリント回路基板の一区域によって少なくとも部分的に構成されてもよく、および/または、少なくとも1つの光学電子部品をそれに取付けることができる。
上述から明らかになるように、ステップC)はステップb)に対応し、ステップD)は、ステップc)の特別版として理解されてもよく、ステップE)はステップd)にほぼ対応しており、ステップF)はステップe)に対応している。
本発明は、さらに光学式光ガイド素子に関連し得る。これらの光学式光ガイド素子は、たとえば、この明細書中に記載されるように製造された光学式光ガイド素子であってもよい。
さらに、光学式光ガイド素子は、たとえば、光学式光ガイド素子内で、光学式光ガイド素子のうち第1の反射面および第2の反射面と称される2つの反射面の間において、光学式光ガイド素子の主方向に沿って、光を誘導するための光学式光ガイド素子であってもよい。上記光は、特に、入射方向に沿って光学式光ガイド素子上に入射して出口方向に沿って光学式光ガイド素子から出ていく光であってもよい。主方向は、入射方向に対して角度をなしており、出口方向に対して角度をなしている。さらに、光学式光ガイド素子は、
− 第1の外側パネルおよび第3の外側パネルと称される2つの互いに平行な外側パネルを含み、主方向は、第1の外側パネルおよび第3の外側パネルに対して平行に位置合わせされている。光学式光ガイド素子は、さらに、
− 第1の外側パネルおよび第3の外側パネルに対して平行に位置合わせされた2つの基部面を含む第1のプリズムを含む。2つの基部面うち一方は第1の外側パネルに取付けられ、他方は第3の外側パネルに取付けられている。
第1のプリズムは、第1の外側パネルと第3の外側パネルとの間に位置する第1の反射面を含む。第1の反射面は、入射方向に沿って光学式光ガイド素子に入射した光を主方向に向けなおすように形作られて位置合わせされている。光学式光ガイド素子は、第1の外側パネルと第3の外側パネルとの間に位置する第2の反射面を含む。第2の反射面は、第1の反射面によって主方向に向けなおされた光を、出口方向に沿って光学式光ガイド素子から出ていくよう、向けなおすように形作られて位置合わせされている。第2の反射面は、
− 第1の場合には、第1のプリズムに含まれ、
− 第2の場合には、光学式光ガイド素子の第2のプリズムに含まれている。
第2のプリズムは、第1の外側パネルおよび第3の外側パネルに対して平行に位置合わせされた2つのさらなる基部面を含む。2つのさらなる基部面のうち一方は第1の外側パネルに取付けられ、他方は第3の外側パネルに取付けられている。この場合、第2のプリズムは、2つのさらなる基部面の間に、第2の反射面を含む。
第1の反射面および第2の反射面は、互いに対して平行に位置合わせすることができる。
第1の反射面および第2の反射面は、主方向に対して45°±10°の角度をなしていてもよい。
第1の反射面および第2の反射面は主方向に対して45°±5°の角度をなしていてもよい。
第1の反射面および第2の反射面は主方向に対して45°の角度をなしていてもよい。
第1の場合においては、基部面は平行四辺形状を有し得る。
一実施形態においては、第1の反射面は反射コーティングにより反射性となる。
別の実施形態においては、第1の反射面は全内部反射により反射性となる。
一実施形態においては、第2の反射面は反射コーティングにより反射性となる。
別の実施形態においては、第2の反射面は全内部反射により反射性となる。
一実施形態においては、光学式光ガイド素子は、加えて、第2の外側パネルおよび第4の外側パネルと称される2つの互いに平行な外側パネルを含む。主方向は、第2の外側パネルおよび第4の外側パネルに対して平行に位置合わせされている。この実施形態においては、第2の外側パネルおよび第4の外側パネルのうち少なくとも1つは、少なくとも1つのレンズ素子を含み得る。レンズ素子は、入射方向に沿って光学式光ガイド素子に入射して出口方向に沿って光学式光ガイド素子から出ていく光が横断するように配置することができる。
当然、光学式光ガイド素子は、記載された製造方法のうちの1つから生じる如何なる特徴をも受け継ぎ得る。
さらなる実施形態および利点は以下の説明および添付の図面から明らかになる。
以下において、本発明は、例および添付の図面によって、より詳細に記載されている。
第1のタイプ(タイプI)の光学式光ガイド素子の写真である。 第1のタイプ(タイプI)の光学式光ガイド素子の概略的な斜視図である。 第2のタイプ(タイプII)の光学式光ガイド素子の写真である。 第2のタイプ(タイプII)の光学式光ガイド素子の概略的な斜視図である。 さらなる棒材を用いて製造された第1のタイプ(タイプI)の光学式光ガイド素子の概略的な斜視図である。 さらなる棒材を用いて製造された、全内部反射を用いる第2のタイプ(タイプII)の光学式光ガイド素子の概略的な斜視図である。 初期棒材の製造を概略的に示す上面図である。 初期棒材の製造を概略的に示す上面図である。 初期棒材の製造を概略的に示す上面図である。 初期棒材の製造を概略的に示す断面図である。 初期棒材の製造を概略的に示す断面図である。 初期棒材の製造を概略的に示す断面図である。 ジグを用いた初期棒材の位置決めを概略的に示す断面図である。 ジグを用いた初期棒材の位置決めを概略的に示す断面図である。 ジグを用いた初期棒材の位置決めを概略的に示す断面図である。 別のジグを用いた初期棒材の位置決めを概略的に示す断面図である。 別のジグを用いた初期棒材の位置決めを概略的に示す断面図である。 棒材配置の製造を概略的に示す上面図である。 棒材配置の製造を概略的に示す上面図である。 棒材配置の製造を概略的に示す上面図である。 図11aに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。 図11bに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。 図11cに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。 図11cおよび図12cの棒材配置からプリズム棒材を製造するのを概略的に示す上面図である。 