(57)【要約】【課題】偏光光学素子や光学ローパスフィルタは製造が難しいと共にコストがかかり、尚かつ大面積化するのが難しい。【解決手段】均質な屈折率を持ち、かつ０．２μｍ〜４０μｍの膜厚を持つ高分子フィルムであって、互いの屈折率差が０．０５以上ある２種類以上の高分子フィルムを合計で５００枚〜５００，０００枚積層することにより、偏光光学素子を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
均質な屈折率を持ち、かつ０．２μｍ〜４０μｍの膜厚を持つ高分子フィルムであって、互いの屈折率差が０．０５以上ある２種類以上の高分子フィルムを合計で５００枚〜５００，０００枚積層した多層フィルムであること
を特徴とする、偏光光学素子。
【請求項２】
前記２種類以上の高分子フィルムは、
第一の高分子フィルムと第二の高分子フィルムとを含み、
前記第一の高分子フィルムは、
屈折率が１．５６〜２．５であり、
前記第二の高分子フィルムは、
屈折率が１．３４〜１．５５であること
を特徴とする、請求項１に記載の偏光光学素子。
【請求項３】
前記第一の高分子フィルムは、
ポリエステル、ポリカーボネート、高屈折率系紫外線硬化樹脂の何れかであり、
前記第二の高分子フィルムは、
非晶質ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、フッ素樹脂、低屈折率系紫外線硬化樹脂の何れかであること
を特徴とする、請求項２に記載の偏光光学素子。
【請求項４】
前記偏光光学素子の表面に反射防止膜、帯電防止膜、撥水膜、撥油膜、回折構造の何れかが施されていること
を特徴とする、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の偏光光学素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の偏光光学素子から、該偏光光学素子の光学軸に対して所定の角度をなす方向に平板を切り出すことによって得られた偏光分離素子を有すること
を特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項６】
結像光学系と、
前記結像光学系を通過した１本の光線を複数の光線に所定の分離方向に所定の分離幅で分離する、請求項５に記載の光学ローパスフィルタと、
前記光学ローパスフィルタによる分離後の光線が入射する固体撮像素子と、
を備え、
前記光学ローパスフィルタにより分離された複数の光線は夫々、
前記固体撮像素子上に配置された隣接する異なる画素に入射すること
を特徴とする、撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折を発現させる偏光光学素子、光学ローパスフィルタ及び光学ローパスフィルタを備えた撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
方解石（ＣａＣＯ３）、水晶（ＳｉＯ２）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ルチル（ＴｉＯ２）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の非等方晶系の結晶体へ偏光していない光を入射させると、入射された光は、結晶体の複屈折性により常光線と異常光線とに分離される。このような複屈折性を利用するものとして、偏光光学素子や光学ローパスフィルタが知られている。例えば、光学ローパスフィルタは、デジタルスチルカメラなど、被写体を撮影することが可能な撮影装置に備えられている。光学ローパスフィルタは、結像光学系と固体撮像素子との間に配置されており、結像光学系を介した光を分離することにより、画素ピッチよりも細かい高周波成分を除去する。これにより、モアレや偽信号の発生が抑えられる。この種の光学ローパスフィルタの具体的構成は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
偏光光学素子や光学ローパスフィルタには、特許文献１に記載されたタイプ以外にも様々なタイプが存在する。例えば、特許文献２には、誘電体媒質中に金属を分散させることによって偏光を吸収させる偏光光学素子や、誘電体膜と金属膜とを積層させ金属膜による損失によって偏光を得る偏光光学素子が記載されている。また、特許文献３には、光学異方性高分子材料を斜めに切りだしたタイプの光学ローパスフィルタが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２２８１３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１６９６１号公報
