本公开涉及光学透镜。
背景技术：
1、近年来，开展了具有被称为超表面的微细的表面结构的超透镜的研究及开发。超表面是具有不存在于自然界中的实现光学功能的超材料的结构的表面。超透镜能够以一块薄的平板状的结构来实现与以往的多个光学透镜的组合同等的光学功能。因此，超透镜例如能够有助于照相机、lidar传感器、投影仪及ar(augmented reality)显示器等具备透镜的设备的小型化以及轻量化。例如在专利文献1及2中公开了超透镜及使用了超透镜的装置的例子。
2、专利文献1公开了具备基板和配置于基板上的多个纳米结构体的超透镜。在该超透镜中，多个纳米结构体各自带来依赖于其位置而变化的光相移，由各纳米结构体产生的光相移规定了超透镜的相位轮廓。各纳米结构体的光相移依赖于该纳米结构体的位置和该纳米结构体的尺寸或方向。作为纳米结构体的例子，例示出纳米片和纳米柱。专利文献1中记载了通过调整各纳米片的配置的角度或调整各纳米柱的尺寸来实现所期望的相移。
3、专利文献2公开了包含超透镜的小型化的透镜组件、及包含其的电子装置。专利文献2中公开的超透镜包含纳米结构物阵列，按照相对于入射光中包含的彼此不同的至少两个波长的光形成同一相位延迟轮廓的方式构成。在该超透镜中，为了实现所期望的相位延迟轮廓，纳米结构物阵列中包含的多个内部柱各自的宽度根据必要的相位延迟量而被适宜地决定。
4、现有技术文献
5、专利文献
6、专利文献1：日本特表2019-516128号公报
7、专利文献2：日本特开2021-71727号公报
技术实现思路
1、发明所要解决的课题
2、在设计超透镜时，要求尽可能准确地再现应该实现的理想的相位轮廓。然而，就以往的超透镜而言，难以准确地再现理想的相位轮廓。特别是在相位轮廓的变化急剧的部位，难以再现理想的相位轮廓。
3、本公开提供容易再现所期望的相位轮廓的光学透镜。
4、用于解决课题的手段
5、本公开的一个方案的光学透镜用于规定的对象波长域的光，具备基板和设置于上述基板的表面的多个微细结构体。上述多个微细结构体以比上述对象波长域中的最短波长短的间隔排列。上述间隔与上述光学透镜的相位轮廓的变化的大小相应地根据上述表面上的位置而不同。
6、本公开的总括或具体的方案可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的记录磁盘等记录介质来实现，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合来实现。计算机可读取的记录介质例如可包含cd-rom(compact disc-read only memory)等不挥发性的记录介质。装置可由一个以上的装置构成。在装置由两个以上的装置构成的情况下，该两个以上的装置可以配置于一个设备内，也可以分开配置于分离的两个以上的设备内。在本说明书及权利要求书中，所谓“装置”不仅可指一个装置，还可以是指包含多个装置的系统。
7、发明效果
8、根据本公开的一个方案，能够实现容易再现所期望的相位轮廓的光学透镜。
1.一种光学透镜，其是用于规定的对象波长域的光的光学透镜，其具备：
2.根据权利要求1所述的光学透镜，其中，所述间隔根据所述相位轮廓所表示的相位的与位置相关的微分值而不同。
3.根据权利要求2所述的光学透镜，其中，在所述表面上的第1位置处的所述相位轮廓所表示的所述相位的所述微分值的绝对值大于所述表面上的第2位置处的所述微分值的绝对值的情况下，所述第1位置处的所述微细结构体的所述间隔小于所述第2位置处的所述微细结构体的所述间隔。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学透镜，其中，在将所述表面中的与光轴的距离设定为r，将所述相位轮廓所表示的所述相位相对于距离r的函数设定为φ(r)，将所述对象波长域中的最短波长设定为λ，将所述光学透镜的周围的介质的折射率设定为n，将所述光学透镜的最大视场角设定为±θi时，距离r的位置处的所述微细结构体的所述间隔p(r)满足下述数学式：
5.根据权利要求4所述的光学透镜，其中，所述间隔p(r)满足下述数学式：
6.根据权利要求4或5所述的光学透镜，其中，所述间隔p(r)满足下述数学式：
7.根据权利要求1～6中任一项所述的光学透镜，其中，所述多个微细结构体各自为凸状体或凹状体，所述凸状体或凹状体为具有椭圆锥或多角锥的形状的锥状体、或者具有椭圆柱或多角柱的形状的柱状体。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的光学透镜，其中，所述基板及所述多个微细结构体各自相对于所述对象波长域的光具有透光性。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的光学透镜，其中，所述基板的折射率与所述多个微细结构体各自的折射率之差为所述基板的折射率及所述多个微细结构体各自的折射率中的最小的折射率的10％以下。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的光学透镜，其中，所述基板及所述多个微细结构体各自由同一材料构成。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的光学透镜，其中，所述对象波长域包含2.5μm～25μm的红外线的波长域的至少一部分。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的光学透镜，其中，所述基板及所述多个微细结构体各自由以选自由硅、锗、硫族化物、硫卤化物、硫化锌、硒化锌、氟化化合物、铊卤化物、氯化钠、氯化钾、溴化钾、碘化铯及塑料构成的组中的至少一者作为主要成分的材料构成。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的光学透镜，其中，所述光学透镜由以硅作为主要成分的材料构成，所述硅的晶体面取向为(100)、(110)或(111)。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的光学透镜，其中，在所述基板的与所述表面相反侧的表面进一步具备具有光调制功能的光调制层。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的光学透镜，其中，所述光调制层包含其他的多个微细结构体，
16.根据权利要求14或15所述的光学透镜，其中，所述光调制层具有相对于入射光的抗反射功能。
17.根据权利要求14～16中任一项所述的光学透镜，其中，所述光调制层具有仅使所述对象波长域的光透过的高通滤波器、低通滤波器或带通滤波器中的任一功能。
18.根据权利要求14～17中任一项所述的光学透镜，其中，所述光调制层具有仅使入射光中的特定的偏振光透过的功能。
19.根据权利要求14～18中任一项所述的光学透镜，其中，所述光调制层具有使特定的波长域的入射光的透过强度衰减或放大的功能。
20.根据权利要求14～19中任一项所述的光学透镜，其中，所述光调制层具有使入射光以特定的角度折射的功能。
