JP2006284656A - Light antireflection optical system and imaging optical system - Google Patents

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有宏 斎田
Kunio Kurobe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light antireflection optical system and an imaging optical system capable of greatly suppressing reflected light generated on the interface of a plane of an optical member and an adhesion layer provided on the plane with simple constitution. <P>SOLUTION: Multilayer antireflective films 21 and 22 are formed on the interface between a ghost prevention member 5 and the adhesion layer 23, and the interface between the adhesion layer 23 and a half-prism 2. Glass materials forming the ghost prevention member 5 and half-prism 2 are BK7 and the refractive index n<SB>1</SB>to its (d) line is 1.516; and an adhesive forming the adhesion layer 23 is epoxy resin and the refractive index n<SB>2</SB>to its (d) line is 1.56. The antireflective film 21 is a multilayer film of three-layered constitution formed by laminating an SiO<SB>2</SB>layer, an Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>layer, and an SiO<SB>2</SB>layer in order on the plane 13 of the ghost prevention member 5. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、微小な光反射が問題となる光学系に適用される光反射防止光学系および撮像光学系に関し、特に、表面反射率が比較的高い撮像素子を使用するビデオカメラやデジタルカメラのゴースト防止に好適な光反射防止光学系および撮像光学系に関するものである。   The present invention relates to a light reflection preventing optical system and an imaging optical system applied to an optical system in which minute light reflection is a problem, and in particular, a ghost of a video camera or a digital camera using an imaging element having a relatively high surface reflectance. The present invention relates to a light reflection preventing optical system and an imaging optical system suitable for prevention.

撮像光学系においては、様々な目的のために光学系内に平行光束部が設けられている。例えば、この平行光束部にアフォーカル光学系を挿入しレンズ系全体の焦点距離を変化させる場合もあるが、分割プリズムを挿入し光束の一部をファインダ系に導いたり、オートフォーカスのための測距光学系に導いたり、別の結像系に利用したりすることも行われている。さらに、フィルタなど画像に特殊な効果を与える光学部材を挿入する場合もある。   In the imaging optical system, a parallel light beam portion is provided in the optical system for various purposes. For example, an afocal optical system may be inserted into this parallel light flux section to change the focal length of the entire lens system. However, a split prism is inserted to guide a part of the light flux to the viewfinder system, or for autofocus measurement. In some cases, the optical system is guided to a distance optical system or used for another imaging system. Furthermore, an optical member that gives a special effect to the image such as a filter may be inserted.

このように平行光束部に、フィルタやプリズムなどの光軸に対して略直交する平面を有する光学部材(以下、これを平面部材と称する)を挿入する場合には、撮像素子の表面と平面部材の平面での反射によるゴーストが問題となる。ゴーストは、撮像面において結像された光の一部が、撮像面を第1反射面として撮像光学系に戻され、撮像光学系内で1回ないしそれ以上反射されて再び撮像面に達するために発生するものである。特に、CCDなどの撮像素子はフィルム等に比べ表面反射率が高いので、素子表面からの反射光が強くなりやすい。   Thus, when an optical member having a plane substantially orthogonal to the optical axis such as a filter or a prism (hereinafter referred to as a plane member) is inserted into the parallel light flux portion, the surface of the image sensor and the plane member Ghosts due to reflections on the plane are problematic. Ghost is because part of the light imaged on the imaging surface is returned to the imaging optical system with the imaging surface as the first reflecting surface, reflected once or more in the imaging optical system, and reaches the imaging surface again. Occurs. In particular, since an image pickup device such as a CCD has a higher surface reflectance than a film or the like, reflected light from the surface of the device tends to be strong.

図6は、ゴーストの発生を説明するための模式図である。図6において模式的に表された撮像光学系はレンズL〜Lを備え、光束を撮像素子の撮像面101上の結像位置Pに収束させる。また、このレンズLとレンズLの間の平行光束部Cに、平面部材としてハーフプリズム102が配設され、光束はこのハーフプリズム102により第1撮像面側と第2撮像面側に分割される。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the occurrence of a ghost. The imaging optical system schematically illustrated in FIG. 6 includes lenses L 1 to L 3 and converges a light beam to an imaging position P on the imaging surface 101 of the imaging device. In addition, a half prism 102 is provided as a planar member in the parallel light beam portion C between the lens L 2 and the lens L 3 , and the light beam is divided by the half prism 102 into the first imaging surface side and the second imaging surface side. Is done.

ここで、問題となるゴーストは、光束平行部C中に光軸Xに対して略直交する平面が存在する場合、撮像面101からの反射光束がこの平面で反射した後、全く同じ経路を通って再び撮像面101に到達することにより生じる。例えば、l方向に進む主光線は、撮像面101へ入射した後、一部が反射され、l、l方向に進み、光束平行部Cに配された光軸Xに対して略直交する平面である、ハーフプリズム102の第1撮像面側平面103や物体側平面104でさらにその一部が再反射され、l、l方向を逆行して再び撮像面101に達する。 Here, in the case where a plane that is substantially orthogonal to the optical axis X exists in the light beam parallel part C, the ghost in question passes through the same path after the reflected light beam from the imaging surface 101 is reflected by this plane. This is caused by reaching the imaging surface 101 again. For example, the principal ray proceeding to the l 1 direction is incident to the imaging surface 101, partially reflected, the process proceeds to l 2, l 3 directions, substantially orthogonal to the optical axis X arranged on the light beam parallel portion C Further, a part of the first imaging surface side plane 103 and the object side plane 104 of the half prism 102 is re-reflected and reversely travels in the l 2 and l 3 directions and reaches the imaging surface 101 again.

