Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7693319B2 - Optical filter, optical element and imaging device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7693319B2 - Optical filter, optical element and imaging device - Google Patents

Optical filter, optical element and imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP7693319B2
JP7693319B2 JP2021003913A JP2021003913A JP7693319B2 JP 7693319 B2 JP7693319 B2 JP 7693319B2 JP 2021003913 A JP2021003913 A JP 2021003913A JP 2021003913 A JP2021003913 A JP 2021003913A JP 7693319 B2 JP7693319 B2 JP 7693319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
optical filter
substrate
optical
reflectance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021003913A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021165827A (en
JP2021165827A5 (en
Inventor
和枝 内田
友彦 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to US17/206,486 priority Critical patent/US11960110B2/en
Publication of JP2021165827A publication Critical patent/JP2021165827A/en
Publication of JP2021165827A5 publication Critical patent/JP2021165827A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7693319B2 publication Critical patent/JP7693319B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Blocking Light For Cameras (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

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。 The present invention relates to an optical filter that reflects part of the incident light and transmits the other part.

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。 A so-called half mirror is used as the optical filter described above. Patent Document 1 discloses a photographing device that is provided with a half mirror as a front cover that covers the internal components from the front. The subject can view their own image reflected by the half mirror and check their facial expression and pose while taking the photograph.

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。 Furthermore, half mirrors are also used as covers to cover surveillance cameras so that the presence and orientation of the camera cannot be seen from the outside, and the half mirror cover, which has a curvature, itself functions as a surveillance mirror.

特開2016-38494号公報JP 2016-38494 A

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。 Generally, a half mirror has approximately the same reflectance (transmittance) for light entering from its front side and for light entering from its back side. For this reason, if a half mirror cover for a surveillance camera has a high reflectance for light entering from the subject side, it will also have a high reflectance for light entering from the camera side. For this reason, light that enters the camera from the subject side and is reflected by the camera is reflected by the half mirror cover, and this reflected light enters the camera again, causing ghosts and flares.

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。 The present invention provides an optical filter whose reflectance varies depending on the direction of light incidence.

本発明の一側面としての光学フィルタは、基板の側から順に隣接して配置された、増反射層としての第1の層、光吸収性を有する吸収層、および反射防止層としての第2の層により構成され、第1および第2の層のそれぞれは、波長550nmにおける消衰係数が0.02以下である材料で構成される。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、
R2-R1≧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、本発明の他の一側面を構成する。
The optical filter according to one aspect of the present invention is composed of a first layer as a reflection enhancing layer , an absorption layer having light absorption properties , and a second layer as an anti-reflection layer, which are arranged adjacent to each other in this order from the substrate side, and each of the first and second layers is composed of a material having an extinction coefficient of 0.02 or less at a wavelength of 550 nm. When the reflectance when light having a wavelength of 550 nm is incident from the side opposite to the substrate is R1 [%] and the reflectance when light is incident from the substrate side is R2 [%],
R2-R1≧10
The optical filter is characterized in that it satisfies the following conditions: An optical element having the optical filter, and an imaging device using the optical element also constitute other aspects of the present invention.

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。 The present invention makes it possible to realize an optical filter whose reflectance varies depending on the direction of light incidence, functioning as a reflective film for light incident from one direction and as an anti-reflective film for light incident from the other direction.

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。FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical element provided with an optical filter according to an embodiment of the present invention. 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。3 is a cross-sectional view illustrating the reflection/transmission characteristics of the optical filter. FIG. 上記光学フィルタの反射率特性と透過率特性を示す図。3A and 3B are diagrams showing reflectance and transmittance characteristics of the optical filter. 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。FIG. 1 is a diagram showing the refractive index and extinction coefficient of materials used in the optical filters of Examples 1 to 5. 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。FIG. 13 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filters of Examples 1 to 5. 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。FIG. 13 is a diagram showing the refractive index and extinction coefficient of the absorbing materials K2 and K3 used in the optical filters of Examples 6 to 10. 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。FIG. 13 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filters of Examples 6 to 10. 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。FIG. 13 is a diagram showing the refractive index and extinction coefficient of materials used in the optical filters of Examples 11 to 17. 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。FIG. 13 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filters of Examples 11 to 17. 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。FIG. 2 is a diagram showing the refractive index and extinction coefficient of materials used in the optical filters of Examples 18 to 23. 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。FIG. 23 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filter of Example 18. 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。FIG. 23 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filter of Example 19. 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。FIG. 23 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filter of Example 20. 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。FIG. 23 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filter of Example 21. 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。FIG. 23 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filter of Example 22. 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。FIG. 23 is a graph showing the reflectance and transmittance characteristics of the optical filter of Example 23. 実施例の光学素子を用いた撮像の模式図。1 is a schematic diagram of an image pickup using an optical element according to an embodiment. 実施例のデジタルカメラの模式図。FIG. 1 is a schematic diagram of a digital camera according to an embodiment. 実施例の監視カメラの模式図。FIG. 1 is a schematic diagram of a surveillance camera according to an embodiment.

