JPH10186284A - 光学ローパスフィルタ - Google Patents
光学ローパスフィルタInfo
- Publication number
- JPH10186284A JPH10186284A JP35519596A JP35519596A JPH10186284A JP H10186284 A JPH10186284 A JP H10186284A JP 35519596 A JP35519596 A JP 35519596A JP 35519596 A JP35519596 A JP 35519596A JP H10186284 A JPH10186284 A JP H10186284A
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- Japan
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- light
- plate
- polarization
- olpf
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- Pending
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水晶等の複屈折性を有する結晶材料の偏光解
消板を用いて構成したＯＬＰＦは、インクルージョン、
脈理等の無い結晶が必須で材料自体の価格が高価なるこ
とや、偏光解消板の平面を高精度に仕上げる必要があ
り、材料、加工コスト共に高価になり、ひいてはこれを
用いたＯＬＰＦが高価になるという問題点があった。本
発明は低コストで小型のＯＬＰＦを提供することを目的
とする。 【解決手段】 水平方向分離複屈折板、偏光解消板、赤
外吸収ガラス、垂直方向複屈折板、４５゜方向分離複屈
折板を用いて構成するＯＬＰＦにおいて、前記偏光解消
板に複屈折性を生じさせたポリイミドフィルムを用いて
構成することを特徴とする。
消板を用いて構成したＯＬＰＦは、インクルージョン、
脈理等の無い結晶が必須で材料自体の価格が高価なるこ
とや、偏光解消板の平面を高精度に仕上げる必要があ
り、材料、加工コスト共に高価になり、ひいてはこれを
用いたＯＬＰＦが高価になるという問題点があった。本
発明は低コストで小型のＯＬＰＦを提供することを目的
とする。 【解決手段】 水平方向分離複屈折板、偏光解消板、赤
外吸収ガラス、垂直方向複屈折板、４５゜方向分離複屈
折板を用いて構成するＯＬＰＦにおいて、前記偏光解消
板に複屈折性を生じさせたポリイミドフィルムを用いて
構成することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は偏光成分を解消する
光学デバイスに関し、特に固体撮像素子、撮像管用光学
ロ−パスフィルタ等の構成に必要な偏光解消板にポリイ
ミドフィルムを適用して薄型化した偏光解消板に関す
る。
光学デバイスに関し、特に固体撮像素子、撮像管用光学
ロ−パスフィルタ等の構成に必要な偏光解消板にポリイ
ミドフィルムを適用して薄型化した偏光解消板に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビディオカメラ等の普及につれて
その光学ヘッドに固体撮像素子用あるいは撮像管用の光
学ロ−パスフィルタ（以下、ＯＬＰＦと称す）が多量に
用いら、影像の品質を改善している。図４はこのような
光学装置のヘッドに用いられるＯＬＰＦの構成の一例を
示す模式図である。一般的にＯＬＰＦは、直線偏光を円
あるいは楕円偏光に変える偏光解消板１１と、光を水平
方向の常光と異常光に分離する水平方向分離複屈折板１
２と、撮像素子に悪影響を及ぼす赤外線を吸収する赤外
吸収ガラス１３と、光を垂直方向の常光と異常光に分離
する垂直方向複屈折板１４と、同様に水平と垂直に分離
する４５゜方向分離複屈折板１５を用いて構成する。こ
のように構成したＯＬＰＦをビデオカメラ等の撮像素子
の前に設けると例えば、太陽光が反射する海面を撮影す
る際に、海面から反射してきた特定の偏光の偏りを解消
することができ、所謂光のギラツキを緩和することが可
能となる。
その光学ヘッドに固体撮像素子用あるいは撮像管用の光
学ロ−パスフィルタ（以下、ＯＬＰＦと称す）が多量に
用いら、影像の品質を改善している。図４はこのような
光学装置のヘッドに用いられるＯＬＰＦの構成の一例を
示す模式図である。一般的にＯＬＰＦは、直線偏光を円
あるいは楕円偏光に変える偏光解消板１１と、光を水平
方向の常光と異常光に分離する水平方向分離複屈折板１
２と、撮像素子に悪影響を及ぼす赤外線を吸収する赤外
吸収ガラス１３と、光を垂直方向の常光と異常光に分離
する垂直方向複屈折板１４と、同様に水平と垂直に分離
する４５゜方向分離複屈折板１５を用いて構成する。こ
