光学フィルタ及びその製造方法
【課題】光学フィルタの撮影レンズ側の面において、透明性導電膜を使用せずに静電気が溜まらないようにし、かつ、異物の付着を低減することのできる光学フィルタを提供する。
【解決手段】外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材である複屈折水晶板３００と、第二の光学部材である赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体とを少なくとも含んで構成されており、第一の光学部材の撮影レンズ１０５側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜４００が成膜され、第一の光学部材の撮像素子１０６側の面又は第二の光学部材の撮影レンズ１０５側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜４０１が成膜されている。
【解決手段】外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材である複屈折水晶板３００と、第二の光学部材である赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体とを少なくとも含んで構成されており、第一の光学部材の撮影レンズ１０５側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜４００が成膜され、第一の光学部材の撮像素子１０６側の面又は第二の光学部材の撮影レンズ１０５側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜４０１が成膜されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットするのに好適な光学フィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からデジタルカメラ等の撮像装置において、ローパスフィルタ及び赤外吸収フィルタを有する光学フィルタが撮像素子の前面に配置されている。ローパスフィルタは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等よりなる撮像素子における被写界像の擬似信号による偽色発生を抑制する。また、赤外吸収フィルタは、撮像素子の感度を人間の視感度に近似させる。
【０００３】
このようにした光学フィルタの最前面は、空気中に露呈しているために、浮遊する塵埃やカメラ内部で発生する塵等の異物が付着してしまうことは避けられない。その結果、撮像された画像に該異物が映り込んでしまい、画像としての品位を低下させることがあった。
【０００４】
そこで、光学フィルタへの異物付着を予防したり、光学フィルタに付着した異物を除去したりするためには、以下の方式を用いることが有効である。
（１）光学フィルタに振動を加えて異物を振り落とす。
（２）光学フィルタの静電気を除去することで、異物付着を防止する。
（３）光学フィルタ表面に異物が付着しにくいコートを施す。
【０００５】
ここで、（１）の光学ローパスフィルタに付着した異物を振り落とす方式に関しては、特許文献１等において、光学ローパスフィルタを圧電素子と密着配置し、光学ローパスフィルタを圧電素子の伸縮運動に追従させる提案がなされている。
【０００６】
（２）の光学フィルタに静電気による電荷が溜まらないようにする方式に関しては、特許文献２において、光学フィルタの反射防止膜の表面から二層目以上の少なくとも一層をＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の導電性膜で構成する提案がなされている。同様に、特許文献３においても、ＩＴＯ膜を生成し、コート層表面の導電性を高める提案がなされている。
【０００７】
（３）の光学フィルタ表面に異物が付着しにくいコートを施す方式に関しては、特許文献４において、フッ素を含んだ高分子材料、或いはＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）のコートを施すことが提案されている。これにより、光学フィルタの表面エネルギーを下げ、エアブロアー等を利用してゴミを落とし易くすることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１３４８０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８３７９号公報
【特許文献３】特開２００７−１９３２６４号公報
【特許文献４】特開２００６−１６３２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的に撮像素子の画素に対応したカラーフィルタの配列は、ＲＧＢＧの４画素からなるベイヤー配列を基本としている。光学ローパスフィルタにスポットの１点ビームを入射させたとき、４点のビームに分離する、いわゆる４点点像分離を行うことによって撮影画像における偽色の発生を軽減している。
【００１０】
図１４は、４点点像分離を行うために４枚の光学部材を貼り合わせた一般的な光学フィルタの構成を示したものである。３００は水晶等の複屈折材料であり、水平方向に２点分離するための回転角０°の複屈折水晶板が用いられる。３０１は赤外吸収フィルタであり、ＣＣＤ等の撮像素子の分光感度と人間の視感度を概一致させるためのものである。３０２は水晶からなる偏光解消板（λ/４波長板）であり、複屈折水晶板３００を通過することで直線偏光となった被写界光束の偏光解消を行う。３０３は回転角９０°の複屈折水晶板であり、被写界光束が複屈折水晶板３０３を通ることで上下方向に点像分離がなされる。かかる光学フィルタにより、撮像素子１０６には最終的には４点分離の被写界光束が入射することとなり、撮影画像の偽色発生を軽減している。なお、３０９は撮像素子１０６の受光部１０６ａをパッケージ部１０６ｂ内部に封止するためのカバーガラスである。
【００１１】
通常、撮影レンズ側の複屈折水晶板３００の表面には、４０層程度のＵＶ−ＩＲカットコート４０１が配され、赤外吸収フィルタ３０１の波長吸収特性との相互作用により、撮像素子１０６に入射する所望の分光透過率が得られるようになっている。さらに、被写界光路において各媒質の界面における反射光を低減するために、複屈折水晶板３０３の撮像素子側の面及びカバーガラス３０９の両面に反射防止のためのＡＲコート４０２が配される。
【００１２】
ここで、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、その層数が多いこともあって、蒸着を行う蒸着器内の壁に付着した不要な蒸着物質の清掃を行うタイミングは、光学性能維持、生産効率の面で非常に重要である。また、ＵＶ−ＩＲカットコート、ＡＲコートには、通常ＳｉＯ2、ＴｉＯ2といった蒸着物質を用いるが、フッ素系材料は基本的に樹脂であり、これらの蒸着物質の蒸着条件となる蒸着対象物の基板温度、蒸着材料の加熱温度等が両者の蒸着において大幅に異なる。そのため、一回の工程で蒸着を行うのは生産効率上困難を伴う。さらに、フッ素系材料の蒸着を行った後に、蒸着器内壁に付着した同物質が次回以降の蒸着に影響を与えないように、通常よりもいっそう頻繁に内壁の清掃を行う必要がある。もしも清掃を怠るならば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2といった蒸着材料へのフッ素系材料の混入により、ヘイズ（曇り）の増加、分光の異常、欠陥の増加といった性能低下を引き起こすことになるからである。また、清掃の回数増は、直接ローパスフィルタのコスト増という問題にも直結している。
【００１３】
一方、静電気による異物付着を避けるために、光学フィルタ上に静電気による電荷が溜まらなくするよう、光学基材に透明性導電膜（ＩＴＯ膜）を蒸着するという方式がある。しかしながら、透明性導電膜の蒸着を、光学薄膜を蒸着する一般的な機器である真空蒸着器で行うためには、その釜内部を酸素雰囲気下にする必要がある等の制約を伴う。そこで、透明性導電膜の蒸着方法は一般的にスパッタリング法にて行われており、透明性導電膜を蒸着するだけのために専用の蒸着器を工程内に設置する必要があった。
【００１４】
以上のことから、光学フィルタの撮影レンズ側の面において、透明性導電膜を使用せずに静電気が溜まらない蒸着膜構成であって、かつ、その最表層に異物付着防止膜を設けることで異物の付着を低減することのできる光学フィルタを高品質、低コストで製造できる蒸着膜構成が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の光学フィルタは、撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであって、外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成されており、前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜が成膜され、前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜が成膜されていることを特徴とする。
本発明の光学フィルタの製造方法は、撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであり、外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成される光学フィルタの製造方法であって、前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜を成膜する第一の工程と、前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜を成膜する第二の工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光学フィルタの撮影レンズ側の面において静電気を帯びにくくなり、異物の付着を低減することができる。それでも付着した異物は、異物付着防止膜を最表層に設けている効果によって、第一の光学部材の振動による異物除去動作や、撮影者自らエアーブローをかけることにより容易に除去可能である。さらに、静電気の問題を気にすることなく、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜を、良好な分光特性かつ高信頼性のコーティングにて配することができる。以上のように、本発明によれば、光学フィルタを高品質、低コストで製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す図である。同図において、１０１はＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、本デジタルカメラの動作を制御する。
【００１８】
１０５は撮影レンズであり、撮影被写界光を撮像素子１０６上に結像させる。撮影レンズ１０５は、カメラの本体に着脱可能なレンズユニットに内蔵されている。１０６はＣＣＤに代表される撮像素子である。１３３は撮影レンズ１０５から撮像素子１０６に到達する撮影被写界の光量を制御するフォーカルプレーンシャッタである。
【００１９】
１２１は半透過メインミラー、１２２はサブミラーであり、撮影被写界光はその一部が半透過メインミラー１２１、サブミラー１２２によって公知の位相差方式焦点検出ユニットに導かれる。これにより、撮影レンズ１０５にて結像された被写界光のピントが撮像素子１０６の受光面に対してどの方向に、どれ位ずれているか、いわゆるデフォーカス量として検出することができる。位相差方式焦点検出ユニットにおいて、１２３はフィールドレンズ、１２４は２次結像レンズ、１１９は焦点検出用のＣＣＤラインセンサであり、ファインダ画面上の縦横３×５の計１５ヶ所からなる領域の焦点検出が可能となっている。
【００２０】
１２５はレンズユニット内に設けられた撮影レンズ駆動制御部である。上記算出されたデフォーカス量に対して、撮影レンズ１０５のレンズ駆動敏感度（レンズ固有の制御の細かさ）を考慮し、ＣＰＵ１０１は撮影レンズ駆動制御部１２５に撮影レンズ１０５の駆動させるための駆動量パルスを送る。撮影レンズ駆動制御部１２５は、送られてきたパルスに応じてパルスモータを駆動させ、撮影レンズ１０５を合焦位置に駆動させることで自動焦点調節を行う。
【００２１】
１２６は接眼レンズ、１２７は像反転させるための光学反転手段であるペンタプリズム、１２８は撮影レンズ１０５の撮像素子１０６結像面と等価の結像面に置かれたピント板である。撮影レンズ１０５を通った被写界光は、半透過メインミラー１２１で反射されピント板１２８に結像する。ペンタプリズム１２７、接眼レンズ１２６を通じてカメラの撮影者はピント板１２８に結像した被写界像を見ることのできる、いわゆるＴＴＬ方式の光学ファインダ構成となっている。
【００２２】
１３０は結像レンズ、１３１は撮影被写界の可視光の輝度を測定する測光センサである。結像レンズ１３０によって、ピント板１２８上に結像された被写界像が測光センサ１３１上に２次結像される。測光センサ１３１は、縦×横、各々３×５に分割された受光領域を有しており、カメラのファインダ視野（被写界領域）の主要領域を３×５の領域に分割して測光することができる。
【００２３】
Ｆは光学フィルタであり、撮影レンズ１０５と撮像素子１０６の間に配置され、該撮像素子１０６に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする。光学フィルタＦは、詳しくは後述するが、複数の光学部材３００〜３０３から構成される。撮影レンズ１０５側に配置された複屈折水晶板３００は、外部から振動が与えられることで表面に付着した塵埃等の異物の除去を行う。
【００２４】
１３２はＴＦＴカラー液晶からなる外部表示部である。
【００２５】
撮影者がレリーズＳＷ１１４（図２を参照）を押下すると、メインミラー１２１は撮影レンズ１０５の光路外に退避し、撮影レンズ１０５によって集光された被写界光はフォーカルプレーンシャッタ１３３で光量制御がなされる。そして、撮像素子１０６によって被写界像として光電変換処理表示された後、画像データとしてフラッシュメモリ等の記録媒体に記録される。一方では、撮影済み画像として表示部１３２に表示される。
【００２６】
