JP2015079128A - 光学フィルタおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に作成することが可能な光学フィルタを提供する。【解決手段】本技術に係る光学フィルタは、第１の透明基材および第２の透明基材と、第１の透明基材と第２の透明基材との間に設けられ、透過率特性を変化させる透過率特性変化部材と、とからなり、透過率特性変化部材と接する第１の透明基材の第１の内面と、透過率特性変化部材と接する第２の透明基材の第２の内面との距離が常に均一とならないように形成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、撮像光学系における透過光の光束を制御する光学フィルタおよびこれを備えた撮像装置に関する。

撮像光学系では、様々のグラデーションフィルタを入れることで、撮影画像の性能向上を図っている。例えば、撮影画像のボケの見え方も重要とされており、ボケを美しく見せるような手法の一つとして、アポダイゼーションフィルタと呼ばれる光学素子がある。このフィルタを入れることにより、ボケのとしての光束の強度分布が滑らかな変化をとり、ボケが美しく見えるようになる。

このようなグラデーションフィルタの作成方法としては、例えば特許文献１に開示されたパターンマスクを用いた成膜による方法や、特許文献２に開示されたエレクトロウェッティング現象を用いた濃度可変のフィルタの作成方法等がある。また、特許文献３には、ハイブリッドレンズ方式によるフィルタの作成方法が開示されている。

特開２００４−６１８９９号公報 特許第４５３２６２４号 特開平７−５６００６号公報

しかしながら、上記特許文献１のパターンマスクを用いた成膜による作成方法では、透過面内での滑らかな濃度変化を作ることが難しいため、撮影画像に回折パターンが発生する場合がある。

また、上記特許文献２のフィルタの作成方法では、エレクトロウェッティング現象を利用するため、２つの液体を封入する必要があることやＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明電極が必要であり、構造や作成プロセスが非常に複雑となる。

さらに、上記特許文献３のハイブリッドレンズ方式によるフィルタの作成方法では、樹脂層の形成時に金型から樹脂層をはく離するため、設備費が高くなり、はく離時に樹脂部分が破損する場合もある。それを防止するために、金型から樹脂層をはく離する際に離型剤を使用することも考えられるが、その場合、後工程で洗浄などが必要となり、コストがかかる。

そこで、本開示では、簡便に作成することが可能な、新規かつ改良された撮像光学系に使用される光学フィルタおよびこれを用いた撮像装置を提案する。

本開示によれば、第１の透明基材および第２の透明基材と、第１の透明基材と第２の透明基材との間に設けられ、透過率特性を変化させる透過率特性変化部材と、とからなり、透過率特性変化部材と接する第１の透明基材の第１の内面と、透過率特性変化部材と接する第２の透明基材の第２の内面との距離が常に均一とならないように形成されている、光学フィルタが提供される。

また、本開示によれば、撮像部と、撮像部に入射する光を通過させる１または複数のレンズと、面内で透過率特性を変化させる光学フィルタとからなるレンズ部と、を備え、光学フィルタは、第１の透明基材および第２の透明基材と、第１の透明基材と第２の透明基材との間に設けられ、透過率特性を変化させる透過率特性変化部材と、とからなり、透過率特性変化部材と接する第１の透明基材の第１の内面と、透過率特性変化部材と接する第２の透明基材の第２の内面との距離が常に均一とならないように形成されている、撮像装置が提供される。

本開示によれば、第１の透明基材の内面と第２の透明基材の内面との距離が面内で変化することで、介在される透過率特性変化部材の量が変化する。これにより、面内で透過率の異なるグラデーションフィルタが形成される。このように、本開示によれば、対向する透明基材の内面の形状によってグラデーションを簡便にコントロールすることができる。

また、本開示の構成によれば、透過率特性変化部材を、第１の透明基材および第２の透明基材で挟み込む構成となるため、透過率特性変化部材の厚さをほぼゼロにすることも可能となる。このため、透過率を低下させたくない箇所について、透過率の低下をほぼゼロに抑えることが可能となる。

以上説明したように本開示によれば、撮像光学系に使用される光学フィルタを簡便に作成することができる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の第１の実施形態に係る光学フィルタが設けられる撮像装置の概略構成を示す説明図である。 同実施形態に係る光学フィルタの構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。 本開示の第２の実施形態に係る光学フィルタの構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。 本開示の第３の実施形態に係る光学フィルタの構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。 本開示の第４の実施形態に係る光学フィルタの構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。 本開示の第５の実施形態に係る光学フィルタの構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態（平凸レンズ）
１．１．撮像装置の概略構成
１．２．光学フィルタ
２．第２の実施形態（平凹レンズ）
３．第３の実施形態（内面が傾斜面）
４．第４の実施形態（平凸レンズと内面がゲート型）
５．第５の実施形態（両凸レンズとメニスカスレンズ）

