CN101796434B - 防反射构造体、光学单元及光学装置 - Google Patents

防反射构造体、光学单元及光学装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种防反射构造体、光学单元及光学装置。防反射构造部(50)用来抑制波长在规定波长以上的光反射并对该反射受到抑制的光进行吸收。该防反射构造部(50)包括基础构造部(7)和多个微小凹凸部(8、8、...)。基础构造部(7)由多个构造单位(70)排列着构成，该构造单位(70)设置在基准面(51)上并具有与基准面(51)所成的角度α为规定角度的第一侧面(71)。多个微小凹凸部(8、8、...)形成在基础构造部(7)的表面并以规定波长以下的周期规则地排列着。由此而实现一种具有很高的防反射效果的防反射构造体。

Description

防反射构造体、光学单元及光学装置
技术领域
本发明涉及一种抑制波长在规定波长以上的光反射并对该反射受到抑制的光进行吸收的防反射构造体、光学单元及光学装置。
背景技术
近年来，不断提出在表面施以抑制光反射的防反射处理的各种光学元件。能够列举出的防反射处理有：例如，将由折射率较低的膜(低折射率膜)、或者低折射率膜与折射率较高的膜(高折射率膜)交替叠层而成的多层膜等构成的防反射膜形成在表面上的处理(参照例如专利文献1等)。
然而，在形成这种由低折射率膜或多层膜构成的防反射膜时，需要进行利用蒸镀法、溅射法等的复杂工序。因此，存在生产性低、生产成本高的问题。并且，还存在由低折射率膜或多层膜构成的防反射膜具有较大的波长依存性及入射角依存性的问题。
鉴于上述问题，而提出的能实现较小入射角依存性和较小波长依存性的防反射处理有：例如，以小于或等于入射光波长的间距在光学元件的表面规则地形成微小凹凸部的处理(参照例如非专利文献1等)。通过进行这种处理，在元件界面折射率的急剧变化得到抑制，因而在元件界面折射率会很平缓地变化。由此，光学元件表面的反射减少，能够实现光射入光学元件内的高入射率。
还有，在专利文献2中公开了在粗糙面形成微小凹凸部的技术。
专利文献1：日本公开专利公报特开2001-127852号公报
专利文献2：日本专利申请公表特表2001-517319号公报
非专利文献1：Daniel H.Raguin和G.Michael Morris著《Analysis of antireflection-structured surfaces with continuousone-dimensional surface profiles》、《Applied Optics》，vol.32、No.14、P.2582-2598、1993年
-发明所要解决的技术问题-
然而，即便以小于或等于入射光波长的间距在光学元件表面规则地形成有微小凹凸部的情况下，有时也无法获得足够高的抑制反射效果。
发明内容
本发明正是为解决所述问题而研究开发出来的，其目的在于：提供一种具有很高的抑制反射效果的防反射构造体。
-用以解决技术问题的技术方案-
在本发明中，以抑制波长在规定波长以上的光反射并对该反射受到抑制的光进行吸收的防反射构造体为对象。该防反射构造体包括由多个构造单位排列着构成的基础构造部和多个微小凹凸部。该构造单位设置在基准面上并具有与该基准面所成的角度为规定角度的倾斜面。该多个微小凹凸部形成在所述基础构造部的表面，并以所述规定波长以下的周期进行排列。
还有，本发明所涉及的光学单元是这样的。该光学单元包括光学系统和所述防反射构造体。该防反射构造体设置成使光从规定的方向射入该防反射构造体。所述微小凹凸部以来自所述光学系统的光的波长以下的周期规则地排列着。
再者，本发明所涉及的光学装置包括所述光学单元。
-发明的效果-
根据本发明，能够实现一种具有很高的防反射效果的防反射构造体。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的防反射构造体的立体示意图。
图2是表示摄像装置主要部分的构成的示意图。