図２は、第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す電気ブロック図であり、図１に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。ＣＰＵ１０１には、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０３、データ格納手段１０４、画像処理部１０８、振動制御部１０９、ＬＣＤ制御部１１１、レリーズＳＷ１１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７、焦点検出制御部１２０、レンズ駆動部１２５、測光センサ１３１が接続する。
【００２７】
画像処理部１０８には、撮像素子制御部１０７、さらには撮像素子１０６が接続する。撮像素子１０６は、有効画素数約８２０万画素（３５０４×２３３６）を有する。ＬＣＤ制御部１１１には、表示駆動部１１２、さらには表示部１３２が接続する。表示部１３２は、撮像素子１０６で撮像された画像を変換処理した３２０×２４０の画像を表示する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７には、電源を供給する電池１１６が接続する。
【００２８】
光学フィルタＦの撮影レンズ１０５側に配置された複屈折水晶板３００には、振動素子（ピエゾ圧電素子）３０５が接着固定されており、異物除去のために振動を発生する。振動制御部１０９は、振動素子３０５を振動させるための回路を含む。振動素子３０５の制御については特許文献１等に説明がなされているのでここでは省略するが、ＣＰＵ１０１が振動制御部１０９に命令を行って振動制御を行っている。
【００２９】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２内の制御プログラムに基づいて各種制御を行う。これらの制御の中には、画像処理部１０８から出力された撮影画像信号を読み込み、ＲＡＭ１０３へＤＭＡ転送を行う処理がある。また、ＲＡＭ１０３より表示駆動部１１２へデータをＤＭＡ転送する処理がある。また、画像データをＪＰＥＧ圧縮しファイル形式でデータ格納手段１０４へ格納する処理がある。さらに、ＣＰＵ１０１は、撮像素子１０６、撮像素子制御部１０７、画像処理部１０８、ＬＣＤ制御部１１１等に対してデータ取り込み画素数やデジタル画像処理の変更指示を行う。
【００３０】
焦点検出制御部１２０は、焦点検出用の一対のＣＣＤラインセンサ１１９から得た電圧をＡ／Ｄ変換して、ＣＰＵ１０１に送る。また、ＣＰＵ１０１の指示の下で、焦点検出制御部１２０はＣＣＤラインセンサ１１９の蓄積時間とＡＧＣ（オートゲインコントロール）の制御も行う。ＣＰＵ１０１は、焦点検出制御部１２０から送られてきた信号を処理することで、主要被写体に対する現在の焦点検出状態から主要被写体が合焦に至るためのレンズ駆動量を算出し、撮影レンズ駆動部１２５に指示を与える。撮影レンズ駆動部１２５は、該指示に基づいて撮影レンズ１０５の中の焦点調節レンズを移動させることで、主被写体にピントを合わせることが可能となっている。
【００３１】
測光センサ１３１は、被写界の輝度を検出して、ＣＰＵ１０１に信号を送る。ＣＰＵ１０１は、この輝度情報に基づいてカメラの露光量を算出し、シャッタ秒時、撮影レンズ１０５の絞り値のいずれか、或いは両方を決定する。
【００３２】
ＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１１４の操作に伴う撮影動作の指示、さらに各素子への電源の供給をコントロールするための制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１７に対して出力する処理等も制御する。
【００３３】
ＲＡＭ１０３は、画像展開エリア１０３ａ、ワークエリア１０３ｂ、ＶＲＡＭ１０３ｃ、一時退避エリア１０３ｄを備える。画像展開エリア１０３ａは、画像処理部１０８より送られてきた撮影画像（ＹＵＶデジタル信号）やデータ格納手段１０４から読み出されたＪＰＥＧ圧縮画像データを一時的に格納するためのテンポラリバッファとして使用される。また、画像圧縮処理、解凍処理のための画像専用ワークエリアとして使用される。ワークエリア１０３ｂは、各種プログラムのためのワークエリアである。ＶＲＡＭ１０３ｃは、表示部１３２へ表示する表示データを格納するＶＲＡＭとして使用される。また、一時退避エリア１０３ｄは各種データを一時退避させるためのエリアとして使用される。
【００３４】
データ格納手段１０４は、ＣＰＵ１０１によりＪＰＥＧ圧縮された撮影画像データ、或いはアプリケーションより参照される各種付属データ等をファイル形式で格納しておくためのフラッシュメモリである。
【００３５】
撮像素子制御部１０７は、撮像素子１０６に転送クロック信号やシャッタ信号を供給するためのタイミングジェネレータ、撮像素子出力信号のノイズ除去、ゲイン処理を行うための回路、アナログ信号を１０ビットデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路等を含む。
【００３６】
画像処理部１０８は、撮像素子制御部１０７より出力された１０ビットデジタル信号をガンマ変換、色空間変換、ホワイトバランス、ＡＥ、フラッシュ補正等の画像処理を行い、ＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットデジタル信号出力を行う。
【００３７】
ＬＣＤ制御部１１１は、画像処理部１０８から転送されたＹＵＶデジタル画像データ、或いはデータ格納手段１０４の中の画像ファイルに対してＪＰＥＧの解凍を行ったＹＵＶデジタル画像データを受け取る。そして、ＲＧＢデジタル信号へ変換した後、表示駆動部１１２に出力する処理を行う。表示駆動部１１２は、表示部１３２を駆動するための制御を行う。
【００３８】
レリーズＳＷ１１４は、撮影動作の開始を指示するためのスイッチである。レリーズＳＷ１１４は、不図示のレリーズボタンの押下圧によって２段階のスイッチポジションがある。１段目のポジション（ＳＷ１-ＯＮ）の検出で、ホワイトバランス、ＡＥ等のカメラ設定のロック動作が行われ、２段目のポジション（ＳＷ２-ＯＮ）の検出で、被写界画像信号の取り込み動作が行われる。
【００３９】
電池１１６は、リチャーチャブルの２次電池或いは乾電池である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、電池１１６からの電源供給を受け、昇圧、レギュレーションを行うことにより複数の電源を作り出し、ＣＰＵ１０１を初めとする各素子に必要な電圧の電源を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、ＣＰＵ１０１の制御の下で、各々の電圧の供給開始、停止を制御できるようになっている。
【００４０】
次に、図３を参照して、本実施形態のデジタル一眼レフカメラの動作について説明する。以下の各動作は、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００４１】
まずカメラの不作動状態から不図示の電源スイッチがＯＮになり、カメラの電源がＯＮされると（ステップＳ２００）、塵埃等の異物除去のために、光学フィルタＦの複屈折水晶板３００を振動素子３０５によって加振する（ステップＳ２０１）。
【００４２】
また、レリーズボタンが押し込まれてレリーズＳＷ１１４のＳＷ１がＯＮされるまで待機する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２においてＳＷ１がＯＮされた場合、測光センサ１３１より撮影被写界を３×５に分割した被写界輝度情報を得た後、メモリに記憶する（ステップＳ２０３）。また、ステップＳ２０３において得られた被写界輝度情報に基づいて、所定の測光アルゴリズム演算に従ってカメラの露出値である撮影レンズの絞り値とシャッタ秒時を決定する。測光センサ１３１から得られる各々３×５の輝度情報から最適露出値算出を行うアルゴリズムは、単純な加算平均でも良いし、下記ステップＳ２０６で決定される焦点検出領域に対応した測光領域に最大の重み付けを行った演算でも良い。
【００４３】
次に、カメラの焦点検出領域選択モードが手動モードに設定されているか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。手動モードに設定されている場合、撮影者が不図示のスイッチダイヤル操作で複数の焦点検出領域の内の１個を選択する任意選択が可能である。一方、焦点検出領域自動モードに設定されている場合、位相差方式焦点検出ユニットの１５個の焦点検出領域表示部に対応した焦点検出領域におけるデフォーカス量を基に、焦点検出領域自動選択サブルーチンによって前記１５個の焦点検出領域内の１個を選択する（ステップＳ２０５）。焦点検出領域自動選択のアルゴリズムとしてはいくつかの方法が考えられるが、多点ＡＦカメラでは公知となっている中央焦点検出領域に重み付けを置いた近点優先アルゴリズムが有効である。このように焦点検出領域選択モードが、手動モード或いは自動モードに設定されていても、結果的に一つの焦点検出領域が決定される（ステップＳ２０６）。
【００４４】
次に、ステップＳ２０６において決定した焦点検出領域で得られた焦点検出ずれ量（デフォーカス量）とカメラに装着された撮影レンズ１０５のレンズ駆動敏感度から最終的に求めるべきレンズ繰り出し量を決定する。そして、レンズ駆動を行う前の状態でＣＣＤラインセンサ１１９の信号に従って撮影レンズ駆動制御部１２５に信号を送って所定量撮影レンズ１０５を駆動する（ステップＳ２０７）。
【００４５】
一方、ステップＳ２０６において決定した焦点検出領域に対応した焦点検出領域表示部（不図示）が点灯し、被写界領域のどこに撮影レンズ１０５の焦点が合っているのかの表示を行う。撮影者が合焦表示がなされた状態のファインダ視野を見て、引き続きＳＷ１がＯＮされ続けられ（ステップＳ２０８）、さらにレリーズボタンを押し込んでＳＷ２がＯＮされた場合（ステップＳ２０９）、不図示のシャッタ制御部、絞り駆動部、撮像素子制御部１０７に信号を送信して、公知の撮影動作を行う（ステップＳ２１０）。
【００４６】
ステップＳ２０８においてＳＷ１がＯＦＦと判断された場合は、ステップＳ２０２に戻って、ＳＷ１のＯＮ待ちの状態となる。また、ステップＳ２０９においてＳＷ２がＯＮでない場合、ステップＳ２０８に戻って、ＳＷ２のＯＮ待ちの状態となる。
【００４７】
撮影動作は、まず不図示のモータ制御部を介してモータに通電して半透過メインミラー１２１をアップさせ、撮影レンズ１０５の絞りを絞り込む。その後、シャッタ１３３のマグネットに通電し、シャッタ１３３の先幕を開放することで撮像素子１０６への被写界光の蓄積が開始される。所定のシャッタ秒時経過後、マグネットに通電し、シャッタ１３３の後幕が閉じることで撮像素子１０６への被写界光の蓄積が終了する。次にモータに再度通電がなされ、メインミラーダウン、シャッタチャージを行い、一連のシャッタレリーズシーケンスの動作（撮影動作）が終了する。かかる動作により、撮像素子１０６には被写界像からの光量が蓄積されることになる。
【００４８】
以上のステップＳ２１０の撮影動作によって、撮像素子１０６に露光された被写界像は光電変換がなされ、画像処理部１０８にて約８２０万画素（３５０４×２３３６）のデジタルデータに変換された後、ＲＡＭ１０３ａに一時的に格納される。ＲＡＭ１０３ａに格納された３５０４×２３３６画素の画像デジタルデータは、表示部１３２に表示するために３２０×２４０画素の画像データに変換され、表示用のＶＲＡＭ１０３ｃに再格納される。３２０×２４０画素の画像データが表示部１３２に表示されることで、撮影者は撮影された画像を確認することができる。一方、ＲＡＭ１０３ａに格納された３５０４×２３３６画素の画像デジタルデータは、ＪＰＥＧ圧縮処理された後、画像データとしてデータ格納手段１０４（コンパクトフラッシュ（登録商標）等の記録媒体）に記録される（ステップＳ２１１）。
【００４９】
次に、ＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦを判定し（ステップＳ２１２）、その間画像を表示し続ける。ＳＷ１がＯＮされたままである場合、表示部１３２の全体画像表示を消灯し、ステップＳ２０９に戻り、ＳＷ２のＯＮ待ちの状態となる。ＳＷ１がＯＦＦされた場合、ステップＳ２０２に戻り、ＳＷ１のＯＮ待ちの状態となる。
【００５０】
以下、図４〜９を参照して、光学フィルタＦについての詳細な説明を行う。図４は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図である。本実施形態のデジタル一眼レフカメラは、撮像素子のカラーフィルタの配列（ベイヤー配列）における撮影画像の偽色発生を抑制するために４点点像分離を行う光学ローパスフィルタ構成を採用している。
【００５１】
３００は回転角０°の複屈折水晶板であり、被写界像を水平方向に２つに分離する（水平２点分離）。水晶の複屈折作用による点像分離幅は、切り出し角度４５°の水晶厚み１ｍｍにつき約５．８７μであることから、必要な分離幅を得るためには、水晶の厚みをこの値に比例倍することによって容易に算出することができる。複屈折水晶板３００が第一の光学部材を構成する。
【００５２】
３０１は赤外吸収フィルタであり、撮像素子１０６の分光感度と人間の視感度を概一致させる役目を持つ。３０２は水晶からなる偏光解消板（λ／４板）であり、複屈折水晶板３００を通過することで直線偏光となった被写界光束の偏光解消を行い、再度円偏光に戻して射出する。赤外吸収フィルタ３０１と偏光解消板３０２とを貼り合わせて接合することで第二の光学部材を構成する。
【００５３】
３０３は回転角９０°の複屈折水晶板であり、被写界像を上下方向に２つに分離する（上下２点分離）。複屈折水晶板３０３が第三の光学部材を構成する。複屈折水晶板３０３は、セラミックパッケージ１０６ｂに接着されることで撮像素子１０６の受光部（受光チップ）１０６ａを保護する役目も果たす。
【００５４】
既述したように、複屈折水晶板３００の上端部には振動素子３０５が接着固定される。振動素子３０５が複屈折水晶板３００を振動させることにより、複屈折水晶板３００の撮影レンズ１０５側の表面に付着する塵埃等の異物を除去することができる。振動素子３０５は、圧電体と内部電極とを交互に積層してなる積層型の圧電素子であり、積層方向により大きな振幅（変位）を発生するので、複屈折水晶板３００を撮影光軸に直交する方向に大きく振動変位させることができる。
【００５５】
以上のように、第一の光学部材〜第三の光学部材により構成される光学フィルタＦによってローパスフィルタ効果と赤外吸収（視感度補正）効果を持たせている。このように光学フィルタを３つの光学部材に分けることによって得られる利点は、異物除去のために振動を与える第一の光学部材（複屈折水晶板３００）のみについて形状を含めて最適化することで、部材を効率良く振動を発生させることが可能となる点にある。さらに、図１４で説明した光学フィルタの構成における撮像素子のカバーガラス３０９を光学フィルタの一部である第三の光学部材（複屈折水晶板３０３）で置き換えることでコストダウン可能となる点にある。
