(57)【要約】【課題】本発明は、光学素子、及びそれを用いたレンズユニット、電子機器などの透光性の低下を防止することを目的とする。【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、レンズ４と、このレンズ４の少なくとも一表面に設けた光学フィルタ５とを備え、この光学フィルタ５の屈折率と膜厚との積が、レンズ４の中心から外周に向けて小さくなるようにした。このことにより、光学フィルタ５における光路長を、レンズ４の中心部と外周部で等しくすることができるため、所望の波長以外の波長を遮断し、且つ所望の波長の透過率のみを高く保つことができ、別に多層膜を設ける必要もなく、その分透光性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、このレンズの少なくとも一表面に設けた光学フィルタとを備え、この光学フィルタの屈折率と膜厚との積が、前記レンズの中心から外周に向けて小さくなる光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルタが反射防止膜である光学素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光学フィルタが赤外カットフィルタである光学素子。
【請求項４】
光学フィルタの屈折率と膜厚との積が、レンズ中心を中心とする円周上において同一である請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
請求項１に記載の光学素子を用いたレンズユニット。
【請求項６】
請求項１に記載の光学素子を用いた電子機器。
【請求項７】
レンズにおける光学フィルタ蒸着面の前方に、中心に行くに従って開口面積が大きくなるスリットを備え、このスリットとレンズの少なくともいずれか一方を回転させながら蒸着する光学素子の製造方法。
【請求項８】
レンズ表面に光学フィルタを蒸着し、次にこの光学フィルタの中心部を第１の温度で加熱すると同時に、前記光学フィルタの外周部を前記第１の温度よりも低い第２の温度に保持する光学素子の製造方法。
【請求項９】
レンズ表面に光学フィルタを蒸着し、次にこの光学フィルタの中心部を第１の温度で加熱すると同時に、前記光学フィルタの外周部をこの第１の温度よりも低い第２の温度に保持し、その後前記レンズ全体をこの第２の温度よりも低い第３の温度で冷却し、その後前記光学フィルタの中央部の中心部を前記第１の温度よりも高い第４の温度により加熱すると同時に、前記光学フィルタの外周部をこの第４の温度よりも低い第５の温度に保持する光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子と、その製造方法と、それを用いたレンズユニットと、それを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の光学素子は、図４に示されるような構成を示していた。
【０００３】
図４において、レンズ１の上には反射防止膜２が蒸着等により成膜され、光学素子を形成していた。
【０００４】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−８４１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の光学素子を用いたレンズユニットでは、小型化が難しいことが問題となっていた。
【０００６】
すなわち、上記従来の構成において、レンズ１の表面に均一な厚さで反射防止膜２を形成していた。そのため、反射防止膜２における光路長が、図５（ａ）〜（ｃ）に示すごとくレンズ１の中心部と外周部とで異なるため、所望の波長以外の波長を持つ光が抑制できずに一部が透過し、逆に所望の波長を持つ光の透過率が下がってしまう。これを防ぐため、別に多層膜３をレンズ１裏面にも設けなければならず、透光性が低下するという課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、光学素子の透光性を高め、光学機器の特性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、レンズと、このレンズの少なくとも一表面に設けた光学フィルタとを備え、この光学フィルタの屈折率と膜厚との積が、レンズの中心から外周に向けて小さくなる光学素子とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学フィルタは、反射防止膜における光路長を、レンズの中心部と外周部で等しくすることができるため、所望の波長以外の波長を遮断し、且つ所望の波長の透過率のみを高く保つことができ、別に多層膜を設ける必要もなく、その分透光性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における光学素子について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１に示すように、ガラス製あるいはプラスチック製のレンズ４の表面に光学フィルタ５を形成する方法としては、真空蒸着、スパッタなどが挙げられる。本実施の形態では真空蒸着の一種であるＦＢ蒸着を用いた。あらかじめ設置しておいた材料（図示せず）に電子銃を照射し、材料（図示せず）の温度を１５００℃〜２０００℃まで上昇させ気化させる。ここで、その材料（図示せず）としては酸化シリコン、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンなどを用いることができるが、本実施の形態では酸化シリコンを用いた。その後、その気化した材料（図示せず）が上方に設置したレンズ４表面に付着することにより光学フィルタ５を形成することができるのだが、その際、図２に示すように、中心に行くに従って開口面積が大きくなるようなスリット６をレンズ４付近、蒸着面側に備え回転させておく。この時、この回転数を数十ｒｐｍ程度以上の高速回転にすることで、光学フィルタ５の蒸着量を、レンズ４中心を中心とする円周上において同一にすることができる。なお、本実施の形態ではスリット６を回転させたが、レンズ４を回転させてもよい。ただし、スリット６を回転させる方がより高精度な蒸着ができるため好ましい。
