JP2024018321A - レンズ及びレンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ及びレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ１０は、樹脂を含んで構成された光学層１３と、第１部材１１及び第２部材１２と、第１反射防止層１１Ａ及び第２反射防止層１２Ａと、を含み、第１反射防止層１１Ａ及び第２反射防止層１２Ａは、レンズ１０の光軸方向の最外面に設けられ、第１反射防止層１１Ａ及び第２反射防止層１２Ａの透過率は、光の波長の短波長側から順に極大値と極小値を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、レンズ及びレンズ装置に関する。

特許文献１には、紫外線をカットする樹脂複合型光学素子が記載されている。

特許文献２には、可視域の少なくとも一部の波長帯域の光を反射散乱し、赤外域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する反射散乱部を備え、赤外域の少なくとも一部の波長帯域の光に対する直進透過率が７５％以上である光学部材が記載されている。

特許文献３には、ガラス基板と、上記ガラス基板に積層された、光学形状部を有する光硬化樹脂層と、を有し、上記ガラス基板は、２７０～４１０ｎｍの範囲の波長の光を反射し、それ以外の光は透過するバンド反射フィルターを備えている複合型光学素子が記載されている。

特許文献４には、基材上に硬化樹脂層を設けてなる樹脂接合型光学素子において、上記硬化樹脂層は上記基材の一方の表面に設けられ、上記基材の他方の表面には波長３６５ｎｍの光に対する反射率が１％以下の反射防止膜が設けられている樹脂接合型光学素子が記載されている。

特許文献５には、複数のレンズを有し、上記複数のレンズの少なくとも一部に対してコーティングが施され、近赤外光波長域において、１５５０ｎｍを含む近赤外光ピーク波長域よりも短波長側の光透過率が、上記近赤外光ピーク波長域の短波長端から少なくとも１３５０ｎｍまで波長が短くなるにつれて減少し、上記近赤外光ピーク波長域よりも長波長側の光透過率が、上記近赤外光ピーク波長域の長波長端から少なくとも１７５０ｎｍまで波長が長くなるにつれて減少する、撮像レンズが記載されている。

国際公開第２００９／０３８１３４号 国際公開第２０１６／１１７４５２号 特開２０１０－１３９５３２号公報 特開２０００－２６６９０７号公報 特許６９５５３０７号公報

本開示の技術は以下に示すものである。

（１）
樹脂を含んで構成された光学層と、部材と、反射防止層と、を含むレンズであって、
上記反射防止層は、上記レンズの光軸方向の最外面に設けられ、
上記反射防止層の透過率は、光の波長の短波長側から順に極大値と極小値を有する、レンズ。

（２）
（１）に記載のレンズであって、
上記極大値と上記極小値の差は、３５％以上である、レンズ。

（３）
（１）又は（２）に記載のレンズであって、
上記極大値は、上記極小値の１．３倍以上である、レンズ。

（４）
（１）から（３）のいずれかに記載のレンズであって、
光の波長帯を、第１波長帯と、上記第１波長帯とは非重複の第２波長帯と、上記第１波長帯と上記第２波長帯の間の第３波長帯とし、
上記反射防止層の透過率は、上記第３波長帯に極小値を有し、上記第１波長帯に極大値を有する、レンズ。

（５）
（４）に記載のレンズであって、
上記極大値と上記極小値の差は、３５％以上である、レンズ。

（６）
（４）又は（５）に記載のレンズであって、
上記第１波長帯は、紫外域と部分的に重複する、レンズ。

（７）
（４）から（６）のいずれかに記載のレンズであって、
上記反射防止層の透過率は、上記第２波長帯にピーク値を有する、レンズ。

（８）
（４）から（６）のいずれかに記載のレンズであって、
上記反射防止層の上記第１波長帯における最大透過率は、第１閾値よりも高い値を有する、レンズ。

（９）
（４）から（８）のいずれかに記載のレンズであって、
上記光学層の透過率は、上記第３波長帯に極小値を有する、レンズ。

（１０）
（９）に記載のレンズであって、
上記光学層の厚み１０μｍ換算において、上記第１波長帯における最大透過率は、第２閾値よりも高い値を有する、レンズ。

（１１）
（９）又は（１０）に記載のレンズであって、
上記光学層の透過率は、上記第３波長帯において、上記光学層の上記極小値よりも上記第１波長帯側に極大値を有する、レンズ。

（１２）
（１１）に記載のレンズであって、
上記光学層の透過率は、上記第２波長帯にピーク値を有する、レンズ。

（１３）
（４）から（１２）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第２波長帯は、上記第１波長帯よりも長波長側である、レンズ。

（１４）
（４）から（１３）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第１波長帯は、上記光学層の樹脂に含まれる光重合開始剤の感光波長帯である、レンズ。

（１５）
（４）から（１４）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第２波長帯は、上記光学層の厚み１０μｍ換算での平均透過率が第３閾値より高く、且つ、上記光学層の透過率の波長依存性を示すグラフの接線の傾きの平均値が第１傾き閾値から第２傾き閾値の範囲であり、且つ、上記反射防止層の平均透過率が第４閾値より高い、波長帯である、レンズ。

