光学部件、光学部件的制造方法和图像显示装置与流程

本技术内容涉及诸如透镜的光学部件、用于制造光学部件的方法以及图像显示装置。

背景技术：

专利文献1公开了一种用于制造菲涅耳透镜的方法，该菲涅耳透镜能够防止在形成图像时由杂散光的产生引起的问题。根据该制造方法，首先仅在菲涅耳透镜的透镜表面上形成初级膜。无效光吸收膜形成在上面已经形成初级膜的透镜表面和上面没有形成初级膜的非透镜表面上。通过从透镜表面移除初级膜，无效光吸收膜仅保留在非透镜表面上。这使得能够防止由穿过非透镜表面的光引起的杂散光的产生(参见专利文献1说明书第[0001]和[0058]-[0073]段和图1等)。

引用列表

专利文献

专利文献1：jph08-136707a

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

期望容易地制造抑制这种杂散光产生的菲涅耳透镜等的光学部件技术。

鉴于上述情况，本技术内容的目的是提供一种光学部件、制造光学部件的方法和图像显示装置。光学部件易于制造，并且光学部件能够抑制杂散光的产生。

解决技术问题的手段

为了实现上述目的，根据本技术实施方式的光学部件包括光学部和多层膜。

光学部包括第一表面和第二表面，第二表面与第一表面协作构成凹部或凸部。

多层膜形成在第一表面和第二表面上，并且包括用于吸收光的吸收层和覆盖吸收层的由低折射率材料形成的上层。

在光学部件中，多层膜形成在第一和第二表面上。多层膜包括用于吸收光的吸收层和覆盖吸收层的由低折射率材料形成的上层。这使得能够吸收光并防止光在第一和第二表面上反射，并且能够充分抑制杂散光的产生。此外，容易制造光学部件，因为只需要在第一和第二表面上生产相同的膜。

