JP7255248B2 - 光学部材 - Google Patents

Description

本発明は、光学部材に関するものである。

従来、外部から入射する光を制限する光学部材の技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の光学部材は、光透過部と光遮光部が交互に複数、左右方向に配列されており、光吸収部は、光学部材に入射した光のうち、左斜め方向から入射した光だけでなく、その反対側の右斜め方向から入射した光を光吸収部により吸収して遮光している。

特開２０１３－７７８４号公報

光学部材の使用用途によっては、入射する光を吸収しすぎてしまい、透過光量が不足してしまう場合があり、一の方向（角度範囲）から入射する光の入射のみを制限し、反対側から入射する光を透過させたいという要望があった。

本発明の課題は、特定の方向から入射する光を遮光するとともに、その反対側から入射する光を透過させることができる光学部材を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第１の発明は、入射する光のうち特定の角度範囲の光を遮光する光学部材（１）であって、光透過性を有する基材層（１０）と、光透過性を有し、単位光学形状（２１）が前記基材層の一方の面に複数配列された光学形状層（２０）と、隣り合う前記単位光学形状の間に設けられ、入射した光を遮光する遮光部（３０）とを備え、前記単位光学形状は、その配列方向（Ｘ方向）に平行であって前記基材層の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面における断面形状が台形形状に形成され、第１の面（２２）と、前記第１の面と対向する第２の面（２３）と、前記第１の面と前記第２の面との間に位置する第３の面（２４）とを有し、前記第１の面は、前記第２の面に比して厚み方向に対して大きく傾斜していること、を特徴とする光学部材である。
第２の発明は、第１の発明の光学部材において、前記単位光学形状（２１）の前記第１の面（２２）と、前記基材層（１０）の厚み方向（Ｚ方向）とがなす角度をα［°］とし、前記光学形状層の屈折率をｎ１としたとき、ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）－５°≦α≦ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）＋５°を満たすこと、を特徴とする光学部材（１）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の光学部材において、前記単位光学形状（２１）の前記第２の面（２３）と、前記基材層（１０）の厚み方向（Ｚ方向）とがなす角度をβ［°］としたとき、－５°≦β≦５°を満たすこと、を特徴とする光学部材（１）である。
第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかの光学部材において、複数ある前記遮光部（１３０）の少なくとも一部は、前記基材層（１０）側の先端に平坦部（１３１）が設けられていること、を特徴とする光学部材（１０１）である。
第５の発明は、第４の発明の光学部材において、複数ある前記遮光部（２３０ａ～２３０ｄ）の少なくとも一部の前記平坦部（２３１ａ～２３１ｄ）は、配列方向（Ｘ方向）における寸法が相違していること、を特徴とする光学部材（２０１）である。
第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかの光学部材において、前記遮光部（３０）は、前記基材層（１０）とは反対側の面に光反射特性を有し、前記単位光学形状（２１）に接する面に光吸収特性を有すること、を特徴とする光学部材（１）である。
第７の発明は、第１の発明から第６の発明までのいずれかの光学部材において、前記遮光部（３０）の屈折率ｎ２は、前記光学形状層（２０）の屈折率ｎ１以上であること、を特徴とする光学部材である。

本発明によれば、特定の方向から入射する光を遮光とともに、その反対側から入射する光を透過させることができる。

第１実施形態の光学部材を説明する図である。 第１実施形態の光学部材に入射する光の状態を説明する図である。 第２実施形態の光学部材を説明する図である。 第３実施形態の光学部材を説明する図である。 光学部材の変形形態を説明する図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、板、シート等の言葉を使用している。一般的に、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の光学部材１を説明する図である。図１では、光学部材１の厚み方向（Ｚ方向）に平行であって、単位光学形状２１の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面における断面形状を示している。
ここで、理解を容易にするために、図１を含め以下に示す各図において、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設けて示している。この座標系では、光学部材１の厚み方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する方向のうち、単位光学形状２１（後述する）の配列方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に直交する光学部材１の幅方向をＹ方向とする。また、厚み方向（Ｚ方向）のうち、＋Ｚ側を表面側、－Ｚ側を裏面側とする。

