CN110462458A - 光学元件以及光学元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供将折弯光的偏转元件和光学滤波器一体化并且光损失较少容易制造的光学元件以及提供简便地制造通过粘合层将偏转元件和光学滤波器一体化而成的光学元件的方法。光学元件具备：偏转元件，偏转入射的光并射出；光学滤波器，位于上述偏转元件的入射侧或者出射侧，选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光；以及粘合层，在上述偏转元件与上述光学滤波器之间将两者一体化，在将上述偏转元件的折射率设为n_P、将上述粘合层的折射率设为n_G、以及将上述光学滤波器所包括的部件中的层厚最大的部件的折射率设为n_F时，满足式(1)以及式(2)的关系，Δn_GF＝|n_G－n_F|≤0.5…(1)，Δn_PG＝|n_P－n_G|≤0.5…(2)。

Description

光学元件以及光学元件的制造方法

技术领域

本发明涉及光学元件以及光学元件的制造方法。

背景技术

在数码相机等，安装有CCD、CMOS图像传感器等固态拍摄元件的拍摄装置中，更加小型化和高功能化正在不断发展。例如，在包括变焦透镜等耦合透镜系统以及固态拍摄元件的拍摄装置中，使用弯曲光的棱镜等偏转元件实现了小型化。

在专利文献1中，记载有一种拍摄装置，该拍摄装置具有将透射成像透镜组的光折弯的棱镜、以及使通过棱镜折弯的光透射的盖玻璃，该拍摄装置使用将射出光的棱镜的射出面和盖玻璃的入射面通过光学透明的粘结剂粘合而成的光学部件。

专利文献1:日本特开2012－68509号公报

发明内容

本发明的目的在于提供将折弯光的偏转元件和光学滤波器一体化并且光损失较少容易制造的光学元件、以及简便地制造通过粘合层将偏转元件和光学滤波器一体化而成的光学元件的方法。

本发明的光学元件具备：偏转元件，将入射的光偏转并射出；光学滤波器，位于所述偏转元件的入射侧或出射侧，所述光学滤波器选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光；以及粘合层，在所述偏转元件与所述光学滤波器之间将两者一体化，在将所述偏转元件的折射率设为n_P、将所述粘合层的折射率设为n_G、以及将所述光学滤波器所包括的部件当中层厚最大的部件的折射率设为n_F时，满足式(1)以及式(2)的关系。

Δn_GF＝|n_G－n_F|≤0.5 …(1)

Δn_PG＝|n_P－n_G|≤0.5 …(2)

本发明的光学元件的制造方法是制造下述光学元件的方法，所述光学元件具备：偏转元件，将入射的光偏转并射出；光学滤波器，位于所述偏转元件的入射侧或出射侧，该光学滤波器选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光；以及粘合层，在所述偏转元件与所述光学滤波器之间将两者一体化，在将所述偏转元件的折射率设为n_P、将所述粘合层的折射率设为n_G、以及将所述光学滤波器所包括的部件当中层厚最大的部件的折射率设为n_F时，满足Δn_GF＝|n_G－n_F|≤0.5以及Δn_PG＝|n_P－n_G|≤0.5的关系，所述光学元件的制造方法包括：在所述偏转元件与所述光学滤波器之间，制作具有粘合层形成用组成物层的光学元件前驱体的工序，其中，所述粘合层形成用组成物层包含紫外线固化性材料；以及从在为所述光学元件的情况下成为入射侧的一侧或者在为所述光学元件的情况下成为出射侧的一侧对所述光学元件前驱体照射紫外区域的光，来使所述粘合层形成用组成物层固化而成为所述粘合层的工序。

根据本发明，能够提供将折弯光的偏转元件和光学滤波器一体化并且光损失较少容易制造的光学元件。另外，根据本发明，能够提供简便地制造通过粘合层将偏转元件和光学滤波器一体化而成的光学元件的方法。

在拍摄装置中，若将本发明的光学元件配置于固态拍摄元件的受光面近前来使用，则有利于拍摄装置的小型化。

附图说明

图1是表示实施方式的光学元件的一个例子的剖视图。

图2是示意性地表示具备实施方式的光学元件的拍摄装置的一个例子的剖视图。

图3是示意性地表示实施方式的光学元件中的光的入射角与出射角的关系的剖视图。

图4是表示在直角棱镜中全反射入射角θ_m的折射率n_P的图表。

图5是表示实施方式的光学元件所使用的偏转元件的一个例子的剖视图。

图6A是表示实施方式的光学元件所使用的光学滤波器的一个例子的剖视图。

图6B是表示实施方式的光学元件所使用的光学滤波器的另一个例子的剖视图。

图6C是表示实施方式的光学元件所使用的光学滤波器的又一个例子的剖视图。

图7是表示不同的折射率(n1、n2)的光学界面上的折射率和与反射率的关系的图表。

图8是表示实施方式的光学元件的另一个例子的剖视图。

图9A是表示具有遮光膜的实施方式的光学元件的一个例子的剖视图。

图9B是图9A所示的光学元件的俯视图。

图10是表示具有遮光膜的实施方式的光学元件的变形例的剖视图。

图11是表示具有遮光膜的实施方式的光学元件的变形例的剖视图。

图12是表示具有遮光膜的实施方式的光学元件的变形例的立体图。

图13A是表示具有遮光膜的实施方式的光学元件的变形例的剖视图。

图13B是图13A所示的光学元件的俯视图。

图14A是表示具有遮光膜的实施方式的光学元件的变形例的剖视图。

图14B是图14A所示的光学元件的俯视图。

图15是表示制造例的光学元件的剖视图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，在本说明书中，根据需要，将紫外线或者紫外区域的光缩写为“UV”，将近红外线或者近红外区域的光缩写为“NIR”。在本说明书中，“折射率”意味着针对波长589nm的光的折射率。所谓“固化性材料”是指通过加热、光照射固化而成为固化材料的固化前的未固化的材料，所谓“固化材料”是指固化性材料通过加热、光照射而固化获得的固化物。在本说明书中，在表示数值范围的“～”中，包括上下限。

在本说明书中，所谓光学元件的“入射侧”是指在使用时沿着拍摄装置等的光轴从光的进入方向光入射至光学元件的一侧。所谓光学元件的“出射侧”是指从光学元件的入射侧入射的光向规定的方向例如接收出射光的元件的方向偏转并射出的一侧。

[光学元件]

参照附图，对本发明的实施方式的光学元件进行说明。图1是表示本实施方式的光学元件的一个例子的剖视图。图2是示意性地表示具备图1所示的本实施方式的光学元件的拍摄装置的一个例子的剖视图。

图1所示的光学元件10具备偏转所入射的光并射出的偏转元件1、位于偏转元件1的出射侧的选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光的光学滤波器2、以及位于偏转元件1与光学滤波器2之间将偏转元件1与光学滤波器2一体化的粘合层3。在图1所示的光学元件10中，光学滤波器2位于偏转元件1的出射侧，但在本发明的光学元件中，光学滤波器2也可以位于偏转元件1的入射侧。在该情况下，成为从光的入射侧依次配置有光学滤波器2、粘合层3、偏转元件1的光学元件10。

在图1中，为了便于说明，在偏转元件1中将光出射的方向定义为Z轴方向，将与Z轴方向正交且相互正交的两个方向定义为X轴方向(与纸面正交的方向)、Y轴方向(与纸面平行的方向)。在本说明书中，将Z轴方向称为“Z方向”。对于X轴方向、Y轴方向也相同。在本说明书中，除非另有说明，X方向、Y方向、Z方向是与图1所示的方向相同的方向。图1以及图2是YZ剖视图。

在光学元件10中，在将偏转元件1的折射率设为n_P、将粘合层3的折射率设为n_G、以及将光学滤波器2所包括的部件中的层厚最大的部件(以下，也称为“最厚部件”)的折射率设为n_F时，满足下式(1)以及下式(2)的关系。

Δn_GF＝|n_G－n_F|≤0.5 …(1)

Δn_PG＝|n_P－n_G|≤0.5 …(2)

以下，将偏转元件的折射率也称为“折射率n_P”、将粘合层的折射率也称为“折射率n_G”、将光学滤波器所包括的最厚部件的折射率也称为“折射率n_F”。

偏转元件1是直角棱镜，具有光入射的入射面1a、反射所入射的光的反射面1b、以及射出反射来的光的出射面1c。粘合层3以及光学滤波器2分别具有与偏转元件1的出射面1c平行的2个主面。粘合层3的2个主面之一是与偏转元件1的出射面1c接触的主面，且是从偏转元件1射出的光入射的入射面3a，另一个主面是射出该光的出射面3b。光学滤波器2的两个主面之一是与粘合层3的出射面3b接触的主面，且是从粘合层3射出的光入射的入射面2a，另一个主面是射出该光的出射面2b。

在光学元件10中，光从Y方向入射至偏转元件1的入射面1a，在被偏转元件1的反射面1b通过反射偏转之后，从偏转元件1的出射面1c沿Z方向射出，透射粘合层3以及光学滤波器2从光学滤波器2的出射面2b沿Z方向射出。

本实施方式的光学元件通过像这样使用粘合层将偏转元件与光学滤波器一体化而兼具偏转元件和光学滤波器的功能。即，在本实施方式的光学元件中，从入射面入射的光被偏转，并且选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光并射出。像这样，根据本实施方式的光学元件能够实现拍摄装置的小型化。进一步，通过偏转元件、粘合层以及光学滤波器中的折射率的关系满足式(1)、式(2)，本实施方式的光学元件中的光损失较少。

