CN107209304A - 光学装置及光学构件 - Google Patents

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Abstract

本发明的光学构件具备反射散射部(11)，反射散射部(11)具备对例如可见光(102)进行反射并使例如红外光(101a)透射的选择反射部(13)、至少设置在选择反射部的第一侧(视觉辨认侧)并使可见光(102)散射的散射部(12)，光学构件对于红外光(101a)的直进透射率为75％以上。散射部(12)也可以是具备具有衍射构造的结构、在选择反射部(13)具有的反射构件的第一侧表面上形成的凹凸面、微粒子含有树脂层的结构。选择反射部(13)的反射构件也可以是电介质多层膜或胆甾相液晶层。而且，反射散射部(11)也可以具备在面内具有取向轴不同的多个区域的胆甾相液晶层。

Description

光学装置及光学构件
技术领域
本发明涉及利用了红外光的光学装置及使用于该光学装置的光学构件。
背景技术
使用了红外光的光学装置除了红外线相机装置那样的摄影用途之外，也在计测、通信、生态认证等各种用途中使用。
这样的光学装置通常具有红外光发光部及/或红外光受光部。此外，该光学装置出于减少向上述发光部或受光部入射的可见光等不需要光的目的和使壳体的开口部观察不到的目的，而有时设置仅使红外光透过的红外光透射滤波器，该壳体的开口部为了使来自上述发光部的红外光向外部射出或者为了使来自外部的红外光由受光部接收而设置。而且，通常红外光透射滤波器将可见光隔断，因此滤波器部分多为黑色等暗色。
然而，出于提高外观性等目的，有时希望暗色以外的红外光透射滤波器。
作为暗色以外的红外光透射滤波器，例如存在专利文献1或专利文献2记载的白色的红外光透射滤波器。专利文献1记载的红外光透射滤波器具备半透明的扩散部和使红外光透射并对可见光进行反射的反射镜，由此来实现白色的红外光透射滤波器。
另外，专利文献2记载的红外线透射滤波器在透明的粘合剂中，使与该粘合剂不同的折射率的微粒子均一地分散，增大红外区域的透射率并在可见区域增大散射，由此来实现白色的红外线透射滤波器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2014-71295号公报
专利文献2：日本国特开2010-72616号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，为了提高外观性而要提高可见光的散射性时，存在连红外光的收发灵敏度也下降的问题。
具体而言，专利文献1、专利文献2记载的方法即使能够增大对于红外光的透射率，由于散射能力对于红外光也起作用，因此存在无法减小红外光的雾度的问题。换言之，存在红外光的直进透射率不充分的问题。
在直进的光的光量比入射的红外光的光量少时，相应地，较多地产生由反射/吸收/散射引起的损失。这样的情况下，例如与红外线相机那样受光元件组合时，成为图像变暗或者图像模糊等噪声的原因，存在作为装置而得不到所希望的灵敏度/特性的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种同时实现外观性及对于红外光的高灵敏度这两者的光学装置及用于该光学装置的光学构件。而且，本发明的目的在于提供一种可见光的反射散射性高且红外光的直进透射性高的光学构件。
用于解决课题的方案
本发明的光学构件的特征在于，具备反射散射部，该反射散射部对可见区域的至少一部分的波长带域的光进行反射散射并使红外区域的至少一部分的波长带域的光透射，所述光学构件的对于红外区域的至少所述一部分的波长带域的光的直进透射率为75％以上。
另外，所述反射散射部也可以包括：选择反射部，对可见区域的至少所述一部分的波长带域的光进行反射，并使红外区域的至少所述一部分的波长带域的光透射；及散射部，至少设置在所述选择反射部的、作为红外光的入射侧或出射侧且作为可见光入射的一侧中的预先确定的一方侧的第一侧，并使可见区域的至少所述一部分的波长带域的光散射。在此，“设置于第一侧”包括在对象构件的该一方侧使用同一构件而一体形成的情况。以下，关于另一侧也同样。
另外，本发明的光学装置的特征在于，具备：发出红外区域的一部分的波长带域的光的发光部或者接受红外区域的一部分的波长带域的光的受光部；将所述发光部或所述受光部包围的壳体；及在所述壳体的开口部设置的红外光透射滤波器，所述红外光透射滤波器是上述的光学构件中的任一个。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可见光的反射散射性高且红外光的直进透射性高的光学构件。而且，根据本发明，能够提供一种同时实现外观性及对于红外光的高灵敏度这两者的光学装置。
附图说明
图1是表示第一实施方式的光学构件的例子的构成图。
图2是表示光学构件的其他例的剖视图。
图3是表示衍射构造22中的相位项系数的波长依赖性的例子的坐标图，(a)是表示d＝270nm、Δn＝0.45时的相位项系数的值的坐标图，(b)是表示图3(a)所示的条件的矩形衍射格栅的0次衍射效率的坐标图。
图4是表示衍射构造22的例子的俯视图。
图5是表示基于衍射构造22的红外光的透射成分的光量分布的角度依赖性的例子的坐标图。
图6是表示光学构件的其他例的剖视图。
图7是表示散射光的光量密度的测定方法的例子的说明图。
图8是表示光学构件的其他例的构成图，(a)是表示具有在反射构件形成的凹凸面作为散射部的光学构件的构成例的剖视图，(b)是图8(a)所示的光学构件的主要部分的分解剖视图。
图9是表示凹凸构造342b的例子的说明图，(a)是凹凸构造342b将多个凹透镜状的透镜部无间隙地配置而成的凹透镜阵列的俯视图，(b)是具有图9(a)所示的凹凸构造342b的第二基材34b的A-A’剖视图。
图10是表示选择反射膜33的凹凸面的倾斜角度与可见光的反射散射的关系的说明图，(a)是倾斜角度α超过45°时的说明图，(b)是倾斜角度α超过0.5×asin(1/ns)时的说明图，(c)是检查光103向单侧的面以斜率α倾斜且与之相对的面的斜率成为0°的基材入射时的说明图。
图11是表示基于反射散射部31的红外光的透射成分的光量分布的角度依赖性的例子的坐标图。
图12是表示光学构件的其他例的构成图，(a)是表示具有反射构件的凹凸面作为散射部的光学构件的其他构成例的剖视图，(b)是图12(a)所示的光学构件40的主要部分的分解剖视图。
图13是表示光学构件的其他例的构成图，(a)是表示在相当于反射构件的胆甾相液晶层43中，不仅在视觉辨认侧而且在非视觉辨认侧也具有凹凸面的构成例的剖视图，(b)是图13(a)所示的光学构件40的主要部分的分解剖视图。
图14是表示光学构件的其他例的构成图。
图15是表示光学构件的其他例的构成图。
图16是表示光学构件的其他例的构成图。
图17是表示光学构件的其他例的构成图，(a)是表示具备吸收构件的光学构件的例子的构成图，(b)是表示具备反射构件的光学构件的例子的构成图。
图18是表示第二实施方式的光学装置的例子的构成图。
图19是表示作为选择反射部的多层膜的透射率特性的坐标图。
图20是表示第一～第四例的光学构件的透射光量的测定结果的坐标图。
图21是表示第五及第六例的光学构件的透射光量的测定结果的坐标图。
图22是表示第四例的由光学构件的基材凹凸面产生的散射光的光强度的计测结果的坐标图。
图23是表示作为选择反射部的多层膜的透射率特性的坐标图。
图24是表示第八及第九例的由光学构件的基材凹凸面产生的散射光的光强度的计测结果的坐标图。
图25是表示第八及第九例的光学构件的透射光量的测定结果的坐标图。
图26是表示第十～第十二例的光学构件的透射光量的测定结果的坐标图。
图27是表示作为选择反射部的多层膜的透射率特性的坐标图。
图28是表示第九～第十一例的光学构件及壳体构件的反射散射光的角度依赖性的坐标图。
具体实施方式
实施方式1.
参照附图，说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的第一实施方式的光学构件10的例子的构成图。图1所示的光学构件10在使用红外光的光学装置等中，被使用作为将可见光隔断并使红外光透射的红外光透射滤波器。光学构件10使红外光透射并使可见光反射散射，由此至少从第一侧观察时，观察到可见光的受光区域被着色为黑色以外的颜色。需要说明的是，观察到的着色并不局限于单色，也包括例如斑点花纹或迷彩那样的多个颜色的组合。在此，第一侧在光学构件10中是红外光的入射侧或出射侧并且是可见光入射的一侧中的预先确定的一方侧。而且，在本发明中，将不是第一侧的另一方侧称为第二侧。需要说明的是，以下，将第一侧仅称为视觉辨认侧，将第二侧仅称为非视觉辨认侧，但是观察到着色的面(以下，仅称为观察面)没有限定为第一侧。例如，非视觉辨认侧(第二侧)也可成为观察面。
图1所示的光学构件10具备基材14、选择反射部13、散射部12，但是基材14可任意设置。
基材14只要通过对于红外光具有透射性的构件构成即可。需要说明的是，基材14也可以是例如通过玻璃、树脂等制造的基板。
选择反射部13具有将可见光反射一定比例以上并使红外光透射一定比例以上的功能。作为选择反射部13的例子，可列举分色镜或胆甾相液晶膜等。更具体而言，选择反射部13只要具有在分色镜的镜层中使用的电介质多层膜、在胆甾相液晶膜中使用的胆甾相液晶层这样的反射构件即可。
散射部12具有相对于可见光表现出散射能力的功能。需要说明的是，散射部12优选具有相对于可见光表现出比红外光高的散射能力的功能。作为表现出这样的散射能力的功能的实现例，可列举通过含有微粒子的树脂形成的层即微粒子含有树脂层、衍射构造、在任意的介质界面(尤其是反射构件)设置的凹凸面等。散射部12只要是例如作为实现例而列举那样的具有表现出散射能力的功能的构件或构造或面即可。
例如，在散射部12具有衍射构造的情况下，利用衍射现象使可见光散射。而且，例如，散射部12具有在任意的介质界面上形成的凹凸面的情况下，利用在该凹凸面的反射及折射现象而使可见光散射。尤其是散射部12具有设于反射构件的凹凸面的情况下，反射与折射等相比光线的偏转量大，因此能够增大可见光的散射。而且，例如，在散射部12具有微粒子含有树脂层的情况下，主要利用与作为粘合剂的树脂层内的微粒子之间的界面处的折射现象来使可见光散射。