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。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an optical element 100 according to an embodiment of the present invention. The optical element 100 is composed of a substrate 01 made of a light-transmitting material and an optical filter 10. The optical filter 10 is composed of an anti-reflection layer 02, an absorption layer 03, and a reflective layer (reflective layer or reflection-increasing layer) 04, which are stacked in this order from the substrate 01 side to the air 05 side. The reflective layer 04 is in contact with the air 05 (refractive index 1). The refractive index of the substrate 01 is greater than the refractive index of the air 05.

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。 The anti-reflection layer 02 and the reflection-enhancing layer 04 are each composed of one or more thin layers. The number of layers of the anti-reflection layer 02 and the reflection-enhancing layer 04 can be appropriately selected to adjust the refractive index, expand the band of use, reduce the incidence angle dependency, and reduce the polarization dependency. The absorption layer 03 is composed of one or more layers of a material having light absorption properties.

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。 Figure 2 shows an optical element 100' that does not have the antireflection layer 02 and the reflection-enhancing layer 04 shown in Figure 1. The absorption layer 03 provided on the substrate 01 is in contact with air 05 (refractive index 1).

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。 Figure 3 shows the relationship between the reflectance and the thickness of the absorbing layer 03 in the optical element 100' and the relationship between the transmittance and the thickness of the absorbing layer 03 when the incident light has a wavelength λ of 450, 550, or 650 nm. The absorbing layer 03 has a refractive index n = 2.35 and an extinction coefficient k = 0.05, regardless of the wavelength of the incident light.

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。 As can be seen from the reflectance graph in Figure 3, the reflectance when light is incident from the air 05 side is greater than the reflectance when light is incident from the substrate 01 side, regardless of the film thickness. The reflectance also differs depending on the wavelength of the incident light. On the other hand, as can be seen from the transmittance graph in Figure 3, the transmittance is the same regardless of the direction of light incidence. Furthermore, the transmittance decreases as the film thickness of the absorption layer 03 increases.

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。 From the above, if a material having light absorption properties is used, an optical filter can be produced in which the reflectance differs between when light is incident from the air 05 side and when it is incident from the substrate 01 side. However, in a film configuration such as the optical element 100', the reflectance differs depending on the wavelength of the incident light, and the anti-reflection effect is small. For this reason, in this embodiment, as in the optical element 100 (optical filter 10) shown in FIG. 1, a first layer, the anti-reflection layer 02, is disposed between the absorption layer 03 and the substrate 01, and a second layer, the increased reflection layer 04, is disposed between the absorption layer 03 and the air 05. The anti-reflection layer 02 functions as an anti-reflection film mainly for incident light from the substrate 01 side, and the increased reflection layer 04 functions as a reflection film mainly for incident light from the air 05 side.

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。
The optical filter 10 of this embodiment is used for light with wavelengths of 420 to 680 nm, which is in the visible light region. In the optical filter 10, the reflectance when light with a wavelength of 550 nm is incident from the substrate 01 side (hereinafter referred to as substrate side reflectance) is R2 [%], and the reflectance when light is incident from the opposite side to the substrate 01 (hereinafter referred to as air side reflectance or bonding member side reflectance) is R1 [%]. In this case,
|R1-R2|≧10[%] (1)
It is desirable to satisfy the following relationship. The optical filter 10 of this embodiment differs from a general half mirror in that the reflectance varies depending on the direction of incidence of light. As a result, the optical filter 10 functions as an anti-reflection film for light incident from one side and as a reflective film for light incident from the other side.

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、
It is more preferable that the numerical range of formula (1) is set in the order of formula (1)' to formula (1)" below.
80≧|R1-R2|≧15 [%] (1)'
60≧|R1-R2|≧18[%] (1)″
The optical filter 10 includes an anti-reflection layer 02 as a first layer, an absorbing layer 03, and a reflective layer 04 as a second layer, which are stacked in this order from the substrate 01 side. When the absorbing layer 03 is composed of m (plural) films, the extinction coefficient of the j-th film from the substrate 01 side among the m films (hereinafter, referred to as the absorbing j film) is kj and the physical film thickness is dj,

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。 It is desirable to satisfy the following condition. kj×dj is a coefficient that determines the transmittance of the absorption layer 03. If the sum of kj×dj is greater than 132, the transmittance becomes extremely small, and the optical element 10 cannot be used as an element that transmits light. On the other hand, if the sum of kj×dj is less than 8, it becomes difficult to increase the difference between the reflectances R1 and R2.

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。
The refractive index nj of the absorbing film j is
1.8≦nj≦4.2 (3)
It is desirable to satisfy the following condition: The refractive index of a dielectric material having an extinction coefficient that can be easily produced by a dry film formation method such as vapor deposition or sputtering falls roughly within this range.