以下，使用图2，对拍摄装置的小型化进行说明。图2是具有物镜5、物体侧棱镜6、成像透镜组8(由透镜81、82、83构成的)、透镜移动机构7、光学元件10以及固态拍摄元件4的拍摄装置100的构成例。

被取入物镜5的来自Z方向的入射光通过物体侧棱镜6的反射面向Y方向偏转，透射成像透镜组8并入射至光学元件10。从光学元件10射出的光入射至固态拍摄元件4的受光面41，并被转换为电信号。

在这里，通过使用包括物体侧棱镜6以及偏转元件1的光学元件10，拍摄装置100的Z方向的厚度被轻薄化。特别是，在通过使用步进电机等透镜移动机构7将成像透镜组8的一部分沿Y方向移动来赋予变焦透镜功能、焦点调整功能的拍摄装置中也能够轻薄化。像这样，在将光学元件10配置于固态拍摄元件4近前来使用的情况下，如图2所示，优选光学元件10从入射侧开始依次配置偏转元件1、粘合层3、光学滤波器2。

此外，在图2中，光学元件10为通过偏转元件1将来自Y方向的入射光向Z方向偏转并射出的配置。在拍摄装置100中，光学元件10也可以Y方向为旋转轴旋转90°的配置，由此，能够为将来自Y方向的入射光向X方向偏转并射出的结构。

拍摄装置100的由物镜5、物体侧棱镜6以及成像透镜组8构成的拍摄透镜系统根据开口光圈直径而F值发生变化。而且，该F值使用取入角θ以及开口数NA＝sinθ以F＝1/(2×NA)建立关联，将来自被拍摄体的放射光取入固态拍摄元件4的亮度根据F值发生变化。针对拍摄透镜系统的代表性的F＝1、1.4、2、2.4的最大取入角θ_m分别为30°、21.1°、14.5°、10.4°。即，相对于光学元件10的入射面1a中的光轴，－θ_m～+θ_m的入射角范围的光入射至光学元件10。

接下来，以下，对作为本发明的光学元件中的构成要素的偏转元件、光学滤波器以及粘合层进行说明。

＜偏转元件＞

在图1中，作为偏转元件1例示出直角棱镜，但作为本发明的光学元件中的偏转元件，只要是偏转所入射的光并射出并具有在与粘合层的折射率的关系中满足式(2)的折射率n_P的元件，则能够不特别限制地使用。

作为偏转元件，具体而言，可举出衍射元件、棱镜等。作为衍射元件，可举出剖面形状呈周期性的锯形的闪耀型反射衍射光栅、体积全息衍射元件。作为棱镜，可举出三棱柱棱镜、将反射面设为非平面的自由曲面棱镜等。另外，闪耀型反射衍射光栅通过调整光栅材料和闪耀形状，例如，以规定的衍射角度，发挥+1级衍射效率较高的偏转元件的功能。

作为偏转元件，从能够稳定地加工高精度的光学反射面的观点考虑优选棱镜，更为优选为三棱柱棱镜。另外，在三棱柱棱镜中，也进一步优选在YZ面的剖面中，入射面与出射面所成的角度为90°，入射面与反射面所成的角度(例如，在图3中用α来表示。)、以及反射面与出射面所成的角度(例如，在图3中用β来表示。)分别为40～50°的范围内的三棱柱棱镜，特别优选YZ面的剖面为直角等腰三角形亦即α＝β＝45°的直角棱镜。

基于与偏转元件的折射率n_P的关系对光学元件中的光的入射角以及出射角进行说明。图3是表示图1所示的光学元件10中的光的入射角θ₀与出射角θ的关系的示意图。在图3中，偏转元件1为YZ面的剖面为直角等腰三角形且沿X方向延伸的三棱柱棱镜，即直角棱镜(以下，将偏转元件1也称为直角棱镜1。)。

直角棱镜1的入射面1a与反射面1b所成的角、以及出射面1c与反射面1b所成的角均为45°。此外，在图3中，为了一般化地说明三棱柱棱镜，用α表示入射面1a与反射面1b所成的角的角度，用β表示出射面1c与反射面1b所成的角的角度。在以下的直角棱镜1的说明中，在将这些角度设为α、β来说明的情况下，能够将该说明保持原样一般化为三棱柱棱镜。

在YZ面内，以入射角θ₀入射至折射率n_P的直角棱镜1的光的入射面1a的光，在入射面1a折射并以折射角θ’在棱镜内部传播，并到达反射面1b。

在直角棱镜1中，入射面1a与反射面1b所成的角度为α，朝向反射面1b的入射角为(α－θ’)。此外，通过斯涅尔折射定律，满足sinθ₀＝n_P×sinθ’的关系。在这里，为了反射面1b的入射光通过全反射向出射面1c偏转，需要满足n_P×sin(α－θ’)≥1。即，直角棱镜1的折射率n_P需要满足以下的关系。

[式1]

此外，对于根据汇聚或者扩散光的入射光全反射光的入射角条件严格的设定而言，按照图3的方向的入射角θ₀的条件(θ₀＞0)，根据所使用的拍摄透镜的F值(number)，以sinθ₀＝1/(2F)来规定入射光的入射角范围。

将在α＝45°的直角棱镜1中，用于全反射最大取入角亦即入射角θ_m的光的折射率n_P为最低值的图表示于图4。在图4中，示有若是比表示入射角θ_m与折射率n_P的关系的直线靠上方的区域则能够进行全反射。如图4所示，若θ_m＝10°(NA＝0.17、F＝2.9)，则n_P≥1.60，若θ_m＝15°(NA＝0.26、F＝1.9)，则n_P≥1.69，若θ_m＝20°(NA＝0.34、F＝1.5)，则n_P≥1.79，若θ_m＝25°(NA＝0.42、F＝1.2)，则n_P≥1.89。

被直角棱镜1的反射面1b全反射的光到达出射面1c。出射面1c与反射面1b所成的角度为β，朝向出射面1c的入射角为(β－α+θ’)。进一步，投射粘合层3以及光学滤波器2从光学滤波器2的出射面2b朝向大气侧射出的光的出射角θ根据斯涅尔折射定律为sinθ＝n_P×sin(β－α+θ’)。

此外，在α＝β＝45°的直角棱镜1中，sinθ＝sinθ₀，出射角θ与入射角θ₀相等。

在这里，对于直角棱镜1考虑将入射角θ_m＝5～30°设为最大入射角的全反射棱镜(n P＝1.50～1.98)。若以下说明的粘合层3的折射率n_G为1.35～1.80以及光学滤波器2的折射率n_F为1.35～2.50的范围，则通过反射面1b全反射出的光不在直角棱镜1与粘合层3的界面以及粘合层3与光学滤波器2的界面全反射，而在各个界面以及光学滤波器2与空气的界面折射之后，从光学滤波器2射出至固态拍摄元件侧的空气面。

此外，在使用三棱柱棱镜的光学元件中，即使在入射光的入射角θ₀的范围不满足在棱镜的反射面发生全反射的折射率n_P的关系的情况下，例如，在n_P＝1.50时入射角θ₀大于5°的情况下、在n_P＝1.70时入射角θ₀大于16°的情况下、在n_P＝1.90使入射角θ₀大于27°的情况下，通过在反射面形成反射层也能够抑制光损失。作为反射层，例如，也可以使用Ag、Al等的金属膜、层叠高折射率的介电膜(以下，称为“高折射率膜”。)和低折射率的介电膜(以下，称为“低折射率膜”。)而成的电介质多层膜等。在反射面形成有反射层的棱镜中，与使用能够在反射面进行全反射的棱镜的情况相比，具有能够使用廉价的棱镜材料的优点。另一方面，成膜反射层的工序成为负荷，并且由于反射率小于100％，所以在生产性以及性能的点不利。此外，偏转元件1也包括具备棱镜和反射层的结构。

偏转元件由具有在与粘合层的折射率的关系中满足式(2)的折射率n_P的材料构成。偏转元件所使用的材料的折射率n_P也基于偏转元件的种类，优选为1.4～2.5。在偏转元件为棱镜的情况下，从最大取入角越大越成为较小的F值的明亮的拍摄透镜的观点考虑，折射率n_P优选为1.70以上，优选为1.75以上，更为优选为1.80以上。

在作为偏转元件使用直角棱镜的情况下，如上所述，若n_P为1.55以下且最大入射角θ_m为8°以上则也可以在反射面具备反射层。此外，即使在具备反射层的情况下，折射率n_P为棱镜材料的折射率。为了在直角棱镜中能够以最大入射角θ_m进行全反射，在θ_m＝8°时优选n_P大于1.55，在θ_m＝10°时优选n_P为1.60以上，在θ_m＝15°时优选n_P为1.69以上，在θ_m＝20°时优选n_P为1.79以上，在θ_m＝25°时优选n_P为1.89以上。从能够使与粘合层的折射率n_G之差成为0.5以下的观点以及经济性的观点考虑，n_P的上限优选为2.1，更为优选为2.0。

