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フィルムレス導光板の設計

米HELIOS社と、提携する事が決定いたしました。 HELIOS社では、拡散フィルム、プリズムフィルム、反射フィルムなど無しで、単一の導光板のみで必要な均一度、視野角、輝度を達成する手法の特許出願をしております。 部品点数と工数の削減によるコマーシャルなメリットと、高効率な技術的メリットの両方を打ち出す事が可能です。 設計作業、試作、技術供与ライセンスなど日本の企業との連携を模索しております。 お問い合わせ、お待ちしております。


4/24よりレンズ設計製造展

レーザーEXPOと同時開催される『レンズ設計・製造展』に出展いたします。 回折光学素子の展示を中心に、特殊光学系のご相談を承る機会にしたいと考えております。 ご来場の際は、是非弊社ブースにお立ち寄りください。


LED_DOEでここまで可能です!

これまでマイクロ光学素子によるLED光源の制御は、単純なビーム整形と集光、拡散程度でした。その為、主なアプリケーションは白色LEDの120°の発散角度を60°に集光し矩形に配光する携帯端末のフラッシュなどでした。 VirtualLabのGCAを用いると、パターンの配光まで可能になります。 シミュレーションデータは、QRコードリーダーの測定範囲を示すターゲットパターンです。 複雑なパターンを、多少のボケはありながらも、配光する事に成功しております。LEDを用いたマイクロ光学素子の実用化がいよいよ見えてきました。


LED_DOEの新アプローチ登場!

ドイツLightTrans社は設立以来、波動光学設計・評価ソフトVirtualLabを提供して参りました。様々な光学パラメーターを統一のプラットフォーム上で扱う、統一光学モデリングを採用し、素材、媒体、伝播手法など光学設計や評価に必要なパラメーターを1本で扱う事ができます。 VirtualLabに加わったのが、照明系モジュールLighting Toolboxです。 これに採用された新たな設計コンセプトがGCA(Grating Cell Alley)です。これはセル状に分割されたエリアにピッチや角度の異なるグレーティングが配されるものです。 一般的な回折光学素子は有効エリア全体にフーリエ変換を施しますが、GCAはセル毎に最適化を施すローカル最適化手法を取ってます。 各セルはターゲット面上の所定の位置にスポットを結ぶ事だけ行います。各セルの有効エリアに入射された光束だけを制御する手法であり、これまで不可能だったLED光源の制御を可能にします。 つづく・・・


LED用マイクロ光学素子はあり得る?

これまで回折光学素子の専門メーカーは、LED光源に対するマイクロ光学素子作りを研究して参りました。 コヒーレントであるレーザーで成立する回折理論は、パーシャル・コヒーレントでは完全に成立しません。 対案として、中心波長と点光源としてレーザー同様の設計をし、その解にバンド幅を示すスペクトル分布や、発光面積を定義したLED光源のモデリングを用いて“シミュレーション”する方法と、幾何光学に近いアプローチで様々な可能性で追跡した結果を合算する方法などが試されてきました。前者は不完全な回折光学素子(パターンのボケなど)、後者は変形のフレネルレンズのような解となり、実用可能なアプリケーションは限られていました。つづく・・・


最高品質の非球面レンズの追求

asphericon社では、切削加工のみのスタンダード、2度切削のプレシジョン、機械研磨を追加したウルトラと言う3段階の表面精度にて非球面レンズを提供して参りました。 更なる品質向上を目指し、アルゴンイオンを用いたION-Finishと言う手法を採用しました。 これは設計データあるいは図面と、実測データを比較し、その差異を局所的にイオン研磨すると言うものです。 これにより、通常でλ/20、チャンピオンデータでλ/50を達成した事例もあります。asphericon社のレンズは勿論ですが、お手元のレンズをお預かりし、後加工する事も可能です。 非球面干渉計で実測可能であれば、ION-Finishの対象となります。


他と違う非球面レンズ?

ドイツasphericon社は、機械切削による非球面レンズの専門メーカーです。 何を持ってasphericonを他の非球面レンズメーカーと差別化できるのか? 先ずはCNC加工とモールディングに分ける事ができます。 asphericon社はCNC加工を採用しております。 金型を必要としないため、CNC加工は自由度が高く、1ケから試作を承る事が可能です。 また、大型レンズの加工が可能で、最大径は250 mmφです。 他のCNC加工メーカーと異なるのはCNCのプログラムをそのまま採用せず、独自のネットワーク化されたプログラムにて、加工ルーティンや条件を徹底管理している所です。


展示会出展のお知らせ

PHOTONIX展: 4/11~13 @東京ビッグサイト (古河機械金属ブース内)

レンズ設計・製造展: 4/25~27 @横浜パシフィコ (WAVE OPTOブース)

に出展します。 回折光学素子、非球面レンズ、チューナブルレンズ、スペックル軽減素子、波動光学設計ソフトなどをご紹介いたします。 ご来場の際は、是非弊社のブースにお立ち寄りください。


回折光学素子の作り方

回折光学素子は、主に設計で導いた位相分布を階段構造に量子化し置き換え、平面にこれを深さ情報として加工する表面レリーフにて成形されます。 グレーティングや回転対称の位相分布は機械切削で加工する事も可能ですが、通常は露光にて成形されます。 露光はマスクを用いてエッチングする手法か、レーザーなどを用いてフォトレジストに描画し、エッチングを施す手法が主流です。 特殊な事例として、レーザー干渉を用いてフォトレジストに加工する手法もあります。 それぞれ特徴と一長一短がありますが、弊社のパートナーは総じて直接描画法によるマスクレス露光を採用しております。 量産はニッケル電鋳や樹脂マスターを介して転写する手法が主です。 転写はインジェクションモールディングやUV硬化樹脂を用いたナノインプリントが用いられます。 弊社のパートナーは転写効率に優れるナノインプリントを採用しております。


回折光学素子の設計とは?

回折光学素子の設計は、所望の光学機能を実現する位相分布をSN比や回折効率などをメリットファンクションとして導く方法と、所定の構造に対し回折効率を導く方法の2つに大別されます。 前者は近似法であるスカラー演算、後者は厳密解を求めるベクトル演算となります。 スカラー演算では、入射光束を平面波とし、入射に対する垂直方向の構造や位相分布なの影響を考慮しない近似が採用されます。 ベクトル演算は、この影響も含め、全ての予測される光の挙動を考慮すると言う厳密解を求める手法です。 演算負担もこの順番に掛かる事になります。 ほとんどのプロジェクトの場合、成形精度が追い付かないため、厳密解のノイズ成分を解析するよりも、近似を含むスカラー演算で、迅速に処理する事が多くなります。 スカラー演算の最適化作業は、光線追跡とは異なります。 DLS法や、グローバル最適化と異なり、フーリエ変換をユーザーが設定した数だけ反復すると言うIFTA(反復フーリエ変換法)です。 設計作業のスタート点で、ランダムに初期位相パターンを発生させる選択を取る場合が多く、この場合、同じ仕様、同じ反復回数でも、異なった解に収斂する特長があります。 これも含め、成形メーカーは、成形機にあった設計解を導く事が重要となり、これが設計担当者の熟練度とも言えます。 設計ツールは、弊社が日本連絡事務所を務める、ドイツLightTrans社のVirtualLabがお奨めです。 熟練度の高い設計担当は勿論の事、そうでない方でも、仕様に合った解を導く事が可能なプログラムです。 ほとんどの回折光学素子メーカーがVirtualLabを導入しております。