(57)【要約】【課題】本発明は、小型化、低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）に起因する不要光の強度を低減し得る撮像光学系ユニット、撮像装置、デジタル機器を提供する。【解決手段】撮像光学系ユニットＳＵａは、撮像光学系ＯＳａとＩＲＣＦＦＴとを備え、撮像光学系ＯＳａは、５度入射光の波長６００〜６５０ｎｍの平均反射率が１．８％以下の反射防止層を少なくとも１面に形成された光学素子を含み、ＩＲＣＦＦＴは、波長６００〜７００ｎｍにおいてα度入射光の反射率が５０％となる波長λ（α、５０；６００〜７００）について｜λ（０、５０；６００〜７００）−λ（３０、５０；６００〜７００）｜≦１５ｎｍであって、波長６００〜６５０ｎｍにおける０度入射光の反射率が３０％、７０％となる各波長の差に対するそれらの反射率差の傾き△Ｒについて０．４％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系と、
前記撮像光学系の像側に配置される赤外線カットフィルタとを備え、
前記撮像光学系は、下記（Ａ１）の条件式を満たす反射防止層を少なくとも１面に形成された光学素子を含み、
前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を満たすこと
を特徴とする撮像光学系ユニット。
ＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）≦１．８％      ・・・（Ａ１）
｜λ（０、５０；６００〜７００）−λ（３０、５０；６００〜７００）｜≦１５ｎｍ      ・・・（Ｂ１）
０．４％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍ      ・・・（Ｂ２）
ただし、
ＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）；５度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの反射防止層の平均反射率
λ（０，５０；６００〜７００）；波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）
λ（３０、５０；６００〜７００）；波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）
△Ｒ；波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が３０％となる波長をλ（０，３０；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７０％となる波長をλ（０，７０；６００〜７００）とした場合に、△Ｒ＝（７０−３０）／（λ（０，７０；６００〜７００）−λ（０，３０；６００〜７００））（％／ｎｍ）で表される波長変化に対する反射率変化の傾き
【請求項２】
前記反射防止層は、下記（Ａ２）の条件式を満たすこと
を特徴とする請求項１に記載の撮像光学系ユニット。
ＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）≦２％      ・・・（Ａ２）
ただし、
ＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）：５度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの反射防止層の平均反射率
【請求項３】
前記反射防止層を持つ光学素子は、可視光に対し透光性を有する平板またはレンズであること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像光学系ユニット。
【請求項４】
前記反射防止層を持つ光学素子は、最も像側に配置されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
【請求項５】
前記反射防止層は、前記光学素子の像側のレンズ面に形成されていること
を特徴とする請求項４に記載の撮像光学系ユニット。
【請求項６】
前記反射防止層を持つ光学素子は、樹脂材料製であること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
【請求項７】
前記反射防止層を持つ光学素子の基板屈折率は、下記（Ａ３）の条件式を満たすこと
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
１．４≦ｎｄ≦１．７      ・・・（Ａ３）
ただし、
ｎｄ：ｄ線の屈折率
【請求項８】
前記反射防止層は、総膜厚が６００ｎｍ以下であって層数が１５層以下である多層膜であること
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニットと、
光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、
前記撮像光学系ユニットの前記撮像光学系が前記所定の面上として前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置と、
前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、
前記撮像装置の前記撮像光学系が、前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能に組み付けられていること
を特徴とするデジタル機器。
【請求項１１】
携帯端末から成ることを特徴とする請求項１０に記載のデジタル機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系および赤外線カットフィルタを備えた撮像光学系ユニットに関する。そして、本発明は、この撮像光学系ユニットを用いた撮像装置およびデジタル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置の高性能化や小型化が伸展し、これに伴って、この撮像装置を備えた携帯電話機や携帯情報端末等のデジタル機器が普及している。このような固体撮像素子は、通常、シリコン半導体によって形成されるため、可視光の波長帯域だけでなく、近赤外線（ＩＲ）の波長帯域まで受光感度を持っている。このため、可視光および近赤外線を含む光がイメージセンサに入射した場合、その近赤外線も画像に取り込まれるため、この得られた画像には近赤外線に起因する疑似色が含まれる等の不具合が生じる。このような不具合を解消するため、撮像光学系と固体撮像素子との間に、前記固体撮像素子の受光感度に対応する赤外線の波長領域をカット（濾波）する赤外線カットフィルタが、一般に、配置される。
【０００３】
この赤外線カットフィルタは、大別すると、赤外線を吸収することによって赤外線をカットする吸収型赤外線カットフィルタと、赤外線を反射することによって赤外線をカットする反射型赤外線カットフィルタとがある。
【０００４】
この吸収型赤外線カットフィルタは、赤外線を吸収する赤外線吸収材を添加した材料から形成される。この赤外線吸収材は、例えば、ＢＡＳＦ製のＬｕｍｏｇｅｎ  ＩＲ７６５およびＬｕｍｏｇｅｎ  ＩＲ７８８、Ｅｘｃｉｔｏｎ製のＡＢＳ６４３、ＡＢＳ６５４、ＡＢＳ６６７、ＡＢＳ６７０Ｔ、ＩＲＡ６９３ＮおよびＩＲＡ７３５、Ｈ．Ｗ．ＳＡＮＤＳ製のＳＤＡ３５９８、ＳＤＡ６０７５、ＳＤＡ８０３０、ＳＤＡ８３０３、ＳＤＡ８４７０、ＳＤＡ３０３９、ＳＤＡ３０４０、ＳＤＡ３９２２およびＳＤＡ７２５７、山田化学工業製のＴＡＰ−１５およびＩＲ−７０６、日本カーリット製のＣＩＲ−１０８０およびＣＩＲ−１０８１、山本化成製のＹＫＲ−３０８０およびＹＫＲ−３０８１、日本触媒製のイーエクスカラーＩＲ−１０、ＩＲ−１２およびＩＲ−１４、三井化学ファイン製のＳＩＲ−１２８、ＳＩＲ−１３０、ＳＩＲ−１５９、ＰＡ−１００１、ＰＡ−１００５等を挙げることができる。
【０００５】
また、前記反射型赤外線カットフィルタは、例えば真空蒸着法およびスパッタリング法等の薄膜形成方法によって、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５等の相対的に高い高屈折率材料から成る層と、ＳｉＯ２およびＭｇＦ２等の相対的に低い低屈折率材料から成る層とを交互に積層した光学薄膜（多層膜）を有している。これによって反射型赤外線カットフィルタは、可視光を透過させ、近赤外光を反射させる分光特性（透過率特性）を持つ。
【０００６】
この赤外線カットフィルタを持つ撮像装置は、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示の撮像装置は、被写体からの光を受光して撮像する撮像素子と、前記撮像素子へ光を導く結像光学系と、前記結像光学系に設けられ、赤外領域の光を遮断するための赤外線カットフィルタと、前記赤外線カットフィルタに設けられ、可視光領域の光に対する反射率が実質的に１％以下である反射防止コートと、を備える。より具体的には、この特許文献１に開示の撮像装置における結像光学系は、物体側から像側へ順に、光学絞り、レンズおよび平行平板状の赤外線カットフィルタを備え、赤外線カットフィルタの像側面上に反射防止コートが形成される。そして、赤外線カットフィルタの像側に撮像素子が配置される。したがって、前記レンズで結像された被写体からの光は、赤外線カットフィルタおよび反射防止コートを介して撮像素子に入射される。このような構成の特許文献１に開示の撮像装置では、前記反射防止コートは、赤外線カットフィルタに入射され赤外線カットフィルタの像側面および物体側面でそれぞれ反射した反射光が撮像素子に入射することを防止している。これによって前記反射防止コートは、前記反射光が撮像素子に入射することによって生じるゴーストの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述の反射型赤外線カットフィルタは、光の干渉を利用しているため、その入射光の入射角と赤外線カット量（赤外線透過量）との関係を表す赤外線カット特性（赤外線透過特性）は、前記入射光の入射角に依存し、前記入射角の変化に対し変化してしまう。その結果、反射型赤外線カットフィルタでは、撮像光学系を介して当該反射型赤外線カットフィルタに入射される入射光の入射角がその中央部と周辺部とで異なる場合に、前記中央部と前記周辺部とで赤外線カット量が異なってしまう。このため、反射型赤外線カットフィルタを介して得られた画像は、中央部が赤くなる色ムラ（カラーシェーディング）が発生してしまう。特に、スマートフォン等の携帯電話機に搭載される撮像装置の撮像光学系は、比較的広い画角で低背であるため、前記周辺部では入射角が３０度程度となってしまい、この問題は、重大である。
【０００９】
一方、上述の吸収型赤外線カットフィルタは、このような赤外線カット特性に入射角の依存性を持たないが、赤外線吸収材の価格が高く、コスト高となってしまう。また、所望の赤外線吸収量を得るために、赤外線吸収材を混入した吸収型赤外線カットフィルタを厚くする必要があり、光学全長の短縮化に不都合でもある。特に、スマートフォン等の携帯電話機に搭載される撮像装置は、その光学全長が数ｍｍであるため、撮像光学系ユニットが少しでも薄くできることが要望されており、この問題は、重大である。
【００１０】
また、反射型赤外線カットフィルタを撮像光学系の像側に配置した場合、撮像光学系から反射型赤外線カットフィルタへ入射する光は、反射型赤外線カットフィルタの反射率特性に応じて反射し、この反射光は、撮像光学系に戻り、主に撮像光学系の最も像側に配置された光学素子によって反射し、再び反射型赤外線カットフィルタへ入射することになる。このような反射型赤外線カットフィルタと撮像光学系との間で反射することによって再度反射型赤外線カットフィルタへ入射する光（「不要光」または「有害光」と呼称することとする）は、いわゆるフレアー（レンズフレアー）を生じさせ、反射型赤外線カットフィルタと撮像光学系との間の反射によって本来入射すべき位置（撮像光学系から反射型赤外線カットフィルタを介して直接撮像素子に到達する光（直達光）における撮像素子の受光面上の位置）とは異なる位置で撮像素子に入射することとなり、画像にゴーストを生じさせる。前記特許文献１に開示の反射防止コートは、赤外線カットフィルタの像側面および物体側面でそれぞれ反射した反射光が撮像素子に入射することを防止するものであり、このような反射型赤外線カットフィルタと撮像光学系との間の反射による反射光を防止するものではない。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する不要光の強度を低減することができる撮像光学系ユニットならびにこの撮像光学系ユニットを用いた撮像装置およびデジタル機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する撮像光学系ユニット、撮像装置およびデジタル機器を提供するものである。