图3是将透镜镜筒的一部分放大后所获得的剖视图。
图4是表示透镜镜筒内周面上的基础构造部的放大剖视图。
图5是表示图4中由虚线画出的圆圈处的透镜镜筒内周面上的微小凹凸部的放大剖视图。
图6是表示形成为平滑面的防反射构造体和在平滑面形成有微小凹凸部的防反射构造体的入射角和反射率之间的相互关系的曲线图。
图7是表示在基础构造部上形成有微小凹凸部的防反射构造体和比较例所涉及的防反射构造体的入射角和反射率之间的相互关系的曲线图。
图8是表示在基础构造部上形成有微小凹凸部的防反射构造体的关于P偏振光和S偏振光的入射角和反射率之间的相互关系的曲线图。
图9是表示第二实施方式所涉及的防反射构造体的立体示意图。
图10是表示透镜镜筒内周面上的基础构造部的放大剖视图。
图11是表示第二实施方式所涉及的在基础构造部上形成有微小凹凸部的防反射构造体的关于P偏振光和S偏振光的入射角和反射率之间的相互关系的曲线图。
图12是表示其它实施方式所涉及的防反射构造体的基础构造部的放大剖视图。
图13是表示另一其它实施方式所涉及的防反射构造体的立体示意图。
-符号说明-
1                         摄像装置(光学装置)
2                         透镜镜筒单元(光学单元)
4                         光学系统
5                         透镜镜筒(镜筒)
50、250、350、450         防反射构造部(防反射构造体)
51                        基准面
7、207、307、407          基础构造部
70、270、370、470A、470B  构造单位
71                        第一侧面(倾斜面)
72     第二侧面(倾斜面)
73     第三侧面(倾斜面)
74     第四侧面(倾斜面)
271    第一倾斜面(倾斜面)
272    第二倾斜面
371    倾斜面
372    倾斜面
8      微小凹凸部
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式。
在此，以摄像装置作为实施本发明的光学装置的示例加以说明，不过本发明所涉及的光学装置并不限于摄像装置，也可以是例如照明装置、投影仪等其它的光学装置。
(发明的第一实施方式)
图2是表示本实施方式即第一实施方式所涉及的摄像装置1的主要部分的构成的示意图。
摄像装置1包括装置主体3和作为光学单元的透镜镜筒单元2。该摄像装置1构成光学装置。在此，对透镜镜筒单元2固定在装置主体3上的示例进行说明，不过透镜镜筒单元2也可以构成为例如以能够拆装的方式安装在装置主体3上。
透镜镜筒单元2包括筒状(具体来说是圆筒状)的透镜镜筒5和装在透镜镜筒5内部的光学系统4。在装置主体3中，包含位于光学系统4的光轴AX上的摄像元件6。光学系统4是用来让光学像在该摄像元件6的摄像面上成像的系统，通过光学系统4而在摄像面上成像的光学像经由摄像元件6转换为电信号以后，例如被储存在设于装置主体3内的存储器(也可以是外置存储器)中，或经由连接在装置主体3上的电缆向其它装置输出。此外，能够用例如电荷耦合器件(CCD：charge coupled device)、互补金属氧化物半导体(CMOS：complementary metal-oxide semiconductor)等构成摄像元件6。
光学系统4只要是能让光学像适当地形成在摄像元件6的摄像面上的系统即可，对该光学系统4并没有特别地限定。例如，可以如图2所示的那样由第一透镜(组)41、第二透镜(组)42及第三透镜(组)43这三个透镜(组)构成光学系统4。还有，该光学系统4也可以构成为：这三个透镜(组)41～43中的至少任意一个透镜(组)能在光轴AX方向上自如地移动，而能够调焦以及/或者改变倍率。
如图3所示，在透镜镜筒5的内周面设置有用来让光扩散透射以抑制光反射的防反射构造部50。该透镜镜筒5构成镜筒，防反射构造部50构成防反射构造体。