図13に示されるプリズム棒材の製造を概略的に示す断面図である。 図13および図14に従って得られるプリズム棒材の概略的な断面図である。 図15のプリズム棒材を概略的に示す断面図である。 プリズム棒材の概略的な断面図である。 タイプIの光学式光ガイド素子を製造するためのレンズウェハへの図17のプリズム棒材の取付けを概略的に示す断面図である。 図18に示されるレンズウェハと別のレンズウェハとの間に挟まれた図17のプリズム棒材を示す概略的な断面図である。 図19のウエハ・スタックを、回折光学素子が取付けられた状態で示す概略的な断面図である。 図20のウエハ・スタックを分離することによって得られるタイプIの光学式光ガイド素子を示す概略的な断面図である。 プリズム棒材の概略的な断面図である。 レンズウェハに取付けられた図22のプリズム棒材を含む、タイプIの光学式光ガイド素子を製造するためのウエハ・スタックを概略的に示す断面図である。 図23のウエハ・スタックを、別のレンズウェハが取付けられた状態で示す概略的な断面図である。 図24のウエハ・スタックを、回折光学素子が取付けられた状態で示す概略的な断面図である。 図25のウエハ・スタックを分離することによって得られるタイプIIの光学式光ガイド素子の概略的な断面図である。 初期棒材およびさらなる棒材を含む棒材配置の製造を概略的に示す上面図である。 初期棒材およびさらなる棒材を含む棒材配置の製造を概略的に示す上面図である。 初期棒材およびさらなる棒材を含む棒材配置の製造を概略的に示す上面図である。 図27aに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。 図27bに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。 図27cに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。 図27cおよび図28cの棒材配置からプリズム棒材を製造するのを概略的に示す上面図である。 図29に示されるプリズム棒材の製造を概略的に示す断面図である。 図29および図30に従って得られるプリズム棒材の概略的な断面図である。 充填棒材としてさらなる棒材を備えたタイプIの光学式光ガイド素子を製造するための分離線が示された、図31のプリズム棒材の概略的な断面図である。 充填棒材として初期棒材を備えたタイプIの光学式光ガイド素子を製造するための分離線が示された、図31のプリズム棒材の概略的な断面図である。 さらなる棒材と、当該さらなる棒材から間隔を空けて配置されたコーティングされていない初期棒材とを含む棒材配置の概略図である。 2つの基板の間に挟まれた図35の棒材配置を示す概略的な断面図である。 全内部反射による反射率を有し充填棒材としてさらなる棒材を備えたタイプIの光学式光ガイド素子として用いられるように分離線が示された、図35の棒材配置から得られるプリズム棒材を示す概略的な断面図である。 充填棒材として初期棒材を備えたタイプIIIの光学式光ガイド素子として用いられるように分離線が示されており、充填棒材が初期棒材まで距離を空けて配置されている棒材配置から得られるプリズム棒材を示す概略的な断面図である。 空隙内においてサイドパネルに光学電子部品を備えるタイプIIの光学式光ガイド素子を示す概略的な断面図である。 空隙内において光学電子部品をプリズムに備えるタイプIIの光学式光ガイド素子を示す概略的な断面図である。
記載された実施形態は、例として意図されたものであるか、または本発明を明確にするように意図されたものであって、本発明を限定するものではない。
図1は、第1のタイプ(タイプI)の光学式光ガイド素子の写真である。図2は、第1のタイプ(タイプI)の光学式光ガイド素子の概略的な斜視図である。図1および図2の光学式光ガイド素子1は大部分が同一である(主にいくつかの寸法が異なっている)ので、以下においては一緒に記載されている。
光学式光ガイド素子1は、たとえば2つの反射コーティング21r,23rによって具体化される2つの反射面51,52を有するプリズム40を含む。レンズ素子15を介して光学式光ガイド素子1に入ってくる光は、反射面52によって反射され、光学式光ガイド素子1の主方向に沿って反射面51上に当たり、反射面51により、再び、たとえば(図1および図2には示されない)別のレンズ素子を介して光学式光ガイド素子1から出ていくようにその向きが変えられる。
光学式光ガイド素子1は、第1の外側パネル61および第3の外側パネル63を含む。第1の外側パネル61および第3の外側パネル63は、プリズム40の基部面71および72に対して平行に位置合わせされており、第1の外側パネル61および第3の外側パネル63に対し、基部面71および72が固定されている。
光学式光ガイド素子1はさらに、第2の外側パネル62および第4の外側パネル64を含む。第2の外側パネル62および第4の外側パネル64は、それぞれ、レンズウェハの区域13aおよび区域14aである(以下を参照)。
光学式光ガイド素子1は、外側パネル61、62、63、64によって規定されている立方形内において、2つの空隙9,9′を有する。
図1および図2と同様に、図3および図4は、第2のタイプ(タイプII)の光学式光ガイド素子1を示す。図3および図4に示されるタイプIIの光学式光ガイド素子の多くの特徴が図1および図2の光学式光ガイド素子1の特徴と同一であるので、主として、それらの相違点を以下において説明することとする。
図3および図4のこの光学式光ガイド素子1においては、光学式光ガイド素子1は、距離を空けて配置された2つのプリズム41,42を含む。プリズム41,42の間には空隙が9″ある。空隙9″は、特に、図および図の実施形態と同様に、外側パネル61,62,63,64およびプリズム41,42によって密封することができる。
プリズム41は基部面71,72を有し、プリズム42は基部面73と、図3および図4には示されない別の基部面とを有する。基部面の各々は、外側パネル61および63のうちの一方に対して平行に位置合わせされ、当該一方に固定されている。