【００１３】
本発明の一態様にかかる撮像光学系ユニットは、被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系と、前記撮像光学系の像側に配置される赤外線カットフィルタとを備え、前記撮像光学系は、下記（Ａ１）の条件式を満たす反射防止層を少なくとも１面に形成された光学素子を含み、前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を満たすことを特徴とする。
ＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）≦１．８％      ・・・（Ａ１）
｜λ（０、５０；６００〜７００）−λ（３０、５０；６００〜７００）｜≦１５ｎｍ      ・・・（Ｂ１）
０．４％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍ      ・・・（Ｂ２）
ただし、ＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）は、５度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの反射防止層の平均反射率であり、λ（０，５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、λ（３０、５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、△Ｒは、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が３０％となる波長をλ（０，３０；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７０％となる波長をλ（０，７０；６００〜７００）とした場合に、△Ｒ＝（７０−３０）／（λ（０，７０；６００〜７００）−λ（０，３０；６００〜７００））（％／ｎｍ）で表される波長変化に対する反射率変化の傾きである。
【００１４】
このような撮像光学系ユニットの赤外線カットフィルタは、条件式（Ｂ１）を満たすので、赤外線カット特性の入射角依存性は、低い。このため、前記撮像光学系ユニットは、低入射角依存性の赤外線カット特性を持つ赤外線カットフィルタを使用することによって、中心部と周辺部とで入射角の差が大きくても、赤外線カット特性が中心部と周辺部とで変化が小さくなり（赤外線カット量が略均一となり）、色ムラを低減することができ、低背化も可能となる。また、条件式（Ｂ２）を満たすので、赤外線カット特性と生産性を両立できる。前記条件式（Ｂ２）の下限を下回ることによって過剰に薄膜を積層する必要がなく赤外線カットフィルタの反りの防止や、歩留まりの低下を防止できる。一方、前記条件式（Ｂ２）の上限を上回ることで不要な赤外線が撮像素子に入射することを防止できる。
【００１５】
ここで、上述のように色ムラを低減することができる一方、赤外線カットフィルタで反射した光が撮像光学系のレンズ面で反射するため、再度、赤外線カットフィルタに戻る不要光の強度が一般的な赤外線カットフィルタの場合よりも強くなってしまう。しかしながら、前記撮像光学系ユニットは、条件式（Ａ１）を満たす反射防止層を少なくとも１面に形成された光学素子を含むので、不要光の強度を低減できる。
【００１６】
したがって、このような撮像光学系ユニットは、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する不要光の強度を低減することができる。
【００１７】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記反射防止層は、下記（Ａ２）の条件式を満たすことを特徴とする。
ＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）≦２％      ・・・（Ａ２）
ただし、ＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）は、５度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの反射防止層の平均反射率である。
【００１８】
このような撮像光学系ユニットは、反射防止層が条件式（Ａ２）を満たすことによって、赤外線カットフィルタで反射され反射防止層に入射した光に対する反射防止層の反射を効果的に低減することができ、赤外線カットフィルタに起因する不要光の発生を反射防止層によって効果的に低減することができる。
【００１９】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記反射防止層を持つ光学素子は、可視光に対し透光性を有する平板またはレンズであることを特徴とする。
【００２０】
この構成よれば、反射防止層を持ち、可視光に対し透光性を有する平板またはレンズを備えた撮像光学系ユニットを提供できる。
【００２１】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記反射防止層を持つ光学素子は、最も像側に配置されていることを特徴とする。
【００２２】
一般に、光の反射は、互いに屈折率の異なるものが接する界面で生じる。このような撮像光学系ユニットは、反射防止層を持つ光学素子が最も像側に配置されているので、赤外線カットフィルタと反射防止層との間における前記界面を少なくすることができ、赤外線カットフィルタに起因する不要光の発生を反射防止層によってより効果的に低減することができる。
【００２３】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記反射防止層は、前記光学素子の像側のレンズ面に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
このような撮像光学系ユニットは、反射防止層が最も像側に配置される光学素子の像側面に形成されているので、赤外線カットフィルタと反射防止層との間における前記界面を最小とすることができ、赤外線カットフィルタに起因する不要光の発生を反射防止層によってさらにより効果的に低減することができる。
【００２５】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系に含まれるレンズは、全て、樹脂材料で形成されていることを特徴とする。
【００２６】
近年では、固体撮像素子は、その全体がさらなる小型化が要請されており、同じ画素数の固体撮像素子であってもその画素ピッチが小さく、その結果、撮像面サイズが小さくなってきている。このような撮像面サイズの小さい固体撮像素子向けの撮像光学系ユニットは、その全系の焦点距離を比較的短くする必要があるため、各レンズの曲率半径や外径がかなり小さくなってしまう。したがって、このような撮像光学系ユニットの撮像光学系は、射出成形により製造される樹脂材料性レンズで全てのレンズを構成することによって、手間のかかる研磨加工によって製造されるガラスレンズと比較すれば、曲率半径や外径の小さなレンズであっても安価に大量に生産することが可能となる。また、樹脂材料製レンズは、プレス温度を低くすることができることから、成形金型の損耗を抑えることができ、その結果、成形金型の交換回数やメンテナンス回数が減少し、コストの低減を図ることができる。
【００２７】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記反射防止層を持つ光学素子の基板屈折率は、下記（Ａ３）の条件式を満たすことを特徴とする。
１．４≦ｎｄ≦１．７      ・・・（Ａ３）
ただし、ｎｄは、ｄ線の屈折率である。
【００２８】
このような撮像光学系ユニットは、前記反射防止層を持つ光学素子の基板屈折率が条件式（Ａ３）を満たすことによって、反射防止層を少ない膜構成で形成することができる。このため、このような撮像光学系ユニットは、より容易に反射防止層を形成することができ、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記反射防止層は、総膜厚が６００ｎｍ以下であって層数が１５層以下である多層膜であることを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、総膜厚が６００ｎｍ以下であって層数が１５層以下である多層膜の反射防止層を持つレンズを備えた撮像光学系ユニットを提供できる。
【００３１】
また、本発明の他の一態様にかかる撮像装置は、これら上述のいずれかの撮像光学系ユニットと、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記撮像光学系ユニットの前記撮像光学系が前記所定の面上として前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする。
【００３２】
このような撮像装置は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する不要光の強度を低減することができる撮像光学系ユニットを用いるので、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。すなわち、小型、低コストおよび色ムラの低減した高画質な撮像装置が提供される。
【００３３】
また、本発明の他の一態様にかかるデジタル機器は、上述の撮像装置と、前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、前記撮像装置の前記撮像光学系が、前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする。そして、好ましくは、デジタル機器は、携帯端末から成る。
【００３４】
このようなデジタル機器や携帯端末は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する不要光の強度を低減することができる撮像光学系ユニットを用いるので、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。すなわち、小型、低コストおよび色ムラの低減した高画質なデジタル機器や携帯端末が提供される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明にかかる撮像光学系ユニットは、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する不要光の強度を低減することができる。そして、本発明にかかる撮像装置およびデジタル機器は、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態における撮像光学系ユニットの説明のための、その構成を模式的に示した光学素子の断面図である。
【図２】実施形態の撮像光学系ユニットにおける赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した図である。
【図３】第１実施形態の撮像光学系における最も像側の光学素子および赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した一部断面図である。
【図４】第１実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。
【図５】比較例の撮像光学系における最も像側の光学素子および赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した一部断面図である。
【図６】比較例の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。
【図７】第１実施形態および比較例における各赤外線カットフィルタの特性を示す図である。
【図８】第２実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。
【図９】第３実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。
【図１０】第４実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。
【図１１】第５実施形態の撮像光学系における最も像側の光学素子および赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した一部断面図である。
【図１２】第５実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。
【図１３】第６実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。
