TWI717044B - 光合分波器 - Google Patents

Abstract

光合分波器係包括：透光性或金屬製之座(1、1a、1b、1c、1d)，係具有：凹部(2、2a、2b)，係被設置於長方體之座(1、1a、1b、1c、1d)的一個面，並與一個面之邊界線的形狀是矩形；及複數個構造體(3、3a、3b、3c)，係在從一個面觀察的情況，成對地與邊界線之相對向之長邊的一部分接觸，或在相對向之長邊的一部分之大致等長的部分交叉；及複數個光學元件(4、4a)，係藉由被塗佈表面處理膜(10)，而形成曲面；構造體(3、3a、3b、3c)與光學元件(4、4a)分別成對，並被配置成重疊，藉此，光學元件(4、4a)之曲面與座(1、1a、1b、1c、1d)接觸，且在所接觸的端部中形成一平面的至少3個端部，與座(1、1a、1b、1c、1d)接合。

Description

光合分波器

本發明係有關於一種光合分波器。

在以往之光合分波器所使用之濾光器等的光學元件，係以抑制光之衰減為目的，設置角孔，作為光之通過孔，內部係作成空洞的構成。可是，在此構成，作為光學元件之幾何學上的調整之抑制傾斜角的發生係未考慮，或關於孔或槽的形狀係未限定(例如，參照專利文獻1、2)。 又，在將光學元件對光合分波器接合時，具有發生傾斜時複數條光無法結合成一條的課題。 [先行專利文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 特開2007－163631號公報 [專利文獻2] 國際公開第2017/033230號

[發明所欲解決之課題]

在以往之光合分波器，係如上述所示構成，並已說明具有往自由空間側之通過孔。可是，因為該通過孔是角孔，所以對濾光器等之光學元件的傾斜角之發生的抑制係無效，尤其，在光學元件之與光合分波器本體之接合面的形狀不是平面而是曲面的情況，係具有對使用玻璃座等之光合分波器本體之光學元件的傾斜無法減少的問題點。

本發明係揭示用以解決如上述所示之課題的技術，其目的在於在將是被接合元件之光學元件對光合分波器本體接合時，抑制對光合分波器本體之複數個光學元件的傾斜角之差異的發生。 [解決課題之手段]

本發明之光合分波器係特徵為： 包括： 透光性或金屬製之座，係具有：凹部，係被設置於長方體之光合分波器本體的一個面，並與該一個面之邊界線的形狀是矩形；及複數個構造體，係在從該一個面觀察的情況，成對地與該邊界線之相對向之長邊的一部分接觸，或在該相對向之長邊的一部分之大致等長的部分交叉；及 複數個光學元件，係藉由被塗佈表面處理膜，而形成曲面； 該構造體與該光學元件分別成對，並被配置成重疊，藉此，該光學元件之曲面與該座接觸，且在是接觸處之座的端部中形成一平面的3個端部，與該座接合。 [發明之效果]

若依據本發明所揭示之光合分波器，在將是被接合元件之光學元件對光合分波器本體接合時，可抑制對光合分波器本體之複數個光學元件的傾斜角之差異的發生。

實施形態1

以下，使用圖，說明實施形態1之光合分波器。 圖1係用以說明實施形態1之光合分波器之一例的圖。在圖1，圖1(a)係是光合分波器本體之透光性(例如玻璃製)之座1的平面圖。在座1之內部，係設置：凹部2，係與長方體之光合分波器的表面之邊界線成為矩形；及一對構造體3(從座表面觀察具有貫穿之孔或槽)，係從該表面觀察，以從該凹部2的外側與該凹部2之邊界線接觸的方式相對向地被配置成在該凹部2之長邊方向彼此分開。圖1(b)係在該座1之面上設置是光學元件之濾光器4的情況的平面圖。具體而言，在座1之表面，沿著是該座1之長邊方向之圖1的x方向，以預定之間距間隔將3個矩形的濾光器4(以下，濾光器係亦稱為光學元件)配置成彼此平行。圖1(c)係表示圖1(b)之AA剖面的剖面圖。如圖1(b)或圖1(c)所示，本實施形態1之光合分波器係主要由座1、與複數個是光學元件的濾光器4所構成。此外，透光性之座的材質係不限定為如上述所示之玻璃製者，亦可是塑膠材料(以下一樣)。