レンズ素子15を介して光学式光ガイド素子1に入ってくる光は、第1の反射面51および第2の反射面52によって反射され、第1の反射面51と第2の反射面52との間において主方向に沿って空隙9″の内部を伝搬する。
図5は、さらなる棒材(以下を参照)を用いて製造された第1のタイプ(タイプI)の光学式光ガイド素子1の概略的な斜視図である。
この場合、光学式光ガイド素子1は、図1から図4のプリズム40,41,42に概ね対応する3つのプリズム40,41,42を含む。図5に示されるように、プリズム40は、プリズム41およびプリズム42の両方に隣接し得る。この場合、光学式光ガイド素子1が空隙を含まないものとして規定されてもよい。
図5に示されるように光ガイドを製造するさまざまな方法がある。一方法においては、(反射コーティング21rおよび23rによってそれぞれ実現され得る)第1の反射面51および第2の反射面52はプリズム40に含まれている。この場合、他のプリズム41および42のうちの一方のプリズムの反射コーティングを省くことができる。この場合、光学式光ガイド素子1はタイプIである。
別の方法においては、反射面51はプリズム41によって、たとえば反射コーティング21rによって実現され、反射面52はプリズム42によって、たとえば反射コーティング23rによって実現される。この場合、光学式光ガイド素子1はタイプIIIである。なぜなら、光学式光ガイド素子1の内部を主方向に沿って伝搬する光が(初期棒材(以下を参照)から得られるであろう)反射面を備えるプリズムを通って伝搬しないからである。
さらに別の方法においては、反射面52はプリズム42によって実現され、反射面51はプリズム40によって実現される。または、反射面52はプリズム40によって実現され、反射面51はプリズム41によって実現される。このようにして、光学式光ガイド素子1はタイプIの光学式光ガイド素子となり得る。
プリズムの基部面はまた、図3の場合にも、それぞれ、外側パネル61および外側パネル63の内側に固定される。
図6は、さらなる棒材(以下を参照)を用いて製造された、全内部反射(TIR)を用いる第2のタイプ(タイプII)の光学式光ガイド素子1の概略的な斜視図である。
この場合、光学式光ガイド素子1は、図1から図5のプリズム40,41,42に概ね対応する3つのプリズム40,41,42を含む。しかしながら、プリズム40は反射面51および52に反射コーティングがない。プリズム40とプリズム41との間に空隙9が存在し、プリズム40とプリズム42との間に空隙9′が存在する。プリズム40を構成している透過的材料は比較的高い屈折率を有しており、このため、レンズ15を通って光学式光ガイド素子1に入ってくる光は、TIRにより反射面51に反射されて反射面52に向かうこととなるだろう。たとえば、プリズム40の屈折率は1.5以上であり得る。空隙9および空隙9′内においては、真空であり得るかまたは空気などの気体が存在し得る。
プリズム41,42は、汚れおよび損傷から反射面51および52を保護することができる。
図6に基づいた別の実施形態においては、プリズム41,42を省くことができる。
以下において、図1〜図6のうち1つ以上の図における光学式光ガイド素子1などの光学式光ガイド素子を製造する方法を説明する。図の多くにおいては、図示される部分の方向付けを説明するために小さな座標系が記号で表わされている。この場合、x,y,zは初期棒材に関する座標を指定し、x′,y′,z′はプリズム棒材に関する座標を指定している。
この製造はウェハレベルで行なうことができるため、比較的短い期間内で、および/または、比較的少数の処理ステップによって、数多くの高精度部分を製造することが可能となる。
図7a〜図7cは、初期棒材2の製造を概略的に示す上面図である。
図8a〜図8cは、初期棒材2の製造を概略的に示す断面図である。
図7aおよび図8aは、上面6aおよび下面6bを有するプレート6を示す。この場合、第1の反射コーティング21rが面6aに存在し、第2の反射コーティング23rが面6bに存在する。コーティング21rと23rとの間に、光学的に透過的な材料6cが存在し得る。
上記および下記から明らかになるように、コーティング21rおよび23rなどの反射コーティングは、場合によっては省くことができる。
プレート6は、以下のいくつかの場合においては、「P/Cウエハ」とも称される。
図7bおよび図8bにおいては、分離線は、座標系においても記号で表わされる破線によって示されている。これらの線に沿ってプレート6を分離することにより、図7cおよび図8cに示されるように複数の初期棒材2が得られる。
各々の初期棒材2は、第1の棒材端部28、第2の棒材端部29、ならびに4つの側面21,22,23および24を有する。この場合、反射コーティング21rは側面21にあり、反射コーティング23rは側面23にある。
棒材配置20を製造するために(たとえば図11aおよび図12aを参照)、初期棒材2が適切に位置決めされなければならない。このとき、初期棒材2の反射面は互いに面している。すなわちプレート6の分離中における初期棒材同士の互いに対する向きに関して(図7cおよび図8cを参照)、各々の初期棒材は、初期棒材方向D(図7cを参照)に対応するy軸を中心として90°だけ回転させられる。
初期棒材2を位置決めする一方法として、図9a〜図9cに示されるようにジグ8を用いることが挙げられる。
図9a〜図9cは、ジグを8用いた初期棒材2の位置決めを概略的に示す断面図である。
ジグ8は複数の突起81を有しており、複数の突起81の各々の上において初期棒材2を位置決めすることができる。初期棒材2を突起81に取付けた後、スペーサ8aが初期棒材2同士の間に挿入される(図9bを参照)。スペーサ8aはシムと見なすこともできる。
たとえば、ばねによって力を加えることにより、または真空にすることにより、初期棒材2同士の間隔が好適に、たとえば等距離だけ、空けられる(図9cを参照)。
また、他のジグが代替的に用いられてもよく、たとえば図10aおよび図10bに示されるようにジグ8′が用いられてもよい。
図10aおよび図10bは、別のジグ8′を用いた初期棒材2の位置決めを概略的に示す断面図である。
ジグ8′は、初期棒材2を挿入することができる溝8bを有し、これにより、初期棒材2の互いに対する正確な位置合わせが確実にされる。