＜１．第１の実施形態＞
［１．１．撮像装置の概略構成］
まず、図１を参照して、本開示の第１の実施形態に係る光学フィルタが設けられる撮像装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る光学フィルタが設けられる撮像装置の概略構成を示す説明図である。

本実施形態に係る光学フィルタは、撮像光学系における透過光の光束を制御する光学素子であって、透過面内において制御量が均一とはならない、いわゆるグラデーションフィルタである。このような光学フィルタは、撮影画像の性能向上のため、撮像装置のレンズ系に設けて使用される。光学フィルタは、例えば図１に示すように、撮像装置１００に着脱可能に設けられたレンズ装置１１０に備えられる。

（レンズ装置）
レンズ装置１１０は、例えば図１に示すように、光学系として、レンズ群１２０、絞り１３０、および光学フィルタ１４０を備える。レンズ群１２０、絞り１３０、および光学フィルタ１４０は光軸上に配置されている。

レンズ群１２０は、フォーカスレンズやズームレンズ等、複数のレンズから構成され光軸方向に移動可能に設けられている。絞り１２１は、絞り値に応じて絞り込まれる機構である。光学フィルタ１４０は、交換可能に装着されるフィルタであり、本実施形態ではグラデーションフィルタが配置されているものとする。光学フィルタ１４０としては、グラデーションフィルタ以外に、水晶のローパスフィルタやガラスのＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ等が装着される。本実施形態において、光学フィルタ１４０とは、グラデーションフィルタを指すものとする。

レンズ装置１１０は、光学系以外に、各光学系を駆動する各種駆動部や、エンコーダや温度センサ等の、各光学系の状態を検出する各種検出部（いずれも図示せず。）等を備えている。また、レンズ装置１１０の光学系は、後述するレンズ装置制御部１０３によって動作制御される。あるいは、レンズ装置１１０に設けられたフォーカスリングや絞りリング等の操作部によってユーザがレンズ群１２０や絞り１３０を操作することも可能である。

（撮像装置）
撮像装置１００は、操作入力部１０１と、撮像制御部１０２と、レンズ装置制御部１０３と、撮像素子１０４と、信号処理部１０５と、出力部１０６とを有している。

操作入力部１０１は、ユーザが撮像装置１００へ操作入力を行う入力部である。例えばシャッターボタンや、撮影モードを選択するモードダイヤル、露出調整ダイヤル等の操作入力部が設けられている。操作入力部１０１からの入力情報は、撮像制御部１０２へ出力される。

撮像制御部１０２は撮像装置１００全体を制御する制御部である。撮像制御部１０２は、例えば、操作入力部１０１からの入力情報に基づいて、撮像素子１０４を駆動制御し、レンズ装置１１０を制御するレンズ装置制御部１０３に駆動指示をする。また、撮像制御部１０２は、例えば、撮像素子１０４により取得された画像信号に対して信号処理を行う信号処理部１０５に対して動作指示を行ったり、出力部１０６に出力情報の出力を指示したりする。

レンズ装置制御部１０３は、撮像制御部１０２からの指示に従って、撮像装置１００と連動して作動するようにレンズ装置１１０を制御する制御部である。レンズ装置制御部１０３は、光学系に対する駆動指示をレンズ装置１１０へ出力する。なお、レンズ装置制御部１０３は、レンズ装置１１０に設けられていてもよい。

撮像素子１０４は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ
Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサなどの素子である。撮像素子１０４は、撮像制御部１０４により駆動制御される。撮像素子１０４としてＣＭＯＳ型イメージセンサを用いた場合、撮像素子１０４は、撮像面上に形成された光学像を電気信号に変換し、電気信号に対してノイズ除去処理や撮像信号を所望の信号レベルとする利得制御処理を行った後、アナログ信号からデジタル信号に変換して信号処理部１０５へ出力する。

信号処理部１０５は、入力された電気信号に対して、撮像素子における欠陥画素の信号を補正する欠陥補正処理、レンズの周辺光量低下を補正するシェーディング補正処理、ホワイトバランス調整や輝度補正等の処理を行う。信号処理部１０５により処理された電気信号は、画像データとして例えばディスプレイ等の出力部１０６へ出力される。

［１．２．光学フィルタ］
次に、図２に基づいて、上述したレンズ装置１１０に設けられる、本実施形態に係る光学フィルタ１４０について説明する。図２は、本実施形態に係る光学フィルタ１４０の構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。

