(57)【要約】【課題】  赤色領域において色の再現性を良好にするとともに、装置の小型化を図る。【解決手段】  光路上に複数のレンズ又はレンズ成分と光学素子を配置し、光学素子を、赤外線吸収作用を有するフィルム状の樹脂材料によって形成された基材と、該基材の物体側を向く面と像側を向く面の両面にそれぞれ形成され分光特性を調整する多層膜とで構成し、光学素子の分光透過率及び物体側を向く面と像側を向く面の両面における分光反射率が所定の条件式を満たすようにする。【選択図】  図２
2014032410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路上に配置された複数のレンズ又はレンズ成分と光学素子を有し、
前記光学素子は、赤外線吸収作用を有するフィルム状の樹脂材料によって形成された基材と、該基材の物体側を向く面と像側を向く面の両面にそれぞれ形成され分光特性を調整する多層膜とから成り、
前記光学素子の分光透過率及び前記物体側を向く面と前記像側を向く面の両面における分光反射率が以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足し、
前記物体側を向く面と前記像側を向く面における分光反射率が以下の条件式（５）を満足する
光学装置。
（１）０.７５＜ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＜０.９５
（２）６１５＜λＬＴ５０％＜６７０
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＜０.０５
（４）６８０≦λＬＲ５０％
（５）λＬＲ５０％［Ａ］≧λＬＲ５０％［Ｂ］
但し、
ＴＩＲＣＦ（６００）：波長６００ｎｍの光の分光透過率
ＴＩＲＣＦ（５４０）：波長５４０ｎｍの光の分光透過率
λＬＴ５０％：分光透過率が５０％になる近赤外光の波長
ＴＩＲＣＦ（７００）：波長７００ｎｍの光の分光透過率
λＬＲ５０％：分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
λＬＲ５０％［Ａ］：物体側を向く面における分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
λＬＲ５０％［Ｂ］：像側を向く面における分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とし、波長の単位はｎｍとする。
【請求項２】
光路上に配置された複数のレンズ又はレンズ成分と光学素子を有し、
前記光学素子は、赤外線吸収作用を有するフィルム状の樹脂材料によって形成された基材と、該基材の物体側を向く面と像側を向く面の両面にそれぞれ形成され分光特性を調整する多層膜とから成り、
前記光学素子の分光透過率及び前記物体側を向く面と前記像側を向く面の両面における分光反射率が以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足し、
赤色波長領域から近赤外領域の分光反射率の高い面が像側を向くように前記光学素子が配置される
光学装置。
（１）０.７５＜ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＜０.９５
（２）６１５＜λＬＴ５０％＜６７０
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＜０.０５
（４）６８０≦λＬＲ５０％
但し、
ＴＩＲＣＦ（６００）：波長６００ｎｍの光の分光透過率
ＴＩＲＣＦ（５４０）：波長５４０ｎｍの光の分光透過率
λＬＴ５０％：分光透過率が５０％になる近赤外光の波長
ＴＩＲＣＦ（７００）：波長７００ｎｍの光の分光透過率
λＬＲ５０％：分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とし、波長の単位はｎｍとする。
【請求項３】
前記複数のレンズ成分は５である
請求項１又は請求項２の何れかに記載の光学装置。
【請求項４】
前記複数のレンズは６である
請求項１又は請求項２の何れかに記載の光学装置。
【請求項５】
前記複数のレンズ成分は７である
請求項１又は請求項２の何れかに記載の光学装置。
【請求項６】
前記複数のレンズ又はレンズ成分には像側又は物体側に変曲点を有する面を備えたレンズを含む
請求項１又は請求項２の何れかに記載の光学装置。
【請求項７】
前記変曲点を備えたレンズは前記複数のレンズ又はレンズ成分のうちで最も像側に配置された
請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記変曲点は像側の面に設けられた
請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記変曲点は物体側の面に設けられた
請求項７に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記複数のレンズ又はレンズ成分には光軸近傍に凸形状と当該光軸近傍の周辺に凹形状を有する面を備えたレンズを含む
請求項１又は請求項２の何れかに記載の光学装置。
【請求項１１】
前記凸形状と前記凹形状を備えたレンズは前記複数のレンズ又はレンズ成分のうちで最も像側に配置された
請求項１０に記載された光学装置。
【請求項１２】
前記凸形状と前記凹形状を有する面が像側に設けられた
請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記凸形状と前記凹形状を有する面が物体側に設けられた
請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記撮像素子よりも物体側にカバーガラスを備え、
前記光学素子はカバーガラスよりも物体側に配置された
請求項１又は請求項２の何れかに記載の光学装置。
【請求項１５】
前記光学素子は撮像素子よりも大きい像高を有する
請求項１乃至請求項１４の何れかに記載の光学装置。
【請求項１６】
光路上に配置された複数のレンズ又はレンズ成分と光学素子と撮像素子を有し、
