(57)【要約】光学ローパスフィルタ１は、水晶インゴット２を切断して形成される複屈折ウエハ３１、３２、３３が重ね合わされた構成からなっている。複屈折ウエハ３１は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して４４．８度で切断して形成され、入射した光を水平方向に分離するウエハである。複屈折ウエハ３２は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成され、入射した光を水平方向に対して＋４５度方向に分離するウエハである。複屈折ウエハ３３は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成され、入射した光を水平方向に対して−４５度方向に分離するウエハである。
2003107073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶インゴットをその光学軸に対して角度をもって切断して形成された複屈折ウエハからなり、入射した光を分離する光学ローパスフィルタにおいて、
前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記複屈折ウエハは複数枚重ね合わされるとともに分割されて多数個形成され、
複数枚のうち少なくとも１枚の前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記複屈折ウエハは複数枚形成されるとともに、これら複数枚の複屈折ウエハを分割して夫々多数枚の複屈折板が形成され、別々の複屈折ウエハから形成された複数枚の複屈折板が重ね合わされてなり、
複数枚のうち少なくとも１枚の前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項４】
請求項２乃至３のいずれかに記載の光学ローパスフィルタにおいて、
重ね合わされた複数枚の前記複屈折ウエハには少なくとも、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に分離する第１の複屈折ウエハと、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に対して４５度方向に分離する第２の複屈折ウエハとが含まれたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載の光学ローパスフィルタにおいて、
重ね合わされた前記複屈折ウエハは１枚の第１の複屈折ウエハと２枚の第２の複屈折ウエハから構成され、前記第１の複屈折ウエハは、１つの対向する二辺が光学軸に平行である矩形状に形成されてなり、かつ、前記第２の複屈折ウエハは、５角形状であって、隣接する３つの角が略直角に形成されるとともにこの３つの角のうち中央の角に対向し光学軸に直交する辺が形成されてなることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度は、その光学軸に対して８０度以下に設定されていることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複屈折ウエハを用いた光学ローパスフィルタに関する。
背景技術
光学ローパスフィルタは、撮像素子が受光した時に発生する擬似信号を抑えるために光の映像周波数の高周波成分をカットするものであり、その特性は光を分離させる分離パターンによって決定される。
例えば、従来の光学ローパスフィルタに、日本特開２０００−５６２６８号公報に示された光学ローパスフィルタがある。
この光学ローパスフィルタは、光学軸が互いに異なる３枚の複屈折ウエハが重ね合わされてなる。この重ね合わされた３枚の複屈折ウエハが分割されて多数個のローパスフィルタが形成される。
具体的に、３枚の複屈折ウエハはいずれも、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度で切断して形成される。これら３枚の複屈折ウエハは、入射した光を水平方向に分離する水平方向複屈折ウエハと、入射した光を水平方向複屈折ウエハの分離方向に対して＋４５度方向に分離する＋４５度方向複屈折ウエハと、入射した光を水平方向複屈折ウエハの分離方向に対して−４５度方向に分離する−４５度方向複屈折ウエハからなり、これら水平方向複屈折板、＋４５度方向複屈折板、−４５度方向複屈折板が順に重ね合わされて光学ローパスフィルタが形成される。
この光学ローパスフィルタに入射された光は、水平方向複屈折板により常光線と異常光線とに分離され、分離された常光線と異常光線とは、夫々±４５度方向複屈折板により４点分離される。
このように光学ローパスフィルタを用いて入射光を４点分離することにより、ＣＣＤ等の撮像素子に対する入力光を分離させて映像をぼかし、モアレ像を誘発する擬似信号を減衰させる。
ところで、現在、撮像素子のセルピッチは小さくなる傾向にある。すなわち、近年製造されるＣＣＤにおいては、従来と同一サイズの設計でそのセルピッチを小さくして画素数を増加させる（例えば、２００万画素から３００万画素など）傾向がある。そのため、ＣＣＤのセルピッチの短縮に伴って光学ローパスフィルタにおける光の分離幅を短くする必要がある。
しかし、光学ローパスフィルタの分離幅を短くするためには、光学ローパスフィルタを構成する各複屈折板の厚さを薄くする必要がある。さらに、±４５度方向複屈折ウエハはその厚みを水平方向複屈折ウエハの１／√２とする必要がある。そのため、±４５度方向複屈折ウエハでは、より薄い厚みが求められており、研磨加工することが難しく、コストアップの要因となっている。
また、複屈折ウエハの組み合わせにおいて、実際には水晶インゴットがそれほど大きく成長しないことから、大型の±４５度方向複屈折ウエハは得難い。また、一般的に、±４５度方向複屈折ウエハは、光学軸に対して４５度方向に延びる辺をもつ矩形状で１つの角が大きく欠けたものになってしまう。この場合、複屈折ウエハから多数個の矩形状の光学ローパスフィルタに分割する多数個取り工程において材料の損失が発生して効率が悪い。
そこで、上記課題を解決するために本発明は、複屈折ウエハの研磨加工を容易にする光学ローパスフィルタを提供することを目的とし、また、本発明は、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合を無くすまたは小さくして一回の生産で多数個生産し、生産コストを低減する光学ローパスフィルタを提供することを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するため本発明に係る光学ローパスフィルタは、水晶インゴットをその光学軸に対して角度をもって切断して形成された複屈折ウエハからなり、入射した光を分離する光学ローパスフィルタにおいて、前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする。
本発明によれば、複屈折ウエハは、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、従来の切断角度が４４．８度のものと同じ分離幅を得るために複屈折ウエハの厚みを厚くして、複屈折ウエハを研磨する際、複屈折ウエハが破損する等材料の損失を気にせずに容易に加工作業を行うことが可能となり、生産コストを低減することが可能となる。また、複屈折ウエハの切断角度を水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度にすることで、水晶インゴットがそれほど大きく成長していなくても、複屈折ウエハの面積を大きくすることが可能となり、その結果、複屈折ウエハの角が１つ欠けた場合であっても、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合が小さくなるので、多数個の光学ローパスフィルタに分割する際に形成される欠陥のある光学ローパスフィルタの数を抑えて生産コストを低減することが可能となる。
