光吸収構造体とその製造方法、およびレンズ鏡筒
【課題】表面反射を抑制した光吸収構造体を提供する。
【解決手段】所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体の製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップ（Ｓ１０４、Ｓ１０５）と、複合材料を溶媒に浸漬して無機材料微粒子を溶解除去し、所定の光の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部を形成するステップ（Ｓ１０７）とを備える。
【解決手段】所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体の製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップ（Ｓ１０４、Ｓ１０５）と、複合材料を溶媒に浸漬して無機材料微粒子を溶解除去し、所定の光の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部を形成するステップ（Ｓ１０７）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光吸収構造体とその製造方法に関し、特に、低屈折率の樹脂材料に分散された無機微粒子により形成された微小凹部を有し反射抑制作用を利用した光吸収構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、低屈折率物質を等価的に形成する方法として多孔性シリカ膜を用いることが知られている。例を挙げると、多孔性のシリカ中の空孔率を高めることで実質的に屈折率を低下させフレネル反射率を低減化する構成が特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、高分子樹脂材料の溶液を流延ベルト上でキャスティングする際に結露させ、有機溶媒と水の沸点の差を用いて多孔性のハニカム構造を付与する構成が特許文献２に開示されている。
【０００４】
また、ポリマー材料に空孔形成の鋳型になるテンプレート剤と重合反応開始剤を混ぜたものを基板に塗布後硬化させ、テンプレート剤を有機溶媒で溶解除去し、実質的に屈折率を低下させてフレネル反射率を低減させる構成が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５３０９号公報
【特許文献２】特開２００６−７０２５４号公報
【特許文献３】特開２００６−６９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された多孔性シリカ膜を形成する際、密着性確保のためには基板の事前洗浄と表面処理が必要であることに加え、５０〜２０００ｎｍの成膜厚みでは基本的に平板状の基板に塗布する工程が必要であり、厚みの制御が困難であるという問題があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されたキャスティングによる多孔性のハニカム構造の形成方法は、脱溶媒処理が必要なため厚いフィルムの生産性に限界がある、また溶媒回収工程が必要など設備が大型化するという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献３に開示された構成では、鋳型として用いるテンプレート剤の凝集を避けながらナノポア構造のポリマー膜の重合を進めるため、それぞれの材料の粘度、重量比などのパラメータに制約があり適用可能な材料が限られるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、少なくとも表面に微小空孔を形成することにより表面反射を抑制した光吸収構造体とその製造方法、およびそれを用いたレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の光吸収構造体は、所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体であって、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、樹脂層の所定の深さ領域に分散させた溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えている。
【００１１】
また、本発明の光吸収構造体の製造方法は、所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体の製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップと、複合材料を溶媒に浸漬して無機材料微粒子を溶解除去し、所定の光の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部を形成するステップとを備えている。
【００１２】
また、本発明のレンズ鏡筒は、内面に光吸収構造体を有するレンズ鏡筒であって、光吸収構造体が、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、樹脂層の所定の深さ領域に分散させた溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えている。
【００１３】
これらの構成により、光吸収構造体表面に光の波長以下の大きさの複数の微小凹部が形成されるので、優れた表面反射抑制効果を発現し、同時に有機樹脂材料の屈折率と空孔率によって決まる等価屈折率を低下させ、より反射抑制効果に優れた光吸収構造体を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、光の反射が少ない光吸収構造体を安価に、容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１、２、３における光吸収構造体の概要を示す図である。
【図２】図１に示す光吸収構造体の表面部の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１、２、３における光吸収構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態４におけるレンズ鏡筒を示す断面図である。
【図５】図４に示すレンズ鏡筒のＡ部の詳細を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
実施の形態１における光吸収構造体およびその製造方法について、図１、図２および図３を用いて説明する。
【００１８】
図１は実施の形態１における光吸収構造体１００の概要を示す図、図２は図１に示す光吸収構造体１００の表面部１０１の詳細を示す部分拡大断面図、図３は実施の形態１における光吸収構造体１００の製造方法を示すフローチャートである。
【００１９】
実施の形態１における光吸収構造体１００では、屈折率１．５３以下の低屈折率の有機樹脂材料１０２として、屈折率１．５２で、溶媒としての水に不溶の硬質塩化ビニル樹脂を用いている。溶媒である水に可溶性を有する無機材料微粒子１０３として塩化ナトリウムを用いている。
【００２０】
図３を用いて、実施の形態１における光吸収構造体１００を形成する製造方法について説明する。図３に示すように、有機樹脂材料１０２の硬質塩化ビニル樹脂と無機材料微粒子１０３の塩化ナトリウム微粒子とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子１０３の粒径としては、平均粒子径が１００ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３以下の粒径となるようにしている。なお、有機樹脂材料１０２が硬質塩化ビニル樹脂のような透明樹脂の場合は、予め染料または顔料により黒色に着色して用いている。