光学部材１は、所定の方向（入射角度範囲）で入射する光を遮光する機能を有したシート状の部材であり、図１に示すように、裏面側（－Ｚ側）から順に、基材層１０、光学形状層２０、遮光部３０、接合層４０、第２基材層５０が積層されている。
本実施形態では、光学部材１は、矩形状に形成され、建造物の屋根の天窓に配置されており、太陽光等の外光のうち、特定の角度範囲から入射する光のみを遮光して室内に入射するのを極力抑制する。例えば、太陽光の西日（西側から入射する光）のみを遮光できるように、光学部材１を天窓に配置することによって、室内への西日の入射を制限し、室内環境をより快適に維持することができる。

なお、本実施形態では、光学部材１は、表面（＋Ｚ側の面）が天窓側になるようにして、天窓の内側（室内側）に透明な接着剤により貼付される例で説明するが、これに限定されるものでなく、裏面（－Ｚ側の面）が天窓側になるようにして、天窓の室外側に貼付するようにしてもよい。また、光学部材１は、建造物に配置される例に限定されるものでなく、乗り物の窓や、パーテーション等に用いるようにしてもよい。

基材層１０は、光透過性を有するシート状の部材であり、その表面（＋Ｚ側の面）上に、光学形状層２０が一体に形成されている。この基材層１０は、光学形状層２０を形成する基材（ベース）となる層である。
基材層１０は、例えば、高い光透過性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂等により形成される。
また、基材層１０は、光学部材の使用用途等に応じてその厚みを変更可能であり、本実施形態における厚みは約２５０μｍである。

光学形状層２０は、基材層１０の表面（＋Ｚ側の面）に形成された光透過性を有する層であり、単位光学形状２１が複数、Ｘ方向に配列されている。
光学形状層２０は、光透過性の高いウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート系等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。本実施形態の光学形状層２０は、紫外線により硬化するウレタンアクリレート樹脂（屈折率ｎ１＝１．５２）により形成されている。
なお、光学形状層２０を構成する樹脂としては、上述の紫外線硬化型樹脂に限定されるものでなく、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂や、熱可塑性樹脂により形成してもよい。

単位光学形状２１は、光学部材１の厚み方向（Ｚ方向）に平行であって単位光学形状２１の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面における断面形状が、表面側（＋Ｚ側）を上底とし、裏面側（－Ｚ側）を上底よりも長い下底とした台形形状であり、光学部材の幅方向（Ｙ方向）に延在するようにして形成されている。単位光学形状２１は、第１の面２２、第２の面２３、第３の面２４を備えている。
第１の面２２は、単位光学形状２１の＋Ｘ側の面であり、厚み方向（Ｚ方向）に対してα°傾斜した面である。より具体的には、第１の面２２は、基材層１０側の端縁が、第２基材層５０側の端縁よりも＋Ｘ側に位置するように傾斜している。
第２の面２３は、第１の面２２に対向するようにして単位光学形状２１の－Ｘ側に設けられた面であり、厚み方向に対して平行又は略平行な面である。ここで、厚み方向に対して略平行とは、第２の面２３の厚み方向に対する傾斜角度βが－５°≦β≦５°を満たす範囲をいう。本実施形態の第２の面２３は、厚み方向（Ｚ方向）に対して平行、すなわちβ＝０°となるように形成されている。
単位光学形状２１の第１の面２２は、第２の面２３に比して厚み方向（Ｚ方向）に対してより大きく傾斜しており、α＞βの関係を満たす。
なお、第１の面２２及び第２の面２３は、それぞれ、隣り合う単位光学形状２１の谷間に形成される遮光部３０と接する。

第３の面２４は、第１の面２２及び第２の面２３の間に設けられ、光学部材１のシート面（ＸＹ平面）に平行又は略平行な面であり、光学部材１の表面側（＋Ｚ側）から入射する光を単位光学形状２１の内部に透過させる面である。ここで、シート面に対して略平行とは、第３の面２４のシート面に対する傾斜角度γが－５°≦γ≦５°を満たす範囲をいう。
本実施形態の第３の面２４は、光学部材１のシート面に対して平行、すなわちγ＝０°であり、配列方向（Ｘ方向）における寸法がａである。

