(57)【要約】【課題】Ｐ偏光と、Ｓ偏光との乖離を抑え、ランダム偏光に対して良好な反射率の特性を有すると共に、リップルを抑えた特性を有する光学素子等を提供すること。【解決手段】屈折率が１よりも大きい媒質で形成された第１の光学部材１０１と第２の光学部材１０２と、多層膜部１０３とを備え、多層膜部１０３は第１の薄膜層と、第１の薄膜層よりも高い屈折率を有する第２の薄膜層との、少なくとも２種類の薄膜層が交互に積層された構造を有し、第１の光学部材１０１と第２の光学部材１０２とは、接着手段によって接合されており、所定の条件式を満足し、多層膜部１０３で、入射光のうち第１の波長帯域の光を反射させ、第１の波長帯域よりも短い第２の波長帯域の光及び第１の波長帯域よりも長い第３の波長帯域の光を透過させる特性を有する。【選択図】        図４
2008015240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率が１よりも大きい媒質で形成された第１の光学部材と第２の光学部材と、
前記第１の光学部材の光学面と前記第２の光学部材の光学面との間に設けられた多層膜部とを備え、
前記多層膜部は第１の薄膜層と、前記第１の薄膜層よりも高い屈折率を有する第２の薄膜層との、少なくとも２種類の薄膜層が交互に積層された構造を有し、
前記第１の光学部材及び前記第２の光学部材の屈折率をｎＳ、
前記第１の薄膜層の屈折率をｎＬ、
前記第２の薄膜層の屈折率をｎＨ、
前記多層膜部の面の法線と、入射光とのなす角度をθと、それぞれするとき、
以下の条件式を満足し、
【数１】
2008015240.tif 000025
前記多層膜部で、前記入射光のうち第１の波長帯域の光を反射させ、前記第１の波長帯域よりも短い第２の波長帯域の光及び前記第１の波長帯域よりも長い第３の波長帯域の光を透過させる特性を持つことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記多層膜部は、少なくとも１０層の薄膜層から構成されており、
全層のうち、少なくとも５割の層が、前記第１の薄膜層、または前記第２の薄膜層のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
さらに、以下の条件式を満足す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。
【数２】
2008015240.tif 000026
【請求項４】
多層膜部が少なくとも１０層以上の層で構成されており、
両端の最外層から４層以内に、それぞれ以下の条件式、
【数３】
2008015240.tif 000027
を満たすｉが存在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
ただし、
前記第２の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内の任意の波長をλR、
前記第１の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内の任意の波長をλB、
前記多層膜部の最外層の波長λRに対する屈折率をｎR、
前記多層膜部の最外層の波長λBに対して屈折率をｎB、
媒質の屈折率をｎM、
前記多層膜部への入射角度をθ、
前記多層膜部の層数をｉ、
前記多層膜部のｉ層目での膜厚をｄi、
１以上の整数をｋ、
さらに、
【数４】
2008015240.tif 000028
と、それぞれ定義する。
【請求項５】
前記多層膜部が少なくとも１０層以上の層で構成されており、両端の最外層から４層以内に、
前記第２の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内で、Ｐ偏光とＳ偏光との各光学アドミッタンスの虚部の平均値がプラスとなり、かつ、前記第１の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内で、Ｐ偏光とＳ偏光との各光学アドミッタンスの虚部の平均値がマイナスとなる層の界面が存在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記多層膜部への入射角度が、４０〜５０度の範囲で使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｈｆ２、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＡｌＯ３、ＬａＴｉＯ３、Ｌａ２ｘＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のうちから選択される材料を使用していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第１の波長帯域内における、Ｓ偏光の反射光量の積分値ｓと、Ｐ偏光の反射光量の積分値ｐとの比ｐ／ｓが、０．４以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学素子を含む２板ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学素子を用いた、動画または静止画またはその両方を撮像することを特徴とする撮像機器。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学素子を含むことを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学薄膜フィルタを含む光学素子、およびそれを含む光学機器、例えば撮像機器、内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学薄膜フィルタを含む光学素子としては、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に提案されているものがある。
