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JP2008276059A - Optical element and optical system having the same - Google Patents

Optical element and optical system having the same Download PDF

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JP2008276059A
JP2008276059A JP2007121744A JP2007121744A JP2008276059A JP 2008276059 A JP2008276059 A JP 2008276059A JP 2007121744 A JP2007121744 A JP 2007121744A JP 2007121744 A JP2007121744 A JP 2007121744A JP 2008276059 A JP2008276059 A JP 2008276059A
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light
wavelength
sub
lens
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JP2007121744A
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Japanese (ja)
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Takeharu Okuno
丈晴 奥野
Daisuke Sano
大介 佐野
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of harmful light causing a flare and a ghost. <P>SOLUTION: An optical element 1 having a sub-wavelength structure formed on a lens surface 2a has the sub-wavelength structure formed on an edge part 3 and a film 4 formed on the sub-wavelength structure and opaque to light having a used wavelength region. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制した光学素子に関する。   The present invention relates to an optical element that suppresses generation of harmful light that causes flare, ghost, and the like.

レンズなどの光学素子では、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制し、高品位で高性能な光学系を得ることを目的として、さまざまな工夫がなされている。それらは、大きく分けて以下の二つに分類することができる。
(1)光線有効部において、光の透過率を向上することで反射を低減する手法
(2)非光線有効部において、光の吸収率を向上することで反射を低減する手法
従来、(1)の手法として、真空蒸着法やスパッタリング法などにより誘電体薄膜をレンズ面等の光線有効部に設ける方法が広く利用されている。
Various optical devices such as lenses have been devised for the purpose of suppressing the generation of harmful light causing flare, ghosting, etc., and obtaining a high-quality and high-performance optical system. They can be broadly classified into the following two categories.
(1) A method of reducing reflection by improving light transmittance in a light beam effective portion (2) A method of reducing reflection by improving light absorption rate in a non-light beam effective portion Conventionally (1) As a method of the above, a method of providing a dielectric thin film on a light beam effective portion such as a lens surface by a vacuum deposition method or a sputtering method is widely used.

誘電体薄膜を利用した反射防止膜では、各膜の屈折率および膜厚を制御し、表面及び界面で発生する反射光を干渉させることで反射率の低減を図っている。そのため、特定の波長・特定の入射角では高性能な反射防止性能が得られるものの、それ以外の波長や入射角では性能が大きく低下するという問題がある。   In an antireflection film using a dielectric thin film, the refractive index and film thickness of each film are controlled, and reflected light generated at the surface and interface is made to interfere with each other to reduce the reflectance. Therefore, although a high-performance antireflection performance can be obtained at a specific wavelength and a specific incident angle, there is a problem that the performance is greatly deteriorated at other wavelengths and incident angles.

一方、誘電体薄膜に代わる方法として、使用波長以下のサブ波長構造(Sub−Wavelength Structure:SWS)を利用した反射防止構造も知られている。   On the other hand, as a method for replacing the dielectric thin film, an antireflection structure using a sub-wavelength structure (SWS) equal to or less than a used wavelength is also known.

例えば、特許文献1では、部材を形成する曲面に、反射防止対象となる光線の波長以下のピッチで形成した微細周期凹凸構造からなる反射防止部を設けた例を開示している。   For example, Patent Document 1 discloses an example in which an antireflection portion having a fine periodic uneven structure formed at a pitch equal to or less than the wavelength of a light beam to be antireflection is provided on a curved surface forming a member.

特許文献1に開示されたような、波長以下の微細周期凹凸構造からなる反射防止構造では、部材の空間占有率が連続的に変化しているので、入射媒質から射出媒質へと屈折率が連続的に変化することとなる。そのため、微細周期凹凸構造の高さが一定以上(例えば使用波長の二分の一以上)の場合、波長帯域特性及び入射角特性に優れた反射防止性能を得ることができる。   In the antireflection structure composed of a fine periodic concavo-convex structure with a wavelength equal to or less than that disclosed in Patent Document 1, since the space occupancy of the member continuously changes, the refractive index continues from the incident medium to the exit medium. Will change. Therefore, when the height of the fine periodic concavo-convex structure is not less than a certain level (for example, not less than one half of the wavelength used), antireflection performance excellent in wavelength band characteristics and incident angle characteristics can be obtained.