また、本発明によれば、複屈折ウエハは、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、複屈折ウエハの厚さを厚くすることが可能となり、厚さを予め設定する厚みに容易に調整することが可能となる。例えば、従来では、デジタルカメラ（撮像装置）に用いているＣＣＤの画素数を２００万画素から３００万画素に増加させる場合、光学ローパスフィルタの厚さを変更させて、この変更によりデジタルカメラにおける光路長を変更させるなどデジタルカメラ自体の設計変更が必要であったが、本発明にかかる光学ローパスフィルタによれば、複屈折ウエハの切断角度を調整して、その厚さを従来のものと同一にすることが可能であるので、複屈折ウエハの寸法を設定するだけで、デジタルカメラにおける光路長を変更させる必要がなく、生産コストの低減を図ることが可能となる。
さらに、上記したように、光学ローパスフィルタを、ＣＣＤを備えたデジタルカメラなどの撮像装置に用いた場合、撮像装置自体の設計変更による生産コストの増加を防止するため、光学ローパスフィルタの厚さが予め設定されている。そこで、撮像装置に本発明にかかる光学ローパスフィルタを用いれば、複屈折ウエハが水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、光学ローパスフィルタの厚さを変更させずにその分離幅を短くすることが可能であり、ＣＣＤの画素数の増加に対応させることが可能となる。
具体的に、上記構成において、上記複屈折ウエハは複数枚重ね合わされるとともに分割されて多数個形成され、複数枚のうち少なくとも１枚の上記複屈折ウエハは、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されてもよい。または、上記構成において、上記複屈折ウエハは複数枚形成されるとともに、これら複数枚の複屈折ウエハを分割して夫々多数枚の複屈折板が形成され、別々の複屈折ウエハから形成された複数枚の複屈折板が重ね合わされてなり、複数枚のうち少なくとも１枚の上記複屈折ウエハは、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されてもよい。
また、上記構成において、重ね合わされた複数枚の上記複屈折ウエハには少なくとも、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に分離する第１の複屈折ウエハと、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に対して４５度方向に分離する第２の複屈折ウエハとが含まれていてもよい。
この場合、水平方向もしくは垂直方向に対して４５度方向に分離する第２の複屈折ウエハを厚くさせるので、通常、第１の複屈折ウエハの厚みより厚さが薄くなる第２の複屈折ウエハの厚みを厚くして、第２の複屈折ウエハを研磨する際、複屈折ウエハが破損するのを気にせずに容易に加工作業を行うことが可能となる。
上記構成において、重ね合わされた上記複屈折ウエハは１枚の第１の複屈折ウエハと２枚の第２の複屈折ウエハから構成され、上記第１の複屈折ウエハは、１つの対向する二辺が光学軸に平行である矩形状に形成されてなり、かつ、上記第２の複屈折ウエハは、５角形状であって、隣接する３つの角が略直角に形成されるとともにこの３つの角のうち中央の角に対向し光学軸に直交する辺が形成されてなってもよい。
また、上記構成において、上記水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度は、その光学軸に対して８０度以下に設定されていることが好ましく、特に、６９度に設定されていることが、光学ローパスフィルタの形成を容易にする上でより好ましい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタ１は、第１図に示すような水晶インゴット２を切断して形成される複屈折ウエハ３１、３２、３３が３枚重ね合わされた構成からなっている。
複屈折ウエハ３１は、本発明でいう第１の複屈折ウエハであって、入射した光を水平方向に分離させるウエハである。この複屈折ウエハ３１は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して４４．８度で切断して形成され、第２図（ａ）に示すように、１つの対向する二辺４が光学軸Ａに平行である矩形状に形成されている。
複屈折ウエハ３２は、入射した光を水平方向に対して＋４５度方向に分離させるウエハである。この複屈折ウエハ３２は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成され、第２図（ｂ）に示すように、５角形状であって、隣接する３つの角５が直角に形成されるとともにこの３つの角５のうち中央の角５に対向し光学軸Ａに直交する辺６が形成されている。
複屈折ウエハ３３は、入射した光を水平方向に対して−４５度方向に分離させるウエハである。この複屈折ウエハ３３は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成され、第２図（ｃ）に示すように、５角形状であって、隣接する３つの角５が直角に形成されるとともにこの３つの角５のうち中央の角５に対向し光学軸Ａに直交する辺６が形成されている。
これら複屈折ウエハ３２、３３が本発明でいう第２の複屈折ウエハであり、これら複屈折ウエハ３２、３３を形成するための切断角度を光学軸Ａに対して６９度と設定しているが、この６９度は以下に示す数式１から算出されている。また、この数式から算出された切断角度の特性を第３〜５図に示す。第３図は、切断角度と、ｄ＝５８９．３（ｎｍ）の時の係数（第４図参照）との関係を示した表であり、そのグラフを第４図に示す。また、第５図は、切断角度と、切断角度が４４．８度の時との複屈折ウエハ３２、３３の厚み比との関係を示したグラフである。
2003107073.tif 000003
（ｄ：分離幅、ｎｅ＝１．５５３４：異常光線の屈折率、ｎｏ＝１．５４４３：常光線の屈折率、θ：切断角度、ｔ：複屈折ウエハの厚み）
この数式１から、複屈折ウエハ３１、３２、３３の分離幅ｄ（第７図参照）は、切断角度θと複屈折ウエハの厚みｔとに関係付けられていることがわかる。本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３２、３３を形成するための切断角度が光学軸Ａに対して６９度であるため、４４．８度で切断する場合と比較してその分離幅ｄが短縮される。
次に、この光学ローパスフィルタ１の生産工程を、第２図を用いて以下に詳説する。
水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して４４．８度で切断されて（第１図（ａ）参照）、第２図（ａ）に示す複屈折ウエハ３１が形成される。次に、水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して６９度で切断されて（第１図（ｂ）参照）、第２図（ｂ）および第２図（ｃ）に示す複屈折ウエハ３２、３３が形成される。これら形成された複屈折ウエハ３１、３２、３３は、複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３の順に重ね合わされて接合される。そして、接合された複屈折ウエハ３１、３２、３３は、切断機器であるダイシングソーにより９個の矩形状になるよう分割ライン（第２図（ｄ）参照）上で分割され、正常に動作可能な７個の光学ローパスフィルタ１が形成される。
形成された光学ローパスフィルタ１に入射された光は、複屈折ウエハ３１から形成された水平方向複屈折板（図示省略）により常光線と異常光線とに分離され、分離された常光線と異常光線とは、夫々複屈折ウエハ３２、３３から形成された±４５度方向複屈折板（図示省略）により４点分離される。
上記した生産工程により生産された光学ローパスフィルタ１は、例えば第６（ａ）図に示すようなデジタルカメラなどの撮像装置に用いられる。
この撮像装置には、第６（ａ）図に示すように、撮影の際取り込む光を集光するレンズ７と、レンズ７によって集光した光を複数の受光素子（図示省略）において受け、その光の情報をデジタルデータに変換するＣＣＤ８とが設けられている。そして、光学ローパスフィルタ１は、これらレンズ７とＣＣＤ８との間の光路（長さ１）中に設けられている。なお、この光学ローパスフィルタ１の光の入射面１ａと射出面１ｂには、光の乱反射を防止するためにＡＲコート（図示省略）が形成されている。
撮像装置では、光が外部からレンズ７に入射されて、レンズ７により集光される。そして、集光された光は、光学ローパスフィルタ１により分離されて、ＣＣＤ８の各受光素子に入射される。