CCDなどの撮像素子を用い、光束平行部Cに光軸Xに対して略直交する平面が存在する場合、いずれの表面も反射率が高いので、光量の大きな対象を撮影した場合に上記のように発生するゴーストは光量がかなり大きくなってしまい、そのままでは表示画像の画質が大幅に劣化することになりかねない。   When an imaging device such as a CCD is used and there is a plane substantially perpendicular to the optical axis X in the light beam parallel part C, the reflectance is high on all surfaces. The ghost generated in the above has a considerably large amount of light, and the image quality of the display image may be significantly deteriorated if it is left as it is.

従来、ゴースト防止の方法としては、例えば平面部材に反射防止コートを付加する方法が知られている。下記特許文献1には平面フィルタの表面に反射防止コートを施すことにより反射光を減らす手法が記載されている。しかしこの手法では、0.1〜0.2%程度の反射光は残ってしまうため、車のライトや太陽光など光量の大きい対象を撮影する場合には反射光も強くなり、無視できないゴーストとなって画面に現れる。したがって、ビデオカメラやデジタルカメラにおいて要求される性能が高度になると、この程度の残存反射率であっても許容し難いものとなり、抜本的な改善が必要である。   Conventionally, as a ghost prevention method, for example, a method of adding an antireflection coating to a planar member is known. Patent Document 1 below describes a technique for reducing reflected light by applying an antireflection coating to the surface of a flat filter. However, with this method, about 0.1 to 0.2% of the reflected light remains, so when shooting a subject with a large amount of light such as a car light or sunlight, the reflected light also becomes strong and becomes a ghost that cannot be ignored on the screen. appear. Therefore, when the performance required for video cameras and digital cameras becomes high, even this level of residual reflectance becomes unacceptable, and drastic improvement is required.

また、ゴースト防止の別の方法として、平面部材の表面を非平面形状にする方法も提案されている。例えば、下記特許文献2には単体の板状フィルタを湾曲形状に形成することが記載されている。しかしこのようなフィルタは加工も難しく、また、新規に作成する必要があるので既存のフィルタを使用する場合に比ベコストがかかるという問題がある。   As another ghost prevention method, a method of making the surface of a planar member non-planar has been proposed. For example, Patent Document 2 below describes forming a single plate-like filter in a curved shape. However, such a filter is difficult to process, and it is necessary to create a new filter, so that there is a problem that the cost is higher when an existing filter is used.

そこで、本願出願人は、平行光束部に配置される平面部材に対し、この平面部材側の面が平面とされるとともに他方の面が曲面とされ、さらに、この平面部材と光学的に同等の硝材を用いたゴースト防止部材を貼着する手法を既に提案している(下記特許文献3参照)。   Therefore, the applicant of the present application makes the surface on the planar member side a flat surface and the other surface a curved surface with respect to the planar member disposed in the parallel light flux portion, and is optically equivalent to the planar member. A method of attaching a ghost prevention member using a glass material has already been proposed (see Patent Document 3 below).

この手法によれば、撮像素子の表面で反射されゴースト防止部材の曲面で再反射される光束は、たとえその一部が再び撮像面に到達するとしても対象の像よりかなり広範囲に拡散される。この手法は、既存の平凸レンズをゴースト防止部材として用いればよいので、安価に、かつ容易にゴーストの発生を少なくすることができるので、優れた手法である。   According to this method, the light beam reflected by the surface of the image sensor and re-reflected by the curved surface of the ghost preventing member is diffused in a considerably wider range than the target image even if part of the light beam reaches the image pickup surface again. This method is an excellent method because an existing plano-convex lens may be used as a ghost prevention member, and ghosting can be easily and inexpensively reduced.

特開2000−36917号公報JP 2000-36917 A 特開2000−249820号公報JP 2000-249820 A 特開2003−110891号公報JP 2003-110891 A

しかしながら、上記特許文献3に記載の手法においては、撮像面で反射され、ゴースト防止部材の曲面で再反射された光が撮像面への戻り光となる虞は少ないが、その一方で、撮像面で反射された光のうち、ゴースト防止部材の曲面を透過した光による撮像面への戻り光が問題となる。   However, in the method described in Patent Document 3, the light reflected by the imaging surface and re-reflected by the curved surface of the ghost prevention member is less likely to be returned light to the imaging surface. Of the light reflected at, return light to the imaging surface due to light transmitted through the curved surface of the ghost prevention member becomes a problem.