在本发明中，可见光也可以设为波长400～750nm的光。而且，红外光也可以设为波长800nm以上的光。需要说明的是，也可以是，在要反射散射的可见区域(调色)或红外传感器的检测带域等决定了的情况等，可见光、红外光都在上述范围内，进而限定对象波长带。需要说明的是，只要没有特别说明的情况下，可见区域就为波长400～780nm，红外区域是设为近红外区域的波长780～2000nm，尤其是波长800～1000nm，可见光为该可见区域的光，红外光为该红外区域的光。
在本实施方式中，散射部12只要设置在选择反射部13的视觉辨认侧(第一侧)即可。即，选择反射部13和散射部12从视觉辨认侧(第一侧)观察下只要按照散射部12、选择反射部13的顺序设置即可。需要说明的是，在可见光也从非视觉辨认侧(第二侧)入射的情况下，也可以在选择反射部13的两侧设置散射部12。
在图1中，示出选择反射部13和散射部12由不同的构件构成且相接，但是例如构成选择反射部13的构件的一部分也可以构成散射部12(例如，衍射构造、凹凸面等)。即，选择反射部13与散射部12例如也可以利用同一构件而一体形成。而且，例如，也可以是选择反射部13设置在基材14的内部，即由2个基材14夹持的结构、设置在基材14的非视觉辨认侧的结构。而且，也可以在选择反射部13与散射部12之间具有其他的功能层且它们不相接。
需要说明的是，在选择反射部13与散射部12未相接的情况下，优选选择反射部13与散射部12之间的距离短。尤其是散射部12利用衍射构造构成的情况下，具体而言，优选为3μm以下。如果两者的距离过度分离，则可见光的反射光的相位项的系数从后述的2Δnd/λ偏离，因此不优选。
以下，存在将散射部12和选择反射部13一并称为反射散射部11的情况。这种情况下，反射散射部11具有将可见光反射散射一定比例以上并使红外光直进透射一定比例以上的功能。
在图1所示的例子中，可见光102从光学构件10的视觉辨认侧在+z方向上向光学构件10入射。另一方面，红外光可以从光学构件10的视觉辨认侧在+z方向上向光学构件10入射，也可以从非视觉辨认侧在-z方向上入射。需要说明的是，图中的红外光101a是前者的例子，红外光101b是后者的例子。
例如，可见光102向光学构件10入射时，该可见光102由散射部12及选择反射部13进行反射散射。因此，光学构件10看起来着色。另一方面，红外光101a向光学构件10入射时，该红外光101a在散射部12发生一部分散射，但是较多的成分直进透射，直接透过选择反射部13。而且，红外光101b向光学构件10入射时，该红外光101b透过了选择反射部13之后，由散射部12进行一部分散射，但是较多的成分直进透过散射部12。
这样，可见光102具有通过透过散射部12而由选择反射部13反射来二次通过散射部12的情况，相对于此，红外光101a及红外光101b在散射部12仅通过1次。因此，光学构件10中，相比对于红外光101a及红外光101b的散射而能够增大对于可见光102的散射。而且，在使用具有凹凸面作为反射散射部11的反射构件的情况下，利用反射面能得到大的散射。这等同于相比对于可见光102的散射而能够减小对于红外光101a及红外光101b的散射的情况。因此，光学构件10能够使可见光102散射，并使红外光101a及红外光101b更多地直进透射。
另外，在光学构件10使用衍射构造作为散射部12的情况下，可以调整对于1次的通过的衍射光的相位项的系数即Δnd/λ。更具体而言，通过调整折射率差Δn及衍射构造的高度d，能够增大散射部12中的、红外光的直进成分(0次衍射光)的光量，并减少可见光的直进成分(0次衍射光)的光量。
另外，在散射部12使用微粒子含有树脂的情况下，通过调整微粒子的粒径、微粒子与成为粘合剂的树脂材料的折射率之比，作为反射散射部11而能够增大可见光的散射并减小红外光的散射。需要说明的是，散射的大小也可以通过例如表示全部光线透射率中的扩散透射率的比例的指标即雾度进行判定。
以下，说明若干反射散射部的更具体的构成例。
首先，说明在散射部12使用衍射构造的例子。图2是表示具有衍射构造作为散射部的光学构件的例子的剖视图。图2所示的光学构件20具备基材14和反射散射部21。而且，反射散射部21包括选择反射部13和衍射构造22。
衍射构造22只要是至少相对于可见光表现出衍射作用且相对于可见光的衍射作用的表现而能够抑制对于红外光的衍射作用的表现的构造即可，具体的结构任意。需要说明的是，在图2中，作为衍射构造22而示出了剖面为矩形的凹凸构造，但是衍射构造22并不局限于剖面为矩形的凹凸构造。
在图2中，将衍射构造22的凹部222及凸部221的折射率差设为Δn，将入射的波长设为λ，将凸部221的高度或凹部222的深度设为d。衍射构造22的衍射特性根据成为该衍射构造22的电场的相位项的系数的Δnd/λ而变化。
在此，相对于成为反射光的可见光102而使衍射构造22往复，因此将该系数计算作为2Δnd/λ。另一方面，对于成为透射光的红外光101a及红外光101b，在衍射构造22中仅进行一次透射，因此以Δnd/λ进行计算。根据干涉条件，上述系数的值越接近0.5等1/2乘以奇数而得到的值，则0次衍射光的光量越小，越接近0或1等整数，则0次衍射光的光量越大。
图3(a)是表示上述系数的波长依赖性的例子的坐标图。需要说明的是，图3(a)所示的坐标图示出d＝270nm，Δn＝0.45时的上述系数的值。在图3(a)中，横轴表示波长[nm]，纵轴表示相位项系数的值。如图3(a)所示，在红外光下，透射的相位项的系数即Δnd/λ(由虚线表示的特性)成为接近于0的值(大致0.15～0.12)，在可见光下，反射的相位项的系数即2Δnd/λ(由实线表示的特性)成为接近于0.5的值(大致0.3～0.6)。因此，光学构件20能够减小对于入射的可见光的反射0次衍射光的光量，并增大对于入射的红外光的透射0次衍射光的光量。
另外，图3(b)示出基于图3(a)所示的条件的矩形衍射格栅的0次衍射效率的坐标图。矩形的衍射格栅的0次衍射效率即对于入射光进行直进透射的成分的比率可以将相位项的系数设为φ而通过cos(πφ)2计算。图3(b)示出φ＝1次通过时(透射)的相位项的系数即Δnd/λ的情况和φ＝2次透射时(反射)的相位项的系数即2Δnd/λ的情况下计算了0次衍射效率η0的结果。如图3(b)所示，在可见光下，能够将以反射的相位项的系数即2Δnd/λ(由实线表示的特性)决定的反射0次衍射效率降低为小于30％，在红外光下，能够使以透射的相位项的系数即Δnd/λ决定的透射0次衍射效率成为约80％以上。
需要说明的是，凹部222也可以由空气以外的材料填充。这种情况下，凸部221通过在红外区域的附近具有反射带的多层膜、含有在红外区域的附近(可见区域与红外区域之间或者比红外区域的对象波长区域靠长波长侧)具有吸收的色素或颜料的材料形成，凹部222优选由该材料和在红外区域(尤其是对象波长域)中的折射率接近或一致的材料填充。通常，具有反射带的多层膜或具有吸收的材料会产生折射率的异常分散，尤其是反射带或吸收带的附近的折射率急剧地变化。如果利用这样的特性，则能够以使可见区域的对象波长区域与红外区域的对象波长区域的折射率差增大的方式进行调整。衍射构造22只要能够以由这样的材料和在红外区域的至少对象波长区域中的折射率与该材料大体一致的材料的组合来形成的方式调整即可，也可以仅使可见光产生衍射作用。
另外，衍射构造22优选通过衍射作用而使光(尤其是可见光)例如不仅向X方向而且也向Y方向(成分)偏转等，能够赋予二维性的散射作用的结构。例如，衍射构造22也可以是图4所示那样的二维的凹凸构造。
图4是表示衍射构造22的例子的俯视图。在图4中，白色部分表示凹部222，黑色部分表示凸部221，以白色部分为基准而黑色部分的高度成为d。需要说明的是，图4所示的凹凸构造是衍射构造22的一部分的例子。衍射构造22也可以是例如将具有图4所示那样的凹凸构造的单元周期性地且二维地(例如，沿X方向及Y方向地)无间隙配置的结构。需要说明的是，衍射构造22并不局限于1种凹凸构造的周期构造，也可以是例如将不同的2种以上的凹凸构造二维地无间隙配置的结构。
图5是表示对于红外光的入射的、基于衍射构造22的透射成分的光量分布的角度依赖性的例子的坐标图。在图5中，横轴表示透射成分的出射角度θ[°]，纵轴表示光强度。通常，光向具有使其表现出衍射作用的功能的衍射构造入射时，大致产生成为直进透射光的0次衍射光和所谓衍射光即向直进以外的方向前进的成为偏转光的高次衍射光这两种衍射光。通常0次衍射光的强度充分强于高次衍射光。因此，即使红外光向衍射构造22入射而产生了高次衍射光，也容易得到图5所示那样的强的对比度。
在该光学构件20中的0次衍射光的光量相对于红外光的入射光量之比设为T0时，优选以使T0成为75％以上的方式调整衍射构造22。需要说明的是，T0优选为75％以上，但是更优选为85％以上，进一步优选为90％以上，最优选为95％以上。需要说明的是，这种情况下的“0次衍射光”中不包含反射0次衍射光。以下，关于红外光而称为“0次衍射光”的情况下，是指透射光中的0次衍射光。需要说明的是，也可以取代T0而使用雾度值。这种情况下，光学构件20的红外光的雾度值优选为小于25％，更优选为小于15％，进一步优选为小于10％，最优选为小于5％。需要说明的是，作为雾度值，也可以如JIS K 7136记载那样，求出作为通过试验片的透射光中的由于前方散射而从入射光偏离了0.044rad(2.5°)以上的透射光的百分率。在JIS K 7136下，与直进透射光对应的角度范围成为2.5°以内，也可以如后述的实施例那样将例如1.5°以下那样比2.5°窄的角度范围的透射光作为直进透射光。
另外，如图6所示，光学构件20也可以在选择反射部13的表面设置槽而成为凸部221的材料等，一体形成选择反射部13和衍射构造22。这样的话，能够减少从衍射构造22(更具体而言为凸部221)向选择反射部13入射时的反射，提高红外光的直进透射率。
另外，衍射构造22在将该光学构件20中的高次衍射光量的总光量相对于红外光的入射光量之比设为T1、且T1’＝T1/(T0+T1)×100[％]的情况下，优选以使T1’成为10％以下的方式调整。需要说明的是，T1’优选为10％以下，但是更优选为5％以下，进一步优选为2％以下。需要说明的是，上述的“高次衍射光”不包含反射成分。以下，关于红外光而称为“高次衍射光”的情况下，是指透射成分中的0次以外的衍射光，即，1次衍射光、2次衍射光、3次衍射光…。
