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公開番号2025015432
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024090160
出願日2024-06-03
発明の名称光学素子、光学系、レンズ装置、および撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 1/10 20150101AFI20250123BHJP(光学)
要約【課題】安定性の高い微細凹凸構造を有する光学素子を提供する。
【解決手段】光学素子(100)は、同心円状に配置された複数の輪帯を有し、複数の輪帯のうちの第1輪帯は、第1高さを有する複数の第1構造体(215)と、第1高さと異なる第2高さを有する複数の第2構造体(216)とを含み、複数の第1構造体の径方向における幅が互いに異なり、複数の第2構造体の径方向における幅が互いに異なる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
同心円状に配置された複数の輪帯を有し、
前記複数の輪帯のうちの第１輪帯は、第１高さを有する複数の第１構造体と、前記第１高さと異なる第２高さを有する複数の第２構造体とを含み、
前記複数の第１構造体の径方向における幅が互いに異なり、
前記複数の第２構造体の前記径方向における幅が互いに異なることを特徴とする光学素子。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１高さをＨ１、前記第２高さをＨ２とするとき、
０．０５≦Ｈ２／Ｈ１≦０．９５
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３】
前記複数の第１構造体の最大幅をＷｍａｘ１、前記複数の第２構造体の最大幅をＷｍａｘ２、前記複数の第１構造体の最小幅をＷｍｉｎ１、前記複数の第２構造体の最小幅をＷｍｉｎ２とするとき、
１．０４＜Ｗｍａｘ１／Ｗｍｉｎ１＜２０．００
１．０４＜Ｗｍａｘ２／Ｗｍｉｎ２＜２０．００
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】
前記複数の第１構造体および前記複数の第２構造体は、前記径方向において同じ周期で配列され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５】
前記周期をＰ、前記複数の第１構造体の最大幅と最小幅との差をΔＷ１、前記複数の第２構造体の最大幅と最小幅との差をΔＷ２とするとき、
０．０５≦ΔＷ１／Ｐ≦０．８０
０．１５≦ΔＷ２／Ｐ≦０．９５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記複数の第１構造体の最大幅と最小幅との差をΔＷ１、前記複数の第２構造体の最大幅と最小幅との差をΔＷ２とするとき、
０．０５≦ΔＷ１／ΔＷ２≦１．５０
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】
前記複数の第１構造体の充填率の最小値をＶ１ｍｉｎ、前記複数の第２構造体の充填率の最大値をＶ２ｍａｘとするとき、
０．７０≦Ｖ２ｍａｘ／Ｖ１ｍｉｎ≦１．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の光学素子。
【請求項８】
前記複数の第１構造体のアスペクト比の最大値をＡＲ１、前記複数の第２構造体のアスペクト比の最大値をＡＲ２とするとき、
１．５０≦ＡＲ１≦２０．００
１．５０≦ＡＲ２≦２０．００
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９】
前記複数の第１構造体のアスペクト比の最大値をＡＲ１、前記複数の第２構造体のアスペクト比の最大値をＡＲ２とするとき、
０．５０≦ＡＲ２／ＡＲ１≦４．００
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１０】
前記複数の第１構造体の最大幅をＷｍａｘ１、前記複数の第２構造体の最大幅をＷｍａｘ２とするとき、
０．６０≦Ｗｍａｘ２／Ｗｍａｘ１≦１．２０
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、光学系、レンズ装置、および撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置などに用いられる光学系を小型化するため、基板の表面に微細凹凸構造を形成し、回折を利用して集光または発散作用を有する光学素子（メタレンズ）が知られている。特許文献１には、微細凹凸構造で形成されたメタレンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２０／０１７４１６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、安定性の高い微細凹凸構造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】
【０００５】
本発明の一側面としての光学素子は、同心円状に配置された複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯のうちの第１輪帯は、第１高さを有する複数の第１構造体と、前記第１高さと異なる第２高さを有する複数の第２構造体とを含み、前記複数の第１構造体の径方向における幅が互いに異なり、前記複数の第２構造体の前記径方向における幅が互いに異なる。
【０００６】
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】
【０００７】
本発明によれば、安定性の高い微細凹凸構造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】
【０００８】
各実施例における光学素子の構成図である。
比較例における光学素子の構成図である。
各実施例における光学素子の凹凸要素の形状と位相変調量との関係を示す図である。
比較例における光学素子の凹凸要素の形状と位相変調量との関係を示す図である。
各実施例における光学素子の製造方法の説明図である。
各実施例におけるオフセット層の説明図である。
各実施例における光学素子の径方向に対する規格化位相の変調量の説明図である。
各実施例および比較例における光学素子の径方向に対する凹凸要素の幅の説明図である。
各実施例における要素充填率の説明図である。
実施例１６における光学素子の構成図である。
実施例１７における光学素子の構成図である。
実施例１８における光学素子の構成図である。
各実施例における光学素子を備えた光学系の説明図である。
各実施例における光学素子を備えた撮像装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
まず、図１（ａ）～（ｃ）を参照して、各実施例における光学素子１００について説明する。図１（ａ）～（ｃ）は、光学素子１００の構成図である。図１（ａ）はｙ軸方向から見た（ｘｚ平面における）光学素子１００の拡大断面図、図１（ｂ）はｚ軸方向（光軸方向）から見た（ｘｙ平面における）光学素子１００の拡大上面図をそれぞれ示す。図１（ｃ）は、ｚ軸方向（光軸方向）から見た（ｘｙ平面における）光学素子１００の全体上面図を示す。各実施例において、光学素子１００の光軸方向および基板１の厚さ方向はそれぞれ、ｚ軸方向と一致している。
（【００１１】以降は省略されています）

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