CN113573888B - 光学滤波器 - Google Patents
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Abstract
一种光学滤波器，包括：玻璃基板，在被规定为430～650nm的波长范围的特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在被规定为900～1000nm的波长范围的特定红外区域中的光的平均透射率为25％～85％；第一光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在所述特定可见区域与所述特定红外区域之间具有阻断光的第一阻断带；及第二光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在比所述特定红外区域靠长波长侧具有阻断光的第二阻断带。
Description
技术领域
本发明涉及透射红外区域的波长的光的光学滤波器。
背景技术
CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)图像传感器或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等固态摄像元件与人的视敏特性相比，对红外光具有较强的灵敏度。因此，例如在数码照相机或数码摄像机等中，通过使用红外线截止滤波器等光学滤波器来进行分光校正。
另一方面，在昼夜连续地进行摄像的监控照相机等摄像装置中，能够通过在白天入射具有可见区域的波长的光来进行摄像。但是，由于夜间处于夜视下，所以需要取入具有红外区域的波长的光来进行摄像。因此，需要使用透射可见区域和红外区域这两个区域的光的光学滤波器来进行分光校正。
另外，透射可见区域和红外区域这两个区域的光的光学滤波器能够通过适当地设计设置在基板之上的光学多层膜来构成。即，通过形成具有高折射率层和低折射率层的重复构造的光学多层膜，能够表现出如上所述的光学特性。
例如，在专利文献1、2中记载了一种光学滤波器，通过高折射率层和低折射率层的重复构造，能够透射可见区域和红外区域这两个区域的光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－10764号公报
专利文献2：日本特开2016－109809号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在以往的光学滤波器中，若光学多层膜所包含的层的数量增加，则在批量生产时每个光学滤波器的光学特性的偏差有变大的倾向。这是因为，当光学多层膜所包含的层的数量增多时，各个层的厚度的变动对光学特性造成的影响不能忽视。特别是在红外区域中，若构成光学多层膜的层数增加，则对透射率等光学特性可能产生不能忽视的程度的偏差。
本发明是鉴于这样的背景而完成的，本发明的目的在于提供一种光学滤波器，即使光学多层膜所包含的层的数量增多，也能够显著地抑制光学特性的偏差。
用于解决课题的技术方案
在本发明中，提供一种光学滤波器，包括：
玻璃基板，在被规定为430nm～650nm的波长范围的特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在被规定为900nm～1000nm的波长范围的特定红外区域中的光的平均透射率为25％～85％；
第一光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在所述特定可见区域与所述特定红外区域之间具有阻断光的第一阻断带；及
第二光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在比所述特定红外区域靠长波长侧具有阻断光的第二阻断带。
发明效果
在本发明中，能够提供一种光学滤波器，即使光学多层膜所包含的层的数量增多，也能够显著地抑制光学特性的偏差。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器所包含的玻璃基板的透射率特性的一例的图。
图2是示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器所包含的第一光学多层膜的透射率特性的一例的图。
图3是示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器所包含的第二光学多层膜的透射率特性的一例的图。
图4是示意性地表示在本发明的一个实施方式的光学滤波器中得到的透射率特性的一例的图。
图5是示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器的截面的图。
图6是示意性地表示本发明的另一实施方式的光学滤波器的截面的图。
