JP2018060163A - Optical filter and image capturing device - Google Patents

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大西 学
Manabu Onishi
学 大西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter having pass bands in the visible band and infrared band without combining multiple filters.SOLUTION: An optical filter comprises an optical multilayer film formed on a substrate, the optical multilayer film comprising a plurality of basic blocks 11 having a specific film configuration with connecting layers 12 therebetween to achieve a pass band in the visible band and a pass band in the near-infrared band without having to combine multiple filters, with a stop band having a variable bandwidth between the two pass bands.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、可視光帯域及び赤外光帯域の両方に透過帯域を有する光学フィルタ及びそれを用いた撮像デバイスに関する。   The present invention relates to an optical filter having a transmission band in both a visible light band and an infrared light band, and an imaging device using the same.

可視光帯域及び赤外光帯域の両方に透過帯域を有する光学フィルタとして、例えば、特許文献1には、可視光を透過すると共に、近赤外光帯域の一部に透過帯域を有する光学フィルタが記載されている。   As an optical filter having a transmission band in both the visible light band and the infrared light band, for example, Patent Document 1 discloses an optical filter that transmits visible light and has a transmission band in a part of the near infrared light band. Have been described.

この光学フィルタは、例えば、昼夜連続で撮影を行う監視カメラ等に好適であり、昼間は、近赤外光帯域の前記一部の透過帯域を除く赤外光が遮断されるので、可視光による自然な画像を撮影することができる一方、夜間には、近赤外光帯域の前記透過帯域を通過する赤外光を照明用として照射し、その反射光によって撮影することができる。   This optical filter is suitable for, for example, a surveillance camera that continuously shoots day and night, and in the daytime, infrared light other than the partial transmission band of the near infrared light band is blocked, so that the visible light is used. While a natural image can be taken, at night, infrared light passing through the transmission band of the near-infrared light band can be irradiated for illumination, and the reflected light can be taken.

特許第4705342号公報Japanese Patent No. 4705342

上記特許文献1では、光学フィルタの特性を、第1のフィルタと第2のフィルタとを組合せることによって得るようにしており、近赤外光帯域の前記一部の透過帯域における、立ち上がり及び立下りの透過特性を、前記第1,第2のフィルタの組合せによって実現している。   In Patent Document 1, the characteristics of the optical filter are obtained by combining the first filter and the second filter, and rise and rise in the partial transmission band of the near infrared light band. Downstream transmission characteristics are realized by a combination of the first and second filters.

このように2つの第1,第2のフィルタを組合せることによって、近赤外光帯域の透過帯域の立ち上がり及び立下りの透過特性を実現しているので、第1,第2のフィルタの製造のばらつきによって、両フィルタの特性がばらつくと、それらを組合せることによってばらつきが重畳されることになる。このため、得られる光学フィルタの特性のばらつきが大きくなり、近赤外光帯域の透過帯域において、要求される帯域幅が狭くなると、所望の透過率が得られない場合が生じる。   By combining the two first and second filters in this way, the transmission characteristics of the near-infrared light transmission band rise and fall are realized, so the first and second filters are manufactured. If the characteristics of the two filters vary due to variations in the two, the variations are superimposed by combining them. For this reason, variation in the characteristics of the obtained optical filter becomes large, and when the required bandwidth becomes narrow in the transmission band of the near-infrared light band, a desired transmittance may not be obtained.

そこで、本願出願人は、本願出願の優先権主張の基礎となる先の出願と同日に、複数のフィルタを重ねることなく、可視光帯域に透過帯域を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域を有する光学フィルタを提案している。   Therefore, the applicant of the present application has a transmission band in the visible light band and a transmission band in the near-infrared light band without overlapping a plurality of filters on the same day as the previous application on which the priority of the application of the present application is based. The optical filter which has is proposed.

この提案した光学フィルタでは、可視光帯域の透過帯域の長波長側と近赤外光帯域の透過帯域の短波長側との間の遮断帯域の帯域幅を可変することができず、要求される仕様によっては、仕様を満足できない場合があるという課題がある。   In the proposed optical filter, the bandwidth of the cutoff band between the long wavelength side of the transmission band of the visible light band and the short wavelength side of the transmission band of the near infrared light band cannot be varied and is required. There is a problem that some specifications cannot be satisfied depending on the specifications.

本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、複数のフィルタを重ねることなく、可視光帯域及び近赤外光帯域に透過帯域をそれぞれ有すると共に、両透過帯域の間の遮断帯域の幅を可変できる光学フィルタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and has a transmission band in the visible light band and a near-infrared light band, without overlapping a plurality of filters, and between the transmission bands. An object of the present invention is to provide an optical filter that can vary the width of the cutoff band.

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

すなわち、本発明の光学フィルタは、可視光帯域と近赤外光帯域の一部とにそれぞれ透過帯域を有する光学フィルタであって、基板と、この基板に形成された光学多層膜とを備え、前記光学多層膜は、高屈折率材料からなる薄膜と、この高屈折率材料よりも屈折率が低い低屈折率材料からなる薄膜とが積層されてなり、
Hを前記高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを前記低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、前記光学多層膜は、下記の基本ブロックを、前記低屈折率材料からなるつなぎ層を挟んで複数含む基本構造を有し、
前記つなぎ層は、光学膜厚が略3L以上の前記低屈折率材料からなる薄膜を含み、
前記基本ブロックが、
{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}A{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}である。
That is, the optical filter of the present invention is an optical filter having a transmission band in each of the visible light band and a part of the near-infrared light band, and includes a substrate and an optical multilayer film formed on the substrate, The optical multilayer film is formed by laminating a thin film made of a high refractive index material and a thin film made of a low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material,
When H is 1/4 optical film thickness of the high refractive index material and L is 1/4 optical film thickness of the low refractive index material, the optical multilayer film has the following basic blocks as the low refractive index. It has a basic structure that includes a plurality of sandwiched layers of materials,
The tie layer includes a thin film made of the low refractive index material having an optical film thickness of about 3 L or more,
The basic block is
{(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H} A {(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0 .5) L (1.0 ± 0.5) H}.

但し、前記Aは、前記基本ブロックに含まれる中間層であって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)L{(1.0±0.5)H (2.0±1.0)L}(n-1)
である。
However, A is an intermediate layer included in the basic block, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) L {(1.0 ± 0.5) H (2.0 ± 1.0) L} (n−1)
It is.

なお、「±0.5」、「±1.0」は、公差である。   “± 0.5” and “± 1.0” are tolerances.