【００２１】
次に、有機樹脂材料１０２の硬質塩化ビニル樹脂を加熱軟化して流動化させ（ステップＳ１０３）、これに無機材料微粒子１０３の塩化ナトリウムの微粒子を添加し（ステップＳ１０４）攪拌混練することで、ナノサイズの無機材料微粒子１０３を有機樹脂材料１０２中に均一に分散させて複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。続いて、この複合材料を、例えばレンズ鏡筒の内面などに塗布することによって所定の形状に加工する（ステップＳ１０６）。
【００２２】
実施の形態１では、無機材料微粒子１０３として、水に溶解する塩化ナトリウムを用いている。そのため、所定の形状に加工された複合材料を溶媒の水に浸漬させると、図２に示すように、表面側にある塩化ナトリウムの無機材料微粒子１０３は溶媒の水により溶解、除去され（ステップＳ１０７）、少なくとも表面側にはその空隙としての微小凹部１０４が形成される。このとき、無機材料微粒子１０３の粒径としては、平均粒子径が１００ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３以下の粒径となるようにしていることから、形成された微小凹部１０４は可視光の所定の波長以下のピッチを有している。そのため、表面反射が抑えられた光吸収構造体１００が形成されることになる（ステップＳ１０８）。
【００２３】
また、溶媒となる水は表面部から内部に浸透して表面近傍に存在する無機材料微粒子１０３を溶解し、有機樹脂材料１０２中で無機材料微粒子１０３が凝集している部分では表面から有機樹脂材料１０２の内部に向って微小凹部１０４が形成される。無機材料微粒子１０３が特にナノサイズの微粒子の場合には、有機樹脂材料１０２中に完全な単独粒子として分散しにくいため、凝集した微粒子によって表面側から有機樹脂材料１０２中の所定深さまで微小凹部１０４が形成される。その結果、図２に示すように、有機樹脂材料１０２の所定深さの領域からは無機材料微粒子１０３が溶解せずに存在することになる。
【００２４】
したがって、等価的な屈折率が表面から中心部に向って小から大に変化し、光吸収構造体１００の反射をより一層抑制することが可能になっている。
【００２５】
なお、実施の形態１では、有機樹脂材料１０２として屈折率１．５２の硬質塩化ビニルを用いている。そのため、有機樹脂材料１０２中で無機材料微粒子１０３が除去されて形成された微小凹部１０４の割合を示す空孔率が０．５７であれば等価的な屈折率は１．２６になり、微小凹部２０４の形成が十分でなくても反射が抑制される。なお、空孔率が０．６４であれば等価的な屈折率は１．２２になり、微小凹部１０４の形成が十分でなくても反射がさらに抑制される。したがって、有機樹脂材料１０２中に微小凹部１０４を形成することによって有機樹脂材料１０２の強度低下を起こすことなく、等価屈折率を低下させることが可能になる。
【００２６】
なお、実施の形態１における光吸収構造体１００は、有機樹脂材料１０２である硬質塩化ビニル樹脂を黒色に着色して用いている。そのため、光吸収構造体１００内部に侵入した光は吸収減衰され再度表面から射出することが困難となる。
【００２７】
さらに、実施の形態１における光吸収構造体１００は、無機材料微粒子１０３の平均粒子径を所定の波長の１／３以下とすることで、光吸収構造体１００の少なくとも表面の微小凹部２０４のピッチが所定の光の波長以下となった微細構造となり反射が抑制される。
【００２８】
このとき、同時に、無機材料微粒子２０３と無機材料微粒子２０３が溶解除去された微小凹部２０４として形成された空孔による散乱を抑制する。
【００２９】
なお、上述の説明では、溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子１０３として、塩化ナトリウムを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、塩化ナトリウムに代えてナノサイズの安価な塩化カリウム、臭化カリウム等の塩を用いても同様にして光吸収構造体１００を得ることができる。
【００３０】
また、溶媒として水を例に挙げて説明したが、水に代えて無機材料微粒子１０３に対して可溶性を有する各種の酸を用いることもできる。
【００３１】
（実施の形態２）
実施の形態２における光吸収構造体およびその製造方法について、図１、図２および図３を用いて説明する。なお、実施の形態２における光吸収構造体およびその製造方法が実施の形態１と異なるのは、有機樹脂材料の材料組成と、無機材料微粒子の材料組成とが異なるのみである。そのため、実施の形態１と同様の図１〜図３を用いて説明する。
【００３２】
すなわち、図１は実施の形態２における光吸収構造体２００の概要を示す図、図２は図１に示す光吸収構造体２００の表面部２０１の詳細を示す部分拡大断面図、図３は実施の形態２における光吸収構造体２００の製造方法を示すフローチャートである。
【００３３】
実施の形態２における光吸収構造体２００では、有機樹脂材料２０２として、屈折率１．４９で、溶媒としての酸に不溶のアクリル樹脂を用い、アクリル樹脂は顔料としてのカーボンブラックによって黒色になっている。また、溶媒である酸に可溶性を有する無機材料微粒子２０３として、平均粒子径が４０ｎｍで可視光の短波長側の波長４００ｎｍの１／１０以下に微粒化されたフッ化マグネシウムを用いている。
【００３４】
図３を用いて、実施の形態２における光吸収構造体２００を形成する製造方法について説明する。図３に示すように、有機樹脂材料２０２のアクリル樹脂と無機材料微粒子２０３のフッ化マグネシウム微粒子とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子１０３の粒径としては、平均粒子径が４０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／１０以下の粒径となるようにしている。なお、有機樹脂材料２０２のアクリル樹脂は、前述のように予めカーボンブラックにより黒色に着色されている。
【００３５】
次に、有機樹脂材料２０２のアクリル樹脂を加熱軟化して流動化させ（ステップＳ１０３）、これに無機材料微粒子２０３のフッ化マグネシウムの微粒子を添加し（ステップＳ１０４）攪拌混練することで、ナノサイズの無機材料微粒子２０３を有機樹脂材料２０２中に均一に分散させて複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。続いて、この複合材料を、例えばレンズ鏡筒の内面などに塗布することによって所定の形状に加工する（ステップＳ１０６）。
【００３６】
実施の形態２では、無機材料微粒子２０３として、酸に溶解するフッ化マグネシウムを用いている。そのため、所定の形状に加工された複合材料を溶媒の酸である硝酸に浸漬させると、図２に示すように、表面側にあるフッ化マグネシウムの無機材料微粒子２０３は溶媒の酸により溶解、除去され（ステップＳ１０７）、少なくとも表面側にはその空隙としての微小凹部２０４が形成される。このとき、無機材料微粒子２０３の粒径としては、平均粒子径が４０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／１０以下の粒径となるようにしていることから、形成された微小凹部２０４は可視光の所定の波長以下のピッチを有している。そのため、表面反射が抑えられた光吸収構造体２００が形成されることになる（ステップＳ１０８）。
【００３７】
また、溶媒となる酸は表面部から内部に浸透して表面近傍に存在する無機材料微粒子２０３を溶解し、有機樹脂材料２０２中で無機材料微粒子２０３が凝集している部分では表面から有機樹脂材料２０２の内部に向って微小凹部２０４が形成される。無機材料微粒子２０３が特にナノサイズの微粒子の場合には、有機樹脂材料２０２中に完全な単独粒子として分散しにくいため、凝集した微粒子によって表面側から有機樹脂材料２０２中の所定深さまで微小凹部２０４が形成される。その結果、図２に示すように、有機樹脂材料２０２の所定深さの領域からは無機材料微粒子２０３が溶解せずに存在することになる。
