JP2021165827A - 光学フィルタ、光学素子および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の入射方向によって反射率が異なる光学フィルタを提供する。【解決手段】光学フィルタは、基板側から順に積層された第１の層、吸収層および第２の層により構成されている。波長５５０ｎｍの光が基板とは反対側から入射したときの反射率をＲ１［％］、基板側から入射したときの反射率をＲ２［％］とするとき｜Ｒ１−Ｒ２｜≧１０［％］なる条件を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、入射した光の一部を反射し、他の一部を透過させる光学フィルタに関する。

上記のような光学フィルタとしては、いわゆるハーフミラーが用いられている。特許文献１には、内部の部材を前側から被覆する前カバーとしてのハーフミラーが設けられた撮影装置が開示されている。被写体はハーフミラーにて反射した自身の像を見ることで、表情やポーズを確認しながら撮像を行うことができる。

さらにハーフミラーは、監視カメラを覆って該カメラの存在や向きが外部から見えないようにするカバーとしても用いられており、曲率を有するハーフミラーカバーはそれ自体が監視用ミラーとして機能する。

特開２０１６−３８４９４号公報

一般に、ハーフミラーは、その表面側から入射する光と裏面側から入射する光に対する反射率（透過率）が互いにほぼ同じである。このため、監視カメラ用のハーフミラーカバーにおいて被写体側から入射する光に対する反射率が高いと、カメラ側から入射する光に対する反射率も高くなる。このため、被写体側からカメラ内に入射して該カメラで反射した光がハーフミラーカバーで反射し、この反射光が再びカメラ内に入射することでゴーストやフレアの原因となる。

本発明は、光の入射方向によって反射率が異なる光学フィルタを提供する。

本発明の一側面としての光学フィルタは、基板側から順に積層された第１の層、吸収層および第２の層により構成されている。波長５５０ｎｍの光が基板とは反対側から入射したときの反射率をＲ１［％］、基板側から入射したときの反射率をＲ２［％］とするとき、
｜Ｒ１−Ｒ２｜≧１０［％］
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記光学フィルタを有する光学素子や、該光学素子を用いた撮像装置も、本発明の多の一側面を構成する。

本発明によれば、光の入射方向によって反射率が異なり、一方からの入射光に対して反射膜として機能し、他方からの入射光に対して反射防止膜として機能する光学フィルタを実現することができる。

本発明の実施例である光学フィルタが設けられた光学素子の断面図。 上記光学フィルタの反射／透過特性を説明するための断面図。 上記光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例１〜５の光学フィルタに使用される材料の屈折率および消衰係数を示す図。 実施例１〜５の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例６〜１０の光学フィルタに使用される吸収材料Ｋ２およびＫ３の屈折率と消衰係数を示す図。 実施例６〜１０の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例１１〜１７の光学フィルタに使用される材料の屈折率および消衰係数を示す図。 実施例１１〜１７の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例１８〜２３の光学フィルタに使用される材料の屈折率と消衰係数を示す図。 実施例１８の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例１９の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例２０の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例２１の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例２２の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例２３の光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。 実施例の光学素子を用いた撮像の模式図。 実施例のデジタルカメラの模式図。 実施例の監視カメラの模式図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例である光学素子１００を示している。光学素子１００は、透光性材料により形成された基板０１と、光学フィルタ１０とにより構成されている。光学フィルタ１０は、基板０１側から空気０５側に順に積層された反射防止層０２、吸収層０３および反射層（増反射層または反射増加層）０４により構成されている。増反射層０４は、空気０５（屈折率１）と接している。基板０１の屈折率は、空気０５の屈折率よりも大きい。

反射防止層０２と増反射層０４はそれぞれ、１層以上の薄膜により構成されている。なお、反射防止層０２と増反射層０４の層数は、屈折率の調整、使用帯域の拡大、入射角度依存性の低減および偏光依存性の低減のために適宜選択することができる。また、吸収層０３は、１層以上の光吸収性を有する材料により構成されている。

図２は、図１に示した反射防止層０２と増反射層０４が設けられていない光学素子１００′を示している。基板０１上に設けられた吸収層０３は、空気０５（屈折率１）に接している。

図３は、入射光が波長λ＝４５０、５５０、６５０ｎｍであるときの光学素子１００′における反射率と吸収層０３の膜厚との関係および透過率と吸収層０３の膜厚との関係を示している。吸収層０３は、入射光の波長によらず、屈折率ｎ＝２．３５、消衰係数ｋ＝０．０５としている。