【０００３】
特許文献１に提案されている構成は、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂのうちの緑色光Ｇを反射させ、赤色光Ｒ、青色光Ｂを透過させる４５度入射のノッチフィルタである。多層膜を構成する、高屈折率材料（以下、適宜「Ｈ」という）と、低屈折率材料（以下、適宜「Ｌ」という）と、それぞれの光学膜厚の比を規定することで、Ｓ偏光に対して、角度依存性を低減させている。
【０００４】
また、特許文献２に提案されている構成は、波長帯域を２つに分けるエッジフィルタタイプの４５度入射のダイクロイックフィルタである。多層膜を構成する、Ｈの屈折率と、Ｌの屈折率と、それぞれの光学膜厚の比を規定する。これにより、Ｓ偏光に対して、角度依存性を低減させている。さらに、特許文献１の構成において発生する、Ｓ偏光に対する短波長透過領域のリップルを低減させている。
【０００５】
また、特許文献３に提案されている構成は、波長帯域を２つに分けるエッジフィルタタイプの４５度入射のダイクロイックフィルタである。多層膜を構成する、Ｈの屈折率と、Ｌの屈折率と、それぞれの光学膜厚の比を規定する。これにより、Ｓ偏光に対して、角度依存性を低減させている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１―１０１９１３号公報
【特許文献２】特許第３６７９７４６号公報
【特許文献３】特開２００４―１６３７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に提案された構成では、Ｓ偏光・Ｐ偏光に対する特性の差が大きくなってしまう。このため、ランダム偏光に対して、帯域を切り分けること、例えば緑色光Ｇのみを反射させることが困難になる。また、赤色光Ｒ、緑色光Ｇの透過帯域のリップルが大きいという不具合もある。
【０００８】
また、特許文献２に提案さている構成では、Ｓ偏光とＰ偏光とに対する特性の差が大きくなってしまう。このため、ランダム偏光に対して、帯域を切り分けること、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を含む可視光帯域の光から、緑色光Ｇのみを反射させることが困難になる。
【０００９】
また、特許文献３に提案されている構成では、Ｓ偏光とＰ偏光とに対する特性の差が大きくなってしまう。このため、ランダム偏光に対して、帯域を切り分けること、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を含む可視光帯域の光から、緑色光Ｇのみを反射させることが困難になってしまう。
【００１０】
ここで、特開２００６―８０９８６号公報等に提案されているプリズムの構成にすることで、多層膜部分への入射角度を低減させることができる。さらに、この構成によりＳ偏光とＰ偏光とに対する特性の差を小さくすることが可能である。しかしながら、４５度のプリズムと比較して大型になり、小型カメラや、内視鏡等、小型光学機器には不向きである。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光を波長帯域ごとに分ける多層膜フィルタを含む光学素子であって、多層膜フィルタ面への入射角度がある場合に、Ｐ偏光と、Ｓ偏光との乖離を抑え、ランダム偏光に対して良好な反射率の特性を有すると共に、透過帯域のリップルを抑えた特性を有する光学素子を提供することを目的とする。また、本発明は、この光学素子を備える２板ユニット、撮像機器、内視鏡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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、屈折率が１よりも大きい媒質で形成された第１の光学部材と第２の光学部材と、第１の光学部材の光学面と第２の光学部材の光学面との間に設けられた多層膜部とを備え、多層膜部は第１の薄膜層と、第１の薄膜層よりも高い屈折率を有する第２の薄膜層との、少なくとも２種類の薄膜層が交互に積層された構造を有し、第１の光学部材と第２の光学部材とは、接着手段によって接合されており、
第１の光学部材及び第２の光学部材の屈折率をｎＳ、
第１の薄膜層の屈折率をｎＬ、
第２の薄膜層の屈折率をｎＨ、
多層膜部の面の法線と、入射光とのなす角度をθと、それぞれするとき、
以下の条件式（１）を満足し、
【００１３】
【数１】
2008015240.tif 000003
