(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送中の光積分器の出射面への異物の付着、傷、破損を抑制し、光積分器の性能を維持して搬送可能な光積分器の梱包体を提供する。【解決手段】光積分器００１は、光を入射する入射面００２と、光を出射する出射面００３と、側面００４〜００７とを有し、光が、入射面００２側から出射面００３方向へ伝播すると共に光を拡散させ、伝播する光の少なくとも一部が側面００４〜００７で反射し、出射面００３へと導光される光積分器００１であり、光積分器００１の梱包体は、光積分器００１と光積分器００１を梱包する梱包部材０１０、０１１を有し、出射面００３と梱包部材０１０とが非接触となるように、光積分器００１の側面００４〜００７又は入射面００２が梱包部材０１０、０１１と接触して、梱包部材０１０、０１１に対する光積分器００１の移動を抑制又は固定した状態として、光積分器００１が梱包部材０１０、０１１に梱包されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を拡散させる光積分器とこの光積分器を梱包する梱包部材とを有する光積分器の梱包体であって、
前記光積分器は、光を入射する入射面と、前記光を出射する出射面と、前記入射面と前記出射面とをつなぐ側面とを有し、前記光が、前記入射面側から前記出射面方向へ伝播すると共に、前記伝播する光の少なくとも一部が前記側面で反射し、前記出射面へと導光される光積分器であり、
前記光積分器の出射面と、前記光積分器を梱包する梱包部材とが非接触となるように、前記光積分器の側面又は前記入射面が前記梱包部材と接触して、前記梱包部材に対する前記光積分器の移動を抑制又は固定した状態とし、前記光積分器が前記梱包部材に梱包されてなる光積分器の梱包体。
【請求項２】
さらに、前記光積分器の入射面と、前記光積分器を梱包する梱包部材とが非接触となるように、前記光積分器の側面で前記梱包部材と接触して、前記梱包部材に対する前記光積分器の移動を抑制又は固定した状態とし、前記光積分器が前記梱包部材に梱包されてなる請求項１に記載の光積分器の梱包体。
【請求項３】
前記光積分器の内部は、所定の屈折率を持つ材質である導光部材で満たされており、
前記導光部材は、前記入射面と前記出射面との間に、前記導光部材中を伝播する前記光を散乱させる散乱粒子を含有した状態となっている請求項１又は２に記載の光積分器の梱包体。
【請求項４】
前記光積分器は、剥離性を有する接着材を介して前記梱包部材と接触して固定された状態となっている請求項１〜３のいずれか一項に記載の光積分器の梱包体。
【請求項５】
前記光積分器の側面を構成する面及び前記入射面、又は前記光積分器の側面を構成する面のうちで最も表面粗さの小さい面を少なくとも用いて前記梱包部材と接触した状態となっている請求項１〜４のいずれか一項に記載の光積分器の梱包体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を均一に混色する光積分器の梱包体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常のプロジェクタなどの表示装置用の映像投射装置では、赤、緑、青の３色の光源を時間分割しカラー化する光学系が一般的である。このカラー化技術は、通常フィールドシーケンシャルカラー（以下、ＦＳＣ）と呼ばれる手法である。
ＦＳＣを用いるには、混色性と均質性の高い３色の光線を、映像投射装置内に搭載されたＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの映像生成装置に照射しなければならない。
透明ロッドを用いた映像投射装置が、特許文献１、２等に開示されている。複数光源からの光線の混色性と均質性に関して、特許文献１では、複数の光源からの光線をレンズでロッドに導光する方法が記載されている。特許文献２では、複数の光源からの光線をダイクロイックミラーで合成したあと、ロッドに導光する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３４０８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１３１６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年は、ヘッドマウントディスプレイに代表されるウエアラブルな表示装置の開発が進められている。このような表示装置用の映像投射装置は、体に装着するため、省電力で明るく小型であることが求められている。
【０００５】
映像投射装置を小型にするために、複数の光源を１個の筐体に搭載したマルチチップ光源を用いた場合、特許文献１、２に用いているロッドを想定すると、混色性と均質性を満足するため（光積分器としての機能を十分に発現させるため）に長いロッドの光積分器が必要になる。
また、混色性と均質性を高め、小型の光積分器とする方法としては、ロット内に拡散粒子を分散させた光積分器とする方法が考えられる。
【０００６】
しかし、これらの光積分器において、特に出射面に異物の付着、傷、破損等が生じると、光積分器から出射される光の平均輝度の低下や輝度ムラが発生し、投影された映像に欠損が生じる不具合が発生する。さらに光積分器の小型化が進むと、同一サイズの異物の付着、傷、破損等であっても、映像の欠損の寄与する不具合面積は大きくなってしまう。このような異物の付着、傷、破損は光積分器の製造途中に生じるものだけでなく、搬送中に梱包部材との接触等によっても生じてしまうおそれがある。