ジグは位置決めだけのために用いられるものであって、後で取外されることとなる。
たとえば、棒材同士を互いに対して単に押当てて、各々の棒材をそれが隣接する1つまたは2つの棒材に押当てるようにすることによって(たとえば以下の図27aおよび図28aを参照)、ジグを用いることなく、初期棒材を単独で、またはさらなる棒材(以下を参照)と共に位置決めすることも可能である。
図11a〜図11cは、たとえば上述のとおり位置決めされた棒材に基づいた棒材配置20の製造を概略的に示す上面図である。図12a〜図12cは、それぞれ、図11a〜図11cに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。
図11aおよび図12aは、所望の棒材配置のために求められるとおりに位置決めされた棒材を示す。初期棒材2の位置決めのために用いられる可能性のあるジグは、図11aおよび図12aには示されない。
初期棒材2は、1つまたは2つの基板を棒材配置20に取付けることによって、互いに対して固定させることができる。第1の基板への取付けの後、ジグは、事前に取付けられている場合には、棒材配置から取外すことができる。しかしながら、たとえば図11aおよび図12aに示されるように位置決めされた初期棒材は、棒材配置も表わし得る。
図11bおよび図12bは、棒材配置20への第1の基板11の取付けを示している。
図11cおよび図12cは、棒材配置20への第2の基板12の取付けを示す。
このとき、初期棒材2は第1の基板11と第2の基板12との間に挟まれている。初期棒材2が高精度で互いに位置決めされているウエハ・スタックが得られる。
次のステップにおいて、図11cおよび図12cで得られたウエハ・スタックが、プリズム棒材と称される複数の棒材へと分離される。このとき、分離の切断線(C)は、以下に例示されるように、初期棒材線(D)に対して角度をなしており、たとえば45°の角度をなしている。
図13は、図11cおよび図12cの棒材配置20からプリズム棒材4を製造するのを概略的に示す上面図である。図14は、図13に示されるプリズム棒材4の製造を概略的に示す断面図である。
図15は、図13および図14に従って得られるようなプリズム棒材4の概略的な断面図である。図16は、図15のプリズム棒材を概略的に示す断面図である。座標系に留意されたい。図15は基本的に図13の詳細を示す。
プリズム棒材4の座標系においては、x′はプリズム棒材4の延在部に沿った座標である。当該延在部は、初期棒材の座標系のx座標とy座標との間の(切断角に応じた)どこかに延びている。これは、製造された光学式光ガイド素子においては、光学式光ガイド素子の主方向Mに対応している。さらに、z′は、プリズム棒材4の高さ座標であり、y座標の逆方向に対応している。
図17は、図15とはわずかに異なる態様で示される、プリズム棒材4の概略的な断面図である。反射コーティングは太線によって符号化されている。
図18は、タイプIの光学式光ガイド素子を製造するためのレンズウェハ13への図17のプリズム棒材4の取付けを概略的に示す断面図である。レンズウェハ13は、また「さらなる基板」と見なされてもよく、複数のレンズ素子15を含む。たとえば、ピックアンドプレイス(pick-and-place)を用いて、このようなレンズウェハ13上に複数のプリズム棒材4を位置決めすることができる。
図19は、図18に示されるレンズウェハ14と(「さらなる基板」とも見なされ得る)別のレンズウェハとの間に挟まれた図17のプリズム棒材を示す概略的な断面図である。
図20は、図19のウエハ・スタックを、回折光学素子18がたとえばウェハレベルでピックアンドプレイスによって取付けられた状態で示す概略的な断面図である。破線は、ウエハ・スタックが複数の部分に個片化される次のステップのためのダイシングラインを示す。
図21は、図20のウエハ・スタックを図20において示されるような複数の部分に分離することによって得られるタイプIの光学式光ガイド素子1を示す概略的な断面図である。光学式光ガイド素子1に入り、内部を通ってそこから出ていく光路が、Lで示された点線によって図示されている。このことから、初期棒材2およびプリズム棒材4ならびにそれらの構成要素の特性が如何に光学式光ガイド素子1の特性に変換されるかが容易に理解される。
図22〜図25は、図17〜図20と同様に、プリズム棒材4と、図示されるレンズウェハ13,14などの2つのさらなるウエハ13,14とを備えたウエハ・スタックの製造を示す。
図26は、図25のウエハ・スタックを複数の部分に分離することによって得られるタイプIIの光学式光ガイド素子の概略的な断面図である。光学式光ガイド素子1に入り、内部を通ってそこから出ていく光路が、Lで示された点線によって図示されている。このことから、初期棒材2およびプリズム棒材4ならびにそれらの構成要素の特性が如何に光学式光ガイド素子1の特性に変換されるかが明らかになる。
上述されるようなレンズウェハ13および/または14などの1つ以上のさらなる基板を追加することは一般にはオプションである。したがって、さらなる基板を事前に取付けることなく、(図15および16に示されるような)プリズム棒材4を複数の部分に分離することもできる。
先に述べたように、光学式光ガイド素子の製造時に、初期棒材2に加えて、「さらなる棒材」を利用することが可能である。これにより、さらなる実施形態を実現する可能性が広がる。
初期棒材2は、いくつかの実施形態においては、上述の例において示されるように同種であってもよい。
さらに、さらなる棒材は、いくつかの実施形態においては、以下の例に示されるように同種であってもよい。
図27a〜図27cは、初期棒材2およびさらなる棒材3を含む棒材配置20の製造を概略的に示す上面図である。図28a〜図28cは、図27a〜図27cに示される棒材配置の製造を概略的に示す断面図である。さらなる棒材3は、初期棒材2が製造されるのと同じ方法で製造することができる。これらさらなる棒材3は、さらなるプレートとも称されるプレートを複数の棒材に分離することによって得られてもよい。このようなさらなるプレートは、たとえば、その大きな面のうちの一方の面上に反射コーティングを施すことができるか、または、その大きな面の両方の面上に反射コーティングを施すことができる。しかし、いくつかの実施形態においては、さらなるプレートには反射コーティングがない。