【００５６】
次に、第一の光学部材〜第三の光学部材まわりの構成について説明する。３０７は第一の光学部材（複屈折水晶板３００）と第二の光学部材（赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体）との間に配置された保持部材である。３０４は保持部材３０７と複屈折水晶板３００との間に介在させた弾性部材であり、エラストマー（高分子物質）で形成されている。３０６はバネ性を有する金属板からなる押圧部材であり、複屈折水晶板３００を弾性部材３０４に押圧することにより、複屈折水晶板３００が保持部材３０７に対し浮遊保持される。これにより、圧電素子３０５の伸縮に追従した複屈折水晶板３００の振動が許容されるとともに、振動により複屈折水晶板３００が傷つくことが防止される。また、同時に複屈折水晶板３００は、周囲四辺の近傍で、保持部材３０７に対して弾性部材３０４を介して隙間がないように密閉される。３０８は粘着シートであり、第一の光学部材及び第二の光学部材で構成されるフィルタユニット部と第三の光学部材（複屈折水晶板３０３）との間に異物が入り込まないように両者を密着固定する。
【００５７】
以上の構成より、光学フィルタＦを、その有効光学範囲を密封空間に配置することができ、一度フィルタユニットの組立がなされれば、外部からの異物進入は阻止されることとなる。
【００５８】
ここで、第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、導電性を有する反射防止多層膜である反射防止コート（ＡＲコート）４００が蒸着されている。ＡＲコート４００は、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層（最表面）としたものとなっている。また、第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮像素子１０６側の面には、撮影画像の色再現性を向上させるために、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜であるＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている。
【００５９】
第二の光学部材（赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体）の両面、さらには撮像素子１０６に接着されている第三の光学部材（複屈折水晶板３０３）の両面には、通常の反射防止コート（ＡＲコート）４０２が施されている。
【００６０】
フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜の下層を、通常のＵＶ−ＩＲカットコートではなく、ＡＲコート４００にして、光学フィルタＦの撮影レンズ１０５側の面に配置した理由は二つある。
【００６１】
一つ目の理由は、ＡＲコート４００の層数がＵＶ−ＩＲカットコートの層数に比べて一桁少ないので、フッ素材料と反射防止用材料の蒸着を行った際、蒸着物質が対象物以外に飛び散った微小粒子、いわゆるゴミ発生が少なくなるからである。すなわち、蒸着釜内部の清掃を行う回数を、フッ素材料とＵＶ−ＩＲカット用材料の蒸着組み合わせの場合に比べて、数分の一に減らすことが可能であり、これら工程負荷の改善によって光学フィルタのコストダウンに寄与することになる。
【００６２】
二つ目の理由は、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を光学フィルタの撮影レンズ１０５側の面に配置しないので、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が静電気を帯びても、光学フィルタＦの最前面の異物付着には直接関係がなくなるからである。これにより、通常の真空蒸着よりも信頼性、及び光学性能面で優っているイオンアシスト法にてＵＶ−ＩＲカットコート４０１の蒸着を行うことが可能となる。
【００６３】
ここで、さらに図５を参照して、第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の表面に成膜された異物付着防止膜を有するＡＲコート４００、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１について説明する。図５は、複屈折水晶板３００の厚み方向の様子を模式的に拡大した図である。実際には、複屈折水晶板３００の厚みは１ｍｍ弱、蒸着層の蒸着物質であるＳｉＯ2、ＴｉＯ2の一層あたりの厚みは１００ｎｍ程度である。
【００６４】
まず、異物付着防止膜を有するＡＲコート４００について説明する。複屈折水晶板３００の撮影レンズ１０５側の面には、真空蒸着にて、ＳｉＯ2とびＴｉＯ2を交互に積層した５層のＡＲコート４００が成膜されており、その最表層には異物付着防止膜４００ａが成膜されている。
【００６５】
異物付着防止膜４００ａについて説明すると、異物の付着防止には、フッ素原子を含んだ物質を基材表面にコートすることが有効である。フッ素原子は原子半径及び分極率が小さいため、電気陰性度は元素の中で最も高い。また、炭素とフッ素の結合構成は、その結合エネルギーが非常に大きいため、耐熱性、耐光性に優れ、さらには分極率が小さいことから分子間凝集力が小さくなり、表面自由エネルギーを低くすることができる。表面自由エネルギーには、ファンデルワールス力に起因する分散項成分、クーロン静電力に関する極性項成分、水素結合力に基づく項、そのほか金属結合力等の分子間力が関係している。塵埃等の異物の付着防止には、該表面自由エネルギーが小さくなるフッ素系の材料をコートすることが有効である。
【００６６】
フッ素系の材料には、炭化水素基の水素をフッ素に置き換えた、いわゆるパーフルオロアルキル基を含有する化合物、例えばパーフルオロアルキルシラン等が望ましい。また、特許文献４に記載されているように、フッ素化合物の一種であり、一般的な蒸着材料でもあるＭｇＦ2を表面コートすることも、フッ素系樹脂コートほどの効果までは及ばないが、やはり異物付着防止に適している。
【００６７】
しかしながら、単に基板表面にこれら異物付着防止膜４００ａを成膜すれば、異物の付着を充分に防げるという訳ではなく、異物付着防止膜４００ａの下層の膜、本実施形態ではＡＲコート層が帯電していれば、静電気力による異物の付着が発生し易くなる。以下、この異物付着防止膜４００ａの下層の膜であるＡＲコート層について説明する。
【００６８】
図５のＡＲコート層を構成するＳｉＯ2とＴｉＯ2は、最も一般的に行われている通常の真空蒸着法にて蒸着がなされている。これらの蒸着物質は真空蒸着法にて蒸着がなされると、その蒸着層はポーラス状になる。この様子を図６の上図に示す。図６は、水晶基板の上に蒸着したＵＶ−ＩＲ多層膜コートの断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した写真である。図６の上図に示すように、とりわけＴｉＯ2がポーラス状に成膜されていることが分かる。一方、図６の下図はＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5の蒸着物質を真空蒸着の一種であるイオンアシスト法（ＩＡＤ）で成膜したＵＶ−ＩＲ多層膜コートの断面写真である。上記通常の真空蒸着法のコートに対してＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5が緻密な膜として成膜されていることがわかる。
【００６９】
イオンアシスト法は、真空蒸着中に数百ｅＶのガスイオンを基板に照射して行われるもので、緻密な蒸着膜を成膜することができる。これに対して、通常の真空蒸着法では、成膜されたポーラス状層は密度が低く、吸水性を持ち、水分を含むことで蒸着層の屈折率変化、ひいてはコーティングの分光特性の変化を引き起こすことが一般的知られている。また、一方では、これらポーラス状層はその内部に水分を吸着することで蒸着層自体の電気抵抗が変化することが考えられる。
【００７０】
本出願人は、複屈折水晶板３００の蒸着面を強制的に帯電させて、蒸着表面をＧＮＤレベルに導電線にて接地させたとき、蒸着表面に電荷が残るか否か（０Ｖになるか否か）を測定するという実験を行った。図７に、本実験の概要を示す。図７において複屈折水晶板３００の蒸着面に電荷を与えるのは帯電直流装置であり、帯電バーを水晶板に近接させることで容易に電荷を帯びさせることができる。次に、複屈折水晶板３００の蒸着面に表面電位計のプローブを近づけ、蒸着面が５００Ｖ以上帯電していることを確認した後、蒸着面をＧＮＤレベルに導電線にて接地させる。このときに蒸着表面に電荷が残るか否か（０Ｖになるか否か）を表面電位計で再度測定するという実験を行うことで、複屈折水晶板３００の蒸着面の電荷抜けの判定を行った。
【００７１】
表１が実験の結果である。試料はすべて水晶板に各種コートを施してある。ＵＶ−ＩＲ１は、ＳｉＯ2を最表面にして以下水晶基板に向かってＴｉＯ2、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後で４０層積層させた一般的なＵＶ−ＩＲカットコートである。ＵＶ−ＩＲ１は、通常の真空蒸着法で成膜されたものである。また、ＵＶ−ＩＲ２は、ＳｉＯ2を最表層にして以下水晶基板に向かってＴａ2Ｏ5、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後で４０層積層させたＵＶ−ＩＲ１と同分光仕様のＵＶ−ＩＲカットコートである。ＵＶ−ＩＲ２は、イオンアシスト法で成膜されたものである。これらコートについて上記帯電実験を行ったところ、通常真空蒸着で成膜されたＵＶ−ＩＲ１コートでは、導電線の接地により電荷が抜けて蒸着表面が０Ｖに落ちることが確認できた。しかしながら、イオンアシスト法で成膜されたＵＶ−ＩＲ２コートでは、ほとんど電荷の変化がなく、電荷除去が行われなかった。
【００７２】
また、ＡＲ１は、ＳｉＯ2を最表層にして以下ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3の３層からなる一般的な反射防止コートである。ＡＲ１コートについて上記帯電実験を行ったところ、電荷除去が行われなかった。
【００７３】
また、ＡＲ２は、ＵＶ−ＩＲ１と同様な膜構成であるＳｉＯ2を表面にして水晶基板に向かってＴｉＯ2、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後で５層に積層させ、さらに表面のＳｉＯ2の上に１００ｎｍ程度のＭｇＦ2を異物付着防止膜として最表層に成膜したＡＲコートである。ＡＲ２コートについて上記帯電実験を行ったところ、電荷除去が確認できた。また、ＡＲ２コートのＭｇＦ2の代わりに異物付着防止膜として最表層にフッ素系材料を１０ｎｍ程度に成膜したＡＲ３コートについて上記帯電実験を行ったところ、電荷除去が確認できた。
【００７４】
【表１】
【００７５】
以上のことから、水晶基板上に通常真空蒸着にてＳｉＯ2、ＴｉＯ2を交互に成膜することによってできたＴｉＯ2のポーラス状膜組織を有するコートは、その蒸着表面を接地すれば電荷除去が可能であることが分かった。さらには、その表面のＳｉＯ2上に異物付着防止膜としてコートしたフッ素を含む高分子材料、或いはＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）の層は、除電を行う上で障害とならないことがわかった。
【００７６】
そこで、本実施形態では、複屈折水晶板３００に異物が付着するのを防止するために、複屈折水晶板３００に対し、蒸着層の蒸着物質であるＳｉＯ2、ＴｉＯ2を交互に真空蒸着で成膜し、その最表層に異物付着防止膜４００ａを成膜した構成をとる。これにより、静電気力を発生しない、表面自由エネルギーの低い、つまり異物付着の少ないＡＲコート４００を配することが可能となっている。
【００７７】
次に、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１について説明を行う。ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を行う目的は、赤外吸収フィルタ３０１のみでは撮像素子の分光感度を視感度に一致するようにはできないために、特定の波長領域をカットすることにある。具体的には、次の３つの波長領域のカット効果を持たせている。すなわち、撮影レンズ１０５の青色のにじみを改善するために、４００ｎｍ近傍をカットする。赤外吸収フィルタ３０１が赤色７００ｎｍ近傍で緩やかな吸収、減光をするのをシャープにカットする。１０００ｎｍを超えた赤外領域にて赤外吸収フィルタ３０１の透過率が徐々に高くなるのをカットする。
【００７８】
ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、図５に示すように、ＳｉＯ2を最表層にして、以下水晶基板に向かってＴｉＯ2、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後真空蒸着にて４０層程度積層したものである。或いは、ＳｉＯ2を最表層にして、以下水晶基板に向かってＴａ2Ｏ5、ＳｉＯ2をイオンアシスト法で４０層程度積層させたものでも良い。
【００７９】
上述したように、ＡＲコート４００が、赤外吸収フィルタ３０１を含む光学フィルタＦの最前面に配置され、異物付着を防止するための帯電防止効果が要求される。それに対して、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、光学フィルタＦ内部に配置されることになるため、帯電を気にする必要はない。したがって、より緻密で強度が強く、分光特性の変化がほとんどない膜を成膜することのできるイオンアシスト法にて蒸着することが可能となり、分光特性上、環境信頼性上も大きな利点となる。
【００８０】
なお、図４では、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を複屈折水晶板３００の裏面（撮像素子１０６側の面）に配置しているが、その裏面と対向する面である赤外吸収フィルタ３０１の撮影レンズ１０５側の面に配置しても良い。
【００８１】
また、第二の光学部材において、赤外吸収フィルタ３０１と偏光解消板３０２を反転して（前後逆に）配置してもその作用は全く同じである。反転させた場合は、やはり複屈折水晶板３００の裏面と対向する面である偏光解消板３０２の撮影レンズ１０５側の面にＵＶ−ＩＲカットコート４０１を配置する。
【００８２】
すなわち、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、第一の光学部材の裏面（撮像素子１０６側の面）、又は、第二の光学部材の撮影レンズ１０５側の面に成膜することとする。この理由を図８、図９を用いて説明する。
