JP2013066008A

JP2013066008A - 光学デバイス及び光学デバイスを製造する方法

Info

Publication number: JP2013066008A
Application number: JP2011202820A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kibe; 剛木邊
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-04-11

Abstract

【課題】第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイスを提供する。
【解決手段】第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に前記第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する複数の第一の領域４２及び少なくとも一つの方向に前記複数の第一の領域と交互に配置されると共に前記第二の偏光を透過させる複数の第二の領域４３を有する光学素子４１並びに前記光学素子４１を支持する支持体を含む、光学デバイス４０であって、前記支持体及び前記光学素子４１の前記複数の第二の領域４３の間に前記支持体に前記光学素子４１を接着する接着剤層４６が設けられたものであると共に、前記支持体及び前記光学素子４１の前記複数の第一の領域４２の間に間隙が設けられたものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、光学デバイス及び光学デバイスを製造する方法に関する。

従来、光学デバイス及び光学デバイスを製造する方法に関するいくつかの技術が開示されている。

例えば、特開２０１１−１３６３０号公報（特許文献１）には、被撮像物を撮像して画像信号を得る撮像装置において、受光素子が行方向及び列方向に二次元的に配列された受光素子アレイと、前記受光素子アレイの手前に設けられた光透過フィルタとを有し、前記光透過フィルタは、互いに光透過特性が異なる複数の種類の帯状の光透過部を有し、前記複数の種類の帯状の光透過部が、幅方向に沿って交互に配列されたことを特徴とする撮像装置、及び、前記複数の種類の光透過部は、偏光方向が互いに異なる光を透過する光透過特性が異なることを特徴とする上記の撮像装置が、開示されている。

また、例えば、特開２００７−０８６７２０号公報（特許文献２）には、それぞれ透過軸が異なる３つ以上の偏光子の領域に分かれており、入射される入力光のうち、前記各領域において当該入力光の無偏光成分を透過させると共に、前記各領域によって偏光方向が異なる前記入力光の偏光成分を透過させる偏光子ユニットを１個又は複数個含む偏光子アレイと、前記各領域を透過した光を独立に受光する受光素子アレイと、前記受光素子アレイからの前記偏光成分及び無偏光成分を処理する画像処理部と、を有する偏光イメージング装置が、開示されている。

図１は、一つの従来の光学デバイスの例を説明する図である。

図１に例示された光学デバイス１０は、光学素子１１及び受光デバイス１５を含む。光学素子１１は、複数の第一の領域１２及び複数の第二の領域１３を有する。複数の第一の領域１２は、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する。複数の第二の領域１３は、少なくとも一つの方向に複数の第一の領域１２と交互に配置されると共に第二の偏光を透過させる。受光デバイス１５は、光学素子１１を支持する支持体であると共に光学素子１１の側における受光デバイス１５の表面に受光素子１４を有する。

図１に例示された光学デバイス１０において光学素子１１に第一の偏光が入射するとき、第一の偏光は、複数の第一の領域１２を透過すると共に、複数の第二の領域１３を透過する又は複数の第二の領域１３によって遮断される。複数の第一の領域１２を透過した第一の偏光は、複数の第一の領域１２に対応する受光素子１４によって受光される。第一の偏光が、複数の第二の領域１３を透過する場合には、複数の第二の領域１３を透過した第一の偏光は、複数の第二の領域１３に対応する受光素子１４によって受光される。

図１に例示された光学デバイス１０において光学素子１１に第二の偏光が入射するとき、第二の偏光は、複数の第一の領域１２によって遮断されると共に、複数の第二の領域１３を透過する。複数の第二の領域１３を透過した第二の偏光は、複数の第二の領域１３に対応する受光素子１４によって受光される。

受光デバイス１５の受光素子１４によって受光された第一の偏光及び第二の偏光を受光デバイス１５によって電気的に処理することによって、光学素子１１に入射する偏光の情報を得ることが可能になる。

図１に例示された光学デバイス１０は、受光デバイス１５に光学素子１１を接着する接着剤層１６が設けられたものである。図１に例示された光学デバイス１０においては、接着剤層１６は、受光デバイス１５及び光学素子１１の複数の第一の領域１２の間に、並びに、受光デバイス１５及び光学素子１１の複数の第二の領域１３の間に、設けられる。

図１に例示された光学デバイス１０においては、光デバイス１５及び光学素子１１の複数の第一の領域１２の間に、並びに、受光デバイス１５及び光学素子１１の複数の第二の領域１３の間に、接着剤層１６が設けられるため、受光デバイス１５に光学素子１１を接着する強度がより高いものであることが期待される。光学デバイス１０は、光学デバイス１０に対する機械的な衝撃又は温度の変化によって光学デバイス１０に生じる応力に対して、より高い耐久性を有することが期待される。