【図１４】第７実施形態におけるカメラ付携帯電話機（デジタル機器の一例）の外観構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、実施形態における撮像光学系ユニットの説明のための、その構成を模式的に示した光学素子の断面図である。図２は、実施形態の撮像光学系ユニットにおける赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した図である。
【００３９】
図１において、この撮像光学系ユニットＳＵａは、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子ＩＳの受光面上に、物体（被写体）の光学像を結像させて形成するものであって、被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系ＯＳａと、撮像光学系ＯＳａの像側に配置される赤外線カットフィルタＦＴとを備える。
【００４０】
撮像光学系ＯＳａは、物体側より像側へ順に、１または複数のレンズＬａ１〜Ｌａｎから構成されて成る光学系である（ｎは１以上の整数）。撮像光学系ＯＳａは、例えば、諸収差を補正した所望の光学特性を実現するために、３枚から７枚程度のレンズを含む。容易に収差を補正することができることから、レンズ枚数は、多いほどよい。撮像光学系ＯＳａに含まれるレンズＬａ１は、ガラス材料の硝材から形成されたガラス製レンズであってよいが、本実施形態では、全て、樹脂材料で形成された樹脂材料製レンズである。この樹脂材料製レンズの樹脂材料は、熱可塑性樹脂およびエネルギー硬化性樹脂（例えば熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂等）等であり、例えばプラスチック、より具体的にはアクリル樹脂（屈折率１．４９）、シクロオレフィン樹脂（屈折率１．５４）、ポリカーボネート樹脂（屈折率１．５９）およびフルオレンポリエステル樹脂（屈折率１．６１）等である。
【００４１】
そして、この撮像光学系ＯＳａは、５度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの反射防止層の平均反射率をＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）とする場合に、下記（Ａ１）の条件式を満たす反射防止層ＡＲａを少なくとも１面に形成された光学素子Ｌａを含む。
ＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）≦１．８％      ・・・（Ａ１）
【００４２】
そして、この反射防止層ＡＲａは、５度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの反射防止層の平均反射率をＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）とする場合に、下記（Ａ２）の条件式を満たす。
ＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）≦２％      ・・・（Ａ２）
【００４３】
このような反射防止層ＡＲａを少なくとも１面に形成された光学素子Ｌａは、可視光に対し透光性を有する平行平板またはレンズである。図１に示す例では、前記光学素子Ｌａは、互いに対向する両面が平行な平面である平行平板である。なお、この平行平板は、光軸から有効領域の端に向かうに従って屈折率を変化させることによって、所定の屈折力を有してもよい。なお、このような反射防止層ＡＲを少なくとも１面に形成された光学素子Ｌａがレンズである場合は、後述の第５実施形態で詳述される。
【００４４】
また、このような反射防止層ＡＲａを少なくとも１面に形成された光学素子Ｌａは、撮像光学系ＯＳａのいずれの光学素子Ｌａであってもよいが、本実施形態では、図１に示すように、最も像側に配置されている。そして、反射防止層ＡＲａは、この最も像側に配置された光学素子Ｌａｎにおける物体側面に、あるいは、物体側面および像側面の両面に形成されてよいが、図１に示す例では、像側面に形成されている。
【００４５】
また、この反射防止層ＡＲａは、例えば、反射を防止する波長帯の光に応じた大きさの微細な凹凸構造を有する粗面であってよく、また例えば、ｄ線に対する所定の屈折率を持つ単層であってよく、また例えば、相対的に屈折率の低い低屈折率層と相対的に屈折率の高い高屈折率層との組を１または複数積層した多層膜であってよい（前記高屈折率層の屈折率は、前記低屈折率層の屈折率より高い。低屈折率層の屈折率＜高屈折率層の屈折率）。
【００４６】
ならびに、光学素子Ｌａの基板屈折率は、ｄ線の屈折率をｎｄとする場合に、下記（Ａ３）の条件式を満たす。
１．４≦ｎｄ≦１．７      ・・・（Ａ３）
【００４７】
より具体的には、第１実施形態の反射防止層ＡＲａは、表１に示すように、屈折率１．４１であって厚さ１０３ｎｍ（設計値）、基板屈折率１．５５である。このような単層の反射防止層ＡＲａは、例えば、ＳｉＯ２やＭｇＦ２等で形成される。一般に、薄膜設計は、自動設計によって実行することができ、上述の反射防止層ＡＲａも、上記（Ａ１）の条件式を目標条件として、自動設計することによって、設計される。
【００４８】
【表１】
2014174325.tif 000003
【００４９】
なお、上述の観点から、条件式（Ａ３）は、好ましくは、下記条件式（Ａ３ａ）である。
１．４５≦ｎｄ≦１．６      ・・・（Ａ３ａ）
【００５０】
また、反射防止層ＡＲａが多層膜である場合には、好ましくは、反射防止層ＡＲａは、総膜厚が６００ｎｍ以下であって層数が１５層以下である多層膜である。このような多層膜の反射防止層ＡＲは、後述の第２ないし第５実施形態で詳述される。
【００５１】
赤外線カットフィルタＦＴは、反射型赤外線カットフィルタであり、例えば、図２に示すように、基板１１上に形成された多層膜１２を備える。基板１１は、多層膜１２を支持する支持体であり、多層膜１２だけで充分な機械強度を有している場合には、省略されてよい。基板１１は、本実施形態では、例えば、透明なガラス材料（例えばＢＫ７）で板状に形成されたガラス基板であるが、透明な樹脂材料で板状に形成された樹脂基板であってもよい。また、基板１１の裏面、多層膜１２の反対側に、別途の多層膜が形成されてもよい。基板１１の両面に多層膜を形成することによって、両面の多層膜の内部応力がバランスすることができ、基板１１の反りを低減させることができる。多層膜１２は、相対的に屈折率の高い高屈折率層１２１と、相対的に屈折率の低い低屈折率層１２２とを交互に積層した光学薄膜である。すなわち、高屈折率層１２１の屈折率は、低屈折率層１２２の屈折率より高い。なお、多層膜１２は、図２に示す例では、最も基板側の層を高屈折率層１２１としているが、この最も基板側の層を低屈折率層１２２としてもよい。
【００５２】
この高屈折率層１２１は、多層膜１２を形成する複数の材料の屈折率の平均値以上の屈折率を有しており、低屈折率層１２２は、上記平均値未満の屈折率を有している。なお、屈折率の異なる複数の低屈折率材料が並んで（連続して）積層されている場合、光学的には１つの低屈折率層が存在することと等価である。同様に、屈折率の異なる複数の高屈折率材料が並んで（連続して）積層されている場合、光学的には１つの高屈折率層が存在することと等価である。
【００５３】
ここで、この赤外線カットフィルタＦＴの多層膜１２は、下記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を満たすように、形成されている。条件式（Ｂ１）は、入射角が及ぼす反射率５０％の波長差を規定する式である。
｜λ（０、５０；６００〜７００）−λ（３０、５０；６００〜７００）｜≦１５ｎｍ      ・・・（Ｂ１）
０．４％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍ      ・・・（Ｂ２）
ただし、λ（０，５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、λ（３０、５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、△Ｒは、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が３０％となる波長をλ（０，３０；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７０％となる波長をλ（０，７０；６００〜７００）とした場合に、△Ｒ＝（７０−３０）／（λ（０，７０；６００〜７００）−λ（０，３０；６００〜７００））（％／ｎｍ）で表される波長変化に対する反射率変化の傾きである。すなわち、傾き△Ｒは、０度入射で入射した入射光の反射率において、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間における反射率が３０％の波長と、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間における反射率が７０％の波長との間における反射率の傾きである。
【００５４】
一般に、薄膜設計は、上述したように、自動設計によって実行することができ、上述の多層膜１２も、上記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を目標条件として、自動設計することによって、設計される。このような自動設計によれば、多層膜１２は、互いに隣り合う高屈折率層１２１の光学膜厚ＳＨと低屈折率層１２２の光学膜厚ＳＬとの比（ＳＨ／ＳＬ）が３以上であるカットオフ調整対を少なくとも４対有し、Δｎ×ｎＨ≧１．５を満足していれば、上記（Ｂ１）および（Ｂ２）の条件式を満たす。ここで、Δｎは、多層膜１２を構成する層の屈折率のうちで最大の屈折率をｎＨとし、最小の屈折率をｎＬとした場合に、ｎＨ−ｎＬの値である。なお、上記のカットオフ調整対は、互いに隣り合う高屈折率層１２１と低屈折率層１２２とのうち、基板１１に近い高屈折率層１２１とその次の（その上に積層される）低屈折率層１２２との対であると定義される。
【００５５】
例えば、高屈折率層１２１は、例えば、屈折率２．４のＴｉ０２を用いることができ、低屈折率層１２２は、例えば、屈折率１．４６のＳｉ０２や屈折率１．６のＡｌ２Ｏ３や屈折率１．７のメルク社製のサブスタンスＭ２（Ａｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３との混合物）等を用いることができる。このような誘電体の材料を用いた多層膜１２の一例を挙げると、例えば、高屈折率層１２１として屈折率２．４のＴｉ０２を用いるとともに、低屈折率層１２２として屈折率１．４６のＳｉ０２を用いた場合、多層膜１２は、ＳＨ／ＳＬが３以上であるカットオフ調整対を１３対備え、Δｎ×ｎＨ≧２．２６である。また例えば、高屈折率層１２１として屈折率２．４のＴｉ０２を用いるとともに、低屈折率層１２２として屈折率１．７のメルク社製のサブスタンスＭ２を用いた場合、多層膜１２１は、ＳＨ／ＳＬが３以上であるカットオフ調整対を１８対備え、Δｎ×ｎＨ≧１．６８である。
【００５６】
そして、この撮像光学系ＯＳａでは、例えば開口絞り等の光学絞りＳＴが、最も物体側に配置されるレンズＬａ１の物体側に配置され、撮像光学系ＯＳａは、前絞り型である。なお、光学絞りＳＴは、所定のレンズ間に配置される中絞り型であってよい。さらに、この撮像光学系ユニットＳＵａの像側、すなわち、赤外線カットフィルタＦＴの像側には、撮像素子ＩＳが配置される。撮像素子ＩＳは、その受光面が撮像光学系ＯＳａの像面と略一致するように配置される（像面＝撮像面）。したがって、撮像光学系ＯＳａの前記所定の面は、本実施形態では、撮像素子ＩＳの受光面である。撮像素子ＩＳは、この撮像光学系ユニットＳＵａの撮像光学系ＯＳａによって結像された被写体の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路（不図示）へ出力する素子である。撮像素子ＩＳは、例えば、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子である。これらによって物体側の被写体の光学像が、撮像光学系ユニットＳＵａによりその光軸ＡＸに沿って所定の倍率で撮像素子ＩＳの受光面まで導かれ、撮像素子ＩＳによって前記被写体の光学像が撮像される。
【００５７】
なお、赤外線カットフィルタＦＴの物体側および像側の少なくとも一方にさらに平行平板状の光学素子が配置されてもよい。この平行平板状の光学素子は、例えば、赤外線カットフィルタを除く各種光学フィルタや、撮像素子ＩＳのカバーガラス（シールガラス）等であってよい。この平行平板状の光学素子は、使用用途、撮像素子ＩＳ、カメラの構成等に応じて、適宜に配置される。