のように構成したＯＬＰＦをビデオカメラ等の撮像素子
の前に設けると例えば、太陽光が反射する海面を撮影す
る際に、海面から反射してきた特定の偏光の偏りを解消
することができ、所謂光のギラツキを緩和することが可
能となる。
【０００３】図５は前記ＯＬＰＦに用いられる偏光解消
板１１の作用を説明する図であり、図５のＡで示す直線
偏光が偏光解消板１１に入射することにより、その出射
光はＢで示す円または楕円偏光に変わる。この理由は周
知のように、次のように説明される。光波は電気振動と
磁気振動とが互いに直交し、その大きさは媒質により決
まる比例関係にあるが、習慣的に電気振動で光波を代表
している。この電気振動は電気振動ベクトルで表現さ
れ、進行方向をＺ軸とする直交座標Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を考え
ると前記電気振動ベクトルは直交するＸ、Ｙ軸の成分、
即ちＥ１、Ｅ２の合成と考えられる。
板１１の作用を説明する図であり、図５のＡで示す直線
偏光が偏光解消板１１に入射することにより、その出射
光はＢで示す円または楕円偏光に変わる。この理由は周
知のように、次のように説明される。光波は電気振動と
磁気振動とが互いに直交し、その大きさは媒質により決
まる比例関係にあるが、習慣的に電気振動で光波を代表
している。この電気振動は電気振動ベクトルで表現さ
れ、進行方向をＺ軸とする直交座標Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を考え
ると前記電気振動ベクトルは直交するＸ、Ｙ軸の成分、
即ちＥ１、Ｅ２の合成と考えられる。
【０００４】いま、考えている定常な単一周波数の振動
ではＥ１、Ｅ２とも定常で、一定の相対関係をもってい
る。従って合成された電気振動ベクトルの先端は、各瞬
間に三次元的な軌跡を描く。Ｅ１、Ｅ２の位相が同相あ
るいは逆相の場合にはその合成ベクトルは進行方向のＺ
軸方向から見ると直線上を振動している光波に見え、直
線偏光と称される。一方、Ｅ１、Ｅ２の位相が異なる場
合、合成ベクトルである光波の時間的変化、即ち軌跡は
進行方向から見ると蔓巻状となる。この場合、Ｙ軸成分
Ｅ２の位相がＸ軸成分Ｅ１の位相より進んでいると右
巻、遅れていると左巻となる。なお、Ｅ１、Ｅ２の振幅
が異なるとその合成ベクトルの時間的軌跡は、進行方向
から見ると楕円状に見える。
ではＥ１、Ｅ２とも定常で、一定の相対関係をもってい
る。従って合成された電気振動ベクトルの先端は、各瞬
間に三次元的な軌跡を描く。Ｅ１、Ｅ２の位相が同相あ
るいは逆相の場合にはその合成ベクトルは進行方向のＺ
軸方向から見ると直線上を振動している光波に見え、直
線偏光と称される。一方、Ｅ１、Ｅ２の位相が異なる場
合、合成ベクトルである光波の時間的変化、即ち軌跡は
進行方向から見ると蔓巻状となる。この場合、Ｙ軸成分
Ｅ２の位相がＸ軸成分Ｅ１の位相より進んでいると右
巻、遅れていると左巻となる。なお、Ｅ１、Ｅ２の振幅
が異なるとその合成ベクトルの時間的軌跡は、進行方向
から見ると楕円状に見える。
【０００５】光の中の特定の偏光の偏りを解消する方法
としては、水晶等の複屈折性を有する結晶材料を用いた
波長板が利用されており、図５は、上述のように偏光解
消板１１に直線偏光を入射させると、偏光解消板１１の
有する複屈折性によりＸ、Ｙ方向の振動成分の位相がず
らされることにより、直線偏光を円あるいは楕円偏光に
変換し直線偏光を取り除くことができるのである。
としては、水晶等の複屈折性を有する結晶材料を用いた
波長板が利用されており、図５は、上述のように偏光解
消板１１に直線偏光を入射させると、偏光解消板１１の
有する複屈折性によりＸ、Ｙ方向の振動成分の位相がず
らされることにより、直線偏光を円あるいは楕円偏光に
変換し直線偏光を取り除くことができるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水晶等の複屈折性を有する結晶材料を用いた場合では、
インクルージョン、脈理等の無い均質な結晶を用いるこ
とが必須で材料自体の価格が高価なることや、偏光解消
板の平面、平行度等にたいする要求は高精度であるため
精密加工が必要であり、加工コストが高価になり、ひい
てはこれを用いたＯＬＰＦは高価になるという問題点が
あった。また、偏光解消板の厚さは、シングルモードを
用いると薄くなりすぎて加工が極めて難しいため、複数
の板状の結晶材料を貼り合わせたマルチモードを用いる
ことが一般的で、その結果偏光解消板の厚さが５００μ
ｍ以上と厚くなり、これを用いたＯＬＰＦの小型化を図
ることができないという問題があった。本発明は上記の
問題を解決するためになされたものであり、偏光解消板
の加工コストを低減し、薄型化することにより小型で低