具体来说，如图1所示，在防反射构造部50的表面形成有由四棱锥状构造单位70、70、...排列形成的基础构造部7，在该基础构造部7的表面形成有微小凹凸部8、8、...。对该防反射构造部50的材质并没有特别地加以限定，可以用树脂或玻璃来制作该防反射构造部50。还可以在树脂或玻璃中分散混入微粒等。此外，在图1中，为了简化图示，用平板而不是用圆筒来图示防反射构造部50的一部分。
构造单位70、70、...具有彼此相似的形状，并且在四个方向上相互邻接地设置有构造单位70、70、...。各个构造单位70是第一～第四侧面71～74这四个侧面都由相似的等腰三角形构成的直锥体(从顶点到底面的垂线通过底面重心的锥体)。所述第一～第四侧面71～74与防反射构造部50的基准面51(将基础构造部7及微小凹凸部8、8、...作为高频成份，从防反射构造部50的表面去除该高频成份后形成的面)所成的角、即倾斜角α(各个侧面与基准面51所成的角中的锐角)均为同一角度。也就是说，若用通过相邻构造单位70、70、...的顶点及底面重心的平面(即：通过相邻构造单位70、70、...的顶点且与基准面51垂直的平面)截断防反射构造部50，则如图4所示，各个构造单位70的剖面成为等腰三角形。所述第一～第四侧面71～74构成倾斜面。
如图5所示，在该基础构造部7的表面形成有规则排列着的多个微小凹凸部8、8、...(下面，有时将形成有所述多个微小凹凸部8、8、...的防反射构造称作“SWS”)。这些微小凹凸部8、8、...形成为近似圆锥状。如上所述通过在防反射构造部50的表面形成微小凹凸部8、8、...，来抑制在防反射构造部50表面和空气层之间折射率的急剧变化，由此在形成有微小凹凸部8、8、...的表面的表层部，折射率就会平缓地变化。其结果是，防反射构造部50的表面即透镜镜筒5的内周面的反射就会得到有效的抑制。
在此，微小凹凸部8、8、...只要具有使防反射构造部50表面与空气层之间的界面的折射率变化趋于平缓的功能即可，对该微小凹凸部8、8、...的形状并没有特别地加以限定。例如，该微小凹凸部8、8、...可以是近似圆锥状(可以对顶部进行倒角加工或倒圆角加工)的凹部或凸部、呈平截头棱椎状(可以对顶部进行倒角加工或倒圆角加工，并可以对棱部进行倒角加工或倒圆角加工)的凹部或凸部、或者条状(剖面形状为三角形、梯形或矩形等(可以对棱部进行倒角加工或倒圆角加工))的凹部或凸部。
还有，从实现很高的抑制反射效果的角度出发，优选微小凹凸部8、8、...的周期(相邻微小凹凸部8、8的顶部相互间的、在平行于基准面51的方向上的距离)在入射光L的波长以下(更优选在入射光L中波长最短的光的波长以下的周期)。另一方面，优选微小凹凸部8、8、...的高度(沿基准面51的法线方向测得的、从连结微小凹凸部8、8、...各自的底部而形成的面(参照图5中的双点划线)到顶部为止的长度)在入射光L的波长的0.4倍以上，更优选的是该高度在入射光L的波长的1倍以上，进而优选的是该高度在入射光L的波长的3倍以上。严格地说，在入射光L具有多种波长的情况下，优选微小凹凸部8、8、...的周期在入射光L的最短波长以下，并优选微小凹凸部8、8、...的高度在入射光L的最长波长的0.4倍以上(更优选在1倍以上，进而优选在3倍以上)。
补充说明一下，微小凹凸部8、8、...并不一定要对全部入射光L都起到抑制反射的效果。例如，在入射光L的波长跨越一个包含紫外光、近紫外光、可见光、近红外光及红外光在内的宽波长范围，但只要抑制波长在400nm以上且700nm以下的光的反射即可的情况下，优选微小凹凸部8、8、...的周期在400nm以下。另一方面，优选微小凹凸部8、8、...的高度在700nm的0.4倍以上、即在280nm以上。