【００３８】
したがって、等価的な屈折率が表面から中心部に向って小から大に変化し、光吸収構造体２００の反射をより一層抑制することが可能になっている。
【００３９】
なお、実施の形態２では、有機樹脂材料２０２として屈折率１．４９のアクリル樹脂を用いている。そのため、有機樹脂材料２０２中で無機材料微粒子２０３が除去されて形成された微小凹部２０４の割合を示す空孔率が０．５３であれば等価的な屈折率は１．２５になり、微小凹部２０４の形成が十分でなくても反射が抑制される。なお、空孔率が０．６であれば等価的な屈折率は１．２２になり、微小凹部２０４の形成が十分でなくても反射がさらに抑制される。したがって、有機樹脂材料２０２中に微小凹部２０４を形成することによって有機樹脂材料２０２の強度低下を起こすことなく、等価屈折率を低下させることが可能になる。
【００４０】
なお、実施の形態２における光吸収構造体２００は、有機樹脂材料２０２であるアクリル樹脂を黒色に着色して用いている。そのため、光吸収構造体２００内部に侵入した光は吸収減衰され再度表面から射出することが困難となる。
【００４１】
さらに、実施の形態２における光吸収構造体２００は、無機材料微粒子２０３の平均粒子径を所定の波長の１／１０以下とすることで、光吸収構造体２００の少なくとも表面の微小凹部２０４のピッチを所定の光の波長以下とし、斜め入射に対する反射をより抑制することができる。
【００４２】
なお、上述の説明では、硝酸に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子２０３として、フッ化マグネシウム例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、フッ化マグネシウムの代わりにフッ化カルシウムを用いても同様にして光吸収構造体２００を得ることができる。また、フッ化カルシウムを無機材料微粒子２０３として用いる場合は、溶媒として酸に代えて水を用いることもできる。
【００４３】
（実施の形態３）
実施の形態３における光吸収構造体およびその製造方法について、図１、図２および図３を用いて説明する。なお、実施の形態３における光吸収構造体およびその製造方法が実施の形態１および実施の形態２と異なるのは、有機樹脂材料の材料組成と、無機材料微粒子の材料組成とが異なるのみである。そのため、実施の形態１および実施の形態２と同様の図１〜図３を用いて説明する。
【００４４】
すなわち、図１は実施の形態３における光吸収構造体３００の概要を示す図、図２は図１に示す光吸収構造体３００の表面部３０１の詳細を示す部分拡大断面図、図３は実施の形態３における光吸収構造体３００の製造方法を示すフローチャートである。
【００４５】
実施の形態３における光吸収構造体３００では、有機樹脂材料３０２として、屈折率１．３６で、溶媒としての酸である塩酸に不溶のフッ素系ポリマー樹脂を用い、顔料としてのカーボンブラックによって黒色になっている。また、溶媒である塩酸に可溶性を有する無機材料微粒子３０３として、平均粒子径が１０ｎｍで可視光の短波長側の波長４００ｎｍの１／３０以下に微粒化されたアルミニウムを用いている。
【００４６】
図３を用いて、実施の形態３における光吸収構造体３００を形成する製造方法について説明する。図３に示すように、有機樹脂材料３０２のフッ素系ポリマー樹脂と無機材料微粒子３０３のアルミニウム微粒子とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子３０３の粒径としては、平均粒子径が１０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３０以下の粒径となるようにしている。なお、有機樹脂材料３０２のフッ素系ポリマー樹脂は、前述のように予めカーボンブラックにより黒色に着色されている。
【００４７】
次に、有機樹脂材料３０２のフッ素系ポリマー樹脂を加熱軟化して流動化させ（ステップＳ１０３）、これに無機材料微粒子３０３のアルミニウムの微粒子を添加し（ステップＳ１０４）攪拌混練することで、ナノサイズの無機材料微粒子３０３を有機樹脂材料３０２中に均一に分散させて複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。続いて、この複合材料を、例えばレンズ鏡筒の内面などに塗布することによって所定の形状に加工する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
実施の形態３では、無機材料微粒子３０３として、塩酸に溶解するアルミニウムを用いている。そのため、所定の形状に加工された複合材料を溶媒である塩酸に浸漬させると、図２に示すように、表面側にあるアルミニウムの無機材料微粒子３０３は溶媒の塩酸により溶解、除去され（ステップＳ１０７）、少なくとも表面側にはその空隙としての微小凹部３０４が形成される。このとき、無機材料微粒子３０３の粒径としては、平均粒子径が１０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３０以下の粒径となるようにしていることから、形成された微小凹部３０４は可視光の所定の波長以下のピッチを有している。そのため、表面反射が抑えられた光吸収構造体３００が形成されることになる（ステップＳ１０８）。
【００４９】
また、溶媒となる塩酸は表面部から内部に浸透して表面近傍に存在する無機材料微粒子３０３を溶解し、有機樹脂材料３０２中で無機材料微粒子３０３が凝集している部分では表面から有機樹脂材料３０２の内部に向って微小凹部３０４が形成される。無機材料微粒子３０３が特にナノサイズの微粒子の場合には、有機樹脂材料３０２中に完全な単独粒子として分散しにくいため、凝集した微粒子によって表面側から有機樹脂材料３０２中の所定深さまで微小凹部３０４が形成される。その結果、図２に示すように、有機樹脂材料３０２の所定深さの領域からは無機材料微粒子３０３が溶解せずに存在することになる。
【００５０】
したがって、等価的な屈折率が表面から中心部に向って小から大に変化し、光吸収構造体３００の反射をより一層抑制することが可能になっている。
【００５１】
なお、実施の形態３では、有機樹脂材料３０２として屈折率１．３６のフッ素系ポリマー樹脂を用いている。そのため、有機樹脂材料３０２中で無機材料微粒子３０３が除去されて形成された微小凹部３０４の割合を示す空孔率が０．３２であれば等価的な屈折率は１．２６になり、微小凹部３０４の形成が十分でなくても反射が抑制される。なお、空孔率が０．４２であれば等価的な屈折率は１．２２になり、微小凹部３０４の形成が十分でなくても反射がさらに抑制される。したがって、有機樹脂材料３０２中に微小凹部３０４を形成することによって有機樹脂材料３０２の強度低下を起こすことなく、等価屈折率を低下させることが可能になる。
【００５２】
なお、実施の形態３における光吸収構造体３００は、有機樹脂材料３０２であるフッ素系ポリマー樹脂を黒色に着色して用いている。そのため、光吸収構造体３００内部に侵入した光は吸収減衰され再度表面から射出することが困難となる。
【００５３】
さらに、実施の形態３における光吸収構造体３００は、無機材料微粒子３０３の平均粒子径を所定の波長の１／３０以下とすることで、光吸収構造体３００の少なくとも表面の微小凹部３０４のピッチを所定の光の波長以下とし、斜め入射に対する反射をより一層抑制して、微小凹部３０４による散乱を抑制することができる。
【００５４】
なお、上述の説明では、硝酸に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子３０３として、アルミニウムを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、アルミニウムの代わりに鉄、銅、亜鉛などの金属でも各々に最適な酸を溶媒として用いることができる。