しかしながら、図１に例示された光学デバイス１０においては、複数の第一の領域１２を透過する第一の偏光及び複数の第一の領域１２によって遮断される第二の偏光についてのコントラスト（複数の第一の領域１２に入射する第一の偏光の透過率及び複数の第一の領域１２に入射する第二の偏光の透過率の比：偏光消光比）は、後述するように、より低いものであると考えられる。

図２は、別の従来の光学デバイスの例を説明する図である。

図２に例示された光学デバイス２０は、光学素子２１及び受光デバイス２５を含む。光学素子２１は、複数の第一の領域２２及び複数の第二の領域２３を有する。複数の第一の領域２２は、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する。複数の第二の領域２３は、少なくとも一つの方向に複数の第一の領域２２と交互に配置されると共に第二の偏光を透過させる。受光デバイス２５は、光学素子２１を支持する支持体であると共に光学素子２１の側における受光デバイス２５の表面に受光素子２４を有する。

図２に例示された光学デバイス２０において光学素子２１に第一の偏光が入射するとき、第一の偏光は、複数の第一の領域２２を透過すると共に、複数の第二の領域２３を透過する又は複数の第二の領域２３によって遮断される。複数の第一の領域２２を透過した第一の偏光は、複数の第一の領域２２に対応する受光素子２４によって受光される。第一の偏光が、複数の第二の領域２３を透過する場合には、複数の第二の領域２３を透過した第一の偏光は、複数の第二の領域２３に対応する受光素子２４によって受光される。

図２に例示された光学デバイス２０において光学素子２１に第二の偏光が入射するとき、第二の偏光は、複数の第一の領域２２によって遮断されると共に、複数の第二の領域２３を透過する。複数の第二の領域２３を透過した第二の偏光は、複数の第二の領域２３に対応する受光素子２４によって受光される。

受光デバイス２５の受光素子２４によって受光された第一の偏光及び第二の偏光を受光デバイス２５によって電気的に処理することによって、光学素子２１に入射する偏光の情報を得ることが可能になる。

図２に例示された光学デバイス２０は、受光デバイス２５及び光学素子２１の間における間隙又は空気層２７及び受光デバイス２５に光学素子２１を接着する接着剤層２６が設けられたものである。図２に例示された光学デバイス２０においては、間隙又は空気層２７は、受光デバイス２５及び光学素子２１の複数の第一の領域２２の間に、並びに、受光デバイス２５及び光学素子２１の複数の第二の領域２３の間に、設けられる。図２に例示された光学デバイス２０においては、接着剤層２６は、受光デバイス２５及び複数の第一の領域２２又は複数の第二の領域２３のいずれでもない光学素子２１の周辺の領域にのみ設けられる。

図２に例示された光学デバイス２０においては、受光デバイス２５及び光学素子２１の複数の第一の領域２２の間に、並びに、受光デバイス２５及び光学素子２１の複数の第二の領域２３の間に、間隙又は空気層２７が設けられるため、複数の第一の領域２２を透過する第一の偏光及び複数の第一の領域２２によって遮断される第二の偏光についてのコントラスト（複数の第一の領域２２に入射する第一の偏光の透過率及び複数の第一の領域２２に入射する第二の偏光の透過率の比：偏光消光比）が、後述するように、より高いものであることが期待される。

しかしながら、図２に例示された光学デバイス２０においては、受光デバイス２５及び複数の第一の領域２２又は複数の第二の領域２３のいずれでもない光学素子２１の周辺の領域にのみ接着剤層２６が設けられるため、受光デバイス２５に光学素子２１を接着する強度がより低いものであると考えられる。光学デバイス２０は、光学デバイス２０に対する機械的な衝撃又は温度の変化によって光学デバイス２０に生じる応力に対して、より低い耐久性を有するものであると考えられる。

図３は、従来の光学デバイスに入射する第一の偏光及び第二の偏光についての波長及びコントラストの関係の例を説明する図である。図３における横軸は、従来の光学デバイスに入射する第一の偏光及び第二の偏光についての波長（ｎｍ）を表す。図３における縦軸は、従来の光学デバイスに入射する第一の偏光及び第二の偏光についてのコントラストである偏光消光比（任意単位）を表す。図３における実線は、図２に例示される受光デバイス２５及び複数の第一の領域２２の間に並びに受光デバイス２５及び複数の第二の領域２３の間に空気層２７（図３に示された波長についての屈折率＝１．００）が設けられた光学デバイス２０のような従来の光学デバイスを表す。図３における点線は、図１に例示される受光デバイス１５及び第一の領域１２の間に並びに受光デバイス１５及び複数の第二の領域１３の間に接着剤層１６（図３に示された波長についての屈折率＝１．４２）が設けられた光学デバイス１０のような従来の光学デバイスを表す。

図３に例示されるように、従来の光学デバイスに入射する第一の偏光及び第二の偏光についての可視光の波長について、図２における実線で例示される光学デバイス２０のような従来の光学デバイスの偏光消光比は、図１における点線で例示される光学デバイス１０のような従来の光学デバイスの偏光消光比と比べてより高いもの（約２倍）である。