低屈折材料からなる薄膜を含む前記つなぎ層は、その光学膜厚が、略3L、略5L、または、略7Lであるのが好ましい。   The tie layer including a thin film made of a low refractive material preferably has an optical film thickness of approximately 3L, approximately 5L, or approximately 7L.

前記光学多層膜は、前記基板側に調整層を備え、前記調整層が、前記高屈折率材料からなる薄膜を含むのが好ましい。   The optical multilayer film preferably includes an adjustment layer on the substrate side, and the adjustment layer preferably includes a thin film made of the high refractive index material.

また、本発明の光学フィルタは、上記の高屈折率材料からなる薄膜と低屈折率材料からなる薄膜とを入れ替えてもよい。すなわち、本発明の光学フィルタは、可視光帯域と近赤外光帯域の一部とにそれぞれ透過帯域を有する光学フィルタであって、基板と、この基板に形成された光学多層膜とを備え、前記光学多層膜は、高屈折率材料からなる薄膜と、この高屈折率材料よりも屈折率が低い低屈折率材料からなる薄膜とが積層されてなり、
Hを前記高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを前記低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、前記光学多層膜は、下記の基本ブロックを、前記高屈折率材料からなるつなぎ層を挟んで複数含む基本構造を有し、
前記つなぎ層は、光学膜厚が略3H以上の前記高屈折率材料からなる薄膜を含み、
前記基本ブロックが、
(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}A(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}
である。
In the optical filter of the present invention, the thin film made of the high refractive index material and the thin film made of the low refractive index material may be interchanged. That is, the optical filter of the present invention is an optical filter having a transmission band in each of the visible light band and a part of the near-infrared light band, and includes a substrate and an optical multilayer film formed on the substrate, The optical multilayer film is formed by laminating a thin film made of a high refractive index material and a thin film made of a low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material,
When H is ¼ optical film thickness of the high refractive index material and L is ¼ optical film thickness of the low refractive index material, the optical multilayer film has the following basic blocks, It has a basic structure that includes a plurality of sandwiched layers of materials,
The tie layer includes a thin film made of the high refractive index material having an optical film thickness of about 3H or more,
The basic block is
(1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L} A (1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) ) H (1.0 ± 0.5) L}
It is.

但し、前記Aは、前記基本ブロックに含まれる中間層であって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)H{(1.0±0.5)L (2.0±1.0)H}(n-1)
である。
However, A is an intermediate layer included in the basic block, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) H {(1.0 ± 0.5) L (2.0 ± 1.0) H} (n−1)
It is.

高屈折材料からなる薄膜を含む前記つなぎ層は、その光学膜厚が、略3H、略5H、または、略7Hであるのが好ましい。   The tie layer including a thin film made of a highly refractive material preferably has an optical film thickness of about 3H, about 5H, or about 7H.

前記光学多層膜は、前記基板側及び外表面側に調整層を備え、前記外表面側の調整層が、前記低屈折率材料からなる薄膜を含むのが好ましい。   Preferably, the optical multilayer film includes adjustment layers on the substrate side and the outer surface side, and the adjustment layer on the outer surface side includes a thin film made of the low refractive index material.

低屈折材料からなる薄膜を含む前記つなぎ層は、前記低屈折率材料からなる薄膜と、前記高屈折率材料からなる薄膜と、前記低屈折率材料からなる薄膜との3層を含み、前記3層の光学膜厚が、
(1.4±0.5)L (0.1+0.2/−0.09)H (1.4±0.5)L
であるのが好ましい。
The tie layer including a thin film made of a low refractive index material includes three layers of a thin film made of the low refractive index material, a thin film made of the high refractive index material, and a thin film made of the low refractive index material. The optical film thickness of the layer is
(1.4 ± 0.5) L (0.1 + 0.2 / −0.09) H (1.4 ± 0.5) L
Is preferred.

高屈折材料からなる薄膜を含む前記つなぎ層は、前記高屈折率材料からなる薄膜と、前記低屈折率材料からなる薄膜と、前記高屈折率材料からなる薄膜との3層を含み、前記3層の光学膜厚が、
(1.4±0.5)H (0.1+0.2/−0.09)L (1.4±0.5)H
であるのが好ましい。
The tie layer including a thin film made of a high refractive index material includes three layers of a thin film made of the high refractive index material, a thin film made of the low refractive index material, and a thin film made of the high refractive index material. The optical film thickness of the layer is
(1.4 ± 0.5) H (0.1 + 0.2 / −0.09) L (1.4 ± 0.5) H
Is preferred.

なお、「+0.2」、「−0.09」は、公差である。   “+0.2” and “−0.09” are tolerances.

本発明の光学フィルタによると、光学多層膜が、特定の膜構成の基本ブロックを、つなぎ層を介して複数含むことによって、複数のフィルタを組合せることなく、可視光帯域に透過帯域を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域を有する光学フィルタを実現することができる。これによって、複数のフィルタを組合せる光学フィルタのように、各フィルタの製造ばらつきが重畳されて近赤外光帯域の透過帯域において、所望の透過率が得られないといった不具合がない。特に、近赤外光の透過帯域の帯域幅が狭い場合、例えば、近赤外光帯域の透過帯域の半値幅が,50nm以下である場合に有効である。   According to the optical filter of the present invention, the optical multilayer film includes a plurality of basic blocks having a specific film configuration via the connecting layer, thereby having a transmission band in the visible light band without combining a plurality of filters. An optical filter having a transmission band in the near-infrared light band can be realized. Thus, unlike an optical filter combining a plurality of filters, there is no inconvenience that a desired transmittance cannot be obtained in the near-infrared light transmission band due to the manufacturing variation of each filter being superimposed. This is particularly effective when the bandwidth of the near-infrared light transmission band is narrow, for example, when the half-value width of the near-infrared light transmission band is 50 nm or less.

更に、つなぎ層の光学膜厚を、基本ブロックの膜構成に応じて、略3L、略5L、または、略7L、あるいは、略3H、略5H、または、略7Hとすることによって、可視光帯域における透過帯域の長波長側と近赤外光帯域における透過帯域の短波長側との間の遮断帯域の帯域幅を可変することができる。   Further, the optical film thickness of the tie layer is set to approximately 3 L, approximately 5 L, approximately 7 L, approximately 3 H, approximately 5 H, or approximately 7 H, depending on the film configuration of the basic block. It is possible to vary the bandwidth of the cutoff band between the long wavelength side of the transmission band and the short wavelength side of the transmission band in the near infrared light band.

