(57)【要約】【課題】小型化しても光学的な有効エリアを確保し、機械的な衝撃を低下させることなく、光学フィルタに発生する光学的異物を極力抑制するとともに、必要とされる光束分離パターンが得られるように光束分離方向と光学フィルタ主面の表裏判別が容易できる高品質でより信頼性の高い光学フィルタを提供する。【解決手段】主面に入射した光線が所定の方向に分離して出射する光束分離方向を有し、当該入射側または出射側の少なくとも一方の主面端部全周に第１の面取りが施されてなる光学フィルタ１であって、光束分離方向を示す前記第１の面取り１１と面取り量が異なる第２の面取り１２が、前記入射側または出射側の少なくとも一方の主面端部に形成されてなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に入射した光線が所定の方向に分離して出射する光束分離方向を有し、当該入射側または出射側の少なくとも一方の主面端部全周に第１の面取りが施されてなる光学フィルタであって、
光束分離方向を示す前記第１の面取りと面取り量が異なる第２の面取りが、前記入射側または出射側の少なくとも一方の主面端部に形成されてなることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記第２の面取りは、光学フィルタの表裏一主面のみに形成されてなることを特徴とする特許請求項１記載の光学フィルタ。
【請求項３】
光学フィルタは、主面正方形状、主面正八角形状、または主面円形状からなることを特徴とする特許請求項１、２いずれか１項記載の光学フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラや電子スチルカメラに用いられる光学ローパスフィルタ等の各種光学フィルタの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なビデオカメラや電子スチルカメラ等の撮像装置は、光学的光軸上に垂直に被写体側より結合光学系、赤外線カットフィルタ等の色補正フィルタ、光学ローパスフィルタ等の各種光学フィルタ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｅｒ）等の固体撮像素子の順で配置されている。
【０００３】
こうした構成のうち光学ローパスフィルタは、撮像デバイスによって検出された光学的疑似信号を濾波するものであり、これによりビデオカメラの画質が低下するのを防止する。つまり、ＣＣＤ等の撮像デバイスの画素ピッチに近い色情報（格子縞など）を有する被写体を撮影したときに、撮像デバイスに本来の映像情報と異なる疑似信号が発生し、出力された映像において色がにじむモアレ現象が発生することがあった。光学ローパスフィルタはこのような疑似信号に関連する空間周波数成分を遮断、減衰させるために用いられる。光学ローパスフィルタは、例えば、水晶複屈折板を少なくとも１枚以上用いた構成であり、その表面に露出した主面部分には反射防止膜が施されているのが一般的である。そして、水晶の複屈折効果により入射光を常光線と異常光線に光束分離して出射光とするもので、その主面において所定の光束分離方向と所定の分離幅は有するものである。このような水晶複屈折板では、上記光束分離方向を明示するために、その主面の端部に切り欠き等が一般的に形成されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところがこのような明示手段では、切り欠きを形成する工程が別途必要であり、コストアップにつながるとともに、加工する際に、微少なクラックが発生し、割れ、欠けの発生箇所となりやすい等機械的衝撃に弱かった。また、切り欠き等を形成することで光学ローパスフィルタの小型に伴う光学的に有効なエリアが確保できないことがあった。さらに、最近では、電子スチルカメラ向けの光学ローパスフィルタでは、ＣＣＤ等の固体撮像素子の形状に合わせて正方板形状のもの採用されている。この場合、光学ローパスフィルタの光束分離方向の判別に加えて、光学ローパスフィルタの表裏主面の判別（入射側主面と出射側主面の判別）、ならびに光学ローパスフィルタ主面の中心点で９０°回転した際の縦方向と横方向の判別の必要性が求められている。例えば、光学ローパスフィルタの光束分離パターンによっては、光学ローパスフィルタの表裏主面を間違えて配置すると、本来必要とされるものと異なる光束分離パターンとなり、光学ローパスフィルタの性能を十分に発揮できない場合があった。
【０００５】