一般，因為在濾光器4之與座1接觸之側的面(在圖1，係濾光器4的下側面)之整體，形成作為光學性反射膜的表面處理膜10，所以如圖1所示，濾光器4的形狀係成為對座1之表面在是厚度方向之z方向(上側)翹曲的曲面。即，相對座1之表面，濾光器4之表面係特徵為因表面處理膜10的形成而成為具有在z方向向下凸之凸面的曲面。

在本實施形態之光合分波器，係因為使用黏著劑等，將具有如上述所示之特徵的濾光器4黏著於座1之表面，所以可說黏著面具有圓度，即黏著面具有向下凸的曲面之是光學元件的濾光器4與設置凹部2之是光合分波器本體之透光性的座1接合。

是光學元件之濾光器4的表面具有如上述所示之在厚度方向翹曲的曲面，在此濾光器4之與座1的接合面如上述所示是曲面的情況，係如從圖1(c)可類推所示，從座之長邊方向與短邊方向之任一個的側面觀察，都濾光器4係在座1的端部P、Q、R、S(參照圖1(b)、圖1(c)中之以虛線的圓所包圍的部分)中的2處接觸並被支撐、接合。這些端部係在從該座1之表面側觀察的情況，是成為一對構造體3與在是該座1之表面和該凹部2的邊界線之凹部2的輪廓線中構成長邊部分之相對向之2條長邊方向輪廓線的一部分之共通部分的直線(例如，參照圖1(a)中之以符號L所示的虛線部分)的兩端部分，而該一對構造體3係各自分別地從該邊界線的外側與該2條長邊方向輪廓線的一部分接觸。 因此，為了作成濾光器4在座1的端部P、Q、R、S中，從座之長邊方向與短邊方向之任一個的側面觀察，都在2處接觸，且在該接觸處被接合，係得知只要在該相異的4處(4個端部)中至少決定一平面之相異的3處(3個端部，例如P、Q、R)被接合即可。

如上述所示，為了濾光器4係成為被座1之3個以上的複數個端部支撐，在座1只設置凹部，因此，與未形成端部之以往的情況相比，可抑制在將濾光器4與座1接合後之對座1的複數個(在圖1的情況係3個)濾光器4之間的傾斜角之差異的發生。換言之，在座1未形成如上述所示之端部的情況，係與形成端部的情況相比，因為濾光器4之形成表面處理膜10之側的表面與座1之接觸點不固定，所以在已將複數個各濾光器4與座1接合的情況，在對成為基準面的座表面之各濾光器間之接合後的傾斜角易發生差異。

此處，在上述之傾斜角係意指座表面與濾光器表面的夾角。具體而言，在圖1(b)，例如將根據以符號端部P、Q、R所示之虛線的圓之中心所決定的平面當作定義座表面時，是該定義座表面之法線、與在濾光器4的形狀中心線與形成表面處理膜10之側的表面相交的點接觸之切平面的法線之夾角。

此外，實際上，係使光射入該濾光器之特定點，使用令以反射膜所反射之反射光，藉此，可確認該複數個濾光器之間之傾斜角有沒有發生差異。又，在圖1之例子，係在所設置之3個濾光器中，一個濾光器之對基準面的傾斜角與其他的2個傾斜角相異時，因為通過這些3個濾光器的複數條光無法結合成一條，所以可易於將3個濾光器之傾斜角調整成在容許範圍成為相同。此處，在凹部2形成貫穿孔的情況，亦可座的材質係鋁或不銹鋼等之金屬。 實施形態2

以下，使用圖，說明實施形態2之光合分波器。 圖2係用以說明實施形態2之光合分波器的光合分波器本體之一例的圖。在實施形態1，係說明了在是光合分波器本體之座，設置都由貫穿之孔或槽所構成之凹部2與一對構造體3的情況，但是在凹部2與一對構造體3，亦可使用都設置槽，並設定成在凹部所設置之槽的深度與一對構造體之槽的深度相異之凹部2a與一對構造體3a。但，在此情況，座之凹部2a係由透光性之材料所構成。

