JP2006071851A - 光学ローパスフィルタ及びそれを使用した光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 デジタルカメラなどに使用される光学ローパスフィルタに付着したゴミの拭取り作業中、光学ローパスフィルタに拭きむらができる等の不具合が生じることがあり、一般の人々には、拭取り作業は非常に難しいという課題がある。
【解決手段】 課題を解決するために本発明は、複屈折圧電性結晶板からなる光学ローパスフィルタの最外側主面に誘電体の材料から成る薄膜を成膜した反射防止膜及び反射防止膜の成膜面と反対側の最外側主面に誘電体の材料から成る薄膜を成膜した赤外カットコート（IRコート）または紫外・赤外カットコート(UV−IRカットコート)を形成する。さらに透明導電性膜を成膜することにより、光学ローパスフィルタの静電気を防止することにより、ゴミの集塵を防止する。さらにこの透明導電性膜を電極として用い、当該複屈折結晶板に電圧を印加し、複屈折結晶板自身を振動させ付着したゴミを除去することにより課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルカメラなどの光学機器に使用される光学ローパスフィルタに付着したゴミを、光学ローパスフィルタを振動させることにより除去する機能を持たせた透明導電性膜付光学ローパスフィルタ及びそれを使用した光学機器に関する。
動画撮影に用いられるビデオカメラや静止画撮影に用いられるデジタルスチルカメラには、モアレを防止するため、光学ローパスフィルタがレンズとCCDイメージセンサの間に配置されている。この光学ローパスフィルタは水晶やニオブ酸リチウムなどの複屈折圧電性結晶板から成っている。該複屈折圧電性結晶板と赤外カットガラスを貼り合せたタイプ、該複屈折圧電性結晶板を複数枚貼り合せたタイプ、該複屈折圧電性結晶板複数枚と赤外カットガラスを貼り合せたタイプ、及び該複屈折圧電結晶板を単独で使用する単板タイプの光学ローパスフィルタがある。
光学ローパスフィルタを薄片化及び低価格化するため、複屈折圧電性結晶板を一枚（単板タイプ）とし、該複屈折圧電性結晶板の一方の面に誘電体の材料から成る反射防止膜を、また他方の面に誘電体の材料から成る赤外カットコート（IRコート）または紫外・赤外カットコート(UV−IRカットコート)を成膜する光学ローパスフィルタが求められている。
この光学ローパスフィルタは、前述したようにレンズとCCDイメージセンサの間に配置され、CCDイメージセンサの直近に配置されることが一般的である。
この様に光学ローパスフィルタは、CCDイメージセンサの直近に配置されるため、光学ローパスフィルタにわずかなゴミが付着した状態であると、ゴミが画像として映し出されてしまうという問題がある。特に一眼レフデジタルスチルカメラは、レンズを交換できるタイプのものが主であり、レンズ交換時に光学ローパスフィルタにゴミが付く可能性が高い。ゴミが付着した光学ローパスフィルタは、アルコールなどの有機溶剤を染み込ませたレンズペーパーなどのクリーン紙でゴミを拭取ることができる。
特開平７−１５１９４６号公報
しかし、この拭取り作業中、光学ローパスフィルタに拭きむらができる等の不具合が生じることがあり、一般の人々には、拭取り作業は非常に難しいという課題もある。また、レンズ交換できないタイプのデジタルスチルカメラは、光学ローパスフィルタに付着したゴミの拭取り作業すら出来ないという課題がある。
本発明は、従来の光学ローパスフィルタに付着したゴミを簡単に取り除くことが可能な光学ローパスフィルタ及びデジタルカメラなどの光学機器を提供することを目的とする。
本発明は、複屈折圧電性結晶板からなる光学ローパスフィルタの一方の面に誘電体の材料から成る反射防止膜及び、他方の面に誘電体の材料から成る薄膜を成膜した赤外カットコート（IRコート）または紫外・赤外カットコート(UV−IRカットコート)を形成する。さらに透明導電性膜を成膜することにより、光学ローパスフィルタの静電気を防止することにより、ゴミの集塵を防止する。さらにこの透明導電性膜を電極として用い、当該複屈折結晶板に電圧を印加し、複屈折結晶板自身を振動させ付着したゴミを除去することが出来る透明導電性膜付光学ローパスフィルタ及びこれを使用したデジタルカメラなどの光学機器である。
本発明によると、透明導電性膜付光学ローパスフィルタに電圧を印加することにより、該透明導電性膜付光学ローパスフィルタを振動させ、該透明導電性膜付光学ローパスフィルタに付着したゴミを除去する。また、電圧を印加していないときは、透明導電成膜をグランドに接続することにより、帯電を防ぎゴミの付着を抑制する。
本発明の透明導電性膜付光学ローパスフィルタを光学機器であるデジタルカメラ用光学ローパスフィルタとして使用し、必要に応じて透明導電性膜に電圧を印加し透明導電性膜付光学ローパスフィルタを振動させることにより、透明導電性膜付光学ローパスフィルタに付着したゴミを除去することが出来る。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施例を示す透明導電性膜付光学ローパスフィルタの側面模式図である。また、本模式図は複屈折圧電性結晶である水晶複屈折板の側面を−Ｘ面から見た時の図である。本実施例の光学ローパスフィルタは、水晶複屈折板にまず高屈折率の材料であるＴｉＯ２を成膜し、次の低屈折率の材料であるＳｉＯ２を成膜し、ＴｉＯ２とＳｉＯ２を繰り返し成膜した後、透明導電性膜ＩＴＯを成膜したものである。なお、最も外側の膜に透明導電性膜を設けている。