本発明の目的は、搬送中における光積分器の出射面の異物の付着、傷、破損等を抑制する光積分器の梱包体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のものに関する。
（１）光を拡散させる光積分器とこの光積分器を梱包する梱包部材とを有する光積分器の梱包体であって、前記光積分器は、光を入射する入射面と、前記光を出射する出射面と、前記入射面と前記出射面とをつなぐ側面とを有し、前記光が、前記入射面側から前記出射面方向へ伝播すると共に、前記伝播する光の少なくとも一部が前記側面で反射し、前記出射面へと導光される光積分器であって、前記光積分器の出射面と、前記光積分器を梱包する梱包部材とが非接触となるように、前記光積分器の側面又は前記入射面が前記梱包部材と接触して、前記梱包部材に対する前記光積分器の移動を抑制又は固定した状態とし、前記光積分器が前記梱包部材に梱包されてなる光積分器の梱包体。
（２）さらに、前記光積分器の入射面と、前記光積分器を梱包する梱包部材とが非接触となるように、前記光積分器の側面で前記梱包部材と接触して、前記梱包部材に対する前記光積分器の移動を抑制又は固定した状態とし、前記光積分器が前記梱包部材に梱包されてなる（１）に記載の光積分器の梱包体。
（３）前記光積分器の内部は、所定の屈折率を持つ材質である導光部材で満たされており、前記導光部材は、前記入射面と前記出射面との間に、前記導光部材中を伝播する前記光を散乱させる散乱粒子を含有した状態となっている（１）又は（２）に記載の光積分器の梱包体。
（４）前記光積分器は、剥離性を有する接着材を介して前記梱包部材と接触して固定された状態となっている（１）〜（３）のいずれか一項に記載の光積分器の梱包体。
（５）前記光積分器の側面を構成する面及び前記入射面、又は前記光積分器の側面を構成する面のうちで最も表面粗さの小さい面を少なくとも用いて前記梱包部材と接触した状態となっている（１）〜（４）のいずれか一項に記載の光積分器の梱包体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、搬送中の光積分器の出射面への異物の付着、傷、破損を抑制し、光積分器の性能を維持して搬送可能な光積分器の梱包体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光積分器の梱包体の第１の態様を説明するための図である。
【図２】本発明の光積分器の梱包体の第２の態様を説明するための図である。
【図３】本発明の光積分器の梱包体の第３の態様を説明するための図である。
【図４】本発明の光積分器の梱包体に用いられる光積分器の一例を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の光積分器の梱包体に用いる光積分器は、光を入射する入射面００２と、光を出射する出射面００３と、入射面００２と出射面００３とをつなぐ側面（００４〜００７）とを有し、光が、入射面００２側から出射面００３方向へ導光部材の内部を伝播すると共に、伝播する光の少なくとも一部が側面（００４〜００７）で反射し、出射面００３へと導光される光積分器である。
例えば、この光積分器の入射面００２に２つ以上の発光点を有する光源からの光が入射されると、導光部材の内部で光が広がり混色性と均質性の高い光が出射面００３から出射される。なお、３つ以上の発光点を有する光源からの光が入射されてもよい。
【００１１】
光積分器を構成する面のうち、特に出射面００３に異物の付着、傷、欠損等が発生すると、平均輝度の低下や輝度ムラが生じる不具合が発生する。この不具合は、側面（００４〜００７）や入射面００２に同様の付着、傷、欠損等が発生した場合よりも、顕著に現れる。もし、入射面００２に異物の付着、傷、欠損等が発生した場合は、導光する際の光積分器の機能によって輝度ムラは解消される。また側面（００４〜００７）に異物の付着、傷、欠損等が発生した場合は、発生箇所で反射する光の成分が全光量に対して少ない。一方で、出射面００３で生じた異物の付着、傷、欠損等が発生した場合は、光積分器から出射される光の特性に直接影響を与える。このため、出射面００３の異物の付着、傷、欠損等を抑制することが肝要となる。
【００１２】
本発明の光積分器の梱包体は、光積分器の出射面００３と、光積分器を梱包する梱包部材とが非接触となるように、光積分器の側面（００４〜００７）、入射面００２から選択される少なくともいずれかが梱包部材と接触して、梱包部材に対する光積分器の移動を抑制又は固定した状態とし、光積分器が梱包部材に梱包されてなる光積分器の梱包体である。
【００１３】
本発明における「非接触」とは、少なくとも出射面００３（出射面００３を形成する辺や頂点は除く）が、光積分器と共に搬送される部材（梱包部材）の全てに接触しないことを指し、光積分器の梱包体において、光積分器と梱包部材によって形成される空間（好ましくは閉空間）に、出射面００３が露出した状態を指す。
【００１４】
本発明における「接触」とは、出射面００３以外の面（各面同士の辺や頂点を含む）が、光積分器と共に搬送される部材（梱包部材）の少なくともいずれかに、搬送中に定常的又は一時的に、物理的に触れる状態であることを指す。
【００１５】
本発明のように、光積分器の出射面００３を非接触とすることで、搬送中の出射面００３の異物の付着、傷、欠損を効果的に抑制でき、開封後の光積分器に対しても光の特性（例えば平均輝度や低い輝度ムラ）を維持することができる。