ところで、現在、ＣＣＤ８のセルピッチは小さくなる傾向にある。すなわち、近年製造されるＣＣＤ８においては、従来と同一サイズの設計でそのセルピッチを小さくして画素数を増加させる（例えば、２００万画素から３００万画素など）傾向がある。そのため、ＣＣＤ８のセルピッチの短縮に伴って光学ローパスフィルタにおける光の分離幅ｄを短くする必要があるが、上記した数式１からわかるように本発明の実施の形態にかかる複屈折ウエハ３２、３３を用いることで、分離幅ｄを短くすることができる。
また、従来の光学ローパスフィルタでは、ＣＣＤ８の画素数を増加させるために、分離幅ｄを短くする複屈折板を用いている。そのため、光学ローパスフィルタの厚みが薄くなり、その結果、第６（ａ）図に示す光路長１が可変する。そのため、従来の光学ローパスフィルタでは、複屈折板にパスガラスなどを重ねあわせて光学ローパスフィルタの厚さを調整する。しかし、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタによれば、±４５度方向複屈折板３２ａ、３３ｂの厚さが厚いため、これら±４５度方向複屈折板３２ａ、３３ｂの厚さを予め設定した厚みに調整する。そのため、光路長１を可変させることはなく、分離幅ｄを短くしてＣＣＤ８の画素数の増加に対応させることができ、さらに、複屈折板以外のパスガラスなど他の媒体を用いなくてもよく生産コストの低減を図ることもできる。すなわち、例えば、ＣＣＤ８の画素数を２００万画素から３００万画素に増加させる場合、デジタルカメラにおける光路長１を変更させるなどデジタルカメラ自体の設計変更を必要とするが、この光学ローパスフィルタ１によれば、±４５度方向複屈折板３２ａ、３３ｂの厚さを予め設定した厚さに調整するだけでよく、生産コストの低減を図ることができる。
上記したように、この光学ローパスフィルタ１によれば、水平方向に対して±４５度方向に分離する複屈折ウエハ３２、３３が、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されるので、従来の切断角度が４４．８度のものと同じ分離幅ｄ（第７図参照）を得るために、通常、厚さが薄くなる複屈折ウエハ３２、３３の厚みを厚くして、複屈折ウエハ３２、３３を研磨する際、複屈折ウエハ３２、３３が破損する等材料の損失を気にせずに容易に加工作業を行うことができ、生産コストを低減することができる。
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３２、３３が、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されるので、種水晶２１から育成される水晶の厚みを薄くすることができる。例えば、本発明の実施の形態に示す複屈折ウエハ３２、３３を形成する水晶インゴット２の厚さを、種水晶２１からみてｔとする。次に、これら複屈折ウエハ３２、３３を、水晶インゴットをその光学軸に対して、従来通りの４４、８度で切断して形成する場合、第８（ｂ）図に示すように、水晶インゴット２’の厚さが種水晶２１’からみてｔ’となる。この第８（ｂ）図からも分かるように従来通りの４４、８度で切断して形成する場合、水晶インゴット２’の厚さをｔからｔ’に厚くする必要がある。そのため、本発明の実施の形態に示すような厚さｔの水晶インゴット２から複屈折ウエハ３２、３３を形成する場合と、従来の水晶インゴット２１’から複屈折ウエハ３２’、３３’を形成する場合と比較して、水晶インゴット２の育成時間を短縮させることができ、生産コストを低減させることができる。また、水晶インゴット２、２’は、第８図に示すように、育成されるにつれて有効長Ｙ、Ｙ’の長さが短くなる。そのため、本発明の実施の形態にかかる水晶インゴット２一つから６９度で切断して形成される複屈折ウエハ３２、３３と、従来の水晶インゴット２’一つから４４、８度で切断して形成される複屈折ウエハ３２’、３３’とを比較すると、本発明の実施の形態のほうが水晶インゴット２から形成される複屈折ウエハ３２、３３の枚数が多く、生産コストの点において好ましい。なお、厚さｔの水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して４４．８度で切断して複屈折ウエハ３４を形成する場合、第８（ａ）図に示すように、その面積が小さくなるとともに、複屈折ウエハ３４の１角が大きくかけてしまうので、複屈折ウエハ３４から多くの複屈折板を形成することができず、生産効率の点において好ましくない。
また、複屈折ウエハ３２、３３の切断角度を水晶インゴット２の光学軸Ａに対して６９度にすることで、水晶インゴット２がそれほど大きく成長していなくても、複屈折ウエハ３２、３３の面積を大きくすることができるとともに、複屈折ウエハ３２、３３の角が１つ欠けた場合であっても、複屈折ウエハ３２、３３全体に対する欠けた部分の割合が小さくなるので、９個の光学ローパスフィルタ１に分割する際に形成される欠陥のある光学ローパスフィルタ１１（第２図（ｄ）参照）の数を２個に抑えて生産コストを低減することができる。
また、複屈折ウエハ３２、３３は、水晶インゴット２の光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されているが、第３〜５図からわかるように、切断角度が６９度であれば、切断角度が４４．８度の時と比べて複屈折ウエハの厚みｔを約１．５０１倍厚くすることができる。また、６９度以外であっても、４４．８度を超え、第５図に示すように急激に厚みが変化する臨界値である８０度以下であればその切断角度を任意に設定してもよく、本発明の実施の形態と同様に切断角度が４４．８度の時と比べて複屈折ウエハの厚みｔが厚くなり本発明の実施の形態の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタ１は、矩形状に形成されているが、これに限定されるものではなく、要求される形状に合わせて任意の形状に形成されてもよい。
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３１に入射した光を水平方向に分離するウエハを用いているが、入射した光を垂直方向に分離するウエハを用いてもよい。この場合、複屈折ウエハ３２は、入射した光を垂直方向に対して＋４５度方向に分離するウエハを用い、複屈折ウエハ３３は、入射した光を垂直方向に対して−４５度方向に分離するウエハを用いる。
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３の順に重ね合わせて形成されているが、これに限定されるものではなく、その順は例えば、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３、複屈折ウエハ３１の順であってもよく、複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３３、複屈折ウエハ３２の順であってもよい。
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハを３枚用いているが、その枚数は限定されるものではなく、例えば５枚等用途に合わせてその枚数を変更し、光の分離点の数を変更してもよい。また、複屈折ウエハ３２、３３は、±４５度方向に光を分離させるが、これに限定されるものではなく、例えば±３０度方向に光を分離させる等用途に合わせてその角度を変更してもよい。このように、任意の方向へ光を分離する複屈折ウエハを１枚から複数枚の任意の枚数を用いることで、光の分離点を２点から複数点の任意の点に変更することができ、その分離パターンも、例えば第９（ａ）〜（ｄ）図に示すような様々なパターンを形成することができる。
また、本発明の実施の形態にかかる複屈折ウエハ３２、３３は、５角形状であるが、多角形であればその形状は任意の形状でよい。
また、複屈折ウエハを形成しやすくするために全ての複屈折ウエハが、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されていてもよい。
また、本発明の実施の形態では、重ね合わせてなる複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３から９個の光学ローパスフィルタ１を形成したが、要求される寸法に合わせて光学ローパスフィルタの個数を任意に設定してもよい。
また、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタ１の生産工程は、以下に詳説する生産工程であってもよい。この生産工程から生産される光学ローパスフィルタ１は、上述した生産工程から生産される光学ローパスフィルタ１と同様の作用効果がある。
