[发明专利]光学元件、光学系统、摄像装置、光学仪器及母版

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件、光学系统、摄像装置、光学仪器及母版。更具体地说，本发明涉及一种包括其表面上设置有亚波长结构体的光学元件的光学系统。

背景技术

在相关技术中，在光学元件的技术领域中已经使用用于抑制光表面反射的各种技术。作为这些技术中的一种，存在一种在光学元件表面上形成亚波长结构体的技术(例如，参考OPTICAL AND ELECTRO-OPTICAL ENGINEERING CONTACT，Vol.43，No.11(2005)，630-637)。

一般，对于在光学元件表面上设置有周期性凹凸形状的情形，当光透过其中时会发生衍射，并且透射光的直线传播分量大幅减少。然而，如果凹凸形状的节距比透射光的波长短，则不会发生衍射，因此能够实现良好的防反射效果。

上述防反射技术具有优良的防反射特性，并且因此已经研究了其在各种光学元件表面上的应用。例如，已经提出了一种在透镜表面上形成亚波长结构体的技术(例如，参考日本未审查专利申请公开No.2011-002853)。

发明内容

然而，对于其表面上设置有亚波长结构体的诸如透镜的光学元件用于摄像装置的光学系统中的情形，如果使用摄像装置拍摄光斑，则在捕获的图像中会出现线性亮线噪声。

期望提供一种即使在拍摄光斑等的情形下也能抑制线性亮线噪声的出现的光学元件、光学系统、摄像装置、光学仪器和母版。

根据本发明的实施方式，提供了一种光学系统，包括：光学元件，该光学元件具有多个亚波长结构体形成于其上的表面；以及摄像装置，该摄像装置具有用于感测经过该光学元件的光的摄像区域，其中，光学元件的表面具有散射入射光并且产生散射光的一个或两个以上区段，并且其中，到达摄像区域的散射光的分量总和小于到达摄像区域外的区域的散射光的分量总和。

在该实施方式中，由于到达摄像区域的散射光的分量总和小于到达摄像区域外的区域散射光的分量总和，所以能够减少入射到摄像装置的散射光。因此，能够抑制由散射光造成的线性亮线噪声的产生。

在实施方式中，散射光的强度分布优选具有各向异性。在这种情形下，散射光的强度分布优选根据数值孔径NA而不同，具体地，优选的是，在数值孔径NA≤0.8范围内散射光的强度分布的每单位立体角的强度小于在数值孔径NA＞0.8范围内散射光的强度分布的每单位立体角的强度。

在该实施方式中，摄像区域中的散射光的强度分布的最大值优选小于摄像区域外的区域中的散射光的强度分布的最大值。

在该实施方式中，多个亚波长结构体优选被布置为在光学元件的表面上形成多个行，并且在区段中，行的节距P与参考节距P相比是变化的。行的形状优选是线性或弧形。在采用这种形状的行的情形下，多个亚波长结构体优选形成点阵图案。点阵图案优选是六方点阵图案、准六方点阵图案、四方点阵图案以及准四方点阵图案中的至少一种。

在该实施方式中，优选地，摄像区域具有矩形形状，该矩形形状具有彼此相对的两组边，并且行的方向平行于两组边中的一组边的延伸方向。在该情形下，优选地，两组边包括一组彼此相对的短边和一组彼此相对的长边，并且行的方向平行于长边的延伸方向。此外，优选地，亚波长结构体是底面为具有长轴和短轴的椭圆形的椎体，并且底面的长轴方向对应于行的方向。

根据另一个实施方式，提供了一种光学元件，包括：形成于光学元件的表面上的多个亚波长结构体，其中多个亚波长结构体形成点阵图案，其中多个亚波长结构体被设置为在表面上形成多行轨迹，其中，表面散射一部分入射光，并且其中，散射光的强度和小于入射光的强度的和的1/500。

在该实施方式中，由于散射光的强度小于入射光的强度的1/500，所以能够抑制散射光的产生。因此，能够抑制由散射光造成的亮线噪声的产生。

在该实施方式中，轨迹之间的轨迹节距Tp优选是变化的。

在该实施方式中，点阵图案优选是六方点阵图案、准六方点阵图案、四方点阵图案和准四方点阵图案中的至少一种。

在该实施方式中，光学元件优选具有光从物体入射至的入射面以及来自入射面的光被输出所经由的出射面，并且亚波长结构体优选形成在入射面和出射面中的至少一个上。