JP2009122408A - 光学ローパスフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
光学ローパスフィルタ及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009122408A JP2009122408A JP2007296353A JP2007296353A JP2009122408A JP 2009122408 A JP2009122408 A JP 2009122408A JP 2007296353 A JP2007296353 A JP 2007296353A JP 2007296353 A JP2007296353 A JP 2007296353A JP 2009122408 A JP2009122408 A JP 2009122408A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- pass filter
- optical low
- quarter
- quartz
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
【課題】屈折板と1/4波長板との接合を容易に行えるとともに薄くしても色ムラが目立たない光学ローパスフィルタを提供する。
【解決手段】水晶からなる1/4波長板13の一方の面に水晶からなる第1複屈折板11を接合し、他方の面に水晶からなる第2複屈折板12を接合したので、これらの部材間の接合が容易に行える。1/4波長板13を、光学軸がその主面においては第1複屈折板11の光学軸に対して±45°とし、かつ、法線方向において90°として設計したので、1/4波長板13の厚さが11〜16μmと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
【選択図】図2
【解決手段】水晶からなる1/4波長板13の一方の面に水晶からなる第1複屈折板11を接合し、他方の面に水晶からなる第2複屈折板12を接合したので、これらの部材間の接合が容易に行える。1/4波長板13を、光学軸がその主面においては第1複屈折板11の光学軸に対して±45°とし、かつ、法線方向において90°として設計したので、1/4波長板13の厚さが11〜16μmと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
【選択図】図2
Description
本発明は、1/4波長板の両面に複屈折板がそれぞれ配置されるとともに疑似信号を抑制する光学ローパスフィルタ及びその製造方法に関する。
デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置は、CCDやCMOS等の撮像素子を含んで構成され、所定ピッチで配列される有限個の画素によって光学像を電気信号に変換し、映像を撮影する。このような撮像装置では、光学像の空間周波数が画素の配列ピッチにより決まるサンプリング周波数の1/2以下であれば、モアレなどの擬似信号を発生することがないが、光学像の空間周波数がサンプリング周波数の1/2を越えると、擬似信号を発生して画質を低下させる。
前述したモアレ等の擬似信号の発生を抑制するために、従来の撮像装置では、撮像素子の前面に、光学像の空間周波数の高域成分を抑制する光学ローパスフィルタが配置されている。
前述したモアレ等の擬似信号の発生を抑制するために、従来の撮像装置では、撮像素子の前面に、光学像の空間周波数の高域成分を抑制する光学ローパスフィルタが配置されている。
位相板の従来例として、第1位相板から出射した常光線、異常光線を波長によって位相差が異なるランダム偏光とする1枚からなる水晶位相板や、水晶板を複数貼り合わせて1/4波長板としたものがある。しかし、これらの従来例は厚みが大きく、例えば、1枚からなる水晶位相板は厚さ0.3mm以上と大きく、光学ローパスフィルタを組み込む撮像装置が大型化する。
また、従来の光学ローパスフィルタとしては、それぞれ水晶からなる2枚の複屈折板の間に複屈折性を有する高分子フィルムを設けたものがある(特許文献1)。
この特許文献1で示される従来例では、ポリカーボネートを主原料とするフィルムを延伸することで複屈折性をもたせ1/4波長板としたものである。
特開2004−70340号公報
この特許文献1で示される従来例では、ポリカーボネートを主原料とするフィルムを延伸することで複屈折性をもたせ1/4波長板としたものである。
特許文献1で示される従来例は、高分子フィルムの厚さが70μm程度あり、他の従来例と同様に厚さに関する課題が達成できていないだけでなく、波長板として機能する高分子フィルムを無機材料からなる複屈折板と貼り合わせることが困難となる。さらに、従来例で用いられる高分子フィルムは耐久性や耐光性が十分ではない。
つまり、有機材料からなる高分子フィルムと無機材料の複屈折板とでは線膨張係数が10倍程度異なるので、これらの材料からなる光学ローパスフィルタは温度環境に弱く、紫外線による黄変で透過率の減少、湿度環境での吸湿による膨潤といった問題がある。
ここで、特許文献1で示される光学ローパスフィルタにおいて、1/4波長板として機能する光学部品を水晶とするとともにこの光学部品を単に薄くすることが考えられるが、光学部品を単に薄くするだけでは波長による色ムラが生じてしまい、光学ローパスフィルタとして十分に機能しなくなる。
つまり、有機材料からなる高分子フィルムと無機材料の複屈折板とでは線膨張係数が10倍程度異なるので、これらの材料からなる光学ローパスフィルタは温度環境に弱く、紫外線による黄変で透過率の減少、湿度環境での吸湿による膨潤といった問題がある。
ここで、特許文献1で示される光学ローパスフィルタにおいて、1/4波長板として機能する光学部品を水晶とするとともにこの光学部品を単に薄くすることが考えられるが、光学部品を単に薄くするだけでは波長による色ムラが生じてしまい、光学ローパスフィルタとして十分に機能しなくなる。
図16には、厚さ1.0mmの従来の水晶位相板における常光Pと異常光Qとの光強度比率が示されている。入射光は水晶位相板によって、常光Pと異常光Qとに分割されており、光強度比率が0.5を示す部分が50%ずつ分離して4点になるのに対して縦軸0及び1においては、2点にしか分離されず、色ムラが生じて光学ローパスフィルタ特性を有さないことになる。図16では、常光Pと異常光Qとは、それぞれ波形の周期が短く、常光Pと異常光Qとの光強度比率が0.5を示すエリアが短い周期で繰り返し表されているため、色ムラが生じないで光学ローパスフィルタの特性を有するエリア、つまり、光強度比率が0.2〜0.8のエリアが広くなる。
これに対して、水晶位相板の厚さを図16で示されるものより薄くして0.2mmとした場合では、図17に示す通り、常光Pと異常光Qとは、それぞれ波形の周期が長く、常光Pと異常光Qとの光強度比率が0.5を示すエリアが長い周期となるため、光強度比率が0.2〜0.8のエリアが狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しないことになる。
さらに、水晶位相板の厚さを図17のものより薄くして0.1mmとした場合では、図18に示す通り、常光Pと異常光Qとは、それぞれ波形の周期が長く、常光Pと異常光Qとの光強度比率が0.5を示すエリアがより長い周期となるため、光強度比率が0.2〜0.8のエリアがより狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しないことになる。
以上の通り、水晶位相板の厚さを薄くするに従って実際に使用できる光強度比率が0.2〜0.8の範囲が狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しにくくなる。
さらに、水晶位相板の厚さを図17のものより薄くして0.1mmとした場合では、図18に示す通り、常光Pと異常光Qとは、それぞれ波形の周期が長く、常光Pと異常光Qとの光強度比率が0.5を示すエリアがより長い周期となるため、光強度比率が0.2〜0.8のエリアがより狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しないことになる。
以上の通り、水晶位相板の厚さを薄くするに従って実際に使用できる光強度比率が0.2〜0.8の範囲が狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しにくくなる。
本発明の目的は、複屈折板と1/4波長板との接合を容易に行えるとともに薄くしても色ムラが目立たない光学ローパスフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、水晶からなる1/4波長板の一方の面に水晶からなる第1複屈折板が配置されるとともに他方の面に水晶からなる第2複屈折板が配置され、これらの第1複屈折板と第2複屈折板との少なくとも一方が前記1/4波長板に接合された光学ローパスフィルタであって、前記第1複屈折板は光入射側に配置され、前記1/4波長板の厚さが11〜16μmであり、前記1/4波長板の光学軸は、その主面においては、前記第1複屈折板の光学軸に対して±45°、法線方向において90°であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、第1複屈折板により入射光が分離して複数の出射光が形成され、これらの出射光の偏光状態を1/4波長板によって直線偏光から円偏光に変換し、さらに、1/4波長板から出射する複数の出射光を第2複屈折板によってそれぞれ分離して複数の出射光を形成する。