第一表面可以具有与入射光相关的预定功能。

例如，例如这使得能够容易地生产抑制杂散光产生的透镜等。

所述多层膜可以具有对应于所述光的入射角的光学吸收特性。

例如，例如这使得能够抑制入射在第一表面上的光的吸收，并且增加入射在第二表面上的光的吸收。

多层膜对以50°或更大的入射角从光学部的内部入射至多层膜上的内部光的吸收率可以高于所述多层膜对以大约0°的入射角从光学部的外部入射至多层膜上的外部光的吸收率。

例如这使得能够充分抑制由具有入射角为50°或更大的内部光引起的杂散光。

随着入射角增加，多层膜对从光学部的内部入射至多层膜上的内部光可具有更高的吸收率。

这使得能够充分抑制由具有大入射角的内部光引起的杂散光的产生。

对于以40°或更小的入射角从光学部的外部入射至多层膜上的外部光，多层膜可以具有4％或更小的反射率。

例如，这使得能够抑制由具有入射角为40°或更小的外部光的反射引起的损失。此外，还可以抑制杂散光的产生。

吸收层可包括金属氧化物、金属氮化物或碳。

这使得能够吸收光并防止光的反射，并且可以充分抑制杂散光的产生。

吸收层可以包括铝的氧化物或钛的氮化物。

这使得能够吸收光并防止光的反射，并且可以充分抑制杂散光的产生。

吸收层可具有5nm或更大和25nm或更小的厚度。

这使得能够吸收光并防止光的反射，并且可以充分抑制杂散光的产生。

上层可以由具有折射率为1.5或更小的低折射率材料制成。

这使得能够吸收光并防止光的反射，并且可以充分抑制杂散光的产生。

上层可以具有50nm或更大和150nm米或更小的厚度。

这使得能够吸收光并防止光的反射，并且可以充分抑制杂散光的产生。

多层膜可以包括置于光学部和吸收层之间的下层。

这使得能够控制多层膜的光吸收率和光反射率。

下层可以包括具有折射率为1.5或更大的材料。

这使得能够控制多层膜的光吸收率和光反射率。

下层可以具有10nm或更大和100nm或更小的厚度。

这使得能够以控制多层膜的光吸收率和光反射率。

光学部可以是菲涅耳透镜，该菲涅耳透镜包括为第一表面的透镜表面和为第二表面的非透镜表面。

这使得能够容易地制造能够抑制杂散光产生的菲涅耳透镜。

吸收层可以是金属氧化物，并且在第一表面上形成的区域中的氧添加量可以大于在第二表面上形成的区域中的氧添加量。

这使得能够抑制第一表面的吸收率。

根据本技术内容的实施方式，一种用于制造光学部件的方法包括制作包括第一表面和第二表面的部件，第二表面与第一表面协作构成凹部或凸部。

通过原子层沉积(ald)，在第一表面和第二表面上形成多层膜，该多层膜包括用于吸收光的吸收层和覆盖该吸收层的由低折射率材料制成的上层。

根据制造光学部件的方法，容易地通过ald在第一和第二表面上形成多层膜，第一和第二表面构成凹部或凸部。因此，可以容易地制造能够抑制杂散光产生的光学部件。

根据本技术内容的实施方式，图像显示装置包括光源部和图像生成部。

图像生成部包括光学部，并且基于从光源部发射的光生成图像。

本发明的有益效果

如上所述，根据本技术内容，可以容易地制造能够抑制杂散光产生的光学部件。注意，这里描述的效果不必是限制性的，并且可以是本公开内容中描述的任何效果。

附图说明

图1是示出作为根据本技术内容实施方式的图像显示装置的头戴显示器(head-mounteddisplay，hmd)的构造示例的图。

图2是用于描述hmd的图像的显示原理的图。

图3是示意性示出佩戴hmd的用户的视野的图。

图4是示出菲涅耳透镜的构造示例的示意图。

图5是示出菲涅耳透镜的另一构造示例的示意图。

图6是示意性示出抗反射膜的构造示例的横截面图。

图7是示意性示出形成抗反射膜的方法的图。

图8是示意性示出入射在透镜表面和非透镜表面上的相应光束的图。

图9是示出关于抗反射膜的反射率、吸收率和入射角之间的相关性的示例的表。

图10是示出入射在透镜表面和非透镜表面上的光的反射率和吸收率的模拟示例的表。

图11是用于描述由二氧化钛(tio2)制成的最下层的效果的曲线图。

图12是示出吸收层的光学常数的示例的表。

图13是示出使用另一材料组成的抗反射膜的特性的曲线图。

图14是示出使用其他材料组成的抗反射膜的特性的曲线图。

图15是示出使用其他材料组成的抗反射膜的特性的曲线图。

图16是示出杂散光评估示例的照片。

图17是示出杂散光评估示例的照片。

图18是示出杂散光评估示例的照片。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本技术内容的实施方式。

[图像显示装置]

图1是示出作为根据本技术内容的实施方式的图像显示装置的头戴显示器(hmd)的构造示例的图。图1a是示意性示出hmd100的外观的透视图。图1b是示意性示出hmd100被拆卸的情况下的透视图。

hmd100包括安装部101、显示单元102和盖部103。安装部101安装在用户的头部。显示单元102设置在用户的眼睛前面。盖部103被构造为覆盖显示单元102。hmd100是被构造成覆盖用户视野的沉浸式头戴显示器。当佩戴hmd100时，用户可以体验虚拟现实(vr)等。

注意，作为根据本技术内容的图像显示装置的实施方式，可以构造除沉浸式hmd之外的装置。例如，可以构造用于增强现实(ar)的透射式hmd或平视显示器(head-updisplay,hud)以作为根据本技术内容的图像显示装置的实施方式。此外，本技术内容可应用于各种图像显示装置。

图2是用于描述hmd100的图像的显示原理的图。图3是示意性示出佩戴hmd100的用户的视野的图。显示单元102包括光源部104和基于从光源部104发射的光生成图像的图像生成部105。

例如，光源部104包括诸如发光二极管(led)或激光二极管(ld)的固体光源。光源部104的具体构造、光源部104的安装位置等不受限制。可以任意设计光源部104。

图像生成部105包括图像生成元件106和菲涅耳透镜107。图像生成元件106基于图像信号调制从光源部104发射的光，并生成图像(图像光)l。作为图像生成元件106，可以使用透射/反射式液晶面板、数字微镜器件(digitalmicromirrordevice,dmd)等。

菲涅耳透镜107设置在图像生成元件106和用户之间，并且投射由图像生成元件106生成的图像光l。如图2所示，图像光l经由菲涅耳透镜107入射至用户的眼球1上。用户可视地识别包括图像光l的图像(虚拟图像)p。

例如，当偏离预先设计的预定光路的不必要的光等变成杂散光时，杂散光入射至用户的眼球1上，并且这导致图像p的质量下降。例如，假设使用普通菲涅耳透镜替代根据本实施方式的菲涅耳透镜107。如图2所示，假设用户在图像生成元件106的中心上方的位置以预定角度(眼睛摆动角度)θ快速移动他/她的视线。

随后，如图3所示，在普通菲涅耳透镜中产生的杂散光可在用户的视野中引起光晕(flare)f。例如，在菲涅耳透镜的非透镜表面处的反射很大的情况下，很有可能产生光晕f。

在图3所示的例子中，在视场中心和被适当显示的图像p之间产生光晕f。视场中心对应于图像生成元件102的中心。因此，光晕f被产生为像是在移动视线之前的视线位置和在视线前方的图像p之间的残像。当然，光晕f的形状和产生位置不受限制。此外，产生光晕f的情况不限于快速移动视线的情况。光晕f可能在其他情况下产生。在任何情况下，当杂散光入射至眼球1上时，可能产生光晕f、幻影等，并且这导致图像p的质量下降。

[菲涅尔透镜]

根据该实施方式的菲涅耳透镜107是根据本技术内容的光学部件的实施方式。菲涅耳透镜107能够充分抑制杂散光的产生。因此，可以防止如上所述的光晕f等的产生，并且可以显示高质量的图像。此外，制造根据该实施方式的菲涅耳透镜107是非常容易的。其细节将在下文描述。