一方、(2)の方法としては、レンズ側端部(いわゆるコバ部)などに、コールタールやコールタールピッチ、黒色顔料や黒色染料、カーボンブラックなどを含有する塗膜を形成する方法が広く用いられている。
特開2006−053220号広報
On the other hand, as the method (2), a method of forming a coating film containing coal tar, coal tar pitch, black pigment, black dye, carbon black or the like on the lens side end portion (so-called edge portion) is widely used. It has been.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-053220

レンズなどの光学素子には、撮影もしくは観察等に必要な光以外にも、さまざまな角度からの光が入射することがある。   In addition to light necessary for photographing or observation, light from various angles may enter an optical element such as a lens.

特許文献1に開示されたような部材を結像光学系や観察光学系に使用した場合の例について、図10を用いて説明する。部材1に、大きな角度で入射した光11は微細周期凹凸構造を形成した光線有効部(レンズ面)2aを透過し、非光線有効部(コバ部)3に到達する。このとき、微細周期凹凸構造では、反射率の入射角特性に優れているため、大きな入射角度でも高い透過率で光線有効部2aを光が透過することとなる。   An example in which a member disclosed in Patent Document 1 is used in an imaging optical system and an observation optical system will be described with reference to FIG. The light 11 incident on the member 1 at a large angle passes through the light effective portion (lens surface) 2a on which the fine periodic uneven structure is formed, and reaches the non-light effective portion (edge portion) 3. At this time, since the fine periodic concavo-convex structure is excellent in the incident angle characteristic of the reflectance, light is transmitted through the light beam effective portion 2a with a high transmittance even at a large incident angle.

ところが、特許文献1に記載の部材1では、非光線有効部3に何らの処理も施されていないため、光11は非光線有効部3で反射して不要光12となり、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の要因となる。   However, in the member 1 described in Patent Document 1, since the non-light effective portion 3 is not subjected to any processing, the light 11 is reflected by the non-light effective portion 3 to become unnecessary light 12, such as flare and ghost. Causes harmful light.

本発明は、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生をできるだけ抑制することを目的としている。   An object of the present invention is to suppress the generation of harmful light that causes flare, ghost, and the like as much as possible.

本発明の光学素子は、光線有効部に使用波長以下のサブ波長構造が形成された光学素子であって、非光線有効部に形成された使用波長以下のサブ波長構造と、そのサブ波長構造上に形成された使用波長域の光に対して不透明な膜を有することを特徴としている。   An optical element of the present invention is an optical element in which a sub-wavelength structure having a wavelength less than or equal to a use wavelength is formed in a light effective portion, and a sub-wavelength structure having a wavelength less than or equal to a use wavelength formed in a non-light effective portion and the sub-wavelength structure It is characterized by having an opaque film formed with respect to light in the used wavelength range.

本発明によれば、単に非光線有効部に塗膜を形成した場合に比べて、有害光の発生を抑制することができる。   According to the present invention, generation of harmful light can be suppressed as compared with the case where a coating film is simply formed on the non-light-effective portion.

以下、図面を用いて本発明の光学素子およびそれを用いた光学系について説明する。   Hereinafter, an optical element of the present invention and an optical system using the same will be described with reference to the drawings.

本発明の光学素子は、光線有効部(レンズ面など)は、その面内方向で使用波長以下のサブ波長構造からなる反射防止部を設けた素子である。そして、非光線有効部(コバ部など)にも面内方向で使用波長以下のサブ波長構造を形成し、更にそのサブ波長構造上に使用波長域の光に対して実質的に不透明な膜を形成したものである。   The optical element of the present invention is an element in which the light beam effective portion (lens surface or the like) is provided with an antireflection portion having a sub-wavelength structure having a use wavelength or less in the in-plane direction. Further, a sub-wavelength structure having a wavelength less than or equal to the use wavelength is formed in the in-plane direction on the non-light effective portion (edge portion or the like), and a film that is substantially opaque to the light in the use wavelength region is further formed on the sub-wavelength structure. Formed.