作为偏转元件用的材料，可举出具有上述n_P的玻璃、树脂等，优选玻璃。作为1.70≤n_P＜1.80的玻璃，可举出光学玻璃公司制造的J－LASF014(n_P＝1.7879)、J－LASF016(n_P＝1.7724)、J－LAK09(n_P＝1.7339)、J－LAK18(n_P＝1.7290)、J－LAK10(n_P＝1.7199)，小原公司制造的S－LAH66(n_P＝1.772)、S－YGH51(n_P＝1.755)、S－LAL19(n_P＝1.729)等。

作为1.80≤n_P＜1.90的玻璃，可举出光学玻璃公司制造的J－LASFH22(n_P＝1.8483)、J－LASF05(n_P＝1.8346)、J－LASF09(n_P＝1.8158)、J－LASF015(n_P＝1.8038)，小原公司制造的S－LAH92(n_P＝1.892)、S－LAH58(n_P＝1.883)、S－LAH89(n_P＝1.851)、S－LAH55VS(n_P＝1.835)、S－LAH53V(n_P＝1.806)、S－LAH65VS(n_P＝1.804)，HOYA公司制造的TAFD30(n_P＝1.883)、TAFD5F(n_P＝1.835)、TAFD5G(n_P＝1.835)、TAF3(n_P＝1.804)等。

作为1.90≤n_P的玻璃，可举出光学玻璃公司制造的J－LASFH21(n_P＝1.9535)、J－LASFH9(n_P＝1.9024)、小原公司制造的S－LAH88(n_P＝1.916)，HOYA公司制造的TAFD45(n_P＝1.954)、TAFD35(n_P＝1.911)、TAFD25(n_P＝1.904)、TAFD37(n_P＝1.900)、TAFD55(n_P＝2.001)、FDS18－W(n_P＝1.946)、E－FDS1－W(n_P＝1.923)等。

另外，偏转元件除了上述折射率n_P以外，根据粘合层以及滤光器的种类，还存在需要UV透射性的情况。例如，在以下说明的粘合层包括使用紫外线固化性材料获得的紫外线固化材料的情况下，且光学滤波器具有阻挡UV的功能的情况下，偏转元件也可以具有UV透射性。此外，在本说明书中，在提及偏转元件的透光性的情况下，是指入射的光与入射后偏转并射出的光的关系中的透光性。

偏转元件需要透射性的UV的波长基于粘合层所使用的紫外线固化性材料，大体为250～400nm的范围。紫外线固化性材料的固化特别优选使用HgXe放电灯的发光强度较高的i线(365nm)附近的波长。若考虑这一点，则上述的情况，波长340～390nm的最大透射率优选为10％以上，更为优选为50％以上。对于偏转元件而言，特别是，针对365nm的光的透射率优选为5％以上，更为优选为20％以上，进一步优选为50％以上。对于UV照射时间的缩短越是高透射率越有利，优选为70％以上，进一步优选为80％以上。

进一步，偏转元件也可以透射可见光。上述的1.70≤n_P的玻璃针对UV波长365nm的内部透射率为10％以上，并且针对420nm～700nm的可见光区域的内部透射率为92％以上，均能够作为偏转元件用的玻璃材料来使用。

在本实施方式的光学元件中，在作为偏转元件使用三棱柱棱镜的情况下，例如，在图1、图3所示的三棱柱棱镜1中，由于YZ剖面中的3处的角部为直角或者锐角，所以容易成为崩裂、裂缝的原因。因此，优选对这些角部进行倒角。

在图5中例示的本实施方式的光学元件所使用的三棱柱棱镜11通过对图1所示的直角棱镜1的YZ剖面中的3处的角部实施倒角加工而获得。

三棱柱棱镜11具有入射面1a与反射面1b交叉的角部为宽度w1的W1面、反射面1b与出射面1c交叉的角部为宽度w2的W2面、以及入射面1a与出射面1c交叉的角部(顶角＝90°)为宽度c的C面。W1面、W2面、以及C面为倒角部。像这样，通过具有对角部进行倒角加工而获得的倒角部能够减少崩裂、裂缝的产生。

倒角加工在能够确保三棱柱棱镜11的入射面1a的信号光有效宽度Φin以及出射面1c的信号光有效宽度Φout的范围内进行。

无论有无倒角部，在本实施方式的光学元件中，由于反射面上的反射光路偏角比作为倾斜角偏差相同的透射折射面上的折射光路偏角大，所以反射面所需的面精度严格为透射折射面的2～4倍左右。因此，三棱柱棱镜11的反射面1b的平坦性与影响拍摄装置的分辨率的波前像差有关，并取决于所使用的棱镜材料的刚性、光的入射面1a以及出射面1c中的成膜应力、所接合的粘合层。

即，有时在三棱柱棱镜11的入射面1a、出射面1c，如后述那样成膜反射防止层、反射层，此时产生膜应力。另外，在经由粘合层3将光学滤波器2与入射面1a、出射面1c一体化时，产生伴随着热膨胀率的差异(在形成粘合层时使用热固化性材料的情况下)、重合收缩(在形成粘合层使用热固化性材料、光固化性材料的情况下)的残余应力。由于这些应力的影响，存在若倒角宽度w1、w2较窄则无法确保三棱柱棱镜11的反射面1b的端部的平坦性的情况。在将这样的使用三棱柱棱镜11的光学元件例如用于如图2所示的拍摄装置的情况下，存在导致拍摄透镜系统的像差劣化，并导致拍摄装置的分辨率降低的可能。

从上述观点考虑，倒角部中的面取宽度w1、w2分别独立优选为0.1mm以上，更为优选为0.2mm以上。由于若增大面取宽度w1、w2则三棱柱棱镜11以及使用该三棱柱棱镜11的光学元件整体大型化，所以倒角宽度w1、w2分别独立优选为0.4mm以下。另外，倒角宽度c优选为0.05～0.2mm左右。

图5所示的倒角部亦即W1面、W2面以及C面与后述的偏转元件的侧面相同，优选为入射至该面的光不会成为杂光的扩散面。另外，进一步优选这些面具备光吸收遮光膜。

＜粘合层＞

在光学元件10中，粘合层3设置于偏转元件1与光学滤波器2之间，具有将两者粘合而成为一体的功能。粘合层3只要是具有对于光学元件10应透射的规定的波长的光，例如，固态拍摄元件作为信号光接收的波长范围的光透明，并在与光学滤波器2的折射率的关系中满足式(1)，并且在与偏转元件1的折射率的关系中满足式(2)的折射率n_G的粘合层，就不特别限制能够使用。

粘合层的构成材料优选包含热固化材料或者光固化材料。作为光固化材料优选紫外线固化材料。在形成包含热固化材料或者光固化材料的粘合层时，通过加热或者紫外线等的光照射重合固化，换言之，能够使用通过固化而使粘合层固定的热固化性材料或者光固化性材料。与热固化性材料相比光固化性材料的重合固化在短时间内完成，生产性较高。进一步，光固化性材料由于在固化时构成光学元件的其它部件难以受到热的影响，所以在包含耐热性较低的部件的情况下有利。

作为光固化性材料优选紫外线固化性材料，在使用紫外线固化性材料的情况下，优选添加光聚合引发剂。针对紫外线固化性材料的光照射波长、重合灵敏度取决于紫外线固化性材料的种类、或者光聚合引发剂的种类。在使用紫外线固化性材料的情况下，作为照射光，使用250～400nm的波长范围的光，多数情况使用HgXe放电灯的发光强度较高的i线(365nm)附近的光。

作为热固化性材料，例如，能够使用EPO－TEK公司的环氧类树脂、#301、#301－2、#310M－1等。作为光固化性材料，例如，作为紫外线固化性材料，能够使用Norland－Products公司的巯基酯类树脂、NOA60系列、NTT－AT公司的环氧类树脂、AT3925M、3727E、丙烯酸类树脂、#18165、#6205等。

粘合层3是包括通过光和/或热固化的固化性材料固化后的固化材料的层。粘合层3根据需要，在不损害本发明的效果的范围内，除了固化材料以外也可以包含由非固化材料构成的各种添加剂，例如，UV吸收剂、NIR吸收剂等吸收剂、聚合引发剂、重合禁止剂。

粘合层3的折射率n_G是在与光学滤波器2的折射率的关系中满足式(1)，并且在与偏转元件1的折射率的关系中满足式(2)的折射率n_G。粘合层3的折射率n_G基于组合的偏转元件1以及光学滤波器2，具体而言，优选为1.35～1.80，更为优选为1.45～1.65。若n_G为1.35以上，则在光学滤波器2所包含的最厚部件中能够使用廉价且种类丰富的折射率n_F的材料的点而优选，若为1.80以下则由于能够抑制与折射率n_P以及折射率n_F的折射率差所以在各界面的菲涅耳反射较小的点而优选。

粘合层3对于光学元件10应透射的规定的波长的光透明。取决于使用光学元件的光学装置，但一般而言至少对于可见光呈现高透射性即可。另外，从透明性、粘合强度、生产性等的观点考虑，粘合层3的厚度优选为1～20μm，更为优选为2～10μm。

此外，在作为将偏转元件1与光学滤波器2接合的粘合层3，使用紫外线固化性材料的情况下，根据以下的制造上的理由需要偏转元件1或者光学滤波器2是透射UV的材料。例如，在制造图1的光学元件10的情况下，首先，制造光学元件10中的粘合层3为由包含用于获得粘合层3的紫外线固化性材料的粘合层形成用组成物构成的层的光学元件前驱体。接下来，通过从该光学元件前驱体的偏转元件1侧或者光学滤波器两侧照射UV使由粘合层形成用组成物构成的层中的紫外线固化性材料固化而成为粘合层3。

