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公開番号2025138753
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2025107170,2021146397
出願日2025-06-25,2021-09-08
発明の名称光学素子
出願人AGC株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G02B 3/04 20060101AFI20250917BHJP(光学)
要約【課題】投影面での光の強度を適切に分布させる。
【解決手段】光学素子10は、一方の表面に非球面状に窪むレンズ部20がマトリクス状に複数形成された透明な光学素子であって、レンズ部20は、非球面状のレンズ面22に、レンズ面22の中心Oから径方向外側に向かうプロファイルが非連続となる段差部24を含み、レンズ面22における段差部24よりも径方向内側の領域と、レンズ面における段差部24よりも径方向外側の領域とは、コーニック定数が異なる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
一方の表面に非球面状に窪むレンズ部が複数形成された光学素子であって、
前記レンズ部は、レンズ面の中心から径方向外側に向かうプロファイルが非連続となり、前記レンズ面における径方向内側の第１領域のコーニック定数が、前記レンズ面における前記第１領域よりも径方向外側の第２領域のコーニック定数よりも、大きい、
光学素子。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記第１領域のコーニック定数と、前記第２領域のコーニック定数との差分は、０．２以下である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記レンズ面の中心を含む前記第１領域のコーニック定数は、－１．２以上－０．８以下である、請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記レンズ部が段差部を有する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記段差部の幅は、５μｍ以下である、請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記段差部は、前記レンズ部の光軸方向から見て、前記レンズ面の中心を囲うように形成されている、請求項４に記載の光学素子。
【請求項７】
ガラス製である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項８】
垂直共振器面発光型のレーザ光を照射する光源からのレーザ光の拡散に用いられる、請求項１に記載の光学素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
光源からの光を拡散させる光学素子が知られている。例えば特許文献１には、複数の凹状のレンズ部がアレイ状に並び、各レンズ部に入射した光を拡散させる光学素子（レンズアレイ）が記載されている。このようなレンズアレイを用いることで、各レンズ部によって拡散された光を重ね合わせて、投影面での光の強度を均一化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６４２４４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように光を拡散させる光学素子においては、投影面での光の強度を適切に分布させることが求められている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、投影面での光の強度を適切に分布させることが可能な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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る光学素子は、一方の表面に非球面状に窪むレンズ部がマトリクス状に複数形成された透明な光学素子であって、前記レンズ部は、非球面状のレンズ面に、前記レンズ面の中心から径方向外側に向かうプロファイルが非連続となる段差部を含み、前記レンズ面における前記段差部よりも径方向内側の領域と、前記レンズ面における前記段差部よりも径方向外側の領域とは、コーニック定数が異なる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、投影面での光の強度を適切に分布させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本実施形態に係る照射システムの模式図である。
図２は、本実施形態に係る光学素子の模式的な上面図である。
図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。
図４は、本実施形態に係るレンズ部の模式的な上面図である。
図５は、図４のＢ－Ｂ断面図である。
図６は、段差部の一例を説明するグラフである。
図７は、投影面での光の強度分布の一例を示すグラフである。
図８は、段差部の他の例を示す模式図である。
図９は、本実施形態に係る光学素子の製造方法を説明する模式図である。
図１０は、実施例における光学素子のレンズ部の形状を説明するための模式図である。
図１１は、例１におけるシミュレーション結果を示すグラフである。
図１２は、例２におけるシミュレーション結果を示すグラフである。
図１３は、例３におけるシミュレーション結果を示すグラフである。
図１４は、例４におけるシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、数値については四捨五入の範囲が含まれる。
【００１０】
（照射システム）
図１は、本実施形態に係る照射システムの模式図である。本実施形態に係る照射システム１は、光を照射する装置である。照射システム１は、飛行時間（ＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔ）方式の距離計測に用いられるが、用途はそれに限られず任意である。図１に示すように、照射システム１は、光学素子１０と光源１００とを備える。光源１００は、光Ｌを照射する光源である。光源１００は、光Ｌとして、レーザ光、より詳しくは垂直共振器面発光型のレーザ光を照射する。すなわち、光源１００は、ＶＣＳＥＬ（ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ）方式の光源である。光学素子１０は、光源１００の光Ｌの進行方向側に設けられる光学部品である。光学素子１０は、一方側の表面１０Ａが光源１００側に向くように配置される。光学素子１０は、表面１０Ａから入射した光Ｌを他方側の表面１０Ｂ側に向けて透過しつつ拡散し、拡散させた光Ｌを表面１０Ｂ側から出射する。なお、光源１００は、ＶＣＳＥＬの光源に限られず、任意の光を照射するものであってよい。以下、光学素子１０の厚み方向、すなわち表面１０Ａから表面１０Ｂに向かう方向を、方向Ｚとする。方向Ｚは、後述するレンズ部２０の光軸方向ともいえる。また、方向Ｚに直交する一方向を、方向Ｘとし、方向Ｘ及び方向Ｚに直交する方向を、方向Ｙとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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