(57)【要約】【課題】  入射角の大きな光に対する反射率を低減させることのできる光学素子を提供することである。【解決手段】  光学素子１０は基板１１と、基板１１に設けられた異方性層１３を有する。異方性層１３は、厚さ方向に進行する光に対する屈折率よりも面内方向に進行する光に対する屈折率の方が小さい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に設けられた異方性層を有し
前記異方性層の面内方向に進行する光に対する前記異方性層の屈折率は、前記異方性層の厚さ方向に進行する光に対する前記異方性層の屈折率の方よりも小さいことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記基板と前記異方性層の間には、１以上の層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記基板と前記異方性層の間には、屈折率の異なる２種類の層が交互に設けられており、
前記異方性層に隣接する位置には、前記２種類の層のうち屈折率の高い方の層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記厚さ方向に進行する光に対する前記異方性層の屈折率と、前記面内方向に進行する光に対する前記異方性層の屈折率の差は、０．００１よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記厚さ方向に進行する光に対する前記異方性層の屈折率は１．３５以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記面内方向に進行する光に対する前記異方性層の屈折率は１．１０以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記異方性層は、複数の微粒子が結合して構成された鎖状形状の粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記鎖状形状の粒子を構成する微粒子の数の平均値は３以上２０以下であることを特徴とする請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
前記鎖状形状の粒子の長さの平均値は、前記鎖状形状の粒子を構成する微粒子の直径の平均値の３倍以上１２倍以下であることを特徴とする請求項７または８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記鎖状形状の粒子を構成する微粒子の粒径の平均値は、５ｎｍ以上４０ｎｍであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記鎖状形状の粒子の主成分はシリカであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
複数の光学素子を備え、
前記光学素子のうち少なくとも１つは請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学素子であることを特徴とする光学系。
【請求項１３】
撮像素子と、請求項１２に記載の光学系を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置が備える光学系に用いられる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学系に用いられるレンズ等の光学素子に反射防止膜を設けることで、撮影される画像におけるゴーストやフレアの発生量を低減させることができる。
【０００３】
特許文献１には、厚さ方向に進行する光に対する屈折率よりも、面内方向に進行する光に対する屈折率の方が大きくなるような異方性を有する膜を含む反射防止膜を有する光学素子が記載されている。これによって、光学素子に入射する光の入射角の変化による反射波同士の光路長差の変化を低減させることができ、入射角の大きな光に対する反射防止性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５９７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の光学素子では、ブリュースター角以上の入射角で入射する光に対する反射防止性能が十分ではなかった。
【０００６】
本発明の目的は、入射角の大きな光に対する反射率を低減させることのできる光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学素子は、基板と、前記基板に設けられた異方性層を有し
前記異方性層は、厚さ方向に進行する光に対する屈折率よりも面内方向に進行する光に対する屈折率の方が小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入射角の大きな光に対する反射率を低減させることのできる光学素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の光学素子の概略図である。
【図２】表１と表２に示す反射防止膜における０°入射時の反射率特性を示す図である。
