(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの主面が平行となる位置に設けられている複数枚の光学素子と、
光が透過しない位置であって隣接しあう前記光学素子の間に設けられ前記隣接しあう光学素子の間に空気空間を形成している金属または半導体材料からなる接着層と、
を備えており、
前記接着層の総厚みが１０ｎｍ以下となっている
ことを特徴とする光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光学素子を組み合わせて機能する光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数枚の光学素子を組み合わせて機能する光学デバイスは、例えば、光学素子の複屈折を利用し、入射された光を常光線と異常光線との２成分に変換し位相差を生じさせる波長板がある。
ここで、波長板は、入射された光を常光線と異常光線との２成分に変換し１８０°の位相差を生じさせる広域帯１／２波長板を例に説明する。
【０００３】
光学デバイスの一例である広域帯１／２波長板は、例えば、第一の部品、第二の部品、第三の部品からなる３つの光学素子から主に構成されている。また、広域帯１／２波長板は、光学素子のそれぞれの主面が平行な状態に配置されている。
３つの光学素子は、例えば、所定の大きさの平板状に設けられた水晶板である。
広域帯１／２波長板は、最外の位置に第一の部品と第三の部品が配置されており、この第一の部品と第三の部品の間に第二の部品が配置されている。
また、広域帯１／２波長板は、第一の部品側から光が入射され、第一の部品、第二の部品、第三の部品の内部を光が透過し、第三の部品側から光が出射される。
【０００４】
ここで、広域帯１／２波長板の一方の主面は、第一の部品の露出側主面、言い換えると、第二の部品側を向く主面と対向する第一の部品の主面である。つまり、広域帯１／２波長板の一方の主面は、最初に光学デバイスに光が入射される面である。
また、広域帯１／２波長板の他方の主面は、第三の部品の露出側主面、言い換えると、第二の部品側を向く主面と対向する第一の部品の主面である。つまり、広域帯１／２波長板の他方の主面は、最後に光学デバイスから光が出射される面である。
【０００５】
光学デバイスの一例である広域帯１／２波長板は、一方の主面から他方の主面にかけて光を透過させることで、入射された光を常光線と異常光線との２成分に変換し１８０°の位相差を生じさせる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このような光学デバイスは、例えば、３つの光学素子が有機接着剤により接合されている。従って、このような光学デバイスは、第一の部品と第二の部品との間に有機接着剤からなる接着層が設けられ第一の部品と第二の部品が接合され、第二の部品と第三の部品との間に有機接着剤からなる接着層が設けられ第二の部品と第三の部品が接合されている状態となっている。
つまり、このような光学デバイスは、隣接しあう光学素子の間に有機接着剤からなる接着層が設けられ、隣接しあう光学素子が接合されている状態となっている。
また、光学デバイスは、両主面に反射防止膜が設けられている。
反射防止膜は、空気層から光学素子に光が進行する場合、又は、光学素子から空気層に光が進行する場合に、光学素子と空気との界面で反射する光の量を抑えるために設けられている。
有機接着剤からなる接着層は、第一の部品及び第二の部品及び第三の部品、つまり、光学素子の屈折率と近似の屈折率となっている。このため、有機接着剤からなる接着層と光学素子との界面で光が反射することがない（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、光学デバイスは、例えば、３つの光学素子の主面が平行な状態となる様にホルダーによって固定される場合がある。
このような光学デバイスは、隣接しあう光学素子の間に空気空間が形成されるため、空気空間と光学素子との界面で反射される光の量を抑えるために、光学素子と空気空間との界面に反射防止膜を設ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２０１０−８８０８号公報
【特許文献２】特開平２００８−５１９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の光学デバイスは、有機接着剤からなる接着層が隣接しあう光学素子の間に設けられ、隣接しあう光学素子が接合されている。つまり、従来の光学デバイスは、入射された光が複数の光学素子及び有機接着剤からなる接着層を透過する構造となっている。
このため、紫外域や赤外域の光を透過させる場合、従来の光学デバイスは、紫外域や赤外域の光が有機接着剤からなる接着層の内部で吸収され紫外域や赤外域の光を透過させることができない恐れがある。
また、高い温度雰囲気中に設けられる場合、又は、高い湿度雰囲気中に設けられる場合、又は、レーザが照射される場合、従来の光学デバイスは、有機接着剤からなる接着層が変質してしまい接着層の内部で光を吸収してしまい光を透過させることができなくなる恐れがある。