すなわち、ゴースト防止部材とハーフプリズム等の平面部材とを各々構成する硝材の屈折率を整合させたとしても、これら2つの部材の間には接着層が介在するため、これらの硝材の屈折率と接着剤の屈折率とを整合させなければ、ゴースト防止部材と平面部材との間の界面での反射を抑制することは難しい。ところが、実際には、硝材の屈折率と接着剤の屈折率を正確に整合させることは極めて困難である。例えば、ガラス硝材として極めて安価なBK7のd線に対する屈折率Ndは1.516であり、接着剤としてこれと屈折率差の小さいエポキシ樹脂を選択したとしても、そのd線に対する屈折率Ndは1.56であるから、この両者間で0.04以上の屈折率差が生じることになり、結局、界面において0.02%程度の戻り光が発生する。勿論、ハーフプリズム等の平面部材と接着層の間でも同様の戻り光が生じるから、合わせて0.04%程度の戻り光が発生することになる。   That is, even if the refractive indexes of the glass materials constituting the ghost preventing member and the planar member such as the half prism are matched, an adhesive layer is interposed between these two members. Unless the refractive index of the adhesive is matched, it is difficult to suppress reflection at the interface between the ghost preventing member and the planar member. However, in practice, it is extremely difficult to accurately match the refractive index of the glass material and the refractive index of the adhesive. For example, the refractive index Nd for d-line of BK7, which is extremely inexpensive as a glass glass material, is 1.516. Even if an epoxy resin having a small difference in refractive index is selected as the adhesive, the refractive index Nd for the d-line is 1.56. Therefore, a difference in refractive index of 0.04 or more is generated between the two, and eventually 0.02% of return light is generated at the interface. Of course, similar return light is also generated between the flat member such as a half prism and the adhesive layer, so that about 0.04% of return light is generated in total.

画質向上の要請が高まっている現状においては、0.04%程度の戻り光によるゴーストであっても、改善すべき大きな問題となっている。   In the current situation where there is a growing demand for image quality improvement, even a ghost with a return light of about 0.04% is a big problem to be improved.

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、光学部材の平面と、この平面上に設けた接着層との間の界面において発生する反射光を、簡易な構成にて大幅に抑制し得る、光反射防止光学系および撮像光学系を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and reflected light generated at the interface between the plane of the optical member and the adhesive layer provided on the plane can be significantly suppressed with a simple configuration. An object of the present invention is to provide an optical reflection preventing optical system and an imaging optical system.

本発明の光反射防止光学系は、光学部材と、その光学部材の平面に設けられた接着層との間に、多層膜からなる光反射防止膜を設けてなることを特徴とするものである。   The light reflection preventing optical system of the present invention is characterized in that a light reflection preventing film composed of a multilayer film is provided between an optical member and an adhesive layer provided on the plane of the optical member. .

ここで、前記光反射防止光学系は、前記光学部材を構成する硝材と前記接着層を構成する接着剤との屈折率差が0.1以内の値とされた場合に用いることが好適である。   Here, the light reflection preventing optical system is preferably used when the refractive index difference between the glass material constituting the optical member and the adhesive constituting the adhesive layer is set to a value within 0.1. .

また、本発明の撮像光学系は、撮像素子の物体側において、中心光束が光軸と略平行となる光束域に配置される、該光軸に対して略直交する平面を少なくとも1つ有する光学部材を備え、
前記光学部材の少なくとも1つの該平面に、この光学部材と光学的に同等の特性を有する硝材により形成されるとともに前記撮像素子側の面を曲面とされたゴースト防止部材を接着層により接着された撮像光学系において、
前記ゴースト防止部材と前記接着層との間、および前記光学部材と前記接着層との間の少なくとも一方に、多層膜構成の光反射防止膜を設けてなることを特徴とするものである。
Further, the imaging optical system of the present invention is an optical having at least one plane that is disposed in a luminous flux region in which the central luminous flux is substantially parallel to the optical axis on the object side of the imaging element, and is substantially orthogonal to the optical axis. Comprising a member,
A ghost prevention member formed of a glass material having optically equivalent characteristics as the optical member and having a curved surface on the imaging element side is adhered to at least one plane of the optical member by an adhesive layer. In the imaging optical system,
A light reflection preventing film having a multilayer structure is provided between at least one of the ghost preventing member and the adhesive layer and between the optical member and the adhesive layer.

ここで、前記撮像光学系は、前記ゴースト防止部材を構成する硝材と前記接着層を構成する接着剤との屈折率差、および前記光学部材を構成する硝材と前記接着層を構成する接着剤との屈折率差が0.1以内の値とされた場合に用いることが好適である。   Here, the imaging optical system includes a refractive index difference between a glass material constituting the ghost prevention member and an adhesive constituting the adhesive layer, and a glass material constituting the optical member and an adhesive constituting the adhesive layer. It is preferable to use when the difference in refractive index is within 0.1.

さらに、前記撮像光学系において、前記光学部材は、光束分岐用のプリズムであって、入射側平面から入射された光束を、第1および第2の射出光束に分岐し、該第1の射出光束を第1の射出側平面から前記撮像素子に向けて射出するとともに、該第2の射出光束を第2の射出側平面からオートフォーカス調整用のセンサ部に向けて射出するものであり、これら2つの射出側平面の少なくとも一方に、接着層を介して各々前記ゴースト防止部材が接着されており、該プリズムと該接着層の間および該ゴースト防止部材と該接着層の間の少なくとも一方に、多層膜からなる光反射防止膜を設けてなることが好ましい。   Furthermore, in the imaging optical system, the optical member is a prism for splitting a light beam, and splits the light beam incident from the incident side plane into first and second emitted light beams, and the first emitted light beam Are emitted from the first emission side plane toward the image pickup device, and the second emission light beam is emitted from the second emission side plane toward the sensor unit for autofocus adjustment. The ghost prevention member is bonded to at least one of the two emission side planes via an adhesive layer, and a multilayer is provided between the prism and the adhesive layer and at least one between the ghost prevention member and the adhesive layer. It is preferable to provide an antireflection film made of a film.