（１６）
（４）から（１５）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第３波長帯は、上記光学層の透過率の極小値よりも５０ｎｍ長波長側の値と、上記光学層の透過率の極小値よりも１５０ｎｍ短波長側の値と、の間の波長帯である、レンズ。

（１７）
（４）から（１６）のいずれかに記載のレンズであって、
上記反射防止層の透過率の上記極小値は、上記光学層の厚み１０μｍ換算での透過率の極小値よりも短波長側にある、レンズ。

（１８）
（１７）に記載のレンズであって、
上記反射防止層の透過率の上記極小値と、上記光学層の厚み１０μｍ換算での透過率の極小値との差は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、レンズ。

（１９）
（４）から（１８）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第１波長帯と上記第２波長帯と上記第３波長帯は、３５０ｎｍ以上の範囲に含まれる、レンズ。

（２０）
（４）から（１９）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第１波長帯は、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満の範囲である、レンズ。

（２１）
（４）から（１９）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第３波長帯は、４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の範囲である、レンズ。

（２２）
（４）から（１９）のいずれかに記載のレンズであって、
上記第２波長帯は、６５０ｎｍ以上１６５０ｎｍ未満の範囲である、レンズ。

（２３）
（１）から（２２）のいずれかに記載のレンズであって、
上記光学層には、回折格子が形成されている、レンズ。

（２４）
（１）から（２３）のいずれかに記載のレンズであって、
上記部材は、第１部材と第２部材を含み、
上記光学層は、第１層と第２層を含む、レンズ。

（２５）
（２４）に記載のレンズであって、
上記第１部材と、上記第１層と、上記第２層と、上記第２部材は、この順で積層され、
上記反射防止層は、上記第１部材の上記第１層とは反対側、及び、上記第２部材の上記第２層とは反対側に設けられる、レンズ。

（２６）
（２４）又は（２５）に記載のレンズであって、
上記第１層と上記第２層の界面に回折格子が形成されている、レンズ。

（２７）
樹脂を含んで構成された光学層と、部材と、反射防止層と、を含むレンズであって、
上記反射防止層は、上記レンズの光軸方向の最外面に設けられ、
上記反射防止層の透過率の極小値は、上記光学層の透過率の極小値よりも短波長側にあり、
上記反射防止層の透過率の上記極小値と、上記光学層の上記極小値との差は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、レンズ。

（２８）
樹脂を含んで構成された光学層と、部材と、反射防止層と、を含むレンズであって、
上記反射防止層は、上記レンズの光軸方向の最外面に設けられ、
短波長側において透過率の第１極大値を有し、
長波長側において透過率の第２極大値を有し、
上記第１極大値と上記第２極大値の間に透過率の極小値を有し、
光の透過率の波長依存性を示すグラフにおいて、上記第２極大値となる波長よりも長波長側の上記グラフの接線の傾きの絶対値の平均値が、上記第２極大値から上記極小値までの間の上記グラフの接線の傾きの絶対値の平均値よりも小さい、レンズ。

（２９）
（２８）に記載のレンズであって、
上記第１極大値と上記極小値との差は、２０％以上である、レンズ。

（３０）
（１）から（２９）のいずれかに記載のレンズを備えるレンズ装置。

本発明のレンズ装置の一実施形態であるレンズ装置１００の構成を示す模式図である。 光学系１に含まれるレンズ１０の光軸ＯＰを通る断面の模式図である。 レンズ１０の各構成要素の透過率特性の好ましい例を示す図である。 図３に示した透過率特性を持つ各構成要素から構成されたレンズ１０の透過率特性と、このレンズ１０を含むレンズ装置１００の透過率特性とを示す図である。 レンズ１０の変形例であるレンズ１０Ａの断面模式図である。 実施例、参考例、及び比較例の評価結果を示す図である。

特許文献５に例示されるように、広い波長域での撮影を可能とするためのレンズが知られている。レンズには、空気層との界面における光の反射を防ぐために、ＡＲコート（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ）に代表される反射防止層が設けられることがある。広い波長域の光を十分に透過できるレンズを実現するためには、この反射防止層における光の透過率を、広い波長域において高める必要がある。本明細書における特定の部材の光の透過率とは、ある波長の光を上記部材に入射させた場合の、上記部材に入射する光の強度に対する上記部材から出射する光の強度の割合を意味する。

また、レンズには、樹脂を含んで構成された光学層が含まれることがある。この光学層は、樹脂材料を成形し、光によって樹脂材料を硬化させることで形成されるのが一般的である。このような光学層を含むレンズにおいて、特に、光学層の樹脂材料を硬化させるために必要な光の波長帯と、撮影のためにレンズに求められる光の波長帯とが異なり、且つ、これらの波長帯が大きく離れている場合には、これら２つの波長帯を合わせた広い波長帯において透過率を高めた反射防止層を形成することが求められる。しかし、広い波長帯での透過率が高くなるように反射防止層を形成することは容易ではない。