【００８３】
図８は、図４から光学要素のみを抜き出した図であり、光学要素の配置及びその表面に施されたコートは図４で説明した通りである。また、図９は、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の分光透過率、赤外吸収フィルタ３０１の透過率、さらにこの２つの透過率をかけ合わせた総合の透過率を示す特性図である。撮像素子１０６に入射する被写界光の分光は、この総合透過率で決定される。同図から分かるように、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の赤外側の透過率は、６７０ｎｍ近傍で５０％透過率になるように設計がなされており、逆に言うと６７０ｎｍから赤外領域においては５０％以上の高い反射率となっている。一方では、４００ｎｍ〜６７０ｎｍの間の反射率は２％以内に抑えられている。
【００８４】
図８に説明を戻し、被写界に配置したスポット光が、撮像のゴースト光としてどのように撮像素子１０６に入射するか（撮像されるか）について説明する。撮影レンズ１０５から入射した被写界のスポット光は、複屈折水晶板３００、赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２を通り、さらには複屈折水晶板３０３を透過して、撮像素子１０６の受光部１０６ａに入射する。通常、ＡＲコート４００、４０２は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域においておおよそ１％以下の反射率であるが、受光部１０６ａの反射率は広帯域に渡って約６％と比較的高い。そのため、受光部１０６ａ表面のＡ１点において反射光束が発生する。ここで反射した光束は再度光学フィルタＦに戻ることになるが、光学フィルタＦの中で可視域における反射率の高いのは、上述したように可視域６７０ｎｍ〜７００ｎｍにおいて５０％以上あるＵＶ−ＩＲカットコート４０１である。したがって、Ａ１点で反射したスポット光束はＡ２点にて再度反射され、撮像素子１０６の受光部１０６ａ表面のＡ３点に再入射する。結果として、撮像された画像は焦点の合った被写体であるスポット光と近接してＡ１−Ａ３を略直径としたピントのずれたゴースト光が発生することになる。
【００８５】
ただし、Ａ１点で反射したスポット光束は最終的にＡ３点に至るまでに、赤外吸収フィルタ３０１をさらに２回透過することになる。６７０ｎｍ〜７００ｎｍにおける赤外吸収フィルタ３０１の透過率は１０％強であることから、６７０ｎｍ〜７００ｎｍ波長において、受光部１０６ａ表面のＡ３点の反射率を６％、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の平均反射率を７５％としても、６％×０．７５×０．１×０．１＝０．０４５％の強度にまで減衰してしまう。一方、ＡＲコートされた媒質各界面での反射も撮像素子１０６にゴースト光として入射するが、これらの強度は４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域において、ＡＲコート４００の反射率は約１％であることから、６％×０．０１＝０．０６％となる。これが界面の数、計５面で発生する。したがって、以上のゴースト光が重なり合ったとしても、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域波長において平坦な分光で、かつ直接光強度の０．３〜０．４％程度の違和感のないゴースト光として撮像がなされることになる。
【００８６】
本実施形態では、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の蒸着面を複屈折水晶板３００の裏面に配置しているが、赤外吸収フィルタ３０１の表面（撮影レンズ１０５側の面）に設けるようにしてもよい。この場合、ゴーストの大きさはやや小さくなり、強度は若干強くなるという違いはあるが、ほぼ同様のゴーストが撮像されることとなる。
【００８７】
一方、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を赤外吸収フィルタ３０１よりも撮像素子１０６側に配した場合のゴースト強度について説明する。例えば偏光解消板３０２の撮像素子１０６側に面にＵＶ−ＩＲカットコート４０１を成膜した場合を想定して上記同様ゴースト光強度について考えてみる。図８において、受光部１０６ａの表面のＡ１点において発生した６％の反射光束は、偏光解消板３０２の表面で６７０ｎｍ〜７００ｎｍにおいて平均７５％の高い反射率で反射し、この反射光束はそのまま受光部１０６ａに入射してしまう。この反射率を上記同様６７０ｎｍ〜７００ｎｍ波長において計算すると、６％×０．７５＝４．５％の強い強度となる。他の界面での反射率は上記同様０．０６％が５面で発生することから、ゴーストの重なり強度としても可視域４００ｎｍ〜７００ｎｍ全体で約５％、そのうち６７０ｎｍ〜７００ｎｍ波長の強度が約９０％を占めることになる。その結果、撮像された画像は焦点の合った被写体であるスポット光と近接してＡ１−Ｂ２を略直径とし、上記例よりも大きさは小さいが非常に強度の強い赤いゴースト光が発生することになり、画像の品位を著しく低下させることになってしまう。
【００８８】
したがって、赤外吸収フィルタ３０１よりも撮影レンズ１０５側にＵＶ−ＩＲカットコート４０１を配置することは、ゴースト光を目立たなくするために画像品位上重要となる。
【００８９】
（第２の実施の形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。図１０は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【００９０】
第１の実施形態との相違点は、第二の光学部材が、第１の実施形態では赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体であったのに対して、さらに回転角９０°の複屈折水晶板３０３が追加されており、計３つの光学要素が貼り合わされた構成となっていることにある。
【００９１】
第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。ただし、ローパス効果はこの第一の光学要素と第二の光学要素で完結するので、撮像素子１０６の受光部１０６ａを保護する役目はカバーガラス（保護ガラス）３０９となっている。もちろん、第１の実施形同様、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が成膜される面は、複屈折水晶板３００の裏面ではなく、第二の光学要素の撮影レンズ１０５側の面であっても良い。
【００９２】
第２の実施形態では、撮像素子１０６にカバーガラス３０９を使用するという極一般的な撮像素子を使用できることから、撮像素子を製造するメーカの選択自由度が増え、撮像素子の供給、コスト上有利となる。これは、第１の実施形態の構成である複屈折水晶板３０３をセラミックパッケージ１０６ｂに高い信頼性を持って貼り付けられた撮像素子を作るためには、セラミックパッケージ１０６ｂの材料の線膨張率を極力、水晶のものに近づけるという技術等が必要となるためである。
【００９３】
（第３の実施の形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。図１１は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【００９４】
第１の実施形態との相違点は、第二の光学部材が赤外吸収フィルタ３０１のみになっていることにある。
【００９５】
第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。また、第２の実施形態と同様、撮像素子１０６の保護はカバーガラス３０９で行っている。
【００９６】
第３の実施形態では、複屈折水晶板が１枚のみであり、水平方向２点点像分離しかしないため、垂直方向のローパス効果はなく偽色が発生する確率は高くなるが、水晶板を２枚削減できるので、低コストタイプのカメラに適している。もちろん、複屈折水晶板には回転角０°の代わりに９０°のものを使用しても良い。
【００９７】
（第４の実施の形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。図１２は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【００９８】
第１の実施形態との相違点は、第３の実施形態と同様、第二の光学部材が赤外吸収フィルタ３０１のみになっていることにある。そして、赤外吸収フィルタ３０１が撮像素子１０６に接着されることで、撮像素子１０６の受光チップ１０６ａを保護する役目を兼ねている。
【００９９】
第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。
【０１００】
第４の実施形態でも、上述した第３の実施形態と同様、水平２点点像分離タイプであるが、さらにカバーガラス３０９が不要となるため、さらなるコストダウンが可能である。ただし、セラミックパッケージ１０６ｂ材料の線膨張係数を、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の線膨張係数に近い材料に設定する必要がある。
【０１０１】
（第５の実施の形態）
次に、図１３を参照して、本発明の第５の実施形態を説明する。図１３は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【０１０２】
本実施形態では、図１４でも説明した４枚貼り合せ構造の光学フィルタそのもの（回転角０°の複屈折水晶板３００、赤外吸収フィルタ３０１、偏光解消板３０２、回転角９０°の複屈折水晶板３０３）を第二の光学部材とした構造となっている。この４枚貼り合せの光学フィルタの最前面が、通常の反射防止コート４０２になっている。
【０１０３】
一方、Ｓ−ＢＳＬ７なる光学的特性の良いガラス板３１０が第一の光学部材を構成する。第一の光学部材（ガラス板３１０）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。また、本実施形態では、ガラス板３１０がその撮影レンズ１０５側の表面に付着した異物を振動によって除去するための振動対象物になっている。
【０１０４】
第５の実施形態では、異物除去のための振動発生の最適化を行う上で、従来の光学ローパスフィルタと赤外吸収フィルタからなる光学フィルタＦはそのままに、振動対象であるガラス板３１０についてのみ、その材質、厚み、形状、さらには振動素子の駆動電圧、駆動波形といった振動を発生する上に決定すべきパラメータを最適化すれば良い。そして、一旦振動の最適化がなされれば、光学フィルタＦの仕様が変更されても、振動メカニズムを変更する必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す電気ブロック図である。
【図３】第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図５】第１の実施形態における第一の光学部材の厚み方向の様子を模式的に拡大した図である。
【図６】水晶基板上に蒸着したＵＶ−ＩＲ多層膜の断面を示すＳＥＭ拡大写真である。
【図７】帯電実験の概要を示す図である。
【図８】図４から光学要素のみを抜き出した図であり、ゴースト光路を説明するための図である。
【図９】各光学要素の分光透過率を示す特性図である。
【図１０】第２の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１１】第３の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１２】第４の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１３】第５の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１４】光学フィルタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｆ 光学フィルタ
１０１ ＣＰＵ
１０５ 撮影レンズ
１０６ 撮像素子
１０６ａ 受光部
３００ 複屈折水晶板（回転角９０°）
３０１ 赤外吸収フィルタ
３０２ 偏光解消板
３０３ 複屈折水晶板（回転角９０°）
３１０ ガラス板
４００ 反射防止コート
４０１ ＵＶ−ＩＲカットコート
４０２ 反射防止コート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットするのに好適な光学フィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からデジタルカメラ等の撮像装置において、ローパスフィルタ及び赤外吸収フィルタを有する光学フィルタが撮像素子の前面に配置されている。ローパスフィルタは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等よりなる撮像素子における被写界像の擬似信号による偽色発生を抑制する。また、赤外吸収フィルタは、撮像素子の感度を人間の視感度に近似させる。
【０００３】
このようにした光学フィルタの最前面は、空気中に露呈しているために、浮遊する塵埃やカメラ内部で発生する塵等の異物が付着してしまうことは避けられない。その結果、撮像された画像に該異物が映り込んでしまい、画像としての品位を低下させることがあった。
【０００４】
そこで、光学フィルタへの異物付着を予防したり、光学フィルタに付着した異物を除去したりするためには、以下の方式を用いることが有効である。
（１）光学フィルタに振動を加えて異物を振り落とす。
（２）光学フィルタの静電気を除去することで、異物付着を防止する。
（３）光学フィルタ表面に異物が付着しにくいコートを施す。
【０００５】
ここで、（１）の光学ローパスフィルタに付着した異物を振り落とす方式に関しては、特許文献１等において、光学ローパスフィルタを圧電素子と密着配置し、光学ローパスフィルタを圧電素子の伸縮運動に追従させる提案がなされている。
【０００６】
（２）の光学フィルタに静電気による電荷が溜まらないようにする方式に関しては、特許文献２において、光学フィルタの反射防止膜の表面から二層目以上の少なくとも一層をＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の導電性膜で構成する提案がなされている。同様に、特許文献３においても、ＩＴＯ膜を生成し、コート層表面の導電性を高める提案がなされている。