つまり、従来の光学デバイスは、隣接しあう光学素子の間に有機接着剤からなる接着層を設けて隣接しあう光学素子を接合しているので、光を透過させることができない恐れがあり、光学デバイスとして用いることができない恐れがある。
【００１０】
また、従来の光学デバイスは、それぞれの主面が平行となる様に複数枚の光学素子がそれぞれのホルダーに設けられている。このため、従来の光学デバイスは、隣接しあう光学素子の間に空気空間が形成されているので、空気空間と接している光学素子の主面に反射防止膜が設けられている。
つまり、光学素子の枚数が大量の場合、従来の光学デバイスは、従来の光学デバイスは、それぞれの反射防止膜で反射する光の量を抑えることができても、それぞれの反射防止膜で反射する光を累積すると、光デバイスを透過する光が減少し、透過率が減少する恐れがある。
【００１１】
そこで、本発明では、有機接着剤からなる接着層を用いることなく光学素子を接合することができ、光学素子の倍の枚数の反射防止膜とホルダーが不要の光学デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、それぞれの主面が平行となる位置に設けられている複数枚の光学素子と、光が透過しない位置であって隣接しあう前記光学素子の間に設けられ前記隣接しあう光学素子の間に空気空間を形成している金属または半導体材料からなる接着層と、を備えており、前記接着層の総厚みが１０ｎｍ以下となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このような光学デバイスは、それぞれの主面が平行な位置に設けられている複数の光学素子と金属または半導体材料からなり隣接しあう光学素子を接合する接着層とを備えている。また、このような光学デバイスは、接着層が光学デバイスとして用いる場合に光が透過しない位置であって隣接しあう光学素子の間に設けられており、隣接しあう光学素子の間に空気空間が形成されている。
従って、光学デバイスとして用いる場合、このような光学デバイスは、有機接着剤からなる接着層を透過することなく、複数の光学素子及び空気空間を光が透過する。
このため、紫外域や赤外域の光を透過させる光学デバイスとして用いる場合、このような光学デバイスは、有機接着剤からなる接着層を設けていないので、従来の光学デバイスの様に有機接着剤からなる接着層の内部を透過しない。従って、このような光学デバイスは、紫外域や赤外域の光を透過させることができる。
また、高い温度雰囲気中にもうけられた場合、又は、高い湿度雰囲気中に設けられた場合、又は、レーザが照射された場合、このような光学デバイスは、有機接着剤からなる接着層を設けて光学素子を接合していないため、光を透過させることができる。
つまり、このような光学デバイスは、有機接着剤からなる接着層を設けることなく光学素子を接合し光を透過させることができ、光学デバイスとして用いることができる。
【００１５】
また、このような光学デバイスは、光が透過しない位置であって隣接する光学素子の間に接着層が設けられ、隣接する光学素子の間に空気空間が形成されている。また、このような光学デバイスは、接着層の総厚みが１０ｎｍ以下となっている。
このような光学デバイスは、隣接しあう光学素子が接着層によって接合されている状態となっているので、接着層の厚みを隣接しあう光学素子の間隔、つまり、空気空間の厚みとみなすことができる。
このような光学デバイスは、接着層の総厚みが１０ｎｍ以下となっているので、光学デバイス内部の空気空間の総厚みが１０ｎｍ以下となる。このため、このような光学デバイスは、空気空間と光学素子との界面で反射する光の量を抑えることができるので、空気空間と光学素子との界面に反射防止膜を設ける必要がない。
従って、このような光学デバイスは、従来の光学デバイスの様に空気空間と接している光学素子に反射防止膜を設ける必要がなくなるので、従来の光学デバイスと比較して透過率の減少を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る光学デバイスの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学デバイスの波長と透過率の関係を示す紫外域の透過率特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施するための最良の形態について説明する。なお、各図面において、各構成要素の状態をわかりやすくするために誇張して図示している。
【００１８】
本発明の実施形態に係る光学デバイスについて説明する。
光学デバイス１００は、一方の主面から他方の主面へ光を透過させる構造となっている。
また、光学デバイス１００は、図１に示すように、複数の光学素子、例えば、３つの光学素子１１０，１２０，１３０から主に構成されている。
また、光学デバイス１００は、図１に示すように、隣接する光学素子１１０，１２０，１３０の間に所定の厚みｔ１２，ｔ２３の接続膜が設けられて、空気空間Ｋ１２，Ｋ２３が形成されている。
また、光学デバイス１００は、両主面に反射防止膜Ｈが設けられている。
また、光学デバイス１００は、所定の２つの光学素子１１０，１３０の間に所定の他の光学素子１２０が設けられ、それぞれの光学素子１１０，１２０，１３０の主面が平行となる位置に配置されている。