图4是示出根据该实施方式的菲涅耳透镜107的构造示例的示意图。图4a是示出包括在菲涅耳透镜107中的透镜部10和抗反射膜11的图。图4b是示出在抗反射膜11形成之前的透镜部10的图。

如图4a所示，菲涅耳透镜107包括透镜部10和抗反射膜11。例如，透镜部10由丙烯酸树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、环烯烃聚合物(cop)树脂等形成，并且具有菲涅耳透镜形状。

如图4b所示，菲涅耳透镜图案形成在透镜部10的透镜主表面12上，并且菲涅耳透镜图案具有不平坦的形状。在图4b所示的示例中，形成多个透镜表面13和多个非透镜表面14。透镜表面13基本上以同心图案布置，并且非透镜表面14连接相邻的透镜表面13。

作为预定功能，透镜表面13具有与入射光相关的透镜功能。透镜部10的折射率、透镜表面13的形状等以入射至透镜表面13上的光沿着预定光路的方式设计。

非透镜表面14是不具有与入射光相关的任何功能的表面，并且是从图像生成元件106发射的图像光l不应该入射至其上的表面。例如，如果光被非透镜表面14反射，则会产生杂散光。

如图2示意性所示，菲涅耳透镜107以透镜主表面12面对图像生成元件106的方式设置。例如，菲涅耳透镜107以透镜主表面12基本垂直于从图像生成元件106发射的图像光l的发射方向的方式设置。以这种方式，菲涅耳透镜107以如下方式设置：透镜表面13面对图像光l的光路，并且非透镜表面14基本平行于发射方向。结果，可以抑制光入射在非透镜表面14上。

透镜部10的具体构造不受限制。可以形成任何菲涅耳图案等。此外，透镜主表面12侧能够面对光的发射方向，并且与透镜主表面12侧相对的背面19侧也能够面对光的发射方向。注意，如图5所示，本技术也可适用于双面菲涅耳透镜107’，其中菲涅耳透镜图案形成在双面上。换句话说，通过在透镜部10’上形成抗反射膜11’，可以充分抑制杂散光的产生。

在该实施方式中，透镜部10对应于光学部。透镜表面13对应于第一表面。非透镜表面14对应于第二表面，其与第一表面协作构成凹部或凸部。在该实施方式中，凹部和凸部两者都由彼此相邻的透镜表面13和非透镜表面14形成。本技术不限于此。本技术也可适用于第一和第二表面仅形成凹部的情况，或者第一和第二表面仅形成凸部的情况。

如图4a所示，抗反射膜11形成在上面形成有菲涅耳图案的整个透镜主表面12上。换句话说，抗反射膜11形成在第一表面13和第二表面14上。抗反射膜11对应于根据该实施方式的多层膜。抗反射膜11吸收光并防止反射。

[抗反射膜]

图6是示意性示出抗反射膜11的构造示例的横截面图。为了简化附图，在图6中省略了透镜部10的阴影(hatching)。

抗反射膜11包括三层，即吸收层15、最上层16和最下层17。吸收层15是吸收光的层。在该实施方式中，形成包括具有14nm的厚度的铝氧化物(alox)的层。吸收层15实现光的吸收。

最上层16包括低折射材料，并且堆叠在吸收层15上。在该实施方式中，包括二氧化硅(sio2)的层形成为最上层16。该层具有1.5或更小的折射率和96nm的厚度。当包括低折射材料的最上层16堆叠在吸收层15上时，可以防止光的反射。在该实施方式中，最上层16对应于覆盖吸收层15的上层。

最下层17是形成在透镜部10上的层，并且形成在透镜部10和吸收层15之间。在该实施方式中，包括二氧化钛(tio2)的层形成为最下层17。该层具有15nm的厚度。在该实施方式中，最下层17对应于下层。

图7是示意性示出形成抗反射膜11的方法的图。抗反射膜11均匀地形成在具有不平坦形状的整个透镜主表面12上。在该实施方式中，抗反射膜11通过原子层沉积(ald)形成在透镜表面13和非透镜表面14上。

ald是通过重复材料供应和材料排出的循环，从而一个接一个地形成原子层的方案。可以通过在引入气体中包含氧来形成氧化物膜，并且可以通过在引入气体中包含氮来形成氮化物膜。由于膜厚度和材料供应循环次数之间存在关联，所以通过以各个层具有所需膜厚度的方式设置循环次数，可以精确地沿着不平坦形状实现具有所需膜厚度的均匀涂覆。

此外，当在ald方案中使用等离子体对要供应的材料进行降解的方案时，可以在低于热ald的温度下形成膜。因此，这有利于在等于或小于包括在透镜部10中的树脂材料的温度上限的温度下的膜形成。因此，可以扩大树脂材料的选择。当然，只要树脂材料耐受在膜形成时的热，也可以执行热ald。

在该实施方式中，在第一步骤中，形成具有15nm的厚度的二氧化钛(tio2)层。在第二步骤中，形成具有14nm的厚度的铝氧化物(alox)层。在第三步骤中，形成具有96nm的厚度的二氧化硅(sio2)层。这样，可以在菲涅耳透镜图案上形成包括三层的抗反射膜11，这三层是吸收层15、最上层16和最下层17。