また、光積分器の側面（００４〜００７）、入射面００２から選択される少なくともいずれかが梱包部材と接触して、梱包部材に対する光積分器の移動を抑制又は固定した状態とすることによって出射面００３を非接触の状態とする。先に述べたように、側面（００４〜００７）や入射面００２は異物の付着や、傷、欠損等が生じても出射面００３と比較して光の特性への影響は少ないため、やはり良好な光の特性を維持することができる。
【００１６】
以下に、本実施例に記載の出射面００３を非接触として梱包された光積分器の梱包体の構成を図１〜図３を用いて説明する。
【００１７】
図１に示す本実施例の第１の態様は、光積分器を梱包部材に接着した梱包体である。この方法は、梱包部材０１０と光積分器００１を接着した構造で、光積分器００１を構成する側面（００４〜００７）、入射面００２の少なくともいずれかと梱包部材０１０を接着した構造である。接着材００９は、梱包体を開封し、光積分器００１をピックアップする際に、接着材００９と光積分器００１とが剥離可能な接着材００９を用いるとよい。なお、接着材００９も梱包部材の一部とみなす。図１では４つの側面（００４〜００７）うち側面００６で接着材００９を介して梱包部材０１０と接着されている。
また、接着された側面００６と対向する側面００４側には、梱包部材０１１が設けられている。梱包部材０１１は剛性のある部材であっても、フレキシブル性を有するフィルム状の部材であってもよい。フレキシブル性を有する梱包部材０１１を用いる場合、変形して出射面００３に直接触れない程度の厚みや弾性を有しているとよい。梱包部材０１０のうち光積分器００１の配置されていない部位にも接着材００９を設け、梱包部材０１１と接着することで閉空間０１６を形成してもよい。閉空間０１６には、出射面００３が露出される。なお、梱包部材０１０と梱包部材０１１を内包する梱包部材Ｘ（例えばポリ袋や箱）等を用いて閉空間０１６を形成してもよい。これにより出射面００３の非接触状態を維持し、かつ外部からの異物の混入も抑制することができる。
図１では１つの側面００６で接着されているが、出射面００３を除くその他の面を用いても、２面以上用いてもよい。
【００１８】
図２に示す本実施例の第２の態様は、光積分器００１を梱包部材０１２に固定した梱包体である。梱包部材０１２には、光積分器００１が嵌め込まれる溝が具備され、該溝に光積分器００１を押し込んで固定される構造である。固定に使用する面（接触する面）は、側面（００４〜００７）、入射面００２の少なくともいずれかを用いればよく、図２では４つの側面（００４〜００７）のうち対向する２面（側面００４、側面００６）で梱包部材０１２と固定されている。
また、梱包部材０１２と反対側には、図１と同様に梱包部材０１３が設けられている。出射面００３は梱包部材０１２と梱包部材０１３との間に設けられた閉空間０１６に露出している。なお第１の態様と同様に梱包部材Ｘを用いて閉空間０１６を形成してもよい。これにより上記と同様の効果が得られる。
なお、図２では光積分器００１を梱包部材０１２のみで固定しているが、梱包部材０１２と梱包部材０１３とで挟み込んで固定した構造としてもよい。また、接触している面は２面であるが、３面以上接触して固定してもよい。
本実施例において、「固定」とは、光積分器と梱包部材との相対的な位置関係が変化しないこと、つまり、光積分器が梱包部材の所定の位置から移動しないことをいい、上記第１の態様のような「接着」も含み、そのほかに「密着」、「嵌合」等も含む。
【００１９】
図３に示す本実施例の第３の態様は、梱包部材に対する光積分器００１の移動を抑制した梱包体である。梱包部材０１４と、梱包部材０１５とで、空間が形成され、光積分器００１は該空間に所定のクリアランスを持って収納される。出射面００３側の空間は光積分器から離れるにしたがって幅や高さが徐々に小さくなるテーパ部を有している。このため、搬送中に光積分器００１が該空間内を移動したとしても出射面００３が直接梱包部材（梱包部材０１４及び０１５）に接触することはない。
また、出射面００３は梱包部材０１４と梱包部材０１５との間に設けられた閉空間０１６に露出している状態であるが、第１の態様と同様に梱包部材Ｘを用いて閉空間０１６を形成してもよい。これにより上記と同様の効果が得られる。
本実施例における「移動を抑制」するとは、光積分器と梱包部材との相対的な位置関係の変化する範囲が規制されること、つまり、上記第３の態様のように、出射面００３が梱包部材に接触しない範囲に、梱包部材に対する光積分器の移動量が制限されていることを指す。
【００２０】
本実施例の第１〜３の態様の梱包体において光積分器００１は、１つの梱包体に複数配列されるように梱包されていてもよい。複数配列されると、一括してハンドリング可能な点や開封後（２つの梱包部材を使用する場合には一方の梱包部材をはずし、光積分器が露出した状態）に自動のピックアップが可能な点から好ましい。配列はＸ方向及び／又はＹ方向に複数並列にして梱包することが好ましい。一定ピッチで配列されているとより好ましい。
【００２１】
このとき、光積分器００１の少なくとも１つの側面（図１及び図３では側面００４、図２では側面００７）が、配列方向と垂直方向に向いていると、該側面を吸着面として梱包部材からピックアップでき、出射面００３さらには入射面００２に傷や破損等が生じることを抑制できるためさらに好ましい。
また、光積分器００１をピンセット等で挟んでピックアップする場合には、配列方向の対向する２つの側面（図１及び図３では側面００５と側面００７、図２では側面００４と側面００６）の少なくとも一部にピンセット等が入る間隙０１７を有しているとよい。これによって容易に光積分器００１をピックアップでき、出射面００３さらには入射面００２に傷や破損等が生じることを抑制できるためさらに好ましい。図１〜図３にはその間隙０１７を設けてある。
【００２２】
