JP2004301891A

JP2004301891A - 光学ローパスフィルタ、撮像素子およびカメラ

Info

Publication number: JP2004301891A
Application number: JP2003091534A
Authority: JP
Inventors: Susumu Honma; 行本間; Nobuyoshi Nasu; 信義那須
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】光学異方性樹脂基板を用いた光学ローパスフィルタにおいて、耐環境性に優れた光学ローパスフィルタの提供。
【解決手段】波長板１０１を挟むように樹脂製複屈折板１０２，１０３を積層し、樹脂製複屈折板１０２側に透明基板１０５を、樹脂製複屈折板１０３側にＩＲカット基板１０４をそれぞれ設けて、樹脂製複屈折板１０２，１０３の表面が外部環境に曝されないようにした。そのため、湿気等が樹脂製複屈折板１０２，１０３へ侵入するのを透明基板１０５およびＩＲカット基板１０４によって阻止することができ、光学ローパスフィルタの耐環境性の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学異方性樹脂基板を用いた光学ローパスフィルタ、および、その光学ローパスフィルタを有する撮像素子や、その撮像素子を有するカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置では、ＣＣＤ素子やＭＯＳ素子等の固体撮像素子を用いて被写体像を撮像している。このような撮像素子では受光画素が規則的に配列されているため、受光画素の配列パターンと被写体像のパターンとによってモアレ縞や偽色などが生じやすい。通常、これらの影響を取り除くために、光学ローパスフィルタを撮像素子の前面に配設するようにしている。
【０００３】
これらの光学ローパスフィルターとしては、例えば、水晶やリチウムナイオベイト（ＬｉＮｂＯ_３）などの結晶材料が一般的に用いられている。また、このような結晶材料ではなく、樹脂を素材とした光学ローパスフィルタも開発されるようになってきており、光学異方性高分子フィルムからなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この光学異方性高分子フィルムの材料には、室温で液晶相を示し、光重合反応により硬化する樹脂（光重合性液晶組成物）、例えばフェノール化合物などが用いられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１２２７０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光学異方性樹脂基板を用いた光学ローパスフィルタの場合、耐環境性（特に耐湿性）の点で問題がある。すなわち、石英等の結晶材料と比較して樹脂基板は湿気を吸収し易いため、樹脂基板が露出していると湿気を含んで光学性能に影響が出やすく、光学ローパスフィルタとしての性能劣化を生じやすい。
【０００６】
本発明は、光学異方性樹脂基板を用いた光学ローパスフィルタであって、耐環境性に優れた光学ローパスフィルタを提供するとともに、その光学ローパスフィルタを適用した撮像素子およびカメラを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による光学ローパスフィルタは、光学異方性樹脂基板を有する複屈折基板と、複屈折基板を挟み込むように複屈折基板の表面を覆う耐湿性透明基板とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学ローパスフィルタにおいて、耐湿性透明基板の表面に反射防止膜を有するものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の光学ローパスフィルタにおいて、光学異方性樹脂基板は複数設けられ、該複数の光学異方性樹脂基板の間に波長板を介在させたものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学ローパスフィルタにおいて、複屈折基板の側面を耐湿性封止材で覆ったものである。
請求項５の発明による撮像素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の光学ローパスフィルタを有する。