本発明におけるサブ波長構造は、どのような方法で作製されたものでも構わない。例えば、光学素子表面にアルミニウムを含有する溶液を塗布して皮膜を形成し、その皮膜を温水処理することで微細凹凸形状の構造体を形成する方法を用いることができる。また、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を陽極酸化する際に形成される細孔を金型表面に形成し、その細孔を用いた射出成形で微細凹凸形状を光学素子と一体成形する方法などを用いてもよい。これらの方法を用いれば、安価に大面積の曲面にもサブ波長構造を形成することができて好適である。それ以外にも、フォトリソグラフィーやエッチング、ナノインプリント技術などを用いて形成してもよい。   The sub-wavelength structure in the present invention may be produced by any method. For example, a method of forming a fine uneven structure by applying a solution containing aluminum on the surface of the optical element to form a film and treating the film with warm water can be used. In addition, a method may be used in which pores formed when anodizing aluminum or an aluminum alloy are formed on the mold surface, and a fine uneven shape is integrally formed with the optical element by injection molding using the pores. Good. If these methods are used, a sub-wavelength structure can be formed on a curved surface with a large area at low cost, which is preferable. In addition, it may be formed using photolithography, etching, nanoimprint technology, or the like.

実質的に不透明な膜としては、コールタールやコールタールピッチ、黒色顔料や黒色染料、カーボンブラックなどを含有する塗膜が好適であるが、光の吸収率が高く、反射を抑制できる吸収膜であれば別のものでも良い。   As the substantially opaque film, a coating film containing coal tar, coal tar pitch, black pigment, black dye, carbon black, or the like is preferable, but an absorption film that has high light absorption and can suppress reflection. If you want, you can use another one.

図8(a)に、株式会社オハラ製の光学ガラスS−LAH65(nd=1.8040)で形成したレンズ80にレンズ内面反射防止塗料(キヤノン化成株式会社製、商品名:GT−7)81を塗布した例を示す。図8(b)はレンズ80と反射防止塗料81との界面部分の拡大図、図8(c)は界面に垂直な方向の屈折率の変化を表す図である。図8(d)は、可視域の反射率(内面反射率)を示す。   In FIG. 8A, a lens inner surface antireflection coating (trade name: GT-7, manufactured by Canon Kasei Co., Ltd.) 81 is formed on a lens 80 formed of optical glass S-LAH65 (nd = 1.840) manufactured by OHARA INC. An example in which is applied. FIG. 8B is an enlarged view of an interface portion between the lens 80 and the antireflection paint 81, and FIG. 8C is a diagram showing a change in refractive index in a direction perpendicular to the interface. FIG. 8D shows the reflectance in the visible range (internal reflectance).

非光線有効部の表面に、使用波長において不透明な膜を形成したことで、反射率は可視域全域(ここでは、400nm〜700nmの波長域)で0.6%以下となっており、図9に示した塗膜を形成しなかった場合の反射率に比べ大きく反射率は低減している。しかしながら、光線有効部にサブ波長構造を設けた光学素子では、前述したごとく反射防止効果の入射角特性が優れているため、より多くの光が光線有効部を透過することになり、非光線有効部に達する光の割合も従来に比べて多くなる。このため、単に非光線有効部に不透明な膜を形成しただけでは不十分である。   By forming an opaque film at the working wavelength on the surface of the non-light effective portion, the reflectance is 0.6% or less in the entire visible range (here, the wavelength range of 400 nm to 700 nm). The reflectance is greatly reduced as compared with the reflectance when the coating film shown in the above is not formed. However, in the optical element having the sub-wavelength structure in the light effective portion, the incident angle characteristic of the antireflection effect is excellent as described above, so that more light is transmitted through the light effective portion, and the non-light effective The ratio of light reaching the part also increases compared to the conventional case. For this reason, it is not sufficient to simply form an opaque film on the non-light effective portion.

そこで、本発明の光学素子では、非光線有効部にも使用波長以下のサブ波長構造を形成し、そのサブ波長構造上に不透明な膜を形成した。   Therefore, in the optical element of the present invention, a sub-wavelength structure having a wavelength shorter than the use wavelength is formed also in the non-light effective portion, and an opaque film is formed on the sub-wavelength structure.

