專利名稱:光吸收構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種光吸收構(gòu)件,尤其是,一種能夠有效地吸收如投影顯示裝置和圖像獲取裝置(image-taking device)的光學設(shè)備中的不必要光的光吸收構(gòu)件。
背景技術(shù):
在光學設(shè)備中,設(shè)備內(nèi)部的不必要光的處理是很重要的。在這里,不必要光定義為在光學設(shè)備內(nèi)部沿著非預(yù)定的光路傳播、并不用于實現(xiàn)光學系統(tǒng)固有功能的光。這樣的不必要光經(jīng)常會引起光學設(shè)備性能的下降。
作為獲得大屏幕圖像的方法,舉例來說,已知的投影圖像顯示裝置中,和圖像信號對應(yīng)的光學圖像形成在光閥上且該光學圖像由投影透鏡放大并投影在屏幕上。作為這種投影圖像顯示裝置的例子,可采用使用反射式光閥的裝置,其中,根據(jù)圖像信號,通過控制照明光的行進方向形成光學圖像。這樣的使用反射式光閥的投影圖像顯示裝置具有高的光利用率并能夠顯示具有高亮度的投影圖像。
在使用反射式光閥的投影顯示裝置中,沒有進入投影透鏡的照明光分量變成了不必要光,也就是所說的OFF光。然而,如果沒有采取對策,OFF光就由設(shè)置在光閥周圍的棱鏡和用于保持各種光學元件的機械零件等反射,并且最終進入投影透鏡。如果OFF光最終進入投影透鏡,將要被顯示在屏幕上的圖像的質(zhì)量就會顯著降低。因此,在這種投影顯示裝置中,一般使用涂覆有黑色涂料的吸光板來吸收OFF光(例如,參考日本專利公開No.2001-66693)。
另外,作為另一個例子,在上面提到的投影透鏡中和用于保持在如數(shù)字照相機和可攜式攝像機的光學設(shè)備中使用的圖像獲取光學系統(tǒng)的透鏡鏡筒中的不必要光的對策,通常是已知的。通常,在透鏡鏡筒內(nèi)部的透鏡鏡面之間反射的光和用于保持各種光學元件的機械部件所反射的光成為不必要光,稱為散射光。有時候散射光可能沿著復(fù)雜的反射光路返回到光學系統(tǒng)的光路上。在上面提到的投影透鏡和圖像光學系統(tǒng)的情況下,如數(shù)字照相機的圖像獲取光學系統(tǒng)或者類似的系統(tǒng),散射光會在光學系統(tǒng)中引起重影或耀斑,從而引起將要形成的圖像的圖像質(zhì)量下降。因此,在傳統(tǒng)的透鏡鏡筒中,鏡筒的內(nèi)面由黑色材料制成或者被無光澤修整(matte finished)以防止產(chǎn)生散射光。
發(fā)明內(nèi)容
然而,在使用涂覆有黑色涂料的吸光板的情況下,如日本專利公開No.2001-66693中所描述的投影顯示裝置的例子,吸光板的表面成為與空氣的分界面,從而會引起允許OFF光以不能忽略的比率被反射并返回到光路的問題。而且,在透鏡鏡筒的例子中,即使透鏡鏡筒的內(nèi)面由黑色材料制成或者被無光澤修整,還是很難完全防止散射光。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止光在其與空氣的分界面上反射并能夠基本上完全吸收光的光吸收構(gòu)件。
上述目的通過具有由能夠吸收要防止其反射的光的材料制成的基底和包括結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)的光吸收構(gòu)件實現(xiàn),結(jié)構(gòu)元件以比光的波長還短的間距形成陣列。
本發(fā)明提供一種能夠防止光在其與空氣的分界面上反射、并能夠基本上完全吸收光的光吸收構(gòu)件。
在本說明書中,抗反射結(jié)構(gòu)定義為表面上形成有用來防止光的反射的結(jié)構(gòu)元件的構(gòu)件,且不僅包括完全地防止其反射應(yīng)該被防止的光的反射的方式,還包括減少具有預(yù)定波長且其反射應(yīng)該被防止的光的反射的作用的方式。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光吸收構(gòu)件的示意性截面圖;圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光吸收構(gòu)件的放大示意性透視圖;圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光吸收構(gòu)件的另一例子的示意性截面圖;圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光吸收構(gòu)件的抗反射結(jié)構(gòu)的另一個例子的示意性截面圖;圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光吸收構(gòu)件的示意性截面圖;圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光吸收構(gòu)件的放大示意性截面圖;圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光吸收構(gòu)件的另一個例子的示意性截面圖;圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光吸收裝置的示意性視圖;圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的照明棱鏡裝置的示意性截面圖;圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的照明棱鏡裝置的另一個例子的示意性截面圖;
圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的投影顯示裝置的示意性構(gòu)造圖;圖12A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的投影顯示裝置的示意性構(gòu)造圖;圖12B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的為投影顯示裝置設(shè)置的色輪(color wheel)的正視圖;圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的后投影儀(rear projector)的示意性構(gòu)造圖;圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的多視圖系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖;圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的透鏡鏡筒的示意性截面圖;圖16是顯示用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的透鏡鏡筒的方法的示意性透視圖;圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的透鏡鏡筒的示意性截面圖;圖18是顯示根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的透鏡鏡筒的示意性截面圖;圖19是顯示根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的將要被插在透鏡鏡筒的內(nèi)面?zhèn)鹊谋∑姆糯笫疽庑酝敢晥D。
