光学ローパスフィルタ及びその製造方法
【課題】屈折板と１／４波長板との接合を容易に行えるとともに薄くしても色ムラが目立たない光学ローパスフィルタを提供する。
【解決手段】水晶からなる１／４波長板１３の一方の面に水晶からなる第１複屈折板１１を接合し、他方の面に水晶からなる第２複屈折板１２を接合したので、これらの部材間の接合が容易に行える。１／４波長板１３を、光学軸がその主面においては第１複屈折板１１の光学軸に対して±４５°とし、かつ、法線方向において９０°として設計したので、１／４波長板１３の厚さが１１〜１６μｍと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
【解決手段】水晶からなる１／４波長板１３の一方の面に水晶からなる第１複屈折板１１を接合し、他方の面に水晶からなる第２複屈折板１２を接合したので、これらの部材間の接合が容易に行える。１／４波長板１３を、光学軸がその主面においては第１複屈折板１１の光学軸に対して±４５°とし、かつ、法線方向において９０°として設計したので、１／４波長板１３の厚さが１１〜１６μｍと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１／４波長板の両面に複屈折板がそれぞれ配置されるとともに疑似信号を抑制する光学ローパスフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を含んで構成され、所定ピッチで配列される有限個の画素によって光学像を電気信号に変換し、映像を撮影する。このような撮像装置では、光学像の空間周波数が画素の配列ピッチにより決まるサンプリング周波数の１／２以下であれば、モアレなどの擬似信号を発生することがないが、光学像の空間周波数がサンプリング周波数の１／２を越えると、擬似信号を発生して画質を低下させる。
前述したモアレ等の擬似信号の発生を抑制するために、従来の撮像装置では、撮像素子の前面に、光学像の空間周波数の高域成分を抑制する光学ローパスフィルタが配置されている。
【０００３】
位相板の従来例として、第１位相板から出射した常光線、異常光線を波長によって位相差が異なるランダム偏光とする１枚からなる水晶位相板や、水晶板を複数貼り合わせて１／４波長板としたものがある。しかし、これらの従来例は厚みが大きく、例えば、１枚からなる水晶位相板は厚さ０．３ｍｍ以上と大きく、光学ローパスフィルタを組み込む撮像装置が大型化する。
【０００４】
また、従来の光学ローパスフィルタとしては、それぞれ水晶からなる２枚の複屈折板の間に複屈折性を有する高分子フィルムを設けたものがある（特許文献１）。
この特許文献１で示される従来例では、ポリカーボネートを主原料とするフィルムを延伸することで複屈折性をもたせ１／４波長板としたものである。
【特許文献１】特開２００４−７０３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で示される従来例は、高分子フィルムの厚さが７０μｍ程度あり、他の従来例と同様に厚さに関する課題が達成できていないだけでなく、波長板として機能する高分子フィルムを無機材料からなる複屈折板と貼り合わせることが困難となる。さらに、従来例で用いられる高分子フィルムは耐久性や耐光性が十分ではない。
つまり、有機材料からなる高分子フィルムと無機材料の複屈折板とでは線膨張係数が１０倍程度異なるので、これらの材料からなる光学ローパスフィルタは温度環境に弱く、紫外線による黄変で透過率の減少、湿度環境での吸湿による膨潤といった問題がある。
ここで、特許文献１で示される光学ローパスフィルタにおいて、１／４波長板として機能する光学部品を水晶とするとともにこの光学部品を単に薄くすることが考えられるが、光学部品を単に薄くするだけでは波長による色ムラが生じてしまい、光学ローパスフィルタとして十分に機能しなくなる。
【０００６】
図１６には、厚さ１．０ｍｍの従来の水晶位相板における常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が示されている。入射光は水晶位相板によって、常光Ｐと異常光Ｑとに分割されており、光強度比率が０．５を示す部分が５０％ずつ分離して４点になるのに対して縦軸０及び１においては、２点にしか分離されず、色ムラが生じて光学ローパスフィルタ特性を有さないことになる。図１６では、常光Ｐと異常光Ｑとは、それぞれ波形の周期が短く、常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が０．５を示すエリアが短い周期で繰り返し表されているため、色ムラが生じないで光学ローパスフィルタの特性を有するエリア、つまり、光強度比率が０．２〜０．８のエリアが広くなる。
【０００７】
これに対して、水晶位相板の厚さを図１６で示されるものより薄くして０．２ｍｍとした場合では、図１７に示す通り、常光Ｐと異常光Ｑとは、それぞれ波形の周期が長く、常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が０．５を示すエリアが長い周期となるため、光強度比率が０．２〜０．８のエリアが狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しないことになる。
さらに、水晶位相板の厚さを図１７のものより薄くして０．１ｍｍとした場合では、図１８に示す通り、常光Ｐと異常光Ｑとは、それぞれ波形の周期が長く、常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が０．５を示すエリアがより長い周期となるため、光強度比率が０．２〜０．８のエリアがより狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しないことになる。
以上の通り、水晶位相板の厚さを薄くするに従って実際に使用できる光強度比率が０．２〜０．８の範囲が狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しにくくなる。
【０００８】
本発明の目的は、複屈折板と１／４波長板との接合を容易に行えるとともに薄くしても色ムラが目立たない光学ローパスフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、水晶からなる１／４波長板の一方の面に水晶からなる第１複屈折板が配置されるとともに他方の面に水晶からなる第２複屈折板が配置され、これらの第１複屈折板と第２複屈折板との少なくとも一方が前記１／４波長板に接合された光学ローパスフィルタであって、前記第１複屈折板は光入射側に配置され、前記１／４波長板の厚さが１１〜１６μｍであり、前記１／４波長板の光学軸は、その主面においては、前記第１複屈折板の光学軸に対して±４５°、法線方向において９０°であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、第１複屈折板により入射光が分離して複数の出射光が形成され、これらの出射光の偏光状態を１／４波長板によって直線偏光から円偏光に変換し、さらに、１／４波長板から出射する複数の出射光を第２複屈折板によってそれぞれ分離して複数の出射光を形成する。
本適用例では、光学ローパスフィルタを構成する第１複屈折板、第２複屈折板及び１／４波長板がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
しかも、本適用例では、水晶から形成されている１／４波長板を、光学軸がその主面においては第１複屈折板の光学軸に対して±４５°とし、かつ、法線方向において９０°とて設計したので、１／４波長板の厚さが１１〜１６μｍと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
【００１０】
［適用例２］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、前記第１複屈折板と前記第２複屈折板との双方が前記１／４波長板に接合されたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、光学ローパスフィルタとしてよりコンパクトな構造とすることができる。
【００１１】
［適用例３］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記１／４波長板を成形するための水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程と、前記水晶製板材の厚みを薄くして前記１／４波長板を形成する薄肉化工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、水晶製板材を第１複屈折板に接合した状態で薄肉化するので、この薄肉化された水晶製板材が割れることがなくなり、薄肉化のための作業を容易に行うことができる。
【００１２】
［適用例４］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、前記反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱することを特徴とする。
この構成の本適用例では、塗布に際して接合面に塗布されたシランカップリング剤は、加熱時においてシラノールがＯＨ基と脱水縮合してシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）を形成して接合面同士を結合する。そして、表面を活性化する工程においてシランカップリング剤中の反応官能基が励起され、親水性が高められた互いの接合面が貼り合わされた後に接合面同士が加熱処理されることで、接合面のシランカップリング剤よりなる薄膜中の反応性官能基が化学結合して、白濁することなく薄膜同士が強固に密着する。
この適用例では、加熱処理時での白濁の発生を低減し、接合強度を大きなものにすることができるとともに、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００１３】
［適用例５］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、放電プラズマ接合で行う構成が好ましい。
この構成の本適用例では、予め鏡面研磨加工した接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合するものでもよい。プラズマ処理にあたり、ＣＦ4、Ａｒ、又はＮ2ガスを用いてもよい。
この適用例では、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００１４】
［適用例６］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記１／４波長板を成形するために水晶製板材の厚みを前記１／４波長板の厚さと同じまで薄くする薄肉化工程と、この薄肉化されて形成された水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、１／４波長板と同じ厚さにまで水晶製板材を成形した後に、この水晶製板材を第２複屈折板に接合するので、１／４波長板の厚さの管理を精度よく行うことができる。