なお、
2.0≦nj≦3.6 (3)′
を満足することがより好ましい。
In addition,
2.0≦nj≦3.6 (3)′
It is more preferable to satisfy the following:

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。
Furthermore, the extinction coefficient kj of the absorbing film j is
0.05≦kj≦4.00 (4)
It is desirable to satisfy the following condition. If the extinction coefficient is less than 0.05, the amount of oxygen introduced into the dry film forming apparatus must be controlled with high precision, and the amount of oxygen also depends on the amount of film forming material attached inside the apparatus, making it difficult to form a film with good reproducibility with an extinction coefficient of less than 0.05. Also, if the extinction coefficient is more than 4.0, the film thickness required to achieve the required characteristics becomes very thin, making film thickness control difficult, which is not preferable.

なお、
0.10≦kj≦3.60 (4)′
を満足することがより好ましい。
In addition,
0.10≦kj≦3.60 (4) '
It is more preferable to satisfy the following:

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。 The material of the substrate 01 is glass, plastic, etc., and is not particularly limited. The shape of the substrate 01 may be a flat plate, a convex shape, a concave shape, etc., or a curved shape other than a spherical shape.

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膜、Nb膜、Ta膜、ITO膜、Cr膜等が挙げられる。 The method for forming the absorbing layer 03 is preferably a dry film formation method such as vapor deposition or sputtering, but may also be a wet film formation method such as plating or spin coating. The material for the absorbing layer 03 may be any material that satisfies the above-mentioned conditions related to the extinction coefficient k (conditional expressions (2) and (4)), and examples of the material include an oxygen-deficient TiO2 film, a Nb2O5 film, a Ta2O5 film, an ITO film, and a Cr film.

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。 As a method for forming the first layer and the second layer, a dry film formation method such as vapor deposition or sputtering is preferable, but a wet film formation method such as plating or spin coating may also be used. The film material constituting the first layer and the second layer is preferably made of a material that does not absorb light. This makes it possible to suppress the light absorption that occurs in the optical filter of this embodiment and achieve a high transmittance. The extinction coefficient at a wavelength of 550 nm of the film material constituting the first layer and the second layer is preferably 0.02 or less, more preferably 0.01 or less, and even more preferably 0.005 or less.

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。
In addition, when the reflectance R1 is greater than the reflectance R2 (R1-R2≧10[%]),
0≦R2/R1≦0.5 (5)
It is desirable to satisfy the following condition. Since the reflectances R1 and R2 have values of 0 or more, they do not fall below the lower limit of formula (5). If the reflectance R1 is so small as to exceed the upper limit of formula (5), it becomes difficult to confirm one's own image using the air-side reflected light of the optical filter 10.

なお、
0≦R2/R1≦0.4 (5)′
を満足することがより好ましい。
In addition,
0≦R2/R1≦0.4 (5) '
It is more preferable to satisfy the following:

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。
On the other hand, when the reflectance R2 is greater than the reflectance R1 (R2-R1≧10[%]),
0≦R1/R2≦0.5 (6)
It is desirable to satisfy the following condition. Since the reflectances R1 and R2 have values equal to or greater than 0, they do not fall below the lower limit of formula (6). If the reflectance R2 is so small as to exceed the upper limit of formula (6), it becomes difficult to confirm the image of the optical filter 10 by using the light reflected on the substrate side.

なお、
0≦R1/R2≦0.4 (6)′
を満足することがより好ましい。
In addition,
0≦R1/R2≦0.4 (6) '
It is more preferable to satisfy the following:

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。
When the difference in refractive index between the outermost layer of the second layer, the reflective layer 04, opposite the absorbing layer 03 and the medium with which the outermost layer is in contact is dn,
dn≦0.50 (7)
If the refractive index difference dn is so large as to exceed the upper limit of the formula (7), it becomes difficult to sufficiently reduce the reflection occurring at the interface by using the interference effect.

なお、
dn≦0.40 (7)′
を満足することがより好ましい。
In addition,
dn≦0.40 (7) ′
It is more preferable to satisfy the following:

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。 The second layer may be tightly bonded to the optical element via a bonding member and disposed at the bonding interface so as not to expose the optical filter to the atmosphere. Compared to when the second layer is in contact with air, the difference in refractive index between the outermost layer on the substrate side of the optical filter and the surface layer opposite the substrate, and the member adjacent to the outermost layer, is smaller, so that a further anti-reflection effect can be obtained.

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。
When the refractive indices of the substrate, the optical element, and the bonding member at a wavelength of 550 nm are n, n, and n, respectively,
|ns-na|≦|ne-na| (8)
By satisfying this condition, the difference in refractive index between the outermost layer of the optical filter and the adjacent member can be reduced, and an even greater anti-reflection effect can be obtained.

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。 Specific examples are given below. However, these are merely examples, and the embodiments of the present invention also include other examples.

