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公開番号2024165178
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081101
出願日2023-05-16
発明の名称光学素子および光学装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 5/30 20060101AFI20241121BHJP(光学)
要約【課題】製造が容易でありながら高い光学性能および偏光分離機能を有する光学素子を提供する。
【解決手段】光学素子(100)は、第1方向に沿って配列された複数の凸部(3)を有する基材(2)と、複数の凸部のそれぞれに設けられた導電体(4)とを有し、複数の凸部のそれぞれは、第1方向に垂直な第2方向に延在しており、第1方向および第2方向のそれぞれに垂直な第3方向と第1方向とを含む断面において、複数の凸部のそれぞれの形状は矩形であり、複数の凸部の配列ピッチをP(nm)とし、複数の凸部のそれぞれについて、断面における凸部の上面から凸部に設けられた導電体までの前記第3方向での距離をDz(nm)、凸部の第3方向での高さの半分の位置における導電体の第1方向での厚みをDx(nm)とするとき、
125≦P≦160
0.45≦Dx/Dz≦1.20
なる条件式を満足する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に沿って配列された複数の凸部（３）を有する基材（２）と、
前記複数の凸部のそれぞれに設けられた導電体（４）とを有し、
前記複数の凸部のそれぞれは、前記第１方向に垂直な第２方向に延在しており、
前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに垂直な第３方向と前記第１方向とを含む断面において、前記複数の凸部のそれぞれの形状は矩形であり、
前記複数の凸部の配列ピッチをＰ（ｎｍ）とし、前記複数の凸部のそれぞれについて、前記断面における該凸部の上面から該凸部に設けられた前記導電体までの前記第３方向での距離をＤｚ（ｎｍ）、該凸部の前記第３方向での高さの半分の位置における前記導電体の前記第１方向での厚みをＤｘ（ｎｍ）とするとき、
１２５≦Ｐ≦１６０
０．４５≦Ｄｘ／Ｄｚ≦１．２０
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記導電体は、前記断面において、前記複数の凸部のそれぞれの一側面および上面の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
２０．００≦Ｄｘ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記凸部の前記第３方向の前記高さをｈ（ｎｍ）、前記凸部の前記高さの半分における前記凸部の幅をｗ（ｎｍ）とするとき、
４．０≦ｈ／ｗ≦９．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記凸部の前記第３方向の前記高さをｈ（ｎｍ）とするとき、
０．１５≦Ｄｚ／ｈ≦０．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項６】
前記断面において、前記導電体の全体の断面積をＡ、前記導電体のうち前記凸部の側面に被着している部分の断面積をＳとするとき、
０．５≦Ｓ／Ａ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記断面において、前記凸部よりも上方の前記導電体の前記第１方向の最大の厚みをＡｘ（ｎｍ）とするとき、
０．２５≦Ａｘ／Ｐ≦０．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項８】
前記導電体は、前記断面において、前記凸部の前記上面の６０％以上を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項９】
前記基材は、厚み１００μｍ以上の平板または曲面を有するレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記複数の凸部の材料は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子および光学装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）や電子ビューファインダ（ＥＶＦ）等の観察光学系を搭載する光学装置の小型化が求められている。特許文献１には、二つの半透過面を用いた観察光学系（ＶＲ光学系）が開示されている。また特許文献１には、二つの半透過面の一方に、偏光選択性透過反射素子としてフィルム状のワイヤーグリッド偏光子が用いられている。特許文献２には、ロール状に巻かれている基材フィルムを巻き取りながら格子状の凹凸構造を形成し、斜方蒸着で蒸着角度を変更しながら金属を被着することにより、フィルム状のワイヤーグリッド偏光子を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－８１５３０号公報
特開２０１０－３９１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１または特許文献２に開示されたフィルム状のワイヤーグリッド偏光子は、レンズなどの光学素子の表面に所望の面精度で貼り付けて用いる必要があるが、その貼り付け工程は煩雑である。そのため、光学素子上に直接ワイヤーグリッド（導電体細線）を形成することが望まれている。また、特許文献２に開示されているように、ワイヤーグリッドを形成するには、蒸着後の光学素子を酸またはアルカリの溶液に浸けて導電体の不要部を除去する必要がある。しかし、光学素子上に直接ワイヤーグリッドを形成する場合、光学素子を酸またはアルカリの溶液に浸けると、クモリが発生するなど、光学素子の光学性能が劣化する可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は、製造が容易でありながら高い光学性能および偏光分離機能を有する光学素子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】
【０００６】
本発明の一側面としての光学素子は、第１方向に沿って配列された複数の凸部を有する基材と、前記複数の凸部のそれぞれに設けられた導電体とを有し、前記複数の凸部のそれぞれは、前記第１方向に垂直な第２方向に延在しており、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに垂直な第３方向と前記第１方向とを含む断面において、前記複数の凸部のそれぞれの形状は矩形であり、前記複数の凸部の配列ピッチをＰ（ｎｍ）とし、前記複数の凸部のそれぞれについて、前記断面における該凸部の上面から該凸部に設けられた前記導電体までの前記第３方向での距離をＤｚ（ｎｍ）、該凸部の前記第３方向での高さの半分の位置における前記導電体の前記第１方向での厚みをＤｘ（ｎｍ）とするとき、
１２５≦Ｐ≦１６０
０．４５≦Ｄｘ／Ｄｚ≦１．２０
なる条件式を満足する。
【０００７】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造が容易でありながら高い光学性能および偏光分離機能を有する光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
各実施例における透過反射素子の正面図である。
各実施例における透過反射素子の一部を拡大した断面図である。
実施例１、５、６における透過反射素子の側面図である。
実施例１、５、６における透過反射素子の一部を拡大した断面図である。
実施例１における透過率および反射率を示す図である。
比較例としての透過反射素子の一部を拡大した断面図である。
比較例としての透過率および反射率を示す図である。
実施例２における透過反射素子の側面図である。
実施例２における透過率および反射率を示す図である。
実施例３における透過反射素子の側面図である。
実施例３における透過率および反射率を示す図である。
実施例４における透過反射素子の側面図である。
実施例４における透過率および反射率を示す図である。
実施例５における透過率および反射率を示す図である。
実施例６における透過率および反射率を示す図である。
実施例７における光学系の断面図である。
実施例８における観察装置の断面図である。
実施例８における観察装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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