また、上記「接着層」とは、光学部材と他部材を接着するために用いる接着剤の層のみならず、例えば、接着剤を含む光吸収膜(例えば特願2003−332398号明細書に記載の光吸収膜)等も含むような広義の概念である。   The “adhesive layer” is not only an adhesive layer used for adhering an optical member and another member, but also, for example, a light absorbing film containing an adhesive (for example, described in Japanese Patent Application No. 2003-332398) The light-absorbing film is a broad concept.

本発明の光反射防止光学系および撮像光学系によれば、光学部材の平面と、この平面上に設けた接着層との間の界面に、光反射防止効果を有する多層膜からなる反射防止膜を介在させており、光学部材と接着層との形成部材間に屈折率差が生じていても、光学部材と接着層との界面で従来生じていた光線の反射を抑制することができ、ゴーストの発生を確実に抑えることができる。   According to the light reflection preventing optical system and the image pickup optical system of the present invention, the reflection preventing film made of a multilayer film having a light reflection preventing effect at the interface between the plane of the optical member and the adhesive layer provided on the plane. Even if there is a difference in refractive index between the optical member and the adhesive layer forming member, it is possible to suppress the reflection of light rays that have conventionally occurred at the interface between the optical member and the adhesive layer. Can be reliably suppressed.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面においては、説明の便宜上、各層の厚みが誇張して描かれている。図1に示す実施形態の撮像光学系はカメラ装置(例えばデジタルカメラ)に搭載されるものであり、模式的に表されたレンズL〜Lにより光束を撮像素子の撮像面1上の結像位置Pに収束させるものである。このレンズLとレンズLの間の、中心光束が光軸と略平行となる平行光束部Cにハーフプリズム2が配設され、光束はこのハーフプリズム2により第1撮像面側と第2撮像面側に分割されて射出される。ここで、このハーフプリズム2は、物体側と第1撮像面側の両面3、4が光軸に対して略直交する平面とされた光学部材(平面部材)である。この平面部材の両平面3、4には各々ゴースト防止部材5、6が接着され、この平面部材と両ゴースト防止部材5、6とで接着体を構成している。このゴースト防止部材5、6は、各々、この平面部材と光学的に同等の硝材を材料とされ、接着面と反対側の面は曲率半径の大きなレンズ面とされている。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the thickness of each layer is exaggerated for convenience of explanation. The imaging optical system of the embodiment shown in FIG. 1 is mounted on a camera device (for example, a digital camera), and a light beam is coupled on the imaging surface 1 of the imaging element by lenses L 1 to L 3 schematically represented. It converges to the image position P. A half prism 2 is disposed between the lens L 2 and the lens L 3 in a parallel light beam portion C in which the central light beam is substantially parallel to the optical axis. The light beam is separated from the first imaging surface side and the second light beam by the half prism 2. The image is divided and emitted on the imaging surface side. Here, the half prism 2 is an optical member (planar member) in which both surfaces 3 and 4 on the object side and the first imaging surface side are formed as planes substantially orthogonal to the optical axis. Ghost preventing members 5 and 6 are bonded to both flat surfaces 3 and 4 of the flat member, respectively, and the flat member and both ghost preventing members 5 and 6 constitute an adhesive body. The ghost preventing members 5 and 6 are each made of a glass material that is optically equivalent to the flat member, and the surface opposite to the bonding surface is a lens surface having a large curvature radius.

ここで、上記「曲率半径の大きなレンズ面」とは、収差が発生することなく、平行光束に影響を与えない程度のパワーを有する面であることを表しているが、このような影響を与えない程度のパワーは、光学系の性能や各面の曲率によって変化するものであって、必ずしも具体的数値として表されるものではない。ゴースト防止部材5、6の接着面と反対側の面は凸面とされているが、これに替えて凹面とすることも可能である。   Here, the “lens surface having a large radius of curvature” means that the surface has no power and does not affect the parallel light flux. The power of a certain level varies depending on the performance of the optical system and the curvature of each surface, and is not necessarily expressed as a specific numerical value. Although the surface opposite to the adhesion surface of the ghost preventing members 5 and 6 is a convex surface, it can be replaced with a concave surface.

このような構成による第1のゴースト防止機能について、ゴースト防止部材5を代表として説明する。図1に示される撮像光学系において、撮像面1からの反射光束の光路を検討してみるに、例えば、l方向に進む主光線は、撮像素子へ入射した後、一部が反射され、l、l方向に進み、ゴースト防止部材5のレンズ面でさらにその一部が再反射される。この面はレンズ面(図1においては凸面)であるので、主光線はl、l方向に進む。すなわち、この主光線はゴースト防止部材5のレンズ面で再反射されるので、撮像面1からレンズ面へと向かう主光線と全く同じ経路を逆行することはない。したがって、たとえこれらの再反射光の一部が再び撮像面1に到達するとしても、生じる光像は画像に影響を与えにくい。 The first ghost prevention function having such a configuration will be described with the ghost prevention member 5 as a representative. In the imaging optical system shown in FIG. 1, considering the optical path of the reflected light beam from the imaging surface 1, for example, the chief ray traveling in the l 1 direction is partially reflected after entering the imaging device, Advancing in the l 2 and l 3 directions, a part of the lens surface of the ghost preventing member 5 is further reflected again. Since this surface is a lens surface (convex surface in FIG. 1), the principal ray travels in the l 4 and l 5 directions. That is, since this principal ray is re-reflected by the lens surface of the ghost prevention member 5, it does not reverse the same path as the principal ray going from the imaging surface 1 to the lens surface. Therefore, even if a part of these re-reflected light reaches the imaging surface 1 again, the generated light image hardly affects the image.