【００５８】
このような第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける赤外線カットフィルタＦＴは、条件式（Ｂ１）を満たすので、赤外線カット特性の入射角依存性は、低い。このため、撮像光学系ユニットＳＵａは、低入射角依存性の赤外線カット特性を持つ赤外線カットフィルタＦＴを使用することによって、中心部と周辺部とで入射角の差が大きくても、赤外線カット特性が中心部と周辺部とで変化が小さくなり（赤外線カット量が略均一となり）、色ムラを低減することができ、低背化も可能となる。
【００５９】
ここで、上述のように色ムラを低減することができる一方、赤外線カットフィルタＦＴで反射した光が撮像光学系ＯＳａのレンズ面で反射するため、再度、赤外線カットフィルタに戻る不要光（有害光）の強度が一般的な赤外線カットフィルタの場合よりも強くなってしまう。しかしながら、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、条件式（Ｂ１）を満たすので、赤外線カット特性の入射角依存性は、低い。このため、前記撮像光学系ユニットは、低入射角依存性の赤外線カット特性を持つ赤外線カットフィルタを使用することによって、中心部と周辺部とで入射角の隔差が大きくても、赤外線カット特性が中心部と周辺部とで変化が小さくなり（赤外線カット量が略均一となり）、色ムラを低減することができる。また、条件式（Ｂ２）を満たすので、赤外線カット特性と生産性を両立できる。さらに、撮像光学系ＯＳａは、条件式（Ａ１）を満たす反射防止層ＡＲａを少なくとも１面に形成された光学素子Ｌａｎを含むので、不要光の強度を低減できる。
【００６０】
したがって、このような撮像光学系ユニットＳＵａは、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタＦＴに起因する不要光の強度を低減することができる。
【００６１】
なお、上述の観点から、条件式（Ａ１）は、好ましくは、下記条件式（Ａ１ａ）であり、より好ましくは、下記条件式（Ａ１ｂ）である。
ＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）≦１．４％      ・・・（Ａ１ａ）
ＲＣＡＲ（５、６００〜６５０）≦１％      ・・・（Ａ１ｂ）
【００６２】
また、条件式（Ａ２）を満たすので、赤外線カットフィルタＦＴで反射され反射防止層ＡＲａに入射した可視光に対する反射防止層ＡＲａの反射を効果的に低減することができ、赤外線カットフィルタＦＴに起因する不要光の強度をこの反射防止層ＡＲａによって効果的に低減することができる。
【００６３】
なお、上述の観点から、条件式（Ａ２）は、好ましくは、下記条件式（Ａ２ａ）であり、より好ましくは、下記条件式（Ａ２ｂ）である。
ＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）≦１．５％      ・・・（Ａ２ａ）
ＲＣＡＲ（５、４２０〜６００）≦１％      ・・・（Ａ２ｂ）
【００６４】
一般に、光の反射は、互いに屈折率の異なるものが接する界面で生じる。この第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、反射防止層ＡＲａを持つ光学素子Ｌａが最も像側に配置されているので、赤外線カットフィルタＦＴと反射防止層ＡＲａとの間における前記界面を少なくすることができ、赤外線カットフィルタＦＴに起因する不要光の強度を反射防止層によってより効果的に低減することができる。
【００６５】
また、この第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、反射防止層ＡＲａが最も像側に配置される光学素子Ｌａの像側面に形成されているので、赤外線カットフィルタＦＴと反射防止層ＡＲａとの間における前記界面を最小とすることができ、赤外線カットフィルタＦＴに起因する不要光の強度を反射防止層ＡＲａによってさらにより効果的に低減することができる。
【００６６】
近年では、固体撮像素子は、その全体がさらなる小型化が要請されており、同じ画素数の固体撮像素子であってもその画素ピッチが小さく、その結果、撮像面サイズが小さくなってきている。このような撮像面サイズの小さい固体撮像素子向けの撮像光学系ユニットは、その全系の焦点距離を比較的短くする必要があるため、各レンズの曲率半径や外径がかなり小さくなってしまう。したがって、このような撮像光学系ユニットＳＵａの撮像光学系ＯＳａは、射出成形により製造される樹脂材料性レンズで全てのレンズを構成することによって、手間のかかる研磨加工によって製造されるガラスレンズと比較すれば、曲率半径や外径の小さなレンズであっても安価に大量に生産することが可能となる。また、樹脂材料製レンズは、プレス温度を低くすることができることから、成形金型の損耗を抑えることができ、その結果、成形金型の交換回数やメンテナンス回数が減少し、コストの低減を図ることができる。
【００６７】
また、この第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、反射防止層ＡＲａを単層（一層）で形成することができる。このため、この第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、より容易に反射防止層ＡＲａを形成することができ、コストの低減を図ることができる。
【００６８】
次に、第１実施形態の撮像光学系ユニットの作用効果を比較例と比較しつつ、より詳細に説明する。図３は、第１実施形態の撮像光学系における最も像側の光学素子および赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した一部断面図である。図４は、第１実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。図４（Ａ）は、最も像側に配置される光学素子における像側面の反射率波長特性（反射防止層ＡＲａの反射率波長特性）を示す図である。図４（Ａ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、％単位で表す反射率である。図４（Ａ）には、５度入射光に対する反射率（実線）と３０度入射光に対する反射率（破線）とが示されている。図４（Ｂ）は、５度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図であり、図４（Ｃ）は、３０度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図である。図４（Ｂ）、（Ｃ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、有害光の平均強度である。図４（Ｂ）、（Ｃ）では、第１実施形態の場合が破線で示され、図５および図６に示す比較例の場合が実線で示されている。図５は、比較例の撮像光学系における最も像側の光学素子および赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した一部断面図である。図６は、比較例の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。図６（Ａ）は、最も像側に配置される光学素子における像側面の反射率波長特性を示す図である。図６（Ａ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、％単位で表す反射率である。図６（Ａ）には、５度入射光に対する反射率（実線）と３０度入射光に対する反射率（破線）とが示されている。図６（Ｂ）は、５度入射および３０度入射の各入射光に対する各有害光の波長特性を示す図である。図６（Ｂ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、有害光の平均強度である。実線は、５度入射の場合であり、破線は、３０度入射の場合である。図７は、第１実施形態および比較例における各赤外線カットフィルタの特性を示す図である。図７（Ａ）は、反射率波長特性を示し、図７（Ｂ）は、透過率波長特性を示す。図７（Ａ）（Ｂ）の各横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、図７（Ａ）の縦軸は、％単位で表す反射率であり、図７（Ｂ）の縦軸は、％単位で表す透過率である。実線は、赤外線吸収材入りの基板の面に反射型赤外線カットフィルタを形成したハイブリッド型の赤外線カットフィルタの場合であり、破線は、第１実施形態の吸収型赤外線カットフィルタにおける５度入射の場合であり、一点鎖線は、第１実施形態の反射型赤外線カットフィルタにおける３０度入射の場合である。
【００６９】
まず、比較例の撮像光学系ユニットについて、説明する。この比較例の撮像光学系ユニットＳＵｒｅｆは、反射防止層ＡＲを備えない点で第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａと異なるが、他は、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａと同様である。すなわち、この比較例の撮像光学系ユニットＳＵｒｅｆは、図５に示すように、１または複数のレンズＬｒｅｆ１〜Ｌｒｅｆｎから構成されて成る撮像光学系ＯＳｒｅｆと、撮像光学系ＯＳｒｅｆの像側に配置される赤外線カットフィルタＦＴとを備え、この撮像光学系ＯＳｒｅｆは、反射防止層ＡＲを含まない。このため、比較例の撮像光学系ＯＳｒｅｆにおける最も像側に配置される光学素子Ｌｒｅｆｎの像側面は、図６（Ａ）に示すように、波長３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で比較的高い反射率を持つ。５度入射の入射光における反射率は、波長の増大に従って徐々に低下するものの前記波長範囲で約４．５以上であり、３０度入射の入射光における反射率は、同様に波長の増大に従って徐々に低下するものの前記波長範囲で約４．６以上である。
【００７０】
このような比較例の撮像光学系ユニットＳＵｒｅｆでは、図５に示すように、撮像光学系ＯＳｒｅｆで結像される被写体の光学像の光線は、赤外線カットフィルタＦＴへ入射し、前記光線の一部が赤外線カットフィルタＦＴの透過率波長特性に応じて赤外線カットフィルタＦＴを透過しつつ、前記光線の他の一部が赤外線カットフィルタＦＴの反射率波長特性に応じて赤外線カットフィルタＦＴで反射される。この反射光は、撮像光学系ＯＳｒｅｆに戻り、主に撮像光学系ＯＳｒｅｆの最も像側に配置された光学素子Ｌｒｅｆｎによって反射し、再び赤外線カットフィルタＦＴへ入射することになる。
【００７１】
このような赤外線カットフィルタＦＴと撮像光学系ＯＳｒｅｆとの間で反射することによって再度赤外線カットフィルタＦＴへ入射する光（不要光、有害光）は、いわゆるフレアー（レンズフレアー）を生じさせ、赤外線カットフィルタＦＴと撮像光学系ＯＳｒｅｆとの間の反射によって本来入射すべき位置（撮像光学系ＯＳｒｅｆから赤外線カットフィルタＦＴを介して直接撮像素子ＩＳに到達する光（直達光）における撮像素子ＩＳの受光面上の位置）とは異なる位置で撮像素子ＩＳに入射することとなり、画像にゴーストを生じさせる。この有害光は、上述のプロセスによって生じるので、その強度Ｐｈは、前記光線の強度Ｐ０に、赤外線カットフィルタの反射率ＲＩＲ、光学素子Ｌｒｅｆｎにおける像側面の反射率ＲＣおよび赤外線カットフィルタの透過率ＴＩＲを乗じたものとなる（Ｐｈ＝ＲＩＲ×ＲＣ×ＴＩＲ×Ｐ０）。
【００７２】
第１実施形態および比較例における赤外線カットフィルタＦＴの反射率および透過率が、それぞれ、図７（Ａ）および（Ｂ）に示されている。なお、図７（Ａ）および（Ｂ）には、参考に、赤外線吸収材入り基板に反射型赤外線カットフィルタを形成したハイブリッド型の赤外線カットフィルタにおける反射率波長特性および透過率波長特性がそれぞれ示されている。
【００７３】
第１実施形態および比較例における赤外線カットフィルタＦＴの反射率は、図７（Ａ）に示すように、５度入射の入射光の場合、波長約４００ｎｍまで略１００％であり、波長約４００ｎｍで急激に減少し、波長約４２０ｎｍから波長約６００ｎｍまでの間、多少増減を繰り返すものの約１０％以下であり、波長約６００ｎｍから増大し、波長約７００ｎｍ以上で再び１００％となるプロファイルであり、一方、３０度入射の入射光の場合、波長約３８５ｎｍまで略１００％であり、波長約３８５ｎｍで急激に減少し、波長約４２０ｎｍから波長約６００ｎｍまでの間、多少増減を繰り返すものの約１５％以下であり、波長約６００ｎｍから増大し、波長約６７０ｎｍ以上で再び１００％となるプロファイルである。また、反射率と透過率とは、互いに表裏の関係にあり、透過率は、図７（Ｂ）に示すように、この反射率のプロファイルの略逆となる。
【００７４】