図7(a)に、図8と同じS−LAH65で形成したレンズ70上に酸化アルミニウムを含有する材料からなる波長以下のサブ波長構造72を形成し、その上にレンズ内面反射防止塗料(キヤノン化成株式会社製、商品名:GT−7)71を塗布した例を示す。サブ波長構造72に関しては、概念的に鋸歯形状で表しているが、必ずしもこのような形状である必要はない。図7(b)はレンズ70と反射防止塗料71との界面部分の拡大図、図7(c)は界面に垂直な方向の屈折率の変化を表す図である。図7(d)は、可視域の反射率(内面反射率)を示す。   In FIG. 7A, a sub-wavelength structure 72 of a wavelength or less made of a material containing aluminum oxide is formed on a lens 70 formed of the same S-LAH 65 as in FIG. 8, and a lens inner surface antireflection coating (Canon) is formed on the subwavelength structure 72. The example which apply | coated Kasei Co., Ltd. brand name: GT-7) 71 is shown. Although the sub-wavelength structure 72 is conceptually represented by a sawtooth shape, it is not always necessary to have such a shape. FIG. 7B is an enlarged view of an interface portion between the lens 70 and the antireflection paint 71, and FIG. 7C is a diagram showing a change in refractive index in a direction perpendicular to the interface. FIG. 7D shows the reflectance (internal reflectance) in the visible range.

このようにサブ波長構造の上に不透明な膜を形成したことで、反射率は可視域全域で0.1%以下となっており、図9に示した反射率に比べ著しく低減している。   By forming an opaque film on the sub-wavelength structure in this way, the reflectance is 0.1% or less over the entire visible range, which is significantly lower than the reflectance shown in FIG.

これは、ガラスと内面反射防止塗料の間にサブ波長構造を形成したことで、界面の屈折率ギャップが連続的に変化したため、反射が抑制され、光の吸収効率が向上したことによるものである。   This is due to the fact that the subwavelength structure was formed between the glass and the internal antireflection coating, and the refractive index gap at the interface was continuously changed, so that reflection was suppressed and light absorption efficiency was improved. .

これにより、光学素子の光線有効部にサブ波長構造からなる反射防止部が設けられた光学素子でも、非光線有効部での光の反射を低減し、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を大幅に抑制することができる。   As a result, even in an optical element in which an anti-reflection part having a sub-wavelength structure is provided in the light beam effective part of the optical element, reflection of light at the non-light beam effective part is reduced, and harmful light that causes flare, ghost, etc. Occurrence can be greatly suppressed.

本発明の光学素子は、レンズ、プリズムなどへの応用が可能である。そして本発明の光学素子は、結像光学系、観察光学系など各種の光学系に用いることができる。   The optical element of the present invention can be applied to lenses, prisms and the like. The optical element of the present invention can be used in various optical systems such as an imaging optical system and an observation optical system.

図1は、本発明の実施例1の光学素子の断面図である。   FIG. 1 is a sectional view of an optical element according to Example 1 of the present invention.

図1において、光学素子1は凹メニスカスレンズである。光線有効部(レンズ面)2a,2bには、酸化アルミニウムを含有する材料からなるサブ波長構造(図中破線で示す)が設けられている。光学素子1に大きな角度で入射した光11は、サブ波長構造を形成した光線有効部2aを透過して、非光線有効部(コバ部)3に到達する。非光線有効部3には、サブ波長構造と、その上にレンズ内面反射防止塗料(キヤノン化成株式会社製、商品名:GT−7)からなる塗膜4が形成されている。このため、反射光12の強度は著しく低減し、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制できる。   In FIG. 1, the optical element 1 is a concave meniscus lens. The light effective portions (lens surfaces) 2a and 2b are provided with subwavelength structures (shown by broken lines in the figure) made of a material containing aluminum oxide. The light 11 incident on the optical element 1 at a large angle passes through the light beam effective portion 2a having the sub-wavelength structure and reaches the non-light beam effective portion (edge portion) 3. The non-light effective portion 3 has a sub-wavelength structure and a coating film 4 made of a lens inner surface antireflection coating (manufactured by Canon Kasei Co., Ltd., trade name: GT-7). For this reason, the intensity | strength of the reflected light 12 reduces remarkably and generation | occurrence | production of the harmful light which causes a flare, a ghost, etc. can be suppressed.