【図３】表１と表２に示す反射防止膜における７５°入射時の反射率特性を示す図である。
【図４】実施例１と比較例１の光学素子における０°入射時の反射率特性を示す図である。
【図５】実施例１と比較例１の光学素子における７５°入射時の反射率特性を示す図である。
【図６】実施例２と比較例２の光学素子における０°入射時の反射率特性を示す図である。
【図７】実施例２と比較例２の光学素子における７５°入射時の反射率特性を示す図である。
【図８】実施例３と比較例３の光学素子における０°入射時の反射率特性を示す図である。
【図９】実施例３と比較例３の光学素子における７５°入射時の反射率特性を示す図である。
【図１０】実施例４と比較例４の光学素子における０°入射時の反射率特性を示す図である。
【図１１】実施例４と比較例４の光学素子における７５°入射時の反射率特性を示す図である。
【図１２】光学系および撮像装置を示す図である。
【図１３】鎖状粒子の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
［実施例１］
図１に実施例１の光学素子１０の概略図を示す。光学素子１０は基板１１と、基板１１上に設けられた異方性層１３を有する。基板１１は平行平板であっても良いし、レンズなどのように曲面を有する形状であっても良い。
【００１２】
異方性層１３は、光の入射方向に依って屈折率の異なる層である。異方性層１４の厚さ方向（異方性層１３の表面の面法線に平行な方向）に進行する光に対する異方性層１３の屈折率は、異方性層１３の面内方向（異方性層１４の厚さ方向に直行する方向）に進行する光に対する異方性層１３の屈折率よりも大きい。以下では、異方性層１３のように、厚さ方向に進行する光に対する屈折率よりも面内方向に進行する光に対する屈折率の方が小さくなるような屈折率の異方性を第１の異方性と称する。
【００１３】
基板１１と異方性層１３の間に１以上の層からなる中間層１２を設けても良い。本実施例では、７層で構成される中間層１２を基板１１と異方性層１３の間に設けている。
【００１４】
本実施例において、異方性層１３および中間層１２は基板１１の反射防止膜として機能する。多層で構成される反射防止膜では、反射防止膜の各界面での反射波を干渉させることで反射率を低減させている。また、一般に、反射防止膜の最上層には屈折率の低い膜が用いられる。これにより、反射防止膜と空気との界面における光の反射強度を低減させることができ、反射防止膜の反射防止性能を向上させることができる。
【００１５】
光学系に用いられるレンズなどの光学素子においては、様々な角度で光が入射するため、低入射角から高入射角にわたって反射率を低減させることのできる反射防止膜を設けることが求められる。しかしながら、光の入射角が大きくなるにつれて反射防止膜の各界面での反射波同士の光路長差が短くなってしまうため、低入射角から高入射角にわたって高い反射防止性能を維持することは難しい。特許文献１のように、厚さ方向に進行する光に対する屈折率よりも面内方向に進行する光に対する屈折率の方が大きくなるような屈折率の異方性を有する膜を基板上に設けることで、入射角の変化による反射率の上昇をある程度抑えることはできる。しかしながら、より大きな入射角の光に対して十分に反射率を低減させることは困難であった。以下では、厚さ方向に進行する光に対する屈折率よりも面内方向に進行する光に対する屈折率の方が大きくなるような屈折率の異方性を第２の異方性と称する。
【００１６】
本実施例では、上述のような異方性層１３を設けることにより、入射角の大きな光に対する反射防止性能を向上させている。
【００１７】
大きな入射角の光まで考慮した際の反射防止膜の反射防止性能は、１．１程度を限度に最上層の屈折率を低くするほど向上する傾向がある。これは、入射角が大きくなることによる光路長差の変化に起因する反射率の増加量よりも、最上層と空気との界面での反射強度が小さくなることによる反射率の減少量が大きいためであると考えられる。なお、最上層の屈折率が１．１を下回るほどに小さくなる場合、反射率は増大していく傾向がある。これは、最上層の屈折率を１に近づけすぎた結果、最上層と最上層に隣接する層との界面における反射強度が大きくなるためであると考えられる。
【００１８】
したがって、低入射角（例えば０°）の光に対して反射防止膜の膜構成を最適化する場合、光の入射角が大きくなるにしたがって屈折率が低下するような膜を最上層に用いることで、大きな入射角で入射する光に対する反射防止性能を向上させることができる。
【００１９】
異方性層１３は、前述のように、第１の異方性を有する。異方性層１３における実効的な屈折率は、光の進行方向を面内方向と厚さ方向に分離することで考えることができる。光の入射角が大きくなるにつれて、光の進行方向における面内方向の割合が増加するため、異方性層１３の実効的な屈折率は小さくなる。ゆえに、第１の異方性を有する異方性層１３を設けることで入射角の大きな光に対しても反射率を低減させることができる。
【００２０】
次に、異方性層１３における屈折率の異方性について説明する。
【００２１】