このように第１実施形態および比較例における赤外線カットフィルタＦＴの反射率は、波長約４２０ｎｍから波長約６００ｎｍまでの間でも存在するが、約６００ｎｍから増大するから、主に、この約６００ｎｍ以上の光が赤外線カットフィルタＦＴで反射し、撮像光学系ＯＳｒｅｆに戻ることになる。撮像光学系ＯＳｒｅｆの最も像側に配置される光学素子Ｌｒｅｆｎの反射率は、図６（Ａ）に示すように、波長にほとんど依存せず一定であるから、赤外線カットフィルタＦＴで反射して撮像光学系ＯＳｒｅｆの光学素子Ｌｒｅｆｎで反射した有害光は、５度入射の入射光および３０度入射の入射光の場合共に、図６（Ｂ）に示すように、波長約４２０ｎｍ〜波長約６００ｎｍでも強度約０．１〜強度約０．５の間で存在するが、５度入射の入射光の場合、波長約６００ｎｍ〜波長約６８５ｎｍで比較的大きな強度で存在し、３０度入射の入射光の場合、波長約６００ｎｍ〜波長約６６０ｎｍで比較的大きな強度で存在する。強度のピークは、５度入射の入射光の場合で波長約６５０ｎｍであり、３０度入射の入射光の場合で波長約６４５ｎｍである。
【００７５】
このような前記光学素子Ｌｒｅｆｎの反射率と有害光とが表２に纏められている。５度入射の場合、波長４２０ｎｍから波長６００ｎｍまでの光学素子Ｌｒｅｆｎの平均反射率ＲＣ（５、４２０〜６００）は、４．６５であり、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．２０である。５度入射の場合、波長６００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの光学素子Ｌｒｅｆｎの平均反射率ＲＣ（５、６００〜６５０）は、４．５６であり、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．６７である。３０度入射の場合、波長４２０ｎｍから波長６００ｎｍまでの光学素子Ｌｒｅｆｎの平均反射率ＲＣ（３０、４２０〜６００）は、４．８２であり、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．２８である。３０度入射の場合、波長６００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの光学素子Ｌｒｅｆｎの平均反射率ＲＣ（５、６００〜６５０）は、４．５６であり、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．６７である。
【００７６】
【表２】
2014174325.tif 000004
【００７７】
このように比較例の撮像光学系ユニットＳＵｒｅｆは、図７（Ｂ）に三角形で示す部分の波長約６００ｎｍ〜波長約６５０ｎｍの赤外線カットフィルタの反射が有害光の主因となっている。
【００７８】
一方、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、反射防止層ＡＲａを少なくとも１面に形成された光学素子Ｌａを含む。より具体的には、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、図１および図３に示す例では、撮像光学系ＯＳａにおける最も像側に配置される光学素子Ｌａｎの像側面に反射防止層ＡＲａを有している。このため、赤外線カットフィルタＦＴで反射した反射光が撮像光学系ＯＳａに入射したとしても、撮像光学系ＯＳａでの反射が抑制され、再び赤外線カットフィルタＦＴに入射されることが低減される。
【００７９】
しかも、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける反射防止層ＡＲａは、上記条件式（Ａ１）を満たすので、上述の図７（Ａ）に三角形で示す部分の波長約６００ｎｍ〜波長約６５０ｎｍの赤外線カットフィルタによる反射光が効果的に防止され、波長約６００ｎｍ〜波長約６５０ｎｍの可視光に起因する有害光の発生が抑制される。
【００８０】
さらに、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける反射防止層ＡＲａは、上記条件式（Ａ２）も満たすので、波長約４２０ｎｍ〜波長約６００ｎｍの可視光に対する反射も効果的に防止され、波長約４２０ｎｍ〜波長約６００ｎｍの可視光に起因する有害光の発生が抑制される。
【００８１】
より具体的には、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける反射防止層ＡＲａは、上述したように、屈折率１．４１であって厚さ１０３ｎｍ（設計値）である単層（表１）であり、その反射率波長特性は、図４（Ａ）に示すように、波長３５０ｎｍから波長が長くなるに従って反射率が５度入射の場合および３０度入射の場合共に減少し、３０度入射の場合では波長約５２５ｎｍで反射率約１．６の最小となる一方５度入射の場合では波長約５６０ｎｍで反射率約１．５５の最小となり、その後、徐々に大きくなるプロファイルとなっている。
【００８２】
このような図４（Ａ）に示す反射率波長特性を持つ反射防止層ＡＲａを用いた第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａでは、５度入射の場合の有害光は、図４（Ｂ）に破線で示すプロファイルとなり、そして、３０度入射の場合の有害光は、図４（Ｃ）に破線で示すプロファイルとなる。５度入射および３０度入射のいずれの場合も、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、その有害光は、いずれの波長においても比較例よりも低減しており、表３に示すように、上述の比較例に較べて大幅に低減している。すなわち、５度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０８であり、比較例の強度０．２０に較べて約３９．６％となっており（比較例の有害光強度を１とした場合に第１実施形態の有害光強度は、その３９．６％、以下同じ）、約６０．４％改善している。５度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．２４であり、比較例の強度０．６７に較べて約３６．１％となっており、約６３．９％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．１０であり、比較例の平均強度０．２８に較べて約３７．３％となっており、約６２．７％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．３４であり、比較例の平均強度０．８７に較べて約３８．９％となっており、約６１．１％改善している。
【００８３】
なお、上述の場合、反射防止層ＡＲａの反射率は、５度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから波長６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、４２０〜６００）は、１．８１であり、５度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、６００〜６５０）は、１．６３であり、３０度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、４２０〜６００）は、１．７８であり、そして、３０度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、６００〜６５０）は、１．８２である。
【００８４】
【表３】
2014174325.tif 000005
【００８５】
以上のように、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、比較例の撮像光学系ユニットの場合に較べて、大幅に有害光が低減している。このため、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａは、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する有害光の発生を低減することができる。
【００８６】
次に、別の実施形態について説明する。
【００８７】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。図８（Ａ）は、最も像側に配置される光学素子における像側面の反射率波長特性（反射防止層ＡＲｂの反射率波長特性）を示す図である。図８（Ａ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、％単位で表す反射率である。図８（Ａ）には、５度入射光に対する反射率（実線）と３０度入射光に対する反射率（破線）とが示されている。図８（Ｂ）は、５度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図であり、図８（Ｃ）は、３０度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図である。図８（Ｂ）、（Ｃ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、有害光の平均強度である。図８（Ｂ）、（Ｃ）では、第２実施形態の場合が破線で示され、上記比較例の場合が実線で示されている。
【００８８】
第２実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｂは、反射防止層ＡＲｂが異なっている。すなわち、第２実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｂは、撮像光学系ＯＳｂと、赤外線カットフィルタＦＴを備える。第２実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｂにおける赤外線カットフィルタＦＴは、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける赤外線カットフィルタＦＴと同様であり、そして、第２実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｂにおける撮像光学系ＯＳｂは、反射防止層ＡＲａに代え反射防止層ＡＲｂが最も像側に配置される光学素子Ｌｂｎの像側面に形成されている点を除き、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける撮像光学系ＯＳａと同様であるので、それぞれ、その説明を省略する。
【００８９】
この第２実施形態における反射防止層ＡＲｂは、表４に示すように、最も像側に配置される光学素子Ｌｂｎの光学素子本体ＬＭｂ上に積層される屈折率２．０８であって厚さ８ｎｍ（設計値）である第１高屈折率層と、前記第１高屈折率層状に積層される屈折率１．４１であって厚さ１２２ｎｍ（設計値）である第１低屈折率層とを備えており、２層である。第１高屈折率層は、例えば、ＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５等で形成され、第１低屈折率層は、例えば、ＳｉＯ２やＭｇＦ２等で形成される。より具体的には、基板から厚さ方向に順にＡ層およびＢ層が積層された反射防止層ＡＲが／／基板／／Ａ／Ｂで表される場合、反射防止層ＡＲｂは、例えば、／／光学素子（基板）／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２であり、また例えば、反射防止層ＡＲｂは、／／光学素子（基板）／Ｎｂ２Ｏ５／ＭｇＦ２である。
【００９０】
このような反射防止層ＡＲｂは、図８（Ａ）に示す反射率波長特性を示す。すなわち、反射防止層ＡＲｂの反射率波長特性は、波長３５０ｎｍから波長が長くなるに従って反射率が５度入射の場合および３０度入射の場合共に減少し、３０度入射の場合では波長約４９０ｎｍで反射率約０．９の最小となる一方５度入射の場合では波長約５３０ｎｍで反射率約０．９の最小となり、その後、徐々に大きくなるプロファイルとなっている。
【００９１】