水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して４４．８度で切断されて（第１図（ａ）参照）、第２図（ａ）に示す複屈折ウエハ３１が形成される。次に、水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して６９度で切断されて（第１図（ｂ）参照）、第２図（ｂ）および第２図（ｃ）に示す複屈折ウエハ３２、３３が形成される。これら形成された複屈折ウエハ３１、３２、３３は、ダイシングソーにより夫々分割ライン上で分割されて複屈折ウエハ３１、３２、３３から夫々９枚の複屈折板（図示省略）が形成される。その後に、別々の複屈折ウエハ３１、３２、３３から形成された夫々１枚ずつの複屈折板がその順に重ね合わさせて接合され、１個の光学ローパスフィルタ１が形成される。同様にして、残りの複屈折ウエハ３１、３２、３３から形成された複屈折板から正常に動作可能な光学ローパスフィルタ１が形成される。
また、本発明の実施の形態では、光学ローパスフィルタ１をデジタルカメラなどの撮像装置に用いているが、その配置は第６（ａ）図に示す配置に限定されるものではなく、例えば、第６（ｂ）図に示すような配置であってもよい。
この第６（ｂ）図に示す光学ローパスフィルタ１では、−４５度方向複屈折板３３ａがＣＣＤ８の光の入射面に接して設けられ、水平方向複屈折板３１ａと＋４５度方向複屈折板３２ａとがＣＣＤ８とレンズ７との光路（長さ１）中の中間あたりの位置に設けられている。なお、−４５度方向複屈折板３３ａの入射面３３ａと、水平方向複屈折板３１ａの入射面３１ｂと＋４５度方向複屈折板３２ａの射出面３２ｃとにはＡＲコート（図示省略）が形成されている。
このように、第６（ｂ）図に示すように、光学ローパスフィルタ１の構成である複数の複屈折板を間を隔てて構成することにより、分離幅ｄを短くしてもよい。
なお、この図６（ｂ）に示す光学ローパスフィルタ１では、−４５度方向複屈折板３３ａがＣＣＤ８の光の入射面に接して設けられ、水平方向複屈折板３１ａと＋４５度方向複屈折板３２ａとがＣＣＤ８とレンズ７との光路中の中間あたりの位置に設けられているが、これに限定されるものではなく、光路中であれば、用途に合わせて、任意の方向へ光を分離する複屈折板を任意の位置に、任意の枚数で設けてもよい。
産業上の利用可能性
以上、説明したように、本発明にかかる光学ローパスフィルタによれば、複屈折ウエハの研磨加工を容易にし、かつ、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合を無くすまたは小さくして一回の生産で多数個生産し、生産コストを低減することができる。
すなわち、本発明によれば、複屈折ウエハが、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、従来の切断角度が４４．８度のものと同じ分離幅を得るために複屈折ウエハの厚みを厚くして、複屈折ウエハを研磨する際、複屈折ウエハが破損する等材料の損失を気にせずに容易に加工作業を行うことができ、生産コストを低減することができる。また、複屈折ウエハの切断角度を水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度にすることで、水晶インゴットがそれほど大きく成長していなくても、複屈折ウエハの面積を大きくすることができ、その結果、複屈折ウエハの角が１つ欠けた場合であっても、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合が小さくなるので、多数個の光学ローパスフィルタに分割する際に形成される欠陥のある光学ローパスフィルタの数を抑えて生産コストを低減することができる。
また、本発明によれば、複屈折ウエハが、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、複屈折ウエハの厚さを厚くすることができ、厚さを予め設定する厚みに容易に調整することができる。例えば、従来では、デジタルカメラ（撮像装置）に用いているＣＣＤの画素数を２００万画素から３００万画素に増加させる場合、光学ローパスフィルタの厚さを変更させて、この変更によりデジタルカメラにおける光路長を変更させるなどデジタルカメラ自体の設計変更が必要であったが、本発明にかかる光学ローパスフィルタによれば、複屈折ウエハの切断角度を調整して、その厚さを従来のものと同一にすることができるので、複屈折ウエハの寸法を設定するだけで、デジタルカメラにおける光路長を変更させる必要がなく、生産コストの低減を図ることができる。
さらに、上記したように、光学ローパスフィルタを、ＣＣＤを備えたデジタルカメラなどの撮像装置に用いた場合、撮像装置自体の設計変更による生産コストの増加を防止するため、光学ローパスフィルタの厚さが予め設定されている。そこで、撮像装置に本発明にかかる光学ローパスフィルタを用いれば、複屈折ウエハが水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、光学ローパスフィルタの厚さを変更させずにその分離幅を短くすることができ、ＣＣＤの画素数の増加に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１（ａ）図は、本発明の実施の形態にかかる、複屈折ウエハを形成するための切断角度が光学軸に対して４４．８度である水晶インゴットの概略図であり、（ｂ）図は、複屈折ウエハを形成するための切断角度が光学軸に対して６９度である水晶インゴットの概略図である。
第２（ａ）図は、本発明の実施の形態にかかる、入射した光を水平方向に分離する複屈折ウエハの平面図であり、（ｂ）図は、本発明の実施の形態にかかる、入射した光を水平方向に対して＋４５度方向に分離する複屈折ウエハの平面図であり、（ｃ）図は、本発明の実施の形態にかかる、入射した光を水平方向に対して−４５度方向に分離する複屈折ウエハであり、（ｄ）図は、本発明の実施の形態にかかる、３枚の複屈折ウエハを重ね合わせた平面図である。
第３図は、本発明の実施の形態にかかる、切断角度と、ｄ＝５８９．３（ｎｍ）の時の係数（第４図参照）との関係を示した表である。
第４図は、本発明の実施の形態にかかる、切断角度と、ｄ＝５８９．３（ｎｍ）の時の係数との関係を示したグラフである。
第５図は、本発明の実施の形態にかかる、切断角度と、切断角度が４４．８度の時との複屈折ウエハ３２、３３の厚み比との関係を示したグラフである。
第６（ａ）図は、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを設けた撮像装置の光路における構成部材の配置図であり、（ｂ）図は、他の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを設けた撮像装置の光路における構成部材の配置図である。
第７図は、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを通過した光の分離パターンを示した図である。
第８（ａ）、（ｂ）図は、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタと従来の光学ローパスフィルタとを比較するために、それぞれが形成される夫々の水晶インゴットの厚さ及び有効長を示した図である。
第９図は、第７図に示す分離パターンとは異なる本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを通過した光の他の分離パターンを示した図である。
【図１】
2003107073.tif 000004
【図２】
2003107073.tif 000005
【図３】
2003107073.tif 000006
【図４】
2003107073.tif 000007
【図５】
2003107073.tif 000008
【図６】
2003107073.tif 000009
【図７】
2003107073.tif 000010
【図８】
2003107073.tif 000011
【図９】
2003107073.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月12日(2004.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶インゴットをその光学軸に対して角度をもって切断して形成された複屈折ウエハからなり、入射した光を分離する光学ローパスフィルタにおいて、