【０００７】
（３）の光学フィルタ表面に異物が付着しにくいコートを施す方式に関しては、特許文献４において、フッ素を含んだ高分子材料、或いはＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）のコートを施すことが提案されている。これにより、光学フィルタの表面エネルギーを下げ、エアブロアー等を利用してゴミを落とし易くすることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１３４８０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８３７９号公報
【特許文献３】特開２００７−１９３２６４号公報
【特許文献４】特開２００６−１６３２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的に撮像素子の画素に対応したカラーフィルタの配列は、ＲＧＢＧの４画素からなるベイヤー配列を基本としている。光学ローパスフィルタにスポットの１点ビームを入射させたとき、４点のビームに分離する、いわゆる４点点像分離を行うことによって撮影画像における偽色の発生を軽減している。
【００１０】
図１４は、４点点像分離を行うために４枚の光学部材を貼り合わせた一般的な光学フィルタの構成を示したものである。３００は水晶等の複屈折材料であり、水平方向に２点分離するための回転角０°の複屈折水晶板が用いられる。３０１は赤外吸収フィルタであり、ＣＣＤ等の撮像素子の分光感度と人間の視感度を概一致させるためのものである。３０２は水晶からなる偏光解消板（λ/４波長板）であり、複屈折水晶板３００を通過することで直線偏光となった被写界光束の偏光解消を行う。３０３は回転角９０°の複屈折水晶板であり、被写界光束が複屈折水晶板３０３を通ることで上下方向に点像分離がなされる。かかる光学フィルタにより、撮像素子１０６には最終的には４点分離の被写界光束が入射することとなり、撮影画像の偽色発生を軽減している。なお、３０９は撮像素子１０６の受光部１０６ａをパッケージ部１０６ｂ内部に封止するためのカバーガラスである。
【００１１】
通常、撮影レンズ側の複屈折水晶板３００の表面には、４０層程度のＵＶ−ＩＲカットコート４０１が配され、赤外吸収フィルタ３０１の波長吸収特性との相互作用により、撮像素子１０６に入射する所望の分光透過率が得られるようになっている。さらに、被写界光路において各媒質の界面における反射光を低減するために、複屈折水晶板３０３の撮像素子側の面及びカバーガラス３０９の両面に反射防止のためのＡＲコート４０２が配される。
【００１２】
ここで、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、その層数が多いこともあって、蒸着を行う蒸着器内の壁に付着した不要な蒸着物質の清掃を行うタイミングは、光学性能維持、生産効率の面で非常に重要である。また、ＵＶ−ＩＲカットコート、ＡＲコートには、通常ＳｉＯ2、ＴｉＯ2といった蒸着物質を用いるが、フッ素系材料は基本的に樹脂であり、これらの蒸着物質の蒸着条件となる蒸着対象物の基板温度、蒸着材料の加熱温度等が両者の蒸着において大幅に異なる。そのため、一回の工程で蒸着を行うのは生産効率上困難を伴う。さらに、フッ素系材料の蒸着を行った後に、蒸着器内壁に付着した同物質が次回以降の蒸着に影響を与えないように、通常よりもいっそう頻繁に内壁の清掃を行う必要がある。もしも清掃を怠るならば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2といった蒸着材料へのフッ素系材料の混入により、ヘイズ（曇り）の増加、分光の異常、欠陥の増加といった性能低下を引き起こすことになるからである。また、清掃の回数増は、直接ローパスフィルタのコスト増という問題にも直結している。
【００１３】
一方、静電気による異物付着を避けるために、光学フィルタ上に静電気による電荷が溜まらなくするよう、光学基材に透明性導電膜（ＩＴＯ膜）を蒸着するという方式がある。しかしながら、透明性導電膜の蒸着を、光学薄膜を蒸着する一般的な機器である真空蒸着器で行うためには、その釜内部を酸素雰囲気下にする必要がある等の制約を伴う。そこで、透明性導電膜の蒸着方法は一般的にスパッタリング法にて行われており、透明性導電膜を蒸着するだけのために専用の蒸着器を工程内に設置する必要があった。
【００１４】
以上のことから、光学フィルタの撮影レンズ側の面において、透明性導電膜を使用せずに静電気が溜まらない蒸着膜構成であって、かつ、その最表層に異物付着防止膜を設けることで異物の付着を低減することのできる光学フィルタを高品質、低コストで製造できる蒸着膜構成が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の光学フィルタは、撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであって、外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成されており、前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜が成膜され、前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜が成膜されていることを特徴とする。
本発明の光学フィルタの製造方法は、撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであり、外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成される光学フィルタの製造方法であって、前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜を成膜する第一の工程と、前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜を成膜する第二の工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光学フィルタの撮影レンズ側の面において静電気を帯びにくくなり、異物の付着を低減することができる。それでも付着した異物は、異物付着防止膜を最表層に設けている効果によって、第一の光学部材の振動による異物除去動作や、撮影者自らエアーブローをかけることにより容易に除去可能である。さらに、静電気の問題を気にすることなく、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜を、良好な分光特性かつ高信頼性のコーティングにて配することができる。以上のように、本発明によれば、光学フィルタを高品質、低コストで製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す図である。同図において、１０１はＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、本デジタルカメラの動作を制御する。
【００１８】
１０５は撮影レンズであり、撮影被写界光を撮像素子１０６上に結像させる。撮影レンズ１０５は、カメラの本体に着脱可能なレンズユニットに内蔵されている。１０６はＣＣＤに代表される撮像素子である。１３３は撮影レンズ１０５から撮像素子１０６に到達する撮影被写界の光量を制御するフォーカルプレーンシャッタである。
【００１９】
１２１は半透過メインミラー、１２２はサブミラーであり、撮影被写界光はその一部が半透過メインミラー１２１、サブミラー１２２によって公知の位相差方式焦点検出ユニットに導かれる。これにより、撮影レンズ１０５にて結像された被写界光のピントが撮像素子１０６の受光面に対してどの方向に、どれ位ずれているか、いわゆるデフォーカス量として検出することができる。位相差方式焦点検出ユニットにおいて、１２３はフィールドレンズ、１２４は２次結像レンズ、１１９は焦点検出用のＣＣＤラインセンサであり、ファインダ画面上の縦横３×５の計１５ヶ所からなる領域の焦点検出が可能となっている。
【００２０】
１２５はレンズユニット内に設けられた撮影レンズ駆動制御部である。上記算出されたデフォーカス量に対して、撮影レンズ１０５のレンズ駆動敏感度（レンズ固有の制御の細かさ）を考慮し、ＣＰＵ１０１は撮影レンズ駆動制御部１２５に撮影レンズ１０５の駆動させるための駆動量パルスを送る。撮影レンズ駆動制御部１２５は、送られてきたパルスに応じてパルスモータを駆動させ、撮影レンズ１０５を合焦位置に駆動させることで自動焦点調節を行う。
【００２１】
１２６は接眼レンズ、１２７は像反転させるための光学反転手段であるペンタプリズム、１２８は撮影レンズ１０５の撮像素子１０６結像面と等価の結像面に置かれたピント板である。撮影レンズ１０５を通った被写界光は、半透過メインミラー１２１で反射されピント板１２８に結像する。ペンタプリズム１２７、接眼レンズ１２６を通じてカメラの撮影者はピント板１２８に結像した被写界像を見ることのできる、いわゆるＴＴＬ方式の光学ファインダ構成となっている。
【００２２】
１３０は結像レンズ、１３１は撮影被写界の可視光の輝度を測定する測光センサである。結像レンズ１３０によって、ピント板１２８上に結像された被写界像が測光センサ１３１上に２次結像される。測光センサ１３１は、縦×横、各々３×５に分割された受光領域を有しており、カメラのファインダ視野（被写界領域）の主要領域を３×５の領域に分割して測光することができる。
【００２３】
Ｆは光学フィルタであり、撮影レンズ１０５と撮像素子１０６の間に配置され、該撮像素子１０６に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする。光学フィルタＦは、詳しくは後述するが、複数の光学部材３００〜３０３から構成される。撮影レンズ１０５側に配置された複屈折水晶板３００は、外部から振動が与えられることで表面に付着した塵埃等の異物の除去を行う。
【００２４】
１３２はＴＦＴカラー液晶からなる外部表示部である。
【００２５】
撮影者がレリーズＳＷ１１４（図２を参照）を押下すると、メインミラー１２１は撮影レンズ１０５の光路外に退避し、撮影レンズ１０５によって集光された被写界光はフォーカルプレーンシャッタ１３３で光量制御がなされる。そして、撮像素子１０６によって被写界像として光電変換処理表示された後、画像データとしてフラッシュメモリ等の記録媒体に記録される。一方では、撮影済み画像として表示部１３２に表示される。
【００２６】
図２は、第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す電気ブロック図であり、図１に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。ＣＰＵ１０１には、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０３、データ格納手段１０４、画像処理部１０８、振動制御部１０９、ＬＣＤ制御部１１１、レリーズＳＷ１１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７、焦点検出制御部１２０、レンズ駆動部１２５、測光センサ１３１が接続する。
【００２７】
画像処理部１０８には、撮像素子制御部１０７、さらには撮像素子１０６が接続する。撮像素子１０６は、有効画素数約８２０万画素（３５０４×２３３６）を有する。ＬＣＤ制御部１１１には、表示駆動部１１２、さらには表示部１３２が接続する。表示部１３２は、撮像素子１０６で撮像された画像を変換処理した３２０×２４０の画像を表示する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７には、電源を供給する電池１１６が接続する。
【００２８】
光学フィルタＦの撮影レンズ１０５側に配置された複屈折水晶板３００には、振動素子（ピエゾ圧電素子）３０５が接着固定されており、異物除去のために振動を発生する。振動制御部１０９は、振動素子３０５を振動させるための回路を含む。振動素子３０５の制御については特許文献１等に説明がなされているのでここでは省略するが、ＣＰＵ１０１が振動制御部１０９に命令を行って振動制御を行っている。
【００２９】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２内の制御プログラムに基づいて各種制御を行う。これらの制御の中には、画像処理部１０８から出力された撮影画像信号を読み込み、ＲＡＭ１０３へＤＭＡ転送を行う処理がある。また、ＲＡＭ１０３より表示駆動部１１２へデータをＤＭＡ転送する処理がある。また、画像データをＪＰＥＧ圧縮しファイル形式でデータ格納手段１０４へ格納する処理がある。さらに、ＣＰＵ１０１は、撮像素子１０６、撮像素子制御部１０７、画像処理部１０８、ＬＣＤ制御部１１１等に対してデータ取り込み画素数やデジタル画像処理の変更指示を行う。
【００３０】
焦点検出制御部１２０は、焦点検出用の一対のＣＣＤラインセンサ１１９から得た電圧をＡ／Ｄ変換して、ＣＰＵ１０１に送る。また、ＣＰＵ１０１の指示の下で、焦点検出制御部１２０はＣＣＤラインセンサ１１９の蓄積時間とＡＧＣ（オートゲインコントロール）の制御も行う。ＣＰＵ１０１は、焦点検出制御部１２０から送られてきた信号を処理することで、主要被写体に対する現在の焦点検出状態から主要被写体が合焦に至るためのレンズ駆動量を算出し、撮影レンズ駆動部１２５に指示を与える。撮影レンズ駆動部１２５は、該指示に基づいて撮影レンズ１０５の中の焦点調節レンズを移動させることで、主被写体にピントを合わせることが可能となっている。
【００３１】
測光センサ１３１は、被写界の輝度を検出して、ＣＰＵ１０１に信号を送る。ＣＰＵ１０１は、この輝度情報に基づいてカメラの露光量を算出し、シャッタ秒時、撮影レンズ１０５の絞り値のいずれか、或いは両方を決定する。
【００３２】
ＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１１４の操作に伴う撮影動作の指示、さらに各素子への電源の供給をコントロールするための制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１７に対して出力する処理等も制御する。
【００３３】
ＲＡＭ１０３は、画像展開エリア１０３ａ、ワークエリア１０３ｂ、ＶＲＡＭ１０３ｃ、一時退避エリア１０３ｄを備える。画像展開エリア１０３ａは、画像処理部１０８より送られてきた撮影画像（ＹＵＶデジタル信号）やデータ格納手段１０４から読み出されたＪＰＥＧ圧縮画像データを一時的に格納するためのテンポラリバッファとして使用される。また、画像圧縮処理、解凍処理のための画像専用ワークエリアとして使用される。ワークエリア１０３ｂは、各種プログラムのためのワークエリアである。ＶＲＡＭ１０３ｃは、表示部１３２へ表示する表示データを格納するＶＲＡＭとして使用される。また、一時退避エリア１０３ｄは各種データを一時退避させるためのエリアとして使用される。
