JP7664155B2 - Optical computing device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、光回折素子を含むユニットを複数備えた光演算装置に関する。 The present invention relates to an optical computing device that has multiple units including optical diffraction elements.
特許文献1には、信号光の光路上にレンズやフィルタなど複数の光学素子を重ねて配置し、これらの光学素子を信号光に順に作用させる技術が開示されている。なお、光学素子の一例としては、厚み又は屈折率が互いに独立に設定された複数のマイクロセルであって、行列状に配置された複数のマイクロセルを含む光回折素子が挙げられる。これらの光回折素子は、信号光に対して透光性を有する透明基板の主面上に設けられている。信号光に対して透光性を有する材料としては、例えば、石英ガラスが挙げられる。
光回折素子を信号光に順に作用させる光演算装置においては、各光回折素子の信号光に対する位置及び方向を予め定められた位置及び方向に調整することが重要である。なぜなら、光回折素子の信号光に対する位置及び方向が予め定められた位置及び方向からずれると、所期の作用を信号光に対して及ぼすことが困難になるからである。 In an optical computing device that sequentially applies optical diffraction elements to signal light, it is important to adjust the position and direction of each optical diffraction element relative to the signal light to a predetermined position and direction. This is because if the position and direction of the optical diffraction element relative to the signal light deviates from the predetermined position and direction, it becomes difficult to exert the intended effect on the signal light.
光演算装置の製造方法には、各光回折素子の位置及び方向を調整する工程が含まれる。この工程においては、透明基板をハンドリングせざるを得ず、そのハンドリングに伴い透明基板が破損する場合があった。 The manufacturing method of the optical computing device includes a process for adjusting the position and orientation of each optical diffraction element. In this process, the transparent substrate must be handled, and this handling can sometimes cause damage to the transparent substrate.
本願発明の一態様は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、光回折素子を信号光の光路上に並べる際に透明基板が破損する可能性を低減することである。 One aspect of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to reduce the possibility of the transparent substrate being damaged when the optical diffraction element is aligned on the optical path of the signal light.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様に係る光回折素子は、n個(nは2以上の任意の自然数)のユニットU1~Unを備えている。 In order to solve the above problem, the optical diffraction element according to the first aspect of the present invention has n units U1 to Un (n is any natural number equal to or greater than 2).
本光回折素子において、各ユニットUi(iは1以上n以下の自然数)は、透明基板、前記透明基板の一方の主面に形成された複数の光回折素子、及び、前記透明基板よりも厚いトレイであって、一方の主面に凹部が形成され、前記凹部内に開口が形成されたトレイを含み、前記光回折素子が前記透明基板を介して前記開口と重なるように配置された構造であり、ユニットU1~Unは、ユニットUj(jは1以上n-1以下の自然数)に含まれる前記複数の光回折素子の何れかの光回折素子と、一段上層のユニットUj+1に含まれる前記複数の光回折素子の何れかの光回折素子と、が平面視において重なるように積層されている。 In this optical diffraction element, each unit Ui (i is a natural number from 1 to n) includes a transparent substrate, a plurality of optical diffraction elements formed on one main surface of the transparent substrate, and a tray thicker than the transparent substrate, with a recess formed on one main surface and an opening formed in the recess, and the optical diffraction element is arranged so as to overlap the opening via the transparent substrate, and units U1 to Un are stacked such that any one of the optical diffraction elements included in unit Uj (j is a natural number from 1 to n-1) overlaps any one of the optical diffraction elements included in unit Uj+1, which is one layer above, in a plan view.
上記の構成によれば、トレイをハンドリングすることで、複数の光回折素子から選択された光回折素子を信号光の光路上に並べることができる。すなわち、選択された光回折素子を信号光の光路上に並べるために、透明基板をハンドリングする必要がない。このため、光回折素子を信号光の光路上に並べる際に透明基板が破損する可能性を低減することができる。 According to the above configuration, by handling the tray, an optical diffraction element selected from a plurality of optical diffraction elements can be arranged on the optical path of the signal light. In other words, there is no need to handle the transparent substrate in order to arrange the selected optical diffraction element on the optical path of the signal light. This reduces the possibility of the transparent substrate being damaged when arranging the optical diffraction element on the optical path of the signal light.
また、本発明の第2の態様に係る光演算装置においては、上述した第1の態様に係る光演算装置の構成に加えて、前記透明基板は、ガラス製であり、前記トレイは、金属製である、構成が採用されている。 In addition, in the optical computing device according to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical computing device according to the first aspect described above, the transparent substrate is made of glass and the tray is made of metal.
上記の構成によれば、光回折素子を信号光の光路上に並べる際に透明基板が破損する可能性を更に低減することができる。 The above configuration can further reduce the possibility of the transparent substrate being damaged when the optical diffraction element is aligned on the optical path of the signal light.
また、本発明の第3の態様に係る光演算装置においては、上述した第1又は第2の態様に係る光演算装置の構成に加えて、積層されたn個のユニットU1~Unは、連続して積層されたユニットU1’~Un’(n’は2以上n以下の自然数)を含み、各ユニットUi’(i’は1以上n’以下の自然数)において、前記複数の光回折素子は、N行M列(Nは1以上の任意の自然数であり、Mは2以上の任意の自然数)の行列状に配置されており、ユニットU1’のトレイには、長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な少なくとも1個の長孔が形成されており、各ユニットUk’(k’は、2’以上n’以下の自然数)のトレイには、各々の長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な複数の長孔であって、隣接する長孔同士の行方向におけるピッチが前記複数の光回折素子に含まれる各光回折素子の行方向におけるピッチと等しい複数の長孔が形成されており、ユニットU1’~Un’は、各ユニットUi’の前記トレイに形成された長孔の一部同士が重なるように積層されている、構成が採用されている。 In addition, in the optical computing device according to the third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical computing device according to the first or second aspect described above, the stacked n units U1 to Un include units U1' to Un' (n' is a natural number between 2 and n) stacked in succession, and in each unit Ui' (i' is a natural number between 1 and n'), the plurality of optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and M columns (N is any natural number between 1 and M), and the tray of unit U1' has a plurality of optical diffraction elements each having a major axis aligned with the major axis of the plurality of optical diffraction elements. At least one long hole is formed parallel to the column direction, and the tray of each unit Uk' (k' is a natural number between 2' and n') has a plurality of long holes whose major axes are parallel to the column direction of the optical diffraction elements, and the pitch in the row direction between adjacent long holes is equal to the pitch in the row direction of each optical diffraction element included in the optical diffraction elements, and units U1' to Un' are stacked so that parts of the long holes formed in the tray of each unit Ui' overlap.
上記の構成によれば、各ユニットUiにおいて光軸調整に用いる光回折素子を行方向及び列方向の何れにおいても選択することができるので、複数の光回折素子がN行M列の行列状に配列されている場合に、任意の光回折素子を選択し、光軸調整することができる。 According to the above configuration, the optical diffraction element to be used for optical axis adjustment in each unit Ui can be selected in either the row direction or the column direction, so when multiple optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and M columns, any optical diffraction element can be selected and the optical axis can be adjusted.
また、本発明の第4の態様に係る光演算装置においては、上述した第1又は第2の態様に係る光演算装置の構成に加えて、積層されたn個のユニットU1~Unは、連続して積層されたユニットU1’~Un’(n’は2以上n以下の自然数)を含み、各ユニットUi’(i’は1以上n’以下の自然数)において、前記複数の光回折素子は、N行1列(Nは2以上の任意の自然数)の行列状に配置されており、ユニットU1’のトレイには、少なくとも1個の孔が形成されており、各ユニットUk’(k’は、2以上n’以下の自然数)のトレイには、行方向におけるピッチが前記複数の光回折素子に含まれる各光回折素子の行方向におけるピッチと等しい複数の孔が形成されており、ユニットU1’~Un’は、各ユニットUi’の前記トレイに形成された孔の少なくとも一部同士が重なるように積層されている、構成が採用されている。 In addition, in the optical arithmetic device according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical arithmetic device according to the first or second aspect described above, the stacked n units U1 to Un include units U1' to Un' (n' is a natural number between 2 and n) stacked in succession, and in each unit Ui' (i' is a natural number between 1 and n'), the multiple optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and 1 column (N is any natural number between 2 and n'), at least one hole is formed in the tray of unit U1', and in the tray of each unit Uk' (k' is a natural number between 2 and n'), multiple holes are formed with a pitch in the row direction equal to the pitch in the row direction of each optical diffraction element included in the multiple optical diffraction elements, and the units U1' to Un' are stacked so that at least a portion of the holes formed in the tray of each unit Ui' overlap with each other.
上記の構成によれば、各ユニットUiにおいて光軸調整に用いる光回折素子を行方向において選択することができるので、複数の光回折素子がN行1列の行列状に配列されている場合に、各ユニットUiにおいて任意の光回折素子を選択し、光軸調整することができる。 According to the above configuration, the optical diffraction element to be used for optical axis adjustment in each unit Ui can be selected in the row direction, so when multiple optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and 1 column, an arbitrary optical diffraction element can be selected in each unit Ui to adjust the optical axis.
また、本発明の第5の態様に係る光演算装置においては、上述した第1~第4の態様の何れか一態様に係る光演算装置の構成に加えて、前記透明基板の前記一方の主面と反対側の主面は、前記凹部において前記トレイの前記一方の主面に液体を介して密着している、構成が採用されている。 In addition, in the optical computing device according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical computing device according to any one of the first to fourth aspects described above, a configuration is adopted in which the main surface opposite to the one main surface of the transparent substrate is in close contact with the one main surface of the tray via a liquid in the recess.
上記の構成によれば、透明基板を容易にトレイに固定することができる。 The above configuration allows the transparent substrate to be easily fixed to the tray.
また、本発明の第6の態様に係る光演算装置においては、上述した第1~第5の態様の何れか一態様に係る光演算装置の構成に加えて、前記トレイは、導電性を有している、構成が採用されている。 In addition, in the optical computing device according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical computing device according to any one of the first to fifth aspects described above, the tray is configured to be conductive.
上記の構成によれば、静電気による光回折素子が損傷を受けるリスクを低減することができる。 The above configuration reduces the risk of the optical diffraction element being damaged by static electricity.
また、本発明の第7の態様に係る光演算装置においては、上述した第1~第6の態様の何れか一態様に係る光演算装置の構成に加えて、前記トレイは、着磁性を有している、構成が採用されている。 In addition, in the optical computing device according to the seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical computing device according to any one of the first to sixth aspects described above, the tray is configured to be magnetic.
上記の構成によれば、ユニットU1’~ユニットUn’を磁力により一体化することができる。 The above configuration allows units U1' to Un' to be integrated together using magnetic force.
また、本発明の第8の態様に係る光演算装置においては、上述した第1~第7の態様の何れか一態様に係る光演算装置の構成に加えて、前記トレイの外周部には、凹部又は孔が形成されている、構成が採用されている。 In addition, in the optical computing device according to the eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical computing device according to any one of the first to seventh aspects described above, a configuration is adopted in which a recess or hole is formed on the outer periphery of the tray.
上記の構成によれば、前記凹部又は孔をマニュピュレータの先端に設けられたピンと嵌合させることで、光回折素子の光軸調整を容易に行うことができる。 With the above configuration, the optical axis of the optical diffraction element can be easily adjusted by fitting the recess or hole with a pin provided at the tip of the manipulator.
また、本発明の第9の態様に係る光演算装置においては、上述した第1~第8の態様の何れか一態様に係る光演算装置の構成に加えて、前記光回折素子は、厚み又は屈折率が互いに独立に設定された複数のマイクロセルにより構成されている、構成が採用されている。 In addition, in the optical computing device according to the ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the optical computing device according to any one of the first to eighth aspects described above, the optical diffraction element is configured with a plurality of microcells whose thicknesses or refractive indices are set independently of each other.
光回折素子の一例としては、このように構成された複数のマイクロセルを用いることができる。 One example of an optical diffraction element is a plurality of microcells configured in this way.