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。 Table 1 shows the film configuration of the optical filters of Examples 1 to 5. In each example, the material of the substrate 01 is a glass material S1 that does not absorb light. The material of the anti-reflection layer 02, which is the first layer, is a dielectric material H1. The reflection-enhancing layer 04, which is the second layer, is a multilayer film in which dielectric materials M1, H1, and L1 are stacked in this order from the absorption layer 03 side. The number of layers (2) of the reflection-enhancing layer 04 as a multilayer film is greater than the number of layers (1) of the anti-reflection layer 02. All of the dielectric materials M1, H1, and L1 are materials that do not absorb light. The refractive indices for each wavelength of the glass material S1 and the dielectric materials M1, H1, and L1 are shown in Figure 4 (a).

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。 The material of the absorption layer 03 is an absorption material K1 having light absorption properties. The refractive index and extinction coefficient of the absorption material K1 for each wavelength are shown in Figure 4 (b). The extinction coefficient of the absorption material K1 at λ = 550 nm is 0.34.

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。 Figures 5(a) to (d) show the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filters of Examples 1 to 5. As can be seen from these figures, the difference between the air-side reflectance and substrate-side reflectance at λ = 550 nm of the optical filters of Examples 1 to 5 is 10% or more, satisfying conditional formula (1) (and further (1)').

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。 The film thickness of the absorbing material K1 in Examples 1 to 5 is 50 nm, 100 nm, 150 nm, 200 nm, and 250 nm, respectively, as shown in Table 1, and kj x dj satisfies conditional formula (2).

Figure 0007693319000002
Figure 0007693319000002

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。 Table 2 shows the film configuration of the optical filters of Examples 6 to 10. In these examples, the material of the substrate 01 is glass material S1, as in Examples 1 to 5. The first layer, the antireflection layer 02, is a multilayer film in which dielectric materials H1, M1, and H1 are stacked in this order from the substrate 01 side. The second layer, the enhanced reflection layer 04, is a multilayer film in which dielectric materials M1, H1, M1, H1, and M1 are stacked in this order from the absorption layer 03 side. The number of layers (5) of the enhanced reflection layer 04 as a multilayer film is greater than the number of layers (3) of the antireflection layer 02.

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、吸収材料K3のλ=550nmでの消衰係数は0.26である。 The absorbing layer 03 is a multilayer film in which the absorbing materials K3 and K2 are laminated in this order from the anti-reflection layer 02 side. The refractive indexes and extinction coefficients of the absorbing materials K2 and K3 for each wavelength are shown in Figures 6(a) and 6(b), respectively. The extinction coefficient of the absorbing material K2 at λ = 550 nm is 0.19, and the extinction coefficient of the absorbing material K3 at λ = 550 nm is 0.26.

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。 Figures 7(a) to (d) show the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filters of Examples 6 to 10. As can be seen from these figures, the difference between the air-side reflectance and the substrate-side reflectance at λ = 550 nm of the optical filters of Examples 6 to 10 is 10% or more, satisfying conditional formula (1) (and further (1)').

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。 The film thicknesses of the absorbing materials K2 and K3 in Examples 6 to 10 are 50 nm, 100 nm, 150 nm, 200 nm, and 250 nm, respectively, as shown in Table 2, and kj x dj satisfies conditional formula (2).

Figure 0007693319000003
Figure 0007693319000003

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。 Table 3 shows the film configuration of the optical filters of Examples 11 to 17. In these Examples, the material of the substrate 01 is the glass material S2, which has no light absorption. The first layer, the anti-reflection layer 02, is a multilayer film in which the dielectric materials H2, M2, and H2 are stacked in order from the substrate 01 side. The second layer, the enhanced reflection layer 04, is a multilayer film in which the dielectric materials M2, H2, M2, H2, and M2 are stacked in order from the absorption layer 03 side. The number of layers (5) of the enhanced reflection layer 04 as a multilayer film is greater than the number of layers (3) of the anti-reflection layer 02. Both the dielectric materials M2 and H2 are materials that have no light absorption. The refractive indexes for each wavelength of the glass material S2 and the dielectric materials M2 and H2 are shown in Figure 8 (a).

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。 The material of the absorption layer 03 is an absorption material K4 having light absorption properties. The refractive index and extinction coefficient of the absorption material K4 for each wavelength are shown in Figure 8 (b). The extinction coefficient of the absorption material K4 at λ = 550 nm is 0.20.

図9(a)~()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。 9(a) to ( g ) show the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filters of Examples 11 to 17. As can be seen from these figures, the difference between the air-side reflectance and the substrate-side reflectance at λ=550 nm of the optical filters of Examples 11 to 17 is 10% or more, satisfying conditional formula (1) (and further (1)').

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。 The film thickness of the absorbing material K4 in Examples 11 to 17 is 50 nm, 100 nm, 150 nm, 200 nm, 250 nm, 300 nm, and 600 nm, respectively, as shown in Table 3, and kj x dj satisfies conditional formula (2).