［適用例７］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記薄肉化工程はエッチング処理で行うことを特徴とする。
水晶製板材を薄くするために、水晶製板材の表面にエッチング液を塗布、滴下等する。エッチング液としてはフッ化アンモニウムを例示できる。
この構成の本適用例では、１／４波長板を形成するために、エッチング処理により水晶製板材を容易に所望の薄さにすることができる。
【００１５】
［適用例８］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記エッチング処理は前記水晶製板材の周縁部を残して中心部に対して行い、前記接合工程の後に、前記水晶製板材の周縁部を切断することを特徴とする。
この水晶製板材の周縁部を切断することで前記１／４波長板が成形される。
この構成の本適用例では、周縁部を残してエッチング処理を行うので、水晶製板材が薄肉化しても、その周縁部は厚いままなので、その周縁部をもって作業を行うことができるから、光学ローパスフィルタの製造作業を容易に行うことができる。
【００１６】
［適用例９］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記１／４波長板の前記第１複屈折板が接合された面と反対側の面に前記第２複屈折板を接合する後工程を備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、１／４波長板の両面に複屈折板が接合されるので、コンパクトな構造の光学ローパスフィルタを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ１が取り付けられた撮像装置１００の概略構成が示されている。
図１において、撮像装置１００は、 撮像モジュール１１０と、光入射側に配置されるレンズ１２０と、撮像モジュール１１０から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部１３０とを含んで構成される。
この本体部１３０には、撮像信号の補正等を行う信号処理部、撮像信号を磁気テープ等の記録媒体に記録する記録部及びこの撮像信号を再生する再生部、再生された映像を表示する表示部など各種の構成要素が含まれる。
撮像モジュール１１０は、本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ１と、ＣＣＤ等のセンサからなり光学像を電気信号に変換する撮像素子１４０と、この撮像素子１４０を駆動する駆動部１５０とを含んで構成されている。
【００１８】
光学ローパスフィルタ１の構造が図２から図４に示されている。
図２は光学ローパスフィルタ１の断面図である。図２において、光学ローパスフィルタ１は、それぞれ水晶からなる第１複屈折板１１及び第２複屈折板１２と、これらの第１複屈折板１１と第２複屈折板１２との間に設けられた１／４波長板１３とを備えて構成されている。
１／４波長板１３の一方の面は第１複屈折板１１に接合され、その他方の面は第２複屈折板１２に接合されている。
【００１９】
図３及び図４は、光学ローパスフィルタ１の構造について、主に光学軸と光線の進行方向に着目して詳細に説明するために用いられるものであり、図３は光学ローパスフィルタ１の分解斜視図であり、図４は光学ローパスフィルタ１を構成する各層を通過することによる入射光の分離状態を説明する説明図である。
図３及び図４において、光入射側に配置される第１複屈折板１１は、光入射面と直交し、かつ紙面と平行な面（ｘ−ｚ平面）において、ｚ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ１により示す方向）に光学軸（光学的主軸）を有している。この第１複屈折板１１の光線Ｌ１が入射し（図４（Ａ）参照）、第１複屈折板１１に入射した光線Ｌ１は第１複屈折板１１の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１１、Ｌ１２に分離されて出射する（図４（Ｂ）参照）。これらの光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
【００２０】
１／４波長板１３は、光入射面（ｘ−ｙ平面）において、ｘ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ２により示す方向）に光学軸を有している。これにより、１／４波長板１３に入射した光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ直線偏光から円偏光に偏光状態が変えられ、２つの光線Ｌ１３、Ｌ１４となって出射する。
光出射側に配置される第２複屈折板１２は、光入射面と直交し、かつ紙面と直交する面（ｙ−ｚ平面）において、ｙ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ３により示す方向）に光学軸を有している。この第２複屈折板１２に入射した光線Ｌ１３は、第２複屈折板１２の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１５、Ｌ１６に分離されて出射する（図４（Ｃ）参照）。同様に、第２複屈折板１２に入射した光線Ｌ１４は、２つの光線Ｌ１７、Ｌ１８に分離されて出射する（図４（Ｃ）参照）。これらの光線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
つまり、本実施形態の光学ローパスフィルタ１では１つの入射光線Ｌ１が４点の光線Ｌｌ５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌｌ８に分離されるものであり、分離された光線Ｌｌ５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌｌ８のうち２つが常光であり、残り２つが異常光である。
【００２１】
次に、本実施形態の１／４波長板１３を用いた光学ローパスフィルタ１の光学的な特性について、図５から図１３に基づいて説明する。
本実施形態では、１／４波長板１３の光学軸が主面において第１複屈折板１１の光学軸に対して±４５°であり、法線方向において９０°である。
光学ローパスフィルタ１の位相差は波長４１０ｎｍで９７〜１２６°（１０５〜１１０ｎｍ）であり、波長４４０〜５５０ｎｍで９０°であり、波長６８０ｎｍで５５〜７２°（１３６〜１４２ｎｍ）である。
表１には厚さがそれぞれ１１．７μｍ、１３．８μｍ、１５．０μｍである１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１の常光線光強度比率が示されている。
【００２２】
【表１】
【００２３】
図５には、厚さがそれぞれ１１．７μｍ、１３．８μｍ、１５．０μｍである１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１の波長と光強度比率との関係が示されている。
図５において、符号Ｐ１が厚さ１１．７μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での常光線のデータであり、符号Ｑ１が厚さ１１．７μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での異常光線のデータである。符号Ｐ２が厚さ１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での常光線のデータであり、符号Ｑ２が厚さ１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での異常光線のデータである。符号Ｐ３が厚さ１５．０μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での常光線のデータであり、符号Ｑ３が厚さ１５．０μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での異常光線のデータである。
【００２４】
表１及び図５のデータを得るに際して、例えば、有限会社マクシス・ワン製の測定装置を用いる。この測定装置は、光源と、微小エリアの光を取り出すピンホールと、特定波長の光のみ透過する干渉フィルタと、測定対象となる光学ローパスフィルタと、拡大用のレンズと、ＣＣＤカメラとが直線上に配置されるものであり、干渉フィルタで透過した所定波長の光を光学ローパスフィルタで４点に分離した後、その光強度比率をＣＣＤカメラを用いて測定する構造である。この測定装置の干渉フィルタは、図６に示される通り、符号Ｒ１で示される４７９ｎｍの波長、Ｒ２で示される５４６ｎｍの波長、Ｒ３で示される５８６ｎｍの波長及びＲ４で示される６４３ｎｍの波長のみを透過させるものである。
【００２５】
表１及び図５において、厚さが１１．７μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１、厚さが１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１、厚さが１５．０μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１では、それぞれ使用する波長の範囲４００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて、光強度比率が２０％〜８０％の範囲内にある。２０％〜８０％の光強度比率は色ムラが生じにくく光学ローパスフィルタ１を実質的に使用できる許容範囲である。
【００２６】
ここで、光学ローパスフィルタ１では、主面の光学軸が４５°であるが、本実施形態では、１／４波長板１３を用いているため、光学軸の角度が多少変化しても問題はない。
図７には厚さ１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１において、主面の光学軸を４５°とした場合の光強度比率のデータＰ２、Ｑ２と、光学軸を４６°とした場合の光強度比率のデータＰ２１、Ｑ２１と、光学軸を５０°とした場合の光強度比率のデータＰ２２、Ｑ２２とが示されている。なお、図７では光学軸が４５°の場合と４６°の場合とでは極めて近似した値をとる。
図７に示される通り、光学軸を４５°から５°の範囲で変えても、使用する波長の範囲４００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて、数％程度の相違にしか過ぎない。つまり、１／４波長板は角度依存性が低いので、光強度比率に大きな相違が生じない。
【００２７】
１／４波長板は、前述の厚さでなくても角度依存性が低い。
図８には厚さが０．３ｍｍの水晶波長板において、光学軸を４５°〜６０°の範囲とした場合の光強度比率が示されている。