另外，在T1的测定时，有时不是测定全部的透射光，通过测定向规定的角度内射出的光而光量密度的比较变得容易。例如图7所示，也可以是，在将从衍射构造22的出射面中的规定位置、例如从入射光的光轴中心至测定到的红外光受光部3的有效区域301的端部为止的与该光轴所成的角度设为θ2时，仅以向角度θ2内射出的衍射光为对象，来测定T1。需要说明的是，也可以取代衍射构造22的出射面而使用光学构件20的出射面。在这样限定透射光的角度的情况下，作为θ2而设为10°以下时，T1’优选为3％以下，更优选为2％以下，进一步优选为1％以下。
另外，通常，产生高次衍射光，通过衍射构造22而产生的高次衍射光的数目设为N时，高次衍射光的光量可以是与1/N成比例地减小的近似。需要说明的是，产生的高次衍射光的数目N能够增大散射性，因此优选为100以上，更优选为1000以上。而且，通常，当要增大高次衍射光的衍射角度时能够减小凹凸构造(格栅间距)，因此能够提高视觉辨认元件面时的均一性。因此，作为基于衍射构造22单元的衍射特性，可见光的高次衍射光的光量分布的半值全宽(以下，FWHM)优选为5°以上，更优选为10°以上，进一步优选为20°以上。
接下来，说明在散射部12使用与衍射格栅构造不同的凹凸面时的例子。图8(a)是表示具有形成于反射构件的凹凸面作为散射部的光学构件的构成例的剖视图。需要说明的是，反射构件的凹凸面也可以仿形于成为母材的基材(第一基材34a、第二基材34b等)的凹凸面而得到。而且，图8(b)是图8(a)所示的光学构件30的主要部分的分解剖视图。图8(a)所示的光学构件30具备反射散射部31。而且，反射散射部31包括作为反射构件的选择反射膜33、第一基材34a、第二基材34b。
本例的选择反射膜33的视觉辨认侧的表面(XY平面)成为凹凸面。需要说明的是，本例的选择反射膜33的非视觉辨认侧的面也成为凹凸面。而且，从选择反射膜33观察时的位于视觉辨认侧(第一侧)的第一基材34a的与该选择反射膜33相接的一侧的面及从选择反射膜33观察时的位于非视觉辨认侧(第二侧)的第二基材34b的与该选择反射膜33相接的一侧的面也成为凹凸面。以下，有时将选择反射膜33的视觉辨认侧的凹凸面称为凹凸面331a，将选择反射膜33的非视觉辨认侧的凹凸面称为凹凸面331b。而且，有时将第一基材34a的与选择反射膜33相接的一侧的凹凸面称为凹凸面341a，将第二基材34b的与选择反射膜33相接的一侧的凹凸面称为凹凸面341b。
在图8(a)所示的例子中，具有选择反射膜33作为选择反射部的反射构件，但是该选择反射膜33的视觉辨认侧的凹凸面331a相当于作为散射部发挥作用的凹凸面。例如在一方的基材的表面(例如，第一基材34a的表面或第二基材34b的表面)上形成凹凸构造而作为凹凸表面，并在该凹凸表面上以大致均一的膜厚h成膜(层叠)电介质多层膜，由此能够形成这样的选择反射膜33的凹凸面331a。需要说明的是，根据该方法，能够同时地不仅在选择反射膜33的视觉辨认侧而且在非视觉辨认侧也形成凹凸面331b，因此不仅可见光从视觉辨认侧入射时，而且可见光从非视觉辨认侧入射时也能够观察到着色(参照图8(a)的可见光102a、可见光102b)。
另外，在本例中，在层叠于一方的基材的凹凸表面上而形成的选择反射膜33的凹凸表面上，还层叠另一方的基材。此时，该另一方的基材的选择反射膜33侧的凹凸面与选择反射膜33的该凹凸表面成为相互嵌合的形状。这样的形成基材的凹凸面的凹凸构造例如也可以向选择反射膜33的凹凸表面的凹部填充该基材的材料(例如，树脂等)。在此，作为第一基材34a、选择反射膜33、第二基材34b的层叠状态，只要以无间隙的状态接近配置即可。具体而言，不仅包括它们相互直接相接的情况，也包括例如之间包含几十μm以内(100μm以内)的膜厚的作为粘结层或其他的功能层起作用的薄膜等间接相接的情况。需要说明的是，薄膜的功能没有特别限定。以下，也包括这样的膜厚的总计为100μm以内间接相接的情况，而有时仅表述为“相接”。
第一基材34a只要对于可见光及红外光具有透射性即可。而且，第二基材34b与上述的基材14同样只要至少对于红外光具有透射性即可。需要说明的是，光学构件30的非视觉辨认侧也作为观察面的情况下，第二基材34b只要对于可见光及红外光具有透射性即可。
此外，在本例中与选择反射膜33的凹凸面相接的构件即第一基材34a和第二基材34b可以至少在红外区域的对象波长带具有大体一致的折射率。在此，作为折射率大体一致的状态，对象波长带的2个材料的折射率差或其平均值优选为0.05以下，更优选为0.005以下。以下，关于折射率的一致性与上述同样。
选择反射膜33只要构成为将可见光反射一定比例以上并使红外光透射一定比例以上即可。选择反射膜33例如可列举电介质多层膜或胆甾相液晶膜等。在此，电介质多层膜也可以包含金属或半导体材料，这种情况下，半导体材料只要使用对于红外光的吸收少的材料即可，金属材料只要充分薄以使对于红外光的透射率不降低即可。
通过该结构，对于可见光102a、102b，利用倾斜的反射面能得到较大的散射，并且对于红外光101a、101b，与选择反射膜33相接的两构件(第一基材34a和第二基材34b)的至少凹凸构造部分(参照图8(b)的342a、342b)的折射率大体一致，因此不会较大地折射而从光学构件30的出射界面射出。这是因为，本结构成为对于红外光不会产生由入射口径内的位置的差异引起的光路长差或者即使产生光路长差也能抑制得较小的结构的缘故。
另外，本例的第一基材34a的凹凸面341a及/或第二基材34b的凹凸面341b也可以是通过喷砂等形成的粗糙面，但是更优选为具有较多的平滑的曲面(包括自由曲面、非球面、球面)的形状。这是因为，通常，通过喷砂等形成的粗糙面成为具有较多的导数不连续的点的形状，例如在形成电介质多层膜作为选择反射膜33的情况下，存在该多层膜无法以均一的厚度成膜而无法展现所希望的特性的情况。
作为包含较多的平滑的曲面的凹凸构造342a、342b的例子，可列举配置有多个微小的球面或非球面的透镜的透镜阵列、配置有多个棱镜的棱镜阵列等。需要说明的是，阵列中的透镜或棱镜并不局限于1种，也可以为多种，而且，它们可以规则地配置，也可以不规则地配置。而且，作为其他的例子，可列举通过氢氟酸等对于由喷砂等形成的基材的粗糙面进行蚀刻，将表面平滑的结霜板的凹凸部或这样的结霜板等的扩散元件的凹凸部向基材的树脂层等转印而形成的该树脂层的凹凸部等。
另外，在形成电介质多层膜作为选择反射膜33的情况下，多层膜的厚度有时成为几μm。因此，在将电介质多层膜成膜在基材的凹凸面上时，如果该基材的构成凹凸面的各个凹部的宽度(通过该凹部的底部而将该凹部的端点连结的直线的平面方向的长度)w过小，则有时无法将各层以所希望的厚度成膜。因此，第一基材34a或第二基材34b中的至少一方的基材的凹凸面的凹部的宽度w小于5μm的区域优选小于可见光入射的有效区域整体的10％，更优选有效区域内的全部的凹部的宽度w为5μm以上。需要说明的是，在该凹凸面包含凸部的情况下，更优选关于凸部也满足上述条件。即，凸部的宽度w小于5μm的区域更优选小于可见光入射的有效区域整体的10％，进一步优选有效区域内的全部的凸部的宽度w为5μm以上。需要说明的是，凸部的宽度w只要将凹部的宽度w的说明中的凹部的底部改读为凸部的顶部即可。
需要说明的是，只要没有特别说明，构成凹凸面的凹部就是虽然包含凹顶点但是不包含凸顶点或者包含凸顶点作为边界部的区域，尤其是由凸棱线包围的区域。而且，凸部是虽然包含凸顶点但是不包含凹顶点或者包含凹顶点作为边界部的区域，尤其是由凹棱线包围的区域。需要说明的是，在称为凹部的底部时，不仅包含凹部的凹顶点，而且也包含凹棱线。而且，在称为凸部的顶部时，不仅包含凸部的凸顶点，而且也包含凸棱线。而且，在凹凸构造的剖面形状为SIN曲线状或自由曲面，或者凹凸成为多段时等，凹部与凸部的边界模糊时，可以将剖面的拐点作为该剖面中的凹部与凸部的边界，也可以对于形成该凹凸面的凹凸构造来求出最小平方平面，将相比该最小平方曲面而位于下方的部分作为凹部，将位于上方的部分作为凸部。
另外，如图9(a)所示，作为成膜对象的基材的形成凹凸面的凹凸构造(在图的例子中为凹凸构造342b)是将多个凹透镜状的透镜部343无间隙地配置而成的凹透镜阵列时，也可以将透镜部343分别作为凹部。这种情况下，该凹凸面也可以仅由凹部构成。这样的话，通过从基材上表面观察相当于与相邻的透镜部343交界的交界部的透镜部343间的棱线345，能够求出各凹部的宽度w。在此，如图中的单点划线包围的区域那样在透镜部343的边界部产生曲率的情况下，也可以将斜率成为0的位置作为该边界部的顶点，从基材上表面观察由上述顶点组构成的棱线。图9(a)是将凹凸构造342b的一部分切出表示的俯视图，图9(b)是具有图9(a)所示的凹凸构造342b的第二基材34b的A-A’剖视图。
需要说明的是，成为凹凸面的凹凸构造是将凸透镜状的透镜部343无间隙地配置而成的凸透镜阵列。这种情况下，也可以将透镜部343分别作为凸部。这种情况下，该凹凸面也可以仅由凸部构成。这样的话，通过从基材上表面观察相当于与相邻的透镜部343交界的交界部的透镜部343间的棱线345而能够求出各凸部的宽度w。需要说明的是，如上所述，透镜阵列并不局限于规则性的阵列，也包括透镜形状或配置具有不规则性的结构。而且，取代透镜部343而将凸型的棱镜配置而成的凸型的棱镜阵列或将凹型的棱镜配置而成的凹型的棱镜阵列的情况也可以与透镜阵列的情况同样。而且，在图9(a)所示的例子中，作为成膜对象的基材的形成凹凸面的凹凸构造，例示了凹凸构造342b，但也可以是凹凸构造342a。这种情况下，只要使凹凸面341a侧向上来判断凸型/凹型即可。
另外，在凹部的形状是未闭合的形状时，例如，倒鱼板状或槽形状那样底部伸长时，也可以求出所谓槽的宽度(与其伸长方向垂直的方向的长度)、以椭圆近似了该凹部的形状的短轴方向的长度作为该凹部的宽度w。而且，在凹棱线分支那样的底部沿2个以上的方向伸长的形状时，可以在分支的各处求出宽度w，也可以将该凹部的形状分割成多个多角形来考虑，在各多角形中以椭圆近似来求出宽度w。而且，在未确认到形成底部的凹棱线时或者虽然为闭合的形状但是为复杂的形状时，也可以将该凹部的形状分割成多个多角形来考虑，在各多角形中以椭圆近似来求出宽度w。
需要说明的是，关于凹凸面为喷砂面那样的粗糙面时的凹部及凸部以及它们的宽度w，并不局限于上述的情况。