また、上記光学層を含むレンズにおいては、光学層自体が、樹脂材料を硬化させるために必要な波長帯の光を多く透過することが求められる。したがって、特に上記２つの波長帯が異なる場合には、光学層において、上記２つの波長帯を合わせた広い波長帯において透過率を高めることが求められる。しかし、光学層において、広い波長帯の光に対する平均透過率を高めようとすると、光学性能を高めることが難しくなる。一方、光学層において、光学性能を十分に確保しようとすると、広い波長帯の光に対する平均透過率を高めることが難しくなる。このように、光学層では、光学性能と透過率とがトレードオフの関係にある。なお、光学層には、例えば、回折格子が含まれる場合があり、その場合の光学性能とは、回折効率である。

発明者は、検証の結果、光軸方向の最外面に反射防止層が設けられ、且つ、光学層を含むレンズにおいて、反射防止層の透過率特性（光の波長毎の透過率の関係）を第１透過率特性とすることで、長波長側の広い波長帯（例えば６５０ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下の範囲の波長帯）の光によって撮影が可能なレンズを容易に実現できることを見出した。

第１透過率特性は、光の波長の短波長側から順に、透過率の極大値と透過率の極小値を有するものである。ここで言う極大値及び極小値とは、透過率特性を示すグラフの単なる変曲点のことではなく、変曲点であって且つ両者の差が３５％以上あるものを言う。この第１透過率特性によれば、極小値を境にして短波長側の第１範囲と長波長側の第２範囲とで、反射防止層の透過率を個別に設計できる。このため、これら２つの範囲を合わせた広い波長帯で反射防止層の透過率を高くする場合と比べると、個々の範囲における反射防止層の透過率を容易に高めることができる。例えば、広い波長帯で反射防止層の透過率を一定以上にしようとすると、反射防止層の設計が複雑となり、場合によっては所望の透過率を実現できない可能性がある。これに対し、上記第１範囲と上記第２範囲とで個別に透過率を設計できることで、反射防止層の設計が簡易なものとなり、所望の透過率を実現できるようになる。例えば、光学層の樹脂材料の硬化に必要な光の波長帯が上記第１範囲に含まれ、撮影に必要な光の波長帯が上記第２範囲に含まれる構成とすることで、光学層の樹脂材料の硬化を短時間且つ安定して行うことができると共に、撮影を高い感度で実施することが可能なレンズを形成できる。

また、発明者は、検証の結果、光軸方向の最外面に反射防止層が設けられ、且つ、光学層を含むレンズにおいて、光学層の透過率特性を第２透過率特性とすることで、長波長側の広い波長帯（例えば６５０ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下の範囲の波長帯）の光によって高感度の撮影が可能なレンズを容易に実現できることを見出した。

第２透過率特性は、光の波長の短波長側から順に、透過率の極大値と透過率の極小値を有するものである。この第２透過率特性によれば、極小値を境にして短波長側の第３範囲と長波長側の第４範囲とで、光学層の透過率及び回折効率を個別に設計できる。このため、これら２つの範囲を合わせた広い波長帯で光学層の設計を行う場合と比べると、個々の範囲における光学層の透過率と光学性能を容易に高めることができる。例えば、光学層の樹脂材料の硬化に必要な光の波長帯が上記第３範囲に含まれ、撮影に必要な光の波長帯が上記第４範囲に含まれる構成とすることで、光学層の形成を短時間且つ安定して行うことができると共に、撮影を高い感度で実施することが可能なレンズを形成できる。

以下、本発明のレンズ装置の一実施形態を例にして詳細を説明する。

図１は、本発明のレンズ装置の一実施形態であるレンズ装置１００の構成を示す模式図である。レンズ装置１００は、被写体側から光軸ＯＰに沿って順に並べられた光学系１、光学系２、及び光学系３を備える。レンズ装置１００は、図１の例では３つの光学系を備えているが、少なくとも１つの光学系を備えていればよい。

光学系１、光学系２、及び光学系３は、それぞれ、レンズ、絞り、光学フィルタ、ハーフミラー、又は偏向素子等の光学素子を少なくとも１つ含んで構成される。レンズは、対物レンズ、ズームレンズ、又はフォーカスレンズ等である。本形態では、光学系１は、少なくとも１つのレンズを含む。

図２は、光学系１に含まれるレンズ１０の光軸ＯＰを通る断面の模式図である。以下、光軸ＯＰの延びる方向を光軸方向と記載する。

レンズ１０は、例えば、レンズ装置１００において最も被写体側に配置される対物レンズである。レンズ１０は、凸レンズ形状の第１部材１１と、光軸方向における第１部材１１の一方側（被写体側）の表面に積層された第１層２１及び第１層２１に積層された第２層２２を含む光学層１３と、第２層２２に積層された凹レンズ形状の第２部材１２と、光軸方向における第１部材１１の他方側の表面に形成された第１反射防止層１１Ａと、光軸方向における第２部材１２の被写体側の表面に形成された第２反射防止層１２Ａと、を備える。

