JP2010079274A - 光学素子及び光学系 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学素子は、光学面を有するベース部材11と、使用波長域のうち最も短い波長よりも小さい平均ピッチを有する凹凸構造体13と、光学面と凹凸構造体との間に形成され、該凹凸構造体とは材質が異なり、ベース部材の屈折率と凹凸構造体を形成する材料の屈折率の間の屈折率を有する少なくとも一層の中間層12とを有する。光学面は回転対称軸を有する。中間層の厚さ又は中間層と凹凸構造体の双方の厚さが、回転対称軸からの距離が大きくなるほど増加するように変化している。
【選択図】図1
Description
sin(φ(h))=n×sin(θ(h))
を満足する。
0.3≦n×sin(θ(h))<1 …(1)
を満足するθ(h)に対して、
Dc<D(h)<Dc/cos(θ(h)) …(2)
なる条件を満足することが好ましい。
また、実施例の光学素子は、以下の条件を満足するとより好ましい。
ただし、λは使用波長域のうち最も短い波長である。
0.3≦n×sin(ψ(h))<1 …(5)
を満足するψ(h)に対して、
Dc<D(h)<Dc/cos(ψ(h)) …(6)
なる条件を満足することが好ましい。
また、実施例の光学素子を、結像光学系又は観察光学系等の光学系であって絞りを有する光学系に用いた場合において、光学素子は、
0.3≦n×sin(ζ(h))<1 …(8)
を満足するζ(h)に対して、
Dc<D(h)<Dc/cos(ζ(h)) …(9)
なる条件を満足することが好ましい。
上述した条件(2),(3),(6),(7),(9)及び(10)のうち少なくとも1つを満足することで、前述したように、レンズ周辺部においても良好な反射防止性能を実現でき、かつ量産性に優れた光学素子をより確実に得ることができる。
[比較例1]
比較例1では、実施例1及び2との比較を行うため、単層構造を有する薄膜層の膜厚と凹凸構造層の厚さの双方がレンズ面内で均一である場合を示す。
[比較例2]
比較例2では、実施例1及び2との比較を行うため、単層構造を有する薄膜層の膜厚が光軸位置から周辺部の外縁に向かって極端に増加するように変化し、凹凸構造層の厚さがレンズ面内で均一である場合を示す。
[比較例3]
比較例3では、実施例1及び2との比較を行うため、単層構成である薄膜層を真空蒸着法で形成した後、スピンコート法で凹凸構造層を形成した場合を示す。薄膜層の膜厚は、光軸位置から周辺部の外縁に向かって減少するように変化し、凹凸構造層の厚さはレンズ面内で均一とした。
また、図2には、距離h=10.2mmの位置における400〜700nmの波長域での反射率特性を示す。比較例3は、400nm〜700nmの波長域で、実施例1及び2の2倍程度の高い反射率を示した。
[比較例4]
比較例4では、実施例3及び4との比較を行うため、2層構造を有する薄膜層を真空蒸着法で形成した後、スピンコート法で凹凸構造層を形成した場合を示す。薄膜層の膜厚は、光軸位置から周辺部の外縁に向かって減少するように変化し、凹凸構造層の厚さはレンズ面内で均一とした。
12 薄膜層
13 凹凸構造層
41 反射防止構造
42 絞り
43 撮像面
44 レンズ
Claims (8)
- 光学面を有するベース部材と、
使用波長域のうち最も短い波長よりも小さい平均ピッチを有する凹凸構造体と、
前記光学面と前記凹凸構造体との間に形成され、該凹凸構造体とは材質が異なり、前記ベース部材の屈折率と凹凸構造体を形成する材料の屈折率の間の屈折率を有する少なくとも一層の中間層とを有する光学素子であって、
前記光学面は回転対称軸を有し、
前記中間層の厚さ又は前記中間層と前記凹凸構造体の双方の厚さが、前記回転対称軸からの距離が大きくなるほど増加するように変化していることを特徴とする光学素子。 - 前記凹凸構造体は、厚さ方向に構造が変化していることを特徴とする請求項1に記載の光学素子。
- 前記回転対称軸の位置での前記中間層の厚さをDcとし、該中間層の屈折率をnとし、前記使用波長域のうち最も短い波長をλとするとき、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。
λ/(8×n)≦Dc≦(2×λ)/n - 前記回転対称軸の位置での前記中間層の厚さをDcとし、該中間層の屈折率をnとし、前記回転対称軸からの距離がhであるh位置での前記中間層の厚さD(h)とするとき、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の光学素子。
0.3≦n×sin(θ(h))<1
Dc<D(h)<Dc/cos(θ(h))
ただし、θ(h)は、前記中間層における前記h位置に前記回転対称軸に平行に入射した光線が、前記中間層内において、該中間層の最表面における前記h位置での法線となす角度である。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載の光学素子を有することを特徴とする光学系。
- 前記回転対称軸の位置での前記中間層の厚さをDcとし、該中間層の屈折率をnとし、前記回転対称軸からの距離がhであるh位置での前記中間層の厚さD(h)とするとき、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項5に記載の光学系。
0.3≦n×sin(ψ(h))<1
Dc<D(h)<Dc/cos(ψ(h))
ただし、ψ(h)は、前記光学系において、前記中間層における前記h位置を通過する全光線の入射角の平均値の入射角を有する光線が、前記中間層内において、該中間層の最表面における前記h位置での法線となす角度である。 - 絞りを有し、
前記回転対称軸の位置での前記薄膜層の厚さをDcとし、該中間層の屈折率をnとし、前記回転対称軸からの距離がhであるh位置での前記中間層の厚さD(h)とするとき、
以下の条件を満足することを特徴とする請求項5に記載の光学系。
0.3≦n×sin(ζ(h))<1
Dc<D(h)<Dc/cos(ζ(h))
ただし、ζ(h)は、前記中間層における前記h位置と前記絞りの中心とを通過する光線が、前記中間層内において、該中間層の最表面における前記h位置での法線となす角度である。 - 請求項5から7のいずれか1つに記載の光学系を有することを特徴とする光学機器。
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