图7是表示本发明的一个实施方式所使用的玻璃A的光学特性的图表。
图8是表示本发明的一个实施方式所使用的第一光学多层膜的通过模拟计算而得到的光学特性的图表。
图9是表示本发明的一个实施方式所使用的第二光学多层膜的通过模拟计算而得到的光学特性的图表。
图10是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学滤波器的通过模拟计算而得到的光学特性的图表。
图11是表示本发明的另一实施方式所使用的玻璃B的光学特性的图表。
图12是表示本发明的另一实施方式所涉及的光学滤波器的通过模拟计算而得到的光学特性的图表。
图13是表示比较例所使用的玻璃C的光学特性的图表。
图14是表示比较例所涉及的光学滤波器的通过模拟计算而得到的光学特性的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
另外，本发明的一个实施方式中的玻璃基板及光学滤波器的透射率只要没有特别记载，就是考虑到基板与空气之间的界面的反射的值。另外，光学多层膜的透射率表示将光学多层膜设置到白板玻璃的情况下的透射率，该透射率是考虑到白板玻璃的未设置光学多层膜的背面侧的反射的值。
在本发明的一个实施方式中，提供一种光学滤波器，包括：
玻璃基板，在被规定为430nm～650nm的波长范围的特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在被规定为900nm～1000nm的波长范围的特定红外区域中的光的平均透射率为25％～85％；
第一光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在所述特定可见区域与所述特定红外区域之间具有阻断光的第一阻断带；及
第二光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在比所述特定红外区域靠长波长侧具有阻断光的第二阻断带。
在本申请中，所谓“特定可见区域”表示波长为430nm～650nm的范围，所谓“特定红外区域”表示波长为900nm～1000nm的范围。另外，如后所述，将波长1100nm～1200nm的范围特别称为“第二特定红外区域”。
本发明的一个实施方式的光学滤波器包括玻璃基板。该玻璃基板具有如下特征：在特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在特定红外区域中的光的平均透射率为25％～85％。
图1示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器所使用的玻璃基板的透射率特性的一例的图。
如图1所示，该玻璃基板在特定可见区域中的透射率变高，在特定可见区域中的平均透射率为80％以上。
另外，玻璃基板具有透射率在特定红外区域中比在特定可见区域中降低的特征，在特定红外区域中的平均透射率为25％～85％的范围。
另外，本发明的一个实施方式的光学滤波器包括第一光学多层膜。
该第一光学多层膜在特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围。另外，第一光学多层膜具有如下特征：在所述特定可见区域与所述特定红外区域之间具有阻断光的第一阻断带。
图2示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器所使用的第一光学多层膜的透射率特性的一例的图。
如图2所示，第一光学多层膜在特定可见区域具有第一透射带Bt1，在特定红外区域具有第二透射带Bt2。另外，第一光学多层膜在第一透射带Bt1与第二透射带Bt2之间具有第一阻断带Ct1。
在第一光学多层膜中，第一透射带Bt1具有高透射率，例如，特定可见区域的平均透射率为80％以上。
另外，第二透射带Bt2具有中等程度以上的透射率，例如，特定红外区域的平均透射率为45％～65％的范围。
另一方面，第一阻断带Ct1具有低透射率，例如在波长780nm～830nm的范围内的平均透射率为3％以下。
另外，在第一光学多层膜中，比特定红外区域高的波长下的光学特性没有特别限定。因此，图2所示的曲线仅是一例。
而且，本发明的一个实施方式的光学滤波器包括第二光学多层膜。
该第二光学多层膜在特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围。另外，第二光学多层膜具有如下特征：在比特定红外区域靠长波长侧具有阻断光的第二阻断带。
图3示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器所使用的第二光学多层膜的透射率特性的一例的图。
如图3所示，第二光学多层膜在特定可见区域具有第一透射带Bu1，在特定红外区域具有第二透射带Bu2。另外，第二光学多层膜在比第二透射带Bu2靠长波长侧具有第二阻断带Cu2。