本実施例において、さらに入射面００２と、光積分器００１を梱包する梱包部材とが非接触となるように、光積分器００１の側面（００４〜００７）で梱包部材と接触して、梱包部材に対する光積分器００１の移動を抑制又は固定した状態とし、光積分器００１が梱包部材に梱包されてなる光積分器の梱包体とするとよい。本実施例における「移動を抑制」するとは、出射面００３及び入射面００２が梱包部材に接触しない範囲に、梱包部材に対する光積分器の移動量が制限されていることを指す。
【００２３】
上述したように入射面００２に異物の付着、傷、欠損等が発生した場合、導光する際の光積分器００１の機能によって輝度ムラは解消されるが、光積分器００１に入射される光の光量が低下するため、平均輝度の低下が懸念される。このため、出射面００３に加えてさらに入射面００２も非接触とするとよい。図１〜図３に示す本実施例の第１〜３の態様では、入射面００２も非接触となる構造としている。その他に関しては、出射面００３と同様である。
【００２４】
本実施例の光積分器００１の内部は、所定の屈折率を持つ材質である導光部材で満たされており、導光部材は、入射面００２と出射面００３との間に、導光部材中を伝播する光を散乱させる散乱粒子００８を含有した状態となっている構造の場合、混色性と均質性が高められ小型の光積分器となり、その場合でもより効果的な光積分器の梱包体となる。
【００２５】
光積分器００１の内部に散乱粒子００８を含有している光積分器００１であると、光積分器００１内で光が拡散されるため、同一視野方向からの入射面００２、出射面００３の同時検査が困難である。このため、異物の付着、傷、欠損等を抑制することによって検査を簡略化することが可能となる。
【００２６】
本実施例の光積分器の梱包体において、光積分器００１は、図１の第１の態様のように剥離性を有する接着材を介して梱包部材と接触して固定された状態となっているとよりよい。剥離性を有する接着材として、粘着剤が例示される。
【００２７】
これにより、例えば光積分器００１の接触部位から欠け等によって脱落する異物を接着材によって保持するので、欠け等の飛散を効果的に抑制できる。また、光積分器００１の内部に散乱粒子００８を含有している光積分器００１であると、光積分器００１の脆弱性から、より欠けやすくなる懸念や、凝集した散乱粒子００８が脱落することが懸念されるが、これらの飛散を効果的に抑制し、出射面００３さらには入射面００２に付着することを抑制できる。
【００２８】
本実施例において、出射面００３のみを非接触する場合、光積分器００１の側面（００４〜００７）を構成する面及び入射面００２のうちで最も表面粗さの小さい面を少なくとも用いて梱包部材と接触した状態となっている光積分器の梱包体であるとよい。出射面００３と入射面００２を非接触とする場合、光積分器００１の側面（００４〜００７）を構成する面のうちで最も表面粗さの小さい面を少なくとも用いて梱包部材と接触した状態となっている光積分器の梱包体であるとよい。
【００２９】
表面粗さの小さい面を選択して梱包部材と接触する面とすることで光積分器００１と梱包部材の摩擦を低減し、異物の発生を抑制することができる。また、接着材を用いる場合には、良好な再剥離が可能となる。同一の表面粗さを有している面が複数ある場合には、いずれかの面で行えばよく、複数面で接触して移動を抑制又は固定する場合には、表面粗さの小さい面から順に接触面として使用すればよい。
【００３０】
以下に、本実施例の光積分器の梱包体に用いた光積分器についてさらに詳細に説明する。
光積分器００１は、長さＬ、高さＨ、幅Ｗの四角柱の形状をしており、その内部は所定の透明度の高い屈折率Ｎ１の媒質１で満たされている。また、光積分器００１は、入射面００２と出射面００３と、側面００４ないし００７がある。
入射面００２、出射面００３は、光が入射する面、及び出射する面である。
【００３１】
スネルの法則より、臨界角より大きい入射角を持つ光線は屈折率の高い媒質から屈折率の低い媒質へ進行できず、内面反射（Total Internal Reflection  以下ＴＩＲと記す）することが知られている。このため、本実施例の中では、側面の全てが内面反射する側面として機能する。
【００３２】
光積分器００１の内部には、媒質１とは異なる屈折率２の透明度の高い媒質２で満たされた散乱粒子００８がランダムに充填されている。前記スネルの法則に従い、光線は、屈折率の異なる媒質を通過するときに、入射する角度とは異なる角度で出射する。散乱粒子００８は、その原理を用い、進行する光線の角度を変更させることで散乱させる機能を有する。
屈折率１と屈折率２の差を大きくした方がスネルの法則に従い、より大きな拡散機能が得られる。
散乱粒子は、球状、又はその他の形状でも構わない。汎用品である球状とすることがコスト面からは望ましい。
【００３３】
散乱粒子を球状とした場合は、その粒径（粒子の直径）が小さいほど光線の曲げられる角度が大きくなり、高い散乱性能が得られる。その粒径は、入射する光線の波長より大きく、その波長の１０倍以下にすることが望ましい。
散乱粒子の直径が波長より小さいと、大きな散乱が得られる。しかし散乱粒子に光線が当たる確立が小さくなるため、均質性を確保するため、散乱粒子の充填率を増やすことになるが、効率の低下が問題となる。
逆に粒径が波長の１０倍以上になると、進行する光線の角度を変更できる角度が小さくなり、所望の混色性と均質性を得るため光積分器００１を長くすることになるが、目的とする小型化に寄与できなくなる。
散乱粒子を球状以外で、その散乱粒子の表面に凹凸が無い場合は、概ね上記と同じことが言える。