【００３４】
データ格納手段１０４は、ＣＰＵ１０１によりＪＰＥＧ圧縮された撮影画像データ、或いはアプリケーションより参照される各種付属データ等をファイル形式で格納しておくためのフラッシュメモリである。
【００３５】
撮像素子制御部１０７は、撮像素子１０６に転送クロック信号やシャッタ信号を供給するためのタイミングジェネレータ、撮像素子出力信号のノイズ除去、ゲイン処理を行うための回路、アナログ信号を１０ビットデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路等を含む。
【００３６】
画像処理部１０８は、撮像素子制御部１０７より出力された１０ビットデジタル信号をガンマ変換、色空間変換、ホワイトバランス、ＡＥ、フラッシュ補正等の画像処理を行い、ＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットデジタル信号出力を行う。
【００３７】
ＬＣＤ制御部１１１は、画像処理部１０８から転送されたＹＵＶデジタル画像データ、或いはデータ格納手段１０４の中の画像ファイルに対してＪＰＥＧの解凍を行ったＹＵＶデジタル画像データを受け取る。そして、ＲＧＢデジタル信号へ変換した後、表示駆動部１１２に出力する処理を行う。表示駆動部１１２は、表示部１３２を駆動するための制御を行う。
【００３８】
レリーズＳＷ１１４は、撮影動作の開始を指示するためのスイッチである。レリーズＳＷ１１４は、不図示のレリーズボタンの押下圧によって２段階のスイッチポジションがある。１段目のポジション（ＳＷ１-ＯＮ）の検出で、ホワイトバランス、ＡＥ等のカメラ設定のロック動作が行われ、２段目のポジション（ＳＷ２-ＯＮ）の検出で、被写界画像信号の取り込み動作が行われる。
【００３９】
電池１１６は、リチャーチャブルの２次電池或いは乾電池である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、電池１１６からの電源供給を受け、昇圧、レギュレーションを行うことにより複数の電源を作り出し、ＣＰＵ１０１を初めとする各素子に必要な電圧の電源を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、ＣＰＵ１０１の制御の下で、各々の電圧の供給開始、停止を制御できるようになっている。
【００４０】
次に、図３を参照して、本実施形態のデジタル一眼レフカメラの動作について説明する。以下の各動作は、ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００４１】
まずカメラの不作動状態から不図示の電源スイッチがＯＮになり、カメラの電源がＯＮされると（ステップＳ２００）、塵埃等の異物除去のために、光学フィルタＦの複屈折水晶板３００を振動素子３０５によって加振する（ステップＳ２０１）。
【００４２】
また、レリーズボタンが押し込まれてレリーズＳＷ１１４のＳＷ１がＯＮされるまで待機する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２においてＳＷ１がＯＮされた場合、測光センサ１３１より撮影被写界を３×５に分割した被写界輝度情報を得た後、メモリに記憶する（ステップＳ２０３）。また、ステップＳ２０３において得られた被写界輝度情報に基づいて、所定の測光アルゴリズム演算に従ってカメラの露出値である撮影レンズの絞り値とシャッタ秒時を決定する。測光センサ１３１から得られる各々３×５の輝度情報から最適露出値算出を行うアルゴリズムは、単純な加算平均でも良いし、下記ステップＳ２０６で決定される焦点検出領域に対応した測光領域に最大の重み付けを行った演算でも良い。
【００４３】
次に、カメラの焦点検出領域選択モードが手動モードに設定されているか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。手動モードに設定されている場合、撮影者が不図示のスイッチダイヤル操作で複数の焦点検出領域の内の１個を選択する任意選択が可能である。一方、焦点検出領域自動モードに設定されている場合、位相差方式焦点検出ユニットの１５個の焦点検出領域表示部に対応した焦点検出領域におけるデフォーカス量を基に、焦点検出領域自動選択サブルーチンによって前記１５個の焦点検出領域内の１個を選択する（ステップＳ２０５）。焦点検出領域自動選択のアルゴリズムとしてはいくつかの方法が考えられるが、多点ＡＦカメラでは公知となっている中央焦点検出領域に重み付けを置いた近点優先アルゴリズムが有効である。このように焦点検出領域選択モードが、手動モード或いは自動モードに設定されていても、結果的に一つの焦点検出領域が決定される（ステップＳ２０６）。
【００４４】
次に、ステップＳ２０６において決定した焦点検出領域で得られた焦点検出ずれ量（デフォーカス量）とカメラに装着された撮影レンズ１０５のレンズ駆動敏感度から最終的に求めるべきレンズ繰り出し量を決定する。そして、レンズ駆動を行う前の状態でＣＣＤラインセンサ１１９の信号に従って撮影レンズ駆動制御部１２５に信号を送って所定量撮影レンズ１０５を駆動する（ステップＳ２０７）。
【００４５】
一方、ステップＳ２０６において決定した焦点検出領域に対応した焦点検出領域表示部（不図示）が点灯し、被写界領域のどこに撮影レンズ１０５の焦点が合っているのかの表示を行う。撮影者が合焦表示がなされた状態のファインダ視野を見て、引き続きＳＷ１がＯＮされ続けられ（ステップＳ２０８）、さらにレリーズボタンを押し込んでＳＷ２がＯＮされた場合（ステップＳ２０９）、不図示のシャッタ制御部、絞り駆動部、撮像素子制御部１０７に信号を送信して、公知の撮影動作を行う（ステップＳ２１０）。
【００４６】
ステップＳ２０８においてＳＷ１がＯＦＦと判断された場合は、ステップＳ２０２に戻って、ＳＷ１のＯＮ待ちの状態となる。また、ステップＳ２０９においてＳＷ２がＯＮでない場合、ステップＳ２０８に戻って、ＳＷ２のＯＮ待ちの状態となる。
【００４７】
撮影動作は、まず不図示のモータ制御部を介してモータに通電して半透過メインミラー１２１をアップさせ、撮影レンズ１０５の絞りを絞り込む。その後、シャッタ１３３のマグネットに通電し、シャッタ１３３の先幕を開放することで撮像素子１０６への被写界光の蓄積が開始される。所定のシャッタ秒時経過後、マグネットに通電し、シャッタ１３３の後幕が閉じることで撮像素子１０６への被写界光の蓄積が終了する。次にモータに再度通電がなされ、メインミラーダウン、シャッタチャージを行い、一連のシャッタレリーズシーケンスの動作（撮影動作）が終了する。かかる動作により、撮像素子１０６には被写界像からの光量が蓄積されることになる。
【００４８】
以上のステップＳ２１０の撮影動作によって、撮像素子１０６に露光された被写界像は光電変換がなされ、画像処理部１０８にて約８２０万画素（３５０４×２３３６）のデジタルデータに変換された後、ＲＡＭ１０３ａに一時的に格納される。ＲＡＭ１０３ａに格納された３５０４×２３３６画素の画像デジタルデータは、表示部１３２に表示するために３２０×２４０画素の画像データに変換され、表示用のＶＲＡＭ１０３ｃに再格納される。３２０×２４０画素の画像データが表示部１３２に表示されることで、撮影者は撮影された画像を確認することができる。一方、ＲＡＭ１０３ａに格納された３５０４×２３３６画素の画像デジタルデータは、ＪＰＥＧ圧縮処理された後、画像データとしてデータ格納手段１０４（コンパクトフラッシュ（登録商標）等の記録媒体）に記録される（ステップＳ２１１）。
【００４９】
次に、ＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦを判定し（ステップＳ２１２）、その間画像を表示し続ける。ＳＷ１がＯＮされたままである場合、表示部１３２の全体画像表示を消灯し、ステップＳ２０９に戻り、ＳＷ２のＯＮ待ちの状態となる。ＳＷ１がＯＦＦされた場合、ステップＳ２０２に戻り、ＳＷ１のＯＮ待ちの状態となる。
【００５０】
以下、図４〜９を参照して、光学フィルタＦについての詳細な説明を行う。図４は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図である。本実施形態のデジタル一眼レフカメラは、撮像素子のカラーフィルタの配列（ベイヤー配列）における撮影画像の偽色発生を抑制するために４点点像分離を行う光学ローパスフィルタ構成を採用している。
【００５１】
３００は回転角０°の複屈折水晶板であり、被写界像を水平方向に２つに分離する（水平２点分離）。水晶の複屈折作用による点像分離幅は、切り出し角度４５°の水晶厚み１ｍｍにつき約５．８７μであることから、必要な分離幅を得るためには、水晶の厚みをこの値に比例倍することによって容易に算出することができる。複屈折水晶板３００が第一の光学部材を構成する。
【００５２】
３０１は赤外吸収フィルタであり、撮像素子１０６の分光感度と人間の視感度を概一致させる役目を持つ。３０２は水晶からなる偏光解消板（λ／４板）であり、複屈折水晶板３００を通過することで直線偏光となった被写界光束の偏光解消を行い、再度円偏光に戻して射出する。赤外吸収フィルタ３０１と偏光解消板３０２とを貼り合わせて接合することで第二の光学部材を構成する。
【００５３】
３０３は回転角９０°の複屈折水晶板であり、被写界像を上下方向に２つに分離する（上下２点分離）。複屈折水晶板３０３が第三の光学部材を構成する。複屈折水晶板３０３は、セラミックパッケージ１０６ｂに接着されることで撮像素子１０６の受光部（受光チップ）１０６ａを保護する役目も果たす。
【００５４】
既述したように、複屈折水晶板３００の上端部には振動素子３０５が接着固定される。振動素子３０５が複屈折水晶板３００を振動させることにより、複屈折水晶板３００の撮影レンズ１０５側の表面に付着する塵埃等の異物を除去することができる。振動素子３０５は、圧電体と内部電極とを交互に積層してなる積層型の圧電素子であり、積層方向により大きな振幅（変位）を発生するので、複屈折水晶板３００を撮影光軸に直交する方向に大きく振動変位させることができる。
【００５５】
以上のように、第一の光学部材〜第三の光学部材により構成される光学フィルタＦによってローパスフィルタ効果と赤外吸収（視感度補正）効果を持たせている。このように光学フィルタを３つの光学部材に分けることによって得られる利点は、異物除去のために振動を与える第一の光学部材（複屈折水晶板３００）のみについて形状を含めて最適化することで、部材を効率良く振動を発生させることが可能となる点にある。さらに、図１４で説明した光学フィルタの構成における撮像素子のカバーガラス３０９を光学フィルタの一部である第三の光学部材（複屈折水晶板３０３）で置き換えることでコストダウン可能となる点にある。
【００５６】
次に、第一の光学部材〜第三の光学部材まわりの構成について説明する。３０７は第一の光学部材（複屈折水晶板３００）と第二の光学部材（赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体）との間に配置された保持部材である。３０４は保持部材３０７と複屈折水晶板３００との間に介在させた弾性部材であり、エラストマー（高分子物質）で形成されている。３０６はバネ性を有する金属板からなる押圧部材であり、複屈折水晶板３００を弾性部材３０４に押圧することにより、複屈折水晶板３００が保持部材３０７に対し浮遊保持される。これにより、圧電素子３０５の伸縮に追従した複屈折水晶板３００の振動が許容されるとともに、振動により複屈折水晶板３００が傷つくことが防止される。また、同時に複屈折水晶板３００は、周囲四辺の近傍で、保持部材３０７に対して弾性部材３０４を介して隙間がないように密閉される。３０８は粘着シートであり、第一の光学部材及び第二の光学部材で構成されるフィルタユニット部と第三の光学部材（複屈折水晶板３０３）との間に異物が入り込まないように両者を密着固定する。
【００５７】
以上の構成より、光学フィルタＦを、その有効光学範囲を密封空間に配置することができ、一度フィルタユニットの組立がなされれば、外部からの異物進入は阻止されることとなる。
【００５８】
ここで、第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、導電性を有する反射防止多層膜である反射防止コート（ＡＲコート）４００が蒸着されている。ＡＲコート４００は、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層（最表面）としたものとなっている。また、第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮像素子１０６側の面には、撮影画像の色再現性を向上させるために、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜であるＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている。
【００５９】
第二の光学部材（赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体）の両面、さらには撮像素子１０６に接着されている第三の光学部材（複屈折水晶板３０３）の両面には、通常の反射防止コート（ＡＲコート）４０２が施されている。
【００６０】
フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜の下層を、通常のＵＶ−ＩＲカットコートではなく、ＡＲコート４００にして、光学フィルタＦの撮影レンズ１０５側の面に配置した理由は二つある。
【００６１】
一つ目の理由は、ＡＲコート４００の層数がＵＶ−ＩＲカットコートの層数に比べて一桁少ないので、フッ素材料と反射防止用材料の蒸着を行った際、蒸着物質が対象物以外に飛び散った微小粒子、いわゆるゴミ発生が少なくなるからである。すなわち、蒸着釜内部の清掃を行う回数を、フッ素材料とＵＶ−ＩＲカット用材料の蒸着組み合わせの場合に比べて、数分の一に減らすことが可能であり、これら工程負荷の改善によって光学フィルタのコストダウンに寄与することになる。
【００６２】
二つ目の理由は、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を光学フィルタの撮影レンズ１０５側の面に配置しないので、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が静電気を帯びても、光学フィルタＦの最前面の異物付着には直接関係がなくなるからである。これにより、通常の真空蒸着よりも信頼性、及び光学性能面で優っているイオンアシスト法にてＵＶ−ＩＲカットコート４０１の蒸着を行うことが可能となる。
