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公開番号2024026011
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-28
出願番号2022129435
出願日2022-08-15
発明の名称光学系装置および光学素子製造方法
出願人SCIVAX株式会社
代理人個人
主分類G02B 3/00 20060101AFI20240220BHJP(光学)
要約【課題】スペックルむらのない光を照射することができる光学系装置を提供すること。
【解決手段】波長λの光を透過するレンズが周期的に配列された光学素子と、波長λの光をレンズの複数に照射する光源が周期的に配列された照射部と、を具備し、レンズのx方向のピッチをPx、x方向と直行するy方向のピッチをPyとし、光源のh方向のピッチをx方向と合わせてレンズに対する光源の位置を一つのレンズに集約した場合の見かけの光源のx方向のピッチをQx、y方向のピッチをQyとし、jおよびkを2以上の自然数とすると、下記式1および式2
Px=jQx・・・式1
Py=kQy・・・式2
を満たす光学系装置。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
波長λの光を透過するレンズが周期的に配列された光学素子と、
波長λの光を前記レンズの複数に照射する光源が周期的に配列された照射部と、
を具備し、
前記レンズのｘ方向のピッチをＰｘ、ｘ方向と直行するｙ方向のピッチをＰｙとし、前記光源のｈ方向のピッチをｘ方向と合わせて前記レンズに対する前記光源の位置を一つのレンズに集約した場合の見かけの光源のｘ方向のピッチをＱｘ、ｙ方向のピッチをＱｙとし、ｊおよびｋを４以上の自然数とすると、下記式１および式２
Ｐｘ＝ｊＱｘ・・・式１
Ｐｙ＝ｋＱｙ・・・式２
を満たすことを特徴とする光学系装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記レンズの焦点距離をｆ、ｎを１以上の自然数とすると、ピッチＰｘについて、前記照射部と前記レンズの焦点位置との距離Ｌが、下記式α１
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を満たさないことを特徴とする請求項１記載の光学系装置。
【請求項３】
前記照射部と前記レンズの焦点位置との距離Ｌが、下記式α２
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を満たさないことを特徴とする請求項２記載の光学系装置。
【請求項４】
前記照射部と前記レンズの焦点位置との距離Ｌが、下記式α３
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を満たさないことを特徴とする請求項３記載の光学系装置。
【請求項５】
前記ｘ方向と前記ｈ方向の角度差が１度以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光学系装置。
【請求項６】
前記ｊ、ｋは５以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光学系装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系装置および光学素子製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
タイムオブフライト（ＴＯＦ）法を用いた３次元計測センサが携帯機器、車、ロボット等に採用されようとしている。これは、光源から対象物に照射された光が反射され戻って来るまでの時間から対象物の距離を計測するものである。光源からの光が対象物の所定の領域に均一に照射されていれば、照射されている各点における距離を測定でき対象物の立体構造が検知できることになる。
【０００３】
このためのセンサーシステムは、対象物に光を照射する光照射部と対象物の各点から反射してきた光を検知するカメラ部及びカメラが受光した信号から対象物の距離を算出する演算部からなる。
【０００４】
カメラ部と演算部は既存のＣＭＯＳイメージャとＣＰＵを使用できるため、上記システムの独自の部分は光源と光学素子からなる光照射部となる。特にレーザ等の光を透過させることでビームを整形し、対象物に対して制御された領域での均一な照射を行うディフューザ（光学素子）は、上記システムの特徴的な部品となる。
【０００５】
ここで、従来のディフューザは、マイクロレンズアレイが周期構造であるために、回折の影響で光強度のむらが生じるという問題があった。そこで、このむらを抑制するために、各レンズをランダムに配置する等の工夫が行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２００６－５００６２１
国際公開第２０１７／１３１５８５
H. Hamam, Lau Array Illuminator, Applied Optics, 43(14):2888-2894, May 10, 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、各レンズをランダムに配置するディフューザの場合、スペックルむらが生じるという問題があった。当該スペックルの発生は、コヒーレント光にランダム構造が関与する事で生じる光の干渉に起因している。したがって、各レンズをランダムに配置する方式のディフューザの場合、干渉縞を無くして均一性を上げることは可能であっても、スペックルをなくす事は原理的に不可能であるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、スペックルむらのない光を照射することができる光学系装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の光学系装置は、波長λの光を透過するレンズが周期的に配列された光学素子と、波長λの光を前記レンズの複数に照射する光源が周期的に配列された照射部と、を具備し、前記レンズのｘ方向のピッチをＰｘ、ｘ方向と直行するｙ方向のピッチをＰｙとし、前記光源のｈ方向のピッチをｘ方向と合わせて前記レンズに対する前記光源の位置を一つのレンズに集約した場合の見かけの光源のｘ方向のピッチをＱｘ、ｙ方向のピッチをＱｙとし、ｊおよびｋを４以上の自然数とすると、下記式１および式２
Ｐｘ＝ｊＱｘ・・・式１
Ｐｙ＝ｋＱｙ・・・式２
を満たすことを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記レンズの焦点距離をｆ、ｎを１以上の自然数とすると、ピッチＰｘについて、前記照射部と前記レンズの焦点位置との距離Ｌが、下記式α
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を満たさない方が好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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