また、ＣＣＤ等の撮像デバイスは比較的広い感度特性を有しており、可視領域の光に加えて、一部赤外領域の光にも応答する。しかしながら通常の被写体撮影に用いられる撮像装置においては、赤外入射光は迷光となり、解像度の低下、画像のシミ、ムラが生じ、色再現性に悪影響を与える。このような悪影響を排除し、光学特性を補正するため、光学ローパスフィルタには、色補正フィルタとして例えば赤外線カットフィルタが形成されている。赤外線カットフィルタとしては、それぞれ用途により、着色ガラス、着色樹脂板等の部材を当該光学ローパスフィルタに貼り付けたり、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等の多層膜赤外線カットコート材（以下赤外線カットコートという）を当該光学ローパスフィルタに形成しており、必要に応じてこれらが組み合わせられる。
【０００６】
ところが、前記赤外線カットフィルタは鏡面加工されている水晶複屈折板に比べて主面の凹凸が多く、この凹凸が光学的な異物となることがある。近年ビデオカメラ等撮像装置の小型化が進み、ＣＣＤ等の撮像素子の前面に配置される光学ローパスフィルタとの距離も短くなっているので、光学ローパスフィルタの赤外線カットフィルタを有する主面が水晶複屈折板の主面よりＣＣＤ側に近接配置されることがあった。このとき、前記主面の凹凸は光学的な異物となり画像上のノイズとして顕著化してビデオ出力された画質を悪化させている。特に、赤外線カットコートを用いた場合、表裏の判定が困難であるとともに、蒸着等により光学ローパスフィルタの主面に多層の薄膜形成されるので、主面が凹凸状になりやすく、光学的な異物となりやすい。
【０００７】
このような光学ローパスフィルタの製造は、ウェハの段階で、要求される濾波特性に応じた必要な光学板の貼り合わせを行ったり、赤外線カットコートを形成したりし、その後個々の光学ローパスフィルタに小割り切断するいわゆる多数個取り工法が発案され、実用化されている。このような製造方法により、製造コストを下ることを可能にしていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
ところがこのような多数個取り工法による光学ローパスフィルタはその切断された主面端部の稜部分が鋭利な状態であり、またこの稜部分は微視的に見て割れ、欠けが多数箇所で見受けられる状態であることが多かった。このような状態は光学板の一部がさらに欠けたり、割れたりする可能性が高く、割れ片、欠け片が光学板の主面すなわち光学情報透過面に付着し、光学的な異物となることがあった。このような異物はＣＣＤ等の撮像素子に捕捉され、ビデオ出力した際の画質悪化の原因となっていた。また、稜部の鋭利な状態は他の部材を切削することがあり、このような切削くずが光学的な異物を発生させることがあった。例えば、光学ローパスフィルタは樹脂ケースに収納梱包され顧客に納品されることが多いが、収納ケース内で遊動することにより前記稜部分で樹脂ケース内壁を切削し、この切削くずが光学板の主面に付着することがあった。
【０００９】
また、上記不具合を抑制するのに有効な技術として、光学ローパスフィルタに形成される稜を面取りすることにより、上記光学的異物発生による不具合を解決する構成も発案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
ところが特許文献３では、上述のような光束分離方向の判別、光学ローパスフィルタの主面の表裏判別について考慮されて構成ではないので、上述の問題点について解決できない。
【００１１】
【特許文献１】
実開昭６３−１０９９０１号公報
【特許文献２】
特開平９−４３５４２号公報
【特許文献３】
実用新案登録第２５０８１７６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、小型化しても光学的な有効エリアを確保し、機械的な衝撃を低下させることなく、光学フィルタに発生する光学的異物を極力抑制するとともに、必要とされる光束分離パターンが得られるように光束分離方向と光学フィルタ主面の表裏判別が容易できる高品質でより信頼性の高い光学フィルタを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の光学フィルタは、主面に入射した光線が所定の方向に分離して出射する光束分離方向を有し、当該入射側または出射側の少なくとも一方の主面端部全周に第１の面取りが施されてなる光学フィルタであって、光束分離方向を示す前記第１の面取りと面取り量が異なる第２の面取りが、前記入射側または出射側の少なくとも一方の主面端部に形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
また、上述の構成において、前記第２の面取りは、光学フィルタの表裏一主面のみに形成されてなることを特徴とする。
【００１５】