本実施形態では、単位光学形状２１は、一定の配列ピッチＰにより配列されており、基材層１０の表面に設けられる複数の単位光学形状２１は、それぞれ、第１の面２２の傾斜角度α、第２の面２３の傾斜角度β、第３の面２４の傾斜角度γ、寸法ａ、第２の面２３の厚み方向（Ｚ方向）における高さ寸法ｈが一定に形成されている。
本実施形態では、単位光学形状２１の第１の面２２の基材層１０側の端部と、＋Ｘ側に隣接する単位光学形状２１の第２の面２３の基材層１０側の端部とが重なるようにして、光学形状層２０が形成されている。すなわち、単位光学形状２１の配列方向における最長寸法（台形形状の下底の寸法）と、単位光学形状２１の配列ピッチＰとが一致している。そのため、隣り合う単位光学形状２１の間に形成される遮光部３０は、図１に示す断面において、三角形形状に形成される。

遮光部３０は、入射した光を遮光する部分であり、隣り合う単位光学形状２１間の谷間を埋めるようにして設けられ、幅方向（Ｙ方向）に延在している。本実施形態の遮光部３０は、灰色や黒色等の粒子や、染料、顔料等の着色材等により着色が施され、光吸収性を有する光吸収部である。これにより、遮光部３０は、光学部材１に入射した光のうち遮光部３０に入射した光を吸収する。
遮光部３０の母材としては、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ＰＣ樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ＴＡＣ樹脂、ＭＳ（メタクリルスチレン）樹脂、ＭＢＳ（メタクリルブタジエンスチレン）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂等が好適である。また、母材として、上述の光学形状層２０と同様の材料を用いてもよい。
また、遮光部３０に用いる着色材としては、グレー系や黒色系等の暗色系の粒子や、染料、顔料等や、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等が挙げられる。

ここで、遮光部３０は、その屈折率ｎ２が、光学形状層２０の屈折率ｎ１以上であることが望ましい（ｎ２≧ｎ１）。これにより、単位光学形状２１を透過する光のうち第２の面２３等に入射する光を全反射させることなく遮光部３０において確実に吸収させることができる。上述のように、遮光部３０が母材に着色材が含有されている形態の場合、特に母材となる材料の屈折率ｎ２を、光学形状層２０の屈折率ｎ１以上にすることで、第２の面２３等に入射した光が、遮光部３０の母材と単位光学形状２１との界面で全反射してしまうのを大幅に抑制し、母材に含有される着色材により確実に吸収させることができる。
本実施形態の遮光部３０は、光学形状層２０と同様のウレタンアクリレート系の樹脂（屈折率ｎ２＝１．５３）を母材とし、平均粒径が約３μｍの黒色粒子を着色材としている。
なお、光学形状層２０の屈折率ｎ１と遮光部３０の屈折率ｎ２との差は、大きすぎると、たとえ全反射をしなくても屈折率界面における反射が大きくなるので、０．１以下であることが望ましい。すなわち、光学形状層２０の屈折率ｎ１と遮光部３０の屈折率ｎ２との差Δｎ（＝ｎ２－ｎ１）は、０≦Δｎ≦０．１を満たすことが望ましい。

接合層４０は、上述の光学形状層２０及び遮光部３０と、第２基材層５０とを接合する部分であり、光透過性を有する樹脂材料により形成される。接合層４０は、例えば、上述の光学形状層２０と同様の材料を用いることができる。
第２基材層５０は、光学部材１の表面側（＋Ｚ側）を形成するシート状の基材であり、上述の基材層１０と同様の材料により形成される。
なお、基材層１０の裏面（－Ｚ側の面）、第２基材層５０の表面（＋Ｚ側の面）には、それぞれ傷付きを抑制するハードコート層等を、光学部材１の使用環境等に応じて適宜設けるようにしてもよい。ハードコート層は、例えば、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂（例えば、ウレタンアクリレート等）を塗布する等により形成される。