在第二光学多层膜中，第一透射带Bu1具有高透射率。例如，特定可见区域的平均透射率为80％以上。
另外，第二透射带Bu2具有中等程度的透射率，例如，特定红外区域的平均透射率为45％～65％的范围。
第二阻断带Cu2具有低透射率，例如在波长1050nm～1200nm的范围内的平均透射率为5％以下。
另外，在第二光学多层膜中，特定可见区域～特定红外区域之间的光学特性没有特别限定。因此，图3所示的曲线仅是一例。
本发明的一个实施方式的光学滤波器包括具有如上所述的特征的玻璃基板、第一光学多层膜和第二光学多层膜，因此光学滤波器的光学特性作为各部件的光学特性的组合，如图4所示。
图4示意性地表示在本发明的一个实施方式的光学滤波器中得到的透射率特性的一例。
如图4所示，本发明的一个实施方式的光学滤波器的透射率曲线在特定可见区域具有第一透射带Ba1，在特定红外区域具有第二透射带Ba2。
另外，本发明的一个实施方式的光学滤波器的透射率曲线在第一透射带Ba1与第二透射带Ba2之间具有第一阻断带Ca1，在比第二透射带Ba2靠长波长侧具有第二阻断带Ca2。
第一透射带Ba1具有高透射率，例如，在特定可见区域中的平均透射率为80％以上。另外，第二透射带Ba2具有中等程度的透射率，例如，在特定红外区域中的平均透射率为40％～90％的范围。
第一阻断带Ca1具有低透射率，例如在波长700nm～850nm的范围内的平均透射率为5％以下。另外，第二阻断带Ca2具有低透射率，例如在波长1050nm～1200nm的范围内的平均透射率为5％以下。
另外，在图4所示的例子中，第一透射带Ba1在波长430nm～650nm的范围内被确认，第二透射带Ba2在波长900nm～1000nm的范围内被确认。
然而，这仅是一例，只要在特定可见区域中的平均透射率为80％以上，第一透射带Ba1也可以存在于更窄的区域。同样地，只要在特定红外区域中的平均透射率为40％～60％的范围，第二透射带Ba2也可以存在于更窄的区域。
另外，在图4所示的例子中，第一阻断带Ca1在波长700nm～850nm的范围被确认，第二阻断带Ca2在波长1000nm以上的区域被确认。
然而，这仅是一例，只要在波长700nm～850nm的范围内的平均透射率为5％以下，第一阻断带Ca1也可以存在于更窄的区域。
可以说，对于第二阻断带Ca2也同样。
在此，如根据图4所明确的那样，本发明的一个实施方式的光学滤波器能够在特定可见区域和特定红外区域这两个区域中透射光。因此，本发明的一个实施方式的光学滤波器例如能够利用于昼夜连续地进行摄像的摄像装置等。
另外，在本发明的一个实施方式的光学滤波器中，玻璃基板具有在特定红外区域中的光的平均透射率为25％～85％的特征。
在以往的光学滤波器中，若光学多层膜所包含的层的数量增加，伴随于此，光学特性的偏差有变大的倾向。这是因为，当光学多层膜所包含的层的数量增多时，各个层的厚度即使仅稍微变动，对光学特性造成的影响也不能忽视。特别是在特定红外区域中，若构成光学多层膜的层数增加，则对透射率等光学特性可能产生不能忽视的程度的大的偏差。
但是，在使用具有上述特征的玻璃基板作为光学滤波器的一个部件的情况下，在特定红外区域中，光的一部分被吸收。因此，可能在第一光学多层膜的第二透射带Bt2和第二光学多层膜的第二透射带Bu2产生的特性偏差的影响由于玻璃基板对光的吸收特性而被显著地减轻或排除。
因此，在本发明的一个实施方式的光学滤波器中，即使第一光学多层膜和/或第二光学多层膜所包含的层的数量增多，也能够显著地抑制通过玻璃基板、第一光学多层膜和第二光学多层膜的组合而显现的第二透射带Ba2中的光学特性的偏差。
另外，在本发明的一个实施方式的光学滤波器中，由于玻璃基板对光的吸收特性，在特定红外区域中的光学滤波器的透射率稍微降低。然而，即便如此，本发明的一个实施方式的光学滤波器的第二透射带Ba2的透射率也能够保持在例如40％～60％的范围内。
而且，在本发明的一个实施方式的光学滤波器中，通过上述特征，还能够显著地抑制可能在第二透射带Ba2产生的、入射光的角度依赖性的问题。
即，在以往的光学滤波器中，通过光学多层膜的优选组合，在特定红外区域显现出透射带。但是，这种光学多层膜的光学特性存在根据光的入射角度而变化的问题。
另一方面，在本发明的一个实施方式的光学滤波器中，特定红外区域中的第二透射带Ba2由于玻璃基板的吸收特性而降低到例如40％～60％的范围。另外，这样的玻璃基板的吸收特性具有入射角度依赖性比较小的特征。
因此，在本发明的一个实施方式的光学滤波器中，第二透射带Ba2的光学特性不易受到入射光的角度的影响，能够减轻角度依赖性的问题。
(本发明的一个实施方式的光学滤波器)
以下，参照图5对本发明的一个实施方式更详细地进行说明。