また、つなぎ層を、基本ブロックの膜構成に応じて、低屈折率材料からなる薄膜と、高屈折率材料からなる薄膜と、低屈折率材料からなる薄膜との3層、あるいは、高屈折率材料からなる薄膜と、低屈折率材料からなる薄膜と、高屈折率材料からなる薄膜との3層の特定の膜構成とすることによって、可視光帯域における透過帯域のリップルを軽減することができる。   Further, the tie layer is composed of three layers of a thin film made of a low refractive index material, a thin film made of a high refractive index material, and a thin film made of a low refractive index material, or a high refractive index depending on the film configuration of the basic block. Ripple in the transmission band in the visible light band can be reduced by adopting a specific three-layer film configuration of a thin film made of a material, a thin film made of a low refractive index material, and a thin film made of a high refractive index material. .

更に、上記中間層Aにおける、1以上の整数であるnを、選択することによって、近赤外光帯域の透過帯域の帯域幅を調整することができ、要求される仕様に応じて、透過帯域の帯域幅を選択することができる。   Furthermore, by selecting n which is an integer of 1 or more in the intermediate layer A, the bandwidth of the transmission band of the near-infrared light band can be adjusted, and according to the required specifications, the transmission band Bandwidth can be selected.

本発明の光学フィルタは、前記光学多層膜を第1の光学多層膜とし、前記可視光帯域の前記透過帯域の長波長側と前記近赤外光帯域の前記透過帯域の短波長側との間に遮断特性を有するフィルタを構成する第2の光学多層膜を備えるのが好ましい。   The optical filter of the present invention uses the optical multilayer film as a first optical multilayer film, and is between the long wavelength side of the transmission band of the visible light band and the short wavelength side of the transmission band of the near infrared light band. It is preferable to include a second optical multilayer film constituting a filter having a blocking characteristic.

第1の光学多層膜は、可視光帯域に透過帯域を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域を有するが、前記可視光帯域の前記透過帯域の長波長側と前記近赤外光帯域の前記透過帯域の短波長側との間に、透過率が急峻に変動するピークを有する透過帯域が生じるので、第2の光学多層膜を設け、この第2の光学多層膜の遮断特性によって、ピークを有する透過帯域を除去するのが好ましい。   The first optical multilayer film has a transmission band in the visible light band and a transmission band in the near-infrared light band, and the long-wavelength side of the transmission band in the visible light band and the near-infrared light band A transmission band having a peak in which the transmittance sharply fluctuates occurs between the transmission band and the short wavelength side. Therefore, a second optical multilayer film is provided, and the peak due to the blocking characteristic of the second optical multilayer film It is preferable to remove the transmission band having

前記基板の一方の面に、前記第1の光学多層膜が形成され、前記基板の他方の面に、前記第2の光学多層膜が形成されるのが好ましい。   It is preferable that the first optical multilayer film is formed on one surface of the substrate and the second optical multilayer film is formed on the other surface of the substrate.

基板の各面に、第1の光学多層膜と第2の光学多層膜とをそれぞれ形成するので、基板の片面に、両光学多層膜を形成する場合にように、偏った膜応力が加わることがなく、基板の変形を抑制することができる。   Since the first optical multilayer film and the second optical multilayer film are respectively formed on each surface of the substrate, a biased film stress is applied as in the case where both optical multilayer films are formed on one surface of the substrate. The deformation of the substrate can be suppressed.

本発明の撮像デバイスは、本発明の光学フィルタを備えている。   The imaging device of the present invention includes the optical filter of the present invention.

本発明の撮像デバイスによると、複数のフィルタを組合せることなく、可視光帯域に透過帯域を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域を有する光学フィルタを備えているので、複数のフィルタを組合せる光学フィルタのように、各フィルタの製造ばらつきが重畳されて近赤外光帯域の透過帯域において、所望の透過率が得られないといった不具合がなく、例えば、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ、虹彩認証装置等の撮像デバイスなどに好適である。   According to the imaging device of the present invention, an optical filter having a transmission band in the visible light band and a transmission band in the near infrared light band is provided without combining a plurality of filters. There is no problem that a desired transmittance cannot be obtained in the transmission band of the near-infrared light band because the manufacturing variation of each filter is superimposed, such as a video camera, a surveillance camera, an in-vehicle camera, It is suitable for an imaging device such as an iris authentication apparatus.

本発明の光学フィルタによると、光学多層膜が、特定の膜構成の基本ブロックを、つなぎ層を介して複数含むことによって、複数のフィルタを組合せることなく、可視光帯域に透過帯域を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域を有する光学フィルタを実現することができる。これによって、複数のフィルタを組合せる光学フィルタのように、各フィルタの製造ばらつきが重畳されて近赤外光帯域の透過帯域において、所望の透過率が得られないといった不具合がない。また、つなぎ層の光学膜厚の選択によって、可視光帯域における透過帯域の長波長側と近赤外光帯域における透過帯域の短波長側との間の遮断帯域の帯域幅を可変することができる。   According to the optical filter of the present invention, the optical multilayer film includes a plurality of basic blocks having a specific film configuration via the connecting layer, thereby having a transmission band in the visible light band without combining a plurality of filters. An optical filter having a transmission band in the near-infrared light band can be realized. Thus, unlike an optical filter combining a plurality of filters, there is no inconvenience that a desired transmittance cannot be obtained in the near-infrared light transmission band due to the manufacturing variation of each filter being superimposed. In addition, by selecting the optical film thickness of the tie layer, the bandwidth of the cutoff band between the long wavelength side of the transmission band in the visible light band and the short wavelength side of the transmission band in the near infrared light band can be varied. .