もちろん、散乱粒子の表面に波長オーダーの微細構造を設けても良い。この場合は、形状を任意にして、散乱粒子の最大粒径を大きくしても、大きな散乱効果が得られることが期待できる。
以上の観点を考慮し、散乱粒子の形状、大きさ、体積比率を適宜調整すればよい。
本実施例のように、例えば、幅Ｗを１．０５ｍｍ、高さＨを１．０５ｍｍとした場合、長さを４．１５ｍｍ、散乱粒子００８の粒径を約２μｍ、屈折率１を１．４８、屈折率２を１．５８とした場合、媒質１の総体積に対する散乱粒子００８の媒質２の総体積を０．５％ないし１．０％の範囲に設定すると良い。
また、入射面００２と出射面００３とは、略平行にすることが望ましい。垂直に入射する光の平均角度を保ったまま光の入出射が可能となり、効率面で望ましい。
また、入射面００２と出射面００３とは、同じ形状にすることが望ましい。側面での光の漏れを低減すると共に、側面での効率のよい反射を行うことができ、ロスを低減できる。
【００３４】
上述した光積分器の材料及び製造方法は特に限定はないが、以下に説明する材料及び製造方法を用いることによって容易に得ることができる。
【００３５】
＜媒質１＞
まず、媒質１の材質として、光を伝播する観点から透明性の高い材料が選択される。本実施例ではアクリル系の光硬化樹脂を使用するが、透明度の高い材料であれば特に限定はなく、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂やアクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂等の熱可塑性樹脂や、ガラス等を使用してもよい。
光硬化性樹脂を用いると固形の媒質２を使用する際に該媒質２との混合が容易である観点、また硬化後に冷却や乾燥等の工程を必要としないため作業効率が向上する観点、所定の形状の光積分器を得られやすい観点からより好ましい。また、アクリル系の材料を使用すると透過率が高く、光の利用効率を高めることが可能となるため、より好ましい。
【００３６】
＜媒質２＞
媒質２を有する光積分器は、媒質１中に、媒質１と異なる屈折率の粒子（媒質２）を混合させることによって効率良く得ることができる。媒質２の材質として、本実施例では、架橋ポリスチレン微粒子を使用するが、透明度の高い材料であれば、その他の材質のプラスチック粒子やガラス粒子等、他の材料を使用してもよい。
ただし、光を散乱させるためには屈折率差があることが重要であるため、媒質１と媒質２との間で屈折率差は０．００５以上あることが望ましい。０．００５以上、０．０１５以下であると、媒質１と媒質２の比重を近接させやすくなり媒質２を媒質１に混合させるのが容易である観点及び、効率の低下を抑えたうえで、散乱の効果も得られやすいという観点からより好ましい。ここで、媒質１と媒質２の屈折率を比較したときに、どちらの屈折率が大きくてもよい。なお、本発明における屈折率差とは、媒質１又は媒質２のうち、高屈折率である媒質１又は媒質２の屈折率と、低屈折率である材質２又は媒質１の屈折率の差分から算出される値とする。
【００３７】
＜粒径＞
媒質２の平均粒径は、０．５μｍ以上、５μｍ以下であることが望ましい。これは、前述のように、粒径が小さいと光が散乱しすぎて光の取り出し効率が低下してしまい、粒径が大きいと光が散乱しにくいためである。また、粒径は略均一である方が望ましいが、９０％以上の粒子が上記平均粒径範囲内に含まれていれば効果は得られるため問題ない。なお、平均粒径は、マイクロトラックＵＰＡ（粒度分析計、Ｌｅｅｄｓ  ＆  Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社製、「ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ」及び「ＵＰＡ」は登録商標）を用いて、レーザ光法（ダイナミックレーザ光散乱）によって測定され得る体積平均粒径（ｄ５０値）を意味する。
【００３８】
＜製造方法＞
媒質１と媒質２を一体化する工法としては、例えば液状の媒質１を用意し、次いで媒質１と媒質２を混合させ、それを所定の形状に光硬化させて製作する方法があるが、熱プレス、射出成形、削り出し等、他の工法でも製作可能である。中でも液状の媒質１を用いると、媒質２を容易に混合させることができるため、より好ましく、媒質１に媒質２を混合させた状態も液状であると、所定の形状に加工しやすいためさらに好ましい。
製品形状作製時には、製品の高さの板を製作後に外周を切断して製品サイズにしてもよいし、製品サイズの空間を持つ型を製作して、型に樹脂を流し込んで硬化させて製作してもよい。
【００３９】
＜表面粗さ＞
本実施例の光積分器の表面粗さ（Ｒａ；算術平均粗さ）は、側面では小さくすることが望ましい。これは光が側面にあたったときに側面が粗いと、臨界角を超えて光が側面から抜けてしまうためである。また入射面や出射面については、光の拡散が高まる効果が見込めるため、光の出射に悪影響のない範囲で面が粗さを有していてもよい。以上の観点から側面の表面粗さは０μｍ超〜２．０μｍであると良く、０μｍ超〜１．０μｍであるとより良く、０μｍ超〜０．５μｍであるとさらに良い。
入射面及び出射面の表面粗さは、上記側面の表面粗さ以上であって、０．０１μｍ〜１０μｍであると良く、０．５μｍ〜５μｍであるとより良く、０．５μｍ〜３μｍであるとさらに良い。ここで、表面粗さＲａとは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）における算術平均粗さのことを意味する。
【００４０】
なお、本実施例において光積分器は、正方形柱の形状を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、入射面及び／又は出射面の形状が、長方形、円、楕円、三角形、ｎ角形（ｎ＞５）であってもよく、側面が曲面であってもよく、入射面と出射面の形状が異なっていてもよい。