図８において、符号Ｐ３１は常光における光学軸４５°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３１は異常光における光学軸４５°の光強度比率のデータであり、符号Ｐ３２は常光における光学軸４６°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３２は異常光における光学軸４６°の光強度比率のデータであり、符号Ｐ３３は常光における光学軸５０°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３３は異常光における光学軸５０°の光強度比率のデータであり、符号Ｐ３４は常光における光学軸６０°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３４は異常光における光学軸６０°の光強度比率のデータである。光学軸６０°の場合の光強度比率のデータが図９で取り出して示されている。なお、図８において、光学軸が４５°の場合と４６°の場合とでは、データの差が極めて小さい。
図１０には、光学軸７０°の場合の光強度比率のデータＰ３５，Ｑ３５が示されている。
【００２８】
図８から図１０に示される通り、１／４波長板の光学軸の角度を４５°からずらした場合には、周期波形の振幅が小さくなり、常光線は強度比率１００％が基準となり、異常光線は０％が基準となる。常光線と異常光線の強度比を合わせて見ると、周期波形は、１周期おきに小さい振幅が現れる。振幅は、角度ずれが大きくなるに従って小さくなっていく。すなわち、波長全体でみると、常光線と異常光線のトータルの強度比が５０：５０でなくなっていく。
【００２９】
これに対して、１／４波長板に比べて１／２波長板は角度依存性が大きい。
図１１には、１／２波長板を用いた場合において、光学軸を２２．５°にした場合の光強度比率のデータＰ５１、Ｑ５１と、２５°にした場合の光強度比率のデータＰ５２、Ｑ５２と、２０°にした場合の光強度比率のデータＰ５３、Ｑ５３とが示されている。
図１１に示される通り、１／２波長板では、光学軸を５°変化させた場合では２０％程度の光強度比率の相違が生じる。
【００３０】
次に、本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ１を製造する方法について図１２及び図１３に基づいて説明する。
まず、光学ローパスフィルタの製造方法の第１実施形態を図１２に基づいて説明する。
［接合工程］
図１２（Ａ）に示される通り、水晶からなる第１複屈折板１１を用意しておき、その後、図１２（Ｂ）に示される通り、第１複屈折板１１の上に水晶製板材１３Ａを接合する。なお、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとは平面上の同じ大きさのものを用意しておく。
ここで、この接合に際しては、接着剤を用いた場合や、シランカップリング剤を用いた場合や、放電プラズマを用いた場合等を例示できる。
【００３１】
（１）接着剤を用いた接合工程
第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａとの接合面を予め洗浄しておき、これらの接合面に接着剤を塗布して互いに接合する。
使用する接着剤は、接着が容易で比較的高温度に耐えうる一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。望ましい紫外線硬化型接着剤の一例としては、サンライズＭＳＩ株式会社製のＰＨＯＴＯボンド（登録商標）が挙げられる。紫外線硬化型接着剤は塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて積算光量６００ｍｊ／ｃｍ２（照度２ｍＷ／ｃｍ２）程度、照射して硬化される。硬化された接着剤の厚さは３０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。
【００３２】
（２）シランカップリング剤を用いた接合工程
第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａとの接合面にシランカップリング剤を塗布する。塗布方法として、スピン、ディップ、フロー、バーコード、スリッタ等の塗布方法が例示できる。
ここで使用されるシランカップリング剤は、下記の一般式（１）及び一般式（２）に示されるシラン化合物を用いることが好ましい。
【００３３】
Ｓｉ（ＯＲ１）４ …（１）
Ｒ１は炭素数１から４のアルキル基を示す。
一般式（１）で表されるシラン化合物の例としては。テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが例示できる。
【００３４】
Ｒ２ｎＳｉ（ＯＲ１）４−ｎ …（２）
Ｒ１はアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１から８のアルキル又は（Ｘ−Ｒ３）を表す。ここで、Ｒ３は炭素数が０〜１０の直鎖状、分岐状、環状アルキレン基又はアルキルフェニル基を表し、間にＮ、Ｏ、Ｓ、Ｐが入ってもよい。Ｘは、エポキシ基、ビニル基、アリル基、（メタ）アクリル基、イソシアネート基、アミノ基、メルカプト基等の官能基を表す。ｎは０〜３の整数であり、ｎが２又は３の場合には、（Ｘ−Ｒ３）は同種でも異種でもよい。
一般式（２）で表されるシラン化合物の具体例としては、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン等を例示することができる。
これらのシラン化合物は、そのまま用いることができるが、溶媒を用いて希釈してもよい。この溶媒としては、親水性有機溶媒剤が好ましい。親水性有機溶媒剤としては、メタノール等のアルコール類、エチレングリコール等のグリコール類、グリセリン等のグリコールエーテル類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を例示できる。
【００３５】
その後、第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａとの接合面に塗布されたシランカップリング剤を加熱する。この加熱により、シランカップリング剤が脱水縮合されてシラノールが第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａの接合面とに化学結合する。つまり、接合面に化学結合したシランカップリング剤よりなる薄膜が形成される。
加熱方法としては、例えば、シランカップリング剤が塗布された第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとを、６０℃〜３００℃程度の内部温度に設定された乾燥炉に投入して行う。加熱温度が３００℃を超える場合には、シランカップリング剤中の有機物が分解されて化学結合反応が低下する。６０℃未満の場合にはシラノールの十分な脱水縮合反応が得られない。加熱時間は、加熱温度により異なるが、１時間〜６時間である。
【００３６】
第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとを乾燥炉から取り出した後に、これらの間に形成された薄膜に活性化エネルギーを付与する。
活性化エネルギーの付与方法としては、プラズマ処理、オゾン処理又は活性化エネルギー線照射等が例示できる。これにより、シランカップリング剤の薄膜表面に、反応性官能基の励起及びＯＨ基などの活性種の導入が行われ、親水性が高まる。
そして、反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせる。そのため、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとを位置だしして接合面同士を押し付ける。接合面の加圧力は２００ＭＰａ程度の範囲であるが、部材の損傷防止の観点から０．５ＭＰａ〜１ＭＰａ程度が好ましい。
さらに、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合面が加熱される。この加熱処理は前述の薄膜形成の加熱と略同じである。
【００３７】
（３）放電プラズマを用いた接合工程
第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合面を鏡面研磨加工する。
この加工された接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合する。
プラズマ処理にあたり、ＣＦ4、Ａｒ、又はＮ2ガスを用いる。これらのガスを接合面に向けて照射し、所定の押圧力によって第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合面同士を加圧する。
【００３８】
［薄肉化工程］
第１複屈折板１１の上に水晶製板材１３Ａを接合したら、図１２（Ｃ）に示される通り、水晶製板材１３Ａを薄肉化して厚さ１１〜１６μｍの１／４波長板１３を成形する。
この薄肉化のために種々の手段、例えば、研磨加工を採用することができる。
この研磨加工に際しては、図１２（Ｃ）に示される通り、一面に第１複屈折板１１が接合された１／４波長板１３の他面に研磨部材３０を当接させ、この研磨部材３０を回転させながら水晶製板材１３Ａを移動させる。なお、研磨加工に代えて後述するエッチングを採用してもよい。
【００３９】
［後工程］
次に、図１２（Ｄ）に示される通り、１／４波長板１３の第１複屈折板１１が接合された面と反対側の面に第２複屈折板１２を接合して光学ローパスフィルタ１を製作する。
この際、第２複屈折板１２の大きさを予め１／４波長板１３の大きさにカットしておき、両者を接合するものでもよく、あるいは、第２複屈折板１２を大きめに形成し、１／４波長板１３に接合した後、１／４波長板１３と同じ大きさにカットするものでもよい。
また、１／４波長板１３と第２複屈折板１２との接合は、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合と同じ手法、つまり、接着剤を用いた接合や、シランカップリング剤を用いた接合や、放電プラズマを用いた接合を採用することができる。
【００４０】
次に、光学ローパスフィルタの製造方法の第２実施形態を図１３に基づいて説明する。
［薄肉化工程］
図１３（Ａ）に示される通り、１／４波長板を成形するために厚さ０．１ｍｍ程度の水晶製板材１３Ａを用意する。この水晶製板材１３Ａは成形しようとする１／４波長板１３と平面上の大きさよりも縦横寸法をそれぞれ大きくし、予め保持できるように形成しておく。
図１３（Ｂ）に示される通り、水晶製板材１３Ａの上面外周縁部にマスク３１を載せてマスキングをする。このマスク３１の大きさは水晶製板材１３Ａの縁を保持できる程度の大きさであればよく、マスク３１で囲まれた中心部の大きさは１／４波長板１３となる大きさと同じである。
マスク３１は後述するエッチング液に浸食されない材質のものを用いる。
【００４１】
図１３（Ｃ）に示される通り、水晶製板材１３Ａ上面にエッチング液を塗布してエッチングする。エッチングは水晶製板材１３Ａが薄肉化して厚さ１１〜１６μｍ程度となるまで行う。
エッチング液としては、フッ酸、フッ化アンモニウム等を例示できる。本実施形態では、マスク３１の部分がマスキングしているのでエッチング処理は水晶製板材１３Ａのマスク３１がされている部分（水晶製板材１３Ａの周縁部）を残して中心部に対して行われることになる。
図１３（Ｄ）に示される通り、エッチング処理が終了したら、洗浄液を用いて水晶製板材１３Ａを洗浄するとともに、マスク３１を剥がす。
【００４２】