本適用例では、光学ローパスフィルタを構成する第1複屈折板、第2複屈折板及び1/4波長板がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
しかも、本適用例では、水晶から形成されている1/4波長板を、光学軸がその主面においては第1複屈折板の光学軸に対して±45°とし、かつ、法線方向において90°とて設計したので、1/4波長板の厚さが11〜16μmと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
[適用例1]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、水晶からなる1/4波長板の一方の面に水晶からなる第1複屈折板が配置されるとともに他方の面に水晶からなる第2複屈折板が配置され、これらの第1複屈折板と第2複屈折板との少なくとも一方が前記1/4波長板に接合された光学ローパスフィルタであって、前記第1複屈折板は光入射側に配置され、前記1/4波長板の厚さが11〜16μmであり、前記1/4波長板の光学軸は、その主面においては、前記第1複屈折板の光学軸に対して±45°、法線方向において90°であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、第1複屈折板により入射光が分離して複数の出射光が形成され、これらの出射光の偏光状態を1/4波長板によって直線偏光から円偏光に変換し、さらに、1/4波長板から出射する複数の出射光を第2複屈折板によってそれぞれ分離して複数の出射光を形成する。
本適用例では、光学ローパスフィルタを構成する第1複屈折板、第2複屈折板及び1/4波長板がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
しかも、本適用例では、水晶から形成されている1/4波長板を、光学軸がその主面においては第1複屈折板の光学軸に対して±45°とし、かつ、法線方向において90°とて設計したので、1/4波長板の厚さが11〜16μmと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
[適用例2]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、前記第1複屈折板と前記第2複屈折板との双方が前記1/4波長板に接合されたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、光学ローパスフィルタとしてよりコンパクトな構造とすることができる。
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、前記第1複屈折板と前記第2複屈折板との双方が前記1/4波長板に接合されたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、光学ローパスフィルタとしてよりコンパクトな構造とすることができる。
[適用例3]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記1/4波長板を成形するための水晶製板材を前記第1複屈折板に接合する接合工程と、前記水晶製板材の厚みを薄くして前記1/4波長板を形成する薄肉化工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、水晶製板材を第1複屈折板に接合した状態で薄肉化するので、この薄肉化された水晶製板材が割れることがなくなり、薄肉化のための作業を容易に行うことができる。
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記1/4波長板を成形するための水晶製板材を前記第1複屈折板に接合する接合工程と、前記水晶製板材の厚みを薄くして前記1/4波長板を形成する薄肉化工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、水晶製板材を第1複屈折板に接合した状態で薄肉化するので、この薄肉化された水晶製板材が割れることがなくなり、薄肉化のための作業を容易に行うことができる。
[適用例4]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、前記反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱することを特徴とする。
この構成の本適用例では、塗布に際して接合面に塗布されたシランカップリング剤は、加熱時においてシラノールがOH基と脱水縮合してシロキサン結合(−Si−O−Si−)を形成して接合面同士を結合する。そして、表面を活性化する工程においてシランカップリング剤中の反応官能基が励起され、親水性が高められた互いの接合面が貼り合わされた後に接合面同士が加熱処理されることで、接合面のシランカップリング剤よりなる薄膜中の反応性官能基が化学結合して、白濁することなく薄膜同士が強固に密着する。
この適用例では、加熱処理時での白濁の発生を低減し、接合強度を大きなものにすることができるとともに、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、前記反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱することを特徴とする。
この構成の本適用例では、塗布に際して接合面に塗布されたシランカップリング剤は、加熱時においてシラノールがOH基と脱水縮合してシロキサン結合(−Si−O−Si−)を形成して接合面同士を結合する。そして、表面を活性化する工程においてシランカップリング剤中の反応官能基が励起され、親水性が高められた互いの接合面が貼り合わされた後に接合面同士が加熱処理されることで、接合面のシランカップリング剤よりなる薄膜中の反応性官能基が化学結合して、白濁することなく薄膜同士が強固に密着する。
この適用例では、加熱処理時での白濁の発生を低減し、接合強度を大きなものにすることができるとともに、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
[適用例5]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、放電プラズマ接合で行う構成が好ましい。
この構成の本適用例では、予め鏡面研磨加工した接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合するものでもよい。プラズマ処理にあたり、CF4、Ar、又はN2ガスを用いてもよい。
この適用例では、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、放電プラズマ接合で行う構成が好ましい。
この構成の本適用例では、予め鏡面研磨加工した接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合するものでもよい。プラズマ処理にあたり、CF4、Ar、又はN2ガスを用いてもよい。
この適用例では、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
[適用例6]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記1/4波長板を成形するために水晶製板材の厚みを前記1/4波長板の厚さと同じまで薄くする薄肉化工程と、この薄肉化されて形成された水晶製板材を前記第1複屈折板に接合する接合工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、1/4波長板と同じ厚さにまで水晶製板材を成形した後に、この水晶製板材を第2複屈折板に接合するので、1/4波長板の厚さの管理を精度よく行うことができる。
[適用例7]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記薄肉化工程はエッチング処理で行うことを特徴とする。
水晶製板材を薄くするために、水晶製板材の表面にエッチング液を塗布、滴下等する。エッチング液としてはフッ化アンモニウムを例示できる。
この構成の本適用例では、1/4波長板を形成するために、エッチング処理により水晶製板材を容易に所望の薄さにすることができる。
