JP7305439B2

JP7305439B2 - 光学素子、およびそれを有する光学系、撮像装置

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Description

本発明は、光学素子、およびそれを有する光学系、撮像装置に関する。

ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）は、照射したレーザー光が物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を計測し、物体までの距離や方向を測定する技術である。遠くの物体を観察するためにはレーザー光の強度を強くする必要があるが、強力なレーザー光は人間の網膜を損傷させる恐れがある。しかしながら、波長１５５０ｎｍのレーザー光は、水により吸収されるため、仮に人間の眼球に当たったとしても、眼球内にある水分に吸収され、網膜には到達しない。そのため、近年では波長１５５０ｎｍのレーザー光をＬｉＤＡＲに使用することが増えている。

デジタルカメラでは、可視域を含む波長２００ｎｍから１１００ｎｍにおいて感度を持つ撮像素子が使用されている。また、人間の眼の感度と同じにするため、波長４２０ｎｍ以下の紫外帯域と波長６８０ｎｍ以上の赤外帯域の光をカットする光学素子を、撮像素子の前面に配置する場合がある。

特許文献１には、波長４２５ｎｍから６２０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有し、波長７００ｎｍから１２００ｎｍにおいて１２．５％以下の最大透過率を有する特性を持つ光学フィルタが開示されている。

特開２０１９－２８４２１号公報

ＬｉＤＡＲとデジタルカメラを同じ場所で使用した場合、ＬｉＤＡＲに使用される強度の強い波長１５５０ｎｍのレーザー光が強度を保ったまま撮像素子まで到達すると、撮像素子が損傷する可能性がある。特許文献１には、波長１５５０ｎｍにおける光学フィルタの特性は記載されていない。しかしながら、特許文献１の光学フィルタは誘電体多層膜による干渉ではなく光吸収材料を使用したものであることと、波長１１００ｎｍから１２００ｎｍにかけて透過率が上昇していることから、波長１５５０ｎｍでの吸収は高くないと推定できる。したがって、特許文献１の光学フィルタを撮像素子の前面に配置しても波長１５５０ｎｍのレーザー光による撮像素子の損傷を防止できるかは不明である。

本発明は、可視域における透過率を高く保ちつつ、波長１５５０ｎｍの光をカットすることが可能な光学素子、およびそれを有する光学系、撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学素子は、０度の入射角で入射する波長４７０ｎｍから６３０ｎｍの光に対する平均透過率が７５％以上であり、０度の入射角で入射する波長１５５０ｎｍの光に対する透過率が１０％以下である多層膜を有し、前記多層膜は、交互に積層された第１材料から成る層及び第２材料から成る層を含む繰り返し層と、最も外側に配置された第３材料から成る最終層とを有し、前記第１材料の屈折率をｎ_ｍ、前記第２材料の屈折率をｎ_ｈ、前記第３材料の屈折率をｎ_ｌとするとき、
１．３５≦ｎ_ｍ≦１．８０
１．９０≦ｎ_ｈ≦２．５０
１．１５≦ｎ_ｌ≦１．５０
なる条件式を満足し、
多層膜を構成する層を光出射側から数えたときの順番をｍ、２≦ｉ≦（ｍ－１）／２を満たす整数をｉ、（２ｉ－１）番目の層の光学膜厚をｄ_２ｉ－１（ｎｍ）、２ｉ番目の層の光学膜厚をｄ_２ｉ（ｎｍ）とするとき、
４８０≦ｄ _２ｉ≦６００
１．８≦ｄ_２ｉ／ｄ_２ｉ－１≦２．２
なる条件式を満足する整数ｉがｍ／８以上存在することを特徴とする。