前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記複屈折ウエハは複数枚重ね合わされるとともに分割されて多数個形成され、
複数枚のうち少なくとも１枚の前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記複屈折ウエハは複数枚形成されるとともに、これら複数枚の複屈折ウエハを分割して夫々多数枚の複屈折板が形成され、別々の複屈折ウエハから形成された複数枚の複屈折板が重ね合わされてなり、
複数枚のうち少なくとも１枚の前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項４】
請求項２乃至３のいずれかに記載の光学ローパスフィルタにおいて、
重ね合わされた複数枚の前記複屈折ウエハには少なくとも、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に分離する第１の複屈折ウエハと、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に対して４５度方向に分離する第２の複屈折ウエハとが含まれたことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載の光学ローパスフィルタにおいて、
重ね合わされた前記複屈折ウエハは１枚の第１の複屈折ウエハと２枚の第２の複屈折ウエハから構成され、前記第１の複屈折ウエハは、１つの対向する二辺が光学軸に平行である矩形状に形成されてなり、かつ、前記第２の複屈折ウエハは、５角形状であって、隣接する３つの角が略直角に形成されるとともにこの３つの角のうち中央の角に対向し光学軸に直交する辺が形成されてなることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度は、その光学軸に対して８０度以下に設定されていることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折ウエハを用いた光学ローパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ローパスフィルタは、撮像素子が受光した時に発生する擬似信号を抑えるために光の映像周波数の高周波成分をカットするものであり、その特性は光を分離させる分離パターンによって決定される。
【０００３】
例えば、従来の光学ローパスフィルタに、下記する特許文献１に示された光学ローパスフィルタがある。
この光学ローパスフィルタは、光学軸が互いに異なる３枚の複屈折ウエハが重ね合わされてなる。この重ね合わされた３枚の複屈折ウエハが分割されて多数個のローパスフィルタが形成される。
【０００４】
具体的に、３枚の複屈折ウエハはいずれも、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度で切断して形成される。これら３枚の複屈折ウエハは、入射した光を水平方向に分離する水平方向複屈折ウエハと、入射した光を水平方向複屈折ウエハの分離方向に対して＋４５度方向に分離する＋４５度方向複屈折ウエハと、入射した光を水平方向複屈折ウエハの分離方向に対して−４５度方向に分離する−４５度方向複屈折ウエハからなり、これら水平方向複屈折板、＋４５度方向複屈折板、−４５度方向複屈折板が順に重ね合わされて光学ローパスフィルタが形成される。
【０００５】
この光学ローパスフィルタに入射された光は、水平方向複屈折板により常光線と異常光線とに分離され、分離された常光線と異常光線とは、夫々±４５度方向複屈折板により４点分離される。
【０００６】
このように光学ローパスフィルタを用いて入射光を４点分離することにより、ＣＣＤ等の撮像素子に対する入力光を分離させて映像をぼかし、モアレ像を誘発する擬似信号を減衰させる。
【特許文献１】特開２０００−５６２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、現在、撮像素子のセルピッチは小さくなる傾向にある。すなわち、近年製造されるＣＣＤにおいては、従来と同一サイズの設計でそのセルピッチを小さくして画素数を増加させる（例えば、２００万画素から３００万画素など）傾向がある。そのため、ＣＣＤのセルピッチの短縮に伴って光学ローパスフィルタにおける光の分離幅を短くする必要がある。
【０００８】
しかし、光学ローパスフィルタの分離幅を短くするためには、光学ローパスフィルタを構成する各複屈折板の厚さを薄くする必要がある。さらに、±４５度方向複屈折ウエハはその厚みを水平方向複屈折ウエハの１／√２とする必要がある。そのため、±４５度方向複屈折ウエハでは、より薄い厚みが求められており、研磨加工することが難しく、コストアップの要因となっている。
【０００９】
また、複屈折ウエハの組み合わせにおいて、実際には水晶インゴットがそれほど大きく成長しないことから、大型の±４５度方向複屈折ウエハは得難い。また、一般的に、±４５度方向複屈折ウエハは、光学軸に対して４５度方向に延びる辺をもつ矩形状で１つの角が大きく欠けたものになってしまう。この場合、複屈折ウエハから多数個の矩形状の光学ローパスフィルタに分割する多数個取り工程において材料の損失が発生して効率が悪い。
【００１０】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、複屈折ウエハの研磨加工を容易にする光学ローパスフィルタを提供することを目的とし、また、本発明は、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合を無くすまたは小さくして一回の生産で多数個生産し、生産コストを低減する光学ローパスフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明に係る光学ローパスフィルタは、水晶インゴットをその光学軸に対して角度をもって切断して形成された複屈折ウエハからなり、入射した光を分離する光学ローパスフィルタにおいて、前記複屈折ウエハは、前記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、複屈折ウエハは、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、従来の切断角度が４４．８度のものと同じ分離幅を得るために複屈折ウエハの厚みを厚くして、複屈折ウエハを研磨する際、複屈折ウエハが破損する等材料の損失を気にせずに容易に加工作業を行うことが可能となり、生産コストを低減することが可能となる。また、複屈折ウエハの切断角度を水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度にすることで、水晶インゴットがそれほど大きく成長していなくても、複屈折ウエハの面積を大きくすることが可能となり、その結果、複屈折ウエハの角が１つ欠けた場合であっても、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合が小さくなるので、多数個の光学ローパスフィルタに分割する際に形成される欠陥のある光学ローパスフィルタの数を抑えて生産コストを低減することが可能となる。
【００１３】
また、本発明によれば、複屈折ウエハは、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、複屈折ウエハの厚さを厚くすることが可能となり、厚さを予め設定する厚みに容易に調整することが可能となる。例えば、従来では、デジタルカメラ（撮像装置）に用いているＣＣＤの画素数を２００万画素から３００万画素に増加させる場合、光学ローパスフィルタの厚さを変更させて、この変更によりデジタルカメラにおける光路長を変更させるなどデジタルカメラ自体の設計変更が必要であったが、本発明にかかる光学ローパスフィルタによれば、複屈折ウエハの切断角度を調整して、その厚さを従来のものと同一にすることが可能であるので、複屈折ウエハの寸法を設定するだけで、デジタルカメラにおける光路長を変更させる必要がなく、生産コストの低減を図ることが可能となる。
【００１４】