上記の課題を解決するために、本発明の第10の態様に係る光演算装置の製造方法は、n個(nは2以上の任意の自然数)のユニットU1~Unを備え、且つ、各ユニットUi(iは1以上n以下の自然数)は、透明基板、前記透明基板の一方の主面に形成された複数の光回折素子、及び、前記透明基板よりも厚いトレイであって、一方の主面に凹部が形成され、前記凹部内に開口が形成されたトレイを含み、前記光回折素子が前記透明基板を介して前記開口と重なるように配置された構造である光演算装置の製造方法である。本製造方法により製造される装置において、積層されたn個のユニットU1~Unは、連続して積層されたユニットU1’~Un’(n’は2以上n以下の自然数)を含む。また、各ユニットUi’(i’は1以上n’以下の自然数)において、前記複数の光回折素子は、N行M列(Nは1以上の任意の自然数であり、Mは2以上の任意の自然数)の行列状に配置されており、ユニットU1’のトレイには、長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な少なくとも1個の長孔が形成されており、各ユニットUk’(k’は、2’以上n’以下の自然数)のトレイには、各々の長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な複数の長孔であって、隣接する長軸同士の行方向におけるピッチが前記複数の光回折素子に含まれる各光回折素子の行方向におけるピッチと等しい複数の長孔が形成されている。本製造方法は、一方の主面から突出するガイドピンが設けられたユニットの前記一方の主面の上に、前記ガイドピンがユニットU1’の前記長孔と嵌合するように、ユニットU1’を載置する第1の設置工程と、ユニットUj’(j’は1以上n’-1以下の自然数)の一段上層に、前記ガイドピンがユニットUj’+1の前記複数のうち何れかの長孔と嵌合するように、ユニットUj’+1が位置するようにユニットU2’~Un’を載置する第2の設置工程と、ユニットUi’(iは1以上n以下の自然数)に含まれる前記トレイの位置を調整することにより、ユニットUi’に含まれる前記複数の光回折素子から選択された光回折素子の光軸調整を行う調整工程と、を含む。
In order to solve the above problems, a manufacturing method for an optical computing device according to a tenth aspect of the present invention is a manufacturing method for an optical computing device comprising n units U1 to Un (n is any natural number equal to or greater than 2), and each unit Ui (i is a natural number equal to or greater than 1 and equal to or less than n) including a transparent substrate, a plurality of optical diffraction elements formed on one main surface of the transparent substrate, and a tray thicker than the transparent substrate, the tray having a recess formed on one main surface and an opening formed in the recess, and the optical diffraction elements are arranged to overlap the opening via the transparent substrate. In a device manufactured by this manufacturing method, the n stacked units U1 to Un include units U1' to Un' (n' is a natural number equal to or greater than 2 and equal to or less than n) that are stacked in succession. In each unit Ui' (i' is a natural number greater than or equal to 1 and less than or equal to n'), the multiple optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and M columns (N is any natural number greater than or equal to 1, and M is any natural number greater than or equal to 2), and the tray of unit U1' is formed with at least one long hole whose long axis is parallel to the column direction of the multiple optical diffraction elements, and the tray of each unit Uk' (k' is a natural number greater than or equal to 2' and less than or equal to n') is formed with a multiple number of long holes whose long axes are parallel to the column direction of the multiple optical diffraction elements, and the pitch between adjacent long axes in the row direction is equal to the pitch in the row direction of each optical diffraction element included in the multiple optical diffraction elements. This manufacturing method includes a first installation step of placing unit U1' on one of the main surfaces of a unit having a guide pin protruding from the one main surface so that the guide pin fits into the long hole of unit U1'; a second installation step of placing units U2' to Un' on a layer one level above unit Uj' (j' is a natural number from 1 to n'-1) so that unit Uj'+1 is positioned so that the guide pin fits into one of the multiple long holes of
上記の構成によれば、各ユニットUiにおいて光軸調整に用いる光回折素子を行方向及び列方向の何れにおいても選択することができるので、複数の光回折素子がN行M列の行列状に配列されている場合に、任意の光回折素子を選択し、光軸調整することができる。 According to the above configuration, the optical diffraction element to be used for optical axis adjustment in each unit Ui can be selected in either the row direction or the column direction, so when multiple optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and M columns, any optical diffraction element can be selected and the optical axis can be adjusted.
また、本発明の第11の態様に係る光演算装置の製造方法においては、上述した第10の態様に係る光演算装置の製造方法の構成に加えて、前記調整工程の後に実施する吸着工程であって、前記光回折素子が光軸調整されたユニットUi’を吸引することによって固定する吸着工程を更に含む。本製造方法においては、i’=1からスタートして、i’≦n’である限り前記調整工程と前記吸着工程とを繰り返し実施する、構成が採用されている。 In addition, the method for manufacturing an optical arithmetic device according to the eleventh aspect of the present invention includes, in addition to the configuration of the method for manufacturing an optical arithmetic device according to the tenth aspect described above, an adsorption step performed after the adjustment step, in which the optical diffraction element fixes the unit Ui' whose optical axis has been adjusted by sucking it. This manufacturing method employs a configuration in which, starting from i'=1, the adjustment step and the adsorption step are repeatedly performed as long as i'≦n'.
上記の構成によれば、i’=1からスタートして、i’≦n’である限り前記調整工程と前記吸着工程とを繰り返し実施することにより、トレイの位置を調整し終わったユニットUi’を,負圧を用いて順次固定することができる。したがって、ユニットUi’の次にユニットUi’+1に含まれるトレイの位置を調整する場合に、例えばユニットUi’がユニットUi’+1と一緒に動いてしまうことを防止することができる。その結果として、各ユニットUi’に含まれるトレイの位置を調整したユニットU1’~Un’であって、ユニットU1~Unに含まれるユニットU1’~Un’を負圧により一体化することができる。 According to the above configuration, by repeatedly performing the adjustment process and the adsorption process starting from i'=1 as long as i'≦n', the units Ui' whose tray positions have been adjusted can be fixed sequentially using negative pressure. Therefore, when adjusting the position of the tray contained in unit Ui'+1 after unit Ui', for example, it is possible to prevent unit Ui' from moving together with unit Ui'+1. As a result, the units U1'-Un' whose tray positions have been adjusted in each unit Ui' can be integrated by negative pressure.
本発明の一態様によれば、光回折素子を信号光の光路上に並べる際に透明基板が破損する可能性を低減することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to reduce the possibility of the transparent substrate being damaged when arranging the optical diffraction element on the optical path of the signal light.
〔第1の実施形態〕
(光演算装置の基本的構成)
本発明の第1の実施形態に係る光演算装置1の基本的構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、光演算装置1の分解斜視図である。図2は、光演算装置1の部分斜視断面図である。なお、図2に示されている断面は、後述するユニットU1~U3のα断面(図1参照)である。
First Embodiment
(Basic configuration of the optical computing device)
The basic configuration of an
光演算装置1は、n個のユニットU1~Unを備えている。ここで、nは、2以上の自然数である。ユニットUiは、透明基板11と、光回折素子12と、トレイ13と、を有している。ここで、iは、1以上n以下の自然数である。なお、図示した例において、nは、3であり、iは、1、2、3である。
The
透明基板11は、透明材料により構成された板状部材である。本実施形態においては、ガラス(より具体的には石英ガラス)により構成された板状部材を、透明基板11として用いている。透明基板11の上面(特許請求の範囲における「一方の主面」)には、複数の光回折素子12が形成されている。本実施形態においては、3個の光回折素子12が形成されている。ただし、光回折素子12の数は、複数であれば限定されず適宜定めることができる。なお、図1及び図2においては、複数の光回折素子12をまとめて図示している。また、複数の光回折素子12の周囲には、スペーサ12aが形成されている。各光回折素子12の構造については、参照する図面を代えて後述する。
The
トレイ13は、透明基板11よりも厚い板状部材である。本実施形態においては、トレイ13として、金属(より具体的にはSUS430)により構成された板状部材を、トレイ13として用いている。また、本実施形態においては、トレイ13の主部(トレイ13のうち後述する凸部13eを含まない部分)を平面視した場合の形状として、長方形を採用している。トレイ13の上面(特許請求の範囲における「一方の主面」)には、トレイ13の厚み方向に窪んだ凹部13aが形成されており、凹部13a内には、トレイ13を厚み方向に貫通する開口13bが形成されている。凹部13aの縦横の長さは、透明基板11の縦横の長さよりも長く、開口13bの縦横の長さは、光回折素子12の縦横の長さよりも長い。上述した透明基板11は、光回折素子12が透明基板11を介して開口13bと重なるように、凹部13a内に配置されている。
The
なお、透明基板11の下面とトレイ13の上面(凹部13aの底面)とは、液体を介して密着していることが好ましい。これにより、接着剤を用いるよりも容易に、透明基板11をトレイ13に固定することができる。なお、透明基板11の下面とトレイ13の上面との間に介在させる液体は、例えば、グリセリンを含有した水である。グリセリンには、水よりも揮発しにくく、常温ではほぼ揮発しない。そのため、液体として水のみを用いた場合よりも長期間に亘って、トレイ13に対して透明基板11を密着させることが可能になる。
It is preferable that the lower surface of the
なお、凹部13aの底面には、微細な凹凸が形成されていることが好ましい。透明基板11の下面には、鏡面仕上げが施されている。凹部13aの底面に微細な凹凸を形成することにより、透明基板11と、凹部13aとの隙間に液体を滴下される液体は、毛細管現象により上記隙間を充填する。このとき、液体は、上記隙間に存在していた空気を押し出しながら当該隙間に拡散してくため、トレイ13に対して透明基板11をより強く密着させることができる。また、凹部13aの底面に微細な凹凸を形成することにより、上記隙間に存在していた空気を排除することができるので、上記隙間に気泡が生じる可能性を低減でき、延いては、密着した状態における凹部13a及び透明基板11に生じ得る厚みのばらつきを抑制することができる。
It is preferable that the bottom surface of the
また、トレイ13は、着磁性を有する材料により構成されていることが好ましい。ユニットU1~Unを磁力により一体化することが可能になるからである。なお、着磁性を有する材料の例としては、強磁性体が挙げられ、強磁性体の具体例としてはマルテンサイト系のステンレス鋼が挙げられる。また、トレイ13は、導電性を有する材料により構成されていることが好ましい。これにより、ユニットU1~Unに含まれる光回折素子12が静電気により損傷を受けるリスクを低減することが可能になるからである。
The