第１部材１１と第２部材１２は、それぞれ、ガラス又は樹脂等により構成されている。第１部材１１と第２部材１２は、それぞれ、レンズ１０に必要とされる光学特性又は用途等によって、凹レンズ形状又は凸レンズ形状等の任意の形状とすることができる。第１部材１１と第２部材１２の各々の透過率特性は、特に限定されるものではないが、光学層１３や後段に配置される光学系等を紫外線から保護するために、例えば波長が３００ｎｍ以下の範囲の光に対する１０ｍｍ換算透過率が閾値ＴＨ１（例えば、５％）以下となっていることが好ましい。第１部材１１と第２部材１２により、部材が構成される。

第１層２１と第２層２２は、それぞれ、樹脂を含む層である。第１層２１と第２層２２は、それぞれ、屈折率を制御するために金属又は金属酸化物の粒子や有機色素が含まれていてもよい。第１層２１は、第２層２２側の面に、凸状の複数の構造物を有している。第１層２１と第２層２２は、屈折率が異なっており、第１層２１に形成された構造物と第２層２２との界面によって、回折格子が構成されている。

レンズ１０は、表面に金型等によって第１層２１を形成した第１部材１１と、表面に樹脂を塗布した第２部材１２を準備し、第１部材１１の第１層２１側と、第２部材１２の樹脂側とを接合し、第２部材１２に塗布された樹脂を硬化させることで製造される。第１層２１は、その形状を切削等によって型に作成し、紫外線硬化又は熱硬化、或いは射出成形等の成形プロセスによって樹脂に形状を転写する方法で例えば形成できる。第１層２１を紫外線硬化する場合は、第１層２１に光重合開始剤を含み、光照射によって硬化するものが用いられる。この場合、第１層２１に含まれる樹脂は、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満の範囲の波長の光によって硬化するものが好ましく用いられる。換言すると、第１層１２の樹脂に含まれる光重合開始剤の感光波長帯は、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満の範囲となっていることが好ましい。

第２層２２に含まれる樹脂は、光重合開始剤を含み、光照射によって硬化するものが用いられる。第２層２２に含まれる樹脂は、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満の範囲の波長の光によって硬化するものが好ましく用いられる。換言すると、第２層２２の樹脂に含まれる光重合開始剤の感光波長帯は、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満の範囲となっていることが好ましい。

第１反射防止層１１Ａと第２反射防止層１２Ａは、レンズ１０の光軸方向の最外面に設けられている。第１反射防止層１１Ａと第２反射防止層１２Ａは、それぞれ、それが形成される面にＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、及びＭｇＦ_２等の光を透過する材料を薄膜状に積層したコーティングで構成される。第１反射防止層１１Ａと第２反射防止層１２Ａは、それぞれ、薄膜を形成する材料の屈折率と厚さと層数とを調整することで、特定の波長域の透過率を高くし、この特定の波長域とは異なる別の波長域の透過率を小さくすることができる。特定の波長域の透過率を高くし、別の波長域の透過率を小さくするためのコーティング材料、コーティング厚さ、及びコーティング層数は、コンピュータシミュレーション等により設計することができる。第１反射防止層１１Ａと第２反射防止層１２Ａは、反射防止層を構成しており、以下ではこれらを総称して単に反射防止層とも記載する。

図３は、レンズ１０の各構成要素の透過率特性の好ましい例を示す図である。図３に示す透過率特性Ｃ１は、レンズ１０の第１部材１１と第２部材１２の各々の好ましい透過率特性を示している。図３に示す透過率特性Ｃ２は、第１反射防止層１１Ａと第２反射防止層１２Ａの各々の好ましい透過率特性を示している。透過率特性Ｃ２は、前述した第１透過率特性の具体例の１つである。図３に示す透過率特性Ｃ３は、第１層２１の好ましい透過率特性を示している。透過率特性Ｃ３は、前述した第２透過率特性の具体例の１つである。図３に示す透過率特性Ｃ３の透過率は、光軸方向における第１層２１の平均厚みを１０μｍとして換算した場合の値を示している。

図４は、図３に示した透過率特性を持つ各構成要素から構成されたレンズ１０の透過率特性と、このレンズ１０を含むレンズ装置１００の透過率特性とを示す図である。図４に示す透過率特性Ｃ４は、レンズ１０の透過率特性を示している。図４に示す透過率特性Ｃ５は、レンズ装置１００の透過率特性を示している。透過率特性Ｃ２、透過率特性Ｃ３、透過率特性Ｃ４、及び透過率特性Ｃ５については、それぞれ、波長が３５０ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の範囲に対する透過率を示している。図４に示す透過率特性Ｃ４及び透過率特性Ｃ５のそれぞれの透過率は、光軸方向における光学層１３の平均厚みを１０μｍとして換算した場合の値を示している。透過率特性Ｃ１～Ｃ５は、それぞれ、透過率の波長依存性を示すグラフを構成する。