Figure 0007693319000004
Figure 0007693319000004

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。 Table 4 shows the film structure of the optical filter of Example 18. The optical filter of this example is composed of a first layer, a reflection-enhancing layer, an absorption layer, and a second layer, an anti-reflection layer, which are stacked in this order from the substrate side made of glass material S2. The optical filter of this example is characterized in that the reflectance R2 when light is incident from the substrate side is greater than the reflectance R1. The dielectric materials M3, H3, and L3 are all non-light-absorbing materials, and their refractive indices for each wavelength are shown in Figure 10(a).

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。 The material of the absorption layer is the light-absorbing material K5. The refractive index and extinction coefficient of the absorption material K5 for each wavelength are shown in Figure 10 (b). The extinction coefficient of the absorption material K5 at a wavelength of 550 nm is 3.33.

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。 Figure 11 shows the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filter of Example 18. As can be seen from Figure 11, the optical filter of Example 18 satisfies conditional formula (1).

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。 Table 5 shows the film configuration of the optical filter of Example 19. The configuration of the optical filter of this example is the same as that of Example 18.

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。 The material of the absorbing layer is absorbing material K6, which has light absorbing properties. The refractive index and extinction coefficient of absorbing material K6 for each wavelength are shown in Figure 10 (c). The extinction coefficient of absorbing material K6 at a wavelength of 550 nm is 1.24.

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。 Figure 12 shows the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filter of Example 19. As can be seen from Figure 12, the optical filter of Example 19 satisfies conditional formula (1).

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。 Table 6 shows the film configuration of the optical filter of Example 20. The configuration of the optical filter of this example is the same as that of Examples 11 to 17.

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。 The material of the absorption layer is the light-absorbing material K6, which has an extinction coefficient of 1.24 at a wavelength of 550 nm.

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。 Figure 13 shows the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filter of Example 20. As can be seen from Figure 13, the optical filter of Example 20 satisfies conditional formula (1).

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。 Table 7 shows the film configuration of the optical filter of Example 21. The configuration of the optical filter of this example is the same as that of Example 18.

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。 The material of the absorbing layer is composed of absorbing materials K7 and K8 having light absorbing properties. The refractive indexes of the absorbing materials K7 and K8 at each wavelength and the average extinction coefficient of the two layers are shown in Figure 10(d). The average extinction coefficient of the two layers at a wavelength of 550 nm is 0.29.

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。 Figure 14 shows the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filter of Example 21. As can be seen from Figure 14, the optical filter of Example 21 satisfies conditional formula (1).

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。 Table 8 shows the film configuration of the optical filter of Example 22. The configuration of the optical filter of this example is the same as that of Example 18.

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。 The material of the absorbing layer is composed of light-absorbing materials K7 and K8, and the average extinction coefficient of the two layers at a wavelength of 550 nm is 0.29.

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。 Figure 15 shows the air-side reflectance, substrate-side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filter of Example 22. As can be seen from Figure 15, the optical filter of Example 22 satisfies conditional formula (1).

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。 Table 9 shows the film structure of the optical filter of Example 23. The optical filter of this example is composed of a first layer, a reflection-enhancing layer, an absorption layer, a second layer, an anti-reflection layer, a bonding member S3, and an optical element S4, which are stacked in this order from the substrate side made of glass material S2. The optical element S4 is closely bonded to the second layer via the bonding member S3, and is an optical element in which an optical filter is disposed at the bonding interface. The refractive indexes of the glass material S2, the bonding member S3, and the optical element S4 at a wavelength of 550 nm satisfy conditional expression (8). In addition, in order to reduce reflection at the interface between the bonding member S3 and the optical element S4, a layer having an anti-reflection effect may be provided at the interface between the bonding member S3 and the optical element S4.

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。 The material of the absorption layer is the light-absorbing material K6, which has an extinction coefficient of 1.24 at a wavelength of 550 nm.

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。 Figure 16 shows the bonding member side reflectance, substrate side reflectance, and transmittance for each wavelength of the optical filter of Example 23. As can be seen from Figure 16, the optical filter of Example 23 satisfies conditional formula (1).

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。 Various numerical values for each example are summarized in Table 10. The transmittance is the value at a wavelength of 550 nm.

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、必要に応じて図17に示す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図17に示す反射防止膜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。 In Examples 11 to 23, the transmittance has wavelength dispersion dependency. The resulting color balance of the captured image may be corrected by the imaging device shown in FIG. 17 , if necessary. The change in color balance caused by the optical filter 10 may be offset by the transmittance wavelength characteristic of the antireflection film 20 shown in FIG. 17. When the chromaticity coordinates in the CIE1976L*a*b* color space are a* and b*, either the transmitted light of the optical filter 10 or the chromaticity coordinates a* and b* of the antireflection film 20 may be configured to have different signs.