図３中の反射率のグラフから分かるように、膜厚によらず、空気０５側から入射した場合の反射率は、基板０１側から入射した場合の反射率よりも大きい。また入射光の波長に応じて反射率が異なる。一方、図３中の透過率のグラフから分かるように、透過率は光の入射方向によらず等しい。さらに吸収層０３の膜厚が厚くなるほど透過率が低下する。

以上のことから、光吸収性を有する材料を使用すれば、光が空気０５側から入射した場合と基板０１側から入射した場合とで反射率が異なる光学フィルタを作製することができる。しかし、光学素子１００′のような膜構成では、反射率が入射光の波長によって異なり、しかも反射防止効果が小さい。このため、本実施例では、図１に示した光学素子１００（光学フィルタ１０）のように、吸収層０３と基板０１との間に第１の層である反射防止層０２を配置し、吸収層０３と空気０５との間に第２の層である増反射層０４を配置する。反射防止層０２は、主に基板０１側からの入射光に対して反射防止膜としての機能を有し、増反射層０４は、主に空気０５側からの入射光に対する反射膜としての機能を有する。

本実施例の光学フィルタ１０は、可視光領域である波長４２０〜６８０ｎｍの光に対して使用する。光学フィルタ１０において、波長５５０ｎｍの光が基板０１側から入射したときの反射率（以下、基板側反射率という）をＲ２［％］、基板０１とは反対側から入射したときの反射率（以下、空気側反射率または接合部材側反射率という）をＲ１［％］とする。このとき、
｜Ｒ１−Ｒ２｜≧１０［％］ （１）
なる関係を満足することが望ましい。本実施例の光学フィルタ１０は、一般的なハーフミラーとは異なり、光の入射方向によって反射率が異なる。これにより、光学フィルタ１０は、一方側からの入射光に対して反射防止膜として機能し、他方側からの入射光に対して反射膜として機能する。

なお、式（１）の数値範囲としては、以下の式（１）′から式（１）″に順に設定することがより好ましい。
８０≧｜Ｒ１−Ｒ２｜≧１５［％］ （１）′
６０≧｜Ｒ１−Ｒ２｜≧１８［％］ （１）″
光学フィルタ１０は、基板０１側から順に積層された第１の層である反射防止層０２、吸収層０３、第２の層である増反射層０４を含む。吸収層０３がｍ（複数）の膜で構成されている場合において、該ｍ膜のうち基板０１側からｊ番目の膜（以下、吸収ｊ膜という）の消衰係数をｋｊ、物理膜厚をｄｊとするとき、

なる条件を満足することが望ましい。ｋｊ×ｄｊは吸収層０３の透過率を決定する係数である。ｋｊ×ｄｊの総和が１３２より大きいと、透過率が極めて小さくなり、光学素子１０を光を透過させる素子として利用できない。一方、ｋｊ×ｄｊの総和が８より小さいと、反射率Ｒ１とＲ２との差を大きくすることが難しくなる。

また吸収ｊ膜の屈折率ｎｊは、
１．８≦ｎｊ≦４．２ （３）
なる条件を満足することが望ましい。消衰係数を有する誘電体材料において、蒸着やスパッタリング等のドライ成膜方法によって容易に作製できる材料の屈折率はおおよそこの範囲に収まる。

なお、
２．０≦ｎｊ≦３．６ （３）′
を満足することがより好ましい。

さらに吸収ｊ膜の消衰係数ｋｊは、
０．０５≦ｋｊ≦４．００ （４）
なる条件を満足することが望ましい。消衰係数が０．０５未満であると、ドライ成膜装置内に導入する酸素量を高い精度で制御する必要があり、しかも酸素量は装置内部での成膜物質の付着量等にも依存するため、０．０５未満の消衰係数で再現性よく成膜することが困難である。また消衰係数が４．０より大きいと、必要な特性を実現するための膜厚が非常に薄くなり、膜厚制御が困難となるため、好ましくない。

なお、
０．１０≦ｋｊ≦３．６０ （４）′
を満足することがより好ましい。

基板０１の材料は、ガラスやプラスチック等であり、特に限定されない。また基板０１の形状は、平板形状であってもよいし、凸形状や凹形状等でもよく、球面以外の曲面形状であってもよい。

