マイクロ光学素子 miGIO^®

拡散板

NSG独自のゾルゲルガラス材料とインプリント技術を組み合わせた高性能かつ高い耐久性を備えた拡散板です。プロジェクターやセンシング用途などで使用されます。

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製品概要

NSG独自に開発したゾルゲルガラス材料または有機無機ハイブリッド材料とインプリント技術を組み合わせることで、超微細構造を持ち、高い耐久性を備えた光学素子の提案が可能になりました。インプリント技術を用いることで、従来の加工技術と比べ、高品質、低コストで、拡散板、回折格子・DOE、マイクロレンズアレイ（MLA）などの微細光学部品が製造できます。
NSGの拡散板は、ガラス基板表面に、無数のマイクロレンズを形成した拡散板となり、マイクロレンズの形状や配置を最適化することで、不要な干渉縞や輝点の発生を抑制し、さまざまな拡散パターンを実現します。ゾルゲルガラス材料をガラス基板にインプリントすることですべて無機材料の拡散板を製作できます。有機無機ハイブリッド材料をガラス基板にインプリントすることで、無機材料では難しい広角の拡散板を製作できます。

NSG独自材料を使用した拡散板

ガラス基板上にインプリントする成形材料は、NSG独自材料であるゾルゲルガラス材料または有機無機ハイブリッド材料から最適な材料を提案できます。ゾルゲルガラス材料の耐熱温度は500℃以上、有機無機ハイブリッド材料の耐熱温度は330℃以上を有し、リフローなど半導体プロセスに耐えられる高い耐熱性を持ち、耐薬品、耐レーザー、低膨張率など機械特性にも優れた光学部品を実現します。ゾルゲルガラス材料の透過波長200~2,000nm、有機無機ハイブリッド材料の透過波長400~2,000nmと可視～近赤外の広い波長域でご使用いただけます。

マイクロレンズタイプの高性能拡散板

ガラス基板表面に、無数のマイクロレンズを形成した拡散板です。レンズの屈折作用により光を拡散させるため高い透過率を示します。それぞれのマイクロレンズの形状を制御することで、フラットトップ、バットウイングなどさまざまな拡散パターンが実現できます。また、マイクロレンズの配置を最適化することで、不要な干渉縞や輝点の発生を抑制します。

電極付き拡散板などの特殊設計も可能です。

レーザープロジェクターのスペックルを低減

プロジェクター用途において、スペックル対策として拡散板が使用されますが、当社では、レーザーパワーの増大に合わせた、耐熱性に優れた拡散板を提供可能です。NSG独自のゾルゲルガラス材料とインプリント技術により高い耐久性と高い透過率を持った拡散板を実現します。

インプリントの製法

インプリントとは、モールドと液体状の材料を使用して、部品を成形する技術です。成形は前処理、成形、離型、後処理の4つのステップで行います。使用する材料により、成形工程の一部が少し異なり、ゾルゲル材料については熱硬化、有機無機ハイブリッド材料についてはUV硬化で部品を硬化させます。

精巧で生産性に優れたインプリント技術

モールドを用いたインプリント製法により、品質の安定性と優れた量産性を両立しています。レーザ描画や電子ビーム（EB）描画などで製作した高精度のモールドを使用して、最大8インチの大面積に対して光学素子を一括形成することが可能です。

光拡散特性の例

用途により、必要とされる照射形状、拡散角、強度分布が異なります。（例えば、ToFカメラ用の光拡散板の場合、一般的に、撮影する領域は矩形で、カメラの画角と照明の画角を合わせる必要があります。）
NSGのマイクロレンズタイプの拡散板は、レンズ形状とレンズ配置を調整することで、さまざまな拡散特性を実現できます。

ToF（Time of Flight）カメラ用照明装置

ToF（Time of Flight）カメラは、装置から出た光が対象物に当たって、装置に戻るまでの時間から、対象物までの距離を測定するカメラです。ここで使われる照明装置には、測定範囲（カメラの画角内）を均一に、できるだけ明るく照明することが求められます。光源（通常はレーザが使用されます）の放射角は、数度〜20度程度のため、そのままではカメラの画角のすべてをカバーすることができません。レーザ光を拡散板に通して、所定の放射角度になるまで広げることで、カメラの画角内すべてで距離の測定を可能にします。