図２は、第１実施形態の光学部材１に入射する光の様子を示す図である。図２では、単位光学形状２１の配列方向（Ｘ方向）及び光学部材１の厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面の一部を拡大して示している。また、図２では、理解を容易にするために、光学部材１内の各層の界面における屈折率差はないものとして示している。

本実施形態の光学部材１は、上述のように、建造物の天窓に配置されており、天窓から入射する太陽光等の外光のうち、特定の角度から入射する外光を遮光する。本実施形態では、光学部材１は、厚み方向（Ｚ方向）が建造物の鉛直方向に一致する、すなわち光学部材１のシート面（ＸＹ平面）が水平方向に一致するようにして配置されている例で説明する。
また、本実施形態の光学部材１は、基材層１０が鉛直下側（－Ｚ側）に位置するように配置され、光学部材１から見て＋Ｘ側に傾斜した方向から入射する光（図２のＬ５、Ｌ６参照）を遮光するために、単位光学形状２１の第１の面２２が第２の面２３よりも＋Ｘ側に位置するように配置される。
ここで、光学部材１から見て＋Ｘ側に傾斜したとは、図２等に示すＸＺ座標系において傾きがプラス（正）になる状態をいい、また、光学部材１から見て－Ｘ側に傾斜したとは、同ＸＺ座標系において傾きがマイナス（負）になる状態をいう。

光学部材１に入射する外光のうち光学部材１の厚み方向（Ｚ方向）に平行又は略平行な光の一部Ｌ１は、図２に示すように、第２基材層５０及び接合層４０を透過して、光学形状層２０の単位光学形状２１の第３の面２４に入射する。そして、単位光学形状２１、基材層１０を透過して、室内側（－Ｚ側）へ出射する。
一方、光学部材１の厚み方向（Ｚ方向）に平行又は略平行な光のうちＬ１以外の光Ｌ２は、第２基材層５０及び接合層４０を透過して、遮光部３０に入射して吸収される。

また、光学部材１に入射する外光のうち、光学部材１から見て－Ｘ側に傾斜した方向から入射する光の一部Ｌ３は、光Ｌ１と同様に、第２基材層５０及び接合層４０を透過して、第３の面２４に入射する。ここで、単位光学形状２１の第１の面２２が、光Ｌ３と同じ方向に傾斜しているので、光Ｌ３は、第１の面２２に入射することなく単位光学形状２１、基材層１０を透過して、室内側（－Ｚ側）へ出射する。
一方、光学部材１から見て－Ｘ側に傾斜した方向から入射する光のうちＬ３以外の光Ｌ４は、第２基材層５０及び接合層４０を透過して、遮光部３０に入射して吸収される。

光学部材１に入射する外光のうち、光学部材１から見て＋Ｘ側に傾斜した方向から入射する光の一部Ｌ５は、第２基材層５０及び接合層４０を透過して、第３の面２４に入射する。ここで、単位光学形状２１の第２の面２３が厚み方向に平行に形成されているので、光Ｌ５は、単位光学形状２１を透過して第２の面２３に入射して、遮光部３０により吸収される。
また、光学部材１から見て＋Ｘ側に傾斜した方向から入射する光のうちＬ５以外の光Ｌ６は、第２基材層５０及び接合層４０を透過して、遮光部３０に入射して吸収される。
以上より、本実施形態の光学部材１は、表面側（＋Ｚ側）から入射した光のうち、厚み方向（Ｚ方向）や、光学部材１から見て－Ｘ側に傾斜した方向から入射する光を裏面側に出射させるとともに、光学部材１から見て＋Ｘ側に傾斜した方向から入射する光を吸収して、室内側に出射してしまうのを極力防ぐことができる。

ここで、第１の面２２の傾斜角度αは、光学形状層２０（単位光学形状２１）の屈折率をｎ１とした場合に、下記式（１）の関係を満たすことが望ましい。

式（１） ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）－５°≦α≦ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）＋５°