【００５５】
（実施の形態４）
実施の形態４では、実施の形態１から実施の形態３で説明した光吸収構造体をレンズ鏡筒に適用した場合について説明する。図４は実施の形態４におけるレンズ鏡筒を示す断面図であり、図５は図４に示すレンズ鏡筒のＡ部の詳細を示す断面図である。
【００５６】
レンズ鏡筒５００は円筒形状を有し、外筒部５０１とその内面に形成された内筒部５０２とにより構成されている。このような構成は射出成形の２色成型法などを用いて形成され、レンズ鏡筒５００の外筒部５０１を成形後、その内面に内筒部５０２を形成している。
【００５７】
ここで、実施の形態４では、内筒部５０２が実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体によって形成されている。すなわち、図５に示すように、内筒部５０２は溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層５０３と、樹脂層５０３の少なくとも表面、すなわちレンズ鏡筒５００の中心側に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部５０４と、樹脂層５０３の所定の深さ領域に分散させた溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子５０５とを備えている。
【００５８】
実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体を製造する際の複合材料を、レンズ鏡筒５００の内筒部５０２として形成し、その後、溶媒への浸漬処理によって、少なくとも内筒部５０２の表面側に微小凹部５０４を形成するようにしている。
【００５９】
このように構成した内筒部５０２は、実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体と同様の、反射抑制効果を有する。すなわち、レンズ鏡筒５００の内面に入射する光が吸収され、撮像フィルムあるいは撮像素子にフレアとして入射することを抑制し、フレアのない高コントラストの撮像光学系を実現することができる。
【００６０】
なお、上述の実施の形態１から実施の形態３においてそれぞれ例示した有機樹脂材料や無機材料微粒子は一例であって、レンズ鏡筒５００に適用するに当たってこれらの材料に限定されることはなく、他の樹脂材料でも同様に扱うことができる。
【００６１】
なお、上述の実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体において、有機樹脂材料の屈折率ｘと、無機材料微粒子の溶解除去によって形成される光吸収構造体中の空孔率ｙとによる反射抑制効果を調べた。その結果、光吸収構造体の反射抑制効果を高めるために、以下の条件であることが望ましいことを見出している。
【００６２】
すなわち、次式によれば等価屈折率を低下させ反射を抑制することができる。
【００６３】
−０．０５＜ｙ＋０．０２５ｘ２−０．２０５ｘ−０．１４
また、さらに望ましくは、次式のようにすると、より等価屈折率を低下させ反射を抑制し、同時に光吸収構造体としての機械的特性の低下をも抑制することができる。
【００６４】
−０．０５＜ｙ＋０．０２ｘ２−０．１７ｘ−０．２７
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明における光吸収構造体は、表面に入射する光の反射を抑制することができるため、レンズ鏡筒におけるフレアを低減することができるなど撮像光学系などに有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１００，２００，３００ 光吸収構造体
１０１，２０１，３０１ 表面部
１０２，２０２，３０２ 有機樹脂材料
１０３，２０３，３０３，５０５ 無機材料微粒子
１０４，２０４，３０４，５０４ 微小凹部
５００ レンズ鏡筒
５０１ 外筒部
５０２ 内筒部
５０３ 樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光吸収構造体とその製造方法に関し、特に、低屈折率の樹脂材料に分散された無機微粒子により形成された微小凹部を有し反射抑制作用を利用した光吸収構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、低屈折率物質を等価的に形成する方法として多孔性シリカ膜を用いることが知られている。例を挙げると、多孔性のシリカ中の空孔率を高めることで実質的に屈折率を低下させフレネル反射率を低減化する構成が特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、高分子樹脂材料の溶液を流延ベルト上でキャスティングする際に結露させ、有機溶媒と水の沸点の差を用いて多孔性のハニカム構造を付与する構成が特許文献２に開示されている。
【０００４】
また、ポリマー材料に空孔形成の鋳型になるテンプレート剤と重合反応開始剤を混ぜたものを基板に塗布後硬化させ、テンプレート剤を有機溶媒で溶解除去し、実質的に屈折率を低下させてフレネル反射率を低減させる構成が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５３０９号公報
【特許文献２】特開２００６−７０２５４号公報
【特許文献３】特開２００６−６９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された多孔性シリカ膜を形成する際、密着性確保のためには基板の事前洗浄と表面処理が必要であることに加え、５０〜２０００ｎｍの成膜厚みでは基本的に平板状の基板に塗布する工程が必要であり、厚みの制御が困難であるという問題があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されたキャスティングによる多孔性のハニカム構造の形成方法は、脱溶媒処理が必要なため厚いフィルムの生産性に限界がある、また溶媒回収工程が必要など設備が大型化するという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献３に開示された構成では、鋳型として用いるテンプレート剤の凝集を避けながらナノポア構造のポリマー膜の重合を進めるため、それぞれの材料の粘度、重量比などのパラメータに制約があり適用可能な材料が限られるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、少なくとも表面に微小空孔を形成することにより表面反射を抑制した光吸収構造体とその製造方法、およびそれを用いたレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の光吸収構造体は、所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体であって、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、樹脂層の所定の深さ領域に分散させた溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えている。
【００１１】
また、本発明の光吸収構造体の製造方法は、所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体の製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップと、複合材料を溶媒に浸漬して無機材料微粒子を溶解除去し、所定の光の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部を形成するステップとを備えている。
【００１２】