このように、従来の光学デバイスにおいては、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイスを提供することは、当業者にとっても容易なことではなかった。また、従来の光学デバイスを製造する方法においては、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイスを製造する方法を提供することは、当業者にとっても容易なことではなかった。

本発明の一つの目的は、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイスを提供することである。

本発明の別の目的は、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイスを製造する方法を提供することである。

本発明の一つの態様によれば、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に前記第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する複数の第一の領域及び少なくとも一つの方向に前記複数の第一の領域と交互に配置されると共に前記第二の偏光を透過させる複数の第二の領域を有する光学素子並びに前記光学素子を支持する支持体を含む、光学デバイスであって、前記支持体及び前記光学素子の前記複数の第二の領域の間に前記支持体に前記光学素子を接着する接着剤層が設けられたものであると共に、前記支持体及び前記光学素子の前記複数の第一の領域の間に間隙が設けられたものである、光学デバイスが提供される。

本発明の別の態様によれば、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に前記第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する複数の第一の領域及び少なくとも一つの方向に前記複数の第一の領域と交互に配置されると共に前記第二の偏光を透過させる複数の第二の領域を有する光学素子並びに前記光学素子を支持する支持体を含む、光学デバイスを製造する方法であって、前記支持体に前記第二の偏光に対して硬化可能な接着剤を塗布すること、前記接着剤を介して前記支持体に対して前記光学素子を配置すること、前記光学素子を介して前記接着剤に前記第二の偏光を照射することによって前記接着剤を部分的に硬化させること、及び前記接着剤における未硬化の部分を除去することを含む、光学デバイスを製造する方法が提供される。

本発明の一つの態様によれば、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイスを提供することが可能になる。

本発明の別の態様によれば、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイスを製造する方法を提供することが可能になる。

図１は、一つの従来の光学デバイスの例を説明する図である。図２は、別の従来の光学デバイスの例を説明する図である。図３は、従来の光学デバイスに入射する第一の偏光及び第二の偏光についての波長及びコントラストの関係の例を説明する図である。図４は、本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの例を説明する図である。図５は、本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの例における光学素子の例を説明する図である。図６は、本発明の第二の実施形態に係る光学デバイスを製造する方法の例を説明する図である。

次に、本発明を実施するための形態（実施形態）を図面と共に説明する。

図４は、本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの例を説明する図である。

図４に例示された本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの例は、光学素子４１及び受光デバイス４５を含む、光学デバイス４０である。光学デバイス４０は、例えば、光学素子４１を透過する光を受光デバイス４５によって受光すると共に電気的に画像処理する撮像デバイスである。

光学素子４１は、複数の第一の領域４２及び複数の第二の領域４３を有する。

光学素子４１の複数の第一の領域４２は、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する。偏光を遮断することは、偏光を完全に若しくは実質的に吸収すること、又は、偏光を完全に若しくは実質的に反射させることを意味する。

光学素子４１の複数の第二の領域４３は、少なくとも一つの方向に複数の第一の領域４２と交互に配置されると共に第二の偏光を透過させる。光学素子４１の複数の第二の領域４３は、例えば、第一の偏光を遮断すると共に第二の偏光を透過させる。光学素子４１の複数の第二の領域４３は、例えば、第一の偏光及び第二の偏光の両方を透過させる。

例えば、光学素子４１の複数の第一の領域４２が第一の偏光を透過させると共に第二の偏光を遮断すると共に、光学素子の複数の第二の領域４３が第一の偏光を遮断すると共に第二の偏光を透過させるとき、光学素子４１は、複数の第一の領域４２としての複数の第一の偏光領域及び複数の第二の領域４３としての複数の第二の偏光領域を有する領域分割型の偏光フィルターである。

例えば、光学素子４１の複数の第一の領域４２が第一の偏光を透過させると共に第二の偏光を遮断すると共に、光学素子の複数の第二の領域４３が第一の偏光及び第二の偏光を透過させるとき、光学素子４１は、複数の第一の領域４２としての複数の第一の偏光領域及び複数の第二の領域４３としての複数の第二の非偏光領域を有する領域分割型の偏光フィルターである。

光学素子４１において、例えば、複数の第一の領域４２及び複数の第二の領域４３は、光学素子４１の少なくとも一つの表面における一つの方向に（一次元的に）交互に配置される。光学素子４１において、例えば、複数の第一の領域４２及び複数の第二の領域４３は、光学素子４１の少なくとも一つの表面における二つの方向に（二次元的に）交互に配置される。

複数の第一の領域４２及び少なくとも一つの方向に複数の第一の領域４２と交互に配置される複数の第二の領域４３を有する光学素子４１を、サブ波長構造体（Ｓｕｂ−ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈＳｔｒｕｃｔｕｒｅ）としてのワイヤーグリッド又はフォトニック結晶を製造する技術を使用することによって製造することが可能である。例えば、特開２００７−０８６７２０号公報に開示されたフォトニック結晶からなる偏光子を作製する自己クローニング技術及びワイヤーグリッドの作製方法を用いることが可能である。

