JP4670669B2 - 複合光学部品及びその製造方法 - Google Patents
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ガラス基板上にレンズ形状を形成する透明合成樹脂として、ポリジメチルシロキサン(以下「PDMS」と略称する。)を選択した。PDMSは透明性が高く、耐候性にも優れ、且つゴム弾性的であるので、ガラスとPDMS間の熱的寸法変化の差を吸収しやすい点で、また、耐寒性にも優れている点で、屋外で使用する用途に適している。また、PDMSは、最も普及しているシリコーンであり、利用範囲もコンタクトレンズや医療器具からエラストマー等と広範囲である。更に、PDMSの光学的な特性は、重量平均分子量と分子量分布に密接な関係を持っているので、屈折率等の光学的な要求スペックに応じてそれらを調製することができる。
第1製造方法は、図2に示すように、ガラス基板1上に流動性のあるPDMS原材料3を流し、その上から例えば精密且つ微小なレンズやプリズムの型を形成したスタンパ4を圧接してPDMSを熱硬化させた後、スタンパ4を剥離して、ガラス基板1の上面に光路変更機能層2を形成する方法である。また、第2製造方法は、図3に示すように、前記同様なスタンパ4上に流動性のあるPDMS原材料3を流し、その上からガラス基板1を圧接してPDMSを熱硬化させた後、スタンパ4を剥離して、ガラス基板1の下面に光路変更機能層2を形成する方法である。
本発明の複合光学部品Pにおいては、ガラス基板1とPDMS製の光路変更機能層2とが密接に且つ接着していなくてはならない。両材料を密接に且つ接着させるのに、通常の用途向けには特に何らかの処置をしなくても十分であるが、より高度の密着性、より強固な接着性を求めるケースもあり、種々の工夫が加えられる。少なくともガラス基板1とPDMS製の光路変更機能層2との接着力は、PDMS製の光路変更機能層2とスタンパ4との接着力よりも高くなければならない。
本発明は、1枚のガラス基板上に、PDMS層によって1つのレンズやプリズム、例えばフレネルレンズを形成して実施するが、1枚のガラス基板上に2つ以上の複数個のレンズやプリズム、例えばフレネルレンズを形成しても良い。更に、PDMS層に回折格子を形成したり、更にホログラムの干渉縞パターンを形成することも可能である。
2 光路変更機能層
3 PDMS原材料
4 スタンパ
5 パターン成形部
P 複合光学部品
Claims (23)
- 透明なガラス基板の平坦な表面に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)からなる光路変更機能層を形成し、該光路変更機能層は、複数個のレンズ状物又はプリズム状物を形成したものであることを特徴とする複合光学部品。
- 前記レンズ状物の形態がフレネルレンズ形態である請求項1記載の複合光学部品。
- 前記ガラス基板及び/又は前記光路変更機能層の接合面をプラズマ処理した上で接合してなる請求項1又は2記載の複合光学部品。
- 前記プラズマ処理が酸素プラズマ処理である請求項3記載の複合光学部品。
- 前記ガラス基板と前記光路変更機能層の間に、薄層の接合剤を介在させてなる請求項1〜4何れかに記載の複合光学部品。
- 前記接合剤が、ゾルゲル法によってシロキサン及び/又はシロキサン誘導体を形成し得る接合剤である請求項5記載の複合光学部品。
- 前記接合剤が、テトラエチルオルトシロキサン(TEOS)及び/又はTEOSの誘導体である請求項6記載の複合光学部品。
- ガラス基板の平坦面上に流動性のあるポリジメチルシロキサン(PDMS)原材料を流し、その上からレンズ状物又はプリズム状物を形成するパターン成形部を設けたスタンパを圧接してPDMSを硬化させた後、スタンパを剥離して、ガラス基板の上面に光路変更機能層を形成することを特徴とする複合光学部品の製造方法。
- 上面にレンズ状物又はプリズム状物を形成するパターン成形部を設けたスタンパ上に、流動性のあるポリジメチルシロキサン(PDMS)原材料を流し、その上からガラス基板の平坦面を圧接してPDMSを硬化させた後、スタンパを剥離して、ガラス基板の下面に光路変更機能層を形成することを特徴とする複合光学部品の製造方法。
- 光路変更機能層をガラス基板の平坦な表面上に形成するに際し、内面にレンズ状物又はプリズム状物を形成するパターン成形部を設けた金型内に予め設置されたガラス基板上に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)原材料を射出成形して前記レンズ状物又はプリズム状物を有する光路変更機能層を形成してなる複合光学部品の製造方法。
- 前記レンズ状物の形態がフレネルレンズ形態である請求項8〜10何れかに記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記ガラス基板に前記光路変更機能層を一体化する前に、該ガラス基板の接合面をプラズマ処理した上で接合してなる請求項8〜11何れかに記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記プラズマ処理が酸素プラズマ処理である請求項12記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記ガラス基板に前記光路変更機能層を一体化する前に、該ガラス基板の接合面に、薄層の接合剤を介在させてなる請求項8〜11何れかに記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記接合剤が、ゾルゲル法によってシロキサン及び/又はシロキサン誘導体を形成し得る接合剤である請求項14記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記接合剤が、テトラエチルオルトシロキサン(TEOS)及び/又はTEOSの誘導体である請求項15記載の複合光学部品の製造方法。
- 表面にレンズ状物又はプリズム状物の凹凸パターンを有するとともに、裏面が平面である光路変更機能シートをポリジメチルシロキサン(PDMS)で成形した後、該光路変更機能シートの裏面をガラス基板の平坦面上に接合することを特徴とする複合光学部品の製造方法。
- 前記レンズ状物の形態がフレネルレンズ形態である請求項17記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記ガラス基板に前記光路変更機能シートを接合する前に、該ガラス基板及び/又は光路変更機能シートの接合面をプラズマ処理した上で接合してなる請求項17又は18記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記プラズマ処理が酸素プラズマ処理である請求項19記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記ガラス基板に前記光路変更機能シートを接合する前に、該ガラス基板及び/又は光路変更機能シートの接合面に、薄層の接合剤を介在させてなる請求項17又は18記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記接合剤が、ゾルゲル法によってシロキサン及び/又はシロキサン誘導体を形成し得る接合剤である請求項21記載の複合光学部品の製造方法。
- 前記接合剤が、テトラエチルオルトシロキサン(TEOS)及び/又はTEOSの誘導体である請求項22記載の複合光学部品の製造方法。
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