JP2017173593A - 光学部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)光学有効部での光の透過率を向上することで反射を低減する手法
(2)非光学有効部での光の吸収率を向上することで反射を低減する手法
該基材の表面上において、該光学有効部から該非光学有効部の該境界線に沿った領域である境界部に亘って連続的に形成された使用波長以下の面内寸法を有するサブ波長構造と、該非光学有効部の少なくとも該境界部を含む領域に形成された遮光膜とを有することを特徴とする。
前記境界部の前記境界線に沿った幅は1mm以上8mm以下であることが好ましく、2mm以上5mm以下であることがより好ましい。
前記サブ波長構造は基材とは異なる材料からなることが好ましく、酸化アルミニウムを主成分とする板状結晶からなる凹凸構造であることがより好ましい。
前記遮光膜の膜厚は0.1μm以上100μm以下であることが好ましく、1μm以上50μm以下であることがより好ましい。
前記基材と前記サブ波長構造との間に該基材の屈折率と該サブ波長構造の屈折率の間の屈折率を有する中間層が形成されていることが好ましい。
該基材の表面上に、該光学有効部から該非光学有効部の該境界線に沿った領域である境界部に亘って使用波長以下の面内寸法を有するサブ波長構造を連続的に形成する工程と、
該非光学有効部の少なくとも該境界部を含む領域に、該サブ波長構造を覆うように遮光膜を形成する工程と、からなることを特徴とする。
該基材の表面上に、該光学有効部および該非光学有効部の該境界線に沿った領域である境界部に中間層を形成する工程と、
該中間層を形成した後、該光学有効部から該境界部に亘って、使用波長以下の面内寸法を有するサブ波長構造を連続的に形成する工程と、
該非光学有効部の少なくとも該境界部を含む領域に該サブ波長構造を覆うように遮光膜を形成する工程と、からなることを特徴とする。
図1Aは、本発明の光学部材の一実施形態を示す概略断面図である。図1Aの実施形態においては、本発明の光学部材は、透光性基材1からなる凹メニスカスレンズであり、その表面が、光の入射面および出射面である光学有効部2aおよび2bと、レンズ外周部である非光学有効部3から構成されている。光学有効部2aおよび2b(両者を合わせて光学有効部2という)のそれぞれと非光学有効部3とは互いに隣接しており、それらの間にはそれぞれ円環状の境界線が存在する。光出射面側の光学有効部2bと非光学有効部3とはその間の境界線上で45度以上90度以下の角度をなして接続している。
そのような有機化合物の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、レゾール樹脂、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリウレア、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオルガノシルセスキオキサン、ポリカーボネート、ポリキシリレン、ポリケトン、ポリシクロフォレフィン、ポリスルホン、ポリフェニレンなどの有機ポリマーを好適なものとして挙げることができる。
以下の手順に従って、図1Aに示す光学部材を製造した。
次に、上の手順でアルミナ膜を形成した基材1を、75℃の温水中に30分間浸漬して引き上げた後、乾燥させることにより、光学有効部2bおよび境界部5にサブ波長構造4を形成した。
なす角7および境界部5の長さを変更した点を除き、実施例1と同様にして、光学部材である凹メニスカスレンズの表面にサブ波長構造4(光学有効部2bおよび境界部5に)と遮光膜6(境界部5を含む非光学有効部3の全面に)とを形成した。得られた光学部材は、表1に示すように、色ムラが無い良好な外観品質を示した。
サブ波長構造4の形成をウェット法で行うように変更した点を除き、実施例1と同様にして、光学部材である凹メニスカスレンズの表面にサブ波長構造(光学有効部2bおよび境界部5)と遮光膜(境界部5を含む非光学有効部3の全面)とを形成した。サブ波長構造の形成は、具体的には次の手順に従って行った。まず、実施例1と同様にして洗浄を行った後の基材1を、真空チャック式の回転ステージに載せた。次に、光学有効部2bおよび境界部5に酸化アルミニウムを含有する塗布液を適量滴下し、約3000rpmで30秒間程度回転させた、光学有効部2bと境界部5以外の不要な部分についた塗布液は、スポンジで拭きとった。続いて、110℃のオーブンで40分間乾燥させた後、温水に浸漬することでサブ波長構造4を形成した。その後、実施例1と同様にして遮光膜を形成した。以上のようにして得られた光学部材は、表1に示すように、色ムラが無い良好な外観品質を示した。
基材1の材質を表1に示すように変更した点を除き、実施例1と同様にして、光学部材である凹メニスカスレンズの表面にサブ波長構造(光学有効部2bおよび境界部5)と遮光膜(境界部5を含む非光学有効部3の全面)とを形成した。なお、実施例5〜7で基材として用いたものもオハラ製の光学ガラスであり、S−TiH53、S−NBH8、S−FPM2の屈折率はそれぞれ1.847、1.720、1.595である。得られた光学部材は、表1に示すように、色ムラが無い良好な外観品質を示した。