図29は、図27cおよび図28cの棒材配置からプリズム棒材4を製造するのを概略的に示す上面図である。図30は、図29に示されるプリズム棒材の製造を概略的に示す断面図である。
図27〜図30に示される方法ステップは、少なくとも図11〜図14を考慮に入れると、明らかになる。
図31は、図29および図30に従って得られるようなプリズム棒材4の概略的な断面図である。
プリズム棒材4が複数の部分に分離されるのに応じて、さまざまなタイプIの光学式光ガイド素子を得ることができる。
図32は、充填棒材としてさらなる棒材3を備えたタイプIの光学式光ガイド素子を製造するための分離線が示された、図31のプリズム棒材4の概略的な断面図である。光路はLで参照される。
図33は、充填棒材として初期棒材2を備えたタイプIの光学式光ガイド素子を製造するための分離線が示された、図31のプリズム棒材4の概略的な断面図である。
図34は、さらなる棒材3と、当該さらなる棒材3から間隔を空けて配置されたコーティングされていない初期棒材2とを含む棒材配置20を概略的に示す上面図である。図35は、2つの基板11と基板12との間に挟まれた図35の棒材配置20の概略的な断面図である。隣り合う初期棒材2とさらなる棒材3との間の空間が99で参照される。
上述の実施形態におけるように図34および図35の棒材配置20を分離することにより、結果として、図36に示されるようなプリズム棒材4が得られる。
図36は、全内部反射による反射面における反射率を有し充填棒材としてさらなる棒材3を備えたタイプIの光学式光ガイド素子を製造するための分離線が示された、図35の棒材配置から得られるプリズム棒材4の概略的な断面図である。
図37は、充填棒材として初期棒材2を備えたタイプIIIの光学式光ガイド素子を製造するための分離線が示された、充填棒材3が初期棒材2まで距離(99で参照される空間)を空けて配置されている棒材配置から得られるプリズム棒材4の概略的な断面図である。
図38は、空隙9″内においてサイドパネル64に光学電子部品90を備えるタイプIIの光学式光ガイド素子1の概略的な断面図である。サイドパネル64は、部分的に、非透過的な誘電材料でできている。サイドパネル64は少なくとも部分的にPCBであり得る。
光学電子部品90は、空隙9″の外側にあるさらなる接触パッド99にビア95によって電気接触している接触パッドに取付けられている。非透過的な誘電材料にわたって電気接触させることにより、光学式光ガイド素子1は、電力供給可能となり、および/または、光学式光ガイド素子1の外部から制御可能である。
図示される例においては、光電子部品90は光エミッタである。このようにして、光学式光ガイド素子1によって(より具体的には、光電子部品90によって)生成された光が、光学デバイス1を介して誘導される光の経路と同様な(たとえば、光の経路と平行な)経路に沿って伝搬することができる。
パネル62には、透過的な領域62aが設けられており、ここにレンズ素子15が取付けられている。パネル64は、非透過的なパネルに光を通過させるために透過的な領域も含む。
上述の製造ステップおよび方法を考慮すると(たとえば図23および図24も参照)、プリント回路基板がプリズム棒材と組合わされたときに光学式光ガイド素子1を製造できること、すなわち、(透過的領域を備えた)プリント回路基板を、レンズウェハと置換えられるかまたはレンズウェハであるさらなる基板として用いることができること、が明らかになる。たとえば、使用されるべきさらなる基板は、光学電子部品が取付けられているプリント回路基板であってもよい。したがって、プリント回路基板アセンブリはさらなる基板として用いることができる。
図39は、空隙9″内において光学電子部品90をプリズム42に備えるタイプIIの光学式光ガイド素子1の概略的な断面図である。これは、散乱光(光学デバイス1によって、より具体的には光学電子部品90によって生成される散乱光)と、(光学式光ガイド素子1を介して誘導される)方向付けられた光とが重なり合う可能性の一例として理解され得る。
図39はまた、2つ以上の受動的な光学部品が光学デバイス1に含まれ得ることを示している。たとえば、光が光学式光ガイド素子1から出ていく際に通るパネル(62)において1つの素子(15)が存在していてもよく、光が光学式光ガイド素子1に入ってくる際に通る透過的領域64aに取付けられているパネル64において別の素子(15′)が存在していてもよい。
上述の製造ステップおよび方法を考慮すると(たとえば図7a〜図7cおよび図8a〜図8cを参照)、プリント回路基板を初期棒材として用いると光学式光ガイド素子1を製造することができることが明らかである。たとえば、初期棒材2を製造するのに用いられるプレート6はプリント回路基板であってもよく、その上に光学電子部品を配置することができる。したがって、プリント回路基板アセンブリはプレート6として用いることができる。
上述したように、一方側のみが反射性である(が但し、反対側は反射性ではない)初期棒材2を用いることもできる。これら初期棒材2は、たとえば、任意にはさらなる棒材3を当該初期棒材間に配置した状態で棒材配置をもたらすように、互いに対して平行に位置決めすることができる。この場合、さらなる棒材3は、任意には、反射面をもたないか、1つの反射面を有するかまたは2つの(対向して配置された)反射面を有する可能性がある。隣り合う棒材間の空間99を任意に設けることができる。
例示的な方法を以下において詳細に記載する。添付の図面は、その詳細および実現可能なさらなる方法を例示し、部分的に解説している。
1.滑らかな(たとえば、研磨された)コーティングされたウエハ(この明細書中においては、上述の「プレート」に対応する「p/cウエハ」)から開始する。最初のコーティングは、アルミニウム、銀および/もしくは金などの極めて反射性の高い金属または誘電材料で構成され得る。最初のコーティングはさらに、金属コーティングの光学的特性を向上させるために、および/または、環境を保護するために、付加的なコーティング材料(たとえば、Silflex)を含み得る。たとえば、銀コーティングが用いられる場合、追加のコーティングを行なう必要がなくなるか、または曇りが低減され得る。