請求項６の発明によるカメラは、請求項５に記載の撮像素子を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す図であり、光学ローパスフィルタの断面を示す図である。図１に示す光学ローパスフィルタ１は、波長板（１／４波長板）１０１を挟んで２枚の透明な樹脂製複屈折板１０２，１０３を有している。例えば、図示下方から入射する光を直交するｘ、ｙの２方向に分離する場合、複屈折板１０３でｘ方向またはｙ方向に分離し、複屈折板１０２は分離されたそれぞれの光を複屈折板１０３の分離方向と直交する方向にさらに分離する。
【０００９】
樹脂製複屈折板１０２，１０３の材料としては、上述した特許文献１に記載されているような光学異方性高分子フィルムが用いられる。光学異方性高分子フィルムは、光重合性官能基を有する液晶化合物を含有してなる光重合性液晶組成物を光重合して硬化させたものであるが、その際に液晶化合物の液晶を特定の方向に配向させて光重合することにより光学異方性を持たせている。
【００１０】
複屈折板１０３の図示下側の面には、ＩＲ（赤外）カットガラス１０４が設けられている。ＩＲカット基板１０４は赤外光が撮像素子に入射するのを防止する。一方、複屈折板１０２の図示上側の面には、保護用透明基板１０５が設けられている。複屈折板１０２，１０３の厚さは出射される光の分離幅によって異なるが、例えば、１００μｍ程度のものが用いられる。波長板の厚さは５０〜１００μｍ、ＩＲカット基板１０４は３００μｍ程度のものが用いられる。保護用透明基板１０５の厚さについては耐湿性や透過率等を考慮して設定すれば良く、例えば、ＩＲカット基板１０４と同程度のものが用いられる。
【００１１】
ＩＲカット基板１０４，複屈折板１０３，波長板１０１，複屈折板１０２および保護用透明基板１０５は、互いに接着剤により貼り合わされて積層される。接着剤には、例えば、光学素子の接合に用いられる光学用ＵＶ硬化接着剤などが用いられる。貼り合わせの手順は、ＩＲカット基板１０４または保護用透明基板１０５から順に貼り合わせても良いし、各面に接着剤を塗布していっぺんに貼り合わせても良い。
【００１２】
保護用透明基板１０５は、複屈折板１０２の表面が外気に露出するのを防止し、外部環境から樹脂製複屈折板１０２に湿気が侵入するのを防止するものである。そのため、複屈折性を有していない透明な基板であって、かつ、湿気を通さない材料が用いられる。また、光学ローパスフィルタ１の表面、すなわち保護用透明基板１０５の上面やＩＲカット基板１０４の下面には反射防止コートが施されるので、保護用透明基板１０５の材料としては反射防止コート形成時の温度に耐えられるものが好ましい。例えば、ガラスやレンズ用プラスチック材として用いられるシクロオレフィンポリマーなどが使用されるが、上記条件を満たす透明基板であればこれらに限定されない。
【００１３】
図２は、反射防止コート１０６が施された光学ローパスフィルタ１の断面を示す図である。ＩＲカット基板１０４としては、赤外線をカットする色付きガラスや、ガラス基板面にＩＲ反射膜を形成したものなどがある。図２では、保護用透明基板１０５と同一基板にＩＲ反射膜１０７を形成したものをＩＲカット基板１０４として用いている。図２のＩＲカット基板１０４においては、反射防止コート１０６はＩＲ反射膜１０７の上に施される。
【００１４】
樹脂製複屈折板１０２，１０３は高温に対する耐久性が低いために、反射防止コートを蒸着等によって複屈折板１０２，１０３自身に施すのは困難である。そのため、反射防止コートを施した透明基板１０５を設けることにより、光学ローパスフィルタに反射防止コートを容易に施すことができ、かつ、耐湿性の向上を図ることができる。
【００１５】
上述したように、本実施の形態では、樹脂製複屈折板１０２，１０３を挟み込むように透明基板１０５またはＩＲカット基板１０４を配設して、樹脂製複屈折板１０２，１０３の表面が外部環境に曝されるのを防止している。そのため、透明基板１０５およびＩＲカット基板１０４によって、湿気等の水分が外部環境から樹脂製複屈折板１０２，１０３へ侵入するのを阻止することができる。その結果、樹脂製複屈折板１０２，１０３の吸湿による劣化の防止を含め、光学ローパスフィルタの耐環境性の向上を図ることができる。
【００１６】
図３は変形例を示す図であり、（ａ）は光学ローパスフィルタ２０の断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。光学ローパスフィルタ２０では、樹脂製複屈折板１０２，１０３の面積を保護用透明基板１０５およびＩＲカット基板１０４の面積よりも小さく設定している。そして、積層された複屈折板１０２，１０３および波長板１０１の側面は封止材２００によって封止されている。