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記1/4波長板を成形するために水晶製板材の厚みを前記1/4波長板の厚さと同じまで薄くする薄肉化工程と、この薄肉化されて形成された水晶製板材を前記第1複屈折板に接合する接合工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、1/4波長板と同じ厚さにまで水晶製板材を成形した後に、この水晶製板材を第2複屈折板に接合するので、1/4波長板の厚さの管理を精度よく行うことができる。
[適用例7]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記薄肉化工程はエッチング処理で行うことを特徴とする。
水晶製板材を薄くするために、水晶製板材の表面にエッチング液を塗布、滴下等する。エッチング液としてはフッ化アンモニウムを例示できる。
この構成の本適用例では、1/4波長板を形成するために、エッチング処理により水晶製板材を容易に所望の薄さにすることができる。
[適用例8]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記エッチング処理は前記水晶製板材の周縁部を残して中心部に対して行い、前記接合工程の後に、前記水晶製板材の周縁部を切断することを特徴とする。
この水晶製板材の周縁部を切断することで前記1/4波長板が成形される。
この構成の本適用例では、周縁部を残してエッチング処理を行うので、水晶製板材が薄肉化しても、その周縁部は厚いままなので、その周縁部をもって作業を行うことができるから、光学ローパスフィルタの製造作業を容易に行うことができる。
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記エッチング処理は前記水晶製板材の周縁部を残して中心部に対して行い、前記接合工程の後に、前記水晶製板材の周縁部を切断することを特徴とする。
この水晶製板材の周縁部を切断することで前記1/4波長板が成形される。
この構成の本適用例では、周縁部を残してエッチング処理を行うので、水晶製板材が薄肉化しても、その周縁部は厚いままなので、その周縁部をもって作業を行うことができるから、光学ローパスフィルタの製造作業を容易に行うことができる。
[適用例9]
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記1/4波長板の前記第1複屈折板が接合された面と反対側の面に前記第2複屈折板を接合する後工程を備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、1/4波長板の両面に複屈折板が接合されるので、コンパクトな構造の光学ローパスフィルタを容易に製造することができる。
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記1/4波長板の前記第1複屈折板が接合された面と反対側の面に前記第2複屈折板を接合する後工程を備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、1/4波長板の両面に複屈折板が接合されるので、コンパクトな構造の光学ローパスフィルタを容易に製造することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ1が取り付けられた撮像装置100の概略構成が示されている。
図1において、撮像装置100は、 撮像モジュール110と、光入射側に配置されるレンズ120と、撮像モジュール110から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部130とを含んで構成される。
この本体部130には、撮像信号の補正等を行う信号処理部、撮像信号を磁気テープ等の記録媒体に記録する記録部及びこの撮像信号を再生する再生部、再生された映像を表示する表示部など各種の構成要素が含まれる。
撮像モジュール110は、本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ1と、CCD等のセンサからなり光学像を電気信号に変換する撮像素子140と、この撮像素子140を駆動する駆動部150とを含んで構成されている。
図1には本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ1が取り付けられた撮像装置100の概略構成が示されている。
図1において、撮像装置100は、 撮像モジュール110と、光入射側に配置されるレンズ120と、撮像モジュール110から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部130とを含んで構成される。
この本体部130には、撮像信号の補正等を行う信号処理部、撮像信号を磁気テープ等の記録媒体に記録する記録部及びこの撮像信号を再生する再生部、再生された映像を表示する表示部など各種の構成要素が含まれる。
撮像モジュール110は、本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ1と、CCD等のセンサからなり光学像を電気信号に変換する撮像素子140と、この撮像素子140を駆動する駆動部150とを含んで構成されている。
光学ローパスフィルタ1の構造が図2から図4に示されている。
図2は光学ローパスフィルタ1の断面図である。図2において、光学ローパスフィルタ1は、それぞれ水晶からなる第1複屈折板11及び第2複屈折板12と、これらの第1複屈折板11と第2複屈折板12との間に設けられた1/4波長板13とを備えて構成されている。
1/4波長板13の一方の面は第1複屈折板11に接合され、その他方の面は第2複屈折板12に接合されている。
図2は光学ローパスフィルタ1の断面図である。図2において、光学ローパスフィルタ1は、それぞれ水晶からなる第1複屈折板11及び第2複屈折板12と、これらの第1複屈折板11と第2複屈折板12との間に設けられた1/4波長板13とを備えて構成されている。
1/4波長板13の一方の面は第1複屈折板11に接合され、その他方の面は第2複屈折板12に接合されている。
図3及び図4は、光学ローパスフィルタ1の構造について、主に光学軸と光線の進行方向に着目して詳細に説明するために用いられるものであり、図3は光学ローパスフィルタ1の分解斜視図であり、図4は光学ローパスフィルタ1を構成する各層を通過することによる入射光の分離状態を説明する説明図である。
図3及び図4において、光入射側に配置される第1複屈折板11は、光入射面と直交し、かつ紙面と平行な面(x−z平面)において、z軸と約45度の方位角をなす方向(矢印A1により示す方向)に光学軸(光学的主軸)を有している。この第1複屈折板11の光線L1が入射し(図4(A)参照)、第1複屈折板11に入射した光線L1は第1複屈折板11の有する複屈折性によって、2つの光線L11、L12に分離されて出射する(図4(B)参照)。これらの光線L11、L12は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
図3及び図4において、光入射側に配置される第1複屈折板11は、光入射面と直交し、かつ紙面と平行な面(x−z平面)において、z軸と約45度の方位角をなす方向(矢印A1により示す方向)に光学軸(光学的主軸)を有している。この第1複屈折板11の光線L1が入射し(図4(A)参照)、第1複屈折板11に入射した光線L1は第1複屈折板11の有する複屈折性によって、2つの光線L11、L12に分離されて出射する(図4(B)参照)。これらの光線L11、L12は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
1/4波長板13は、光入射面(x−y平面)において、x軸と約45度の方位角をなす方向(矢印A2により示す方向)に光学軸を有している。これにより、1/4波長板13に入射した光線L11、L12は、それぞれ直線偏光から円偏光に偏光状態が変えられ、2つの光線L13、L14となって出射する。
光出射側に配置される第2複屈折板12は、光入射面と直交し、かつ紙面と直交する面(y−z平面)において、y軸と約45度の方位角をなす方向(矢印A3により示す方向)に光学軸を有している。この第2複屈折板12に入射した光線L13は、第2複屈折板12の有する複屈折性によって、2つの光線L15、L16に分離されて出射する(図4(C)参照)。同様に、第2複屈折板12に入射した光線L14は、2つの光線L17、L18に分離されて出射する(図4(C)参照)。これらの光線L15、L16、L17、L18は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
つまり、本実施形態の光学ローパスフィルタ1では1つの入射光線L1が4点の光線Ll5、L16、L17、Ll8に分離されるものであり、分離された光線Ll5、L16、L17、Ll8のうち2つが常光であり、残り2つが異常光である。