図３は、光学層１３の第２層２２に含まれる樹脂の感光波長帯（以下、第１波長帯Ｂ１と記載）を、紫外域（波長３８０ｎｍ以下の範囲）と部分的に重複する３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満の範囲とし、レンズ１０全体において、波長が６５０ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下の範囲（以下、第２波長帯Ｂ２と記載）における平均透過率が十分に高くなる（具体的には３０％以上となる）ように設計した場合の例を示している。

第２波長帯Ｂ２は、レンズ装置１００を通して撮影を行う際に用いられる波長帯であり、レンズ装置１００の後段に配置される撮像素子に到達させるべき光の波長帯である。第２波長帯Ｂ２は、第１波長帯Ｂ１とは非重複となっている。以下では、第１波長帯Ｂ１と第２波長帯Ｂ２の間の波長帯（４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の範囲）を第３波長帯Ｂ３と記載する。

第１波長帯Ｂ１、第２波長帯Ｂ２、及び第３波長帯Ｂ３を合わせた波長帯（３５０ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下の範囲）を全体波長帯Ｂ０と記載する。以下で説明する透過率の極大値、極小値、及びピーク値等は、この全体波長帯Ｂ０における値として説明する。

図３に示す透過率特性Ｃ１は、全体波長帯Ｂ０における透過率が７０％以上となっている。したがって、第１部材１１及び第２部材１２は、それぞれ、３５０ｎｍ以上の波長の光をほとんど透過し、３５０ｎｍよりも短い波長の光をほとんど透過させない。

図３に示す透過率特性Ｃ２は、第１波長帯Ｂ１に透過率が第１閾値（例えば７０％）よりも高い値を有し、且つ、第１波長帯Ｂ１に透過率の極大値を有するものとなっている。この構成により、第２層２２の樹脂を硬化させる際の光が反射防止層を十分に透過できるため、第２層２２の樹脂の硬化に要する時間を短縮したり、その硬化を安定して行ったりすることができる。なお、第２層２２の樹脂の硬化は、第１反射防止層１１Ａ側から光を照射することで行われる。第２層２２の樹脂の硬化は、第２反射防止層１２Ａから光を照射することで行われる場合もある。

また、透過率特性Ｃ２は、第３波長帯Ｂ３に透過率の極小値を有している。この構成により、第１波長帯Ｂ１における反射防止層の透過率と、第２波長帯Ｂ２における反射防止層の透過率の設計が容易となる。特に、第２波長帯Ｂ２における反射防止層の平均透過率を高い値にすることが可能となる。

また、透過率特性Ｃ２は、第２波長帯Ｂ２に透過率のピーク値（最大値）を有するものとなっている。換言すると、透過率特性Ｃ２において、極大値はピーク値よりも小さくなっている。また、透過率特性Ｃ２は、第２波長帯Ｂ２において平均透過率が第４閾値（例えば９８．５％、望ましくは９９％）より高いものとなっている。また、透過率特性Ｃ２は、第２波長帯Ｂ２における透過率が、第１波長帯Ｂ１における透過率より高いものとなっている。これらの構成により、第２波長帯Ｂ２の光を多く透過できるレンズを実現することができる。

透過率特性Ｃ２において、極小値は、極大値よりも十分に小さいことが好ましい。具体的には、透過率特性Ｃ２において、極小値と極大値との差は、３５％以上とすることが好ましく、５０％以上とすることがより好ましく、６０％以上とすることが更に好ましい。また、透過率特性Ｃ２において、極大値は、極小値の１．３倍以上とすることが好ましく、極小値の２倍以上とすることがより好ましく、極小値の３倍以上とすることが更に好ましい。このように、透過率特性Ｃ２における極大値と極小値の差を大きくすることで、第１波長帯Ｂ１と第２波長帯Ｂ２のそれぞれにおける反射防止層の透過率の設計が容易となり、所望の透過率を持つ反射防止層を容易に実現可能となる。

図３に示す透過率特性Ｃ３は、第１波長帯Ｂ１における最大透過率として、第２閾値（例えば５０％）より高い値を有するものとなっている。この構成により、光学層１３の第２層２２の樹脂を硬化させる際の光が、第１層２１を十分に透過できる。このため、光学層１３の樹脂の硬化に要する時間を短縮したり、その硬化を安定して行ったりすることができる。

また、透過率特性Ｃ３は、第３波長帯Ｂ３の長波長側に透過率の極小値（＝約５９４ｎｍ）を有し、第２波長帯Ｂ２に透過率の極大値且つピーク値（最大値）を有するものとなっている。この構成により、極小値よりも長波長側で、光学層１３の屈折率が制御しやすくなる。この結果、特に、第２波長帯Ｂ２における光学層１３の平均透過率と平均回折効率を高い値にすることが可能となる。