【００１７】
封止材２００としては、例えば、接着剤が用いられるが、封止材２００が設けられる部分は光学フィルタとして使用される部分ではないので、光学用接着剤のように必ずしも透明である必要はない。そのため、波長板１０１，複屈折板１０２，１０３，保護用透明基板１０５およびＩＲカット基板１０４を積層する際に用いられる接着剤のように透明性にこだわることなく、より耐湿性の良い材料を選択することができる。
【００１８】
封止材２００が設けられる側面部分における複屈折板１０２，１０３の面積は、保護用透明基板１０５およびＩＲカット基板１０４に対向する面の面積に比べると非常に小さく外部環境の影響も面積に比例して小さい。しかし、光学ローパスフィルタ２０ではこの部分も封止材２００で覆うことにより、この部分から侵入する湿気や水分の影響を除去し、耐湿性をより向上させることができる。なお、図３に示す例では樹脂製複屈折板１０２，１０３の面積を保護用透明基板１０５およびＩＲカット基板１０４の面積よりも小さく設定したが、図１に示す光学ローパスフィルタ１の側面全体を封止材で覆うようにしても良い。
【００１９】
図１〜３に示した光学ローパスフィルタ１，２０では、樹脂製複屈折板を２枚用いて光を２方向に分離したが、３枚以上用いるものや、図４に示すように１枚の樹脂製複屈折板３０１を保護用透明基板３０２およびＩＲカット基板３０３で挟み込んで光学ローパスフィルタ３０としても良い。光学ローパスフィルタ３０では、光を１方向にのみ分離する。
【００２０】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、樹脂製複屈折板１０２，１０３，３０１は光学異方性樹脂基板を、波長板１０１および樹脂製複屈折板１０２，１０３を積層したものや図４の樹脂製複屈折板３０１は複屈折基板を、保護用透明基板１０５，３０２およびＩＲカット基板１０４，３０３は耐湿性透明基板をそれぞれ構成する。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学異方性樹脂基板を含む複屈折基板を挟み込むように、複屈折基板の表面および裏面を覆う耐湿性透明基板を設けたので、光学異方性樹脂基板の吸湿による劣化の防止や、光学ローパスフィルタの耐環境性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図であり、光学ローパスフィルタ１の断面を示す図である。
【図２】反射防止コート１０６が施された光学ローパスフィルタ１の断面を示す図である。
【図３】光学ローパスフィルタの変形例を示す図であり、（ａ）は光学ローパスフィルタ２０の断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】１枚の樹脂製複屈折板３０１を用いた光学ローパスフィルタ３０の断面を示す図である。
【符号の説明】
１，２０，３０光学ローパスフィルタ
１０１波長板
１０２，１０３，３０１樹脂製複屈折板
１０４，３０３ＩＲカット基板
１０５，３０２保護用透明基板
１０６反射防止コート
１０７ＩＲ反射膜
２００封止材

Claims

光学異方性樹脂基板を有する複屈折基板と、
前記複屈折基板を挟み込むように前記複屈折基板の表面を覆う耐湿性透明基板とを備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
請求項１に記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記耐湿性透明基板は表面に反射防止膜を有することを特徴とする光学ローパスフィルタ。
請求項１または２に記載の光学ローパスフィルタにおいて、前記光学異方性樹脂基板は複数設けられ、該複数の光学異方性樹脂基板の間に波長板を介在させたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
請求項１〜３のいずれかに記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記複屈折基板の側面を耐湿性封止材で覆ったことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
請求項１〜４のいずれかに記載の光学ローパスフィルタを有する撮像素子。
請求項５に記載の撮像素子を有するカメラ。