另外，从外观性的观点出发，如果凹部及凸部的宽度w变得过大，则它们可能会被视觉辨认到。因此，凹部及凸部的各自的宽度w的最小值优选为200μm以下，更优选为100μm以下。需要说明的是，此时，凹部的宽度w也可以包括底部伸长的形状的伸长方向的长度或以椭圆近似时的长轴方向的长度，凸部的宽度w也可以包括底部伸长的形状的伸长方向的长度或以椭圆近似时的长轴方向的长度。
而且，本申请人发现了根据宽度w的值而表面的观察状态变化的情况。尤其是透镜阵列那样在表面具有多个凹面或凸面的构造时，在将宽度w的平均值设为约60μm时，在光学构件30的表面能观察到粒状感，但是在将宽度w的平均值设为约30μm时，光学构件30的表面被观察作为平滑的面。这可考虑到在宽度w的平均值为约60μm时，虽然直接以目视观察不到凹部，但是在以眼睛析像的范围内未进行充分的平均化，会产生以凹部的倾斜为起因的反射率的角度依赖性等引起的面内的颜色分布。另一方面，可考虑到在宽度w的平均值为约30μm时，凹部相对于眼睛的析像度充分小，以凹部的倾斜为起因的反射率的角度依赖性充分地平均化，从而被观察作为平滑的面。上述是透镜阵列的结果，但是可认为在一般的凹凸形状中也能够适应。因此，在求出均一的状态作为表面的观察状态时，宽度w的平均值优选为小于60μm，更优选为30μm以下。
在此，作为粒状感的评价，可以适用官能的评价，但是也可以使用相机等摄像装置进行评价。在后者的情况下，作为摄像条件，可以使透镜的开口数与光学构件的标准的使用环境下的人类的眼睛的平均的开口数一致，而且，优选在光学构件的标准的观察距离下进行评价。此外，通过对拍摄到的图像进行图像处理而能够求出光学构件面内的颜色空间上的坐标，但是此时，也可以对应于人眼的平均的析像度而进行析像度内的像素的平均化处理。并且，通过评价该图像的平面内的反复频率或距平均值的偏差而能够将各粒状感进行比较。作为图像处理，也可以进行傅里叶变换等处理。而且，在使用色差作为评价基准时，使用后述的表1的值，面内的色差的标准偏差只要为13以下即可，优选为6.5以下。而且，该标准偏差优选为3.2以下，更优选为1.6以下，进一步优选为0.8以下，最优选为0.4以下。而且，即使在根据官能评价来设置判定基准的情况下，也可以根据由多人产生的官能评价结果而统计性地决定阈值。
接下来，说明作为散射部发挥作用的选择反射膜33的凹凸面的倾斜角度α。图10是表示作为散射部发挥作用的选择反射膜33的凹凸面(在图中的例子中为凹凸面331a)的倾斜角度α与可见光的反射散射的关系的说明图。需要说明的是，图10例示了凹凸面331a作为该凹凸面，但是在非视觉辨认侧也作为观察面时，凹凸面331b也与凹凸面331a同样。需要说明的是，这种情况下，需要注意的是可见光的路径成为反方向的点。
尤其是选择反射膜33的凹凸面的倾斜角度α变大时，由于选择反射膜33的角度依赖性，不仅在红外光中会产生意外的反射光，而且在可见光中有时也会成为使反射散射强度下降的要因。在此，成为倾斜角度α的基准(0°位置)的面也可以设为基板的平面方向(XY平面)。需要说明的是，在图10(a)及图10(b)中，示出被照射光线的部分的倾斜角度α。
例如图10(a)所示，在倾斜角度α超过45°时，由该选择反射膜33反射的可见光102成为在入射时的行进方向上前进的方向的光(参照图中的白箭头)。在由该选择反射膜33反射的可见光整体之中，如果这样的向前方反射的光的比例大，则向在入射时的行进方向上后退的方向即后方反射的光的比例相对减小。向后方反射的光的比例小时，有可能向该光学构件30的该可见光的入射界面(也是出射界面)返回的光(反射光)的光量下降或者得不到充分的散射特性。在对于可见光的反射散射不充分的情况下，会产生该光学构件30的着色即由使用者可见的颜色从规定的色相偏离的明亮度下降等问题。而且，反射光的光量下降时，也会产生从该光学构件30的非视觉辨认侧射出的可见光的光量变大，对于红外光的杂散光增加等问题。
另外，如图10(b)所示，在倾斜角度α超过0.5×asin(1/ns)时，由该选择反射膜33反射的可见光102为asin(1/ns)以上的角度β，容易到达与该选择反射膜33的凹凸面相接的基材的出射界面346。在此，ns表示该基材的折射率。需要说明的是，在该基材的凹凸构造部分与构成出射界面的部分为不同材料的情况下，该基材中的构成出射界面的部分形成与空气之间的界面，因此也可以使用该部分的折射率作为ns。
如图10(b)所示，可见光102以asin(1/ns)以上的角度β到达出射界面346时，在该出射界面346引起全反射，因此这样的可见光的比例大时，与上述的情况同样，有可能反射光的光量下降或得不到充分的散射特性。
因此，选择反射膜33的凹凸面在可见光入射的有效区域内，优选倾斜角度α为45°以内的区域为90％以上，更优选倾斜角度α成为0.5×asin(1/ns)以内的区域为90％以上，进一步优选该有效区域内的全部的区域中的倾斜角度α为45°以内，进一步优选该有效区域内的全部的区域中的倾斜角度α为0.5×asin(1/ns)以内。
另外，上述的倾斜角度α对于选择反射膜33的凹凸面的倾斜角度进行规定，但是该选择反射膜33的凹凸面的凹凸形状可看作模仿了作为成膜对象的基材的凹凸面的凹凸形状的形状，因此上述的倾斜角度α的规定也可以适用于作为成膜对象的基材的凹凸面。需要说明的是，作为成膜对象的基材的凹凸面只要满足上述的倾斜角度α的规定即可，平缓的倾斜部分增多，容易以均一的膜厚成膜出选择反射膜33，因此优选。此时，成为该基材的凹凸面的凹凸构造是如透镜阵列那样的将具有一定的曲率半径能够规定的曲面的透镜部无间隙地配置的结构时，优选在倾斜角度α的基础上或者取代倾斜角度α而满足如下的条件。
即，可考虑将透镜部的曲率半径设为R，将从透镜部的中心至最分离的该透镜部的边界部的顶点为止的距离设为该透镜部的半径r的情况。此时，该曲率半径R与半径r之比r/R优选为与倾斜角度α为45°以上对应的数值γ以上，倾斜角度α更优选为与0.5×asin(1/ns)以下对应的数值ζ以下。在此，关于r/R，数值γ及数值ζ都依赖于折射率ns。例如，在折射率ns为1.51时，数值γ成为0.71，数值ζ成为0.35。在更一般的情况下，根据该透镜部的倾斜成为α＝atan[(r/R)/{1-(r/R)2}0.5]且出射界面处的全反射的条件为nssinβ＝1的情况、及2α＝β的关系式，通过r/R＝tan{0.5×asin(1/ns)}/[1+tan2{0.5×asin(1/ns)}]0.5来求出值。
另外，从着色性能的观点出发，作为光学构件30整体，可见光的反射散射角的FWHM优选为5°以上，更优选为15°以上，进一步优选为30°以上。在反射散射角的FWMH小的情况下，有时带有珍珠那样的光泽，因此通过使FWMH为5°以上而能够减少光泽。而且，作为光学构件30整体，可见光的对象波长带中的特定的波长下的、反射散射光的总光量相对于入射光量之比优选为5％以上，更优选为50％以上，进一步优选为75％以上。由此，能够提高该光学构件30的着色的明亮度。而且，如后所述对应于壳体构件而使用光学构件30时，也可以将反射散射特性调整为与壳体构件的反射散射特性一致。而且，来自散射部的反射散射角大时，来自相邻的凹凸的散射光的重叠增大，由此能够期待粒状感的降低，因此在这一点上也优选使反射散射光的FWHM较大的情况。
另外，倾斜角度α的信息通过取出第一基材34a或第二基材34b中的任一方的基材，并使光向其入射，测定其散射特性，从而也能够得到。例如图10(c)所示，检查光103向单侧的面以斜率α倾斜且与之相对的面的斜率成为0°的折射率ns的基材入射时，根据斯涅尔定律，向成为sinα＝nssinγ的角度γ的方向折射。另一方面，折射的光线向相对的面以角度(α―γ)入射，因此从相对的面射出的光线的角度设为δ时，成为nssin(α―γ)＝sinδ。通过以上所述，成为δ＝asin[sinα×{(ns 2-sin2α)0.5-cosα}]。因此，通过研究基材的折射率和利用凹凸面而散射的光的散射特性，能得到凹凸面的倾斜角度α的信息。
例如，在将该基材相对于检查光103的折射率ns设为1.51的情况下，α成为45°时，δ成为26.3°，因此在光向基材入射时，存在以26.3°以上的角度散射的光线的情况下，基材的凹凸面包含45°以上的倾斜。而且，α为0.5×asin(1/ns)＝20.7°时，δ成为10.9°，因此光向基材入射时，存在以10.9°以上的角度散射的光线的情况下，基材的凹凸面成为包含0.5×asin(1/ns)°以上的倾斜。
图11是表示对于红外光的入射的、基于反射散射部31的透射成分的光量分布的角度依赖性的例子的坐标图。在图11中，横轴表示透射成分的出射角度θ[°]，纵轴表示光强度。需要说明的是，入射的红外光可考虑沿Z方向行进。如图11所示，透过反射散射部31，更具体而言，透过第一基材34a、选择反射膜33及第二基材34b的红外光能够大致分为直进透射光和透射散射光。如上所述，利用第一基材34a、选择反射膜33及第二基材34b的复合作用，对于向该光学构件30入射的红外光而能得到大的直进透射光。
然而，此时，存在如下情况：由于选择反射膜33的角度依赖性而会产生透射光量的调制，或者由于各凹凸构造在界面制成的边缘部分而产生散射。因此，在本例中，也可以将上述的T0设为该光学构件30中的直进透射光的光量相对于红外光的入射光量之比。这种情况下，与光学构件20的情况同样，T0优选为75％以上，更优选为85％以上，进一步优选为90％以上，最优选为95％以上。需要说明的是，即便取代T0而使用雾度值也能够进行评价的点与光学构件20的情况同样。
另外，在本例中，在将透过该光学构件30的红外光中的直进透射光以外的光作为透射散射光的情况下，也可以将上述的T1设为该光学构件30中的透射散射光的光量的总光量相对于红外光的入射光量之比。这种情况下，T1’＝T1/(T0+T1)×100[％]优选为10％以下，更优选为5％以下，进一步优选为2％以下。而且，在本例中，T1’也可以对于红外光不是测定全部的透射光，而是根据对红外光进行操作的装置的规格，以向规定的角度内射出的光为对象进行测定。
另外，虽然未图示，但是光学构件30也可以沿厚度方向(Z方向)具备多个反射散射部。这种情况下，也可以是以从视觉辨认侧随着沿厚度方向前进而反射散射光的总量增大的方式调整各反射散射部。例如，通过设置这样的反射散射部，而散射面增加，因此能进一步提高反射的扩散能力。