【００４１】
また、実施例において図１〜図３では、Ｙ方向に配列した３つの光積分器を一括して梱包する方法を記載しているが、１つ、２つ、４つ以上配列させてもよく、Ｘ方向に２列以上配列させてもよい。Ｘ方向に配列する際には、光積分器の出射面が、隣接する光積分器とも、接触しないように配列させることが必要である。
【００４２】
また、図１〜図３では、入射面００２と出射面００３との中心をつなぐ直線が、ＸＹ平面と平行になる向きで、Ｙ方向（上述のようにＸ方向も配列してもよい）に配列しているが、本発明の特徴を満たすような範囲であれば、入射面００２と出射面００３との中心をつなぐ直線が、ＸＹ平面と垂直になる向きで、Ｘ方向及び／又はＹ方向に配列させてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００４４】
実施例１
［光積分器の作製］
光積分器００１は、長さ４．１５ｍｍ、高さ１．０５ｍｍ、幅１．０５ｍｍの四角柱の形状をしている。その内部は、透明度の高い屈折率１．４９の媒質１で満たされている。また、光積分器００１の内部には、透明度の高い屈折率１．５９の媒質２の散乱粒子００８がランダムに充填されている。散乱粒子の体積は、光積分器００１の体積に対して０．５％である。媒質１として、日立化成株式会社製ヒタロイド９５０１（商品名、「ヒタロイド」は登録商標。）を使用する。これは、ウレタンアクリレート系の光硬化樹脂である。また、媒質２として、積水化成品工業株式会社製テクポリマーＳＳＸ−３０２ＡＢＥ（商品名、「テクポリマー」は登録商標。）を使用する。これは、架橋ポリスチレン樹脂でできた微粒子であり、形状は球形、平均粒径は２μｍで、全体の略９５％の粒子が平均粒径と０．５μｍ以内の差である単分散粒子である。
【００４５】
光積分器は、以下のように製造した。まず光硬化樹脂の中に、全体の体積の０．５％の微粒子を入れ、攪拌棒にて約１０分間攪拌する。攪拌後４時間以上の自然放置により、十分に脱泡する。底面及び側面を金属板で囲むことにより、長さ５０ｍｍ、幅７ｍｍ、深さ１．０５ｍｍの空隙を作り、そこに樹脂を流し込み、上からガラス板を被せる。このとき、内部に空気が入らないようにする。その後、ガラス越しにＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）ランプを照射させ、樹脂を十分に硬化させる。その後製品を取り出して、ダイシングテープ（接着材厚み；３０μｍ、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム厚み；１００μｍの積層体）に貼り付け、ダイサー（ＤＡＣ５５２、株式会社ディスコ製）にて幅１．０５ｍｍ、長さ４．１５ｍに切り出す、ダイサーで側面を加工するときには、長さ方向に平行に刃を送り加工する。なお、側面は粒径；＃５０００のダイシングブレードを用い、回転数；３０，０００ｒｐｍ（３０，０００ｍｉｎ−１）、切削速度；０．５ｍｍ／ｓの条件で加工し、光入出力面は、粒径；＃３０００のダイシングブレードを用い、回転数；３０，０００ｒｐｍ（３０，０００ｍｉｎ−１）、切削速度；０．５ｍｍ／ｓの条件で加工した。切削加工面である側面００５及び側面００７の表面粗さはＲａ＝１．０μｍ、切削非加工面である側面００４及び側面００６の表面粗さはＲａ＝０．５μｍ、入射面００２及び出射面００３の表面粗さはＲａ＝２．０μｍであった。
【００４６】
［光積分器の光特性評価］
作製した光積分器００１の一つをダイサーテープから取り外し、光の特性を測定した。入射する光源としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）（オスラム（ＯＳＲＡＭ）社製  ＬＴＲＢ  Ｒ８ＳＦ）を使用する。１つのＬＥＤに赤、緑、青の３チップが搭載されたものであり、白色ＬＥＤと比較すると色再現性の向上が見込める。ＬＥＤを光積分器００１の入射面００２中心に密着させて配置し、アノードを共通にして、グランドと赤チップの間には１ｋΩ、青チップには１５０Ωの抵抗を挟みＬＥＤに電圧２．７Ｖ印加して発光させ、光積分器００１の出射面００３の正面輝度、均斉度（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）及び混色性を評価した。輝度計はコニカミノルタ株式会社製ＣＡ−１５００（商品名）を使用した。出射面００３について、幅方向１１分割、高さ方向１１分割の１２１分割で輝度、色度ｘ及び色度ｙのデータを測定し、以下により平均輝度、均斉度及び混色性を算出した。
平均輝度：測定１２１点の正面輝度の平均値
均斉度:測定１２１点の正面輝度の最小値／最大値
混色性：測定１２１点の色度の最大値−最小値
測定の結果、平均輝度３４，４００ｃｄ／ｍ２、均斉度９０．７％、色度ｘの混色性０．０２０、色度ｙの混色性０．０２４であり、十分な明るさを確保したうえで光の均一化を達成できた。
【００４７】
［光積分器の梱包］
上記で得られた光積分器００１のうち連続して配置されている３つ以外をダイサーテープから剥離除去した。３つの光積分器００１の入射面００２、出射面００３、側面００４〜００７には異物の付着、傷、破損等はなかった。本実施例では、ダイサーテープを梱包部材０１０とした。３つの光積分器００１側から、梱包部材０１１としてＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製「コスモシャインＡ１５１７」、厚さ：１６μｍ、「コスモシャイン」は登録商標。）の非処理面を、光積分器００１を覆うように配置し、光積分器のない部分の梱包部材０１０の接着層（接着材）００９に接着した。このとき、入射面００２、出射面００３、側面００５、及び側面００７は、梱包部材０１０と梱包部材０１１に接触しておらず、それらによって形成される閉空間内に光積分器００１が梱包されていた。光入射面００２と光出射面００３は閉空間０１６に露出している。