2.p/cウエハは、保護コーティングでさらにコーティングされている。保護コーティング(たとえば樹脂および/またはフォトレジスト)は、以下のステップにおいて最初のコーティング(たとえば、銀、Silflexコーティング)に対する損傷を防止する。
3.p/cウエハを第1のダイシング基板(たとえば、UVダイシングテープ)と接触させる。
4.上述のp/cウエハは、棒材(この明細書中においては上述の「初期棒材」に対応する「p/c棒材」)にセグメント化される。セグメント化は、ダイシング、レーザー切断および/またはレーザ・スクライブ・アンド・ブレイクによって行なわれてもよい。場合によっては、ダイシングを行なうとき、p/c棒材における応力を減じるためにダイシングブレードを何回か通過させてもよい。
5.p/c棒材は第1のダイシング基板から取外される(たとえば、UVダイシングが用いられた場合、上述のアセンブリはUVダイシングテープを除去するために紫外線放射に晒される)。
6.上述の3の後、上述のステップに対して代替的/付加的なステップを行なう。容易に除去可能な接着剤(たとえば、ワックスまたは樹脂)をp/cウエハに塗布し、容易に除去可能な接着剤によって、付加的なp/cウエハを第1のp/cウエハと接触させる。接着剤を広げてよりよく接着させるために力を加えてもよい。このステップは、複数のp/cウエハ・スタックが構成され得るように繰返されてもよい。(ステップ4におけるような)セグメント化の後、各々のp/c棒材が取外され、容易に除去可能な接着剤がたとえば溶剤によって除去され、プロセスがステップ7へと進む。
7.上述のp/c棒材を(「初期棒材方向」とも称される)p/c棒材長軸を中心として90°回転させ、たとえば、ピックアンドプレイス技術によって、位置決めジグに配置する。位置決めジグはp/c棒材を互いに対して精密に位置決めするのに用いられる。いくつかの型の位置決めジグが用いられてもよい。位置決めジグのうち精密に機械加工された/研磨された構成要素は、各々の型に対して共通である。精密に機械加工された/研磨された構成要素により、p/c棒材が互いに対して(高精度に)位置決めされる。圧縮、真空または容易に除去可能な接着剤を用いて棒材を適所に保持する。付加的な位置決めジグの詳細は添付の図面および説明において開示されている。
8.p/c棒材が位置決めジグにおいて適所に固定された後、接着剤(たとえば、UV接着剤もしくは熱硬化性接着剤またはこれらの両方の接着剤)がp/c棒材および/または第1の基板の第1の表面上に施される。接着剤がp/c棒材上に施される場合、当該接着剤は、コーティング面に対して垂直な長い表面上に塗布される。接着剤は、針による投入/噴射またはスクリーン印刷によって(p/c棒材、第1の基板または両方の上に)塗布されてもよい。第1の基板は透過的(たとえば、ガラス基板)であってもよく、または、実質的に非透過的(たとえば、FR4/G10もしくはシリコン基板などのPCB材料)であってもよい。
9.(位置決めジグ内における)p/c棒材を(接着剤によって)第1の基板と接触させる。接着剤を広げてよりよく接着させるために力が加えられてもよい。接着剤は、紫外線放射で硬化させられるか、熱で硬化させられるか、もしくは紫外線放射および熱の両方で硬化させられるか、または、たとえば、紫外線放射だけで部分的に硬化させられる。硬化エネルギの形式は、用いられる基板材料のタイプに依存している。たとえば、基板がガラスでできている場合、紫外線放射が用いられてもよいが、但し、基板がPCBまたは他の非透過的な材料でできている場合、硬化させるのに熱が用いられてもよい。
10.先のステップにおける硬化(または部分的硬化)の後、位置決めジグが取外される。
11.接着剤は、(たとえば、針による投入/噴射および/またはスクリーン印刷によって)上述のp/c棒材および/または第2の基板の第2の表面に塗布される。接着剤がp/c棒材上に施されるとき、当該接着剤は、p/c棒材の第1の表面に対して平行な表面(接着剤の付いた表面)、すなわち、コーティングされた(金属)表面に対して垂直な長い表面上に、塗布される。
12.(第1の基板に接着された)p/c棒材を接着剤によって第2の基板と接触させる。接着剤を広げてよりよく接着させるために力が加えられてもよい。
13.先のステップ(ステップ12)において塗布された接着剤は、紫外線放射で硬化されるか、熱で硬化されるか、もしくは紫外線放射および熱の両方で硬化されるか、または、たとえば紫外線放射だけで部分的に硬化される。
14.いくつかの場合、予め塗布された接着剤が(ステップ9および/または13におけるように)部分的に硬化されると、接着剤は、たとえば、熱、付加的な熱を加えることによって十分に硬化され得る。いくつかの場合には、同じステップにおいて両方のウエハを十分に硬化させることが有利(たとえば、より優れた寸法安定性)であり得る。
15.(上述の「サンドイッチ・ウエハ」または「ウエハ・スタック」とも称され、先のステップに起因する)第1の基板+p/c棒材+第2基板のアセンブリが複数の棒材(この明細書中においては「プリズム棒材」)にセグメント化される。セグメント化は、p/c棒材の長軸に対して45°で、第1の基板+p/c棒材+第2の基板に対して垂直に行なわれる。セグメント化は、先のステップにおけるように、たとえばダイシングによって行なわれてもよい。いくつかの場合には、応力を減らすために、ダイシングブレードを通す回数が多くなってもよい(この場合、連続して材料が切取られる)。他の場合においては、第1の基板+p/c棒材+第2の基板は、面のうちどちらの側から部分的にダイシングされてもよい。
16.(先のステップにおいて開示されるような)典型的に用いられるセグメント化技術の精密度/精度が十分ではない(たとえば、ダイシングの場合、+/−50μmであり得る)ので、このような精度/精密度が必要となるいくつかの場合においては、十分に規定された寸法(たとえば、+/−10μm)を得るために、切断面(ステップ15において切断される表面)が研磨されてもよい。これらの表面は、zの高さ(および、モジュールのp光路、すなわち光学式光ガイド素子の内部にある光路)を規定するので特に重要となる。
