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公開番号2025170626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2024075370
出願日2024-05-07
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 20060101AFI20251112BHJP(光学)
要約【課題】製造が容易でありながら均一な光学性能を有する光学素子を提供する。
【解決手段】光学素子(100)は、曲面を有する基材(2)と、曲面において第1方向に沿って配列された複数の凸部(3)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、かつ第1方向および第2方向のそれぞれに垂直な第3方向に突出し、導電体は、複数の凸部のそれぞれの端面の少なくとも一部と、第1側面の少なくとも一部と、第2側面の少なくとも一部とを覆い、複数の凸部の配列ピッチをP(nm)、複数の凸部のそれぞれについて、端面よりも第3方向における外側の導電体の第1方向での厚みをAx(nm)とするとき、
0.25≦Ax/P≦0.55
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】
曲面を有する基材と、
前記曲面において第１方向に沿って配列された複数の凸部と、
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、かつ前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに垂直な第３方向に突出しており、
前記複数の凸部のそれぞれは、前記第３方向における端面と、前記第１方向において該端面の両側に配置された第１側面および第２側面とを有し、
前記第１方向および前記第３方向を含む断面において、前記導電体は、前記複数の凸部のそれぞれの前記端面の少なくとも一部と、前記第１側面の少なくとも一部と、前記第２側面の少なくとも一部とを覆い、
前記複数の凸部の配列ピッチをＰ（ｎｍ）、前記複数の凸部のそれぞれについて、前記端面よりも前記第３方向における外側の前記導電体の前記第１方向での厚みをＡｘ（ｎｍ）とするとき、
０．２５≦Ａｘ／Ｐ≦０．５５
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 1,500 文字）【請求項２】
前記断面において、前記凸部の前記第３方向の高さをｈ（ｎｍ）、前記凸部の前記高さの半分における前記凸部の前記第１方向の幅をｗ（ｎｍ）、前記曲面の最大開角をφ
ｍａｘ
［度］とするとき、
２≦｜φ
ｍａｘ
｜≦ｔａｎ
－１
（０．８２ｈ（Ｐ－ｗ）／（０．３ｈ
２
＋０．６（Ｐ－ｗ）
２
））
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】
前記導電体は、前記第１側面に設けられた第１導電体と前記第２側面に設けられた第２導電体とを有し、
前記第１導電体と前記第２導電体は、前記凸部の中心を通る前記第３方向の軸に関して非対称な形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記導電体は、前記第１側面に設けられた第１導電体と前記第２側面に設けられた第２導電体とを有し、
前記凸部の頂部における前記第１導電体および前記第２導電体の前記第１方向の厚みをそれぞれＤｘ１（ｎｍ）、Ｄｘ２（ｎｍ）するとき、
厚みＤｘ１は、前記光学素子の一端側から遠ざかる方向に増加し、
厚みＤｘ２は、前記光学素子の一端側から遠ざかる方向に減少することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項５】
前記凸部の頂部から前記導電体の頂部までの前記第３方向の厚みをＤｚ（ｎｍ）とするとき、
Ｄｚ≧１０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項６】
前記導電体は、前記第１側面に設けられた第１導電体と前記第２側面に設けられた第２導電体とを有し、
前記凸部の頂部における前記第１導電体および前記第２導電体の前記第１方向の厚みをそれぞれＤｘ１（ｎｍ）、Ｄｘ２（ｎｍ）するとき、
Ｄｘ１＋Ｄｘ２≧８
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項７】
前記導電体は、前記第１側面に設けられた第１導電体と前記第２側面に設けられた第２導電体とを有し、
前記断面において、前記第１導電体および第２導電体のそれぞれに関し、前記凸部の側面に被着する前記導電体のうち前記第１方向の最大厚みから、前記凸部の頂部で前記側面に被着する前記導電体の前記第１方向の厚みを減算した値をＢｘ（ｎｍ）、前記凸部の前記側面に被着する前記導電体が欠けた領域の前記第３方向の高さをＳｚ（ｎｍ）、前記凸部の前記側面に成膜されていない領域の前記第３方向の高さをＮｚ（ｎｍ）とするとき、Ｂｘ＞０、またはＢｘ＝０かつＳｚ＝０、またはＳｚ＞０かつＮｚ＝０、またはＳｚ＞０かつＮｚ＞０のうち少なくとも二つを満足し、
前記値Ｂｘ、前記高さＳｚ、および前記高さＮｚは、前記断面において連続的または段階的に変化することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項８】
前記断面において、前記凸部の前記第３方向の高さをｈ（ｎｍ）とするとき、
５０≦ｈ≦３００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項９】
前記基材および前記複数の凸部は、一体的に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項１０】
７０≦Ｐ≦１７０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２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および特許文献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。また、特許文献１および特許文献２に開示された構成では、均一な偏光特性（光学特性）を実現することが難しい。
【０００５】
そこで本発明は、製造が容易でありながら均一な高い光学性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、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、前記複数の凸部はそれぞれ、前記第３方向に突出し、上面と第１側面と該第１側面の反対の第２側面とを有し、前記断面において、前記導電体は、前記複数の凸部のそれぞれの前記上面の少なくとも一部と、前記第１側面の少なくとも一部と、前記第２側面の少なくとも一部とを覆い、前記複数の凸部の配列ピッチをＰ（ｎｍ）、前記複数の凸部のそれぞれについて、該凸部よりも上方の前記導電体の前記第１方向の厚みをＡｘ（ｎｍ）とするとき、
０．２５≦Ａｘ／Ｐ≦０．５５
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均一な光学性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の拡大断面図である。
各実施例における導電体の形状の説明図である。
実施例１における透過反射素子の側面図である。
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１としての透過反射素子の側面図である。
比較例１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。
比較例２としての透過反射素子の側面図である。
比較例２としての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における透過反射素子の側面図である。
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における透過反射素子の側面図である。
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における透過反射素子の側面図である。
実施例７における透過率および反射率を示す図である。
実施例８における光学系の断面図である。
実施例９における観察装置の断面図である。
実施例９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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