JP2015184637A - 光学素子、撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキの抑制を図り、光学性能の低下の抑制を図る。
【解決手段】本技術の光学素子は、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射し、前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、前記主光線入射角が最大の光が入射する最外周部における前記中心に対する厚みの増加比をＲＤとしたときに、１＜ＲＤ≦１．０８５を満たしている。これにより、最外周部における主光線入射角が略４５度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制される。
【選択図】図４

Description

本技術は、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射する光学素子と、当該光学素子を備えた撮像装置についての技術分野に関する。

特開平１１−３８２０６号公報

例えばスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置においては、撮像素子の物体側の近傍に光学フィルタとしての光学素子を配置したものがある。このような光学素子の一例としては、紫外光や赤外光をカットするＵＶ／ＩＲカットフィルタ等を挙げることができる。

ここで、一般的に光学素子は、光線入射角に依存して分光透過率特性や反射率特性等の光学特性が変化することが知られている（いわゆる角度依存性）。
一方で、近年では、撮像光学系の小型化（薄型化）により、光学素子への光線入射距離が短くされており、これに伴って光学素子の周辺部への光線入射角が大きくなっている。撮像素子の近傍に配置された光学素子においては、中心部すなわち光軸の近傍部分での光線入射角が略０度とされ、中心部から離れた位置ほど光線入射角が大きくなることから、上記のように周辺部の光線入射角が大きくなるということは、光学素子における中心から周辺部にかけての光線入射角のバラツキが大きくなることを意味する。そして、このように中心から周辺部にかけての光線入射角のバラツキが大きくなることで、光学特性のバラツキも大きくなってしまう。

光学特性のバラツキが大きくなると、光学性能の低下が顕著となり、画質の劣化が問題となる。具体的に、上記したＵＶ／ＩＲカットフィルタの場合には、色シェーディングの発生が顕著となり、色再現性の面での画質劣化が問題となる。

そこで、本技術では上記した問題点を克服し、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射する光学素子について、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキの抑制を図り、光学性能の低下の抑制を図ることを目的とする。

第１に、本技術に係る光学素子は、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射し、前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、前記主光線入射角が最大の光が入射する最外周部における前記中心に対する厚みの増加比をＲＤとしたときに、
１＜ＲＤ≦１．０８５
を満たすものである。

これにより、最外周部における主光線入射角が略４５度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制される。

第２に、上記した本技術に係る光学素子は、
１＜ＲＤ≦１．０４５
を満たすことが望ましい。
これにより、最外周部における主光線入射角が３０度程度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制される。

第３に、上記した本技術に係る光学素子は、誘電体多層膜を有し、前記誘電体多層膜の厚みが中心から周辺部にかけて徐々に大きくされていることが望ましい。
誘電体多層膜は、各種光学フィルタを実現する上で好適であり、誘電体多層膜の厚みが中心から周辺部にかけて徐々に大きくされていることで、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制される。

第４に、上記した本技術に係る光学素子においては、前記誘電体多層膜は、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に積層されて形成されていることが望ましい。
高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互積層した誘電体多層膜は、各種光学フィルタを実現する上で特に好適である。

第５に、上記した本技術に係る光学素子においては、前記誘電体多層膜は、ＴｉＯ₂層とＳｉＯ₂層とが交互に積層されて形成されていることが望ましい。
誘電体としてＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂を用いることは、膜厚分布をつけるのに好適である。

第６に、上記した本技術に係る光学素子においては、前記誘電体多層膜の総層数が７０以下とされていることが望ましい。
誘電体多層膜の総層数が７０を上回ると、中心から周辺部にかけての所望の厚み分布を実現することが困難となり、またタクトの増加による生産性の低下を招くため、その対策である。

第７に、上記した本技術に係る光学素子においては、前記総層数が４０〜６０とされていることが望ましい。
これにより、中心から周辺部にかけての厚み分布をよりコントロールし易くなる。

第８に、上記した本技術に係る光学素子は、中心部における４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯に対する透過率が９０％よりも大きいことが望ましい。
これにより、可視光の大部分が透過する。

