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公開番号2021076661
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210520
出願番号2019202217
出願日20191107
発明の名称光学部材
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人特許業務法人虎ノ門知的財産事務所
主分類G02B 3/00 20060101AFI20210423BHJP(光学)
要約【課題】位置決め用の外形形状を容易に構成することのできる光学部材を提供すること。
【解決手段】実施形態の光学部材は、本体部と、被覆部とを備える。前記本体部は、板状である。前記被覆部は、前記本体部の少なくとも一方の主面と外周部とを一体に覆い、前記主面を覆う部分の表面に光学素子が形成されている。前記被覆部は、前記外周部に一体に形成される位置決め用の外形形状を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
板状の本体部と、
前記本体部の少なくとも一方の主面と外周部とを一体に覆い、前記主面を覆う部分の表面に光学素子が形成された被覆部と、
を備え、
前記被覆部は、前記外周部に一体に形成される位置決め用の外形形状を有する、
光学部材。
続きを表示(約 370 文字)【請求項2】
前記本体部を覆う前記被覆部および前記本体部の厚みと、前記外形形状の厚みとが同等である、
請求項1に記載の光学部材。
【請求項3】
前記外形形状は、凸部または凹部である、
請求項1または2に記載の光学部材。
【請求項4】
前記本体部は、基材となるガラスまたはポリカーボネートに代表される硬質の材料から構成され、
前記被覆部は、シリコーン樹脂に代表される軟質の材料から構成される、
請求項1〜3のいずれか一つに記載の光学部材。
【請求項5】
前記光学部材はフレネルレンズである、
請求項1〜4のいずれか一つに記載の光学部材。
【請求項6】
前記本体部は、略円板状である、
請求項1〜5のいずれか一つに記載の光学部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、光学部材に関する。
続きを表示(約 5,600 文字)【背景技術】
【0002】
照明用薄型TIR(全反射)−フレネルレンズ等の光学部材においては、照明器具等への組み付け時の位置決め等(位置合わせ、裏表誤り防止、回転防止を含む)のために、単純な円形ではなく、外周部に凸部や凹部といった外形形状が設けられることが多い(例えば、特許文献1〜3等を参照)。
【0003】
また、製造のコストダウン等を目的に、ガラス基板等と、シリコーン樹脂等によりフレネルレンズの光学機能パターンが形成された層とから、フレネルレンズ(ガラスシリコーンレンズ)を製造する手法が知られている(例えば、特許文献4、5等を参照)。
【0004】
ガラスシリコーンレンズに前述の外形形状を設ける場合、ガラス部分への細かい外形形状の加工は難しいため、シリコーン樹脂部分に細かい外形形状を設けることになる。また、一般的なガラスシリコーンレンズの製造では、別体で形成されたガラス部分とシリコーン樹脂部分とが、接着剤や大気圧プラズマによる貼り合わせ方式により一体化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2016−129090号公報
特開2014−82000号公報
特開2018−190558号公報
特開2007−212607号公報
特開昭59−180503号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、接着剤や大気圧プラズマによる貼り合わせ方式では、ガラス部分とシリコーン樹脂部分との位置ずれが発生し易く、照明器具等への組み付け時における外形形状による位置合わせの機能を果たすことができない場合がある。
【0007】
また、シリコーン樹脂部分による外形形状の厚みが、薄膜のレンズ層と同じ厚みである場合、外形形状の周方向への剛性が低く、照明器具等への組み付けの後における回転防止の役割を果たすことができない場合がある。なお、シリコーン樹脂部分を2つにし、ガラス部分の両面からシリコーン樹脂部分を貼り合わせることで外形形状を厚くすることも考えられるが、前述のようにパーツ間の位置決めが難しく、充分な解決にはならない。
【0008】
また、シリコーン樹脂部分における外形形状を部分的に厚くすることも考えられるが、部分的に厚くなった部分とガラス部分の端面との接着が困難であり、外形形状に充分な剛性を持たせることは難しく、回転防止の役割を果たすことは困難である。なお、部分的に厚くなった外形形状の部分とガラス部分との接着を補強するために、ガラス部分を挟んで反対側から他のシリコーン樹脂部分を貼り合わせることも考えられるが、前述のようにパーツ間の位置決めが難しく、充分な機能を果たすレンズ作成は困難である。