ユニットU1~Unは、ユニットUj(jは1以上n-1以下の自然数)に含まれる複数の光回折素子12の何れかの光回折素子12と、一段上層のユニットUj+1に含まれる複数の光回折素子12の何れかの光回折素子12と、が平面視において重なるように積層されている。本実施形態において平面視とは、各ユニットUiの透明基板11を、透明基板11の主面における法線方向(図1に示した状態では紙面の上方向又は下方向)から見ることを意味する。
The units U1 to Un are stacked such that one of the
また、トレイ13の主部の外周部には、積層方向と直交する方向に突出した凸部13eが形成されており、凸部13eには、孔13e1が形成されている。この孔13e1は、光回折素子12の光軸調整を行う際に、マニュピュレータの先端に設けられたピンと嵌合する孔である。トレイ13の外周部にこのような孔13e1を設けることで、光回折素子12の光軸調整が容易になる。各ユニットUiに含まれるトレイ13における凸部13eの位置は、光演算装置1を上面視したときに重ならない位置に設けられている。このため、例えば、マニュピュレータは、どのユニットUiに含まれるトレイ13に対してもアクセスすることが可能である。なお、孔13e1の代わりに、マニュピュレータの先端に設けられたピンと嵌合する凹部を設けても同様の効果が得られる。
In addition, a
また、トレイ13のうち、外周部と凹部13aとの間に介在する枠体には、トレイ13の上面から下面まで貫通する一対の孔13fが形成されている。各トレイ13に形成された孔13fの数は1つであってもよいが、複数であることが好ましい。本実施形態では、一対の孔13f、すなわち2個の孔13fを採用している。各トレイ13に複数の孔13fが形成されていることにより、後述するガイドピン21cが円柱状である場合であっても各トレイ13が回転することを防ぐことができる。
In addition, a pair of
本実施形態において、トレイ13の外周部及び凹部13aは、何れも、長方形である。したがって、上述した枠体の外周部及び内周部は、長方形である。一対の孔13fの各々は、それぞれ、この枠体の一対の短辺(図6においては、x軸正方向側の短辺及びx軸負方向側の短辺)の各々に形成されている。ただし、トレイ13において、一対の孔13fの位置(すなわち、後述するガイドピン21cの位置)は、これに限定されず、枠体のうち貫通孔13ci及び細孔群13diと重ならない範囲内において適宜さだめることができる。
In this embodiment, the outer periphery and the
一対の孔13fは、後述するマスクユニットUmのトレイ21に設けられた一対のガイドピン21cと対応する位置に設けられている。各ユニットUiの一対の孔13fの各々は、それぞれ、後述するトレイ21上に各ユニットUiを積層するときに、一対のガイドピン21cの各々と嵌合する。一対のガイドピン21cと、各ユニットUiにおける一対の孔13fとを利用して各ユニットUiを積層することにより、各ユニットUiに含まれる光回折素子12の光軸調整を大まかに実施することができる。したがって、光回折素子12の光軸調整を行う際に、粗調を実施する工程を省略することができるので、光軸調整が容易になる。
The pair of
なお、孔13fの半径は、ガイドピン21cの半径を僅かに上回るように設計されている。この孔13fの半径とガイドピン21cの半径との差分は、孔13fとガイドピン21cとにおける遊びを生じさせる。この遊びは、各ユニットUiにおける光回折素子12の光軸調整における調整代として機能する。この遊びは、光回折素子12における光軸調整の調整代に応じて適宜定めることができる。
The radius of
ユニットU1~Unは、ユニットUjに含まれる光回折素子12が一段上層のユニットUj+1に含まれるトレイ13に形成された開口13b内に配置されるよう、ユニットU1、ユニットU2、…、ユニットUnの順に積層されている。ここで、jは、1以上n-1以下の自然数である。以下、ユニットU1を、「最下層ユニット」とも記載する。また、ユニットUnを、「最上層ユニット」とも記載する。
The units U1 to Un are stacked in the order of unit U1, unit U2, ..., unit Un, so that the
凹部13a外におけるトレイ13の厚みをt1とし、透明基板11の厚みをsとすると、上述したように、s<t1が成り立つ。また、凹部13a内におけるトレイ13の厚みをt2とし、透明基板11の厚みをsとすると、s=t1-t2が成り立つ。これは、透明基板11の上面とトレイ13の上面とが面一になることを意味する。また、スペーサ12aの高さをhとすると、h=t2が成り立つ。これは、(1)ユニットUjに含まれるトレイ13の上面が一段上層のユニットUj+1に含まれるトレイ13の下面と接触すると共に、(2)ユニットUjに含まれるスペーサ12aの上面が一段上層のユニットUj+1に含まれる透明基板11の下面と接触するように、ユニットU1~Unが積層されることを意味する。なお、本実施形態においては、t1=45μm、t2=15μm、s=30μm、h=15μm(最上層ユニットUnにおけるスペーサ12aのみh=50μm)としている。
If the thickness of the
以上の構成によれば、トレイ13をハンドリングすることで、光回折素子12を信号光の光路上に並べることができる。すなわち、光回折素子12を信号光の光路上に並べるために、透明基板11をハンドリングする必要がない。このため、光回折素子12を信号光の光路上に並べる際に透明基板11が破損する可能性を低減することができる。
According to the above configuration, the
(光演算装置1の付加的構成1)
光演算装置1の付加的構成について、引き続き図1を参照して説明する。
(
Additional configurations of the
光演算装置1は、マスクユニットUmと、拡散ユニットUdと、を備えている。
The
マスクユニットUmは、トレイ21と、マスク板22と、を有している。トレイ21は、金属により構成された板状部材である。トレイ21に上面には、トレイ21の厚み方向に窪んだ凹部21aが形成されており、凹部21a内には、トレイ21を厚み方向に貫通する開口21bが形成されている。マスク板22は、信号光の一部をマスクする機能を有する透明基板である。マスク板22は、トレイ21に形成された凹部21aに嵌め込まれている。
The mask unit Um has a
トレイ21の外周部と凹部21aとの間に介在する枠体には、トレイ21の上面から積層方向の上向きに突出したガイドピン21cが形成されている。ガイドピン21cの数は限定されないが、複数であることが好ましく、本実施形態では2本としている。これらのガイドピン21cは、上述した孔13fと対応する位置に設けられている。本実施形態においては、ガイドピン21cの形状として円柱状を採用している。ただし、ガイドピン21cは、柱状であればよく、底面の形状は、円形状に限定されない。
Guide pins 21c are formed on the frame interposed between the outer periphery of the
ガイドピン21cにおいて、トレイ21の上面から突出している部分の長さは、(n-1)×t1を上回り、且つ、n×t1以下であることが好ましい。これにより、最上層に位置するユニットUnの孔13fがガイドピン21cに嵌合しつつ、ガイドピン21cが拡散ユニットUdに干渉することを防ぐことができる。
The length of the portion of the
上述したように、ガイドピン21cの半径は、孔13fの半径を僅かに下回るように設計されている。ガイドピン21cの半径は、トレイ21における枠体の幅や、ガイドピン21cに求められる強度などに応じて適宜定めることができる。
As mentioned above, the radius of the
なお、本実施形態において、凹部21a外におけるトレイ21の厚みを1800μmとし、凹部21a内におけるトレイ21の厚みを600μmとしている。また、マスク板22の厚みを1200μmとしている。
In this embodiment, the thickness of the
マスクユニットUmには、トレイ13に形成された細孔群13d1,13d2と連通する細孔群13dmが形成されている。細孔群13d1,13d2については、後述する。細孔群13dmは、細孔群13d1,13d2と同様に構成されている。
The mask unit Um has a group of holes 13dm that communicates with the groups of holes 13d1 and 13d2 formed in the
また、マスクユニットUmには、トレイ13に形成された貫通孔13c1,13c2と連通する貫通孔13cmが形成されている。貫通孔13c1,13c2については、後述する。貫通孔13cmは、貫通孔13c1,13c2と同様に構成されている。
The mask unit Um also has a through hole 13cm formed therein, which is in communication with the through holes 13c1 and 13c2 formed in the
拡散ユニットUdは、トレイ31と、拡散板32と、電磁石33と、を有している。トレイ31は、金属により構成された板状部材である。トレイ31に上面には、トレイ31の厚み方向に窪んだ凹部31aが形成されており、凹部31a内には、トレイ31を厚み方向に貫通する開口31bが形成されている。拡散板32は、信号光を拡散する機能を有する透明基板又は半透明基板である。拡散板32は、トレイ31に形成された凹部31aに嵌め込まれている。トレイ31の上面には、電磁石33が設けられている。ユニットU1~Unのトレイ13、マスクユニットUmのトレイ21、及び、拡散ユニットUdのトレイ31が着磁性を有する材料で構成されている場合、電磁石33から発生する磁力によって、これらのトレイを一体化することができる。
The diffusion unit Ud has a
なお、本実施形態において、凹部31a外におけるトレイ31の厚みを2050μmとし、凹部31a内におけるトレイ31の厚みを50μmとしている。また、拡散板32の厚みを2100μmとしている。したがって、トレイ31の上面からは拡散板32が100μm分突出している。ただし、拡散ユニットUdの各部のサイズは、これに限定されず適宜選択することができる。
In this embodiment, the thickness of the
(光演算装置の付加的構成2)
光演算装置1の付加的構成について、図3を参照して説明する。図3は、光演算装置1の断面図である。なお、図3に示されている断面は、光演算装置1のβ断面(図1参照)である。
(Additional Configuration 2 of the Optical Computing Device)
The additional configuration of the
nとして、3以上の任意の自然数を採用している場合、ユニットUn,Un-1以外の各ユニットUkに含まれるトレイ13には、一段上層のユニットUk+1に含まれるトレイ13の下面にて終端される貫通孔13ckと、一段上層のユニットUk+1に含まれるトレイ13に形成された貫通孔13ck+1,13ck+2と連通する貫通孔13ck+1,13ck+2が形成されている。ここで、kは、1以上n-2以下の自然数である。また、ユニットUn-1に含まれるトレイ13には、一段上層のユニットUnに含まれるトレイ13の下面により終端される貫通孔13cn-1が形成されている。
When n is any natural number equal to or greater than 3, the
上記の構成によれば、ユニットU1に含まれるトレイ13に形成された貫通孔13c1,13c2の下面側から吸引を行うことにより、ユニットU1~Unを負圧により一体化することができる。図示した例では、ユニットU1に含まれるトレイ13に形成された貫通孔13c1の下面側から吸引を行うことで、ユニットU1とユニットU2とを負圧により一体化することができる。また、ユニットU1に含まれるトレイ13に形成された貫通孔13c2の下面側から吸引を行うことで、ユニットU2とユニットU3とを負圧により一体化することができる。
According to the above configuration, units U1 to Un can be integrated by negative pressure by applying suction from the underside of through holes 13c1 and 13c2 formed in the
nとして、3以上の任意の自然数を採用している場合、ユニットUn,Un-1以外の各ユニットUkに含まれるトレイ13には、一段上層のユニットUk+1に含まれるトレイ13に形成された細孔群13dk+1と連通する細孔群13dkが形成されている。ここで、kは、1以上n-2以下の自然数である。また、ユニットUn-1に含まれるトレイ13には、一段上層のユニットUnに含まれるトレイ13の下面により終端される細孔群13dn-1が形成されている。図3に示した1において、細孔群13d1,13d2は、上述した貫通孔13c1,13c2よりも直径が小さく且つ各トレイ13を貫通する複数の細孔からなる。このように構成された細孔群13d1,13d2は、直径が大きな貫通孔13c1,13c2と比較して、気体の圧力を低下させる機能と、開口の有効面積を減らす機能と、を併せ持つため、前記吸着力を弱めるために好適である。したがって、細孔群13d1,13d2を用いてユニットU1~Unを弱く一体化した状態で、各ユニットUiを積層方向と直交する方向に並進させることができる。すなわち、細孔群13d1,13d2を用いてユニットU1~Unを弱く一体化した状態で、ユニットU1~Unに含まれる光回折素子12の光軸調整を行うことができる。また、細孔群13d1,13d2が形成された領域のうち細孔が設けられていない部分が、ユニットUnのうち細孔群13d1,13d2を終端する領域を支持するため、ユニットUnのうち細孔群を終端する領域が陰圧により変形するのを防ぐことができる。本実施形態においては、細孔群13d1,13d2として、パンチングメタル又はパンチングメッシュと呼ばれる構造を用いている。なお、細孔群13d1,13d2を構成する複数の細孔の各々は、周期的に設けられていてもよいし、ランダムに設けられていてもよい。また、各細孔の直径は、所望の気体の圧力に応じて適宜定めることができる。また、各細孔の形状も適宜定めることができる。また、各細孔を周期的に設ける場合には、その周期構造及び当該周期構造におけるピッチも適宜定めることができる。
When n is an arbitrary natural number of 3 or more, the
上記の構成によれば、ユニットU1に含まれるトレイ13に形成された細孔群13d1の下面側から吸引を行うことにより、ユニットU1~Unを負圧により一体化することができる。図示した例では、ユニットU1に含まれるトレイ13に形成された細孔群13d1の下面側から吸引を行うことで、ユニットU1~U3を負圧により一体化することができる。
According to the above configuration, the units U1 to Un can be integrated by applying negative pressure by applying suction from the underside of the group of holes 13d1 formed in the
なお、図1~図3に示した光演算装置1は、n=3を採用しており、且つ、ユニットU1~U3の全てを負圧により一体化することができるように構成されている。換言すれば、図3に示した光演算装置1は、n及びn’として、n=n’=3を採用しており、ユニットUk’(k’は1以上n’-2以下の自然数)に含まれる前記トレイには、ユニットUk’+1に含まれる前記トレイの前記一方の主面と反対側の主面により終端される貫通孔と、ユニットUk’+1に含まれる前記トレイに形成された貫通孔と連通する貫通孔と、が形成されており、ユニットUn’-1に含まれる前記トレイには、ユニットUn’に含まれる前記トレイの前記一方の主面と反対側の主面により終端される貫通孔が形成されている、光演算装置の一例である。また、図3に示した光演算装置1は、ユニットUk’に含まれる前記トレイには、ユニットUk’+1に含まれる前記トレイに形成された細孔群と連通する細孔群が形成されており、ユニットUn’-1に含まれる前記トレイには、ユニットUn’に含まれる前記トレイの前記一方の主面と反対側の主面により終端される細孔群が形成されている、光演算装置の一例である。
The optical