前記光学素子は、赤外線吸収作用を有するフィルム状の樹脂材料によって形成された基材と、該基材の物体側を向く面と像側を向く面の両面にそれぞれ形成され分光特性を調整する多層膜とから成り、
前記光学素子の分光透過率及び前記物体側を向く面と前記像側を向く面の両面における分光反射率が以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足し、
前記光学素子は複数のレンズのうちの最も像側に配置されたレンズと撮像素子の間に配置された
撮像装置。
（１）０.７５＜ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＜０.９５
（２）６１５＜λＬＴ５０％＜６７０
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＜０.０５
（４）６８０≦λＬＲ５０％
但し、
ＴＩＲＣＦ（６００）：波長６００ｎｍの光の分光透過率
ＴＩＲＣＦ（５４０）：波長５４０ｎｍの光の分光透過率
λＬＴ５０％：分光透過率が５０％になる近赤外光の波長
ＴＩＲＣＦ（７００）：波長７００ｎｍの光の分光透過率
λＬＲ５０％：分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とし、波長の単位はｎｍとする。
【請求項１７】
前記複数のレンズ成分は５である
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記複数のレンズは６である
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記複数のレンズ成分は７である
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記複数のレンズ又はレンズ成分には像側又は物体側に変曲点を有する面を備えたレンズを含む
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記変曲点を備えたレンズは前記複数のレンズ又はレンズ成分のうちで最も像側に配置された
請求項２０に記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記変曲点は像側の面に設けられた
請求項２１に記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記変曲点は物体側の面に設けられた
請求項２１に記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記複数のレンズ又はレンズ成分には光軸近傍に凸形状と当該光軸近傍の周辺に凹形状を有する面を備えたレンズを含む
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記凸形状と前記凹形状を備えたレンズは前記複数のレンズ又はレンズ成分のうちで最も像側に配置された
請求項２４に記載された撮像装置。
【請求項２６】
前記凸形状と前記凹形状を有する面が像側に設けられた
請求項２５に記載の撮像装置。
【請求項２７】
前記凸形状と前記凹形状を有する面が物体側に設けられた
請求項２５に記載の撮像装置。
【請求項２８】
前記撮像素子よりも物体側にカバーガラスを備え、
前記光学素子はカバーガラスよりも物体側に配置された
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項２９】
前記光学素子は撮像素子よりも大きい像高を有する
請求項１６乃至請求項２８の何れかに記載の撮像装置。
【請求項３０】
信号処理部を有し、
前記信号処理部は前記撮像素子からの出力信号にデジタル信号への変換と画質補正をおこなう
請求項１６乃至請求項２９の何れかに記載の撮像装置。
【請求項３１】
前記撮像素子はCOMSである
請求項１６乃至請求項３０の何れかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学装置及び撮像装置についての技術分野に関する。詳しくは、撮像素子に入射する光の分光特性を調整して赤色領域における良好な色再現性等の実現を図る技術分野に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００４−３４５６８０号公報
【背景技術】
【０００３】
近年、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置において、画像や映像の高画質化を確保した上での小型化の要求が高まっている。
【０００４】
この要求に応えるべく、撮像装置の撮像素子として、高密度ＣＣＤ（Charge Coupled Device）や高密度ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）を搭載した上で、撮像光学系を小型化した撮像装置が提案されている。
【０００５】
一般に、撮像素子を用いた撮像光学系において、高画質化を図る手段として高解像度化を実現している技術が多く知られている。一方、高解像度化以外に高画質化を図るために、画像や映像の良好な色再現性を確保することが重要であり、良好な色再現性の確保には光路上に配置される光学素子の分光特性が大きく影響する。
【０００６】
例えば、従来の撮像装置として、赤外線の吸収作用を有する光学素子が撮像光学系の光路上に配置されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような光学素子を有する撮像装置にあっては、上記したように、光学素子の良好な分光特性を確保する必要がある。
【０００７】
また、撮像光学系やこれを含むレンズ鏡筒の小型化に伴い、レンズ鏡筒を構成する光学要素、特に、多層膜によって紫外線や赤外線を干渉させる光学素子における光の反射に起因する反射ゴーストが発生し易い状況となっている。従って、反射ゴーストの発生を抑制することが高画質化と小型化を両立させるために重要である。
【０００８】
図１０乃至図１２は、従来の光学素子における分光特性を示すグラフ図である。各図において、上段のグラフ図は波長と分光透過率の関係を示し、下段のグラフ図は波長と各面における分光反射率との関係を示している。下段のグラフ図において、「Ａ面」とあるのは光学素子における物体側を向く面であり、「Ｂ面」とあるのは光学素子における像側を向く面である。