【００１２】
上記方法により、光学フィルタ５の膜厚を、レンズ４の中心から外周に向けて小さくし、且つレンズ４中心を中心とする円周上において同一とすることができる。
【００１３】
このような構成により、光学フィルタ５における光路長を、図５（ｄ）〜（ｆ）に示すごとくレンズ４の中心部と外周部とにおいて等しくすることができるため、所望の波長以外の波長を持つ光を遮断し、且つ所望の波長を持つ光を減衰させない。よって、別に多層膜（図示せず）等をレンズ４裏面に設ける必要が無いため、透光性の低下が防止できる。
【００１４】
なお、本実施の形態では凸型のレンズ４を例に挙げたが、凹レンズでも同様の方法で同様の効果を得ることができる。
【００１５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における光学素子について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、ガラス製のレンズ４の表面に光学フィルタ５を形成する方法としては、真空蒸着、スパッタ、ＥＢ蒸着などが挙げられる。本実施の形態ではＥＢ蒸着を用いた。あらかじめ設置しておいた材料（図示せず）に電子銃を照射し、材料（図示せず）の温度を１５００℃〜２０００℃まで上昇させ気化させる。ここで、その材料（図示せず）としては酸化シリコン、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンなどを用いることができるが、本実施の形態では酸化シリコンを用いた。その後、その気化した材料（図示せず）が上方に設置したレンズ４表面に付着することにより表面に均一な膜厚を持った光学フィルタ５を形成する。この時、所望の波長よりもやや短波長側の光を透過するような膜厚に設定しておく。
【００１７】
次に、図３に示すように、ヒータ７を光学フィルタ５中心部に当接させ、ヒータ７を２５０℃〜３５０℃に保持する。そうすることにより、光学フィルタ５中心部の光路長を大きくし、透過する波長を長波長側にシフトさせることができる。ここで、２５０℃〜３５０℃としたのは、高温すぎるとレンズ４形状が変化してしまうということ、また、低温すぎると光路長を変化させづらいということによる。
【００１８】
ここで、ヒータ８を光学フィルタ５外周部に当接させ、２００℃未満に保っておく。これは、ヒータ８の熱が光学フィルタ５中心部から外周部へと伝わるのを防ぐためである。
【００１９】
上記方法により、光学フィルタ５の膜厚を、レンズ４の中心から外周に向けて小さくし、且つレンズ４中心を中心とする円周上において同一とすることができる。
【００２０】
このような構成により、光学フィルタ５における光路長を、図５（ｄ）〜（ｆ）に示すごとくレンズ４の中心部と外周部とにおいて等しくすることが可能となるため、所望の波長以外の波長を持つ光を遮断し、且つ所望の波長を持つ光を減衰させない。よって、別に多層膜（図示せず）等をレンズ４裏面に設ける必要が無いため、透光性の低下を防止できる。
【００２１】
なお、本実施の形態では１回のみの加熱としたが、複数回加熱と冷却を繰り返す方法を用いるとなお良い。例えば、まず光学フィルタ５の中央部分を２５０℃程度で加熱すると同時に外周部を２００℃未満に保持し、その後常温まで冷却し、次に光学フィルタ５の中央部の中心部を３００℃程度で加熱しながら外周部を２００℃未満に保持するという方法である。この方法であれば、部分部分の特性変化量をコントロールしやすいという利点がある。ここで、一度高温で加熱した部分はそれよりも低い温度では特性変化しないため、この例において中央部分を２５０℃程度で加熱、中央部の中心部を３００℃で加熱したように、低温から高温へと段階を踏むことが好ましい。
【００２２】
なお、本実施の形態では凸型のレンズ４を例に挙げたが、凹レンズでも同様の方法で同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の光学素子は、フィルター特性と透光性にすぐれ、各種レンズユニットや電子機器などにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）本発明の光学素子の斜視図、（ｂ）本発明の光学素子の断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１におけるスリットとレンズを示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるスリットとレンズを示す正面図
【図３】本発明の実施の形態２におけるヒータとレンズを示す断面図
【図４】従来の光学素子の断面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来の光学素子の断面図、特性図、特性図、（ｄ）〜（ｆ）は本発明の一実施形態の光学素子の断面図、特性図、特性図
【符号の説明】
【００２５】
４  レンズ
５  光学フィルタ
６  スリット
７  ヒータ
８  ヒータ
【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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