也可以使微小凹凸部8、8、...的高度相互不同，不过从便于制作的角度来看，优选使该微小凹凸部8、8、...的高度彼此大致相等。还有，例如在微小凹凸部8、8、...是锥体状凹部或锥体状凸部的情况下，优选多个微小凹凸部8、8、...形成为连结该锥体的底部中心和顶部而形成的中心轴彼此大致平行。在该情况下，容易利用喷射模塑法制作微小凹凸部8、8、...。另一方面，出于同样的理由，在微小凹凸部8、8、...是剖面为三角形的条状凹部或条状凸部的情况下，优选多个微小凹凸部8、8、...形成为连结横截面的底部中心和顶部而形成的中心轴在各个部分(例如，形成为正方形且各边为1mm的各个部分)彼此大致平行。
这样构成的防反射构造部50是按照下述方法制作出来的。首先，用具有刀刃的车刀对表面平滑的平板材的该表面进行切削加工，该刀刃与该表面所成的角度和所述构造单位70的侧面的倾斜角α相同。具体来说，边让车刀在平板材的表面沿两个彼此正交的方向移动边进行切削加工，来依次对相邻的构造单位70、70之间的谷部进行加工。其结果是，在平板材的表面形成有四棱锥状的构造单位70、70、...。接着，利用X射线光刻法或双光束干涉(全息图)曝光法在构造单位70、70、...的表面形成微小凹凸部8、8、...。这样一来，在表面形成有四棱锥状构造单位70、70、...、进而在该构造单位70、70、...的表面形成有微小凹凸部8、8、...的防反射构造部50就做好了。这样构成的平板状防反射构造部50被粘贴在透镜镜筒5的内部。如此一来，在一旦制作出防反射构造部50以后，可以用该防反射构造部50作为原型制作成形模具，然后利用喷射模塑法等依次制作其余的防反射构造部50。
此外，防反射构造部50也可以是嵌入透镜镜筒5内部的圆筒状部件。还有，防反射构造部50还可以构成为使该防反射构造部50与透镜镜筒5形成为一体，即在透镜镜筒5的内周直接形成该防反射构造部50。
如上所述，因为在防反射构造部50的表面形成有多个微小凹凸部8、8、...，所以该表面的光反射得到抑制。不过，在防反射构造部50的表面为平滑面的情况下，便无法充分地对该表面的反射加以抑制。
例如，如图6所示，在平滑面形成了微小凹凸部8、8、...(SWS)的情况(图中的一点划线)下，虽然与未形成微小凹凸部8、8、...的平滑面(图中的虚线)相比能够较好地抑制反射率，但是对于入射角较大的光却不能发挥足够的抑制反射效果。具体来说，在平滑面形成了SWS的情况下，从入射角超过大约50度起，反射率就会增加，无法充分抑制反射率的入射角依存性。该图6是根据计算反射率的模拟算法(严格耦合波分析(RCWA：Rigorous Coupled Wave Analysis)法)通过计算机模拟算出的。还有，后述的图7表示的是边改变入射光的入射角边向多种实验样片照射入射光时对反射率进行测量而获得的结果。反射率是根据用积分球测量到的包含镜面反射光、漫反射光及衍射光在内的反射光的总量算出的(所谓的半球反射率)。
就是说，反射率应依存于入射角，入射角越大则反射率就越大。在平滑面形成有微小凹凸部8、8、...的结构中，无法抑制该反射率的入射角依存性。
与此相对，在本实施方式中，通过在四棱锥状构造单位70、70、...的表面形成微小凹凸部8、8、...，而能够抑制反射率的入射角依存性，由此即便是对于入射角较大的光而言也能够获得很高的抑制反射效果。
具体来说，假设被定义为包含入射光L和出射光的平面的入射面(参照图1中的虚线)通过构造单位70、70、...的顶点并与第一侧面71及第三侧面73垂直(参照图1、图4)，在入射光L相对基准面51以入射角θ入射的情况下，因为各个构造单位70的第一侧面71以倾斜角α相对于基准面51产生倾斜，所以该入射光L射入第一侧面71的入射角就成为(θ-α)。
在此，假设入射光L相对于基准面51以0度～90度的多种入射角入射，则通过让第一侧面71倾斜，使得射入该第一侧面71的入射角在-α度～(90-α)度的范围内(以侧面的法线方向为基准，设靠近基准面51法线方向一侧的角度为负值，而靠近平行于基准面51的方向一侧的角度为正值)。就是说，入射光L的入射角向负值侧移动α，因而入射角的上限值小于90度。另一方面，虽然入射角的下限值越过0度向负值侧移动α，但由于0°＜α＜90°，所以入射角的下限值的绝对值|-α|不会大于90度。