本発明によれば、可視域における透過率を高く保ちつつ、波長１５５０ｎｍの光をカットすることが可能な光学素子、およびそれを有する光学系、撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光学素子の断面模式図である。光学素子の透過率特性を示す図である（実施例４）。図１の光学素子とは異なる光学素子の断面模式図である。１５５０ｎｍカット膜の透過率特性を示す図である（実施例１から７）。可視域反射防止膜の透過率特性を示す図である（実施例１，５）。実施例１の光学素子の透過率特性を示す図である。ＩＲカット膜の透過率特性を示す図である（実施例２，５）実施例２の光学素子の透過率特性を示す図である。ＵＶカット膜の透過率特性を示す図である（実施例３，５から７）実施例３の光学素子の透過率特性を示す図である。ＵＶ－ＩＲカット膜の透過率特性を示す図である（実施例４）。実施例５の光学素子の透過率特性を示す図である。ＩＲカット膜の透過率特性を示す図である（実施例６）。ＩＲカット膜の透過率特性を示す図である（実施例６）。実施例６の光学素子の透過率特性を示す図である。ＩＲカット膜の透過率特性を示す図である（実施例７）。実施例７の光学素子の透過率特性を示す図である。実施例８の光学系の模式断面図である。実施例９の撮像装置の一例であるデジタルカメラの斜視図である。１５５０ｎｍカット膜の透過率特性を示す図である（実施例１０）。１５５０ｎｍカット膜の透過率特性を示す図である（実施例１０）。１５５０ｎｍカット膜の透過率特性を示す図である（実施例１０）。比較用光学多層膜の透過率特性を示す図である（比較例）。比較用光学多層膜の透過率特性を示す図である（比較例）。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る光学素子１００の断面概略図である。光学素子１００は、一方の光学面（第１面）に透過率特性を持つ光学多層膜（多層膜）１を、他方の光学面（第２面）に光学多層膜（多層膜）２を有する透明基板（基板）１０を備え、波長選択を行う。光学多層膜２は、使用用途に応じて決められ、どのような膜構成でも構わない。

以下の透過率特性の説明では、光学素子１００に０度の入射角で波長３００ｎｍから１８００ｎｍの光を入射させた場合について説明する。

光学多層膜１は、可視域である波長４７０ｎｍから６３０ｎｍにおいて７５％以上の平均透過率を有し、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。光学多層膜１は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有し、波長１５５０ｎｍにおいて５％以下の透過率を有することが望ましい。

また、光学多層膜１は、波長７００ｎｍから１０００ｎｍにおいて、１０％以下の透過率となる帯域を有することが望ましい。このような帯域を有することで、光学多層膜１を、少ない層数および材料で、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を示す膜構成とすることができる。

また、光学多層膜１は、波長４７０ｎｍから６３０ｎｍにおける最大反射率と最小反射率との差が８％以内であることが望ましい。可視域において、各波長での反射率の差異が大きいと、カラーバランスが悪くなる。

また、光学多層膜１の層数は、１４層以上８１層以下であることが望ましい。層数が１４層未満である場合、所望の透過率特性を取得することが困難であり、８２層以上である場合、各層の成膜時における膜厚誤差に起因する特性バラつきの影響が大きくなり、作製が困難になる。層数は、２０層以上６１層以下であることがより望ましく、３０層以上５１層以下であることが特に望ましい。

また、光学多層膜１は、屈折率がそれぞれｎ_ｍ，ｎ_ｈ，およびｎ_ｌの３種類の膜材料からなる。光学多層膜１は、透明基板１０の表面から順に、屈折率ｎ_ｍの第１材料、および屈折率ｎ_ｈの第２材料が交互に繰り返される繰り返し層（交互層）と、屈折率ｎ_ｌの第３材料の最終層とからなることが望ましい。屈折率ｎ_ｍ，ｎ_ｈ，ｎ_ｌはそれぞれ、以下の条件式（１）～（３）を満足することが望ましい。

１．３５≦ｎ_ｍ≦１．８０（１）
１．９０≦ｎ_ｈ≦２．５０（２）
１．１５≦ｎ_ｌ≦１．５０（３）
ただし、屈折率ｎ_ｍ，ｎ_ｈ，ｎ_ｌは、ｎ_ｌ＜ｎ_ｍ＜ｎ_ｈの関係を同時に満たすものとする。実際に作製する場合、材料が多かったり、特殊な屈折率を有する材料を使用したりするとコストが高くなる。そのため、一般的に使用される材料を少ない種類と層数で作製することが望ましい。

また、条件式（１）から（３）の数値範囲をそれぞれ、以下の条件式（１ａ）から（３ａ）の範囲とすることがより望ましい。

１．３９≦ｎ_ｍ≦１．７５（１ａ）
１．９５≦ｎ_ｈ≦２．４５（２ａ）
１．１９≦ｎ_ｌ≦１．４５（３ａ）
また、条件式（１）から（３）の数値範囲をそれぞれ、以下の条件式（１ｂ）から（３ｂ）の範囲とすることが特に望ましい。