【特許文献３】特開２００４−１３８８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の光学ローパスフィルタは、結晶を大型に成長させることが難しく、また、大面積化させることも難しい。このように、特許文献１に記載の光学ローパスフィルタは製造が難しいため、製造コストが高いという問題を抱えている。また、特許文献２に記載の金属を分散させるタイプの偏光光学素子は、一方の偏光成分を吸収する構成のため、波長依存性が大きい。そのため、所望の波長帯に合わせて製造条件を都度緻密に設定する必要があり、製造が容易ではない。また、特許文献２に記載の誘電体と金属膜とを積層させるタイプの偏光光学素子は、積層可能な膜数が少ないため、大型化が難しい。また、特許文献３に記載の光学ローパスフィルタは、光学的に等方な高分子材料を一軸方向に延伸することで異方性を得る構成であるため、屈折率制御が難しく異方性にばらつきが生じやすいという問題を抱えている。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安価かつ製造が容易で大面積化するのに好適な偏光光学素子、光学ローパスフィルタ及び該光学ローパスフィルタを備えた撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る偏光光学素子は、均質な屈折率を持ち、かつ０．２μｍ〜４０μｍの膜厚を持つ高分子フィルムであって、互いの屈折率差が０．０５以上ある２種類以上の高分子フィルムを合計で５００枚〜５００，０００枚積層した多層フィルムである。
【０００８】
本発明の一形態によれば、高分子フィルムを例えば延伸加工等の特別な加工を施すことなく、単純に積層して多層フィルムとすることにより、屈折率異方性を持つ偏光光学素子が得られる。このように、製造工程が単純であるため、容易に製造することができ、かつ製造コストが抑えられる。また、高分子フィルムの面方向の寸法及び厚み寸法並びに積層数を任意に設定することにより、小型な偏光光学素子から大型な偏光光学素子まで簡単に設計・製造することができる。
【０００９】
２種類以上の高分子フィルムは、例えば第一の高分子フィルムと第二の高分子フィルムとを含む。第一の高分子フィルムは、屈折率が例えば１．５６〜２．５であり、第二の高分子フィルムは、屈折率が例えば１．３４〜１．５５である。
【００１０】
第一の高分子フィルムは、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、高屈折率系紫外線硬化樹脂の何れかである。また、第二の高分子フィルムは、例えば、非晶質ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、フッ素樹脂、低屈折率系紫外線硬化樹脂の何れかである。
【００１１】
偏光光学素子の表面には、反射防止膜、帯電防止膜、撥水膜、撥油膜、回折構造の何れかが施されていてもよい。
【００１２】
また、本発明の一形態に係る光学ローパスフィルタは、上記偏光光学素子からその光学軸に対して所定の角度をなす方向に平板を切り出すことによって得られた偏光分離素子を有する。
【００１３】
また、本発明の一形態に係る撮影装置は、結像光学系と、結像光学系を通過した１本の光線を複数の光線に所定の分離方向に所定の分離幅で分離する上記光学ローパスフィルタと、光学ローパスフィルタによる分離後の光線が入射する固体撮像素子とを備える。本撮影装置において、光学ローパスフィルタにより分離された複数の光線は夫々、固体撮像素子上に配置された隣接する異なる画素に入射する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一形態によれば、安価かつ製造が容易で大面積化するのに好適な偏光光学素子、光学ローパスフィルタ及び該光学ローパスフィルタを備えた撮影装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の偏光光学素子の断面図である。