此外，在本发明的光学元件需要UV阻挡性的情况下，进行在偏转元件1形成UV反射层、在光学滤波器2形成UV吸收剂的含有层、UV反射层等。在这样的光学元件中，使用紫外线固化性材料形成粘合层的情况下，将光学元件构成为粘合层能够接受从光学元件的偏转元件侧入射的UV、或者能够接受从光学元件的光学滤波器侧入射的UV。

若为了使紫外线固化性材料固化而充分的量的UV能够到达粘合层，则也可以在粘合层的偏转元件侧以及光学滤波器侧双方存在具有UV阻挡性的部件，但优选在任意一侧不存在具有UV阻挡性的部件，并优选充分的量的UV能够从偏转元件侧到达粘合层的结构。偏转元件或者光学滤波器的UV透射率能够应用对上述偏转元件说明的值。

＜光学滤波器＞

作为本发明的光学元件中的光学滤波器，为选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光的光学滤波器，只要在光学滤波器所包含的最厚部件的折射率n_F在与粘合层的折射率n_G的关系中满足式(1)，就不特别限制能够使用。

作为光学滤波器，例如，可举出选择性地阻挡(i)UV、以及(ii)从可见光区域遍及近红外区域的至少一部分的区域的光这两个的光学滤波器。在组合该光学滤波器与包含紫外线固化材料的粘合层的情况下，如上所述，优选偏转元件具有UV透射性，具体而言，优选波长340～390nm的最大透射率为10％以上。

作为这样的光学滤波器，具体而言可举出阻挡(i)UV以及(ii－1)NIR，并透射可见光的NIR截止滤波器；阻挡(i)UV以及(ii－2)可见光，并透射NIR的NIR透射滤波器。另外，也可举出阻挡(i)UV以及(ii－3)近红外区域中的第一区域的光，并透射可见光和近红外区域中的处于比第一区域靠长波长侧的第二区域的光的带通滤波器。

作为这些光学滤波器所具有的(i)UV的阻挡性，例如，优选使波长300～400nm的UV的平均透射率成为10％以下的阻挡性，更为优选为2％以下。

作为上述NIR截止滤波器所具有的(ii－1)NIR的阻挡性，例如，优选波长700～1100nm的NIR的平均透射率为5％以下的阻挡性，更为优选为2％以下。作为NIR截止滤波器中的可视透光性，例如，优选波长440～620nm的可见光的平均透射率为80％以上，更为优选为90％以上。

作为上述NIR透射滤波器所具有的(ii－2)可见光的阻挡性，例如，优选针对波长400～730nm的可见光的平均透射率为5％以下的阻挡性，更为优选为2％以下。作为NIR透射滤波器中的NIR透射性，例如，具有在NIR波长800～1000nm期间透射率为80％以上的连续的40nm以上的波长范围即可，若具有80nm以上的波长范围则优选。

作为上述带通滤波器所具有的(ii－3)阻挡近红外区域中的第一区域的光的阻挡性，例如，优选在NIR波长700～1100nm，除去处于比第一区域靠长波长侧的第二区域的连续的透射波段的第一区域的NIR的平均透射率为5％以下，更为优选为2％以下。作为带通滤波器中的处于比第一区域靠长波长侧的第二区域的NIR的透射性，例如，具有在NIR波长800～1000nm期间透射率为80％以上的连续的40nm以上并且80nm以下的波长范围即可，若具有40nm以上并且60nm以下的波长范围则优选。作为带通滤波器中的可视透光性，优选与(ii－1)相同的可视透光性。

作为具有上述光的选择阻挡性的光学滤波器的具体的结构的图6A～图6C是分别表示本实施方式的光学元件所使用的光学滤波器2A、2B以及2C的YZ剖视图。光学滤波器2A、2B以及2C例如能够代替图1所示的光学元件10的光学滤波器2来使用。在光学滤波器2A、2B以及2C中，左边表示与粘合层3接触的入射面2a，右边表示与大气接触的出射面2b。

图6A所示的光学滤波器2A仅由吸收型基板21构成。吸收型基板21的形状是具有相互对置的一对主面的平行平板形状，光的阻挡通过吸收来进行。在光学滤波器2A中，光学滤波器所包含的最厚部件为吸收型基板21，光学滤波器2A的折射率n_F为吸收型基板21的折射率。

作为吸收型基板21，可举出包含吸收型的玻璃基板或者树脂和吸收色素的树脂基板(以下，称为“吸收型树脂基板”。)等。吸收型基板21的厚度基于结构，但优选为20μm以上。在为吸收型的玻璃基板的情况下，优选厚度为50～500μm，在为吸收型树脂基板的情况下，优选厚度为20～200μm。

吸收型的玻璃基板通过将吸收型的玻璃成型为平行平板形状而获得。作为吸收型的玻璃，可举出含有CuO的氟磷酸盐类玻璃、含有CuO的磷酸盐类玻璃等。以下，将含有CuO的氟磷酸盐类玻璃以及含有CuO的磷酸盐类玻璃统称为“含CuO玻璃”。

含CuO玻璃典型地具有吸收波长700～1100nm的NIR的能力。在含CuO玻璃中，通过调节CuO含量以及厚度，能够调整近红外区域中的吸收能。

另外，例如含有Fe₂O₃、MoO₃、WO₃、CeO₂、Sb₂O₃、V₂O₅等的1种或者2种以上的含CuO玻璃在紫外区域的短波长侧，例如，波长300nm以下具有吸收特性。作为吸收型的玻璃基板的折射率，作为含CuO玻璃的折射率，优选1.40～1.75，优选1.45～1.60。

吸收型树脂基板是在树脂中均匀地溶解或者分散有吸收色素的基板。树脂是用于形成平行平板形状的基质成分，优选为透明树脂。作为吸收色素，可使用光学滤波器2所需的选择性地吸收阻挡波长的光的色素。具体而言，可举出选择性地吸收从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光的色素，并能够将选择性地吸收与上述(i)对应的波长范围的光的UV吸收色素、以及选择性地吸收与上述(ii－1)、(ii－2)、(ii－3)分别对应的波长范围的光的吸收色素的任意一个组合来使用。

在吸收型树脂基板中，通过吸收色素的选定以及浓度、板厚的调整，能够调整吸收波段以及吸光特性。吸收型树脂基板的折射率基于作为基质成分的树脂的折射率。作为吸收型树脂基板的折射率，优选1.35～1.75，优选1.45～1.60。

图6B所示的光学滤波器2B由具有相互对置的一对主面的平行平板形状的基板21B、以及形成于基板21B的一个主面上的吸收层22构成。在光学滤波器2B中，基板21B的未与吸收层22接触的主面是与粘合层3接触的入射面2a，吸收层22的未与基板21B接触的主面为与大气接触的出射面2b。

即，在光学滤波器2B，吸收层22形成于基板21B的与粘合层3侧相反侧的主面上。作为光学元件10所使用的光学滤波器2，也可以是在基板21B的粘合层3侧具有吸收层22的结构。但是，从越是接近固态拍摄元件的受光面的层其反射光越容易成为对画质劣化有影响的杂光的观点考虑，优选吸收层22形成于基板21B的与粘合层3侧相反侧的主面上的光学滤波器2B。

基板21B可以是与光学滤波器2A中的吸收型基板21相同的吸收型的基板，也可以是在紫外区域到近红外区域不具有吸收的透明基板。作为透明基板，可举出透明的玻璃、水晶、铌酸锂、蓝宝石等晶体、对钠钙玻璃等实施化学强化而成的化学强化玻璃、晶体化玻璃、或者由透明树脂构成的基板等，它们的厚度能够分别与上述吸收型的玻璃基板、吸收型树脂基板相同。此外，吸收层22的厚度如以下所示为1～50μm左右，由于比基板21B薄，所以在光学滤波器2B中，光学滤波器所包括的最厚部件为基板21B。光学滤波器2B的折射率n_F为基板21B的折射率。

基板21B的折射率与基板21B为玻璃的情况、吸收型基板21为吸收型的玻璃基板的情况相同，优选为1.40～1.75，并优选1.45～1.60。在基板21B为透明树脂基板或者吸收型树脂基板的情况下，与吸收型基板21为吸收型树脂基板的情况相同，优选为1.35～1.75，并优选为1.45～1.60。

吸收层22是在树脂中均匀地溶解或者分散有吸收色素的层。树脂以及吸收色素能够与吸收型树脂基板相同。在吸收层22由于能够通过例如湿式涂覆等方法形成在基板21B上，所以能够薄膜化，相对于此吸收型树脂基板因为通过其自身维持形状，所以具有相应的厚度的点不同。吸收层22的厚度比基板21B薄，优选为1～50μm，更为优选为2～20μm。

吸收层22所使用的树脂优选为透明树脂。作为吸收色素，可举出在将含有该吸收色素的吸收层22与基板21B一起作为光学滤波器2B时，能够选择性地吸收从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光的色素。

