WO2022045012A1 - 光学素子 - Google Patents

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WO2022045012A1
WO2022045012A1 PCT/JP2021/030625 JP2021030625W WO2022045012A1 WO 2022045012 A1 WO2022045012 A1 WO 2022045012A1 JP 2021030625 W JP2021030625 W JP 2021030625W WO 2022045012 A1 WO2022045012 A1 WO 2022045012A1
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WO
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optical
light
optical surface
absorption film
light absorption
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Application number
PCT/JP2021/030625
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English (en)
French (fr)
Inventor
剛介 吉田
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses

Definitions

  • This disclosure relates to optical elements.
  • a protective film is formed on the back surface and the end surface of the cover glass substrate described in Patent Document 1.
  • the protective film is configured to come into contact with the positioning member in the printing machine to protect the cover glass substrate. After the desired step, the protective film is removed.
  • the optical device of Patent Document 2 has an optical element and a lens barrel that holds the optical element inside.
  • the optical element has an optically effective surface and a non-optically effective surface, and has a light-shielding film on at least a part of the non-optically effective surface.
  • the light-shielding film prevents flare generation due to internal scattering. When internal scattering occurs, it is considered that the internal scattering becomes one of the stray lights and flare occurs.
  • the non-optically effective surface of the optical element faces the lens barrel, and a part of the light-shielding film on the non-optically effective surface comes into contact with the lens barrel.
  • the optical element is positioned with respect to the lens barrel by contacting a part of the light-shielding film with the lens barrel.
  • Patent Document 1 it is necessary to separately prepare a protective film that is not directly related to the product (cover glass substrate), and the protective film must be removed after the desired process. Therefore, the number of processes increases.
  • Patent Document 2 is in contact with another member on a non-optical effective surface which is a non-optical surface.
  • the contact with respect to the optical surface and its periphery is not described, nor is the presence or absence of a light-shielding film on the optical surface described.
  • One aspect of the present disclosure provides a technique for suppressing the generation of stray light by a light absorption film and preventing defects such as scratches or stains on the optical surface.
  • the optical element includes a transparent base material that transmits light and a light absorption film that absorbs the light.
  • the transparent substrate is adjacent to an optical surface that transmits the light from the outside to the inside or from the inside to the outside of the transparent substrate or reflects the light from the inside to the inside of the transparent substrate. Adjacent planes and.
  • the light absorption film is formed on the adjacent surface, and wraps around the optical surface from the adjacent surface through the boundary between the adjacent surface and the optical surface.
  • the optical surface is a polygonal plane having a quadrangle or more, and the light absorption film on the optical surface protrudes from the optical surface.
  • the light absorption film can suppress the generation of stray light and prevent defects on the optical surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical element according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the optical surface of the optical element of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the optical surface of the optical element according to the first modification.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical element according to the second modification.
  • FIG. 5 is a plan view of the optical surface of the optical element of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical element according to the third modification.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the optical element according to the fourth modification.
  • the optical element 1 has a transparent base material 3 and a light absorption film 5.
  • the transparent base material 3 transmits light such as visible light.
  • the light absorption film 5 absorbs light (light such as visible light) transmitted through the transparent substrate 3 and suppresses reflection and / or transmission of light. Light reflections include surface and internal reflections. Light transmission includes unexpected light transmission outside the optical effective range.
  • the optically effective region refers to a region through which light necessary for imaging is transmitted when, for example, the optical element 1 is incorporated in an imaging optical system such as a camera.
  • the light absorption film 5 suppresses unintended reflection and / or transmission of light, and suppresses the generation of stray light. As a result, the occurrence of flare and ghost can be suppressed.
  • the transparent base material 3 has a first optical surface 31 and an adjacent surface 32 adjacent to the first optical surface 31.
  • the first optical surface 31 is a flat surface and transmits light from the outside to the inside or from the inside to the outside of the transparent substrate 3.
  • the transparent substrate 3 has a second optical surface 33 in addition to the first optical surface 31.
  • the second optical surface 33 is connected to the first optical surface 31 via the adjacent surface 32.
  • the second optical surface 33 may be connected to the first optical surface 31 via the adjacent surface 32 and the connecting surface 35.
  • the first optical surface 31 is provided parallel to the second optical surface 33 in FIG. 1, but may be provided diagonally. Further, although the first optical surface 31 transmits light from the outside to the inside or from the inside to the outside of the transparent base material 3 in the present embodiment, the light may be reflected from the inside to the inside of the transparent base material 3. The first optical surface 31 changes the propagation direction of light by reflecting light.
  • the first optical surface 31 is, for example, a quadrangle in a plan view.
  • the quadrangle includes rectangles and squares.
  • An adjacent surface 32 is adjacent to each of the four sides of the first optical surface 31.
  • the first optical surface 31 is not limited to a quadrangle, but may be a polygon of a pentagon or more. Polygons such as quadrilaterals or pentagons include rounded corners. As described above, since the first optical surface 31 is not limited to a quadrangle, the number of adjacent surfaces 32 is not limited to four.
  • a light absorption film 5 is formed on the adjacent surface 32.
  • the light absorption film 5 may be formed on one or more adjacent surfaces 32. Further, the light absorption film 5 may be formed on the entire surface of the adjacent surface 32 or may be formed so as to have an opening in a part of the adjacent surface 32 depending on the configuration (use) of the transparent base material 3. However, when the light absorption film 5 is formed on the adjacent surface 32, it is preferable that the entire peripheral edge of the adjacent surface 32 is covered with the light absorption film 5.
  • the light absorption film 5 wraps around from one or more adjacent surfaces 32 to the first optical surface 31 via the boundary 34 between the adjacent surface 32 and the first optical surface 31.
  • the boundary 34 is the peripheral edge 31a of the first optical surface 31.
  • the adjacent surface 32 may be a ground surface or a laser machined surface.
  • the adjacent surface 32 may be a ground surface obtained by cutting a precursor for an optical element (material for an optical element) by grinding such as a blade, and the precursor for an optical element may be a laser. It may be a laser-machined surface obtained by the processing used.
  • the adjacent surface 32 is a ground surface or a laser machined surface, the generation of stray light can be further suppressed by providing the light absorption film 5 as described later.
  • the adjacent surface 32 is perpendicular to the first optical surface 31 in FIG. 1, but may be oblique to the first optical surface 31 as described later. Further, the adjacent surface 32 is preferably a flat surface as shown in FIG.
  • the second optical surface 33 may be a flat surface like the first optical surface 31, and transmits light from the outside to the inside or from the inside to the outside of the transparent substrate 3.
  • the second optical surface 33 transmits light from the inside to the outside or from the outside to the inside of the transparent base material 3, but may reflect light from the inside to the inside of the transparent base material 3. Similar to the first optical surface 31, the second optical surface 33 reflects light to change the propagation direction of light.
  • the transparent substrate 3 may transmit a part of the wavelength band of light used in the optical system (for example, visible light (wavelength 400 nm to 700 nm)), and may reflect or absorb the other part. That is, the transparent substrate 3 may have an optical filter function that reflects or absorbs light in a part of the wavelength band. Further, the transparent base material 3 may have the function of a prism.
  • a part of the wavelength band of light used in the optical system for example, visible light (wavelength 400 nm to 700 nm)
  • the transparent substrate 3 may have an optical filter function that reflects or absorbs light in a part of the wavelength band.