具體而言，如圖2所示，在座1a的凹部2a，係形成已形成槽的長孔部9a，在一對構造體3a係從表面觀察在整體形成槽(參照圖2中之以H1、H2所示之虛線包圍的部分)。在此情況，在一對構造體3a，係形成形狀相同的槽。而，上述之長孔部9a的槽與一對構造體3a之槽的深度尺寸係彼此相異。 此外，亦可以槽構成圖2之凹部2a，一對構造體3a係由貫穿整體之孔所構成。

與實施形態1一樣，在濾光器之與座1a的接合面是如圖1所示之向下凸的形狀之曲面的情況，從座之長邊方向與短邊方向之任一個的側面觀察，都與實施形態1一樣，濾光器係在座之端部接觸，並被支撐。

與實施形態1的情況一樣，如上述所示，因為濾光器係在座之端部接觸，並被接合，所以可抑制接合後之對座的複數個濾光器之間的傾斜角之差異的發生。又，在一對構造體3a的構成不是全部採用貫穿孔，而將至少一部分作成槽的情況，係可降低加工所伴隨之座的製作費用。 實施形態3

以下，使用圖，說明實施形態3之光合分波器。 圖3係用以說明實施形態3之光合分波器之一例的圖。在本實施形態3係採用一對構造體3b。此一對構造體3b係如圖3(a)所示，在各構造體，由複數對一對構造體3b與作為座1b之凹部2所採用之貫穿的長孔部9所構成，該複數對一對構造體3b係在從座表面側觀察成為U字形之透光性的材料或金屬，已形成槽(參照圖3中之以記號H3、H4所示之以一點鏈線包圍的部分)或(未圖示之)孔。此外，圖3(b)係表示圖3(a)之BB剖面的剖面圖。

在本實施形態3之光合分波器。係將該一對構造體3b對座1b接合複數個(在圖3係採用3對之一對構造體)，此外，與實施形態1一樣，與座1b之黏著面如圖3(b)所示，使用黏著劑等，將具有在厚度方向向下凸之形狀的曲面之是光學元件的濾光器4(參照圖3(a)、圖3(b)之以虛線的框所包圍之部分)接合。

此外，亦可在本實施形態3之長孔部係不是貫穿孔，而是槽。又，在一對構造體3b形成槽的情況，亦可該槽的槽深度與在長邊方向格子所採用之槽的槽深度係尺寸相異。

在本實施形態，亦是光學元件之濾光器4如上述所示，在與座1b的接合面具有向下凸之形狀的曲面的情況，從長邊方向與短邊方向之任一個的側面觀察，濾光器都係在已形成槽等之一對構造體3b的端部與座接觸(參照圖3(b)之端部T、端部U(以虛線之圓記號所示的部分))。

如上述所示，因為濾光器係在已形成槽等之一對構造體3b的端部接觸，並被支撐，所以在該端點將濾光器與座接合後，係可抑制對座之複數個濾光器之間的傾斜角之差異的發生。 又，藉由將已形成槽等之一對構造體3b不一體化而作成個片化，在是濾光器間的配置間隔之由鄰接的濾光器之長邊方向的形狀中心線間之距離所代表的濾光器間間距相異之用途的情況，亦可共同地使用形狀相同的一對構造體3b。 實施形態4

以下，使用圖，說明實施形態4之光合分波器。 圖4係用以說明實施形態4之光合分波器的光合分波器本體之一例的圖。在實施形態3，係表示是透光性或金屬之構造體的一對構造體3b被個片化者，但是如圖4所示，亦可採用不僅一對構造體3c，而且在凹部2b亦採用透光性材料或金屬之構造體並一體化的一體型構造體5。此外，如圖4所示，在一對構造體3c係形成槽，並在凹部2b係形成貫穿的長孔部9。但，亦可此長孔部係由槽所形成。

如圖4所示，在是光學元件的濾光器之與座1c的接合面具有向下凸之曲面的情況，從長邊方向與短邊方向之任一個的側面觀察，都與實施形態3一樣，濾光器係在已形成槽之一對構造體3c的複數個端部接觸並被支撐。