また、光学デバイス１００は、接着層Ｓ１２が隣接しあう光学素子１１０，１２０の間に設けられ、接着層Ｓ２３が隣接しあう光学素子１２０，１３０の間に設けられている。
【００１９】
ここで、光学デバイス１００の一方の主面は、最外に配置されている光学素子１１０の露出側主面、言い換えると、光学素子１２０側を向く主面と対向する光学素子１１０の主面である。つまり、光学デバイス１００の一方の主面は、最初に光学デバイス１００に光が入射される面である。
また、光学デバイス１００の他方の主面は、最外に配置されている光学素子１３０の露出側主面、言い換えると、光学素子１２０側を向く主面と対向する光学素子１３０の主面である。つまり、光学デバイス１００の他方の主面は、最後に光学デバイス１００から光が出射される面である。
【００２０】
光学素子１１０，１２０，１３０は、例えば、水晶が用いられ、所定の厚みとなる様に設けられている。
【００２１】
接着層Ｓ１２は、金属または半導体材料が用いられる。
ここで、接着層Ｓ１２は、例えば、チタンが用いられる。
また、接着層Ｓ１２は、光学デバイス１００として用いる場合に光が透過しない位置に、例えば、陽極接合によって接合されて設けられている。
また、接着層Ｓ１２は、隣接しあう光学素子１１０，１２０の間に設けられ、隣接する光学素子１１０，１２０の間に空気空間Ｋ１２を形成している。
ここで、接着層Ｓ１２は、例えば、光学素子１１０側を向く光学素子１２０の主面の縁に沿って環状に設けられている。
また、接着層Ｓ１２は、例えば、厚みｔ１２が５ｎｍとなっている。
【００２２】
接着層Ｓ２３は、金属または半導体材料が用いられる。
ここで、接着層Ｓ２３は、例えば、チタンが用いられる。
また、接着層Ｓ２３は、光学デバイス１００として用いる場合に光が透過しない位置に、例えば、陽極接合によって接合されて設けられている。
また、接着層Ｓ２３は、隣接しあう光学素子１２０，１３０の間に設けられ、隣接する光学素子１２０，１３０の間に空気空間Ｋ２３を形成している。
ここで、接着層Ｓ２３は、例えば、光学素子１３０側を向く光学素子１２０の主面の縁に沿って環状に設けられている。
また、接着層Ｓ２３は、例えば、厚みｔ１２が５ｎｍとなっている。
【００２３】
ここで、接着層Ｓ１２の厚みｔ１２と接着層Ｓ２３の厚みｔ２３の和、つまり接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みは、１０ｎｍ以下となっている。
接着層Ｓ１２の厚みｔ１２と接着層Ｓ２３の厚みｔ２３の和、つまり接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みが１０ｎｍの場合、図２に示すように、光学デバイス１００は、紫外域、つまり、波長が３００〜４００ｎｍの光を９８％以上透過させることができている。
接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みが１０ｎｍより大きい場合、例えば、接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みが３０ｎｍの場合、図２に示すように、光学デバイス１００は、紫外域、つまり、波長が３００〜４００ｎｍの光を９８％以上透過させることができない。
また、有機接着剤からなる接着層が設けられている従来の光学デバイスは、図２に示すように、紫外域、つまり、波長が３００〜４００ｎｍの光を９８％以上透過させることができない。
従って、本発明の実施形態に係る光学デバイス１００は、接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みを１０ｎｍ以下とすることで、空気空間Ｋ１２，Ｋ２３が形成されていないとみなすことができ、空気空間Ｋ１２，Ｋ２３と光学素子１１０，１２０，１３０の屈折率の違いによる影響を抑えることができる。このため、このような光学デバイスは、接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みが１０ｎｍ以下となっているので、紫外域の光、つまり、波長が３００〜４００ｎｍの光を９８％以上透過させることができる。
【００２４】
反射防止膜Ｈは、光学素子１１０と光学デバイス１００の一方の主面側の空気との界面で反射される光の量を抑えるために設けられている。また、反射防止膜Ｈは、光学素子１３０と光学デバイス１００の他方の主面側の空気との界面で反射される光の量を抑えるために設けられている。
【００２５】
このような光学デバイス１００は、それぞれの主面が平行な位置に設けられている複数の光学素子１１０，１２０，１３０と金属または半導体材料からなる接着層Ｓ１２，Ｓ２３とを備えている。また、このような光学デバイス１００は、接着層Ｓ１２が光学デバイス１００として用いる場合に光を透過しない位置であって隣接しあう光学素子１１０，１２０の間に設けられて空気空間Ｋ１２を形成されており、接着層Ｓ２３が光学デバイス１００として用いる場合に光を透過しない位置であって隣接しあう光学素子１２０，１３０の間に設けられて空気空間Ｋ２３を形成されている。