１．４０≦ｎ_ｍ≦１．７０（１ｂ）
２．００≦ｎ_ｈ≦２．４０（２ｂ）
１．２３≦ｎ_ｌ≦１．４０（３ｂ）
ここで、光学多層膜１の層数がｍであるとする。このとき、ｉを２≦ｉ≦（ｍ－１）／２を満たす整数としたとき、２ｉ－１層目の光学膜厚ｄ_２ｉ－１（ｎｍ）、および２ｉ層目の光学膜厚ｄ_２ｉ（ｎｍ）がそれぞれ以下の条件式（４），（５）を満足する整数ｉが少なくともｍ／８以上存在することが望ましい。

４８０≦ｄ _２ｉ≦６００（４）
１．８≦ｄ_２ｉ／ｄ_２ｉ－１≦２．２（５）
光学多層膜１が波長４７０ｎｍから６３０ｎｍの光を透過し、波長１５５０ｎｍの光をカットするためには、式（４）および（５）を満たす必要がある。

図２は、光学素子１００の透過率特性を示している。光学素子１００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有し、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。光学素子１００は、ＵＶ帯域である波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域と、ＩＲ帯域である波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域においても、１０％以下の透過率を有するが、用途により必要となる透過率は異なるため、本発明はこれに限定されない。

光学素子１００は、撮像素子の前面であれば、光学系の光軸上であれば、どの位置に配置しても構わないが、撮像素子の近くに配置することがより望ましい。

図３は、図１の光学素子１００とは異なる光学素子の断面模式図である。図３（ａ）に示される光学素子２００は、一方の光学面に光学多層膜３を、他方の光学面に光学多層膜４を有する透明基板１２と、一方の光学面に光学多層膜５を、他方の光学面に光学多層膜６を有する透明基板１３とを備える。透明基板１２，１３は、光軸上に並べられている。図３（ｂ）に示される光学素子３００は、一方の光学面に光学多層膜７を、他方の光学面に光学多層膜８を有する透明基板１４と、一方の光学面に光学多層膜９を有する透明基板１６とを備える。透明基板１４，１６は、接着剤１５を介して接着されている。

なお、本発明の光学素子は、本実施形態で説明した構成に限らず、用途に合わせた構成とすればよい。

以下に具体的な実施例を示す。ただし、以下の実施例は一例に過ぎず、本発明の光学素子は各実施例の条件に限定されるものではない。

本実施例の光学素子１００は、図１の構成を有する。透明基板１０は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない硝材Ｓ１である。光学多層膜１は、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍの光を９０％以上カット（遮断）する機能を持つ１５５０ｎｍカット膜１である。光学多層膜２は、可視域である波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの帯域の光を透過する可視域反射防止膜２である。１５５０ｎｍカット膜１の膜構成を表１に、可視域反射防止膜２の膜構成を表２に示す。表１，２の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値である。１５５０ｎｍカット膜１は、膜材料Ｍ１および膜材料Ｈ１が交互に繰り返される繰り返し層と、膜材料Ｌ１の最終層とからなる。可視域反射防止膜２は、膜材料Ｍ２、Ｈ１、およびＬ１の３層構成である。

１５５０ｎｍカット膜１の膜材料Ｍ１、Ｈ１、およびＬ１の屈折率はそれぞれ、式（１）～（３）を満足する。また、式（４），（５）を満足する整数ｉが少なくとも６以上存在する。図４は、１５５０ｎｍカット膜１の透過率特性を示している。１５５０ｎｍカット膜１は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有し、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。図５は、可視域反射防止膜２の透過率特性を示している。

本実施例の光学素子１００の透過率特性は、１５５０ｎｍカット膜１の透過率特性と可視域反射防止膜２の透過率特性との掛け合わせとなる。図６は、本実施例の光学素子１００の透過率特性を示している。本実施例の光学素子１００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有する。また、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。すなわち、波長１５５０ｎｍの光をカットすることができる。