吸収層０３を形成する方法としては、蒸着やスパッタリングなどのドライ成膜方法が望ましいが、めっき法やスピンコート等のウェット成膜方法を用いてもよい。また、吸収層０３の材料は、上述した消衰係数ｋに関する条件（条件式（２）、（４））を満足すればよく、酸素欠損型のＴｉＯ_２膜、Ｎｂ_２Ｏ_５膜、Ｔａ_２Ｏ_５膜、ＩＴＯ膜、Ｃｒ膜等が挙げられる。

第１の層および第２の層を形成する方法としても、蒸着やスパッタリング等のドライ成膜方法が望ましいが、めっき法やスピンコート等のウェット成膜方法でもよい。第１の層及び第２の層を構成する膜材料は光吸収性がない材料で構成することが好ましい。これによれば、本実施例の光学フィルタで生じる光吸収を抑制でき、高い透過率を実現することが可能となる。第１の層及び第２の層を構成する膜材料の波長５５０ｎｍにおける消衰係数としては、０．０２以下であることが好ましく、より好ましくは０．０１以下、さらに好ましくは０．００５以下であればよい。

また、反射率Ｒ１が反射率Ｒ２よりも大きい（Ｒ１−Ｒ２≧１０［％］である）とき、
０≦Ｒ２／Ｒ１≦０．５ （５）
なる条件を満足することが望ましい。反射率Ｒ１及びＲ２は０以上の値を有するため、式（５）の下限を下回ることはない。式（５）の上限を上回る程に反射率Ｒ１が小さいと、光学フィルタ１０の空気側反射光を利用して自身の像を確認することが困難となる。

なお、
０≦Ｒ２／Ｒ１≦０．４ （５）′
を満足することがより好ましい。

一方、反射率Ｒ２が反射率Ｒ１よりも大きい（Ｒ２−Ｒ１≧１０［％］である）とき、
０≦Ｒ１／Ｒ２≦０．５ （６）
なる条件を満足することが望ましい。反射率Ｒ１及びＲ２は０以上の値を有するため、式（６）の下限を下回ることはない。式（６）の上限を上回る程に反射率Ｒ２が小さいと、光学フィルタ１０の基板側反射光を利用して自身の像を確認することが困難となる。

なお、
０≦Ｒ１／Ｒ２≦０．４ （６）′
を満足することがより好ましい。

第２の層である増反射層０４における吸収層０３とは反対側の最表層と、最表層が接する媒質との屈折率差をｄｎとするとき、
ｄｎ≦０．５０ （７）
なる条件を満足することが望ましい。式（７）の上限を上回る程に屈折率差ｄｎが大きいと、界面で生じる反射を干渉作用を用いて十分に低減することが困難となる。

なお、
ｄｎ≦０．４０ （７）′
を満足することがより好ましい。

第２の層は接合部材を介して光学要素と密着接合し、光学フィルタを雰囲気にさらされないよう接合界面に配置されていてもよい。第２の層が空気と接するときと比べて、光学フィルタの基板側および基板と反対側の最表層と、最表層と隣接する部材との屈折率差が小さくなるため、更なる反射防止効果を得ることができる。

基板、光学要素および接合部材の波長５５０ｎｍにおける屈折率をそれぞれｎｓ、ｎｅ、およびｎａとするとき、
｜ｎｓ−ｎａ｜≦｜ｎｅ−ｎａ｜ （８）
なる条件を満足することが望ましい。これを満足することで、光学フィルタの最表層と隣接する部材の屈折率差を小さく構成することができ、更なる反射防止効果を得ることができる。

以下に具体的な実施例を示す。ただし、これらは例に過ぎず、本発明の実施例はこれら以外のものも含む。

表１は、実施例１〜５の光学フィルタの膜構成を示している。各実施例において、基板０１の材料は、光吸収性がない硝材Ｓ１である。第１の層である反射防止層０２の材料は、誘電体材料Ｈ１である。第２の層である増反射層０４は、吸収層０３側から順に誘電体材料Ｍ１、Ｈ１およびＬ１が積層された多層膜である。多層膜としての増反射層０４の層数（２）は、反射防止層０２の層数（１）より多い。誘電体材料Ｍ１、Ｈ１およびＬ１はいずれも光吸収性がない材料である。硝材Ｓ１と誘電体材料Ｍ１、Ｈ１およびＬ１の波長ごとの屈折率を図４（ａ）に示す。