このような図８（Ａ）に示す反射率波長特性を持つ反射防止層ＡＲｂを用いた第２実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｂでは、５度入射の場合の有害光は、図８（Ｂ）に破線で示すプロファイルとなり、そして、３０度入射の場合の有害光は、図８（Ｃ）に破線で示すプロファイルとなる。５度入射および３０度入射のいずれの場合も、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、その有害光は、いずれの波長においても比較例よりも低減しており、表５に示すように、上述の比較例に較べて大幅に低減している。すなわち、５度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０５であり、比較例の平均強度０．２０に較べて約２７．２％となっており（比較例の有害光強度を１とした場合に第２実施形態の有害光強度は、その２７．２％、以下同じ）、約７２．８％改善している。５度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．１９であり、比較例の平均強度０．６７に較べて約２７．８％となっており、約７２．２％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０７であり、比較例の平均強度０．２８に較べて約２３．５％となっており、約７６．５％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．２９であり、比較例の平均強度０．８７に較べて約３４．０％となっており、約６６．０％改善している。
【００９２】
なお、上述の場合、反射防止層ＡＲｂの反射率は、５度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、４２０〜６００）は、１．２１であり、５度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、６００〜６５０）は、１．２３であり、３０度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、４２０〜６００）は、１．０９であり、そして、３０度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、６００〜６５０）は、１．５７である。
【００９３】
【表４】
2014174325.tif 000006
【００９４】
【表５】
2014174325.tif 000007
【００９５】
次に、別の実施形態について説明する。
【００９６】
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。図９（Ａ）は、最も像側に配置される光学素子における像側面の反射率波長特性（反射防止層ＡＲｃの反射率波長特性）を示す図である。図９（Ａ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、％単位で表す反射率である。図９（Ａ）には、５度入射光に対する反射率（実線）と３０度入射光（破線）に対する反射率とが示されている。図９（Ｂ）は、５度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図であり、図９（Ｃ）は、３０度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図である。図９（Ｂ）、（Ｃ）のの横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、有害光の平均強度である。図９（Ｂ）、（Ｃ）では、第３実施形態の場合が破線で示され、上記比較例の場合が実線で示されている。
【００９７】
第３実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｃは、反射防止層ＡＲｃが異なっている。すなわち、第３実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｃは、撮像光学系ＯＳｃと、赤外線カットフィルタＦＴを備える。第３実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｃにおける赤外線カットフィルタＦＴは、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける赤外線カットフィルタＦＴと同様であり、そして、第３実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｃにおける撮像光学系ＯＳｃは、反射防止層ＡＲａに代え反射防止層ＡＲｃが最も像側に配置される光学素子Ｌｃｎの像側面に形成されている点を除き、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける撮像光学系ＯＳａと同様であるので、それぞれ、その説明を省略する。
【００９８】
この第３実施形態における反射防止層ＡＲｃは、表６に示すように、最も像側に配置される光学素子Ｌｃｎの光学素子本体ＬＭｃ上に積層される屈折率２．０８であって厚さ１６．０２ｎｍ（設計値）である第１高屈折率層と、前記第１高屈折率層状に積層される屈折率１．４７５であって厚さ３３．０８ｎｍ（設計値）である第１低屈折率層と、前記第１低屈折率層上に積層される屈折率２．０８であって厚さ６７．９５ｎｍ（設計値）である第２高屈折率層と、前記第２高屈折率層状に積層される屈折率１．４７５であって厚さ１２ｎｍ（設計値）である第２低屈折率層と、前記第２低屈折率層上に積層される屈折率２．０８であって厚さ４０．６ｎｍ（設計値）である第３高屈折率層と、前記第３高屈折率層状に積層される屈折率１．３８５であって厚さ１０４．１１ｎｍ（設計値）である第３低屈折率層とを備えており、６層である。第１ないし第３高屈折率層は、例えば、ＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５等で形成され、第１ないし第３低屈折率層は、例えば、ＳｉＯ２やＭｇＦ２等で形成される。一例を挙げると、反射防止層ＡＲｃは、例えば、／／光学素子（基板）／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／ＴｉＯ２／ＭｇＦ２である。
【００９９】
このような反射防止層ＡＲｃは、図９（Ａ）に示す反射率波長特性を示す。すなわち、反射防止層ＡＲｃの反射率波長特性は、波長３５０ｎｍから波長が長くなるに従って反射率が５度入射の場合および３０度入射の場合共に減少し、３０度入射の場合では波長約４１０ｎｍで反射率約０．１の極小となる一方５度入射の場合では波長約４２０ｎｍで反射率約０．２の極小となり、その後、増加に転じ、３０度入射の場合では波長約４４５ｎｍで反射率約０．４の極大となる一方５度入射の場合では波長約４７０ｎｍで反射率約０．５の極大となり、その後、減少に転じ、３０度入射の場合では波長約６４５ｎｍで再び反射率約０．０５の極小となる一方５度入射の場合では波長約６７０ｎｍで再び反射率ほぼ０の極小となり、その後、比較的緩やかに増大するプロファイルとなっている。
【０１００】
このような図９（Ａ）に示す反射率波長特性を持つ反射防止層ＡＲｃを用いた第３実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｃでは、５度入射の場合の有害光は、図９（Ｂ）に破線で示すプロファイルとなり、そして、３０度入射の場合の有害光は、図９（Ｃ）に破線で示すプロファイルとなる。５度入射および３０度入射のいずれの場合も、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、その有害光は、ほぼ０で、いずれの波長においても比較例よりも低減しており、表７に示すように、上述の比較例に較べて大幅に低減している。すなわち、５度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０２であり、比較例の平均強度０．２０に較べて約８．２％となっており（比較例の有害光強度を１とした場合に第３実施形態の有害光強度は、その８．２％、以下同じ）、約９１．８％改善している。５度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．０１であり、比較例の平均強度０．６７に較べて約１．７％となっており、約９８．３％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０２であり、比較例の平均強度０．２８に較べて約５．９％となっており、約９４．１％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．０２であり、比較例の平均強度０．８７に較べて約２．２％となっており、約９７．８％改善している。
【０１０１】
なお、上述の場合、反射防止層ＡＲｃの反射率は、５度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、４２０〜６００）は、０．３９であり、５度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、６００〜６５０）は、０．１であり、３０度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、４２０〜６００）は、０．３であり、そして、３０度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、６００〜６５０）は、０．１１である。
【０１０２】
【表６】
2014174325.tif 000008
【０１０３】
【表７】
2014174325.tif 000009
【０１０４】
次に、別の実施形態について説明する。
【０１０５】
（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。図１０（Ａ）は、最も像側に配置される光学素子における像側面の反射率波長特性（反射防止層ＡＲｄの反射率波長特性）を示す図である。図１０（Ａ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、％単位で表す反射率である。図１０（Ａ）には、５度入射光に対する反射率（実線）と３０度入射光に対する反射率（破線）とが示されている。図１０（Ｂ）は、５度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図であり、図１０（Ｃ）は、３０度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図である。図１０（Ｂ）、（Ｃ）のの横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、有害光の平均強度である。図１０（Ｂ）、（Ｃ）では、第４実施形態の場合が破線で示され、上記比較例の場合が実線で示されている。
【０１０６】
第４実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｄは、反射防止層ＡＲｄが異なっている。すなわち、第４実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｄは、撮像光学系ＯＳｄと、赤外線カットフィルタＦＴを備える。第４実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｄにおける赤外線カットフィルタＦＴは、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける赤外線カットフィルタＦＴと同様であり、そして、第４実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｄにおける撮像光学系ＯＳｄは、反射防止層ＡＲａに代え反射防止層ＡＲｄが最も像側に配置される光学素子Ｌｄｎの像側面に形成されている点を除き、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける撮像光学系ＯＳａと同様であるので、それぞれ、その説明を省略する。
【０１０７】
この第４実施形態における反射防止層ＡＲｄは、表８に示すように、最も像側に配置される光学素子Ｌｄｎの光学素子本体ＬＭｄ上に積層される屈折率１．４７５であって厚さ１８．３１ｎｍ（設計値）である第１低屈折率層と、前記第１低屈折率層状に積層される屈折率２．３１６であって厚さ１０．００ｎｍ（設計値）である第１高屈折率層と、以下、表８に示す低屈折率層と高屈折率層とを順次に積層し、最後に、第７高屈折率層上に積層される屈折率１．３８５であって厚さ１０３．００ｎｍ（設計値）である第８低屈折率層とを備えており、１５層である。第１ないし第７高屈折率層は、例えば、ＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５等で形成され、第１ないし第８低屈折率層は、例えば、ＳｉＯ２やＭｇＦ２等で形成される。一例を挙げると、反射防止層ＡＲｃは、例えば、／／光学素子（基板）／ＳｉＯ２／ＴｉＯ２／・・・／ＴｉＯ２／ＭｇＦ２である。
【０１０８】