しかしながらその一方、撮像面1で反射され、ゴースト防止部材5のレンズ面を透過した光線は、ゴースト防止部材5のハーフプリズム2側の平面や、ハーフプリズム2の平面3に到達し、その一部がこれらの平面(以下平面3等と称する)において反射する。すなわち、撮像面1で反射され、l、l方向に進んで、ゴースト防止部材5のレンズ面を透過した主光線は、これらの平面3等に垂直に入射することから、これらの平面3等で反射された主光線はl、l方向を逆行するように進み、これらの再反射光の一部が再び撮像面1に到達する。 However, on the other hand, the light beam reflected by the imaging surface 1 and transmitted through the lens surface of the ghost preventing member 5 reaches the flat surface of the ghost preventing member 5 on the half prism 2 side or the flat surface 3 of the half prism 2, and a part thereof. Are reflected in these planes (hereinafter referred to as plane 3 etc.). That is, the principal ray reflected by the imaging surface 1, traveling in the l 2 and l 3 directions, and transmitted through the lens surface of the anti-ghosting member 5 is incident on these planes 3 and the like perpendicularly. The chief rays reflected by etc. travel so as to reverse in the l 2 and l 3 directions, and a part of these re-reflected light reaches the imaging surface 1 again.

このように、これらの平面3等から反射された光線は撮像面1に到達してゴーストを生ぜしめることから、このゴーストを防止するためには、平面3等における光線の反射を極力抑えることが必要である。   Thus, since the light rays reflected from these planes 3 and the like reach the imaging surface 1 and cause ghosts, the reflection of the light rays on the planes 3 and the like is suppressed as much as possible in order to prevent the ghosts. is necessary.

ここで、平面3等における光線の反射を抑えるためには、ゴースト防止部材5と接着層との屈折率差、および接着層とハーフプリズム2との屈折率差を0とすればよいのであるが、現実には、ゴースト防止部材5やハーフプリズム2を構成する硝材の屈折率と接着層を構成する接着剤の屈折率を整合させることは難しい。すなわち、例えばガラス硝材として極めて安価なBK7のd線に対する屈折率Ndは1.516であり、接着剤として屈折率差の小さいエポキシ樹脂を選択したとしても、そのd線に対する屈折率Ndは1.56であるから、この両者間で0.04以上の屈折率差が生じる。この結果、ゴースト防止部材5と接着層との界面、および接着層とハーフプリズム2との界面において各々0.02%程度の戻り光が発生し、合わせて0.04%程度の戻り光が発生することになる。前述したように、この戻り光を抑制できなければ、ゴーストの発生を確実に抑えることはできない。   Here, in order to suppress the reflection of light rays on the plane 3 or the like, the difference in refractive index between the ghost preventing member 5 and the adhesive layer and the difference in refractive index between the adhesive layer and the half prism 2 may be zero. Actually, it is difficult to match the refractive index of the glass material constituting the ghost preventing member 5 and the half prism 2 with the refractive index of the adhesive constituting the adhesive layer. That is, for example, the refractive index Nd for the d-line of BK7, which is extremely inexpensive as a glass glass material, is 1.516, and even if an epoxy resin having a small refractive index difference is selected as the adhesive, the refractive index Nd for the d-line is 1.56. A refractive index difference of 0.04 or more is generated between the two. As a result, about 0.02% of return light is generated at the interface between the ghost prevention member 5 and the adhesive layer, and the interface between the adhesive layer and the half prism 2, and about 0.04% of return light is generated. . As described above, if this return light cannot be suppressed, the generation of ghost cannot be suppressed reliably.

そこで、本実施形態においては、以下に説明するような第2のゴースト防止機能を有することにより上述したゴーストの発生を確実に抑えるようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the occurrence of the ghost described above is reliably suppressed by having a second ghost prevention function as described below.

すなわち、本実施形態においては、図1の円内に示すように、ゴースト防止部材5と接着層23との界面、および接着層23とハーフプリズム2との界面に、各々多層の反射防止膜21、22を介在させるようにしている。その形成手法は、ゴースト防止部材5の平面13上に多層の反射防止膜21を、またハーフプリズム2の平面3に多層の反射防止膜22を、各々蒸着法やスパッタリング法等の周知の多層膜形成手法により成膜し、これら反射防止膜21、22が形成された2つの平面13、3を接着層23を用いて接着するものである。   That is, in the present embodiment, as shown in the circle of FIG. 1, multilayer antireflection films 21 are provided at the interface between the ghost preventing member 5 and the adhesive layer 23 and at the interface between the adhesive layer 23 and the half prism 2, respectively. , 22 are interposed. The formation method includes a multilayer antireflection film 21 on the flat surface 13 of the ghost prevention member 5 and a multilayer antireflection film 22 on the flat surface 3 of the half prism 2. A film is formed by a forming method, and the two flat surfaces 13 and 3 on which the antireflection films 21 and 22 are formed are bonded using an adhesive layer 23.