図１において、異方性層１３の異方性層１３の厚さ方向をｚ方向、ｚ方向に対して垂直で互いに直交する２つの方向をｘ方向、ｙ方向とする。ｚ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率をｎｚ、ｘ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率をｎｘ、ｙ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率をｎｙと表記する。
【００２２】
このとき、ｎｚ＞ｎｘおよびｎｚ＞ｎｘを満たしていれば、ｎｘとｎｙは互いに異なっていても良い。ただし、光学素子１０を、光軸を中心として回転対称な光学系に用いる場合、ｎｘとｎｙの差は小さいことが好ましい。光軸を中心に光学系を回転した際に、画像に生じるゴーストの色付きや強度が変化してしまうためである。したがって、異方性層１３の屈折率としては、ｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙを満たすことが好ましい。
【００２３】
なお、異方性層１３の屈折率の異方性は、直交座標系で定義される異方性に限定されるものではなく、例えば円柱座標系で定義される異方性であっても良い。
【００２４】
異方性層１３の厚さ方向をｚ方向、ｚ方向に垂直な平面における原点に対する回転方向をθ方向、動径方向をｒ方向とし、それぞれの方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率をｎｚ、ｎθ、ｎｒとする。このとき、ｎｚ＞ｎｒおよびｎｚ＞ｎθを満たしていれば、ｎｒとｎθは互いに異なっていても良い。また光学素子１０を、光軸を中心として回転対称な光学系に用いる際には、光学系の光軸と異方性層１３の屈折率異方性の回転中心を一致させることで、光軸を中心に光学系を回転した際のゴーストの色付きや強度の変化を低減できる。
【００２５】
なお、異方性層１３の屈折率の異方性は、偏光解析法（エリプソメトリー）を用いて測定することができる。例えば、多入射角分光エリプソメーターであるジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製のＶＡＳＥ（登録商標）を用いたエリプソメトリーにより、異方性層１３の屈折率の異方性を測定することができる。
【００２６】
高入射角の光に対する反射防止効果をより向上させるためには、異方性層１３の屈折率の異方性はある程度大きいことが好ましい。すなわち、厚さ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率と、面内方向に進行する光の異方性層１３の屈折率のうち最大の屈折率との差は、ある程度大きいことが好ましい。
【００２７】
そこで、異方性層１３における屈折率の異方性の大きさの好ましい範囲について、反射防止膜の最上層として第１の異方性を有する層を用いる場合の反射防止性能と、第２の異方性を有する層を用いる場合の反射防止性能とを比較して説明する。以下では、屈折率の異方性は前述したｘｙｚ直交座標系で定義されるものとし、ｘ方向に進行する光に対する屈折率ｎｘとｙ方向に進行する光に対する屈折率ｎｙは等しいものとする。
【００２８】
屈折率が１．６６である基板上に、第１の異方性を有する異方性層を、７層で構成される中間層を介して設けた場合の膜構成を表１に示す。また、屈折率が１．６６の基板上に、第２の異方性を有する異方性層を、７層で構成される中間層を介して設けた場合の膜構成を表２に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【表２】
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【００３１】
表１の反射防止膜の異方性層と表２の反射防止膜の異方性層において、ｎｚとｎｘの差の絶対値は共に０．００１となっている。また、表２の反射防止膜の異方性層および中間層の厚さは、入射角０°で入射した光に対する表２の反射防止膜の反射防止性能が表１の反射防止膜と略同等となるように設計されている。
【００３２】
屈折率１．６６の基板上に表１の反射防止膜を設けた場合と、屈折率１．６６の基板上に表２の反射防止膜を設けた場合のそれぞれについて、入射角０°で入射した光に対する反射率特性を図２に、入射角７５°で入射した光に対する反射率特性を図３に示す。図２に示すように、表１の反射防止膜も表２の反射防止膜も、０°入射時の反射防止性能は略同等である。
【００３３】
図３より、表１に示す反射防止膜と表２に示す反射防止膜の７５°入射時の反射防止性能も略同等であることがわかる。すなわち、ｎｚとｎｘの差の絶対値が０．００１である場合、反射率を低減させる効果として、第２の異方性による入射角の変化による光路長差の変化を低減させる効果と、第１の異方性による空気界面における反射強度を小さくする効果は略同等であると言える。したがって、高入射角で入射した光に対する反射防止性能をより向上させるためには、異方性層１３において厚さ方向に進行する光に対する屈折率と、面内方向に進行する光に対する屈折率のうち最大の屈折率との差を０．００１よりも大きくすることが好ましい。なお、異方性層１３において厚さ方向に進行する光に対する屈折率と、面内方向に進行する光に対する屈折率のうち最大の屈折率との差は０．００３より大きくすることがより好ましく、０．００５よりも大きくすることが更に好ましい。