図1は本発明の一実施形態に係る撮像デバイスの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging device according to an embodiment of the present invention. 図2は図1の光学フィルタの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the optical filter of FIG. 図3は図1の光学フィルタの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film of the optical filter of FIG. 図4は図1の光学フィルタの第1の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the transmission characteristics of the first optical multilayer film of the optical filter of FIG. 図5は図1の光学フィルタの第2の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the film design of the second optical multilayer film of the optical filter of FIG. 図6は図1の光学フィルタの第2の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the transmission characteristics of the second optical multilayer film of the optical filter of FIG. 図7は図1の光学フィルタの透過特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the transmission characteristics of the optical filter of FIG. 図8は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略1Lとしたときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 1L. 図9は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略5Lとしたときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is about 5L. 図10は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略7Lとしたときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is about 7L. 図11は、第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を、略1L、略3L、略5L、略7Lとしたときの透過特性を示す図である。FIG. 11 is a graph showing transmission characteristics when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 1L, approximately 3L, approximately 5L, and approximately 7L. 図12は図1の光学フィルタの他の実施形態の第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film of another embodiment of the optical filter of FIG. 図13は図12の光学フィルタの第1の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the transmission characteristics of the first optical multilayer film of the optical filter of FIG. 図14は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略3Lとし、中間層におけるn=1のときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 3 L and n = 1 in the intermediate layer. 図15は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略3Lとし、中間層におけるn=3のときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 3 L and n = 3 in the intermediate layer. 図16は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略3Lとし、中間層におけるn=1、2、3のときの第1の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the transmission characteristics of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is about 3 L and n = 1, 2, and 3 in the intermediate layer. 図17は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略1Lとし、中間層におけるn=1のときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 1 L and n = 1 in the intermediate layer. 図18は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略1Lとし、中間層におけるn=3のときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 1 L and n = 3 in the intermediate layer. 図19は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略1Lとし、中間層におけるn=1、2、3のときの第1の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the transmission characteristics of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 1 L and n = 1, 2, and 3 in the intermediate layer. 図20は第1の光学多層膜に含まれる基本ブロックの数m=1のときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the film design of the first optical multilayer film when the number m of basic blocks included in the first optical multilayer film is 1. FIG. 図21は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略3Lとし、第1の光学多層膜に含まれる基本ブロックの数m=5のときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 21 shows the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 3 L and the number of basic blocks included in the first optical multilayer film is m = 5. It is a figure which shows an example. 図22は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略3Lとし、第1の光学多層膜に含まれる基本ブロックの数m=1,3,5のときの第1の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 22 shows the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 3 L, and the number of basic blocks included in the first optical multilayer film is m = 1, 3, and 5. It is a figure which shows the permeation | transmission characteristic. 図23は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略1Lとし、第1の光学多層膜に含まれる基本ブロックの数m=5のときの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 23 shows the film design of the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 1 L and the number of basic blocks included in the first optical multilayer film is m = 5. It is a figure which shows an example. 図24は第1の光学多層膜のつなぎ層の光学膜厚を略1Lとし、第1の光学多層膜に含まれる基本ブロックの数m=1,3,5のときの第1の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 24 shows the first optical multilayer film when the optical film thickness of the connecting layer of the first optical multilayer film is approximately 1 L, and the number of basic blocks included in the first optical multilayer film is m = 1, 3, and 5. It is a figure which shows the permeation | transmission characteristic. 図25は本発明の他の実施形態に係る光学フィルタの第1の光学多層膜の膜設計の一例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film of the optical filter according to another embodiment of the present invention. 図26は図25の第1の光学多層膜の透過特性を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing the transmission characteristics of the first optical multilayer film of FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る撮像デバイスの概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging device according to an embodiment of the present invention.

この実施形態の撮像デバイス1は、外部の被写体側からの光が入射する結合光学系を構成するレンズ2、本発明の実施形態に係る光学フィルタ3、及び、CCDやCMOSなどの撮像素子4を備えている。また、この撮像デバイス1には、夜間の撮影用にLEDライト5が設けられ、夜間には、LEDライト5から被写体に向けて近赤外光を照射する。   An imaging device 1 according to this embodiment includes a lens 2 constituting a coupling optical system that receives light from an external subject side, an optical filter 3 according to an embodiment of the present invention, and an imaging element 4 such as a CCD or a CMOS. I have. Further, the imaging device 1 is provided with an LED light 5 for photographing at night, and irradiates near infrared light toward the subject from the LED light 5 at night.

この実施形態の光学フィルタ3は、透明基板である水晶基板6と、この水晶板6の一方の主面6a上に形成され、可視光帯域と近赤外光帯域との2つの波長帯帯域において透過特性を有する第1の光学多層膜7と、水晶基板6の他方の主面6b上に形成され、可視光帯域と近赤外光帯域との間に遮断特性を有する第2の光学多層膜8とを備えている。   The optical filter 3 of this embodiment is formed on a quartz substrate 6 that is a transparent substrate and one main surface 6a of the quartz plate 6, and in two wavelength bands, a visible light band and a near-infrared light band. A first optical multilayer film 7 having transmission characteristics and a second optical multilayer film formed on the other main surface 6b of the quartz substrate 6 and having a cutoff characteristic between the visible light band and the near-infrared light band 8 and.

図2は、図1の光学フィルタ3の概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the optical filter 3 of FIG.

この実施形態の光学フィルタ3の第1の光学多層膜7及び第2の光学多層膜8は、高屈折率材料である、例えばTiO2からなる高屈折率膜14と、低屈折率材料である、例えばSiO2からなる低屈折率膜15とを交互に複数積層されてそれぞれ構成される。 The first optical multilayer film 7 and the second optical multilayer film 8 of the optical filter 3 of this embodiment are a high refractive index material, for example, a high refractive index film 14 made of TiO 2 and a low refractive index material. For example, a plurality of low refractive index films 15 made of, for example, SiO 2 are alternately stacked.

第1の光学多層膜7は、光学多層膜との界面となる水晶基板6側に、第1の調整層9が設けられる一方、外気との界面となる外表面側に、第2の調整層10が設けられる。両調整層9,10の間には、基本ブロック11をm(mは2
以上の整数)含んでいる。この例では、基本ブロック11を3つ含む(m=3)と共に、基本ブロック11間には、つなぎ層12が介在されている。
The first optical multilayer film 7 is provided with a first adjustment layer 9 on the quartz substrate 6 side serving as an interface with the optical multilayer film, while a second adjustment layer is disposed on the outer surface side serving as an interface with the outside air. 10 is provided. Between the adjustment layers 9 and 10, the basic block 11 is m (m is 2).
(Integer) In this example, three basic blocks 11 are included (m = 3), and a connecting layer 12 is interposed between the basic blocks 11.

この実施形態では、水晶基板6側の第1の調整層9は、高屈折率膜14と低屈折率膜15とが積層された2層で構成され、外表面側の第2の調整層10は、低屈折率膜15の1層で構成される。   In this embodiment, the first adjustment layer 9 on the quartz substrate 6 side is composed of two layers in which a high refractive index film 14 and a low refractive index film 15 are laminated, and the second adjustment layer 10 on the outer surface side. Is composed of one layer of the low refractive index film 15.

このように屈折率が変化する位置である、水晶基板6側及び外表面側に、調整層9,10をそれぞれ設けるので、リップルの発生を抑制することができる。   Since the adjustment layers 9 and 10 are provided on the quartz substrate 6 side and the outer surface side where the refractive index changes as described above, generation of ripples can be suppressed.