（光学フィルタの構成）
本実施形態に係る光学フィルタ１４０は、グラデーションフィルタであり、図２に示すように、第１の透明基材１４２と、第２の透明基材１４４と、透過率特性変化部材１４６とから構成される。

第１の透明基材１４２および第２の透明基材１４４は、高透明性を有する部材であって、例えばガラスや光学用プラスティック等を用いることができる。第１の透明基材１４２と第２の透明基材１４４との間には、透過率特性変化部材１４６が挟み込まれる。

第１の透明基材１４２は、外面である第１面１４２ａが平坦であり、内面である第２面１４２ｂが透過率特性変化部材１４６側に凸の曲面に形成されている。第１の透明基材１４２として平凸レンズを用いてもよい。第２の透明基材１４４は、外面である第１面１４４ａおよび内面である第２面１４４ｂがともに平坦に形成されている。第１の透明基材１４２と第２の透明基材１４４とは、外面が平行となるように設けられている。すなわち、透過率特性変化部材１４６を介して対向している第１の透明基材１４２の内面（第２面１４２ｂ）と第２の透明基材１４４の内面（第２面１４４ｂ）とは平行とならず、光学フィルタ１４０はその間隔が常に均一とならないように構成されている。

透過率特性変化部材１４６は、光学フィルタ１４０の透過率特性を変化させる部材である。透過率特性変化部材１４６は、例えば、透明樹脂に染料等の減光材料を混ぜた材料からなる。減光材料は、目的に合わせて、吸収特性等が適合したものを任意に選択すればよい。なお、以下においては、可視光域で吸収特性がフラットである減光材料を使用するものとして説明するが、本開示はかかる例に限定されない。透過率特性変化部材１４６に用いる透明樹脂としては、第１の透明基材１４２および第２の透明基材１４４と屈折率が略同一であるものを用いるのが好ましいが、光学系の設計に合わせて、屈折率の違ったものを用いてもよい。

光学フィルタ１４０は、第１の透明基材１４２と第２の透明基材１４４との間に透過率特性変化部材１４６が挟み込んだ後、透過率特性変化部材１４６を光または熱等を用いて硬化させて作成される。なお、後述する第２〜第６の実施形態に係る光学フィルタも、本実施形態の光学フィルタ１４０と同様の手順で作成することができる。

（光学フィルタの透過率分布）
本実施形態に係る光学フィルタ１４０は第１の透明基材１４２に平凸レンズを用いている。このため、図２に示すように、光学フィルタ１４０の中心は第１の透明基材１４２と第２の透明基材１４４との間に介在する透過率特性変化部材１４６が少なく、周辺に向かうにつれて透過率特性変化部材１４６が増加する。透過率特性変化部材１４６は、減光材料が混ざった透明樹脂から形成されているため、光学フィルタ１４０を通過する光は、透過率特性変化部材１４６の配置部分を多く通過するほど減光する。したがって、本実施形態に係る光学フィルタ１４０は、透過率特性変化部材１４６に介在が少ない中心の透過率は高く、周辺に向かうにつれて透過率が低くなる。光学フィルタ１４０は、いわゆる、アポダイゼーションフィルタとして機能する。

このように、本実施形態に係る光学フィルタ１４０では、対向する第１の透明基材１４２の第２面１４２ｂと第２の透明基材１４４の第２面１４４ｂとの距離を変化させ、その間に介在する透過率特性変化部材１４６の量を変化させる。これにより、光学フィルタ１４０の透過率が面内で変化するグラデーションフィルタを簡便に作成することができる。

また、光学フィルタ１４０の外側に第１の透明基材１４２と第２の透明基材１４４とが配置されるので、光学フィルタ１４０の外面（すなわち、第１の透明基材１４２の第１面１４２ａと第２の透明基材１４４の第１面１４４ａ）にＡＲコート等を施すことが可能となる。したがって、光学フィルタ１４０に対する信頼性向上やプロセスの簡易化が可能となる。

以上、本実施形態に係る撮像装置１００およびレンズ装置１１０の構成と、レンズ装置１１０に設けられる光学フィルタ１４０の構成について説明した。本実施形態に係る光学フィルタ１４０は、内面が凸状の曲面である第１の透明基材１４２と、内面が平坦面である第２の透明基材１４４との間に、透過率特性変化部材１４６を介在させる。第１の透明基材１４２の第２面１４２ｂと第２の透明基材１４４の第２面１４４ｂとの距離が面内で変化し、介在される透過率特性変化部材１４６の量も変化するので、面内で透過率の異なるグラデーションフィルタが形成される。このように、対向する透明基材の内面の形状によってグラデーションを簡便にコントロールすることができる。