【００３４】
また、厚さ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいて１．３５以下であることが好ましい。厚さ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率が１．３５よりも大きくなる場合、低入射角（例えば０°）で入射する光に対する反射率を十分に低減させることが困難となるためである。なお、厚さ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率は１．２８以下であるとより好ましい。
【００３５】
また、面内方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいて１．１０以上であることが好ましい。異方性層１３の屈折率があまりに小さくなる場合、異方性層１３が脆くなってしまうためである。厚さ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率は１．２以上であるとより好ましい。
【００３６】
次に、中間層１２の好ましい構成について説明する。
【００３７】
中間層１２は複数の層で構成されることが好ましい。これによって各界面での反射波を干渉させ、反射率を低減させることができる。また、中間層１２は屈折率の異なる２つの層が交互に配置された繰り返し構造を有することが好ましい。これによって、より広い波長帯域で反射率を低減させることができる。また、これによって低入射角から高入射角にわたって反射率をより低減させることができる。なお、繰り返し構造を構成する２種類の層のうち屈折率の大きい方の層の屈折率は波長５５０ｎｍにおいて１．９以上であることが好ましい。また、繰り返し構造を構成する２種類の層のうち屈折率の小さい方の層の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいて１．７以下であることが好ましい。これによって反射率をより低減させることができる。
【００３８】
さらに、中間層１２が繰り返し構造を有する場合、異方性層１３と隣接する位置には繰り返し構造を構成する２種類の層のうち屈折率の大きい方の層を配置することが好ましい。これによって、入射角が変化したときの光学素子１０の各界面で生じる反射波同士の干渉条件の変化を低減させることができる。したがって、低入射角から高入射角にわたってより反射率を低減させることができる。
【００３９】
次に、異方性層１３を構成する材料について説明する。
【００４０】
異方性層１３は、例えば略球形状の微粒子が複数個繋がって成る鎖状形状の粒子（以下鎖状粒子と称する）を含む溶液を基板１１上にスピンコートによって塗布することで得ることができる。図１３に、鎖状粒子２０の概略図を示す。鎖状粒子２０は、複数の微粒子２１が鎖状に結合して構成される。このような鎖状粒子２０を含む溶液をスピンコートすると、遠心力により鎖状粒子が面内方向に配向し、第１の異方性が生じると考えられる。
【００４１】
鎖状粒子を使用して異方性層１３を形成する場合、鎖状粒子を構成する微粒子の平均粒径は５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、微粒子の平均粒径は、顕微鏡を用いて撮影された画像から求めることができる。
【００４２】
微粒子の平均粒径が５ｎｍを下回る場合、粒子間の空隙が小さくなり異方性層１３の屈折率を十分に低くすることが困難となる。また、微粒子の平均粒径が４０ｎｍより大きくなると、鎖状粒子による光の散乱が大きくなるため好ましくない。
【００４３】
また、１つの鎖状粒子を構成する微粒子の数の平均値は３以上２０以下であることが好ましい。１つの鎖状粒子を構成する微粒子の数の平均値が３を下回る場合、スピンコート時の遠心力によって鎖状粒子を配向させにくくなり、異方性層１３における屈折率の異方性が弱くなってしまう。また、１つの鎖状粒子を構成する微粒子の数の平均値が２０を上回る場合、鎖状粒子による散乱の影響が大きくなるため好ましくない。
【００４４】
また、鎖状粒子の平均の長さは、鎖状粒子を構成する微粒子の直径の平均値の３倍以上１２倍以下であることが好ましい。ここで言う鎖状粒子の長さとは、図１３に示すように、鎖状粒子の長さが最大となる方向における長さである。
【００４５】
鎖状粒子の平均の長さが微粒子の直径の平均値の３倍を下回るほど短い場合、スピンコート時の遠心力によって鎖状粒子を配向させにくくなり、異方性層１３における屈折率の異方性が弱くなってしまう。また、鎖状粒子の平均の長さが微粒子の直径の１２倍を上回るほど長い場合、鎖状粒子による光の散乱が大きくなるため好ましくない。
【００４６】
なお、上述した種々の値に関する「平均」は、１００個の鎖状粒子の平均であれば十分である。
【００４７】
また、鎖状粒子の材料は特に限定されないが、シリカを主成分とする材料を用いることが好ましい。これによって、厚さ方向に進行する光に対する異方性層１３の屈折率を１．１から１．３程度と低くすることができる。
【００４８】
さらに、シリカを主成分とする鎖状粒子を使用する場合には異方性層１３の膜強度を向上させるために、バインダを使用することが好ましい。