光出射側に配置される第2複屈折板12は、光入射面と直交し、かつ紙面と直交する面(y−z平面)において、y軸と約45度の方位角をなす方向(矢印A3により示す方向)に光学軸を有している。この第2複屈折板12に入射した光線L13は、第2複屈折板12の有する複屈折性によって、2つの光線L15、L16に分離されて出射する(図4(C)参照)。同様に、第2複屈折板12に入射した光線L14は、2つの光線L17、L18に分離されて出射する(図4(C)参照)。これらの光線L15、L16、L17、L18は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
つまり、本実施形態の光学ローパスフィルタ1では1つの入射光線L1が4点の光線Ll5、L16、L17、Ll8に分離されるものであり、分離された光線Ll5、L16、L17、Ll8のうち2つが常光であり、残り2つが異常光である。
次に、本実施形態の1/4波長板13を用いた光学ローパスフィルタ1の光学的な特性について、図5から図13に基づいて説明する。
本実施形態では、1/4波長板13の光学軸が主面において第1複屈折板11の光学軸に対して±45°であり、法線方向において90°である。
光学ローパスフィルタ1の位相差は波長410nmで97〜126°(105〜110nm)であり、波長440〜550nmで90°であり、波長680nmで55〜72°(136〜142nm)である。
表1には厚さがそれぞれ11.7μm、13.8μm、15.0μmである1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1の常光線光強度比率が示されている。
本実施形態では、1/4波長板13の光学軸が主面において第1複屈折板11の光学軸に対して±45°であり、法線方向において90°である。
光学ローパスフィルタ1の位相差は波長410nmで97〜126°(105〜110nm)であり、波長440〜550nmで90°であり、波長680nmで55〜72°(136〜142nm)である。
表1には厚さがそれぞれ11.7μm、13.8μm、15.0μmである1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1の常光線光強度比率が示されている。
図5には、厚さがそれぞれ11.7μm、13.8μm、15.0μmである1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1の波長と光強度比率との関係が示されている。
図5において、符号P1が厚さ11.7μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での常光線のデータであり、符号Q1が厚さ11.7μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での異常光線のデータである。符号P2が厚さ13.8μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での常光線のデータであり、符号Q2が厚さ13.8μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での異常光線のデータである。符号P3が厚さ15.0μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での常光線のデータであり、符号Q3が厚さ15.0μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での異常光線のデータである。
図5において、符号P1が厚さ11.7μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での常光線のデータであり、符号Q1が厚さ11.7μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での異常光線のデータである。符号P2が厚さ13.8μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での常光線のデータであり、符号Q2が厚さ13.8μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での異常光線のデータである。符号P3が厚さ15.0μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での常光線のデータであり、符号Q3が厚さ15.0μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1での異常光線のデータである。
表1及び図5のデータを得るに際して、例えば、有限会社マクシス・ワン製の測定装置を用いる。この測定装置は、光源と、微小エリアの光を取り出すピンホールと、特定波長の光のみ透過する干渉フィルタと、測定対象となる光学ローパスフィルタと、拡大用のレンズと、CCDカメラとが直線上に配置されるものであり、干渉フィルタで透過した所定波長の光を光学ローパスフィルタで4点に分離した後、その光強度比率をCCDカメラを用いて測定する構造である。この測定装置の干渉フィルタは、図6に示される通り、符号R1で示される479nmの波長、R2で示される546nmの波長、R3で示される586nmの波長及びR4で示される643nmの波長のみを透過させるものである。
表1及び図5において、厚さが11.7μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1、厚さが13.8μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1、厚さが15.0μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1では、それぞれ使用する波長の範囲400nm〜700nmにおいて、光強度比率が20%〜80%の範囲内にある。20%〜80%の光強度比率は色ムラが生じにくく光学ローパスフィルタ1を実質的に使用できる許容範囲である。
ここで、光学ローパスフィルタ1では、主面の光学軸が45°であるが、本実施形態では、1/4波長板13を用いているため、光学軸の角度が多少変化しても問題はない。
図7には厚さ13.8μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1において、主面の光学軸を45°とした場合の光強度比率のデータP2、Q2と、光学軸を46°とした場合の光強度比率のデータP21、Q21と、光学軸を50°とした場合の光強度比率のデータP22、Q22とが示されている。なお、図7では光学軸が45°の場合と46°の場合とでは極めて近似した値をとる。
図7に示される通り、光学軸を45°から5°の範囲で変えても、使用する波長の範囲400nm〜700nmにおいて、数%程度の相違にしか過ぎない。つまり、1/4波長板は角度依存性が低いので、光強度比率に大きな相違が生じない。
図7には厚さ13.8μmの1/4波長板13を有する光学ローパスフィルタ1において、主面の光学軸を45°とした場合の光強度比率のデータP2、Q2と、光学軸を46°とした場合の光強度比率のデータP21、Q21と、光学軸を50°とした場合の光強度比率のデータP22、Q22とが示されている。なお、図7では光学軸が45°の場合と46°の場合とでは極めて近似した値をとる。
図7に示される通り、光学軸を45°から5°の範囲で変えても、使用する波長の範囲400nm〜700nmにおいて、数%程度の相違にしか過ぎない。つまり、1/4波長板は角度依存性が低いので、光強度比率に大きな相違が生じない。
1/4波長板は、前述の厚さでなくても角度依存性が低い。
図8には厚さが0.3mmの水晶波長板において、光学軸を45°〜60°の範囲とした場合の光強度比率が示されている。
図8において、符号P31は常光における光学軸45°の光強度比率のデータであり、符号Q31は異常光における光学軸45°の光強度比率のデータであり、符号P32は常光における光学軸46°の光強度比率のデータであり、符号Q32は異常光における光学軸46°の光強度比率のデータであり、符号P33は常光における光学軸50°の光強度比率のデータであり、符号Q33は異常光における光学軸50°の光強度比率のデータであり、符号P34は常光における光学軸60°の光強度比率のデータであり、符号Q34は異常光における光学軸60°の光強度比率のデータである。光学軸60°の場合の光強度比率のデータが図9で取り出して示されている。なお、図8において、光学軸が45°の場合と46°の場合とでは、データの差が極めて小さい。
図10には、光学軸70°の場合の光強度比率のデータP35,Q35が示されている。
図8には厚さが0.3mmの水晶波長板において、光学軸を45°〜60°の範囲とした場合の光強度比率が示されている。