【図２】偏光分離素子の加工例を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態の偏光分離素子の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の光学ローパスフィルタが搭載される撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の光学ローパスフィルタの構成を示す図である。
【図６】プラズマエッチング処理の前後の偏光分離素子の入射面・射出面の分光反射率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る偏光光学素子、光学ローパスフィルタ及び撮影装置について説明する。
【００１７】
［偏光光学素子３００の構成］
図１は、本実施形態の偏光光学素子３００の断面図である。図１に示されるように、偏光光学素子３００は、第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４とが交互に積層された多層フィルムである。ここで、図１中、第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４とが積層されている方向をＸ軸方向と定義し、Ｘ軸方向と直交しかつ互いに直交する二方向を夫々、Ｙ軸方向（紙面と平行な方向）、Ｚ軸方向（紙面と直交する方向）と定義する。
【００１８】
第一の高分子フィルム３０２は、屈折率等方性（均質な屈折率）を持つ、膜厚が０．２μｍ〜４０μｍの高分子フィルムであり、屈折率が１．５６〜２．５である。第二の高分子フィルム３０４も第一の高分子フィルム３０２と同様に、屈折率等方性（均質な屈折率）を持つ、膜厚が０．２μｍ〜４０μｍの高分子フィルムであり、屈折率が１．３４〜１．５５である。第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４との組合せには条件がある。具体的には、第一の高分子フィルム３０２及び第二の高分子フィルム３０４は、互いの屈折率差が０．０５以上となるように材料が選定されて組み合わせられる。第一の高分子フィルム３０２は、例えばポリエステル、ポリカーボネート又は高屈折率系紫外線硬化樹脂である。第二の高分子フィルム３０４は、例えば非晶質ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、フッ素樹脂又は低屈折率系紫外線硬化樹脂である。第一の高分子フィルム３０２及び第二の高分子フィルム３０４は合計で、５００枚〜５００，０００枚積層されている。各高分子フィルムは、熱圧着や接着等により固着されている。
【００１９】
図１に示されるように、偏光光学素子３００は、屈折率の異なる２種類の誘電体（第一の高分子フィルム３０２、第二の高分子フィルム３０４）がＸ軸方向に０．２μｍ〜４０μｍの間隔で規則的に並ぶ構造性複屈折体となっている。そのため、偏光光学素子３００は、非等方晶系の結晶体による一軸性結晶とみなすことができる。より詳細には、偏光光学素子３００へＸ軸方向に沿って入射された光は、何れの振動方向においても法線速度に差がない。従って、偏光光学素子３００は、Ｘ軸方向と平行な方向に光学軸ｘを持つとみなすことができる。
【００２０】
ここで、Ｚ軸方向に沿って偏光光学素子３００内を伝播する光を考える。この場合、Ｙ軸方向に振動する光が常光線に相当し、Ｘ軸方向に振動する光が異常光線に相当する。第一の高分子フィルム３０２の屈折率、物理膜厚を夫々、ｎＨ、ｄＨと定義し、屈折率ｎＨよりも低い第二の高分子フィルム３０４の屈折率をｎＬと定義し、第二の高分子フィルム３０４の物理膜厚をｄＬと定義した場合に、偏光光学素子３００における常光線の屈折率ｎｏ、異常光線の屈折率ｎＥは夫々、次式により近似的に表される。
ｎｏ＝［ｎＨ−２ｄＨ／（ｄＨ＋ｄＬ）＋ｎＬ−２ｄL／（ｄＨ＋ｄＬ）］−１／２
ｎＥ＝［ｎＨ２ｄＨ／（ｄＨ＋ｄＬ）＋ｎＬ２ｄL／（ｄＨ＋ｄＬ）］１／２
【００２１】
本実施形態によれば、第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４とを例えば延伸加工等の特別な加工を施すことなく、単純に積層して熱圧着や接着等で固着することにより、屈折率異方性を持つ偏光光学素子３００が得られる。このように、製造工程が単純であるため、容易に製造することができ、かつ製造コストが抑えられる。また、第一の高分子フィルム３０２及び第二の高分子フィルム３０４の面方向の寸法及び厚み寸法並びに積層数を任意に設定することにより、小型な偏光光学素子３００から大型な偏光光学素子３００まで簡単に設計・製造することができる。