［接合工程］
そして、図１３（Ｄ）に示される通り、中心部が薄く形成された水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合する。この接合方法は第１実施形態の接合方法を採用することができるが、このうち接着剤を用いた接合方法が好ましい。つまり、一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用い、紫外線硬化型接着剤を水晶製板材１３Ａと第１複屈折板１１との接合面に塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて硬化する。
［切断工程］
図１３（Ｅ）に示される通り、水晶製板材１３Ａの周縁部を、カッタ等を用いて切断して１／４波長板１３を成形する。
［後工程］
図１３（Ｆ）に示される通り、１／４波長板１３の第１複屈折板１１が接合された面と反対側の面に第２複屈折板１２を接合して光学ローパスフィルタ１を製作する。
【００４３】
従って、本実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）光学ローパスフィルタ１を構成する第１複屈折板１１、第２複屈折板１２及び１／４波長板１３がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
（２）水晶から形成されている１／４波長板１３を、光学軸がその主面においては第１複屈折板１１の光学軸に対して±４５°とし、かつ、法線方向において９０°として設計したので、１／４波長板１３の厚さが１１〜１６μｍと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。１／４波長板１３が従来に比べて薄いので、光学ローパスフィルタ１の薄型化が図れ、これにより、この光学ローパスフィルタ１が装着される撮像装置１００の小型化を図ることができる。
【００４４】
（３）１／４波長板１３の両面が第１複屈折板１１と第２複屈折板１２とに接合されているので、光学ローパスフィルタ１としてよりコンパクトな構造とすることができる。そのため、撮像装置１００のより小型化を図ることができる。
【００４５】
（４）光学ローパスフィルタ１を製造するにあたり、水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合し、その後、水晶製板材１３Ａの厚みを薄くして１／４波長板１３を形成した。そのため、水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合した状態で薄肉化するので、この薄肉化された水晶製板材１３Ａが割れることがなくなり、薄肉化のための作業を容易に行うことができる。
【００４６】
（５）水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面に接着剤を塗布し、この接着剤を硬化させる方法を採用すれば、水晶製板材１３Ａと第１複屈折板１１との接合を容易に行うことができる。
【００４７】
（６）水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱する方法を採用すれば、加熱処理時での白濁の発生を低減し、接合強度を大きなものにすることができるとともに、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００４８】
（７）水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面に放電プラズマで接合する方法を採用すれば、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００４９】
（８）また、光学ローパスフィルタ１を製造するため、水晶製板材１３Ａの厚みを１／４波長板１３の厚さと同じまで薄くし、この水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合する方法を採用すれば、１／４波長板１３の厚さの管理を精度よく行うことができる。
（９）この製造方法において、水晶製板材１３Ａの薄肉化をエッチング処理で行うので、エッチング処理により水晶製板材１３Ａを容易に所望の薄さにすることができる。
【００５０】
（１０）エッチング処理を水晶製板材１３Ａの周縁部を残して中心部に対して行い、水晶製板材１３Ａと第１複屈折板１１との接合の後に、水晶製板材１３Ａの周縁部を切断して１／４波長板１３を成形した。そのため、水晶製板材１３Ａが薄肉化しても、その周縁部は厚いままとなるので、この周縁部をもって光学ローパスフィルタの製造作業を容易に行うことができる。
【００５１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、１／４波長板１３の両面を第１複屈折板１１と第２複屈折板１２とに接合したが、本発明では、図１４及び図１５に示される通り、１／４波長板１３の一方の面に第１複屈折板１１と第２複屈折板１２とのいずれか一方を接合する構成としてもよい。
図１４は変形例にかかる光学ローパスフィルタ１Ａが取り付けられた撮像装置の概略構成図であり、図１５は、光学ローパスフィルタ１Ａの断面図である。
図１４及び図１５において、光学ローパスフィルタ１Ａでは第１複屈折板１１と１／４波長板１３とが分離されており、互いに所定間隔をもって配置されている。第１複屈折板１１の表面には必要に応じて赤外線カットコート１４が形成されてもよい。
また、本発明の光学ローパスフィルタ１，１Ａは撮像装置以外の装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、撮像装置、その他の装置に用いられ１／４波長板を有する光学ローパスフィルタに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光学ローパスフィルタが取り付けられた撮像装置の概略構成図。
【図２】光学ローパスフィルタの断面図。
【図３】光学ローパスフィルタの構造について、主に光学軸と光線の進行方向に着目して詳細に説明する分解斜視図。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は光学ローパスフィルタを構成する各層を通過することによる入射光の分離状態を説明する説明図。
【図５】光学ローパスフィルタの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図６】光強度比率を測定する装置で使用される干渉フィルタで所定波長を透過することを説明するためのグラフ。
【図７】光学ローパスフィルタの光学軸の角度を変更した場合における波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図８】厚さが０．３ｍｍの水晶波長板において、光学軸を４５°〜６０°の範囲とした場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図９】図８のグラフにおいて光学軸６０°の場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１０】光学軸７０°の場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１１】１／２波長板を用いた場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施形態にかかる光学ローパスフィルタの製造方法を示す模式図。
【図１３】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第２実施形態にかかる光学ローパスフィルタの製造方法を示す模式図。
【図１４】本発明の変形例にかかる光学ローパスフィルタが取り付けられた撮像装置の概略構成図。
【図１５】変形例にかかる光学ローパスフィルタの断面図。
【図１６】厚さ１ｍｍの水晶位相板における常光Ｐと異常光Ｑの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１７】厚さ０．２ｍｍの水晶位相板を薄くした場合における常光Ｐと異常光Ｑの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１８】厚さ０．１ｍｍの水晶位相板を薄くした場合における常光Ｐと異常光Ｑの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ａ…光学ローパスフィルタ、１１…第１複屈折板、１２…第２複屈折板、１３…１／４波長板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１／４波長板の両面に複屈折板がそれぞれ配置されるとともに疑似信号を抑制する光学ローパスフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を含んで構成され、所定ピッチで配列される有限個の画素によって光学像を電気信号に変換し、映像を撮影する。このような撮像装置では、光学像の空間周波数が画素の配列ピッチにより決まるサンプリング周波数の１／２以下であれば、モアレなどの擬似信号を発生することがないが、光学像の空間周波数がサンプリング周波数の１／２を越えると、擬似信号を発生して画質を低下させる。
前述したモアレ等の擬似信号の発生を抑制するために、従来の撮像装置では、撮像素子の前面に、光学像の空間周波数の高域成分を抑制する光学ローパスフィルタが配置されている。
【０００３】
位相板の従来例として、第１位相板から出射した常光線、異常光線を波長によって位相差が異なるランダム偏光とする１枚からなる水晶位相板や、水晶板を複数貼り合わせて１／４波長板としたものがある。しかし、これらの従来例は厚みが大きく、例えば、１枚からなる水晶位相板は厚さ０．３ｍｍ以上と大きく、光学ローパスフィルタを組み込む撮像装置が大型化する。
【０００４】
また、従来の光学ローパスフィルタとしては、それぞれ水晶からなる２枚の複屈折板の間に複屈折性を有する高分子フィルムを設けたものがある（特許文献１）。
この特許文献１で示される従来例では、ポリカーボネートを主原料とするフィルムを延伸することで複屈折性をもたせ１／４波長板としたものである。
【特許文献１】特開２００４−７０３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で示される従来例は、高分子フィルムの厚さが７０μｍ程度あり、他の従来例と同様に厚さに関する課題が達成できていないだけでなく、波長板として機能する高分子フィルムを無機材料からなる複屈折板と貼り合わせることが困難となる。さらに、従来例で用いられる高分子フィルムは耐久性や耐光性が十分ではない。
つまり、有機材料からなる高分子フィルムと無機材料の複屈折板とでは線膨張係数が１０倍程度異なるので、これらの材料からなる光学ローパスフィルタは温度環境に弱く、紫外線による黄変で透過率の減少、湿度環境での吸湿による膨潤といった問題がある。
ここで、特許文献１で示される光学ローパスフィルタにおいて、１／４波長板として機能する光学部品を水晶とするとともにこの光学部品を単に薄くすることが考えられるが、光学部品を単に薄くするだけでは波長による色ムラが生じてしまい、光学ローパスフィルタとして十分に機能しなくなる。
