[发明专利]光学部件、其制备方法和光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及经构成以提供减反射性能的光学部件、包括该光学部件的光学系统和光学部件的制备方法。特别地，本发明涉及经构成以在可见区至近红外区长期稳定地提供高减反射性能的光学部件和包括该光学部件的光学系统。

背景技术

已知具有有重复周期(均等于或低于可见区中的波长)并且有适当的间距和高度的周期微细结构的减反射结构体在宽波长范围内提供优异的减反射性能。形成周期微细结构的方法的已知实例是如下方法，其中通过涂布形成包括分散在其中的细颗粒的膜，该细颗粒均具有等于或低于可见区中的波长的粒径。

通过用微细加工设备，例如电子束石印系统、激光干涉曝光装置、半导体曝光装置或蚀刻装置图案化来形成周期微细结构的微细制造方法能够使我们控制该周期微细结构的间距和高度。也已知该微细制造方法提供具有优异的减反射性能的周期微细结构的形成。

日本专利公开No.9-202649公开了另一种方法，其中使由作为铝的氢氧化氧化物的勃姆石组成的凹凸结构在基材上生长以提供减反射效果。这种情况下，对通过真空沉积或液相法(溶胶-凝胶法)形成的氧化铝膜进行水蒸汽处理或热水浸渍处理以将其表面改变为具有板状晶体结构的勃姆石表面，由此提供减反射涂层。

尽管这种通过水蒸汽处理或热水浸渍处理形成板状晶体膜的方法简单，但需要将基材暴露于水蒸汽或热水。因此，如果基材由玻璃组成，在浸入热水的过程中一些成分可能浸出(leach)以妨碍板状晶体结构的生长或者残留在凹凸结构中，由此使减反射性能降低。

此外，如果恰恰使其成分容易浸出的玻璃在高温和高湿度下长期放置，成分可能浸出以使板状晶体膜的性能降低。为了防止成分从玻璃浸出，公开了使用具有扩散防止功能的层合膜的技术。例如，日本专利公开No.2006-259711公开了如下的减反射涂层提供比较稳定的减反射性能，其中将具有中间折射率的膜配置在基材与板状晶体膜(具有凹凸结构的勃姆石膜)之间。

对于光学部件，例如透镜，为了防止产生闪光和幻影的有害光的产生并且提供高质量、高性能的光学部件，进行了各种改进。例如，在光学部件的光线无效区域上配置遮光膜能够改善基于光学设计的有害光的吸收率以使反射率减小。这种情况下，采用通过涂布在光学部件的光线无效区域，例如侧端部上形成遮光膜的方法。

日本专利公开No.58-004946公开了由内表面反射防止涂料制成的遮光膜，该内表面反射防止涂料含有乙烯基酯或丙烯腈的偏氯乙烯系共聚物以及煤焦油或煤焦油沥青。该遮光膜在透镜的端面具有优异的减反射性能。

如上所述，尽管要求减反射涂层提供优异的减反射性能，但现有技术具有下述的问题。

在光线有效区域中形成保护膜的情况下，遮光膜位于光学部件的光线无效区域。这容易引起光线无效区域中的不均匀厚度或不均匀处理，由此使光线有效区域中经构成以防止反射的具有勃姆石凹凸结构的板状晶体膜的减反射功能降低。结果，使防止反射的光线有效区域的区域减小，由此导致光学部件的外观不良和反射率的增加。

在长期使用或高温和高湿度环境试验中，能够使位于光学部件的光线无效区域的遮光膜层离以引起外观不良。

此外，长期使用或环境耐久性试验后，成分从光学部件的基材的浸出能够改变为了防止反射而配置的板状晶体膜的光学性质。

鉴于上述状况而完成了本发明。本发明的方面提供长期具有稳定的减反射性能的光学部件、包括该光学部件的光学系统和光学部件的制备方法。

发明内容

根据本发明的方面，克服上述问题的光学部件包括：光线有效区域(ray effective area)，光线无效区域(ray ineffective area)，在该光线有效区域和至少部分该光线无效区域的至少一层连续的保护膜，在位于该光线无效区域的保护膜上配置的遮光膜，和在位于该光线有效区域的保护膜上配置的板状晶体膜，该板状晶体膜主要包括氧化铝并且在其表面上具有凹凸结构。

根据本发明的方面，克服上述问题的光学部件的制备方法包括如下步骤：在光线有效区域和至少部分光线无效区域形成至少一层连续的保护膜；在位于该光线无效区域的保护膜上形成遮光膜；在位于该光线有效区域的保护膜上形成含铝膜；和使该含铝膜与热水接触以在位于该光线有效区域的保护膜上形成板状晶体膜，该板状晶体膜在其表面上具有凹凸结构并且主要包括氧化铝。