超広角照明ユニット

拡散板とメニスカスレンズを一体化して、拡散角度180度以上の超広角照明ユニットを構成することができます。監視カメラや自動車の搭乗者モニタリングなど、広い範囲を照明する必要がある場合に有効です。

プロジェクター

スマートフォン

スマートフォン向けセンサー用途に対応した拡散板・DOEなどの光学素子の製造も可能です。高耐熱性を要求されるリフロー工程にも対応したNSG独自材料の有機無機ハイブリッド材料を用い、高い耐熱性・耐久性・透過率を実現します。インプリント技術での製造となり、数量が多いと見込まれる用途でも、高精度を維持しながら安定した量産が可能です。

自動車用途

ヘッドアップディスプレイ（HUD）、LiDAR、ドライバーモニタリングシステム（DMS/OMS/CPD)など自動車用途で耐久性が要求される箇所でも、ご使用いただけます。

その他

その他にも、測定機器、半導体検査装置など様々な箇所でご使用いただけます。

よくあるご質問一覧

拡散板は光学機能としてどのようなことが可能ですか？

拡散板は、光を均一に拡散することが可能な光学素子です。
NSGの拡散板はマイクロレンズタイプの拡散板となり、すりガラスタイプの拡散板と比較して、高度な配光制御が可能です。また、ゾルゲルガラス材料または有機無機ハイブリッド材料とインプリント技術の組合せで拡散板を製作するので、高精度、高耐熱で量産性がある拡散板を製作できます。

反射防止機能を拡散板に付与できますか？

ARコーティングによる反射低減が可能です。様々なARコーティングが可能ですので、ご希望の波長帯域をご連絡ください。

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量産時の形状のばらつきは大きいですか？

モールド（型）を使ったインプリント技術での製造により、高い再現性と安定した形状精度が得られ、製品を安定供給いたします。

配光分布の調整は可能ですか？

任意の配光分布に対して設計が可能です。パターンの外形も、円形、長方形、楕円など、さまざまな形状に調整可能です。

最大拡散角は何度ですか？

NSGの拡散板単体での最大拡散角は120度、レンズと複合化した場合は180度以上まで光を広げることができます。

無機拡散板は作製できますか？

可能です。ゾルゲル技術によって作製され、とくに耐熱性が要求される用途や、高い紫外線透過率が求められる用途に適しています。

透過波長はどれくらいですか？

ゾルゲルガラス材料の場合200~2000nm、有機無機ハイブリッド材料の場合400~2000nmとなります。

インプリントの金型はどのように作られますか？

電子線描画やレーザー描画などにより高精度な金型を作製します。

拡散板の厚みはどの程度ですか？

0.1mmt〜2mmt程度までの厚みにて変更可能ですが、範囲に入らない場合も対応できる可能性がありますので、お問い合わせください。

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取り扱う際の注意事項はありますか？

・拡散板表面はマイクロメータサイズの微細なレンズで構成されているため、強く引っ掻かないでください。
・表面に液体など屈折率の異なる物質が付着すると拡散特性が変化します。水や接着剤などを付着させないようにしてください。
・表面（拡散面）を光源側に向けて使用してください。裏面（平坦面）を光源側にすると設計通りの配光になりません。

光を斜めから入射させるとどうなりますか？

基板に垂直入射を前提として設計されているため、斜入射では配光分布やパターンが非対称になります。
例：矩形 → 台形になる。

サンプル提供は可能ですか？

可能です。案件ご詳細ご連絡いただき、標準品以外でも在庫があれば、ご提供可能ですので、お問い合わせください。

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カスタム品の設計、試作には、どれくらいの時間がかかりますか？

ご設計内容、ご注文時期にもよりますが、設計も含めて、2~3か月がリードタイムになります。

miGIO^®とは何ですか？

NSGのマイクロ光学素子製品群のブランド名となります。