第一步骤到第三步骤是使用单个ald装置的过程，并且它们可以在改变要供应的引入气体和材料的同时顺序执行。换句话说，可以容易地制造根据该实施方式的菲涅耳透镜107。例如，易于管理步骤，可以实现高产量，并且可以以低成本制造菲涅耳透镜107。

图8是示意性示出入射在透镜表面13和非透镜表面14上的各个光束的图。如图8所示，形成在透镜表面13上的抗反射膜11被称为第一抗反射膜11a，形成在非透镜表面14上的抗反射膜11被称为第二抗反射膜11b。

此外，从透镜部10的外部入射至第一抗反射膜11a上的光被称为透镜表面外部光l1，从透镜部10的内部入射至第一抗反射膜11a上的光被称为透镜表面内部光l2。另外，从透镜部10的外部入射至第二抗反射膜11b上的光被称为非透镜表面外部光l3，以及从透镜部10的内部入射至第二抗反射膜11b上的光被称为非透镜表面内部光l4。

发明人关注的事实是，从图像生成元件106发射的图像光l主要以小入射角θ入射在透镜表面13上，并且沿着预定的光路行进。换句话说，发明人关注的事实是，在图8所示的透镜表面外部光l1和透镜表面内部光l2中，具有较小入射角θ的光是有效图像光l，并且小反射和小光吸收(大部光被透射)是重要的。

另一方面，入射至非透镜表面14上的光极有可能引起杂散光。因此，需要抑制不必要的反射并实现高光吸收。这里，发明人发现以大入射角θ入射至非透镜表面14上的光是杂散光的主要原因。换句话说，发明人发现充分吸收图8所示的非透镜表面外部光l3和非透镜表面内部光l4中具有大入射角的光是重要的。基于上述发现，开发了根据该实施方式的抗反射膜11。

图9是示出抗反射膜11的反射率、吸收率和入射角之间的相关性的示例的表格。图9还示出了未形成抗反射膜11的未涂覆透镜的模拟结果。这里，示出了与波长为550nm的光相关的特性。

当关注具有小入射角θ的光，诸如具有入射角θ为0°至40°的光时，对于来自透镜的外部的光(诸如图8所示的透镜表面外部光l1)和来自透镜的内部的光(诸如图8所示的透镜表面内部光l2)两者来说，上面形成抗反射膜的透镜具有比未涂覆的透镜低的反射率。因此，与未涂覆的透镜相比，上面形成抗反射膜的透镜能够抑制入射在透镜表面13上的有效图像光l的反射。

在该实施方式中，对于以40°或更小的入射角从透镜部10的外部入射至抗反射膜11上的外部光，反射率为1.1％或更小。因此，可以充分抑制由反射引起的光损失和杂散光的产生。注意，只要对于40°或更小的入射角从透镜部10的外部入射至抗反射膜11上的外部光的反射率为4％或更小，就可以获得足够的效果。

当关注具有大入射角θ的光，诸如具有入射角θ为50°至80°的光时，随着来自透镜的外部的光的入射角θ增加，未涂覆的透镜具有更高的反射率。由于未涂覆的透镜具有0％的吸收率，可以理解，大部分光进入透镜的内部。

不管其入射角如何，对来自透镜的内部的光都具有100％的反射率。因此，在未涂覆透镜的情况下，很可能在透镜构件中重复反射，并且光最终作为杂散光向透镜的外部发射。

在形成抗反射膜11的情况下，可以吸收一定量的来自透镜的外部的光(诸如图8所示的非透镜表面外部光l3)。这使得能够抑制杂散光的产生。对于来自透镜的内部的光(诸如图8所示的非透镜表面内部光l4)，能够实现极高的吸收率。在该实施方式中，能够实现56.7％或更高的吸收率。这使得能够充分抑制杂散光的产生。注意，尽管随着吸收率变高杂散光受到更多抑制，但是只要吸收率为约40％或更高，就可以识别未涂覆透镜和上面形成抗反射膜11的透镜之间的杂散光差异。

另一方面，对于以0°入射角从透镜部10的外部入射至抗反射膜11上的外部光，吸收率为22.6％，并且这是相对低的值。结果，可以抑制由有效图像光l的吸收而引起的损失。

如上所述，根据本实施方式的抗反射膜11具有对应于光的入射角的光吸收特性。这使得能够抑制入射至透镜表面13上的光的吸收，并且增加入射至非透镜表面14上的光的吸收。例如，能够以以下方式设置吸收率：具有入射角θ为50°或更大的非透镜表面内部光l4的吸收率高于具有入射角θ为约0°的透镜表面外部光l1的吸收率。这使得能够抑制有效图像光l的损失，并且充分抑制由具有入射角θ为50°或更大的非透镜表面内部光l4引起的杂散光的产生。

此外，在图9所示的示例中，随着入射角θ增加，从透镜部10的内部入射至抗反射膜11上的内部光的吸收率变高。通过利用这种角度依赖性，可以充分抑制由具有大入射角θ的内部光引起的杂散光的产生。