受光デバイス４５は、光学素子４１を支持する支持体であると共に光学素子４１の側における受光デバイス４５の表面に受光素子４４を有する。受光素子４４は、光信号を電気信号に変換することが可能な素子である限り、特に限定されるものではないが、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）及びフォトダイオード等が挙げられる。受光デバイス４５は、受光素子４４を有するデバイスである限り、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＣＤイメージセンサー及びフォトダイオードセンサーなどの撮像素子が挙げられる。

図４に例示された光学デバイス４０において、光学素子４１に第一の偏光が入射するとき、第一の偏光は、複数の第一の領域４２を透過すると共に、複数の第二の領域４３を透過する又は複数の第二の領域４３によって遮断される。複数の第一の領域４２を透過した第一の偏光は、複数の第一の領域４２に対応する受光素子４４によって受光される。第一の偏光が、複数の第二の領域４３を透過するとき、複数の第二の領域４３を透過した第一の偏光は、複数の第二の領域４３に対応する受光素子４４によって受光される。

図４に例示された光学デバイス４０において、光学素子４１に第二の偏光が入射するとき、第二の偏光は、複数の第一の領域４２によって遮断されると共に、複数の第二の領域４３を透過する。複数の第二の領域４３を透過した第二の偏光は、複数の第二の領域４３に対応する受光素子４４によって受光される。

図４に例示された光学デバイス４０において、受光素子４４によって受光された第一の偏光及び第二の偏光を受光デバイス４５によって電気的に処理することによって、光学素子４１に入射する偏光の情報を得ることが可能になる。

例えば、光学素子４１が、複数の第一の領域４２としての複数の第一の偏光領域及び複数の第二の領域４３としての複数の第二の偏光領域を有する領域分割型の偏光フィルターであると共に、受光デバイス４５が撮像素子であるとき、受光デバイス４５としての撮像素子から出力される画像のデータの信号を処理することによって、受光デバイスとしての一つの撮像素子を使用することで第一の偏光の画像及び第二の偏光の画像を同時に得ることが可能になる。

例えば、光学素子４１が、複数の第一の領域４２としての複数の第一の偏光領域及び複数の第二の領域４３としての複数の第二の非偏光領域を有する領域分割型の偏光フィルターであると共に、受光デバイス４５が撮像素子であるとき、受光デバイス４５としての撮像素子から出力される画像のデータの信号を処理することによって、受光デバイスとしての一つの撮像素子を使用することで第一の偏光の画像及び無偏光の画像（輝度画像）を同時に得ることが可能になる。

図４に例示された光学デバイス４０は、支持体の例としての受光デバイス４５に光学素子４１を接着する接着剤層４６及び支持体の例としての受光デバイス４５及び光学素子４４の間に間隙（ギャップ）又は空気層４７が設けられたものである。

図４に例示された光学デバイス４０においては、接着剤層４６は、支持体の例としての受光デバイス４５及び光学素子４１の複数の第二の領域４３の間に設けられる。接着剤層４６が、受光デバイス４５及び光学素子４１の複数の第二の領域４３の間に設けられることは、接着剤層４６が、受光デバイス４５の側における光学素子４１の複数の第二の領域４３の少なくとも一部分及び光学素子４１の側における受光デバイス４５における複数の第二の領域４３に対応する表面の少なくとも一部分の間に設けられることを意味する。

図４に例示された光学デバイス４０においては、間隙又は空気層４７は、支持体としての受光デバイス４５及び光学素子４１の複数の第一の領域４２の間に設けられる。間隙又は空気層４７が、受光デバイス４５及び光学素子４１の複数の第一の領域４２の間に設けられることは、間隙又は空気層４７が、受光デバイス４５の側における光学素子４１の複数の第一の領域４２の少なくとも一部分及び光学素子４１の側における受光デバイス４５における複数の第一の領域４２に対応する表面の少なくとも一部分の間に設けられることを意味する。

図４に例示された光学デバイス４０においては、受光デバイス４５及び複数の第一の領域４２又は複数の第二の領域４３のいずれでもない光学素子４１の周辺の領域にもまた接着剤層４６が設けられる。光学素子４１の周辺の領域は、受光デバイス４５の側に凸部を有する。

図４に例示された光学デバイス４０においては、受光デバイス４５及び光学素子４１の複数の第二の領域４３の間に接着剤層４６が設けられるため、受光デバイス４５に光学素子１１を接着する強度がより高いものであることが期待される。光学デバイス４０は、光学デバイス４０に対する機械的な衝撃又は温度の変化によって光学デバイス４０に生じる応力に対して、より高い耐久性を有することが期待される。