なお、上記ゴースト防止部材5と接着層23と反射防止膜21(またはハーフプリズム2と接着層23と反射防止膜22)により本発明の実施形態に係る光反射防止光学系が構成される。
ここで、ゴースト防止部材5とハーフプリズム2を構成する硝材はBK7であって、そのd線に対する屈折率nは前述したように1.516であり、また接着層23を構成する接着剤はエポキシ樹脂であって、そのd線に対する屈折率nは前述したように1.56である。
The ghost preventing member 5, the adhesive layer 23, and the antireflection film 21 (or the half prism 2, the adhesive layer 23, and the antireflection film 22) constitute the light reflection preventing optical system according to the embodiment of the present invention.
Here, the glass material constituting the ghost prevention member 5 and half prism 2 is a BK7, refractive index n 1 with respect to the d line is 1.516 as mentioned above, also the adhesive constituting the adhesive layer 23 is an epoxy resin The refractive index n 2 for the d line is 1.56 as described above.

図2は、ゴースト防止部材5と接着層23との界面部分のみを拡大して示すものである。図示するように、反射防止膜21は、ゴースト防止部材5の平面13上に、SiO層21a(屈折率n=1.46、幾何学的厚みをdとしたとき4nd=48nm)、Al層21b(屈折率n=1.60、幾何学的厚みをdとしたとき4nd=112nm)、およびSiO層21c(屈折率n=1.46、幾何学的厚みをdとしたとき4nd=72nm)を順次積層してなる3層構成の多層膜である。なお、図2中には、物体から撮像素子に向かう光線31と、撮像素子により反射された光線32が模式的に示されている。 FIG. 2 is an enlarged view of only the interface portion between the ghost preventing member 5 and the adhesive layer 23. As shown in the figure, the antireflection film 21 is formed on the flat surface 13 of the ghost prevention member 5 with an SiO 2 layer 21a (refractive index n = 1.46, 4nd = 48 nm when the geometric thickness is d), Al 2 O 3. The layer 21b (refractive index n = 1.60, 4nd = 112 nm when the geometric thickness is d), and the SiO 2 layer 21c (refractive index n = 1.46, 4nd = 72 nm, when the geometric thickness is d) are sequentially formed. A multilayer film having a three-layer structure formed by laminating. In FIG. 2, a light beam 31 traveling from an object to the image sensor and a light beam 32 reflected by the image sensor are schematically shown.

この反射防止膜21は、屈折率の大きいAl層21bを屈折率の小さいSiO層21a、21cにより挟むサンドイッチ構造とされており、各層厚が光の干渉効果によって反射光の発生を抑制し得る値に設定されている。このような反射防止膜21の光反射防止効果により、ゴースト防止部材5と接着層23との形成部材間に屈折率差が生じていても、ゴースト防止部材5と接着層23との界面で、従来生じていた光線の反射を抑制することができ、上記ゴーストの発生を抑えることができる。 The antireflection film 21 has a sandwich structure in which an Al 2 O 3 layer 21b having a large refractive index is sandwiched between SiO 2 layers 21a and 21c having a small refractive index, and the thickness of each layer generates reflected light due to the light interference effect. It is set to a value that can be suppressed. Due to the light reflection preventing effect of the antireflection film 21, even if a refractive index difference occurs between the formation members of the ghost prevention member 5 and the adhesive layer 23, at the interface between the ghost prevention member 5 and the adhesive layer 23, It is possible to suppress the reflection of light rays that has conventionally occurred, and to suppress the occurrence of the ghost.

同様に、接着層23とハーフプリズム2との間に反射防止膜22を介在させることによって、接着層23とハーフプリズム2との界面でも、従来生じていた光線の反射を抑制することができ、上記ゴーストの発生を確実に抑えることができる。   Similarly, by interposing the antireflection film 22 between the adhesive layer 23 and the half prism 2, it is possible to suppress the reflection of light rays that has conventionally occurred at the interface between the adhesive layer 23 and the half prism 2, Generation of the ghost can be reliably suppressed.

また、上述したように、本実施形態においては、ハーフプリズム2の物体側の面4も、光軸に対して略直交する平面とされた光学部材(平面部材)とされており、この平面部材の平面4にもゴースト防止部材6が接着され、このゴースト防止部材6と接着層との間、および接着層とハーフプリズム2との間に、上記反射防止膜21、22と同様の多層反射防止膜を設けている。したがって、ハーフプリズム2とゴースト防止部材6との間の領域においても上記第1のゴースト防止機能および上記第2のゴースト防止機能を発揮し、ゴーストの発生を確実に抑えることができるようになっている。   In addition, as described above, in the present embodiment, the object-side surface 4 of the half prism 2 is also an optical member (planar member) that is a plane substantially orthogonal to the optical axis. A ghost prevention member 6 is also adhered to the flat surface 4 of the same, and a multilayer antireflection film similar to the antireflection films 21 and 22 is provided between the ghost prevention member 6 and the adhesive layer and between the adhesive layer and the half prism 2. A film is provided. Accordingly, the first ghost prevention function and the second ghost prevention function are exhibited also in the region between the half prism 2 and the ghost prevention member 6, and the generation of ghost can be reliably suppressed. Yes.

