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公開番号2025062843
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-15
出願番号2023172148
出願日2023-10-03
発明の名称光学素子、表示装置及びカメラ
出願人大日本印刷株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 30/10 20200101AFI20250408BHJP(光学)
要約【課題】ライトフィールドを再生し又は取得する精度を高くできる光学素子を提供する。
【解決手段】ライトフィールド用の光学素子10は、焦点距離f1が正の値である複数の第1単位レンズ21を有する、第1レンズアレイ20と、右円偏光及び左円偏光のいずれか一方を第1円偏光とし、右円偏光及び左円偏光の前記第1円偏光ではない他方を第2円偏光としたときに、入射する第1円偏光に対して焦点距離f2のレンズとして機能し且つ入射する第2円偏光に対して焦点距離-f2のレンズとして機能する回折レンズである、複数の第2単位レンズ31を有する、第2レンズアレイ30と、複数の第2単位レンズ31を覆う、右円偏光または左円偏光を透過させる偏光制御部材40と、を備える。焦点距離f2の絶対値は、焦点距離f1よりも大きい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
焦点距離ｆ１が正の値である複数の第１単位レンズを有する、第１レンズアレイと、
右円偏光及び左円偏光のいずれか一方を第１円偏光とし、右円偏光及び左円偏光の前記第１円偏光ではない他方を第２円偏光としたときに、入射する前記第１円偏光に対して焦点距離ｆ２のレンズとして機能し且つ入射する前記第２円偏光に対して焦点距離－ｆ２のレンズとして機能する回折レンズである、複数の第２単位レンズを有する、第２レンズアレイと、
前記複数の第２単位レンズを覆う、右円偏光または左円偏光を透過させる偏光制御部材と、を備え、
前記焦点距離ｆ２の絶対値は、前記焦点距離ｆ１よりも大きい、ライトフィールド用の光学素子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記偏光制御部材は、前記第２レンズアレイと向かい合う第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面と、を有し、
前記第２面と向かい合う１／４波長板をさらに備える、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記偏光制御部材は、電圧が印加されている状態と電圧が印加されていない状態とのいずれか一方において、入射する光に１／２波長の位相差を与える、複数の液晶セルを有する、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
右円偏光及び左円偏光のいずれか一方を第３円偏光とし、右円偏光及び左円偏光の前記第３円偏光ではない他方を第４円偏光としたときに、入射する前記第３円偏光に対して焦点距離ｆ３のレンズとして機能し且つ入射する前記第４円偏光に対して焦点距離－ｆ３のレンズとして機能する回折レンズである、複数の第３単位レンズを有する、第３レンズアレイと、
前記複数の第３単位レンズを覆う、右円偏光または左円偏光を透過させる第２偏光制御部材と、を備え、
前記焦点距離ｆ３の絶対値は、前記焦点距離ｆ１よりも大きく且つ前記焦点距離ｆ２の絶対値とは異なる、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項５】
請求項１に記載の光学素子と、
前記光学素子に重ねられた表示素子と、を備え、
前記偏光制御部材は、前記第２レンズアレイと向かい合う第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面と、を有し、
前記表示素子は、前記偏光制御部材の第２面と向かい合っており、
前記表示素子は、前記光学素子に右円偏光または左円偏光を入射させる、表示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の光学素子と、
前記光学素子に重ねられて、前記１／４波長板を挟んで前記偏光制御部材の前記第２面と向かい合う表示素子と、を備える、表示装置。
【請求項７】
前記表示素子との間において前記光学素子を挟むように配置された接眼レンズをさらに備える、請求項５又は６に記載の表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光学素子と、
前記光学素子に重ねられた撮像素子と、を備え、
前記偏光制御部材は、前記第２レンズアレイと向かい合う第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面と、を有し、
前記撮像素子は、前記偏光制御部材の第２面と向かい合っている、カメラ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学素子、表示装置及びカメラに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
光を場として考えるライトフィールドの概念が広く知られている。ライトフィールドの概念は、ライトフィールドを再生する表示装置や、ライトフィールドを取得するカメラなどに応用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、仮想的に三次元物体の光線を再生するライトフィールドディスプレイ（ライトフィールド方式のディスプレイ）が記載されている。特許文献１のライトフィールドディスプレイは、ディスプレイとレンズアレイを備えている。このディスプレイとレンズアレイとによって、使用者に視認される虚像が形成される。
【０００４】
特許文献２には、マイクロレンズアレイとイメージセンサとを有するライトフィールド光学系を備えたライトフィールド画像処理システムが記載されている。特許文献２のライトフィールド画像処理システムは、物体からの光を、マイクロレンズアレイを介してイメージセンサに導くことによって、物体の三次元像を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－４５３８号公報
特開２０２３－７２９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ライトフィールドが応用された装置がライトフィールドを再生し又は取得する精度は、ライトフィールドの再生又は取得に用いられるレンズアレイなどの光学素子の焦点の位置の影響を受ける。例えば、ライトフィールドを再生する表示装置の場合、レンズアレイなどの光学素子の焦点の位置から離れた位置に像を形成しようとすると、当該像がぼけやすい。この場合、光学素子がライトフィールドを再生する精度が低くなっていると言える。ライトフィールドを取得するカメラの場合、レンズアレイなどの光学素子に対する撮影する対象物の位置と、当該光学素子の焦点の位置との位置関係が適切でない場合に、撮影される像がぼけやすい。この場合、光学素子がライトフィールドを取得する精度が低くなっていると言える。このため、ライトフィールドを再生し又は取得する精度を高くできる光学素子が求められている。
【０００７】
本開示は、以上の点を考慮してなされたものであって、ライトフィールドを再生し又は取得する精度を高くでき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】
【０００８】
本開示の実施の形態は、以下の［１］～［８］に関する。
【０００９】
［１］
焦点距離ｆ１が正の値である複数の第１単位レンズを有する、第１レンズアレイと、
右円偏光及び左円偏光のいずれか一方を第１円偏光とし、右円偏光及び左円偏光の前記第１円偏光ではない他方を第２円偏光としたときに、入射する前記第１円偏光に対して焦点距離ｆ２のレンズとして機能し且つ入射する前記第２円偏光に対して焦点距離－ｆ２のレンズとして機能する回折レンズである、複数の第２単位レンズを有する、第２レンズアレイと、
前記複数の第２単位レンズを覆う、右円偏光または左円偏光を透過させる偏光制御部材と、を備え、
前記焦点距離ｆ２の絶対値は、前記焦点距離ｆ１よりも大きい、ライトフィールド用の光学素子。
【００１０】
［２］
前記偏光制御部材は、前記第２レンズアレイと向かい合う第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面と、を有し、
前記第２面と向かい合う１／４波長板をさらに備える、［１］に記載の光学素子。
（【００１１】以降は省略されています）

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