【０００９】
図１０は、基材として白板ガラスが用いられ基材の物体側を向く面に分光調整用の多層膜が形成され基材の像側を向く面に反射防止膜が形成された光学素子についての測定値を示している。
【００１０】
図１１及び図１２は、それぞれ基材として赤外線吸収ガラスが用いられ基材の物体側を向く面に分光調整用の多層膜が形成され基材の像側を向く面に反射防止膜が形成された２種類の光学素子についての測定値を示している。
【００１１】
図１０に示すように、基材として白板ガラスが用いられた光学素子にあっては、基材が赤外線吸収作用を有していないため、６５０ｎｍ付近において分光透過率が急激に変化している。従って、図１１及び図１２に示した光学素子に比し、不必要な光が撮像素子に入射されてしまう。
【００１２】
また、赤色の反射ゴーストの発生に寄与し易い光の波長領域は約６００ｎｍ乃至約６８０ｎｍであることが知られているが、図１０乃至図１２に示した何れの光学素子にあっても、この波長領域において分光反射率が高くされており、赤色の反射ゴーストが発生し易い状況にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
赤外線の吸収作用を有する光学素子が配置された従来の撮像装置においては、高画質化を実現するための高解像度化は図られているが、上記したように、赤色の反射ゴーストの発生により、色再現性の確保が不十分であると言う問題がある。
【００１４】
また、撮像光学系の光路上に配置された光学素子は一定の厚みを有するが、光学素子の厚みにより、撮像装置の十分な小型化を実現することができないと言う問題もあった。
【００１５】
そこで、本発明光学装置及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、赤色領域における良好な色再現性を実現すると共に小型化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
光学装置は、上記した課題を解決するために、光路上に配置された複数のレンズ又はレンズ成分と光学素子を有し、前記光学素子は、赤外線吸収作用を有するフィルム状の樹脂材料によって形成された基材と、該基材の物体側を向く面と像側を向く面の両面にそれぞれ形成され分光特性を調整する多層膜とから成り、前記光学素子の分光透過率及び前記物体側を向く面と前記像側を向く面の両面における分光反射率が以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足し、前記物体側を向く面と前記像側を向く面における分光反射率が以下の条件式（５）を満足するようにしたものである。
（１）０.７５＜ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＜０.９５
（２）６１５＜λＬＴ５０％＜６７０
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＜０.０５
（４）６８０≦λＬＲ５０％
（５）λＬＲ５０％［Ａ］≧λＬＲ５０％［Ｂ］
但し、
ＴＩＲＣＦ（６００）：波長６００ｎｍの光の分光透過率
ＴＩＲＣＦ（５４０）：波長５４０ｎｍの光の分光透過率
λＬＴ５０％：分光透過率が５０％になる近赤外光の波長
ＴＩＲＣＦ（７００）：波長７００ｎｍの光の分光透過率
λＬＲ５０％：分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
λＬＲ５０％［Ａ］：物体側を向く面における分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
λＬＲ５０％［Ｂ］：像側を向く面における分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とし、波長の単位はｎｍとする。
【００１７】
従って、光学装置にあっては、基材によって赤外線が吸収されると共に多層膜によって分光特性が調整され赤色領域における分光反射率が低下する。また、条件式（５）を満足するようにすることにより、赤色波長領域から近赤外領域の分光反射率及び反射波長領域が、像側を向く面の方が物体側を向く面よりも大きくなる。
【００１８】
さらに、光学装置は、上記した課題を解決するために、光路上に配置された複数のレンズ又はレンズ成分と光学素子を有し、前記光学素子は、赤外線吸収作用を有するフィルム状の樹脂材料によって形成された基材と、該基材の物体側を向く面と像側を向く面の両面にそれぞれ形成され分光特性を調整する多層膜とから成り、前記光学素子の分光透過率及び前記物体側を向く面と前記像側を向く面の両面における分光反射率が以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足し、赤色波長領域から近赤外領域の分光反射率の高い面が像側を向くように前記光学素子が配置されるようにしたものである。
（１）０.７５＜ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＜０.９５
（２）６１５＜λＬＴ５０％＜６７０
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＜０.０５
（４）６８０≦λＬＲ５０％
但し、
ＴＩＲＣＦ（６００）：波長６００ｎｍの光の分光透過率
ＴＩＲＣＦ（５４０）：波長５４０ｎｍの光の分光透過率
λＬＴ５０％：分光透過率が５０％になる近赤外光の波長
ＴＩＲＣＦ（７００）：波長７００ｎｍの光の分光透過率
λＬＲ５０％：分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とし、波長の単位はｎｍとする。
【００１９】
従って、光学装置にあっては、基材によって赤外線が吸収されると共に多層膜によって分光特性が調整され赤色領域における分光反射率が低下する。
【００２０】