【００４９】
なお、鎖状粒子を用いて異方性層１３を形成する場合、スピンコート時の基板の回転数を上げることで鎖状粒子の配向度合を調整することができる。ただし、異方性層１３における屈折率の異方性を大きくするためにスピンコート時の回転数を上げすぎると、異方性層１３の厚さの均一性が悪化してしまう。また、異方性層１３の屈折率の異方性を大きくしすぎると、厚さ方向に進行する光に対する屈折率が大きくなりすぎ、低入射角の光に対する反射率を低減することが困難となってしまう。
【００５０】
このため、異方性層１３において、厚さ方向に進行する光に対する屈折率と、面内方向に進行する光に対する屈折率のうち最大の屈折率との差は０．１以下であることが好ましい。なお、異方性層１３において厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率のうち最大の屈折率との差は０．０５以下であるとより好ましく、０．０１以下であると更に好ましい。
【００５１】
なお、異方性層１３が第１の異方性を有していれば、異方性層１３を構成する材料は特に限定されない。例えば、メソポーラスシリカなどの多孔質粒子を含む層に第１の異方性を付与することもできる。この場合、多孔質粒子の空孔の形状によって屈折率に異方性が生じるため、空孔の形状を調整することによって第１の異方性を有する膜を得ることができる。例えばメソポーラスシリカを用いる場合、空孔を形成する鋳型の配置により所望の異方性を得ることができる。
【００５２】
上述した鎖状粒子や多孔質粒子を含む層は空隙を含んでいるため、異方性層１３の屈折率を低くすることができる。
【００５３】
次に、本実施例の光学素子１０の特性について説明する。
【００５４】
表３に実施例１の光学素子の構成を示す。実施例１の異方性層１３の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいてｎｚ＝１．３１６、ｎｘ＝ｎｙ＝１．３１３である。実施例１の異方性層１３における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．００３である。
【００５５】
また、異方性層１３の厚さは１０４．２ｎｍである。低入射角での反射防止性能を向上させるために、異方性層１３の光学膜厚が可視波長帯域の光の波長の４分の１程度となるように異方性層１３の厚さを定めている。実施例１の光学素子における中間層１２と異方性層１３の屈折率および厚さは、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光が入射角０°で入射した際の反射率ができるだけ小さくなるように設計されている。
【００５６】
【表３】
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【００５７】
また、比較例１として、第２の異方性を有する異方性層を用いた場合の構成を表４に示す。比較例１の異方性層は実施例１の異方性層１３と同等の屈折率を有する。比較例１における異方性層の屈折率は、ｎｘ＝ｎｙ＝１．３１７であり、ｎｚ＝１．３１４である。比較例１の異方性層における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．００３である。
【００５８】
比較例１の光学素子における中間層と異方性層の屈折率および厚さは、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光が入射角０°で入射した際の反射率が実施例１の光学素子と同等となるように設計されている。
【００５９】
【表４】
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【００６０】
実施例１および比較例１の光学素子における入射角０°の光に対する反射率特性を図４に示す。図４では、実施例１の反射率特性を実線、比較例１の反射率特性を点線で示している。図４に示す通り、実施例１と比較例１の反射率特性は略同等となっている。
【００６１】
次に、実施例１および比較例１の光学素子における入射角７５°の光に対する反射率特性を図５に示す。図５では、実施例１の反射率特性を実線、比較例１の反射率特性を点線で示している。図５に示すように、入射角７５°の光に対する反射率は、波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの全波長域で比較例１の光学素子よりも実施例１の光学素子の方が小さくなっている。このように、第１の異方性を有する異方性層１３を設けることで、入射角の大きな光に対する反射率を低減させることができることがわかる。
【００６２】
［実施例２］
次に、実施例２の光学素子について説明する。実施例２の光学素子は、実施例１の光学素子と同様に基板上に中間層を介して異方性層が設けられた構成となっているが、基板の屈折率、各層の屈折率及び厚さは実施例１の光学素子と異なる。
【００６３】
表５に実施例２の光学素子の構成を示す。実施例２の異方性層の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいてｎｚ＝１．２６６、ｎｘ＝ｎｙ＝１．２３６である。異方性層における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．０３である。