图10是示出入射在透镜表面13和非透镜表面14上的光的反射率和吸收率的模拟示例的图。图10示出了在未涂覆透镜的情况下、在具有200mm的厚度的碳仅堆叠在非透镜表面14上的透镜的情况下、以及在根据本实施方式的透镜的情况下获得的各个结果。

此外，图10示出了在光以0°入射角θ入射至透镜表面13上的情况下获得的结果，以及在光以70°入射角入射至非透镜表面14上的情况下获得的结果。在未涂覆透镜的情况下和在根据该实施方式的透镜的情况下获得的结果显示了与图9所示结果相同的数值。

关于透镜表面13，在碳仅堆叠在非透镜表面14上的情况下获得的结果与未涂覆透镜的情况下获得的结果相同。关于非透镜表面14，在碳仅堆叠在非透镜表面14上的情况下获得的吸收率高于在未涂覆透镜的情况下获得的吸收率。然而，在碳仅堆叠在非透镜表面14上的情况下获得的反射率为大约30％，这高于在未涂覆透镜的情况下获得的反射率。这是因为堆叠的碳是单一的碳层，并且这不能防止反射。因此，很难抑制杂散光的产生。

在该实施方式中，与未涂覆的透镜相比，可以显著提高非透镜表面14的光吸收至90.1％，同时将透镜表面13处的反射显著降低至0.5％。此外，可以将非透镜表面14处的反射减少到小于未涂覆透镜处的反射。这使得能够充分抑制杂散光的产生。

图11是用于描述包括二氧化钛(tio2)的最下层17的效果的曲线图。左侧的曲线图示出具有入射角θ为0°的外部光的反射率。右侧的曲线图示出具有入射角θ为70°的内部光的反射率。图11示出在具有不同厚度的最下层17的情况中获得的结果。注意，在曲线图中，代表0nm厚度的线对应于在没有形成最下层17的情况下获得的反射率。

例如，在左侧的曲线图中，关注具有550nm的波长的光的反射率。即使在没有形成最下层17的情况下，具有入射角θ为0°的外部光的反射率也足够小。即使在形成最下层17的情况下，无论最下层17的厚度如何，反射率也不会与未形成最下层17的情况不同。换句话说，对具有小入射角θ的外部光的反射率不受最下层17的形成的影响。

参照右侧的曲线图，当形成最下层17时，具有入射角θ为70°的内部光的吸收率显著提高。换句话说，当形成最下层17时，可以提高具有大入射角θ的内部光的吸收率，同时基本上保持具有小入射角θ的外部光的反射率。这使得能够抑制有效图像光l的损失，并且充分抑制杂散光的产生。

注意，如右侧的曲线图所示，即使在没有形成最下层17的情况下，也实现了具有入射角θ为70°的内部光的高吸收率。因此，即使在没有形成最下层17的情况下，也可以抑制有效光的损失，并且充分抑制杂散光的产生。根据本技术的多层膜的实施方式还包括未形成最下层17的构造，诸如包括两层的抗反射膜，所述两层是吸收层15和最上层16。

图12是示出吸收层15的光学常数的示例的表。当形成包括具有折射率为n＝1.23且消光系数k＝1.1的铝氧化物(alox)的层作为吸收层15时，能够充分抑制杂散光的产生。

例如，铝氧化物(alox)的氧化过程被调整，使得消光系数k变为大约1。例如，氧添加量被调整，使得alox满足0<x<1.5。这使得能够实现适当的光吸收性。注意，当消光系数k太小或太大时，不能获得适当的光吸收性和抗反射特性。例如，当使用大约1的预定范围作为适当的范围时，设置消光系数k就足够了。适当范围的具体数值等不受限制。可以以能够获得适当效果的方式设置任何范围。

当吸收层15的厚度增加时，非透镜表面14的吸收率提高。然而，透镜表面13的吸收量也增加。例如，当吸收层具有5nm的厚度时，透镜表面13的吸收率落在大约10％至20％的范围内。当吸收层具有25nm的厚度时，吸收率增加到大约20％至50％，并且这导致由有效图像光l的吸收引起的大损耗。

在这方面，可以通过将吸收层15的厚度设置在5nm或更大和25nm或更小的范围内来抑制杂散光的产生。例如，当吸收层15的厚度设置在5nm或更大至15nm或更小的范围内时，获得足够的效果。当然，吸收层15的厚度不限于此。任何范围可以设置为有效的设置范围。

消光系数k取决于吸收层15的材料而变化。因此，厚度和吸收率之间的关系取决于膜形成工艺而变化。在这方面，通过将吸收层15的厚度设置在例如5nm或更大至25nm或更小的范围内，也获得足够的效果。

作为吸收层15，也能够使用包括其他金属氧化物的层。或者，可以使用碳(c)或诸如氮化钛(tin)的金属氮化物。如图12所示，形成包括具有折射率为n＝1.55和消光系数k＝1.5的氮化钛(tin)的吸收层和包括具有折射率为n＝2.38和消光系数k＝0.8的碳(c)的吸收层。在这些情况下，也能够充分抑制杂散光的产生。注意，如上所述，可以容易地通过ald形成金属氮化物层。