また、本発明のレンズ鏡筒は、内面に光吸収構造体を有するレンズ鏡筒であって、光吸収構造体が、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、樹脂層の所定の深さ領域に分散させた溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えている。
【００１３】
これらの構成により、光吸収構造体表面に光の波長以下の大きさの複数の微小凹部が形成されるので、優れた表面反射抑制効果を発現し、同時に有機樹脂材料の屈折率と空孔率によって決まる等価屈折率を低下させ、より反射抑制効果に優れた光吸収構造体を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、光の反射が少ない光吸収構造体を安価に、容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１、２、３における光吸収構造体の概要を示す図である。
【図２】図１に示す光吸収構造体の表面部の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１、２、３における光吸収構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態４におけるレンズ鏡筒を示す断面図である。
【図５】図４に示すレンズ鏡筒のＡ部の詳細を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
実施の形態１における光吸収構造体およびその製造方法について、図１、図２および図３を用いて説明する。
【００１８】
図１は実施の形態１における光吸収構造体１００の概要を示す図、図２は図１に示す光吸収構造体１００の表面部１０１の詳細を示す部分拡大断面図、図３は実施の形態１における光吸収構造体１００の製造方法を示すフローチャートである。
【００１９】
実施の形態１における光吸収構造体１００では、屈折率１．５３以下の低屈折率の有機樹脂材料１０２として、屈折率１．５２で、溶媒としての水に不溶の硬質塩化ビニル樹脂を用いている。溶媒である水に可溶性を有する無機材料微粒子１０３として塩化ナトリウムを用いている。
【００２０】
図３を用いて、実施の形態１における光吸収構造体１００を形成する製造方法について説明する。図３に示すように、有機樹脂材料１０２の硬質塩化ビニル樹脂と無機材料微粒子１０３の塩化ナトリウム微粒子とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子１０３の粒径としては、平均粒子径が１００ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３以下の粒径となるようにしている。なお、有機樹脂材料１０２が硬質塩化ビニル樹脂のような透明樹脂の場合は、予め染料または顔料により黒色に着色して用いている。
【００２１】
次に、有機樹脂材料１０２の硬質塩化ビニル樹脂を加熱軟化して流動化させ（ステップＳ１０３）、これに無機材料微粒子１０３の塩化ナトリウムの微粒子を添加し（ステップＳ１０４）攪拌混練することで、ナノサイズの無機材料微粒子１０３を有機樹脂材料１０２中に均一に分散させて複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。続いて、この複合材料を、例えばレンズ鏡筒の内面などに塗布することによって所定の形状に加工する（ステップＳ１０６）。
【００２２】
実施の形態１では、無機材料微粒子１０３として、水に溶解する塩化ナトリウムを用いている。そのため、所定の形状に加工された複合材料を溶媒の水に浸漬させると、図２に示すように、表面側にある塩化ナトリウムの無機材料微粒子１０３は溶媒の水により溶解、除去され（ステップＳ１０７）、少なくとも表面側にはその空隙としての微小凹部１０４が形成される。このとき、無機材料微粒子１０３の粒径としては、平均粒子径が１００ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３以下の粒径となるようにしていることから、形成された微小凹部１０４は可視光の所定の波長以下のピッチを有している。そのため、表面反射が抑えられた光吸収構造体１００が形成されることになる（ステップＳ１０８）。
【００２３】
また、溶媒となる水は表面部から内部に浸透して表面近傍に存在する無機材料微粒子１０３を溶解し、有機樹脂材料１０２中で無機材料微粒子１０３が凝集している部分では表面から有機樹脂材料１０２の内部に向って微小凹部１０４が形成される。無機材料微粒子１０３が特にナノサイズの微粒子の場合には、有機樹脂材料１０２中に完全な単独粒子として分散しにくいため、凝集した微粒子によって表面側から有機樹脂材料１０２中の所定深さまで微小凹部１０４が形成される。その結果、図２に示すように、有機樹脂材料１０２の所定深さの領域からは無機材料微粒子１０３が溶解せずに存在することになる。
【００２４】
したがって、等価的な屈折率が表面から中心部に向って小から大に変化し、光吸収構造体１００の反射をより一層抑制することが可能になっている。
【００２５】
なお、実施の形態１では、有機樹脂材料１０２として屈折率１．５２の硬質塩化ビニルを用いている。そのため、有機樹脂材料１０２中で無機材料微粒子１０３が除去されて形成された微小凹部１０４の割合を示す空孔率が０．５７であれば等価的な屈折率は１．２６になり、微小凹部２０４の形成が十分でなくても反射が抑制される。なお、空孔率が０．６４であれば等価的な屈折率は１．２２になり、微小凹部１０４の形成が十分でなくても反射がさらに抑制される。したがって、有機樹脂材料１０２中に微小凹部１０４を形成することによって有機樹脂材料１０２の強度低下を起こすことなく、等価屈折率を低下させることが可能になる。
【００２６】
なお、実施の形態１における光吸収構造体１００は、有機樹脂材料１０２である硬質塩化ビニル樹脂を黒色に着色して用いている。そのため、光吸収構造体１００内部に侵入した光は吸収減衰され再度表面から射出することが困難となる。
【００２７】
さらに、実施の形態１における光吸収構造体１００は、無機材料微粒子１０３の平均粒子径を所定の波長の１／３以下とすることで、光吸収構造体１００の少なくとも表面の微小凹部２０４のピッチが所定の光の波長以下となった微細構造となり反射が抑制される。
【００２８】
このとき、同時に、無機材料微粒子２０３と無機材料微粒子２０３が溶解除去された微小凹部２０４として形成された空孔による散乱を抑制する。
【００２９】
なお、上述の説明では、溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子１０３として、塩化ナトリウムを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、塩化ナトリウムに代えてナノサイズの安価な塩化カリウム、臭化カリウム等の塩を用いても同様にして光吸収構造体１００を得ることができる。
【００３０】
また、溶媒として水を例に挙げて説明したが、水に代えて無機材料微粒子１０３に対して可溶性を有する各種の酸を用いることもできる。
【００３１】
（実施の形態２）
実施の形態２における光吸収構造体およびその製造方法について、図１、図２および図３を用いて説明する。なお、実施の形態２における光吸収構造体およびその製造方法が実施の形態１と異なるのは、有機樹脂材料の材料組成と、無機材料微粒子の材料組成とが異なるのみである。そのため、実施の形態１と同様の図１〜図３を用いて説明する。
【００３２】
すなわち、図１は実施の形態２における光吸収構造体２００の概要を示す図、図２は図１に示す光吸収構造体２００の表面部２０１の詳細を示す部分拡大断面図、図３は実施の形態２における光吸収構造体２００の製造方法を示すフローチャートである。
【００３３】