また、上述の構成において、光学フィルタは、主面正方形状、主面正八角形状、または主面円形状からなることを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の面取りと面取り量の異なる第２の面取りを光束分離方向として明示する目印とできるので、必要とされる光束分離パターンが得られる。
【００１７】
また、面取りの目印は、従来の切り欠き等からなるの目印に比べて、小型化しても光学的な有効エリアを確保しやすく、光学フィルタを加工する際にも、クラック等を発生させることがない。
【００１８】
さらに、光学フィルタの入射側または出射側の少なくとも一方の主面端部全周の稜が少なくとも第１の面取り、あるいは第２の面取りが施されているので、光学板の割れ、欠けを抑制して、光学フィルタ自身の機械的耐衝撃性を向上させるとともに、ケース等の他との接触により発生していた切削クズ等の光学フィルタにおける光学的異物を抑制できる。
【００１９】
しかも、第２の面取りが第１の面取りと同じ面取りで構成されているので、目印を設けるための別工程を経ることなく、面取り工程のみにより極めて効率よく安価に作成できる。
【００２０】
従って、高品質でより信頼性の高い光学フィルタを提供することができる。
【００２１】
請求項２によれば、第２の面取りを光学フィルタの表裏一主面にのみ形成する場合は、上述の作用効果に加えて、光学フィルタの主面の表裏判別を明示する目印とできる。特に、光学フィルタの表面側に形成される部材、コート材と光学フィルタの裏面側に形成される部材、コート材がそれぞれ異なっている場合、光学フィルタの表裏主面を判別することで所望の光学特性が得られる。
【００２２】
前記異なる部材が分離パターンの異なる光学ローパスフィルタの場合、必要とされる光束分離パターンが狂うことなく配置することができる。前記異なる部材、コート材が水晶複屈折板と赤外線カットフィルタの場合、赤外線カットフィルタを有する主面をＣＣＤ側から隔離する方向に配置することで、前述のように、ビデオ出力された画質を悪化させにくくできる。
【００２３】
請求項３によれば、光束分離方向の判別に加え、光学ローパスフィルタの表裏主面の判別、または光学ローパスフィルタ主面の中心点で９０°回転しても縦方向と横方向の判別ができるので、面正方形状、主面正八角形状、または主面円形状からなる光学フィルタにも適用できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施の形態について、光学ローパスフィルタを例にとり図面を参照して説明する。図１は本発明による第１の実施形態を示す斜視図である。図２はその変形例を示す図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、光出射面側の平面図であり、図２（ｄ）は、光入面側の斜視図である。また図３は製造方法を示す図である。
【００２５】
本実施の形態による光学ローパスフィルタは、図１に示すように主面正方形状の水晶複屈折板１の単板構成である。水晶複屈折板は周知のとおり、水晶の複屈折効果により入射光を常光線と異常光線に光分離して出射光とするもので、光分離方向、分離幅は所定のパラメータにより適宜調整することができる。また水晶複屈折板１の光入射面（図中の裏側の主面）には、赤外線カットコートや光反射防止コート等のコート材１ａが形成されている。当該コート材１ａは詳細図示していないが、酸化金属膜等からなる誘電体薄膜（Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等）を多層形成することにより得ることができる。
【００２６】
この水晶複屈折板１の光出射面（図中の表側の主面）の周囲であって、光分離方向に平行する辺部分には第１の面取り１１が形成され、光分離方向に直交する方向の辺部分には前記第１の面取りより面取り量が大きく形成された第２の面取り１２が形成されている。
【００２７】
このような構成により、第２の面取り１２が形成された方向に光学分離方向が存在することが明示される。また、本実施形態の場合、前記第２の面取りは光出射面にのみ形成されているので、第２の面取りがない主面が光入射面であり、コート材１ａが形成されている面であるとして、表裏判別が可能となる。さらに、面取りによる光束分離方向を明示する目印は、従来の切り欠き等からなる目印に比べて、小型化しても光学的な有効エリアを確保しやすく、光学フィルタを加工する際にも、クラック等を発生させることがない。また、水晶複屈折板１の光出射面側には辺部分に稜を形成しない構成であるので、光学フィルタが割れたり、欠けたりすることによる光学的異物の発生が無くなるとともに、前記稜が梱包ケース等を切削することによる光学的異物の発生を極力抑制することができる。さらに、第２の面取りを主面端部の２カ所に対向して形成しているので、光束分離方向と直交する方向の面取り加工は、第２の面取り量に応じた同一のダイシングブレード等の加工治具によりまとめて加工できるので、生産性を高め、製造コストを抑制する。