＜２．第２の実施形態＞
次に、図３に基づいて、本開示の第２の実施形態に係る光学フィルタ２４０について説明する。図３は、本実施形態に係る光学フィルタ２４０の構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。本実施形態に係る光学フィルタ２４０も、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と同様に、第１の実施形態にて説明したレンズ装置１１０等に設けられる。

（光学フィルタの構成）
本実施形態に係る光学フィルタ２４０は、グラデーションフィルタであり、図３に示すように、第１の透明基材２４２と、第２の透明基材２４４と、透過率特性変化部材２４６とから構成される。第１の透明基材２４２および第２の透明基材２４４は、第１の実施形態と同様、高透明性を有する部材であり、これらの間には透過率特性変化部材２４６が挟み込まれる。本実施形態に係る光学フィルタ２４０は、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と比較して、第１の透明基材２４２の形状が相違する。

第１の透明基材２４２は、外面である第１面２４２ａが平坦であり、内面である第２面２４２ｂが透過率特性変化部材１４６側に窪んだ凹状の曲面に形成されている。第１の透明基材２４２として平凹レンズを用いてもよい。第２の透明基材２４４は、外面である第１面２４４ａおよび内面である第２面２４４ｂがともに平坦に形成されている。第１の透明基材２４２と第２の透明基材２４４とは、外面が平行となるように設けられている。すなわち、透過率特性変化部材２４６を介して対向している第１の透明基材２４２の内面（第２面２４２ｂ）と第２の透明基材２４４の内面（第２面２４４ｂ）とは平行とならず、光学フィルタ２４０はその間隔が常に均一とならないように構成されている。

透過率特性変化部材２４６も第１の実施形態と同様、透明樹脂に染料等の減光材料を混ぜた材料が用いられる。例えば、透過率特性変化部材２４６は、可視光域で吸収特性がフラットである減光材料からなり、透明樹脂には第１の透明基材２４２および第２の透明基材２４４と屈折率が略同一であるものが用いられている。

（光学フィルタの透過率分布）
本実施形態に係る光学フィルタ２４０は第１の透明基材２４２に平凹レンズを用いている。このため、図３に示すように、光学フィルタ２４０の中心は第１の透明基材２４２と第２の透明基材２４４との間に介在する透過率特性変化部材２４６が多く、周辺に向かうにつれて透過率特性変化部材２４６が減少する。したがって、光学フィルタ２４０は、透過率特性変化部材２４６に介在が多い中心の透過率は低く、周辺に向かうにつれて透過率が高くなる。光学フィルタ２４０は、いわゆる、超解像フィルタとして機能する。

このように、本実施形態に係る光学フィルタ２４０では、対向する第１の透明基材２４２の第２面２４２ｂと第２の透明基材２４４の第２面２４４ｂとの距離を変化させ、その間に介在する透過率特性変化部材２４６の量を変化させる。これにより、光学フィルタ２４０の透過率が面内で変化するグラデーションフィルタを簡便に作成することができる。本実施形態に係る光学フィルタ２４０においても、光学フィルタ２４０の外側に第１の透明基材２４２と第２の透明基材２４４とが配置されるので、光学フィルタ２４０の外面にＡＲコート等を施すことが可能となる。したがって、光学フィルタ２４０に対する信頼性向上やプロセスの簡易化が可能となる。

以上、本実施形態に係る光学フィルタ２４０の構成について説明した。本実施形態に係る光学フィルタ２４０は、内面が凹状の曲面である第１の透明基材２４２と、内面が平坦面である第２の透明基材２４４との間に、透過率特性変化部材２４６を介在させる。これにより、面内で透過率の異なるグラデーションフィルタが形成される。

＜３．第３の実施形態＞
次に、図４に基づいて、本開示の第３の実施形態に係る光学フィルタ３４０について説明する。図４は、本実施形態に係る光学フィルタ３４０の構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。本実施形態に係る光学フィルタ３４０も、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と同様に、第１の実施形態にて説明したレンズ装置１１０等に設けられる。

（光学フィルタの構成）
本実施形態に係る光学フィルタ３４０は、グラデーションフィルタであり、図４に示すように、第１の透明基材３４２と、第２の透明基材３４４と、透過率特性変化部材３４６とから構成される。第１の透明基材３４２および第２の透明基材３４４は、第１の実施形態と同様、高透明性を有する部材であり、これらの間には透過率特性変化部材３４６が挟み込まれる。本実施形態に係る光学フィルタ３４０は、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と比較して、第１の透明基材３４２および第２の透明基材３４４の形状が相違する。