実施の形態２における光吸収構造体２００では、有機樹脂材料２０２として、屈折率１．４９で、溶媒としての酸に不溶のアクリル樹脂を用い、アクリル樹脂は顔料としてのカーボンブラックによって黒色になっている。また、溶媒である酸に可溶性を有する無機材料微粒子２０３として、平均粒子径が４０ｎｍで可視光の短波長側の波長４００ｎｍの１／１０以下に微粒化されたフッ化マグネシウムを用いている。
【００３４】
図３を用いて、実施の形態２における光吸収構造体２００を形成する製造方法について説明する。図３に示すように、有機樹脂材料２０２のアクリル樹脂と無機材料微粒子２０３のフッ化マグネシウム微粒子とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子１０３の粒径としては、平均粒子径が４０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／１０以下の粒径となるようにしている。なお、有機樹脂材料２０２のアクリル樹脂は、前述のように予めカーボンブラックにより黒色に着色されている。
【００３５】
次に、有機樹脂材料２０２のアクリル樹脂を加熱軟化して流動化させ（ステップＳ１０３）、これに無機材料微粒子２０３のフッ化マグネシウムの微粒子を添加し（ステップＳ１０４）攪拌混練することで、ナノサイズの無機材料微粒子２０３を有機樹脂材料２０２中に均一に分散させて複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。続いて、この複合材料を、例えばレンズ鏡筒の内面などに塗布することによって所定の形状に加工する（ステップＳ１０６）。
【００３６】
実施の形態２では、無機材料微粒子２０３として、酸に溶解するフッ化マグネシウムを用いている。そのため、所定の形状に加工された複合材料を溶媒の酸である硝酸に浸漬させると、図２に示すように、表面側にあるフッ化マグネシウムの無機材料微粒子２０３は溶媒の酸により溶解、除去され（ステップＳ１０７）、少なくとも表面側にはその空隙としての微小凹部２０４が形成される。このとき、無機材料微粒子２０３の粒径としては、平均粒子径が４０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／１０以下の粒径となるようにしていることから、形成された微小凹部２０４は可視光の所定の波長以下のピッチを有している。そのため、表面反射が抑えられた光吸収構造体２００が形成されることになる（ステップＳ１０８）。
【００３７】
また、溶媒となる酸は表面部から内部に浸透して表面近傍に存在する無機材料微粒子２０３を溶解し、有機樹脂材料２０２中で無機材料微粒子２０３が凝集している部分では表面から有機樹脂材料２０２の内部に向って微小凹部２０４が形成される。無機材料微粒子２０３が特にナノサイズの微粒子の場合には、有機樹脂材料２０２中に完全な単独粒子として分散しにくいため、凝集した微粒子によって表面側から有機樹脂材料２０２中の所定深さまで微小凹部２０４が形成される。その結果、図２に示すように、有機樹脂材料２０２の所定深さの領域からは無機材料微粒子２０３が溶解せずに存在することになる。
【００３８】
したがって、等価的な屈折率が表面から中心部に向って小から大に変化し、光吸収構造体２００の反射をより一層抑制することが可能になっている。
【００３９】
なお、実施の形態２では、有機樹脂材料２０２として屈折率１．４９のアクリル樹脂を用いている。そのため、有機樹脂材料２０２中で無機材料微粒子２０３が除去されて形成された微小凹部２０４の割合を示す空孔率が０．５３であれば等価的な屈折率は１．２５になり、微小凹部２０４の形成が十分でなくても反射が抑制される。なお、空孔率が０．６であれば等価的な屈折率は１．２２になり、微小凹部２０４の形成が十分でなくても反射がさらに抑制される。したがって、有機樹脂材料２０２中に微小凹部２０４を形成することによって有機樹脂材料２０２の強度低下を起こすことなく、等価屈折率を低下させることが可能になる。
【００４０】
なお、実施の形態２における光吸収構造体２００は、有機樹脂材料２０２であるアクリル樹脂を黒色に着色して用いている。そのため、光吸収構造体２００内部に侵入した光は吸収減衰され再度表面から射出することが困難となる。
【００４１】
さらに、実施の形態２における光吸収構造体２００は、無機材料微粒子２０３の平均粒子径を所定の波長の１／１０以下とすることで、光吸収構造体２００の少なくとも表面の微小凹部２０４のピッチを所定の光の波長以下とし、斜め入射に対する反射をより抑制することができる。
【００４２】
なお、上述の説明では、硝酸に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子２０３として、フッ化マグネシウム例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、フッ化マグネシウムの代わりにフッ化カルシウムを用いても同様にして光吸収構造体２００を得ることができる。また、フッ化カルシウムを無機材料微粒子２０３として用いる場合は、溶媒として酸に代えて水を用いることもできる。
【００４３】
（実施の形態３）
実施の形態３における光吸収構造体およびその製造方法について、図１、図２および図３を用いて説明する。なお、実施の形態３における光吸収構造体およびその製造方法が実施の形態１および実施の形態２と異なるのは、有機樹脂材料の材料組成と、無機材料微粒子の材料組成とが異なるのみである。そのため、実施の形態１および実施の形態２と同様の図１〜図３を用いて説明する。
【００４４】
すなわち、図１は実施の形態３における光吸収構造体３００の概要を示す図、図２は図１に示す光吸収構造体３００の表面部３０１の詳細を示す部分拡大断面図、図３は実施の形態３における光吸収構造体３００の製造方法を示すフローチャートである。
【００４５】
実施の形態３における光吸収構造体３００では、有機樹脂材料３０２として、屈折率１．３６で、溶媒としての酸である塩酸に不溶のフッ素系ポリマー樹脂を用い、顔料としてのカーボンブラックによって黒色になっている。また、溶媒である塩酸に可溶性を有する無機材料微粒子３０３として、平均粒子径が１０ｎｍで可視光の短波長側の波長４００ｎｍの１／３０以下に微粒化されたアルミニウムを用いている。
【００４６】
図３を用いて、実施の形態３における光吸収構造体３００を形成する製造方法について説明する。図３に示すように、有機樹脂材料３０２のフッ素系ポリマー樹脂と無機材料微粒子３０３のアルミニウム微粒子とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子３０３の粒径としては、平均粒子径が１０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３０以下の粒径となるようにしている。なお、有機樹脂材料３０２のフッ素系ポリマー樹脂は、前述のように予めカーボンブラックにより黒色に着色されている。
【００４７】
次に、有機樹脂材料３０２のフッ素系ポリマー樹脂を加熱軟化して流動化させ（ステップＳ１０３）、これに無機材料微粒子３０３のアルミニウムの微粒子を添加し（ステップＳ１０４）攪拌混練することで、ナノサイズの無機材料微粒子３０３を有機樹脂材料３０２中に均一に分散させて複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。続いて、この複合材料を、例えばレンズ鏡筒の内面などに塗布することによって所定の形状に加工する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