図8において、符号P31は常光における光学軸45°の光強度比率のデータであり、符号Q31は異常光における光学軸45°の光強度比率のデータであり、符号P32は常光における光学軸46°の光強度比率のデータであり、符号Q32は異常光における光学軸46°の光強度比率のデータであり、符号P33は常光における光学軸50°の光強度比率のデータであり、符号Q33は異常光における光学軸50°の光強度比率のデータであり、符号P34は常光における光学軸60°の光強度比率のデータであり、符号Q34は異常光における光学軸60°の光強度比率のデータである。光学軸60°の場合の光強度比率のデータが図9で取り出して示されている。なお、図8において、光学軸が45°の場合と46°の場合とでは、データの差が極めて小さい。
図10には、光学軸70°の場合の光強度比率のデータP35,Q35が示されている。
図8から図10に示される通り、1/4波長板の光学軸の角度を45°からずらした場合には、周期波形の振幅が小さくなり、常光線は強度比率100%が基準となり、異常光線は0%が基準となる。常光線と異常光線の強度比を合わせて見ると、周期波形は、1周期おきに小さい振幅が現れる。振幅は、角度ずれが大きくなるに従って小さくなっていく。すなわち、波長全体でみると、常光線と異常光線のトータルの強度比が50:50でなくなっていく。
これに対して、1/4波長板に比べて1/2波長板は角度依存性が大きい。
図11には、1/2波長板を用いた場合において、光学軸を22.5°にした場合の光強度比率のデータP51、Q51と、25°にした場合の光強度比率のデータP52、Q52と、20°にした場合の光強度比率のデータP53、Q53とが示されている。
図11に示される通り、1/2波長板では、光学軸を5°変化させた場合では20%程度の光強度比率の相違が生じる。
図11には、1/2波長板を用いた場合において、光学軸を22.5°にした場合の光強度比率のデータP51、Q51と、25°にした場合の光強度比率のデータP52、Q52と、20°にした場合の光強度比率のデータP53、Q53とが示されている。
図11に示される通り、1/2波長板では、光学軸を5°変化させた場合では20%程度の光強度比率の相違が生じる。
次に、本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ1を製造する方法について図12及び図13に基づいて説明する。
まず、光学ローパスフィルタの製造方法の第1実施形態を図12に基づいて説明する。
[接合工程]
図12(A)に示される通り、水晶からなる第1複屈折板11を用意しておき、その後、図12(B)に示される通り、第1複屈折板11の上に水晶製板材13Aを接合する。なお、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとは平面上の同じ大きさのものを用意しておく。
ここで、この接合に際しては、接着剤を用いた場合や、シランカップリング剤を用いた場合や、放電プラズマを用いた場合等を例示できる。
まず、光学ローパスフィルタの製造方法の第1実施形態を図12に基づいて説明する。
[接合工程]
図12(A)に示される通り、水晶からなる第1複屈折板11を用意しておき、その後、図12(B)に示される通り、第1複屈折板11の上に水晶製板材13Aを接合する。なお、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとは平面上の同じ大きさのものを用意しておく。
ここで、この接合に際しては、接着剤を用いた場合や、シランカップリング剤を用いた場合や、放電プラズマを用いた場合等を例示できる。
(1)接着剤を用いた接合工程
第1複屈折板11の接合面と水晶製板材13Aとの接合面を予め洗浄しておき、これらの接合面に接着剤を塗布して互いに接合する。
使用する接着剤は、接着が容易で比較的高温度に耐えうる一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。望ましい紫外線硬化型接着剤の一例としては、サンライズMSI株式会社製のPHOTOボンド(登録商標)が挙げられる。紫外線硬化型接着剤は塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて積算光量600mj/cm2(照度2mW/cm2)程度、照射して硬化される。硬化された接着剤の厚さは30nm〜300nmが好ましい。
第1複屈折板11の接合面と水晶製板材13Aとの接合面を予め洗浄しておき、これらの接合面に接着剤を塗布して互いに接合する。
使用する接着剤は、接着が容易で比較的高温度に耐えうる一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。望ましい紫外線硬化型接着剤の一例としては、サンライズMSI株式会社製のPHOTOボンド(登録商標)が挙げられる。紫外線硬化型接着剤は塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて積算光量600mj/cm2(照度2mW/cm2)程度、照射して硬化される。硬化された接着剤の厚さは30nm〜300nmが好ましい。
(2)シランカップリング剤を用いた接合工程
第1複屈折板11の接合面と水晶製板材13Aとの接合面にシランカップリング剤を塗布する。塗布方法として、スピン、ディップ、フロー、バーコード、スリッタ等の塗布方法が例示できる。
ここで使用されるシランカップリング剤は、下記の一般式(1)及び一般式(2)に示されるシラン化合物を用いることが好ましい。
第1複屈折板11の接合面と水晶製板材13Aとの接合面にシランカップリング剤を塗布する。塗布方法として、スピン、ディップ、フロー、バーコード、スリッタ等の塗布方法が例示できる。
ここで使用されるシランカップリング剤は、下記の一般式(1)及び一般式(2)に示されるシラン化合物を用いることが好ましい。
Si(OR1)4 …(1)
R1は炭素数1から4のアルキル基を示す。
一般式(1)で表されるシラン化合物の例としては。テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが例示できる。
R1は炭素数1から4のアルキル基を示す。
一般式(1)で表されるシラン化合物の例としては。テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが例示できる。
R2nSi(OR1)4−n …(2)
R1はアルキル基を示し、R2は炭素数1から8のアルキル又は(X−R3)を表す。ここで、R3は炭素数が0〜10の直鎖状、分岐状、環状アルキレン基又はアルキルフェニル基を表し、間にN、O、S、Pが入ってもよい。Xは、エポキシ基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリル基、イソシアネート基、アミノ基、メルカプト基等の官能基を表す。nは0〜3の整数であり、nが2又は3の場合には、(X−R3)は同種でも異種でもよい。
一般式(2)で表されるシラン化合物の具体例としては、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン等を例示することができる。
これらのシラン化合物は、そのまま用いることができるが、溶媒を用いて希釈してもよい。この溶媒としては、親水性有機溶媒剤が好ましい。親水性有機溶媒剤としては、メタノール等のアルコール類、エチレングリコール等のグリコール類、グリセリン等のグリコールエーテル類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を例示できる。
R1はアルキル基を示し、R2は炭素数1から8のアルキル又は(X−R3)を表す。ここで、R3は炭素数が0〜10の直鎖状、分岐状、環状アルキレン基又はアルキルフェニル基を表し、間にN、O、S、Pが入ってもよい。Xは、エポキシ基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリル基、イソシアネート基、アミノ基、メルカプト基等の官能基を表す。nは0〜3の整数であり、nが2又は3の場合には、(X−R3)は同種でも異種でもよい。
一般式(2)で表されるシラン化合物の具体例としては、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン等を例示することができる。
これらのシラン化合物は、そのまま用いることができるが、溶媒を用いて希釈してもよい。この溶媒としては、親水性有機溶媒剤が好ましい。親水性有機溶媒剤としては、メタノール等のアルコール類、エチレングリコール等のグリコール類、グリセリン等のグリコールエーテル類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を例示できる。
その後、第1複屈折板11の接合面と水晶製板材13Aとの接合面に塗布されたシランカップリング剤を加熱する。この加熱により、シランカップリング剤が脱水縮合されてシラノールが第1複屈折板11の接合面と水晶製板材13Aの接合面とに化学結合する。つまり、接合面に化学結合したシランカップリング剤よりなる薄膜が形成される。
加熱方法としては、例えば、シランカップリング剤が塗布された第1複屈折板11と水晶製板材13Aとを、60℃〜300℃程度の内部温度に設定された乾燥炉に投入して行う。加熱温度が300℃を超える場合には、シランカップリング剤中の有機物が分解されて化学結合反応が低下する。60℃未満の場合にはシラノールの十分な脱水縮合反応が得られない。加熱時間は、加熱温度により異なるが、1時間〜6時間である。