具體實施例方式圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光吸收構(gòu)件的示意性截面圖,圖2是顯示其的放大示意性透視圖。如圖1和2所示,根據(jù)本實施例的光吸收構(gòu)件100包括基底101和抗反射結(jié)構(gòu)102。當其反射應(yīng)該被防止的光以光束(luminous flux)進入時,基底101具有包圍該光束的尺寸,還具有結(jié)構(gòu)要求的機械強度和厚度。另外,基底101由能夠吸收其反射應(yīng)該被防止的光的材料制成;例如,當其反射應(yīng)該被防止的光是可見光時,它是由黑色材料制成。黑色材料通過將染料放入(including)到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑(coloring matters)混合得到的黑色染料(例如由ArimotoChemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂。
在抗反射結(jié)構(gòu)102中,高度為0.15μm的圓錐用作結(jié)構(gòu)元件,這些圓錐以間距為0.15μm的陣列的形式設(shè)置在基底101的表面。這里圓錐之間的間距比可見光譜(400nm到700nm)的波長短。另外,這些圓錐的高度為一倍或一倍以上間距。因為光吸收構(gòu)件100的抗反射結(jié)構(gòu)102具有上述構(gòu)造,即使進入的光具有可見光譜的波長、或者更長的波長,光也不會被反射,而能被基底101基本上完全地吸收。
下面將要描述生產(chǎn)光吸收構(gòu)件100的方法的例子。例如,通過電子束制圖或類似方法在石英玻璃基底或類似的基底上繪制圖案并經(jīng)過干法刻蝕或其它工藝,并且預(yù)先制出與抗反射結(jié)構(gòu)102具有相同形狀的精加工的高精度主模。被加熱和軟化的玻璃材料使用主模進行壓力模制,從而形成用來模制抗反射結(jié)構(gòu)的玻璃模子。當由黑色樹脂材料制成的基底101使用這個用于模制抗反射結(jié)構(gòu)的模子壓力模制而成時,就可以低成本大批量地生產(chǎn)光吸收構(gòu)件100。
因為根據(jù)本實施例的光吸收構(gòu)件100是通過在上述的基底101的表面上形成有以比其反射應(yīng)該被防止的光的波長還短的間距設(shè)置的精微(microscopic)抗反射結(jié)構(gòu)102而制成,且在其和空氣的分界面上能夠防止光的反射,通過使用這個光吸收構(gòu)件100,入射光能夠基本上完全被吸收。
然而,如果長時間連續(xù)地在光經(jīng)常到達的地方使用光吸收構(gòu)件100,它就可能被加熱并可能退化。在這種情況下,這樣的問題可以通過采用如圖3所示的具有在其基底103的內(nèi)側(cè)的空間104的光吸收構(gòu)件105來解決,該空間104中密封有制冷劑。關(guān)于制冷劑,可以使用由聚乙二醇,水,空氣,酒精和水的混合液體等組成的防凍液。
在本實施例中,形成具有高度為一倍或一倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu);然而,光吸收效率可以通過形成具有高度為三倍或三倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu)進一步提高。
另外,在本實施例中,可見光被用做其反射應(yīng)該被防止的光;然而,除了可見光,也可以使用紫外光(紫外光譜的波長是70nm到400nm),近紅外光(近紅外光譜的波長是700nm到2μm)和遠紅外光(遠紅外光譜的波長是2μm到13μm);甚至在這種情況下,可以以短于各自的波長的間距形成抗反射結(jié)構(gòu)。甚至在這種情況下,期望凹部具有一倍或一倍以上間距的高度或三倍或三倍以上間距的高度。
而且,在本實施例中,黑色材料制成的基底101通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑(coloring matters)混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;但是,基底也可以通過放入如碳黑的色素(pigment)來獲得。
而且,在本實施例中,作為抗反射結(jié)構(gòu)102,以包括具有圓錐形的結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)為例進行描述;但是,抗反射結(jié)構(gòu)不是必須限于這樣的構(gòu)造。例如,結(jié)構(gòu)元件可能具有棱錐的形狀,如圖4所示的正六邊形棱錐108或者四邊形棱錐。另外,抗反射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件的外形并不是必須限于圓錐或棱錐;還可能是圓柱或棱柱的形狀,或頂端為圓形的形狀??狗瓷浣Y(jié)構(gòu)102應(yīng)該只是以至少比反射應(yīng)該被防止的光的波長短的間距形成。
而且,在本實施例中,作為抗反射結(jié)構(gòu)102,顯示了包括由圓錐形凸部形成的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu);但是,該結(jié)構(gòu)并不僅僅限于此。例如,也可以形成其中圓錐形的凹部以陣列的形式形成在平面內(nèi)的抗反射結(jié)構(gòu)。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光吸收構(gòu)件的示意性截面圖,圖6是顯示其的放大示意性透視圖。如圖5和6所示,根據(jù)本實施例的光吸收構(gòu)件200包括基底201、抗反射結(jié)構(gòu)202和薄板構(gòu)件203。當其反射應(yīng)該被防止的光作為光束進入時,基底201具有包圍該光束的尺寸,還具有結(jié)構(gòu)所要求的機械強度和厚度。另外,基底201由能夠吸收其反射應(yīng)該被防止的光的材料制成;例如,當其反射應(yīng)該被防止的光是可見光時,它就由黑色材料制成。黑色材料通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑(coloring matters)混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂。