また、透過率特性Ｃ３は、第３波長帯Ｂ３においては、第３波長帯Ｂ３の長波長側の端部（６５０ｎｍ）から約５０ｎｍ短波長側の波長において極小値となり、第３波長帯Ｂ３の短波長側の端部（４５０ｎｍ）から約１５０ｎｍ長波長側の波長において極小値となっている。このように、光学層１３の透過率は、第３波長帯Ｂ３においては急峻に変化することで、極小値よりも長波長側の第１層２１の樹脂の透過率及び回折効率の設計をより容易とすることができる。

また、透過率特性Ｃ３は、第２波長帯Ｂ２においては、１０μｍ換算の平均透過率が第３閾値（例えば４０％）より高く、且つ、グラフの接線の傾きの平均値が第１傾き閾値ＴＨ２（例えば－０．０８％／ｎｍ）から第２傾き閾値ＴＨ３（例えば－０．０３％／ｎｍ）の範囲となっている。このように、光学層１３の透過率は、第２波長帯Ｂ２においては短波長側にピークを有し、そこから長波長側に向かって緩やかに下降する。この構成によれば、第２波長帯Ｂ２における光学層１３の平均透過率を容易に高めることができる。

図３に示すように、反射防止層の透過率の極小値は、第１層２１の透過率の極小値よりも短波長側にあることが好ましい。このような構成になっていることで、反射防止層及び光学層１３のそれぞれの設計を容易とすることができる。

反射防止層の透過率の極小値と、第１層２１の透過率の極小値との差は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましい。このような構成になっていることで、反射防止層及び光学層１３のそれぞれの設計を容易とすることができる。また、図４の透過率特性Ｃ４に示すように、撮影に用いる波長帯よりも短波長側において、透過率を小さくでき、また、透過率が高くなる波長帯の幅を狭くできる。

図４に示すように、レンズ１０の透過率特性Ｃ４は、短波長側において透過率の第１極大値（約３３％）を有し、長波長側において透過率の第２極大値（約８７％）を有し、第１極大値と第２極大値の間に透過率の極小値（約０％）を有するものとなっている。また、透過率特性Ｃ４は、上記第２極大値となる波長よりも長波長側のグラフの接線の傾きの絶対値の平均値が、上記第２極大値から上記極小値までの間のグラフの接線の傾きの絶対値の平均値よりも小さくなっている。レンズ１０の各構成要素の透過率特性を図３に示すものとすることで、６００ｎｍ付近から透過率が急峻に立ち上がり、７００ｎｍ付近から透過率が緩やかに下降するレンズ１０を実現することができる。また、４５０ｎｍ付近にある程度の透過率を持つレンズ１０を実現できる。また、透過率特性Ｃ４における短波長側の極大値と極小値との差を２０％以上とすることができる。

レンズ装置１００においては、３５０ｎｍから６００ｎｍの範囲の波長の光は撮影に用いないため、例えば、光学系２や光学系３に含まれるこの範囲の波長の光を吸収するフィルタ等で、透過率特性Ｃ５に示すように、この範囲の光は透過しないように構成される。

図５は、レンズ１０の変形例であるレンズ１０Ａの断面模式図である。レンズ１０Ａは、レンズ１０において、第１部材１１、第１反射防止層１１Ａ、及び光学層１３が削除され、代わりに、凹レンズ形状の光学層１３０と反射防止層１３０Ａが追加された構成となっている。光学層１３０は、樹脂を含んで構成されており、その透過率特性は、図３の透過率特性Ｃ３と同じであることが好ましい。反射防止層１３０Ａは、光学層１３０における第２部材１２側と反対側の面に形成されており、その透過率特性は、図３の透過率特性Ｃ２と同じであることが好ましい。

図５に示すレンズ１０Ａであっても、レンズ１０と同様に、第２反射防止層１２Ａ及び反射防止層１３０Ａと光学層１３０の設計を容易とすることができ、長波長側において広い範囲で高い透過率を持つレンズを容易に実現することができる。

以下、図２に示す構造のレンズ１０の検証例について説明する。以下に示す実施例と比較例と参考例では、図３に示す透過率特性Ｃ１を持つ第１部材１１と第２部材１２を用いて、図２に示す構造のレンズ１０を作製した。

（実施例１）
第１反射防止層１１Ａは、図３に示す透過率特性Ｃ２において、第１波長帯Ｂ１にある透過率の極大値を９０％とし、第３波長帯Ｂ３にある透過率の極小値を４７％としたコートＡ２を作製した。
第２反射防止層１２Ａは、図３に示す透過率特性Ｃ２において、第１波長帯Ｂ１にある透過率の極大値を９９％とし、第３波長帯Ｂ３にある透過率の極小値を３１％としたコートＡ１を作製した。
光学層１３は、図３に示す透過率特性Ｃ３において、極小値が５９４ｎｍとなるものを作製した。光学層１３は、そこに有機色素を含めることで透過率の極小値を持たせることができる。
光学層１３の第２層２２の樹脂の硬化は、第１反射防止層１１Ａ側から光を照射することで行った。