さらに、撮像装置は、上記した課題を解決するために、光路上に配置された複数のレンズ又はレンズ成分と光学素子と撮像素子を有し、前記光学素子は、赤外線吸収作用を有するフィルム状の樹脂材料によって形成された基材と、該基材の物体側を向く面と像側を向く面の両面にそれぞれ形成され分光特性を調整する多層膜とから成り、前記光学素子の分光透過率及び前記物体側を向く面と前記像側を向く面の両面における分光反射率が以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足し、前記光学素子は複数のレンズのうちの最も像側に配置されたレンズと撮像素子の間に配置されるようにしたものである。
（１）０.７５＜ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＜０.９５
（２）６１５＜λＬＴ５０％＜６７０
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＜０.０５
（４）６８０≦λＬＲ５０％
但し、
ＴＩＲＣＦ（６００）：波長６００ｎｍの光の分光透過率
ＴＩＲＣＦ（５４０）：波長５４０ｎｍの光の分光透過率
λＬＴ５０％：分光透過率が５０％になる近赤外光の波長
ＴＩＲＣＦ（７００）：波長７００ｎｍの光の分光透過率
λＬＲ５０％：分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とし、波長の単位はｎｍとする。
【００２１】
従って、撮像素子にあっては、基材によって赤外線が吸収されると共に多層膜によって分光特性が調整され赤色領域における分光反射率が低下する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、基材によって赤外線が吸収されると共に多層膜によって分光特性が調整され赤色領域における分光反射率が低下する。また、条件式（５）を満足するようにすることにより、赤色波長領域から近赤外領域の分光反射率及び反射波長領域が、像側を向く面の方が物体側を向く面よりも大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図２乃至図９と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は、撮像装置の構成を示す概念図である。
【図２】光学素子の構成を示す概念図である。
【図３】別の撮像装置の構成を示す概念図である。
【図４】また別の撮像装置の構成を示す概念図である。
【図５】第１の実施例における光学素子の分光透過特性及び分光反射特性を示すグラフ図である。
【図６】第２の実施例における光学素子の分光透過特性及び分光反射特性を示すグラフ図である。
【図７】第３の実施例における光学素子の分光透過特性及び分光反射特性を示すグラフ図である。
【図８】従来の光学素子と第１の実施例における光学素子とについて、分光反射特性を比較して示すグラフ図である。
【図９】本発明撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１０】従来の光学素子の分光透過特性及び分光反射特性を示すグラフ図である。
【図１１】従来の別の光学素子の分光透過特性及び分光反射特性を示すグラフ図である。
【図１２】従来のまた別の光学素子の分光透過特性及び分光反射特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明光学装置及び撮像装置の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００２５】
以下に示した実施の形態は、本発明光学装置及び撮像装置をデジタルスチルカメラに適用したものである。
【００２６】
尚、本発明の適用範囲はデジタルスチルカメラ、これに備えられた撮像光学系及びこれに備えられた光学素子に限られることはない。本発明は、例えば、デジタルビデオカメラ、携帯電話やパーソナルコンピューターやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等に組み込まれたカメラ、これらの各種のカメラに備えられた撮像光学系及びこれらの各種の撮像光学系に備えられた光学素子に広く適用することができる。
【００２７】
［全体構成］
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１は、図１に示すように、例えば、五つのレンズ群２、２、・・・とＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子３が光路上に配置されている。図１には、撮像装置１の例として５群構成のタイプを示しているが、撮像装置１のレンズ群２の数は任意である。最も物体側に位置するレンズ群（第１レンズ群）２には光路を９０°折り曲げるプリズム２ａが配置されている。
【００２８】
撮像素子３は光路上の最も像側に配置されている。
【００２９】
最も像側に配置されたレンズ群（第５レンズ群）２における最も像側に位置するレンズ２ｂと撮像素子３の間には光学素子４が配置されている。
【００３０】
光学素子４と撮像素子３の間にはカバーガラス５が配置されている。物体側から像側へ向けて３番目に配置されたレンズ群（第３レンズ群）２の像側には開口絞り６が配置されている。
【００３１】
撮像装置１にあっては、上記のようなレンズ群２、２、・・・、撮像素子３、光学素子４、カバーガラス５及び開口絞り６等によって撮像光学系が構成されている。
【００３２】
このようなプリズム２ａを有する撮像装置１にあっては、プリズム２ａによって光路が直角に折り曲げられるため、薄型化を図ることができる。
【００３３】
［光学素子の構成］
光学素子４は赤外線吸収作用を有し、図２に示すように、フィルム状の樹脂材料によって形成された基材８と該基材８の物体側を向く面及び像側を向く面の両面にそれぞれ形成された多層膜９、１０とから成る。
【００３４】
光学素子４にあっては、基材８がフィルム状の材料によって形成されているため、十分な薄型化を図ることができる。従って、撮像光学系及び撮像装置１の小型化を図ることが可能であり、特に、非撮影時にレンズ鏡筒を収納し撮影時にレンズ鏡筒を突出させる所謂沈胴タイプの撮像装置において、非撮影時における薄型化を図ることが可能である。