ただし、本発明の一態様においては、図2に示した光演算装置1の構成に加えて、(1)ユニットU3に含まれるトレイの前記一方の主面側(図2に示した状態においては上側)に積層された1個又は複数個のユニット(例えばユニットU3と同様に構成されたユニット)を更に備えていてもよいし、(2)ユニットU1に含まれるトレイの前記一方の主面と反対側の主面側(図2に示した状態においては下側)に積層された1個又は複数個のユニット(例えばユニットU3と同様に構成されたユニット)を更に備えていてもよいし、(3)ユニットU3の上側に積層された1個又は複数個のユニットと、ユニットU1の下側に積層された1個又は複数個のユニットと、を更に備えていてもよい。この場合、負圧により一体化することができるユニットは、ユニットU1~UnのうちユニットU1’~Un’のみである。ユニットU1’~Un’は、図5を参照して後述するように、負圧により一体化されたあとに電磁石33から発生する磁力によって一体化した状態で、例えば接着剤などの固定手段を用いて固定することができる。そのうえで、ユニットU1’~Un’とは異なる1又は複数のユニットを、ユニットU1’~Un’の上側及び下側の少なくとも何れかに積層することによって、nがn’を上回った状態の光演算装置1が得られる。なお、接着剤などの固定手段を用いてユニットU1’~Un’を固定する工程は、負圧により一体化された状態で実施することもできる。この場合、磁力によって一体化する工程を省略することができる。
However, in one aspect of the present invention, in addition to the configuration of the
上述した固定手段として接着剤を利用する場合、接着剤は、硬化反応を開始するタイミングを任意に選択可能なものであることが好ましい。このような接着剤の一例としては、紫外線硬化樹脂を用いた接着剤、及び、熱硬化型樹脂を用いた接着剤が挙げられる。本実施形態では、紫外線硬化樹脂を用いる。これらの接着剤においては、紫外線照射又は加熱を実施することにより樹脂の硬化反応が開始される。したがって、各ユニットUiを積層するときに、隣接するユニットUj’(j’は1以上n’-1以下の自然数)と、ユニットUj’+1との間に位置する開口13bに適量の接着剤を塗布しておき、接着剤が未硬化の状態において光回折素子12の光軸調整を行い、その後に接着剤を任意のタイミングで硬化させることができる。なお、接着剤を用いて一体化するユニットは、ユニットU1’~Un’に限定されず、ユニットU1~Unの全ユニットであってもよいし、ユニットU1~Unの全ユニット及び拡散ユニットUdであってもよい。
When an adhesive is used as the above-mentioned fixing means, it is preferable that the adhesive is one that allows the timing of starting the curing reaction to be selected arbitrarily. Examples of such adhesives include an adhesive using an ultraviolet curing resin and an adhesive using a thermosetting resin. In this embodiment, an ultraviolet curing resin is used. In these adhesives, the resin curing reaction is started by irradiating ultraviolet rays or heating. Therefore, when stacking each unit Ui, an appropriate amount of adhesive is applied to the
また、ユニットU1~U3の上側及び下側の少なくとも何れかに積層された複数個のユニットは、ユニットU1~U3のように負圧により一体化することができるユニットであってもよい。すなわち、本発明の範疇には、図2に示したような光演算装置1を複数個備え、それらの光演算装置1を積層することによって得られる光演算装置も含まれる。ここで、各光演算装置1は、例えば接着剤などの固定手段を用いて固定されていればよい。nがn’を上回った状態の光演算装置1は、このようにしても得られる。
The multiple units stacked on at least one of the upper and lower sides of units U1 to U3 may be units that can be integrated by negative pressure, like units U1 to U3. In other words, the scope of the present invention also includes an optical arithmetic device obtained by stacking multiple optical
なお、細孔群13d1~13d2を用いてユニットU1~Unを一体化する際のユニット間の吸着力は、貫通孔13c1~13c2を用いてユニットU1~Unを一体化する際のユニット間の吸着力よりも弱い。したがって、細孔群13d1~13d2を用いてユニットU1~Unを一体化した状態で、各ユニットUiを積層方向と直交する方向に並進させることができる。すなわち、細孔群13d1~13d2を用いてユニットU1~Unを一体化した状態で、ユニットU1~Unに含まれる光回折素子12の光軸調整を行うことができる。
The adhesive force between the units when the units U1 to Un are integrated using the hole groups 13d1 to 13d2 is weaker than the adhesive force between the units when the units U1 to Un are integrated using the through holes 13c1 to 13c2. Therefore, with the units U1 to Un integrated using the hole groups 13d1 to 13d2, each unit Ui can be translated in a direction perpendicular to the stacking direction. In other words, with the units U1 to Un integrated using the hole groups 13d1 to 13d2, the optical axis of the
なお、nとして2以上を採用しており、積層されたn個のユニットU1~Unが連続して積層されたユニットU1’,U2’を含んでいる場合、ユニットU1’に含まれるトレイ13には、一段上段のユニットU2’に含まれるトレイ13の下面により終端される貫通孔13c1が形成されている。
When n is 2 or more and the n stacked units U1 to Un include consecutively stacked units U1' and U2', the
上記の構成によれば、ユニットU1’に含まれるトレイ13に形成された貫通孔13c1の下面側から吸引を行うことにより、ユニットU1,U2を負圧により一体化することができる。
According to the above configuration, by applying suction from the underside of the through hole 13c1 formed in the
また、nとして2以上を採用しており、積層されたn個のユニットU1~Unが連続して積層されたユニットU1’,U2’を含んでいる場合、ユニットU1’に含まれるトレイ13には、一段上層のユニットU2’に含まれるトレイ13の下面により終端される細孔群13d2が形成されている。
In addition, when n is 2 or more and the n stacked units U1 to Un include consecutively stacked units U1' and U2', the
上記の構成によれば、ユニットU1’に含まれるトレイ13に形成された細孔群13d1の下面側から吸引を行うことにより、ユニットU1’,U2’を負圧により一体化することができる。
According to the above configuration, by applying suction from the underside of the group of holes 13d1 formed in the
なお、上述したように、ユニットU1’,U2’は、例えば接着剤などの固定手段を用いて、一体化した状態で固定することができる。一体化されたユニットU1’,U2’の上側及び下側の少なくとも何れかには、ユニットU1’,U2’とは異なる1又は複数のユニット、又は、別に製造された光演算装置1が積層されていてもよい。
As described above, the units U1' and U2' can be fixed in an integrated state using a fixing means such as an adhesive. At least one of the upper and lower sides of the integrated units U1' and U2' may be stacked with one or more units different from the units U1' and U2', or with an
(光回折素子の構造)
光回折素子12の構造について、図4を参照して説明する。図4は、光演算装置1が備えている各ユニットUiが備えている複数の光回折素子12のうちの1つの光回折素子の一例の斜視図である。
(Structure of Optical Diffraction Element)
The structure of the
図4に示すように、光回折素子12は、平面状の光回折素子であり、厚み又は屈折率が個別に且つ互いに独立に設定された複数のマイクロセルにより構成されている。本実施形態では、各マイクロセルにおいて、厚みを個別に且つ互いに独立に設定している。
As shown in FIG. 4, the
ここで、マイクロセルとは、例えば、セルサイズが10μm未満のセルのことを指す。また、セルサイズとは、セルの面積の平方根のことを指す。例えば、マイクロセルの平面視形状が正方形である場合、セルサイズとは、セルの一辺の長さである。セルサイズの下限は、特に限定されないが、例えば1nmである。また、光回折素子12の厚み(すなわち、各マイクロセルの厚みのうち最大の厚み)は、特に限定されないが、典型的には数μmである。 Here, a microcell refers to a cell with a cell size of less than 10 μm, for example. Also, the cell size refers to the square root of the area of the cell. For example, if the shape of the microcell in plan view is a square, the cell size is the length of one side of the cell. The lower limit of the cell size is not particularly limited, but is, for example, 1 nm. Also, the thickness of the optical diffraction element 12 (i.e., the maximum thickness among the thicknesses of each microcell) is not particularly limited, but is typically several μm.
上述した複数のマイクロセルは、透明基板11の有効領域内に形成されている。本実施形態において、透明基板11の有効領域は、一辺150μmの正方形であり、マトリックス状に配置された200×200個のマイクロセルにより構成されている。各マイクロセルは、厚さ100μmのベース(図4には不図示)上に形成された、1辺750nmの底辺を有するピラーにより構成されている。なお、各マイクロセルにおける1辺のサイズ(本実施形態では750nm)は、信号光の波長(本実施形態では1550nm)のおよそ半分であることが好ましい。各ピラーの高さは、例えば、0nm、100nm、200nm、…、1100nm、1200nm(100nmステップ13段階)の何れかであり、そのピラーにより構成されるマイクロセルの屈折率が所期の屈折率になるように決められている。
The above-mentioned multiple microcells are formed within the effective area of the
なお、本実施形態において、光回折素子12におけるピラーのサイズは750nmであるが、これに限定されない。すなわち、光回折素子12のピラーのサイズは、10μm未満であってもよい。また、光回折素子12のセル数及び有効領域サイズも任意である。
In this embodiment, the size of the pillars in the
(トレイの製造方法)
上述したトレイ13の製造方法について、以下に説明する。本実施形態では、成膜工程と、エッチング工程とを用いて、トレイ13を製造する。
(Tray manufacturing method)
The following describes a method for manufacturing the above-mentioned
成膜工程では、電界メッキ法の一例である電界ニッケルメッキ法を用いて、基材上に開口13bが設けられたトレイ13の形状のSUS430製の金属膜であって、厚みが45μmである金属膜を成膜する工程である。開口13bが設けられたトレイ13の形状は、基材上にマスクを設けておくことによって実現できる。
In the film formation process, a metal film made of SUS430 and having a thickness of 45 μm is formed in the shape of a
エッチング工程では、ウェットエッチング法あるいはケミカルエッチング法と呼ばれる方法を用いて、凹部13aに対応する領域をエッチングする工程である。本実施形態では、凹部13aに対応する領域を30μmに亘ってエッチングする。
The etching process is a process of etching the area corresponding to the
成膜工程とエッチング工程とを組み合わせることにより、容易に所望の形状を有するトレイ13を製造することができる。
By combining the film formation process and the etching process, it is possible to easily manufacture a
ただし、トレイ13の製造方法は、これに限定されない。例えば、トレイ13は、2種類のマスクパターンを用いることにより、電界メッキ法の一例である電界ニッケルメッキ法のみを用いて製造することもできる。また、トレイ13は、厚みがt2である部分(開口13bを取り囲む部分)と、厚みがsである部分(凹部13aを取り囲む部分)とを別個に製造しておき、2つの部分を接合することにより製造することもできる。2つの部分を接合する方法としては、拡散接合や接着などが挙げられる。
However, the method of manufacturing the
なお、各ユニットUiに含まれるトレイ13において、上面及び下面のうち、一方は平滑に仕上げられており、他方には微細な凹凸が形成されていることが好ましい。トレイ13の上面及び下面の両方を平滑に仕上げた場合、下側に位置するユニットUi-1の上面と、上側に位置するユニットUiの下面とが吸着あるいは接合する場合がある。この場合、ユニットUi-1に対するユニットUiの位置を調整することが困難又はできなくなってしまう。トレイ13の上面及び下面のうち、一方を平滑に仕上げておき、他方に微細な凹凸を形成しておくことにより、厚み方向の精度を出しつつ、下側に位置するユニットUi-1の上面と、上側に位置するユニットUiの下面とにおいて生じ得る貼りつきを防止できる。
It is preferable that one of the upper and lower surfaces of the
(光演算装置の製造方法)
光演算装置1の製造方法について、図5を参照して説明する。図5は、光演算装置1の製造方法M1のフローチャートである。なお、本実施形態では、各透明基板11の主面上に光回折素子12及びスペーサ12aが形成されたものが既に製造されているものとして説明する。
(Method of manufacturing optical computing device)
A manufacturing method M1 of the
図5に示すように、製造方法M1は、シール工程S11と、設置工程S12と、弱吸着工程S13と、調整工程S14と、強吸着工程S15と、着磁固定工程S16と、取り外し工程S17と、硬化工程S18と、を含んでいる。 As shown in FIG. 5, manufacturing method M1 includes a sealing process S11, an installation process S12, a weak adhesion process S13, an adjustment process S14, a strong adhesion process S15, a magnetization and fixing process S16, a removal process S17, and a hardening process S18.