【００２２】
次に、偏光光学素子３００の具体的設計例を４例（実施例１〜４）説明する。
【００２３】
［実施例１］
次に示される第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４とを５０，０００枚ずつ交互に（合計で１００，０００枚）重ねて、ポリカーボネートフィルムの荷重たわみ温度１６０℃まで加熱し、熱圧着により固着させた。これにより、厚さ４０ｍｍの偏光光学素子３００を得た。実施例１において、常光線の屈折率ｎｏは１．４７２であり、異常光線の屈折率ｎＥは１．４８６である。
（第一の高分子フィルム３０２）
材料  ：ポリカーボネート
屈折率：１．５８５
膜厚  ：０．４μｍ
（第二の高分子フィルム３０４）
材料  ：フッ素樹脂
屈折率：１．３８０
膜厚  ：０．４μｍ
【００２４】
［実施例２］
次に示される第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４とを５０，０００枚ずつ交互に（合計で１００，０００枚）重ねて、非晶質ポリオレフィンフィルムの荷重たわみ温度１４０℃まで加熱し、熱圧着により固着させた。これにより、厚さ４０ｍｍの偏光光学素子３００を得た。実施例２において、常光線の屈折率ｎｏは１．５７１であり、異常光線の屈折率ｎＥは１．５７３である。
（第一の高分子フィルム３０２）
材料  ：ポリエステル
屈折率：１．６０７
膜厚  ：０．４μｍ
（第二の高分子フィルム３０４）
材料  ：非晶質ポリオレフィン
屈折率：１．５３０
膜厚  ：０．４μｍ
【００２５】
［実施例３］
次に示される第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４とを５０，０００枚ずつ交互に（合計で１００，０００枚）重ねて、ポリメチルメタクリレートフィルムの荷重たわみ温度９０℃まで加熱し、熱圧着により固着させた。これにより、厚さ４０ｍｍの偏光光学素子３００を得た。実施例３において、常光線の屈折率ｎｏは１．５４５であり、異常光線の屈折率ｎＥは１．５５０である。
（第一の高分子フィルム３０２）
材料  ：ポリエステル
屈折率：１．６０７
膜厚  ：０．４μｍ
（第二の高分子フィルム３０４）
材料  ：ポリメチルメタクリレート
屈折率：１．４９０
膜厚  ：０．４μｍ
【００２６】
［実施例４］
第一の高分子フィルム３０２をなす紫外線硬化樹脂として東洋インキ株式会社製ハードコート剤「ＬＩＯＤＵＲＡＳ」ＴＹＺシリーズ（屈折率１．６９０）を選択し、第二の高分子フィルム３０４をなす紫外線硬化樹脂として東洋インキ株式会社製ハードコート剤「ＬＩＯＤＵＲＡＳ」ＬＣＨシリーズ（屈折率１．５２０）を選択し、選択された２種類の紫外線硬化樹脂を厚さ２ｍｍのガラス基板（株式会社オハラ製：Ｓ−ＢＳＬ７）にディップコーティング法にて膜厚０．４μｍで交互に５０，０００層（合計で１００，０００層）コートした。ガラス基板の両面に積層された多層膜シートをガラス基板から剥離することにより、厚さ４０ｍｍの偏光光学素子３００を２枚得た。実施例４において、常光線の屈折率ｎｏは１．５９８であり、異常光線の屈折率ｎＥは１．６０７である。なお、各紫外線硬化樹脂のコート条件は、次に示される通りである。
（ＴＹＺシリーズのコート条件）
メチルイソブチルケトンで調整されたコーティング溶液にガラス基板を２０秒浸漬させた後、２４０ｍｍ／分で引き上げて、１００℃で１分乾燥させた後、紫外線照射８５ｍＪ／ｃｍ２を実施。
（ＬＣＨシリーズのコート条件）
メチルイソブチルケトンで調整されたコーティング溶液にガラス基板を２０秒浸漬させた後、２４０ｍｍ／分で引き上げて、８０℃で３０秒乾燥させた後、紫外線照射８５ｍＪ／ｃｍ２を実施。
【００２７】
［偏光分離素子４００の加工例］
次に、偏光光学素子３００を偏光分離素子４００に加工する例を説明する。ここでは、本実施例３の偏光光学素子３００を例に取り、図２を用いて説明する。図２に示されるように、偏光光学素子３００は、入射光Ｌに対して光学軸ｘの角度θが４５°のときに常光線と異常光線との分離幅δが最大となる。そのため、本例では、偏光光学素子３００から、入射光Ｌ（光学軸ｘに対して４５°をなす方向に進む光）に対して垂直な平板を切り出す。別の表現によれば、入射面・射出面がフィルム界面に対して４５°をなすように偏光光学素子３００から平板を切り出す。これにより、分離幅δが大きい偏光分離素子４００（切り出された平板）が得られる。