仮に、第１の面２２の傾斜角度αが式（１）の下限値よりも小さい場合、第１の面２２の配列方向（Ｘ方向）に対する傾斜角度が大きくなりすぎてしまい、厚み方向（Ｚ方向）に対して大きく傾斜した光が第１の面２２に入射して遮光部３０により吸収されてしまい、光学部材１を透過する光量が減少してしまうので望ましくない。
また、第１の面２２の傾斜角度αが式（１）の上限値よりも大きい場合、第１の面２２の配列方向（Ｘ方向）に対する傾斜角度が小さくなりすぎてしまい、単位光学形状２１に入射した光の一部が臨界角よりも大きい角度になり、光学部材１から出射することができなくなるので望ましくない。また、第１の面２２の傾斜角度αが大きすぎると、第２の面２３の厚み方向の寸法ｈを保って単位光学形状２１を形成しようとした場合に、遮光部３０の配列方向（Ｘ方向）の寸法が大きくなり、第３の面２４の面積が遮光部の表面側（＋Ｚ側）の面積に比して小さくなりすぎてしまい、光学部材１の光が透過する開口部が狭くなり、光学部材１に入射する光の多くが遮光部３０に遮光されるので望ましくない。

また、単位光学形状２１の第３の面２４の配列方向（Ｘ方向）における幅寸法ａや、第２の面２３の厚み方向（Ｚ方向）における高さ寸法ｈは、遮光したい光の入射角度や、光学形状層２０の屈折率ｎ１に応じて適宜変更することができる。例えば、厚み方向に対して４５°傾斜した方向から入射した光を遮光する場合、光学形状層２０の屈折率をｎ１＝１．５５としたとき、幅寸法ａと高さ方向ｈの寸法比（ａ／ｈ）は、０．５１であることが望ましい。

光学部材１は、例えば、以下のような製造方法により形成される。
基材層１０を用意し、その一方の面に、単位光学形状１２１を賦形する成形型に紫外線硬化型樹脂を充填した状態で積層し、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させるＵＶ成形法により光学形状層２０を形成する。
次に、形成された光学形状層２０の上に、遮光部３０を形成する着色材を含有した樹脂材料を塗布し、ワイピングすることによって隣り合う単位光学形状２１の谷間に樹脂材料を充填するとともに、余剰樹脂を除去する。そして充填された樹脂材料を硬化させることによって、隣り合う単位光学形状２１の谷間に遮光部３０が形成される。
なお、遮光部３０は、隣り合う単位光学形状２１の谷間への樹脂材料の充填、硬化を複数回繰り返すことによって形成されるようにしてもよい。これにより、樹脂材料の硬化過程において、遮光部３０の表面にひずみが生じたとしても、そのひずみをより小さくすることができる。

続いて、接合層４０に係る接合材料を単位光学形状２１及び遮光部３０の表面に塗布して、その上に第２基材層５０を貼り合わせて、接合材料を硬化させることにより、光学部材１が完成する。
ここで、接合層４０に用いる接合材料は、単位光学形状２１と接合層との間で光が屈折してしまうのを抑制する観点から、光学形状層２０と同様の材料を用いるのが望ましい。