さらに、上記したように、光学ローパスフィルタを、ＣＣＤを備えたデジタルカメラなどの撮像装置に用いた場合、撮像装置自体の設計変更による生産コストの増加を防止するため、光学ローパスフィルタの厚さが予め設定されている。そこで、撮像装置に本発明にかかる光学ローパスフィルタを用いれば、複屈折ウエハが水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、光学ローパスフィルタの厚さを変更させずにその分離幅を短くすることが可能であり、ＣＣＤの画素数の増加に対応させることが可能となる。
【００１５】
具体的に、上記構成において、上記複屈折ウエハは複数枚重ね合わされるとともに分割されて多数個形成され、複数枚のうち少なくとも１枚の上記複屈折ウエハは、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されてもよい。または、上記構成において、上記複屈折ウエハは複数枚形成されるとともに、これら複数枚の複屈折ウエハを分割して夫々多数枚の複屈折板が形成され、別々の複屈折ウエハから形成された複数枚の複屈折板が重ね合わされてなり、複数枚のうち少なくとも１枚の上記複屈折ウエハは、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されてもよい。
【００１６】
また、上記構成において、重ね合わされた複数枚の上記複屈折ウエハには少なくとも、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に分離する第１の複屈折ウエハと、上記水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成され、入射した光を水平方向もしくは垂直方向に対して４５度方向に分離する第２の複屈折ウエハとが含まれていてもよい。
【００１７】
この場合、水平方向もしくは垂直方向に対して４５度方向に分離する第２の複屈折ウエハを厚くさせるので、通常、第１の複屈折ウエハの厚みより厚さが薄くなる第２の複屈折ウエハの厚みを厚くして、第２の複屈折ウエハを研磨する際、複屈折ウエハが破損するのを気にせずに容易に加工作業を行うことが可能となる。
【００１８】
上記構成において、重ね合わされた上記複屈折ウエハは１枚の第１の複屈折ウエハと２枚の第２の複屈折ウエハから構成され、上記第１の複屈折ウエハは、１つの対向する二辺が光学軸に平行である矩形状に形成されてなり、かつ、上記第２の複屈折ウエハは、５角形状であって、隣接する３つの角が略直角に形成されるとともにこの３つの角のうち中央の角に対向し光学軸に直交する辺が形成されてなってもよい。
【００１９】
また、上記構成において、上記水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度は、その光学軸に対して８０度以下に設定されていることが好ましく、特に、６９度に設定されていることが、光学ローパスフィルタの形成を容易にする上でより好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複屈折ウエハの研磨加工を容易にすることが可能となる。また、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合を無くすまたは小さくして一回の生産で多数個生産させ、生産コストを低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタ１は、図１に示すような水晶インゴット２を切断して形成される複屈折ウエハ３１、３２、３３が３枚重ね合わされた構成からなっている。
【００２３】
複屈折ウエハ３１は、本発明でいう第１の複屈折ウエハであって、入射した光を水平方向に分離させるウエハである。この複屈折ウエハ３１は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して４４．８度で切断して形成され、図２（ａ）に示すように、１つの対向する二辺４が光学軸Ａに平行である矩形状に形成されている。
【００２４】
複屈折ウエハ３２は、入射した光を水平方向に対して＋４５度方向に分離させるウエハである。この複屈折ウエハ３２は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成され、図２（ｂ）に示すように、５角形状であって、隣接する３つの角５が直角に形成されるとともにこの３つの角５のうち中央の角５に対向し光学軸Ａに直交する辺６が形成されている。
【００２５】
複屈折ウエハ３３は、入射した光を水平方向に対して−４５度方向に分離させるウエハである。この複屈折ウエハ３３は、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成され、図２（ｃ）に示すように、５角形状であって、隣接する３つの角５が直角に形成されるとともにこの３つの角５のうち中央の角５に対向し光学軸Ａに直交する辺６が形成されている。
【００２６】
これら複屈折ウエハ３２、３３が本発明でいう第２の複屈折ウエハであり、これら複屈折ウエハ３２、３３を形成するための切断角度を光学軸Ａに対して６９度と設定しているが、この６９度は以下に示す数式１から算出されている。また、この数式から算出された切断角度の特性を図３〜５に示す。図３は、切断角度と、ｄ＝５８９．３（ｎｍ）の時の係数（図４参照）との関係を示した表であり、そのグラフを図４に示す。また、図５は、切断角度と、切断角度が４４．８度の時との複屈折ウエハ３２、３３の厚み比との関係を示したグラフである。
＜数式１＞
（ｄ：分離幅、ｎｅ＝１．５５３４：異常光線の屈折率、ｎｏ＝１．５４４３：常光線の屈折率、θ：切断角度、ｔ：複屈折ウエハの厚み）
この数式１から、複屈折ウエハ３１、３２、３３の分離幅ｄ（図７参照）は、切断角度θと複屈折ウエハの厚みｔとに関係付けられていることがわかる。本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３２、３３を形成するための切断角度が光学軸Ａに対して６９度であるため、４４．８度で切断する場合と比較してその分離幅ｄが短縮される。
【００２７】
次に、この光学ローパスフィルタ１の生産工程を、図２を用いて以下に詳説する。
【００２８】
水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して４４．８度で切断されて（図１（ａ）参照）、図２（ａ）に示す複屈折ウエハ３１が形成される。次に、水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して６９度で切断されて（図１（ｂ）参照）、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示す複屈折ウエハ３２、３３が形成される。これら形成された複屈折ウエハ３１、３２、３３は、複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３の順に重ね合わされて接合される。そして、接合された複屈折ウエハ３１、３２、３３は、切断機器であるダイシングソーにより９個の矩形状になるよう分割ライン（図２（ｄ）参照）上で分割され、正常に動作可能な７個の光学ローパスフィルタ１が形成される。
【００２９】
形成された光学ローパスフィルタ１に入射された光は、複屈折ウエハ３１から形成された水平方向複屈折板（図示省略）により常光線と異常光線とに分離され、分離された常光線と異常光線とは、夫々複屈折ウエハ３２、３３から形成された±４５度方向複屈折板（図示省略）により４点分離される。
【００３０】
上記した生産工程により生産された光学ローパスフィルタ１は、例えば図６（ａ）に示すようなデジタルカメラなどの撮像装置に用いられる。
【００３１】
この撮像装置には、図６（ａ）に示すように、撮影の際取り込む光を集光するレンズ７と、レンズ７によって集光した光を複数の受光素子（図示省略）において受け、その光の情報をデジタルデータに変換するＣＣＤ８とが設けられている。そして、光学ローパスフィルタ１は、これらレンズ７とＣＣＤ８との間の光路（長さｌ）中に設けられている。なお、この光学ローパスフィルタ１の光の入射面１ａと射出面１ｂには、光の乱反射を防止するためにＡＲコート（図示省略）が形成されている。
【００３２】
撮像装置では、光が外部からレンズ７に入射されて、レンズ７により集光される。そして、集光された光は、光学ローパスフィルタ１により分離されて、ＣＣＤ８の各受光素子に入射される。
【００３３】