薄板構(gòu)件203被粘合到基底201的表面,抗反射結(jié)構(gòu)202形成在薄板構(gòu)件的表面上。薄板構(gòu)件203由厚度為10μm或更大的丙烯酸樹脂制成,以獲得容易的處理和足夠的機械強度。要求薄板構(gòu)件203和基底201之間的折射率差值為0.2或更小。通過將薄板構(gòu)件203和基底201之間的折射率差值設(shè)置為0.2或更小,在薄板構(gòu)件203和基底201之間的分界面上的光的反射可以被抑制在不會引起問題的范圍內(nèi)。另外,在薄板構(gòu)件203和基底201之間的折射率差值最好是0.1或更小。通過將薄板構(gòu)件203和基底201之間的折射率差值設(shè)置為0.1或更小,能夠進一步防止在薄板構(gòu)件203和基底201之間的分界面上的光的反射,且能夠有效地抑制不必要光的產(chǎn)生。這時,通過使用紫外固化樹脂或當紫外光施加于其上時就會凝固的類似物作為粘合劑,將薄板構(gòu)件203粘合到基底201。在這種情況下,粘結(jié)劑層也被當作薄板構(gòu)件203的組件,且要求粘結(jié)劑的折射率滿足上面提到的條件。
下面將要描述用于生產(chǎn)在光吸收構(gòu)件200中使用的薄板構(gòu)件203的方法的例子。例如,通過電子束制圖或類似方法在石英玻璃基底或類似的基底上繪制圖案并經(jīng)過干法刻蝕或其它工藝,并且預(yù)先制出與抗反射結(jié)構(gòu)202具有相同形狀的精加工的高精度主模。被加熱和軟化的丙烯酸樹脂材料使用該主模進行壓力模制,從而形成用于模制抗反射結(jié)構(gòu)的丙烯酸樹脂模子。這時,要求薄板構(gòu)件203具有10μm或更大的厚度(薄板構(gòu)件203的厚度為+0.15μm),以便獲得容易的操作和足夠的機械強度。
如上所述,根據(jù)本實施例的光吸收構(gòu)件200和根據(jù)上面提到的第一實施例的光吸收構(gòu)件100具有相似的效果(光吸收效率的改善),通過簡單的粘合薄板構(gòu)件203,在光吸收構(gòu)件里能夠很容易的形成目標結(jié)構(gòu)。
另外,在上面提到的第一實施例中,如果長時間連續(xù)地在光經(jīng)常到達的地方使用光吸收構(gòu)件200,它就可能被加熱并可能退化。在這種情況下,這樣的問題可以通過采用如圖7所示的具有在其基底204的內(nèi)側(cè)的空間205的光吸收構(gòu)件206來解決,該空間205中密封有制冷劑。關(guān)于制冷劑,可以使用由聚乙二醇、水,空氣,酒精和水的混合液體等組成的防凍液。
在本實施例中,使用如丙烯酸樹脂的透明材料作為薄板構(gòu)件203的材料;但是,材料并不是必須限于透明材料,也可以使用被染料或色素染成黑色的黑色材料。通過使用黑色材料作為薄板構(gòu)件203的材料還能進一步改善光吸收效率。而且,除了丙烯酸樹脂,聚碳酸酯樹脂,聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂等也可以被用作透明材料。
在本實施例中,正如上面提到的第一實施例的情況中,形成具有高度為一倍或一倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu);但是,通過形成具有高度為三倍或三倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu)可以進一步提高光吸收效率。
另外,在本實施例中,正如上面提到的第一個實施例的情況,可見光被用作其反射應(yīng)該被防止的光;但是,除了可見光,也可以用紫外光(紫外光譜的波長為70nm到400nm),近紅外光(近紅外光譜的波長是700nm到2μm)和遠紅外光(遠紅外光譜的波長是2μm到13μm);甚至在這種情況下,可以以短于各自的波長的間距形成抗反射結(jié)構(gòu)。甚至在這種情況下,期望凹部具有一倍或一倍以上間距的高度或三倍或三倍以上間距的高度。
而且,在本實施例中,正如上面提到的第一實施例的情況中,黑色材料制成的基底201通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;但是,基底也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。
而且,在本實施例中,黑色材料制成的薄板構(gòu)件203通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由ArimotoChemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;而且,薄板構(gòu)件203也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。
而且,在本實施例中,正如上面提到的第一實施例的情況,作為抗反射結(jié)構(gòu)202,以包括具有圓錐形的結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)為例進行描述;但是,抗反射結(jié)構(gòu)不是必須限于這樣的構(gòu)造。例如,結(jié)構(gòu)元件可能具有棱錐的形狀,如正六邊形棱錐或者四邊形棱錐。另外,抗反射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件的外形并不是必須限于圓錐或棱錐;還可能是圓柱或棱柱的形狀,或頂端為圓形的形狀??狗瓷浣Y(jié)構(gòu)202應(yīng)該只是以至少比反射應(yīng)該被防止的光的波長短的間距形成。。
而且,在本實施例中,作為抗反射結(jié)構(gòu)202,顯示了包括由圓錐形凸部形成的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu);但是,該結(jié)構(gòu)并不僅僅限于此。例如,也可以形成其中圓錐形的凹部以陣列的形式形成在平面內(nèi)的抗反射結(jié)構(gòu)。
圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光吸收裝置示意視圖。如圖8所示,根據(jù)本實施例的光吸收裝置300包括根據(jù)第一實施例的修改例的光吸收元件105,泵301和散熱器302。泵301把密封于基底103內(nèi)側(cè)的腔體104內(nèi)的冷卻劑傳送到外側(cè),允許冷卻劑通過散熱器302,再把冷卻劑送回到腔體104。盡管設(shè)置為與泵301分離的散熱器適于用做散熱裝置302,一體地設(shè)置在泵301上的散熱片也可以被用作散熱裝置302。
具有上述構(gòu)造,當密封在形成于基底103內(nèi)側(cè)的腔體里的冷卻劑被冷卻下來時,可以使用光吸收構(gòu)件105,從而可以防止光吸收構(gòu)件105退化。