图5示意性地表示本发明的一个实施方式的光学滤波器(以下称为“第一光学滤波器”)100的截面。
如图5所示，第一光学滤波器100具有玻璃基板110、第一光学多层膜130和第二光学多层膜160。
玻璃基板110具有彼此对向的第一主面112和第二主面114，第一光学多层膜130和第二光学多层膜160均配置在玻璃基板110的第一主面112上。
另外，在图1所示的例子中，第二光学多层膜160设置于比第一光学多层膜130更靠基板侧。但是，第一光学多层膜130和第二光学多层膜160也可以按相反的顺序配置。
玻璃基板110在特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上。另外，玻璃基板110在特定红外区域中的光的平均透射率处于25％～85％的范围。玻璃基板110例如具有如上述图1所示的透射率特性。
第一光学多层膜130在特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上。另外，第一光学多层膜130在特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在特定可见区域与特定红外区域之间具有阻断光的第一阻断带。
第一光学多层膜130例如也可以具有如上述图2所示的透射率特性。
第一光学多层膜130具有“高折射率层”和“低折射率层”的重复构造。另外，所谓“高折射率层”意味着在波长500nm下的折射率为2.0以上的层，所谓“低折射率层”意味着在波长500nm下的折射率为1.6以下的层。
例如，在图5所示的例子中，第一光学多层膜130具有第一高折射率层132-1、第一低折射率层132-2、第二高折射率层132-3、第二低折射率层132-4、……、第m低折射率层132-m。在此，m例如是2～100的整数。
另一方面，第二光学多层膜160在特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上。另外，第二光学多层膜160在特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在比特定红外区域靠长波长侧具有阻断光的第二阻断带。
第二光学多层膜160例如也可以具有如上述图3所示的透射率特性。
第二光学多层膜160也与第一光学多层膜130同样地，具有“高折射率层”和“低折射率层”的重复构造。
例如，在图5所示的例子中，第一光学多层膜160具有第一高折射率层162-2、第一低折射率层162-2、第二高折射率层162-3、第二低折射率层162-4、……、第n低折射率层162-n。在此，n例如是2～130的整数。
但是，如后所述，第二光学多层膜160的结构、例如各层的厚度与第一光学多层膜130不同。
在具有这种结构的第一光学滤波器100中，能够得到如上述图4所示的透射率特性。
在第一光学滤波器100中，如上所述，可能在第一光学多层膜130和第二光学多层膜160产生的特性偏差的影响由于玻璃基板110对光的吸收特性而被显著地降低或消除。
因此，在第一光学滤波器100中，即使第一光学多层膜130和/或第二光学多层膜160所包含的层的数量增多，也能够显著地抑制第二透射带Ba2中的光学特性的偏差。
另外，在第一光学滤波器100中，能够显著地抑制特在定红外区域中的光的入射角度依赖性。
(关于光学滤波器的各构成部件)
下面，对本发明的一个实施方式的光学滤波器所使用的各部件更详细地进行说明。
另外，在以下的说明中，为了明确化，在表示各部件时使用图5所示的参照标号。
(玻璃基板110)
玻璃基板110只要具有如上所述的特征，可以具有任意的组成。
玻璃基板110也可以是含有红外线吸收成分的红外线吸收玻璃。
红外线吸收成分例如可以是铁和/或铜。红外线吸收成分的量可为0.05阳离子％以上。
玻璃基板110例如可举出含有铜的氟磷酸玻璃、含有铜的磷酸玻璃、含有铁的磷酸玻璃等，但并不限于这些。
如上所述，玻璃基板110在特定可见区域中具有80％以上的平均透射率。在特定可见区域中的平均透射率优选为81％以上，更优选为82％以上。
另外，玻璃基板110在特定红外区域中具有25％～85％的平均透射率。在特定红外区域中的平均透射率优选为30％～80％的范围，更优选为35％～75％的范围。
玻璃基板110的厚度没有特别限定。但是，在第一光学滤波器100用于小型器件的情况下，为了第一光学滤波器100的薄壁化，玻璃基板110的厚度优选为0.05mm～2mm的范围。
另外，在将特定红外区域中的平均透过率设为Tglass(％)时，玻璃基板110可以满足Tglass＜Tt1+t2 (1)式。
这里，Tt1+t2(％)是通过第一光学多层膜130和第二光学多层膜160的组合而得到的在特定红外区域中的平均透射率。
在满足(1)式的情况下，在第一光学滤波器100中，得到了能够减少批量生产上的透射率的偏差的效果。
