JP6867148B2 - 光学フィルタ及び撮像光学系 - Google Patents
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Description
前記光学調整層は、前記基板側から第1光吸収層、第1中間層、第2中間層及び第2光吸収層の順に積層され、前記第2中間層の酸化数が前記第1中間層の酸化数よりも大きいことを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の光学フィルタは、光透過性を有する基板と、前記基板の少なくとも一方面上に設けられる光学調整層と、を備え、前記光学調整層は、光吸収特性を有する金属A、金属Aの酸化物AO及び金属Aの窒化物ANからなる群から選択される少なくとも1つの光吸収材料で形成された第1及び第2光吸収層と、前記金属Aと異なる金属元素である金属Bの酸化物BOで形成された第1中間層と、前記金属Bの窒化物BNで形成された第2中間層とを有し、前記光学調整層は、前記基板側から第1光吸収層、第1中間層、第2中間層及び第2光吸収層の順に積層されたことを特徴とする。
本発明の光学フィルタは、所望の光波長において透明な透明基板上の少なくとも一方面上に設けられた光学調整層を、金属A、金属Aの酸化物AO及び金属Aの窒化物ANからなる群から選択される第1及び第2光吸収層と、これら第1及び第2光吸収層の間に形成された金属Aとは異なる金属元素である金属Bの酸化物BO又は窒化物BNの化合物で形成された多層構造の中間層とで構成することで得られる。
(透明基板)
本発明に使用する透明基板としては、所望の光波長領域において透明な基板であれば、任意の基板を使用することが可能である。例えばガラスや水晶などの無機材料からなる基板や、ポリエステル系、ノルボルネン系、ポリエーテル系、アクリル系、スチレン系、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PES(ポリエーテルスルホン)系、ポリスルホン系、PEN(ポリエチレンナフタレート)系、PC(ポリカーボネート)系、及びポリイミド系などの様々な合成樹脂基板を使用することができる。
本発明の第1及び第2光吸収層は、光吸収特性を有する金属A、金属Aの酸化物(AO)、金属Aの窒化物(AN)からなる群から選択される少なくとも1つの光吸収材料が挙げられ、この光吸収材料としては、具体的には、Ti、Ni、Cr、Fe、Nb、Ta、等の金属Aや合金、酸化物、窒化物などを用いることができる。
本発明の中間層は、第1及び第2光吸収層の間に形成された金属Aとは異なる金属元素である金属Bの酸化物BO又は窒化物BNの化合物から形成され、例えば、Si、Al、Mg、La、Zr、Ti、Nb、Taなどの酸化物、窒化物あるいは酸化窒化物から形成される。中間層は、本発明では多層構造、例えば、第1中間層と第2中間層とで形成する場合、第1中間層と第2中間層とは同系の材料を用いてもよいし、別の材料を用いてもよい。
本発明の光学フィルタの最表層には、好ましくは反射防止層を形成する。反射防止層はSiO2やMgF2などの屈折率の小さい材料からなり、反射を抑制する波長領域の中心波長をλとした時、光学膜厚がλ/4程度となるように成膜される。ここで、光学膜厚とは、屈折率と物理膜厚の積で表される。反射防止層は真空蒸着法やイオンプレーティング法、イオンアシスト法、など既知の様々な手法で成膜できる。なお、反射防止層は必要に応じて屈折率の異なる複数の薄膜から形成されていてもよい。複数の薄膜から形成される場合も、最表層の光学膜厚はλ/4程度であることが好ましい。ここで、λ/4程度とは0.7〜1.3λ/4程度の膜厚を指す。
図2に本実施例に係る光学フィルタの構成図を示す。本実施例の光学フィルタは透明基板の両面に複数の光学調整層と反射防止層からなる光量調整膜8が形成された構成となっている。表1に実施例1に係る光学フィルタの設計例を設計例1として示す。
図4には本実施例に係る光学フィルタの構成図を示す。本実施例の光学フィルタは透明基板1の一方の面に光量調整膜8、もう一方の面に反射防止膜9が構成された構成となっている。表4に実施例2に係る光学調整フィルタの設計例を設計例4として示す。
図6に本実施例に係る光学フィルタの構成図を示す。本実施例の光学フィルタは、透明基板の一方の面に光量調整膜、もう一方の面に赤外カット膜が形成された構造となっている。表5に実施例3に係る光学フィルタの設計例を設計例5として示す。
2 第1及び第2光吸収層
3 第1中間層
4 第2中間層
5 中間層
6 光学調整層
7 反射防止層
8、8a、8b 光量調整膜
9 反射防止膜
10、10a、10b 赤外カット膜
11 光学フィルタ
12、15〜17 レンズ
13a、13b 絞り羽根
14 光学フィルタ駆動部
18 撮像素子
19 光量制御部
20 光量調整装置
Claims (11)
- 光透過性を有する基板と、
前記基板の少なくとも一方面上に設けられる光学調整層と、を備え、
前記光学調整層は、光吸収特性を有する金属A、金属Aの酸化物AO及び金属Aの窒化物ANからなる群から選択される少なくとも1つの光吸収材料で形成された第1及び第2光吸収層と、前記金属Aと異なる金属元素であるAlの酸化物で形成された第1及び第2中間層とを有し、
前記光学調整層は、前記基板側から前記第1光吸収層、前記第1中間層、前記第2中間層及び前記第2光吸収層の順に各々の層の上に直接積層され、前記第2中間層の酸化数が前記第1中間層の酸化数よりも大きく、
前記第2中間層の厚みが、前記第1中間層の厚みよりも厚いことを特徴とする光学フィルタ。 - 可視波長における前記第1中間層の消衰係数は、可視波長における前記第2中間層の消衰係数よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の光学フィルタ。
- 前記光吸収材料は、酸化物AOまたは窒化物ANであることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルタ。
- 前記金属Aは、Ti、Ni、Cr、Fe、Nb、Taであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記第1の中間層の厚みは、60Å〜200Åであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記基板の一方面上で、前記光学調整層上に、Alの酸化物で形成される酸化物層が設けられ、前記酸化物層の厚みは、前記第1の中間層の厚み以下であり、前記酸化物層の酸化数は、前記第2中間層の酸化数よりも小さいことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記光学調整層は、前記基板の一方面上に複数層設けられ、
複数層で構成された前記光学調整層の間に、前記酸化物層が設けられることを特徴とする請求項6に記載の光学フィルタ。 - 前記光学調整層は、前記基板の一方面上に設けられる第1光学調整層と、前記基板の他方面上に設けられる第2光学調整層とを有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記基板の一方面上には、前記金属Aと異なる金属元素である金属Bの酸化物BOで形成される下地層が設けられ、
前記光学調整層は、前記下地層の上に積層されたことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光学フィルタ。 - 前記基板の少なくとも一面に赤外カット膜が形成されたことを特徴とした請求項1から9のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の光学フィルタと、前記光学フィルタを通過した像を撮像する撮像素子と、を備えた撮像装置。
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