さらに、梱包部材０１０と梱包部材０１１に内包された光積分器００１ごと、Ａ４サイズの封筒（梱包部材Ｘ）に入れ、さらに封筒を緩衝材（梱包部材Ｘ）とともに段ボール（梱包部材Ｘ）に入れ光積分器の梱包体とした。
【００４８】
［搬送］
上記で作製した光積分器の梱包体を搬送した。
【００４９】
［検査］
光積分器の梱包体を開封し、梱包部材０１１を除去したところ、光積分器００１は全て梱包部材０１０に接着されていた。所定のピッチで配置され、間隙０１７も有していたため、吸着によるピックアップも、ピンセットによるピックアップも容易であり、自動機によるピックアップも可能であった。ピックアップした光積分器００１の外観を検査したところ入射面００２、出射面００３には異物の付着、傷、破損等はなかった。上記と同様に、平均輝度、均斉度及び混色性を確認したとこと、梱包前と同様の値を示し、良好であった。
【００５０】
実施例２
実施例１において、梱包部材０１１を図１に記載のように光積分器００１が収納される位置に凹みを有する成型体（材質；帯電防止処理を施したＰＥＴ）を用いた以外は同様の方法で光積分器の梱包体を作製した。なお、凹みの深さは１．２５ｍｍであり、入射面００２、出射面００３、側面００５、及び側面００７の他に、側面００４が梱包部材０１０と梱包部材０１１に非接触となっている。光入射面００２と光出射面００３は閉空間０１６に露出している。それ以外は実施例１と同様に光積分器の梱包体を作製した。
【００５１】
実施例１と同様に光積分器の梱包体を搬送し、搬送前後の光積分器の光の特性（平均輝度、均斉度及び混色性）を比較したところ、変化はなく良好であった。入射面００２、出射面００３に異物の付着、傷、破損等はなかった。
【００５２】
実施例３
実施例１において、梱包部材０１０の代わりに、図２に示すような光積分器００１が嵌め合わされる溝を有する梱包部材０１２（材質；帯電防止処理を施したＰＥＴ）を用い、梱包部材０１１の代わりに、図２に示すような梱包部材０１３（材質；帯電防止処理を施したＰＥＴ）を用いた。また、溝と接触する側面を最も表面粗さの小さい側面である側面００４と側面００６となるように光積分器００１を溝に嵌め合わせた。なお、梱包部材０１２と梱包部材０１３は外周で梱包部材０１２に設けられた凹部と梱包部材０１３に設けられた凸部とで嵌合されている。
梱包された光積分器００１は、入射面００２、出射面００３、側面００５、及び側面００７が非接触となっている。光入射面００２と光出射面００３は閉空間０１６に露出している。それ以外は実施例１と同様に光積分器の梱包体を作製した。
【００５３】
実施例１と同様に光積分器の梱包体を搬送し、搬送前後の光積分器の光の特性（平均輝度、均斉度及び混色性）を比較したところ、変化はなく良好であった。入射面００２、出射面００３に異物の付着、傷、破損等はなかった。
【００５４】
なお、光積分器の梱包体を開封する際に、梱包部材０１３を除去したところ、光積分器００１は全て梱包部材０１２に格納されていた。所定のピッチで配置され、間隙０１７も有していたため、吸着によるピックアップも、ピンセットによるピックアップも容易であり、自動機によるピックアップも可能であった。
【００５５】
実施例４
実施例１において、梱包部材０１０の代わりに、図３に示すような光積分器００１が収納される凹みを有する梱包部材０１４（材質；帯電防止処理を施したＰＥＴ）を用い、梱包部材０１１の代わりに、図３に示すような梱包部材０１５（材質；帯電防止処理を施したＰＥＴ）を用いた。光積分器００１が収納される凹みは、入射面００２、出射面００３側に、Ｙ方向及びＺ方向に徐々に幅が狭くなるテーパ部が設けられており、光積分器００１が梱包部材０１４及び梱包部材０１５に対して移動したとしても接触しない形状としている。なお、光積分器００１が梱包部材０１４及び梱包部材０１５に対して移動量はＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向共に５０μｍとなるようにクリアランスを設けてある。
梱包された光積分器００１は、入射面００２、出射面００３、側面００５、及び側面００７が非接触となっている。光入射面００２と光出射面００３は閉空間０１６に露出している。それ以外は実施例１と同様に光積分器の梱包体を作製した。
【００５６】
実施例１と同様に光積分器の梱包体を搬送し、搬送前後の光積分器の光の特性（平均輝度、均斉度及び混色性）を比較したところ、変化はなく良好であった。入射面００２、出射面００３に異物の付着、傷、破損等はなかった。
【００５７】
なお、光積分器の梱包体を開封する際に、梱包部材０１５を除去したところ、光積分器００１は全て梱包部材０１４に格納されていた。所定のピッチで配置され、間隙０１７も有していたため、吸着によるピックアップも、ピンセットによるピックアップも容易であり、自動機によるピックアップも可能であった。
【００５８】
比較例１
［光積分器の梱包体の作製］
実施例１において作製した光積分器００１をＸ方向に４．５ｍｍ、Ｙ方向に４．０ｍｍ、Ｚ方向に１．５ｍｍの空間を有するＳＵＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｕｓｅｄ  Ｓｔｅｅｌ）３０４のケースに３つの光積分器００１を格納し、実施例１と同様に緩衝材及び段ボールで梱包し、搬送した。