以上より、本実施形態の光学部材１は、以下の効果を奏する。
（１）光学部材１は、光透過性を有し、単位光学形状２１が基材層１０の一方の面に複数配列された光学形状層２０と、隣り合う単位光学形状２１の谷間に設けられ、入射した光を遮光する遮光部３０とを備え、第１の面２２が、第２の面２３に比して厚み方向に対して大きく傾斜しているので、光学形状層２０に入射した光のうち特定の入射角度の光（Ｌ５）を第２の面２３を通じて遮光部３０により遮光するとともに、その反対側から入射する光（Ｌ３）を透過させることができる。
（２）光学部材１は、単位光学形状２１の第１の面２２と、基材層１０の厚み方向とがなす角度をα［°］とし、光学形状層２０の屈折率をｎ１としたとき、ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）－５°≦α≦ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）＋５°を満たす。これにより、光学部材１は、特定の方向から入射する光を遮光するとともに、光学部材１を透過する透過光量を適切に維持することができる。
（３）光学部材１は、単位光学形状２１の第２の面２３と、基材層１０の厚み方向（Ｚ方向）とがなす角度をβ［°］としたとき、－５°≦β≦５°を満たすので、特定の角度で入射した光を効率よく吸収することができる。
（４）光学部材１は、遮光部３０の屈折率ｎ２が、光学形状層２０の屈折率ｎ１以上であるので、単位光学形状２１を透過する光のうち第２の面２３等に入射する光を全反射させることなく遮光部３０において確実に吸収させることができる。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の光学部材１０１を説明する図であり、図１に対応する図である。
第２実施形態の光学部材１０１は、光学形状層及び遮光部の形態が異なる点以外は、前述の第１実施形態と同様の形態である。したがって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態の光学形状層１２０は、複数の単位光学形状２１が所定の間隔（寸法ｂ）を空けて配列されている。すなわち、単位光学形状２１の第１の面２２の基材層１０側の端部と、＋Ｘ側に位置する他の単位光学形状２１の第２の面２３の基材層１０側の端部との間に寸法ｂだけ隙間が形成された状態で、光学形状層１２０が形成されている。そのため、単位光学形状２１の配列方向における最長寸法（単位光学形状２１の台形形状の下底の寸法）Ｌは、単位光学形状２１の配列ピッチＰよりも小さい（Ｌ＜Ｐ）。

遮光部１３０は、隣り合う単位光学形状２１の谷間に形成されており、図３に示す断面における断面形状が、表面側を上底とし、裏面側を上底よりも短い下底とした台形形状に形成される。そのため、遮光部１３０は、裏面側（基材層１０側）の下底に対応する部分（基材層１０側の先端）が平坦部１３１となる。この平坦部１３１の配列方向（Ｘ方向）における幅寸法は、上述の単位光学形状２１間に設けられた隙間の寸法ｂと一致する。
このように、遮光部１３０に平坦部１３１が形成されることによって、遮光部１３０の製造過程において、粒子等の着色材を含有した樹脂材料がワイピング等により隣り合う単位光学形状２１間に充填された場合に、樹脂材料に含有された着色材を遮光部１３０の裏面側（底側）にまで十分に行き渡らせることができ、遮光部１３０の遮光機能（光吸収機能）をより向上させることができる。

平坦部１３１の配列方向（Ｘ方向）の寸法ｂは、含有される着色材の平均粒径ｄの５倍以内であることが望ましい。仮に、寸法ｂが平均粒径ｄの５倍よりも大きい場合、遮光部１３０の配列方向における寸法が大きくなりすぎてしまい、光学部材１０１を透過する透過光量が減少してしまうので望ましくない。なお、樹脂材料に含有される着色材の平均粒径は、例えば、１μｍ～２０μｍである。
なお、上述の説明では、複数ある全ての遮光部１３０に平坦部１３１を設ける例で説明したが、これに限定するものでなく、一部の遮光部に平坦部を設けるようにしてもよい。

以上より、本実施形態の光学部材１０１は、上述の第１実施形態の光学部材１と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の光学部材１０１は、遮光部１３０が平坦部１３１を有するので、遮光部１３０を形成する樹脂材料に含有される着色材を遮光部１３０の裏面側（底側）にまで行き渡らせることができ、遮光部１３０の遮光機能（光吸収機能）をより向上させることができる。

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態の光学部材２０１を説明する図である。図４は、光学形状層２２０の厚み方向（Ｚ方向）に平行であって、単位光学形状２１の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面における断面形状を示している。なお、図４では、光学部材２０１を構成する基材層１０、接合層４０、第２基材層５０の図示は省略している。
第３実施形態の光学部材２０１は、光学形状層及び遮光部の形態が異なる点以外は、前述の第２実施形態と同様の形態である。したがって、前述した第２実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態の光学形状層２２０は、複数の単位光学形状２１が異なる間隔（ｂ１～ｂ４）を空けて配列されている。すなわち、単位光学形状２１の第１の面２２の基材層１０側（－Ｚ側）の端部と、隣り合う単位光学形状２１の第２の面２３の基材層１０側の端部との間に寸法（ｂ１～ｂ４）の隙間が形成された状態で、光学形状層２２０が形成されている。そのため、遮光部２３０は、底側（－Ｚ側）に平坦部２３１が設けられる。
本実施形態では、上述のように、隣り合う単位光学形状２１の間隔が一定でないため、遮光部２３０に設けられる平坦部２３１の配列方向の寸法が相違している。具体的には、本実施形態の光学部材２０１は、図４に示すように、平坦部２３１の寸法が相違する４種類の遮光部（２３０ａ～２３０ｄ）が、配列方向に繰り返し形成されている。