図４に例示された光学デバイス４０においては、受光デバイス４５及び光学素子４１の複数の第一の領域４２の間に間隙又は空気層４７が設けられるため、複数の第一の領域４２を透過する第一の偏光及び複数の第一の領域４２によって遮断される第二の偏光についてのコントラスト（複数の第一の領域４２に入射する第一の偏光の透過率及び複数の第一の領域４２に入射する第二の偏光の透過率の比：偏光消光比）が、より高いものであることが期待される。

このように、本発明の第一の実施形態によれば、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイス４０を提供することが可能になる。

図５は、本発明の第一の実施形態に係る光学デバイスの例における光学素子の例を説明する図である。

図５に例示された光学素子５１は、例えば、図４に例示された光学デバイス４０に含まれる光学素子４１である。光学素子５１は、複数の第一の領域５２及び複数の第二の領域５３を有する。複数の第一の領域５２は、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する。複数の第二の領域５３は、少なくとも一つの方向に前記複数の第一の領域と交互に配置されると共に第二の偏光を透過させる。複数の第二の領域５３は、第一の偏光を透過させる又は第一の偏光を遮断する。

光学素子５１は、例えば、第一の偏光を透過させると共に第二の偏光を遮断する複数の第一の領域５２としての複数の偏光領域及び第一の偏光及び第二の偏光の両方を透過させる複数の第二の領域５３としての複数の非偏光領域が交互に配置される領域分割型の偏光フィルタである。

上述した領域分割型の偏光フィルタのような、複数の第一の領域５２及び複数の第二の領域５３を有する光学素子５１を、サブ波長構造体としてのワイヤーグリッド又はフォトニック結晶を製造する技術を使用することによって製造することが可能である。例えば、特開２００７−０８６７２０号公報に開示されたフォトニック結晶からなる偏光子を作製する自己クローニング技術及びワイヤーグリッドの作製方法を用いることが可能である。

図５に例示された光学デバイスにおいて、第一の領域５２の形状及び第二の領域５３の形状は、平行四辺形又は長方形（ストライプの形状）である。図５に例示された光学素子５１の第一の領域５２及び第二の領域５３は、平行四辺形であると共に、例えば、平行四辺形の一組みの平行な二辺に平行な方向のような、光学素子５１の表面における一つの方向に交互に配置される。

図５に例示される光学デバイスにおいて、光学素子５１は、例えば、撮像素子のような受光デバイスによって支持される。受光デバイスは、光学素子５１の側における受光デバイスの表面に複数の受光素子５４を有する。図５に例示された光学デバイスにおいて、受光デバイスの表面に設けられた受光素子５４の形状は、正方形である。受光デバイスの表面に設けられた複数の受光素子５４は、受光素子アレイを形成する。光学素子５１は、受光デバイスの表面に設けられた複数の受光素子５４に対して（受光素子アレイに重なるように）位置決めされる。

光学素子５１の第一の領域５２の形状及び第二の領域５３の形状が、平行四辺形又は長方形（ストライプの形状）である場合には、受光デバイスの表面に設けられた複数の受光素子５４に対する光学素子５１の位置決めの精度が高いものではない場であっても、複数の受光素子５４の全体で複数の第一の領域５２を透過する第一の偏光の画像及び複数の第二の領域５３を透過する少なくとも第二の偏光の画像のデータを復元することが可能になる。

光学素子５１が上述したような領域分割型の偏光フィルタであると共に受光デバイスが撮像素子であるとき、受光デバイスとしての撮像素子から出力される画像のデータの信号を処理することによって、受光デバイスとしての一つの撮像素子を使用することで偏光の画像及び（無偏光の）輝度画像を同時に得ることが可能になる。

図６は、本発明の第二の実施形態に係る光学デバイスを製造する方法の例を説明する図である。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、及び図６（ｄ）は、それぞれ、本発明の第二の実施形態に係る光学デバイスを製造する方法の例における第一のステップ、第二のステップ、第三のステップ、及び第四のステップを説明する。

図６に例示された本発明の第二の実施形態に係る光学デバイスを製造する方法の例は、図４に例示された光学デバイス４０のような、図６（ｄ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法である。

図６（ｄ）に例示されるような光学デバイス６０は、光学素子６１及び受光デバイス６５を含む。

光学素子６１は、複数の第一の領域６２及び複数の第二の領域６３を有する。

光学素子６１の複数の第一の領域６２は、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する。偏光を遮断することは、偏光を完全に若しくは実質的に吸収すること、又は、偏光を完全に若しくは実質的に反射させることを意味する。

光学素子６１の複数の第二の領域６３は、少なくとも一つの方向に複数の第一の領域６２と交互に配置されると共に第二の偏光を透過させる。光学素子６１の複数の第二の領域６３は、例えば、第一の偏光を遮断すると共に第二の偏光を透過させる。光学素子６１の複数の第二の領域６３は、例えば、第一の偏光及び第二の偏光の両方を透過させる。光学素子６１において、例えば、複数の第一の領域６２及び複数の第二の領域６３は、光学素子６１の少なくとも一つの表面における一つの方向に（一次元的に）交互に配置される。光学素子６１において、例えば、複数の第一の領域４２及び複数の第二の領域６３は、光学素子６１の少なくとも一つの表面における二つの方向に（二次元的に）交互に配置される。