就是说，能够抑制入射光L的入射角的绝对值的最大值。其结果是，就相对于基准面51的入射角较大的入射光L而言，也能够充分地抑制该入射光L的反射率。
另外，这时，入射光L相对于与第一侧面71相向的第三侧面73的入射角成为(θ+α)，虽然比相对于基准面51的入射角θ大，不过，第三侧面73的在入射光L入射方向上的投影面积比第一侧面71的在该入射方向上的投影面积小很多。也就是说，沿入射光L的入射方向看到的第三侧面73的面积比第一侧面71的面积小很多，因而入射光L相对第三侧面73的入射角大于相对基准面51的入射角θ对透镜镜筒5的整个内周面的反射率造成的影响是极小的。
具体情况如图7中的实线所示，当在四棱锥状构造单位70、70、...的表面形成了SWS时，能够抑制入射角较大的光的反射率，即使在入射角超过大约70度时反射率也是非常小的，此时的反射率为1％。还有，在四棱锥状构造单位70、70、...的表面形成SWS的构造与图7中虚线所示的植绒纸(#4800)相比能更好地抑制反射率。此时，各个构造单位70的第一～第四侧面71～74与基准面51之间的倾斜角α为30度。
此外，为了抑制入射光L的入射角的绝对值之最大值，优选第一～第四侧面71～74的倾斜角α至少在5度以上。通过使倾斜角α在5度以上，而能够充分发挥抑制入射光L的入射角的效果。
进而，优选倾斜角α为45度。通过使倾斜角α成为45度，从而相对基准面51以0度～90度的入射角入射的入射光L就会以-45度～45度的入射角射入第一～第四侧面71～74，因而对于以任何入射角射入基准面51的入射光L而言，都能将该入射光L相对于第一～第四侧面71～74的入射角的绝对值的最大值抑制在45度以下。
在此，除了在平滑面或构造单位70、70、...的表面形成SWS的构造以外，还能想到在具有适当表面粗糙度的粗糙面形成SWS的构造。如上所述，通过将防反射构造部50的表面加工成粗糙面，而能够抑制入射光L的镜面反射。而且，通过将防反射构造部50的表面加工成粗糙面，防反射构造部50的表面就成为以多种角度相对基准面51倾斜的状态，因而与构造单位70、70、...一样，能够实际减小入射光L的入射角，并能够抑制入射光L的反射率。由此，通过在防反射构造部50的已形成为粗糙面的表面形成SWS，从而与在平滑面形成SWS的构造(参照图7中的一点划线)相比，更能抑制入射光L的镜面反射，同时更能够充分地抑制反射率的入射角依存性(参照图7中的双点划线)。
不过，当成为在粗糙面形成SWS的构造时，如图7中的双点划线所示，与在构造单位70、70、...的表面形成SWS的构造相比，此时的反射率要大一些。这是由于下述原因而造成的。该原因是：虽然通过将防反射构造部50的表面加工成粗糙面，使防反射构造部50的表面成为相对基准面50倾斜的状态，但是由于该表面为粗糙面，所以其倾斜角也具有各种各样的角度值，亦包含倾斜角很小(例如、0度)的部分，即包含对入射光L的入射角的降低效果小的部分，因而从使防反射构造部50的表面相对基准面51倾斜而获得的效果方面考虑，具有所述粗糙面的构造所获得的效果就会小于具有构造单位70、70、...的构造所获得的效果。
因此，与在防反射构造部50的已形成为粗糙面的表面形成SWS的构造相比，通过在防反射构造部50的表面形成构造单位70、70、...，并在该构造单位70、70、...的表面形成SWS，而能更有效地抑制入射光L的反射率。
再者，能够列举出的将防反射构造部50的表面加工成粗糙面的方法有例如喷砂加工等，不过很难做到边控制粗糙面的形状即粗糙面的倾斜角边进行加工。而与此相对，因为构造单位70、70、...是通过用车刀对防反射构造部50表面进行切削等机械加工而制成的，所以很容易使各个构造单位70的形状成为所希望的形状。
还有，通过将构造单位70、70、...做成四棱锥状，由此防反射构造部50的表面从俯视角度看去在彼此正交的两个方向上具有大致相同的表面形状，因而如图8所示入射光L的P偏振光和S偏振光都显示出大致相同的反射率，能够抑制偏振光依存性。