本実施形態では、配列方向の－Ｘ側から順に、遮光部２３０ａ、遮光部２３０ｂ、遮光部２３０ｃ、遮光部２３０ｄが形成されており、遮光部２３０ａの平坦部２３１ａの寸法ｂ１が最も大きく、遮光部２３０ｄ側に向かうにつれて平坦部の寸法が小さくなり、遮光部２３０ｄの平坦部２３１ｄの寸法ｂ４が最も小さくなる（ｂ１＞ｂ２＞ｂ３＞ｂ４）。
なお、本実施形態では、平坦部２３１ｄの寸法ｂ４は、ｂ４＝０であるため、実際には平坦部が存在せず、第１実施形態と同様に、ＸＺ断面における断面形状が三角形形状となる。
以上より、本実施形態の光学部材２０１は、上述の第２実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態の光学部材２０１は、平坦部２３１の配列方向における寸法が相違するので、光学部材２０１に光が入射した場合に、回折光が目立ってしまうのを大幅に抑制することができる。さらに、本実施形態の光学部材２０１は、平坦部２３１の配列方向における寸法が相違する遮光部２３０ａ～２３０ｄを繰り返し設けているので、光学部材２０１の全面において、回折光が目立ってしまうのを抑制することができる。

（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
図５は、光学部材の変形形態を説明する図である。
（１）上述の実施形態において、各単位光学形状２１の第１の面２２、第２の面２３、第３の面２４の傾斜角度α、β、γや、第３の面２４の幅寸法ａは、それぞれ一定である例で説明したが、これに限定されるものでなく、配列方向における位置に応じて、異なる角度、寸法に設定されるようにしてもよい。これにより、光学部材の位置に応じて遮光したい光の方向（入射角度）が相違する場合に、適切に入射光の透過を制限することができる。また、これにともない単位光学形状２１の配列ピッチＰが配列方向における位置に応じて異なるようにしてもよい。

（２）上述の実施形態において、遮光部は、着色材を含有した樹脂材料により形成され、光を吸収する特性を有する例で説明したが、これに限定されるものでない。遮光部は、光を反射する光反射材を含有した樹脂材料や、光を反射する色彩（例えば、白色や銀色）によって着色された樹脂材料等により形成され、入射した光を遮光するようにしてもよい。光を反射する光反射材としては、例えば、金属粒子や、硫酸バリウム、酸化チタンを用いることができる。また、遮光部は、金属や、金属化合物により形成されるようにしてもよく、この場合、蒸着や、スパッタリング等により形成される。

（３）上述の実施形態において、光学形状層と基材層とは、別部材で形成される例を示したが、これに限定されるものでなく、光学形状層と基材層とが同一部材により一体に形成されるようにしてもよい。これにより、基材層と光学形状層との間に屈折率界面が形成され、両層間において入射光が屈折してしまうのを回避することができる。

（４）各実施形態において、光学部材１を２枚の透明基材６０、６１、例えば、ガラス基板に挟持して、図５に示すように、合わせガラス状の光学部材１００の形態としてもよい。この場合、光学部材１と各透明基材６０、６１との間には透明な接合材６２、６３（例えば、ＰＶＢ等）が設けられ、光学部材１と各透明基材とが接合される。
また、基材層１０及び第２基材層５０をそれぞれ、透明基材（ガラス基板）に置き換えて合わせガラス状の光学部材を形成するようにしてもよい。これにより、合わせガラス状の光学部材の層構成をより単純化することができ、製造コストを低減し、製造効率を向上させることができる。