シール工程S11は、透明基板11と、凹部13aとの隙間に液体を滴下することにより、透明基板11の下面とトレイ13の上面(凹部13aの底面)とを密着させることにより、ユニットUn(本実施形態では、nは、3)を製造する工程である。本実施形態では、図1に図示されているユニットUi(本実施形態では、iは、1、2、3)を製造する。本実施形態では、シール工程S11で用いる液体として、グリセリンを含有した水を用いる。ただし、液体は、これに限定されず、水であってもよいし、グリセリンであってもよい。
The sealing process S11 is a process for manufacturing a unit Un (in this embodiment, n is 3) by dripping liquid into the gap between the
設置工程S12は、ユニットU1~U3及び拡散ユニットUdを、図1に示した順番で、マスクユニットUmの上に載置する工程である。設置工程S12においては、ユニットUj(jは1以上n-1以下の自然数)の一段上層にユニットUj+1を載置するときに、ガイドピン21cをユニットUj+1の孔13fと嵌合させる。また、設置工程S12においては、ユニットUjの一段上層にユニットUj+1を載置するときに、開口13bの外縁近傍の領域に適量の接着剤(本実施形態においては、紫外線硬化樹脂)を塗布する。また、ユニットUjの一段上層に拡散ユニットUdを載置するときに、ユニットUjの上面に適量の接着剤(本実施形態においては、紫外線硬化樹脂)を塗布する。接着剤の分量及び塗布する領域は、ユニットUjの一段上層にユニットUj+1を載置したあとの状態において、開口13bの外縁近傍の領域においてユニットUj及びユニットUj+1に接触し、開口13bの中央に設けられているスペーサ12aには接触しないように定めることが好ましい。
The installation process S12 is a process of placing units U1 to U3 and diffusion unit Ud on mask unit Um in the order shown in FIG. 1. In the installation process S12, when unit Uj+1 is placed on the layer one level above unit Uj (j is a natural number between 1 and n-1),
弱吸着工程S13は、マスクユニットUmに形成された細孔群13dmの下面側から吸引を行う工程である。細孔群13dmの吸引は、真空ポンプあるいは減圧ポンプを用いて行われる。弱吸着工程S13を実施することにより、ユニットU1のトレイ13に形成された細孔群13d1と、ユニットU2のトレイ13に形成された細孔群13d2と、が吸引されるので、各ユニットUiは、マスクユニットUm上において弱く固定される。製造方法M1において、弱吸着工程S13は、取り外し工程S17を実施するまで続けられる。
The weak suction step S13 is a step of suctioning the underside of the group of holes 13dm formed in the mask unit Um. The group of holes 13dm is suctioned using a vacuum pump or a decompression pump. By carrying out the weak suction step S13, the group of holes 13d1 formed in the
製造方法M1においては、i=1からスタートして、i≦3である限り、各ユニットUiについて調整工程S14、及び、強吸着工程S15を繰り返し実施する。 In manufacturing method M1, starting from i=1, adjustment step S14 and strong adsorption step S15 are repeatedly performed for each unit Ui as long as i≦3.
調整工程S14は、マニュピュレータを用いてトレイ13の位置及び向きを調整することにより、光回折素子12の光軸調整を行う工程である。本実施形態では、マスクユニットUmの下方より、開口21bを貫通するように信号光を照射しておき、拡散ユニットUdの上方に設置したカメラを用いて、拡散板32に投影される信号光をモニターする。調整工程S14では、拡散板32に投影される信号光のパターンに応じて、光回折素子12の光軸調整を行う。調整工程S14を実施することにより、光軸調整を実施するユニット(例えばユニットUj+1)に含まれる複数の光回折素子12の何れかの光回折素子12を、一段下層のユニット(例えばユニットUj)に含まれる複数の光回折素子12の何れかの光回折素子12と、が平面視において重なる。
The adjustment process S14 is a process of adjusting the optical axis of the
強吸着工程S15は、マスクユニットUmに形成された貫通孔13cmの下面側から吸引することによって、所望のユニットUiをその下段に位置するマスクユニットUm又はユニットUi-1に強く固定する工程である。強吸着工程S15においては、マスクユニットUmに形成された貫通孔13cmのうち、何れかの貫通孔13cmを選択することにより、固定するユニットUiを選択することができる。細孔群13dmの吸引は、真空ポンプあるいは真空発生器を用いて行われる。製造方法M1において、各ユニットUiに対して実行された強吸着工程S15は、取り外し工程S17を実施するまで続けられる。すなわち、製造方法M1において、1度強く固定されたユニットUiは、取り外し工程S17を実施するまで強く固定され続ける。 The strong suction step S15 is a step of strongly fixing a desired unit Ui to the mask unit Um or unit Ui-1 located below it by sucking from the underside of the through-hole 13cm formed in the mask unit Um. In the strong suction step S15, the unit Ui to be fixed can be selected by selecting any one of the through-holes 13cm formed in the mask unit Um. The suction of the hole group 13dm is performed using a vacuum pump or a vacuum generator. In the manufacturing method M1, the strong suction step S15 performed for each unit Ui is continued until the removal step S17 is performed. In other words, in the manufacturing method M1, the unit Ui that has been strongly fixed once continues to be strongly fixed until the removal step S17 is performed.
着磁固定工程S16は、拡散ユニットUdの電磁石33をオンにすることにより、各ユニットUiのトレイ13を着磁させ、全ユニットU1~U3を一体化する工程である。
The magnetization and fixing process S16 is a process in which the
取り外し工程S17は、マスクユニットUmに形成された貫通孔13cm及び細孔群13dmの吸引を停止する工程である。取り外し工程S17を実施することにより、ユニットU1~U3をマスクユニットUmから取り外すことができる。なお、着磁固定工程S16においてオンにした電磁石33は、引き続きオンのままである。したがって、各ユニットUiの光回折素子12の光軸は、調整工程S14において調整された状態を保つことができる。
The removal process S17 is a process for stopping suction of the through holes 13cm and the group of holes 13dm formed in the mask unit Um. By carrying out the removal process S17, the units U1 to U3 can be removed from the mask unit Um. The
硬化工程S18は、取り外し工程S17を実施したあとに、電磁石33の磁力により一体化された全ユニットU1~U3及び拡散ユニットUdに紫外線を照射することによって、接着剤を構成する紫外線硬化樹脂を硬化させる工程である。硬化工程S18を実施することにより、硬化した接着剤により全ユニットU1~U3及び拡散ユニットUdを一体化することができる。したがって、全ユニットU1~U3及び拡散ユニットUdは、電磁石33をオフにしても一体化されたままの状態に保つ。
The curing step S18 is a step of curing the ultraviolet curable resin that constitutes the adhesive by irradiating ultraviolet light to all of the units U1 to U3 and the diffusion unit Ud that have been integrated by the magnetic force of the
また、製造方法M1に含まれる調整工程S14、強吸着工程S15、着磁固定工程S16、取り外し工程S17、及び硬化工程S18は、上述した硬化工程S18において一体化されたユニットU1~U3に対して、別のユニットを積層したうえで一体化する場合にも用いることができる。 The adjustment process S14, strong adhesion process S15, magnetization and fixing process S16, removal process S17, and hardening process S18 included in manufacturing method M1 can also be used when stacking and integrating another unit with the units U1 to U3 integrated in the above-mentioned hardening process S18.
以上のように、製造方法M1を実施することにより、各ユニットUiの光回折素子12の光軸が調整された光演算装置1を得ることができる。
As described above, by carrying out manufacturing method M1, an
〔第2の実施形態〕
本発明の第2の実施形態に係る光演算装置1Aの構成について、図6を参照して説明する。図6(a)は、光演算装置1Aに含まれるユニットU3Aの上面の平面図であり、(b)は、光演算装置1Aに含まれるユニットU2Aの上面の平面図であり、(c)は、光演算装置1Aに含まれるユニットU1Aの上面の平面図である。
Second Embodiment
The configuration of an optical
光演算装置1Aは、第1の実施形態に係る光演算装置1(図1~図3参照)をベースにしており、光演算装置1の一変形例であるとも言える。本実施形態においては、光演算装置1Aの構成のうち光演算装置1と異なる構成についてのみ説明し、光演算装置1と同じ構成についての説明を省略する。
The optical
光演算装置1Aは、n個のユニットU1A~UnAを備えている。ユニットUiAは、透明基板11と、複数(本実施形態では6個)の光回折素子1211,1212,1213,1221,1222,1223と、トレイ13と、を有している。ここで、iは、1以上n以下の自然数である。なお、図示した例において、nは、3であり、iは、1、2、3である。
The
ユニットUiAは、光演算装置1が備えているユニットUiと比較して、複数の光回折素子1211,1212,1213,1221,1222,1223を備えている点と、各ユニットUiAのトレイ13に孔13fの代わりに長孔13fAが形成されている点と、貫通孔13c1,13c2が形成されている領域及びパターンと、細孔群13d1,13d2が形成されている領域及びパターンと、が異なる。本実施形態では、光回折素子1211,1212,1213,1221,1222,1223と、長孔13fAと、長孔13fAに関連するガイドピン21cと、貫通孔13c1,13c2と、細孔群13d1,13d2と、について説明する。
The unit UiA is different from the unit Ui included in the
(光回折素子)
光回折素子1211,1212,1213,1221,1222,1223は、光演算装置1における光回折素子12と同様に、透明基板11の上面(特許請求の範囲における「一方の主面」)に形成されている。図6の(a)~(c)に示すように、各光回折素子12IJは、N行M列の行列状に配置されている。ここで、Nは、1以上の任意の自然数であり、Mは、2以上の任意の自然数であり、Iは、1以上N以下の自然数であり、Jは、1以上M以下の自然数である。なお、図示した例において、Nは2であり、Mは3であり、Iは、1、2であり、Jは、1、2、3である。また、各光回折素子12IJは、図4に示した光回折素子12と同様に構成されている。ただし、各光回折素子12IJにおいては、複数のマイクロセルにおける厚み又は屈折率の分布が個別に設定されている。なお、図6の(a)~(c)において、各光回折素子12IJの周囲を取り囲む正方形の実線は、スペーサ12a(図2参照)を模式的に示している。図6の(a)~(c)では、スペーサ12aについて符号の図示を省略している。
(Optical Diffraction Element)
The
なお、以下において、N行M列の行列において、同一行内で列の番号が変化する方向(図6の(a)~(c)においてはx軸方向)を列方向と称する。また、N行M列の行列において、同一列内で行の番号が変化する方向(図6の(a)~(c)においてはy軸方向)を行方向と称する。 In the following, in a matrix with N rows and M columns, the direction in which the column number changes within the same row (the x-axis direction in (a) to (c) of Figure 6) is referred to as the column direction. Also, in a matrix with N rows and M columns, the direction in which the row number changes within the same column (the y-axis direction in (a) to (c) of Figure 6) is referred to as the row direction.
本実施形態において、各光回折素子12IJにおける列方向のピッチ及び行方向のピッチは、何れも、5.5mmである。ただし、各光回折素子12IJにおける列方向のピッチ及び行方向のピッチは、これに限定されず、適宜定めることができる。また、各光回折素子12IJにおける列方向のピッチ及び行方向のピッチは、異なっていてもよい。なお、各光回折素子12IJにおける列方向のピッチとは、列方向において隣接する光回折素子同士の中心間距離を意味し、各光回折素子12IJにおける行方向のピッチとは、列方向において隣接する光回折素子同士の中心間距離を意味する。 In this embodiment, the pitch in the column direction and the pitch in the row direction of each optical diffraction element 12IJ are both 5.5 mm. However, the pitch in the column direction and the pitch in the row direction of each optical diffraction element 12IJ are not limited to this and can be appropriately determined. In addition, the pitch in the column direction and the pitch in the row direction of each optical diffraction element 12IJ may be different. Note that the pitch in the column direction of each optical diffraction element 12IJ means the center-to-center distance between adjacent optical diffraction elements in the column direction, and the pitch in the row direction of each optical diffraction element 12IJ means the center-to-center distance between adjacent optical diffraction elements in the column direction.
(ガイドピン)
図6に示すように、光演算装置1AのマスクユニットUmAに設けられているガイドピン21cは、光演算装置1のマスクユニットUmAに設けられているガイドピン21c(図1参照)と比較して、半径が小さく構成されている。これは、各光回折素子12IJが行列状に配置されていることに伴い、光軸調整に用いる光回折素子12IJを同一行内において選択する場合に、トレイ13を列方向に沿って移動可能にするための構成である。
(Guide pin)
6, the guide pins 21c provided on the mask unit UmA of the
ガイドピン21cの半径を光演算装置1におけるガイドピン21cの半径よりも小さくすることによって、トレイ13の枠体を構成する一対の短辺の幅の範囲内におけるトレイ13の移動量であって、列方向に沿った移動量を大きくすることができる。なお、詳しくは後述するが、光演算装置1Aにおいてトレイ13の枠体に形成されている長孔13fAの形状が円形ではなく角丸長円形であるのも、トレイ13の列方向に沿った移動量を大きくするための構成である。
By making the radius of the
(長孔)
各ユニットUiAに含まれるトレイ13のうち、外周部と凹部13aとの間に介在する枠体には、トレイ13の上面から下面まで貫通する一対の長孔13fAが形成されている。ただし、ユニットU1Aのトレイ13に形成されている長孔13fAと、ユニットU2A~UnA(本実施形態においてはユニットU2A,U3A)に形成されている長孔13fAとでは、態様が異なる。これらの長孔13fAの形状及び配置について以下に説明する。
(long hole)
In the
ユニットU1Aのトレイ13に形成されている一対の長孔13fAは、図1に示した光演算装置1の各ユニットUiAのトレイ13に形成されている一対の孔13fに対応する。一対の孔13fにおいて、開口部の形状は、円形である。それに対して、一対の長孔13fAにおいては、開口部の形状として角丸長円形を採用している。角丸長円形とは、長方形と、2つの半円とにより構成された図形である。ここで、2つの半円の直径は、何れも、長方形を構成する一対の短辺と等しくなるように定められている。そのうえで、長方形を構成する一対の短辺の各々に半円の弦の部分を接合することにより、角丸長円形は得られる。以下において、2つの半円の各々の中心を通り、且つ、2つの半円の各々の弧との交点を両端とする線分を長軸と称する。また、長軸の中点を通り、且つ、長方形の一対の長辺の各々との交点を両端する線分であって、長軸と直交する線分を短軸と称する。長軸の長さは、長方形の長辺の長さと、半円の直径との和と等しく、短軸の長さは、長方形の短辺の長さと等しい。
A pair of oblong holes 13fA formed in the
一対の長孔13fAの各々は、その長軸がN行M列の行列の列方向と平行になるように形成されている。ただし、長孔13fAの開口部の形状は、長軸及び短軸を有している形状であればよい。角丸長円形以外の開口部の形状としては、例えば、長方形や、楕円などが挙げられる。 Each of the pair of long holes 13fA is formed so that its long axis is parallel to the column direction of the matrix of N rows and M columns. However, the shape of the opening of the long hole 13fA may be any shape that has a long axis and a short axis. Examples of shapes of the opening other than a rounded oval include a rectangle and an ellipse.