【００６４】
また、本実施例の異方性層の厚さは１０５．４ｎｍである。実施例２の光学素子における中間層と異方性層の屈折率および厚さは、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光が入射角０°で入射した際の反射率ができるだけ小さくなるように設計されている。
【００６５】
【表５】
2018189749.tif 000007
【００６６】
また、比較例２として、第２の異方性を有する異方性層を用いた場合の構成を表６に示す。比較例２の異方性層は実施例２の異方性層と同等の屈折率を有する。比較例２における異方性層の屈折率は、ｎｘ＝ｎｙ＝１．２７６であり、ｎｚ＝１．２４６である。比較例２の異方性層における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．０３である。
【００６７】
比較例２の光学素子における中間層と異方性層の屈折率および厚さは、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光が入射角０°で入射した際の反射率が実施例２の光学素子と同等となるように設計されている。
【００６８】
【表６】
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【００６９】
実施例２および比較例２の光学素子における入射角０°の光に対する反射率特性を図６に示す。図６では、実施例２の反射率特性を実線、比較例２の反射率特性を点線で示している。図６に示す通り、実施例２と比較例２の反射率特性は略同等となっている。
【００７０】
次に、実施例２および比較例２の光学素子における入射角７５°の光に対する反射率特性を図７に示す。図７では、実施例２の反射率特性を実線、比較例２の反射率特性を点線で示している。図７に示すように、入射角７５°の光に対する反射率は、波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの全波長域で比較例２の光学素子よりも実施例２の光学素子の方が小さくなっている。このように、第１の異方性を有する異方性層を設けることで、入射角の大きな光に対する反射率を低減させることができることがわかる。
【００７１】
［実施例３］
次に、実施例３の光学素子について説明する。実施例３の光学素子は、実施例１および２の光学素子と同様に基板上に中間層を介して異方性層が設けられた構成となっているが、基板の屈折率、各層の屈折率及び厚さは実施例１および２の光学素子と異なる。
【００７２】
表７に実施例３の光学素子の構成を示す。実施例３の異方性層の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいてｎｚ＝１．２４６、ｎｘ＝ｎｙ＝１．１５６である。異方性層における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．０９である。
【００７３】
また、本実施例の異方性層の厚さは１０５．９ｎｍである。実施例３の光学素子における中間層と異方性層の屈折率および厚さは、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光が入射角０°で入射した際の反射率ができるだけ小さくなるように設計されている。
【００７４】
【表７】
2018189749.tif 000009
【００７５】
また、比較例３として、第２の異方性を有する異方性層を用いた場合の構成を表８に示す。比較例３の異方性層は実施例３の異方性層と同等の屈折率を有する。比較例３における異方性層の屈折率は、ｎｘ＝ｎｙ＝１．２７６であり、ｎｚ＝１．１８６である。比較例３の異方性層における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．０９である。
【００７６】
比較例３の光学素子における中間層と異方性層の屈折率および厚さは、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光が入射角０°で入射した際の反射率が実施例３の光学素子と同等となるように設計されている。
【００７７】
【表８】
2018189749.tif 000010
【００７８】
実施例３および比較例３の光学素子における入射角０°の光に対する反射率特性を図８に示す。図８では、実施例３の反射率特性を実線、比較例３の反射率特性を点線で示している。図８に示す通り、実施例３と比較例３の反射率特性は略同等となっている。
【００７９】
次に、実施例３および比較例３の光学素子における入射角７５°の光に対する反射率特性を図９に示す。図９では、実施例３の反射率特性を実線、比較例３の反射率特性を点線で示している。図９に示すように、入射角７５°の光に対する反射率は、波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの全波長域で比較例３の光学素子よりも実施例３の光学素子の方が小さくなっている。このように、第１の異方性を有する異方性層を設けることで、入射角の大きな光に対する反射率を低減させることができることがわかる。