実施例1では、光学素子として凹メニスカスレンズの場合を示したが、本実施例の光学素子はこれに限定されるものではない。両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ、プリズムなど、どんな形状の光学素子でも良い。これは、後述の他の実施例でも同様である。   In the first embodiment, the case of a concave meniscus lens is shown as the optical element, but the optical element of the present embodiment is not limited to this. An optical element of any shape such as a biconvex lens, a biconcave lens, a planoconvex lens, a planoconcave lens, a convex meniscus lens, an aspherical lens, a free-form surface lens, or a prism may be used. This is the same in other embodiments described later.

図2は、本発明の実施例2の光学素子の断面図である。   FIG. 2 is a sectional view of an optical element according to Example 2 of the present invention.

図2において、光学素子1は両凹レンズである。光線有効部(レンズ面)2aには、酸化アルミニウムを含有する材料からなるサブ波長構造(図中破線で示す)が設けられている。実施例2は、このように一方のレンズ面のみにサブ波長構造を設けた点が、実施例1との相違点である。   In FIG. 2, the optical element 1 is a biconcave lens. The light effective portion (lens surface) 2a is provided with a sub-wavelength structure (indicated by a broken line in the figure) made of a material containing aluminum oxide. The second embodiment is different from the first embodiment in that the sub-wavelength structure is provided only on one lens surface as described above.

光学素子1に大きな角度で入射した光11はサブ波長構造を形成した光線有効部2aを透過して、非光線有効部3に到達する。しかし、非光線有効部3には、光線有効部と同じく、酸化アルミニウムを含有する材料からなるサブ波長構造(図中破線で示す)を介してキヤノン化成株式会社製レンズ内面反射防止塗料(商品名:GT−7)からなる塗膜4が形成されている。それにより、反射光12の強度は著しく低減し、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制している。   The light 11 incident on the optical element 1 at a large angle passes through the light beam effective part 2 a having the sub-wavelength structure and reaches the non-light beam effective part 3. However, the non-light beam effective portion 3 has a lens inner surface antireflection coating (trade name) manufactured by Canon Kasei Co., Ltd. through a sub-wavelength structure (shown by a broken line in the figure) made of a material containing aluminum oxide, similar to the light beam effective portion. : The coating film 4 which consists of GT-7) is formed. Thereby, the intensity of the reflected light 12 is remarkably reduced, and the generation of harmful light that causes flare, ghost, and the like is suppressed.

図3は、本発明の実施例3の光学素子の断面図である。   FIG. 3 is a sectional view of an optical element according to Example 3 of the present invention.

図3において、光学素子1は、両凸レンズである。光線有効部2a及び非光線有効部3には、光学素子と同一の材料であるシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン株式会社製)からなるサブ波長構造(図中破線で示す)が設けられている。光学素子1に大きな角度で入射した光11は、サブ波長構造を形成した光線有効部2aを透過して、非光線有効部3に到達する。しかし、非光線有効部3には、サブ波長構造上に黒色顔料を含有する材料からなる塗膜4が形成されている。このため、反射光12の強度は著しく低減し、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制している。   In FIG. 3, the optical element 1 is a biconvex lens. The light effective part 2a and the non-light effective part 3 are provided with a sub-wavelength structure (shown by a broken line in the figure) made of a cycloolefin polymer (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) which is the same material as the optical element. The light 11 incident on the optical element 1 at a large angle passes through the light beam effective portion 2 a having the sub-wavelength structure and reaches the non-light beam effective portion 3. However, a coating film 4 made of a material containing a black pigment is formed on the sub-wavelength structure on the non-light effective portion 3. For this reason, the intensity of the reflected light 12 is remarkably reduced, and generation of harmful light that causes flare, ghost, and the like is suppressed.

図4は、本発明の実施例4の光学素子の断面図である。   FIG. 4 is a sectional view of an optical element according to Example 4 of the present invention.

