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公開番号2025126407
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022562
出願日2024-02-19
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 5/00 20060101AFI20250822BHJP(光学)
要約【課題】光学素子の温度変化に対する耐久性を向上する、技術を提供する。
【解決手段】光学素子は、光の透過方向から見て、前記光の一部を透過する透過領域と、前記光の別の一部を遮る遮光領域とを備える。光学素子は、透明ガラス体と、前記透明ガラス体の内部において前記遮光領域を形成するガラス製の遮光膜と、を備える。前記透明ガラス体のガラス転移点Tg1と前記遮光膜のガラス転移点Tg2との差ΔTg(ΔTg=|Tg1-Tg2|)が100℃以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光の透過方向から見て、前記光の一部を透過する透過領域と、前記光の別の一部を遮る遮光領域とを備える、光学素子であって、
透明ガラス体と、
前記透明ガラス体の内部において前記遮光領域を形成するガラス製の遮光膜と、
を備え、
前記透明ガラス体のガラス転移点Ｔｇ１と前記遮光膜のガラス転移点Ｔｇ２との差ΔＴｇ（ΔＴｇ＝｜Ｔｇ１－Ｔｇ２｜）が１００℃以下である、光学素子。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記透明ガラス体の軟化点Ｔｓ１と前記遮光膜の軟化点Ｔｓ２との差ΔＴｓ（ΔＴｓ＝｜Ｔｓ１－Ｔｓ２｜）が５０℃以下である、請求項１の光学素子。
【請求項３】
前記遮光膜は、透明なガラス中に黒色顔料を分散して含み、
前記透明ガラス体と前記遮光膜を構成するガラスの組成が同じである、請求項１又は２の光学素子。
【請求項４】
前記透過領域において、前記光の複屈折率が０．００００１０以下である、請求項１又は２の光学素子。
【請求項５】
前記遮光膜は、前記遮光膜を前記光の透過方向から見たときに、前記遮光領域と前記透過領域との境界線からの距離が遠いほど、前記光の透過方向の厚みが大きくなるテーパー部を有し、
前記テーパー部は、前記境界線に接する、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項６】
前記遮光膜は、前記テーパー部の前記厚みが最大値になる位置での前記光の内部透過率が０．１％以下であって、前記厚みの最大値Ｔ０に対する、前記光の内部透過率０．１％に相当する前記厚みＴ１の比Ｒ
Ｔ
（Ｒ
Ｔ
＝Ｔ１／Ｔ０）が０．５以上である、請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
前記光の透過方向から見て、前記テーパー部は、前記光の内部透過率が５０.０％～９９．９％である第１領域を有しており、前記遮光膜を前記光の透過方向から見たときに、前記境界線に直交する方向における前記第１領域の幅が２０μｍ以上である、請求項６の光学素子。
【請求項８】
前記テーパー部は、前記光の内部透過率が１．０％～９９．９％である第２領域を有しており、前記遮光膜を前記光の透過方向から見たときに、前記境界線に直交する方向における前記第２領域の幅が３３０μｍ以下である、請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
前記透明ガラス体は、第１透明ガラス層と第２透明ガラス層を有しており、
前記第１透明ガラス層と前記第２透明ガラス層は、前記光の透過方向に前記遮光膜を挟んで設けられ、且つ前記透過領域において連続的に接している、請求項１又は２に記載の光学素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学素子に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の光学ユニットは、透明な第１の基板と、透明な第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間の凸部の周囲を充填する黒色樹脂によって構成される絞りと、を備える。第１の基板と第２の基板は、透明なガラス基板又は透明な樹脂基板である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／１７６７０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、透明な樹脂基板と黒色樹脂とで光学素子を構成するか、透明なガラス基板と黒色樹脂で光学素子を構成する。基板が樹脂基板であると、温度変化による光学特性の変化が大きくなってしまう。従って、基板はガラス基板であることが好ましい。但し、ガラス基板と黒色樹脂で光学素子を構成する場合、ガラスと樹脂の平均線膨張係数差の絶対値が大きく、光学素子の温度変化に対する耐久性が低かった。