【００３５】
尚、光学素子４の基材８と多層膜９、１０の合計の厚みを１２０μｍ以下にすると、上記した薄型化の利点が特に顕著になるので好ましい。
【００３６】
基材８は赤外線吸収作用を有している。具体的には、赤色波長領域から近赤外線領域（約５４０ｎｍ乃至約７００ｎｍ）に吸収特性を有している。
【００３７】
従って、撮像素子３に入射する光の分光強度のバランス（例えば、青色領域、緑色領域、赤色領域の光強度のバランス）を最適に調整することが可能になり、画像及び映像のホワイトバランス調整や色再現を良好に行うことが可能である。
【００３８】
また、過度な電気的色調整を行うことによる色ノイズの発生を防止することも可能となる。
【００３９】
さらに、撮像光学系における不要な光の反射により発生し画質の劣化を生じるおそれがある赤色の反射ゴーストの発生を抑制することができるため、高画質化を図ることが可能となる。
【００４０】
さらにまた、光学素子４には基材８の両面に分光特性を調整する多層膜９、１０が形成されているため、基材８が有する近赤外領域の吸収特性だけでは不十分な分光特性の微調整を行うことができる。従って、画像及び映像における色調整を最適に行うことができる透過分光特性を確保することができる。
【００４１】
加えて、基材８の両面に多層膜９、１０が形成されているため、基材８を剛性の低いフイルム状の樹脂材料によって形成した場合においても、多層膜９、１０による応力を基材８の両面側において均衡させることができる。従って、反りや湾曲の発生を極限まで抑制して光学素子４の平面精度の向上を図ることが可能となり、撮像光学系の光学性能の劣化を防止することができると共に反射ゴーストの発生を抑制することができる。
【００４２】
尚、上記した光学素子４の平面精度の向上と言う効果を最大限に発揮させるためには、多層膜９、１０の層数を略同じにし、基材８の両面側における応力のバランスを保つことが望ましい。
【００４３】
光学素子４は、分光透過率及び物体側を向く面と像側を向く面の両面における分光反射率が以下の条件式（１）乃至条件式（４）を満足するように構成されている。
（１）０.７５＜ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＜０.９５
（２）６１５＜λＬＴ５０％＜６７０
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＜０.０５
（４）６８０≦λＬＲ５０％
但し、
ＴＩＲＣＦ（６００）：波長６００ｎｍの光の分光透過率
ＴＩＲＣＦ（５４０）：波長５４０ｎｍの光の分光透過率
λＬＴ５０％：分光透過率が５０％になる近赤外光の波長
ＴＩＲＣＦ（７００）：波長７００ｎｍの光の分光透過率
λＬＲ５０％：分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とし、波長の単位はｎｍとする。
【００４４】
条件式（１）乃至条件式（３）は、光学素子４の赤色波長領域から近赤外領域における分光透過特性を規定する式である。
【００４５】
条件式（１）の上限又は下限を超えると、波長６００ｎｍ付近の光の光量がその領域以外の可視光領域の光量に対して過剰にアンバランスになるため、色再現におけるホワイトバランス調整が困難になる。また、画像処理に伴う過剰な電気信号ゲインにより、色ノイズが大幅に発生し易くなり画質の劣化を来たしてしまう。
【００４６】
条件式（２）の上限を超えると、光学素子４において赤外線透過のカットオフ波長が長くなり過ぎてしまい、近赤外領域の光の透過光量及び透過波長領域が多くなり過ぎるため、画像や映像の十分な色調整を行うことができなくなる。例えば、ホワイトバランス調整が困難となったり、目視では認識できない赤外領域の光を撮像素子３が感光してしまうと言う不具合が発生する。
【００４７】
逆に、条件式（２）の下限を超えると、光学素子４において赤外線透過のカットオフ波長が短くなり過ぎてしまい、赤色領域の光の透過光量及び透過波長領域が少なくなり過ぎるため、画像や映像の十分な色調整を行うことができなくなる。特に、赤色や紫色の色再現性に悪影響を及ぼし易くなる。
【００４８】
条件式（３）の上限を超えると、波長７００ｎｍ付近の光の光量が多くなり過ぎてしまい、撮像素子３に入射する近赤外領域の光量が多くなり過ぎるため、出力される画像や映像の、特に、赤色や黒色の色再現性に悪影響を及ぼしてしまう。例えば、ホワイトバランス調整が困難となったり、目視では認識できない赤外領域の光を撮像素子３が感光してしまうと言う不具合が発生する。
【００４９】
条件式（４）は、光学素子４の赤色波長領域から近赤外領域における分光反射特性を規定する式である。
【００５０】
条件式（４）の下限を超えると、光学素子４における赤色領域から赤外線領域の分光反射率及び反射波長領域が大きくなり過ぎてしまい、光学素子４における光の反射に起因する赤色の反射ゴーストが顕著に発生し易くなり、大幅な画質の劣化を来たしてしまう。赤色の反射ゴーストは、例えば、撮像素子３や撮像光学系のレンズと光学素子４との間における反射によって発生する。
【００５１】
また、赤色の反射ゴーストは、ゴーストの発生要因となる光の光学素子４に対する入射角が大きくなるに従って多層膜９、１０が光学素子４に入射する光に干渉する影響が大きくなるため、発生頻度が高くなってしまう。従って、撮像光学系及び撮像装置１の小型化を図ったときに、ゴーストの発生要因となる光の光学素子４に対する入射角が大きくなったり、光学素子４に入射される光の密度が高くなった場合には、特に、赤色の反射ゴーストが発生し易くなってしまう。
【００５２】
以上に記載した通り、光学素子４が条件式（１）乃至条件式（４）を満足することにより、赤色の反射ゴーストの発生の抑制、良好なホワイトバランスの確保及び赤色領域における良好な色再現性の実現を図ることができ、画質の大幅な向上を図ることが可能となる。特に、上記したように、撮像装置１の小型化に起因してゴーストの発生要因となる光の光学素子４に対する入射角が大きくなったり、入射される光の密度が高くなった場合においても、条件式（１）乃至条件式（４）を満足することにより、赤色領域における良好な色再現性を確保することができる。
