JPWO2014038435A1 - アポダイズドフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に、中心部分より周辺部分に向かって光の透過率が徐々に減少する光学素子であるいわゆるアポダイズドフィルタと呼ばれる光学フィルタについて説明する。この光学素子は、図2に示されるように、透明基板10の上に、可視光を吸収する材料により形成された吸収材料部20と、可視光を透過する材料により形成された透明材料部30とを有している。なお、ここで説明する光学素子は、吸収材料部20における屈折率と透明材料部30における屈折率が略等しく、例えば、屈折率の差が0.001以下になるように形成されているものとする。
次に、第1の実施の形態における光学素子について説明する。本実施の形態における光学素子は、中心部分より周辺部分に向かって光の透過率が徐々に減少する光学素子であるいわゆるアポダイズドフィルタと呼ばれる光学フィルタである。図7に示されるように、本実施の形態における光学素子100は、透明基板110の上に、可視光を吸収する材料により形成された吸収材料部120と、可視光を透過する材料により形成された透明材料部130とを有している。具体的には、吸収材料部120と透明材料部130とが積層されている。本実施の形態における光学素子は、中心部分より周辺部分に向かって光の透過率が単調に減少する光学素子であってもよい。
|αD+N2(1−α)D−N1D|<λ/2・・・・・・・・・(1)
0.018−λ/2D<|N1−N2|<0.06+λ/2D・・・・・(2)
次に、本実施の形態における光学素子の製造方法を図10〜図12に基づき説明する。以下に説明する光学素子は、透明材料部130における屈折率N2が、吸収材料部120における屈折率N1よりも高いものである。なお、以下の説明における屈折率の値は、波長405nmにおける値である。
次に、本実施の形態における撮像装置ついて説明する。本実施の形態における撮像装置は、図14に示すように、本実施の形態におけるアポダイズドフィルタである光学素子100と、4枚のレンズ171、172、173、174、撮像素子視感度補正フィルタ175、CMOSセンサからなる撮像素子176等を有している。本実施の形態における撮像装置において撮像する際には、撮像装置に入射した光は、レンズ171を介し、光学素子100を透過した後、レンズ172、173、174、撮像素子視感度補正フィルタ175を介し、撮像素子176に入射する。携帯電話等におけるカメラ部では、レンズ171から撮像素子176までの長さLを短くすることが求められている。本実施の形態における光学素子100は、厚さを薄く形成することができるため、レンズ171から撮像素子176までの長さLを短くすることができる。なお、本実施の形態においては、本実施の形態におけるアポダイズドフィルタである光学素子100、4枚のレンズ171、172、173、174、撮像素子視感度補正フィルタ175を含むものを光学系170と記載する場合がある。
(光学素子)
次に、第2の実施の形態における光学素子について説明する。本実施の形態における光学素子は、中心部分より周辺部分に向かって光の透過率が徐々に減少する光学素子であるいわゆるアポダイズドフィルタと呼ばれる光学フィルタである。図15に示されるように、本実施の形態における光学素子は、透明基板110の上に、可視光を透過する材料により形成された透明材料部230と、可視光を吸収する材料により形成された吸収材料部220とを有している。
次に、本実施の形態における光学素子の製造方法を図16〜図18に基づき説明する。以下に説明する光学素子は、透明材料部230における屈折率N2が、吸収材料部220における屈折率N1よりも低いものである。なお、以下の説明における屈折率の値は、波長405nmにおける値である。
次に、第3の実施の形態における光学素子について説明する。本実施の形態における光学素子は、中心部分より周辺部分に向かって光の透過率が徐々に減少する光学素子であるいわゆるアポダイズドフィルタと呼ばれる光学フィルタである。図19に示されるように、本実施の形態における光学素子は、透明基板110の上に、可視光を吸収する材料により形成された吸収材料部320と、可視光を透過する材料により形成された透明材料部330とを有している。なお、本実施の形態における光学素子においては、吸収材料部320における屈折率と透明材料部330における屈折率とは略等しく、例えば、屈折率の差が0.001以下になるように形成されている。なお、屈折率の値は、波長589nmにおける値である。