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。 In addition, in Examples 1 to 22, the material of the surface layer on the air side was L1 (refractive index 1.38), M1 (refractive index 1.45), M2 (refractive index 1.47) or L3 (refractive index 1.38), but a layer containing a fluorine-based material may be added to these surfaces. As the fluorine-based material, OF-SR or OF-210 manufactured by Canon Optron Inc. can be used. By adding such a layer, the stain resistance of the lens surface can be improved.

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。 Figure 17 shows an image capture using an optical element 100 having an optical filter 10 according to any one of the above-mentioned Examples 1 to 23. The optical element 100 is disposed between a subject 400 and an imaging optical system 200. An imaging element 300 such as a CCD sensor or a CMOS sensor is disposed on the image plane of the imaging optical system 200.

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。 In the optical element 100, an optical filter 10 is provided on the surface of the substrate 01 facing the subject 400, and an anti-reflection film 20 is provided on the surface facing the imaging optical system 200. The anti-reflection film 20 may be a general anti-reflection film, and there are no limitations on the film configuration or material. In addition, the anti-reflection film 20 may be omitted, and the substrate 01 may be exposed to the atmosphere.

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。 The optical filter 10 functions as a reflective film for the light incident from the subject 400, so the subject 400's figure is reflected on the optical filter 10. Therefore, the subject 400 or a third party can capture an image using the imaging element 300 through the imaging optical system 200 while checking the facial expression, pose, etc. of the subject 400.

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。 Light reflected by the imaging optical system 200 and the imaging element 300 is incident on the anti-reflection coating 20. A portion of the light incident on the anti-reflection coating 20 is transmitted through the anti-reflection coating 20, passes through the substrate 10, and is incident on the optical filter 10. The optical filter 10 functions as an anti-reflection coating for light incident from the opposite side of the subject 400. This reduces unnecessary light that enters from the opposite side of the subject 400, is reflected by the optical filter 10, and returns to the imaging element 300, thereby suppressing the occurrence of ghosts and flares.

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。 In addition, an image display element may be arranged instead of the photographing optical system 200 and the image sensor 300. In this case, it is possible to configure it as a smart mirror that can display text information, photographed images, composite images, etc. superimposed on the image reflected by the optical filter 10 from the subject 400 side. When an image display element is arranged, if the reflectance of the optical filter 10 on the side opposite the subject 400 is high, flare, etc. will occur and it will be difficult to recognize a clear image. In addition, when viewing at an angle without facing the image display element, multiple mirror images will be seen out of alignment due to the reflected light from the optical filter 10. According to the optical filter 10 of the embodiment, the reflected light is suppressed, making it possible to view a clear image.

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。 Depending on the magnitude relationship of the reflectance of the optical filter 10 on the substrate 01 side and the opposite side, the optical filter 10 may be placed on either the subject 400 side or the imaging optical system 200 side of the substrate 01.

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。 The optical filter of the embodiment may be used in a device that recognizes images, etc., by reflected light. Examples of such devices include a head-up display (HUD), a head-mounted display (HMD), and a prompter. By reducing the reflection on the side opposite to the side where the reflected light is viewed, unnecessary light such as flare can be reduced and the visibility of the reflected light can be improved. The optical filter of the embodiment may also be used in an image acquisition device that uses coaxial epi-illumination. In this way, the optical filter of the embodiment can effectively reflect the illumination light while reducing reflection on the image acquisition device side, making it possible to suppress reflections of the image acquisition device and the surrounding environment, and flare due to ambient light.

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。 Figure 18 shows a digital camera 500 as an image capturing device of the embodiment. The digital camera 500 is composed of a lens unit 501 and a camera body unit 502. The lens unit 501 may be configured integrally with the camera body unit 502, or may be detachable (replaceable) from the camera body unit 502.

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。 An optical element 503 in which any one of the optical filters 10 of Examples 1 to 23 is provided on the subject-side surface of a substrate (not shown) is disposed at the end of the lens section 501 on the subject side. This allows the subject to see their own image reflected in front of the lens section 501. Furthermore, unwanted light generated by reflection within the lens section 501 or the camera body section 502 enters the optical filter 503 from the substrate side, and does not return to the lens section 501 or the camera body section 502 due to the optical filter 503's function as an anti-reflection film. This makes it possible to suppress the occurrence of ghosts and flares, i.e., degradation of the captured image.

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。 The shape of the substrate 01 on which the optical filter 10 of Examples 1 to 23 is provided is preferably convex toward the subject side (the entrance side where the reflectance of the optical filter is high) from the viewpoint of allowing the subject to confirm his/her own appearance. This makes the subject's image larger when looking at the optical filter 10 from the subject side, making it easier to confirm facial expression, pose, etc. Furthermore, it is preferable that the substrate 01 has a shape with zero or very small optical power (refractive power). This makes it possible to keep the aberration occurring in the substrate 01 small and suppress the effect on the imaging performance of the lens section 501.