  • the transparent base material 3 may have the function of a prism.
  • the transparent base material 3 is composed of, for example, a glass base material or a resin base material.
  • the transparent base material 3 may be plate-shaped or block-shaped (columnar).
  • the glass base material or the resin base material has a reflection function or an absorption function for any one or more of infrared rays, visible light, and ultraviolet rays, and may be configured to transmit light in a specific wavelength band. good.
  • the transparent base material 3 may have a single-layer structure of a single base material, or a main base material (glass base material or resin base material) is laminated with a film that imparts reflection or absorption functions to emit light in a specific wavelength band. It may have a multi-layer structure for transmission. Further, the transparent base material 3 may be laminated with a film that imparts a function such as antifouling in addition to the reflection function and the absorption function.
  • the transparent base material 3 may further contain a resin film or an inorganic film in addition to the glass base material.
  • the resin film is, for example, a film having a function such as a color tone correction filter, a base film such as a silane coupling agent, or an antifouling film.
  • the resin film is formed by, for example, screen printing, vapor deposition, spray coating, spin coating, or the like.
  • the inorganic film is, for example, a metal oxide film having a function as an optical interference film (antireflection or wavelength selection filter).
  • the inorganic film is formed by, for example, a sputtering method, a vapor deposition, a CVD method, or the like.
  • the transparent base material 3 may be a resin base material.
  • the light absorption film 5 absorbs the light transmitted through the transparent substrate 3 and suppresses the reflection and / or transmission of the light.
  • the transparent substrate 3 When the transparent substrate 3 is used for visible light, the light absorption film 5 absorbs at least visible light.
  • the light absorption film 5 preferably absorbs light of all wavelengths from the ultraviolet region to the near infrared region.
  • the light absorption film 5 has a transmittance of light having a wavelength of 350 to 1000 nm of, for example, 10% or less, preferably 2% or less.
  • the light absorption film 5 suppresses unintended reflection and / or transmission of light, and suppresses the generation of stray light. As a result, the occurrence of flare and ghost can be suppressed.
  • the light absorption film 5 contains, for example, a resin and a light absorber dispersed in the resin.
  • the resin is a photocurable resin, a thermoplastic resin, or a thermosetting resin.
  • the light absorber is an inorganic colorant such as carbon black or titanium black, or an organic colorant.
  • the light absorption film 5 is formed by, for example, applying a resin composition containing a resin and a light absorber and drying the resin composition.
  • the resin composition is applied to the adjacent surfaces 32 arranged horizontally facing upward and dried.
  • the resin composition may further have a solvent.
  • the solvent is, for example, an organic solvent. The solvent is removed by drying.
  • the resin composition may contain a color correction dye, a leveling agent, an antistatic agent, a heat stabilizer, an antioxidant, a dispersant, a flame retardant, a lubricant, a plasticizer and the like.
  • the method of applying the resin composition is, for example, a screen printing method.
  • the screen printing method is suitable for applying the resin composition to a flat surface.
  • the method of applying the resin composition is not limited to the screen printing method.
  • a coating method using a dispenser, an inkjet method, or the like may be used.
  • the light absorption film 5 is formed on the adjacent surface 32 of the transparent base material 3, and wraps around the first optical surface 31 from the adjacent surface 32 through the boundary 34 between the adjacent surface 32 and the first optical surface 31.
  • Microscopic chips and cracks are likely to exist at the boundary 34 between the adjacent surface 32 and the first optical surface 31. Microscopic chips and cracks are at a level acceptable as a product and can inevitably be included as processing marks and the like.
  • the adjacent surface 32 is a processed surface such as a blade that uses grinding or a processed surface that is obtained by processing using a laser
  • the boundary 34 has minute (microscopic) chips or cracks as processing marks. Stray light occurs when light is internally reflected or transmitted by microscopic chips or cracks.
  • the light absorption film 5 covers the boundary 34, internal reflection of light or transmission of light hardly occurs at the boundary 34. Therefore, even if microscopic chips or cracks occur at the boundary 34, the generation of stray light can be suppressed. As a result, the occurrence of flare and ghost can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the appearance of microscopic chips or cracks as an image.
  • the light absorption film 5 is preferably formed in contact with the transparent substrate 3.
  • the light absorption film 5 is preferably in contact with the transparent base material 3 at least at the boundary 34, and is preferably in contact with the transparent base material 3 at the adjacent surface 32.
  • the first optical surface 31 is a flat surface, and the light absorption film 5 on the first optical surface 31 protrudes from the first optical surface 31. Therefore, when the optical element 1 is placed on the table 9, a gap can be formed between the first optical surface 31 of the optical elements 1 facing each other and the plane 91 of the table 9. As a result, it is possible to prevent the first optical surface 31 of the optical element 1 from being scratched by dust or scratches on the flat surface 91 of the table 9, and it is possible to suppress deterioration of the optical quality of the first optical surface 31. Further, it is possible to prevent stains (for example, stains on organic components) on the flat surface 91 of the table 9 from adhering to the first optical surface 31 of the optical element 1, and to reduce the optical quality of the first optical surface 31. Can be suppressed.
  • stains for example, stains on organic components
  • the film thickness T of the light absorption film 5 on the first optical surface 31 of the transparent substrate 3 is, for example, 0.1 ⁇ m to 80 ⁇ m, preferably 0.2 ⁇ m to 50 ⁇ m, and more preferably 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m. .. If the film thickness T of the light absorption film 5 on the first optical surface 31 of the optical element 1 is 0.1 ⁇ m or more, 0.1 ⁇ m between the first optical surface 31 of the optical element 1 and the flat surface 91 of the table 9. The above gap can be formed, and scratches or stains on the first optical surface 31 can be suppressed.
  • the film thickness T of the light absorption film 5 on the first optical surface 31 is 80 ⁇ m or less, the amount of the resin composition applied is small, and the light absorption film 5 is formed only in the vicinity of the peripheral edge 31a of the first optical surface 31. It's easy to do. Further, when the film thickness T of the light absorption film 5 on the first optical surface 31 is 80 ⁇ m or less, it is possible to suppress the generation of stray light due to the reflection of light on the end surface of the light absorption film 5 on the first optical surface 31 side.
  • the first optical surface 31 is a surface that transmits light from the outside to the inside or from the inside to the outside of the transparent base material 3 or reflects light from the inside to the inside of the transparent base material 3. Therefore, the light absorption film 5 is not formed on the entire surface of the first optical surface 31.
  • the light absorption film 5 is preferably formed only in the vicinity of the peripheral edge 31a of the first optical surface 31.
  • the film thickness T of the light absorption film 5 on the first optical surface 31 is measured, for example, by observing a cross section SEM (Scanning Electron Microscope) or the like.
  • the light absorption film 5 on the first optical surface 31 is formed in an annular shape over the entire peripheral edge 31a of the first optical surface 31.
  • the center of gravity P0 of the first optical surface 31 is located inside the frame formed by the light absorption film 5 on the first optical surface 31.
  • the base 9 can stably support the optical element 1, and a gap can be stably formed between the first optical surface 31 of the optical element 1 and the flat surface 91 of the base 9. .
  • a cut B of the light absorption film 5 may be formed along the peripheral edge 31a of the first optical surface 31.