この実施形態では、基本ブロック11をつなぐつなぎ層12は、低屈折率膜15の1層からなる。   In this embodiment, the connecting layer 12 connecting the basic blocks 11 is composed of one layer of the low refractive index film 15.

各基本ブロック11は、高屈折率膜14と低屈折率膜15とを交互に複数、この例では、9層積層されて構成される。各基本ブロック11は、両側の3層で挟まれた中間層13を備えている。   Each basic block 11 is configured by laminating a plurality of high refractive index films 14 and low refractive index films 15 alternately, in this example, nine layers. Each basic block 11 includes an intermediate layer 13 sandwiched between three layers on both sides.

ここで、Hを前記高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを前記低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、第1の光学多層膜7は、下記の基本ブロック11を、前記低屈折率材料からなる、つなぎ層12を挟んで複数含む基本構造を有し、
つなぎ層12は、光学膜厚が略3L以上の前記低屈折率材料からなる薄膜を含み、
基本ブロックが、
{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}A{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}である。
Here, when H is 1/4 optical film thickness of the high refractive index material and L is 1/4 optical film thickness of the low refractive index material, the first optical multilayer film 7 has the following basic blocks: 11 having a basic structure including a plurality of layers 11 made of the low refractive index material with a tie layer 12 interposed therebetween,
The tie layer 12 includes a thin film made of the low refractive index material having an optical film thickness of about 3 L or more,
Basic block
{(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H} A {(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0 .5) L (1.0 ± 0.5) H}.

但し、前記Aは、基本ブロック11に含まれる上記中間層13であって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)L{(1.0±0.5)H (2.0±1.0)L}(n-1)
である。
However, A is the intermediate layer 13 included in the basic block 11, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) L {(1.0 ± 0.5) H (2.0 ± 1.0) L} (n−1)
It is.

なお、n−1は、繰り返し回数であり、{(1.0±0.5)H (2.0±1.0)L}が、n−1回繰り返し積層されていることを示す。   Note that n-1 is the number of repetitions and indicates that {(1.0 ± 0.5) H (2.0 ± 1.0) L} is repeatedly laminated n−1 times.

上記膜構成における、「±0.5」、「±1.0」は、公差であり、公差「±0.5」は、好ましくは「±0.3」であり、より好ましくは「±0.2」である。公差「±1.0」は、好ましくは「±0.6」であり、より好ましくは「±0.4」である。   In the above film configuration, “± 0.5” and “± 1.0” are tolerances, and the tolerance “± 0.5” is preferably “± 0.3”, more preferably “± 0”. .2 ". The tolerance “± 1.0” is preferably “± 0.6”, and more preferably “± 0.4”.

これらの公差を略して上記膜構成を示すと、下記のようになる。   The above-mentioned film configuration is shown by omitting these tolerances as follows.

第1の光学多層膜7の基本ブロック11の膜構成は、
(1.0H 1.0L 1.0H)A(1.0H 1.0L 1.0H)
であり、
中間層13である上記Aの膜構成は、
A=2.0L(1.0H 2.0L)(n-1)
である。
The film configuration of the basic block 11 of the first optical multilayer film 7 is as follows:
(1.0H 1.0L 1.0H) A (1.0H 1.0L 1.0H)
And
The film configuration of A, which is the intermediate layer 13, is
A = 2.0L (1.0H 2.0L) (n-1)
It is.

このAは、例えば、n=1、2、3では、下記のようになる。   This A is, for example, as follows when n = 1, 2, 3.

A=2.0L
A=2.0L 1.0H 2.0L
A=2.0L 1.0H 2.0L 1.0H 2.0L
このnは、光学フィルタ3の製造上の観点から、その上限は、例えば、8程度であるのが好ましい。
A = 2.0L
A = 2.0L 1.0H 2.0L
A = 2.0L 1.0H 2.0L 1.0H 2.0L
From the viewpoint of manufacturing the optical filter 3, the upper limit of n is preferably about 8, for example.

第1の光学多層膜7は、両端の第1,第2の調整層9,10の間に、上記膜構成の基本ブロック11をm(mは2以上の整数)含み、基本ブロック11間に、低屈折率材料からなるつなぎ層12を介在させた基本構造となっている。   The first optical multilayer film 7 includes m (m is an integer of 2 or more) of basic blocks 11 having the above-described film configuration between the first and second adjustment layers 9 and 10 at both ends. The basic structure includes a tie layer 12 made of a low refractive index material.

この実施形態では、つなぎ層12の光学膜厚は、略3Lである。ここで、略3Lとは、3.0±0.5L、好ましくは3.0±0.3L、より好ましくは3.0±0.2Lである。   In this embodiment, the optical film thickness of the connecting layer 12 is approximately 3L. Here, approximately 3 L is 3.0 ± 0.5 L, preferably 3.0 ± 0.3 L, and more preferably 3.0 ± 0.2 L.

この実施形態では、図2に示すように、第1の光学多層膜7は、基本ブロック11を3つ(m=3)含んでおり、基本ブロック11の中間層13は、3層であるので、中間層13である上記Aの膜構成において、n=2である。この第1の光学多層膜7は、9層の基本ブロック11を3つ含むので、基本ブロック11の層数の合計が27層、各基本ブロック11の間に介在されるつなぎ層12が2層、第1の調整層9が2層、第2の調整層10が1層の合計32層で構成される。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, the first optical multilayer film 7 includes three basic blocks 11 (m = 3), and the intermediate layer 13 of the basic block 11 is three layers. In the film configuration of A, which is the intermediate layer 13, n = 2. Since the first optical multilayer film 7 includes three nine basic blocks 11, the total number of the basic blocks 11 is 27, and two tie layers 12 interposed between the basic blocks 11 are provided. The first adjustment layer 9 is composed of two layers, and the second adjustment layer 10 is composed of one layer for a total of 32 layers.

図3は、設計波長(基準波長)λを886nmとし、シミュレーションにより得られた第1の光学多層膜7の膜設計の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film 7 obtained by simulation with the design wavelength (reference wavelength) λ set to 886 nm.

この図3では、上記のようにHは、高屈折率材料であるTiO2の1/4光学膜厚、Lは、低屈折率材料であるSiO2の1/4光学膜厚である。 In FIG. 3, as described above, H is a 1/4 optical film thickness of TiO 2 which is a high refractive index material, and L is a 1/4 optical film thickness of SiO 2 which is a low refractive index material.