对于最上层16，考虑到抗反射特性，使用低折射材料。典型地，使用具有折射率为1.5或更小的材料。然而，折射率不限于此。只要获得适当的抗反射特性，可以使用具有折射率大于1.5的材料。当然，该材料不限于二氧化硅(sio2)。可以使用诸如氟化镁(mgf2)的其他材料。

有时需要根据吸收层15的材料和最下层17的材料来调整最上层16的厚度。这些效果是通过将厚度设置在50nm或更大和150nm或更小的范围内来实现的。此外，通过将最上层16的厚度设置在70nm或更大和100nm或更小的范围内，获得足够的效果。当然，最上层16的厚度不限于此。任何范围都可以设置为有效的设置范围。

当包括具有折射率为1.5或更大的材料的层形成为最下层17时，可以提高以大入射角θ入射至非透镜表面14上的内部光的吸收率。厚度可以以获得非透镜表面14对内部光的高吸收率的方式而适当地设定。例如，如图11所示，在像该实施方式一样形成包括二氧化钛(tio2)的最下层17的情况下，通过将最下层17的厚度设置为大约15nm来获得足够的效果。

图13至图15是示出包括其他材料的抗反射膜11的特性的曲线图。图13是示出在包括氧化铝(al2o3)的层形成为最下层17的情况下获得的反射率的曲线图。即使在形成包括氧化铝(al2o3)的最下层17的情况下，也能够充分降低以入射角θ为0°入射至透镜表面13上的外部光的反射率，并且提高以入射角θ为70°入射至非透镜表面14上的内部光的吸收率。在图13所示的示例中，当最下层17具有大约80nm的厚度时，获得最高的吸收率并实现优异的效果(参见550nm的波长)。

图14是示出形成包括氮化钛(tin)的吸收层15和包括二氧化钛(tio2)的最下层17的情况的曲线图。此外，图15是示出形成包括氮化钛(tin)的吸收层15和包括氧化铝(al2o3)的最下层17的情况的曲线图。

这种抗反射膜也实现基本相似的效果。在图14所示的例子中，当包括二氧化钛(tio2)的最下层17具有大约15nm的厚度时，实现优异的效果。此外，在图15所示的示例中，当包括氧化铝(al2o3)的最下层17具有大约80nm的厚度时，实现优异的效果。换句话说，它们具有类似于图11和图13所示的示例的特点。

对于最下层17，也可以使用除二氧化钛(tio2)或氧化铝(al2o3)之外的材料。此外，折射率不限于1.5或更大的范围。有时需要根据要使用的材料等来调整厚度。然而，通过将最下层17的厚度设置在10nm或更大和100nm或更小的范围内，可以获得足够的效果。当然，最下层17的厚度不限于此。任何范围可以设置为有效的设置范围。

图16至图18是示出杂散光评估示例的照片。通过使用图2中示意性示出的构造来评估具有550nm的波长的光。如图16至图18所示，在使用未涂覆透镜、具有两层抗反射膜的透镜和具有三层抗反射膜的透镜中的每一个时，针对用户的各种视线移动角度评估是否产生光晕以及产生的光晕的量。不同的视线运动角度是0°、12.5°和25.6°。

在每一个视线移动角度，在未涂覆透镜的情况中产生许多光晕。因此，可以理解，产生许多杂散光。

两层抗反射膜11被构造为包括吸收层(tin)和最上层(sio2)，而没有最下层。吸收层(tin)具有7nm的厚度，并且最上层(sio2)具有70nm的厚度。对于具有550nm的波长且入射角为0至40°的光，反射率为0.8％或更低。具有入射角为0°的外部光的吸收率为24％，具有入射角为50°的内部光的吸收率为46％。如图16至图18所示，应当理解，当形成两层抗反射膜时，光晕减少。换句话说，应当理解，杂散光的产生得到抑制。

三层抗反射膜11被构造为包括最下层(al2o3)、吸收层(tin)和最上层(sio2)。最下层(al2o3)具有50nm的厚度，并且吸收层(tin)具有6nm的厚度。此外，最上层(sio2)具有80nm的厚度。对于具有550nm的波长为且入射角为0至40°的光，反射率为0.9％或更低。具有入射角为0°的外部光的吸收率为20％，并且具有入射角为50°的内部光的吸收率为53％。

如图16至图18所示，应当理解，当形成三层抗反射膜11时，光晕减少得更多。这是因为，与两层抗反射膜11相比，最下层17的形成将具有入射角为50°的内部光的吸收率增加了大约10％。评估结果显示通过形成最下层17获得的杂散光减少效果。

注意，在上面的描述中，上面已经参考与具有550nm波长的光相关的结果描述了根据本技术内容的在上面形成抗反射膜11的菲涅耳透镜107的构造和工作效果。当然，通过在透镜表面13和非透镜表面14上形成包括吸收层15、最上层16和最下层17的抗反射膜11，也能够在具有另一波长的光的情况下实现类似的效果。例如，通过适当设置吸收层15、最上层16和最下层17的各种材料、厚度等，对于包括在可见光范围内的任何光，能够实现类似效果。当然，这同样应用于其中没有形成最下层17的两层抗反射膜11。

