光学系

【課題】微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有することで、高い反射防止特性を有し、かつ、高温下や長期間の使用でもレンズが曇るなどの性能劣化の無い、信頼性に優れた光学系を提供すること。
【解決手段】平均ピッチが400nm以下の複数の微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有するレンズと、該レンズを保持する鏡筒とを有した光学系において、該鏡筒の表面の一部乃至全部には、フッ素を含有する塗膜を形成したことを特徴としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学系に関し、特に微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有する光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス、プラスチックなどの透光性媒質（透光性部材）を用いたレンズにおいては、表面反射による透過光の損失を低減させるために光入出射面に反射防止膜を設けるなどの表面処理を施している。例えば可視光に対する反射防止膜としては、誘電体薄膜を複数層重ねた多層膜が知られている。この多層膜は、透光性の基板表面に真空蒸着により金属酸化物等を成膜して形成されている。
【０００３】
近年、デジタルカメラ用レンズなどの光学系においては、高い光学性能を有し、かつ光学系全体が小型軽量であることが求められている。そして、これに対応して口径の大きなレンズや曲率半径の小さな面を有するレンズが多く使用されるようになってきている。
【０００４】
このようなレンズを光学系に用いるとレンズ周辺部では光線が大きな角度で入射する。このため誘電体薄膜を多層積層した反射防止膜では、入射角が広範囲となるため反射を十分抑制することができず、ゴーストやフレアなどの有害光が発生する原因となっている。
【０００５】
そうした状況を鑑みて、特許文献１では、光学素子の少なくとも１つ以上の光学面に、可視光波長よりも短い周期の微細凹凸周期構造を備えた構成としている。
【特許文献１】特開２００５−１５７１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に開示された従来技術では、微細凹凸構造を備えたことで、広い光線入射角に対して、反射防止効果を得たとしている。しかしながら、可視光波長よりも短い周期の微細凹凸構造は、通常のレンズ表面に対し表面積が非常に大きい、という特徴を持っている。そのために、例えば高温下での使用や長期間の保管（放置）等により、鏡筒内面に吸着していた水分などが放出し、微細凹凸構造に吸着して曇りが発生する、という問題点を有していた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有することで、高い反射防止特性を有し、かつ、高温下での使用や長期間の保管でもレンズが曇るなどの性能劣化の無い、信頼性に優れた光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、平均ピッチが400nm以下の複数の微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有するレンズと、該レンズを保持する鏡筒とを有した光学系において、該鏡筒の表面の一部乃至全部には、フッ素を含有する塗膜を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有するレンズを用いることで、高い反射防止機能を実現するとともに、高温下での使用や長期間の保管でも曇りなどの性能劣化の無い、信頼性に優れた光学系を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図を用いて説明する。
【００１２】
本発明の光学系は、平均ピッチが400nm以下の複数の微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有するレンズと、該レンズを保持する鏡筒とを有した光学系において、該鏡筒の表面の一部乃至全部には、フッ素を含有する塗膜を形成して構成されている。
【００１３】
本発明の平均ピッチが400nm以下の複数の微細凹凸構造からなる反射防止構造体は、どのような方法で製作されたものであっても構わない。
【００１４】
例えば、レンズ表面にアルミニウムを含有する溶液を塗布することで皮膜を形成し、該皮膜を温水処理することで微細凹凸構造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、該細孔をレプリカ法やモールド法などでレンズ表面に転写するなどの方法を用いても良い。これらの方法を用いれば、安価に大面積のレンズ表面にも、平均ピッチが使用波長以下の微細凹凸構造を形成することができて好適である。
【００１５】
それ以外にも、フォトリソグラフィー法や干渉露光法、エッチング法、微粒子の配列パターンなどを用いて形成しても良い。
【実施例１】
【００１６】
図２に本発明実施例１に用いられる反射防止構造体A1の模式断面図を示す。屈折率（n_d）が、1.69680、屈折率分散（v_d）が55.5の基板（レンズ）22の上に酸化アルミニウムを含有する材料からなり、平均ピッチが400nm以下の微細凹凸構造体23を平均高さ270nmとなるように形成した。平均ピッチを400nm以下としたのは、それよりも大きな平均ピッチを用いると、可視光が回折してしまい、有害な光が発生してしまうためである。
【００１７】
この反射防止構造体が形成された基板（レンズ）21の入射角0°の反射率、入射角60°の反射率を、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。平均ピッチが使用波長以下の微細凹凸構造からなる反射防止構造体は、入射角特性が優れているため、入射角0°では可視域全域で反射率0.3％以下、入射角60°でも可視域全域でほぼ反射率2.0％以下という高性能を達成している。
【００１８】
図１は、本発明実施例１の断面図である。
【００１９】
図１において、1は結像光学系である。この光学系において、レンズ2の凹面には、平均ピッチが400nm以下の微細凹凸構造を有する反射防止構造体A1を形成している。
【００２０】
また、樹脂製鏡筒4の内面には、フッ素を含有する塗膜5が形成されており、鏡筒内面が水分などのガス成分を吸着することを防いでいる。したがって、高温下での使用や長期間の使用においても、鏡筒内面から水分などのガス成分が脱離することがなく、微細凹凸構造からなる反射防止構造体A1に曇りが生じるなどの不都合の発生を防いでいる。
【００２１】
本発明では、鏡筒の一部にフッ素からなる塗膜を形成した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、鏡筒全面にフッ素を含有する塗膜を形成しても良い。さらに、鏡筒が樹脂製の場合を示したが、鏡筒が金属の場合も同様の効果を得ることができる。
【００２２】
また、微細凹凸構造の表面に同様の水分や、ガスの吸着を防止する処理を施せれば、さらに高性能な反射防止構造体を提供できる。
【００２３】
また、本実施例では、光学系を結像光学系としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、双眼鏡などの観察光学系や、走査光学系に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明実施例１の光学系の断面図
【図２】平均ピッチが使用波長以下の微細凹凸構造を有する反射防止構造体の模式断面図
【図３】反射防止構造体の反射率特性（（ａ）入射角：0°、（ｂ）入射角：60°）
【符号の説明】
【００２５】
A1 平均ピッチが使用波長以下の微細凹凸構造を有する反射防止構造体
1 光学系
2、3 レンズ
4 鏡筒
5 フッ素を含有する塗膜
21 反射防止構造体A1が形成された基板（レンズ）
22 基板（レンズ）
23 平均ピッチが使用波長以下の微細凹凸構造

【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均ピッチが400nm以下の複数の微細凹凸構造からなる反射防止構造体を有するレンズと、
該レンズを保持する鏡筒とを有した光学系において、
該鏡筒の表面の一部乃至全部には、フッ素を含有する塗膜を形成したこと
を特徴とする光学系。
【請求項２】
前記微細凹凸構造は、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に記載の光学系。
【請求項３】
前記鏡筒は、樹脂ないしは金属からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記鏡筒のフッ素を含有する塗膜を形成した表面は、
水の接触角が６０度以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学系。
【請求項５】
前記光学液は、結像光学系であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光学系。
【請求項６】
前記光学系は、観察光学系であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光学系。
【請求項７】
前記光学系は、走査光学系であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光学系。
【請求項８】
請求項５〜請求項７のいずれかに記載の光学系を有した光学機器。

【図１】