遮光膜を形成するレンズ内面反射防止塗料をGT-7II(キヤノン化成社製)に変更した点を除き、実施例1と同様にして、光学部材である凹メニスカスレンズの表面にサブ波長構造(光学有効部2bおよび境界部5)と遮光膜(境界部5を含む非光学有効部3の全面)とを形成した。得られた光学部材は、表1に示すように、色ムラが無い良好な外観品質を示した。
洗浄後の基材1の光学有効部2bおよび境界部5に中間層を形成した後、実施例1と同様にしてサブ波長構造4を形成した。中間層は、スパッタ法により、異なる酸化物の層を積層することにより形成した。続いて、実施例1と同様にして遮光膜6を形成した。得られた光学部材は、表1に示すように、色ムラが無い良好な外観品質を示した。
比較例として、図1(b)に示すように境界部5にサブ波長構造4を形成せず、その他の条件は、表1に示す以外は実施例1と同様にして、光学部材を製造した。得られた光学部材の色ムラの発生の有無を表1に示す。表1に示すように、境界部5にサブ波長構造4が無い場合、なす角が45°以上から目視確認で色ムラが発生した。
本発明の実施例10として、本発明の光学部材を用いて撮像光学系を作製した。本発明の光学部材は十分な内面反射特性を示し、それを用いた撮像光学系は均一な黒味により良好な外観品質を示した。
2 光学有効部
2a 光学有効部(光入射面)
2b 光学有効部(光出射面)
3 非光学有効部
4 サブ波長構造
5 境界部
6 遮光膜
7 光学有効部と非光学有効部とがなす角
8 入射光
9 光学有効部での反射光
10 光学有効部の接平面
11 光学部材の外径
12 光学部材の内径
Claims (15)
- 互いに隣接する光学有効部と非光学有効部とを含む表面を有する透光性基材からなり、該光学有効部と該非光学有効部とがそれらの境界線上で45度以上90度以下の角度をなしている光学部材であって、
該基材の表面上において、該光学有効部から該非光学有効部の該境界線に沿った領域である境界部に亘って連続的に形成された使用波長以下の面内寸法を有するサブ波長構造と、該非光学有効部の少なくとも該境界部を含む領域に形成された遮光膜とを有することを特徴とする光学部材。 - 前記境界部の前記境界線に沿った幅が1mm以上8mm以下である請求項1に記載の光学部材。
- 前記幅が2mm以上5mm以下である請求項2に記載の光学部材。
- 前記サブ波長構造が基材とは異なる材料からなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学部材。
- 前記サブ波長構造が酸化アルミニウムを主成分とする板状結晶からなる凹凸構造である請求項4に記載の光学部材。
- 前記遮光膜の膜厚が0.1μm以上100μm以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学部材。
- 前記遮光膜の膜厚が1μm以上50μm以下である請求項6に記載の光学部材。
- 前記基材と前記サブ波長構造との間に該基材の屈折率と該サブ波長構造の屈折率の間の屈折率を有する中間層が形成されている請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学部材。
- 前記中間層の膜厚が1nm以上200nm以下である請求項8に記載の光学部材。
- 前記中間層の膜厚が5nm以上100nm以下である請求項9に記載の光学部材。
- 前記中間層が金属の酸化物からなる請求項8〜10のいずれか一項に記載の光学部材。
- 前記中間層が有機ポリマーを含む請求項8〜10のいずれか一項に記載の光学部材。
- 互いに隣接する光学有効部と非光学有効部とを含む表面を有する透光性基材からなり、該光学有効部と該非光学有効部とがそれらの境界線上で45度以上90度以下の角度をなしている光学部材の製造方法であって、
該基材の表面上に、該光学有効部から該非光学有効部の該境界線に沿った領域である境界部に亘って使用波長以下の面内寸法を有するサブ波長構造を連続的に形成する工程と、
該非光学有効部の少なくとも該境界部を含む領域に該サブ波長構造を覆うように遮光膜を形成する工程と、からなることを特徴とする方法。 - 互いに隣接する光学有効部と非光学有効部とを含む表面を有する透光性基材からなり、該光学有効部と該非光学有効部とがそれらの境界線上で45度以上90度以下の角度をなしている光学部材の製造方法であって、
該基材の表面上に、該光学有効部および該非光学有効部の該境界線に沿った領域である境界部に中間層を形成する工程と、
該中間層を形成した後、該光学有効部から該境界部に亘って、使用波長以下の面内寸法を有するサブ波長構造を連続的に形成する工程と、
該非光学有効部の少なくとも該境界部を含む領域に該サブ波長構造を覆うように遮光膜を形成する工程と、からなることを特徴とする方法。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載の光学部材を用いた光学系。
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