在本實施例中,正如上面提到的第一實施例,形成具有高度為一倍或一倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu);但是,通過形成具有高度為三倍或三倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu),能夠進一步改善光吸收效率。
另外,在本實施例中,正如上面提到的第一實施例,可見光被用做其反射應(yīng)該被防止的光;但是,除了可見光,還可以用紫外光(紫外光譜的波長是70nm到400nm),近紅外光(近紅外光譜的波長是700nm到2μm)和遠紅外光(遠紅外光譜的波長是2μm到13μm)。甚至在這種情況下,抗反射結(jié)構(gòu)以短于各自波長的間距形成。甚至在這種情況下,期望凹部具有一倍或一倍以上間距的高度或三倍或三倍以上間距的高度。
而且,在本實施例中,正如上面提到的第一實施例,由黑色材料制成的基底103通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;而且,基底也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。
而且,在本實施例中,正如上面提到的第一實施例,由黑色材料制成的薄板構(gòu)件301通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;而且,薄板構(gòu)件301也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。
而且,在本實施例中,正如上面提到的第一實施例的情況,作為抗反射結(jié)構(gòu)102,以包括具有圓錐形的結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)為例進行描述;但是,抗反射結(jié)構(gòu)不是必須限于這樣的構(gòu)造。例如,結(jié)構(gòu)元件可能具有棱錐的形狀,如正六邊形棱錐或者四邊形棱錐。另外,抗反射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件的外形并不是必須限于圓錐或棱錐;還可能是圓柱或棱柱的形狀,或頂端為圓形的形狀??狗瓷浣Y(jié)構(gòu)102應(yīng)該只是以至少比反射應(yīng)該被防止的光的波長短的間距形成。而且,在本實施例中,作為抗反射結(jié)構(gòu)102,顯示了包括由圓錐形凸部形成的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu);但是,該結(jié)構(gòu)并不僅僅限于此。例如,也可以形成其中圓錐形的凹部以陣列的形式形成在平面內(nèi)的抗反射結(jié)構(gòu)。
而且,在本實施例中,根據(jù)上述第一實施例的如圖3所示的光吸收構(gòu)件105,也就是說,通過排除泵301和散熱裝置302而得到的部分被用作光吸收構(gòu)件;但是,并不是必須限于這種構(gòu)造。例如,也可以使用對應(yīng)于上面提到的如圖7所示的第二個實施例的光吸收構(gòu)件206的構(gòu)造。在這種情況下,除了如丙烯酸樹脂的透明材料,被染料或色素染成黑色的黑色材料也可用作薄板構(gòu)件203的材料。另外,除了丙烯酸樹脂,聚碳酸酯樹脂,聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂等也可以被用作透明材料。
在本實施例中,樹脂被用作基底103;但是,材料并不限于樹脂,也可以使用由鋁等金屬制成的金屬構(gòu)件。在這種情況下,金屬構(gòu)件的表面可以涂覆通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得的黑色材料,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;或涂覆混合有如碳黑的色素的光吸收材料而不是染料,且以比其反射應(yīng)該被防止的光的波長更短的間距形成的精微的抗反射結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在被涂覆的表面。二中擇一地,金屬構(gòu)件的表面可以被涂上黑色涂料,且根據(jù)上面提到的第二實施例的薄板構(gòu)件203可以粘結(jié)到涂覆有涂料的表面。
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的照明棱鏡裝置的示意性截面圖。如圖9所示,根據(jù)本實施例的照明棱鏡裝置400包括光閥409,從光閥409側(cè)依次設(shè)置的第一棱鏡(矩形棱鏡)401和第二棱鏡(矩形棱鏡)405,和第一實施例中描述的光吸收構(gòu)件100。另外,在第一棱鏡401和第二棱鏡405之間設(shè)置空氣層413。
第一個棱鏡401具有與光閥鄰近的第一面402,其上落有光410的第二面403和第三面404,在第二面403和第二棱鏡405之間形成的空氣層413。
第二棱鏡405有第一面406,第二面407,第三面408和空氣層413。來自光閥409的反射光從第二面407出去,且第二面407大致平行于第一棱鏡401的第一面402??諝鈱?13形成于第一面406和第一棱鏡401之間。
光閥409是反射式空間光調(diào)節(jié)器,其可以依照圖像信號控制光的傳播方向以形成光學圖像,它是由相應(yīng)于外部提供的圖像的這里沒有顯示的信號驅(qū)動的。
在上面提到的構(gòu)造中,在以直角進入第一棱鏡401的第三面404后,照明光410以入射角θ2進入第二面403,并從那里被完全的反射,并以入射角θ1進入光閥409。當光閥409處于其ON狀態(tài)時,來自于光閥409的反射光411(ON光)沿垂直于第二棱鏡405的第二面407的方向上出去。另一方面,當光閥409處于其OFF狀態(tài)時,來自于光閥409的反射光412(OFF光)傾斜于第二棱鏡405的第二面407出去。
在第二棱鏡405附近和第二面407側(cè),在上面提到的第一實施例中描述的光吸收構(gòu)件100被設(shè)置在反射光412的方向上,該反射光412是當光閥409處于其OFF狀態(tài)時從光閥409出去的光。因此,當光閥409處于其OFF狀態(tài)時產(chǎn)生的不必要光能夠完全地被光吸收構(gòu)件100吸收。
在圖9中,將在上面提到的第一實施例中描述的光吸收構(gòu)件100設(shè)置在第二棱鏡405附近和第二面407側(cè);但是,即使如圖10所示,設(shè)置如上面提到的第三實施例中所描述的光吸收裝置300,也會獲得相似的效果。另外,即使將根據(jù)第一實施例的修改例中描述的光吸收構(gòu)件105或是在第二實施例中描述的光吸收構(gòu)件200或206設(shè)置在光吸收構(gòu)件100的位置,也會獲得相似的效果。
圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的投影顯示裝置的示意性構(gòu)造圖。如圖11所示,根據(jù)本實施例的投影顯示裝置500包括在上面提到的第四實施例中所描述的照明棱鏡裝置400,光源501,鏡子504,投影透鏡507。鏡子504用來將來自于光源501的照明光轉(zhuǎn)向照明棱鏡裝置400,投影透鏡507用來投射使用照明棱鏡裝置400的光閥409(反射式空間光調(diào)節(jié)器)調(diào)節(jié)來自于光源501的照明光而獲得的光。另外,在光源501和鏡子504之間設(shè)置有聚光透鏡503,聚光透鏡506安裝在組成照明棱鏡裝置400的第一棱鏡401的第三面404上(見圖9和10)。
在根據(jù)本實施例的投影顯示裝置中,上述第四實施例中描述的照明棱鏡裝置400以如上面所描述的方式使用,從而當光閥409處于其OFF狀態(tài)時產(chǎn)生的不必要光能夠被光吸收構(gòu)件100完全地吸收。結(jié)果,防止了可能產(chǎn)生漫射光的光分量,可以得到對比度極好且圖像質(zhì)量很高的投影顯示裝置。
在本實施例中,在棱鏡裝置400中,設(shè)置有在上面提到的第一實施例中描述的光吸收構(gòu)件100;但是,即使設(shè)置在上面提到的第三實施例中描述的光吸收構(gòu)件300,也會獲得相似的效果。另外,即使在光吸收構(gòu)件100的位置設(shè)置根據(jù)第一實施例的修改例中描述的光吸收構(gòu)件105或在第二實施例中描述的光吸收構(gòu)件200或206,也會獲得相似的效果。
圖12A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的投影顯示裝置的示意性構(gòu)造圖。圖12B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的為投影顯示裝置設(shè)置的色輪的正視圖。根據(jù)本實施例的投影顯示裝置600與根據(jù)上面提到的第五實施例的投影顯示裝置500在以下幾點存在差異。換句話說,如圖12A和12B所示,在根據(jù)本實施例的投影顯示裝置600中,色輪設(shè)置在光源501和聚光透鏡503之間,通過使RGB過濾器601繞著支撐軸602旋轉(zhuǎn),把來自于光源501的光相對于時間限定并分離成藍、綠和紅三種顏色。而且,光閥409(反射式空間光調(diào)節(jié)器)對應(yīng)于通過相對于時間限制和分離獲得的藍、綠和紅三種顏色,形成光學圖像,并能夠以全色執(zhí)行擴大投影。而且,在根據(jù)本實施例的投影顯示裝置600中,使用在上面提到的第四實施例中描述的照明棱鏡裝置400,從而當光閥409處于其OFF狀態(tài)時產(chǎn)生的不必要光能夠被光吸收構(gòu)件100完全吸收。結(jié)果,防止了可能產(chǎn)生漫射光的光分量,可以得到對比度極好且圖像質(zhì)量很高的投影顯示裝置。
在本實施例中,在棱鏡裝置400中,設(shè)置有在上面提到的第一實施例中描述的光吸收構(gòu)件100;但是,即使設(shè)置在上面提到的第三實施例中描述的光吸收構(gòu)件300,也會獲得相似的效果。另外,即使在光吸收構(gòu)件100的位置設(shè)置根據(jù)第一實施例的修改例中所描述的光吸收構(gòu)件105,也會獲得相似的效果。
圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的后投影儀的示意性構(gòu)造圖。如圖13所示,根據(jù)本實施例的后投影儀700包括如上面提到的第五實施例中所描述的投影顯示裝置500,鏡子702和傳輸屏(transmission screen)703。鏡子702用來使從投影顯示裝置500內(nèi)部的投影透鏡507(見圖11和12)投射的光轉(zhuǎn)向,傳輸屏703用來以圖像的形式傳輸、分散并顯示由鏡子702轉(zhuǎn)向的光。
在根據(jù)本實施例的后投影儀700中,從投影顯示裝置500投影出的圖像通過鏡子702反射形成在傳輸屏703上。而且,在根據(jù)本實施例的后投影儀700中,使用上面提到的第五實施例中所描述的投影顯示裝置500作為投影顯示裝置,從而當光閥處于其OFF狀態(tài)時產(chǎn)生的不必要光能夠被光吸收構(gòu)件或光吸收裝置完全地吸收。結(jié)果,在OFF光中,可能產(chǎn)生漫射光的光分量被防止,可以得到對比度極好且圖像質(zhì)量很高的后投影儀。
圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的多視圖系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。如圖14所示,根據(jù)本實施例的多視圖系統(tǒng)包括多個如上面提到的第五實施例所描述的投影顯示裝置500,多個為各自對應(yīng)的投影顯示裝置500設(shè)置的傳輸屏703,和用來將圖像信號供給各個投影顯示裝置500的圖像信號供給單元801。
圖像信號供給單元801具有將一個圖像信號劃分成多個圖像信號并把被劃分的、不同的圖像信號供給各個的投影顯示裝置的功能。這個功能是通過安裝在圖像信號供給單元801中的圖像劃分電路來實現(xiàn)的。
在與根據(jù)本實施例的多視圖系統(tǒng)中,通過圖像劃分電路,處理和劃分圖像信號,并供給多個投影顯示裝置500。從每個投影顯示裝置500投影的圖像形成于每一個傳輸屏703上。而且,在根據(jù)本實施例的多視圖系統(tǒng)中,使用上面提到的第五實施例中所描述的投影顯示裝置500作為投影顯示裝置,從而當光閥處于其OFF狀態(tài)時產(chǎn)生的不必要光能夠被光吸收構(gòu)件或光吸收裝置完全吸收。結(jié)果,在OFF光中,可以產(chǎn)生散射光的光分量被防止,可以得到對比度極好且圖像質(zhì)量很高的多視圖系統(tǒng)。
圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的透鏡鏡筒的示意性截面圖。如圖15所示,根據(jù)本實施例的透鏡鏡筒900包括基底905,抗反射結(jié)構(gòu)906,透鏡901,透鏡902和透鏡903?;?05具有圓柱形輪廓并由黑色材料制成。基底905的黑色材料是通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;或者是通過放入如碳黑的色素而不是染料的光吸收材料來獲得。
在抗反射結(jié)構(gòu)906中,高度為0.15μm的圓錐用作為結(jié)構(gòu)元件,且這些圓錐以間距為0.15μm的陣列的形式被設(shè)置在基底905的表面。在這里圓錐之間的間距比可見光譜的波長(400nm到700nm)更短。另外,這些圓錐的高度等于一倍或一倍以上的間距的大小。因為抗反射結(jié)構(gòu)906具有上面提到的構(gòu)造,即使具有波長為可見光譜的波長或更長的光進入,光也不被反射而能夠被基底905基本上完全地吸收。