【０００５】
本開示の一態様は、光学素子の温度変化に対する耐久性を向上する、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る光学素子は、光の透過方向から見て、前記光の一部を透過する透過領域と、前記光の別の一部を遮る遮光領域とを備える。光学素子は、透明ガラス体と、前記透明ガラス体の内部において前記遮光領域を形成するガラス製の遮光膜と、を備える。前記透明ガラス体のガラス転移点Ｔｇ１と前記遮光膜のガラス転移点Ｔｇ２との差ΔＴｇ（ΔＴｇ＝｜Ｔｇ１－Ｔｇ２｜）が１００℃以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、遮光膜としてガラス製のものを使用するので、透明ガラス体と遮光膜との平均線膨張係数の差の絶対値を小さくでき、光学素子の温度変化に対する耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１（Ａ）は一実施形態に係る光学素子の平面図であり、図１（Ｂ）は一実施形態に係る光学素子の断面図である。
図２（Ａ）は透過領域と遮光領域の境界線で生じる応力と、平均線膨張係数の差との関係の一例を示す図であり、図２（Ｂ）は別の一例を示す図である。
図３は、一実施形態に係る光学素子の製造方法を示すフローチャートである。
図４（Ａ）はＳ１０１の一例を示す断面図であり、図４（Ｂ）はＳ１０２の一例を示す断面図であり、図４（Ｃ）はＳ１０３の一例を示す断面図であり、図４（Ｄ）はＳ１０４の一例を示す断面図であり、図４（Ｅ）はＳ１０５の一例を示す断面図であり、図４（Ｆ）はＳ１０６の一例を示す断面図である。
図５（Ａ）は遮光領域の形状の第１変形例を示す平面図であり、図５（Ｂ）は遮光領域の形状の第２変形例を示す平面図であり、図５（Ｃ）は遮光領域の形状の第３変形例を示す平面図であり、図５（Ｄ）は遮光領域の形状の第４変形例を示す平面図である。
図６（Ａ）は遮光膜の断面形状の第１変形例を示す断面図であり、図６（Ｂ）は遮光膜の断面形状の第２変形例を示す断面図であり、図６（Ｃ）は遮光膜の断面形状の第３変形例を示す断面図であり、図６（Ｄ）は遮光膜の断面形状の第４変形例を示す断面図であり、図６（Ｅ）は遮光膜の断面形状の第５変形例を示す断面図であり、図６（Ｆ）は遮光膜の断面形状の第６変形例を示す断面図である。
図７（Ａ）は遮光膜を光の透過方向に間隔をおいて複数有する光学素子の一例を示す断面図であり、図７（Ｂ）は遮光膜を透明ガラス体の表面の溝に埋め込んだ光学素子の一例を示す図である。
図８は、遮光膜の断面形状と、遮光膜における光の内部透過率との関係の一例を示す図である。
図９（Ａ）は光の投影面における光の強度分布の第１例を示す図であり、図９（Ｂ）は光の投影面における光の強度分布の第２例を示す図である。
図１０は、ΔＩとＷとＲ
Ｔ
の関係の一例を示す図である。
図１１は、Ｒ
Ｖ
とＷとＲ
Ｔ
の関係の一例を示す図である。
図１２は、テーパー部の厚みの変化を表す関数（１）～（３）を示す図である。
図１３は、関数（１）～（３）と遮光膜における光の内部透過率との関係の一例を示す図である。
図１４は、関数（１）～（３）とΔＩの関係の一例を示す図である。
図１５は、テーパー部における第１領域と第２領域の一例を示す断面図である。
図１６（Ａ）はＷ１とΔＩの関係の一例を示す図であり、図１６（Ｂ）はＷ２とΔＩの関係の一例を示す図である。
図１７は、関数（１）～（３）とＬＷとの関係の一例を示す図である。
図１８は、ΔＩが１５％以下の場合における、Ｗ２とＬＷの関係の一例を示す図である。
図１９（Ａ）は関数（１）～（３）と遮光膜から投影面までの距離とΔＩの関係の一例を示す図であり、図１９（Ｂ）は関数（１）～（３）と遮光膜から投影面までの距離とΔＩの関係の別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
【００１０】
図１を参照して、一実施形態に係る光学素子１０について説明する。図１（Ｂ）において、矢印方向は光ＬＢの透過方向を示す。なお、光ＬＢの透過方向は、矢印方向とは反対方向であってもよい。光ＬＢの透過方向は、本実施形態ではガラス基板の主面に対して垂直な方向であるが、ガラス基板の対して斜め方向であってもよい。光ＬＢは、本実施形態では可視光であるが、紫外光、又は赤外光であってもよい。光学素子１０は、例えば撮像装置の光学系で使用される。
（【００１１】以降は省略されています）

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