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。 Since it is attached to the subject end of the lens section 501 of the digital camera 500, the diameter of the substrate 01 is preferably 10 mm to 300 mm. In particular, for digital cameras that take portraits, the diameter is preferably 50 to 150 mm, and for video cameras that take moving images, the diameter of the camera lens itself is large, so 100 to 300 mm is preferable. In this case, from the viewpoint of checking facial expressions and the overall appearance of the subject when the distance between the subject and the camera 500 is in the range of 0.5 to 5.0 m, the radius of curvature of the convex surface is preferably between 200 mm and infinity.

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。 In order to suppress aberrations that deteriorate the captured image, it is preferable that the thickness of the substrate 01 is 0.2 mm or more and 8.0 mm or less. In particular, since it is a filter that is attached to the subject end of the lens, it is more preferable that the thickness is 1.5 mm or more and 5.0 mm or less.

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。 Figure 19 shows a surveillance camera 600 as an image capturing device of the embodiment. The surveillance camera 600 is composed of a camera unit 601 including a lens and a cover element 602 as a dome-shaped optical element 100 that covers the camera unit 601.

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。 The optical filter 10 of any of the first to twenty-three embodiments is provided on the outer surface of the dome-shaped substrate of the cover element 602. This increases the reflectivity of the outer surface (optical filter 10) of the cover element 602, and the outside world is reflected on the outer surface of the cover element 602, making it difficult to determine the orientation of the camera unit 601 arranged inside the cover element 602 from the outside. This can reduce the sense of caution and tension of the monitored person, such as a passerby in the outside world.

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。 Furthermore, the optical filter 10 prevents reflection of light incident on the cover element 602 from the camera unit 601, thereby suppressing degradation of the surveillance image caused by ghosts and flares resulting from unwanted light reflected by the cover element 602.

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。 The above-described embodiments are merely representative examples, and various modifications and variations are possible when implementing the present invention.

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
01 substrate 02 first layer 03 absorbing layer 04 second layer 05 air 10 optical filter 100 optical element

Claims (13)

基板上に設けられる光学フィルタであって、
前記基板の側から順に隣接して配置された、増反射層としての第1の層、光吸収性を有する吸収層、および反射防止層としての第2の層により構成され
前記第1および第2の層のそれぞれは、波長550nmにおける消衰係数が0.02以下である材料で構成され、
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[%]、波長550nmの光が前記基板の側から入射したときの反射率をR2[%]とするとき、
R2-R1≧10
なる条件を満足することを特徴とする光学フィルタ。
An optical filter provided on a substrate,
The optical element is configured by a first layer serving as a reflection enhancing layer , an absorption layer having light absorption properties , and a second layer serving as an antireflection layer , which are disposed adjacent to each other in this order from the substrate side,
each of the first and second layers is made of a material having an extinction coefficient of 0.02 or less at a wavelength of 550 nm;
Let R1 [%] be the reflectance when light having a wavelength of 550 nm is incident from the side opposite to the substrate, and R2 [%] be the reflectance when light having a wavelength of 550 nm is incident from the side of the substrate,
R2-R1≧10
An optical filter characterized by satisfying the following conditions.
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。
0≦R1/R2≦0.5
2. The optical filter according to claim 1, which satisfies the following conditions:
前記吸収層を構成する膜の数をm、該膜のうち前記基板の側からj番目の膜の消衰係数をkj、物理膜厚をdj[nm]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または2に記載の光学フィルタ。
When the number of films constituting the absorption layer is m, the extinction coefficient of the j-th film from the substrate side among the films is kj, and the physical film thickness is dj [nm],

3. The optical filter according to claim 1, which satisfies the following conditions:
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に記載の光学フィルタ。
When the refractive index of the j-th film is nj,
1.8≦nj≦4.2
4. The optical filter according to claim 3 , which satisfies the following condition:
0.05≦kj
なる条件を満足することを特徴とする請求項またはに記載の光学フィルタ。
0.05≦kj
5. The optical filter according to claim 3 , which satisfies the following conditions:
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1からのいずれか一項に記載の光学フィルタ。 6. The optical filter according to claim 1, wherein the number of films constituting the first layer is greater than the number of films constituting the second layer. 前記第2の層における前記吸収層から最も離れた膜の屈折率と、前記吸収層とは反対側において該膜に隣接する媒質の屈折率との差を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1からのいずれか一項に記載の光学フィルタ。
When the difference between the refractive index of the film in the second layer that is farthest from the absorbing layer and the refractive index of the medium adjacent to the film on the opposite side to the absorbing layer is dn,
0≦dn≦0.40
7. The optical filter according to claim 1, which satisfies the following condition:
請求項1から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。
An optical filter according to any one of claims 1 to 7 ;
and an optical element comprising the substrate.
前記第2の層に接合される光学要素を有することを特徴とする請求項に記載の光学素子。 9. The optical device of claim 8 , further comprising an optical element bonded to the second layer. 前記第2の層と前記光学要素とは接合部材を介して互いに接合されおり、
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に記載の光学素子。
the second layer and the optical element are bonded to each other via a bonding member,
When the refractive indices of the substrate, the optical element, and the bonding member at a wavelength of 550 nm are n, n, and n, respectively,
|ns-na|≦|ne-na|
10. The optical element according to claim 9 , which satisfies the following condition:
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から1のいずれか一項に記載の光学素子。 11. The optical element according to claim 8 , wherein the thickness of the substrate is 0.2 mm or more and 8.0 mm or less. 前記基板は、前記光学フィルタの側へ向かって凸形状であることを特徴とする請求項から1のいずれか一項に記載の光学素子。 12. The optical element according to claim 8 , wherein the substrate has a convex shape facing the optical filter. 請求項1から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。
An optical filter according to any one of claims 1 to 7 ;
and an image sensor for capturing an image of a subject through the optical filter.
JP2021003913A 2020-04-07 2021-01-14 Optical filter, optical element and imaging device Active JP7693319B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/206,486 US11960110B2 (en) 2020-04-07 2021-03-19 Optical filter having differing reflectance depending on light incident side