透鏡901,透鏡902和透鏡903都是沿著光軸904共軸線布置。
在上面提到的構(gòu)造中,由從透鏡鏡筒900的左側(cè)進入的、具有不小于覆蓋視角(coverageview angle)的角度的光束產(chǎn)生并由上面提到的透鏡表面反射的散射光進入透鏡鏡筒900的內(nèi)面并變成不必要光。入射光束由設(shè)置在基底905的內(nèi)表面的精微抗反射結(jié)構(gòu)906有效地吸收,從而可以防止產(chǎn)生重影或耀斑。因此,舉例來說,當透鏡鏡筒900被用作數(shù)字照相機、可攜式攝像機等等的圖像獲取光學系統(tǒng)的鏡筒,和投影顯示裝置的投影透鏡的鏡筒時,可以實現(xiàn)在對比度極好的光學圖像的形成。
例如,根據(jù)本實施例的透鏡鏡筒900可以如下所述的進行生產(chǎn)。也就是說,可以通過使用熱壓將對應(yīng)于以比在透鏡鏡筒內(nèi)使用的光的波長中最短的波長還短的精微間距形成在表面上的抗反射結(jié)構(gòu)的不平坦的圖案傳遞到透鏡鏡筒900的基底905的內(nèi)面上,生產(chǎn)出透鏡鏡筒900。更明確地,如圖16所示,可以通過在透鏡鏡筒900的基底905的內(nèi)面上,通過同時加熱,加壓和旋轉(zhuǎn)具有比外部圓周面上圖像獲取光的波長中最短的波長還短的間距的精微抗反射結(jié)構(gòu)的圓柱形模子907,且通過把圓柱形模子907的外部圓周面上的不平坦的圖案傳遞到透鏡鏡筒900的基底905的內(nèi)面,生產(chǎn)出透鏡鏡筒900在本實施例中,形成具有高度為一倍或一倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu);但是,可以通過形成具有高度為三倍或三倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu)來進一步提高光吸收效率。
另外,在本實施例中,可見光被用做其反射應(yīng)該被防止的光;但是,除了可見光,也可以依照用法使用紫外光(紫外光譜的波長是70nm到400nm),近紅外光(近紅外光譜的波長是700nm到2μm)和遠紅外光(遠紅外光譜的波長是2μm到13μm);甚至在這種情況下,抗反射結(jié)構(gòu)以短于各自波長的間距形成。甚至在這種情況下,期望凹部具有一倍或一倍以上間距的高度或三倍或三倍以上間距的高度。而且,在本實施例中,由黑色材料制成的基底905通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的PlastBlack 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;而且,基底也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。此外,在本實施例中,正如上面提到的第一個實施例,作為抗反射結(jié)構(gòu)906,以包括具有圓錐形的結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)為例進行描述;但是,抗反射結(jié)構(gòu)不是必須限于這樣的構(gòu)造。例如,結(jié)構(gòu)元件可以具有棱錐的外形,如正六邊形棱錐或者四邊形棱錐。另外,抗反射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件的外形不是必須限于圓錐或棱錐;還可能是圓柱或棱柱的形狀,或頂端為圓形的形狀??狗瓷浣Y(jié)構(gòu)906應(yīng)該只是以至少比反射應(yīng)該被防止的光的波長短的間距形成。而且,在本實施例中,作為抗反射結(jié)構(gòu)906,顯示了包括由圓錐形凸部形成的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu);但是,結(jié)構(gòu)并不僅僅限于此。例如,也可能形成其中圓錐形的凹部以陣列的形式形成在平面內(nèi)的抗反射結(jié)構(gòu)。[第十實施例]圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的透鏡鏡筒的示意性截面圖。如圖17所示,根據(jù)本實施例的透鏡鏡筒1000包括基底1005,抗反射結(jié)構(gòu)1006,薄板構(gòu)件1007,透鏡1001,透鏡1002和透鏡1003。當其反射應(yīng)該被防止的光以光束進入時,基底1005具有包圍該光束的尺寸,還具有結(jié)構(gòu)要求的機械強度和厚度。另外,基底1005由能夠吸收其反射應(yīng)該被防止的光的材料制成;例如,當其反射應(yīng)該被防止的光是可見光時,基底1005由黑色材料制成。黑色材料通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂。
薄板構(gòu)件1007被粘合到基底1005的表面,抗反射結(jié)構(gòu)1006形成在薄板構(gòu)件的表面上。薄板構(gòu)件1007由厚度為10μm或更大的丙烯酸樹脂制成,以獲得容易的處理和足夠的機械強度。要求薄板構(gòu)件1007和基底1005之間的折射率差值為0.2或更小。通過將薄板構(gòu)件1007和基底1005之間折射率差值設(shè)置在0.2或更小,在薄板構(gòu)件1007和基底1005之間的分界面的光的反射可以被抑制在不會引起問題的范圍內(nèi)。另外,在薄板構(gòu)件1007和基底1005之間的折射率差值最好是0.1或更小。通過將薄板構(gòu)件1007和基底1005之間的折射率差值設(shè)置為0.1或更小,能夠進一步防止在薄板構(gòu)件1007和基底1005之間的分界面上的光的反射,且能夠有效地抑制不必要光的產(chǎn)生。這時,通過使用紫外固化樹脂或當紫外光施加于其上時就會凝固的類似物作為粘合劑,將薄板構(gòu)件1007粘合到基底1005。在這種情況下,粘結(jié)劑層也被當作薄板構(gòu)件1007的組件,且要求粘結(jié)劑的折射率滿足上面提到的條件。下面將要描述用于生產(chǎn)薄板構(gòu)件1007的方法的例子。例如,通過電子束制圖或類似方法在石英玻璃基底或類似的基底上繪制圖案并經(jīng)過干法刻蝕或其它工藝,并且預(yù)先制出與抗反射結(jié)構(gòu)1006具有相同形狀的精加工的高精度主模。被加熱和軟化的丙烯酸樹脂材料使用該主模壓力模制,從而形成用于模制抗反射結(jié)構(gòu)的丙烯酸樹脂模子。這時,要求薄板構(gòu)件1007具有10μm或者更大的厚度(薄板構(gòu)件1007的厚度為+0.15μm),以便獲得容易的操作和足夠的機械強度。