コストのＯＬＰＦを提供することを目的とする。
水晶等の複屈折性を有する結晶材料を用いた場合では、
インクルージョン、脈理等の無い均質な結晶を用いるこ
とが必須で材料自体の価格が高価なることや、偏光解消
板の平面、平行度等にたいする要求は高精度であるため
精密加工が必要であり、加工コストが高価になり、ひい
てはこれを用いたＯＬＰＦは高価になるという問題点が
あった。また、偏光解消板の厚さは、シングルモードを
用いると薄くなりすぎて加工が極めて難しいため、複数
の板状の結晶材料を貼り合わせたマルチモードを用いる
ことが一般的で、その結果偏光解消板の厚さが５００μ
ｍ以上と厚くなり、これを用いたＯＬＰＦの小型化を図
ることができないという問題があった。本発明は上記の
問題を解決するためになされたものであり、偏光解消板
の加工コストを低減し、薄型化することにより小型で低
コストのＯＬＰＦを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る光学ロ−パスフィルタの請求項１記載の
発明は、水平方向分離複屈折板、偏光解消板、赤外吸収
ガラス、垂直方向複屈折板、４５゜方向分離複屈折板を
用いて構成する光学ロ−パスフィルタにおいて、前記偏
光解消板に複屈折性を有するポリイミドフィルムを用い
たことを特徴とする光学ロ−パスフィルタである。
に本発明に係る光学ロ−パスフィルタの請求項１記載の
発明は、水平方向分離複屈折板、偏光解消板、赤外吸収
ガラス、垂直方向複屈折板、４５゜方向分離複屈折板を
用いて構成する光学ロ−パスフィルタにおいて、前記偏
光解消板に複屈折性を有するポリイミドフィルムを用い
たことを特徴とする光学ロ−パスフィルタである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るＯ
ＬＰＦ１の一実施例であって、ポリイミドフィルムで形
成した偏光解消板２を光学素子の１つとして用いたＯＬ
ＰＦである。ＯＬＰＦ１は直線偏光を円あるいは楕円偏
光に変える偏光解消板２と、光を水平方向の常光と異常
光とに分離する水晶等で作成された水平方向分離複屈折
板３と、固体撮像素子あるいは撮像管に悪影響を及ぼす
赤外線を吸収する赤外吸収ガラス４と、光を垂直方向の
常光と異常光に分離する水晶等で作成した垂直方向複屈
折板５と同様に水平、垂直方向に分離する水晶等で作成
した４５゜方向分離複屈折板６とで構成される。
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るＯ
ＬＰＦ１の一実施例であって、ポリイミドフィルムで形
成した偏光解消板２を光学素子の１つとして用いたＯＬ
ＰＦである。ＯＬＰＦ１は直線偏光を円あるいは楕円偏
光に変える偏光解消板２と、光を水平方向の常光と異常
光とに分離する水晶等で作成された水平方向分離複屈折
板３と、固体撮像素子あるいは撮像管に悪影響を及ぼす
赤外線を吸収する赤外吸収ガラス４と、光を垂直方向の
常光と異常光に分離する水晶等で作成した垂直方向複屈
折板５と同様に水平、垂直方向に分離する水晶等で作成
した４５゜方向分離複屈折板６とで構成される。
【０００９】本発明に係るＯＬＰＦを説明する前に本発
明の理解を助けるため、本発明に用いたポリイミドフィ
ルムで形成した偏光解消板について簡単に説明する。信
学技報EDM94-39,CPM94-53,OPE94-48(1994-08)「ポリイ
ミド光波長板の開発とその特性」の中でポリイミドフィ
ルムの製作法、複屈折の発現法、面内複屈折△ｎ等につ
いて詳しく記述されており、ここでは簡単に述べる。図
２に示すように高速で回転しているＳｉ等の基板７上に
ポリアミド酸溶液８を滴下してポリアミド酸膜を形成
し、これを乾燥し剥離して図２（ｂ）に示すポリアミド
フィルム９を製作する。この時形成されるフィルムの膜
厚はＳｉ等の基板の回転数によって決まる。このスピン
コート法によて製作したポリイミドフィルム９は、その
主表面に平行な方向の屈折率と垂直な方向の屈折率とが
異なり複屈折を示すが、フィルム主面に平行な面内はど
こでも等しい屈折率を示す。このため、ポリイミドフィ
ルム９を波長板として用いるためには、該フィルム９を
延伸によりポリイミド分子鎖を一軸方向へ配向させ、フ
ィルム主面に平行な方向の屈折率を変化させ、面内屈折
率△ｎを発現させることが必要となる。一定荷重、一定
昇温速度の条件下で、最終イミド化温度を変化すること
により面内屈折△ｎを微細に制御することが可能であ
る。
明の理解を助けるため、本発明に用いたポリイミドフィ
ルムで形成した偏光解消板について簡単に説明する。信
学技報EDM94-39,CPM94-53,OPE94-48(1994-08)「ポリイ
ミド光波長板の開発とその特性」の中でポリイミドフィ