(第一光学多层膜130)
第一光学多层膜130只要具有如上所述的特征，可以具有任何层结构。
如上所述，第一光学多层膜130可以具有高折射率层和低折射率层的重复构造。
重复的次数没有特别限定，例如为1次～50次的范围(即层数为2～100)。重复的次数优选为20次以下，更优选为15次以下。
另外，如上所述，在第一光学滤波器100中，即使将第一光学多层膜130中的重复次数提高到例如20次以上，也能够显著地抑制光学特性的偏差。因此，与以往相比，能够显著地增加重复次数，由此，能够进行更精密的光学滤波器的光学设计。
作为高折射率层，例如可举出氧化钛、氧化钽及氧化铌等。作为低折射率层，例如可举出氧化硅及氟化镁等。例如，波长500nm下的氧化钛的折射率虽然也取决于结晶状态，但一般为2.3～2.8的范围，氧化硅的折射率一般为1.4～1.5的范围。
在第一光学多层膜130中，如上述图2所示的透射率特性可以通过调整各高折射率层及各低折射率层的厚度来获得。
(第二光学多层膜160)
第二光学多层膜160只要具有如上所述的特征，可以具有任何层结构。
如上所述，第二光学多层膜160可以具有高折射率层和低折射率层的重复构造。
重复的次数没有特别限定，例如为1次～70次的范围(即层数为2～140)。重复的次数优选为50次以下，更优选为26次以下。
另外，如上所述，在第一光学滤波器100中，即使将第二光学多层膜160中的重复次数提高到例如20次以上，也能够显著地抑制光学特性的偏差。因此，与以往相比，能够显著地增加重复次数。
作为高折射率层，例如可举出氧化钛，作为低折射率层，例如可举出氧化硅。
在第二光学多层膜160中，如上述图3所示的透射率特性可以通过调整各高折射率层及各低折射率层的厚度来获得。
(第一光学滤波器100)
第一光学滤波器100例如具有如图4所示的透射率特性。
第一光学滤波器100在特定可见区域中的平均透射率可以为80％以上。在特定可见区域中的平均透射率优选为85％以上，更优选为90％以上。
第一光学滤波器100在特定可见区域具有第一透射带Ba1。第一透射带Ba1可以存在于波长430nm～650nm的整个范围。
另外，第一光学滤波器100在特定红外区域具有第二透射带Ba2。第二透射带Ba2可以存在于波长900nm～1000nm的整个范围。另外，第二透射带Ba2的中心波长可以处于920nm～980nm的范围，或者中心波长也可以处于930nm～960nm的范围。
另外，第一光学滤波器100在波长780nm～830nm的范围内的平均透射率可以小于3％。而且，第一光学滤波器100在第二特定红外区域中的平均透射率可以为2.5％以下。
在此，在第一光学滤波器100中，由以下的(2)式表示的玻璃基板110的吸收贡献度P可以为32％以上：
吸收贡献度P(％)＝(V1/V2)×100 (2)式
在此，V1由以下的(3)式表示：
V1＝100(％)-Tglass(％) (3)式，
V2由以下的(4)式表示：
V2＝100(％)-第一光学滤波器100在特定红外区域中的平均透射率(％) (4)式。
另外，在第一光学滤波器100中，由以下的(5)式表示的玻璃基板110的第二吸收贡献度Q可以为9％以上：
第二吸收贡献度Q(％)＝(W1/W2)×100 (5)式
在此，W1由以下的(6)式表示：
W1＝100(％)-玻璃基板110在第二特定红外区域中的平均透过率(％)(6)式，
W2由以下的(7)式表示：
W2＝100(％)-第一光学滤波器100在第二特定红外区域中的平均透射率(％)(7)式。
如上所述，所谓“第二特定红外区域”，表示波长1100nm～1200nm的范围。
(本发明的另一实施方式的光学滤波器)
下面，参照图6对本发明的另一实施方式的光学滤波器进行说明。
图6示意性地表示本发明的另一实施方式的光学滤波器(以下称为“第二光学滤波器”)200的截面。
如图6所示，第二光学滤波器200具有玻璃基板110、第一光学多层膜130和第二光学多层膜160。
但是，在第二光学滤波器200中，第一光学多层膜及第二光学多层膜的配置与上述第一光学滤波器100不同。即，在第二光学滤波器200中，在玻璃基板110的第一主面112侧设置第一光学多层膜130，在玻璃基板110的第二主面114侧设置第二光学多层膜160。
在这种结构的第二光学滤波器200中，也能够得到如上述图4所示的透射率特性。
另外，在第二光学滤波器200中，也能够得到与第一光学滤波器100的情况相同的效果，即，即使第一光学多层膜130和/或第二光学多层膜160所包含的层的数量增多，也能够显著地抑制第二透射带Ba2中的光学特性的偏差这样的效果。
而且，在第二光学滤波器200中，也能够显著地抑制特在定红外区域中的光的入射角度依赖性。
以上，以第一光学滤波器100及第二光学滤波器200为例，对本发明的一个实施方式的结构进行了说明。