【００２８】
なお、上記第１の実施形態の面取り形態に限ることなく、図２（ａ）に示すように、水晶複屈折板１の光出射面の周囲であって、光分離方向に平行する辺部分には第１の面取り１１が形成され、光分離方向に直交する方向の辺部分には前記第１の面取りより面取り量が小さく形成された第２の面取り１３が形成されてもよい。また、図２（ｂ）に示すように、上述の第２の面取りは、水晶複屈折板１の光出射面の端部であって、光分離方向に直交する方向の辺部分２カ所に対向して形成されているが、主面端部の辺の一部のみに前記第１の面取り１１より面取り量が大きい第２の面取り１４を形成してもよい。さらに、図２（ｃ）に示すように、水晶複屈折板１の光出射面の周囲であって、光分離方向に直交する方向で、光軸方向（図中の矢印進行方向）の１辺のみに前記第１の面取り１１より面取り量が大きい第２の面取り１２を形成してもよい。この場合、光学ローパスフィルタ主面の中心点で９０°回転しても縦方向と横方向の判別ができる。
【００２９】
また、図２（ｄ）に示すように、水晶複屈折板１の光出射面（図中の裏側の主面）の周囲であって、主面端部全周に第１の面取りを形成し、かつ水晶複屈折板１の光入射面（図中の表側の主面）の周囲であって、光分離方向に直交する方向で、光軸方向（図中の矢印進行方向）の１辺のみに前記第１の面取り１１より面取り量が大きい第２の面取り１２を形成してもよい。この場合、第２の面取りのみがある主面が光入射面であり、コート材１ａが形成されている面であるとして、表裏判別が可能となるとともに、光学ローパスフィルタ主面の中心点で９０°回転しても縦方向と横方向の判別ができる。さらに、図示しないが、前記第１の面取りを表裏の両主面に形成し、前記第２の面取りのみを表裏のうち一方の主面にのみ形成してもよいし、表裏の判別が必要ない場合には、これら第１の面取りと第２の面取りを表裏の両主面に形成してもよい。
【００３０】
次に上記面取りを形成する方法について図３の模式図とともに説明する。
図３（ａ）に示すように、水平方向（図中の矢印）に光分離する複屈折板ウェハＷを得る。
図３（ｂ）に示すように、前記ウェハＷの入射面Ｗ１に酸化金属膜等からなる誘電体薄膜（Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等）Ｍを真空蒸着法等の手段により多層形成する。このような光学フィルタウェハＷを図示しない支持台上に水溶性の接着剤により接着し、所定の小割り切断を行う。
図３（ｃ）に示すように、小割り切断に用いるブレードＢとＣは円板状のダイシングブレードであり、断面で見て細幅の平行切断部Ｂ１、Ｃ１を外周部分（外方部分）に有するとともに、その内側には前記光学フィルタに形成する面取りの量に対応した斜面部Ｂ２、Ｃ２を有している。ブレードＢとＣの違いは、前記斜面部の傾斜角度が異なっており、斜面部Ｂ２に対して斜面部Ｃ２はより鈍角な斜面角度となっている。
図３（ｄ）に示すように、前記ウェハＷの出射面側Ｗ２から、光束分離方向に平行する方向の全て切断部位について、第１の面取り量に応じたブレードＢを高速回転により前記斜面部の終了端部分近傍まで深く切り込む。
図３（ｅ）に示すように、前記ウェハＷの出射面側Ｗ２から、光束分離方向に直交する方向の全て切断部位について、第２の面取り量に応じたブレードＣを高速回転により前記斜面部の終了端部分近傍まで深く切り込む。
以上により、前記光学フィルタウェハＷをマトリクス状に切断する。これによりウェハの切断面が光学フィルタの側面となり、光学フィルタの出射面Ｗ２の主面側にのみ面取りを形成することができる。その後、図３（ｆ）に示すように、水溶性の接着剤を溶解し、個々の光学フィルタ１に分離する。
【００３１】
本発明による光学フィルタの製造方法は上記方法に限定されるものではない。例えば、ブレードＣにより切断した後、ブレードＢで切断してもよいし、第１の面取りをブレードＣ２とし、第２の面取りをブレードＢ２として、相互に入れ替えて実施してもよい。さらに、光学フィルタの切断のみ実施した後、第１の面取り、第２の面取り加工を実施してもよい。
【００３２】
また、上記製造方法では、傾斜角度の異なる斜面部を有するブレードＢとＣを用いることで第１の面取りと第２の面取り量を異ならせているが、傾斜角度の同じ斜面部のブレードを用いても実施できる。すなわち、ブレードの切り込み深さを異ならせることで、斜面部とウェハの接する面積が変わり、面取り量を異ならせることができるので、切り込みを浅くして面取り量の少ないものを第１の面取り、切り込みを深くして面取り量の多いものを第２の面取りとすることができる（これらの定義付けは逆でも可能）。この製造方法であれば、ブレードを交換することなく、切り込み量を制御するだけで実施できるので、より製造効率が高まる。