如上述所示，因為濾光器係在已形成槽之一對構造體3c的複數個端部接觸並被接合，所以可抑制將濾光器與座接合後之在對座的複數個濾光器的傾斜角之間發生彼此相異的事。又，藉由將已形成槽之一對構造體3c與凹部2b組合而一體化，一對構造體3c之對座的接合次數比個片化的情況更減少，而導致提高接合後之設定位置的精度。 實施形態5

以下，使用圖，說明實施形態5之光合分波器。 圖5係用以說明實施形態5之光合分波器的光合分波器本體之一例的圖。在實施形態3，係表示具備複數個藉由形成孔或槽而從座表面觀察成為U字形的一對構造體3b，但是亦可替代之，如圖5所示，使用在透光性之材料或金屬製之圓柱狀體形成圓形之孔7的圓筒形構造體6、或形成槽的圓柱形構造體8(未圖示)。又，座1d之長孔部9b係貫穿孔或槽都可，亦可不要。

在是光學元件之濾光器具有翹曲的輪廓線，並與座1d之接合面與圖1所示者一樣，具有向下凸之形狀的曲面的情況，係在該接合處將濾光器與座1d黏著的情況，從座1d之長邊方向及短邊方向之任一個的側面觀察，濾光器都係在是如圖5所示之形成圓形之孔7的圓筒形構造體6、或形成槽的圓柱形構造體8(未圖示)之表面側的圓筒內側邊界之圓形的輪廓線上接觸，並被支撐。此外，在本實施形態，上述之圓筒形構造體6、或形成槽之圓柱形構造體8的個數係由與濾光器相同的個數所構成。

如上述所示，因為濾光器係在是圓筒形構造體6的圓筒內側邊界之圓形的輪廓線上接觸，並在該處被接合，所以可抑制在將濾光器與座1d接合後之對座的複數個濾光器之間的傾斜角之差異的發生。又，藉由採用圓筒形構造體6，在將濾光器與座1d接合時，例如，未必要以與x方向正交的方式設置濾光器(不是正交而附加一些角度的設置亦可)，而位置的調整成為容易。

此外，在以上所說明之實施形態1~5的光合分波器，係在任一實施形態，都各構造體的上面係從座之表面未突出，而被設定成與座之表面相同的高度以下。又，作為在實施形態3~5的金屬，係例如列舉鋁、不銹鋼等。

又，在以上之實施形態1~5的任一實施形態，濾光器都係將其材質整體上一樣者作為前提來說明，但是不限定為此，如圖6所示，四隅角部20係在與座之切點的外側區域，是作為光學特性之差異係可忽略，但是比重比內側區域大的部分，並連接濾光器之相對向之曲面的四隅角彼此，藉由使用具有該四隅角部20之構造的濾光器4a，在發生上述之濾光器之傾斜的情況，亦因為利用外側區域部分的自重效果，可減少該傾斜角，所以結果，可更有效地抑制在複數個濾光器之間彼此的傾斜角之差異的發生。 實施形態6

以下，使用圖，說明實施形態6之光合分波器。 圖7係用以說明實施形態6之光合分波器之一例的圖。在本實施形態，係與上述之任一實施形態都相異，將在厚度方向有翹曲，而與座之黏著面和其相反側之表面的曲面是凹面(在圖7具有向上凸的形狀之具有曲率的曲面)之是光學元件的濾光器4b與座1e接合。如圖7所示，濾光器4b之細部構造係與圖1之濾光器4相異，上面側表面、下面側表面之雙方都被塗佈表面處理膜。但，在上面側表面的表面處理膜11係無光學性反射功能，僅下面側表面的表面處理膜12成為光學性反射膜。此外，在座1e，長孔部係有或無都可。

在是光學元件之濾光器具有翹曲之面的情況，在該面與座1e的接合面是具有向z方向凸之形狀之曲面的情況(參照圖7)，與實施形態1~5的情況一樣，濾光器4b在複數處與座1e接觸(參照圖7之角部V、角部W)。