在上面提到的構(gòu)造中,由從透鏡鏡筒1000的左側(cè)進入的、具有不小于覆蓋視角的角度的光束產(chǎn)生并由上面提到的透鏡表面反射的散射光進入透鏡鏡筒1000的內(nèi)面,成為不必要光。入射的光束由設(shè)置在基底1005的內(nèi)表面的精微抗反射結(jié)構(gòu)1006有效地吸收,從而從開始防止了重影或耀斑的產(chǎn)生。因此,舉例來說,當透鏡鏡筒1000用作數(shù)字照相機、可攜式攝像機等等的圖像獲取光學系統(tǒng)的鏡筒,和投影顯示裝置的投影透鏡的鏡筒時,可以實現(xiàn)對比度極好的光學圖像的形成。
如上所述,根據(jù)本實施例的透鏡鏡筒和根據(jù)上面提到的第九實施例的透鏡鏡筒900具有相似的效果(光吸收效率的改善),且通過簡單的粘合薄板構(gòu)件1007,在目標鏡筒的內(nèi)面能夠很容易的形成抗反射結(jié)構(gòu)。
在本實施例中,使用如丙烯酸樹脂的透明材料作為薄板構(gòu)件1007的材料;但是,材料并不是必須限于透明材料,也可以使用被染料或色素染成黑色的黑色材料。通過使用黑色材料作為薄板構(gòu)件1007的材料還能進一步提高光吸收效率。而且,除了丙烯酸樹脂,聚碳酸酯樹脂,聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂等也可以被用作透明材料。由黑色材料制成的薄板構(gòu)件1007能夠通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;而且,薄板構(gòu)件1007也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。在本實施例中,如上面提到第一實施例的情況,形成具有高度為一倍或一倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu);然而,光吸收效率可以通過形成具有高度為三倍或三倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu)進一步提高。
另外,在本實施例中,如上面提到第一實施例的情況,可見光被用做其反射應(yīng)該防止的光;然而,除了可見光,也可以使用紫外光(紫外光譜的波長是70nm到400nm),近紅外光(近紅外光譜的波長是700nm到2μm)和遠紅外光(遠紅外光譜的波長是2μm到13μm);甚至在這種情況下,抗反射結(jié)構(gòu)以短于各自的波長的間距形成。甚至在這種情況下,期望凹部具有一倍或一倍以上間距的高度或三倍或三倍以上間距的高度。
而且,在本實施例中,就象上面提到的第一實施例的情況,由黑色材料制成的基底1005通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;而且,基底也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。
而且,在本實施例中,如上面提到的第一實施例的情況,作為抗反射結(jié)構(gòu)1006,以包括具有圓錐形的結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)為例進行描述;但是,抗反射結(jié)構(gòu)不是必須限于這樣的構(gòu)造。例如,結(jié)構(gòu)元件可以具有棱錐的外形,如正六邊形棱錐或者四邊形棱錐。另外,抗反射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件外形并不是必須限于圓錐或棱錐;還可能是圓柱或棱柱的形狀,或頂端為圓形的形狀。抗反射結(jié)構(gòu)1006應(yīng)該只是以至少比反射應(yīng)該被防止的光的波長短的間距形成。而且,在本實施例中,作為抗反射結(jié)構(gòu)1006,顯示了包括由圓錐形凸部形成的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu);但是,結(jié)構(gòu)并不僅僅限于此。例如,也可能形成其中圓錐形的凹部以陣列的形式形成在平面內(nèi)的抗反射結(jié)構(gòu)。
圖18是顯示根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的透鏡鏡筒的示意性截面圖。圖19是顯示根據(jù)本發(fā)明第十一實施例的將要插在透鏡鏡筒內(nèi)面?zhèn)鹊谋“宓姆糯笫疽庑酝敢晥D。如圖18所示,根據(jù)本實施例的透鏡鏡筒1100設(shè)置有由黑色材料制成的薄板構(gòu)件1107,該薄板構(gòu)件1107具有以比其反射應(yīng)該被防止的光的波長更短的間距形成在其表面上的精微的抗反射結(jié)構(gòu)1106,并作為透鏡鏡筒的主體被插在基底1105的內(nèi)面?zhèn)取?br>
薄板構(gòu)件1107具有10μm或更大的厚度以獲得容易地處理和足夠的機械強度。在薄板構(gòu)件1107的表面上形成有包括具有高度為0.15μm且以0.15μm的間距排列的圓錐形的結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu),作為精微抗反射結(jié)構(gòu)1106(見圖19)。
下面將要描述生產(chǎn)薄板構(gòu)件1107的方法的例子。例如,通過電子束制圖或類似方法在石英玻璃基底或類似的基底上繪制圖案并經(jīng)過干法刻蝕或其它工藝,并且預(yù)先制出與抗反射結(jié)構(gòu)1106具有相同形狀的精加工的高精度主模。被加熱和軟化的丙烯酸樹脂材料使用該主模壓力模制,從而形成用于模制抗反射結(jié)構(gòu)的丙烯酸樹脂模子。這時,要求薄板構(gòu)件1107具有10μm或者更大的厚度(薄板構(gòu)件1107的厚度為+0.15μm),以便獲得容易的操作和足夠的機械強度。
如上所述,通過把具有精微的抗反射結(jié)構(gòu)1106的薄板構(gòu)件1107切割成適當?shù)某叽绮⒈“鍢?gòu)件插在基底1105的內(nèi)面?zhèn)茸鳛橥哥R鏡筒的主體,來構(gòu)造根據(jù)本實施例的透鏡鏡筒1100,從而具有和根據(jù)上面提到的第九和第十實施例的透鏡鏡筒900和1000相似的效果,并能夠通過簡單地插入薄板使目標透鏡鏡筒的內(nèi)面更容易地獲得光吸收特性。
如圖18所示,在按上面所述構(gòu)造的透鏡鏡筒1100的內(nèi)部,透鏡901,透鏡902和透鏡903沿著光軸904共軸線布置。由從透鏡鏡筒1100的左側(cè)進入的、具有不小于覆蓋視角的角度的光束產(chǎn)生并由上面提到的透鏡表面反射的散射光進入透鏡鏡筒1100的內(nèi)面;但是,入射光束由在插在透鏡鏡筒1100內(nèi)的薄板構(gòu)件1107的表面上形成的精微抗反射結(jié)構(gòu)1106有效地吸收。
在本實施例中,使用如丙烯酸樹脂的透明材料作為薄板構(gòu)件1107的材料;但是,材料并不是必須限于透明材料,也可以使用被染料或色素染成黑色的黑色材料。通過使用黑色材料作為薄板構(gòu)件1107的材料還能進一步提高光吸收效率。而且,除了丙烯酸樹脂,聚碳酸酯樹脂,聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂等也可以被用作透明材料。