吸収層０３の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ１である。吸収材料Ｋ１の波長ごとの屈折率と消衰係数を図４（ｂ）に示す。吸収材料Ｋ１のλ＝５５０ｎｍでの消衰係数は０．３４である。

図５（ａ）〜（ｄ）は、実施例１〜５の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。これらの図から分かるように、実施例１〜５の光学フィルタのλ＝５５０ｎｍでの空気側反射率と基板側反射率との差は１０％以上であり、条件式（１）（さらに（１）′）を満足する。

また実施例１〜５における吸収材料Ｋ１の膜厚は、表１に示すようにそれぞれ５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍおよび２５０ｎｍであり、ｋｊ×ｄｊは条件式（２）を満足する。

表２は、実施例６〜１０の光学フィルタの膜構成を示している。これらの実施例においても、実施例１〜５と同様に基板０１の材料は硝材Ｓ１である。第１の層である反射防止層０２は、基板０１側から順に誘電体材料Ｈ１、Ｍ１およびＨ１が積層された多層膜である。第２の層である増反射層０４は、吸収層０３側から順に誘電体材料Ｍ１、Ｈ１、Ｍ１、Ｈ１およびＭ１が積層された多層膜である。多層膜としての増反射層０４の層数（５）は、反射防止層０２の層数（３）より多い。

吸収層０３は、反射防止層０２側から順に吸収材料Ｋ３およびＫ２が積層された多層膜である。吸収材料Ｋ２およびＫ３の波長ごとの屈折率と消衰係数をそれぞれ、図６（ａ）および（ｂ）に示す。吸収材料Ｋ２のλ＝５５０ｎｍでの消衰係数は０．１９であり、吸収係数Ｋ３のλ＝５５０ｎｍでの消衰係数は０．２６である。

図７（ａ）〜（ｄ）は、実施例６〜１０の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。これらの図から分かるように、実施例６〜１０の光学フィルタのλ＝５５０ｎｍでの空気側反射率と基板側反射率との差は１０％以上であり、条件式（１）（さらに（１）′）を満足する。

また実施例６〜１０における吸収材料Ｋ２、Ｋ３の膜厚は、表２に示すようにそれぞれ５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍおよび２５０ｎｍであり、ｋｊ×ｄｊは条件式（２）を満足する。

表３は、実施例１１〜１７の光学フィルタの膜構成を示している。これらの実施例では、基板０１の材料は光吸収性がない硝材Ｓ２である。第１の層である反射防止層０２は、基板０１側から順に誘電体材料Ｈ２、Ｍ２およびＨ２が積層された多層膜である。第２の層である増反射層０４は、吸収層０３側から順に誘電体材料Ｍ２、Ｈ２、Ｍ２、Ｈ２およびＭ２が積層された多層膜である。多層膜としての増反射層０４の層数（５）は、反射防止層０２の層数（３）より多い。誘電体材料Ｍ２およびＨ２はいずれも光吸収性がない材料である。硝材Ｓ２と誘電体材料Ｍ２およびＨ２の波長ごとの屈折率を図８（ａ）に示す。

吸収層０３の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ４である。吸収材料Ｋ４の波長ごとの屈折率と消衰係数を図８（ｂ）に示す。吸収材料Ｋ４のλ＝５５０ｎｍでの消衰係数は０．２０である。

図９（ａ）〜（ｆ）は、実施例１１〜１７の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。これらの図から分かるように、実施例１１〜１７の光学フィルタのλ＝５５０ｎｍでの空気側反射率と基板側反射率との差は１０％以上であり、条件式（１）（さらに（１）′）を満足する。

また実施例１１〜１７における吸収材料Ｋ４の膜厚は、表３に示すようにそれぞれ５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍおよび６００ｎｍであり、ｋｊ×ｄｊは条件式（２）を満足する。

表４は、実施例１８の光学フィルタの膜構成を示している。本実施例の光学フィルタは、硝材Ｓ２から成る基板側から順に積層された第１の層である増反射層、吸収層、第２の層である反射防止層で構成されている。本実施例の光学フィルタは、基板側から入射したときの反射率Ｒ２の方が、反射率Ｒ１よりも大きい特徴を有する。誘電体材料Ｍ３、Ｈ３およびＬ３はいずれも光吸収性がない材料であり、これらの波長ごとの屈折率を図１０（ａ）に示す。