【００５３】
撮像素子１にあっては、光学素子４を撮像光学系の最も像側に配置されたレンズ２ｂと撮像素子３の間に配置している。
【００５４】
このように光学素子４をレンズ２ｂと撮像素子３の間に配置することにより、主光線と周辺光線の距離が離れる開口絞り６付近に光学素子４を配置する場合に比し、球面収差の乱れや劣化を軽減することができる。従って、撮像光学系の解像度の劣化を抑制することが可能となる上、製造上や温度変化において懸念があるバックフォーカスのズレ量に関しても小さくすることができる。
【００５５】
また、一般に、撮像素子を有する撮像装置にあっては、撮像光学系における像面照度を均一にするために、像側テレセントリック系に近付くように設計される。このように像側テレセントリック系に近付くように設計された場合には、撮像光学系の小型化を図る場合に、光学設計上、撮像光学系の最も像側に配置されたレンズと撮像素子の間に配置スペースを形成することが比較的容易である。
【００５６】
従って、撮像装置１のように、光学素子４を光路上の最も像側に配置されたレンズ２ｂと撮像素子３の間に配置することにより、比較的容易に形成可能な配置スペースに光学素子４が配置され、撮像装置１の小型化を容易に図ることができる。
【００５７】
撮像装置１にあっては、光学素子４の物体側を向く面と像側を向く面における分光反射率が以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）λＬＲ５０％［Ａ］≧λＬＲ５０％［Ｂ］
但し、
λＬＲ５０％［Ａ］：物体側を向く面における分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
λＬＲ５０％［Ｂ］：像側を向く面における分光反射率が５０％になる近赤外光の波長
とする。
【００５８】
条件式（５）は、光学素子４の配置の向きを規定する式である。即ち、赤色波長領域から近赤外領域の分光反射率の高い面が撮像素子３側を向くように光学素子４を配置することを規定している。
【００５９】
条件式（５）に反して各面の向きが反対の状態で光学素子４が配置された場合には、赤色波長領域から近赤外領域の分光反射率及び反射波長領域が、物体側を向く面の方が像側を向く面よりも大きくなってしまう。従って、光学素子４よりも物体側に配置されているレンズ２、２、・・・等の光学部材との間の反射による赤色の反射ゴーストの発生頻度が高くなり画質の劣化を来たしてしまう。
【００６０】
尚、条件式（５）を満足する向きで光学素子４が配置されている場合においても、光学素子４の像側を向く面と撮像素子３の間での反射ゴーストが発生する可能性がある。しかしながら、条件式（５）に反する向きで光学素子４が配置された場合と比較すると、光を反射する部材の枚数に伴う反射ゴーストのパターンの数、入射光の角度条件、画像や映像に反映されるゴーストの像の大きさや形状を考慮すると、光学素子４が条件式（５）を満足する向きで配置された方が高画質化を図ることができる。
【００６１】
また、条件式（５）を満足する向きで光学素子４が配置されたときの反射ゴーストの発生による画質の低下は、光学素子４が条件式（１）乃至条件式（４）を満足することにより防止することが可能である。
【００６２】
光学素子４は基材８がフィルム状の樹脂材料によって形成されているが、基材８の材料としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂を用いることが望ましい。
【００６３】
ポリオレフィン系樹脂は、優れた光学性能（高い透過性、低複屈折性、高いアッベ数等）、耐熱性、低吸水性と言う特性を有している。従って、基材８をポリオレフィン系樹脂によって形成することにより、撮像装置１が過酷な温度条件や過酷な湿度条件の下で使用された場合においても、光学素子４の良好な特性を確保することができる。
【００６４】
また、ポリオレフィン系樹脂は、従来において基材の材料として用いられていた赤外線吸収ガラスよりも安価である。従って、基材８をポリオレフィン系樹脂によって形成することにより、撮像装置１及び撮像光学系の製造コストの低減を図ることができる。
【００６５】
さらに、ポリオレフィン系樹脂は成形性においても優れた特性を有しているため、例えば、基材として赤外線吸収ガラスを用いる場合に比し、光学素子４の薄型化を図ることができ、厚みを、例えば、１２０μｍ以下にして撮像装置１及び撮像光学系の小型化を図ることができる。
【００６６】
上記のように、光学素子４の基材８としてポリオレフィン系樹脂を用いた場合に、赤外線吸収材料として近赤外領域の光吸収特性を有する有機系の色素である着色材料、例えば、アントシアニン色素やシアニン系色素を混合させることが望ましい。
【００６７】
例えば、アントシアニン系色素は、耐熱性、耐光性に関する改善の報告が多くされており（例えば、特開２００３−２９２８１０号公報）、厳しい温度条件下でも安定した信頼性を期待できる上、天然系着色料であるため、合成着色料では実現が難しい環境への配慮も容易に達成することが可能となる。
【００６８】
また、赤外線吸収材料として有機系の色素を用いたときには、ポリオレフィン系樹脂に対する着色剤の良好な混合性を確保することができる。
【００６９】
尚、上記には、五つのレンズ群２、２、・・・を有する撮像装置１を例として示したが、光学素子４は、例えば、以下に示すような撮像装置１Ａ又は撮像装置１Ｂに設けられていてもよい（図３及び図４参照）。
【００７０】
撮像装置１Ａは、図３に示すように、例えば、三つのレンズ群２Ａ、２Ａ、２ＡとＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子３が光路上に配置されている。
【００７１】
最も像側に配置されたレンズ群（第３レンズ群）２Ａにおける最も像側に位置するレンズ２ｃと撮像素子３の間には光学素子４が配置されている。
【００７２】
光学素子４と撮像素子３の間にはカバーガラス５が配置されている。物体側から像側へ向けて２番目に配置されたレンズ群（第２レンズ群）２Ａの像側には開口絞り６が配置されている。
【００７３】