（実施例２）
実施例１において、第２反射防止層１２Ａを、コートＡ１からコートＡ３に変更したレンズ１０を作製した。コートＡ３は、図３に示す透過率特性Ｃ２において、第１波長帯Ｂ１にある透過率の極大値を９５％とし、第３波長帯Ｂ３にある透過率の極小値を３６％としたものを作製した。

（実施例３）
実施例１において、第１反射防止層１１ＡをコートＡ２からコートＡ１に変更したレンズ１０を作製した。

（比較例１）
実施例１において、第１反射防止層１１Ａを、コートＡ２からコートＡ４に変更したレンズ１０を作製した。コートＡ４は、図３に示す透過率特性Ｃ２において、第１波長帯Ｂ１にある透過率の極大値を６２％とし、第３波長帯Ｂ３にある透過率の極小値を３０％としたものを作製した。

（比較例２）
実施例１において、第２反射防止層１２Ａを、コートＡ１からコートＡ５に変更したレンズ１０を作製した。コートＡ５は、図３に示す透過率特性Ｃ２において、第１波長帯Ｂ１にある透過率の極大値を５６％とし、第３波長帯Ｂ３にある透過率の極小値を２５％としたものを作製した。なお、光学層１３の第２層２２の樹脂の硬化は、第２反射防止層１２Ａ側から光を照射することで行った。

（比較例３）
実施例１において、第１反射防止層１１ＡをコートＡ２からコートＡ６に変更し、第２反射防止層１２ＡをコートＡ１からコートＡ６に変更したレンズ１０を作製した。コートＡ６は、全体波長帯Ｂ０において極小値を持たない透過率特性を有するものを作製した。コートＡ６は、第１波長帯Ｂ１にある透過率の極大値を９１％とし、第３波長帯Ｂ３にある透過率の極小値を８７％としたものを作製した。

（参考例）
実施例１において、光学層１３から有機色素を除いたレンズ１０を作製した。参考例のレンズ１０における光学層１３は、有機色素を含まないため、全体波長帯Ｂ０において極小値を持たない透過率特性を有する。

実施例１～３、参考例、及び比較例１～３のそれぞれのレンズ１０について、３つの項目で評価を行った。第１評価項目は、生産適性である。第１評価項目は、レンズ１０の製造に要する時間（光学層１３の樹脂の硬化に要する時間と同義）が許容値以下である場合を“Ａ（生産適性あり）”とし、レンズ１０の製造に要する時間が許容値を超える場合を“Ｂ（生産適性なし）”とした。

第２評価項目は、作製したレンズ１０の第２波長帯Ｂ２における平均透過率である。第２評価項目は、平均透過率が実用上支障のない３０％以上となる場合を“Ａ（合格品）”とし、３０％未満となる場合を“Ｂ（非合格品）”とした。

第３評価項目は、作製したレンズ１０の光学層１３の第２波長帯Ｂ２における平均回折効率である。第３評価項目は、平均回折効率の下限値が実用上支障のない９０％となる場合を“Ａ（合格品）”とし、７０％となる場合を“Ｂ（非合格品）”とした。

図６は、実施例、参考例、及び比較例の評価結果を示す図である。実施例１－３及び参考例と比較例１－３の結果から分かるように、反射防止層の透過率特性を短波長側から極大値と極小値（両者の差が３５％以上となる値）を有する構成とすることで、第２波長帯Ｂ２におけるレンズ全体の平均透過率を高めつつ、生産適性を良好にできることが証明された。また、実施例１－３と参考例の結果から分かるように、光学層１３の透過率特性を、短波長側から極大値と極小値を有する構成とすることで、第２波長帯Ｂ２における光学層１３の平均回折効率を高められることが証明された。

１，２，３ 光学系
１００ レンズ装置
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５ 透過率特性
Ｂ１ 第１波長帯
Ｂ２ 第２波長帯
Ｂ３ 第３波長帯
１０Ａ，１０ レンズ
１１Ａ 第１反射防止層
１３０Ａ 反射防止層
１１ 第１部材
１２Ａ 第２反射防止層
１２ 第２部材
１３，１３０ 光学層
２１ 第１層
２２ 第２層

Claims (30)