【００２８】
図３は、偏光分離素子４００の斜視図である。図３に示されるように、偏光分離素子４００は、入射光Ｌが入射する方向（偏光分離素子４００の入射面に対して垂直な方向）に対して光学軸ｘが４５°なすように配置される。このため、入射光Ｌは偏光分離素子４００に入射されると、複屈折により常光線ＬＯと異常光線ＬＥとに分離される。常光線ＬＯと異常光線ＬＥとの分離幅δは、入射光Ｌが入射する方向における偏光分離素子４００の厚みをｔと定義した場合に、次式により表される。
δ=（ｎＥ２−ｎｏ２）×ｔ／（２ｎＥｎｏ）
【００２９】
［撮影装置１の構成］
次に、偏光分離素子４００を撮影装置用の光学ローパスフィルタ５００として使用する例を説明する。図４に、光学ローパスフィルタ５００が搭載される撮影装置１の構成をブロックにて示す。本例の撮影装置１は、デジタル一眼レフカメラ（クイックリターンミラー付）であるが、ミラーレス一眼カメラ、コンパクトデジタルカメラ、カムコーダ、携帯電話端末、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、スマートフォン、フィーチャフォン、携帯ゲーム機など、撮影機能を有する別の形態の撮影装置に置き換えてもよい。
【００３０】
図４に示されるように、撮影装置１は、カメラボディ１０と、カメラボディ１０に対して着脱することにより交換することが可能な交換レンズ２０を備えている。被写体からの光束（被写体光束）は、交換レンズ２０内の撮影レンズ（結像光学系）２０２を介してカメラボディ１０内のメインミラー１０２により、ペンタプリズム１０４に向かって反射される。被写体光束は、ペンタプリズム１０４の各反射面にて反射されることによって正立像となり、接眼レンズ１０６に入射される。被写体光束は、接眼レンズ１０６により、撮影者の観察に適する虚像に再結像される。撮影者は、接眼レンズ１０６によって再結像された被写体像（虚像）を、ファインダ１０８を覗くことにより観察することができる。
【００３１】
また、メインミラー１０２の一部の領域は、ハーフミラー領域となっている。そのため、被写体光束の一部は、メインミラー１０２（ハーフミラー領域）を透過して、メインミラー１０２の後段に設けられたサブミラー１１０により下方に反射されて、自動焦点検出モジュール１１２に入射される。自動焦点検出モジュール１１２は、被写体の焦点状態を検出し、検出結果に応じた信号をボディＣＰＵ（Central Processing Unit）１１４に出力する。ボディＣＰＵ１１４は、自動焦点検出モジュール１１２より入力した信号に基づいてデフォーカス演算を行い、演算によって求められたデフォーカス量に基づいて撮影レンズ２０２の焦点調節を行う。なお、図４中、各ブロックの電気的な結線については、図面を簡素化する便宜上省略する。
【００３２】
レリーズスイッチ（不図示）が押されると、ボディＣＰＵ１１４は、メインミラー１０２をクイックリターンさせる。すなわち、ボディＣＰＵ１１４は、フォーカルプレーンシャッタ（不図示）の先膜走行開始直前から後幕走行終了直後の期間に限り、メインミラー１０２をアップすることにより、撮影レンズ２０２の光軸ＡＸと平行な光路からメインミラー１０２を退避させる。また、サブミラー１１０は、メインミラー１０２とメカ的に連動する構成となっており、メインミラー１０２のミラーアップと共に光路から退避する。
【００３３】
サブミラー１１０の後段には、光学ローパスフィルタ５００、イメージセンサ１１６が設置されている。そのため、撮影レンズ２０２を透過した被写体光束は、光学ローパスフィルタ５００によって分離された後、イメージセンサ１１６の撮像面１１６ａ上で結像される。イメージセンサ１１６は例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであり、撮像面１１６ａ上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して、撮像信号に変換する。変換された撮像信号は、図示省略された画像処理回路にてモニタ表示可能に加工される。撮影者は、例えば、カメラボディ１０の背面に設けられたＬＣＤモニタ（不図示）を通じて撮影画像を視認することができる。
【００３４】
［光学ローパスフィルタ５００の構成］