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020068782 2020-04-07
JP2020068782 2020-04-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021165827A JP2021165827A (en) 2021-10-14
JP2021165827A5 JP2021165827A5 (en) 2023-12-19
JP7693319B2 true JP7693319B2 (en) 2025-06-17

Family

ID=78022032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021003913A Active JP7693319B2 (en) 2020-04-07 2021-01-14 Optical filter, optical element and imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7693319B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004126264A (en) 2002-10-03 2004-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light absorbing element, aperture stop, and projection display device
JP2007334150A (en) 2006-06-16 2007-12-27 Fujifilm Corp Polarizing film for window and front window for vehicle
JP2009083183A (en) 2007-09-28 2009-04-23 Toppan Printing Co Ltd Optical thin film laminate
US20100289995A1 (en) 2009-05-15 2010-11-18 Smr Patents S.A.R.L. Vehicle Inside Mirror Device for Displaying Image
JP2016038494A (en) 2014-08-08 2016-03-22 カシオ計算機株式会社 Imaging device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0197313U (en) * 1987-12-18 1989-06-28
JPH07186831A (en) * 1993-12-28 1995-07-25 Mitsubishi Electric Corp Rear side monitoring device for automobile
JPH0971440A (en) * 1995-09-08 1997-03-18 Central Glass Co Ltd Glass plate with improved functionality

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004126264A (en) 2002-10-03 2004-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light absorbing element, aperture stop, and projection display device
JP2007334150A (en) 2006-06-16 2007-12-27 Fujifilm Corp Polarizing film for window and front window for vehicle
JP2009083183A (en) 2007-09-28 2009-04-23 Toppan Printing Co Ltd Optical thin film laminate
US20100289995A1 (en) 2009-05-15 2010-11-18 Smr Patents S.A.R.L. Vehicle Inside Mirror Device for Displaying Image
JP2016038494A (en) 2014-08-08 2016-03-22 カシオ計算機株式会社 Imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021165827A (en) 2021-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI789043B (en) camera structure
CN103261927B (en) Optical filter module and optical filter system
KR102104081B1 (en) Camera structure, information and communication equipment
KR20210035516A (en) Folded camera module and mobile device having the same
JP4079551B2 (en) Imaging apparatus and imaging optical system
JP4855042B2 (en) Photography optical system, photography lens unit and camera
CN101872034A (en) camera unit
JP2008058438A (en) Optical filter
JP2006220873A (en) Optical filter and imaging device
US8953092B2 (en) Optical function device and image-capturing device
JP2007206172A (en) Imaging system optical element
CN110806612A (en) Optical filter and image sensor with same
JP7693319B2 (en) Optical filter, optical element and imaging device
US20240111138A1 (en) Catadioptric optical membrane, imaging optical lens assembly, imaging apparatus and electronic device
JP5287362B2 (en) Optical filter and imaging system
JP7526565B2 (en) Lens system
US11960110B2 (en) Optical filter having differing reflectance depending on light incident side
TWI360671B (en) Infrared filter and lens module using the same
CN215180979U (en) Infrared cut-off filter with large-angle incident visible light and low reflection
JPH0516003B2 (en)
TWI862459B (en) Catadioptric optical membrane, imaging optical lens assembly, imaging apparatus and electronic device
TWI823325B (en) Optical lens assembly, imaging apparatus and electronic device
JP6268691B2 (en) Beam splitting optical element and digital single lens reflex camera
BR102023019986A2 (en) CATADIOPTRIC OPTICAL MEMBRANE, SET OF OPTICAL IMAGING LENSES, IMAGING APPARATUS AND ELECTRONIC DEVICE
JP6679963B2 (en) Optical element having half mirror surface and optical device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231211

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231211

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240718

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7693319

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150