因此，根据本实施方式即第一实施方式，通过在防反射构造部50的表面形成微小凹凸部8、8、...，使透镜镜筒5的内周面表层的折射率平缓地变化，而能够降低反射率；并且通过在具有相对防反射构造部50的基准面51倾斜的侧面71～74的构造单位70、70、...的表面形成该微小凹凸部8、8、...，使得入射光L的入射角实质上减小，由此能够抑制反射率的角度依存性。
还有，与将防反射构造部50的表面加工成粗糙面后再在该粗糙面形成微小凹凸部8、8、...的构造相比，在要形成微小凹凸部8、8、...的防反射构造部50的表面形成构造单位70、70、...的构造更容易将防反射构造部50表面的倾斜角加工成所希望的角度值，因而很容易就能够制作出具有理想性能的防反射构造部50，同时能够提高生产性。例如，在防反射构造部50的表面形成构造单位70、70、...之际，通过改变车刀的刀刃与基准面51之间的角度，就能改变构造单位70的倾斜面的角度而能够调整防反射构造部50的性能。而且，与在防反射构造部50的已成为粗糙面的表面形成微小凹凸部8、8、...的构造相比，通过在要形成微小凹凸部8、8、...的防反射构造部50的表面形成构造单位70、70、...，能够更有效地降低反射率。
进而，通过将各个构造单位70做成四棱锥状，由此防反射构造部50的表面从俯视角度看去在彼此正交的两个方向上具有大致相同的表面形状，因而对于来自该彼此正交的任一方向的入射光而言，都能够发挥相同的降低反射率的效果以及降低反射率的角度依存性的效果，即能够抑制反射率的偏振光依存性。而且，通过将各个构造单位70做成直锥体，使四个侧面都成为相似的形状，由此能进一步抑制反射率的偏振光依存性。
此外，构造单位70并不局限于四棱锥状。例如，该构造单位70也可以是三棱锥状或六棱锥状，还可以是圆锥状。当该构造单位70是圆锥状时，侧周面便构成倾斜面。还有，该构造单位70并不局限于直锥体，也可以为斜锥体。
(发明的第二实施方式)
下面，对本发明的第二实施方式进行说明。
第二实施方式所涉及的防反射构造部250的基础构造部207的形状与第一实施方式所涉及的防反射构造部50的基础构造部的形状不同。因而，对与第一实施方式相同的构成标注相同的符号并省略对该相同构成的说明，而主要对构成不同的方面加以说明。
具体来说，如图9所示，在防反射构造部250的表面形成有由各自呈山峰状延伸的构造单位270、270、...邻接着排列而成的基础构造部207。各个构造单位270具有相对防反射构造部250的基准面51(将基础构造部207及微小凹凸部8、8、...作为高频成份，从防反射构造部250的表面去除该高频成份后形成的面)倾斜的第一倾斜面271和第二倾斜面272，并由该第一倾斜面271和第二倾斜面272形成棱形状。该第一倾斜面271和第二倾斜面272与基准面51所成的倾斜角α彼此相同，并且各自宽度方向上的尺寸(即，构造单位270、270、...的排列方向上的尺寸)相同。也就是说，如图10所示，各个构造单位270的横截面形状成为等腰三角形。该第一倾斜面271构成倾斜面，第二倾斜面272构成第二倾斜面。
此外，让具有与平板材所成的角度与构造单位270的倾斜角α相同的刀刃的车刀沿一个规定的方向移动，对该平板材进行切削加工，由此来加工构造单位270、270之间的谷部，然后进一步让车刀沿与该一个规定的方向正交的方向平行移动，接着依次对相邻的谷部进行加工，从而能够形成如本实施方式即第二实施方式所示的成为沿一个规定的方向延伸的棱形的构造单位270、270、...。
并且，与所述第一实施方式相同，在这些构造单位270、270、...的表面形成有微小凹凸部8、8、...(参照图5)。
在此，将入射面(参照图9中的虚线)定义为包含入射光L和出射光的平面，对该入射面平行于构造单位270、270、...的横截面时的情况加以说明。
若入射光L相对防反射构造部250的基准面51以入射角θ入射，则由于形成在防反射构造部250表面的各个构造单位270的第一倾斜面271相对于基准面51以倾斜角α产生倾斜，因而入射光L相对于该第一倾斜面271的入射角就成为(θ-α)，该入射角小于相对基准面51的入射角θ。就是说，与第一实施方式相同，入射光L的入射角向负值侧移动α，而能够抑制入射光L的入射角的绝对值之最大值。其结果是，就相对基准面51的入射角较大的入射光L而言，也能够充分地抑制该入射光L的反射率。