【００８０】
［実施例４］
次に、実施例４の光学素子について説明する。実施例４の光学素子は、実施例１乃至３の光学素子と同様に基板上に中間層を介して異方性層が設けられた構成となっているが、基板の屈折率、各層の屈折率及び厚さは実施例１乃至３の光学素子と異なる。
【００８１】
表９に実施例４の光学素子の構成を示す。実施例４の異方性層の屈折率は、波長５５０ｎｍにおいてｎｚ＝１．２４８、ｎｘ＝ｎｙ＝１．２４５である。異方性層における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．００３である。
【００８２】
また、本実施例の異方性層の厚さは１１５．５ｎｍである。実施例４の光学素子における中間層と異方性層の屈折率および厚さは、波長４００ｎｍから７００ｎｍの光が入射角０°で入射した際の反射率ができるだけ小さくなるように設計されている。
【００８３】
【表９】
2018189749.tif 000011
【００８４】
また、比較例４として、第２の異方性を有する異方性層を用いた場合の構成を表１０に示す。比較例４の異方性層は実施例４の異方性層と同等の屈折率を有する。比較例４における異方性層の屈折率は、ｎｘ＝ｎｙ＝１．２４８であり、ｎｚ＝１．２４５である。比較例４の異方性層における厚さ方向に進行する光に対する屈折率と面内方向に進行する光に対する屈折率の差は０．００３である。
【００８５】
比較例４の光学素子における中間層と異方性層の厚さは実施例４の光学素子と同等である。
【００８６】
【表１０】
2018189749.tif 000012
【００８７】
実施例４および比較例４の光学素子における入射角０°の光に対する反射率特性を図１０に示す。図１０では、実施例４の反射率特性を実線、比較例４の反射率特性を点線で示している。図１０に示す通り、実施例４と比較例４の反射率特性は略同等となっている。
【００８８】
次に、実施例４および比較例４の光学素子における入射角７５°の光に対する反射率特性を図１１に示す。図１１では、実施例４の反射率特性を実線、比較例４の反射率特性を点線で示している。図１１に示すように、入射角７５°の光に対する反射率は、波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの全波長域で比較例４の光学素子よりも実施例４の光学素子の方が小さくなっている。このように、第１の異方性を有する異方性層を設けることで、入射角の大きな光に対する反射率を低減させることができることがわかる。
【００８９】
［光学系および撮像装置］
次に、本発明の光学系および撮像装置に関する実施例について説明する。図１２（ａ）は、本実施例の光学系１００の断面図である。図１２（ａ）におけるＳＰは絞り、ＩＰは像面を表している。
【００９０】
光学系１００は、複数の光学素子（レンズ）を有する。また、光学系１００における複数の光学素子のうち少なくとも１つは前述した実施例１乃至４のいずれかの光学素子である。実施例１乃至４の光学素子は、入射角の大きな光に対する反射率を低減させている。そのため、入射角の大きな光がレンズ面で反射することによって生じるフレアやゴーストを低減させることができ、高品位な像を得ることができる。
【００９１】
図１２（ｂ）は、本実施例の撮像装置２００の断面図である。撮像装置２００は、レンズ部２０１と本体部２０２を有する。レンズ部２０１は前述した光学系１００を有する。本体部２０２には撮像素子２０３が設けられている。撮像素子２０３はＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサである。
【００９２】
撮像装置２００は、光学系１００を有することで、入射角の大きな光がレンズ面で反射することによって生じるフレアやゴーストを低減させることができ、高品位な画像を得ることができる。
【００９３】
なお、図１２（ｂ）では、本体部２０２とレンズ部２０１が一体となった例を示しているが、撮像装置本体に対して着脱可能なレンズ装置に本発明を適用してもよい。このようなレンズ装置は、例えばレンズ交換式一眼カメラ用の交換レンズとして用いられる。
【００９４】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  光学素子
１１  基板
１３  異方性層
【図１】
2018189749.tif 000013
【図２】
2018189749.tif 000014
【図３】
2018189749.tif 000015
【図４】
2018189749.tif 000016
【図５】
2018189749.tif 000017
【図６】
2018189749.tif 000018
【図７】
2018189749.tif 000019
【図８】
2018189749.tif 000020
【図９】
2018189749.tif 000021
【図１０】
2018189749.tif 000022
【図１１】
2018189749.tif 000023
【図１２】
2018189749.tif 000024
【図１３】
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