このような反射防止層ＡＲｄは、図１０（Ａ）に示す反射率波長特性を示す。すなわち、反射防止層ＡＲｄの反射率波長特性は、波長３５０ｎｍから波長が長くなるに従って反射率が５度入射の場合および３０度入射の場合共に減少し、３０度入射の場合では波長約４００ｎｍで減少率が小さくなって緩やかに減少し波長約４２５ｎｍで反射率約０．１の極小となる一方５度入射の場合では波長約４０５ｎｍで反射率約０．２の極小となり、その後、両場合共に反射率ほぼ０と０．５との間で増加および減少を繰り返すものの総じて減少してほぼ０となり、３０度入射の場合では波長約７００ｎｍから再び増大に転じ、５度入射の場合では波長約７２５ｎｍから再び増大に転じ、比較的緩やかに増大するプロファイルとなっている。なお、増減を繰り返している間、３０度入射の場合では波長約４５０ｎｍおよび波長約５４５ｎｍで極大とり、波長約４８０ｎｍで極小となっており、５度入射の場合では波長約４２０ｎｍ、波長約４７０ｎｍおよび波長約５５５ｎｍで極大とり、波長約４４０ｎｍおよび波長約５１０ｎｍで極小となっている。
【０１０９】
このような図１０（Ａ）に示す反射率波長特性を持つ反射防止層ＡＲｄを用いた第４実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｄでは、５度入射の場合の有害光は、図１０（Ｂ）に破線で示すプロファイルとなり、そして、３０度入射の場合の有害光は、図１０（Ｃ）に破線で示すプロファイルとなる。５度入射および３０度入射のいずれの場合も、図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、その有害光は、ほぼ０で、いずれの波長においても比較例よりも低減しており、表９に示すように、上述の比較例に較べて大幅に低減している。すなわち、５度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０１であり、比較例の平均強度０．２０に較べて約６．３％となっており（比較例の有害光強度を１とした場合に第４実施形態の有害光強度は、その６．３％、以下同じ）、約９３．７％改善している。５度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．０１であり、比較例の平均強度０．６７に較べて約０．８％となっており、約９９．２％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０１であり、比較例の平均強度０．２８に較べて約３．３％となっており、約９６．７％改善している。３０度入射の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．０２であり、比較例の平均強度０．８７に較べて約２．５％となっており、約９７．５％改善している。
【０１１０】
なお、上述の場合、反射防止層ＡＲｄの反射率は、５度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、４２０〜６００）は、０．２９であり、５度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、６００〜６５０）は、０．０５であり、３０度入射で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、４２０〜６００）は、０．１７であり、そして、３０度入射で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、６００〜６５０）は、０．１２である。
【０１１１】
【表８】
2014174325.tif 000010
【０１１２】
【表９】
2014174325.tif 000011
【０１１３】
次に、別の実施形態について説明する。
【０１１４】
（第５実施形態）
図１１は、第５実施形態の撮像光学系における最も像側の光学素子および赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した一部断面図である。図１２は、第５実施形態の撮像光学系ユニットの特性を説明するための図である。図１２（Ａ）は、最も像側に配置される光学素子における像側面の反射率波長特性（反射防止層ＡＲｅの反射率波長特性）を示す図である。図１２（Ａ）の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、％単位で表す反射率である。図１２（Ａ）には、５度入射光に対する反射率（実線）と３７．５度入射光に対する反射率（破線）とが示されている。図１２（Ｂ）は、５度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図であり、図１２（Ｃ）は、３０度入射の入射光に対する有害光の波長特性を示す図である。図１２（Ｂ）、（Ｃ）のの横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、有害光の平均強度である。図１２（Ｂ）、（Ｃ）では、第５実施形態の場合が破線で示され、上記比較例の場合が実線で示されている。
【０１１５】
第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｅは、撮像光学系ＯＳｅにおける最も像側に配置される光学素子Ｌｅｎおよびその像側面に形成される反射防止層ＡＲｅが異なっている。すなわち、第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｅは、撮像光学系ＯＳｅと、赤外線カットフィルタＦＴを備える。第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｅにおける赤外線カットフィルタＦＴは、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける赤外線カットフィルタＦＴと同様であり、そして、第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｅにおける撮像光学系ＯＳｅは、図１１に示すように、最も像側に配置される平行平板の光学素子Ｌａｎに代えレンズの光学素子Ｌｅｎを備えると共に、反射防止層ＡＲａに代え反射防止層ＡＲｅが最も像側に配置されるこのレンズの光学素子Ｌｅｎの像側面に形成されている点を除き、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａにおける撮像光学系ＯＳａと同様であるので、それぞれ、その説明を省略する。
【０１１６】
この第５実施形態における光学素子Ｌｅｎは、正または負の屈折力を有するレンズである。この光学素子Ｌｅｎであるレンズは、片面が球面であってよく(片平レンズ）、また両面が球面であってよく、また少なくとも一方面が非球面であってよい。図１１に示す例では、光学素子Ｌｅｎは、正の屈折力を有し、光軸に沿って前記光軸を含むレンズ断面の輪郭線において前記光軸の交点から有効領域端に向かった場合に少なくとも１箇所の変曲点を有する非球面を持つレンズである。変曲点とは、レンズの有効半径内であって、光軸に沿ったレンズ断面（光軸に沿って光軸を含むレンズ断面）の輪郭線上の個々の点において、前記輪郭線を２階微分した場合に、その符号の正負が逆転する点をいう。有効領域とは、設計上、光学的にレンズとして使用される領域として設定された領域をいう。
【０１１７】
この第５実施形態における反射防止層ＡＲｅは、表１０に示すように、第３実施形態における反射防止層ＡＲｃと同じであり、最も像側に配置される光学素子Ｌｅｎの光学素子本体ＬＭｅ上に積層される。
【０１１８】
このような反射防止層ＡＲｄは、図１２（Ａ）に示す反射率波長特性を示す。すなわち、反射防止層ＡＲｅの反射率波長特性は、波長３５０ｎｍから波長が長くなるに従って反射率が５度入射の場合（近軸の場合）および３０度入射の場合（非球面上における図１１に示す特定の箇所の場合）共に減少し、３０度入射の場合では波長約４００ｎｍで反射率約０．１の極小となる一方５度入射の場合では波長約４２０ｎｍで反射率約０．１の極小となり、その後、増加に転じ、３０度入射の場合では波長約４５０ｎｍから波長約５４０ｎｍまで反射率約０．４５で略一定となる一方５度入射の場合では波長約４７０ｎｍで反射率約０．５５の極大となり、その後、減少に転じ、３０度入射の場合では波長約６２５ｎｍで再び反射率約０．２５の極小となる一方５度入射の場合では波長約６７０ｎｍで再び反射率ほぼ０の極小となり、その後、比較的緩やかに増大するプロファイルとなっている。
【０１１９】
このような図１２（Ａ）に示す反射率波長特性を持つ反射防止層ＡＲｅを用いた第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｅでは、赤外線カットフィルタへ５度入射の場合の有害光は、図１２（Ｂ）に破線で示すプロファイルとなり、そして、赤外線カットフィルタへ３０度入射の場合の有害光は、図１２（Ｃ）に破線で示すプロファイルとなる。５度入射および３０度入射のいずれの場合も、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、その有害光は、ほぼ０で、いずれの波長においても比較例よりも低減しており、表１１に示すように、上述の比較例に較べて大幅に低減している。すなわち、５度入射（近軸）の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０２であり、比較例の平均強度０．２０に較べて約８．２％となっており（比較例の有害光強度を１とした場合に第５実施形態の有害光強度は、その８．２％、以下同じ）、約９１．８％改善している。５度入射（近軸）の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．０１であり、比較例の平均強度０．６７に較べて約１．７％となっており、約９８．３％改善している。３０度入射（図１１に示す前記特定箇所）の入射光に対し、波長４２０ｎｍ〜波長６００ｎｍの有害光は、平均強度０．０２であり、比較例の平均強度０．２８に較べて約７．０％となっており、約９３．０％改善している。３０度入射（図１１に示す前記特定箇所）の入射光に対し、波長６００ｎｍ〜波長６５０ｎｍの有害光は、平均強度０．０２であり、比較例の平均強度０．８７に較べて約４．７％となっており、約９５．３％改善している。
【０１２０】
なお、上述の場合、反射防止層ＡＲｅの反射率は、５度入射（近軸）で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、４２０〜６００）は、０．３９であり、５度入射（近軸）で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（５、６００〜６５０）は、０．１であり、３０度入射（図１１に示す前記特定箇所）で入射した入射光における波長４２０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、４２０〜６００）は、０．３７であり、そして、３０度入射（図１１に示す前記特定箇所）で入射した入射光における波長６００ｎｍから６５０ｎｍまでの平均反射率ＲＣ（３０、６００〜６５０）は、０．２４である。
【０１２１】
【表１０】
2014174325.tif 000012
【０１２２】
【表１１】
2014174325.tif 000013
【０１２３】
以上のように、第２ないし第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｂ〜ＳＵｅは、比較例の撮像光学系ユニットの場合に較べて、第１実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａと同様に、大幅に有害光が低減している。このため、第２ないし第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵｂ〜ＳＵｅは、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する不要光の強度を低減することができる。
【０１２４】
次に、別の実施形態について説明する。
【０１２５】
＜撮像光学系ユニットを組み込んだデジタル機器の説明＞
次に、上述の第１ないし第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａ〜ＳＵｅのいずれかが組み込まれたデジタル機器について説明する。
【０１２６】
図１３は、実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。デジタル機器３は、例えば、図１３に示すように、撮像機能のために、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、制御部３５、記憶部３６およびインタフェース部（Ｉ／Ｆ部）３７を備える。デジタル機器３として、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ（モニタカメラ）、携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯端末、パーソナルコンピュータおよびモバイルコンピュータが挙げられ、これらの周辺機器（例えば、マウス、スキャナおよびプリンタなど）が含まれてもよい。特に、本実施形態の撮像光学系ユニットＳＵ（ＳＵａ〜ＳＵｅ）は、携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯端末に搭載する上で充分にコンパクト化されており、この携帯端末に好適に搭載される。