実施の形態３では、無機材料微粒子３０３として、塩酸に溶解するアルミニウムを用いている。そのため、所定の形状に加工された複合材料を溶媒である塩酸に浸漬させると、図２に示すように、表面側にあるアルミニウムの無機材料微粒子３０３は溶媒の塩酸により溶解、除去され（ステップＳ１０７）、少なくとも表面側にはその空隙としての微小凹部３０４が形成される。このとき、無機材料微粒子３０３の粒径としては、平均粒子径が１０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３０以下の粒径となるようにしていることから、形成された微小凹部３０４は可視光の所定の波長以下のピッチを有している。そのため、表面反射が抑えられた光吸収構造体３００が形成されることになる（ステップＳ１０８）。
【００４９】
また、溶媒となる塩酸は表面部から内部に浸透して表面近傍に存在する無機材料微粒子３０３を溶解し、有機樹脂材料３０２中で無機材料微粒子３０３が凝集している部分では表面から有機樹脂材料３０２の内部に向って微小凹部３０４が形成される。無機材料微粒子３０３が特にナノサイズの微粒子の場合には、有機樹脂材料３０２中に完全な単独粒子として分散しにくいため、凝集した微粒子によって表面側から有機樹脂材料３０２中の所定深さまで微小凹部３０４が形成される。その結果、図２に示すように、有機樹脂材料３０２の所定深さの領域からは無機材料微粒子３０３が溶解せずに存在することになる。
【００５０】
したがって、等価的な屈折率が表面から中心部に向って小から大に変化し、光吸収構造体３００の反射をより一層抑制することが可能になっている。
【００５１】
なお、実施の形態３では、有機樹脂材料３０２として屈折率１．３６のフッ素系ポリマー樹脂を用いている。そのため、有機樹脂材料３０２中で無機材料微粒子３０３が除去されて形成された微小凹部３０４の割合を示す空孔率が０．３２であれば等価的な屈折率は１．２６になり、微小凹部３０４の形成が十分でなくても反射が抑制される。なお、空孔率が０．４２であれば等価的な屈折率は１．２２になり、微小凹部３０４の形成が十分でなくても反射がさらに抑制される。したがって、有機樹脂材料３０２中に微小凹部３０４を形成することによって有機樹脂材料３０２の強度低下を起こすことなく、等価屈折率を低下させることが可能になる。
【００５２】
なお、実施の形態３における光吸収構造体３００は、有機樹脂材料３０２であるフッ素系ポリマー樹脂を黒色に着色して用いている。そのため、光吸収構造体３００内部に侵入した光は吸収減衰され再度表面から射出することが困難となる。
【００５３】
さらに、実施の形態３における光吸収構造体３００は、無機材料微粒子３０３の平均粒子径を所定の波長の１／３０以下とすることで、光吸収構造体３００の少なくとも表面の微小凹部３０４のピッチを所定の光の波長以下とし、斜め入射に対する反射をより一層抑制して、微小凹部３０４による散乱を抑制することができる。
【００５４】
なお、上述の説明では、硝酸に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子３０３として、アルミニウムを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、アルミニウムの代わりに鉄、銅、亜鉛などの金属でも各々に最適な酸を溶媒として用いることができる。
【００５５】
（実施の形態４）
実施の形態４では、実施の形態１から実施の形態３で説明した光吸収構造体をレンズ鏡筒に適用した場合について説明する。図４は実施の形態４におけるレンズ鏡筒を示す断面図であり、図５は図４に示すレンズ鏡筒のＡ部の詳細を示す断面図である。
【００５６】
レンズ鏡筒５００は円筒形状を有し、外筒部５０１とその内面に形成された内筒部５０２とにより構成されている。このような構成は射出成形の２色成型法などを用いて形成され、レンズ鏡筒５００の外筒部５０１を成形後、その内面に内筒部５０２を形成している。
【００５７】
ここで、実施の形態４では、内筒部５０２が実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体によって形成されている。すなわち、図５に示すように、内筒部５０２は溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層５０３と、樹脂層５０３の少なくとも表面、すなわちレンズ鏡筒５００の中心側に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部５０４と、樹脂層５０３の所定の深さ領域に分散させた溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子５０５とを備えている。
【００５８】
実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体を製造する際の複合材料を、レンズ鏡筒５００の内筒部５０２として形成し、その後、溶媒への浸漬処理によって、少なくとも内筒部５０２の表面側に微小凹部５０４を形成するようにしている。
【００５９】
このように構成した内筒部５０２は、実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体と同様の、反射抑制効果を有する。すなわち、レンズ鏡筒５００の内面に入射する光が吸収され、撮像フィルムあるいは撮像素子にフレアとして入射することを抑制し、フレアのない高コントラストの撮像光学系を実現することができる。
【００６０】
なお、上述の実施の形態１から実施の形態３においてそれぞれ例示した有機樹脂材料や無機材料微粒子は一例であって、レンズ鏡筒５００に適用するに当たってこれらの材料に限定されることはなく、他の樹脂材料でも同様に扱うことができる。
【００６１】
なお、上述の実施の形態１から実施の形態３で述べた光吸収構造体において、有機樹脂材料の屈折率ｘと、無機材料微粒子の溶解除去によって形成される光吸収構造体中の空孔率ｙとによる反射抑制効果を調べた。その結果、光吸収構造体の反射抑制効果を高めるために、以下の条件であることが望ましいことを見出している。
【００６２】
すなわち、次式によれば等価屈折率を低下させ反射を抑制することができる。
【００６３】
−０．０５＜ｙ＋０．０２５ｘ２−０．２０５ｘ−０．１４
また、さらに望ましくは、次式のようにすると、より等価屈折率を低下させ反射を抑制し、同時に光吸収構造体としての機械的特性の低下をも抑制することができる。
【００６４】
−０．０５＜ｙ＋０．０２ｘ２−０．１７ｘ−０．２７
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明における光吸収構造体は、表面に入射する光の反射を抑制することができるため、レンズ鏡筒におけるフレアを低減することができるなど撮像光学系などに有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１００，２００，３００ 光吸収構造体
１０１，２０１，３０１ 表面部
１０２，２０２，３０２ 有機樹脂材料
１０３，２０３，３０３，５０５ 無機材料微粒子
１０４，２０４，３０４，５０４ 微小凹部
５００ レンズ鏡筒
５０１ 外筒部
５０２ 内筒部
５０３ 樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体であって、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、前記樹脂層の所定の深さ領域に分散させた前記溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えたことを特徴とする光吸収構造体。
【請求項２】
前記樹脂材料と前記無機材料微粒子とで複合材料を構成し、前記複合材料における前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率が０．５７以上であることを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
【請求項３】
前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率をｙ、前記樹脂材料の所定の波長における屈折率をｘとしたとき、下記の式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