【０００６】
図１６には、厚さ１．０ｍｍの従来の水晶位相板における常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が示されている。入射光は水晶位相板によって、常光Ｐと異常光Ｑとに分割されており、光強度比率が０．５を示す部分が５０％ずつ分離して４点になるのに対して縦軸０及び１においては、２点にしか分離されず、色ムラが生じて光学ローパスフィルタ特性を有さないことになる。図１６では、常光Ｐと異常光Ｑとは、それぞれ波形の周期が短く、常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が０．５を示すエリアが短い周期で繰り返し表されているため、色ムラが生じないで光学ローパスフィルタの特性を有するエリア、つまり、光強度比率が０．２〜０．８のエリアが広くなる。
【０００７】
これに対して、水晶位相板の厚さを図１６で示されるものより薄くして０．２ｍｍとした場合では、図１７に示す通り、常光Ｐと異常光Ｑとは、それぞれ波形の周期が長く、常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が０．５を示すエリアが長い周期となるため、光強度比率が０．２〜０．８のエリアが狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しないことになる。
さらに、水晶位相板の厚さを図１７のものより薄くして０．１ｍｍとした場合では、図１８に示す通り、常光Ｐと異常光Ｑとは、それぞれ波形の周期が長く、常光Ｐと異常光Ｑとの光強度比率が０．５を示すエリアがより長い周期となるため、光強度比率が０．２〜０．８のエリアがより狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しないことになる。
以上の通り、水晶位相板の厚さを薄くするに従って実際に使用できる光強度比率が０．２〜０．８の範囲が狭くなり、光学ローパスフィルタとして機能しにくくなる。
【０００８】
本発明の目的は、複屈折板と１／４波長板との接合を容易に行えるとともに薄くしても色ムラが目立たない光学ローパスフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、水晶からなる１／４波長板の一方の面に水晶からなる第１複屈折板が配置されるとともに他方の面に水晶からなる第２複屈折板が配置され、これらの第１複屈折板と第２複屈折板との少なくとも一方が前記１／４波長板に接合された光学ローパスフィルタであって、前記第１複屈折板は光入射側に配置され、前記１／４波長板の厚さが１１〜１６μｍであり、前記１／４波長板の光学軸は、その主面においては、前記第１複屈折板の光学軸に対して±４５°、法線方向において９０°であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、第１複屈折板により入射光が分離して複数の出射光が形成され、これらの出射光の偏光状態を１／４波長板によって直線偏光から円偏光に変換し、さらに、１／４波長板から出射する複数の出射光を第２複屈折板によってそれぞれ分離して複数の出射光を形成する。
本適用例では、光学ローパスフィルタを構成する第１複屈折板、第２複屈折板及び１／４波長板がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
しかも、本適用例では、水晶から形成されている１／４波長板を、光学軸がその主面においては第１複屈折板の光学軸に対して±４５°とし、かつ、法線方向において９０°とて設計したので、１／４波長板の厚さが１１〜１６μｍと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。
【００１０】
［適用例２］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタは、前記第１複屈折板と前記第２複屈折板との双方が前記１／４波長板に接合されたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、光学ローパスフィルタとしてよりコンパクトな構造とすることができる。
【００１１】
［適用例３］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記１／４波長板を成形するための水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程と、前記水晶製板材の厚みを薄くして前記１／４波長板を形成する薄肉化工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、水晶製板材を第１複屈折板に接合した状態で薄肉化するので、この薄肉化された水晶製板材が割れることがなくなり、薄肉化のための作業を容易に行うことができる。
【００１２】
［適用例４］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、前記反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱することを特徴とする。
この構成の本適用例では、塗布に際して接合面に塗布されたシランカップリング剤は、加熱時においてシラノールがＯＨ基と脱水縮合してシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）を形成して接合面同士を結合する。そして、表面を活性化する工程においてシランカップリング剤中の反応官能基が励起され、親水性が高められた互いの接合面が貼り合わされた後に接合面同士が加熱処理されることで、接合面のシランカップリング剤よりなる薄膜中の反応性官能基が化学結合して、白濁することなく薄膜同士が強固に密着する。
この適用例では、加熱処理時での白濁の発生を低減し、接合強度を大きなものにすることができるとともに、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００１３】
［適用例５］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記接合工程は、放電プラズマ接合で行う構成が好ましい。
この構成の本適用例では、予め鏡面研磨加工した接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合するものでもよい。プラズマ処理にあたり、ＣＦ4、Ａｒ、又はＮ2ガスを用いてもよい。
この適用例では、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００１４】
［適用例６］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記１／４波長板を成形するために水晶製板材の厚みを前記１／４波長板の厚さと同じまで薄くする薄肉化工程と、この薄肉化されて形成された水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程とを備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、１／４波長板と同じ厚さにまで水晶製板材を成形した後に、この水晶製板材を第２複屈折板に接合するので、１／４波長板の厚さの管理を精度よく行うことができる。
［適用例７］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記薄肉化工程はエッチング処理で行うことを特徴とする。
水晶製板材を薄くするために、水晶製板材の表面にエッチング液を塗布、滴下等する。エッチング液としてはフッ化アンモニウムを例示できる。
この構成の本適用例では、１／４波長板を形成するために、エッチング処理により水晶製板材を容易に所望の薄さにすることができる。
【００１５】
［適用例８］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記エッチング処理は前記水晶製板材の周縁部を残して中心部に対して行い、前記接合工程の後に、前記水晶製板材の周縁部を切断することを特徴とする。
この水晶製板材の周縁部を切断することで前記１／４波長板が成形される。
この構成の本適用例では、周縁部を残してエッチング処理を行うので、水晶製板材が薄肉化しても、その周縁部は厚いままなので、その周縁部をもって作業を行うことができるから、光学ローパスフィルタの製造作業を容易に行うことができる。
【００１６】
［適用例９］
本適用例にかかる光学ローパスフィルタの製造方法は、前記１／４波長板の前記第１複屈折板が接合された面と反対側の面に前記第２複屈折板を接合する後工程を備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、１／４波長板の両面に複屈折板が接合されるので、コンパクトな構造の光学ローパスフィルタを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ１が取り付けられた撮像装置１００の概略構成が示されている。
図１において、撮像装置１００は、 撮像モジュール１１０と、光入射側に配置されるレンズ１２０と、撮像モジュール１１０から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部１３０とを含んで構成される。
この本体部１３０には、撮像信号の補正等を行う信号処理部、撮像信号を磁気テープ等の記録媒体に記録する記録部及びこの撮像信号を再生する再生部、再生された映像を表示する表示部など各種の構成要素が含まれる。
撮像モジュール１１０は、本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ１と、ＣＣＤ等のセンサからなり光学像を電気信号に変換する撮像素子１４０と、この撮像素子１４０を駆動する駆動部１５０とを含んで構成されている。
【００１８】
光学ローパスフィルタ１の構造が図２から図４に示されている。
図２は光学ローパスフィルタ１の断面図である。図２において、光学ローパスフィルタ１は、それぞれ水晶からなる第１複屈折板１１及び第２複屈折板１２と、これらの第１複屈折板１１と第２複屈折板１２との間に設けられた１／４波長板１３とを備えて構成されている。
１／４波長板１３の一方の面は第１複屈折板１１に接合され、その他方の面は第２複屈折板１２に接合されている。
【００１９】
図３及び図４は、光学ローパスフィルタ１の構造について、主に光学軸と光線の進行方向に着目して詳細に説明するために用いられるものであり、図３は光学ローパスフィルタ１の分解斜視図であり、図４は光学ローパスフィルタ１を構成する各層を通過することによる入射光の分離状態を説明する説明図である。