ルムの製作法、複屈折の発現法、面内複屈折△ｎ等につ
いて詳しく記述されており、ここでは簡単に述べる。図
２に示すように高速で回転しているＳｉ等の基板７上に
ポリアミド酸溶液８を滴下してポリアミド酸膜を形成
し、これを乾燥し剥離して図２（ｂ）に示すポリアミド
フィルム９を製作する。この時形成されるフィルムの膜
厚はＳｉ等の基板の回転数によって決まる。このスピン
コート法によて製作したポリイミドフィルム９は、その
主表面に平行な方向の屈折率と垂直な方向の屈折率とが
異なり複屈折を示すが、フィルム主面に平行な面内はど
こでも等しい屈折率を示す。このため、ポリイミドフィ
ルム９を波長板として用いるためには、該フィルム９を
延伸によりポリイミド分子鎖を一軸方向へ配向させ、フ
ィルム主面に平行な方向の屈折率を変化させ、面内屈折
率△ｎを発現させることが必要となる。一定荷重、一定
昇温速度の条件下で、最終イミド化温度を変化すること
により面内屈折△ｎを微細に制御することが可能であ
る。
【００１０】図３は上記のようにして作成されたポリイ
ミドフィルム９を用いた偏光解消板２の一例を示す図で
あって、該偏光解消板２の厚さは大幅に拡大して表示し
ているが、実際の厚さは数十μｍである。図３に示す直
線偏光Ａを前記ポリイミドフィルムで形成した偏光解消
板２に入射すると、これを透過した光は偏光解消板２の
有する複屈折性により光の電気振動のＸ、Ｙ成分それぞ
れについて位相がずらされるため、円または楕円偏光と
なって出射される。即ち、偏光解消板２により特定の直
線偏光の偏りを解消することができる。ポリイミドフィ
ルムを用いた偏光解消板２は従来の水晶等で作成された
偏光解消板に較べ遥かに薄く形成すことが可能であり、
更に、ポリイミドフィルムは３５０℃以上の耐熱性、十
分な強度、柔軟性、容易な加工性を有しているため、そ
のフィルムを他の光学素子等への張り合わせ加工するこ
とが極めて容易である。
ミドフィルム９を用いた偏光解消板２の一例を示す図で
あって、該偏光解消板２の厚さは大幅に拡大して表示し
ているが、実際の厚さは数十μｍである。図３に示す直
線偏光Ａを前記ポリイミドフィルムで形成した偏光解消
板２に入射すると、これを透過した光は偏光解消板２の
有する複屈折性により光の電気振動のＸ、Ｙ成分それぞ
れについて位相がずらされるため、円または楕円偏光と
なって出射される。即ち、偏光解消板２により特定の直
線偏光の偏りを解消することができる。ポリイミドフィ
ルムを用いた偏光解消板２は従来の水晶等で作成された
偏光解消板に較べ遥かに薄く形成すことが可能であり、
更に、ポリイミドフィルムは３５０℃以上の耐熱性、十
分な強度、柔軟性、容易な加工性を有しているため、そ
のフィルムを他の光学素子等への張り合わせ加工するこ
とが極めて容易である。
【００１１】上記のようにポリイミドフィルムを用いて
偏光解消板２を形成することによりＯＬＰＦの厚さを大
幅に薄型化することが可能である。なお、ポリイミドフ
ィルムの作成法は図２に示すようには、基板上に溶液を
滴下しスピンナーを用いてフィルム化するので、直径３
インチ以上の大きなポリイミドフィルムが容易に作成で
きるから大量生産による低コスト化が可能となると共
に、ビデオカメラのレンズの大口径化に対応した大型の
ＯＬＰＦを作成するこも可能となる。
偏光解消板２を形成することによりＯＬＰＦの厚さを大
幅に薄型化することが可能である。なお、ポリイミドフ
ィルムの作成法は図２に示すようには、基板上に溶液を
滴下しスピンナーを用いてフィルム化するので、直径３
インチ以上の大きなポリイミドフィルムが容易に作成で
きるから大量生産による低コスト化が可能となると共
に、ビデオカメラのレンズの大口径化に対応した大型の
ＯＬＰＦを作成するこも可能となる。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、ＯＬＰＦのなかの素子である偏光解消板にポリイ
ミドフィルムのを用いたことでＯＬＰＦの厚さを大幅に
薄型化することが可能となる。更に、光学的不純物等を
含まないポリイミドフィルムを低コストで作成すること
が可能であり、これを用いたＯＬＰＦの価格を大幅に低
減することができるという著しい効果を奏する。
ので、ＯＬＰＦのなかの素子である偏光解消板にポリイ
ミドフィルムのを用いたことでＯＬＰＦの厚さを大幅に
薄型化することが可能となる。更に、光学的不純物等を
含まないポリイミドフィルムを低コストで作成すること
が可能であり、これを用いたＯＬＰＦの価格を大幅に低
減することができるという著しい効果を奏する。
【図１】本発明に係るＯＬＰＦの実施の一形態例を示す
模式図である。
模式図である。
【図２】ポリイミドフィルムの作成を説明する図であ
る。
る。
【図３】本発明のＯＬＰＦに用いるポリイミドフィルム