図3は、上記第1のゴースト防止機能のみを有する従来技術と、上記第1のゴースト防止機能および上記第2のゴースト防止機能を備えた本実施形態との、ゴースト防止部材5と接着層23との界面における光線の反射率を示すグラフである。図3に示すように、従来技術のものでは、全可視光波長領域において、略0.02%程度までしか光反射率を抑えられないのに対し、本実施形態のものでは、全可視光波長領域において、0.01%程度以下に光反射率を抑えることができ、特に510nmの波長領域付近では0.000425%程度と極めて小さい光反射率とすることができる。   FIG. 3 shows the ghost prevention member 5 and the adhesive layer 23 of the prior art having only the first ghost prevention function and the present embodiment having the first ghost prevention function and the second ghost prevention function. It is a graph which shows the reflectance of the light ray in the interface. As shown in FIG. 3, in the conventional technology, the light reflectance can be suppressed only to about 0.02% in the entire visible light wavelength region, whereas in the present embodiment, in the total visible light wavelength region. Therefore, the light reflectance can be suppressed to about 0.01% or less, and particularly in the vicinity of the wavelength region of 510 nm, the light reflectance can be as extremely small as about 0.000425%.

したがって、本実施形態のものでは、可視光波長領域全域に亘っての使用においても勿論大きな効果を奏することができるが、510nm付近の単一波長の光による撮像の場合には極めて大きな効果を奏することができる。   Therefore, in the present embodiment, it is possible to achieve a great effect even when used over the entire visible light wavelength region. be able to.

なお、反射防止膜21、22の層構成としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、光干渉効果により反射防止機能を奏する種々の層構成のものに変更することは勿論可能であり、このような変更により最小反射率の波長を任意に設定することも可能である。   Note that the layer configuration of the antireflection films 21 and 22 is not limited to that of the above-described embodiment, and can of course be changed to various layer configurations having an antireflection function due to an optical interference effect. The wavelength of the minimum reflectance can be arbitrarily set by such a change.

なお、本発明の光反射防止光学系および撮像光学系としても上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。   The light reflection preventing optical system and the imaging optical system of the present invention are not limited to those of the above-described embodiment, and various other modes can be changed.

例えば、上記実施形態においては、平面部材の両平面3、4において各々ゴースト防止部材5、6が接着され、各平面3、4と、対応するゴースト防止部材5、6との間に、上記第2のゴースト防止機能を発揮しうる多層の反射防止膜21、22が設けられているが、その一方のみに多層の反射防止膜21、22を設けるようにしてもよいし、これらに加え、図4に示すように、平面部材の第2撮像面側の平面8においてゴースト防止部材9を接着し、平面8とゴースト防止部材9との間に、上記第2のゴースト防止機能を発揮しうる多層の反射防止膜を設けるようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the ghost prevention members 5 and 6 are bonded to the two flat surfaces 3 and 4 of the flat member, respectively, and the first and second ghost prevention members 5 and 6 are connected to each other. Although the multilayer antireflection films 21 and 22 capable of exhibiting the ghost prevention function 2 are provided, the multilayer antireflection films 21 and 22 may be provided only on one of them. As shown in FIG. 4, a ghost prevention member 9 is bonded to the plane 8 on the second imaging surface side of the plane member, and a multilayer capable of exhibiting the second ghost prevention function between the plane 8 and the ghost prevention member 9. An antireflection film may be provided.

さらに、接着する両光学部材のいずれかと接着層との間にのみ上記多層の反射防止膜を設けることも可能である。   Furthermore, it is possible to provide the multilayer antireflection film only between either one of the optical members to be bonded and the adhesive layer.

また、本発明の光反射防止光学系は、上述したような撮像光学系以外の種々の光学系に適用することが可能である。例えば、図5(説明の便宜上、一部の要素を互いに分離して示す)に示すように、透過光学部材45と反射光学部材41(基体42上に反射膜47を形成してなる)とを接着層23により接着する場合に、この透過光学部材45の平面43上に多層の反射防止膜21(21a、21b、21c)を積層して形成し、この透過光学部材45と接着層23との間の界面における不要な反射光53を抑制することも可能である。これにより、反射光学部材41から反射された光52のノイズ成分を低減することが可能となる。さらに、透過光学部材上に接着剤を含む光吸収膜(本発明においては接着層の概念に含まれる)を設けるような場合にも本発明の構成を適用可能である。   Further, the antireflection optical system of the present invention can be applied to various optical systems other than the imaging optical system as described above. For example, as shown in FIG. 5 (some elements are shown separated from each other for the sake of convenience), a transmissive optical member 45 and a reflective optical member 41 (formed by forming a reflective film 47 on the substrate 42) are provided. When bonding by the adhesive layer 23, a multilayer antireflection film 21 (21 a, 21 b, 21 c) is formed on the flat surface 43 of the transmission optical member 45, and the transmission optical member 45 and the adhesive layer 23 are It is also possible to suppress unnecessary reflected light 53 at the interface between them. Thereby, the noise component of the light 52 reflected from the reflective optical member 41 can be reduced. Furthermore, the configuration of the present invention can also be applied to the case where a light absorbing film containing an adhesive (included in the concept of an adhesive layer in the present invention) is provided on a transmission optical member.

なお、例えば、特開昭62−78501号公報には光学部材上に単層反射防止膜を形成し、その上に接着剤を塗布する技術が開示されているが、この公報記載の技術は最終目標とする反射率や、その目的および作用、効果が本発明のものと全く異なっている。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-78501 discloses a technique in which a single-layer antireflection film is formed on an optical member and an adhesive is applied thereon. The target reflectance, its purpose, function and effect are completely different from those of the present invention.