図５は、光学ローパスフィルタ５００の構成を示す図である。図５に示されるように、光学ローパスフィルタ５００は、第一の偏光分離素子５０２及び第二の偏光分離素子５０４を備えている。ここで、図５中、イメージセンサ１１６の撮像面１１６ａの中心軸（撮影レンズ２０２の光軸）方向をＺ’軸方向と定義し、Ｚ’軸方向と直交しかつ互いに直交する二方向を夫々、Ｘ’軸方向（光学ローパスフィルタ５００の幅方向）、Ｙ’軸方向（光学ローパスフィルタ５００の高さ方向）と定義する。
【００３５】
図５中、光線Ｌ’が入射する方向に対して垂直な面（Ｘ’Ｙ’面）内における夫々の光線の位置関係を光線位置関係図ＩＡ、ＩＢ、ＩＣとして示す。光線位置関係図ＩＡは、第一の偏光分離素子５０２への入射前の光線位置関係を示し、光線位置関係図ＩＢは、第一の偏光分離素子５０２の通過後であって第二の偏光分離素子５０４の入射前の光線位置関係を示し、光線位置関係図ＩＣは、第二の偏光分離素子５０４の通過後の光線位置関係を示す。
【００３６】
図５中、矢印Ａ、Ｂは夫々、第一の偏光分離素子５０２、第二の偏光分離素子５０４の光学軸ｘをＸ’Ｙ’面に投影したものである。より詳細には、第一の偏光分離素子５０２の光学軸ｘはＸ’Ｙ’面内にあり、光線Ｌ’の入射方向から視るとＸ’軸方向及びＹ’軸方向の何れに対しても４５°なす方向に向いている（矢印Ａ参照）。一方、第二の偏光分離素子５０４の光学軸ｘはＸ’Ｙ’面内にあり、光線Ｌ’の入射方向から視るとＸ’軸方向に向いている（矢印Ｂ参照）。
【００３７】
光線Ｌ’は、第一の偏光分離素子５０２により、光線位置関係図ＩＢに示されるように、所定の分離幅δ１で常光線Ｌ’Ｏと異常光線Ｌ’Ｅとに分離される。第一の偏光分離素子５０２による光線Ｌ’の分離方向は、Ｘ’軸方向及びＹ’軸方向の各軸方向に対して４５°をなす方向（矢印Ａ方向）である。常光線Ｌ’Ｏは、第二の偏光分離素子５０４により、光線位置関係図ＩＣに示されるように、所定の分離幅δ２で常光線Ｌ’ＯＯと異常光線Ｌ’ＯＥとに分離される。異常光線Ｌ’Ｅは、第二の偏光分離素子５０４により、光線位置関係図ＩＣに示されるように、所定の分離幅δ２で常光線Ｌ’ＥＯと異常光線Ｌ’ＥＥとに分離される。第二の偏光分離素子５０４による常光線Ｌ’Ｏ、異常光線Ｌ’Ｅの分離方向は、Ｘ’軸方向（矢印Ｂ方向）である。このように、光線Ｌ’は、光学ローパスフィルタ５００を通過することによって４本の光線（常光線Ｌ’ＯＯ、異常光線Ｌ’ＯＥ、常光線Ｌ’ＥＯ及び異常光線Ｌ’ＥＥ）に分離される。
【００３８】
イメージセンサ１１６の撮像面１１６ａには、複数の画素がＸ’Ｙ’面内にマトリクス状に配置されている。分離幅δ２は、撮像面１１６ａ上に配置された画素のピッチ（画素ピッチ）と等しい。また、分離幅δ１は、画素ピッチの√２倍（≒１．４１４倍）である。そのため、常光線Ｌ’ＯＯが入射する画素を基準画素と定義した場合に、異常光線Ｌ’ＯＥは、基準画素の右隣の画素に入射され、常光線Ｌ’ＥＯは、基準画素の右斜め上に隣接する画素に入射される。また、異常光線Ｌ’ＥＥは、常光線Ｌ’ＥＯが入射する画素の右隣の画素に入射される。このように、光学ローパスフィルタ５００によって分離された光線の各々が撮像面１１６ａ上に配置された隣接する異なる画素に入射されることにより、モアレや偽信号の発生が抑えられる。
【００３９】
ここで、光学ローパスフィルタ５００の設計時に、分離幅δ１を目標値である画素ピッチの√２倍に合わせ込み、分離幅δ２を目標値である画素ピッチに合わせ込む方法について例示的に説明する。分離幅は、偏光光学素子３００から切り出される偏光分離素子４００の厚みｔに依存する。そのため、厚みｔを適切に設定することにより、分離幅δ１及びδ２を制御することができる。
【００４０】
本実施例３の偏光光学素子３００から画素ピッチ２．５μｍのイメージセンサ１１６に適した偏光分離素子４００を切り出す場合を考える。分離幅δ２＝２．５μｍを得るため、偏光光学素子３００から切り出されるべき偏光分離素子４００の厚みｔは、上記の分離幅δの計算式によれば７７４μｍである。また、分離幅δ１＝３．５（≒２．５×√２）μｍを得るため、偏光光学素子３００から切り出されるべき偏光分離素子４００の厚みｔは、上記の分離幅δの計算式によれば１０９４μｍである。なお、偏光分離素子４００の光学軸ｘと入射光Ｌとがなす角度θを維持したまま、光学軸ｘの方向を変えることにより、常光線と異常光線との分離方向は変えられることを言い添えておく。
【００４１】