  • the light absorption film 5 may be formed on two sides of the first optical surface 31 facing each other, and in this case, two cuts B of the light absorption film 5 are formed.
  • the number of cuts B is two in FIG. 3, but it may be one or three or more.
  • the light absorption film 5 may be formed in a U shape on three sides of the first optical surface 31, and in this case, one cut B of the light absorption film 5 is formed.
  • the center of gravity P0 of the first optical surface 31 is inside the frame formed by the straight line L connecting both ends of each cut B and the light absorption film 5 on the first optical surface 31. Is preferable.
  • the base 9 can stably support the optical element 1, and a gap can be stably formed between the first optical surface 31 of the optical element 1 and the flat surface 91 of the base 9. ..
  • the width W of the light absorption film 5 on the first optical surface 31 is preferably 300 ⁇ m or less from the peripheral edge 31a of the first optical surface 31. Since the light absorption film 5 is formed only in the vicinity of the peripheral edge 31a of the first optical surface 31, the effective region of the first optical surface 31 can be widened.
  • the effective domain is a region that transmits light or a region that reflects light.
  • W is more preferably 200 ⁇ m or less, still more preferably 100 ⁇ m or less.
  • W is preferably 10 ⁇ m or more. W is measured by, for example, a CNC image inspection system (“CNC image measurement system NEXIV” manufactured by Nikon Corporation) or the like.
  • the optical element 1 described in this embodiment may be an optical element containing a transparent substrate that transmits light, and examples thereof include a wavelength selection optical filter, a polarizing plate, a prism, and a diffraction grating.
  • the plan view shape of the optical element 1 described in the present embodiment is substantially the same as the plan view shape of the first optical surface.
  • the planar view shape of the optical element 1 may be, for example, a polygon such as a quadrangle (including a rectangle and a square) or more in a plan view. Further, a polygon such as a quadrangle or a pentagon includes a shape with rounded corners. Strictly speaking, since the light absorption film 5 is formed on the peripheral edge 31a of the first optical surface 31, the plan view shape of the optical element 1 and the plan view shape of the first optical surface 31 may not completely match. , The shape does not change much even if there is a slight dimensional difference.
  • the optical element 1 according to the second modification further has a second light absorption film 6.
  • the second light absorption film 6 is formed on the first optical surface 31 of the transparent substrate 3.
  • the second light absorbing film 6 has a role of, for example, an aperture that narrows down light, extends to the peripheral edge 31a of the first optical surface 31, and has an opening 61 in the center of the first optical surface 31. Light passes through the opening 61.
  • the shape of the opening 61 may be a circular shape in a plan view, or may be a polygon having a quadrangle or more in a plan view.
  • the shape of the opening 61 depends on the optical system or optical device incorporating the optical element.
  • the second light absorption film 6 absorbs at least visible light in the same manner as the light absorption film 5.
  • the second light absorption film 6 may be an absorption film similar to the light absorption film 5, and contains, for example, a resin and a light absorber dispersed in the resin.
  • the second light absorption film 6 is formed by, for example, applying a resin composition containing a resin and a light absorber and drying the resin composition.
  • the second light absorption film 6 may be formed by a material or a forming method different from that of the light absorption film 5. Further, the second light absorbing film 6 may be formed by a sputtering method or the like using a compound containing a metal oxide such as chromium oxide, titanium oxide, or copper oxide.
  • the second light absorption film 6 is formed before the light absorption film 5 and extends to the peripheral edge 31a of the first optical surface 31. After the formation of the second light absorption film 6, the light absorption film 5 is formed.
  • the light absorption film 5 is formed on the adjacent surface 32 of the transparent base material 3, and wraps around the first optical surface 31 from the adjacent surface 32 through the boundary 34 between the adjacent surface 32 and the first optical surface 31. Further, as shown in FIG. 4, the light absorption film 5 is formed so as to wrap around on the second light absorption film 6 extending on the peripheral edge 31a of the first optical surface 31.
  • the light absorption film 5 is formed only in the vicinity of the peripheral edge 31a of the first optical surface 31, and is separated from the opening 61 of the second light absorption film 6.
  • the resin composition, which is the material of the light absorption film 5, does not flow into the opening 61.
  • the light absorption film 5 is not in contact with the first optical surface 31, is formed on the second light absorption film 6, and protrudes from the second light absorption film 6.
  • the light absorption film 5 on the first optical surface 31 protrudes from the second light absorption film 6. Therefore, when the optical element 1 is placed on the table 9, a gap can be formed between the second light absorption film 6 of the optical elements 1 facing each other and the flat surface 91 of the table 9. As a result, it is possible to prevent the second light absorption film 6 from being scratched or soiled by dust, scratches, organic stains, etc. on the flat surface 91 of the table 9, and the optical quality of the second light absorption film 6 is deteriorated. Can be suppressed.
  • the region of the second light absorption film 6 where the light absorption film 5 overlaps is doubly shielded from light to improve the light shielding property.
  • the light-shielding property near the boundary 34 of the first optical surface 31 is improved and stray light can be suppressed.
  • the light absorption film 5 can cover the pinhole, which is preferable.
  • the light absorption film 5 on the first optical surface 31 protrudes from the first optical surface 31 as in the above embodiment. Therefore, similarly to the above embodiment, it is possible to suppress scratches or stains on the first optical surface 31, and it is possible to suppress deterioration of the optical quality of the first optical surface 31.
  • the adjacent surface 32 of the transparent substrate 3 of this modification is oblique with respect to the first optical surface 31.
  • the adjacent surface 32 is a chamfered surface, and the angle ⁇ formed by the adjacent surface 32 and the first optical surface 31 is an obtuse angle.
  • angle ⁇ formed by the adjacent surface 32 and the optical surface 31 is an obtuse angle, damage due to contact with other members can be suppressed, and work safety in handling the product can be improved.
  • the method of forming the adjacent surface 32 which is a chamfered surface, is not particularly limited, and can be formed by, for example, grinding or polishing.
  • the chamfered surface is a ground or polished surface.
  • microscopic chips and cracks may exist on the chamfered surface, but by providing the light absorbing film 5 as in the above embodiment, stray light caused by microscopic chips and cracks is provided. Can be suppressed.
  • the surface roughness of the adjacent surface 32 which is a chamfered surface, may be rougher than the surface roughness of the first optical surface 31.
  • the surface roughness is the arithmetic mean roughness Ra described in Japanese Industrial Standards JIS B 0601: 2013. The rougher the surface roughness of the adjacent surface 32, the more the stray light can be suppressed.
  • the transparent base material 3 has a connecting surface 35 connected to the first optical surface 31 via an adjacent surface 32 which is a chamfered surface.
  • the connection surface 35 is perpendicular to the first optical surface 31 in FIG. 6, but may be oblique.
  • the connection surface 35 may have an obtuse angle formed by the connection surface 35 and the adjacent surface 32.
  • the connecting surface 35 may be flat.
  • the flow of the resin composition may wrap around from the adjacent surface 32 to the connection surface 35. That is, the light absorption film 5 may wrap around the connection surface 35 via the boundary between the adjacent surface 32 and the connection surface 35.
  • the light absorption film 5 may also be formed on the connection surface 35.
  • the optical element 1 according to the fourth modification has a lens 4 formed on the transparent substrate 3.