受光デバイス６５は、光学素子６１を支持する支持体であると共に光学素子６１の側における受光デバイス６５の表面に受光素子６４を有する。

図６（ｄ）に例示されるような光学デバイス６０は、支持体の例としての受光デバイス６５に光学素子６１を接着する接着剤層６６ｂ及び支持体の例としての受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間に間隙（ギャップ）又は空気層６７が設けられたものである。

図６（ｄ）に例示されるような光学デバイス６０においては、接着剤層６６ｂは、支持体の例としての受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第二の領域６３の間に設けられる。接着剤層６６ｂが、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第二の領域６３の間に設けられることは、接着剤層６６ｂが、受光デバイス６５の側における光学素子６１の複数の第二の領域６３の少なくとも一部分及び光学素子６１の側における受光デバイス６５における複数の第二の領域６３に対応する表面の少なくとも一部分の間に設けられることを意味する。

図６（ｄ）に例示されるような光学デバイス６０においては、間隙又は空気層６７は、支持体の例としての受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間に設けられる。間隙又は空気層６７が、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間に設けられることは、間隙又は空気層６７が、受光デバイス６５の側における光学素子６１の複数の第一の領域６２の少なくとも一部分及び光学素子６１の側における受光デバイス６５における複数の第一の領域６２に対応する表面の少なくとも一部分の間に設けられることを意味する。

図６に例示されるような光学デバイス６０においては、受光デバイス６５及び複数の第一の領域６２又は複数の第二の領域６３のいずれでもない光学素子６１の周辺の領域にもまた接着剤層６６ｂが設けられる。光学素子６１の周辺の領域は、受光デバイス６５の側に凸部を有する。

図６に例示されるような光学デバイス６０においては、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第二の領域６３の間に接着剤層６６ｂが設けられるため、受光デバイス６５に光学素子６１を接着する強度がより高いものであることが期待される。光学デバイス６０は、光学デバイス６０に対する機械的な衝撃又は温度の変化によって光学デバイス６０に生じる応力に対して、より高い耐久性を有することが期待される。

図６に例示されるような光学デバイス６０においては、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間に間隙又は空気層６７が設けられるため、複数の第一の領域６２を透過する第一の偏光及び複数の第一の領域６２によって遮断される第二の偏光についてのコントラスト（複数の第一の領域６２に入射する第一の偏光の透過率及び複数の第一の領域４２に入射する第二の偏光の透過率の比：偏光消光比）が、より高いものであることが期待される。

図６に例示された光学デバイス６０を製造する方法において、第一の領域６２の形状及び第二の領域６３の形状は、例えば、図５に例示されるような平行四辺形又は長方形である。

図６に例示された光学デバイスを製造する方法は、図６（ａ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第一のステップ、図６（ｂ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第二のステップ、図６（ｃ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第三のステップ、及び図６（ｄ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第四のステップを含む。

図６（ａ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第一のステップにおいて、支持体の例としての受光デバイス６５に第二の偏光に対して硬化可能な接着剤６６ａを塗布する。受光デバイス６５に塗布される第二の偏光に対して硬化可能な接着剤６６ａとしては、例えば、紫外線によって硬化可能な樹脂である紫外線硬化樹脂が挙げられる。第二の偏光に対して硬化可能な接着剤６６ａは、受光デバイス６５の複数の受光素子６４（受光素子アレイ）の表面を覆うと共に受光デバイス６５及び受光素子６１の間に充填されることが可能であるように、受光デバイス６５に塗布される。

図６（ｂ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第二のステップにおいて、接着剤６６ａを介して支持体の例としての受光デバイス６５に対して光学素子６１を配置する。接着剤６６ａは、光学素子６１の複数の第一の領域６２及び複数の第二の領域６３の表面並びに受光デバイス６５の複数の受光素子６４（受光素子アレイ）の表面に接触すると共に、受光デバイス６５及び受光素子６１の間に充填される。接着剤６６ａは、光学素子６１の複数の第一の領域６２及び複数の第二の領域６３のいずれでもない光学素子６１の周辺の領域に設けられた凸部の表面（受光デバイス６５に対向する表面）を覆う。

図６（ｃ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第三のステップにおいて、光学素子６１を介して接着剤６６ａに第二の偏光を照射することによって接着剤６６ａを部分的に硬化させる。第二の偏光を照射することによって接着剤６６ａを部分的に硬化させることによって、支持体の例としての受光デバイス６５に光学素子６１を接着する接着剤層６６ｂが得られる。

光学素子６１を介して接着剤６６ａを硬化させることが可能な第二の偏光を接着剤６６ａに照射するとき、接着剤６６ａを硬化させることが可能な第二の偏光は、光学素子６１の複数の第一の領域６２によって遮断されると共に光学素子６１の複数の第二の領域６３を透過する。