次に、本実施の形態における光学素子の製造方法を図20〜図23に基づき説明する。 最初に、図20(a)に示すように、吸収材料部320を形成するための金型340を準備する。この金型340には、中央部分において高さが、例えば、27μmの凸部341が形成されており、この凸部341は、形成される吸収材料部320の凹状の形状に対応した形状のものである。また、この金型340は、全体がステンレス等の材料により形成されており、表面には、NiPメッキが施されている。
次に、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は第3の実施の形態と同様の構造のものであって、光学素子の厚さが厚くなるように形成されているものである。
次に、第5の実施に形態について説明する。本実施の形態は、第1から第4の実施の形態における光学素子を用いた撮像装置であって、スマートフォンや携帯電話等の携帯可能な通信機能を有する電子機器に搭載される撮像装置である。本実施の形態における説明では、図14に示される第1の実施の形態における撮像装置が、スマートフォンに搭載される場合について説明する。
120 吸収材料部
120a 光吸収性樹脂
130 透明材料部
130a 透明樹脂
131 凹部
140 金型
141 凸部
150 離型基板
160 石英窓(プレス機)
220 吸収材料部
230 透明材料部
231 凸部
Claims (9)
- 中心部分から周辺部分に向かって、光の透過率が単調に減少する光学素子において、
光の一部を吸収する材料により形成されており、中心部分から周辺部分に向かって厚さが単調に増加する吸収材料部と、
光を透過する材料により形成されており、前記吸収材料部に積層されている透明材料部と、
を有し、
前記吸収材料部における屈折率と前記透明材料部における屈折率とは異なる値であることを特徴とする光学素子。 - 前記吸収材料部において最も厚い部分の厚さをDとし、前記吸収材料部における屈折率をN1とし、前記透明材料部における屈折率をN2とし、λを405nmとした場合に、
15μm<D<50μmであって、
0.018−λ/2D<|N1−N2|<0.06+λ/2D・・・・・(2)
上記の(2)に示す式を満たすものである請求項1に記載の光学素子。 - 前記吸収材料部及び前記透明材料部は、光重合性有機材料または熱重合性有機材料により形成されている請求項1又は2に記載の光学素子。
- 請求項1から3のいずれかに記載の光学素子と、
撮像素子と、
レンズと、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像装置は、携帯可能な通信機能を有する電子機器に搭載されるものである請求項4に記載の撮像装置。
- 中心部分に凸部を有する金型に光吸収性樹脂を滴下した後、硬化させることにより凹状の吸収材料部を形成する工程と、
前記吸収材料部における凹状の部分に透明樹脂を滴下した後、硬化させることにより前記吸収材料部の凹状の部分に透明材料部を形成する工程と、
を有し、
前記吸収材料部及び前記透明材料部は、光重合性有機材料または熱重合性有機材料により形成されているものであって、
前記透明材料部の屈折率は、前記吸収材料部の屈折率よりも高いことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記吸収材料部を形成する工程は、
前記光吸収性樹脂を滴下した後、前記光吸収性樹脂の上に透明基板を載置し、
前記透明基板を載置した後、光吸収性樹脂を硬化させる請求項6に記載の光学素子の製造方法。 - 中心部分に凹部を有する金型に透明樹脂を滴下した後、硬化させることにより透明材料部を形成する工程と、
前記透明材料部の上に光吸収性樹脂を滴下した後、硬化させることにより吸収材料部を形成する工程と、
を有し、
前記吸収材料部及び前記透明材料部は、光重合性有機材料または熱重合性有機材料により形成されているものであって、
前記透明材料部の屈折率は、前記吸収材料部の屈折率よりも低いことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記透明材料部を形成する工程は、
前記透明樹脂を滴下した後、前記透明樹脂の上に透明基板を載置し、
前記透明基板を載置した後、透明樹脂を硬化させる請求項8に記載の光学素子の製造方法。
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