然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在本发明中，光学滤波器可以具有其他结构。
例如，在第一光学滤波器100或第二光学滤波器200中，还可以设置在特定可见区域具有第三阻断带的第三光学多层膜。在该情况下，能够得到在特定可见区域不具有透射带而仅在特定红外区域具有透射带(例如第二透射带Ba2)的光学滤波器。
具有这样的特征的第一及第二光学滤波器100、200例如能够应用于监控照相机、车载照相机及网络照相机等摄像装置等。
【实施例】
以下，对本发明的实施例进行说明。
另外，在以下的说明中，例1和例2是实施例，例3是比较例。另外，模拟计算使用光学薄膜设计软件(TF Calc，Software Spectra Inc制)来进行。另外，在第二主面114具有增透膜(未图示)。
(例1)
将玻璃基板、第一光学多层膜和第二光学多层膜组合，构成如上述图5所示的光学滤波器(以下称为“例1所涉及的光学滤波器”)。
玻璃基板使用具有以下的表1中的“玻璃A”的组成的红外线吸收玻璃。玻璃基板的厚度为0.3mm。
【表1】
图7示出玻璃A的光学特性。
玻璃A在特定红外区域中的平均透射率Tglass为46.9％。另外，玻璃A在第二特定红外区域中的平均透射率为38.3％。
以下的表2和表3分别表示层叠在玻璃基板上的第一光学多层膜和第二光学多层膜的结构。
【表2】
【表3】
第一光学多层膜为高折射率层和低折射率层的重复构造，层数为22。另外，第二光学多层膜为高折射率层和低折射率层的重复构造，层数为52。在第一光学多层膜和第二光学多层膜中，均是高折射率层为TiO2，低折射率层为SiO2。
另外，第一光学多层膜层叠在第二光学多层膜之上。即，按照玻璃基板、第二光学多层膜和第一光学多层膜的顺序层叠，构成例1的光学滤波器。
在此，在表2及表3的记载中，层编号越小的层，意味着越接近玻璃基板。因此，在例1中，在玻璃基板的一个主面上，从构成第二光学多层膜的厚度为26.75nm的第一层起依次层叠合计52层，之后，再从构成第一光学多层膜的厚度为107.45nm的第一层起依次层叠合计22层。
图8示出通过模拟计算而得到的第一光学多层膜的光学特性。另外，图9示出通过模拟计算而得到的第二光学多层膜的光学特性。
第一光学多层膜与第二光学多层膜的组合在特定红外区域中的平均透射率Tt1+t2(％)为79.4％。
图10示出通过模拟计算而得到的例1所涉及的光学滤波器的光学特性。
例1所涉及的光学滤波器在特定可见区域中的平均透射率为96.9％。另外，在特定红外区域中的平均透射率为40.1％，在第二特定红外区域中的平均透射率为1.0％。
基于上述(2)式，求出玻璃基板的吸收贡献度P。其结果是，
吸收贡献度P(％)＝(V1/V2)×100＝{(100-46.9)/(100-40.1)}×100＝88.6％。
另外，基于上述(5)式，求出玻璃基板的第二吸收贡献度Q。其结果是，
第二吸收贡献度Q(％)＝(W1/W2)×100＝{(100-38.3)/(100-1.0)}×100＝62.3％。
(例2)
通过与例1同样的方法来构成光学滤波器(以下，称为“例2所涉及的光学滤波器”)。
但是，在该例2中，作为玻璃基板，使用具有上述表1中的“玻璃B”的组成的红外线吸收玻璃。
其他条件与例1相同。
图11示出玻璃B的光学特性。
玻璃B在特定红外区域中的平均透射率Tglass为80.0％。另外，玻璃B在第二特定红外区域中的平均透射率为84.2％。
图12示出通过模拟计算而得到的例2所涉及的光学滤波器的光学特性。
例2所涉及的光学滤波器在特定可见区域中的平均透射率为94.3％。另外，在特定红外区域中的平均透射率为42.5％，在第二特定红外区域中的平均透射率为1.8％。
基于上述(2)式和(5)式，求出玻璃基板的吸收贡献度P和第二吸收贡献度Q。其结果是，吸收贡献度P为34.8％，第二吸收贡献度Q为15.4％。
(例3)
通过与例1同样的方法来构成光学滤波器(以下，称为“例3所涉及的光学滤波器”)。
但是，在该例3中，作为玻璃基板，使用市售的玻璃(D263，Schott公司制)。以下，将该玻璃基板称为“玻璃C”。
其他条件与例1相同。
图13示出玻璃C的光学特性。
玻璃C在特定红外区域中的平均透射率Tglass为92.0％。另外，玻璃C在第二特定红外区域中的平均透射率为92.0％。
图14示出通过模拟计算而得到的例3所涉及的光学滤波器的光学特性。
例3所涉及的光学滤波器在特定可见区域中的平均透射率为98.0％。另外，在特定红外区域中的平均透射率为74.3％，在第二特定红外区域中的平均透射率为2.6％。
基于上述(2)式和(5)式，求出玻璃基板的吸收贡献度P和第二吸收贡献度Q。其结果是，吸收贡献度P为31.3％，第二吸收贡献度Q为8.2％。
在以下的表4中，汇总表示例1～例3所涉及的光学滤波器的主要光学特性。