多層膜部で、入射光のうち第１の波長帯域の光を反射させ、第１の波長帯域よりも短い第２の波長帯域の光及び第１の波長帯域よりも長い第３の波長帯域の光を透過させる特性を持つことを特徴とする光学素子を提供できる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、多層膜部は、少なくとも１０層の薄膜層から構成されており、全層のうち、少なくとも５割の層が、第１の薄膜層、または第２の薄膜層のいずれかを含むことが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
【００１６】
【数２】
2008015240.tif 000004
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、多層膜部が少なくとも１０層以上の層で構成されており、両端の最外層から４層以内に、それぞれ以下の条件式（３）、
【００１８】
【数３】
2008015240.tif 000005
を満たすｉが存在することが望ましい。
ただし、
第２の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内の任意の波長をλR、
第１の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内の任意の波長をλB、
多層膜部の最外層の波長λRに対する屈折率をｎR、
多層膜部の最外層の波長λBに対して屈折率をｎB、
媒質の屈折率をｎM、
多層膜部への入射角度をθ、
多層膜部の層数をｉ、
多層膜部のｉ層目での膜厚をｄi、
１以上の整数をｋ、
さらに、
【００１９】
【数４】
2008015240.tif 000006
と、それぞれ定義する。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、多層膜部が少なくとも１０層以上の層で構成されており、両端の最外層から４層以内に、第２の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内で、Ｐ偏光とＳ偏光との各光学アドミッタンスの虚部の平均値がプラスとなり、かつ、第１の波長帯域内の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内で、Ｐ偏光とＳ偏光との各光学アドミッタンスの虚部の平均値がマイナスとなる層の界面が存在することが望ましい。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、多層膜部への入射角度が、４０〜５０度の範囲で使用されることが望ましい。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様によれば、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｈｆ２、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＡｌＯ３、ＬａＴｉＯ３、Ｌａ２ｘＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のうちから選択される材料を使用していることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の波長帯域内における、Ｓ偏光の反射光量の積分値ｓと、Ｐ偏光の反射光量の積分値ｐとの比ｐ／ｓが、０．４以上であることが望ましい。
【００２４】
また、本発明によれば、上述の光学素子を含む２板ユニットを提供できる。
【００２５】
また、本発明によれば、上述の光学素子を用いた、動画または静止画またはその両方を撮像することを特徴とする撮像機器を提供できる。
【００２６】
また、本発明によれば、上述の光学素子を含むことを特徴とする内視鏡を提供できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、光を波長帯域ごとに分ける多層膜フィルタを含む光学素子であって、多層膜フィルタ面への入射角度がある場合に、Ｐ偏光と、Ｓ偏光との乖離を抑え、ランダム偏光に対して良好な反射率の特性を有すると共に、透過帯域のリップルを抑えた特性を有する光学素子を提供できるという効果を奏する。また、本発明によれば、この光学素子を備える２板ユニット、撮像機器、内視鏡を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明にかかる光学素子、この光学素子を備える２板ユニット、撮像機器、内視鏡の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００２９】
まず、初めに本発明において、Ｓ偏光とＰ偏光に対する特性の差を小さくするための手段について説明する。本出願の発明者は、４５度のプリズムにおて、Ｓ偏光とＰ偏光との特性の差を小さくするためには、基材、Ｈ、Ｌのそれぞれの屈折率の関係が重要であることを見出した。
【００３０】
基材の屈折率をｎＳ、
Ｈの屈折率をｎＨ、
Ｌの屈折率をｎＬ、
とそれぞれしたとき、以下の条件式（２）と（４）のいずれかを満たすことで、Ｓ偏光とＰ偏光に対する特性の差を小さくすることができる。
【００３１】
【数５】
2008015240.tif 000007
【００３２】
