(57)【要約】【課題】光線の入射角度の変化に起因する色差を抑えることができる光学部材と、これを有する光学系と光学装置を提供すること。【解決手段】可視光の光線の入射角度が３０度以上で使用される光学部材であって、前記光学部材は、前記可視光の分光特性に２から４の極大値を有し、当該光学部材への光線の入射角度が変化したとき、使用する光源の前記可視光の分光特性とＣＩＥ３刺激値ｘ、ｙ、ｚとの積のピーク波長λｘ、λｙ、λｚ近傍における該光学部材の分光特性の変動幅が２０％以内に形成されていることを特徴とする光学部材。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光の光線の入射角度が３０度以上で使用される光学部材であって、
前記光学部材は、前記可視光の分光特性に２から４の極大値を有し、当該光学部材への光線の入射角度が変化したとき、使用する光源の前記可視光の分光特性とＣＩＥ３刺激値ｘ、ｙ、ｚとの積のピーク波長λｘ、λｙ、λｚ近傍における該光学部材の分光特性の変動幅が２０％以内に形成されていることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記変動幅は、前記ピーク波長λｘ、λｙ、λｚに対して、λｘ±３０ｎｍ、λｙ±３０ｎｍ、λｚ±１５ｎｍの範囲で満足することを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記光学部材は、１０層以下の光学薄膜を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記光学部材は、ミラーを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項５】
前記光学部材は、屈折力を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部材を光路中に有することを特徴とする光学系。
【請求項７】
請求項６に記載の光学系を有することを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材と、これを有する光学系と光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
肉眼で観察する光学系では、観察している物体あるいは得られる画像と対象物との色差が少ないことが重要であるが、光学系内部の光学部品に入射する光線の入射角度が変化することで色差が発生することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２２８０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の光学部品では、入射する光線の入射角度の変化に起因する色差を抑えることまでは対応できていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は、可視光の光線の入射角度が３０度以上で使用される光学部材であって、前記光学部材は、前記可視光の分光特性に２から４の極大値を有し、当該光学部材への光線の入射角度が変化したとき、使用する光源の前記可視光の分光特性とＣＩＥ３刺激値ｘ、ｙ、ｚとの積のピーク波長λｘ、λｙ、λｚ近傍における該光学部材の分光特性の変動幅が２０％以内に形成されていることを特徴とする光学部材を提供する。
【０００５】
また、本発明は、前記光学部材を光路中に有することを特徴とする光学系を提供する。
【０００６】
また、本発明は、前記光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光線の入射角度の変化に起因する色差を抑えることができる光学部材と、これを有する光学系と光学装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態に係る光学部材について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解の容易化のためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。
【０００９】
図１は、Ｄ６５光源特性とＣＩＥ３刺激値とを掛け合わせた刺激値の分光特性を示す。図２は、実施の形態に係る光学部材の分光反射率特性を示す。図３は、実施の形態に係る光学部材への光線入射角度とＣＩＥ色座標値を示す。図４は実施の形態に係る光学部材を有するカメラの概略構成図を示す。
【００１０】
はじめに、肉眼観察における色差の補正方法について簡単に説明する。肉眼における表色系は、ＣＩＥ（国際照明委員会）規格で示されるように、可視光である３８０ｎｍから７８０ｎｍに亘る波長域で、使用する光源の分光特性と３刺激値ｘ、ｙ、ｚと物体の分光特性（分光反射率、分光透過率等）によって色を感じている。また、光源の分光特性と３刺激値ｘ、ｙ、ｚとを掛け合わせた刺激値においてピーク値を示す波長λｘ、λｙ、λｚ近傍の分光特性の変化が小さければ、これ以外の波長の分光特性が大きく変化しても肉眼で見える色は変化していないと感じることが判っている。なお、以後の説明では分光特性として分光反射率を代表に説明するが、分光透過率でも同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００１１】
実施の形態に係る光学部材は、光線の入射角度が３０度以上で使用されるもので、波長３８０ｎｍから波長７８０ｎｍの可視光の分光反射率特性に２から４の極大値を有し、光学部材への光線の入射角度が変化したとき、使用する光源の分光特性とＣＩＥ３刺激値ｘ、ｙ、ｚとの積のピーク波長λｘ、λｙ、λｚ近傍における分光反射率特性の変動幅が２０％以内になるように形成されている。
【００１２】
このように光学部材を形成することで、ピーク値波長λｘ、λｙ、λｚ近傍の分光反射率変化を所定の範囲に抑え、光学部材に入射する光線の入射角度が変化したときに生じる肉眼での色差を感じさせないようにすることを可能にしている。
【００１３】
図１は、Ｄ６５光源特性とＣＩＥ３刺激値とを掛け合わせた刺激値の分光反射率特性を示している。この図より、刺激値がピークとなる波長は、ほぼλｘ＝６００ｎｍ、λｙ＝５５０ｎｍ、λｚ＝４５０ｎｍ、である。これらの波長近傍において、光線の入射角度が変化したとき、光学部材の分光反射率特性の変動幅が所定範囲以内になるように光学薄膜を形成すれば、肉眼で色差を感じさせないようにすることが可能になる。
【００１４】
図２は、上記指針に基づき設計した光学薄膜により形成した、例えばハーフミラーの分光反射率特性を示している。以後、光学部材としてハーフミラーを代表に説明する。