【０１２７】
撮像部３０は、撮像装置２１の一例であり、撮像レンズとして機能する撮像光学系ユニットＳＵと、撮像素子ＩＳとを備える。撮像光学系ユニットＳＵは、上述したように、第１ないし第５実施形態の撮像光学系ユニットＳＵａ〜ＳＵｅのいずれかであり、撮像光学系ＯＳ（ＯＳａ〜ＯＳｅ）と赤外線カットフィルタＦＴとを備え、そして、本実施形態では、撮像光学系ＯＳには、光軸方向にフォーカスのためのレンズを駆動してフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置等を備えている。被写体からの光線は、撮像光学系ユニットＳＵの撮像光学系ＯＳによって撮像素子ＩＳの受光面上に結像され、被写体の光学像となる。
【０１２８】
撮像素子ＩＳは、上述したように、撮像光学系ユニットＳＵの撮像光学系ＯＳにより結像された被写体の光学像をＲ，Ｇ，Ｂの色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として画像生成部３１に出力する。撮像素子ＩＳは、制御部３５によって静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像、または、撮像素子ＩＳにおける各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。
【０１２９】
画像生成部３１は、撮像素子ＩＳからのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正および色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から画像データを生成する。画像生成部３１で生成された画像データは、画像データバッファ３２に出力される。
【０１３０】
画像データバッファ３２は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部３３によって後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、揮発性の記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成される。
【０１３１】
画像処理部３３は、画像データバッファ３２の画像データに対し、解像度変換等の所定の画像処理を行う回路である。
【０１３２】
また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子ＩＳの受光面上に形成される被写体の光学像における歪みを補正する公知の歪み補正処理等の、撮像光学系ユニットＳＵの撮像光学系ＯＳでは補正しきれなかった収差を補正するように構成されてもよい。歪み補正は、収差によって歪んだ画像を肉眼で見える光景と同様な相似形の略歪みのない自然な画像に補正するものである。このように構成することによって、撮像光学系ＯＳによって撮像素子ＩＳへ導かれた被写体の光学像に歪みが生じていたとしても、略歪みのない自然な画像を生成することが可能となる。また、このような歪みを情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、歪曲収差を除く他の諸収差だけを考慮すればよいので、撮像光学系ＯＳの設計の自由度が増し、設計がより容易となる。また、このような歪みを情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、像面に近いレンズによる収差負担が軽減されるため、射出瞳位置の制御が容易となり、レンズ形状を加工性の良い形状にすることができる。
【０１３３】
また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子ＩＳの受光面上に形成される被写体の光学像における周辺照度落ちを補正する公知の周辺照度落ち補正処理を含んでもよい。デジタル機器３は、このような周辺照度落ち補正処理をさらに備えることによって、より良好な画像を得ることができる。周辺照度落ち補正（シェーディング補正）は、周辺照度落ち補正を行うための補正データを予め記憶しておき、撮影後の画像（画素）に対して補正データを乗算することによって実行される。周辺照度落ちが主に撮像素子ＩＳにおける感度の入射角依存性、レンズの口径食およびコサイン４乗則等によって生じるため、前記補正データは、これら要因によって生じる照度落ちを補正するような所定値に設定される。このように構成することによって、撮像光学系ユニットＳＵの撮像光学系ＯＳによって撮像素子ＩＳへ導かれた被写体の光学像に周辺照度落ちが生じていたとしても、周辺まで充分な照度を持った画像を生成することが可能となる。
【０１３４】
駆動部３４は、制御部３５から出力される制御信号に基づいて図略の前記レンズ駆動装置を動作させることによって、所望のフォーカシングを行わせるように撮像光学系ユニットＳＵの撮像光学系ＯＳにおけるフォーカスのためのレンズを駆動する。
【０１３５】
制御部３５は、例えばマイクロプロセッサおよびその周辺回路などを備えて構成され、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、記憶部３６およびＩ／Ｆ部３７の各部の動作をその機能に従って制御する。すなわち、この制御部３５によって、撮像装置２１は、被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を実行するよう制御される。
【０１３６】
記憶部３６は、被写体の静止画撮影または動画撮影によって生成された画像データを記憶する記憶回路であり、例えば、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や、書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＲＡＭなどを備えて構成される。つまり、記憶部３６は、静止画用および動画用のメモリとしての機能を有する。
【０１３７】
Ｉ／Ｆ部３７は、外部機器と画像データを送受信するインタフェースであり、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などの規格に準拠したインタフェースである。
【０１３８】
このような構成のデジタル機器３の撮像動作に次について説明する。
【０１３９】
静止画を撮影する場合は、制御部３５は、撮像部３０（撮像装置２１）に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、駆動部３４を介して撮像部３０の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、全玉を移動させることによってフォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子ＩＳの受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ（不図示）に表示される。そして、撮影者は、前記ディスプレイを参照することで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することが可能となる。この状態でいわゆるシャッターボタン（不図示）が押されることによって、静止画用のメモリとしての記憶部３６に画像データが格納され、静止画像が得られる。
【０１４０】
また、動画撮影を行う場合は、制御部３５は、撮像部３０に動画の撮影を行わせるように制御する。後は、静止画撮影の場合と同様にして、撮影者は、前記ディスプレイ（不図示）を参照することで、撮像部３０を通して得た被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。前記シャッターボタン（不図示）が押されることによって、動画撮影が開始される。そして、動画撮影時、制御部３５は、撮像部３０に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、駆動部３４を介して撮像部３０の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカシングを行う。これによって、ピントの合った光学像が撮像素子ＩＳの受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ（不図示）に表示される。そして、もう一度前記シャッターボタン（不図示）を押すことで、動画撮影が終了する。撮影された動画像は、動画用のメモリとしての記憶部３６に導かれて格納される。
【０１４１】
このようなデジタル機器３や撮像装置２１（撮像部３０）は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタＦＴに起因する不要光の強度を低減することができる撮像光学系ユニットＳＵを用いるので、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。すなわち、小型、低コストおよび色ムラの低減した高画質なデジタル機器３や撮像装置２１（撮像部３０）が提供される。このため、薄型化が進む携帯電話機、特に、いわゆるスマートフォンに好適である。その一例として、携帯電話機に撮像装置２１を搭載した場合について、以下に説明する。
【０１４２】
図１４は、デジタル機器の一実施形態を示すカメラ付携帯電話機の外観構成図である。図１４（Ａ）は、携帯電話機の操作面を示し、図１４（Ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を示す。
【０１４３】
携帯電話機５は、例えば、図１４に示すように、所定の情報を表示する表示部５１と、所定の指示の入力を受け付ける入力操作部５２と、携帯電話網を用いて通信を行って電話機能を実現する図略の通信部５３と、図１３に示す各部３０〜３７と、これら各部５１〜５３、３０〜３７を収納する薄い板状の筐体ＨＳとを備えている。筐体ＨＳの一方主面（表面）には、表示部５１における長方形の表示面が臨み、表示面の一方端側（下側）には、入力操作部５２が配設されている。表示部５１の表示面には、前記表示面に指先あるいはペンで触れることによって入力を受け付けるタッチパネルが備えられ、入力操作部５２で入力することができない指示の入力が、タッチパネルと表示部５１に表示される情報と合わせることによって実現されている。例えば、表示部５１には、画像撮影モードの起動ボタン、静止画撮影と動画撮影との切り替えを行う画像撮影ボタンおよびシャッターボタン等が表示され、表示されたボタンの位置の表示面を触れることで、当該ボタンが示す指示が携帯電話機５に入力される。なお、前記タッチパネルは、いわゆる静電容量方式等の公知の方式のものであってよい。そして、筐体ＨＳの他方主面（裏面）には、撮像部３０（撮像装置２１）が臨んでいる。
【０１４４】
このような携帯電話機５では、前記画像撮影モードの起動ボタンが操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部３５へ出力され、制御部３５は、画像撮影の機能を起動し、また、前記画像撮影ボタンが操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部３５へ出力され、制御部３５は、静止画撮影モードの起動、実行や、動画撮影モードの起動、実行等の、その操作内容に応じた動作を実行する。そして、前記シャッターボタンが操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部３５へ出力され、制御部３５は、静止画撮影や動画撮影等の、その操作内容に応じた動作を実行する。
【０１４５】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１４６】
ＳＵａ〜ＳＵｅ、ＳＵｒｅｆ  撮像光学系ユニット
ＯＳａ〜ＯＳｅ、ＯＳｒｅｆ  撮像光学系
ＦＴ  赤外線カットフィルタ
ＡＲａ〜ＡＲｅ  反射防止層
Ｌａ〜Ｌｅ、Ｌｒｅｆ  光学素子
ＩＳ  撮像素子
３  デジタル機器
５  携帯電話機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014174325.tif 000023
【図１１】
2014174325.tif 000024
【図１２】
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【図１３】
2014174325.tif 000026
【図１４】
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