如上所述，根据本实施方式，抗反射膜11形成在菲涅耳透镜107的透镜表面13和非透镜表面14上。抗反射膜11包括用于吸收光的吸收层15和覆盖吸收层15的包括低折射率材料的最上层16。这使得能够吸收光并防止在透镜表面13和非透镜表面14上的反射，并且能够充分抑制杂散光的产生。此外，容易制造菲涅耳透镜107，因为只需要在透镜表面13和非透镜表面14上形成相同的抗反射膜11。

在专利文献1中描述的用于制造菲涅耳透镜的方法中，通过倾斜蒸发，诸如铝的初级膜仅形成在透镜表面上，然后通过溅射，诸如碳的光吸收膜形成在整个表面上。随后，将菲涅耳透镜浸泡在碱性溶液中，并且除去初级膜。因此，能够制造菲涅耳透镜，其中光吸收膜仅保留在非透镜表面上。

这种制造方法需要高成本，因为工艺包括使用不同装置的三个步骤。此外，由于仅有光吸收膜形成在非透镜表面上，特别是，与未涂覆的透镜相比，这种菲涅耳透镜具有与从外部入射至非透镜表面上的光相关的更高的反射率。因此，产生许多杂散光。此外，透镜表面不具有抗反射特性。因此，这种菲涅耳透镜不能处理从透镜表面产生的杂散光。

在该实施方式中，整个透镜主表面12涂覆有多层抗反射膜11，多层抗反射膜11包括作为其一部分的吸收层15。这使得能够抑制以大入射角从外部入射至非透镜表面14上的光的反射，并且防止以小入射角入射至透镜表面13上的光的反射。此外，可以充分吸收以大入射角从内部入射在非透镜表面14上的光。这使得能够充分抑制杂散光的产生。

<另一个实施方式>

本技术不限于上述实施方式。各种其他实施方式也是可能的。

如图9和图10所示，在形成根据本技术内容的抗反射膜11的情况下，可以吸收具有小入射角θ的少量光。因此，已经穿过透镜表面13的有效图像光也被吸收。因此，损失少量的光。

因此，有效地提高了在抗反射膜11的透镜表面13上形成的区域的透射率，即图8所示的第一抗反射膜11a的透射率。例如，在使用诸如铝氧化物(alox)的金属氧化物作为吸收层15的情况下，吸收层15以这样的方式构造：形成在透镜表面13上的区域中的吸收层15(第一抗反射膜11a中的吸收层15)中的氧添加量高于形成在非透镜表面14上的区域中的吸收层15(第二抗反射膜11b中的吸收层15)中的氧添加量。这使得能够降低第一抗反射膜11a中的吸收层15的消光系数，并且抑制吸收率。结果，可以提高第一抗反射膜11a的透射率。

用于控制氧添加量的方法的示例包括各向异性灰化。例如，通过ald等形成抗反射膜11，然后灰化装置执行各向异性灰化。通过减少诸如氧的活性气体和延长平均自由程来抑制活性气体的碰撞。这使得能够以电场方向上的入射角分量占优势的方式控制工艺条件，该电场方向被生成为垂直于光学部件。

这使得能够抑制平行于电场方向的垂直平面中的反应，并且选择性地加速除垂直平面之外的平面的氧化。结果，形成在用作垂直平面的非透镜表面14上的吸收层15的氧化没有被加速，而是形成在透镜表面13上的吸收层15的氧化被加速。这使得能够选择性地增加在第一抗反射膜11a中的吸收层15的氧添加量。如上所述，通过各向异性灰化，可以选择性地降低形成在透镜表面13上的吸收层15的吸收率。

注意，也可以首先形成吸收层15，执行各向异性灰化，然后形成最上层16。在这种情况下，尽管工艺变得有点复杂，但吸收率(透射率)的控制精度得到了提高。此外，在金属氮化物用作吸收层15的情况下，还可以通过各向异性灰化来控制氮添加量。

在以上描述中，使用ald作为用于在不平坦透镜主表面12上形成抗反射膜11的方法的示例。然而，该方法不限于此。可以使用诸如蒸发、溅射或化学气相沉积的另一方法。对应于不平坦的形状，可以通过使用这种方法在整个表面上形成抗反射膜11。

在以上描述中，描述了根据本技术内容的“上层”对应于最上层16并且根据本技术内容的“下层”对应于最下层17的情况作为示例。然而，本技术不限于此。也可以在“上层”上形成另一层，也可以在“下层”下形成另一层。此外，还可以在“上层”和“吸收层”之间以及“下层”和“吸收层”之间形成另一层。

在以上描述中，使用包括具有透镜功能的透镜表面13(第一表面)和不具有透镜功能的非透镜表面14(第二表面)的菲涅耳透镜107作为示例。然而，本公开内容不限于此。本技术可应用于其他透镜和其他光学部件。本技术内容适用于第一和第二表面不具有预定功能的情况，以及相反地两个表面各自具有预定功能的情况。例如，本技术适用的情况的示例包括各种构造，诸如第一和第二表面都具有透镜功能的情况、第一表面具有透镜功能而第二表面具有另一功能的情况等。