第１の透明基材３４２は、外面である第１面３４２ａおよび内面である第２面３４２ｂがともに平坦に形成されている。第２の透明基材３４４は、外面である第１面３４４ａが平坦であり、内面である第２面３４４ｂが光軸に対して直交する幅方向において一側から他側に向かって傾斜する傾斜面に形成されている。第１の透明基材３４２と第２の透明基材３４４とは、外面が平行となるように設けられている。すなわち、透過率特性変化部材３４６を介して対向している第１の透明基材３４２の内面（第２面３４２ｂ）と第２の透明基材３４４の内面（第２面３４４ｂ）とは平行とならず、光学フィルタ３４０はその間隔が常に均一とならないように構成されている。

透過率特性変化部材３４６も第１の実施形態と同様、透明樹脂に染料等の減光材料を混ぜた材料が用いられる。例えば、透過率特性変化部材３４６は、可視光域で吸収特性がフラットである減光材料からなり、透明樹脂には第１の透明基材３４２および第２の透明基材３４４と屈折率が略同一であるものが用いられている。

（光学フィルタの透過率分布）
本実施形態に係る光学フィルタ３４０は第２の透明基材３４４に内面が傾斜する透明基材を用いている。このため、図４に示すように、光学フィルタ３４０は、第２の透明基材３４４の厚みの小さい一端側（図４では左側）から厚みの大きい他端側（図４では右側）に向かうにつれて、その間に介在する透過率特性変化部材３４６は減少する。したがって、光学フィルタ３４０は、透過率特性変化部材２４６に介在が多い一端側の透過率は低く、他端側に向かうにつれて透過率が高くなる。

このように、本実施形態に係る光学フィルタ３４０では、対向する第１の透明基材３４２の第２面３４２ｂと第２の透明基材３４４の第２面３４４ｂとの距離を変化させ、その間に介在する透過率特性変化部材３４６の量を変化させる。これにより、光学フィルタ３４０の透過率が面内で変化するグラデーションフィルタを簡便に作成することができる。本実施形態に係る光学フィルタ３４０においても、光学フィルタ３４０の外側に第１の透明基材３４２と第２の透明基材３４４とが配置されるので、光学フィルタ３４０の外面にＡＲコート等を施すことが可能となる。したがって、光学フィルタ３４０に対する信頼性向上やプロセスの簡易化が可能となる。

以上、本実施形態に係る光学フィルタ３４０の構成について説明した。本実施形態に係る光学フィルタ３４０は、内面が平坦面である第１の透明基材３４２と、内面が傾斜面である第２の透明基材３４４との間に、透過率特性変化部材３４６を介在させる。これにより、面内で透過率の異なるグラデーションフィルタが形成される。

＜４．第４の実施形態＞
次に、図５に基づいて、本開示の第４の実施形態に係る光学フィルタ４４０について説明する。図５は、本実施形態に係る光学フィルタ４４０の構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。本実施形態に係る光学フィルタ４４０も、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と同様に、第１の実施形態にて説明したレンズ装置１１０等に設けられる。

（光学フィルタの構成）
本実施形態に係る光学フィルタ４４０は、グラデーションフィルタであり、図５に示すように、第１の透明基材４４２と、第２の透明基材４４４と、透過率特性変化部材４４６とから構成される。第１の透明基材４４２および第２の透明基材４４４は、第１の実施形態と同様、高透明性を有する部材であり、これらの間には透過率特性変化部材４４６が挟み込まれる。本実施形態に係る光学フィルタ４４０は、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と比較して、第２の透明基材４４２の形状が相違する。

第１の透明基材４４２は、外面である第１面４４２ａが平坦であり、内面である第２面４４２ｂが透過率特性変化部材４４６側に窪んだ凹状の曲面に形成されている。第１の透明基材４４２として平凹レンズを用いてもよい。第２の透明基材４４４は、外面である第１面２４４ａが平坦であり、内面である第２面４４４ｂが傾きの異なる３つの面から形成された幅方向において対称のゲート型形状に形成されている。第１の透明基材４４２と第２の透明基材４４４とは、外面が平行となるように設けられている。したがって、透過率特性変化部材４４６を介して対向している第１の透明基材４４２の内面（第２面４４２ｂ）と第２の透明基材４４４の内面（第２面４４４ｂ）とは平行とならず、光学フィルタ４４０はその間隔が常に均一とならないように構成されている。