−０．０５＜ｙ＋０．０２５ｘ２−０．２０５ｘ−０．１４ ・・・ （１）
【請求項４】
前記微小凹部のサイズが１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
【請求項５】
前記樹脂材料が黒色であることを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
【請求項６】
所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体の製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に前記溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップと、前記複合材料を前記溶媒に浸漬して前記無機材料微粒子を溶解除去し、所定の光の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部を形成するステップとを備えたことを特徴とする光吸収構造体の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂材料と前記無機材料微粒子とで複合材料を構成し、前記複合材料における前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率を０．５７以上としたことを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項８】
前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率をｙ、前記樹脂材料の所定の波長における屈折率をｘとしたとき、下記の式（２）を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
−０．０５＜ｙ＋０．０２５ｘ２−０．２０５ｘ−０．１４ ・・・ （２）
【請求項９】
前記無機材料微粒子が金属塩であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記無機材料微粒子がフッ化物であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記無機材料微粒子が金属であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂材料が黒色であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂材料中に分散させる前記無機材料微粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１４】
内面に光吸収構造体を有するレンズ鏡筒であって、前記光吸収構造体が、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、前記樹脂層の所定の深さ領域に分散させた前記溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１】
所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体であって、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、前記樹脂層の所定の深さ領域に分散させた前記溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えたことを特徴とする光吸収構造体。
【請求項２】
前記樹脂材料と前記無機材料微粒子とで複合材料を構成し、前記複合材料における前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率が０．５７以上であることを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
【請求項３】
前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率をｙ、前記樹脂材料の所定の波長における屈折率をｘとしたとき、下記の式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
−０．０５＜ｙ＋０．０２５ｘ２−０．２０５ｘ−０．１４ ・・・ （１）
【請求項４】
前記微小凹部のサイズが１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
【請求項５】
前記樹脂材料が黒色であることを特徴とする請求項１に記載の光吸収構造体。
【請求項６】
所定の波長以上の光反射を抑制する光吸収構造体の製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に前記溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップと、前記複合材料を前記溶媒に浸漬して前記無機材料微粒子を溶解除去し、所定の光の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部を形成するステップとを備えたことを特徴とする光吸収構造体の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂材料と前記無機材料微粒子とで複合材料を構成し、前記複合材料における前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率を０．５７以上としたことを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項８】
前記無機材料微粒子が前記溶媒で溶解除去された部分の空孔率をｙ、前記樹脂材料の所定の波長における屈折率をｘとしたとき、下記の式（２）を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
−０．０５＜ｙ＋０．０２５ｘ２−０．２０５ｘ−０．１４ ・・・ （２）
【請求項９】
前記無機材料微粒子が金属塩であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記無機材料微粒子がフッ化物であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記無機材料微粒子が金属であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂材料が黒色であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂材料中に分散させる前記無機材料微粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の光吸収構造体の製造方法。
【請求項１４】
内面に光吸収構造体を有するレンズ鏡筒であって、前記光吸収構造体が、溶媒に不溶の樹脂材料からなる樹脂層と、前記樹脂層の少なくとも表面に形成された所定の波長以下のピッチを有する複数の微小凹部と、前記樹脂層の所定の深さ領域に分散させた前記溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５９５４８（Ｐ２０１１−５９５４８Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１１３９１（Ｐ２００９−２１１３９１）
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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