また、本技術に係る撮像装置は、撮像素子と、上記した本技術に係る光学素子とを備えたものである。
これにより、光学素子の最外周部における主光線入射角が略４５度以下とされる場合に対応して、光学素子の光線入射角の違いに起因した光学特性バラツキが抑制される。

また、本技術に係る別の光学素子は、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射し、前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、前記主光線入射角をｘ、主光線入射角ｘによる光が入射する位置の厚みの前記中心に対する厚みの増加率をｙとしたときに、主光線入射角ｘに対する厚み増加率ｙが、

ｙ＝０．００１８ｘ²＋０．００９２ｘ

で表される厚み増加率ｙ以上で且つ

ｙ＝０．００５９ｘ²＋０．０２９８ｘ

で表される厚み増加率ｙ以下の範囲内にある。
さらに、本技術に係る別の撮像装置は、撮像素子と、上記のような厚み増加率ｙの範囲条件を満たす光学素子とを備えたものである。
これらの本技術に係る別の光学素子、撮像装置によっても、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制される。

本技術によれば、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射する光学素子について、最外周部における主光線入射角が略４５度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制を図ることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

実施の形態としての撮像装置の概略断面図である。 実施の形態としての光学素子への入射光についての説明図である。 実施の形態の光学素子についての光線入射角と波長−透過率特性との関係を説明するための図である。 実施の形態の光学素子を備えたセンサ前素子の概略断面図である。 光線入射角ごとの最適な厚み増加率について計算を行った結果を示した図である。 光線入射角＝４５度に対し厚み増加率を８．５０％よりも大きくした場合における波長−透過率特性を示した図である。 光線入射角＝４５度に対し厚み増加率を８．５０％よりも小さくした場合における波長−透過率特性を示した図である。 光線入射角＝４５度に対し厚み増加率を８．５０％とした場合の波長−透過率特性を示した図である。 光線入射角に対する厚み増加率の許容値の上限式（図中「ｆ１」）、下限式（図中「ｆ２」）を表した図である。

以下、実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．撮像装置の構成＞
＜２．角度依存性に伴う問題について＞
＜３．実施の形態の光学素子＞
＜４．実施の形態のまとめ＞
＜５．変形例＞
＜６．本技術＞

＜１．撮像装置の構成＞

以下、添付図面を参照して本技術に係る実施の形態としての光学素子１及び撮像装置１０について説明する。
図１は、撮像装置１０の概略断面図である。
撮像装置１０は、第一レンズ４、第二レンズ５、光学素子１を具備したセンサ前素子３、シールガラス６、及び撮像素子７を備え、不図示の筐体内にてこれらの光学要素が物体側より同順に配置されている。

第一レンズ４は被写体からの光を集光し、第二レンズ５は第一レンズ４が集光した光を撮像素子７の撮像面に結像させる。
撮像素子７は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等とされ、シールガラス６は撮像素子７の撮像面を覆う保護ガラスである。

第二レンズ５とシールガラス６との間に配置されたセンサ前素子３は、入射光のうち所定の性質を持つ光を選択的に透過し、それ以外の光を透過しない光学フィルタとされている。本例におけるセンサ前素子３は、入射光に含まれる所定波長帯の光を選択的に透過する光学フィルタとされており、より具体的には、紫外光及び赤外光をカットする（すなわち可視光を選択的に透過する）ＵＶ／ＩＲカットフィルタとされている。

センサ前素子３は、板状に形成された赤外吸収ガラス２と、赤外吸収ガラス２の物体側の面に形成された光学素子１とを備えている。赤外吸収ガラス２は、いわゆる熱線吸収ガラスと同様に赤外線を吸収する。
光学素子１は、誘電体多層膜で構成され、ＵＶ／ＩＲカット膜として機能する。本例の場合、光学素子１を構成する誘電体多層膜は、高屈折率材料層と低屈折率材料層が交互に積層されて形成されている。具体的には、赤外吸収ガラス２を基板として、当該赤外吸収ガラス２の物体側の面上に高屈折率材料層と低屈折率材料層とが交互に積層されて形成されている。ここで、高屈折率材料は、基材に対して高い屈折率、低屈折率材料は基材に対して低い屈折率を示す材料である。
本例の場合、高屈折率材料層としてはＴｉＯ₂層、低屈折率材料としてはＳｉＯ₂層が用いられている。なお、高屈折率材料としてはＴｉ（チタン）系以外にもＴａ（タンタル）系、Ｎｂ（ニオブ）系などの材料があり、また低屈折率材料としてはＭｇＦ₂（フッ化マグネシウム）やＳｉＯ_X（酸化ケイ素）なども挙げることができ、必ずしもＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂に限定されるべきものではない。
高屈折率材料層と低屈折率材料層の積層による光学素子１の総層数は、後述する厚み分布を考慮して４０〜６０とされている。