ところで、現在、ＣＣＤ８のセルピッチは小さくなる傾向にある。すなわち、近年製造されるＣＣＤ８においては、従来と同一サイズの設計でそのセルピッチを小さくして画素数を増加させる（例えば、２００万画素から３００万画素など）傾向がある。そのため、ＣＣＤ８のセルピッチの短縮に伴って光学ローパスフィルタにおける光の分離幅ｄを短くする必要があるが、上記した数式１からわかるように本発明の実施の形態にかかる複屈折ウエハ３２、３３を用いることで、分離幅ｄを短くすることができる。
【００３４】
また、従来の光学ローパスフィルタでは、ＣＣＤ８の画素数を増加させるために、分離幅ｄを短くする複屈折板を用いている。そのため、光学ローパスフィルタの厚みが薄くなり、その結果、図６（ａ）に示す光路長ｌが可変する。そのため、従来の光学ローパスフィルタでは、複屈折板にパスガラスなどを重ねあわせて光学ローパスフィルタの厚さを調整する。しかし、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタによれば、±４５度方向複屈折板３２ａ、３３ｂの厚さが厚いため、これら±４５度方向複屈折板３２ａ、３３ｂの厚さを予め設定した厚みに調整する。そのため、光路長ｌを可変させることはなく、分離幅ｄを短くしてＣＣＤ８の画素数の増加に対応させることができ、さらに、複屈折板以外のパスガラスなど他の媒体を用いなくてもよく生産コストの低減を図ることもできる。すなわち、例えば、ＣＣＤ８の画素数を２００万画素から３００万画素に増加させる場合、デジタルカメラにおける光路長ｌを変更させるなどデジタルカメラ自体の設計変更を必要とするが、この光学ローパスフィルタ１によれば、±４５度方向複屈折板３２ａ、３３ｂの厚さを予め設定した厚さに調整するだけでよく、生産コストの低減を図ることができる。
【００３５】
上記したように、この光学ローパスフィルタ１によれば、水平方向に対して±４５度方向に分離する複屈折ウエハ３２、３３が、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されるので、従来の切断角度が４４．８度のものと同じ分離幅ｄ（図７参照）を得るために、通常、厚さが薄くなる複屈折ウエハ３２、３３の厚みを厚くして、複屈折ウエハ３２、３３を研磨する際、複屈折ウエハ３２、３３が破損する等材料の損失を気にせずに容易に加工作業を行うことができ、生産コストを低減することができる。
【００３６】
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３２、３３が、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されるので、種水晶２１から育成される水晶の厚みを薄くすることができる。例えば、本発明の実施の形態に示す複屈折ウエハ３２、３３を形成する水晶インゴット２の厚さを、種水晶２１からみてｔとする。次に、これら複屈折ウエハ３２、３３を、水晶インゴットをその光学軸に対して、従来通りの４４、８度で切断して形成する場合、図８（ｂ）に示すように、水晶インゴット２’の厚さが種水晶２１’からみてｔ’となる。この図８（ｂ）からも分かるように従来通りの４４、８度で切断して形成する場合、水晶インゴット２’の厚さをｔからｔ’に厚くする必要がある。そのため、本発明の実施の形態に示すような厚さｔの水晶インゴット２から複屈折ウエハ３２、３３を形成する場合と、従来の水晶インゴット２１’から複屈折ウエハ３２’、３３’を形成する場合と比較して、水晶インゴット２の育成時間を短縮させることができ、生産コストを低減させることができる。また、水晶インゴット２、２’は、図８に示すように、育成されるにつれて有効長Ｙ、Ｙ’の長さが短くなる。そのため、本発明の実施の形態にかかる水晶インゴット２一つから６９度で切断して形成される複屈折ウエハ３２、３３と、従来の水晶インゴット２’一つから４４、８度で切断して形成される複屈折ウエハ３２’、３３’とを比較すると、本発明の実施の形態のほうが水晶インゴット２から形成される複屈折ウエハ３２、３３の枚数が多く、生産コストの点において好ましい。なお、厚さｔの水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して４４．８度で切断して複屈折ウエハ３４を形成する場合、図８（ａ）に示すように、その面積が小さくなるとともに、複屈折ウエハ３４の1角が大きくかけてしまうので、複屈折ウエハ３４から多くの複屈折板を形成することができず、生産効率の点において好ましくない。
【００３７】
また、複屈折ウエハ３２、３３の切断角度を水晶インゴット２の光学軸Ａに対して６９度にすることで、水晶インゴット２がそれほど大きく成長していなくても、複屈折ウエハ３２、３３の面積を大きくすることができるとともに、複屈折ウエハ３２、３３の角が１つ欠けた場合であっても、複屈折ウエハ３２、３３全体に対する欠けた部分の割合が小さくなるので、９個の光学ローパスフィルタ１に分割する際に形成される欠陥のある光学ローパスフィルタ１１（図２（ｄ）参照）の数を２個に抑えて生産コストを低減することができる。
【００３８】
また、複屈折ウエハ３２、３３は、水晶インゴット２の光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されているが、図３〜５からわかるように、切断角度が６９度であれば、切断角度が４４．８度の時と比べて複屈折ウエハの厚みｔを約１．５０１倍厚くすることができる。また、６９度以外であっても、４４．８度を超え、図５に示すように急激に厚みが変化する臨界値である８０度以下であればその切断角度を任意に設定してもよく、本発明の実施の形態と同様に切断角度が４４．８度の時と比べて複屈折ウエハの厚みｔが厚くなり本発明の実施の形態の効果が得られる。
【００３９】
なお、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタ１は、矩形状に形成されているが、これに限定されるものではなく、要求される形状に合わせて任意の形状に形成されてもよい。
【００４０】
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３１に入射した光を水平方向に分離するウエハを用いているが、入射した光を垂直方向に分離するウエハを用いてもよい。この場合、複屈折ウエハ３２は、入射した光を垂直方向に対して＋４５度方向に分離するウエハを用い、複屈折ウエハ３３は、入射した光を垂直方向に対して−４５度方向に分離するウエハを用いる。
【００４１】
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３の順に重ね合わせて形成されているが、これに限定されるものではなく、その順は例えば、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３、複屈折ウエハ３１の順であってもよく、複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３３、複屈折ウエハ３２の順であってもよい。
【００４２】
また、本発明の実施の形態では、複屈折ウエハを３枚用いているが、その枚数は限定されるものではなく、例えば５枚等用途に合わせてその枚数を変更し、光の分離点の数を変更してもよい。また、複屈折ウエハ３２、３３は、±４５度方向に光を分離させるが、これに限定されるものではなく、例えば±３０度方向に光を分離させる等用途に合わせてその角度を変更してもよい。このように、任意の方向へ光を分離する複屈折ウエハを１枚から複数枚の任意の枚数を用いることで、光の分離点を２点から複数点の任意の点に変更することができ、その分離パターンも、例えば図９（ａ）〜（ｄ）に示すような様々なパターンを形成することができる。
【００４３】
また、本発明の実施の形態にかかる複屈折ウエハ３２、３３は、５角形状であるが、多角形であればその形状は任意の形状でよい。
【００４４】
また、複屈折ウエハを形成しやすくするために全ての複屈折ウエハが、水晶インゴット２をその光学軸Ａに対して６９度で切断して形成されていてもよい。
【００４５】
また、本発明の実施の形態では、重ね合わせてなる複屈折ウエハ３１、複屈折ウエハ３２、複屈折ウエハ３３から９個の光学ローパスフィルタ１を形成したが、要求される寸法に合わせて光学ローパスフィルタの個数を任意に設定してもよい。
【００４６】