従って、光学デバイス１００として用いる場合、このような光学デバイス１００は、有機接着剤からなる接着層を透過することなく、複数の光学素子１１０，１２０，１３０及び空気空間Ｋ１２，Ｋ２３を光が透過する。
このため、紫外域や赤外域の光を透過させる光学デバイス１００として用いる場合、このような光学デバイス１００は、有機接着剤からなる接着層を設けていないので、従来の光学デバイスの様に有機接着剤からなる接着層の内部を透過しない。従って、このような光学デバイス１００は、紫外域や赤外域の光を透過させることができる。
また、高い温度雰囲気中に設けられた場合、又は、高い湿度雰囲気中に設けられた場合、又は、レーザが照射された場合、このような光学デバイス１００は、有機接着剤からなる接着層を設けて光学素子１１０，１２０，１３０を接合していないため、光を透過させることができる。
つまり、このような光学デバイス１００は、有機接着剤からなる接着層を設けることなく光学素子１１０，１２０，１３０を接合し光を透過させることができ、光学デバイス１００として用いることができる。
【００２６】
また、本発明の実施形態に係る光学デバイス１００は、光が透過しない位置であって隣接する光学素子１１０，１２０の間に接着層Ｓ１２が設けられ、隣接する光学素子１１０，１２０の間に空気空間Ｋ１２が形成されている。また、本発明の実施形態に係る光学デバイス１００は、光が透過しない位置であって隣接する光学素子１２０，１３０の間に接着層Ｓ２３が設けられ、隣接する光学素子１２０，１３０の間に空気空間Ｋ２３が形成されている。また、このような光学デバイス１００は、接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みが１０ｎｍ以下となっている。
このような本発明の実施形態に係る光学デバイス１００は、隣接しあう光学素子１１０，１２０が接着層Ｓ１２により接合され隣接しあう光学素子１２０，１３０が接着層Ｓ２３により接合されている状態となっている。つまり、このような光学デバイス１００は、接着層Ｓ１２の厚みを隣接しあう光学素子１１０，１２０の間隔、つまり、空気空間Ｋ１２の厚みとみなすことができ、接着層Ｓ２３の厚みを隣接しあう光学素子１２０，１３０の間隔、つまり、空気空間Ｋ２３の厚みとみなすことができる。
このような光学デバイス１００は、接着層Ｓ１２，Ｓ２３の総厚みが１０ｎｍ以下となっているので、光学デバイス１００内部の空気空間Ｋ１２，Ｋ２３の総厚みが１０ｎｍ以下となる。このため、このような光学デバイスは、空気空間Ｋ１２，Ｋ２３と光学素子１１０，１２０，１３０との界面で反射する光の量を抑えることができるので、空気空間Ｋ１２，Ｋ２３と光学素子１１０，１２０，１３０との界面に反射防止膜Ｈを設ける必要がない。
従って、このような光学デバイス１００は、従来の光学デバイスの様に空気空間Ｋ１２，Ｋ２３と接している光学素子１１０，１２０，１３０に反射防止膜Ｈを設ける必要がなくなるので、従来の光学デバイスと比較して透過率の減少を抑えることができる。
【００２７】
また、このような光学デバイス１００は、隣接しあう光学素子１１０，１２０，１３０の間に金属または半導体材料からなる接着層が設けられ、空気空間Ｋ１２，Ｋ２３が形成されている。
つまり、このような光学デバイス１００は、従来の光学デバイスの様にホルダーを用いることなく光学素子１１０，１２０，１３０，を設けているので、ホルダーの分だけ大きさを小さくすることができる。このため、このような光学デバイス１００は、従来の光学デバイスと比較して、容易に小型化することができる。
【００２８】
なお、光学素子が水晶からなる場合について説明しているが、光学素子としての機能を備えていれば、例えば、ガラスであってもよい。
【００２９】
なお、光学素子が３つ設けられている場合について説明しているが、複数の光学素子であれば、例えば、４つであってもよい。また、２つであってもよい。
【００３０】
なお、接着層がチタンからなる場合について説明しているが、隣接しあう光学素子を接合することができれば、例えば、タンタル、クロム、アルミニウム、シリコンといった金属または半導体材料からなってであってもよい。また、接合することができれば、複数の材料からなる合金であってもよい。
【００３１】
なお、接着層が陽極接合による接合によって設けられているが、隣接しあう光学素子を接合することができれば、例えば、めっき法を用いてもよい。
【００３２】
なお、接着層が２つ設けられている場合について説明しているが、接着層の総厚みが１０ｎｍ以下となっていれば、例えば、接着層が３つ設けられていてもよい。また、接着層の厚みが１０ｎｍ以下となっていれば、例えば、接着層が１つであってもよい。
【００３３】
なお、光学デバイスが広域帯１／２波長板の場合について説明したが、複数枚の光学素子を組み合わせた光学デバイスであれば、例えば、１／４波長板やローパスフィルタであってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１００  光学デバイス
１１０，１２０，１３０  光学素子
Ｈ  反射防止膜
Ｓ１２，Ｓ２３  接着層
Ｋ１２，Ｋ２３  空気空間
ｔ１２，ｔ２３  接着層の厚み
【図１】
0005486942.tif 000002
【図２】
0005486942.tif 000003