センサ前素子３は、光学素子１の中心が撮像光学系の光軸（図中一点鎖線）と一致するように配置されている。センサ前素子３とシールガラス６との間には、１mm〜２mm程度の空気層が介在している。
センサ前素子３において、光学素子１の中心部における４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯に対する透過率は９０％よりも大きくされている。

なお、図１では、第二レンズ５と撮像素子７との間に配置されたセンサ前素子３としてＵＶ／ＩＲカットフィルタのみを挙げたが、例えばＵＶ／ＩＲカットフィルタと共にローパスフィルタ等の他の光学フィルタを配置可能であることは言うまでもない。
また、第二レンズ５と撮像素子７との間には、メカニカルシャッタ等の他の光学要素が設けられる場合もある。
また、撮像装置１０内には、撮像素子７で得られる光電変換信号の読み出し回路や当該読み出し回路により読み出された信号（撮像画像信号）について各種の処理を行う回路部等も設けられるが、図示は省略した。

＜２．角度依存性に伴う問題について＞

図２は、光学素子１への入射光についての説明図である。
光学素子１に対しては、被写体の各位置より発せられた光が第二レンズ５を介して入射する。それら入射光のうち、光学素子１の中心への入射光は、主光線ｍ（図示は省略）が光軸（図中一点鎖線）と一致しており、従って当該中心への入射光の主光線入射角θｍは０度である。一方、光学素子１の周辺部への入射光は、図のように主光線ｍが光軸に対して平行ではなく、主光線入射角θｍ≠０で以て入射する。
この際、第二レンズ５から光学素子１に対して入射する各光の主光線入射角θｍは、光軸に近い光ほど小さくなる。すなわち、光学素子１から見れば、入射位置が中心に近い光ほど主光線入射角θｍが小さくなる。
このことから理解されるように、第二レンズ５と撮像素子７との間に配置された光学素子１には、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角θｍの大きな光が入射する。

ここで、前述もしたように近年では撮像光学系の小型化（薄型化）により、撮像素子７の物体側の近傍に配置された光学素子１への光線入射距離が短くされており、これに伴って光学素子１の周辺部への光線入射角が大きくなっている。このため、光学素子１の角度依存性より、光学素子１の光学特性のバラツキが大きくなり、光学性能の低下が顕著化し、画質の劣化が問題となる。すなわち、ＵＶ／ＩＲカット膜（ＵＶ／ＩＲカットフィルタ）としての光学素子１に関しては、色シェーディングの発生が顕著となり、色再現性の面での画質劣化が問題となる。

図３は、光学素子１についての光線入射角と波長−透過率特性との関係を説明するための図であり、図中点線は主光線入射角θｍ＝０度の入射光、実線は主光線入射角θｍ＝４５度による入射光についての波長−透過率特性をそれぞれ示している。
図中に破線で囲ったように、主光線入射角θｍ＝４５度による入射光については、主光線入射角θｍ＝０度による入射光では透過している赤色成分がカットされてしまう。このため、主光線入射角θｍ＝４５度による入射光は、光学素子１を通過後に黄色みががった光とされてしまう。
前述のように光学素子１においては中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角θｍの大きな光が入射するので、これによると、中心から周辺部にかけて徐々に黄色みが強まる態様での色シェーディンの発生を招く。