透過率特性変化部材４４６も第１の実施形態と同様、透明樹脂に染料等の減光材料を混ぜた材料が用いられる。例えば、透過率特性変化部材４４６は、可視光域で吸収特性がフラットである減光材料からなり、透明樹脂には第１の透明基材４４２および第２の透明基材４４４と屈折率が略同一であるものが用いられている。

（光学フィルタの透過率分布）
本実施形態に係る光学フィルタ４４０は第１の透明基材４４２に平凹レンズを用い、第２の透明基材４４４に内面がゲート型の透明基材を用いている。この光学フィルタ４４０の透過率分布は図５に示すようになる。まず、第１の透明基材４４２の厚みが大きくなり、第２の透明基材４４４の厚みは小さくなる光学フィルタ４４０の一端側（図４では左側）の位置Ｐ_Ｌから位置Ｐ１までは、中心に向かってその間に介在する透過率特性変化部材４４６は減少する。したがって、透過率は高くなっていく。

次いで、光学フィルタ４４０の中央部分である位置Ｐ１から位置Ｐ２までは、第１の透明基材４４２の厚みは中心で最大となるように凸状に変化しており、第２の透明基材４４４の厚みは一定である。したがって、第１の透明基材４４２と第２の透明基材４４４との間に介在する透過率特性変化部材４４６の量は第１の透明基材４４２の厚みによって変化し、中心で透過率は最大となるように凸状に変化する。

そして、位置Ｐ２から光学フィルタ４４０の他端側（図４では右側）の位置Ｐ_Ｒまでは、第１の透明基材４４２の厚みは小さくなり、第２の透明基材４４４の厚みは大きくなる。このとき、光学フィルタ４４０の中心から他端側に向かうにつれてその間に介在する透過率特性変化部材４４６は減少し、透過率は低くなっていく。このように、本実施形態に係る光学フィルタ４４０では、フィルタの濃度勾配に応じて変曲点Ｐ１、Ｐ２を設けることで、図５に示すように、上に凸の緩やかな曲線状に透過率を変化させている。

本実施形態においても、対向する第１の透明基材４４２の第２面４４２ｂと第２の透明基材４４４の第２面４４４ｂとの距離を変化させ、その間に介在する透過率特性変化部材４４６の量を変化させる。これにより、光学フィルタ４４０の透過率が面内で変化するグラデーションフィルタを簡便に作成することができる。本実施形態に係る光学フィルタ４４０においても、光学フィルタ４４０の外側に第１の透明基材４４２と第２の透明基材４４４とが配置されるので、光学フィルタ４４０の外面にＡＲコート等を施すことが可能となる。したがって、光学フィルタ４４０に対する信頼性向上やプロセスの簡易化が可能となる。

以上、本実施形態に係る光学フィルタ４４０の構成について説明した。本実施形態に係る光学フィルタ４４０は、内面が凹状の曲面である第１の透明基材４と、内面がゲート型の面である第２の透明基材４４４との間に、透過率特性変化部材４４６を介在させる。これにより、面内で透過率の異なるグラデーションフィルタが形成される。

＜５．第５の実施形態＞
次に、図６に基づいて、本開示の第５の実施形態に係る光学フィルタ５４０について説明する。図６は、本実施形態に係る光学フィルタ５４０の構成を示す側面断面図、およびその面内における光束の透過率分布を示す説明図である。本実施形態に係る光学フィルタ５４０も、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と同様に、第１の実施形態にて説明したレンズ装置１１０等に設けられるが、光学フィルタ５４０はレンズとしての機能も有している。

（光学フィルタの構成）
本実施形態に係る光学フィルタ５４０は、レンズ機能を有するグラデーションフィルタであり、図６に示すように、第１の透明基材５４２と、第２の透明基材５４４と、透過率特性変化部材５４６とから構成される。第１の透明基材５４２および第２の透明基材５４４は、第１の実施形態と同様、高透明性を有する部材であり、これらの間には透過率特性変化部材５４６が挟み込まれる。本実施形態に係る光学フィルタ５４０は、第１の実施形態に係る光学フィルタ１４０と比較して、第１の透明基材５４２および第２の透明基材５４４の形状が相違する。

第１の透明基材５４２は、外面である第１面５４２ａが外側に凸状の曲面に形成され、内面である第２面５４２ｂが透過率特性変化部材５４６側に凸状の曲面に形成されている。第１の透明基材５４２として両凸レンズを用いてもよい。第２の透明基材５４４は、外面である第１面５４４ａが外側に凸状の曲面に形成され、内面である第２面５４４ｂが端部付近は平坦に形成され、中央側は透過率特性変化部材５４６と反対側に窪んだ凹状の曲面に形成されている。第２の透明基材５４４としてメニスカスレンズを用いてもよい。