加熱方法としては、例えば、シランカップリング剤が塗布された第1複屈折板11と水晶製板材13Aとを、60℃〜300℃程度の内部温度に設定された乾燥炉に投入して行う。加熱温度が300℃を超える場合には、シランカップリング剤中の有機物が分解されて化学結合反応が低下する。60℃未満の場合にはシラノールの十分な脱水縮合反応が得られない。加熱時間は、加熱温度により異なるが、1時間〜6時間である。
第1複屈折板11と水晶製板材13Aとを乾燥炉から取り出した後に、これらの間に形成された薄膜に活性化エネルギーを付与する。
活性化エネルギーの付与方法としては、プラズマ処理、オゾン処理又は活性化エネルギー線照射等が例示できる。これにより、シランカップリング剤の薄膜表面に、反応性官能基の励起及びOH基などの活性種の導入が行われ、親水性が高まる。
そして、反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせる。そのため、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとを位置だしして接合面同士を押し付ける。接合面の加圧力は200MPa程度の範囲であるが、部材の損傷防止の観点から0.5MPa〜1MPa程度が好ましい。
さらに、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合面が加熱される。この加熱処理は前述の薄膜形成の加熱と略同じである。
活性化エネルギーの付与方法としては、プラズマ処理、オゾン処理又は活性化エネルギー線照射等が例示できる。これにより、シランカップリング剤の薄膜表面に、反応性官能基の励起及びOH基などの活性種の導入が行われ、親水性が高まる。
そして、反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせる。そのため、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとを位置だしして接合面同士を押し付ける。接合面の加圧力は200MPa程度の範囲であるが、部材の損傷防止の観点から0.5MPa〜1MPa程度が好ましい。
さらに、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合面が加熱される。この加熱処理は前述の薄膜形成の加熱と略同じである。
(3)放電プラズマを用いた接合工程
第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合面を鏡面研磨加工する。
この加工された接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合する。
プラズマ処理にあたり、CF4、Ar、又はN2ガスを用いる。これらのガスを接合面に向けて照射し、所定の押圧力によって第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合面同士を加圧する。
第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合面を鏡面研磨加工する。
この加工された接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合する。
プラズマ処理にあたり、CF4、Ar、又はN2ガスを用いる。これらのガスを接合面に向けて照射し、所定の押圧力によって第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合面同士を加圧する。
[薄肉化工程]
第1複屈折板11の上に水晶製板材13Aを接合したら、図12(C)に示される通り、水晶製板材13Aを薄肉化して厚さ11〜16μmの1/4波長板13を成形する。
この薄肉化のために種々の手段、例えば、研磨加工を採用することができる。
この研磨加工に際しては、図12(C)に示される通り、一面に第1複屈折板11が接合された1/4波長板13の他面に研磨部材30を当接させ、この研磨部材30を回転させながら水晶製板材13Aを移動させる。なお、研磨加工に代えて後述するエッチングを採用してもよい。
第1複屈折板11の上に水晶製板材13Aを接合したら、図12(C)に示される通り、水晶製板材13Aを薄肉化して厚さ11〜16μmの1/4波長板13を成形する。
この薄肉化のために種々の手段、例えば、研磨加工を採用することができる。
この研磨加工に際しては、図12(C)に示される通り、一面に第1複屈折板11が接合された1/4波長板13の他面に研磨部材30を当接させ、この研磨部材30を回転させながら水晶製板材13Aを移動させる。なお、研磨加工に代えて後述するエッチングを採用してもよい。
[後工程]
次に、図12(D)に示される通り、1/4波長板13の第1複屈折板11が接合された面と反対側の面に第2複屈折板12を接合して光学ローパスフィルタ1を製作する。
この際、第2複屈折板12の大きさを予め1/4波長板13の大きさにカットしておき、両者を接合するものでもよく、あるいは、第2複屈折板12を大きめに形成し、1/4波長板13に接合した後、1/4波長板13と同じ大きさにカットするものでもよい。
また、1/4波長板13と第2複屈折板12との接合は、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合と同じ手法、つまり、接着剤を用いた接合や、シランカップリング剤を用いた接合や、放電プラズマを用いた接合を採用することができる。
次に、図12(D)に示される通り、1/4波長板13の第1複屈折板11が接合された面と反対側の面に第2複屈折板12を接合して光学ローパスフィルタ1を製作する。
この際、第2複屈折板12の大きさを予め1/4波長板13の大きさにカットしておき、両者を接合するものでもよく、あるいは、第2複屈折板12を大きめに形成し、1/4波長板13に接合した後、1/4波長板13と同じ大きさにカットするものでもよい。
また、1/4波長板13と第2複屈折板12との接合は、第1複屈折板11と水晶製板材13Aとの接合と同じ手法、つまり、接着剤を用いた接合や、シランカップリング剤を用いた接合や、放電プラズマを用いた接合を採用することができる。
次に、光学ローパスフィルタの製造方法の第2実施形態を図13に基づいて説明する。
[薄肉化工程]
図13(A)に示される通り、1/4波長板を成形するために厚さ0.1mm程度の水晶製板材13Aを用意する。この水晶製板材13Aは成形しようとする1/4波長板13と平面上の大きさよりも縦横寸法をそれぞれ大きくし、予め保持できるように形成しておく。
図13(B)に示される通り、水晶製板材13Aの上面外周縁部にマスク31を載せてマスキングをする。このマスク31の大きさは水晶製板材13Aの縁を保持できる程度の大きさであればよく、マスク31で囲まれた中心部の大きさは1/4波長板13となる大きさと同じである。
マスク31は後述するエッチング液に浸食されない材質のものを用いる。
[薄肉化工程]
図13(A)に示される通り、1/4波長板を成形するために厚さ0.1mm程度の水晶製板材13Aを用意する。この水晶製板材13Aは成形しようとする1/4波長板13と平面上の大きさよりも縦横寸法をそれぞれ大きくし、予め保持できるように形成しておく。
図13(B)に示される通り、水晶製板材13Aの上面外周縁部にマスク31を載せてマスキングをする。このマスク31の大きさは水晶製板材13Aの縁を保持できる程度の大きさであればよく、マスク31で囲まれた中心部の大きさは1/4波長板13となる大きさと同じである。
マスク31は後述するエッチング液に浸食されない材質のものを用いる。
図13(C)に示される通り、水晶製板材13A上面にエッチング液を塗布してエッチングする。エッチングは水晶製板材13Aが薄肉化して厚さ11〜16μm程度となるまで行う。
エッチング液としては、フッ酸、フッ化アンモニウム等を例示できる。本実施形態では、マスク31の部分がマスキングしているのでエッチング処理は水晶製板材13Aのマスク31がされている部分(水晶製板材13Aの周縁部)を残して中心部に対して行われることになる。
図13(D)に示される通り、エッチング処理が終了したら、洗浄液を用いて水晶製板材13Aを洗浄するとともに、マスク31を剥がす。
エッチング液としては、フッ酸、フッ化アンモニウム等を例示できる。本実施形態では、マスク31の部分がマスキングしているのでエッチング処理は水晶製板材13Aのマスク31がされている部分(水晶製板材13Aの周縁部)を残して中心部に対して行われることになる。
図13(D)に示される通り、エッチング処理が終了したら、洗浄液を用いて水晶製板材13Aを洗浄するとともに、マスク31を剥がす。
[接合工程]