【００３３】
次に、本実施の第２の形態による光学ローパスフィルタについて図面とともに説明する。
【００３４】
図４に示すように、水晶複屈折板２、赤外線カットフィルタ板３（ガラス、樹脂板等）、１／４波長板４（水晶板、樹脂板等）、ならびに水晶複屈折板５とを重ね合わせた構成である。水晶複屈折板は周知のとおり、水晶の複屈折効果により入射光を常光線と異常光線に光分離して出射光とするもので、光分離方向、分離幅は所定のパラメータにより適宜調整することができる。このような水晶複屈折板等を適宜組み合わせることにより光学ローパスフィルタを構成する。水晶複屈折板２は例えば水平方向に光線分離するよう設定されており、入射した光を水晶の複屈折効果により水平方向に分離する機能を有する。また水晶複屈折板２の光入射面には、赤外線カットコート等のコート材２ａが形成されている。水晶複屈折板５は例えば９０度方向に光線分離するよう設定されており、入射した光を水晶の複屈折効果により９０度方向に分離する機能を有する。また水晶複屈折板５の光出射面には、光反射防止コート等のコート材５ａが形成されている。
【００３５】
この水晶複屈折板２の光入射面と水晶複屈折板５の光出射面の周囲であって、光分離方向に平行する辺部分には、それぞれ、第１の面取り２１、５１が形成され、光分離方向に直交する方向の辺部分には前記第１の面取りより面取り量が大きく形成された第２の面取り２２、５２が形成されている。そして、前記水晶複屈折板２の第２の面取り２２に対して、前記水晶複屈折板５の第２の面取り５２の面取り量をさらに大きく形成している。
【００３６】
このような構成により、第２の面取り２２、５２が形成された方向に光学分離方向が存在することが明示される。また、本実施形態の場合、前記水晶複屈折板２の第２の面取りと前記水晶複屈折板５の第２の面取り量を変えているので、表裏判別が可能となる。さらに、面取りの目印は、従来の切り欠き等からなるの目印に比べて、小型化しても光学的な有効エリアを確保しやすく、光学フィルタを加工する際にも、クラック等を発生させることがない。また、水晶複屈折板２の光入射面側と水晶複屈折板５の光出射面側には辺部分に稜を形成しない構成であるので、光学フィルタが割れたり、欠けたりすることによる光学的異物の発生が無くなるとともに、前記稜が梱包ケース等を切削することによる光学的異物の発生を極力抑制することができる。
【００３７】
本発明は上記第２の実施形態の面取り形態に限ることなく、水晶複屈折板５の光出射面のみに第１の面取りと第２の面取りを行ってもよい。また、光学フィルタを構成する各光学板（水晶複屈折板２と水晶複屈折板５）の両面に第１の面取りを形成し、各光学板の片面側にのみ第２の面取りを形成してもよいし、各光学板の両面に第１の面取りと第２の面取りを形成してもよい。これにより、各光学板の光束分離方向や表裏判別を認識された状態で適切に貼り合わせることができるので、必要とされる光束分離パターン、光学特性を有する光学フィルタが得られる。
【００３８】
本発明の実施形態として、光分離方向に直交する方向に第２の面取りを形成することで光分離方向を示す目印としたが、光分離方向に平行する方向に第２の面取りを形成することで光分離方向を示す目印としてもよい。光学フィルタの主面が正方形状のものを例にしているが、方形状等、他の主面形状のものにも適用できる。さらに、光学ローパスフィルタ主面の中心点で９０°回転しても縦方向と横方向の判別ができるので、正方形状に限らず、主面正八角形状、または主面円形状からなる光学フィルタにも適用できる。また、上述の実施形態では、色補正フィルタとして、赤外線カットフィルタを例にしているが、紫外線カットフィルタや、赤外線と紫外線をカットするフィルタ等にも適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態の変形例を示す光出射面側の平面図。
【図３】第１の実施形態の製造方法を示す図。
【図４】第２の実施形態を示す斜視図。
【図５】第２の実施形態を示す光入射面側の平面図。
【図６】第２の実施形態を示す光出射面側の平面図。
【符号の説明】
１、２、５  水晶複屈折板
３  赤外線カットフィルタ板
４  １／４波長板
Ｗ  光学フィルタウェハ
Ｂ、Ｃ  ブレード
【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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【図６】
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