撮像装置１Ａにあっては、上記のようなレンズ群２Ａ、２Ａ、２Ａ、撮像素子３、光学素子４、カバーガラス５及び開口絞り６等によって撮像光学系が構成されている。
【００７４】
撮像装置１Ｂは、図４に示すように、例えば、四つのレンズ群２Ｂ、２Ｂ、・・・とＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子３が光路上に配置されている。
【００７５】
最も像側に配置されたレンズ群（第４レンズ群）２Ｂにおける最も像側に位置するレンズ２ｄと撮像素子３の間には光学素子４が配置されている。
【００７６】
光学素子４と撮像素子３の間にはローパスフィルター７とカバーガラス５が物体側から順に配置されている。物体側から像側へ向けて３番目に配置されたレンズ群（第３レンズ群）２Ｂの物体側には開口絞り６が配置されている。
【００７７】
撮像装置１Ｂにあっては、上記のようなレンズ群２Ｂ、２Ｂ、・・・、撮像素子３、光学素子４、カバーガラス５、開口絞り６及びローパスフィルター７等によって撮像光学系が構成されている。
【００７８】
このようなローパスフィルター７を有する撮像装置１Ｂにあっては、ローパスフィルター７によってモアレ縞の発生を防止することができる。
【００７９】
［実施例］
以下に、光学素子４の具体的な実施例について説明する（図５乃至図７参照）。尚、以下に示す第１の実施例、第２の実施例及び第３の実施例における光学素子４は、何れも厚みが１００μｍとされている。図５乃至図７に示すグラフ図において、上段のグラフ図は波長と分光透過率の関係を示し、下段のグラフ図は波長と各面における分光反射率との関係を示している。下段のグラフ図において、「Ａ面」とあるのは光学素子４における物体側を向く面であり、「Ｂ面」とあるのは光学素子４における像側を向く面である。
【００８０】
図５は、第１の実施例を示すグラフ図である。
【００８１】
第１の実施例においては、
（１）ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＝０．９０６
（２）λＬＴ５０％＝６５０ｎｍ
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＝０．００２
（４）λＬＲ５０％＝７２９ｎｍ、６９７ｎｍ
（５）λＬＲ５０％［Ａ］＝７２９ｎｍ、λＬＲ５０％［Ｂ］＝６９７ｎｍ
とされ、条件式（１）、条件式（２）、条件式（３）、条件式（４）及び条件式（５）を満足するようにされている。
【００８２】
図５に示すように、第１の実施例においては、赤色領域（波長約６００ｎｍ乃至約７００ｎｍ）において、長波長側に近付くに従って分光透過率が緩やかに低下している。
【００８３】
また、分光反射率が、Ａ面、Ｂ面とも、赤色の反射ゴーストの発生に寄与し易い光の波長領域である約６００ｎｍ乃至約６８０ｎｍにおいては低く、それより長波長側において高くされている。
【００８４】
従って、第１の実施例にあっては、良好なホワイトバランスを確保することができると共に赤色領域における良好な色再現性を実現することができる。
【００８５】
図６は、第２の実施例を示すグラフ図である。
【００８６】
第２の実施例においては、
（１）ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＝０．９４６
（２）λＬＴ５０％＝６５５ｎｍ
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＝０．００２
（４）λＬＲ５０％＝７２９ｎｍ、６９７ｎｍ
（５）λＬＲ５０％［Ａ］＝７２９ｎｍ、λＬＲ５０％［Ｂ］＝６９７ｎｍ
とされ、条件式（１）、条件式（２）、条件式（３）、条件式（４）及び条件式（５）を満足するようにされている。
【００８７】
図６に示すように、第２の実施例においては、赤色領域（波長約６００ｎｍ乃至約７００ｎｍ）において、長波長側に近付くに従って分光透過率が緩やかに低下している。
【００８８】
また、分光反射率が、Ａ面、Ｂ面とも、赤色の反射ゴーストの発生に寄与し易い光の波長領域である約６００ｎｍ乃至約６８０ｎｍにおいては低く、それより長波長側において高くされている。
【００８９】
従って、第２の実施例にあっては、良好なホワイトバランスを確保することができると共に赤色領域における良好な色再現性を実現することができる。
【００９０】
図７は、第３の実施例を示すグラフ図である。
【００９１】
第３の実施例においては、
（１）ＴＩＲＣＦ（６００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）＝０．８０７
（２）λＬＴ５０％＝６２２ｎｍ
（３）｜ＴＩＲＣＦ（７００）／ＴＩＲＣＦ（５４０）｜＝０．０００１
（４）λＬＲ５０％＝７３９ｎｍ、６９４ｎｍ
（５）λＬＲ５０％［Ａ］＝７３９ｎｍ、λＬＲ５０％［Ｂ］＝６９４ｎｍ
とされ、条件式（１）、条件式（２）、条件式（３）、条件式（４）及び条件式（５）を満足するようにされている。
【００９２】
図７に示すように、第３の実施例においては、赤色領域（波長約６００ｎｍ乃至約７００ｎｍ）において、長波長側に近付くに従って分光透過率が緩やかに低下している。
【００９３】
また、分光反射率が、Ａ面、Ｂ面とも、赤色の反射ゴーストの発生に寄与し易い光の波長領域である約６００ｎｍ乃至約６８０ｎｍにおいては低く、それより長波長側において高くされている。
【００９４】
従って、第３の実施例にあっては、良好なホワイトバランスを確保することができると共に赤色領域における良好な色再現性を実現することができる。
【００９５】
尚、図８に、一例として、従来の光学素子（図１０に示した例）と第１の実施例における光学素子４との分光反射率を比較して示す。
【００９６】
図８に示すように、従来の光学素子においては、赤色の反射ゴーストの発生に寄与し易い光の波長領域である約６００ｎｍ乃至約６８０ｎｍ（範囲Ｐ）において分光反射率が高くされているが、光学素子４においては、約６００ｎｍ乃至約６８０ｎｍより長波長側で分光反射率が高くされている。
【００９７】
このように光学素子４を用いることにより、赤色の反射ゴーストの発生に寄与し易い光の波長領域より長波長側で分光反射率が高くなるため、赤色の反射ゴーストの発生が抑制され、良好なホワイトバランスを確保することができると共に赤色領域における良好な色再現性を実現することができる。