対向する第１の透明基材５４２の内面（第２面５４２ｂ）と第２の透明基材５４４の内面（第２面５４４ｂ）とは、第２の透明基材５４４の第２面５４４ｂが平坦となっている端部付近にのみ透過率特性変化部材５４６を介在させている。第２の透明基材５４４の第２面５４４ｂの凹状の曲面の曲率は、第１の透明基材５４２の第２面５４２ｂの凸状の曲面の曲率に対応しており、第１の透明基材５４２と第２の透明基材５４４とは接触している。

したがって、光学フィルタ５４０は、透過率特性変化部材５４６を介して対向している端部付近にのみ減光作用が生じる。光学フィルタ５４０の端部付近では、第１の透明基材５４２の内面（第２面５４２ｂ）と第２の透明基材５４４の内面（第２面５４４ｂ）とは平行とならず、光学フィルタ５４０はその間隔が常に均一とならないように構成されている。また、第１の透明基材５４２と第２の透明基材５４４とは、外面がともに光学フィルタ５４０の光軸方向外側へ凸となるように形成されている。

透過率特性変化部材５４６も第１の実施形態と同様、透明樹脂に染料等の減光材料を混ぜた材料が用いられる。例えば、透過率特性変化部材５４６は、可視光域で吸収特性がフラットである減光材料からなり、透明樹脂には第１の透明基材５４２および第２の透明基材５４４と屈折率が略同一であるものが用いられている。

（光学フィルタの透過率分布）
本実施形態に係る光学フィルタ５４０は第１の透明基材５４２に両凸レンズを用い、第２の透明基材５４４にメニスカスレンズを用いている。この光学フィルタ５４０の透過率分布は図６に示すようになる。すなわち、減光作用を有する光学フィルタ５４０の端部付近（位置Ｐ_Ｌから位置Ｐ１の間および位置Ｐ２から位置Ｐ_Ｒの間）では、端部（位置Ｐ_Ｌ、位置Ｐ_Ｒ）から中心側に向かうにつれて第１の透明基材５４２と第２の透明基材５４４との間隔が狭くなる。したがって、端部から中心側に向かうにつれてその間に介在する透過率特性変化部材５４６は減少し、透過率は高くなっていく。

一方、第１の透明基材５４２と第２の透明基材５４４とが接触している中央部分（位置Ｐ１から位置Ｐ２の間）では、透過率特性変化部材５４６は介在されない。したがって、かかる範囲での透過率は高くなる。このように、本実施形態に係る光学フィルタ５４０は、図６に示すように、端部付近にのみグラデーションの減光作用を備え、中央部分の透過率は最大透過率を一定に維持した略台形状の透過率分布を有している。

本実施形態においても、端部付近においては、対向する第１の透明基材５４２の第２面５４２ｂと第２の透明基材５４４の第２面５４４ｂとの距離を変化させ、その間に介在する透過率特性変化部材５４６の量を変化させる。これにより、光学フィルタ５４０の端部付近において透過率が面内で変化するグラデーションを簡便に作成することができる。また、第１の透明基材５４２と第２の透明基材５４４との外面を凸状にすることで、光学フィルタ５４０にレンズとしての機能を持たせることもできる。

さらに、本実施形態に係る光学フィルタ５４０においても、光学フィルタ５４０の外側に第１の透明基材５４２と第２の透明基材５４４とが配置されるので、光学フィルタ５４０の外面にＡＲコート等を施すことが可能となる。したがって、光学フィルタ５４０に対する信頼性向上やプロセスの簡易化が可能となる。