17.先のステップにおいて作り出されたプリズム棒材は、(上に開示されるように、上述の精神の範囲内で)接着剤によってレンズウェハに取付けられ、硬化させられてもよく、または部分的に硬化させられてもよい。レンズウェハは、(ガラスウェハなどの)透明基板で構成されてもよく、または(PCB(=printed circuit board(プリント回路基板))材料などの)他の透過的材料もしくは非透過的な材料で構成されてもよい。(たとえば、光学的品質のために)熱放散が重要となる他の場合には、基板材料は高い(比較的高い)熱伝導性の材料(たとえば、サファイア)であってもよい。他の場合においては、基板材料は、低熱膨張材(たとえば、サファイアまたは他の無機複合物)であってもよい。レンズウェハはさらにレンズ(レンズ素子)で構成される。レンズは、公知のウェハレベル技術によって、予め、上述のウエハ上において形成され硬化されてもよい。レンズ品質の向上が必要とされる他の場合においては、ピックアンドプレイス技術を用いて、射出成形されたレンズを前述の基板上に位置決めしてもよい(接着剤は、予め、公知の技術によって塗布されていてもよいだろう)。
18.いくつかの場合においては、付加的なレンズウェハが(接着剤によって)レンズウェハに追加されてもよい。この場合、接着剤は上述のとおり硬化させられるかまたは部分的に硬化させられる。
19.付加的なレンズウェハが(ステップ17およびステップ18の精神の範囲内で)反対側に追加されてもよい。さらに他の光学素子が追加されてもよいが、追加はウェハレベル技術によってなされなくてもよい。たとえば、ピックアンドプレイスを用いて、取付けられたレンズウェハ上に回折光学素子(diffractive optical element:DOE)または他の光学素子を位置決めしてもよい。
20.すべてのレンズウェハおよび光学素子が追加された後、モジュールが、レンズウェハ面およびプリズム棒材の長軸に対して垂直にダイシングされる。
先のステップのうちのいずれにおいても、高さが重要となる構成要素を接続するのに接着剤が用いられる場合、典型的な接着剤材料と特定の直径のプラスチックもしくはガラスの球/球体とで構成される特別な接着剤が用いられてもよい。球体は、接着剤層の最終的な厚さを精密に規定する。
記載されたさまざまな方法および実施形態は、いくつかの場合においては、極めて低いz高さの光パイプ(光学式光ガイド素子)の製造を可能にし得る。加えて、いくつかの場合においては、光パイプのうち複数の部分(構成要素)同士の極めて高精度の位置合わせおよびこれら複数の部分(構成要素)間の離隔、ならびに/または、光パイプの極めて高精度の位置合わせ、ならびに、光パイプとさらなる要素との間の離隔が達成可能であり得る。上述のプロセスは、滑らかな(たとえば、研磨された)材料(たとえばガラスまたは他の透明材料)を用いることができ、または、特にタイプIIの光パイプ(上述を参照)の場合には、非透過的な材料を用いることができる。この場合には非常に反射性の高いコーティングでコーティングされ得る。滑らかな材料とは、この文脈においては、たとえば、通常のミラーのように、典型的には、少なくともミクロンスケールからミリメートルスケールまでの平坦な表面(低い粗度を有する表面)を有する材料を意味している。このような材料を設けることにより、さまざまな技術的な難題を克服することが可能になり得る。滑らかな材料は光パイプのために重要なものとなり得る。滑らかな(たとえば、研磨およびコーティングされた)側部があることで、滑らかな材料全体が極めて良好に規定された厚さを有することが可能となる。この厚さは極めて良好に規定された光パイプにつながる。場合によっては、滑らかな材料は透過的(たとえば全内部反射を可能にする屈折率を有する、たとえば研磨されたガラスまたは研磨された透過的なポリマー)である。さらに、他のいくつかの場合においては、滑らかな材料は、たとえばPCB材料(たとえば、繊維強化エポキシ)などの非透過的な(場合によっては、非反射性の)材料である。さらに他のいくつかの場合においては、滑らかな材料は、金属(たとえば研磨されたアルミニウム)などの反射性(特に、高反射性)の非透過的な材料である。
上述の滑らかな材料(たとえば、研磨されたガラス)は、(図1におけるタイプIのように)直接、十分に規定された空間/光路1)をもたらす。この場合、滑らかな材料は、(図3におけるタイプIIのように)間接的に、プリズムまたは2)を規定する。この場合、滑らかな側部を備えた介在ジグを2つの滑らかな材料ウエハと共に用いて、十分に規定された光路をもたらす(ジグは、2つのプリズム間に一時的に配置されるだけであり、処理中に取外される)。

Claims (14)

  1. 光学式光ガイド素子を製造するための方法であって、
    a)初期棒材と称される複数の棒材を設けるステップを含み、各々の前記初期棒材は、それぞれの初期棒材方向に沿って第1の棒材端部から第2の棒材端部にまで延在し、前記第1の棒材端部から前記第2の棒材端部にまで延在する第1の側面を有し、前記第1の側面は反射性であり、前記方法はさらに、
    b)前記初期棒材を一列に位置決めするステップを含み、それぞれの前記初期棒材方向が互いに対して平行に位置合わせされており、それぞれの第1の側面が、前記初期棒材のうち隣り合う初期棒材に面しており、前記方法はさらに、
    c)棒材配置を得るために、ステップb)において得られた位置において互いに対して複数の前記初期棒材を固定するステップを含み、
    前記方法はさらに、以下のステップd)、d′)およびd″)のうち少なくとも1つを含み、
    d)前記棒材配置をプリズム棒材と称される複数の棒材にセグメント化するステップであって、前記複数の棒材の各々は、前記棒材配置に複数回の切断を実行することによって、複数の前記初期棒材のうち少なくとも2つの異なる初期棒材の各々の一部分を含み、前記複数回の切断のための複数の切断線は互いに平行であり、