具体而言，可举出选择性地吸收与上述(i)对应的波长范围的光的UV吸收色素、选择性地吸收与上述(ii－1)、(ii－2)、(ii－3)分别对应的波长范围的光的吸收色素等。作为吸收色素，在将吸收层22与基板21B一起作为光学滤波器2B时，可单独或者以2种以上的组合来使用能够显现上述NIR截止滤波器、NIR透射滤波器或者带通滤波器所具有的吸收透射特性的吸收色素。此外，在使用两种以上的吸收色素的情况下，也可以在基板21B上依次形成包括不同的吸收色素的多个吸收层而成为层叠型的吸收层22。

图6C所示的光学滤波器2C由具有相互对置的一对主面的平行平板形状的基板21C、形成在基板21C的一个主面上的吸收层22、以及形成于另一个主面上的反射层23构成。在光学滤波器2C中，反射层23的未与基板21C接触的主面是与粘合层3接触的入射面2a，吸收层22的未与基板21C接触的主面为与大气接触的出射面2b。

即，在光学滤波器2C中，反射层23形成于基板21C的粘合层3侧的主面上，吸收层22形成在其相反侧的主面上。作为光学元件10所使用的光学滤波器2，也可以为在基板21C的粘合层3侧具有吸收层22，在其相反侧具有反射层23的结构。进一步，光学滤波器2也可以是在基板21C的粘合层3侧的主面上、或者其相反侧的主面上，依次层叠有吸收层22和反射层23的结构。但是，从越是接近固态拍摄元件的受光面的层其反射光越容易成为对画质劣化有影响的杂光的观点考虑，优选为在基板21C的粘合层3侧具有反射层23，在其相反侧具有吸收层22的光学滤波器2C。

基板21C能够与光学滤波器2B中的基板21B相同。在吸收层22为光学滤波器2C时，除了适当地选择所使用的吸收色素以外，能够与光学滤波器2B中的吸收层22相同，以与基板21C的吸收特性以及反射层23的反射特性配合获得光学滤波器2所需的阻挡特性。此外，由于反射层23的厚度如以下那样为1～10μm左右，所以在光学滤波器2C中，光学滤波器所包括的最厚部件为基板21C。光学滤波器2C的折射率n_F为基板21C的折射率。

反射层23是具有选择性地反射从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光的反射波段的层。反射层23优选通过与基板21C以及吸收层22互补地发挥功能，而具有呈现上述NIR截止滤波器、NIR透射滤波器或者带通滤波器所具有的吸收透射特性的反射特性。

反射层23特别优选具有阻挡紫外区域的光的一部分的反射特性。在该情况下，具有使波长350～400nm的平均透射率成为10％以下的UV阻挡性即可，优选为2％以下。

反射层23优选由交替地层叠低折射率膜和高折射率膜而成的电介质多层膜构成。电介质多层膜根据需要也可以为包括金属膜的结构。

电介质多层膜根据所需的光学特性，能够使用以往公知的方法设计并制造其具体的层数、膜厚、以及所使用的高折射率材料以及低折射率材料的折射率。反射层23在为电介质多层膜的情况下，总膜厚优选为1～10μm，更为优选为2～6μm。

此外，例如，在WO2016/114362A中例示有光学滤波器2A、2B以及2C的结构所包括的吸收型的玻璃基板、吸收型树脂基板、透明基板、吸收层、反射层等各种部件及其构成材料。

以上，使用图6A～图6C对光学滤波器2的例子进行了说明，但光学滤波器2并不限于光学滤波器2A、2B以及2C的结构，能够根据本发明的主旨，适当地变更这些结构。例如，光学滤波器2也可以是由基板21B、以及形成于其主面的任意一方或者两方的反射层23构成的结构。另外，在由基板21B和吸收层22构成的光学滤波器2中，也可以是在基板21B的两个主面形成有吸收层22的结构。

＜折射率n_P、折射率n_G以及折射率n_F的关系＞

对本发明的光学元件中的偏转元件、粘合层、光学滤波器的折射率的关系，即折射率n_P、折射率n_G以及折射率n_F的关系进行说明。在不同的折射率n1与n2的光学界面中产生的反射光的反射率R[％]根据菲涅耳反射定律，在入射角为30°以下的情况下，能够以下式来近似。

R＝|n1－n2|²/(n1+n2)²

即，若Δn＝|n1－n2|，则R＝Δn²/(n1+n2)²，若Δn＞0.3则R＞0.09/(n1+n2)²，若Δn＞0.2，则R＞0.04/(n1+n2)²，若Δn＞0.1则R＞0.01/(n1+n2)²。

在本发明的光学元件中规定的式(1)表示折射率n_G与折射率n_F的关系，式(2)表示折射率n_P与折射率n_G的关系。能够将折射率n_G和折射率n_F置换为n1和n2，并能够将折射率n_P和折射率n_G置换为n1和n2。

在本发明的光学元件中，从在波长350～1100nm的范围内具有透射波长范围的实在的光学材料的观点考虑，n_G+n_F以及n_P+n_G需要为2.6以上。将其适合n1+n2来计算反射率R[％]的结果示于图7。图7是表示不同的折射率(n1、n2)的光学界面上的折射率和(n1+n2)与反射率R[％]的关系的图。

根据图7可知，在(n1+n2)≥2.6的情况下，若Δn＝0.5则R≤3.70％，若Δn＝0.4则R≤2.37％，若Δn＝0.3则R≤1.33％，若Δn＝0.2则R≤0.59％，若Δn＝0.1则R≤0.15％。

通过满足式(1)，即，Δn_GF＝|n_G－n_F|≤0.5，则能够使在粘合层与光学滤波器的界面产生的菲涅耳反射光的反射率成为3.70％以下。同样地通过满足式(2)，即Δn_PG＝|n_P－n_G|≤0.5，则能够使在偏转元件与粘合层的界面产生的菲涅耳反射光的反射率成为3.70％以下。

即，在折射率n1＝1.5以上的光学材料与折射率n2＝1.0的空气的界面产生的反射光的反射率为4％以上，但通过对偏转元件和光学滤波器的折射率n_P以及n_F使用满足式(1)以及式(2)的关系的折射率n_G的粘合层，能够使各界面的反射率成为3.7％以下。

从较低地抑制菲涅耳反射光的反射率的观点考虑，Δn_GF以及Δn_PG优选为0.3以下，更为优选为0.2以下，特别优选为0.1以下。此外，在Δn_GF为0.2～0.5且界面的反射率为1％以上的情况下为了减少菲涅耳反射也可以在粘合层与光学滤波器的界面形成反射防止层。在Δn_PG为0.2～0.5的情况下同样也可以在偏转元件与粘合层的界面形成反射防止层。此外，由于反射防止层很难形成在粘合层上，所以也可以形成在光学滤波器的与粘合层接触的面、偏转元件的与粘合层接触的面。

上述反射率R的关系式是垂直入射的情况，但若入射角为30°以下则与垂直入射的反射率的差异很小。

＜反射防止层＞

如上所述，本发明的光学元件也可以在式(1)以及式(2)的折射率关系下，在偏转元件与粘合层的界面、粘合层与光学滤波器的界面具有反射防止层。进一步，光学元件也可以在与大气接触的面具有反射防止层。反射防止层可以设置于这些位置中的1处，也可以设置于2处，也可以设置于全部的位置。特别是，在这些界面产生的反射光的反射率为1％以上的情况下，优选形成反射防止层并将反射率减少到0.5％以下。

图8是在本实施方式的光学元件中，还具有反射防止层的光学元件的一个例子。图8所示的光学元件10A是在图1所示的光学元件10中，除了偏转元件1、粘合层3、光学滤波器2以外，在偏转元件1的与空气的界面亦即入射面1a具有反射防止层12a、在偏转元件1的与粘合层3接触的界面亦即出射面1c具有反射防止层12b、在光学滤波器2的与粘合层3接触的界面亦即入射面2a具有反射防止层13a、以及光学滤波器2的与空气的界面亦即出射面2b具有反射防止层13b的结构。

作为反射防止层12a，能够使用考虑光的入射角的范围，并根据偏转元件1的折射率n_P设计的、由交替地层叠低折射率膜和高折射率膜而成的电介质多层膜构成的反射防止层。

反射防止层12b根据Δn_PG的值来设置。例如，如图7所示，在Δn_PG为0.1以下的情况下，由于反射率R≤0.15％也可以不设置反射防止层12b。同样地，在Δn_PG＝0.2～0.5的范围内，由于根据折射率值而R≥0.59％，也可以设置反射防止层12b。通过作为反射防止层12b，使用由折射率n_c且膜厚d_c的单层介电膜构成的反射防止层，具体而言，使用满足以下的2个式子的反射防止层，能够减少偏转元件1与粘合层3的界面上的反射率R。

[式2]

n_c×d_c＝λ_c/4

在这里，λ_c相当于来自光学元件10A的出射光所需的光的中心波长，例如，在图2所示的拍摄装置100中通过固态拍摄元件4检测的入射信号光的中心波长，使用最短波长λ_S和最长波长λ_L，规定为λ_c＝2×λ_S×λ_L/(λ_S+λ_L)。

即，若将反射防止层12b的折射率n_c调整至1.6～1.9的范围，并根据波长λ_c设为膜厚d_c＝λ_c/(4×n_c)，则在波长λ_c下R＝0％。另外，若入射角θ₀≤30°，反射防止层12b的反射率R的入射角依存性很小。为了对较宽的波长范围的入射光减少反射率，与反射防止层12a相同，使反射防止层12b成为电介质多层膜即可。