【００５９】
上記の光積分器の梱包体を開封したところ、光積分器００１同士が接触しているものがあり、ピッチも一定ではなかった。このため、吸着による自動機を用いたピックアップは困難であり、ピンセットによる個別のピックアップは不可能であった。
また、入射面００２、出射面００３、側面００４〜００７に異物が付着している光積分器や傷や破損のある光積分器が存在した。
【００６０】
［評価］
出射面００３にのみ異物（直径０．１ｍｍ程度）が付着した光積分器の光の特性（平均輝度、均斉度及び混色性）を評価したところ、平均輝度３３，４００ｃｄ/ｍ２、均斉度６７．６％、色度ｘの混色性０．０１９、色度ｙの混色性０．０２５と、均斉度が特に悪化していた。出射面００３には光の出力されない黒点があった。なお、梱包前の光積分器では実施例１と同様に光の特性が良好であることを確認している。
【００６１】
比較例２
比較例１と同様に梱包及び搬送した光積分器のうち、入射面００２にのみ破損（直径０．１ｍｍ程度）が生じた光積分器の光の特性（平均輝度、均斉度及び混色性）を評価したところ、平均輝度３３，７００ｃｄ/ｍ２、均斉度８２．２％、色度ｘの混色性０．０２０、色度ｙの混色性０．０２４と、均斉度が特に悪化していた。出射面００３には光の出力されない黒点があった。なお、梱包前の光積分器では実施例１と同様に光の特性が良好であることを確認している。
【００６２】
実験例１
比較例１と同様に梱包及び搬送した光積分器のうち、入射面００２にのみ異物（直径０．１ｍｍ程度）が付着した光積分器の光の特性（平均輝度、均斉度及び混色性）を評価したところ、平均輝度３３，５００ｃｄ/ｍ２、均斉度９０．５％、色度ｘの混色性０．０１８、色度ｙの混色性０．０２５と、均斉度は良好であった。なお、梱包前の光積分器では実施例１と同様に光の特性が良好であることを確認している。
【００６３】
実験例２
比較例１と同様に梱包及び搬送した光積分器のうち、側面００５にのみ異物（直径０．１ｍｍ程度）が付着した光積分器の光の特性（平均輝度、均斉度及び混色性）を評価したところ、搬送前とほぼ同程度で測定の結果、平均輝度３４，１００ｃｄ/ｍ２、均斉度９０．６％、色度ｘの混色性０．０２０、色度ｙの混色性０．０２４であり、問題はなかった。なお、梱包前の光積分器では実施例１と同様に光の特性が良好であることを確認している。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、光積分器の出射面への異物の付着、傷、破損を抑制し、光積分器の性能を維持して搬送可能な光積分器の梱包体であり、これを採用した光積分器は、光源ユニット、照明、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、ビューファインダー、画像投影装置、各種光学装置などの幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
００１．光積分器
００２．入射面
００３．出射面
００４〜００７．側面
００８．散乱粒子
００９．接着材
０１０〜０１５．梱包部材
０１６．空間（閉空間）
０１７．間隙
【図１】
2017138496.tif 000003
【図２】
2017138496.tif 000004
【図３】
2017138496.tif 000005
【図４】
2017138496.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月24日(2016.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を拡散させる光積分器とこの光積分器を梱包する梱包部材とを有する光積分器の梱包体であって、
前記光積分器は、光を入射する入射面と、前記光を出射する出射面と、前記入射面と前記出射面とをつなぐ側面とを有し、前記光が、前記入射面側から前記出射面方向へ伝播すると共に、前記伝播する光の少なくとも一部が前記側面で反射し、前記出射面へと導光される光積分器であり、
前記光積分器の出射面と、前記光積分器を梱包する梱包部材とが非接触となるように、前記光積分器の側面又は前記入射面が前記梱包部材と接触して、前記梱包部材に対する前記光積分器の移動を抑制又は固定した状態とし、前記光積分器が前記梱包部材に梱包されてなり、
前記梱包部材は、フレキシブル性を有するフィルム状の部材からなり、光積分器を被覆するように配置される梱包部材を含む、光積分器の梱包体。
【請求項２】
さらに、前記光積分器の入射面と、前記光積分器を梱包する梱包部材とが非接触となるように、前記光積分器の側面で前記梱包部材と接触して、前記梱包部材に対する前記光積分器の移動を抑制又は固定した状態とし、前記光積分器が前記梱包部材に梱包されてなる請求項１に記載の光積分器の梱包体。
【請求項３】
前記光積分器の内部は、所定の屈折率を持つ材質である導光部材で満たされており、
前記導光部材は、前記入射面と前記出射面との間に、前記導光部材中を伝播する前記光を散乱させる散乱粒子を含有した状態となっている請求項１又は２に記載の光積分器の梱包体。
【請求項４】
前記光積分器は、剥離性を有する接着材を介して前記梱包部材と接触して固定された状態となっている請求項１〜３のいずれか一項に記載の光積分器の梱包体。
【請求項５】
前記光積分器の側面を構成する面及び前記入射面、又は前記光積分器の側面を構成する面のうちで最も表面粗さの小さい面を少なくとも用いて前記梱包部材と接触した状態となっている請求項１〜４のいずれか一項に記載の光積分器の梱包体。