ユニットU2A,U3Aに形成されている一対の長孔13fAの各々は、それぞれ、3つの長孔13f1~13f3により構成されている。一対の長孔13fAを構成する長孔13f1~13f3の数は、複数の光回折素子の行数Nを用いて2N-1で表される。 Each pair of slots 13fA formed in units U2A and U3A is composed of three slots 13f1 to 13f3. The number of slots 13f1 to 13f3 constituting the pair of slots 13fA is expressed as 2N-1, where N is the number of rows of the optical diffraction elements.
一対の長孔13f1は、ユニットU1Aにおける長孔13fAと同様に形成されている。ガイドピン21cに対して長孔13f1を嵌合させるように、ユニットU1Aの上層にユニットU2Aを載置した場合、ユニットU1Aの1行目に配置された光回折素子121Jの何れかに対して、ユニットU2Aの1行目に配置された光回折素子121Jの何れかを重ねることができる。また、この場合、ユニットU1Aの2行目に配置された光回折素子122Jの何れかに対して、ユニットU2Aの2行目に配置された光回折素子122Jの何れかを重ねることができる。ユニットU3Aについても、ユニットU2Aと同様である。 The pair of elongated holes 13f1 are formed in the same manner as the elongated holes 13fA in the unit U1A. When the unit U2A is placed on the upper layer of the unit U1A so that the elongated holes 13f1 are fitted to the guide pins 21c, any one of the optical diffraction elements 121J arranged in the first row of the unit U2A can be overlapped with any one of the optical diffraction elements 121J arranged in the first row of the unit U1A. In this case, any one of the optical diffraction elements 122J arranged in the second row of the unit U2A can be overlapped with any one of the optical diffraction elements 122J arranged in the second row of the unit U1A. The unit U3A is similar to the unit U2A.
一対の長孔13f2,13f3は、一対の長孔13f1と同様に、その長軸がN行M列の行列の列方向と平行になるように形成されている。一対の長孔13f2,13f3は、一対の長孔13f1を行方向に沿って挟み込むように形成されている。図6に示した状態において、一対の長孔13f2は、一対の長孔13f1の上側(y軸正方向)に形成されており、一対の長孔13f3は、一対の長孔13f1の下側(y軸負方向)に形成されている。 The pair of long holes 13f2, 13f3, like the pair of long holes 13f1, are formed so that their long axes are parallel to the column direction of the matrix of N rows and M columns. The pair of long holes 13f2, 13f3 are formed so as to sandwich the pair of long holes 13f1 in the row direction. In the state shown in FIG. 6, the pair of long holes 13f2 are formed above the pair of long holes 13f1 (positive y-axis direction), and the pair of long holes 13f3 are formed below the pair of long holes 13f1 (negative y-axis direction).
一対の長孔13f1~13f3において、隣接する長軸同士の行方向におけるピッチは、各光回折素子12IJの行方向におけるピッチと等しくなるように構成されている。本実施形態において、隣接する長孔同士の行方向におけるピッチは、5.5mmである。ただし、隣接する長軸同士の行方向におけるピッチは、これに限定されず、各光回折素子12IJにおける行方向におけるピッチに応じて適宜定めることができる。なお、隣接する長孔同士の行方向におけるピッチとは、行方向に沿って隣接する2つの長孔における長軸同士の距離を意味する。 In each pair of slots 13f1 to 13f3, the pitch between adjacent long axes in the row direction is configured to be equal to the pitch of each optical diffraction element 12IJ in the row direction. In this embodiment, the pitch between adjacent slots in the row direction is 5.5 mm. However, the pitch between adjacent long axes in the row direction is not limited to this and can be appropriately determined according to the pitch of each optical diffraction element 12IJ in the row direction. The pitch between adjacent slots in the row direction means the distance between the long axes of two slots adjacent to each other in the row direction.
なお、長孔13f1~13f3の短軸の長さは、ガイドピン21cの直径を僅かに上回るように設計されている。この短軸の長さとガイドピン21cの直径との差分は、長孔13f1~13f3とガイドピン21cとにおける遊びを、行方向において生じさせる。この遊びは、各ユニットUiAにおける光回折素子12IJの光軸調整における行方向における調整代として機能する。なお、長孔13f1~13f3において、隣接する長軸同士の行方向におけるピッチを各光回折素子12IJの行方向におけるピッチと等しくするために、長孔13f1~13f3の短軸の長さ、及び、ガイドピン21cの直径は、各光回折素子12IJの行方向におけるピッチを下回るように定められている。
The length of the short axis of the long holes 13f1 to 13f3 is designed to be slightly longer than the diameter of the
ガイドピン21cに対して長孔13f2を嵌合させるように、ユニットU1Aの上層にユニットU2Aを載置した場合、ユニットU1Aの2行目に配置された光回折素子122Jの何れかに対して、ユニットU2Aの1行目に配置された光回折素子121Jの何れかを重ねることができる。また、ガイドピン21cに対して長孔13f3を嵌合させるように、ユニットU1Aの上層にユニットU2Aを載置した場合、ユニットU1Aの1行目に配置された光回折素子121Jの何れかに対して、ユニットU2Aの2行目に配置された光回折素子122Jの何れかを重ねることができる。ユニットU3Aについても、ユニットU2Aと同様である。
When the unit U2A is placed on the upper layer of the unit U1A so that the long hole 13f2 fits into the
光演算装置1Aにおいては、ユニットU2A~UnAを積層するときに、ガイドピン21cに対して嵌合させる長孔を長孔13f1~13f3のなかから選択することによって、ユニットU2A~UnAの各々において光軸調整に用いる光回折素子を光回折素子121J及び光回折素子122Jのいずれにするかを選択することができる。すなわち、光軸調整に用いる光回折素子を行方向において選択することができる。
In the
また、上述したように、光演算装置1Aにおいては、各ユニットUiAのトレイ13に、開口部が角丸長円形である一対の長孔13fAが形成されている。したがって、各ユニットUiAにおいて光軸調整に用いる光回折素子を、予め選択された光回折素子121J又は光回折素子122Jの中から選択することができる。すなわち、光軸調整に用いる光回折素子を列方向において選択することができる。
As described above, in the
以上のように、各ユニットUiAにおいて光軸調整に用いる光回折素子を行方向及び列方向の何れにおいても選択することができるので、各ユニットUiAにおいて任意の光回折素子12IJを選択し、光軸調整することができる。したがって、光演算装置1Aにおいて、ユニットU1A~UnAは、ユニットUjA(jは1以上n-1以下の自然数)に含まれる複数の光回折素子12IJの何れかと、一段上層のユニットUj+1Aに含まれる複数の光回折素子12IJの何れかと、が平面視において重なるように積層されている。本実施形態において平面視とは、各ユニットUiAの透明基板11を、透明基板11の主面における法線方向(図6に図示した座標系におけるz軸方向)から見ることを意味する。
As described above, the optical diffraction element used for optical axis adjustment in each unit UiA can be selected in either the row direction or the column direction, so that an arbitrary
なお、ユニットU2A,U3Aの各々において、トレイ13に形成された長孔13f2の数は限定されないが、複数であることが好ましく、本実施形態では2個としている。同様に、ユニットU2A,U3Aの各々において、トレイ13に形成された長孔13f3の数は限定されないが、複数であることが好ましく、本実施形態では2個としている。長孔13f2及び長孔13f3の数が複数であることにより、第1の実施形態における孔13fと同様に、光軸調整を行う際に、粗調を実施する工程を省略することができるので、光軸調整が容易になる。
In each of units U2A and U3A, the number of long holes 13f2 formed in the
(貫通孔)
光演算装置1Aでは、上述したように、各ユニットUiAにおいて光軸調整に用いる光回折素子を行方向及び列方向の何れにおいても選択することができる。それに伴い、光演算装置1Aにおいては、ユニットU1Aのトレイ13に形成している貫通孔13c1と、ユニットU2Aのトレイ13に形成している貫通孔13c2との構成を、光演算装置1の場合とは異ならせている。光演算装置1Aにおける貫通孔13c1,13c2について、以下に説明する。
(Through hole)
As described above, in the
図6の(a)~(c)の各々に示すように、各ユニットUiAのトレイ13は、トレイ13の重心を通り且つy軸と平行な直線を対称軸として鏡映対称であり、トレイ13の重心を通り且つx軸と平行な直線を対称軸として鏡映対称であるように構成されている。なお、トレイ13の重心は、長方形であるトレイ13の主部における2本の対角線の交点と一致する。以下において、トレイ13の重心をxy平面の原点に見立てて、x及びyが正である領域を第1象限と称し、xが負且つyが正である領域を第2象限と称し、x及びyが負である領域を第3象限と称し、xが正且つyが負である領域を第4象限と称する。
As shown in each of (a) to (c) of FIG. 6, the
ユニットU1Aのトレイ13に形成された貫通孔13c1(図6の(a)参照)、及び、ユニットU2Aのトレイ13に形成された貫通孔13c2(図6の(b)参照)の各々は、第1象限~第4象限の各々に、それぞれ、1セットずつ形成されている。本実施形態では、第1象限を例に用いて貫通孔13c1,13c2について説明し、第2象限~第4象限に形成された貫通孔13c1,13c2についての説明を省略する。
Through holes 13c1 (see FIG. 6A) formed in the
図6の(a)に示すように、ユニットU1Aのトレイ13の第1象限には、2行5列の貫通孔13c1が形成されている。なお、マスクユニットUmには、ユニットU1Aのトレイ13に形成された貫通孔13c1と連通するように2行5列の貫通孔13cm(図6には不図示)が形成されており、且つ、2行5列の貫通孔13cmとは別の位置であって、ユニットU1Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端される位置に更なる貫通孔13cmが形成されている。更なる貫通孔13cmは、ユニットU1Aを吸着するために用いられる。これらの貫通孔13cmには、貫通孔13cmを吸引するための第1のチューブが接続されている。
As shown in FIG. 6A, two rows and five columns of through holes 13c1 are formed in the first quadrant of the
本実施形態においては、2行5列の貫通孔13cmのうち列が異なる貫通孔13cmと、上述した更なる貫通孔13cmとにおける吸引のオン/オフを独立して制御するために、列ごとに個別の第1のチューブを貫通孔13cmに接続し、且つ、更なる第1のチューブを上述した更なる貫通孔13cmに接続している。すなわち、第1象限の貫通孔13cmには、内部を吸引するための計6本の第1のチューブが接続されている。 In this embodiment, in order to independently control the on/off of suction in the through holes 13cm in different columns among the 2 rows and 5 columns of through holes 13cm and the further through holes 13cm described above, a separate first tube is connected to the through hole 13cm for each column, and the further first tube is connected to the further through hole 13cm described above. In other words, a total of six first tubes for suctioning the inside are connected to the through holes 13cm in the first quadrant.
なお、第2象限~第4象限の各貫通孔13cmにも、同様に、計6本の第1のチューブが接続されている。第1象限~第4象限の各貫通孔13cmに接続された計24本の第1のチューブは、同じ列又は更なる貫通孔13cmに対応する4本ごとに1本の第2のチューブにまとめられる。したがって、全象限の貫通孔13cmには、6本の第2のチューブが接続されている。各第2のチューブには、第1のバルブが設けられている。第2のチューブの各々に設けられた第1のバルブを個別に開閉することによって、列が異なる貫通孔13cm及び更なる貫通孔13cmにおける吸引のオン/オフ、及び、列が異なる貫通孔13c1における吸引のオン/オフを独立して制御することができる。 Similarly, a total of six first tubes are connected to each of the through holes 13cm in the second to fourth quadrants. The total of 24 first tubes connected to each of the through holes 13cm in the first to fourth quadrants are grouped into one second tube for every four tubes corresponding to the same row or further through holes 13cm. Thus, six second tubes are connected to the through holes 13cm in all quadrants. Each second tube is provided with a first valve. By individually opening and closing the first valves provided on each of the second tubes, it is possible to independently control the on/off of suction in the through holes 13cm and further through holes 13cm in different rows, and the on/off of suction in the through holes 13c1 in different rows.