反射防止层13a与根据Δn_PG的值设置反射防止层12b的情况相同，根据Δn_GF的值来设置。例如在Δn_GF为0.1以下的情况下，也可以不设置反射防止层13a，由于在Δn_PG＝0.2～0.5的范围内，根据折射率值R≥1.0％，所以也可以设置反射防止层13a。在该情况下，作为反射防止层13a，与反射防止层12b相同，使用由折射率n_c且膜厚d_c的单层介电膜构成的反射防止层或者被设计为减少反射率R的由电介质多层膜构成的反射防止层。

反射防止层13b为了减少光学滤波器2与空气的界面的反射而形成。作为反射防止层13b，与反射防止层12a相同，也可以使用交替地层叠低折射率膜和高折射率膜而成的电介质多层膜。在图8所示的光学元件10A中，光学滤波器2例如也可以是图6A～图6C所示的光学滤波器2A、2B或者2C。在光学滤波器2A的情况下，作为反射防止层13b，能够使用由根据吸收型基板21的折射率n_F设计的电介质多层膜构成的反射防止层。另外，在光学滤波器2B、2C的情况下，作为反射防止层13b，能够使用由根据吸收层22的折射率设计的电介质多层膜构成的反射防止层。

＜反射层＞

在本发明的光学元件中，光学滤波器具有选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光的功能。如上所述，光学滤波器例如具有选择性地阻挡(i)UV、以及(ii－1)NIR、(ii－2)可见光或者(ii－3)近红外区域中的第一区域的光的功能。在本发明的光学元件中，也可以是光学滤波器以外的结构分担这些阻挡性能的一部分的结构。

具体而言，也可以例如，在图8所示的光学元件10A中的偏转元件1的入射面1a上或者出射面1c上，代替反射防止层12a或者反射防止层12b设置反射从上述(i)、(ii－1)、(ii－2)、(ii－3)选择的波长范围的光的的反射层。在该情况下，光学滤波器2也可以为设置在偏转元件1上的反射层所具有的不具有光的阻挡性的结构。像这样，光学元件整体为具有规定的区域的光的透射、阻挡性能的设计。

＜遮光膜＞

在将本发明的光学元件例如应用于拍摄装置时，需要减少由来自拍摄装置所具有的各种光学部件、其保持部件等的散射、反射引起的杂光。而且以减少该杂光等目的，也可以还具备部分阻挡从入射侧入射至光学元件的光的第一遮光膜和/或阻挡从侧面入射至光学元件的光的第二遮光膜。

此外，所谓“遮光膜”是指阻挡入射光中的至少可见光的膜。遮光膜优选阻挡从紫外区域遍及近红外区域的整个波长的光。具体而言，遮光膜对于波长350～1000nm的光的透射率为10％以下即可，优选为2％以下。

例如，在图2所示的拍摄装置100中，根据拍摄透镜系统(物镜5、物体侧棱镜6以及成像透镜组8)的F值规定的－θ₀～+θ₀的入射角范围的光入射至光学元件10并被偏转，并且阻挡不必要的光向固态拍摄元件4射出，并作为信号光到达固态拍摄元件4的受光面41。在这里，若在拍摄透镜系统的各光学部件表面产生的反射光、在透镜支架等的壳体(未图示)壁面散射出的光成为杂光入射至光学元件10，则成为画质劣化的原因。

为了在入射至固态拍摄元件4的受光面41之前阻挡这样的在固态拍摄元件4中使用的信号光以外的杂光，拍摄装置100也可以在与受光面41对应的开口部以外的区域具有遮光膜。该遮光膜若在拍摄装置100中，形成于接近固态拍摄元件4的受光面41的一侧的光学元件10，则在除去杂光时有效。

光学元件10也可以具有部分阻挡来自光学元件10的入射侧的光的第一遮光膜。另外，光学元件10优选具有阻挡从侧面入射至光学元件10的光的第二遮光膜。光学元件10也可以具有第一遮光膜和第二遮光膜双方。

在图9A、9B、图10、图11、图12中，分别表示在本发明的光学元件中具有遮光膜的光学元件10B、10C、10D、10E的剖视图、俯视图、或者立体图。图9A、9B、图10、图11所示的光学元件10B、10C、10D是具有作为部分阻挡从光学元件的入射侧入射的光的第一遮光膜的遮光膜15的光学元件的例子。图12所示的光学元件10E是具有作为阻挡从光学元件的侧面入射的光的第二遮光膜的遮光膜15B的光学元件的例子。

图9A表示在图1所示的光学元件10中在光学滤波器2的与空气的界面形成有遮光膜15的光学元件10B，图9B表示从遮光膜15侧观察到的光学元件10B。在光学元件10B中，偏转元件1、粘合层3、以及光学滤波器2能够与光学元件10相同。

在光学元件10B中，遮光膜15的形状具有在主面的形状上外周与光学滤波器2的出射面2b的外周一致的边框状的形状。通过使遮光膜15成为这样的边框形状，例如，在光学元件10B代替光学元件10配置于图2所示的拍摄装置100时，确保中心部为矩形形状的信号光出射区域以免阻挡向固态拍摄元件4的受光面41入射的信号光，并能够仅阻挡周边部的入射光。

作为遮光膜15，例如，能够例示层叠Cr等的金属膜和防止金属膜的表面反射的CrOx等的反射防止层而成的结构、含有表现遮光性的光吸收剂以及树脂的树脂遮光膜等。作为光吸收剂，可举出炭黑、钛黑等无机或者有机着色剂。树脂是用于形成遮光膜的基质成分。树脂遮光膜例如使用光吸收剂和光固化性材料(树脂)，通过印刷法、光刻法在光学滤波器2的出射面2b上形成为上述形状。

此外，例如，在WO2014/021245A中例示有树脂遮光膜中的光吸收剂、光固化材料(树脂)、进一步而言含有它们的遮光膜的形成方法。

遮光膜15的厚度在为层叠反射防止层而成的结构的情况下，优选大体为50～500nm，在为树脂遮光膜的情况下，优选大体为0.1～400μm。若为0.2～100μm则更为优选，若为0.5～10μm则进一步优选。

图10所示的光学元件10C是在图9A、9B所示的光学元件10B中，将遮光膜15不设置在光学滤波器2的出射面2b上，而设置在光学滤波器2的入射面2a上的例子。另外，图11所示的光学元件10D是在图9A、9B所示的光学元件10B中，将遮光膜15不设置在光学滤波器2的出射面2b上，而设置在偏转元件1的入射面1a上的例子。

光学元件10C以及光学元件10D所具有的遮光膜15与光学元件10B所具有的遮光膜15除了配设位置不同以外，能够相同。光学元件10B、10C、10D分别是在光学滤波器2的出射面2b上、光学滤波器2的入射面2a上、偏转元件1的入射面1a上的各1面具有遮光膜15的例子，但为了进一步提高杂光的遮光性，也可以形成于它们中的2个面(1a+2a、1a+2b、2a+2b)或者3个面(1a+2a+2b)。

图12所示的光学元件10E是在图1所示的光学元件10中，遍及光学元件的侧面中的偏转元件1的两侧面的整个区域具有遮光膜15B的例子。

图1所示的光学元件10中的偏转元件1是三棱柱棱镜，与光的入射面1a、出射面1c正交的侧面1d以及1e的面积较大。因此，存在若入射至棱镜内的杂光到达侧面则反射并透射光的出射面1c从光学元件10射出的可能。在该情况下，例如，在图2所示的拍摄装置100中，从光学元件10射出的杂光到达固态拍摄元件4的受光面41的比率较高。特别是，在为高折射率的三棱柱棱镜的情况下，入射至侧面1d或者1e的光发生全反射，而到达受光面41的杂光增加。

因此，如光学元件10E那样，通过遍及偏转元件1的两侧面1d、1e的整个区域形成遮光膜15B，能够充分地抑制来自侧面1d以及1e的反射光本身，例如，将正反射率减少到5％以下，并将从光学元件10射出的杂光抑制为较低的等级。遮光膜15B除了形状以外的结构，例如，层结构、构成材料、形成方法能够与光学元件10B所具有的遮光膜15相同。此外，由于在形成遮光膜15B时，若在使侧面1d以及1e成为表面不平坦的扩散面之后形成遮光膜15B，则实际的杂光进一步减少，所以优选。

作为使侧面1d以及1e成为扩散面的方法，可举出在将偏转元件1加工为三棱柱棱镜形状时，使用如侧面1d以及1e成为粗糙面的切削刀片进行切削、或者在切削后对侧面1d以及1e进行抛光面研磨，而成为相当于#1000以下的等级的扩散面的方法。

此外，在光学元件10中，即使仅使偏转元件1的侧面1d以及1e成为扩散面，也能够在某一程度上减少从光学元件的出射面射出的杂光。即，通过使偏转元件1的侧面1d以及1e成为扩散面，抑制在光学平坦面产生的全反射光的产生(增加朝向空气侧的透射光)，并且将入射光扩散为广角，从而例如，能够减少作为亮点入射至固态拍摄元件4的受光面41的杂光的光量。在本发明的光学元件中，如上所述，对于偏转元件1的侧面1d以及1e优选在成为扩散面之后形成遮光膜15B。