受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間における接着剤６６ａは、第二の偏光によって照射されないものであると共に硬化させられるものではない。受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第二の領域６３の間における接着剤６６ａは、第二の偏光によって照射されると共に硬化させられるため、受光デバイス６５に光学素子６１を接着する接着剤層６６ｂが形成される。受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第二の領域６３の間における接着剤６６ａが、接着剤層６６ｂを形成するように、選択的に硬化させられる。

光学素子６１の複数の第一の領域６２及び複数の第二の領域６３のいずれでもない光学素子６１の周辺の領域及び光学素子６１の周辺の領域に設けられた凸部は、接着剤６６ａを硬化させることが可能な第二の偏光を透過する。受光デバイス６５及び光学素子６１の周辺の領域に設けられた凸部の間における接着剤６６ａは、第二の偏光によって照射されると共に硬化させられるため、受光デバイス６５に光学素子６１を接着する接着剤層６６ｂが形成される。

例えば、接着剤６６ａが、紫外線硬化樹脂である場合には、例えば、紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能な波長の紫外線の第二の偏光が、光学素子６１を介して接着剤６６ａに照射される。紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能な波長の紫外線の第二の偏光は、光学素子６１の複数の第一の領域６２によって遮断されると共に光学素子６１の複数の第二の領域６３を透過する。受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間における接着剤６６ａとしての紫外線硬化樹脂は、第二の偏光によって硬化させられないが、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第二の領域６３の間における接着剤６６ａとしての紫外線硬化樹脂は、第二の偏光によって硬化させられるため、受光デバイス６５に光学素子６１を接着する接着剤層６６ｂとしての硬化させられた紫外線硬化樹脂の層が形成される。

図６（ｃ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第三のステップは、偏光子６８を用いることによって光源６９から発生する光から第二の偏光を生じさせることをさらに含む。

光源６９は、第二の偏光に対して硬化可能な接着剤６６ａを硬化させることが可能な波長の光を発生させることが可能な光源である。第二の偏光に対して硬化可能な接着剤６６ａが、紫外線硬化樹脂である場合には、光源６９は、紫外線ランプのような、紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能な波長の紫外線を発生させることが可能な光源である。

偏光子６８は、光源６９から発生する光から第二の偏光を生じさせるように、光源６９及び光学素子６１の間に配置される。偏光子６８によって遮断される偏光（第一の偏光）の振動電場の振動の方向（偏光子６８の軸の方向）は、光学素子６１の複数の第一の領域６２によって遮断される第二の偏光の振動電場の方向（複数の第一の領域６２の軸の方向）と直交する。光学素子６１の複数の第二の領域６３が、第一の偏光を遮断すると共に第二の偏光を透過させる場合には、偏光子６８によって遮断される偏光（第一の偏光）の振動電場の振動の方向（偏光子６８の軸の方向）は、光学素子６１の複数の第一の領域６２によって遮断される第二の偏光の振動電場の方向（複数の第一の領域６２の軸の方向）と直交すると共に光学素子６１の複数の第二の領域６３によって遮断される第一の偏光の振動電場の方向（複数の第二の領域６３の軸の方向）と平行である。

光源６９から発生する光が、無偏光の光であるとき、光源６９から発生する無偏光の光は、偏光子６８を通じて第二の偏光に変換される。第二の偏光に対して硬化可能な接着剤６６ａが、紫外線硬化樹脂である場合には、例えば、光源６９としての紫外線ランプから発生する紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能な波長の無偏光の紫外線は、偏光子６８を通じて、紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能な波長の紫外線の第二の偏光に変換される。

図６（ｄ）に例示された光学デバイス６０を製造する方法の第四のステップにおいて、接着剤６６ａにおける未硬化の部分を除去する。図６（ｄ）に例示された光学デバイス６０が得られる。

接着剤６６ａにおける未硬化の部分を除去する方法としては、例えば、有機溶剤で接着剤６６ａにおける未硬化の部分を溶解させると共に除去する方法が挙げられる。受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間における接着剤６６ａは、第二の偏光によって硬化させられたものではない接着剤６６ａにおける未硬化の部分を含むので、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間における接着剤６６ａにおける未硬化の部分は、有機溶剤で溶解させられると共に除去される。受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間に間隙又は空気層６７が形成される。接着剤６６ａが、紫外線硬化樹脂である場合には、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間における接着剤６６ａとしての紫外線硬化樹脂における未硬化の部分は、例えば、アルコールのような有機溶剤で溶解させられると共に除去される。

受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第二の領域６３の間に接着剤層６６ｂが形成されると共に、受光デバイス６５及び光学素子６１の複数の第一の領域６２の間に間隙又は空気層６７が形成される。

このように、本発明の第二の実施形態によれば、第一の偏光及び第二の偏光についてのより高いコントラスト並びにより高い耐久性を備えた光学デバイス６０を製造する方法を提供することが可能になる。

