JP7345555B2 - 光導波路ユニット、アレイ及び平板レンズ - Google Patents
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Description
を満たし、
ここで、comb(x)は、くし型関数を表し、
前記全反射層組と前記サブ導波路ユニットの積み重ね方向において、前記光導波路ユニットの片側面が基準面となり、
kは、前記全反射層の種類の総数であり、
iは、前記全反射層の種類の番号であり、整数であり、
xは、第i種類の全反射層のある単一の全反射層から前記基準面までの距離であり、
numは、第i種類の全反射層の該単一の全反射層の層番号であり、
Tiは、第i種類の全反射層の位置周期を表し、前記位置周期は、前記光導波路ユニットにおいて、隣接する前記第i種類の全反射層が現れる最短距離であり、
δ(x)は、インパルス関数である。
で算出され、
ここで、Wは、光導波路ユニットの断面の幅であり、前記断面で前記幅の方向が前記積み重ね方向に垂直であり、
θiは、光導波路ユニットの表面に入射する第i種類の全反射層に対応する入射角であり、
nは、前記サブ導波路の屈折率である。
で計算され、
ここで、パラメータθiは、観測視野角範囲内で選択された予め設定された角度であり、nは、前記サブ導波路の光学屈折率であり、n>1.4である。
ここで、comb(x)は、くし型関数を表し、
全反射層組1とサブ導波路2ユニットの積み重ね方向において、光導波路ユニット100の片側面が基準面となり、
kは、全反射層11の種類の総数であり、
iは、全反射層11の種類の番号であり、整数であり、
xは、第i種類の全反射層11のある単一の全反射層11から基準面までの距離であり、
numは、第i種類の全反射層11の該単一の全反射層11の層番号であり、
Tiは、第i種類の全反射層11の位置周期を表し、位置周期は、光導波路ユニット100において、隣接する第i種類の全反射層11が現れる最短距離であり、
δ(x)は、インパルス関数である。
ここで、Wは、光導波路ユニット100の断面の幅であり、断面で幅の方向が積み重ね方向に垂直であり、θiは、光導波路ユニット100の表面に入射する、第i種類の全反射層11に対応する入射角であり、nは、サブ導波路2の屈折率である。
ここで、パラメータθiは、観測視角範囲内で選択された予め設定された角度であり、nは、サブ導波路2の光学屈折率であり、n>1.4である。本開示の実施例に係る光導波路ユニットでは、各種類の全反射層は1つのθi、neiに対応する。このθi角は、観測視角範囲内で選択された角度であり、それに対応する角度での集光効率を向上させ、視角全体での光強度均一性を向上させるためのものである。
光導波路ユニット100;全反射層組1;全反射層11;
サブ導波路2;反射層3;接着剤層4;
第1実施例:サブ導波路211、212;全反射層111;
第2実施例:
サブ導波路221、222、223、224;第1種類の全反射層1121;第2種類の全反射層1122
透明基板2000;増透膜2100。
Claims (15)
- 少なくとも1つの全反射層組と少なくとも2つのサブ導波路とを含み、
前記各全反射層組は、複数種類の全反射層を含み、各種類の前記全反射層は、少なくとも1つの単一全反射層を含み、
各隣接する2つのサブ導波路の間に1つの前記全反射層組が配置され、
前記全反射層組における各種類の全反射層の各全反射層の分布は、次の式:
を満たし、
ここで、comb(x)は、くし型関数を表し、
前記全反射層組と前記サブ導波路の積み重ね方向において、光導波路ユニットの片側面が基準面となり、
kは、前記全反射層の種類の総数であり、
iは、前記全反射層の種類の番号であり、整数であり、
xは、第i種類の全反射層のある単一全反射層から前記基準面までの距離であり、
numは、第i種類の全反射層の該単一全反射層の層番号であり、
Tiは、第i種類の全反射層の位置周期を表し、前記位置周期は、光導波路ユニットにおいて、隣接する前記第i種類の全反射層が現れる最短距離であり、
m i は第i種類の全反射層の全反射層総数であり、