本実施例の光学素子１００は、図１の構成を有する。透明基板１０は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない硝材Ｓ１である。光学多層膜１は、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍの光を９０％以上カットする機能を持つ１５５０ｎｍカット膜１である。光学多層膜２は、可視域である波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの帯域の光を透過し、ＩＲ帯域である波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットするＩＲカット膜３である。１５５０ｎｍカット膜１の膜構成を表１に、ＩＲカット膜３の膜構成を表３に示す。表１，３の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値である。ＩＲカット膜３は、膜材料Ｍ１および膜材料Ｈ２が交互に繰り返される繰り返し層と、膜材料Ｌ１の最終層とからなる。図７は、ＩＲカット膜３の透過率特性を示している。

本実施例の光学素子１００の透過率特性は、１５５０ｎｍカット膜１の透過率特性とＩＲカット膜３の透過率特性との掛け合わせとなる。図８は、本実施例の光学素子１００の透過率特性を示している。本実施例の光学素子１００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有する。また、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。すなわち、波長１５５０ｎｍの光をカットすることができる。さらに、波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットすることができる。

本実施例の光学素子１００は、図１の構成を有する。透明基板１０は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない硝材Ｓ１である。光学多層膜１は、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍの光を９０％以上カットする機能を持つ１５５０ｎｍカット膜１である。光学多層膜２は、可視域である波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの帯域の光を透過し、ＵＶ帯域である波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光をカットするＵＶカット膜４である。１５５０ｎｍカット膜１の膜構成を表１に、ＵＶカット膜４の膜構成を表４に示す。表１，４の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値である。ＵＶカット膜４は、膜材料Ｍ１および膜材料Ｈ２が交互に繰り返される繰り返し層と、膜材料Ｌ１の最終層とからなる。図９は、ＵＶカット膜４の透過率特性を示している。

本実施例の光学素子１００の透過率特性は、１５５０ｎｍカット膜１の透過率特性とＵＶカット膜４の透過率特性との掛け合わせとなる。図１０は、本実施例の光学素子１００の透過率特性を示している。本実施例の光学素子１００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有する。また、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。すなわち、波長１５５０ｎｍの光をカットすることができる。さらに、波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光をカットすることができる。

本実施例の光学素子１００は、図１の構成を有する。透明基板１０は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない硝材Ｓ１である。光学多層膜１は、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍの光を９０％以上カットする機能を持つ１５５０ｎｍカット膜１である。光学多層膜２は、可視域である波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの帯域の光を透過し、ＵＶ帯域である波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光、およびＩＲ帯域である波長７００ｎｍから１１００ｎｍの光をカットするＵＶ－ＩＲカット膜５である。１５５０ｎｍカット膜１の膜構成を表１に、ＵＶ－ＩＲカット膜５の膜構成を表５に示す。表１，５の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値である。ＵＶ－ＩＲカット膜５は、膜材料Ｍ１および膜材料Ｈ２が交互に繰り返される繰り返し層と、膜材料Ｌ１の最終層とからなる。図１１は、ＵＶ－ＩＲカット膜５の透過率特性を示している。

本実施例の光学素子１００の透過率特性は、１５５０ｎｍカット膜１の透過率特性とＵＶ－ＩＲカット膜５の透過率特性との掛け合わせとなる。図２は、本実施例の光学素子１００の透過率特性を示している。本実施例の光学素子１００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有する。また、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。すなわち、波長１５５０ｎｍの光をカットすることができる。さらに、波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光、および波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットすることができる。

本実施例の光学素子２００は、図３（ａ）の構成を有する。透明基板１２，１３は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない硝材Ｓ１である。光学多層膜３は、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍの光を９０％以上カットする機能を持つ１５５０ｎｍカット膜１である。光学多層膜４は、可視域である波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの帯域の光を透過する可視域反射防止膜２である。光学多層膜５は、可視域である波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの帯域の光を透過し、ＩＲ帯域である波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットするＩＲカット膜３である。光学多層膜６は、可視域である波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの帯域の光を透過し、ＵＶ帯域である波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光をカットするＵＶカット膜４である。

本実施例の光学素子２００の透過率特性は、４つの膜の透過率特性の掛け合わせとなる。図１２は、本実施例の光学素子２００の透過率特性を示している。本実施例の光学素子２００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有する。また、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。すなわち、波長１５５０ｎｍの光をカットすることができる。さらに、波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光、および波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットすることができる。