図３及び図４において、光入射側に配置される第１複屈折板１１は、光入射面と直交し、かつ紙面と平行な面（ｘ−ｚ平面）において、ｚ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ１により示す方向）に光学軸（光学的主軸）を有している。この第１複屈折板１１の光線Ｌ１が入射し（図４（Ａ）参照）、第１複屈折板１１に入射した光線Ｌ１は第１複屈折板１１の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１１、Ｌ１２に分離されて出射する（図４（Ｂ）参照）。これらの光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
【００２０】
１／４波長板１３は、光入射面（ｘ−ｙ平面）において、ｘ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ２により示す方向）に光学軸を有している。これにより、１／４波長板１３に入射した光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ直線偏光から円偏光に偏光状態が変えられ、２つの光線Ｌ１３、Ｌ１４となって出射する。
光出射側に配置される第２複屈折板１２は、光入射面と直交し、かつ紙面と直交する面（ｙ−ｚ平面）において、ｙ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ３により示す方向）に光学軸を有している。この第２複屈折板１２に入射した光線Ｌ１３は、第２複屈折板１２の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１５、Ｌ１６に分離されて出射する（図４（Ｃ）参照）。同様に、第２複屈折板１２に入射した光線Ｌ１４は、２つの光線Ｌ１７、Ｌ１８に分離されて出射する（図４（Ｃ）参照）。これらの光線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、それぞれ偏光状態が直線偏光に変化して出射する。
つまり、本実施形態の光学ローパスフィルタ１では１つの入射光線Ｌ１が４点の光線Ｌｌ５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌｌ８に分離されるものであり、分離された光線Ｌｌ５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌｌ８のうち２つが常光であり、残り２つが異常光である。
【００２１】
次に、本実施形態の１／４波長板１３を用いた光学ローパスフィルタ１の光学的な特性について、図５から図１３に基づいて説明する。
本実施形態では、１／４波長板１３の光学軸が主面において第１複屈折板１１の光学軸に対して±４５°であり、法線方向において９０°である。
光学ローパスフィルタ１の位相差は波長４１０ｎｍで９７〜１２６°（１０５〜１１０ｎｍ）であり、波長４４０〜５５０ｎｍで９０°であり、波長６８０ｎｍで５５〜７２°（１３６〜１４２ｎｍ）である。
表１には厚さがそれぞれ１１．７μｍ、１３．８μｍ、１５．０μｍである１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１の常光線光強度比率が示されている。
【００２２】
【表１】
【００２３】
図５には、厚さがそれぞれ１１．７μｍ、１３．８μｍ、１５．０μｍである１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１の波長と光強度比率との関係が示されている。
図５において、符号Ｐ１が厚さ１１．７μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での常光線のデータであり、符号Ｑ１が厚さ１１．７μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での異常光線のデータである。符号Ｐ２が厚さ１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での常光線のデータであり、符号Ｑ２が厚さ１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での異常光線のデータである。符号Ｐ３が厚さ１５．０μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での常光線のデータであり、符号Ｑ３が厚さ１５．０μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１での異常光線のデータである。
【００２４】
表１及び図５のデータを得るに際して、例えば、有限会社マクシス・ワン製の測定装置を用いる。この測定装置は、光源と、微小エリアの光を取り出すピンホールと、特定波長の光のみ透過する干渉フィルタと、測定対象となる光学ローパスフィルタと、拡大用のレンズと、ＣＣＤカメラとが直線上に配置されるものであり、干渉フィルタで透過した所定波長の光を光学ローパスフィルタで４点に分離した後、その光強度比率をＣＣＤカメラを用いて測定する構造である。この測定装置の干渉フィルタは、図６に示される通り、符号Ｒ１で示される４７９ｎｍの波長、Ｒ２で示される５４６ｎｍの波長、Ｒ３で示される５８６ｎｍの波長及びＲ４で示される６４３ｎｍの波長のみを透過させるものである。
【００２５】
表１及び図５において、厚さが１１．７μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１、厚さが１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１、厚さが１５．０μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１では、それぞれ使用する波長の範囲４００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて、光強度比率が２０％〜８０％の範囲内にある。２０％〜８０％の光強度比率は色ムラが生じにくく光学ローパスフィルタ１を実質的に使用できる許容範囲である。
【００２６】
ここで、光学ローパスフィルタ１では、主面の光学軸が４５°であるが、本実施形態では、１／４波長板１３を用いているため、光学軸の角度が多少変化しても問題はない。
図７には厚さ１３．８μｍの１／４波長板１３を有する光学ローパスフィルタ１において、主面の光学軸を４５°とした場合の光強度比率のデータＰ２、Ｑ２と、光学軸を４６°とした場合の光強度比率のデータＰ２１、Ｑ２１と、光学軸を５０°とした場合の光強度比率のデータＰ２２、Ｑ２２とが示されている。なお、図７では光学軸が４５°の場合と４６°の場合とでは極めて近似した値をとる。
図７に示される通り、光学軸を４５°から５°の範囲で変えても、使用する波長の範囲４００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて、数％程度の相違にしか過ぎない。つまり、１／４波長板は角度依存性が低いので、光強度比率に大きな相違が生じない。
【００２７】
１／４波長板は、前述の厚さでなくても角度依存性が低い。
図８には厚さが０．３ｍｍの水晶波長板において、光学軸を４５°〜６０°の範囲とした場合の光強度比率が示されている。
図８において、符号Ｐ３１は常光における光学軸４５°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３１は異常光における光学軸４５°の光強度比率のデータであり、符号Ｐ３２は常光における光学軸４６°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３２は異常光における光学軸４６°の光強度比率のデータであり、符号Ｐ３３は常光における光学軸５０°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３３は異常光における光学軸５０°の光強度比率のデータであり、符号Ｐ３４は常光における光学軸６０°の光強度比率のデータであり、符号Ｑ３４は異常光における光学軸６０°の光強度比率のデータである。光学軸６０°の場合の光強度比率のデータが図９で取り出して示されている。なお、図８において、光学軸が４５°の場合と４６°の場合とでは、データの差が極めて小さい。
図１０には、光学軸７０°の場合の光強度比率のデータＰ３５，Ｑ３５が示されている。
【００２８】
図８から図１０に示される通り、１／４波長板の光学軸の角度を４５°からずらした場合には、周期波形の振幅が小さくなり、常光線は強度比率１００％が基準となり、異常光線は０％が基準となる。常光線と異常光線の強度比を合わせて見ると、周期波形は、１周期おきに小さい振幅が現れる。振幅は、角度ずれが大きくなるに従って小さくなっていく。すなわち、波長全体でみると、常光線と異常光線のトータルの強度比が５０：５０でなくなっていく。
【００２９】
これに対して、１／４波長板に比べて１／２波長板は角度依存性が大きい。
図１１には、１／２波長板を用いた場合において、光学軸を２２．５°にした場合の光強度比率のデータＰ５１、Ｑ５１と、２５°にした場合の光強度比率のデータＰ５２、Ｑ５２と、２０°にした場合の光強度比率のデータＰ５３、Ｑ５３とが示されている。
図１１に示される通り、１／２波長板では、光学軸を５°変化させた場合では２０％程度の光強度比率の相違が生じる。
【００３０】
次に、本実施形態にかかる光学ローパスフィルタ１を製造する方法について図１２及び図１３に基づいて説明する。
まず、光学ローパスフィルタの製造方法の第１実施形態を図１２に基づいて説明する。
［接合工程］
図１２（Ａ）に示される通り、水晶からなる第１複屈折板１１を用意しておき、その後、図１２（Ｂ）に示される通り、第１複屈折板１１の上に水晶製板材１３Ａを接合する。なお、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとは平面上の同じ大きさのものを用意しておく。
ここで、この接合に際しては、接着剤を用いた場合や、シランカップリング剤を用いた場合や、放電プラズマを用いた場合等を例示できる。
【００３１】
（１）接着剤を用いた接合工程
第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａとの接合面を予め洗浄しておき、これらの接合面に接着剤を塗布して互いに接合する。
使用する接着剤は、接着が容易で比較的高温度に耐えうる一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。望ましい紫外線硬化型接着剤の一例としては、サンライズＭＳＩ株式会社製のＰＨＯＴＯボンド（登録商標）が挙げられる。紫外線硬化型接着剤は塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて積算光量６００ｍｊ／ｃｍ２（照度２ｍＷ／ｃｍ２）程度、照射して硬化される。硬化された接着剤の厚さは３０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。
【００３２】
（２）シランカップリング剤を用いた接合工程
第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａとの接合面にシランカップリング剤を塗布する。塗布方法として、スピン、ディップ、フロー、バーコード、スリッタ等の塗布方法が例示できる。