接下来，说明散射部12使用反射构件的凹凸面时的其他例。图12(a)是表示具有反射构件的凹凸面作为散射部的光学构件的其他构成例的剖视图。而且，图12(b)是图12(a)所示的光学构件40的主要部分的分解剖视图。图12所示的光学构件40具备反射散射部41和第二基材44b。而且，反射散射部41包括胆甾相液晶层43和第一基材44a。
本例的胆甾相液晶层43的视觉辨认侧的表面(XY平面)成为凹凸面。而且，从胆甾相液晶层43观察时位于视觉辨认侧(第一侧)的第一基材44a的与该胆甾相液晶层43相接的一侧的面也成为凹凸面。以下，有时将胆甾相液晶层43的视觉辨认侧的凹凸面称为凹凸面431a。而且，有时将第一基材44a的与胆甾相液晶层43相接的一侧的凹凸面称为凹凸面441a。
在图12(a)所示的例子中，具有胆甾相液晶层43作为选择反射部的反射构件，但是该胆甾相液晶层43的视觉辨认侧的凹凸面431a相当于作为散射部发挥作用的凹凸面。例如，在与该凹凸面431a相接的一侧的基材(第一基材44a)的表面形成凹凸构造而作为凹凸面，以该凹凸面为内侧，与一方的基材(第二基材44b)之间夹持胆甾相液晶层43而能够形成这样的胆甾相液晶层43的凹凸面431a。此时，与该凹凸面431a相接的基材(第一基材44a)的内侧的凹凸面(凹凸面441a)和该凹凸面431a成为相互嵌合的形状。
需要说明的是，如图13(a)及图13(b)所示，在本例的相当于反射构件的胆甾相液晶层43中，也可以不仅在视觉辨认侧而且在非视觉辨认侧也具有凹凸面。在这样的情况下，胆甾相液晶层43的非视觉辨认侧的凹凸面(凹凸面431b)也相当于作为散射部发挥作用的凹凸面。以下，在胆甾相液晶层43的视觉辨认侧和非视觉辨认侧这两方具有凹凸面的结构中，有时将胆甾相液晶层43的非视觉辨认侧的凹凸面称为凹凸面431b，将与该凹凸面431b相接的第二基材44b的与该凹凸面431b相接的一侧的凹凸面称为凹凸面441b。例如，在与该凹凸面431b相接的一侧的基材(第二基材44b)的表面形成凹凸构造而作为凹凸面，以该凹凸面为内侧，与一方的基材(第一基材44a)之间夹持胆甾相液晶层43而能够形成这样的胆甾相液晶层43的凹凸面431b。此时，与该凹凸面431b相接的基材(第二基材44b)的内侧的凹凸面441b和该凹凸面431b成为相互嵌合的形状。
第一基材44a只要对于可见光及红外光具有透射性即可。而且，第二基材44b与上述的基材14同样只要至少对于红外光具有透射性即可。需要说明的是，光学构件40的非视觉辨认侧也为观察面的情况下，第二基材44b只要对于可见光及红外光具有透射性即可。
此外，在本例中，可以是，与胆甾相液晶层43的凹凸面相接的构件即第一基材44a和胆甾相液晶层43至少在红外区域的对象波长带中具有大体一致的折射率。需要说明的是，在胆甾相液晶层43的两方的面为凹凸面的情况下，也可以是，取代胆甾相液晶层43，与光学构件30的情况同样，与该胆甾相液晶层43的凹凸面相接的另一方的构件即第二基材44b和第一基材44a至少在红外区域的对象波长带中具有大体一致的折射率。需要说明的是，可以是，胆甾相液晶层43的折射率为后述的平均折射率。
胆甾相液晶层43构成为将可见光反射一定比例以上并使红外光透射一定比例以上。胆甾相液晶由于液晶分子的螺旋构造而具有选择反射带，通过将该选择反射带设为可见区域，能够选择性地仅反射可见光。
更具体而言，在胆甾相液晶层43中，只要调整螺旋间距p、液晶的平均折射率nc即可。通常，胆甾相液晶的选择反射波长λR由以下的式(1)赋予。
λR＝p·nc…(1)
因此，在上述的式(1)中，只要以使选择反射波长λR成为与要选择反射的可见光的波长相同程度的方式调整螺旋间距p、液晶的平均折射率nc即可。需要说明的是，作为螺旋间距p的调整方法，除了取向控制之外，还可列举调整手性剂的HTP(Helical TwistingPower)或浓度的方法。
需要说明的是，在图12或图13中示出了具备1个胆甾相液晶层43的例子，但是胆甾相液晶层并不局限于单层。例如，光学构件40也可以具备多个选择反射带不同的胆甾相液晶层43(沿厚度方向(Z方向)进行层叠)作为反射散射部41。此时，也可以将包含第一基材44a或第二基材44b的胆甾相液晶膜等层叠多个。作为一例，也可以将选择反射带的中心成为430nm、530nm、630nm的3种胆甾相液晶层或胆甾相液晶膜层叠。通过设为这样的结构，能够使宽的带域的可见光反射散射，并使红外光透射。
另外，胆甾相液晶具有对于与螺旋的朝向对应的圆偏振光进行反射的特征，因此如图14所示，在胆甾相液晶层43的非视觉辨认侧还可以设置第二选择反射部46。通过这样构成，能够对于两方的圆偏振光的光进行反射散射。
第二选择反射部46只要将包含胆甾相液晶层43的选择反射带的波长带的可见光反射一定比例以上且使红外光透射一定比例以上即可。第二选择反射部46也可以是例如在分色镜的镜层中使用的电介质多层膜。需要说明的是，第二选择反射部46并不局限于夹持胆甾相液晶层43的第二基材44b的非视觉辨认侧，例如，也可以设置在第二基材44b与胆甾相液晶层43之间等。需要说明的是，在具备多个胆甾相液晶层43的情况下，也可以按照胆甾相液晶层43而设置与该胆甾相液晶层43对应的第二选择反射部46。或者，也可以在最靠非视觉辨认侧的胆甾相液晶层43的非视觉辨认侧设置对于包含全部多个胆甾相液晶层43的选择反射带的波长带的可见光进行反射而使红外光透射的第二选择反射部46。
例如，在使用对于右圆偏振光的可见光102c表现出选择反射的胆甾相液晶作为胆甾相液晶层43的情况下，利用第二选择反射部46使透射的左圆偏振光的可见光102d反射。此时，由于利用第二选择反射部46附加的相位差π，可见光102d成为右圆偏振光的光而向胆甾相液晶层43再次入射。再次入射到胆甾相液晶层43的右圆偏振光的可见光102d因胆甾相液晶层43的螺旋构造而被反射，再次向第二选择反射部46入射。并且，再次入射到第二选择反射部46的右圆偏振光的可见光102d最终成为左圆偏振光的散射光而从视觉辨认侧的出射界面射出。而且，右圆偏振光的可见光102c通过胆甾相液晶层43的相当于入射界面的凹凸面431a的反射/折射与胆甾相液晶层43内的螺旋构造的选择反射的复合作用而被反射散射。这样，光学构件40通过具备第二选择反射部46，对于左右的圆偏振光的可见光能得到反射散射特性。
另一方面，红外光101a、101b透过胆甾相液晶层43。在本例中，也成为在红外光透过第一基材44a、胆甾相液晶层43及第二基材44b时的光路长度上不会产生由入射位置引起的变化或者该变化小的结构，因此红外光101a及红外光101b不折射而从该光学构件40射出。这样，在本结构中，也是不仅对于可见光能得到充分的反射散射，而且能够较大地降低对于红外光的散射。
需要说明的是，关于本例的第一基材44a的凹凸面441a及第二基材44b的凹凸面441b，也是如果是具有较多的平滑的曲面(包括自由曲面、非球面、球面)的形状，则液晶的取向性变好，因此更优选。
需要说明的是，关于其他的点，与本例相同，可以与具有在反射构件形成的凹凸面作为散射部的例子之一的光学构件30相同。
接下来，说明在反射散射部11使用胆甾相液晶时的例子。图15是表示具有胆甾相液晶层作为反射散射部的光学构件的例子的构成图。图15所示的光学构件50具备反射散射部51和基材14。而且，反射散射部51包括胆甾相液晶层53。
胆甾相液晶层53将可见光反射散射一定比例以上，并使红外光透射一定比例以上。例如，胆甾相液晶层53也可以是在该层的面内具有取向轴不同的多个区域的胆甾相液晶层。例如，将选择反射带设定为可见区域，并且在形成胆甾相液晶层时不施加液晶的取向处理，由此能够形成这样的胆甾相液晶层53。通过这样的取向的紊乱而在设定的选择反射带能够反射散射。
如图15所示，本例的光学构件50能够通过显示反射散射的胆甾相液晶层，使可见光102a、102b反射散射，并使红外光101a、101b透过。
需要说明的是，在本例中，光学构件50，更具体而言反射散射部51也可以具备多个胆甾相液晶层。而且，在本例中，如图14所示，光学构件50也可以设置在胆甾相液晶层53的非视觉辨认侧，在存在多个的情况下，也可以在各个胆甾相液晶层53的非视觉辨认侧或最靠非视觉辨认侧的胆甾相液晶层53的非视觉辨认侧设置第二选择反射部46。通过这样构成，能够使两方的圆偏振光的光反射散射。
接下来，说明散射部12使用微粒子含有树脂时的例子。图16是表示具有微粒子含有树脂层作为散射部的光学构件的例子的剖视图。图16所示的光学构件60具备基材14和反射散射部61。而且，反射散射部61包括作为散射部的微粒子含有树脂层62、及选择反射部13。
微粒子含有树脂层62可以使用对于可见光及红外光具有透光性的树脂材料作为粘合剂，在该树脂材料中，至少在可见区域使具有与该树脂不同的折射率的微粒子均一地分散。
此时，如上所述，通过调整微粒子的粒径、微粒子与成为粘合剂的树脂材料的折射率之比，能够增大对于可见光的散射，并减小对于红外光的散射。例如，通过向树脂添加含有在红外区域的附近具有吸收带的色素或颜料的材料，能够在可见区域的对象波长域与红外区域的对象波长域之间产生大的折射率差。利用这样的树脂和微粒子以使红外区域的对象波长域的折射率差变小或折射率为大体一致的方式进行调整。
如以上所述，根据本实施方式，能够提供一种包括可见光的反射散射性高且红外光的直进透射性高的反射散射部的光学构件。
需要说明的是，在上述的各光学构件中，在反射散射部或对其进行支承的基材的非视觉辨认侧也可以具有吸收可见光并使红外光透过的吸收构件、对可见光进行反射并使红外光透过的反射构件中的任一个。
图17(a)是表示具备上述的吸收构件的光学构件的例子的构成图，图17(b)是表示具备上述的反射构件的光学构件的例子的构成图。
在图17(a)所示的例子中，光学构件70具备反射散射部71、吸收可见光并使红外光透过的吸收构件72。
另外，在图17(b)所示的例子中，光学构件70具备反射散射部71、对可见光进行反射并使红外光透过的反射构件73。
反射散射部71可以是例如上述的反射散射部中的任一个。
根据这样的结构，能够进一步降低透射的可见光。而且，吸收构件72也可以通过上述的光学构件具备的基材(例如，基材14、第二基材34b、第二基材44b等)实现。即，也可以通过该基材包含吸收剂等而构成吸收构件72。
实施方式2.