なお、１５５０ｎｍカット膜１、可視域反射防止膜２、ＩＲカット膜３、およびＵＶカット膜４が全て使用されていれば、図１２の透過率特性を取得することができるため、膜配置は本実施例の順番に限定されず、どのような順番であってもかまわない。

本実施例の光学素子２００は、図３（ａ）の構成を有する。透明基板１２，１３は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない硝材Ｓ１である。光学多層膜３は、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍの光を９０％以上カットする機能を持つ１５５０ｎｍカット膜１である。光学多層膜４は、ＩＲ帯域である波長７００ｎｍから９００ｎｍの帯域の光をカットするＩＲカット膜６である。光学多層膜５は、ＩＲ帯域である波長９００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットするＩＲカット膜７である。光学多層膜６は、ＵＶ帯域である波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光をカットするＵＶカット膜４である。１５５０ｎｍカット膜１、ＵＶカット膜４、ＩＲカット膜６，７の膜構成をそれぞれ表１，４，６，７に示す。表１，４，６，７の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値である。図１３および図１４はそれぞれ、ＩＲカット膜６，７の透過率特性を示している。

本実施例の光学素子１００の透過率特性は、１５５０ｎｍカット膜１の透過率特性、ＩＲカット膜６の透過率特性、ＩＲカット膜７の透過率特性、およびＵＶカット膜４の透過率特性の掛け合わせとなる。図１５は、本実施例の光学素子２００の透過率特性を示している。本実施例の光学素子２００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有する。また、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。すなわち、波長１５５０ｎｍの光をカットすることができる。さらに、波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光、および波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットすることができる。

なお、１５５０ｎｍカット膜１、ＩＲカット膜６，７、およびＵＶカット膜４が全て使用されていれば、図１５の透過率特性を取得することができるため、膜配置は本実施例の順番に限定されず、どのような順番であってもかまわない。

本実施例の光学素子３００は、図３（ｂ）の構成を有する。透明基板１４，１６は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない硝材Ｓ１である。接着剤１５は、屈折率（λ＝５５０ｎｍ）が１．５２であり、吸収のない接着剤Ａ１である。光学多層膜７は、ＬｉＤＡＲに使用される波長１５５０ｎｍの光を９０％以上カットする機能を持つ１５５０ｎｍカット膜１である。光学多層膜８は、ＩＲ帯域である波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットするＩＲカット膜８である。光学多層膜９は、ＵＶ帯域である波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光をカットするＵＶカット膜４である。１５５０ｎｍカット膜１、ＵＶカット膜４、およびＩＲカット膜８の膜構成をそれぞれ表１，４，８に示す。表１，４，８の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値である。図１６は、ＩＲカット膜８の透過率特性を示している。

本実施例の光学素子３００の透過率特性は、１５５０ｎｍカット膜１の透過率特性、ＩＲカット膜８の透過率特性、およびＵＶカット膜４の透過率特性の掛け合わせとなる。図１７は、本実施例の光学素子３００の透過率特性を示している。本実施例の光学素子３００は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて８０％以上の平均透過率を有する。また、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。すなわち、波長１５５０ｎｍの光をカットすることができる。さらに、波長３００ｎｍから４００ｎｍの帯域の光、および波長７００ｎｍから１１００ｎｍの帯域の光をカットすることができる。

本実施例では、本発明の実施形態に係る光学系について説明する。図１８は、光学系５００の断面模式図である。光学系５００は、複数の光学素子Ｇ１０１～Ｇ１１２、および絞り１０２を有する。図１８の（Ａ）から（Ｆ）は、本発明の光学素子を配置可能な位置を示す。本発明の光学素子は、図１８の（Ａ）から（Ｆ）のどの位置に配置されてもよい。

本実施例では、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１９は、撮像装置の一例であるデジタルカメラ６００の斜視図である。デジタルカメラ６００は、レンズ部６０１と本体部６０２とを有する。レンズ部６０１は、実施例８の光学系５００を有する。本体部６０２は、光学系５００の結像面に配置された、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子６０３を有する。撮像素子６０３は、光学系５００を介して形成される光学像を光電変換して画像データを出力する。本発明の光学素子は、レンズ部６０１内に組み込まれていてもよいし、フィルタとしてレンズ部６０１の前面に取り付けられていてもよい。また、本体部６０２内で撮像素子６０３の前面に配置されていてもよい。