このように光学素子１の角度依存性に起因して生じた画質劣化については、撮像画像についての画像処理により補正を行うことが可能である。例えば、ＵＶ／ＩＲカット膜としての光学素子１により生じた色シェーディングについては、これに対応したシェーディング補正処理により補正を行うことができる。
しかしながら、このような画像処理による補正を行うと、新たな画質劣化を招く虞もある。具体的には、色シェーディング以外の他の画質劣化を招く虞がある。

なお、光学特性のバラツキを抑制するためには、光学素子１の周辺部の主光線入射角θｍを抑えるべく、光学素子１への光線入射距離を長くするのが有効であるが、これは近年における撮像光学系の小型化傾向に逆行するものであり、望ましくない。

＜３．実施の形態の光学素子＞

そこで、本実施の形態では、光学素子１の厚みを、図４の概略断面図に示すように中心から周辺部にかけて徐々に増加させている。
この際、厚みのコントロールは、多層膜構造が採用された本例においては、光学素子１を構成する各層の厚みをコントロールすることで行っている。すなわち、以下で説明する光学素子１の中心から周辺部にかけての厚み分布が実現されるように、各層の厚み分布（中心から周辺部にかけての厚み分布）がコントロールされている。

厚み分布のコントロール性を考慮すると、光学素子１を構成する誘電体多層膜の総層数は７０以下とされていることが望ましい。
誘電体多層膜の総層数が７０を上回ると、所望の厚み分布を実現することが困難となり、またタクトの増加による生産性の低下を招く。
従って、総層数を７０以下に抑えることで、本実施の形態の光学素子１の製造を容易化し、生産性の向上を図ることができる。
なお、層数が多いほど所望の厚み分布の実現が困難となるのは、層数が増えていくほど各層の厚みのバラツキが増えていき、全体としての厚み分布を製造上管理することが困難となるためである。

また、総層数は、より好ましくは４０〜６０とされていることが望ましい。
総層数が４０〜６０に抑えられることで、光学素子１の厚み分布をより制御し易くなる。
従って、本実施の形態の光学素子１の製造をより容易化できると共に、総層数がより抑えられることで生産性のさらなる向上を図ることができる。

本実施の形態では、上記のように光学素子１の中心から周辺部にかけての厚みを徐々に増加させるという前提の下で、具体的な厚み分布の条件として、下記［式１］による条件を満たすようにしている。
すなわち、光学素子１において主光線入射角θｍが最大の光が入射する部分を「最外周部」とし、図４に示すように当該最外周部における厚みを「Ｄｏ」、中心における厚みを「Ｄｃ」としたときに、厚みＤｏの厚みＤｃに対する増加比ＲＤが、

１＜ＲＤ≦１．０８５ …［式１］

を満たすようにしている。
なお、［式１］は、「ＲＤ」を厚みの増加比ではなく増加率（％）とすると、「０＜ＲＤ≦８．５０」と表記できる。
また、光学素子１の「最外周部」とは、撮像素子７の画像生成に寄与する範囲内において、最大の主光線入射角θｍによる光が入射する部分を意味する。光学素子１が光軸を中心とした円形状で形成されず撮像素子７に対応する矩形状で形成されるような場合には、「最外周部」とは矩形の最外周全てではなく光学素子１の四隅の角部を意味する。

以下、［式１］の意義について説明する。
図５は、主光線入射角θｍごとの最適な厚み増加率（％）について計算を行った結果を示している。
なお、図５において、縦軸に表す「厚み増加率」は、中心における厚みＤｃに対する厚み増加率である。すなわち、横軸に表す主光線入射角θｍの光が入射する位置における厚みの、厚みＤｃに対する増加率（つまり主光線入射角θｍ＝０の位置の厚みに対する増加率）である。ここで言う「最適な厚み増加率」とは、主光線入射角θｍ＝０度時と同等の光学特性（本例では波長−透過率特性）を得ることのできる厚み増加率を意味する。
この図５による計算結果を式で表すと、主光線入射角θｍをｘ、最適な厚み増加率をｙとしたときに、

ｙ＝０．００３８ｘ²＋０．０１９５ｘ …［式２］

と表される。

ここで、図５においては、主光線入射角θｍ＝４５度までの計算結果を示しているが、これは、撮像光学系の設計上の制約を考慮したときに、光学素子１への入射光の最大の主光線入射角θｍが、多く見積もっても４５度を上回わらないことを前提としたものである。