  • the lens 4 is formed on the second optical surface 33 of the transparent base material 3.
  • the lens 4 includes a peripheral edge portion 41 and a lens surface 42 surrounded by the peripheral edge portion 41.
  • the lens surface 42 is a curved surface that bends the light propagation direction.
  • the lens surface 42 focuses or diverges light.
  • the lens surface 42 of the lens 4 is surrounded by an annular peripheral edge 41 in a plan view.
  • the peripheral edge portion 41 is circular and the lens surface 42 is circular.
  • the peripheral edge portion 41 may be a polygonal ring road, and the lens surface 42 may be a polygonal shape. Polygons include rounded shapes.
  • the lens 4 is, for example, a convex lens, and more specifically, a plano-convex lens.
  • the lens 4 has a flat surface 43 opposite to the lens surface 42, and the flat surface 43 is laminated toward the second optical surface 33 of the transparent base material 3.
  • the lens 4 is a plano-convex lens in FIG. 7, it may be a plano-concave lens. Also in the latter case, the lens 4 has a flat surface 43 opposite to the lens surface 42, and the flat surface 43 is laminated toward the second optical surface 33 of the transparent base material 3.
  • the lens 4 may be an aspherical lens or a spherical lens.
  • the lens 4 is obtained by molding a resin composition with, for example, a molding die (not shown).
  • the molding die has a concavo-convex pattern in which the concavo-convex pattern of the lens 4 is inverted.
  • the molding die may be a mold or a replica of the mold. The replica is obtained by transferring the uneven pattern of the mold an even number of times.
  • the resin composition of the lens 4 is, for example, a photocurable resin.
  • the photocurable resin is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays.
  • an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin or the like is used as the photocurable resin.
  • the resin composition is not limited to the photocurable resin, and may be a thermosetting resin or the like.
  • Thermosetting resins are cured by heating.
  • a thermosetting resin a silicone resin, an epoxy resin, a phenol resin or the like is used.
  • the photocurable resin can be cured even at room temperature, so that it is possible to suppress a decrease in dimensional accuracy due to a difference in thermal expansion from the transparent substrate 3. Therefore, the photocurable resin can be easily applied over a large area as compared with the thermosetting resin. Further, unlike the thermosetting resin, the photocurable resin does not involve a thermal process, so that the lead time is shortened and the productivity is improved.
  • thermosetting resin is superior in heat resistance after curing and reflow resistance after curing as compared with the photocurable resin.
  • the resin composition may be applied to the surface of the mold or may be applied to the surface of the transparent base material 3.
  • the resin composition is applied, for example, by a dispenser.
  • the dispenser can finely adjust the coating amount of the resin composition.
  • the coating amount of the resin composition is set according to the shrinkage rate of the resin composition at the time of curing and the volume of the lens 4 made of the cured resin composition.
  • the method of applying the resin composition is not particularly limited.
  • the resin composition is solidified on the transparent substrate 3.
  • solidification involves curing.
  • the resin composition is a photocurable resin
  • the photocurable resin is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays.
  • the light may be applied to the resin composition via the transparent base material 3 or the resin composition may be irradiated to the resin composition via the molding die, and the resin composition may be irradiated through both the transparent base material 3 and the molding die.
  • the object may be irradiated.