そして、図13(D)に示される通り、中心部が薄く形成された水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合する。この接合方法は第1実施形態の接合方法を採用することができるが、このうち接着剤を用いた接合方法が好ましい。つまり、一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用い、紫外線硬化型接着剤を水晶製板材13Aと第1複屈折板11との接合面に塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて硬化する。
[切断工程]
図13(E)に示される通り、水晶製板材13Aの周縁部を、カッタ等を用いて切断して1/4波長板13を成形する。
[後工程]
図13(F)に示される通り、1/4波長板13の第1複屈折板11が接合された面と反対側の面に第2複屈折板12を接合して光学ローパスフィルタ1を製作する。
そして、図13(D)に示される通り、中心部が薄く形成された水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合する。この接合方法は第1実施形態の接合方法を採用することができるが、このうち接着剤を用いた接合方法が好ましい。つまり、一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用い、紫外線硬化型接着剤を水晶製板材13Aと第1複屈折板11との接合面に塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて硬化する。
[切断工程]
図13(E)に示される通り、水晶製板材13Aの周縁部を、カッタ等を用いて切断して1/4波長板13を成形する。
[後工程]
図13(F)に示される通り、1/4波長板13の第1複屈折板11が接合された面と反対側の面に第2複屈折板12を接合して光学ローパスフィルタ1を製作する。
従って、本実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
(1)光学ローパスフィルタ1を構成する第1複屈折板11、第2複屈折板12及び1/4波長板13がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
(2)水晶から形成されている1/4波長板13を、光学軸がその主面においては第1複屈折板11の光学軸に対して±45°とし、かつ、法線方向において90°として設計したので、1/4波長板13の厚さが11〜16μmと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。1/4波長板13が従来に比べて薄いので、光学ローパスフィルタ1の薄型化が図れ、これにより、この光学ローパスフィルタ1が装着される撮像装置100の小型化を図ることができる。
(1)光学ローパスフィルタ1を構成する第1複屈折板11、第2複屈折板12及び1/4波長板13がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
(2)水晶から形成されている1/4波長板13を、光学軸がその主面においては第1複屈折板11の光学軸に対して±45°とし、かつ、法線方向において90°として設計したので、1/4波長板13の厚さが11〜16μmと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。1/4波長板13が従来に比べて薄いので、光学ローパスフィルタ1の薄型化が図れ、これにより、この光学ローパスフィルタ1が装着される撮像装置100の小型化を図ることができる。
(3)1/4波長板13の両面が第1複屈折板11と第2複屈折板12とに接合されているので、光学ローパスフィルタ1としてよりコンパクトな構造とすることができる。そのため、撮像装置100のより小型化を図ることができる。
(4)光学ローパスフィルタ1を製造するにあたり、水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合し、その後、水晶製板材13Aの厚みを薄くして1/4波長板13を形成した。そのため、水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合した状態で薄肉化するので、この薄肉化された水晶製板材13Aが割れることがなくなり、薄肉化のための作業を容易に行うことができる。
(5)水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面に接着剤を塗布し、この接着剤を硬化させる方法を採用すれば、水晶製板材13Aと第1複屈折板11との接合を容易に行うことができる。
(6)水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱する方法を採用すれば、加熱処理時での白濁の発生を低減し、接合強度を大きなものにすることができるとともに、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
(7)水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面に放電プラズマで接合する方法を採用すれば、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
(8)また、光学ローパスフィルタ1を製造するため、水晶製板材13Aの厚みを1/4波長板13の厚さと同じまで薄くし、この水晶製板材13Aを第1複屈折板11に接合する方法を採用すれば、1/4波長板13の厚さの管理を精度よく行うことができる。
(9)この製造方法において、水晶製板材13Aの薄肉化をエッチング処理で行うので、エッチング処理により水晶製板材13Aを容易に所望の薄さにすることができる。
(9)この製造方法において、水晶製板材13Aの薄肉化をエッチング処理で行うので、エッチング処理により水晶製板材13Aを容易に所望の薄さにすることができる。
(10)エッチング処理を水晶製板材13Aの周縁部を残して中心部に対して行い、水晶製板材13Aと第1複屈折板11との接合の後に、水晶製板材13Aの周縁部を切断して1/4波長板13を成形した。そのため、水晶製板材13Aが薄肉化しても、その周縁部は厚いままとなるので、この周縁部をもって光学ローパスフィルタの製造作業を容易に行うことができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、1/4波長板13の両面を第1複屈折板11と第2複屈折板12とに接合したが、本発明では、図14及び図15に示される通り、1/4波長板13の一方の面に第1複屈折板11と第2複屈折板12とのいずれか一方を接合する構成としてもよい。
図14は変形例にかかる光学ローパスフィルタ1Aが取り付けられた撮像装置の概略構成図であり、図15は、光学ローパスフィルタ1Aの断面図である。
図14及び図15において、光学ローパスフィルタ1Aでは第1複屈折板11と1/4波長板13とが分離されており、互いに所定間隔をもって配置されている。第1複屈折板11の表面には必要に応じて赤外線カットコート14が形成されてもよい。
また、本発明の光学ローパスフィルタ1,1Aは撮像装置以外の装置にも適用できる。
例えば、前記実施形態では、1/4波長板13の両面を第1複屈折板11と第2複屈折板12とに接合したが、本発明では、図14及び図15に示される通り、1/4波長板13の一方の面に第1複屈折板11と第2複屈折板12とのいずれか一方を接合する構成としてもよい。
図14は変形例にかかる光学ローパスフィルタ1Aが取り付けられた撮像装置の概略構成図であり、図15は、光学ローパスフィルタ1Aの断面図である。
図14及び図15において、光学ローパスフィルタ1Aでは第1複屈折板11と1/4波長板13とが分離されており、互いに所定間隔をもって配置されている。第1複屈折板11の表面には必要に応じて赤外線カットコート14が形成されてもよい。
また、本発明の光学ローパスフィルタ1,1Aは撮像装置以外の装置にも適用できる。
本発明は、撮像装置、その他の装置に用いられ1/4波長板を有する光学ローパスフィルタに利用できる。
1,1A…光学ローパスフィルタ、11…第1複屈折板、12…第2複屈折板、13…1/4波長板
Claims (9)
- 水晶からなる1/4波長板の一方の面に水晶からなる第1複屈折板が配置されるとともに他方の面に水晶からなる第2複屈折板が配置され、これらの第1複屈折板と第2複屈折板との少なくとも一方が前記1/4波長板に接合された光学ローパスフィルタであって、
前記第1複屈折板は光入射側に配置され、前記1/4波長板の厚さは11〜16μmであり、前記1/4波長板の光学軸は、その主面においては前記第1複屈折板の光学軸に対して±45°、法線方向において90°であることを特徴とする光学ローパスフィルタ。 - 請求項1に記載された光学ローパスフィルタにおいて、
前記第1複屈折板と前記第2複屈折板との双方が前記1/4波長板に接合されたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。 - 請求項1又は請求項2に記載された光学ローパスフィルタを製造する方法であって、