δ(x)は、インパルス関数である、ことを特徴とする光導波路ユニット。 - 前記全反射層組と前記サブ導波路の積み重ね方向において、前記光導波路ユニットの総高さHは、0.1mm<H<5mmを満たす、ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ユニット。
- 前記サブ導波路の数は2つであり、前記2つのサブ導波路の間に配置された前記全反射層組は、複数種類の全反射層を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ユニット。
- 前記サブ導波路の数は4つであり、前記全反射層組の数は3つであり、
第1種類の全反射層と、
2つの第2種類の全反射層と、を含み、前記第2種類の全反射層の屈折率は、前記第1種類の全反射層の屈折率とは異なり、前記全反射層と前記サブ導波路の積み重ね方向において、2つの前記第2種類の全反射層は、前記第1種類の全反射層の両側にそれぞれ位置する、ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ユニット。 - 前記積み重ね方向において、前記4つのサブ導波路の高さは順にGH1、GH2、GH3、GH4であり、GH1=GH4=GH2+GH3、GH2=GH3、GH1+GH2=GH3+GH4である、ことを特徴とする請求項4に記載の光導波路ユニット。
- 前記サブ導波路の数は3つであり、前記全反射層組の数は2つであり、前記2つの全反射層組の屈折率は同じ又は異なる、ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ユニット。
- 前記位置周期Tiは、次の式:
で計算して得られ、
ここで、Wは、光導波路ユニットの断面の幅であり、前記断面で前記幅の方向が前記積み重ね方向に垂直であり、
θiは、光導波路ユニットの表面に入射する第i種類の全反射層に対応する入射角であり、
nは、前記サブ導波路の屈折率である、ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路ユニット。 - 前記各種類の全反射層の各層の厚さは、0.04mm<t<0.2Tiである、ことを特徴とする請求項1又は7に記載の光導波路ユニット。
- 各種類の前記全反射層の屈折率neiは、次の式:
で計算され、
ここで、パラメータθiは、観測視角範囲内で選択された予め設定された角度であり、nは、前記サブ導波路の光学屈折率であり、n>1.4である、ことを特徴とする請求項3~8のいずれか一項に記載の光導波路ユニット。 - 前記全反射層組と前記サブ導波路の積み重ね方向において、前記光導波路ユニットの2つの側面にいずれも反射層が配置される、ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の光導波路ユニット。
- 光導波路アレイであって、複数の請求項1~10のいずれか一項に記載の光導波路ユニットを含み、各前記光導波路ユニットの断面は矩形を呈し、複数の前記光導波路ユニットは並べて接合され、
前記光導波路アレイの外側輪郭は矩形を呈し、前記光導波路ユニットの延在方向は、前記光導波路アレイの外側輪郭の少なくとも2つの辺のそれぞれと30~60度の角をなす、ことを特徴とする光導波路アレイ。 - 前記光導波路ユニットの延在方向は、前記光導波路アレイの外側輪郭の少なくとも2つの辺のそれぞれと45度の角をなす、ことを特徴とする請求項11に記載の光導波路アレイ。
- 前記複数の前記光導波路ユニットは、接着剤層によって互いに接合され、前記接着剤層の厚さは0.001mmよりも厚い、ことを特徴とする請求項11又は12に記載の光導波路アレイ。
- 平板レンズであって、2つの透明基板と、2つの請求項11~13のいずれか一項に記載の光導波路アレイとを含み、
各前記透明基板は2つの光学面を有し、
前記2つの光導波路アレイは、接着剤によって前記2つの透明基板の間に配置され、前記2つの光導波路アレイの光導波路の延在方向は直交して配置される、ことを特徴とする平板レンズ。 - 前記光導波路アレイから離れた前記各透明基板の光学面には増透膜が設けられる、ことを特徴とする請求項14に記載の平板レンズ。
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