以下に、主光線入射角θｍ＝０度〜４５度の範囲において［式２］から導かれる最適な厚み増加率をθｍ＝５度刻みで示しておく。

０度 ０．００％
５度 ０．０２％
１０度 ０．３０％
１５度 ０．９０％
２０度 １．５０％
２５度 ３．００％
３０度 ４．４０％
３５度 ５．８０％
４０度 ７．００％
４５度 ８．５０％

上記の計算結果から理解されるように、中心から周辺部にかけて徐々に厚みが増加され、増加比ＲＤについて先の［式１］を満たす本実施の形態の光学素子１によれば、最外周部における主光線入射角θｍ（つまり最大の主光線入射角θｍ）が略４５度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキの抑制が図られる。
すなわち、光学素子１の最外周部への主光線入射角θｍが撮像光学系の設計制約から想定され得る最大の主光線入射角θｍとなる場合であっても、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキの抑制が図られる。

ここで、前述のように光学素子１には、中心から最外周部にかけて徐々に主光線入射角θｍの大きな光が入射するが、本実施の形態では、中心から最外周部にかけての各位置での入射光線の主光線入射角θｍに応じて、［式２］による主光線入射角θｍと厚み増加率との関係が満足されるように、光学素子１の中心から最外周部にかけての厚みの分布を与えている。
これにより、光学素子１に入射する全ての光線について光線入射角の違に起因した光学特性の差を生じさせないようにできる。

図６，図７は、それぞれ光線入射角θｍ＝４５度に対し厚み増加率を８．５０％よりも大きくした場合、小さくした場合における波長−透過率特性を示し、図８は光線入射角θｍ＝４５度に対し厚み増加率を８．５０％とした場合の波長−透過率特性を示している。
なお、図６〜図８では比較として、主光線入射角θｍ＝０度に対し厚み増加率＝０％とした場合の同特性（以下「通常特性」と表記）を点線により示している。

図６に示すように、光線入射角θｍ＝４５度に対し厚み増加率を８．５０％より大きくした場合は、通常特性に対しカットオフ波長（短波長側のカットオフ：以下同様）が短波長側にシフトする。一方、図７に示すように光線入射角θｍ＝４５度に対する厚み増加率を８．５０％より小さくした場合は、通常特性に対しカットオフ波長が長波長側にシフトする。これに対し、光線入射角θｍ＝４５度に対する厚み増加率を８．５０％とした図８の場合、波長−透過率特性は通常特性とほぼ一致している。

なお、図示は省略したが、０度＜θｍ＜４５度の範囲に属する各主光線入射角θｍついても、［式２］に従った厚み増加率の設定によって、波長−透過率特性が通常特性とほぼ一致するものである。

上記図６〜図８の結果からも、中心から周辺部にかけて徐々に厚みが増加され、増加比ＲＤについて先の［式１］を満たす本実施の形態の光学素子１によれば、最外周部における主光線入射角θｍが略４５度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキの抑制が図られることが分かる。

ここで、厚みの増加比ＲＤは、より好ましくは、

１＜ＲＤ≦１．０４５ …［式３］

を満たすことが望ましい。
これにより、最外周部における主光線入射角θｍが３０度程度以下という条件の下で、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキの抑制が図られる。
光学素子１への主光線入射角θｍ（撮像素子７への主光線入射角と略同等）が３０度程度を超えるような場合には、下記のような不具合が顕在化し始める。
・受光分光特性が光線入射角によって変わるため、光線入射角による色目の違いが生じる。
・カラーフィルタ内の混色が起き、ゴーストが発生する。
・撮像素子７上の画素で位相差ＡＦ（オートフォーカス）を実現している場合において、測距性能に悪影響が生じる。
よって、増加比ＲＤとしては、上記［式３］を満たすことがより好ましい。

ところで、先の図５で説明した［式２］は、各主光線入射角θｍについて（つまりは中心から外周にかけての各位置について）主光線入射角θｍ＝０度時と同等の光学特性を得ることを条件として求めたものであるが、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキを抑制するという観点では、各主光線入射角θｍについて主光線入射角θｍ＝０度時と完全に同じ光学特性を得る必要性はなく、或る程度の差は許容できるものである。