  • the thermosetting resin is cured by heating.
  • the heater may heat the resin composition via the transparent base material 3, the resin composition may be heated via the molding die, or the resin composition may be heated via both the transparent base material 3 and the molding die. You may heat the object.
  • the lens 4 may be molded on the transparent base material 3, or may be molded on a base material different from the transparent base material 3, and then bonded to the transparent base material 3 via a bonding layer (not shown). May be good.
  • the optical element 1 further includes a bonding layer (not shown) in addition to the transparent substrate 3 and the lens 4.
  • the joining layer joins the transparent base material 3 and the lens 4.
  • the bonding layer for example, OCA (Optical Clear Adaptive) double-sided tape is used.
  • a liquid adhesive or the like may be used.
  • the transparent base material 3 and the lens 4 are made of different materials in the present embodiment, they may be made of the same material. In the latter case, the transparent base material 3 and the lens 4 may be integrally molded at the same time by injection molding or the like.
  • the material for injection molding is a resin, more specifically a thermoplastic resin.
  • the material of the transparent base material 3 and the lens 4 may be glass.
  • a preform material to be a precursor of the lens 4 may be prepared on the transparent substrate 3 and the lens 4 may be molded by a hot press method.
  • This modification is not limited to the configuration shown in FIG. 7, and can be combined with the second modification and the third modification to produce an effect. That is, the lens may be formed on a transparent substrate having a second light absorption film, or the lens may be formed on a transparent substrate having a chamfered surface.
  • Optical element 3 Transparent base material 31 First optical surface (optical surface) 32 Adjacent surface 33 Second optical surface 34 Boundary 5 Light absorption film

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Abstract

光学素子は、光を透過させる透明基材と、前記光を吸収する光吸収膜と、を有する。前記透明基材は、前記透明基材の外側から内側に又は内側から外側に前記光を透過するか、前記透明基材の内側から内側に前記光を反射する光学面と、前記光学面に隣接する隣接面と、を含む。前記光吸収膜は、前記隣接面に形成され、前記隣接面から、前記隣接面と前記光学面の境界を経て、前記光学面に回り込んでいる。前記光学面は４角形以上の多角形の平面であり、前記光学面上の前記光吸収膜は前記光学面から突出している。

Description

光学素子
　本開示は、光学素子に関する。
　特許文献１に記載のカバーガラス基板の裏面及び端面には保護膜が形成されている。カバーガラスの表面に印刷を施す際に、保護膜が印刷機における位置決め部材と接触する構成とすることで、カバーガラス基板を保護している。所望の工程後、保護膜は除去される。
　特許文献２の光学機器は、光学素子と、光学素子を内部に保持する鏡筒とを有する。光学素子は、光学有効面と非光学有効面とを有し、非光学有効面の少なくとも一部に遮光膜を有する。遮光膜は、内部散乱によるフレア発生を防止する。内部散乱が発生すると、該内部散乱が迷光の一つとなり、フレアが発生すると考えられる。特許文献２の光学機器は、光学素子の非光学有効面が鏡筒と対向し、さらに非光学有効面の遮光膜の一部が鏡筒に接触する。光学素子は、鏡筒に遮光膜の一部が接することで、鏡筒に対する光学素子の位置決めがなされている。
日本国特開２０１３－６７４５号公報 日本国特開２０１７－２０３９５１号公報
　特許文献１では、製品（カバーガラス基板）とは直接関係ない保護膜を別途準備する必要があり、所望の工程後は保護膜を除去しなければならない。そのため、工程が増える。
　特許文献２は、非光学面である非光学有効面で他部材と接触される。光学面およびその周縁についての接触は記載されておらず、光学面の遮光膜の有無についても記載されていない。
　本開示の一態様は、光吸収膜によって迷光の発生を抑制すると共に、光学面に傷又は汚れなどの欠陥が付くのを防止する、技術を提供する。
　本開示の一態様に係る光学素子は、光を透過させる透明基材と、前記光を吸収する光吸収膜と、を有する。前記透明基材は、前記透明基材の外側から内側に又は内側から外側に前記光を透過するか、前記透明基材の内側から内側に前記光を反射する光学面と、前記光学面に隣接する隣接面と、を含む。前記光吸収膜は、前記隣接面に形成され、前記隣接面から、前記隣接面と前記光学面の境界を経て、前記光学面に回り込んでいる。前記光学面は４角形以上の多角形の平面であり、前記光学面上の前記光吸収膜は前記光学面から突出している。
　本開示の一態様によれば、光吸収膜によって迷光の発生を抑制できると共に、光学面に欠陥が付くのを防止できる。
図１は、一実施形態に係る光学素子の断面図である。 図２は、図１の光学素子の光学面の平面図である。 図３は、第１変形例に係る光学素子の光学面の平面図である。 図４は、第２変形例に係る光学素子の断面図である。 図５は、図４の光学素子の光学面の平面図である。 図６は、第３変形例に係る光学素子の断面図である。 図７は、第４変形例に係る光学素子の断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、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。また、明細書中、「平面視」とは、透明基材３の第１光学面３１に対して垂直な方向視を意味する。
　図１～図２を参照して、本実施形態に係る光学素子１について説明する。光学素子１は、透明基材３と、光吸収膜５とを有する。透明基材３は、可視光等の光を透過させる。一方、光吸収膜５は、透明基材３を透過する光（可視光等の光）を吸収し、光の反射および/または透過を抑制する。光の反射は、表面反射及び内面反射を含む。光の透過は、光学有効域以外での予期せぬ光の透過を含む。ここで、光学有効域とは、例えば光学素子１がカメラ等の結像光学系に組み込まれる場合、結像に必要な光が透過する領域のことを指す。光吸収膜５は、意図しない光の反射および／または透過を抑制し、迷光の発生を抑制する。その結果、フレア及びゴーストの発生を抑制できる。