【００１５】
図２から判るように、実施の形態に係るハーフミラーは、可視光の分光反射率特性に２つ（入射角度４５、３５度）あるいは３つ（入射角度５５度）の極大値を有している。図２では、入射角度３５の場合、波長４５０ｎｍのとき反射率７１．６３％、波長５９８ｎｍのとき反射率７１．８１％と２つの極大値を有している。
【００１６】
このように分光反射率特性において、極大値が少ないことは、ハーフミラーに形成した反射防止膜等の光学薄膜の層数が少ないことに相当する。これにより、光学部材の製造工数を削減でき、安価にハーフミラーを製造することができる。
【００１７】
また、図２に示すように、ピーク波長λｘ＝６００±３０ｎｍ、λｙ＝５５０±３０ｎｍ、λｚ＝４５０±１５ｎｍ、および光線の入射角度θiが４５度±１０度において、反射率の変動幅が２０％以内に抑えられている。
【００１８】
例えば、ピーク波長λｘは、波長５７０ｎｍで反射率７０．８６％（θi＝３５°）、７１．９１％（θi＝４５°）、７２．６１％（θi＝５５°）、波長６００ｎｍで反射率７１．８１％（θｉ＝３５°）、７１．５７％（θｉ＝４５°）、６９．９４％（θｉ＝５５°）、波長６３０ｎｍで反射率６９．７６％（θ＝３５°）、６７．１７％（θｉ＝４５°）、６２．４１％（θｉ＝５５°）である。
【００１９】
また、ピーク波長λｙは、波長５２０ｎｍで６７．６０％（θi＝３５°）、６８．２３％（θi＝４５°）、６９．４６％（θi＝５５°）、波長５５０ｎｍで反射率６９．６３％（θｉ＝３５°）、７０．９１％（θｉ＝４５°）、７２．３８％（θｉ＝５５°）、波長５８０ｎｍで反射率７１．４１％（θ＝３５°）、７２．１６％（θｉ＝４５°）、７２．２３％（θｉ＝５５°）である。
【００２０】
また、ピーク波長λｚは、波長４３５ｎｍで６７．８９％（θi＝３５°）、６９．８４％（θi＝４５°）、６９．１２％（θｉ＝５５°）、波長４５０ｎｍで反射率７１．６３％（θｉ＝３５°）、７０．１３％（θｉ＝４５°）、６９．２５％（θｉ＝５５°）、波長４６５ｎｍで反射率７０．４４％（θ＝３５°）、６８．７１％（θｉ＝４５°）、６８．６７％（θｉ＝５５°）である。
【００２１】
図３は、上記ハーフミラーへの光線の入射角度とＣＩＥ色座標Ｘ、Ｙを表にしたものである。各入射角度において、Ｘが約３．１１０付近、Ｙが約３．３２０付近にあり色座標の変動が小さい。この結果、このハーフミラーは、光線の入射角度が変化しても、肉眼では色の変化を感じることがない。
【００２２】
このように、実施の形態に係るハーフミラーでは、Ｄ６５光源特性とＣＩＥ３刺激値ｘ、ｙ、ｚを掛け合わせたときの刺激値のピーク波長λｘ±３０ｎｍ、λｙ±３０ｎｍ、λｚ±１５ｎｍにおける反射率の変動幅を２０％以内に抑えることで、色差を肉眼で感じさせないようにすることを達成している。なお、実施形態の効果を確実にするために、変動幅を１５％以内にすることが好ましい。また、実施形態の効果をさらに確実にするために、変動幅を１２％以内にすることが好ましい。
【００２３】
また、このハーフミラーは、上記特性を１０層膜以下の光学薄膜（ＴｉＯ２／ＳｉＯ２）で達成している。これは、可視光の反射率特性をほぼフラットな特性にするために１２層から１５層以上の光学薄膜を形成する場合に比べて少ない層数で光線の入射角度が変化した際の色差を少なくすることを達成している。
【００２４】
次に、実施の形態に係る光学部材を有するカメラについて図４を参照して説明する。
【００２５】
図４において、カメラ１は、撮影レンズ２を備えたデジタル一眼レフカメラである。カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、実施の形態に係る光学部材であるクイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ６で正立像として観察することができる。
【００２６】
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子７へ到達する。これにより被写体からの光は、撮像素子７によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ１による被写体の撮影を行うことができる。
【００２７】
カメラ１は、実施の形態に係る光学部材のクイックリターンミラー３を有することにより、光線の入射角度が変化しても色差のない高い結像性能を達成することができる。
【００２８】
以上述べたように、実施の形態に係る光学部材は、使用する光源（例えば、Ｄ６５光源）の分光特性とＣＩＥ３刺激値ｘ、ｙ、ｚを掛け合わせた刺激値のピーク波長λｘ、λｙ、λｚ近傍における分光反射率の変動幅を所定値以内にすることで肉眼での色差を少なくすることを達成している。この結果、光学薄膜の層数を従来に比べ少なくすることができ、安価に光学部材を製造することが可能になる。
【００２９】
なお、実施の形態における分光特性は、ハーフミラー、クイックリターンミラー等のミラーに限らず、他の光学部材、例えばレンズ面、あるいはフィルタ面等に適用することも可能である。
【００３０】
また、上記説明では、光源としてＤ６５光源を例に説明したが、他の光源（例えば、標準光源Ａ、補助標準光源Ｃ等）、あるいは実際に使用する光源（例えば、水銀ランプ、キセノンランプ、カメラの補助光源等）でも同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００３１】
また、光学装置としてカメラを示したが、これ以外の光学測定器等にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ｄ６５光源特性とＣＩＥ３刺激値とを掛け合わせ刺激値の分光特性を示す。
【図２】実施の形態に係る光学部材の分光反射率特性を示す。
【図３】実施の形態に係る光学部材への光線入射角度とＣＩＥ色座標Ｘ、Ｙを示す。
【図４】実施の形態に係る光学部材（クイックリターンミラー）を有するカメラの概略構成図を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１      カメラ
２      撮影レンズ
３      クイックリターンミラー
４      焦点板
５      ペンタプリズム
６      接眼レンズ
７      撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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