また、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタ１の生産工程は、以下に詳説する生産工程であってもよい。この生産工程から生産される光学ローパスフィルタ１は、上述した生産工程から生産される光学ローパスフィルタ１と同様の作用効果がある。
【００４７】
水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して４４．８度で切断されて（図１（ａ）参照）、図２（ａ）に示す複屈折ウエハ３１が形成される。次に、水晶インゴット２がその光学軸Ａに対して６９度で切断されて（図１（ｂ）参照）、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示す複屈折ウエハ３２、３３が形成される。これら形成された複屈折ウエハ３１、３２、３３は、ダイシングソーにより夫々分割ライン上で分割されて複屈折ウエハ３１、３２、３３から夫々９枚の複屈折板（図示省略）が形成される。その後に、別々の複屈折ウエハ３１、３２、３３から形成された夫々１枚ずつの複屈折板がその順に重ね合わさせて接合され、１個の光学ローパスフィルタ１が形成される。同様にして、残りの複屈折ウエハ３１、３２、３３から形成された複屈折板から正常に動作可能な光学ローパスフィルタ１が形成される。
【００４８】
また、本発明の実施の形態では、光学ローパスフィルタ１をデジタルカメラなどの撮像装置に用いているが、その配置は図６（ａ）に示す配置に限定されるものではなく、例えば、図６（ｂ）に示すような配置であってもよい。
【００４９】
この図６（ｂ）に示す光学ローパスフィルタ１では、−４５度方向複屈折板３３ａがＣＣＤ８の光の入射面に接して設けられ、水平方向複屈折板３１ａと＋４５度方向複屈折板３２ａとがＣＣＤ８とレンズ７との光路（長さｌ）中の中間あたりの位置に設けられている。なお、−４５度方向複屈折板３３ａの入射面３３ａと、水平方向複屈折板３１ａの入射面３１ｂと＋４５度方向複屈折板３２ａの射出面３２ｃとにはＡＲコート（図示省略）が形成されている。
【００５０】
このように、図６（ｂ）に示すように、光学ローパスフィルタ１の構成である複数の複屈折板を間を隔てて構成することにより、分離幅ｄを短くしてもよい。
【００５１】
なお、この図６（ｂ）に示す光学ローパスフィルタ１では、−４５度方向複屈折板３３ａがＣＣＤ８の光の入射面に接して設けられ、水平方向複屈折板３１ａと＋４５度方向複屈折板３２ａとがＣＣＤ８とレンズ７との光路中の中間あたりの位置に設けられているが、これに限定されるものではなく、光路中であれば、用途に合わせて、任意の方向へ光を分離する複屈折板を任意の位置に、任意の枚数で設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上、説明したように、本発明にかかる光学ローパスフィルタによれば、複屈折ウエハの研磨加工を容易にし、かつ、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合を無くすまたは小さくして一回の生産で多数個生産し、生産コストを低減するのに好ましい。
【００５３】
すなわち、本発明によれば、複屈折ウエハが、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、従来の切断角度が４４．８度のものと同じ分離幅を得るために複屈折ウエハの厚みを厚くして、複屈折ウエハを研磨する際、複屈折ウエハが破損する等材料の損失を気にせずに容易に加工作業を行うことができ、生産コストを低減することができる。また、複屈折ウエハの切断角度を水晶インゴットの光学軸に対して４４．８度より大きい角度にすることで、水晶インゴットがそれほど大きく成長していなくても、複屈折ウエハの面積を大きくすることができ、その結果、複屈折ウエハの角が１つ欠けた場合であっても、複屈折ウエハ全体に対する欠けた部分の割合が小さくなるので、多数個の光学ローパスフィルタに分割する際に形成される欠陥のある光学ローパスフィルタの数を抑えて生産コストを低減することができる。
【００５４】
また、本発明によれば、複屈折ウエハが、水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、複屈折ウエハの厚さを厚くすることができ、厚さを予め設定する厚みに容易に調整することができる。例えば、従来では、デジタルカメラ（撮像装置）に用いているＣＣＤの画素数を２００万画素から３００万画素に増加させる場合、光学ローパスフィルタの厚さを変更させて、この変更によりデジタルカメラにおける光路長を変更させるなどデジタルカメラ自体の設計変更が必要であったが、本発明にかかる光学ローパスフィルタによれば、複屈折ウエハの切断角度を調整して、その厚さを従来のものと同一にすることができるので、複屈折ウエハの寸法を設定するだけで、デジタルカメラにおける光路長を変更させる必要がなく、生産コストの低減を図ることができる。
【００５５】
さらに、上記したように、光学ローパスフィルタを、ＣＣＤを備えたデジタルカメラなどの撮像装置に用いた場合、撮像装置自体の設計変更による生産コストの増加を防止するため、光学ローパスフィルタの厚さが予め設定されている。そこで、撮像装置に本発明にかかる光学ローパスフィルタを用いれば、複屈折ウエハが水晶インゴットをその光学軸に対して４４．８度より大きい角度で切断して形成されるので、光学ローパスフィルタの厚さを変更させずにその分離幅を短くすることができ、ＣＣＤの画素数の増加に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態にかかる、複屈折ウエハを形成するための切断角度が光学軸に対して４４．８度である水晶インゴットの概略図であり、（ｂ）は、複屈折ウエハを形成するための切断角度が光学軸に対して６９度である水晶インゴットの概略図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施の形態にかかる、入射した光を水平方向に分離する複屈折ウエハの平面図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態にかかる、入射した光を水平方向に対して＋４５度方向に分離する複屈折ウエハの平面図であり、（ｃ）は、本発明の実施の形態にかかる、入射した光を水平方向に対して−４５度方向に分離する複屈折ウエハであり、（ｄ）は、本発明の実施の形態にかかる、３枚の複屈折ウエハを重ね合わせた平面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる、切断角度と、ｄ＝５８９．３（ｎｍ）の時の係数（図４参照）との関係を示した表である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる、切断角度と、ｄ＝５８９．３（ｎｍ）の時の係数との関係を示したグラフである。
【図５】本発明の実施の形態にかかる、切断角度と、切断角度が４４．８度の時との複屈折ウエハ３２、３３の厚み比との関係を示したグラフである。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを設けた撮像装置の光路における構成部材の配置図であり、（ｂ）は、他の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを設けた撮像装置の光路における構成部材の配置図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを通過した光の分離パターンを示した図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタと従来の光学ローパスフィルタとを比較するために、それぞれが形成される夫々の水晶インゴットの厚さ及び有効長を示した図である。
【図９】図７に示す分離パターンとは異なる本発明の実施の形態にかかる光学ローパスフィルタを通過した光の他の分離パターンを示した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  光学ローパスフィルタ
２  水晶インゴット
３１  複屈折ウエハ（第１の複屈折ウエハ）
３２、３３  複屈折ウエハ（第２の複屈折ウエハ）
３  二辺
５  ３つの角
６  光学軸に直交する辺
Ａ  光学軸
ｄ  分離幅
【国際調査報告】
2003107073.tif 000013
2003107073.tif 000014