　透明基材３は、図１に示すように、第１光学面３１と、第１光学面３１に隣接する隣接面３２とを有する。第１光学面３１は、平面であり、透明基材３の外側から内側に又は内側から外側に光を透過する。また、透明基材３は、第１光学面３１とは別に、第２光学面３３を有する。第２光学面３３は、隣接面３２を介して第１光学面３１と接続される。なお、第２光学面３３は、図６に示すように、隣接面３２及び接続面３５を介して第１光学面３１と接続されてもよい。
　第１光学面３１は、図１では第２光学面３３に対して平行に設けられるが、斜めに設けられてもよい。また、第１光学面３１は、本実施形態では透明基材３の外側から内側に又は内側から外側に光を透過するが、透明基材３の内側から内側に光を反射してもよい。第１光学面３１は、光を反射することにより、光の伝播方向を変える。
　第１光学面３１は、図２に示すように、例えば平面視で４角形である。４角形は、長方形と正方形とを含む。第１光学面３１の４辺のそれぞれに、隣接面３２が隣接する。なお、第１光学面３１は、４角形には限定されず、５角形以上の多角形であってもよい。４角形又は５角形等の多角形は、角を丸めた形状を含む。上記の通り、第１光学面３１が４角形には限定されないので、隣接面３２の数も４つには限定されない。
　隣接面３２には、光吸収膜５が形成される。光吸収膜５は、１つ以上の隣接面３２に形成されればよい。また、光吸収膜５は、透明基材３の構成（用途）によって、隣接面３２の全面に形成されてもよく、隣接面３２の一部に開口部を有するように形成されてもよい。ただし、隣接面３２に光吸収膜５を形成する場合、隣接面３２の周縁全体が光吸収膜５で覆われていることが好ましい。光吸収膜５は、１つ以上の隣接面３２から、隣接面３２と第１光学面３１の境界３４を経て、第１光学面３１まで回り込む。境界３４は、第１光学面３１の周縁３１ａである。
　隣接面３２は、研削加工面又はレーザ加工面であってもよい。具体的には、隣接面３２は、光学素子用前駆体（光学素子用素材）をブレードなどの研削加工で切断して得られる研削加工面であってもよく、光学素子用前駆体をレーザを利用した加工により得られるレーザ加工面であってもよい。隣接面３２が研削加工面又はレーザ加工面である場合、後述のとおり、光吸収膜５を設けることで、迷光の発生をより抑制できる。
　隣接面３２は、図１では第１光学面３１に対して垂直であるが、後述するように第１光学面３１に対して斜めであってもよい。また、隣接面３２は、図１のように平面が好ましい。
　第２光学面３３は、第１光学面３１と同様に平面であってもよく、透明基材３の外側から内側に又は内側から外側に光を透過する。第２光学面３３は、本実施形態では透明基材３の内側から外側に又は外側から内側に光を透過するが、透明基材３の内側から内側に光を反射してもよい。第２光学面３３は、第１光学面３１と同様に、光を反射することにより、光の伝播方向を変える。
　透明基材３は、光学系で使用される光の波長帯の一部（例えば可視光（波長４００ｎｍ～７００ｎｍ））を透過すればよく、他の一部を反射するか吸収してもよい。つまり、透明基材３は、一部の波長帯の光を反射するか吸収する光学フィルタ機能を有してもよい。また、透明基材３は、プリズムの機能を有してもよい。
　透明基材３は、例えばガラス基材又は樹脂基材で構成される。透明基材３は、板状であってもよく、ブロック状（柱状）であってもよい。ガラス基材又は樹脂基材は、赤外線、可視光、及び紫外線のいずれか１つ、又は２つ以上に対して反射機能又は吸収機能を有し、特定の波長帯の光を透過する構成としてもよい。透明基材３は、単一の基材の単層構造でもよいし、主基材（ガラス基材又は樹脂基材）に反射や吸収機能を付与する膜を積層し特定の波長帯の光を透過させる複数層構造でもよい。また、透明基材３は、反射機能や吸収機能の他に、防汚などの機能を付与する膜を積層してもよい。
　例えば、透明基材３は、ガラス基材の他に、更に樹脂膜又は無機膜を含んでもよい。樹脂膜は、例えば、色調補正フィルタ、シランカップリング剤等の下地膜、又は防汚膜等の機能を有する膜である。樹脂膜は、例えば、スクリーン印刷、蒸着、スプレーコート又はスピンコート法等で形成される。無機膜は、例えば光干渉膜（反射防止や波長選択フィルタ）としての機能を有する金属酸化物膜等である。無機膜は、例えば、スパッタリング法、蒸着、又はＣＶＤ法等で形成される。なお、透明基材３は、樹脂基材であってもよい。
　光吸収膜５は、透明基材３を透過する光を吸収し、その光の反射および／または透過を抑制する。透明基材３が可視光用途の場合は、光吸収膜５は、少なくとも可視光を吸収する。光吸収膜５は、好ましくは、紫外域から近赤外域に亘る全波長の光を吸収する。光吸収膜５は、波長３５０～１０００ｎｍの光の透過率が例えば１０％以下であり、好ましくは２％以下である。
　光吸収膜５は、意図しない光の反射および／または透過を抑制し、迷光の発生を抑制する。その結果、フレア及びゴーストの発生を抑制できる。光吸収膜５は、例えば、樹脂と、樹脂に分散する光吸収剤とを含有する。樹脂は、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂である。光吸収剤は、カーボンブラック若しくはチタンブラック等の無機着色剤、又は有機着色剤である。
　光吸収膜５は、例えば、樹脂と光吸収剤とを含む樹脂組成物を塗布し、乾燥することにより形成される。樹脂組成物は、上に向けて水平に配置された隣接面３２に塗布され、乾燥される。樹脂組成物は、溶剤を更に有してもよい。溶剤は、例えば有機溶剤である。溶剤は、乾燥によって除去される。樹脂組成物は、色調補正色素、レベリング剤、帯電防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、分散剤、難燃剤、滑剤、又は可塑剤等を含んでもよい。
　樹脂組成物の塗布方法は、例えばスクリーン印刷法である。スクリーン印刷法は、平面に樹脂組成物を塗布するのに適している。なお、樹脂組成物の塗布方法は、スクリーン印刷法には限定されない。例えば、ディスペンサを用いる塗布方法、又はインクジェット法などが用いられてもよい。
　光吸収膜５は、透明基材３の隣接面３２に形成され、隣接面３２から、隣接面３２と第１光学面３１の境界３４を経て、第１光学面３１に回り込んでいる。隣接面３２と第１光学面３１の境界３４には、微視的な欠けやクラックが存在しやすい。微視的な欠けやクラックとは、製品として許容されるレベルのものであって、加工痕などとして必然的に含みうるものである。例えば、隣接面３２がブレードなど研削加工を利用した加工面又はレーザを利用した加工により得られる加工面の場合、境界３４には加工痕として微小（微視的）な欠けやクラックが存在する。微視的な欠け又はクラックにて光の内面反射又は光の透過が生じると、迷光が生じてしまう。
　本実施形態によれば、光吸収膜５が境界３４を覆うので、境界３４において光の内面反射又は光の透過がほとんど生じない。従って、微視的な欠け又はクラックが境界３４に発生していたとしても、迷光の発生を抑制できる。その結果、フレア及びゴーストの発生を抑制できる。また、微視的な欠け又はクラックが像として見えるのを抑制できる。
　光吸収膜５は、透明基材３に接して形成されることが好ましい。光吸収膜５は、少なくとも境界３４で透明基材３と接することが好ましく、隣接面３２で透明基材３と接することが好ましい。光吸収膜５は、透明基材３と接することで、反射を低減することが可能であり、迷光の発生をより抑制することができる。仮に光吸収膜５が透明基材３と接しておらず、光吸収膜５と透明基材３の間に空気又は他媒質の層を挟む場合、界面数が増え、反射が発生する場合がある。
　本実施形態によれば、図１に示すように、第１光学面３１は平面であり、第１光学面３１上の光吸収膜５は第１光学面３１から突出している。それゆえ、光学素子１を台９に置く際に、互いに対向する光学素子１の第１光学面３１と台９の平面９１との間に間隙を形成できる。その結果、台９の平面９１に付いた粉塵又は傷等によって、光学素子１の第１光学面３１に傷が付くのを抑制でき、第１光学面３１の光学的な品質低下を抑制できる。また、台９の平面９１に付いた汚れ（例えば有機成分の汚れなど）が、光学素子１の第１光学面３１に付着するのを抑制でき、第１光学面３１の光学的な品質低下を抑制できる。
　透明基材３の第１光学面３１上の光吸収膜５の膜厚Ｔは、例えば０．１μｍ～８０μｍあり、好ましくは０．２μｍ～５０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ～１０μｍである。光学素子１の第１光学面３１上の光吸収膜５の膜厚Ｔが０．１μｍ以上であれば、光学素子１の第１光学面３１と台９の平面９１との間に０．１μｍ以上の間隙を形成でき、第１光学面３１に傷又は汚れが付くのを抑制できる。
　一方、第１光学面３１上の光吸収膜５の膜厚Ｔが８０μｍ以下であれば、樹脂組成物の塗布量が少なく、第１光学面３１の周縁３１ａ付近のみに光吸収膜５を形成しやすい。また、第１光学面３１上の光吸収膜５の膜厚Ｔが８０μｍ以下であれば、光吸収膜５の第１光学面３１側の端面における光の反射による迷光の発生を抑制できる。第１光学面３１は、上記の通り、透明基材３の外側から内側に又は内側から外側に光を透過するか、透明基材３の内側から内側に光を反射する面である。従って、第１光学面３１の全面には光吸収膜５は形成されない。光吸収膜５は、第１光学面３１の周縁３１ａ付近のみに形成されることが好ましい。