如上述所示，在本實施形態，係因為濾光器在其角部對座接觸，所以可抑制在將濾光器與座接合後之對座的複數個濾光器的傾斜角之間之差異的發生。

此外，本發明係記載各式各樣之舉例表示的實施形態及實施例，但是在一個或複數個實施形態所記載之各式各樣的特徵、形態以及功能係不是被限定為應用於特定之實施形態，而能以單獨或各種的組合應用於實施形態。因此，在本專利說明書所揭示之技術的範圍內可設想未舉例表示之無數的變形例。例如，包含在對至少一個構成元件進行變形的情況、追加的情況或省略的情況、進而抽出至少一個構成元件並與其他的實施形態之構成元件組合的情況。具體而言，在以上，係說明了濾光器之相對向的兩面雙方都形成曲面的情況，但是不限定為此，是僅在與座接觸之側的一面形成曲面的濾光器，亦具有一樣之效果。又，舉例說明了濾光器之個數係3個的情況，但是不限定為此，是3個以外之複數個亦具有一樣之效果。

1、1a、1b、1c、1d、1e:座 2、2a、2b:凹部 3、3a、3b、3c:一對構造體 4、4a、4b:濾光器(光學元件) 5:一體型構造體 6:圓筒形構造體 7:圓形之孔 8:圓柱形構造體 9、9a、9b:長孔部 10、11、12:表面處理膜 20:四隅角部 P、Q、R、S、T、U:端部 V、W:角部

[圖1] 係用以說明實施形態1之光合分波器之一例的圖。 [圖2] 係用以說明實施形態2之光合分波器的光合分波器本體之一例的圖。 [圖3] 係用以說明實施形態3之光合分波器之一例的圖。 [圖4] 係用以說明實施形態4之光合分波器的光合分波器本體之一例的圖。 [圖5] 係用以說明實施形態5之光合分波器的光合分波器本體之一例的圖。 [圖6] 係用以說明實施形態1~5之光合分波器之其他的例子的圖。 [圖7] 係用以說明實施形態6之光合分波器之一例的圖。

1:座

2:凹部

3:一對構造體

4:濾光器(光學元件)

9:長孔部

10:表面處理膜

P、Q、R、S:端部

Claims (9)

1. 一種光合分波器，其特徵為： 包括： 透光性或金屬製之座，係具有：凹部，係被設置於長方體之光合分波器本體的一個面，並與該一個面之邊界線的形狀是矩形；及複數個構造體，係在從該一個面觀察的情況，成對地與該邊界線之相對向之長邊的一部分接觸，或在該相對向之長邊的一部分之大致等長的部分交叉；及 複數個光學元件，係藉由被塗佈表面處理膜，而形成曲面； 該構造體與該光學元件分別成對，並被配置成重疊，藉此，該光學元件之曲面與該座接觸，且在是接觸處之座的端部中形成一平面的3個端部，與該座接合。
2. 如申請專利範圍第1項之光合分波器，其中該構造體係以從該一個面觀察時從該凹部的外側與該凹部的邊界線之相對向之2個長邊的一部分成對地接觸的方式在彼此相距既定間隔的位置被配置複數組。
3. 如申請專利範圍第1項之光合分波器，其中該構造體係圓柱形構造體或各圓筒形構造體，並在該圓柱形構造體或圓筒形構造體的內周輪廓線上與該光學元件接觸。
4. 如申請專利範圍第2項之光合分波器，其中該凹部係由孔或槽所構成，在該構造體係在該光合分波器本體之一個面側設置槽。
5. 如申請專利範圍第2項之光合分波器，其中該凹部及該構造體係都由孔所構成。
6. 如申請專利範圍第2項之光合分波器，其中該凹部係由孔或槽所構成，該構造體係由透光性或金屬製之材料所構成，孔或槽被設置於該光合分波器本體之一個面側。
7. 如申請專利範圍第2項之光合分波器，其中該座係具有由凹部與構造體所構成之一體型構造體，該凹部係由透光性之材料所構成，該構造體係設置孔，或在該光合分波器本體之一個面側形成槽並由透光性或金屬製之材料所構成。
8. 如申請專利範圍第2項之光合分波器，其中該光學元件係分別連接該曲面之外周部之四隅角彼此的區域由比重比該區域以外的部分大的材料所構成。
9. 如申請專利範圍第1~8項中任一項之光合分波器，其中該光學元件之曲面係凸面或凹面。

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