第2図は、図1の膜構成とは逆に透明導電性膜を複屈折圧電性結晶である水晶複屈折板の第一層目の膜としたときの水晶複屈折板の側面を−Ｘ面から見た時の図である。本実施例の光学ローパスフィルタは、水晶複屈折板にまず透明導電性膜ＩＴＯを成膜し、高屈折率の材料であるＴｉＯ２を成膜し、次の低屈折率の材料であるＳｉＯ２を成膜し、ＴｉＯ２とＳｉＯ２を繰り返し成膜したものである。
図３は、水晶の回転Ｙ板の周波数定数のシミュレーションを示したものである。
光学ローパスフィルタとしては、切断角度（主面と光学軸のなす角度）は＋４５°でも−４５°でも等価である。切断角度±４５°は圧電気定数が０でないため、どちらを採用しても構わないが温度特性を考慮すると＋４５°を採用する方が好ましい。
光学ローパスフィルタ用水晶複屈折板の厚みは、０．３ｍｍ程度のものが多い。切断角度が＋４５°で厚みが０．３ｍｍの透明導電性膜付光学ローパスフィルタに電圧を印加すると約５．７ＭＨｚで振動する。
透明導電性膜付光学ローパスフィルタを使用した光学機器では、透明導電性膜に電圧を印加することにより、透明導電性膜付光学ローパスフィルタを振動させることが出来、光学ローパスフィルタに付着したゴミを除去することが出来る。また、透明導電性膜に電圧を印加していない時は、透明導電性膜をグランドに接続することにより、帯電を防ぎゴミの付着を抑制することが出来る。
なお、上述する本発明の複屈折圧電性結晶板で、複屈折圧電性結晶板の一方の面に誘電体の材料から成る反射防止膜を、また他方の面に誘電体の材料から成る赤外カットコート（IRコート）または紫外・赤外カットコート(UV−IRカットコート)を成膜する光学ローパスフィルタの成膜構成の中で、少なくとも透明導電膜３の形成箇所については、複屈折圧電性結晶板の一方の面の複屈折圧電性結晶板に接する面あるいは、他方の面に成膜した最外側に形成する場合と、その組み合わせの場合。またその逆の組み合わせの場合。あるいは、複屈折圧電性結晶板の両面に接するように形成する場合と、両面に成膜する最外側に形成する場合、及び上記の組み合わせで透明導電膜３を形成するものである。そしてまた、水晶複屈折板の両面に形成する高屈折率の材料と低屈折率の材料を繰り返し成膜する間に透明導電膜３を形成する場合であっても構わない。
一実施例として、透明導電性膜３はＩＴＯとしたがＺｎＯを使用しても構わない。また、複屈折圧電性結晶は水晶だけではなくニオブ酸リチウムあるいは四ほう酸リチウムなども用いることが出来る。なお、請求項３で「光学ローパスフィルタに複数層成膜する膜の最外側を」とあるのは、最後に成膜する膜の事を言い、最も表面に成膜された膜のことを示すものである。
本発明の透明導電性膜付光学ローパスフィルタの主面に多層の膜が成膜された様子を示す側面模式図である。 本発明の透明導電性膜付光学ローパスフィルタの主面に多層の膜が成膜された様子を示す側面模式図である。 水晶のＸ軸回りの切断角度と周波数定数の関係のシミュレーションである。
符号の説明
１ 高屈折率の誘電体の材料から成る薄膜
２ 低屈折率の誘電体の材料から成る薄膜
３ 透明導電膜
４ 透明導電膜付光学ローパスフィルタ

Claims (8)

  1. 複屈折圧電性結晶から成る光学ローパスフィルタにおいて、
    透明導電性膜を有する複屈折圧電性結晶を用いた光学ローパスフィルタ。
  2. 請求項１の光学ローパスフィルタに複数層成膜する膜の複屈折圧電性結晶板側の第一層目を透明導電性膜とした光学ローパスフィルタ。
  3. 請求項１の光学ローパスフィルタに複数層成膜する膜の最外側を透明導電性膜とした光学ローパスフィルタ。
  4. 請求項１の光学ローパスフィルタに成膜する透明導電膜の材料をＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）とすることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
  5. 請求項１の光学ローパスフィルタに成膜する透明導電膜の材料をＺｎＯ（酸化亜鉛）とすることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
  6. 請求項１の光学ローパスフィルタ用複屈折板を水晶とすることを特徴とした光学ローパスフィルタ。
  7. 請求項１の光学ローパスフィルタ及びこれを使用した光学機器において、透明導電性膜をグランドに接続することを特徴とした光学ローパスフィルタ及びこれを使用した光学機器。
  8. 透明導電性膜を有しかつ透明導電性膜を電極として用い、複屈折圧電性結晶板に電圧を印加し、複屈折圧電性結晶板を振動させる光学ローパスフィルタ及びこれを使用した光学機器。
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