なお、設計波長λでのTiO2の屈折率は、2.32であり、SiO2の屈折率は、1.46である。 The refractive index of TiO 2 at the design wavelength λ is 2.32, and the refractive index of SiO 2 is 1.46.

図3に示すように、第1の光学多層膜7は、水晶基板6側に、1層目の高屈折率膜(TiO2)14及び2層目の低屈折率膜(SiO2)15からなる第1の調整層9を備えると共に、外表面側に、32層目の低屈折率膜(SiO2)15からなる第2の調整層10を備えている。 As shown in FIG. 3, the first optical multilayer film 7 includes a first high-refractive index film (TiO 2 ) 14 and a second low-refractive index film (SiO 2 ) 15 on the quartz substrate 6 side. And the second adjustment layer 10 made of the 32nd low refractive index film (SiO 2 ) 15 is provided on the outer surface side.

両調整層9,10の間に、3つの基本ブロック11を含み(m=3)、基本ブロック11間の12層目及び22層目に、低屈折率膜(SiO2)15からなる、光学膜厚が略3Lのつなぎ層12がそれぞれ介在される。 An optical system including three basic blocks 11 between the adjustment layers 9 and 10 (m = 3) and including a low refractive index film (SiO 2 ) 15 on the 12th and 22nd layers between the basic blocks 11. A tie layer 12 having a thickness of about 3 L is interposed.

各基本ブロック11は、水晶基板6に近い側の、高屈折率膜(TiO2)14、低屈折率膜(SiO2)15及び高屈折率膜(TiO2)14の3層と、外表面に近い側の、高屈折率膜(TiO2)14、低屈折率膜(SiO2)15及び高屈折率膜(TiO2)14の3層との間に、低屈折率膜(SiO2)15、高屈折率膜(TiO2)14及び低屈折率膜(SiO2)15の3層からなる中間層13が設けられている。 Each basic block 11 includes three layers of a high refractive index film (TiO 2 ) 14, a low refractive index film (SiO 2 ) 15 and a high refractive index film (TiO 2 ) 14 on the side close to the quartz substrate 6, and an outer surface. close side, the high refractive index film (TiO 2) 14, the low refractive index film (SiO 2) 15 and a high refractive index film is provided between the three layers of (TiO 2) 14, the low refractive index film (SiO 2) 15, an intermediate layer 13 including three layers of a high refractive index film (TiO 2 ) 14 and a low refractive index film (SiO 2 ) 15 is provided.

図4は、この第1の光学多層膜7の透過特性を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing the transmission characteristics of the first optical multilayer film 7.

この実施形態の第1の光学多層膜7は、可視光帯域に透過帯域(約400nm〜約690nm)を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域(約840nm〜約890nm)を有している。この近赤外光帯域における透過帯域の透過率は、90%以上であり、また、透過帯域の半値幅は、約50nmである。また、両透過帯域の間の約720nm〜約760nmの帯域では、透過率が急峻に大きく変動する2つのピークが生じている。また、近赤外帯域の約990nmの前後にも透過率が急峻に変動するピークが生じている。   The first optical multilayer film 7 of this embodiment has a transmission band (about 400 nm to about 690 nm) in the visible light band and a transmission band (about 840 nm to about 890 nm) in the near infrared light band. . The transmittance of the transmission band in the near infrared light band is 90% or more, and the half width of the transmission band is about 50 nm. Further, in the band of about 720 nm to about 760 nm between the two transmission bands, two peaks in which the transmittance sharply changes greatly are generated. In addition, there is a peak in which the transmittance sharply fluctuates around about 990 nm in the near infrared band.

第1の光学多層膜7は、上記のような特定の膜構成の基本ブロック11を複数含むことによって、人間の視感度の高い可視光帯域(約400nm〜約690nm)の光を透過し、かつ、近赤外光帯域の光のうち、夜間撮影用の光を透過する特性を実現することができる。   The first optical multilayer film 7 includes a plurality of basic blocks 11 having a specific film configuration as described above, thereby transmitting light in a visible light band (about 400 nm to about 690 nm) with high human visibility, and Thus, it is possible to realize the characteristic of transmitting light for night photographing out of light in the near infrared light band.

従来例では、2つのフィルタを組み合せて、近赤外光帯域の一部に透過帯域を構成するので、各フィルタの製造ばらつきが重畳されて近赤外光帯域の透過帯域が狭くなると、所望の透過率を得ることができないといった難点がある。   In the conventional example, two filters are combined to form a transmission band in a part of the near-infrared light band. Therefore, when the manufacturing variation of each filter is superimposed and the transmission band of the near-infrared light band becomes narrow, a desired band is obtained. There is a drawback that the transmittance cannot be obtained.

これに対して、この実施形態では、第1の光学多層膜7のみによって、近赤外光帯域において、狭い帯域の透過帯域を有するので、従来例のように、2つのフィルタを組み合せる必要がなく、各フィルタの製造ばらつきが重畳されることもない。   On the other hand, in this embodiment, only the first optical multilayer film 7 has a narrow transmission band in the near-infrared light band. Therefore, it is necessary to combine two filters as in the conventional example. In addition, the manufacturing variation of each filter is not superimposed.

この実施形態では、近赤外帯域の約720nm〜約760nmの透過率が急峻に大きく変動する2つのピークを有する透過帯域及び約990nm前後のピークを除去するために、上記第2の光学多層膜8を備えている。   In this embodiment, the second optical multilayer film is used to remove the transmission band having two peaks in which the transmittance of about 720 nm to about 760 nm in the near-infrared band varies sharply and a peak around about 990 nm. 8 is provided.

第2の光学多層膜8は、上記図2に示すように、高屈折率膜14と低屈折率膜15とを交互に複数積層されて構成される。   As shown in FIG. 2, the second optical multilayer film 8 is configured by alternately laminating a plurality of high refractive index films 14 and low refractive index films 15.

図5は、シミュレーションにより得られた第2の光学多層膜8の膜設計の一例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the film design of the second optical multilayer film 8 obtained by simulation.

この実施形態の第2の光学多層膜8は、高屈折率材料である、例えばTiO2からなる高屈折率膜14と、低屈折率材料である、例えばSiO2からなる低屈折率膜15とを交互に28層積層されて構成されている。 The second optical multilayer film 8 of this embodiment includes a high refractive index film 14 made of, for example, TiO 2 that is a high refractive index material, and a low refractive index film 15 made of, for example, SiO 2 that is a low refractive index material. 28 layers are alternately laminated.

図6は、この第2の光学多層膜8の透過特性を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing the transmission characteristics of the second optical multilayer film 8.