（５）各実施形態において、光学部材の使用環境や使用目的等に応じて、例えば、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能、帯電防止機能等、適宜必要な機能を有する層を１つ又は複数選択して設けてもよい。

（６）各実施形態において、遮光部３０は、表面側（＋Ｚ側、基材層１０とは反対側）の面に光反射特性を有し、単位光学形状２１に接する面に光吸収特性を有するようにしてもよい。すなわち、遮光部３０は、表面側（＋Ｚ側）から順に、光反射特性を有する光反射部、光吸収特性を有する光吸収部が積層された形態とし、遮光部３０の表面側の面は、光反射部により形成され、遮光部３０の第１の面２２、第２の面２３に接する面（単位光学形状２１に接する面）は、ほとんどが光吸収部により形成されるようにしてもよい。なお、平坦部１３１、２３１を有する遮光部１３０、２３０の場合、平坦部１３１、２３１は光吸収部により形成される。
これにより、例えば、光学部材１の表面に太陽光が入射した場合に、遮光部３０の表面側（＋Ｚ側）に位置する光反射部により太陽光を反射させることができ、太陽光の入射により、遮光部３０が加熱されてしまうのを大幅に抑制することができ、光学部材１の熱による耐久性を向上させることができる。
このような遮光部３０は、例えば、以下のようにして形成することができる。
まず、単位光学形状２１間の谷間に光吸収部を形成する樹脂材料をワイピング等により充填し、硬化させる。このとき、光吸収部を形成する樹脂材料は、谷間の両縁（第１の面２２及び第２の面２３の表面側の端縁）まで充填されるが、縁間の表面中央部には窪みが形成される。
次に、この窪みに光反射部を形成する樹脂材料をワイピング等により充填し、硬化させる。なお、光反射部には、上述の変形形態（２）に記載の光反射材を含有した樹脂等を適宜用いることができる。以上により、表面側から順に光反射部、光吸収部が積層された遮光部３０が作製される。

なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

１ 光学部材
１０ 基材層
２０、１２０、２２０ 光学形状層
２１ 単位光学形状
２２ 第１の面
２３ 第２の面
２４ 第３の面
３０、１３０、２３０ａ～２３０ｄ 遮光部
１３１、２３１ａ～２３１ｄ 平坦部
４０ 接合層
５０ 第２基材層

Claims (4)

1. 入射する光のうち特定の角度範囲の光を遮光する光学部材であって、
   光透過性を有する基材層と、
   光透過性を有し、単位光学形状が前記基材層の一方の面に複数配列された光学形状層と、
   隣り合う前記単位光学形状の間に設けられ、入射した光を遮光する遮光部と、
   を備え、
   前記遮光部の屈折率ｎ２は、前記光学形状層の屈折率ｎ１以上であり、
   前記単位光学形状は、その配列方向に平行であって前記基材層の厚み方向に平行な断面における断面形状が台形形状に形成され、第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間に位置する第３の面とを有し、
   前記第１の面は、前記第２の面に比して厚み方向に対して大きく傾斜しており、
   前記光学形状層には、複数の前記遮光部からなる遮光部群が前記配列方向に沿って繰り返し設けられており、
   前記遮光部群を形成する複数の前記遮光部の少なくとも一部は、前記基材層側の先端に平坦部が設けられており、前記平坦部の前記配列方向における寸法が相違していること、
   を特徴とする光学部材。
2. 請求項１に記載の光学部材において、
   前記単位光学形状の前記第１の面と、前記基材層の厚み方向とがなす角度をα［°］とし、前記光学形状層の屈折率をｎ１としたとき、
   ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）－５°≦α≦ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ１）＋５°
   を満たすこと、
   を特徴とする光学部材。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光学部材において、
   前記単位光学形状の前記第２の面と、前記基材層の厚み方向とがなす角度をβ［°］としたとき、
   －５°≦β≦５°
   を満たすこと、
   を特徴とする光学部材。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学部材において、
   前記遮光部は、前記基材層とは反対側の面に光反射特性を有し、前記単位光学形状に接する面に光吸収特性を有すること、
   を特徴とする光学部材。

Images