図６に例示された光学デバイス６０を製造する方法においては、第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する複数の第一の領域６２及び少なくとも一つの方向に複数の第一の領域６２と交互に配置されると共に第二の偏光を透過させる複数の第二の領域６３を有する光学素子６１が用いられるため、所望の位置で接着剤６６ａを部分的に硬化させるように接着剤６６ａに第二の偏光を照射するための微細な構造を備えた別のマスク部材を用意すること及び接着剤６６ａに対してそのような微細な構造を備えた別のマスク部材を高い精度で位置決めすることは、必要とされるものではない。

よって、本発明の第二の実施形態によれば、より容易に光学デバイス６０を製造する方法を提供することが可能になる。

図６に例示された光学デバイス６０を製造する方法において、第二の偏光を遮断する複数の第一の領域６２がワイヤーグリッド又はフォトニック結晶で提供されると共にワイヤーグリッド又はフォトニック結晶が、支持体の例としての受光デバイス６２の側に設けられるとすれば、接着剤６６ａを介して支持体の例としての受光デバイス６２に対して光学素子６１を配置する際に、第二の偏光を遮断する複数の第一の領域６２を提供するワイヤーグリッド又はフォトニック結晶が、接着剤６６ａの側に設けられる。この場合には、光学素子６１を介して接着剤６６ａに第二の偏光を照射するとき、第二の偏光を遮断する複数の第一の領域６２を提供するワイヤーグリッド又はフォトニック結晶が支持体の例としての受光デバイス６２と反対の側に設けられる場合と比較して、光学素子６１の表面に対して斜めに入射する第二の偏光は、複数の第一の領域６２によってより効率的に遮断されると考えられる。光学素子６１の表面に対して斜めに入射する第二の偏光に起因する接着剤６６ａの望まれない硬化を低減することが可能になるため、より正確に接着剤６６ａを部分的に硬化させることが可能になる。

よって、本発明の第二の実施形態によれば、より正確に光学デバイス６０を製造する方法を提供することが可能になる。

なお、本発明の例示的な実施形態を、添付する図面を参照して上に記載してきたとはいえ、本発明は、本発明の例示的な実施形態のいずれにも限定されるものではないと共に、本発明の例示的な実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく変形される、変更される、又は組み合わせられることがある。

１０，２０，４０，６０光学デバイス
１１，２１，４１，５１，６１光学素子
１２，２２，４２，５２，６２第一の領域
１３，２３，４３，５３，６３第二の領域
１４，２４，４４，５４，６４受光素子
１５，２５，４５，６５受光デバイス
１６，２６，４６，６６ｂ接着剤層
２７，４７空気層
６６ａ接着剤
６８偏光子
６９光源

特開２０１１−１３６３０号公報特開２００７−８６７２０号公報

Claims

第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に前記第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する複数の第一の領域及び少なくとも一つの方向に前記複数の第一の領域と交互に配置されると共に前記第二の偏光を透過させる複数の第二の領域を有する光学素子並びに前記光学素子を支持する支持体を含む、光学デバイスであって、
前記支持体及び前記光学素子の前記複数の第二の領域の間に前記支持体に前記光学素子を接着する接着剤層が設けられたものであると共に、
前記支持体及び前記光学素子の前記複数の第一の領域の間に間隙が設けられたものである、光学デバイス。
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、
前記支持体は、前記光学素子の側における前記支持体の表面に受光素子を有する受光デバイスである、光学デバイス。
請求項１又は２に記載の光学デバイスにおいて、
前記第一の領域の形状及び前記第二の領域の形状は、平行四辺形又は長方形である、光学デバイス。
第一の方向に振動する振動電場を備えた第一の偏光を透過させると共に前記第一の方向と直交する第二の方向に振動する振動電場を備えた第二の偏光を遮断する複数の第一の領域及び少なくとも一つの方向に前記複数の第一の領域と交互に配置されると共に前記第二の偏光を透過させる複数の第二の領域を有する光学素子並びに前記光学素子を支持する支持体を含む、光学デバイスを製造する方法であって、
前記支持体に前記第二の偏光に対して硬化可能な接着剤を塗布すること、
前記接着剤を介して前記支持体に対して前記光学素子を配置すること、
前記光学素子を介して前記接着剤に前記第二の偏光を照射することによって前記接着剤を部分的に硬化させること、及び
前記接着剤における未硬化の部分を除去すること
を含む、光学デバイスを製造する方法。
請求項４に記載の光学デバイスを製造する方法において、
偏光子を用いることによって光源から発生する光から前記第二の偏光を生じさせることをさらに含む、光学デバイスを製造する方法。
請求項４又は５に記載の光学デバイスを製造する方法において、
前記支持体は、前記光学素子の側における前記支持体の表面に受光素子を有する受光デバイスである、光学デバイスを製造する方法。
請求項４から６のいずれかに記載の光学デバイスを製造する方法において、
前記第一の領域の形状及び前記第二の領域の形状は、平行四辺形又は長方形である、光学デバイスを製造する方法。