【表4】
(评价)
在例1～例3所涉及的光学滤波器中，在几个假定下，利用蒙特卡罗模拟来评价透射率特性可能产生的偏差。
作为前提条件，假定在玻璃基板上层叠上述表2所示的结构的第一光学多层膜和上述表3所示的结构的第二光学多层膜(整体层数为74层)时，各层的厚度产生3σ＝2.6％的偏差。另外，假定玻璃基板的厚度也产生±12μm的偏差。
在上述假定下，通过模拟而构成100种光学滤波器。另外，根据所得到的光学滤波器的100种透射率特性，评价在特定红外区域中的平均透射率的偏差程度。
将结果示于以下的表5。
【表5】
| 例1 | 例2 | 例3 | |
| 标准偏差σ | 1.499 | 1.713 | 4.002 |
根据表5，在例3所涉及的光学滤波器的情况下，在特定红外区域中的平均透射率的标准偏差σ为4.002。与此相对，在例1和例2所涉及的光学滤波器的情况下，标准偏差σ均小于2。
由此可知，在例1和例2所涉及的光学滤波器中，显著地抑制了在特定红外区域中的光学特性的偏差。
本申请主张基于2019年3月28日申请的日本特许出愿第2019-063526号的优先权，并通过参照将该日本申请的全部内容援用于本申请。
标号说明
100 第一光学滤波器
110 玻璃基板
112 第一主面
114 第二主面
130 第一光学多层膜
132-1 第一高折射率层
132-2 第一低折射率层
132-3 第二高折射率层
132-4 第二低折射率层
132-m 第m低折射率层
160 第二光学多层膜
162-1 第一高折射率层
162-2 第一低折射率层
162-3 第二高折射率层
162-4 第二低折射率层
162-n 第m低折射率层
200 第二光学滤波器
Ba1 光学滤波器的第一透射带
Ba2 光学滤波器的第二透射带
Bt1 第一光学多层膜的第一透射带
Bt2 第一光学多层膜的第二透射带
Bu1 第二光学多层膜的第一透射带
Bu2 第二光学多层膜的第二透射带
Ca1 光学滤波器的第一阻断带
Ca2 光学滤波器的第二阻断带
Ct1 第一光学多层膜的第一阻断带
Cu2 第二光学多层膜的第二阻断带
Claims (8)
1.一种光学滤波器，包括：
玻璃基板，在被规定为430nm～650nm的波长范围的特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在被规定为900nm～1000nm的波长范围的特定红外区域中的光的平均透射率为25％～85％；
第一光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在所述特定可见区域与所述特定红外区域之间具有阻断光的第一阻断带；及
第二光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在比所述特定红外区域靠长波长侧具有阻断光的第二阻断带，
由以下的(I)式表示的所述玻璃基板的吸收贡献度P为32％以上：
吸收贡献度P(％)＝(V1/V2)×100(I)式，
在此，V1由以下的(II)式表示：
V1＝100(％)-所述玻璃基板在所述特定红外区域中的平均透过率(％)(II)式，
V2由以下的(III)式表示：
V2＝100(％)-该光学滤波器在所述特定红外区域中的平均透射率(％)(III)式。
2.一种光学滤波器，包括：
玻璃基板，在被规定为430nm～650nm的波长范围的特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在被规定为900nm～1000nm的波长范围的特定红外区域中的光的平均透射率为25％～85％；
第一光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在所述特定可见区域与所述特定红外区域之间具有阻断光的第一阻断带；及
第二光学多层膜，在所述特定可见区域中的光的平均透射率为80％以上，在所述特定红外区域中的光的平均透射率为45％～65％的范围，在比所述特定红外区域靠长波长侧具有阻断光的第二阻断带，
所述光学滤波器在被称为第二特定红外区域的1100nm～1200nm的波长范围内的光的平均透射率为2.5％以下，
由以下(IV)式表示的所述玻璃基板的第二吸收贡献度Q为9％以上：
第二吸收贡献度Q(％)＝(W1/W2)×100(IV)式，
在此，W1由以下的(V)式表示：
W1＝100(％)-所述玻璃基板在所述第二特定红外区域中的平均透过率(％)(V)式，
W2由以下的(VI)式表示：
W2＝100(％)-该光学滤波器在所述第二特定红外区域中的平均透射率(％)(VI)式。
3.根据权利要求1或2所述的光学滤波器，其中，
所述玻璃基板在所述特定红外区域中的光的平均透射率低于由所述第一光学多层膜与所述第二光学多层膜的组合得到的在所述特定红外区域中的光的平均透射率。