また、次式（５）に示す、マックニール条件として有名な条件式を満足するとき、Ｓ偏光とＰ偏光とは、完全に乖離する。本発明では、このマックニール条件からなるべく遠ざけることが望ましい。
【００３３】
【数６】
2008015240.tif 000008
【００３４】
なお、現実的な材料で、上記式（２）または（４）を成り立たせるためには、基材料の屈折率を、１．６以下とすることが望ましい。さらに好ましくは、式（２）の上限値を１．７５とすることが望ましい。さらに好ましくは、式（４）の下限値を０．６とすることが望ましい。
【００３５】
次に、本発明において、リップルを低減させるための手段について説明する。赤色光Ｒ、青色光Ｂを透過させ、緑色光Ｇを反射させるノッチフィルタの場合を考える。
【００３６】
この場合、赤色光Ｒ側は、長波長透過フィルタ（以下、適宜、「ＬＷＰＦ」という）としての特性を供えている必要がある。同時に、青色光Ｂ側は、短波長透過フィルタ（以下、適宜、「ＳＷＰＦ」という）としての特性を備えている必要がある。
【００３７】
図１は、このようなノッチフィルタの反射率の特性を示している。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。なお、以下、反射率の特性を示す図は、全て同様の座標を用いる。
【００３８】
また、ＬＷＰＦ、ＳＷＰＬのそれぞれを実現するには、多層膜部分に図２、図３に示すようなアドミッタンス軌跡を持たせる必要がある。図２、図３において、それぞれ横軸は光学アドミッタンスの実数部、縦軸は光学アドミッタンスの虚数部をそれぞれ示している。なお、以下、光学アドミッタンスを示す図は、全て同様の座標を用いる。また、光学アドミッタンスの詳細については、後述する。
【００３９】
ここで、赤色光Ｒ、青色光Ｂを透過させ、緑色光Ｇを反射させるノッチフィルタの場合、赤色光Ｒの帯域では、図２のようなアドミッタンス軌跡を持つ必要がある。また、青色光Ｂの帯域では、図３のようなアドミッタンス軌跡をもつ必要がある。
【００４０】
本願の発明者は、このようなアドミッタンス軌跡を実現させるには、緑色光Ｇの反射帯域を構成する多層膜のスタックの両端に、適切な特性をもつ調整層を構成する必要があることを見出した。
【００４１】
ＬＷＰＦの場合、０．５Ｈ（ＬＨＬＨＬ・・・ＨＬＨＬＨＬ）０．５Ｈ
ＳＷＰＦの場合、０．５Ｌ（ＨＬＨＬＨ・・・ＬＨＬＨＬＨ）０．５Ｌ
という基本構成が一般的に知られている。ここで、括弧(  )内が反射帯域を構成するスタックを示す、両端の０．５Ｈ、または０．５Ｌが調整層である。
【００４２】
ＬＷＰＦの場合、０．５Ｈの調整層によって、反射帯域を構成するスタックが、アドミッタンスの虚部がプラスとなる領域からスタートする構成になっている。
【００４３】
これに対して、ＳＷＰＦの場合、０．５Ｌの調整層によって、反射帯域を構成するスタックが、アドミッタンスの虚部がマイナスとなる領域からスタートする構成になっている。
【００４４】
赤色光Ｒと青色光Ｂとを透過させ、緑色光Ｇを反射させるノッチフィルタの場合、Ｓ偏光とＰ偏光の両方に対して、赤色光Ｒの帯域では、緑色光Ｇの反射帯域を構成する多層膜のスタックが、アドミッタンスの虚部がプラスとなる領域からスタートし、かつ青色光Ｂの帯域では、緑色光Ｇの反射帯域を構成する多層膜のスタックが、アドミッタンスの虚部がマイナスとなる領域からスタートする構成となればよい。
【００４５】
赤色光Ｒ帯域内の任意の波長をλR、
青色光Ｂ帯域内の任意の波長をλB、
多層膜スタックの両端の調整層の波長λRに対する屈折率をｎR、
多層膜スタックの両端の調整層の波長λBに対する屈折率をｎB、
媒質の屈折率をｎM、
多層膜面への入射角度をθ、
１以上の整数をｋ、
さらに、
【００４６】
【数７】
2008015240.tif 000009
【００４７】
とする。
このとき、調整層の厚さｄが、式（６）を満足する厚さとする。
【００４８】
【数８】
2008015240.tif 000010
【００４９】
これにより、赤色光Ｒ側はＬＷＰＦ（長波長透過フィルタ）としての特性を供え、同時に、青色光Ｂ側はＳＷＰＦ（短波長透過フィルタ）としての特性を備えているフィルタを実現可能である。
【００５０】
なお、調整層は、単層である必要はなく、複数の層で構成することも可能である。調整層を複数の層で構成する場合は、式（３）を満足するとなるｉが存在すればよい。
【００５１】
【数９】
2008015240.tif 000011
【００５２】
なお、調整層の層数が多くなると、反射帯域を形成してしまうため、４層程度以下が望ましい。
【００５３】
さらに、薄膜層を形成する材料の屈折率によっては、前述の式が成立しても、Ｓ偏光とＰ偏光の両方に対して、赤色光Ｒの帯域では、緑色光Ｇの反射帯域を構成する多層膜のスタックが、アドミッタンスの虚部がプラスとなる領域からスタートし、かつ青色光Ｂの帯域では、緑色光Ｇの反射帯域を構成する多層膜のスタックが、アドミッタンスの虚部がマイナスとなる領域からスタートする構成にならないことがある。
【００５４】
この場合は、本質に立ち返り、赤色光Ｒ波長帯域内で、光学アドミッタンスの虚部がプラスとなり、かつ、青色光Ｂ波長帯域内で、光学アドミッタンスの虚部がマイナスとなるように、調整層の膜厚を設定すれば良い。
【００５５】
なお、光学アドミッタンスＹは、以下の式（７）によって求められる数値である。