ここで使用されるシランカップリング剤は、下記の一般式（１）及び一般式（２）に示されるシラン化合物を用いることが好ましい。
【００３３】
Ｓｉ（ＯＲ１）４ …（１）
Ｒ１は炭素数１から４のアルキル基を示す。
一般式（１）で表されるシラン化合物の例としては。テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが例示できる。
【００３４】
Ｒ２ｎＳｉ（ＯＲ１）４−ｎ …（２）
Ｒ１はアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１から８のアルキル又は（Ｘ−Ｒ３）を表す。ここで、Ｒ３は炭素数が０〜１０の直鎖状、分岐状、環状アルキレン基又はアルキルフェニル基を表し、間にＮ、Ｏ、Ｓ、Ｐが入ってもよい。Ｘは、エポキシ基、ビニル基、アリル基、（メタ）アクリル基、イソシアネート基、アミノ基、メルカプト基等の官能基を表す。ｎは０〜３の整数であり、ｎが２又は３の場合には、（Ｘ−Ｒ３）は同種でも異種でもよい。
一般式（２）で表されるシラン化合物の具体例としては、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルジメトキシシラン等を例示することができる。
これらのシラン化合物は、そのまま用いることができるが、溶媒を用いて希釈してもよい。この溶媒としては、親水性有機溶媒剤が好ましい。親水性有機溶媒剤としては、メタノール等のアルコール類、エチレングリコール等のグリコール類、グリセリン等のグリコールエーテル類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類を例示できる。
【００３５】
その後、第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａとの接合面に塗布されたシランカップリング剤を加熱する。この加熱により、シランカップリング剤が脱水縮合されてシラノールが第１複屈折板１１の接合面と水晶製板材１３Ａの接合面とに化学結合する。つまり、接合面に化学結合したシランカップリング剤よりなる薄膜が形成される。
加熱方法としては、例えば、シランカップリング剤が塗布された第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとを、６０℃〜３００℃程度の内部温度に設定された乾燥炉に投入して行う。加熱温度が３００℃を超える場合には、シランカップリング剤中の有機物が分解されて化学結合反応が低下する。６０℃未満の場合にはシラノールの十分な脱水縮合反応が得られない。加熱時間は、加熱温度により異なるが、１時間〜６時間である。
【００３６】
第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとを乾燥炉から取り出した後に、これらの間に形成された薄膜に活性化エネルギーを付与する。
活性化エネルギーの付与方法としては、プラズマ処理、オゾン処理又は活性化エネルギー線照射等が例示できる。これにより、シランカップリング剤の薄膜表面に、反応性官能基の励起及びＯＨ基などの活性種の導入が行われ、親水性が高まる。
そして、反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせる。そのため、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとを位置だしして接合面同士を押し付ける。接合面の加圧力は２００ＭＰａ程度の範囲であるが、部材の損傷防止の観点から０．５ＭＰａ〜１ＭＰａ程度が好ましい。
さらに、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合面が加熱される。この加熱処理は前述の薄膜形成の加熱と略同じである。
【００３７】
（３）放電プラズマを用いた接合工程
第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合面を鏡面研磨加工する。
この加工された接合面をプラズマ処理により活性化しておき、これらを加圧して直接接合する。
プラズマ処理にあたり、ＣＦ4、Ａｒ、又はＮ2ガスを用いる。これらのガスを接合面に向けて照射し、所定の押圧力によって第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合面同士を加圧する。
【００３８】
［薄肉化工程］
第１複屈折板１１の上に水晶製板材１３Ａを接合したら、図１２（Ｃ）に示される通り、水晶製板材１３Ａを薄肉化して厚さ１１〜１６μｍの１／４波長板１３を成形する。
この薄肉化のために種々の手段、例えば、研磨加工を採用することができる。
この研磨加工に際しては、図１２（Ｃ）に示される通り、一面に第１複屈折板１１が接合された１／４波長板１３の他面に研磨部材３０を当接させ、この研磨部材３０を回転させながら水晶製板材１３Ａを移動させる。なお、研磨加工に代えて後述するエッチングを採用してもよい。
【００３９】
［後工程］
次に、図１２（Ｄ）に示される通り、１／４波長板１３の第１複屈折板１１が接合された面と反対側の面に第２複屈折板１２を接合して光学ローパスフィルタ１を製作する。
この際、第２複屈折板１２の大きさを予め１／４波長板１３の大きさにカットしておき、両者を接合するものでもよく、あるいは、第２複屈折板１２を大きめに形成し、１／４波長板１３に接合した後、１／４波長板１３と同じ大きさにカットするものでもよい。
また、１／４波長板１３と第２複屈折板１２との接合は、第１複屈折板１１と水晶製板材１３Ａとの接合と同じ手法、つまり、接着剤を用いた接合や、シランカップリング剤を用いた接合や、放電プラズマを用いた接合を採用することができる。
【００４０】
次に、光学ローパスフィルタの製造方法の第２実施形態を図１３に基づいて説明する。
［薄肉化工程］
図１３（Ａ）に示される通り、１／４波長板を成形するために厚さ０．１ｍｍ程度の水晶製板材１３Ａを用意する。この水晶製板材１３Ａは成形しようとする１／４波長板１３と平面上の大きさよりも縦横寸法をそれぞれ大きくし、予め保持できるように形成しておく。
図１３（Ｂ）に示される通り、水晶製板材１３Ａの上面外周縁部にマスク３１を載せてマスキングをする。このマスク３１の大きさは水晶製板材１３Ａの縁を保持できる程度の大きさであればよく、マスク３１で囲まれた中心部の大きさは１／４波長板１３となる大きさと同じである。
マスク３１は後述するエッチング液に浸食されない材質のものを用いる。
【００４１】
図１３（Ｃ）に示される通り、水晶製板材１３Ａ上面にエッチング液を塗布してエッチングする。エッチングは水晶製板材１３Ａが薄肉化して厚さ１１〜１６μｍ程度となるまで行う。
エッチング液としては、フッ酸、フッ化アンモニウム等を例示できる。本実施形態では、マスク３１の部分がマスキングしているのでエッチング処理は水晶製板材１３Ａのマスク３１がされている部分（水晶製板材１３Ａの周縁部）を残して中心部に対して行われることになる。
図１３（Ｄ）に示される通り、エッチング処理が終了したら、洗浄液を用いて水晶製板材１３Ａを洗浄するとともに、マスク３１を剥がす。
【００４２】
［接合工程］
そして、図１３（Ｄ）に示される通り、中心部が薄く形成された水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合する。この接合方法は第１実施形態の接合方法を採用することができるが、このうち接着剤を用いた接合方法が好ましい。つまり、一液性エポキシ又は一液性アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用い、紫外線硬化型接着剤を水晶製板材１３Ａと第１複屈折板１１との接合面に塗布した後、ケミカルランプや高圧水銀灯を用いて硬化する。
［切断工程］
図１３（Ｅ）に示される通り、水晶製板材１３Ａの周縁部を、カッタ等を用いて切断して１／４波長板１３を成形する。
［後工程］
図１３（Ｆ）に示される通り、１／４波長板１３の第１複屈折板１１が接合された面と反対側の面に第２複屈折板１２を接合して光学ローパスフィルタ１を製作する。
【００４３】
従って、本実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）光学ローパスフィルタ１を構成する第１複屈折板１１、第２複屈折板１２及び１／４波長板１３がそれぞれ水晶から形成されているため、これらの光学部品間の接合を容易に行うことができる。
（２）水晶から形成されている１／４波長板１３を、光学軸がその主面においては第１複屈折板１１の光学軸に対して±４５°とし、かつ、法線方向において９０°として設計したので、１／４波長板１３の厚さが１１〜１６μｍと薄くなっても、中心波長に対して位相差がなだらかに変化することになり色ムラが目立たない。１／４波長板１３が従来に比べて薄いので、光学ローパスフィルタ１の薄型化が図れ、これにより、この光学ローパスフィルタ１が装着される撮像装置１００の小型化を図ることができる。
【００４４】
（３）１／４波長板１３の両面が第１複屈折板１１と第２複屈折板１２とに接合されているので、光学ローパスフィルタ１としてよりコンパクトな構造とすることができる。そのため、撮像装置１００のより小型化を図ることができる。
【００４５】
（４）光学ローパスフィルタ１を製造するにあたり、水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合し、その後、水晶製板材１３Ａの厚みを薄くして１／４波長板１３を形成した。そのため、水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合した状態で薄肉化するので、この薄肉化された水晶製板材１３Ａが割れることがなくなり、薄肉化のための作業を容易に行うことができる。
【００４６】
（５）水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面に接着剤を塗布し、この接着剤を硬化させる方法を採用すれば、水晶製板材１３Ａと第１複屈折板１１との接合を容易に行うことができる。
【００４７】
（６）水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱する方法を採用すれば、加熱処理時での白濁の発生を低減し、接合強度を大きなものにすることができるとともに、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００４８】
（７）水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合するに際して、互いに接合しようとする接合面に放電プラズマで接合する方法を採用すれば、接着剤を用いた場合に比べて接着厚さを薄くすることができる。
【００４９】
（８）また、光学ローパスフィルタ１を製造するため、水晶製板材１３Ａの厚みを１／４波長板１３の厚さと同じまで薄くし、この水晶製板材１３Ａを第１複屈折板１１に接合する方法を採用すれば、１／４波長板１３の厚さの管理を精度よく行うことができる。
（９）この製造方法において、水晶製板材１３Ａの薄肉化をエッチング処理で行うので、エッチング処理により水晶製板材１３Ａを容易に所望の薄さにすることができる。
【００５０】