なお、本発明の光学素子は、運転支援などに使用される小型レンズを用いた撮像装置においても有効であるが、より大きなレンズを用いる写真用の撮像装置においては、さらに有効である。特に、有効径が１０ｍｍ以上の撮像装置に使用された場合に有効である。

本実施例では、実施例１から７で用いた１５５０ｎｍカット膜１とは異なる１５５０ｎｍカット膜２，３，４について説明する。

１５５０ｎｍカット膜２，３，４の膜構成をそれぞれ表９，１０，１１に示す。図２０、図２１、および図２２はそれぞれ、１５５０ｎｍカット膜２，３，４の透過率特性を示している。

１５５０ｎｍカット膜２，３，４の膜材料Ｍ２、Ｈ２、およびＬ１の屈折率はそれぞれ、式（１）～（３）を満足する。また、式（４），（５）を満足する整数ｉが１５５０ｎｍカット膜２，３では少なくとも６以上、１５５０ｎｍカット膜４では少なくとも４以上存在する。したがって、各１５５０ｎｍカット膜は、所望の特性を取得することができる。

比較例

実施例１から１０で説明した１５５０ｎｍカット膜１，２，３，４の比較用光学多層膜１，２の膜構成を表１２，１３に示す。図２３および図２４はそれぞれ、比較用光学多層膜１，２の透過率特性を示している。

比較用光学多層膜１，２では、式（４），（５）を満足する整数ｉが６以上とならない。したがって、比較用光学多層膜１は、波長４７０ｎｍから６３０ｎｍにおいて７５％以上の平均透過率を有するが、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以上の透過率を有する。また、比較用光学多層膜２は、波長１５５０ｎｍにおいて１０％以下の透過率を有する。しかしながら、波長４７０ｎｍから６３０ｎｍにおいて、波長ごとの透過率にばらつきが大きく、平均透過率が７５％以下になる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１，３，７光学多層膜（多層膜）
１００，２００，３００光学素子

Claims

０度の入射角で入射する波長４７０ｎｍから６３０ｎｍの光に対する平均透過率が７５％以上であり、０度の入射角で入射する波長１５５０ｎｍの光に対する透過率が１０％以下である多層膜を有し、
前記多層膜は、交互に積層された第１材料から成る層及び第２材料から成る層を含む繰り返し層と、最も外側に配置された第３材料から成る最終層とを有し、
前記第１材料の屈折率をｎ_ｍ、前記第２材料の屈折率をｎ_ｈ、前記第３材料の屈折率をｎ_ｌとするとき、
１．３５≦ｎ_ｍ≦１．８０
１．９０≦ｎ_ｈ≦２．５０
１．１５≦ｎ_ｌ≦１．５０
なる条件式を満足し、
前記多層膜を構成する層を光出射側から数えたときの順番をｍ、２≦ｉ≦（ｍ－１）／２を満たす整数をｉ、（２ｉ－１）番目の層の光学膜厚をｄ _２ｉ－１（ｎｍ）、２ｉ番目の層の光学膜厚をｄ _２ｉ（ｎｍ）とするとき、
４８０≦ｄ _２ｉ ≦６００
１．８≦ｄ _２ｉ／ｄ _２ｉ－１ ≦２．２
なる条件式を満足する整数ｉがｍ／８以上存在することを特徴とする光学素子。
０度の入射角で入射する波長４２０ｎｍから６８０ｎｍの光に対する前記多層膜の平均透過率は、８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
波長４７０ｎｍから６３０ｎｍにおける前記多層膜の最大反射率と最小反射率との差が８％以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
前記多層膜は、波長７００ｎｍから１０００ｎｍにおいて、透過率が１０％以下となる帯域を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学素子。
前記多層膜の層数は、１４以上８１以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学素子。
前記多層膜の波長１５５０ｎｍにおける透過率は、５％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学素子を含む複数の光学素子を有することを特徴とする光学系。
請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学素子と、該光学素子からの光を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。