【００５６】
【数１０】
2008015240.tif 000012
【００５７】
さらに、
ｑ：光学アドミッタンスを計算させる層数、
ｒ：光学アドミッタンスを計算させる層の層番号、
ｎr：膜材料の屈折率、
ｎm：光学部材の屈折率、
θr：屈折後の膜中への光線の入射角度、
θm：光学部材から膜面へ入射する光線の角度、
ｄr：膜の厚さ、
λ：光学アドミッタンスを計算させる波長、
Ｙ：光学アドミッタンス、
をそれぞれ示している。
【実施例１】
【００５８】
次に、本発明の実施例１に係る光学部品１００について説明する。図４は、二つの光学部材１０１、１０２を張り合わせ、その界面に多層膜部１０３が挿入されている光学部品１００の概略構成を示している。ここで、光学部材１０１、１０２ともに、屈折率１．５２１の光学ガラス（例えば、ＢＫ７）を使用する。
【００５９】
多層膜部１０３を構成する第１の薄膜層の材料としてＹ２Ｏ３  ｎ＝１．８２２を使用する。また、多層膜部１０３を構成する第２の薄膜層の材料としてＴａ２Ｏ５  ｎ＝２．２００を使用する。
【００６０】
次に、光学部品１００の製造手順を説明する。まず、光学部材１０１に、後述する多層膜部１０３を、真空蒸着・スパッタリング等の手法を用いて形成する。多層膜部１０３が形成された光学部材１０１の多層膜部１０３が形成された面と、光学部材１０２の対応する面とを、ＵＶ硬化性または熱硬化性等の接着材で接着する。
【００６１】
接着剤は、市販品の光学用のもので、屈折率ｎ＝１．５１４程度の物を使用する。多層膜部１０３への入射角度は、４５度である。多層膜部１０３の構成を、以下の表１に掲げる。
【００６２】
【表１】
2008015240.tif 000013
【００６３】
また、この場合、次式（８）が成立する。
【００６４】
【数１１】
2008015240.tif 000014
【００６５】
このため、上述した式（１）を満足する。
【００６６】
【数１２】
2008015240.tif 000015
【００６７】
上記式（１）を満足することで、本実施例では、Ｐ偏光、Ｓ偏光の分離の小さな光学素子を得ることができるという効果を奏する。
【００６８】
また、本実施例では、式（８）を満足することから、明らかに式（２）を満たしている。これにより、さらに、Ｐ偏光、Ｓ偏光の分離の小さな光学素子を得ることができるという効果を奏する。
【００６９】
【数１３】
2008015240.tif 000016
【００７０】
また、図５は、上述した構成による光学部品１００の、ランダム偏光に対する反射率の特性を示している。第１の波長帯域（Ｇｒｅｅｎ）の光を反射させ、第１の波長帯域よりも短い第２の波長帯域（Ｂｌｕｅ）の光及び第１の波長帯域よりも長い第３の波長帯域（Ｒｅｄ）の光を透過させる特性を有している。
【００７１】
なお、本実施例は、光学部材や膜材料を限定するものではなく、任意の物で製作することができる。さらに良好な特性を確保するためには、光学部材と接着剤の屈折率はｎ＝１．６以下、膜材料は、ｎ＝１．７５以上であることが望ましい。また、光学部材と接着剤の屈折率はなるべく近い値であることが望ましい。
【実施例２】
【００７２】
次に、本発明の実施例２に係る光学部品について説明する。本実施例は、実施例１で示した構成に対して、光学部材の材質を溶融石英ガラスへ変更し、さらに、多層膜部の両端に保護層として、ＳｉＯ２層を構成している点が異なる。
【００７３】
本実施例では、光学部材１０１、１０２ともに、屈折率ｎ＝１．４７０の光学ガラス（溶融石英）を使用する。
【００７４】
多層膜部１０３を構成する第１の薄膜層の材料として、Ｙ２Ｏ３  ｎ＝１．８２２を使用する。多層膜部１０３を構成する第２の薄膜層の材料として、Ｔａ２Ｏ５  ｎ＝２．２００を使用する。
【００７５】
多層膜部１０３への入射角度は、４５度である。また、多層膜部１０３を構成する第３の薄膜層としてＳｉＯ２、ｎ＝１．４６１を使用する。さらに、全層数４１層のうち、５割以上を構成する３９層が、第１の薄膜層の材料、第２の薄膜層の材料のいずれかで構成されている。
【００７６】
多層膜部１０３の構成を表２に掲げる。
【００７７】
【表２】
2008015240.tif 000017
【００７８】
図６は、この構成による光学素子の、ランダム偏光に対する反射率の特性を示している。第１の波長帯域（Ｇｒｅｅｎ）の光を反射させ、第１の波長帯域よりも短い第２の波長帯域（Ｂｌｕｅ）の光及び前記第１の波長帯域よりも長い第３の波長帯域（Ｒｅｄ）の光を透過させる特性を有している。
【００７９】
本実施例では、多層膜部１０３は、少なくとも１０層の薄膜層から構成されており、全層のうち、少なくとも５割の層が、第１の薄膜層、または前記第２の薄膜層のいずれかを含んでいる。これにより、Ｐ偏光、Ｓ偏光の分離の小さいフィルタを製作できる。また、保護膜等を構成し、対環境性等を高めることができるという効果を奏する。
【実施例３】
【００８０】
次に、本発明の実施例３に係る光学部品について説明する。本実施例では、光学部材１０１、１０２ともに、屈折率ｎ＝１．５２１の光学ガラス（例えばＢＫ７）を使用する。多層膜部１０３を構成する第１の薄膜層の材料としてＹ２Ｏ３  ｎ＝１．８２２を使用する。
多層膜部を構成する前記第２の薄膜層の材料としてＴａ２Ｏ５  ｎ＝２．２００を使用する。