第2の光学多層膜8は、第1の光学多層膜7と同様に、人間の視感度の高い可視光帯域に透過帯域を有すると共に、近赤外光帯域に、第1の光学多層膜7に比べて帯域幅の広い透過帯域を有している。   Similar to the first optical multilayer film 7, the second optical multilayer film 8 has a transmission band in the visible light band with high human visibility, and also in the near infrared light band. Compared to the transmission band, the transmission band has a wider bandwidth.

この第2の光学多層膜8は、可視光帯域の透過帯域の長波長側(約690nm)と近赤外光帯域の透過帯域の短波長側(約800nm)との間に遮断特性を有している。また、近赤外帯域の約990nm前後の帯域の透過率も低い。   The second optical multilayer film 8 has a cutoff characteristic between the long wavelength side (about 690 nm) of the visible light transmission band and the short wavelength side (about 800 nm) of the near infrared light transmission band. ing. Further, the transmittance in the near-infrared band around 990 nm is also low.

この第2の光学多層膜8が遮断する帯域には、第1の光学多層膜7において、透過率が急峻に大きく変動する2つのピークを有する透過帯域(約720nm〜約760nm)が含まれている。   The band blocked by the second optical multilayer film 8 includes a transmission band (about 720 nm to about 760 nm) having two peaks in which the transmittance sharply varies greatly in the first optical multilayer film 7. Yes.

図7は、第1の光学多層膜7及び第2の光学多層膜8を備える光学フィルタ3の透過特性を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating the transmission characteristics of the optical filter 3 including the first optical multilayer film 7 and the second optical multilayer film 8.

上記図4に示される透過特性を有する第1の光学多層膜7と、上記図6に示される透過特性を有する第2の光学多層膜8とを備える光学フィルタ3では、図7に示されるように、図4で現れていた約720nm〜約760nmの帯域の、透過率が急峻に大きく変動する2つのピークは現れず、除去されている。また、近赤外帯域の約990nm前後のピークも略除去されている。   As shown in FIG. 7, the optical filter 3 including the first optical multilayer film 7 having the transmission characteristics shown in FIG. 4 and the second optical multilayer film 8 having the transmission characteristics shown in FIG. In addition, the two peaks in the band of about 720 nm to about 760 nm, which appeared in FIG. In addition, a peak around 990 nm in the near infrared band is substantially removed.

光学フィルタ3は、可視光帯域に透過帯域(約400nm〜約690nm)を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域(約840nm〜約890nm)を有し、それ以外の近赤外光帯域(700nm〜800nm及び900nm〜1000nm)の波長を十分に遮断する特性を有する。   The optical filter 3 has a transmission band (about 400 nm to about 690 nm) in the visible light band, a transmission band (about 840 nm to about 890 nm) in the near infrared light band, and other near infrared light bands ( 700 nm to 800 nm and 900 nm to 1000 nm).

これによって、光学フィルタ3を備える撮像デバイス1では、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても撮影を行うことが可能となる。   As a result, the imaging device 1 including the optical filter 3 can perform photographing not only in daytime when natural light enters but also under night vision such as at night.

また、従来例のように、2つのフィルタを組み合せて、近赤外光帯域の一部に透過帯域を構成する必要がなく、各フィルタの製造ばらつきが重畳されて近赤外光帯域の透過帯域で所望の透過率を得ることができないといったことがない。   Further, unlike the conventional example, it is not necessary to combine two filters to form a transmission band in a part of the near-infrared light band, and the manufacturing variation of each filter is superimposed to transmit the transmission band of the near-infrared light band. Therefore, there is no case where a desired transmittance cannot be obtained.

この実施形態の第1,第2の光学多層膜7,8は、公知の真空蒸着装置などを用いて、水晶基板6の各主面6a,6bにそれぞれ形成される。すなわち、水晶基板6の一方の主面6aに、他方の主面6b側が蒸着されない状態にして、TiO2とSiO2とを交互に蒸着する。膜厚の調整は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源に設けられたシャッターを閉じるなどして蒸着物質(TiO2、SiO2)の蒸着を停止することにより行われる。その後、同様にして水晶基板6の他方の主面6bに、TiO2とSiO2とを交互に蒸着する。 The first and second optical multilayer films 7 and 8 of this embodiment are respectively formed on the main surfaces 6a and 6b of the quartz substrate 6 using a known vacuum deposition apparatus or the like. That is, TiO 2 and SiO 2 are alternately deposited on one principal surface 6a of the quartz substrate 6 in a state where the other principal surface 6b side is not deposited. To adjust the film thickness, the vapor deposition operation is performed while monitoring the film thickness, and when the predetermined film thickness is reached, the deposition of the vapor deposition material (TiO 2 , SiO 2 ) is stopped by closing the shutter provided in the vapor deposition source. Is done. Thereafter, TiO 2 and SiO 2 are alternately deposited on the other main surface 6b of the quartz substrate 6 in the same manner.

なお、真空蒸着法に限らず、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の他の公知の方法によって成膜してもよい。   In addition, you may form into a film by not only a vacuum evaporation method but other well-known methods, such as sputtering method and an ion plating method.

この実施形態では、水晶基板6の各主面6a,6bに、第1,第2の光学多層膜7,8をそれぞれ形成するので、片方の主面のみに両光学多層膜7,8を形成する場合に比べて、偏った膜応力が加わるのが低減され、水晶基板6が変形するのを抑制することができる。なお、水晶基板6の片方の主面のみに両光学多層膜7,8を形成してもよい。   In this embodiment, since the first and second optical multilayer films 7 and 8 are formed on the principal surfaces 6a and 6b of the quartz substrate 6, respectively, both the optical multilayer films 7 and 8 are formed only on one principal surface. Compared with the case where it does, it can reduce that the biased film | membrane stress is added and can suppress that the quartz substrate 6 deform | transforms. The optical multilayer films 7 and 8 may be formed only on one main surface of the quartz substrate 6.

この実施形態によれば、図7に示すように、可視光帯域及び近赤外光帯域に透過帯域をそれぞれ有するのであるが、要求される仕様によっては、可視光帯域における透過帯域の長波長側と、近赤外光帯域における透過帯域の短波長側との間の遮断帯域の帯域幅を可変したい場合がある。   According to this embodiment, as shown in FIG. 7, each of the visible light band and the near-infrared light band has a transmission band, but depending on the required specifications, the longer wavelength side of the transmission band in the visible light band There is a case where it is desired to vary the bandwidth of the cutoff band between the short wavelength side of the transmission band in the near infrared light band.