【００６３】
ここで、さらに図５を参照して、第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の表面に成膜された異物付着防止膜を有するＡＲコート４００、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１について説明する。図５は、複屈折水晶板３００の厚み方向の様子を模式的に拡大した図である。実際には、複屈折水晶板３００の厚みは１ｍｍ弱、蒸着層の蒸着物質であるＳｉＯ2、ＴｉＯ2の一層あたりの厚みは１００ｎｍ程度である。
【００６４】
まず、異物付着防止膜を有するＡＲコート４００について説明する。複屈折水晶板３００の撮影レンズ１０５側の面には、真空蒸着にて、ＳｉＯ2とびＴｉＯ2を交互に積層した５層のＡＲコート４００が成膜されており、その最表層には異物付着防止膜４００ａが成膜されている。
【００６５】
異物付着防止膜４００ａについて説明すると、異物の付着防止には、フッ素原子を含んだ物質を基材表面にコートすることが有効である。フッ素原子は原子半径及び分極率が小さいため、電気陰性度は元素の中で最も高い。また、炭素とフッ素の結合構成は、その結合エネルギーが非常に大きいため、耐熱性、耐光性に優れ、さらには分極率が小さいことから分子間凝集力が小さくなり、表面自由エネルギーを低くすることができる。表面自由エネルギーには、ファンデルワールス力に起因する分散項成分、クーロン静電力に関する極性項成分、水素結合力に基づく項、そのほか金属結合力等の分子間力が関係している。塵埃等の異物の付着防止には、該表面自由エネルギーが小さくなるフッ素系の材料をコートすることが有効である。
【００６６】
フッ素系の材料には、炭化水素基の水素をフッ素に置き換えた、いわゆるパーフルオロアルキル基を含有する化合物、例えばパーフルオロアルキルシラン等が望ましい。また、特許文献４に記載されているように、フッ素化合物の一種であり、一般的な蒸着材料でもあるＭｇＦ2を表面コートすることも、フッ素系樹脂コートほどの効果までは及ばないが、やはり異物付着防止に適している。
【００６７】
しかしながら、単に基板表面にこれら異物付着防止膜４００ａを成膜すれば、異物の付着を充分に防げるという訳ではなく、異物付着防止膜４００ａの下層の膜、本実施形態ではＡＲコート層が帯電していれば、静電気力による異物の付着が発生し易くなる。以下、この異物付着防止膜４００ａの下層の膜であるＡＲコート層について説明する。
【００６８】
図５のＡＲコート層を構成するＳｉＯ2とＴｉＯ2は、最も一般的に行われている通常の真空蒸着法にて蒸着がなされている。これらの蒸着物質は真空蒸着法にて蒸着がなされると、その蒸着層はポーラス状になる。この様子を図６の上図に示す。図６は、水晶基板の上に蒸着したＵＶ−ＩＲ多層膜コートの断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影した写真である。図６の上図に示すように、とりわけＴｉＯ2がポーラス状に成膜されていることが分かる。一方、図６の下図はＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5の蒸着物質を真空蒸着の一種であるイオンアシスト法（ＩＡＤ）で成膜したＵＶ−ＩＲ多層膜コートの断面写真である。上記通常の真空蒸着法のコートに対してＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5が緻密な膜として成膜されていることがわかる。
【００６９】
イオンアシスト法は、真空蒸着中に数百ｅＶのガスイオンを基板に照射して行われるもので、緻密な蒸着膜を成膜することができる。これに対して、通常の真空蒸着法では、成膜されたポーラス状層は密度が低く、吸水性を持ち、水分を含むことで蒸着層の屈折率変化、ひいてはコーティングの分光特性の変化を引き起こすことが一般的知られている。また、一方では、これらポーラス状層はその内部に水分を吸着することで蒸着層自体の電気抵抗が変化することが考えられる。
【００７０】
本出願人は、複屈折水晶板３００の蒸着面を強制的に帯電させて、蒸着表面をＧＮＤレベルに導電線にて接地させたとき、蒸着表面に電荷が残るか否か（０Ｖになるか否か）を測定するという実験を行った。図７に、本実験の概要を示す。図７において複屈折水晶板３００の蒸着面に電荷を与えるのは帯電直流装置であり、帯電バーを水晶板に近接させることで容易に電荷を帯びさせることができる。次に、複屈折水晶板３００の蒸着面に表面電位計のプローブを近づけ、蒸着面が５００Ｖ以上帯電していることを確認した後、蒸着面をＧＮＤレベルに導電線にて接地させる。このときに蒸着表面に電荷が残るか否か（０Ｖになるか否か）を表面電位計で再度測定するという実験を行うことで、複屈折水晶板３００の蒸着面の電荷抜けの判定を行った。
【００７１】
表１が実験の結果である。試料はすべて水晶板に各種コートを施してある。ＵＶ−ＩＲ１は、ＳｉＯ2を最表面にして以下水晶基板に向かってＴｉＯ2、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後で４０層積層させた一般的なＵＶ−ＩＲカットコートである。ＵＶ−ＩＲ１は、通常の真空蒸着法で成膜されたものである。また、ＵＶ−ＩＲ２は、ＳｉＯ2を最表層にして以下水晶基板に向かってＴａ2Ｏ5、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後で４０層積層させたＵＶ−ＩＲ１と同分光仕様のＵＶ−ＩＲカットコートである。ＵＶ−ＩＲ２は、イオンアシスト法で成膜されたものである。これらコートについて上記帯電実験を行ったところ、通常真空蒸着で成膜されたＵＶ−ＩＲ１コートでは、導電線の接地により電荷が抜けて蒸着表面が０Ｖに落ちることが確認できた。しかしながら、イオンアシスト法で成膜されたＵＶ−ＩＲ２コートでは、ほとんど電荷の変化がなく、電荷除去が行われなかった。
【００７２】
また、ＡＲ１は、ＳｉＯ2を最表層にして以下ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3の３層からなる一般的な反射防止コートである。ＡＲ１コートについて上記帯電実験を行ったところ、電荷除去が行われなかった。
【００７３】
また、ＡＲ２は、ＵＶ−ＩＲ１と同様な膜構成であるＳｉＯ2を表面にして水晶基板に向かってＴｉＯ2、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後で５層に積層させ、さらに表面のＳｉＯ2の上に１００ｎｍ程度のＭｇＦ2を異物付着防止膜として最表層に成膜したＡＲコートである。ＡＲ２コートについて上記帯電実験を行ったところ、電荷除去が確認できた。また、ＡＲ２コートのＭｇＦ2の代わりに異物付着防止膜として最表層にフッ素系材料を１０ｎｍ程度に成膜したＡＲ３コートについて上記帯電実験を行ったところ、電荷除去が確認できた。
【００７４】
【表１】
【００７５】
以上のことから、水晶基板上に通常真空蒸着にてＳｉＯ2、ＴｉＯ2を交互に成膜することによってできたＴｉＯ2のポーラス状膜組織を有するコートは、その蒸着表面を接地すれば電荷除去が可能であることが分かった。さらには、その表面のＳｉＯ2上に異物付着防止膜としてコートしたフッ素を含む高分子材料、或いはＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）の層は、除電を行う上で障害とならないことがわかった。
【００７６】
そこで、本実施形態では、複屈折水晶板３００に異物が付着するのを防止するために、複屈折水晶板３００に対し、蒸着層の蒸着物質であるＳｉＯ2、ＴｉＯ2を交互に真空蒸着で成膜し、その最表層に異物付着防止膜４００ａを成膜した構成をとる。これにより、静電気力を発生しない、表面自由エネルギーの低い、つまり異物付着の少ないＡＲコート４００を配することが可能となっている。
【００７７】
次に、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１について説明を行う。ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を行う目的は、赤外吸収フィルタ３０１のみでは撮像素子の分光感度を視感度に一致するようにはできないために、特定の波長領域をカットすることにある。具体的には、次の３つの波長領域のカット効果を持たせている。すなわち、撮影レンズ１０５の青色のにじみを改善するために、４００ｎｍ近傍をカットする。赤外吸収フィルタ３０１が赤色７００ｎｍ近傍で緩やかな吸収、減光をするのをシャープにカットする。１０００ｎｍを超えた赤外領域にて赤外吸収フィルタ３０１の透過率が徐々に高くなるのをカットする。
【００７８】
ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、図５に示すように、ＳｉＯ2を最表層にして、以下水晶基板に向かってＴｉＯ2、ＳｉＯ2を交互に各膜厚１００ｎｍ前後真空蒸着にて４０層程度積層したものである。或いは、ＳｉＯ2を最表層にして、以下水晶基板に向かってＴａ2Ｏ5、ＳｉＯ2をイオンアシスト法で４０層程度積層させたものでも良い。
【００７９】
上述したように、ＡＲコート４００が、赤外吸収フィルタ３０１を含む光学フィルタＦの最前面に配置され、異物付着を防止するための帯電防止効果が要求される。それに対して、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、光学フィルタＦ内部に配置されることになるため、帯電を気にする必要はない。したがって、より緻密で強度が強く、分光特性の変化がほとんどない膜を成膜することのできるイオンアシスト法にて蒸着することが可能となり、分光特性上、環境信頼性上も大きな利点となる。
【００８０】
なお、図４では、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を複屈折水晶板３００の裏面（撮像素子１０６側の面）に配置しているが、その裏面と対向する面である赤外吸収フィルタ３０１の撮影レンズ１０５側の面に配置しても良い。
【００８１】
また、第二の光学部材において、赤外吸収フィルタ３０１と偏光解消板３０２を反転して（前後逆に）配置してもその作用は全く同じである。反転させた場合は、やはり複屈折水晶板３００の裏面と対向する面である偏光解消板３０２の撮影レンズ１０５側の面にＵＶ−ＩＲカットコート４０１を配置する。
【００８２】
すなわち、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１は、第一の光学部材の裏面（撮像素子１０６側の面）、又は、第二の光学部材の撮影レンズ１０５側の面に成膜することとする。この理由を図８、図９を用いて説明する。
【００８３】
図８は、図４から光学要素のみを抜き出した図であり、光学要素の配置及びその表面に施されたコートは図４で説明した通りである。また、図９は、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の分光透過率、赤外吸収フィルタ３０１の透過率、さらにこの２つの透過率をかけ合わせた総合の透過率を示す特性図である。撮像素子１０６に入射する被写界光の分光は、この総合透過率で決定される。同図から分かるように、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の赤外側の透過率は、６７０ｎｍ近傍で５０％透過率になるように設計がなされており、逆に言うと６７０ｎｍから赤外領域においては５０％以上の高い反射率となっている。一方では、４００ｎｍ〜６７０ｎｍの間の反射率は２％以内に抑えられている。
【００８４】
図８に説明を戻し、被写界に配置したスポット光が、撮像のゴースト光としてどのように撮像素子１０６に入射するか（撮像されるか）について説明する。撮影レンズ１０５から入射した被写界のスポット光は、複屈折水晶板３００、赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２を通り、さらには複屈折水晶板３０３を透過して、撮像素子１０６の受光部１０６ａに入射する。通常、ＡＲコート４００、４０２は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域においておおよそ１％以下の反射率であるが、受光部１０６ａの反射率は広帯域に渡って約６％と比較的高い。そのため、受光部１０６ａ表面のＡ１点において反射光束が発生する。ここで反射した光束は再度光学フィルタＦに戻ることになるが、光学フィルタＦの中で可視域における反射率の高いのは、上述したように可視域６７０ｎｍ〜７００ｎｍにおいて５０％以上あるＵＶ−ＩＲカットコート４０１である。したがって、Ａ１点で反射したスポット光束はＡ２点にて再度反射され、撮像素子１０６の受光部１０６ａ表面のＡ３点に再入射する。結果として、撮像された画像は焦点の合った被写体であるスポット光と近接してＡ１−Ａ３を略直径としたピントのずれたゴースト光が発生することになる。
【００８５】
ただし、Ａ１点で反射したスポット光束は最終的にＡ３点に至るまでに、赤外吸収フィルタ３０１をさらに２回透過することになる。６７０ｎｍ〜７００ｎｍにおける赤外吸収フィルタ３０１の透過率は１０％強であることから、６７０ｎｍ〜７００ｎｍ波長において、受光部１０６ａ表面のＡ３点の反射率を６％、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の平均反射率を７５％としても、６％×０．７５×０．１×０．１＝０．０４５％の強度にまで減衰してしまう。一方、ＡＲコートされた媒質各界面での反射も撮像素子１０６にゴースト光として入射するが、これらの強度は４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域において、ＡＲコート４００の反射率は約１％であることから、６％×０．０１＝０．０６％となる。これが界面の数、計５面で発生する。したがって、以上のゴースト光が重なり合ったとしても、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域波長において平坦な分光で、かつ直接光強度の０．３〜０．４％程度の違和感のないゴースト光として撮像がなされることになる。
【００８６】