【００８１】
多層膜部１０３への入射角度は、４５度である。多層膜部１０３の構成を、表３に掲げる。
【００８２】
【表３】
2008015240.tif 000018
【００８３】
ここで、第１層の膜厚は、２１６．３８ｎｍである。また、第１の波長帯域を、４００〜４８８ｎｍとする。その５０％の帯域幅は、４４ｎｍである。さらに、第２の波長帯域を、５７８〜７００ｎｍとする。その５０％の帯域幅は、６１ｎｍである。入射角度θは、θ＝４５度である。
【００８４】
波長ごとの屈折率と、次式（９）の値とを表４に掲げる。
【００８５】
【数１４】
2008015240.tif 000019
【００８６】
【表４】
2008015240.tif 000020
【００８７】
本実施例では、ｉ＝１において、上述した条件式（３）を満足している。これにより、Ｐ偏光、Ｓ偏光の分離の小さいフィルタを製作できる。また、透過帯域のリップルを軽減することができるという効果を奏する。
【００８８】
また、第４３層の膜厚は、１７．０１ｎｍである。第４２層の膜厚は、６０．８３ｎｍである。第４１層の膜厚は、１３１．８８ｎｍである。
【００８９】
波長ごとの屈折率と、次式（１０）の値とを表５に掲げる。
【００９０】
【数１５】
2008015240.tif 000021
【００９１】
【表５】
2008015240.tif 000022
【００９２】
本実施例では、ｉ＝２、またはｉ＝３において、上述した条件式（３）を満足している。
【００９３】
図７は、本実施例における反射率の特性を示している。図７から明らかなように、条件式（３）を満足することで、上述したようにリップルが軽減されていることがわかる。
【実施例４】
【００９４】
次に、本発明の実施例４に係る光学部品について説明する。表６に、本実施例における設計例を掲げる。
【００９５】
【表６】
2008015240.tif 000023
【００９６】
４１層と４０層で、式（１０）を計算した結果を表７に掲げる。
【００９７】
【表７】
2008015240.tif 000024
【００９８】
本実施例では、上述した条件式（３）を満足していない。一方、第４０層の光学アドミッタンス、すなわち４０層と３９層との界面の光学アドミッタンス虚部のＰＳ平均値は、第２の波長帯域内（Ｒｅｄ：５７８〜７００ｎｍ）の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内で、Ｐ，Ｓ偏光の各光学アドミッタンスの虚部の平均値がプラスとなり、かつ、第１の波長帯域内（Ｂｌｕｅ：４００〜４８８ｎｍ）の、少なくとも、波長換算で５０％に相当する連続する帯域内で、Ｐ，Ｓ偏光の各光学アドミッタンスの虚部の平均値がマイナスとなる層の界面が存在している。これにより、Ｐ偏光、Ｓ偏光の分離の小さいフィルタを製作できる。また、透過帯域のリップルを軽減することができるという効果を奏する。
【００９９】
図８〜図１３は、本実施例における光学アドミッタンスの軌跡を示している。Ｘ印は層界面における光学アドミッタンス値を示す。図８は、４００ｎｍでの、４１〜４０層のアドミッタンス軌跡（第４０層の光学アドミッタンス到達点、すなわち、第４０層と第３９層の境界における光学アドミッタンスの虚部はプラスとなっている。）を示している。図９は、４４４ｎｍでの、４１〜４０層のアドミッタンス軌跡（第４０層の光学アドミッタンス到達点、すなわち、第４０層と第３９層の境界における光学アドミッタンスの虚部はマイナスとなっている。）を示している。図１０は、４８８ｎｍでの、４１〜４０層のアドミッタンス軌跡（第４０層の光学アドミッタンス到達点、すなわち、第４０層と第３９層の境界における光学アドミッタンスの虚部はマイナスとなっている。）を示している。図１１は、５７８ｎｍでの、４１〜４０層のアドミッタンス軌跡（第４０層の光学アドミッタンス到達点、すなわち、第４０層と第３９層の境界における光学アドミッタンスの虚部はプラスとなっている。）を示している。図１２は、６４０ｎｍでの、４１〜４０層のアドミッタンス軌跡（第４０層の光学アドミッタンス到達点、すなわち、第４０層と第３９層の境界における光学アドミッタンスの虚部はプラスとなっている。）を示している。図１３は、７００ｎｍでの、４１〜４０層のアドミッタンス軌跡（第４０層の光学アドミッタンス到達点、すなわち、第４０層と第３９層の境界における光学アドミッタンスの虚部はプラスとなっている。）を示している。
【０１００】
さらに、図１４は、本実施例による反射率特性を示している。
【０１０１】
また、上記各実施例においては、多層膜部への入射角度が、４０〜５０度の範囲で使用されることが望ましい。これにより、多層膜部への入射角度の厳しい、４０〜５０度の範囲となる光学部品を製作することができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、上記各実施例においては、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｈｆ２、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＡｌＯ３、ＬａＴｉＯ３、Ｌａ２ｘＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のうちから選択される材料を使用していることが望ましい。このような材料を用いることで、現実に部品を製作することが可能となるという効果を奏する。