同樣在本實施例中,正如上面提到的第一個實施例的情況,形成了具有高度為一倍或一倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu);但是,可以通過形成具有高度為三倍或三倍以上間距的圓錐的抗反射結(jié)構(gòu)來進一步提高光吸收效率。
另外,在本實施例中,可見光被用做其反射應(yīng)該防止的光;然而,除了可見光,也可以使用紫外光(紫外光譜的波長是70nm到400nm),近紅外光(近紅外光譜的波長是700nm到2μm)和遠紅外光(遠紅外光譜的波長是2μm到13μm);甚至在這種情況下,抗反射結(jié)構(gòu)以短于各自的波長的間距形成。甚至在這種情況下,期望凹部具有一倍或一倍以上間距的高度或三倍或三倍以上間距的高度。而且,在本實施例中,由黑色材料制成的基底1105通過將染料放入到基礎(chǔ)材料中獲得,其中染料可以是由青色、品紅、黃色與其他的著色劑混合得到的黑色染料(例如由Arimoto Chemical有限公司生產(chǎn)的Plast Black 8950或8970),且基礎(chǔ)材料可以是聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂;而且,基底也可以通過放入如碳黑的色素來獲得。此外,在本實施例中,如上面提到的第一實施例的情況,作為抗反射結(jié)構(gòu)1106,以包括具有圓錐形的結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)為例進行描述;但是,抗反射結(jié)構(gòu)不是必須限于這樣的構(gòu)造。例如,結(jié)構(gòu)元件可以具有棱錐的外形,如正六邊形棱錐或者四邊形棱錐。另外,抗反射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件外形并不是必須限于圓錐或棱錐;還可能是圓柱或棱柱的形狀,或頂端為圓形的形狀??狗瓷浣Y(jié)構(gòu)1106應(yīng)該只是以至少比反射應(yīng)該被防止的光的波長短的間距形成。而且,在本實施例中,作為抗反射結(jié)構(gòu)1106,顯示了包括由圓錐形凸部形成的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu);但是,結(jié)構(gòu)并不僅僅限于此。例如,也可能形成其中圓錐形的凹部以陣列的形式形成在平面內(nèi)的抗反射結(jié)構(gòu)。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明的光吸收構(gòu)件可應(yīng)用于所有需要消除不必要光的光學設(shè)備,例如,如前投影儀和后投影儀的投影顯示裝置;設(shè)置有多個這樣的投影顯示裝置的多視圖系統(tǒng);如數(shù)字照相機和可攜式攝像機的圖像獲取裝置;光學拾取裝置;光纖通訊系統(tǒng);等等。
權(quán)利要求
1.一種光吸收構(gòu)件,其特征在于,包括由能夠吸收反射要被防止的光的材料所制成的基底,和抗反射結(jié)構(gòu),該抗反射結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)元件,所述結(jié)構(gòu)元件以短于所述光的波長的間距形成陣列。
2.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述抗反射結(jié)構(gòu)形成為所述基底的一部分。
3.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述抗反射結(jié)構(gòu)形成在粘合于所述基底上的薄板構(gòu)件上。
4.如權(quán)利要求3所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述薄板構(gòu)件由能夠傳輸所述光的材料制成。
5.如權(quán)利要求3所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述薄板構(gòu)件由能夠吸收所述光的材料制成。
6.如權(quán)利要求3所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述薄板構(gòu)件和所述基底之間折射率的差值為0.2或更小。
7.如權(quán)利要求3所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述薄板構(gòu)件和所述基底之間折射率的差值為0.1或更小。
8.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述基底具有其中密封有制冷劑的空間。
9.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述結(jié)構(gòu)元件具有高度等于或大于所述間距的形狀。
10.如權(quán)利要求9所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述結(jié)構(gòu)元件具有高度等于或大于三倍所述間距的形狀。
11.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述結(jié)構(gòu)元件的底面形狀選自一組包括近似圓形、近似矩形和近似正六邊形的形狀。
12.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述基底由加入染料的材料制成。
13.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述基底由加入色素的材料制成。
14.如權(quán)利要求1所述的光吸收構(gòu)件,其特征在于,其中所述光選自一組包括紫外光,可見光,近紅外光和遠紅外光的光。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止光在其與空氣的分界面上的反射并能夠基本上完全地吸收這些光的光吸收構(gòu)件。光吸收構(gòu)件具有由能夠吸收其反射應(yīng)該被防止的光的材料制成的基底(101),包括結(jié)構(gòu)元件的抗反射結(jié)構(gòu)(102),結(jié)構(gòu)元件以比光的波長還短的間距形成陣列。
文檔編號G02B1/11GK1930497SQ200580007900
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者山本義春, 吉川智延, 松木大三郎, 伏見吉正 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社