    d′)前記棒材配置を切断線に沿って複数の部分に分離することによって、前記棒材配置をプリズム棒材と称される複数の棒材にセグメント化するステップであって、前記切断線は、前記初期棒材方向に対して角度をなしており、かつ前記第1の側面および前記第1の側面に対向する第3の側面と交差し、
    d″)前記初期棒材方向に対して角度をなし、かつ前記第1の側面および、前記第1の側面に対向する第3の側面に交差する切断面を作り出すことによって、前記棒材配置を複数の区域に分離することにより、前記棒材配置をプリズム棒材と称される複数の棒材にセグメント化するステップであり、
    前記方法はさらに、
    e)前記プリズム棒材を複数の部分にセグメント化するステップを含む、方法。
  2. 前記複数の部分の各々が前記光学式光ガイド素子のうちの1つに含まれる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1の側面の各々は第1の反射コーティングを含み、前記初期棒材の各々は、前記第1の棒材端部から前記第2の棒材端部にまで延在する前記第3の側面を有し、前記第3の側面の各々は第3の反射コーティングを含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記第1の側面の各々は全内部反射によって反射性となる、請求項1または2に記載の方法。
  5. ステップb)において、前記初期棒材は互いに距離を空けて位置決めされている、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記初期棒材の各々は前記第1の側面、第2の側面、前記第3の側面および第4の側面を有し、前記第1の側面、前記第2の側面、前記第3の側面および前記第4の側面の各々は、前記第1の棒材端部から前記第2の棒材端部にまで延在し、前記第1の側面および前記第の側面は互いに対して平行に位置合わせされた平坦な面であり、前記第の側面および前記第4の側面は、前記第1の側面および前記第の側面によって互いから分離されており、前記第1の側面と前記第の側面との間に配置されており、前記第3の側面が反射性である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. − 互いに対して平行に位置合わせされた上面および下面を有するプレートを設けるステップを含み、前記上面および/または前記下面は反射性であり、さらに、
    − 前記プレートに複数回の切断を実行することによって前記複数の初期棒材を得るステップを含み、前記切断は、互いに対して平行に、かつ前記初期棒材方向に対して平行に行なわれ、これにより、前記上面および前記下面に対して垂直に位置合わせされた切断面を作り出す、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. a*)さらなる棒材と称される複数の棒材を設けるステップを含み、各々のさらなる棒材は、それぞれのさらなる棒材方向に沿って第1のさらなる棒材端部から第2のさらなる棒材端部にまで延在し、さらに、
    b*)ステップb)において、前記それぞれのさらなる棒材方向が前記初期棒材方向に対して平行に位置合わせされた状態で、前記初期棒材のうち隣り合う2つの初期棒材の間に前記さらなる棒材の各々を位置決めするステップと、
    c*)ステップc)において、前記棒材配置を得るために、複数の前記さらなる棒材を、ステップb)において得られた位置において互いに対して、かつ、前記初期棒材に対して固定するステップとを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. − 互いに対して平行に位置合わせされた上面および下面を有するさらなるプレートと称されるプレートを設けるステップを含み、前記上面および/または前記下面は反射性であり、さらに、
    − 前記さらなるプレートに複数回の切断を実行することによって複数の前記さらなる棒材を得るステップを含み、前記切断は、互いに対して平行に、かつ、さらなる棒材の方向に対して平行に行なわれ、これにより、前記上面および前記下面に対して垂直に位置合わせされた切断面を作り出す、請求項8に記載の方法。
  10. ジグを利用することにより、ステップb)において記載された位置決めを行なうステップを含み、前記初期棒材を前記ジグにおいて保持するステップを含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. ステップc)において記載された前記固定するステップは、前記初期棒材の各々に第1の基板を取付けるステップを含み、ステップc)において記載された前記固定するステップは、加えて、前記第1の基板と第2の基板との間に前記初期棒材を挟むように前記初期棒材の各々に前記第2の基板を取付けるステップを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. ステップd)およびステップd′)において記載された前記切断線と、ステップd″)において記載された前記切断面とは、それぞれ、前記初期棒材方向に対して20°から75°の角度をなしている、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. ステップe)よりも前に、
    − 1つ以上のさらなる基板に前記プリズム棒材を取付けるステップを含み、ステップe)において記載された前記セグメント化するステップは、前記1つ以上のさらなる基板をセグメント化するステップを含み、少なくとも2つの部分の各々は、前記1つ以上のさらなる基板の一区域、たとえば、2つのさらなる基板の各々の一区域を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記1つ以上のさらなる基板の各々はウエハを含み、前記ウェハの上に、複数のレンズ素子が存在しており、前記部分の各々は前記レンズ素子のうち少なくとも1つを含む、請求項13に記載の方法。
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