【０１０３】
また、上記各実施例において、第１の波長帯域内における、Ｓ偏光の反射光量の積分値ｓと、Ｐ偏光の反射光量の積分値ｐとの比ｐ／ｓが、０．４以上であることが望ましい。図１５は、例えば実施例４における反射率特性を示している。実線はＳ偏光の反射率特性、一点鎖線はＰ偏光の反射率特性、破線は平均の反射率特性をそれぞれ示している。
【０１０４】
第１の波長帯域内（Ｇｒｅｅｎ：４８８〜５７８ｎｍ）における、Ｓ偏光の反射光量の積分値ｓと、Ｐ偏光の反射光量の積分値ｐとの比ｐ／ｓは、０．５３２となっている。このように、上述した「０．４以上」を満たしている。この条件は、ランダム偏光を用いる光学機器に用いる場合に必須の条件となる。そして、この条件を満たすことで、ランダム偏光を用いる機器への使用が可能となるという効果を奏する。
【実施例５】
【０１０５】
次に、本発明の実施例５に係る２板ユニット２００について説明する。光学部品２０１と光学部品２０２と多層膜部２０３との構成は、上記各実施例で説明したものと同様であるので、重複する説明は省略する。
【０１０６】
２板ユニット２００の光の入射側の端面近傍にはレンズＬが配置されている。また、射出側の端面近傍には、それぞれマゼンタ用ＣＣＤ２０４Ｍとグリーン用ＣＣＤ２０４Ｇとが配置されている。
【０１０７】
多層膜部２０３は、レンズＬを透過した光のうち赤色光Ｒと青色光Ｂとを透過させる。赤色光Ｒと青色光Ｂとが混合した光はマゼンタ光となる。マゼンタ光は、マゼンタ用ＣＣＤ２０４Ｍにより検出される。また、多層膜部２０３は、レンズＬを透過した光のうち緑色光Ｇを反射する。緑色光Ｇは、グリーン用ＣＣＤ２０４Ｇにより検出される。
【０１０８】
このように、本発明の光学素子を２板ユニット２００に搭載することで、高精細な画像を撮影可能となるという効果を奏する。
【実施例６】
【０１０９】
次に、本発明の実施例６に係る撮像機器について説明する。この撮像機器は、例えば電子（デジタル）カメラである。図１７は電子カメラ３００の構成を示す断面図である。電子カメラ３００は、この例の場合、撮影用光路３１を有する撮影対物光学系３２、ファインダー対物光学系３９、不図示のシャッター、不図示のフラッシュ、液晶表示モニター３７等を含んでいる。
【０１１０】
電子カメラ３００の上部に配置されたシャッターを押圧すると、それに連動して撮影用対物光学系３２を通して撮影が行われる。撮影用対物光学系３２によって形成された物体像を形成する光のうち、上記各実施例の光学素子３３により、例えば青色光Ｂと赤色光Ｒとは透過される。また、光学素子３３により、緑色光Ｇは反射される。
【０１１１】
ＣＣＤ３５ａの撮像面３４上には青色光Ｂと赤色光Ｒとによる像が形成される。ＣＣＤ３５ｂの撮像面３４上には緑色光Ｇによる像が形成される。このＣＣＤ３５ａ、３５ｂで受光された物体像は、処理手段３６を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター３７に表示される。
【０１１２】
また、この処理手段３６にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは処理手段３６と別体に設けられていてもよいし、フレキシブルディスク等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
【０１１３】
さらに、ファインダー用光路上には、ファインダー用対物光学系３９が配置されている。ファインダー用対物光学系３９の入射側には、カバーレンズ３８が形成されている。カバー部材として用いられているカバーレンズ３８は、正のパワーを有するレンズであり、画角を拡大している。
【０１１４】
ファインダー用対物光学系３９によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム４２の視野枠４１上に形成される。なお、視野枠４１は、ポロプリズム４２の第１反射面４０と第２反射面４４との間を分離し、その間に配置されている。ポリプリズム４２の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系４３が配置されている。
【０１１５】
このように構成された電子カメラ３００は、上記各実施例で述べた光学素子や２板ユニットを用いて、高精細な画像を撮影可能な撮像ユニットを搭載している。これにより、撮像機器の性能を向上できるという効果を奏する。
【実施例７】
【０１１６】
次に、本発明の実施例７に係る内視鏡について説明する。図１８は、電子内視鏡５１のシステム４００の構成を示している。本実施例の場合、電子内視鏡５１内の観察系の対物光学系６０は、実施例１〜実施例４の光学素子と略同様の形態の光学素子６１を備えている。
【０１１７】
電子内視鏡５１のシステム４００は、図１８に示すように、電子内視鏡５１と、照明光を供給する光源装置５２と、電子内視鏡５１に対応する信号処理を行うビデオプロセッサ５３と、ビデオプロセッサ５３から出力される映像信号を表示するモニター５４と、ビデオプロセッサ５３と接続され映像信号等に記録するＶＴＲデッキ５５、及び、ビデオディスク５６と、映像信号を映像としてプリントアウトするビデオプリンタ５７とから構成されている。