吸収層の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ５である。吸収材料Ｋ５の波長ごとの屈折率と消衰係数を図１０（ｂ）に示す。吸収材料Ｋ５の波長５５０ｎｍでの消衰係数は３．３３である。

図１１は、実施例１８の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。図１１から分かるように、実施例１８の光学フィルタは条件式（１）を満足する。

表５は、実施例１９の光学フィルタの膜構成を示している。本実施例の光学フィルタの構成は実施例１８と同じである。

吸収層の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ６である。吸収材料Ｋ６の波長ごとの屈折率と消衰係数を図１０（ｃ）に示す。吸収材料Ｋ６の波長５５０ｎｍでの消衰係数は１．２４である。

図１２は、実施例１９の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。図１２から分かるように、実施例１９の光学フィルタは条件式（１）を満足する。

表６は、実施例２０の光学フィルタの膜構成を示している。本実施例の光学フィルタの構成は実施例１１〜１７と同じである。

吸収層の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ６で、波長５５０ｎｍでの消衰係数は１．２４である。

図１３は、実施例２０の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。図１３から分かるように、実施例２０の光学フィルタは条件式（１）を満足する。

表７は、実施例２１の光学フィルタの膜構成を示している。本実施例の光学フィルタの構成は実施例１８と同じである。

吸収層の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ７及びＫ８から成る。吸収材料Ｋ７及びＫ８の波長ごとの屈折率と２層の平均消衰係数を図１０（ｄ）に示す。波長５５０ｎｍでの２層の平均消衰係数は０．２９である。

図１４は、実施例２１の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。図１４から分かるように、実施例２１の光学フィルタは条件式（１）を満足する。

表８は、実施例２２の光学フィルタの膜構成を示している。本実施例の光学フィルタの構成は実施例１８と同じである。

吸収層の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ７及びＫ８から成り、波長５５０ｎｍでの２層の平均消衰係数は０．２９である。

図１５は、実施例２２の光学フィルタの波長ごとの空気側反射率、基板側反射率および透過率を示す。図１５から分かるように、実施例２２の光学フィルタは条件式（１）を満足する。

表９は、実施例２３の光学フィルタの膜構成を示している。本実施例の光学フィルタは、硝材Ｓ２から成る基板側から順に積層された第１の層である増反射層、吸収層、第２の層である反射防止層、接合部材Ｓ３、光学要素Ｓ４で構成される。光学要素Ｓ４は、接合部材Ｓ３を介して第２の層と密着接合されており、接合界面に光学フィルタが配置された光学素子である。硝材Ｓ２、接合部材Ｓ３、光学要素Ｓ４の波長５５０ｎｍにおける屈折率は条件式（８）を満足する。また、接合部材Ｓ３と光学要素Ｓ４との界面における反射を低減するために、接合部材Ｓ３と光学要素Ｓ４との界面に反射防止効果を有する層を設けてもよい。

吸収層の材料は、光吸収性を有する吸収材料Ｋ６で、波長５５０ｎｍでの消衰係数は１．２４である。

図１６は、実施例２３の光学フィルタの波長ごとの接合部材側反射率、基板側反射率および透過率を示す。図１６から分かるように、実施例２３の光学フィルタは条件式（１）を満足する。

各実施例における種々の数値を表１０にまとめて示す。透過率は波長５５０ｎｍにおける値とする。

なお、実施例１１〜２３においては、透過率に波長分散依存性が生じている。これにより生じる撮像画像のカラーバランスの補正は、必要に応じて撮像装置で行ってもよい。また、光学フィルタ１０によるカラーバランスの変化を反射防止膜２０の透過率波長特性により相殺するように構成してもよい。ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における色度座標をａ＊、ｂ＊とするとき、光学フィルタ１０の透過光、及び反射防止膜２０における色度座標ａ＊、ｂ＊のいずれか一方は、互いに異なる符号になるよう構成すればよい。

また実施例１〜２２では、空気側の表面層の材料がＬ１（屈折率１．３８）、Ｍ１（屈折率１．４５）、Ｍ２（屈折率１．４７）またはＬ３（屈折率１．３８）である場合を示したが、それらの表面にフッ素系の材料を含有する層を付加してもよい。フッ素系の材料としては、キヤノンオプトロン株式会社製のＯＦ−ＳＲやＯＦ−２１０などを用いることができる。このような層を付加することで、レンズ表面の防汚性を高めることができる。