这时，入射光L相对于第二倾斜面272的入射角成为(θ+α)，虽然比相对于基准面51的入射角θ大，不过，第二倾斜面272的在入射光L入射方向上的投影面积比第一倾斜面271的该入射方向上的投影面积小很多。也就是说，沿入射光L的入射方向看到的第二倾斜面272的面积比第一倾斜面271的面积小很多，因而入射光L相对第二倾斜面272的入射角大于相对基准面51的入射角θ对防反射构造部250的整个表面的反射率造成的影响极小。
并且，通过在这样构成的构造单位270、270、...的表面形成微小凹凸部8、8、...，来抑制在防反射构造部250表面和空气层之间折射率的急剧变化，由此在形成有微小凹凸部8、8、...的表面的表层部，折射率会平缓地变化。其结果是，如图11所示，防反射构造部250表面的反射率得到有效的抑制。这时，各个构造单位270的第一及第二倾斜面271、272相对于基准面51的倾斜角α为30度。
因此，根据本实施方式即第二实施方式，通过在防反射构造部250的表面形成微小凹凸部8、8、...，使透镜镜筒205的内周面表层的折射率平缓地变化，而能够降低反射率；并且通过在具有相对防反射构造部250的基准面51倾斜的第一及第二倾斜面271、272的构造单位270、270、...的表面形成该微小凹凸部8、8、...，使得入射光L的入射角实质上减小，由此能够抑制反射率的角度依存性。
还有，与将防反射构造部250的表面加工成粗糙面后再在该粗糙面形成微小凹凸部8、8、...的构造相比，在要形成微小凹凸部8、8、...的防反射构造部250的表面形成构造单位270、270、...的构造更容易将防反射构造部250表面的倾斜角加工成所希望的角度值，因而很容易就能够制作出具有理想性能的防反射构造部250，同时能够提高生产性。而且，与在防反射构造部250的已成为粗糙面的表面形成微小凹凸部8、8、...的构造相比，通过在要形成微小凹凸部8、8、...的防反射构造部250的表面形成构造单位270、270、...，能够更有效地降低反射率。
(其它实施方式)
本发明也可以将所述第一实施方式及第二实施方式设为下述结构。
也就是说，虽然在所述实施方式中以具有透光性的透镜镜筒为例进行了说明，但是本发明所涉及的防反射构造体并不局限于具有透光性的构造体，例如也可以是具有吸光性的构造体，即所谓的黑体。
还有，在所述第一实施方式中，构成各个构造单位70(270)的侧面71～74(271、272)形成为彼此相似的形状且成为相对于基准面51的倾斜角彼此相同的构成，但是并不局限于此。例如，也可以不将各个侧面做成相似的形状，并且也可以将一侧面相对于基准面51的倾斜角和与该一侧面相向的另一侧面相对于基准面51的倾斜角设为不同的角度。
再有，在能事先估计到向防反射构造部350表面入射的入射光L的入射方向时，如图12所示，可以构成为使构成基础构造部307的各个构造单位370的一倾斜面371的法线方向朝向所能估计到的入射光L的入射方向。这样一来，向构造单位370入射的入射光L的入射角就成为0度，再与微小凹凸部8、8、...的效果相结合，就能够更有效地降低入射光L的反射率。这时，优选面向入射光L的入射方向的倾斜面371和与该倾斜面371相向的倾斜面372之间所成的角为直角。这样一来，该相向的倾斜面372在入射光L入射方向上的投影面积就成为0，由此能够防止向构造单位370入射的入射光L的入射角超过相对基准面51的入射角。
还有，在所有的构造单位70、70、...中，构造单位70、70、...的倾斜面的倾斜角没有必要都相同。例如，可以结合着根据设置有各个构造单位70的位置推测出来的入射光L的入射角来改变倾斜面的倾斜角。在这样的情况下，优选以使入射光L相对于各个倾斜面的入射角为0的方式来对各个倾斜面的倾斜角进行设定。还有，在所能估计到的入射角为多个的情况下，如图13所示，可以使侧面的倾斜角不同的构造单位470A、470B交替地排列来构成形成在防反射构造部450表面的基础构造部407。