【０１１８】
図１９は、電子内視鏡５１における挿入部５８の先端部５９の構成を示している。光源装置５２から照明された光束は、ライトガイドファイバー束６６によりガイドされる。ガイドされた光は、照明用対物光学系６５により、観察部位を照明する。
【０１１９】
そして、観察部位からの光が、カバー部材６４を介して、観察用対物光学系６０によって物体像として形成される。物体像を形成する光のうち、光学素子６１により、例えば青色光Ｂと赤色光Ｒとは透過される。また、光学素子６１により、緑色光Ｇは反射される。
【０１２０】
ＣＣＤ６２ａの撮像面６３上には青色光Ｂと赤色光Ｒとによる像が形成される。ＣＣＤ６２ｂの撮像面６３上には緑色光Ｇによる像が形成される。物体像は、ＣＣＤ６２ａ、６２ｂによって映像信号に変換される。
【０１２１】
映像信号は、図１８に示すビデオプロセッサ５３により、モニター５４上に直接表示されると共に、ＶＴＲデッキ５５、ビデオディスク５６中に記録される。また、映像信号は、ビデオプリンタ５７から映像としてプリントアウトされる。
【０１２２】
このように構成された電子内視鏡は、上述した光学素子、小型の２板ユニットを備えている。このため、内視鏡の先端に組み込んで高精細な画像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
以上のように、本発明に係る光学素子は、Ｐ偏光、Ｓ偏光の分離の小さいフィルタに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】ノッチフィルタの反射率特性を示す図である。
【図２】ノッチフィルタの多層膜部のアドミッタンスを示す図である。
【図３】ノッチフィルタの多層膜部のアドミッタンスを示す他の図である
【図４】実施例１の光学部品の概略構成を示す図である。
【図５】実施例１における反射率特性を示す図である。
【図６】実施例２における反射率特性を示す図である。
【図７】実施例３における反射率特性を示す図である。
【図８】実施例４におけるアドミッタンス軌跡を示す図である。
【図９】実施例４におけるアドミッタンス軌跡を示す他の図である。
【図１０】実施例４におけるアドミッタンス軌跡を示すさらに他の図である。
【図１１】実施例４におけるアドミッタンス軌跡を示す別の図である。
【図１２】実施例４におけるアドミッタンス軌跡を示すさらに別の図である。
【図１３】実施例４におけるアドミッタンス軌跡を示す他の図である。
【図１４】実施例４における反射率特性を示す図である。
【図１５】実施例４における反射率特性を示す他の図である。
【図１６】実施例５の２板ユニットの概略構成を示す図である。
【図１７】実施例６の電子カメラの概略構成を示す図である。
【図１８】実施例７の電子内視鏡のシステム構成を示す図である。
【図１９】実施例７の電子内視鏡の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１００  光学部品
１０１  光学部材
１０２  光学部材
１０３  多層膜部
２００  ２板ユニット
２０１  光学部材
２０２  光学部材
２０３  多層膜部
Ｌ  レンズ
２０４Ｍ  マゼンタＣＣＤ  
２０４Ｇ  グリーンＣＣＤ
３００  電子カメラ
３１  撮影用光路
３２  撮影対物光学系
３３  光学素子
３４  撮像面
３５ａ、３５ｂ  ＣＣＤ
３６  処理手段
３７  液晶表示モニター
３８  カバーレンズ
３９  ファインダー対物光学系
４０  第１反射面
４１  視野枠
４２  ポロプリズム
４３  接眼光学系
４４  第２反射面
４００  電子内視鏡のシステム
５１  電子内視鏡
５２  光源装置
５３  ビデオプロセッサ
５４  モニター
５５  ＶＴＲデッキ
５６  ビデオディスク
５７  ビデオプリンタ
５８  挿入部
５９  先端部
６０  観察用対物光学系
６１  光学素子
６２ａ、６２ｂ  ＣＣＤ
６３  撮像面
６４  カバー部材
６５  照明用対物光学系
６６  ライトガイドファイバー束
【図１】
2008015240.tif 000029
【図２】
2008015240.tif 000030
【図３】
2008015240.tif 000031
【図４】
2008015240.tif 000032
【図５】
2008015240.tif 000033
【図６】
2008015240.tif 000034
【図７】
2008015240.tif 000035
【図８】
2008015240.tif 000036
【図９】
2008015240.tif 000037
【図１０】
2008015240.tif 000038
【図１１】
2008015240.tif 000039
【図１２】
2008015240.tif 000040
【図１３】
2008015240.tif 000041
【図１４】
2008015240.tif 000042
【図１５】
2008015240.tif 000043
【図１６】
2008015240.tif 000044
【図１７】
2008015240.tif 000045
【図１８】
2008015240.tif 000046
【図１９】
2008015240.tif 000047