接下来，参照附图，说明本发明的第二实施方式。图18是表示本发明的第二实施方式的光学装置的例子的构成图。
图18所示的光学装置100在壳体4内具有红外光发光部2及/或红外光受光部3。而且，光学装置100以将设于壳体4的开口部覆盖的方式设置光学构件1。根据这样的结构，红外光通过光学构件1而向壳体4的外部受发光。
光学装置100例如是使用红外光拍摄图像的相机装置、使用红外光来检测物体的距离或附近的物体的有无的距离传感器、非接触式传感器等计测装置、使用红外光进行信息通信等的通信装置、使用红外光进行虹膜或指纹或静脉的认证等生态认证等的认证装置这样的利用了红外光的光学装置。
另外，壳体4也可以包围红外光发光部2或红外光受光部3以外的发挥其他的功能的设备。
红外光发光部2并不局限于灯等，也可以使用LED或激光光源。而且，红外光发光部2并不局限于自身具有发出红外光的功能的结构，也可以是将其他发出的红外光输出的发送部。
另外，红外光受光部3并不局限于光电二极管那样的单一的受光元件，也可以是CMOS传感器等那样取得图像信息的结构。
光学构件1是具有使红外光透过并使可见光反射散射的功能的红外光透射滤波器，在从壳体4的外部观察时看起来被着色。光学构件1也可以是例如第一实施方式所示的光学构件10～70中的任一个。
另外，在将光学构件1与壳体4的一部分一起观察的情况下，难以观察到在光学构件1的周围配置的壳体构件与光学构件1的交界，由此能够对观察者而言难以识别到光学构件1的存在。为了使光学构件1的观察性下降，优选将光学构件1周围的壳体构件与光学构件1之间的、对于可见光的反射散射光的角度依赖性或反射散射光的总光量合并。
反射散射光的角度依赖性通过5°～15°的任一角度下的反射散射光强度而标准化，通过将从该角度至最大角度φ的反射率的角度依赖性进行比较而能够评价。在入射角度为0°时，光的入射光与反射光的光路相同，难以测定反射率，因此需要除了0°之外的一定的角度。这种情况下，虽然能够评价可见区域的反射散射光的平均值的角度依赖性，但是例如通过使用滤色器也可以评价特定的波长带域的反射散射光的角度依赖性。进行比较评价的最大角度φ优选为30°，更优选为45°，进一步优选为60°。在此，角度ψ下的光学构件1的反射散射光的强度设为If(ψ)，角度ψ下的壳体构件的反射散射光的强度设为Ib(ψ)时，(If(ψ)-Ib(ψ))/Ib(ψ)的值的绝对值优选为0.2以下，更优选为0.1以下，进一步优选为0.05以下。
这样的颜色的比较例如也可以使用CIE1976(L*,a*,b*)颜色空间来评价。在该颜色空间中，L*是明亮度即亮度的指标，a*，b*分别成为色度的指标，a*方向成为红色方向，-a*成为绿色方向，b*成为黄色方向，-b*成为蓝色方向。而且，彩度C*＝(a*2+b*2)0.5。上述的值根据CIE XYZ表色系(JIS Z8701)能够计算，计算式如JIS Z 8781记载那样。CIE XYZ表色系是光学构件1的立体角反射率、等色函数、光源的光谱之积以波长进行积分而得到的值，求出规定的角度下的反射率，如果假定光源的光谱则X、Y、Z的值确定，由此能求出L*、a*、b*。以下，作为标准光源只要没有特别说明就使用D65来求出各值。
光学构件1与壳体构件这2个材质的L*a*b*表色系中的L*之差设为ΔL*、a*之差设为Δa*、b*之差设为Δb*时，通过色差ΔE＝(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)0.5来求出。在工业上多使用表1的指标。而且，以下定义为ΔE2＝(Δa*2+Δb*2)0.5。ΔE2仅包含色度的信息，因此在明亮度不会成为问题时、由于光学构件1与壳体构件的配置的差异而照明状态不同时，也可以将ΔE2作为指标。
[表1]
表1
色差(ΔE) 色差的程度
～0.4 经过训练的人具有再现性而能够识别充分地调整后的测色设备
0.4～0.8 从目视判定的再现性出发而能够设定严格的色差规格的极限
0.8～1.6 能稍微感觉到相邻比较色差的等级
1.6～3.2 在分离比较中几乎发现不了的色差等级
3.2～6.5 在印象等级中作为相同颜色进行处理的范围
6.5～13 相当于孟赛尔色表间的色差
13～ 以系统色能够区别的程度的色差
这样，在与壳体构件相邻而以包围的方式配置的光学构件1不想要被识别的情况下，ΔE2为6.5以下即可，优选为3.2以下，更优选为1.6以下，进一步优选为0.8以下，最优选为0.4以下。而且，取代ΔE2而使用ΔE时更加严密，与壳体构件相邻而以包围的方式配置的光学构件1不想要被识别的情况下，ΔE为6.5以下即可，优选为3.2以下，更优选为1.6以下，进一步优选为0.8以下，最优选为0.4以下。需要说明的是，在以上的议论中，设为各构件使用同一光源的前提，但是在壳体构件与光学构件1之间照明的方式不同的情况下，也可以对其进行考虑而求出ΔE或ΔE2。而且，上述的ΔE、ΔE2可以作为比眼睛的析像度充分大的面积下的平均值进行评价。在这一点上，因粒状感等而与观察到的色差的偏差不同，在以与眼睛的析像度相同程度的面积能够评价的情况下，作为对于壳体构件的ΔE、ΔE2的标准偏差的范围也可以为13以下。
如果是这样的结构，则能得到不使红外光的发送灵敏度及/或接收灵敏度下降，且看起来壳体的开口部被着色为黑色以外的颜色的光学装置。
实施例
例1.
本例是利用了图2所示的衍射构造的光学构件20的一实施例。首先，在波长950nm下的折射率成为1.51的厚度1mm的玻璃基板上成膜出由SiO2和Ta2O5构成的以下的表2所示的结构的多层膜。需要说明的是，最上层的SiO2层形成作为成为后述的衍射光学元件的层。
[表2]
表2
图19是表示本例的多层膜的透射率特性的坐标图。如图19所示，本例的多层膜对于可见区域的光表现出低的透射率，且对于波长900nm以上的光表现出高的透射率特性。
接下来，在成膜的多层膜的最上层即第一层上，形成了波长915nm下的沿某一方向以±74°的范围，且沿与之正交的方向以±49°的范围使光扩散的衍射光学元件。
即，该衍射光学元件以具有2段的凹凸形状且深度成为300nm的方式形成。这样，能够制造出在多层膜上具有深度300nm的由SiO2构成的衍射光学元件的光学构件20。需要说明的是，SiO2的红外区域(例如，波长950nm)下的折射率为大致1.45。
本例的光学构件20的基于分光器的透射光量的测定结果在图20中示出。如图20所示，本例的光学构件20的波长950nm下的透射光的光量(透射率)为86.9％。需要说明的是，图20所示的测定结果是对于玻璃基板的与具有多层膜的面相对的面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到该面的一般的反射光的光量4.2％时，向玻璃基板的与具有多层膜的面相对的面赋予了防反射构造的情况下，本例的光学构件20的波长950nm下的透射光的光量最大而能够成为91.1％。而且，未到达分光器的散射光的光量计算为8.9％以下。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件20的938nm下的对于透射光的透射散射光的比例。测定方法如下所述。首先，向制造的光学构件照射波长938nm的准直光，通过放置在从该光学构件分离了3cm的位置上的光电二极管，测定了透射光的光量Tt。此时，光电二极管的开口为直径8mm，从0°至7.6°的扩散光向光电二极管入射。接下来，通过放置在从该光学构件分离了150cm的位置上的光电二极管，测定了透射光的光量Tp。此时，从0°至1.5°的扩散光向光电二极管入射。根据上述的测定，作为透射散射光的比例，在求取(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为0.53％。需要说明的是，根据图20所示的分光器的测定结果而求出的散射光的光量的最大的8.9％成为比之更大的值，这是因为本测定将直至6°的扩散光作为透射光进行测定的缘故。即，由于衍射光学元件的扩散角度大而相对地光电二极管检测的散射光的光量密度减小。根据以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
接下来，使用能够检测红外光的相机，在暗室内，通过本例的光学构件而观察了卤素灯光源时，图像虽然看起来稍模糊，但是从图像中能够观察到卤素灯光源。
另外，从基材的形成衍射光学元件的一侧即第一侧观察本例的光学构件时，该光学构件被观察为白色。
如以上那样，得到了在可见区域入射的光线进行反射散射，在900nm以上的红外区域入射的光线透射的光学构件。
例2.
本例是图8所示的利用了凹凸面的光学构件30的一实施例。首先，在波长950nm下的折射率成为1.51的厚度0.7mm的玻璃基板即具有凹凸面的玻璃基板上，与例1同样地成膜出表2所示的结构的多层膜。
基板的凹凸面是图9所示那样的具有不规则地配置的球面状的多个凹型的透镜部343的面。各个透镜部343以相对于成为基准的间距60μm的蜂巢配置而顶点位置位于间距的25％的半径内的方式配置。这样的凹凸面通过对于玻璃基板的一方的面，将在相当于各个透镜部343的顶点位置的位置具有直径3μm的初始开口的Mo掩模进行湿蚀刻而形成。该凹凸面的透镜部343的平均的曲率半径为100μm，相邻的透镜部343的边界部分即各个透镜部343的端部的平均的倾斜角度计算为18°。该角度成为比0.5×sin(1/1.51)小的值。而且，本例的基材的凹凸面在可见光入射的有效区域内，倾斜角度成为0.5×asin(1/1.51)以内的区域成为至少97％以上。需要说明的是，透镜部343的r/R的平均为0.32。而且，元件的俯视图被观察作为具有与图9类似的棱线的构造，可见光入射的有效区域内的全部的凹部的宽度w为5μm以上。而且，凹部的平均的宽度成为约60μm。
接下来，对于形成有多层膜的凹凸面，利用波长950nm下的折射率成为1.51的树脂进行填充平坦化，并通过相对的玻璃基板将该树脂密封。这样，制造了本例的光学构件30。
本例的光学构件30的分光器的透射光量的测定结果在图20中示出。如图20所示，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量为90.2％。需要说明的是，图20所示的测定结果是对于作为基材的2个玻璃基板的表面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到这些面中的一般的反射光的光量8.3％时，在向2个玻璃基板附加了防反射构造的情况下，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量最大成为98.5％。而且，未到达分光器的散射光的光量被计算为1.5％以下。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件30的938nm下的相对于透射光的透射散射光的比例。需要说明的是，测定方法与第一例的情况同样。根据测定结果，求出作为透射散射光的比例的(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为2.1％。通过以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
接下来，使用能够检测红外光的相机，在暗室内，通过本例的光学构件而观察了卤素灯光源时，虽然图像看起来稍模糊，但是从图像能够观察到卤素灯光源。需要说明的是，模糊的程度比第一例稍大。
另外，从对于多层膜的凹凸面填充了树脂的一侧(第一侧)观察本例的光学构件时，该光学构件被观察为白色。而且，从对于多层膜的凹凸面未填充树脂的一侧(第二侧)观察本例的光学构件时，该光学构件也被观察为白色。
如以上那样，得到了在可见区域入射的光线进行反射散射且在900nm以上的红外区域入射的光线透射的光学构件。
例3.
本例是图8所示那样的利用了凹凸面的光学构件30的一实施例。首先，在与例2同样的玻璃基板上，与例1同样地成膜出表2所示的结构的多层膜。
基板的凹凸面与第二例同样，成为具有平均的间距为60μm的球面状的多个凹型的透镜部343的面，以各个透镜部343的顶点位置相对于成为基准的间距60μm的蜂巢配置而位于间距的25％的半径内的方式具有不规则性。这样的凹凸面通过对于玻璃基板的一方的面，将在相当于各个透镜部343的顶点位置的位置具有直径3μm的初始开口的Mo掩模进行湿蚀刻而形成。但是，本例的凹凸面的透镜部343的平均的曲率半径为145μm，相邻的透镜部343的边界部分即各个透镜部343的端部的平均的倾斜角度被计算为13°。该角度成为比0.5×sin(1/1.51)小的值。而且，本例的基材的凹凸面在可见光入射的有效区域内，倾斜角度成为0.5×asin(1/1.51)以内的区域成为100％。需要说明的是，透镜部343的r/R的平均为0.22。而且，元件的俯视图被观察作为具有与图9类似的棱线的构造，可见光入射的有效区域内的全部的凹部的宽度w为5μm以上。而且，凹部的平均的宽度成为约60μm。
接下来，对于形成有多层膜的凹凸面，利用波长950nm下的折射率成为1.51的树脂进行填充平坦化，并通过相对的玻璃基板将该树脂密封。这样，制造了本例的光学构件30。
本例的光学构件30的分光器的透射光量的测定结果在图20中示出。如图20所示，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量为89.7％。需要说明的是，图20所示的测定结果是对于作为基材的2个玻璃基板的表面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到这些面中的一般的反射光的光量8.3％时，在向2个玻璃基板附加了防反射构造的情况下，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量最大成为98.0％。而且，未到达分光器的散射光的光量被计算为2.0％以下。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件30的938nm下的相对于透射光的透射散射光的比例。需要说明的是，测定方法与第一例的情况相同。根据测定结果，求出作为透射散射光的比例的(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为0.57％。根据以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
接下来，使用能够检测红外光的相机，在暗室内，通过本例的光学构件而观察了卤素灯光源时，虽然图像看起来稍模糊，但是从图像中能够观察到卤素灯光源。需要说明的是，模糊的程度比第一例稍小。
另外，从对于多层膜的凹凸面填充树脂的一侧(第一侧)观察本例的光学构件时，该光学构件被观察为白色。而且，从对于多层膜的凹凸面未填充树脂的一侧(第二侧)观察本例的光学构件时，该光学构件也被观察为白色。
如以上那样，得到了在可见区域入射的光线进行反射散射且在900nm以上的红外区域入射的光线透射的光学构件。
例4.