【0009】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置決め用の外形形状を容易に構成することのできる光学部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光学部材は、本体部と、被覆部とを備える。前記本体部は、板状である。前記被覆部は、前記本体部の少なくとも一方の主面と外周部とを一体に覆い、前記主面を覆う部分の表面に光学素子が形成されている。前記被覆部は、前記外周部に一体に形成される位置決め用の外形形状を有する。
【0011】
本発明の一態様に係る光学部材は、位置決め用の外形形状を容易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1は、第1の実施形態にかかるフレネルレンズの外観斜視図である。
図2は、図1におけるA−A断面図である。
図3は、図1におけるB−B断面図である。
図4は、第2の実施形態にかかるフレネルレンズの外観斜視図である。
図5は、図4におけるC−C断面図である。
図6は、図4におけるD−D断面図である。
図7は、第1の比較例の部分的な外観斜視図である。
図8は、第2の比較例の部分的な外観斜視図である。
図9は、第3の比較例の部分的な外観斜視図である。
図10は、第4の比較例の部分的な外観斜視図である。
図11は、第5の比較例におけるシリコーン樹脂部分の平面図である。
図12は、図11におけるX−X断面図である。
図13は、シリコーン樹脂部分とガラス部分とを貼り合わせた状態を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施形態に係る光学部材について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、1つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
【0014】
図1は、第1の実施形態にかかるフレネルレンズ1の外観斜視図である。なお、光学部材の一例としてフレネルレンズについて説明するが、フレネルレンズ以外の、例えば、複数のマイクロレンズ(光学素子)が表面に形成されたフライアイレンズや微細な凹凸(光学素子)が表面に形成された拡散板などの光学部材にも同様に適用できることはいうまでもない。図1において、フレネルレンズ1は、略円板状の本体部2と、この本体部2の外形サイズよりも大きく、本体部2の主面と外周部とを一体に覆う被覆部3とを備えている。なお、本体部2は、略円板状に限らず、例えば、略矩形状でもよく、板状であればよい。本体部2と被覆部3とは、インサート成型によって一体に形成されている。インサート成型は、金型内に固定した内側の部品の周りに樹脂等を注入し、内側の部品と樹脂等による外側の部分とを一体化する成形手法である。
【0015】
本体部2は、例えば、基材となるガラスまたはポリカーボネートに代表される硬質の材料から構成されている。被覆部3は、例えば、シリコーン樹脂に代表される軟質の材料から構成されている。なお、図示の例では、被覆部3は本体部2の両方の主面と外周部とを一体に覆っているが、少なくとも一方の主面と外周部とを一体に覆えるものであればよい。
【0016】
本体部2の一方の主面を覆う被覆部(薄膜のレンズ層)3の部分の表面には、フレネルレンズの光学機能パターンに相当する多条のプリズム(光学素子)が形成されている。このプリズムは、インサート成型により一体に形成される。また、被覆部3の外周部には、位置決め用の外形形状としての凸部1aが複数(図示の例では3つ)、一体に形成されている。凸部1aは、裏表の識別ができるように、不均一な間隔で被覆部3の外周部に形成されている。この凸部1aについても、インサート成型により一体に形成される。
【0017】
図2は、図1におけるA−A断面図であり、凸部1aの付近を示している。図2において、フレネルレンズ1の本体部2の主面および端面は被覆部3によって覆われている。また、本体部2を覆う被覆部3の厚みおよび本体部2の厚み(本体部2と被覆部3の厚みの合計)と、凸部1aの厚みとが同等になっている。凸部1aの根元は本体部2と被覆部3との厚みの合計だけあるため、高い剛性が得られるが、凸部1aの全体に渡って同等の厚みとすることで、凸部1aの根元だけではなく、凸部1aの全体の剛性を高めることができる。
【0018】
図3は、図1におけるB−B断面図であり、凸部1aが設けられていない外周部の付近を示している。図3において、本体部2の主面および端面は被覆部3によって覆われている。
【0019】