前記1/4波長板を成形するための水晶製板材を前記第1複屈折板に接合する接合工程と、前記水晶製板材の厚みを薄くして前記1/4波長板を形成する薄肉化工程とを備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。 - 請求項3に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記接合工程は、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、前記反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱することを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。 - 請求項3に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記接合工程は、放電プラズマ接合で行うことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載された光学ローパスフィルタを製造する方法であって、
前記1/4波長板を成形するために水晶製板材の厚さを前記1/4波長板の厚さと同じまで薄くする薄肉化工程と、この薄肉化されて形成された水晶製板材を前記第1複屈折板に接合する接合工程とを備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。 - 請求項6に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記薄肉化工程はエッチング処理で行うことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。 - 請求項7に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記エッチング処理は前記水晶製板材の周縁部を残して中心部に対して行い、前記接合工程の後に、前記水晶製板材の周縁部を切断することを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。 - 請求項3から請求項8のいずれかに記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記1/4波長板の前記第1複屈折板が接合された面と反対側の面に前記第2複屈折板を接合する後工程を備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007296353A JP2009122408A (ja) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | 光学ローパスフィルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007296353A JP2009122408A (ja) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | 光学ローパスフィルタ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009122408A true JP2009122408A (ja) | 2009-06-04 |
Family
ID=40814622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007296353A Withdrawn JP2009122408A (ja) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | 光学ローパスフィルタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009122408A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103513314A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-01-15 | 杭州科汀光学技术有限公司 | 一种低通滤波器 |
US11543574B2 (en) | 2019-05-09 | 2023-01-03 | The Japan Steel Works, Ltd. | Wave plate, method for manufacturing wave plate, and optical apparatus |
-
2007
- 2007-11-15 JP JP2007296353A patent/JP2009122408A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103513314A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-01-15 | 杭州科汀光学技术有限公司 | 一种低通滤波器 |
US11543574B2 (en) | 2019-05-09 | 2023-01-03 | The Japan Steel Works, Ltd. | Wave plate, method for manufacturing wave plate, and optical apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Martins et al. | On metalenses with arbitrarily wide field of view | |
JP3592383B2 (ja) | 高分子製光学的ローパスフィルター、その複合体およびその製造方法並びに複合光学フィルター | |
KR102069572B1 (ko) | 편광 빔 스플리터 및 이를 제조하는 방법 | |
JP4912146B2 (ja) | 有機金属ポリマー材料 | |
US20050180010A1 (en) | Dielectric multilayer filter and its manufacturing method, and solid-state imaging device | |
KR20140089441A (ko) | 광학 필터와 그의 제조 방법, 및 촬상 장치 | |
US20100246018A1 (en) | Lens having antireflection and light absorbing films and lens array including such lens | |
CN100476468C (zh) | 偏振光元件、正交分光棱镜、液晶投影机以及偏振光元件的制造方法 | |
CN101813800A (zh) | 偏振片的制造方法 | |
JP2010276940A (ja) | ガラス基材の接合方法、及びガラス接合体 | |
JP2009192776A (ja) | 撮像装置及び撮像装置の光学ローパスフィルタの製造方法 | |
CN102736164B (zh) | 光学元件、投射型影像装置和光学元件的制造方法 | |
JP5838646B2 (ja) | 投射型映像装置及び投射型映像装置の光学素子の製造方法 | |
TW201310102A (zh) | 鏡頭模組及其製造方法 | |
JP2007334087A (ja) | 光学部品の製造方法 | |
JP2009251366A (ja) | 撮像レンズの製造方法、撮像レンズ及び撮像装置 | |
JP2009122408A (ja) | 光学ローパスフィルタ及びその製造方法 | |
US20020071179A1 (en) | Method for manufacturing 3D image display body | |
US20030227669A1 (en) | Structured polarizer and method for making the same | |
JP2005345680A (ja) | 光学フィルターおよび撮像装置 | |
JP2005031170A (ja) | 撮像装置および光学フィルター | |
TW200527079A (en) | Method for forming oriented film, oriented film, substrate for electronic device, liquid crystal panel, and electronic device | |
JP2009069809A (ja) | 偏光変換素子および偏光変換素子の製造方法 | |
JP2009122407A (ja) | 光学ローパスフィルタ及びその製造方法 | |
TW201137489A (en) | Light blocking member, method for making same and lens module having same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110201 |