本例是图8所示那样的利用了凹凸面的光学构件30的一实施例。首先，在波长950nm下的折射率成为1.51的厚度1.0mm的玻璃基板且具有凹凸面的玻璃基板上，与例1同样地成膜出表2所示的结构的多层膜。
基板的凹凸面通过对粒度为#240的研磨剂进行喷砂而形成。该凹凸面由各种尺寸的凹部或凸部构成，在其一部分也观察到倾斜角度成为0.5×asin(1/1.51)以上的部位。
另外，以该凹凸面为入射面，波长450nm的光从该入射面的法线方向入射，在成为距基材为85mm的位置的平面处计测了与散射光的角度(反射散射角)对应的强度时，成为图22那样。在此，波长450nm下的基材的折射率为1.53，根据δ＝asin[sinα×{(ns 2-sin2α)0.5-cosα}]的关系式而与α＝45°对应的δ的值为27.3°，因此根据散射光的强度分布可知，该凹凸面包含倾斜角度成为45°以上的部位。
接下来，对于形成有多层膜的凹凸面，利用波长950nm下的折射率成为1.51的树脂进行填充，并通过相对的玻璃基板将该树脂密封。这样，制造了本例的光学构件30。
本例的光学构件30的分光器的透射光量的测定结果在图20中示出。如图20所示，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量为85.2％。需要说明的是，图20所示的测定结果是对于作为基材的2个玻璃基板的表面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到这些面中的一般的反射光的光量8.3％时，在向2个玻璃基板附加了防反射构造的情况下，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量最大成为93.5％。而且，未到达分光器的散射光的光量被计算为6.5％以下。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件30的938nm下的相对于透射光的透射散射光的比例。需要说明的是，测定方法与第一例的情况同样。根据测定结果，求出了作为透射散射光的比例的(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为3.9％。根据以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
接下来，使用能够检测红外光的相机，在暗室内，通过本例的光学构件而观察了卤素灯光源时，从图像中能够观察到卤素灯光源，但是图像的模糊大且观察性下降。需要说明的是，模糊的程度比第二例大。
另外，从基材的形成凹凸面的一侧即第一侧观察本例的光学构件时，该光学构件被观察为白色。
如以上那样，得到了在可见区域入射的光线进行反射散射且在900nm以上的红外区域入射的光线透射的光学构件。
例5.
本例是图15所示那样的利用了表现出反射散射的胆甾相液晶的光学构件50的一实施例。
向基板间的间隔成为5μm的未进行取向处理的玻璃单元注入胆甾相液晶材料，形成(成膜)选择反射带的中心成为550nm的胆甾相液晶层。这样，制造了本例的光学构件50。
形成的胆甾相液晶层未进行取向处理，因此成为在面内产生取向轴不同的区域且在设定的选择反射带域表现出反射散射的结构。需要说明的是，形成的光学构件50从夹持胆甾相液晶层的基板的各侧观察时，该光学构件都被观察为绿色。
本例的光学构件50的分光器的透射光量的测定结果在图21中示出。如图21所示，本例的光学构件50的波长550nm下的透射光的光量(透射率)因反射散射而降低，相对于此，波长950nm下的透射光的光量表现出较高的值。具体而言，波长950nm下的透射光量为90.3％。需要说明的是，在本例的光学构件50中，在玻璃单元的两面也未设置防反射构造，因此预估为约8％的反射。
如以上那样，根据本例，得到了对可见区域的至少一部分的光进行反射散射并使900nm以上的红外光透射的光学构件。
需要说明的是，在本例的光学构件50也可以还设置对于可见光表现出反射或吸收特性并使红外光透射的反射镜或吸收材料。这样的话，能得到可见区域的透射光更少的光学构件。
例6.
本例是图15所示那样的利用了表现出反射散射的胆甾相液晶的光学构件50的一实施例。
向基板间的间隔成为5μm的未进行取向处理的玻璃单元注入胆甾相液晶材料，形成了选择反射带的中心成为620nm的胆甾相液晶层。这样，制造了本例的光学构件50。
所形成的胆甾相液晶层未进行取向处理，因此成为在面内产生配光轴不同的区域且在所设定的选择反射带域表现出反射散射的结构。需要说明的是，从夹持胆甾相液晶层的基板的各侧观察所形成的光学构件50时，该光学构件都被观察为橙色。
本例的光学构件50的分光器的透射光量的测定结果如图21所示。如图21所示，本例的光学构件50的波长620nm下的透射光的光量因反射散射而降低，相对于此，波长950nm下的透射光的光量表现出高的值。具体而言，波长950nm下的透射光量为89.1％。需要说明的是，在本例的光学构件50中，在玻璃单元的两面也未设置防反射构造，因此预估为约8％的反射。根据以上的结果，对于波长950nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
如以上那样，根据本例，得到了对可见区域的至少一部分的光进行反射散射并使900nm以上的红外光透射的光学构件。
需要说明的是，在本例的光学构件50也可以还设置对于可见光表现出反射或吸收特性并使红外光透射的反射镜或吸收材料。这样的话，得到可见区域的透射光更少的光学构件。
例7.
本例是图15所示那样的利用了表现出反射散射的胆甾相液晶的光学构件50的一实施例。
将2个玻璃基板以基板间的间隔成为5μm的方式进行单元化。此时，对玻璃基板未进行研磨等取向处理。这样的单元准备3个，向各个单元注入胆甾相液晶材料，形成选择反射带的中心成为430nm、530nm、630nm的3种胆甾相液晶层。各胆甾相液晶层由于未进行取向处理，因此产生具有多个取向轴的区域，在各选择反射带域表现出反射散射。
将这些胆甾相液晶层层叠，进而成膜出上述的表1所示的结构的多层膜。如以上所述，得到在可见区域入射的光线进行反射散射且在900nm以上的红外区域入射的光线透射的光学构件。
例8.
本例是图8所示那样的利用了凹凸面的光学构件30的一实施例。首先，在与例4同样的玻璃基板上成膜出由SiO2和Ta2O5构成的表3所示的结构的多层膜。使用它们所计算的透射率光谱如图23那样。需要说明的是，入射侧的介质也作为与基材相同的折射率分散的材料进行了计算。
[表3]
表3
基板的凹凸面通过结霜加工而形成，通过对粒度为#800的研磨剂进行喷砂，以使两面的蚀刻量总计成为85μm的方式进行湿蚀刻而形成。
另外，以该凹凸面为入射面，波长450nm的光从该入射面的法线方向入射，在成为距基材为85mm的位置的平面处计测了与散射光的角度(反射散射角)对应的强度时，如图24那样。在此，波长450nm下的基材的折射率为1.53，根据δ＝asin[sinα×{(ns 2-sin2α)0.5-cosα}]的关系式，与α＝45°对应的δ的值为27.3°，因此根据散射光的强度分布可知，该凹凸面几乎不包含倾斜角度成为45°以上的部位。
接下来，对于形成有多层膜的凹凸面，利用波长950nm下的折射率成为1.51的树脂进行填充平坦化，并通过相对的玻璃基板将该树脂密封。这样，制造了本例的光学构件30。
本例的光学构件30的分光器的透射光量的测定结果在图25中示出。如图25所示，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量(透射率)为91.2％。需要说明的是，图25所示的测定结果是对于作为基材的2个玻璃基板的表面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到这些面中的一般性的反射光的光量8.3％时，在向2个玻璃基板附加了防反射构造的情况下，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量最大能够成为99.5％。而且，未到达分光器的散射光的光量被计算为0.5％以下。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件30的938nm下的相对于透射光的透射散射光的比例。需要说明的是，测定方法与第一例的情况同样。根据测定结果，求出了作为透射散射光的比例的(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为0.76％。根据以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
接下来，使用能够检测红外光的相机，在暗室内，通过本例的光学构件而观察了卤素灯光源时，从图像能够观察到卤素灯光源。
另外，从基材的形成凹凸面的一侧即第一侧观察本例的光学构件时，该光学构件被观察为白色。
如以上那样，得到了在可见区域入射的光线进行反射散射且在900nm以上的红外区域入射的光线透射的光学构件。
例9.
本例是图8所示那样的利用了凹凸面的光学构件30的一实施例。首先，在与例4同样的玻璃基板上，与例8同样地成膜出表3所示的结构的多层膜。使用它们而计算的透射率光谱如图23那样。
基板的凹凸面通过结霜加工而形成，通过对粒度为#800的研磨剂进行喷砂并以使两面的蚀刻量总计成为115μm的方式进行湿蚀刻而形成。
另外，以该凹凸面为入射面，波长450nm的光从该入射面的法线方向入射，在成为距基材为85mm的位置的平面处计测了散射光的强度时，如图24那样。在此，波长450nm下的基材的折射率为1.53，根据δ＝asin[sinα×{(ns 2-sin2α)0.5-cosα}]的关系式，与α＝45°对应的δ的值为27.3°，因此从散射光的强度分布可知，该凹凸面几乎不包含倾斜角度成为45°以上的部位。
接下来，对于形成有多层膜的凹凸面，利用波长950nm下的折射率成为1.51的树脂进行填充平坦化，并利用相对的玻璃基板将该树脂密封。这样，制造了本例的光学构件30。
本例的光学构件30的分光器的透射光量的测定结果在图25中示出。如图25所示，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量为91.3％。需要说明的是，图25所示的测定结果是对于作为基材的2个玻璃基板的表面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到这些面中的一般的反射光的光量8.3％时，在向2个玻璃基板附加了防反射构造的情况下，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量最大能够成为99.6％。而且，未到达分光器的散射光的光量被计算为0.4％以下。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件30的938nm下的相对于透射光的透射散射光的比例。需要说明的是，测定方法与第一例的情况同样。根据测定结果，求出了作为透射散射光的比例的(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为了0.32％。根据以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
接下来，使用能够检测红外光的相机，在暗室内，通过本例的光学构件而观察卤素灯光源时，从图像中能够观察到卤素灯光源。
另外，从基材的形成凹凸面的一侧即第一侧观察本例的光学构件时，该光学构件被观察为白色。
如以上那样，得到了在可见区域入射的光线进行反射散射且在900nm以上的红外区域入射的光线透射的光学构件。
例10.
本例是图8所示那样的利用了凹凸面的光学构件30的一实施例。首先，在与例2同样的玻璃基板上，与例8同样地成膜出表3所示的结构的多层膜。
基板的凹凸面是图9所示那样的具有不规则地配置的球面状的多个凹型的透镜部343的面。各个透镜部343以相对于成为基准的间距30μm的蜂巢配置而顶点位置位于间距的10％的半径内的方式配置。这样的凹凸面通过对于玻璃基板的一方的面，将在相当于各个透镜部343的顶点位置的位置具有直径3μm的初始开口的Mo掩模进行湿蚀刻而形成。该凹凸面的透镜部343的平均的曲率半径为41μm，相邻的透镜部343的边界部分即各个透镜部343的端部的平均的倾斜角度被计算为23°，该角度成为比0.5×sin(1/1.51)＝20°稍大的值。需要说明的是，透镜部343的r/R的平均为0.39。而且，元件的俯视图被观察作为具有与图9类似的棱线的构造，可见光入射的有效区域内的全部的凹部的宽度w为5μm以上。而且，凹部的平均的宽度成为约30μm。
接下来，对于形成有多层膜的凹凸面，利用波长950nm下的折射率成为1.51的树脂进行填充，并利用相对的玻璃基板将该树脂密封。这样，制造了本例的光学构件30。
本例的光学构件30的分光器的透射光量的测定结果如图26所示。如图26所示，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量(透射率)为91.7％。需要说明的是，图26所示的测定结果是对于作为基材的2个玻璃基板的表面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到这些面的一般的反射光的光量8.3％时，在向2个玻璃基板附加了防反射构造的情况下，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量最大能够成为100％。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件30的938nm下的相对于透射光的透射散射光的比例。根据测定结果，求出了作为透射散射光的比例的(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为4.7％。根据以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
例11.