図4は、第2の実施形態にかかるフレネルレンズ1の外観斜視図であり、外形形状として、第1の実施形態における凸部1aに代えて、凹部1bが設けられている。外形形状として凸部または凹部を用いることができるため、フレネルレンズ1が装着される照明器具に合わせて外形形状を柔軟に設定することができる。
【0020】
図4において、フレネルレンズ1は、略円板状の本体部2と、この本体部2の主面と外周部とを一体に覆う被覆部3とを備えている。本体部2は、例えば、基材となるガラスまたはポリカーボネートに代表される硬質の材料から構成されている。被覆部3は、例えば、シリコーン樹脂に代表される軟質の材料から構成されている。なお、図示の例では、被覆部3は本体部2の両方の主面と外周部とを一体に覆っているが、少なくとも一方の主面と外周部とを一体に覆えばよい。
【0021】
本体部2の一方の主面を覆う被覆部3の部分の表面には、フレネルレンズの光学機能パターンに相当するプリズムが形成されている。また、被覆部3の外周部には、位置決め用の外形形状としての凹部1bが複数(図示の例では3つ)、一体に形成されている。凹部1bは、裏表の識別ができるように、不均一な間隔で被覆部3の外周部に形成されている。この凹部1bについても、インサート成型により一体に形成される。
【0022】
図5は、図4におけるC−C断面図であり、凹部1bの付近を示している。図5において、フレネルレンズ1の本体部2の主面および端面は被覆部3によって覆われている。また、本体部2を覆う被覆部3の厚みおよび本体部2の厚み(本体部2と被覆部3の厚みの合計)と、凹部1bの厚みとが同等になっている。凹部1bの根元は本体部2と被覆部3との厚みの合計だけあるため、高い剛性が得られるが、凹部1bの全体に渡って同等の厚みとすることで、凹部1bの根元だけではなく、被覆部3の外周部の全体を含めた凹部1bの全体の剛性を高めることができる。
【0023】
図6は、図4におけるD−D断面図であり、凹部1bが設けられていない外周部の付近を示している。図6において、本体部2の主面および端面は被覆部3によって覆われている。
【0024】
以下、比較例との対比により、上記の実施形態の優位性について説明する。
【0025】
図7は、第1の比較例の部分的な外観斜視図であり、略円板状でガラスにより形成されるガラス部分10に、シリコーン樹脂により形成され、フレネルレンズの光学機能パターンが形成されたシリコーン樹脂部分11を貼り合わせた場合を示している。ここで、シリコーン樹脂部分11には位置決め用の外形形状として凸部11aが設けられている。
【0026】
ここで、貼り合わせは接着剤や大気圧プラズマにより行われるが、ガラス部分10とシリコーン樹脂部分11との位置ずれが発生し易く、照明器具等への組み付け時における位置合わせの機能を果たすことができない場合がある。また、シリコーン樹脂部分11による凸部11aの厚みが、薄膜のレンズ層(凸部11a以外の部分)と同じ厚みであるため、凸部11aの周方向への剛性が低く、照明器具等に組み付けられた後における回転防止の役割を果たすことができない場合がある。
【0027】
図8は、第2の比較例の部分的な外観斜視図であり、図7の構成に加え、シリコーン樹脂部分を1つ増やし、ガラス部分10のシリコーン樹脂部分11とは反対側の面にシリコーン樹脂部分12を貼り合わせた場合を示している。すなわち、ガラス部分10の両面からシリコーン樹脂部分11、12を貼り合わせ、外形形状についても凸部11a、12aを用いることで厚くし、剛性を高めたものである。しかし、前述のようにパーツ間の位置決めが難しく、充分な解決にはならない。
【0028】
この点、図1〜図6に示した実施形態によれば、外形形状である凸部1aや凹部1bが、本体部2の主面と外周部とを一体に覆う被覆部3により一体に形成され、凸部1aや凹部1bの少なくとも根元は本体部2の厚みよりも厚くなるため、周方向への剛性が高く、回転防止の役割を十分に果たすことができる。本体部2を覆う被覆部3の厚みおよび本体部2の厚みと、外形形状の厚みとを同等とすることで、外形形状の全体の剛性を高めることもできる。
【0029】
図9は、第3の比較例の部分的な外観斜視図であり、ガラス部分10に貼り合わせるシリコーン樹脂部分12の外形形状として部分的に厚くした凸部12bを設けたものである。しかし、部分的に厚くなった凸部12bの根元とガラス部分10の端面との接着が困難であり、隙間G1が発生してしまうことが多く、外形形状に充分な剛性を持たせることはやはり難しい。
【0030】
図10は、第4の比較例の部分的な外観斜視図であり、図9の構成に加え、ガラス部分10のシリコーン樹脂部分12とは反対側の面にシリコーン樹脂部分11を貼り合わせ、厚みのある凸部12bにシリコーン樹脂部分11の薄い凸部11aを貼り合わせたものである。しかし、前述のようにパーツ間の位置決めが難しく、充分な解決にはならない。
(【0031】以降は省略されています)

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