本発明の実施形態に係る撮像光学系の構成図1 is a configuration diagram of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention. 図1に示す撮像光学系の一部を拡大して示す概念図FIG. 1 is an enlarged conceptual view of a part of the imaging optical system shown in FIG. 従来技術と本実施形態の両者における、ゴースト防止部材と接着層との界面での光反射率を示すグラフThe graph which shows the light reflectivity in the interface of a ghost prevention member and a contact bonding layer in both a prior art and this embodiment. 図1に示す実施形態の一部変更態様を示すグラフThe graph which shows the partial change aspect of embodiment shown in FIG. 図1に示す実施形態とは異なる実施形態を示す概略図Schematic showing an embodiment different from the embodiment shown in FIG. 従来技術に係る撮像光学系の構成図Configuration diagram of imaging optical system according to prior art

符号の説明Explanation of symbols

〜L レンズ
1、101 撮像面
2、102 ハーフプリズム(平面部材)
3、4、8、13、43、103、104 平面
5、6、9、105、106 ゴースト防止部材
21、22 反射防止膜
21a、21c SiO
21b Al
23 接着層
41 反射光学部材
45 透過光学部材
X 光軸
C 平行光束部
P 結像位置
L 1 to L 3 lenses 1, 101 Imaging surface 2, 102 Half prism (planar member)
3, 4, 8, 13, 43, 103, 104 Plane 5, 6, 9, 105, 106 Anti-ghost member 21, 22 Anti-reflection film 21a, 21c SiO 2 layer 21b Al 2 O 3 layer 23 Adhesive layer 41 Reflective optics 41 Member 45 Transmission optical member X Optical axis C Parallel light flux P Imaging position

Claims (5)

光学部材と、その光学部材の平面に設けられた接着層との間に、多層膜からなる光反射防止膜を設けてなることを特徴とする光反射防止光学系。   A light reflection preventing optical system, wherein a light reflection preventing film composed of a multilayer film is provided between an optical member and an adhesive layer provided on a plane of the optical member. 前記光学部材を構成する硝材と前記接着層を構成する接着剤との屈折率差が0.1以内の値とされていることを特徴とする請求項1記載の光反射防止光学系。   2. The light reflection preventing optical system according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the glass material constituting the optical member and the adhesive constituting the adhesive layer is a value within 0.1. 撮像素子の物体側において、中心光束が光軸と略平行となる光束域に配置される、該光軸に対して略直交する平面を少なくとも1つ有する光学部材を備え、
前記光学部材の少なくとも1つの該平面に、この光学部材と光学的に同等の特性を有する硝材により形成されるとともに前記撮像素子側の面を曲面とされたゴースト防止部材を接着層により接着された撮像光学系において、
前記ゴースト防止部材と前記接着層との間、および前記光学部材と前記接着層との間の少なくとも一方に、多層膜構成の光反射防止膜を設けてなることを特徴とする撮像光学系。
An optical member having at least one plane substantially perpendicular to the optical axis, which is disposed in a light flux region in which the central light flux is substantially parallel to the optical axis on the object side of the image sensor;
A ghost prevention member formed of a glass material having optically equivalent characteristics as the optical member and having a curved surface on the imaging element side is adhered to at least one plane of the optical member by an adhesive layer. In the imaging optical system,
An imaging optical system comprising a multi-layered antireflection film provided between at least one of the ghost prevention member and the adhesive layer and between the optical member and the adhesive layer.
前記ゴースト防止部材を構成する硝材と前記接着層を構成する接着剤との屈折率差、および前記光学部材を構成する硝材と前記接着層を構成する接着剤との屈折率差が0.1以内の値とされていることを特徴とする請求項3記載の撮像光学系。   The refractive index difference between the glass material constituting the ghost preventing member and the adhesive constituting the adhesive layer, and the refractive index difference between the glass material constituting the optical member and the adhesive constituting the adhesive layer are within 0.1. The imaging optical system according to claim 3, wherein 前記光学部材は、光束分岐用のプリズムであって、入射側平面から入射された光束を、第1および第2の光束に分岐し、該第1の光束を第1の射出側平面から前記撮像素子に向けて射出するとともに、該第2の光束を第2の射出側平面からオートフォーカス調整用のセンサ部に向けて射出するものであり、これら2つの射出側平面の少なくとも一方に接着層を介して前記ゴースト防止部材が接着されており、前記プリズムと該接着層の間および該ゴースト防止部材と該接着層の間の少なくとも一方に、多層膜からなる光反射防止膜を設けてなることを特徴とする請求項3または4記載の撮像光学系。   The optical member is a prism for splitting a light beam, and splits the light beam incident from the incident side plane into first and second light beams, and the first light beam is imaged from the first emission side plane. The light is emitted toward the element, and the second light flux is emitted from the second emission side plane toward the sensor unit for autofocus adjustment. An adhesive layer is provided on at least one of these two emission side planes. The anti-ghost member is bonded, and an anti-reflection film composed of a multilayer film is provided between at least one of the prism and the adhesive layer and between the anti-ghost member and the adhesive layer. The imaging optical system according to claim 3 or 4, wherein the imaging optical system is characterized in that:
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