还有，在此，对在整个表面形成有SWS的示例进行了说明，但没有必要一定在整个表面设置SWS，可以只在需要的部位形成SWS。在这种情况下，不仅在要设置SWS的部位，就是在表面的其它部位也可以与要设置SWS的部位一样设置构造单位70、70、...(270、270、...)，还可以使此时设置在表面的其它部位的构造单位70、70、...(270、270、...)的倾斜面的倾斜角与设置有SWS的部分的该倾斜面的倾斜角不同。再有，可以在未设置SWS的部位形成其它防反射构造，例如该其它防反射构造是由反射率较低的膜和反射率较高的膜形成的多层膜构成的。还有，在形成有SWS的区域内，也可以根据需要调整SWS的高度、周期(间距)。
再有，所述实施方式所涉及的包含基础构造部7及微小凹凸部8、8、...的防反射构造体并不局限于在透镜镜筒5中使用的构造体。例如，也可以是设置在显示器等的正面，抑制显示器表面的光反射(外来光的映入等)的扩散板。还有，该防反射构造体也可以是显示装置、摄像装置、照明装置和投影仪等各种光学仪器的构成部件等。具体而言，也能在半导体激光元件、发光二极管元件、电灯泡及冷阴极管等发光元件，电荷耦合器件(CCD)和CMOS等摄像传感器、功率表、电度表及反射率测量设备等光检测器，微透镜阵列以及光电检测器等中使用本发明所涉及的防反射构造体。
此外，以上的实施方式是本质上优选的示例，但并没有意图对本发明、它的应用对象或它的用途的范围加以限制。
-产业实用性-
综上所述，本发明对于抑制波长在规定波长以上的光反射并对该反射受到抑制的光进行吸收的防反射构造体、光学单元及光学装置是很有用的。

Claims (13)

1.一种防反射构造体，抑制波长在规定波长以上的光反射并对该反射受到抑制的光进行吸收，其特征在于：
所述防反射构造体，包括：
基础构造部，由多个构造单位排列着构成，该构造单位设置在基准面上并具有与该基准面所成的角度为规定角度的倾斜面，和
多个微小凹凸部，形成在所述基础构造部的表面，并以所述规定波长以下的周期排列着，
所述构造单位形成为包含所述倾斜面而构成的锥体状，或者由所述倾斜面和与该倾斜面相邻的第二倾斜面构成的棱部。
2.根据权利要求1所述的防反射构造体，其特征在于：
所述构造单位形成为包含所述倾斜面而构成的四棱锥状。
3.根据权利要求1或2所述的防反射构造体，其特征在于：
所述构造单位形成为直锥体状。
4.根据权利要求1所述的防反射构造体，其特征在于：
所述构造单位构成为：所述棱部的剖面成为等腰三角形。
5.根据权利要求1或2所述的防反射构造体，其特征在于：
所述倾斜面的所述规定角度为5度～45度。
6.根据权利要求1或2所述的防反射构造体，其特征在于：
所述基础构造部具有所述倾斜面的所述规定角度彼此不同的多种构造单位。
7.根据权利要求1或2所述的防反射构造体，其特征在于：
所述微小凹凸部是锥体状凹部或锥体状凸部、或者条状凹部或条状凸部。
8.根据权利要求1或2所述的防反射构造体，其特征在于：
所述微小凹凸部的高度在所述反射受到抑制的光的波长的0.4倍以上。
9.根据权利要求1或2所述的防反射构造体，其特征在于：
所述防反射构造体形成为圆筒状，使所述微小凹凸部构成内周面。
10.一种光学单元，包括光学系统和权利要求1至9中任一项所述的防反射构造体，该防反射构造体设置成使光从规定的方向射入该防反射构造体，其特征在于：
所述微小凹凸部以来自所述光学系统的光的波长以下的周期规则地排列着。
11.根据权利要求10所述的光学单元，其特征在于：
所述倾斜面的法线方向朝向所述规定的方向。
12.根据权利要求10或11所述的光学单元，其特征在于：
所述光学单元还包括内部收纳有所述光学系统的镜筒，
所述防反射构造体设置在所述镜筒的内周面。
13.一种光学装置，其特征在于：
包括权利要求10至12中任一项所述的光学单元。
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