（１０）エッチング処理を水晶製板材１３Ａの周縁部を残して中心部に対して行い、水晶製板材１３Ａと第１複屈折板１１との接合の後に、水晶製板材１３Ａの周縁部を切断して１／４波長板１３を成形した。そのため、水晶製板材１３Ａが薄肉化しても、その周縁部は厚いままとなるので、この周縁部をもって光学ローパスフィルタの製造作業を容易に行うことができる。
【００５１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、１／４波長板１３の両面を第１複屈折板１１と第２複屈折板１２とに接合したが、本発明では、図１４及び図１５に示される通り、１／４波長板１３の一方の面に第１複屈折板１１と第２複屈折板１２とのいずれか一方を接合する構成としてもよい。
図１４は変形例にかかる光学ローパスフィルタ１Ａが取り付けられた撮像装置の概略構成図であり、図１５は、光学ローパスフィルタ１Ａの断面図である。
図１４及び図１５において、光学ローパスフィルタ１Ａでは第１複屈折板１１と１／４波長板１３とが分離されており、互いに所定間隔をもって配置されている。第１複屈折板１１の表面には必要に応じて赤外線カットコート１４が形成されてもよい。
また、本発明の光学ローパスフィルタ１，１Ａは撮像装置以外の装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、撮像装置、その他の装置に用いられ１／４波長板を有する光学ローパスフィルタに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光学ローパスフィルタが取り付けられた撮像装置の概略構成図。
【図２】光学ローパスフィルタの断面図。
【図３】光学ローパスフィルタの構造について、主に光学軸と光線の進行方向に着目して詳細に説明する分解斜視図。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は光学ローパスフィルタを構成する各層を通過することによる入射光の分離状態を説明する説明図。
【図５】光学ローパスフィルタの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図６】光強度比率を測定する装置で使用される干渉フィルタで所定波長を透過することを説明するためのグラフ。
【図７】光学ローパスフィルタの光学軸の角度を変更した場合における波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図８】厚さが０．３ｍｍの水晶波長板において、光学軸を４５°〜６０°の範囲とした場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図９】図８のグラフにおいて光学軸６０°の場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１０】光学軸７０°の場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１１】１／２波長板を用いた場合の波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施形態にかかる光学ローパスフィルタの製造方法を示す模式図。
【図１３】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第２実施形態にかかる光学ローパスフィルタの製造方法を示す模式図。
【図１４】本発明の変形例にかかる光学ローパスフィルタが取り付けられた撮像装置の概略構成図。
【図１５】変形例にかかる光学ローパスフィルタの断面図。
【図１６】厚さ１ｍｍの水晶位相板における常光Ｐと異常光Ｑの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１７】厚さ０．２ｍｍの水晶位相板を薄くした場合における常光Ｐと異常光Ｑの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【図１８】厚さ０．１ｍｍの水晶位相板を薄くした場合における常光Ｐと異常光Ｑの波長と光強度比率との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ａ…光学ローパスフィルタ、１１…第１複屈折板、１２…第２複屈折板、１３…１／４波長板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶からなる１／４波長板の一方の面に水晶からなる第１複屈折板が配置されるとともに他方の面に水晶からなる第２複屈折板が配置され、これらの第１複屈折板と第２複屈折板との少なくとも一方が前記１／４波長板に接合された光学ローパスフィルタであって、
前記第１複屈折板は光入射側に配置され、前記１／４波長板の厚さは１１〜１６μｍであり、前記１／４波長板の光学軸は、その主面においては前記第１複屈折板の光学軸に対して±４５°、法線方向において９０°である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に記載された光学ローパスフィルタにおいて、
前記第１複屈折板と前記第２複屈折板との双方が前記１／４波長板に接合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又は請求項２に記載された光学ローパスフィルタを製造する方法であって、
前記１／４波長板を成形するための水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程と、前記水晶製板材の厚みを薄くして前記１／４波長板を形成する薄肉化工程とを備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記接合工程は、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、前記反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱することを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記接合工程は、放電プラズマ接合で行うことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載された光学ローパスフィルタを製造する方法であって、
前記１／４波長板を成形するために水晶製板材の厚さを前記１／４波長板の厚さと同じまで薄くする薄肉化工程と、この薄肉化されて形成された水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程とを備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記薄肉化工程はエッチング処理で行うことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記エッチング処理は前記水晶製板材の周縁部を残して中心部に対して行い、前記接合工程の後に、前記水晶製板材の周縁部を切断することを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項９】
請求項３から請求項８のいずれかに記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記１／４波長板の前記第１複屈折板が接合された面と反対側の面に前記第２複屈折板を接合する後工程を備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項１】
水晶からなる１／４波長板の一方の面に水晶からなる第１複屈折板が配置されるとともに他方の面に水晶からなる第２複屈折板が配置され、これらの第１複屈折板と第２複屈折板との少なくとも一方が前記１／４波長板に接合された光学ローパスフィルタであって、
前記第１複屈折板は光入射側に配置され、前記１／４波長板の厚さは１１〜１６μｍであり、前記１／４波長板の光学軸は、その主面においては前記第１複屈折板の光学軸に対して±４５°、法線方向において９０°である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に記載された光学ローパスフィルタにおいて、
前記第１複屈折板と前記第２複屈折板との双方が前記１／４波長板に接合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又は請求項２に記載された光学ローパスフィルタを製造する方法であって、
前記１／４波長板を成形するための水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程と、前記水晶製板材の厚みを薄くして前記１／４波長板を形成する薄肉化工程とを備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記接合工程は、互いに接合しようとする接合面にシランカップリング剤を塗布し、この塗布されたシランカップリング剤を加熱し、加熱されたシランカップリング剤に活性エネルギーを付与して反応性官能基を導入し、前記反応性官能基が導入された接合面同士を貼り合わせ、互いに貼り合わせて一体化した接合面を加熱することを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記接合工程は、放電プラズマ接合で行うことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載された光学ローパスフィルタを製造する方法であって、
前記１／４波長板を成形するために水晶製板材の厚さを前記１／４波長板の厚さと同じまで薄くする薄肉化工程と、この薄肉化されて形成された水晶製板材を前記第１複屈折板に接合する接合工程とを備えたことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記薄肉化工程はエッチング処理で行うことを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記エッチング処理は前記水晶製板材の周縁部を残して中心部に対して行い、前記接合工程の後に、前記水晶製板材の周縁部を切断することを特徴とする光学ローパスフィルタの製造方法。
【請求項９】
請求項３から請求項８のいずれかに記載された光学ローパスフィルタの製造方法において、
前記１／４波長板の前記第１複屈折板が接合された面と反対側の面に前記第２複屈折板を接合する後工程を備えたことを特徴とする光学ローパス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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−１２２４０８（Ｐ２００９−１２２４０８Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９６３５３（Ｐ２００７−２９６３５３）
【出願日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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