第一の偏光分離素子５０２、第二の偏光分離素子５０４の各偏光分離素子の入射面・射出面には、所定の反射防止加工が施されている。例えば、本実施例３の偏光光学素子３００から第二の偏光分離素子５０４として切り出された厚み７７４μｍの平板の入射面・射出面に対して反射防止加工を施す例を説明する。本例では、真空チャンバに取り付けられた日本電子製プラズマガンＢＳ−８００１０により、プラズマエッチング処理を９００秒加えた。エッチング条件としては、アルゴンガス１２ｓｃｃｍ及び酸素ガス２０ｓｃｃｍを流し、その際の放電電圧を１１０Ｖに設定し、フィラメント電流を４０Ａに設定した。プラズマエッチング処理により、第二の偏光分離素子５０４の入射面・射出面のポリメチルメタクリレート部分が０．１μｍ程度エッチングされることにより、エッチング面が０．４μｍ毎の回折構造からなる反射防止特性を示した。図６に、このときのプラズマエッチング処理の前後の入射面・射出面の分光反射率を示す。反射防止加工を施すことにより、図６に示されるように、第二の偏光分離素子５０４の入射面・射出面の反射率が抑えられる。
【００４２】
偏光光学素子３００は比重１．０〜１．６程度の樹脂の複合体であるため、一般的な水晶の偏光光学素子（比重：２．６５）と比べて軽量である。また、高分子フィルムの積層体であるため、可撓性が高く、尚かつ切断加工や成形加工、表面加工等が容易である。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、安価かつ製造が容易で大面積化するのに好適な偏光光学素子３００及び光学ローパスフィルタ５００が得られる。偏光光学素子３００及び光学ローパスフィルタ５００はまた、軽量で可撓性が高く屈曲が容易であるため、撮影装置１内への収納に有利であり、かつ表面加工等を施し易いという利点がある。そのため、光学ローパスフィルタ５００は、撮影装置用の光学ローパスフィルタに好適である。
【００４４】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。
【００４５】
例えば、本実施形態では、偏光分離素子の表面に対してプラズマエッチングによる反射防止加工を施す例を説明したが、別の実施形態では、偏光分離素子の表面に対して真空蒸着法により反射防止膜を形成してもよい。また、偏光分離素子の表面には、スズドープ酸化インジウム(ＩＴＯ)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(ＡＺＯ)、ガリウムドープ酸化亜鉛(ＧＺＯ)、アンチモンドープ酸化亜鉛(ＡＴＯ)、フッ素ドープ酸化スズ(ＦＴＯ)等の帯電防止膜や有機ケイ素化合物、有機フッ素化合物等の撥水・撥油性膜を形成してもよい。また、プラズマエッチングによる反射防止加工において、偏光分離素子の表面を金属でマスキングすることによって任意の回折構造（例えば０．２μｍ〜２００μｍピッチ）を施して、偏光分離素子の表面に回折光学素子としての性能を付与するようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施形態において、偏光光学素子３００は、第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４の２種類の高分子フィルムにより構成されているが、別の実施形態では、３種類以上の高分子フィルムにより構成されてもよい。なお、例えば、第一の高分子フィルム３０２と第二の高分子フィルム３０４とを両フィルムに対して屈折率差のある紫外線硬化型接着剤等により固着する場合は、接着層も１つのフィルム層を構成する。
【符号の説明】
【００４７】
１  撮影装置
１０  カメラボディ
２０  交換レンズ
１０２  メインミラー
１０４  ペンタプリズム
１０６  接眼レンズ
１０８  ファインダ
１１０  サブミラー
１１２  自動焦点検出モジュール
１１４  ボディＣＰＵ
１１６  イメージセンサ
１１６ａ  撮像面
２０２  撮影レンズ
３００  偏光光学素子
３０２  第一の高分子フィルム
３０４  第二の高分子フィルム
４００  偏光分離素子
５００  光学ローパスフィルタ
５０２  第一の偏光分離素子
５０４  第二の偏光分離素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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