図１７は、上述した実施例１〜２３のいずれかの光学フィルタ１０を有する光学素子１００を使用した撮像の様子を示す。光学素子１００は、被写体４００と撮像光学系２００との間に配置されている。撮像光学系２００の像面にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子３００が配置されている。

光学素子１００において、基板０１における被写体４００側の面に光学フィルタ１０が設けられており、撮像光学系２００側の面には反射防止膜２０が設けられている。反射防止膜２０は、一般的な反射防止膜であればよく、膜構成や材料は限定されない。また、反射防止膜２０がなく、基板０１が雰囲気にさらされていてもよい。

光学フィルタ１０は被写体４００から入射する光に対しては反射膜として機能するため、光学フィルタ１０には被写体４００の姿が映る。このため、被写体４００または第三者は、被写体４００の表情やポーズ等を確認しながら、撮像光学系２００を通して撮像素子３００により撮像を行うことができる。

撮像光学系２００や撮像素子３００で反射した光は、反射防止膜２０に入射する。反射防止膜２０に入射した光の一部は該反射防止膜２０を透過し、基板１０を通って光学フィルタ１０に入射する。この被写体４００とは反対側から入射する光に対しては光学フィルタ１０は反射防止膜として機能する。このため、被写体４００とは反対側から入射して光学フィルタ１０で反射して撮像素子３００に戻る不要光を減少させ、ゴーストやフレアの発生を抑えることができる。

また、撮影光学系２００及び撮像素子３００に代えて、画像表示素子を配置してもよい。この場合、被写体４００側から光学フィルタ１０に写る姿に、文字情報や撮影画像、合成画像等を重ね合わせて表示できるスマートミラーとして構成可能となる。画像表示素子を配置する場合、光学フィルタ１０の被写体４００とは反対側の反射率が高い場合には、フレア等が生じて明瞭な画像を認識することが困難となる。また、画像表示素子と正対せずに斜めに視認する場合、光学フィルタ１０からの反射光により複数の鏡像がずれて視認されてしまう。実施例の光学フィルタ１０によれば、反射光が抑制されているため、明瞭な画像を視認することが可能となる。

なお、光学フィルタ１０の基板０１側および反対側の反射率の大小関係にあわせて、光学フィルタ１０は基板０１より被写体４００側、または撮像光学系２００側のどちらに配置してもよい。

実施例の光学フィルタは、反射光により画像等を認識する装置に使用してもよい。これらの装置としては例えばＨＵＤ(Head Up Display)、ＨＭＤ(Head Mounted Display)、プロンプタ等がある。反射光を視認するのとは反対側の反射を低減することで、フレア等の不要光を低減して反射光の視認性の向上が可能となる。また、同軸落射照明を用いた画像取得装置に使用してもよい。これによれば、実施例の光学フィルタにより照明光を良好に反射させつつ、画像取得装置側での反射を低減できるため、画像取得装置や周辺環境の映り込み、環境光によるフレア等を抑制することが可能となる。

図１８は、実施例の撮像装置としてのデジタルカメラ５００を示している。デジタルカメラ５００は、レンズ部５０１とカメラ本体部５０２とから構成されている。なお、レンズ部５０１は、カメラ本体部５０２と一体に構成されてもよいし、カメラ本体部５０２に対して着脱（交換）可能であってもよい。

実施例１〜２３のいずれかの光学フィルタ１０が不図示の基板における被写体側の面に設けられた光学素子５０３は、レンズ部５０１における被写体側の端部に配置される。これにより、被写体は、レンズ部５０１の前面に映った自身の姿を確認することができる。また、レンズ部５０１内やカメラ本体部５０２内での反射により生じた不要光は、光学フィルタ５０３に基板側から入射し、該光学フィルタ５０３の反射防止膜としての機能によってレンズ部５０１内やカメラ本体部５０２内には戻らない。このため、ゴーストやフレアの発生、すなわち撮像画像の劣化を抑えることができる。

実施例１〜２３の光学フィルタ１０が設けられる基板０１の形状は、被写体が自身の姿を確認する観点からは、被写体側（光学フィルタの反射率が高い入射側）に向かって凸面となることが好ましい。これにより、被写体側から光学フィルタ１０を見たときに写る姿が大きくなり、表情やポーズ等の確認が容易となる。また、基板０１は、光学的なパワー（屈折力）がゼロないしごく小さい形状であることが好ましい。これにより、基板０１で生じる収差を小さく抑えることができ、レンズ部５０１の結像性能への影響を抑制することが可能となる。