で形成した偏光解消板で、直線偏光を円あるいは楕円偏
光に変える作用を示す図である。
で形成した偏光解消板で、直線偏光を円あるいは楕円偏
光に変える作用を示す図である。
【図４】従来のＯＬＰＦの構成を示す図である。
【図５】偏光解消板の作用を説明する図で、直線偏光を
円あるいは楕円偏光に変える。
円あるいは楕円偏光に変える。
１・・・ＯＬＰＦ ２・・・偏光解消板 ３・・・水平方向分離複屈折板 ４・・・赤外吸収ガラ ５・・・垂直方向複屈折板 ６・・・４５゜方向分離複屈折板 ７・・・基板 ８・・・ポリアミド酸溶液 ９・・・ポリイミドフィルム Ａ・・・直線偏光 Ｂ・・・円あるいは楕円偏光
Claims (1)
- 【請求項１】 水平方向分離複屈折板、偏光解消板、赤
外吸収ガラス、垂直方向複屈折板、４５゜方向分離複屈
折板を用いて構成する光学ロ−パスフィルタにおいて、
前記偏光解消板に複屈折性を有するたポリイミドフィル
ムを用いたことを特徴とする光学ロ−パスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35519596A JPH10186284A (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 光学ローパスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35519596A JPH10186284A (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 光学ローパスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186284A true JPH10186284A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18442501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35519596A Pending JPH10186284A (ja) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | 光学ローパスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10186284A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001065306A1 (fr) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Daishinku Corporation | Dispositif optique |
| US8405902B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-03-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and optical filter |
| US11310448B2 (en) | 2019-01-11 | 2022-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and optical low-pass filter |
-
1996
- 1996-12-19 JP JP35519596A patent/JPH10186284A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001065306A1 (fr) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Daishinku Corporation | Dispositif optique |
| US7123412B2 (en) | 2000-02-29 | 2006-10-17 | Daishinku Corporation | Optical device |
| US8405902B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-03-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and optical filter |
| US11310448B2 (en) | 2019-01-11 | 2022-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and optical low-pass filter |
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