【００９８】
［多層膜の構成例］
表１に多層膜の構成の一例を示す。表中の「面」において、「Ａ」とあるのは、光学素子４における物体側を向く面を示し、「Ｂ」とあるのは、光学素子４における像側を向く面を示している。表１に示した光学素子４の多層膜９は層数が１９層とされ多層膜１０は層数が１７層とされている。
【００９９】
【表１】
2014032410.tif 000003
【０１００】
［撮像装置の一実施形態］
図９に、本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
【０１０１】
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、カメラブロック１０、カメラ信号処理部２０、画像処理部３０、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０、Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０、入力部７０及びレンズ駆動制御部８０を備えている。
【０１０２】
カメラブロック１０は撮像機能を担い、カメラ信号処理部２０は撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行い、画像処理部３０は画像信号の記録再生処理を行い、ＬＣＤ４０は撮影された画像等を表示する。Ｒ／Ｗ５０はメモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行い、ＣＰＵ６０は撮像装置１００の全体を制御し、入力部７０はユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成り、レンズ駆動制御部８０はカメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御する。
【０１０３】
カメラブロック１０は、ズームレンズ１１を含む撮像光学系や、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１２等とによって構成されている。
【０１０４】
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
【０１０５】
画像処理部３０は、所定の画像データーフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデーター仕様の変換処理等を行う。
【０１０６】
ＬＣＤ４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデーターを表示する機能を有している。
【０１０７】
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データーのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データーの読出を行う。
【０１０８】
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
【０１０９】
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
【０１１０】
レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてズームレンズ１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
【０１１１】
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
【０１１２】
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
【０１１３】
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ１１の所定のレンズが移動される。
【０１１４】
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデーターフォーマットのデジタルデーターに変換される。変換されたデーターはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
【０１１５】
尚、フォーカシングは、例えば、入力部５０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
【０１１６】
メモリーカード１０００に記録された画像データーを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データーが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
【０１１７】
上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１…撮像装置、２…レンズ群、２ｂ…レンズ、３…撮像素子、４…光学素子、１Ａ…撮像装置、２Ａ…レンズ群、２ｃ…レンズ、１Ｂ…撮像装置、２Ｂ…レンズ群、２ｄ…レンズ、１００…撮像装置、１２…撮像素子
【図１】
2014032410.tif 000004
【図２】
2014032410.tif 000005
【図３】
2014032410.tif 000006
【図４】
2014032410.tif 000007
【図５】
2014032410.tif 000008
【図６】
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【図７】
2014032410.tif 000010
【図８】
2014032410.tif 000011
【図９】
2014032410.tif 000012
【図１０】
2014032410.tif 000013
【図１１】
2014032410.tif 000014
【図１２】
2014032410.tif 000015