　第１光学面３１上の光吸収膜５の膜厚Ｔは、例えば、断面ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察等によって測定される。
　図２に示すように、第１光学面３１上の光吸収膜５は、第１光学面３１の周縁３１ａ全体に亘って環状に形成されている。第１光学面３１上の光吸収膜５によって形成される枠の内側に、第１光学面３１の重心Ｐ０がある。上記枠の内側に重心Ｐ０があると、台９が光学素子１を安定的に支持でき、光学素子１の第１光学面３１と台９の平面９１との間に間隙を安定的に形成できる。
　なお、図３に示すように、第１光学面３１の周縁３１ａに沿って、光吸収膜５の切れ目Ｂが形成されていてもよい。例えば、光吸収膜５は第１光学面３１の互いに対向する２辺に形成されてもよく、この場合、光吸収膜５の切れ目Ｂが２つ形成される。
　切れ目Ｂの数は、図３では２つであるが、１つでもよいし、３つ以上でもよい。例えば、光吸収膜５は第１光学面３１の３辺にＵ字状に形成されてもよく、この場合、光吸収膜５の切れ目Ｂが１つ形成される。
　切れ目Ｂが形成される場合、各切れ目Ｂの両端を結ぶ直線Ｌと、第１光学面３１上の光吸収膜５とによって形成される枠の内側に、第１光学面３１の重心Ｐ０があることが好ましい。上記枠の内側に重心Ｐ０があると、台９が光学素子１を安定的に支持でき、光学素子１の第１光学面３１と台９の平面９１との間に間隙を安定的に形成できる。
　図２に示すように、第１光学面３１上の光吸収膜５の幅Ｗは、第１光学面３１の周縁３１ａから３００μｍ以下であることが好ましい。第１光学面３１の周縁３１ａ付近のみに光吸収膜５を形成するので、第１光学面３１の有効領域を広くできる。有効領域とは、光を透過する領域、又は光を反射する領域のことである。Ｗは、より好ましくは２００μｍ以下であり、更に好ましくは１００μｍ以下である。また、Ｗは、好ましくは１０μｍ以上である。Ｗは、例えばＣＮＣ画像検査システム（ニコン社製「ＣＮＣ画像測定システムＮＥＸＩＶ」）等によって測定される。
　本実施形態で説明する光学素子１は、光を透過させる透明基材を含む光学素子であればよく、例えば波長選択光学フィルタ、偏光板、プリズム、回折格子が挙げられる。
　本実施形態で説明する光学素子１の平面視形状は、第１光学面の平面視形状とほぼ同じである。光学素子１の平面視形状は、例えば平面視で４角形（長方形、正方形含む）以上の多角形であってもよい。また、４角形又は５角形等の多角形は、角を丸めた形状を含む。厳密には、第１光学面３１の周縁３１ａに光吸収膜５が形成されるため、光学素子１の平面視形状と第１光学面３１の平面視形状は完全一致にはならない場合があるが、多少の寸法差があっても形状は大きく変わらない。
　次に、図４を参照して、第２変形例に係る光学素子１について説明する。以下、本変形例と上記実施形態との相違点について主に説明する。本変形例の光学素子１は、第２光吸収膜６を更に有する。第２光吸収膜６は、透明基材３の第１光学面３１に形成される。第２光吸収膜６は、例えば光を絞るアパーチャーの役割を持ち、第１光学面３１の周縁３１ａまで広がっており、第１光学面３１の中央に開口部６１を有する。開口部６１を光が通過する。開口部６１の形状は図５に示すように平面視円形であってもよく、平面視４角形以上の多角形であってもよい。開口部６１の形状は、光学素子を組み込む光学系や光学機器による。
　第２光吸収膜６は、光吸収膜５と同様に、少なくとも可視光を吸収する。第２光吸収膜６は、光吸収膜５と同様の吸収膜でよく、例えば、樹脂と、樹脂に分散する光吸収剤とを含有する。第２光吸収膜６は、例えば、樹脂と光吸収剤とを含む樹脂組成物を塗布し、乾燥することにより形成される。
　第２光吸収膜６は、光吸収膜５と異なる材料や形成方法で形成されてもよい。また、第２光吸収膜６は、例えば酸化クロム、酸化チタン、又は酸化銅等の金属酸化物を含む化合物を用い、スパッタリング法等で形成してもよい。
　第２光吸収膜６は、光吸収膜５よりも先に形成され、第１光学面３１の周縁３１ａまで広がっている。第２光吸収膜６の形成後に、光吸収膜５が形成される。光吸収膜５は、透明基材３の隣接面３２に形成され、隣接面３２から、隣接面３２と第１光学面３１の境界３４を経て、第１光学面３１に回り込んでいる。また、光吸収膜５は、図４に示すように、第１光学面３１の周縁３１ａに広がった第２光吸収膜６上に回り込んで形成される。
　光吸収膜５は、第１光学面３１の周縁３１ａ付近にのみ形成され、第２光吸収膜６の開口部６１から離れている。その開口部６１には、光吸収膜５の材料である樹脂組成物は流れ込まない。光吸収膜５は、第１光学面３１とは接しておらず、第２光吸収膜６の上に形成され、第２光吸収膜６から突出している。
　本変形例によれば、図４に示すように、第１光学面３１上の光吸収膜５は第２光吸収膜６から突出している。それゆえ、光学素子１を台９に置く際に、互いに対向する光学素子１の第２光吸収膜６と台９の平面９１との間に間隙を形成できる。その結果、台９の平面９１に付いた粉塵、傷又は有機汚れ等によって、第２光吸収膜６に傷又は汚れが付くのを抑制でき、第２光吸収膜６の光学的な品質低下を抑制できる。
　また、本変形例によれば、第２光吸収膜６のうち光吸収膜５が重なる領域は二重に遮光され遮光性が上がる。特に、第１光学面３１の境界３４近傍の遮光性が上がり、迷光が抑制できるため好ましい。また、第２光吸収膜６の境界３４近傍にピンホールなどの欠陥がある場合、光吸収膜５がピンホールをカバーできるため、好ましい。
　なお、本変形例によれば、上記実施形態と同様に、第１光学面３１上の光吸収膜５は第１光学面３１から突出している。それゆえ、上記実施形態と同様に、第１光学面３１に傷又は汚れが付くのを抑制でき、第１光学面３１の光学的な品質低下を抑制できる。
　次に、図６を参照して、第３変形例に係る光学素子１について説明する。以下、主に本変形例と上記実施形態との相違点について説明する。本変形例の透明基材３の隣接面３２は、第１光学面３１に対して斜めである。隣接面３２は面取り面であり、隣接面３２と第１光学面３１とのなす角αが鈍角である。
　隣接面３２と光学面３１とのなす角αが鈍角であれば、他の部材との接触による損傷を抑制できるうえ、製品を扱う作業上の安全性が向上できる。
　面取り面である隣接面３２の形成方法は特に限定されず、例えば研削加工又は研磨加工で形成できる。この場合、面取り面は、研削加工面又は研磨加工面である。研削加工又は研磨加工の場合、面取り面に微視的な欠けやクラックが存在しうるが、上記実施の形態と同様に光吸収膜５を設けることで微視的な欠けやクラックに起因する迷光の発生は抑制できる。
　面取り面である隣接面３２の表面粗さが、第１光学面３１の表面粗さよりも粗くてもよい。表面粗さとは、日本工業規格ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３に記載の算術平均粗さＲａである。隣接面３２の表面粗さは、粗い方が、迷光を抑制することができる。
　透明基材３は、面取り面である隣接面３２を介して、第１光学面３１と接続される接続面３５を有する。接続面３５は、図６では第１光学面３１に対して垂直であるが、斜めであってもよい。接続面３５は、接続面３５と隣接面３２のなす角が鈍角であってもよい。接続面３５は平面であってもよい。
　光吸収膜５の形成時に、樹脂組成物の流れが、隣接面３２から接続面３５に回り込んでもよい。すなわち、光吸収膜５は、隣接面３２と接続面３５の境界を経て、接続面３５に回り込んでもよい。接続面３５にも、光吸収膜５が形成されてもよい。光吸収膜５を接続面３５側にも設けることで微視的な欠けやクラックに起因する迷光の発生を抑制できる。
　次に、図７を参照して、第４変形例に係る光学素子１について説明する。以下、本変形例と上記実施形態との相違点について主に説明する。本変形例の光学素子１は、透明基材３に形成されたレンズ４を有する。レンズ４は、透明基材３の第２光学面３３に形成される。
　レンズ４は、周縁部４１と、周縁部４１で囲まれるレンズ面４２とを含む。レンズ面４２は、光の伝播方向を屈曲させる曲面である。レンズ面４２は、光を集束又は発散させる。
　レンズ４のレンズ面４２は、平面視にて環状の周縁部４１で囲まれる。具体的には、平面視にて、周縁部４１が円環状であり、レンズ面４２が円形である。なお、平面視にて、周縁部４１が多角環状であり、レンズ面４２が多角形であってもよい。多角形は、角を丸めた形状を含む。
　図７に示すように、レンズ４は、例えば凸レンズであり、より詳細には平凸レンズである。レンズ４は、レンズ面４２とは反対向きの平面４３を有し、平面４３を透明基材３の第２光学面３３に向けて積層される。
　なお、レンズ４は、図７では平凸レンズであるが、平凹レンズでもよい。後者の場合も、レンズ４は、レンズ面４２とは反対向きの平面４３を有し、平面４３を透明基材３の第２光学面３３に向けて積層される。