1. 樹脂を含んで構成された光学層と、部材と、反射防止層と、を含むレンズであって、
   前記反射防止層は、前記レンズの光軸方向の最外面に設けられ、
   前記反射防止層の透過率は、光の波長の短波長側から順に極大値と極小値を有する、レンズ。
2. 請求項１に記載のレンズであって、
   前記極大値と前記極小値の差は、３５％以上である、レンズ。
3. 請求項１に記載のレンズであって、
   前記極大値は、前記極小値の１．３倍以上である、レンズ。
4. 請求項１に記載のレンズであって、
   光の波長帯を、第１波長帯と、前記第１波長帯とは非重複の第２波長帯と、前記第１波長帯と前記第２波長帯の間の第３波長帯とし、
   前記反射防止層の透過率は、前記第３波長帯に極小値を有し、前記第１波長帯に極大値を有する、レンズ。
5. 請求項４に記載のレンズであって、
   前記極大値と前記極小値の差は、３５％以上である、レンズ。
6. 請求項４に記載のレンズであって、
   前記第１波長帯は、紫外域と部分的に重複する、レンズ。
7. 請求項４に記載のレンズであって、
   前記反射防止層の透過率は、前記第２波長帯にピーク値を有する、レンズ。
8. 請求項４に記載のレンズであって、
   前記反射防止層の前記第１波長帯における最大透過率は、第１閾値よりも高い値を有する、レンズ。
9. 請求項４に記載のレンズであって、
   前記光学層の透過率は、前記第３波長帯に極小値を有する、レンズ。
10. 請求項９に記載のレンズであって、
    前記光学層の厚み１０μｍ換算において、前記第１波長帯における最大透過率は、第２閾値よりも高い値を有する、レンズ。
11. 請求項９に記載のレンズであって、
    前記光学層の透過率は、前記第３波長帯において、前記光学層の前記極小値よりも前記第１波長帯側に極大値を有する、レンズ。
12. 請求項１１に記載のレンズであって、
    前記光学層の透過率は、前記第２波長帯にピーク値を有する、レンズ。
13. 請求項４に記載のレンズであって、
    前記第２波長帯は、前記第１波長帯よりも長波長側である、レンズ。
14. 請求項４に記載のレンズであって、
    前記第１波長帯は、前記光学層の樹脂に含まれる光重合開始剤の感光波長帯である、レンズ。
15. 請求項４に記載のレンズであって、
    前記第２波長帯は、前記光学層の厚み１０μｍ換算での平均透過率が第３閾値より高く、且つ、前記光学層の透過率の波長依存性を示すグラフの接線の傾きの平均値が第１傾き閾値から第２傾き閾値の範囲であり、且つ、前記反射防止層の平均透過率が第４閾値より高い、波長帯である、レンズ。
16. 請求項４に記載のレンズであって、
    前記第３波長帯は、前記光学層の透過率の極小値よりも５０ｎｍ長波長側の値と、前記光学層の透過率の極小値よりも１５０ｎｍ短波長側の値と、の間の波長帯である、レンズ。
17. 請求項４に記載のレンズであって、
    前記反射防止層の透過率の前記極小値は、前記光学層の厚み１０μｍ換算での透過率の極小値よりも短波長側にある、レンズ。
18. 請求項１７に記載のレンズであって、
    前記反射防止層の透過率の前記極小値と、前記光学層の厚み１０μｍ換算での透過率の極小値との差は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、レンズ。
19. 請求項４に記載のレンズであって、
    前記第１波長帯と前記第２波長帯と前記第３波長帯は、３５０ｎｍ以上の範囲に含まれる、レンズ。
20. 請求項１９に記載のレンズであって、
    前記第１波長帯は、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満の範囲である、レンズ。
21. 請求項１９に記載のレンズであって、
    前記第３波長帯は、４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の範囲である、レンズ。
22. 請求項１９に記載のレンズであって、
    前記第２波長帯は、６５０ｎｍ以上１６５０ｎｍ未満の範囲である、レンズ。
23. 請求項１に記載のレンズであって、
    前記光学層には、回折格子が形成されている、レンズ。
24. 請求項１に記載のレンズであって、
    前記部材は、第１部材と第２部材を含み、
    前記光学層は、第１層と第２層を含む、レンズ。
25. 請求項２４に記載のレンズであって、
    前記第１部材と、前記第１層と、前記第２層と、前記第２部材は、この順で積層され、
    前記反射防止層は、前記第１部材の前記第１層とは反対側、及び、前記第２部材の前記第２層とは反対側に設けられる、レンズ。
26. 請求項２５に記載のレンズであって、
    前記第１層と前記第２層の界面に回折格子が形成されている、レンズ。
27. 樹脂を含んで構成された光学層と、部材と、反射防止層と、を含むレンズであって、
    前記反射防止層は、前記レンズの光軸方向の最外面に設けられ、
    前記反射防止層の透過率の極小値は、前記光学層の透過率の極小値よりも短波長側にあり、
    前記反射防止層の透過率の前記極小値と、前記光学層の前記極小値との差は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、レンズ。
28. 樹脂を含んで構成された光学層と、部材と、反射防止層と、を含むレンズであって、
    前記反射防止層は、前記レンズの光軸方向の最外面に設けられ、
    短波長側において透過率の第１極大値を有し、
    長波長側において透過率の第２極大値を有し、
    前記第１極大値と前記第２極大値の間に透過率の極小値を有し、
    光の透過率の波長依存性を示すグラフにおいて、前記第２極大値となる波長よりも長波長側の前記グラフの接線の傾きの絶対値の平均値が、前記第２極大値から前記極小値までの間の前記グラフの接線の傾きの絶対値の平均値よりも小さい、レンズ。
29. 請求項２８に記載のレンズであって、
    前記第１極大値と前記極小値との差は、２０％以上である、レンズ。
30. 請求項１から２９のいずれか１項に記載のレンズを備えるレンズ装置。

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