＜光学元件的变形例＞

在以上说明的本实施方式的光学元件中，偏转元件1的出射面1c与光学滤波器2的入射面2a、出射面2b的大小(外缘)均大致相同。在本发明的光学元件中，例如，偏转元件为棱镜，(I)可以为在棱镜和光学滤波器相对置的各面中，棱镜的外缘处于比光学滤波器的外缘靠内侧的结构，(II)也可以为在棱镜和光学滤波器相对置的各面中，棱镜的外缘处于比光学滤波器的外缘靠外侧的结构。

图13A表示在图9A、9B所示的光学元件10B中，除了为上述(I)的结构以外，与光学元件10B相同的光学元件10F。图13B是从遮光膜15侧观察光学元件10F所得的图。

光学元件10F的偏转元件1的出射面1c的外缘处于比光学滤波器2的入射面2a、出射面2b的外缘靠内侧。在图13A、13B中，示出用L_p表示偏转元件1的出射面1c的Y方向的长度、用W_p表示X方向的长度、用L_F表示光学滤波器2的入射面2a、出射面2b的Y方向的长度、用W_F表示X方向的长度，且L_F＞L_P，并且W_F＞W_P。

在光学元件10F中，根据上述(I)的结构，在能够形成遮光膜15可靠地包含至偏转元件1的外周并能够可靠地减少杂光的点有利。

图14A表示在图9A、9B所示的光学元件10B中，除了为上述(II)的结构以外，与光学元件10B相同的光学元件10G。图14B是从遮光膜15侧观察光学元件10G所得的图。

光学元件10G的偏转元件1的出射面1c的外缘处于比光学滤波器2的入射面2a、出射面2b的外缘靠外侧。在图14A、14B中，示出用L_p表示偏转元件1的出射面1c的Y方向的长度、用W_p表示X方向的长度、用L_F表示光学滤波器2的入射面2a、出射面2b的Y方向的长度、用W_F表示X方向的长度，且L_F＜L_P，并且W_F＜W_P。

在光学元件10G中，根据上述(II)的结构，与光学元件的出射侧的外缘与偏转元件1的外缘一致，并与光学滤波器2的外缘一致的情况相比，在提高光学元件的尺寸精度的点有利。

以上，使用光学元件10、10A～10G，对本发明的光学元件的实施方式进行了说明，但本发明的光学元件并不限于上述实施方式。能够不脱离本发明的主旨以及范围地对这些实施方式进行变更或者变形。

[制造方法]

具体而言，本发明的制造方法具有以下的(A)工序以及(B)工序。

(A)在偏转元件与光学滤波器之间，制作具有粘合层形成用组成物层的光学元件前驱体，上述粘合层形成用组成物层包含紫外线固化性材料的工序(在这里，光学元件前驱体是在想要制造的光学元件的粘合层的配设位置，代替粘合层，具有包含紫外线固化性材料的粘合层形成用组成物层的结构。)

(B)对光学元件前驱体，从在为光学元件的情况下成为入射侧的一侧或者在为光学元件的情况下成为出射侧的一侧照射紫外区域的光使粘合层形成用组成物层固化而成为粘合层的工序

以下，以制造图1所示的光学元件10的方法为例对本发明的制造方法的各工序进行说明。

(A)工序

(A)工序是制造光学元件10的前驱体的工序，该光学元件10的前驱体具有由偏转元件1、位于偏转元件1的出射侧的光学滤波器2、以及位于偏转元件1与光学滤波器2之间，并通过以下的(B)工序固化而将偏转元件1与光学滤波器2一体化的粘合层3构成的粘合层形成用组成物层。

构成粘合层形成用组成物层的粘合层形成用组成物含有紫外线固化性材料。紫外线固化性材料如上所述。粘合层形成用组成物优选含有上述的光聚合引发剂，根据需要，含有各种添加剂。另外，为了防止在储藏中由于光/热/空气等而固化性材料重合固化，也可以混入重合禁止剂来使用。粘合层形成用组成物还可以为了确保良好的可涂性而含有溶剂。溶剂是在光学元件的制造过程中通过干燥等从粘合层形成用组成物层除去的成分。

在制造光学元件10的前驱体时，准备含有上述各成分的粘合层形成用组成物，并在偏转元件1的出射面1c上，均匀地涂覆该粘合层形成用组成物，以使固化后的膜厚成为所希望的厚度，而获得带有粘合层形成用组成物层的偏转元件1。接下来，在该粘合层形成用组成物层上，以光学滤波器2的入射面2a接触的方式层叠光学滤波器2。此外，在所使用的粘合层形成用组成物含有溶剂的情况下，在层叠光学滤波器2之前干燥除去溶剂。

在上述，涂覆粘合层形成用组成物的面也可以是光学滤波器2的入射面2a。在该情况下，在形成在光学滤波器2的入射面2a上的粘合层形成用组成物层上以偏转元件1的出射面1c接触的方式层叠偏转元件1。与上述相同，在所使用的粘合层形成用组成物含有溶剂的情况下，在层叠偏转元件1之前干燥除去溶剂。像这样，制造在光学元件10中代替粘合层3具有粘合层形成用组成物层的光学元件10的前驱体。

(B)工序

(A)对于通过工序获得的光学元件10的前驱体，根据粘合层形成用组成物所含有的紫外线固化性材料的固化条件，对粘合层形成用组成物层照射UV。由此，获得具有紫外线固化性材料固化，而包含紫外线固化材料的粘合层3的光学元件10。

作为对粘合层形成用组成物层照射UV的方法，可举出对光学元件10的前驱体，从偏转元件1的入射面1a侧照射UV、或从光学滤波器2的出射面2b侧照射UV的方法。在偏转元件1的反射面1b为全反射面，且未形成有阻挡朝向偏转元件1的内部的UV入射的反射材料的情况下，也可以从反射面1b侧照射UV。

此外，在偏转元件1形成有UV反射层的情况下、光学滤波器2具有吸收层、反射层且该吸收层、反射层具备阻挡UV的功能的情况下，优选若从光聚合固化所使用的UV的透射率较高的一侧照射UV则生产性提高。在光学滤波器2具备阻挡UV的功能的情况下，偏转元件1为具有UV透射性的结构，从偏转元件1的入射面1a侧或者反射面1b侧照射UV使粘合层形成用组成物层成为粘合层。另外，在偏转元件1形成有UV反射层的情况下，将光学滤波器2设计为不具有UV阻挡性，并从光学滤波器2的出射面2b侧照射UV使粘合层形成用组成物层成为粘合层。在本发明的制造方法中，优选前者。

根据以上说明的本发明的制造方法，通过利用UV照射，能够简便地制造通过粘合层将偏转元件和光学滤波器一体化而成的光学元件。

实施例

以下，对本发明的光学元件的制造例进行说明。

＜制造例＞

以下，使用图15，对从偏转元件的入射面入射的光的行进方向被偏转元件偏转，接着通过使用粘合层与偏转元件的出射面一体化的光学滤波器阻挡了入射光的特定波长范围的光从该光学滤波器的出射面射出的本发明的光学元件的制造例进行说明。

在图15中示出剖视图的光学元件10H具有与图5所示的结构相同的偏转元件11、在偏转元件11的出射侧具有图6C所示的光学滤波器2C、以及在偏转元件11与光学滤波器2C之间具有粘合层3。光学元件10H在偏转元件11的入射面1a上具有反射防止层12a，在偏转元件11的出射面1c上具有反射防止层12b，以及在光学滤波器2C的出射面2b上具有防反射膜13b。光学元件10H在防反射膜13b上还具有遮光膜15，该遮光膜15在主面的形状上具有外周与防反射膜13b的外周一致的边框状的形状，虽然未图示，但在偏转元件11的2个侧面1d、1e上的整个区域具有与图12所示的结构相同的遮光膜15B。

(偏转元件11的制造)

作为偏转元件11，将波长589nm下的折射率n_P为1.75以上、在波长范围400～1100nm下透明并且在紫外波长365nm下内部透射率为10％以上的光学玻璃切削加工为三棱柱棱镜形状。

在这里，三棱柱棱镜剖面为顶角为90°的等腰直角三角形。将从Y方向入射的光入射面、沿Z方向射出的光出射面、进一步从Y方向向Z方向偏转的全反射面均研磨加工成光学镜面。进一步，实施C面加工以及W1面、W2面的倒角加工，而获得各倒角部。作为三棱柱棱镜的光入射面、光出射面的等腰面的宽度加工为覆盖光入射面的信号光有效宽度Φin以及光出射面的信号光有效宽度Φout的尺寸。作为偏转元件11的三棱柱棱镜使用在n_P＝1.954下10mm厚的波长365nm的内部透射率为26％的光学玻璃公司的J－LASFH21。

接下来，以覆盖作为三棱柱棱镜的光入射面1a的空气界面和作为光出射面1c的粘合层界面的有效宽度Φin以及Φout的方式，成膜反射防止层12a、12b，并使针对各界面的信号光波长范围的残余反射成为0.5％以下。

接下来，以X方向的尺寸覆盖该固态拍摄元件的受光面的方式，与ZY面平行地使用切割装置将三棱柱棱镜切割成图12所示的元件形状，使切割面1d以及1e成为光扩散面。为了从切割面1d以及1e入射的光不会成为杂光，还在其上涂覆包含光吸收剂以及紫外线固化性树脂的遮光膜形成用组成物，并通过UV照射形成遮光膜15B而成为带有遮光膜的偏转元件11。