4.根据权利要求1或2所述的光学滤波器，其中，
所述玻璃基板含有铁和/或铜。
5.根据权利要求1或2所述的光学滤波器，其中，
所述玻璃基板具有彼此对向的第一主面和第二主面，
所述第一光学多层膜和所述第二光学多层膜均配置于所述第一主面侧。
6.根据权利要求1或2所述的光学滤波器，其中，
所述玻璃基板具有彼此对向的第一主面和第二主面，
所述第一光学多层膜配置于所述第一主面侧，
所述第二光学多层膜配置于所述第二主面侧。
7.根据权利要求1或2所述的光学滤波器，其中，
在所述特定可见区域中，光的平均透射率为80％以上。
8.根据权利要求1或2所述的光学滤波器，其中，
所述光学滤波器还包括阻断所述特定可见区域的光的第三光学多层膜。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078672A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Olympus Corp | 複数の光学素子を有する光学系及びそれを備えた撮像装置 |
| JP2014048402A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Kyocera Corp | 光学フィルタ部材および撮像装置 |
| CN103827705A (zh) * | 2011-09-21 | 2014-05-28 | 旭硝子株式会社 | 近红外线截止滤波器 |
| WO2014103921A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | コニカミノルタ株式会社 | Ｉｒカットフィルターおよびそれを備えた撮像装置 |
| JP2017206392A (ja) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 旭硝子株式会社 | ガラス物品 |
| WO2018043564A1 (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Jsr株式会社 | 光学フィルターおよび光学フィルターを用いた装置 |
| JP2018060163A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-12 | 株式会社大真空 | 光学フィルタ及び撮像デバイス |
| CN108693584A (zh) * | 2017-04-05 | 2018-10-23 | Jsr株式会社 | 光学滤光片及使用光学滤光片的固体摄像装置 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078672A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Olympus Corp | 複数の光学素子を有する光学系及びそれを備えた撮像装置 |
| CN103827705A (zh) * | 2011-09-21 | 2014-05-28 | 旭硝子株式会社 | 近红外线截止滤波器 |
| JP2014048402A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Kyocera Corp | 光学フィルタ部材および撮像装置 |
| WO2014103921A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | コニカミノルタ株式会社 | Ｉｒカットフィルターおよびそれを備えた撮像装置 |
| JP2017206392A (ja) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 旭硝子株式会社 | ガラス物品 |
| WO2018043564A1 (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Jsr株式会社 | 光学フィルターおよび光学フィルターを用いた装置 |
| JP2018060163A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-12 | 株式会社大真空 | 光学フィルタ及び撮像デバイス |
| CN108693584A (zh) * | 2017-04-05 | 2018-10-23 | Jsr株式会社 | 光学滤光片及使用光学滤光片的固体摄像装置 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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