デジタルカメラ５００のレンズ部５０１の被写体端部に取り付けられることから、基板０１の径は１０ｍｍ〜３００ｍｍであることが好ましい。特に、ポートレートなどを撮影するデジタルカメラの場合の径は５０〜１５０ｍｍが好ましく、動画を撮像するビデオカメラの場合は、カメラレンズ自体の径が大きくなるため、１００〜３００ｍｍが好ましい。このとき、被写体とカメラ５００との距離が０．５〜５．０ｍの範囲で顔の表情や全身の様子を確認する観点からは、凸面の曲率半径は２００ｍｍ〜∞の間であることが好ましい。

また、撮像画像を劣化させる収差を抑制する観点からは、基板０１の厚さは０．２ｍｍ以上、８．０ｍｍ以下であることが好ましい。特に、レンズの被写体端部に取り付けるフィルタであることから、１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。

図１９は、実施例の撮影装置としての監視カメラ６００を示している。監視カメラ６００は、レンズを含むカメラ部６０１と、これを覆うドーム状の光学素子１００としてのカバー素子６０２とにより構成されている。

実施例１〜２３のいずれかの光学フィルタ１０は、カバー素子６０２におけるドーム形状の基板の外面に設けられている。このため、カバー素子６０２の外面（光学フィルタ１０）の反射率が高くなり、外界がカバー素子６０２の外面に映って外界からはカバー素子６０２の内側に配置されたカメラ部６０１の向きが分かりにくくなる。これにより、外界に位置する通行人等の監視対象の警戒心や緊張感を緩和することができる。

さらに、カメラ部６０１からカバー素子６０２に入射した光に対しては光学フィルタ１０によって反射が防止されるので、カバー素子６０２で反射した不要光により生じるゴーストやフレアによる監視画像の劣化を抑えることができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

０１ 基板
０２ 第１の層
０３ 吸収層
０４ 第２の層
０５ 空気
１０ 光学フィルタ
１００ 光学素子

Claims (14)

1. 基板上に設けられる光学フィルタであって、
   前記基板側から順に積層された第１の層、吸収層および第２の層を含み、
   波長５５０ｎｍの光が前記基板とは反対側から入射したときの反射率をＲ１［％］、前記基板側から入射したときの反射率をＲ２［％］とするとき、
   ｜Ｒ１−Ｒ２｜≧１０［％］
   なる条件を満足することを特徴とする光学フィルタ。
2. Ｒ１−Ｒ２≧１０［％］
   ０≦Ｒ２／Ｒ１≦０．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
3. Ｒ２−Ｒ１≧１０［％］
   ０≦Ｒ１／Ｒ２≦０．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
4. 前記吸収層を構成する膜の数をｍ、該ｍ膜のうち前記基板側からｊ番目の膜の消衰係数をｋｊ、物理膜厚をｄｊとするとき、
   

   

   
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
5. 前記ｊ番目の膜の屈折率をｎｊとするとき、
   １．８≦ｎｊ≦４．２
   なる条件を満足することを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
6. ０．０５≦ｋｊ
   なる条件を満足することを特徴とする請求項４または５に記載の光学フィルタ。
7. 前記第１の層を構成する膜の数は、前記第２の層を構成する膜の数よりも多いことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
8. 前記第２の層における前記吸収層とは反対側の最表層と該最表層に接する媒質との屈折率差をｄｎとするとき、
   ０≦ｄｎ≦０．４０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の光学フィルタと、
   前記基板とを有することを特徴とする光学素子。
10. 前記光学素子は光学要素を有し、
    前記光学要素と前記第２の層とが接合部材を介して密着されていることを特徴とする請求項９に記載の光学素子。
11. 前記基板、前記光学要素および前記接合部材の波長５５０ｎｍにおける屈折率をそれぞれｎｓ、ｎｅおよびｎａとするとき、
    ｜ｎｓ−ｎａ｜≦｜ｎｅ−ｎａ｜
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１０に記載の光学素子。
12. 前記基板の厚さは０．２ｍｍ以上、８．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の光学素子。
13. 前記基板は、前記光学フィルタの反射率が高い入射側に向かって凸面となる形状を有することを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の光学素子。
14. 請求項１から８のいずれか一項に記載の光学フィルタと、
    該光学フィルタを通して被写体を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
    

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