図９は、主光線入射角θｍに対する厚み増加率の許容値の上限式（図中「ｆ１」）、下限式（図中「ｆ２」）をそれぞれ図５と同様に横軸を主光線入射角、縦軸を厚み増加率として示している。なお、図９においては図５に示した［式２］を破線により表している。
上限式ｆ１、下限式ｆ２は、主光線入射角θｍをｘ、厚み増加率をｙとしたときにそれぞれ下記の［式４］、［式５］で表される。

ｙ＝０．００５９ｘ²＋０．０２９８ｘ …［式４］

ｙ＝０．００１８ｘ²＋０．００９２ｘ …［式５］

上限式ｆ１で表される厚み増加率の上限値、下限式ｆ２で表される厚み増加率の下限値のそれぞれは、光学素子１を用いて撮像した画像における画質劣化（本例では色シェーディング）が許容できるものであるか否かの判断基準に基づいて求めたものである。

光学素子１としては、主光線入射角ｘによる光が入射する位置の厚み増加率ｙが［式５］で計算される厚み増加率ｙ以上で、且つ、［式４］で計算される厚み増加率ｙ以下の範囲（図９中の梨地柄を付した範囲）にあるように構成することもできる。
これにより、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキを、画質劣化が許容範囲内となる程度に抑制することができる。

＜４．実施の形態のまとめ＞

上記のように本実施の形態の光学素子１は、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角θｍの大きな光が入射し、中心から周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、主光線入射角θｍが最大の光が入射する最外周部における中心に対する厚みの増加比をＲＤとしたときに、
１＜ＲＤ≦１．０８５
を満たしている。

これにより、最外周部における主光線入射角θｍが略４５度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制される。
すなわち、最外周部における主光線入射角θｍが略４５度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制を図ることができる。

また、本実施の形態の光学素子１によれば、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下に伴う画質劣化を補正するための画像処理を省略可能となるため、当該画像処理に伴う新たな画質劣化の発生防止を図ることができる。
また、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下防止を図るために光学素子１への光線入射距離を延ばす必要がなくなるため、撮像光学系の小型化にも貢献できる。

また、本実施の形態の光学素子１は、
１＜ＲＤ≦１．０４５
を満たしている。
これにより、最外周部における主光線入射角が３０度程度以下とされる場合に対応して、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制され、当該バラツキに伴う光学性能の低下の抑制を図ることができる。

さらに、本実施の形態の光学素子１は、誘電体多層膜を有し、誘電体多層膜の厚みが中心から周辺部にかけて徐々に大きくされている。
誘電体多層膜は、各種光学フィルタを実現する上で好適であり、誘電体多層膜の厚みが中心から周辺部にかけて徐々に大きくされていることで、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキが抑制される。
従って、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制が図られた光学素子１を容易に実現できる。

さらにまた、本実施の形態の光学素子１においては、誘電体多層膜が、高屈折率材料層と低屈折率材料層とが交互に積層されて形成されている。
高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互積層した誘電体多層膜は、各種光学フィルタを実現する上で特に好適である。
従って、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制が図られた光学素子１をより容易に実現できる。

加えて、本実施の形態の光学素子１においては、誘電体多層膜が、ＴｉＯ₂層とＳｉＯ₂層とが交互に積層されて形成されている。
誘電体としてＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂を用いることは、膜厚分布をつけるのに好適である。
従って、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制が図られた光学素子１の製造を容易化できる。

また、本実施の形態の光学素子１においては、誘電体多層膜の総層数が７０以下とされている。
前述のように誘電体多層膜の総層数が７０を上回ると、中心から周辺部にかけての所望の厚み分布を実現することが困難となり、またタクトの増加による生産性の低下を招く。
従って、総層数が７０以下に抑えられたことで、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制が図られた光学素子１の製造を容易化し、生産性の向上を図ることができる。