本実施形態では、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の蒸着面を複屈折水晶板３００の裏面に配置しているが、赤外吸収フィルタ３０１の表面（撮影レンズ１０５側の面）に設けるようにしてもよい。この場合、ゴーストの大きさはやや小さくなり、強度は若干強くなるという違いはあるが、ほぼ同様のゴーストが撮像されることとなる。
【００８７】
一方、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１を赤外吸収フィルタ３０１よりも撮像素子１０６側に配した場合のゴースト強度について説明する。例えば偏光解消板３０２の撮像素子１０６側に面にＵＶ−ＩＲカットコート４０１を成膜した場合を想定して上記同様ゴースト光強度について考えてみる。図８において、受光部１０６ａの表面のＡ１点において発生した６％の反射光束は、偏光解消板３０２の表面で６７０ｎｍ〜７００ｎｍにおいて平均７５％の高い反射率で反射し、この反射光束はそのまま受光部１０６ａに入射してしまう。この反射率を上記同様６７０ｎｍ〜７００ｎｍ波長において計算すると、６％×０．７５＝４．５％の強い強度となる。他の界面での反射率は上記同様０．０６％が５面で発生することから、ゴーストの重なり強度としても可視域４００ｎｍ〜７００ｎｍ全体で約５％、そのうち６７０ｎｍ〜７００ｎｍ波長の強度が約９０％を占めることになる。その結果、撮像された画像は焦点の合った被写体であるスポット光と近接してＡ１−Ｂ２を略直径とし、上記例よりも大きさは小さいが非常に強度の強い赤いゴースト光が発生することになり、画像の品位を著しく低下させることになってしまう。
【００８８】
したがって、赤外吸収フィルタ３０１よりも撮影レンズ１０５側にＵＶ−ＩＲカットコート４０１を配置することは、ゴースト光を目立たなくするために画像品位上重要となる。
【００８９】
（第２の実施の形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。図１０は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【００９０】
第１の実施形態との相違点は、第二の光学部材が、第１の実施形態では赤外吸収フィルタ３０１及び偏光解消板３０２の接合体であったのに対して、さらに回転角９０°の複屈折水晶板３０３が追加されており、計３つの光学要素が貼り合わされた構成となっていることにある。
【００９１】
第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。ただし、ローパス効果はこの第一の光学要素と第二の光学要素で完結するので、撮像素子１０６の受光部１０６ａを保護する役目はカバーガラス（保護ガラス）３０９となっている。もちろん、第１の実施形同様、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が成膜される面は、複屈折水晶板３００の裏面ではなく、第二の光学要素の撮影レンズ１０５側の面であっても良い。
【００９２】
第２の実施形態では、撮像素子１０６にカバーガラス３０９を使用するという極一般的な撮像素子を使用できることから、撮像素子を製造するメーカの選択自由度が増え、撮像素子の供給、コスト上有利となる。これは、第１の実施形態の構成である複屈折水晶板３０３をセラミックパッケージ１０６ｂに高い信頼性を持って貼り付けられた撮像素子を作るためには、セラミックパッケージ１０６ｂの材料の線膨張率を極力、水晶のものに近づけるという技術等が必要となるためである。
【００９３】
（第３の実施の形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。図１１は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【００９４】
第１の実施形態との相違点は、第二の光学部材が赤外吸収フィルタ３０１のみになっていることにある。
【００９５】
第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。また、第２の実施形態と同様、撮像素子１０６の保護はカバーガラス３０９で行っている。
【００９６】
第３の実施形態では、複屈折水晶板が１枚のみであり、水平方向２点点像分離しかしないため、垂直方向のローパス効果はなく偽色が発生する確率は高くなるが、水晶板を２枚削減できるので、低コストタイプのカメラに適している。もちろん、複屈折水晶板には回転角０°の代わりに９０°のものを使用しても良い。
【００９７】
（第４の実施の形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。図１２は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【００９８】
第１の実施形態との相違点は、第３の実施形態と同様、第二の光学部材が赤外吸収フィルタ３０１のみになっていることにある。そして、赤外吸収フィルタ３０１が撮像素子１０６に接着されることで、撮像素子１０６の受光チップ１０６ａを保護する役目を兼ねている。
【００９９】
第一の光学部材（複屈折水晶板３００）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。
【０１００】
第４の実施形態でも、上述した第３の実施形態と同様、水平２点点像分離タイプであるが、さらにカバーガラス３０９が不要となるため、さらなるコストダウンが可能である。ただし、セラミックパッケージ１０６ｂ材料の線膨張係数を、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１の線膨張係数に近い材料に設定する必要がある。
【０１０１】
（第５の実施の形態）
次に、図１３を参照して、本発明の第５の実施形態を説明する。図１３は、光学フィルタＦ及び撮像素子１０６まわりの断面拡大図であり、第１の実施形態における図４に相当する。なお、図４に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明する。
【０１０２】
本実施形態では、図１４でも説明した４枚貼り合せ構造の光学フィルタそのもの（回転角０°の複屈折水晶板３００、赤外吸収フィルタ３０１、偏光解消板３０２、回転角９０°の複屈折水晶板３０３）を第二の光学部材とした構造となっている。この４枚貼り合せの光学フィルタの最前面が、通常の反射防止コート４０２になっている。
【０１０３】
一方、Ｓ−ＢＳＬ７なる光学的特性の良いガラス板３１０が第一の光学部材を構成する。第一の光学部材（ガラス板３１０）の撮影レンズ１０５側の面には、異物付着防止膜を最表層としたＡＲコート４００が蒸着されており、裏面には、ＵＶ−ＩＲカットコート４０１が蒸着されている点は第１の実施形態と同じである。また、本実施形態では、ガラス板３１０がその撮影レンズ１０５側の表面に付着した異物を振動によって除去するための振動対象物になっている。
【０１０４】
第５の実施形態では、異物除去のための振動発生の最適化を行う上で、従来の光学ローパスフィルタと赤外吸収フィルタからなる光学フィルタＦはそのままに、振動対象であるガラス板３１０についてのみ、その材質、厚み、形状、さらには振動素子の駆動電圧、駆動波形といった振動を発生する上に決定すべきパラメータを最適化すれば良い。そして、一旦振動の最適化がなされれば、光学フィルタＦの仕様が変更されても、振動メカニズムを変更する必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す電気ブロック図である。
【図３】第１の実施形態のデジタル一眼レフカメラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図５】第１の実施形態における第一の光学部材の厚み方向の様子を模式的に拡大した図である。
【図６】水晶基板上に蒸着したＵＶ−ＩＲ多層膜の断面を示すＳＥＭ拡大写真である。
【図７】帯電実験の概要を示す図である。
【図８】図４から光学要素のみを抜き出した図であり、ゴースト光路を説明するための図である。
【図９】各光学要素の分光透過率を示す特性図である。
【図１０】第２の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１１】第３の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１２】第４の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１３】第５の実施形態における光学フィルタ及び撮像素子まわりの断面拡大図である。
【図１４】光学フィルタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｆ 光学フィルタ
１０１ ＣＰＵ
１０５ 撮影レンズ
１０６ 撮像素子
１０６ａ 受光部
３００ 複屈折水晶板（回転角９０°）
３０１ 赤外吸収フィルタ
３０２ 偏光解消板
３０３ 複屈折水晶板（回転角９０°）
３１０ ガラス板
４００ 反射防止コート
４０１ ＵＶ−ＩＲカットコート
４０２ 反射防止コート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであって、
外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成されており、
前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜が成膜され、
前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜が成膜されていることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記導電性を有する反射防止多層膜は、ポーラス状に成膜されたＳｉＯ2及びＴｉＯ2から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記異物付着防止膜は、パーフルオロアルキル基を含有する化合物からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記異物付着防止膜は、ＭｇＦ2からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであり、外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成される光学フィルタの製造方法であって、
前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜を成膜する第一の工程と、
前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜を成膜する第二の工程とを有することを特徴とする光学フィルタの製造方法。
【請求項６】
前記第一の工程では、前記導電性を有する反射防止多層膜として、真空蒸着にてＳｉＯ2及びＴｉＯ2を交互に成膜し、その最表層に前記異物付着防止膜を成膜することを特徴とする請求項５に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項７】
前記第二の工程では、前記ダイクロイック多層膜をイオンアシスト法にて蒸着することを特徴とする請求項５又は６に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１】
撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであって、
外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成されており、
前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜が成膜され、
前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜が成膜されていることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記導電性を有する反射防止多層膜は、ポーラス状に成膜されたＳｉＯ2及びＴｉＯ2から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記異物付着防止膜は、パーフルオロアルキル基を含有する化合物からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記異物付着防止膜は、ＭｇＦ2からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
撮影レンズと撮像素子の間に配置され、該撮像素子に導かれる光束の高周波成分を減衰するとともに、光束の赤外波長成分をカットする光学フィルタであり、外部から振動が与えられることで表面に付着した異物の除去を行う第一の光学部材と、赤外吸収フィルタを有する第二の光学部材とを少なくとも含んで構成される光学フィルタの製造方法であって、
前記第一の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、フッ素を含む材料からなる異物付着防止膜を最表層とした導電性を有する反射防止多層膜を成膜する第一の工程と、
前記第一の光学部材の前記撮像素子側の面又は前記第二の光学部材の前記撮影レンズ側の面に、赤外光及び紫外光カット効果を有するダイクロイック多層膜を成膜する第二の工程とを有することを特徴とする光学フィルタの製造方法。
【請求項６】
前記第一の工程では、前記導電性を有する反射防止多層膜として、真空蒸着にてＳｉＯ2及びＴｉＯ2を交互に成膜し、その最表層に前記異物付着防止膜を成膜することを特徴とする請求項５に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項７】
前記第二の工程では、前記ダイクロイック多層膜をイオンアシスト法にて蒸着することを特徴とする請求項５又は６に記載の光学フィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
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【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２９４５３２（Ｐ２００９−２９４５３２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４９６３７（Ｐ２００８−１４９６３７）
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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