(光学滤波器2C的制造)

光学滤波器2C是透射可见光并阻挡UV以及NIR的NIR截止滤波器，例如，具有阻挡300～400nm的UV和700～1100nm的NIR，并透射420～660nm的可见光的滤波器功能。

作为光学滤波器2C的基板21C，使用对氟磷酸盐类玻璃添加了CuO等的NIR吸收型的玻璃基板21C。光学滤波器2C中的最厚部件为玻璃基板21C，n_F≈1.52。在光学研磨而成的NIR吸收型的玻璃基板21C的粘合层3侧的界面，成膜由在350～400nm以及700～1100nm具有反射波段的电介质多层膜构成的反射层23。另外，在NIR吸收型的玻璃基板21C的光出射面(固态拍摄元件)侧的空气界面，形成含有在650～750nm具有吸收极大波长的NIR吸收色素的吸收层22。吸收层22任意地含有UV吸收色素。

NIR吸收型的玻璃基板21C在900nm附近具有吸收极大波长，若想要提高NIR的吸收则吸收可见光，而导致可见光的透射率降低。因此，为了抑制可见光的透射率降低而调整玻璃基板厚。同样地为了抑制可见光的透射率降低而调整吸收层22的NIR吸收色素的含量。若为了抑制可见光的透射率降低而调整NIR吸收型的玻璃基板21C以及吸收层22，则为了在350～400nm以及700～1100nm产生发出透射光的波长范围，而设计使该波长范围成为反射波段的反射层23。

此外，在使用与玻璃基板21C的折射率n_F的差异为0.1以下的折射率n_G的粘合层3的前提下，设计电介质多层膜，以在较少的层数以及总膜厚的反射层23中在波长420～660nm的可见光区域呈现高透射率，并能够在反射波段实现低透射率。

在这里，反射层23随着入射光的入射角增加反射波段移动至短波长范围，由于光学滤波器2C整体的分光透射率发生变化所以导致拍摄画质劣化。吸收层22也具有补充NIR吸收型的玻璃基板21C的NIR吸收性，并且减少这样的分光特性的入射角依存性的作用。

接下来，在光学滤波器2C的吸收层22的空气界面成膜反射防止层13b，并使针对界面的信号光波长范围的残余反射成为0.5％以下。进一步，在反射防止层13b的空气界面的信号透光有效区域以外的周边区域形成边框形状的遮光膜15，而成为带有遮光膜的光学滤波器2C。

(基于粘合层3的形成的光学元件的制造)

将像这样制造的带有遮光膜的光学滤波器2C，粘合固定于在上述制造的带有遮光膜的偏转元件(三棱柱棱镜)11，所以在偏转元件(三棱柱棱镜)11或者光学滤波器2C的粘合面涂覆包含固化前的紫外线固化性材料的液状的粘合层形成用组成物，并形成粘合层形成用组成物层，并在其上层叠带有遮光膜的偏转元件11或者带有遮光膜的光学滤波器2C而获得光学元件的前驱体。调整粘合层形成用组成物层的厚度，以使最终获得的粘合层3的厚度以2～20μm变得均匀。

接下来，从偏转元件(三棱柱棱镜)11的入射面或/和全反射面，照射UV，使粘合层形成用组成物层中的紫外线固化性材料重合固化，而获得粘合层3。

在作为粘合层3，使用紫外线固化性材料的情况下，例如，使用固化后的折射率n_G为1.56的Norland Products公司NOA61的情况下，由于Δn_GF＝|n_G－n_F|＝0.04，所以在粘合层3与光学滤波器2C的界面不具有反射防止层。另一方面，由于Δn_PG＝|n_P－n_G|＝0.394，所以在偏转元件(三棱柱棱镜)11与粘合层3的界面具有反射防止层12b。

此外，在光学元件10H中，在折射率n_P与折射率n_G的差异较小的情况下，也可以为在偏转元件11的出射侧代替光学滤波器2C设置图6B所示的光学滤波器2B，在偏转元件11与光学滤波器2B之间具有粘合层3，并在偏转元件11的出射面1c上具有反射层23，并且不具有反射防止层12b的结构。在该情况下，反射防止层12a、反射防止层13b以及遮光膜15、15B能够以与光学元件10H相同的方式构成。

工业上的可利用性

本发明的光学元件是兼具光的偏转功能和选择阻挡功能的光学元件，在使用固态拍摄元件的数码相机等拍摄装置中，若配置于固态拍摄元件的受光面近前来使用，则有利于拍摄装置的小型化。

附图标记说明

10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H…光学元件；1、11…偏转元件；2、2A、2B、2C…光学滤波器；3…粘合层；21…吸收基板；21B、21C…基板；22…吸收层；23…反射层；12a、12b、13a、13b…反射防止层；15、15B…遮光膜；4…固态拍摄元件；5…物镜；6…物体侧棱镜；7…透镜移动机构；8…成像透镜组；100…拍摄装置。

Claims (20)

1.一种光学元件，具备：

偏转元件，将入射的光偏转并射出；

光学滤波器，位于所述偏转元件的入射侧或出射侧，所述光学滤波器选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光；以及

粘合层，在所述偏转元件与所述光学滤波器之间将两者一体化，

在将所述偏转元件的折射率设为n_P、将所述粘合层的折射率设为n_G、以及将所述光学滤波器所包括的部件当中层厚最大的部件的折射率设为n_F时，满足式(1)以及式(2)的关系，

Δn_GF＝|n_G－n_F|≤0.5…(1)

Δn_PG＝|n_P－n_G|≤0.5…(2)。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述偏转元件是棱镜。

3.根据权利要求2所述的光学元件，其中，

所述棱镜是直角棱镜。

4.根据权利要求2或3所述的光学元件，其中，

所述棱镜的折射率n_P为1.70以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学元件，其中，

所述粘合层包含紫外线固化材料。

6.根据权利要求5所述的光学元件，其中，

所述粘合层能接收从所述光学元件的所述偏转元件侧入射的紫外区域的光、或者能接收从所述光学元件的所述光学滤波器侧入射的紫外区域的光，并且在所述光学元件中从所述偏转元件的入射侧入射的紫外区域的光不透射至所述光学滤波器的出射侧。

7.根据权利要求5或6所述的光学元件，其中，

所述光学滤波器阻挡紫外区域的光，且选择性地阻挡从可见光区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光，

所述偏转元件对于波长340nm～390nm的光的最大透射率为10％以上。

8.根据权利要求7所述的光学元件，其中，

所述光学滤波器是透射可见光区域的光并阻挡近红外区域的光的近红外线截止滤波器。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学元件，其中，

所述光学滤波器中的层厚最大的部件为玻璃基板。

10.根据权利要求9所述的光学元件，其中，

所述玻璃基板由含有CuO的氟磷酸盐类玻璃或含有CuO的磷酸盐类玻璃构成。

11.根据权利要求9或10所述的光学元件，其中，

所述光学滤波器在所述玻璃基板的至少一个面具有含有树脂和吸收色素的吸收层。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的光学元件，其中，

所述光学滤波器中的层厚最大的部件为树脂基板。

13.根据权利要求12所述的光学元件，其中，

所述树脂基板含有吸收色素。

14.根据权利要求12或13所述的光学元件，其中，

所述光学滤波器在所述树脂基板的至少一个面具有含有树脂和吸收色素的吸收层。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的光学元件，其中，

所述光学滤波器具备反射层，该反射层由阻挡紫外区域的一部分区域的光的电介质多层膜构成。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的光学元件，其中，

所述光学元件还具有第一遮光膜，该第一遮光膜部分地阻挡从入射侧向所述光学元件入射的光。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的光学元件，其中，

所述光学元件还具有第二遮光膜，该第二遮光膜阻挡从侧面向所述光学元件入射的光。

18.根据权利要求2至17中任一项所述的光学元件，其中，

在所述棱镜和所述光学滤波器相对置的各面中，所述棱镜的外缘处于比所述光学滤波器的外缘更靠内侧。

19.根据权利要求2至17中任一项所述的光学元件，其中，

在所述棱镜和所述光学滤波器相对置的各面中，所述棱镜的外缘处于比所述光学滤波器的外缘更靠外侧。

20.一种光学元件的制造方法，其是制造下述光学元件的方法，

所述光学元件具备：偏转元件，将入射的光偏转并射出；光学滤波器，位于所述偏转元件的入射侧或出射侧，该光学滤波器选择性地阻挡从紫外区域遍及近红外区域的至少一部分区域的光；以及粘合层，在所述偏转元件与所述光学滤波器之间将两者一体化，

在将所述偏转元件的折射率设为n_P、将所述粘合层的折射率设为n_G、以及将所述光学滤波器所包括的部件当中层厚最大的部件的折射率设为n_F时，满足Δn_GF＝|n_G－n_F|≤0.5以及Δn_PG＝|n_P－n_G|≤0.5的关系，

所述光学元件的制造方法包括：在所述偏转元件与所述光学滤波器之间，制作具有粘合层形成用组成物层的光学元件前驱体的工序，其中，所述粘合层形成用组成物层包含紫外线固化性材料；以及

从在为所述光学元件的情况下成为入射侧的一侧或者在为所述光学元件的情况下成为出射侧的一侧对所述光学元件前驱体照射紫外区域的光，来使所述粘合层形成用组成物层固化而成为所述粘合层的工序。