　レンズ４は、非球面レンズであってもよいし、球面レンズであってもよい。
　レンズ４は、例えば不図示の成形型で樹脂組成物を成形して得られる。成形型は、レンズ４の凹凸パターンを反転した凹凸パターンを有する。成形型は、金型でもよいし、金型のレプリカでもよい。レプリカは、金型の凹凸パターンを偶数回転写することにより得られる。
　レンズ４の樹脂組成物は、例えば光硬化性樹脂である。光硬化性樹脂は、紫外線等の光の照射によって硬化する。光硬化性樹脂として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、又はアクリル樹脂等が用いられる。
　なお、樹脂組成物は、光硬化性樹脂には限定されず、熱硬化性樹脂などであってもよい。熱硬化性樹脂は、加熱によって硬化する。熱硬化性樹脂として、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等が用いられる。
　光硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂とは異なり、室温でも硬化できるので、透明基材３との熱膨張差による寸法精度の低下を抑制できる。そのため光硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂に比べて、大面積の塗布が容易である。また、光硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂とは異なり熱プロセスを伴わないため、リードタイムが短くなり、生産性が向上する。
　一方、熱硬化性樹脂は、光硬化性樹脂に比べて、硬化後の耐熱性に優れており、硬化後の耐リフロー性に優れている。
　樹脂組成物は、成形型の表面に塗布されてもよいし、透明基材３の表面に塗布されてもよい。樹脂組成物は、例えばディスペンサによって塗布される。ディスペンサは、樹脂組成物の塗布量を細かく調整できる。樹脂組成物の塗布量は、樹脂組成物の硬化時の収縮率と、硬化した樹脂組成物からなるレンズ４の体積とに応じて設定される。なお、樹脂組成物の塗布方法は、特に限定されない。
　樹脂組成物は、透明基材３の上で固化される。本明細書において、固化は、硬化を含む。樹脂組成物が光硬化性樹脂である場合、光硬化性樹脂の硬化は紫外線等の光の照射によって行われる。光は、透明基材３を介して樹脂組成物に照射されてもよいし、成形型を介して樹脂組成物に照射されてもよく、透明基材３と成形型の両方を介して樹脂組成物に照射されてもよい。
　一方、樹脂組成物が熱硬化性樹脂である場合、熱硬化性樹脂の硬化は加熱によって行われる。ヒータは、透明基材３を介して樹脂組成物を加熱してもよいし、成形型を介して樹脂組成物を加熱してもよく、透明基材３と成形型の両方を介して樹脂組成物を加熱してもよい。
　レンズ４は、透明基材３の上で成形されてもよいし、透明基材３とは別の基材で成形された後、不図示の接合層を介して透明基材３と接合されてもよい。後者の場合、光学素子１は、透明基材３とレンズ４の他に、更に、不図示の接合層を含む。
　接合層は、透明基材３とレンズ４とを接合する。接合層としては、例えばＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｌｅａｒ　Ａｄｈｅｓｉｖｅ）両面テープが用いられる。両面テープの代わりに、液状接着剤等が用いられてもよい。
　なお、透明基材３とレンズ４とは、本実施形態では異なる材料で形成されるが、同一の材料で形成されてもよい。後者の場合、透明基材３とレンズ４とは、射出成形などによって同時に一体に成形されてもよい。射出成形の材料は、樹脂であり、より詳細には熱可塑性樹脂である。
　また、透明基材３とレンズ４の材料はガラスでもよい。例えば、透明基材３上にレンズ４の前駆体となるプリフォーム材を準備し、熱プレス方式でレンズ４を成形してもよい。
　本変形例は図７の構成に限定されず、第２変形例および第３変形例と組み合わせることができ、効果を奏することができる。すなわち、第２光吸収膜を有する透明基材にレンズを形成してもよく、面取り面を有する透明基材にレンズを形成してもよい。
　以上、本開示に係る光学素子について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
　本出願は、２０２０年８月３１日に日本国特許庁に出願した特願２０２０－１４５７５９号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２０－１４５７５９号の全内容を本出願に援用する。
１　　光学素子
３　　透明基材
３１　第１光学面（光学面）
３２　隣接面
３３　第２光学面
３４　境界
５　　光吸収膜

Claims (18)

  1. 　光を透過させる透明基材と、
    　前記光を吸収する光吸収膜と、を有し、
    　前記透明基材は、前記透明基材の外側から内側に又は内側から外側に前記光を透過するか、前記透明基材の内側から内側に前記光を反射する光学面と、前記光学面に隣接する隣接面と、を含み、
    　前記光吸収膜は、前記隣接面に形成され、前記隣接面から、前記隣接面と前記光学面の境界を経て、前記光学面に回り込んでおり、
    　前記光学面は４角形以上の多角形の平面であり、前記光学面上の前記光吸収膜は前記光学面から突出している、光学素子。
  2. 　前記光学面上の前記光吸収膜は、前記光学面の周縁全体に亘って環状に形成されている、請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記光学面の周縁に沿って、前記光吸収膜の切れ目が形成されており、
    　各前記切れ目の両端を結ぶ直線と、前記光学面上の前記光吸収膜とによって形成される枠の内側に、前記光学面の重心がある、請求項１に記載の光学素子。
  4. 　前記隣接面が平面である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学素子。
  5. 　前記光吸収膜は、前記隣接面と接している、請求項１～４のいずれか1項に記載の光学素子。
  6. 　前記光学面上の前記光吸収膜の幅は、前記光学面の周縁から３００μｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の光学素子。
  7. 　前記光学面上の前記光吸収膜の膜厚は、０．１μｍ～８０μｍである、請求項１～６のいずれか１項に記載の光学素子。
  8. 　前記透明基材の前記光学面に形成される第２光吸収膜を更に有し、
    　前記光吸収膜は、前記第２光吸収膜の上に形成され、前記第２光吸収膜から突出している、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学素子。
  9. 　前記第２光吸収膜は、中央に開口部を有する、請求項８に記載の光学素子。
  10. 　前記隣接面は研削加工面又はレーザ加工面である、請求項１～９のいずれか１項に記載の光学素子。
  11. 　前記隣接面は面取り面であり、前記隣接面と前記光学面とのなす角が鈍角である、請求項１～９のいずれか１項に記載の光学素子。
  12. 　前記面取り面は、研削加工面又は研磨加工面である、請求項１１に記載の光学素子。
  13. 　前記面取り面を介して、前記光学面と接続される接続面を有し、前記接続面は平面であり、
    　前記光吸収膜は、前記隣接面と前記接続面の境界を経て、前記接続面に回り込んでいる、請求項１１又は請求項１２に記載の光学素子。
  14. 　前記透明基材は、前記光学面とは別に、第２光学面を有し、
    　前記第２光学面は、前記透明基材の外側から内側に又は内側から外側に前記光を透過するか、前記透明基材の内側から内側に前記光を反射する平面であり、
    　前記第２光学面は、前記光学面に対して平行又は斜めであり、
    　前記第２光学面は、前記隣接面を介して前記光学面と接続される、請求項１～１２のいずれか1項に記載の光学素子。
  15. 　前記透明基材は、前記光学面とは別に、第２光学面を有し、
    　前記第２光学面は、前記透明基材の外側から内側に又は内側から外側に前記光を透過するか、前記透明基材の内側から内側に前記光を反射する平面であり、
    　前記第２光学面は、前記光学面に対して平行又は斜めであり、
    　前記第２光学面は、前記隣接面及び前記接続面を介して前記光学面と接続される、請求項１３に記載の光学素子。
  16. 　前記透明基材は、板状又はブロック状である、請求項１～１５のいずれか１項に記載の光学素子。
  17. 　前記透明基材の上に形成されるレンズを有する、請求項１～７、１０～１６のいずれか１項に記載の光学素子。
  18. 　前記透明基材の上であって、前記第２光吸収膜が形成された前記光学面とは別である第２光学面に形成されるレンズを有する、請求項８、９に記載の光学素子。
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