図6の(b)に示すように、ユニットU2Aのトレイ13の第1象限には、2行1列の貫通孔13c2が形成されている。このように、貫通孔13c2の数は、貫通孔13c1の数よりも少ないため、貫通孔13c1の何れかは、ユニットU2Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端される。したがって、ユニットU2Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端されている貫通孔13c1を吸引することにより、ユニットU2Aを吸着することができる。
As shown in FIG. 6B, two rows and one column of through holes 13c2 are formed in the first quadrant of the
また、2行1列の貫通孔13c2のうち少なくとも何れか一方の貫通孔13c2は、2行5列の貫通孔13c1の何れかと連通し、且つ、ユニットU3Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端される。したがって、ユニットU3Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端されている貫通孔13c2を吸引することにより、ユニットU3Aを吸着することができる。
At least one of the through holes 13c2 in the two rows and one column communicates with one of the through holes 13c1 in the two rows and five columns, and is terminated by the main surface on the negative z-axis side of the
このように構成された光演算装置1Aでは、ユニットU1Aの貫通孔13c1、及び、ユニットU2Aの貫通孔13c2が何れも2行の貫通孔により構成されていることにより、ガイドピン21cに嵌合させる長孔として長孔13f1~13f3の何れを選択した場合であっても、各ユニットUiAをi=1からi=3まで順番に吸着することができる。
In the
(細孔群)
光演算装置1Aでは、上述したように、各ユニットUiAにおいて光軸調整に用いる光回折素子を行方向及び列方向の何れにおいても選択することができる。それに伴い、光演算装置1Aにおいては、ユニットU1Aのトレイ13に形成している細孔群13d1と、ユニットU2Aのトレイ13に形成している細孔群13d2との構成を、光演算装置1の場合とは異ならせている。光演算装置1Aにおける細孔群13d1,13d2について、以下に説明する。
(Pores)
As described above, in the
ユニットU1Aのトレイ13に形成された細孔群13d1(図6の(a)参照)、及び、ユニットU2Aのトレイ13に形成された細孔群13d2(図6の(b)参照)の各々は、上述した第1象限~第4象限の各々に、それぞれ、1セットずつ形成されており、且つ、第1象限と第2象限とにまたがる領域、及び、第3象限と第4象限とにまたがる領域の各々に、それぞれ、1セットずつ形成されている。以下では、第1象限~第4象限の各々に形成された細孔群13d1及び細孔群13d2を第1の細孔群13d1及び第1の細孔群13d2と称し、第1象限と第2象限とにまたがる領域、及び、第3象限と第4象限とにまたがる領域に形成された細孔群13d1及び細孔群13d2を、第2の細孔群13d1及び第2の細孔群13d2と称する。
The group of pores 13d1 (see FIG. 6(a)) formed in the
本実施形態では、第1象限を例に用いて第1の細孔群13d1,13d2について説明し、第2象限~第4象限に形成された第1の細孔群13d1,13d2についての説明を省略する。なお、第2の細孔群13d1,13d2は、第1の細孔群13d1,13d2と比較して、形成されている領域の位置及び大きさが異なる。ただし、形成されている領域の位置及び大きさを除けば、第2の細孔群13d1,13d2は、第1の細孔群13d1,13d2と同様に構成されている。したがって、本実施形態では、第2の細孔群13d1,13d2に関する詳しい説明を省略する。 In this embodiment, the first pore groups 13d1 and 13d2 are described using the first quadrant as an example, and a description of the first pore groups 13d1 and 13d2 formed in the second to fourth quadrants is omitted. The second pore groups 13d1 and 13d2 are different from the first pore groups 13d1 and 13d2 in the position and size of the region in which they are formed. However, apart from the position and size of the region in which they are formed, the second pore groups 13d1 and 13d2 are configured in the same way as the first pore groups 13d1 and 13d2. Therefore, in this embodiment, a detailed description of the second pore groups 13d1 and 13d2 is omitted.
図6の(a)に示すように、ユニットU1Aのトレイ13の第1象限には、複数の細孔からなる第1の細孔群13d1が形成されている。これらの各細孔の直径は、貫通孔13c1,13c2を構成する貫通孔の直径よりも小さい。この点は、後述する第1の細孔群13d2においても同様である。したがって、第1の細孔群13d1,13d2を用いた場合の吸着力は、貫通孔13c1,13c2を用いた場合の吸着力よりも弱い。したがって、貫通孔13c1,13c2を用いた吸着を強吸着とも称し、第1の細孔群13d1,13d2を用いた吸着を弱吸着とも称する。
As shown in FIG. 6A, a first group of holes 13d1 consisting of a plurality of holes is formed in the first quadrant of the
また、第1の細孔群13d1において、複数の細孔は、長方形状の領域内に、平面六方格子の構造となるように形成されている。なお、マスクユニットUmには、ユニットU1Aのトレイ13に形成された第1の細孔群13d1と連通するように細孔群13dm(図6には不図示)が形成されている。これらの細孔群13dmには、内部を吸引するための第3のチューブが接続されている。
In addition, in the first group of holes 13d1, the multiple holes are formed in a rectangular region so as to have a planar hexagonal lattice structure. In addition, in the mask unit Um, a group of holes 13dm (not shown in FIG. 6) is formed so as to communicate with the first group of holes 13d1 formed in the
本実施形態において、第1の細孔群13d1は、1行5列のサブ領域に区分けされている。1行5列のサブ領域のうち列が異なるサブ領域における吸引のオン/オフを独立して制御するために、列ごとに個別の第3のチューブをサブ領域に接続している。すなわち、第1象限のサブ領域には、内部を吸引するための計5本の第3のチューブが接続されている。 In this embodiment, the first group of holes 13d1 is divided into sub-regions of one row and five columns. In order to independently control the on/off of suction in different columns of the one row and five columns of the sub-regions, a separate third tube is connected to each sub-region for each column. In other words, a total of five third tubes for suctioning the inside are connected to the sub-regions in the first quadrant.
なお、第2象限~第4象限の各第1の細孔群13d1にも、同様に、計5本の第3のチューブが接続されている。第1象限~第4象限の各第1の細孔群13d1に接続された計20本の第3のチューブは、同じ列に対応する4本ごとに1本の第4のチューブにまとめられる。したがって、全象限の第1の細孔群13d1には、5本の第4のチューブが接続されている。各第4のチューブには、第2のバルブが設けられている。第4のチューブの各々に設けられた第2のバルブを個別に開閉することによって、第1の細孔群13d1のうち列が異なるサブ領域における吸引のオン/オフを独立して制御することができる。 Similarly, a total of five third tubes are connected to each of the first pore groups 13d1 in the second to fourth quadrants. A total of 20 third tubes connected to each of the first pore groups 13d1 in the first to fourth quadrants are grouped into one fourth tube for every four tubes corresponding to the same row. Therefore, five fourth tubes are connected to the first pore groups 13d1 in all quadrants. A second valve is provided on each fourth tube. By individually opening and closing the second valves provided on each fourth tube, it is possible to independently control the on/off of suction in sub-regions of different rows of the first pore group 13d1.
図6の(b)に示すように、ユニットU2Aのトレイ13の第1象限には、複数の細孔からなる第1の細孔群13d2が形成されている。これらの各細孔は、貫通孔13c1,13c2を構成する貫通孔の直径よりも小さい。また、第1の細孔群13d2において、複数の細孔は、長方形状の領域内に、平面六方格子の構造となるように形成されている。なお、第1の細孔群13d2が形成されている長方形状の領域は、第1の細孔群13d1が形成されている長方形状の領域と比較して、y軸方向に沿った長さが短くなるように構成されている。このように、第1の細孔群13d2が形成されている長方形状の領域は、第1の細孔群13d1が形成されている長方形状の領域よりも狭いため、第1の細孔群13d1の何れかは、ユニットU2Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端される。したがって、ユニットU2Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端されている第1の細孔群13d1を吸引することにより、ユニットU2Aを吸着することができる。
As shown in FIG. 6B, a first pore group 13d2 consisting of a plurality of pores is formed in the first quadrant of the
また、第1の細孔群13d2のうち少なくとも何れかは、第1の細孔群13d1の何れかと連通し、且つ、ユニットU3Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端される。したがって、ユニットU3Aのトレイ13のz軸負方向側の主面により終端されている第1の細孔群13d2を吸引することにより、ユニットU3Aを吸着することができる。
At least one of the first pore groups 13d2 communicates with one of the first pore groups 13d1 and terminates at the main surface on the negative z-axis side of the
このように構成された光演算装置1Aでは、ガイドピン21cに嵌合させる長孔として長孔13f1~13f3の何れを選択した場合であっても、各ユニットUiAをi=1からi=3までまとめて吸着することができる。
In the
(変形例)
なお、図6に示した光演算装置1Aは、n=3を採用しており、且つ、ユニットU1A~U3Aの全てを負圧により一体化することができるように構成されている。ただし、本発明の一態様においては、図6に示したユニットU1A~U3Aに加えて、(1)ユニットU3Aに含まれるトレイの前記一方の主面側(図6に示した状態においては上側)に積層された1個又は複数個のユニット(例えばユニットU3Aと同様に構成されたユニット)を更に備えていてもよいし、(2)ユニットU1Aに含まれるトレイの前記一方の主面と反対側の主面側(図2に示した状態においては下側)に積層された1個又は複数個のユニット(例えばユニットU3Aと同様に構成されたユニット)を更に備えていてもよいし、(3)ユニットU3Aの上側に積層された1個又は複数個のユニットと、ユニットU1Aの下側に積層された1個又は複数個のユニットと、を更に備えていてもよい。この場合、光演算装置1Aが備えているユニットの総数nは、3よりも大きくなり、負圧により一体化することができるユニットは、ユニットU1A~UnAのうちユニットU1’A~Un’A(この場合では、n’=3)のみである。この点について、光演算装置1Aは、光演算装置1と同様である。
(Modification)
The
また、本実施形態では、複数の光回折素子12IJの配列として、N行M列(Nは1以上の任意の自然数、且つ、Mは2以上の任意の自然数)の行列状の配列を採用している。ただし、複数の光回折素子12IJの配列は、これに限定されず、N行1列(Nは1以上の任意の自然数)の行列状の配列であってもよい。この場合、各ユニットUiAにおいて光軸調整に用いる光回折素子を選択するために、トレイ13を列方向に沿って移動させる必要がない。そのため、N行1列の配列を採用する場合は、図6の(c)に図示されている長孔13fA、図6の(b)に図示されている長孔13f1,13f2,13f3、及び、図6の(a)に図示されている長孔13f1,13f2,13f3の代わりに、開口部の形状が円形状である貫通孔を採用することが好ましい。
In addition, in this embodiment, a matrix arrangement of N rows and M columns (N is any natural number equal to or greater than 1, and M is any natural number equal to or greater than 2) is adopted as the arrangement of the multiple optical diffraction elements 12IJ. However, the arrangement of the multiple optical diffraction elements 12IJ is not limited to this, and may be a matrix arrangement of N rows and 1 column (N is any natural number equal to or greater than 1). In this case, it is not necessary to move the
すなわち、ユニットU1Aのトレイ13には、開口部が円形状である孔(好ましくは一対の孔)が形成されており、各ユニットU1A,U2Aのトレイ13には、行方向におけるピッチが各光回折素子12IJの行方向におけるピッチと等しい孔(好ましくは一対の孔)が形成されていることが好ましい。
That is, the
(製造方法)
光演算装置1Aの製造方法は、図5に示した光演算装置1の製造方法M1をベースにして、設置工程S12を変形することによって得られる。本実施形態では、変形後の設置工程S12についてのみ説明し、シール工程S11、弱吸着工程S13、調整工程S14、強吸着工程S15、着磁固定工程S16、及び取り外し工程S17の説明を省略する。
(Production method)
The manufacturing method of the
ユニットU1Aのトレイ13に形成された長孔13fAと、ユニットU2A,U3Aのトレイ13に形成された長孔13fAとの態様の違いに起因して、変形後の設置工程S12は、第1の設置工程と第2の設置工程とを含んでいる。
Due to the difference in shape between the long holes 13fA formed in the
本製造方法において用いるマスクユニットUmは、製造方法M1において用いるマスクユニットUm(図1参照)と同様にガイドピン21cを備えている。ガイドピン21cは、マスクユニットUmの上面(特許請求の範囲におけるユニットの一方の主面の一例)から突出するように設けられている。第1の設置工程は、マスクユニットUmの上面にユニットU1Aを載置する工程である。第1の設置工程においては、マスクユニットUmの上面にユニットU1Aを載置するときに、ガイドピン21cをユニットU1Aの長孔13fAと嵌合させる。
The mask unit Um used in this manufacturing method has
第2の設置工程は、ユニットUjA(jは1以上n-1以下の自然数)の一段上層にユニットUj+1Aが位置するようにユニットU2A~UnAを載置する工程である。本実施形態において、第2の設置工程は、ユニットU1Aの一段上層にユニットU2Aを載置し、ユニットU2Aの一段上層にユニットU3Aを載置する工程である。第2の設置工程においては、ユニットUjAの一段上層にユニットUj+1Aを載置するときに、ガイドピン21cをユニットUj+1の長孔13f1~13f3のうち何れかの長孔と嵌合させる。
The second installation process is a process of placing units U2A to UnA so that unit Uj+1A is located one layer above unit UjA (j is a natural number between 1 and n-1). In this embodiment, the second installation process is a process of placing unit U2A one layer above unit U1A, and placing unit U3A one layer above unit U2A. In the second installation process, when unit Uj+1A is placed one layer above unit UjA,
本製造方法においては、ユニットU2A~UnAを積層するときに、ガイドピン21cに対して嵌合させる長孔を長孔13f1~13f3のなかから選択することによって、光軸調整に用いる光回折素子を行方向において選択することができる。
In this manufacturing method, when stacking units U2A to UnA, the optical diffraction element to be used for optical axis adjustment can be selected in the row direction by selecting the long hole to be fitted into
また、本製造方法においては、各ユニットUiAのトレイ13に、開口部が角丸長円形である一対の長孔13fAが形成されていることによって、光軸調整に用いる光回折素子を列方向において選択することができる。
In addition, in this manufacturing method, a pair of elongated holes 13fA with rounded oval openings are formed in the