以上、本実施形態に係る光学フィルタ５４０の構成について説明した。本実施形態に係る光学フィルタ５４０は、両凸レンズである第１の透明基材５４２と、メニスカスレンズである第２の透明基材５４４との端部付近において、透過率特性変化部材４４６を介在させる。これにより、光学フィルタ５４０の端部付近において透過率の異なるグラデーションが形成される。また、光学フィルタ５４０は、第１の透明基材５４２と第２の透明基材５４４との外面が凸状に形成されており、レンズとしての機能も有するようになる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）第１の透明基材および第２の透明基材と、
前記第１の透明基材と前記第２の透明基材との間に設けられ、透過率特性を変化させる透過率特性変化部材と、
とからなり、
前記透過率特性変化部材と接する前記第１の透明基材の第１の内面と、前記透過率特性変化部材と接する前記第２の透明基材の第２の内面との距離が常に均一とならないように形成されている、光学フィルタ。
（２）前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、前記透過率特性変化部材側に凸の凸曲面に形成される、前記（１）に記載の光学フィルタ。
（３）前記第１の内面および前記第２の内面のうち前記凸曲面に形成されていない面は、平坦面である、前記（２）に記載の光学フィルタ。
（４）前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、前記透過率特性変化部材とは反対側に窪んだ凹曲面に形成される、前記（１）に記載の光学フィルタ。
（５）前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、傾斜面に形成される、前記（１）に記載の光学フィルタ。
（６）前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、端部が傾斜面であり中央部が平坦面であるゲート型に形成される、前記（１）に記載の光学フィルタ。
（７）第１の透明基材および第２の透明基材の外面は、それぞれ曲率を有するように形成される、前記（１）に記載の光学フィルタ。
（８）前記光学フィルタの端部付近は、前記第１の透明基材の第１の内面と前記第２の透明基材の第２の内面との間に前記透過率特性変化部材が介在され、
前記光学フィルタの中央部は、前記第１の透明基材の第１の内面と前記第２の透明基材の第２の内面とが接するように形成される、前記（７）に記載の光学フィルタ。
（９）撮像部と、
前記撮像部に入射する光を通過させる１または複数のレンズと、面内で透過率特性を変化させる光学フィルタとからなるレンズ部と、
を備え、
前記光学フィルタは、
第１の透明基材および第２の透明基材と、
前記第１の透明基材と前記第２の透明基材との間に設けられ、透過率特性を変化させる透過率特性変化部材と、
とからなり、
前記透過率特性変化部材と接する前記第１の透明基材の第１の内面と、前記透過率特性変化部材と接する前記第２の透明基材の第２の内面との距離が常に均一とならないように形成されている、撮像装置。

１００ 撮像装置
１０１ 操作入力部
１０２ 撮像制御部
１０３ レンズ装置制御部
１０４ 撮像素子
１０５ 信号処理部
１０６ 出力部
１１０ レンズ装置
１２０ レンズ群
１３０ 絞り
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０ 光学フィルタ
１４２、２４２、３４２、４４２、５４２、６４２ 第１の透明基材
１４４、２４４、３４４、４４４、５４４、６４４ 第２の透明基材
１４６、２４６、３４６、４３６、５４６、６４６ 透過率特性変化部材

Claims (9)

1. 第１の透明基材および第２の透明基材と、
   前記第１の透明基材と前記第２の透明基材との間に設けられ、透過率特性を変化させる透過率特性変化部材と、
   とからなり、
   前記透過率特性変化部材と接する前記第１の透明基材の第１の内面と、前記透過率特性変化部材と接する前記第２の透明基材の第２の内面との距離が常に均一とならないように形成されている、光学フィルタ。
2. 前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、前記透過率特性変化部材側に凸の凸曲面に形成される、請求項１に記載の光学フィルタ。
3. 前記第１の内面および前記第２の内面のうち前記凸曲面に形成されていない面は、平坦面である、請求項２に記載の光学フィルタ。
4. 前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、前記透過率特性変化部材とは反対側に窪んだ凹曲面に形成される、請求項１に記載の光学フィルタ。
5. 前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、傾斜面に形成される、請求項１に記載の光学フィルタ。
6. 前記第１の内面および前記第２の内面のうち少なくとも一方は、端部が傾斜面であり中央部が平坦面であるゲート型に形成される、請求項１に記載の光学フィルタ。
7. 第１の透明基材および第２の透明基材の外面は、それぞれ曲率を有するように形成される、請求項１に記載の光学フィルタ。
8. 前記光学フィルタの端部付近は、前記第１の透明基材の第１の内面と前記第２の透明基材の第２の内面との間に前記透過率特性変化部材が介在され、
   前記光学フィルタの中央部は、前記第１の透明基材の第１の内面と前記第２の透明基材の第２の内面とが接するように形成される、請求項７に記載の光学フィルタ。
9. 撮像部と、
   前記撮像部に入射する光を通過させる１または複数のレンズと、面内で透過率特性を変化させる光学フィルタとからなるレンズ部と、
   を備え、
   前記光学フィルタは、
   第１の透明基材および第２の透明基材と、
   前記第１の透明基材と前記第２の透明基材との間に設けられ、透過率特性を変化させる透過率特性変化部材と、
   とからなり、
   前記透過率特性変化部材と接する前記第１の透明基材の第１の内面と、前記透過率特性変化部材と接する前記第２の透明基材の第２の内面との距離が常に均一とならないように形成されている、撮像装置。
   

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