本例是图8所示那样的利用了凹凸面的光学构件30与第十例的光学构件层叠而形成的结构的一实施例。首先，在与例2同样的玻璃基板上，成膜出由SiO2和Ta2O5构成的表4所示的结构的多层膜。使用它们计算的透射率光谱如图27那样。需要说明的是，入射侧的介质也计算作为与基材相同的折射率分散的材料。
[表4]
表4
基板的凹凸面是图9所示那样的具有不规则地配置的球面状的多个凹型的透镜部343的面。各个透镜部343以相对于成为基准的间距30μm的蜂巢配置而顶点位置位于间距的10％的半径内的方式配置。这样的凹凸面通过对于玻璃基板的一方的面，将在相当于各个透镜部343的顶点位置的位置具有直径3μm的初始开口的Mo掩模进行湿蚀刻而形成。该凹凸面的透镜部343的平均的曲率半径为41μm，相邻的透镜部343的边界部分即各个透镜部343的端部的平均的倾斜角度如表5那样计算。需要说明的是，透镜部343的r/R的平均同样地在表5中示出。而且，元件的俯视图被观察作为具有与图9类似的棱线的构造，可见光入射的有效区域内的全部的凹部的宽度w为5μm以上。而且，凹部的平均的宽度成为约30μm。
接下来，对于形成有多层膜的凹凸面，利用波长950nm下的折射率成为1.51的树脂进行填充平坦化，并利用相对的玻璃基板将该树脂密封。接下来，将视觉辨认侧作为第一反射散射部而将前述的反射散射部层叠在实施例10的光学构件30上。
本例的光学构件30的分光器的透射光量的测定结果在图26中示出。如图26所示，本例的光学构件的波长950nm下的透射光的光量为90.6％。需要说明的是，图26所示的测定结果是对于作为基材的2个玻璃基板的表面未进行防反射加工的结构的测定结果。因此，考虑到这些面的一般的反射光的光量8.3％时，在向2个玻璃基板附加了防反射构造的情况下，本例的光学构件30的波长950nm下的透射光的光量最大能够成为98.9％。而且，未到达分光器的散射光的光量被计算为1.1％以下。
另外，使用波长938nm的激光二极管，测定了本例的光学构件30的938nm下的相对于透射光的透射散射光的比例。根据测定结果，求出了作为透射散射光的比例的(Tt-Tp)/Tt×100[％]时，成为4.7％。根据以上的结果，对于波长938nm的光的直进透射率可考虑为75％以上。
在此，通过目视观察了例2、3、8～11时，在例10和例11以外的光学构件中，在表面观察到了粒状感。壳体构件是没有粒状感的质感，因此例10和例11在质感上与壳体构件接近。
另外，测定了例9～11的光学构件的CIE1976(L*,a*,b*)颜色空间时，如表5那样。而且，测定了与各光学构件一起观察的壳体构件的颜色空间时，如表5那样。由此，计算了ΔE、ΔE2时，如表5那样，都成为6.5以下，相对于壳体构件而能够使光学构件难以观察。需要说明的是，例10中虽然L*比壳体构件升高，但是通过调整反射总光量而能够降低L*。需要说明的是，颜色空间的测定使用爱色丽(X-rite)公司的Color i7。在测定时，在Color i7的保持用具上设置各光学构件进行测定，将光源设为D65来计算颜色空间。
[表5]
另外，测定了与反射散射光的角度(反射散射角)对应的强度(散射反射率)即散射光的角度依赖性的结果在图28中示出。图28利用15°下的反射散射光的强度进行标准化，并将最大测定角度设为70°。而且，散射反射率采取波长410～700nm的光的平均值。在此，计算了(If(ψ)-Ib(ψ))/Ib(ψ)的值的绝对值时，在角度70°以下的范围内，例10为0.07，例11为0.03。虽然例9的例子也示出，但是在例9的情况下，相对地低角度下的反射散射光的比例多，出现了光泽感。由于壳体构件的光泽感少，因此例10和例11在质感上与壳体构件接近。
本申请基于在2015年1月19日提出申请的日本专利申请、特愿2015-007889，并将其内容作为参照而援引于此。
工业实用性
本发明在利用红外光的各种装置中能够良好地利用。
标号说明
100 光学装置
101a、101b 红外光
102、102a、102b、102c、102d 可见光
103 检查光
1、10、20、30、40、50、60、70 光学构件
2 红外光发光部
3 红外光受光部
301 有效区域
4 壳体
11、21、31、41、51、61、71 反射散射部
12 散射部
13 选择反射部
14 基材
22 衍射构造
221 凸部
222 凹部
34a、44a 第一基材
34b、44b 第二基材
33 选择反射膜
331a、331b、341a、341b 凹凸面
342a、342b 凹凸构造
343 透镜部
345 棱线
346 出射界面
43、53 胆甾相液晶层
431a、431b、441a、441b 凹凸面
442a、442b 凹凸构造
46 第二选择反射部
62 微粒子含有树脂层
72 吸收构件
73 反射构件

Claims (18)

1.一种光学构件，其特征在于，
所述光学构件具备反射散射部，该反射散射部对可见区域的至少一部分的波长带域的光进行反射散射并使红外区域的至少一部分的波长带域的光透射，
所述光学构件的对于红外区域的至少所述一部分的波长带域的光的直进透射率为75％以上。
2.根据权利要求1所述的光学构件，其中，
所述反射散射部包括：
选择反射部，对可见区域的至少所述一部分的波长带域的光进行反射，并使红外区域的至少所述一部分的波长带域的光透射；及
散射部，至少设置在所述选择反射部的、作为红外光的入射侧或出射侧且作为可见光入射的一侧中的预先确定的一方侧的第一侧，并使可见区域的至少所述一部分的波长带域的光散射。
3.根据权利要求2所述的光学构件，其中，
所述散射部具有使可见区域的至少所述一部分的波长带域的光衍射的衍射构造。
4.根据权利要求3所述的光学构件，其中，
对于可见区域的至少所述一部分的波长带域的光的反射0次衍射效率小于30％。
5.根据权利要求2所述的光学构件，其中，
所述散射部是在所述选择反射部具有的反射构件的至少所述第一侧表面上形成的凹凸面，
第一基材和第二基材的红外区域的至少所述一部分的波长带域的折射率大体一致，所述第一基材与所述反射构件的所述第一侧表面相接，所述第二基材与所述反射构件的非所述第一侧的作为红外光的入射侧或出射侧的第二侧表面相接。
6.根据权利要求5所述的光学构件，其中，
所述散射部是在所述选择反射部具有的反射构件的所述第一侧表面及所述第二侧表面上分别形成的凹凸面，
在所述第一基材及所述第二基材的与所述反射构件相接的一侧的表面上分别形成有与该表面所相接的一侧的所述反射构件的凹凸面嵌合的凹凸形状的凹凸面。
7.根据权利要求5或6所述的光学构件，其中，
在所述第一基材的与所述反射构件相接的一侧的表面或所述第二基材的与所述反射构件相接的一侧的表面中的至少一方形成有与该表面所相接的一侧的所述反射构件的凹凸面嵌合的凹凸形状的凹凸面，
在所述第一基材或所述第二基材上形成的所述凹凸面的至少一方利用配置多个凸透镜或多个凹透镜而形成的透镜阵列形成。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的光学构件，其中，
在所述第一基材的与所述反射构件相接的一侧的表面或所述第二基材的与所述反射构件相接的一侧的表面中的至少一方形成有与该表面所相接的一侧的所述反射构件的凹凸面嵌合的凹凸形状的凹凸面，
在所述第一基材或所述第二基材上形成的所述凹凸面的至少一方在可见光入射的有效区域内，倾斜角度为45°以内的区域是90％以上。
9.根据权利要求5～7中任一项所述的光学构件，其中，
在所述第一基材的与所述反射构件相接的一侧的表面或所述第二基材的与所述反射构件相接的一侧的表面中的至少一方形成有与该表面所相接的一侧的所述反射构件的凹凸面嵌合的凹凸形状的凹凸面，
在所述第一基材或所述第二基材上形成的所述凹凸面的至少一方在可见光入射的有效区域内，凹部的宽度小于5μm的区域小于10％。
10.根据权利要求5～9中任一项所述的光学构件，其中，
所述选择反射部具有电介质多层膜或者将选择反射带设定为可见区域的胆甾相液晶层作为反射构件。
11.根据权利要求2所述的光学构件，其中，
所述散射部是在作为所述选择反射部的反射构件的胆甾相液晶层的至少所述第一侧表面上形成的凹凸面，
与所述反射构件的所述第一侧表面相接的第一基材和所述胆甾相液晶层的红外区域的至少所述一部分的波长带域的折射率大体一致。
12.根据权利要求1所述的光学构件，其中，
所述反射散射部具有胆甾相液晶层，该胆甾相液晶层将选择反射带设定为可见区域且在面内具有取向轴不同的多个区域。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的光学构件，其中，
在所述反射散射部的第二侧具备对可见光进行反射并使红外区域的至少所述一部分的波长带域的光透射的第二反射构件或者对可见光进行吸收并使红外区域的至少所述一部分的波长带域的光透射的吸收构件，所述第二侧是非第一侧的一方侧，所述第一侧作为红外光的入射侧或出射侧且作为可见光入射的一侧中的预先确定的一方侧。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的光学构件，其中，
所述可见区域为400～750nm，所述红外区域为800～1000nm。
15.一种光学装置，其特征在于，具备：
发出红外区域的一部分的波长带域的光的发光部或者接受红外区域的一部分的波长带域的光的受光部；
将所述发光部或所述受光部包围的壳体；及
在所述壳体的开口部设置的红外光透射滤波器，
所述红外光透射滤波器是权利要求1～14中任一项所述的光学构件。
16.根据权利要求15所述的光学装置，其中，
在将L*a*b*表色系中的a*之差设为Δa*、将b*之差设为Δb*、且使ΔE2＝(Δa*2+Δb*2)0.5时，利用所述红外光透射滤波器、及所述壳体的构件中的至少与所述红外光透射滤波器的周围相邻地配置的构件而得到的所述ΔE2为6.5以下。
17.根据权利要求15或16所述的光学装置，其中，
使在将L*a*b*表色系中的L*之差设为ΔL*时的色差为ΔE，利用所述红外光透射滤波器、及所述壳体的构件中的至少与所述红外光透射滤波器的周围相邻地配置的构件而得到的所述ΔE为6.5以下。
18.根据权利要求15～17中任一项所述的光学装置，其中，
对于入射的可见光的反射散射光的角度依赖性通过5°～15°的任一角度下的反射散射强度进行标准化，在将任意的角度ψ下的所述红外光透射滤波器的反射散射光的强度设为If(ψ)、将所述壳体的构件中的至少与所述红外光透射滤波器周围相邻地配置的构件的所述角度ψ下的反射散射光的强度设为Ib(ψ)时，
至少在所述角度ψ为30°以内，(If(ψ)-Ib(ψ))/Ib(ψ)的值的绝对值为0.2以下。
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