さらに、本実施の形態の光学素子１においては、前記総層数が４０〜６０とされている。
これにより、中心から周辺部にかけての厚み分布をよりコントロールし易くなる。
従って、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制を図った光学素子１の製造をより容易化できると共に、より総層数が抑えられたことで生産性のさらなる向上を図ることができる。

さらにまた、本実施の形態の光学素子１は、中心部における４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯に対する透過率が９０％よりも大きくされている。
これにより、可視光の大部分が透過する。
従って、可視光以外の光を制御対象とする光学素子１として好適である。

また、本実施の形態の撮像装置１０は、撮像素子７と、上記した本実施の形態の光学素子１とを備えるものである。
これにより、光学素子１の最外周部における主光線入射角θｍが略４５度以下とされる場合に対応して、光学素子１の光線入射角の違いに起因した光学特性バラツキが抑制される。
従って、光学素子１への光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制を図ることができ、当該光学性能の低下に起因した画質劣化の補正のための画像処理に伴う新たな画質劣化の発生防止と、撮像光学系の小型化とが可能な撮像装置を実現できる。

また、実施の形態の光学素子１としては、中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角θｍの大きな光が入射し、中心から周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、主光線入射角θｍをｘ、主光線入射角ｘによる光が入射する位置の厚みの前記中心に対する厚みの増加率をｙとしたときに、主光線入射角ｘに対する厚み増加率ｙが、
ｙ＝０．００１８ｘ²＋０．００９２ｘ
で表される厚み増加率ｙ以上で且つ
ｙ＝０．００５９ｘ²＋０．０２９８ｘ
で表される厚み増加率ｙ以下の範囲内にあるように構成することもできる。
さらに、実施の形態の撮像装置１０としては、撮像素子７と、上記のような厚み増加率ｙの範囲条件を満たす光学素子１とを備えた構成とすることもできる。
当該光学素子１により、光線入射角の違いに起因した光学特性のバラツキを、画質劣化が許容範囲内となる程度に抑制することができる。
このように光線入射角の違いに起因した光学特性バラツキが抑制されることで、光学素子１への光線入射角の違いに起因した光学性能の低下の抑制を図ることができる。
また、これにより、光線入射角の違いに起因した光学性能の低下に起因した画質劣化の補正のための画像処理に伴う新たな画質劣化の発生防止と、撮像光学系の小型化を図ることができる。

＜５．変形例＞

以上、本技術に係る実施の形態を説明したが、本技術は上記で例示した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、上記では、本技術をＵＶ／ＩＲカットフィルタに適用した場合を例示したが、本技術は、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ以外の他の光学フィルタ等、光学素子一般に広く適用可能なものである。

また、上記では、誘電体多層膜を備えた光学素子を例示したが、勿論、誘電体多層膜を備えずに所要の光学特性を実現するように構成した場合にも本技術は好適に適用できる。

また、本技術の撮像装置は、レンズ鏡筒を着脱自在とされて、第一レンズ４や第二レンズ５等のレンズ系を具備しない構成とすることもできる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

＜６．本技術＞

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射し、
前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
前記主光線入射角が最大の光が入射する最外周部における前記中心に対する厚みの増加比をＲＤとしたときに、
１＜ＲＤ≦１．０８５
を満たす
光学素子。
（２）
１＜ＲＤ≦１．０４５
を満たす
前記（１）に記載の光学素子。
（３）
誘電体多層膜を有し、
前記誘電体多層膜の厚みが中心から周辺部にかけて徐々に大きくされている
前記（１）又は（２）に記載の光学素子。
（４）
前記誘電体多層膜は、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に積層されて形成されている
前記（３）に記載の光学素子。
（５）
前記誘電体多層膜は、ＴｉＯ₂層とＳｉＯ₂層とが交互に積層されて形成されている
前記（４）に記載の光学素子。
（６）
前記誘電体多層膜の総層数が７０以下とされている
前記（３）乃至（５）何れかに記載の光学素子。
（７）
前記総層数が４０〜６０とされている
前記（６）に記載の光学素子。
（８）
中心部における４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯に対する透過率が９０％よりも大きい
前記（１）乃至（７）何れかに記載の光学素子。
（９）
撮像素子と、
中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射する光学素子とを備え、
前記光学素子が、
前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
前記主光線入射角が最大の光が入射する最外周部における前記中心に対する厚みの増加比をＲＤとしたときに、
１＜ＲＤ≦１．０８５
を満たす
撮像装置。
（１０）
中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射し、
前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
前記主光線入射角をｘ、主光線入射角ｘによる光が入射する位置の厚みの前記中心に対する厚みの増加率をｙとしたときに、主光線入射角ｘに対する厚み増加率ｙが、