図4において、光学素子1は、凸メニスカスレンズである。光線有効部2a,2bには、光学素子と同一の材料であるポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製)からなるサブ波長構造(図中破線で示す)が設けられている。光学素子1に大きな角度で入射した光11は、サブ波長構造を形成した光線有効部2aを透過して、非光線有効部3に到達する。しかし、非光線有効部3には、サブ波長構造を介して黒色顔料を含有する材料からなる塗膜4が形成されている。そのため、反射光12の強度は著しく低減し、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制している。   In FIG. 4, the optical element 1 is a convex meniscus lens. The light beam effective portions 2a and 2b are provided with a sub-wavelength structure (indicated by a broken line in the figure) made of polycarbonate resin (manufactured by Teijin Chemicals Ltd.), which is the same material as the optical element. The light 11 incident on the optical element 1 at a large angle passes through the light beam effective portion 2 a having the sub-wavelength structure and reaches the non-light beam effective portion 3. However, the non-light effective portion 3 is formed with a coating film 4 made of a material containing a black pigment via a subwavelength structure. Therefore, the intensity of the reflected light 12 is remarkably reduced, and the generation of harmful light that causes flare, ghost, and the like is suppressed.

図5は、本発明の実施例5の結像光学系の断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the imaging optical system of Example 5 of the present invention.

図5において光学系5は、凹メニスカスレンズからなる光学素子1を有し、光線有効部2b及び非光線有効部3には、酸化アルミニウムを含有する材料からなるサブ波長構造(図中破線で示す)が設けられている。非光線有効部3には、サブ波長構造上にレンズ内面反射防止塗料(キヤノン化成株式会社製、商品名:GT−7)からなる塗膜4が形成されている。このため、非光線有効部3での反射を低減し、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制している。そのため、高品位で高性能な結像光学系を実現している。   In FIG. 5, the optical system 5 has an optical element 1 made of a concave meniscus lens, and the light effective portion 2b and the non-light effective portion 3 have a sub-wavelength structure made of a material containing aluminum oxide (shown by a broken line in the figure). ) Is provided. On the non-light effective portion 3, a coating film 4 made of a lens inner surface antireflection coating (manufactured by Canon Kasei Co., Ltd., trade name: GT-7) is formed on the sub-wavelength structure. For this reason, reflection at the non-light effective portion 3 is reduced, and generation of harmful light that causes flare, ghost, and the like is suppressed. Therefore, a high-quality and high-performance imaging optical system is realized.

実施例5では、入射側の第1レンズの射出面2bのみにサブ波長構造からなる反射防止部を設けたが、本実施例はこれに限定するものではなく、別のレンズの入射面・射出面に設けても良い。   In the fifth embodiment, the antireflection portion having the sub-wavelength structure is provided only on the exit surface 2b of the first lens on the incident side. However, the present embodiment is not limited to this, and the entrance surface / exit of another lens is used. It may be provided on the surface.

ただし、第1レンズの入射面2aおよび最終レンズの射出面2cには、サブ波長構造からなる反射防止部を設けない方が良い。これは、サブ波長構造は機械強度が極めて弱く、汚れなどが付着した際、拭き取りなどができないためである。   However, it is better not to provide an antireflection portion having a sub-wavelength structure on the entrance surface 2a of the first lens and the exit surface 2c of the final lens. This is because the sub-wavelength structure has extremely low mechanical strength and cannot be wiped off when dirt or the like adheres.

図6は、本発明の実施例6の観察光学系(一眼レフカメラのファインダ光学系)の断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of an observation optical system (finder optical system of a single-lens reflex camera) according to Example 6 of the present invention.

図6において、光学系5は凹レンズ、凸レンズ、凹メニスカスレンズからなる光学素子1a、1b、1cを有し、光線有効部には光学素子と同一の素材からなるサブ波長構造(図中破線で示す)が設けられている。非光線有効部には、サブ波長構造上に黒色顔料を含有する材料からなる塗膜4が形成されている。このため、非光線有効部へ到達した光の反射を低減し、有害光の発生を抑制しているため、高品位で高性能な観察光学系を実現している。   In FIG. 6, an optical system 5 has optical elements 1a, 1b, and 1c made of a concave lens, a convex lens, and a concave meniscus lens, and a sub-wavelength structure (shown by a broken line in the figure) made of the same material as the optical element in the light beam effective portion. ) Is provided. A coating film 4 made of a material containing a black pigment is formed on the subwavelength structure in the non-light effective portion. For this reason, reflection of light reaching the non-light beam effective portion is reduced and generation of harmful light is suppressed, so that a high-quality and high-performance observation optical system is realized.