可以在图4所示的背面19上形成根据本技术的抗反射膜11。换句话说，可以在除“第一表面”或“第二表面”之外的表面上形成“多层膜”。

本技术也适用于使用通过合成包括在预定波段中的多个光束获得的合成光的情况。例如，通过适当地设置“吸收层”、“上层”和“下层”的材料、厚度等，甚至对于通过合成包括在可见光范围中的r、g和b的相应光束而获得的白光，也可以实现上述效果。例如，“多层膜”可以基于合成光的模拟结果形成，或者“多层膜”可以基于包括在合成光中的预定波长光束形成。此外，可以使用任何方法来形成根据本技术的“多层膜”。当然，这同样应用于没有形成“下层”的情况。

在根据上述现有技术的特征部件中，可以组合至少两个特征部件。也就是说，各个实施方式中描述的各种特征部件可以任意组合，而与实施方式无关。此外，上述各种效果仅仅是示例，并不受限制，并且可以施加其他效果。

注意，本技术也可以如下构造。

(1)一种光学部件，包括：

光学部，所述光学部包括第一表面和第二表面，所述第二表面是与所述第一表面构成凹部或凸部的第二表面；和

多层膜，所述多层膜形成在所述第一表面和所述第二表面上，并且包括用于吸收光的吸收层和覆盖所述吸收层的由低折射率材料形成的上层。

(2)如(1)所述的光学部件，

其中所述第一表面相对于入射光具有预定的功能。

(3)如(1)或(2)所述的光学部件，

其中所述多层膜具有对应于光的入射角的光吸收特性。

(4)如(1)-(3)任一项所述的光学部件，

其中所述多层膜对内部光的吸收率高于所述多层膜对外部光的吸收率，所述内部光从所述光学部的内部入射至所述多层膜上的入射角为50°以上，所述外部光从所述光学部的外部入射至所述多层膜上的入射角大约为0°。

(5)如(1)-(4)任一项所述的光学部件，

其中所述多层膜对于从所述光学部的内部入射至所述多层膜上的内部光，随着入射角变大，吸收率变高。

(6)如(1)-(5)任一项所述的光学部件，

其中所述多层膜对于从所述光学部的外部入射至所述多层膜上的入射角为40°以下的外部光的反射率为4％以下。

(7)如(1)-(6)任一项所述的光学部件，

其中所述吸收层包括金属氧化物、金属氮化物或碳。

(8)如(1)-(7)任一项所述的光学部件，

其中所述吸收层包括铝的氧化物或钛的氮化物。

(9)如(1)-(8)任一项所述的光学部件，

其中所述吸收层具有5nm以上25nm以下的厚度。

(10)如(1)-(9)任一项所述的光学部件，

其中所述上层由折射率为1.5以下的所述低折射率材料形成。

(11)如(1)-(10)任一项所述的光学部件，

其中所述上层具有50nm以上150nm以下的厚度。

(12)如(1)-(11)任一项所述的光学部件，

其中所述多层膜具有形成于所述光学部和所述吸收层之间的下层。

(13)如(1)-(12)任一项所述的光学部件，

其中所述下层由折射率为1.5以上的材料形成。

(14)如(1)-(13)任一项所述的光学部件，

其中所述下层具有10nm以上100nm以下的厚度。

(15)如(1)-(14)任一项所述的光学部件，

其中所述光学部是菲涅耳透镜，所述菲涅耳透镜包含作为所述第一表面的透镜表面和作为所述第二表面的非透镜表面。

(16)如(1)-(15)任一项所述的光学部件，

其中所述吸收层是金属氧化物，并且在所述第一表面上形成的区域中的氧添加量大于在所述第二表面上形成的区域中的氧添加量。

(17)一种光学部件的制造方法，所述方法包括：

制作包括第一表面和第二表面的部件，所述第二表面是与所述第一表面构成凹部或凸部的第二表面；和

通过ald(原子层沉积)法在所述第一表面和所述第二表面上形成多层膜，所述多层膜包括用于吸收光的吸收层和覆盖所述吸收层的由低折射率材料形成的上层。

(18)一种图像显示装置，包括：

光源部和图像生成部，

所述图像生成部包括光学部件并基于从所述光源部发射的光生成图像，

所述光学部件包括光学部和多层膜，

所述光学部包括第一表面和第二表面，所述第二表面是与所述第一表面构成凹部或凸部的第二表面，

所述多层膜形成在所述第一表面和所述第二表面上，并且包括用于吸收光的吸收层和覆盖所述吸收层的由低折射率材料形成的上层。

附图标记

10、10’透镜部

11、11’抗反射膜

11a第一抗反射膜

11第二抗反射膜

13透镜表面

14非透镜表面

15吸收层

16最上层

17最下层

100hmd

104光源部

105图像生成部

107菲涅耳透镜

107’双面菲涅尔透镜。