以上のように、本製造方法では、各ユニットUiAにおいて光軸調整に用いる光回折素子を行方向及び列方向の何れにおいても選択することができるので、ユニットUjAに含まれる複数の光回折素子12IJの何れかと、一段上層のユニットUj+1Aに含まれる複数の光回折素子12IJの何れかと、を平面視において任意に重ねることができる。 As described above, in this manufacturing method, the optical diffraction element used for optical axis adjustment in each unit UiA can be selected in either the row direction or the column direction, so that any one of the multiple optical diffraction elements 12IJ included in unit UjA can be arbitrarily overlapped in a planar view with any one of the multiple optical diffraction elements 12IJ included in unit Uj+1A, which is one layer above.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
1 光演算装置
11 透明基板
12 光回折素子
12a スペーサ
13 トレイ
13a 凹部
13b 開口
13cm,13c1,13c2 貫通孔
13dm,13d1,13d2 細孔群
1
Claims (11)
各ユニットUi(iは1以上n以下の自然数)は、透明基板、前記透明基板の一方の主面に形成された複数の光回折素子、及び、前記透明基板よりも厚いトレイであって、一方の主面に凹部が形成され、前記凹部内に開口が形成されたトレイを含み、前記光回折素子が前記透明基板を介して前記開口と重なるように配置された構造であり、
ユニットU1~Unは、ユニットUj(jは1以上n-1以下の自然数)に含まれる前記複数の光回折素子の何れかの光回折素子と、一段上層のユニットUj+1に含まれる前記複数の光回折素子の何れかの光回折素子と、が平面視において重なるように積層されている、
ことを特徴とする光演算装置。 The device includes n units U1 to Un (n is any natural number equal to or greater than 2),
Each unit Ui (i is a natural number of 1 to n) includes a transparent substrate, a plurality of optical diffraction elements formed on one main surface of the transparent substrate, and a tray that is thicker than the transparent substrate, the tray having a recess formed on one main surface and an opening formed in the recess, and the optical diffraction elements are arranged to overlap with the opening via the transparent substrate,
The units U1 to Un are stacked such that any one of the plurality of optical diffraction elements included in a unit Uj (j is a natural number not less than 1 and not more than n-1) overlaps any one of the plurality of optical diffraction elements included in a unit Uj+1 one level above in plan view.
An optical computing device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の光演算装置。 The transparent substrate is made of glass, and the tray is made of metal.
2. The optical computing device according to claim 1 .
各ユニットUi’(i’は1以上n’以下の自然数)において、前記複数の光回折素子は、N行M列(Nは1以上の任意の自然数であり、Mは2以上の任意の自然数)の行列状に配置されており、
ユニットU1’のトレイには、長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な少なくとも1個の長孔が形成されており、
各ユニットUk’(k’は、2以上n’以下の自然数)のトレイには、各々の長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な複数の長孔であって、隣接する長孔同士の行方向におけるピッチが前記複数の光回折素子に含まれる各光回折素子の行方向におけるピッチと等しい複数の長孔が形成されており、
ユニットU1’~Un’は、各ユニットUi’の前記トレイに形成された長孔の一部同士が重なるように積層されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光演算装置。 The n stacked units U1 to Un include units U1' to Un'(n' is a natural number between 2 and n) stacked successively,
In each unit Ui′ (i′ is a natural number equal to or greater than 1 and equal to or less than n′), the plurality of optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and M columns (N is an arbitrary natural number equal to or greater than 1, and M is an arbitrary natural number equal to or greater than 2),
At least one slot having a major axis parallel to the row direction of the plurality of optical diffraction elements is formed in the tray of the unit U1′,
In the tray of each unit Uk′ (k′ is a natural number equal to or greater than 2 and equal to or less than n′), a plurality of long holes are formed, each of whose long axes is parallel to the column direction of the plurality of optical diffraction elements, and the pitch between adjacent long holes in the row direction is equal to the pitch in the row direction of each optical diffraction element included in the plurality of optical diffraction elements,
The units U1' to Un' are stacked such that parts of the slots formed in the trays of the units Ui' overlap each other.
3. The optical computing device according to claim 1, wherein the optical computing device is a first optical computing device.
各ユニットUi’(i’は1以上n’以下の自然数)において、前記複数の光回折素子は、N行1列(Nは2以上の任意の自然数)の行列状に配置されており、
ユニットU1’のトレイには、少なくとも1個の孔が形成されており、
各ユニットUk’(k’は、2以上n’以下の自然数)のトレイには、行方向におけるピッチが前記複数の光回折素子に含まれる各光回折素子の行方向におけるピッチと等しい複数の孔が形成されており、
ユニットU1’~Un’は、各ユニットUi’の前記トレイに形成された孔の少なくとも一部同士が重なるように積層されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光演算装置。 The n stacked units U1 to Un include units U1' to Un'(n' is a natural number between 2 and n) stacked successively,
In each unit Ui′ (i′ is a natural number equal to or greater than 1 and equal to or less than n′), the plurality of optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and 1 column (N is an arbitrary natural number equal to or greater than 2),
The tray of the unit U1' has at least one hole formed therein,
a tray of each unit Uk′ (k′ is a natural number not less than 2 and not more than n′) is formed with a plurality of holes whose pitch in the row direction is equal to the pitch in the row direction of each optical diffraction element included in the plurality of optical diffraction elements;
The units U1' to Un' are stacked such that at least a portion of the holes formed in the trays of the units Ui' overlap with each other.
3. The optical computing device according to claim 1, wherein the optical computing device is a first optical computing device.
ことを特徴とする請求項1~4の何れか一項に記載の光演算装置。 a main surface of the transparent substrate opposite to the one main surface is in close contact with the one main surface of the tray via a liquid in the recess;
5. The optical computing device according to claim 1, wherein the optical computing device comprises:
ことを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載の光演算装置。 The tray is electrically conductive.
6. The optical computing device according to claim 1, wherein the optical computing device is a first optical computing device.
ことを特徴とする請求項1~6の何れか一項に記載の光演算装置。 The tray is magnetic.
7. The optical computing device according to claim 1, wherein the optical computing device comprises:
ことを特徴とする請求項1~7の何れか一項に記載の光演算装置。 The tray has a recess or a hole formed in the outer periphery.
8. The optical computing device according to claim 1, wherein the optical computing device comprises:
ことを特徴とする請求項1~8の何れか一項に記載の光演算装置。 The optical diffraction element is composed of a plurality of microcells each having a thickness or a refractive index set independently of one another.
9. The optical computing device according to claim 1, wherein the optical computing device comprises:
積層されたn個のユニットU1~Unは、連続して積層されたユニットU1’~Un’(n’は2以上n以下の自然数)を含み、
各ユニットUi’(i’は1以上n’以下の自然数)において、前記複数の光回折素子は、N行M列(Nは1以上の任意の自然数であり、Mは2以上の任意の自然数)の行列状に配置されており、
ユニットU1’のトレイには、長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な少なくとも1個の長孔が形成されており、
各ユニットUk’(k’は、2’以上n’以下の自然数)のトレイには、各々の長軸が前記複数の光回折素子の列方向と平行な複数の長孔であって、隣接する長軸同士の行方向におけるピッチが前記複数の光回折素子に含まれる各光回折素子の行方向におけるピッチと等しい複数の長孔が形成されており、
一方の主面から突出するガイドピンが設けられたユニットの前記一方の主面の上に、前記ガイドピンがユニットU1’の前記長孔と嵌合するように、ユニットU1’を載置する第1の設置工程と、
ユニットUj’(j’は1以上n’-1以下の自然数)の一段上層に、前記ガイドピンがユニットUj’+1の前記複数の長孔のうち何れかの長孔と嵌合するように、ユニットUj’+1が位置するようにユニットU2’~Un’を載置する第2の設置工程と、
ユニットUi’(iは1以上n以下の自然数)に含まれる前記トレイの位置を調整することにより、ユニットUi’に含まれる前記複数の光回折素子から選択された光回折素子の光軸調整を行う調整工程と、を含む、
ことを特徴とする光演算装置の製造方法。 A method for manufacturing an optical computing device comprising n units U1 to Un (n is any natural number equal to or greater than 2), each unit Ui (i is a natural number equal to or greater than 1 and equal to or less than n) including a transparent substrate, a plurality of optical diffraction elements formed on one main surface of the transparent substrate, and a tray thicker than the transparent substrate, the tray having a recess formed on one main surface and an opening formed in the recess, the optical diffraction elements being disposed so as to overlap with the opening via the transparent substrate,
The n stacked units U1 to Un include units U1' to Un'(n' is a natural number between 2 and n) stacked successively,
In each unit Ui′ (i′ is a natural number equal to or greater than 1 and equal to or less than n′), the plurality of optical diffraction elements are arranged in a matrix of N rows and M columns (N is an arbitrary natural number equal to or greater than 1, and M is an arbitrary natural number equal to or greater than 2),
At least one slot having a major axis parallel to the row direction of the plurality of optical diffraction elements is formed in the tray of the unit U1′,
In the tray of each unit Uk′ (k′ is a natural number equal to or greater than 2′ and equal to or less than n′), a plurality of long holes are formed, each of whose long axes is parallel to the column direction of the plurality of optical diffraction elements, and the pitch between adjacent long axes in the row direction is equal to the pitch in the row direction of each optical diffraction element included in the plurality of optical diffraction elements,
a first installation step of placing a unit U1′ on one of the main surfaces of a unit having a guide pin protruding from the one main surface such that the guide pin fits into the long hole of the unit U1′;
a second installation step of placing units U2' to Un' on a layer one level above unit Uj'(j' is a natural number not less than 1 and not more than n'-1) such that unit Uj'+1 is positioned such that the guide pin fits into any one of the plurality of long holes of unit Uj'+1;
and an adjustment step of adjusting the optical axis of an optical diffraction element selected from the plurality of optical diffraction elements included in unit Ui′ by adjusting the position of the tray included in unit Ui′ (i is a natural number of 1 or more and n or less).
A method for manufacturing an optical computing device comprising the steps of:
i’=1からスタートして、i’≦n’である限り前記調整工程と前記吸着工程とを繰り返し実施する、
ことを特徴とする請求項10に記載の光演算装置の製造方法。 The method further includes a suction step performed after the adjustment step, in which the optical diffraction element fixes the unit Ui′ whose optical axis has been adjusted by suction,
Starting from i'=1, the adjusting step and the adsorption step are repeatedly performed as long as i'≦n'.
The method for manufacturing an optical computing device according to claim 10 .
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