実施例6では、光学素子1cの射出側(右側)の面にはサブ波長構造からなる反射防止機能を設けていない。これは、実施例5と同様に、サブ波長構造の機械強度の起因する課題を生じさせないためである。   In Example 6, the antireflection function having the sub-wavelength structure is not provided on the exit side (right side) surface of the optical element 1c. This is because the problem due to the mechanical strength of the sub-wavelength structure does not occur as in the fifth embodiment.

実施例1の光学素子の断面図である。1 is a cross-sectional view of an optical element of Example 1. FIG. 実施例2の光学素子の断面図である。6 is a cross-sectional view of an optical element according to Example 2. FIG. 実施例3の光学素子の断面図である。6 is a cross-sectional view of an optical element according to Example 3. FIG. 実施例4の光学素子の断面図である。6 is a sectional view of an optical element according to Example 4. FIG. 実施例5の結像光学系の断面図である。10 is a cross-sectional view of an imaging optical system according to Example 5. FIG. 実施例6の観察光学系の断面図である。10 is a cross-sectional view of an observation optical system in Example 6. FIG. 本発明の光学素子の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the optical element of this invention. 比較例の光学素子の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the optical element of a comparative example. 比較例の光学素子の非光線有効部の反射率を示す図である。It is a figure which shows the reflectance of the non-light-effective part of the optical element of a comparative example. 従来の光学素子を表す図である。It is a figure showing the conventional optical element.

符号の説明Explanation of symbols

1 光学素子
2a,2b 光線有効部
3 非光線有効部
4 不透明な膜
5 光学系
6 撮影レンズ
7 反射ミラー
8 プリズム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical element 2a, 2b Light beam effective part 3 Non-light beam effective part 4 Opaque film | membrane 5 Optical system 6 Shooting lens 7 Reflecting mirror 8 Prism

Claims (9)

光線有効部に使用波長以下のサブ波長構造が形成された光学素子であって、非光線有効部に形成された使用波長以下のサブ波長構造と、前記非光線有効部のサブ波長構造上に形成された使用波長域の光に対して不透明な膜を有することを特徴とする光学素子。   An optical element in which a sub-wavelength structure with a sub-wavelength less than the use wavelength is formed in the light effective portion, formed on the sub-wavelength structure with a sub-wavelength less than the use wavelength formed in the non-light effective portion An optical element having a film opaque to the light in the used wavelength range. 前記光学素子はレンズであり、前記非光線有効部はレンズのコバ部であることを特徴とする請求項1の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a lens, and the non-light ray effective part is an edge part of the lens. 前記不透明な膜は、使用波長の光を吸収する吸収膜であることを特徴とする請求項1又は2の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the opaque film is an absorption film that absorbs light having a wavelength to be used. 前記使用波長は、400nm〜700nmの波長域であることを特徴とする請求項1〜3いずれかの光学素子。   The optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the wavelength used is in a wavelength range of 400 nm to 700 nm. 前記サブ波長構造は、アルミニウム又は酸化アルミニウムを含有する構造体であることを特徴とする請求項1〜4いずれかの光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the sub-wavelength structure is a structure containing aluminum or aluminum oxide. 前記サブ波長構造は、前記光学素子と同一の材料であることを特徴とする請求項1〜4いずれかの光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the sub-wavelength structure is made of the same material as the optical element. 前記不透明な膜は、コールタール及びコールタールピッチの少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項1〜6いずれかの光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the opaque film contains at least one of coal tar and coal tar pitch. 前記不透明な膜は、黒色顔料又は黒色染料のうち少なくともいずれか一方を含有することを特徴とする請求項1〜6いずれかの光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the opaque film contains at least one of a black pigment and a black dye. 請求項1〜8いずれかの光学素子を有することを特徴とする光学系。   An optical system comprising the optical element according to claim 1.
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