ｙ＝０．００１８ｘ²＋０．００９２ｘ

で表される厚み増加率ｙ以上で且つ

ｙ＝０．００５９ｘ²＋０．０２９８ｘ

で表される厚み増加率ｙ以下の範囲内にある
光学素子。
（１１）
撮像素子と、
中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射する光学素子とを備え、
前記光学素子が、
前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
前記主光線入射角をｘ、主光線入射角ｘによる光が入射する位置の厚みの前記中心に対する厚みの増加率をｙとしたときに、主光線入射角ｘに対する厚み増加率ｙが、

ｙ＝０．００１８ｘ²＋０．００９２ｘ

で表される厚み増加率ｙ以上で且つ

ｙ＝０．００５９ｘ²＋０．０２９８ｘ

で表される厚み増加率ｙ以下の範囲内にある
撮像装置。

１…光学素子、２…赤外吸収ガラス、３…センサ前素子、４…第一レンズ、５…第二レンズ、６…シールガラス、７…撮像素子、１０…撮像装置

Claims (11)

1. 中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射し、
   前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
   前記主光線入射角が最大の光が入射する最外周部における前記中心に対する厚みの増加比をＲＤとしたときに、
   １＜ＲＤ≦１．０８５
   を満たす
   光学素子。
2. １＜ＲＤ≦１．０４５
   を満たす
   請求項１に記載の光学素子。
3. 誘電体多層膜を有し、
   前記誘電体多層膜の厚みが中心から周辺部にかけて徐々に大きくされている
   請求項１に記載の光学素子。
4. 前記誘電体多層膜は、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に積層されて形成されている
   請求項３に記載の光学素子。
5. 前記誘電体多層膜は、ＴｉＯ₂層とＳｉＯ₂層とが交互に積層されて形成されている
   請求項４に記載の光学素子。
6. 前記誘電体多層膜の総層数が７０以下とされている
   請求項３に記載の光学素子。
7. 前記総層数が４０〜６０とされている
   請求項６に記載の光学素子。
8. 中心部における４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯に対する透過率が９０％よりも大きい
   請求項１に記載の光学素子。
9. 撮像素子と、
   中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射する光学素子とを備え、
   前記光学素子が、
   前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
   前記主光線入射角が最大の光が入射する最外周部における前記中心に対する厚みの増加比をＲＤとしたときに、
   １＜ＲＤ≦１．０８５
   を満たす
   撮像装置。
10. 中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射し、
    前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
    前記主光線入射角をｘ、主光線入射角ｘによる光が入射する位置の厚みの前記中心に対する厚みの増加率をｙとしたときに、主光線入射角ｘに対する厚み増加率ｙが、
    
    ｙ＝０．００１８ｘ²＋０．００９２ｘ
    
    で表される厚み増加率ｙ以上で且つ
    
    ｙ＝０．００５９ｘ²＋０．０２９８ｘ
    
    で表される厚み増加率ｙ以下の範囲内にある
    光学素子。
11. 撮像素子と、
    中心から周辺部にかけて徐々に主光線入射角の大きな光が入射する光学素子とを備え、
    前記光学素子が、
    前記中心から前記周辺部にかけて徐々に厚みが増加されていると共に、
    前記主光線入射角をｘ、主光線入射角ｘによる光が入射する位置の厚みの前記中心に対する厚みの増加率をｙとしたときに、主光線入射角ｘに対する厚み増加率ｙが、
    
    ｙ＝０．００１８ｘ²＋０．００９２ｘ
    
    で表される厚み増加率ｙ以上で且つ
    
    ｙ＝０．００５９ｘ²＋０．０２９８ｘ
    
    で表される厚み増加率ｙ以下の範囲内にある
    撮像装置。

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