このため、この実施形態では、上記のように、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12を、光学膜厚が略3L以上の低屈折率材料からなる薄膜を含む構成とし、このつなぎ層12の光学膜厚を選択することによって、前記遮断帯域の帯域幅を可変するようにしている。   Therefore, in this embodiment, as described above, the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 includes a thin film made of a low refractive index material having an optical film thickness of about 3 L or more. By selecting the optical film thickness, the bandwidth of the cutoff band is made variable.

このつなぎ層12の光学膜厚は、略3L、略5L、または、略7Lであるのが好ましい。略5Lとは、5.0±0.5L、好ましくは5.0±0.3L、より好ましくは5.0±0.2Lである。略7Lとは、7.0±0.5L、好ましくは7.0±0.3L、より好ましくは7.0±0.2Lである。   The optical film thickness of the tie layer 12 is preferably about 3L, about 5L, or about 7L. About 5L is 5.0 ± 0.5L, preferably 5.0 ± 0.3L, more preferably 5.0 ± 0.2L. About 7L is 7.0 ± 0.5L, preferably 7.0 ± 0.3L, and more preferably 7.0 ± 0.2L.

次に、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚を、略3L、略5L、または、略7Lとした場合の遮断帯域の帯域幅について説明する。ここでは、参考例として、つなぎ層12の光学膜厚が、略1Lである場合も併せて説明する。   Next, the bandwidth of the cutoff band when the optical film thickness of the tie layer 12 in the first optical multilayer film 7 is set to approximately 3L, approximately 5L, or approximately 7L will be described. Here, as a reference example, the case where the optical film thickness of the connecting layer 12 is approximately 1 L will be described.

第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略3Lである場合の膜設計は、上記図3に示されている。   The film design when the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 3 L is shown in FIG.

図8は、つなぎ層12の光学膜厚を略1Lとした場合の図3に対応する第1の光学多層膜7の膜設計の一例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the film design of the first optical multilayer film 7 corresponding to FIG. 3 when the optical film thickness of the connecting layer 12 is approximately 1 L.

図3と同様に、両調整層9,10の間に、中間層13が3層(n=2)の3つの基本ブロック11を含み(m=3)、基本ブロック11間の12層目及び22層目に、低屈折率膜(SiO2)15からなるつなぎ層12がそれぞれ介在されるが、各つなぎ層12の光学膜厚は、略1Lである。 Similar to FIG. 3, the intermediate layer 13 includes three basic blocks 11 of three layers (n = 2) between the adjustment layers 9 and 10 (m = 3), and the twelfth layer between the basic blocks 11 and In the 22nd layer, a tie layer 12 composed of a low refractive index film (SiO 2 ) 15 is interposed, and the optical film thickness of each tie layer 12 is approximately 1 L.

図9は、つなぎ層12の光学膜厚を略5Lとした場合の図3に対応する第1の光学多層膜7の膜設計の一例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film 7 corresponding to FIG. 3 when the optical film thickness of the connecting layer 12 is about 5L.

図3と同様に、両調整層9,10の間に、中間層13が3層(n=2)の3つの基本ブロック11を含み(m=3)、基本ブロック11間の12層目及び22層目に、低屈折率膜(SiO2)15からなるつなぎ層12がそれぞれ介在されるが、各つなぎ層12の光学膜厚は、略5Lである。 Similar to FIG. 3, the intermediate layer 13 includes three basic blocks 11 of three layers (n = 2) between the adjustment layers 9 and 10 (m = 3), and the twelfth layer between the basic blocks 11 and In the twenty-second layer, a tie layer 12 composed of a low refractive index film (SiO 2 ) 15 is interposed, and the optical film thickness of each tie layer 12 is approximately 5L.

図10は、つなぎ層12の光学膜厚を略7Lとした場合の図3に対応する第1の光学多層膜7の膜設計の一例を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film 7 corresponding to FIG. 3 when the optical film thickness of the connecting layer 12 is approximately 7L.

図3と同様に、両調整層9,10の間に、中間層13が3層(n=2)の3つの基本ブロック11を含み(m=3)、基本ブロック11間の12層目及び22層目に、低屈折率膜(SiO2)15からなるつなぎ層12がそれぞれ介在されるが、各つなぎ層12の光学膜厚は、略7Lである。 Similar to FIG. 3, the intermediate layer 13 includes three basic blocks 11 of three layers (n = 2) between the adjustment layers 9 and 10 (m = 3), and the twelfth layer between the basic blocks 11 and In the 22nd layer, a tie layer 12 composed of a low refractive index film (SiO 2 ) 15 is interposed, and the optical film thickness of each tie layer 12 is approximately 7L.

図11は、上記図3、図8、図9、図10に示されるつなぎ層12の光学膜厚を、略3L、略1L、略5L、略7Lとした場合の図4に対応する透過特性を示す図である。この図11では、略1Lを短い破線で、略3Lを実線で、略5Lを一点鎖線で、略7Lを長い破線でそれぞれ示している。なお、実線で示される略3Lの透過特性は、上記図4と同じである。   11 shows transmission characteristics corresponding to FIG. 4 when the optical film thickness of the tie layer 12 shown in FIGS. 3, 8, 9, and 10 is approximately 3L, approximately 1L, approximately 5L, and approximately 7L. FIG. In FIG. 11, approximately 1L is indicated by a short broken line, approximately 3L is indicated by a solid line, approximately 5L is indicated by a one-dot chain line, and approximately 7L is indicated by a long broken line. The transmission characteristic of approximately 3L indicated by the solid line is the same as that in FIG.

この図11では、つなぎ層12の各光学膜厚である略1L、略3L、略5L及び略7Lについて、近赤外光帯域における透過帯域(約840nm〜約890nm)の短波長側の半値の波長を基準として、可視光帯域の透過帯域の長波長側の半値の波長までの帯域幅を、BW1、BW2、BW3、BW4でそれぞれ示している。   In FIG. 11, the half-value on the short wavelength side of the transmission band (about 840 nm to about 890 nm) in the near-infrared light band for each of the optical film thicknesses of approximately 1 L, approximately 3 L, approximately 5 L, and approximately 7 L of the connecting layer 12. With reference to the wavelength, the bandwidths up to the half-value wavelength on the long wavelength side of the transmission band of the visible light band are indicated by BW1, BW2, BW3, and BW4, respectively.

図11に示されるように、つなぎ層12の光学膜厚が大きくなるにつれて、可視光帯域における透過帯域の長波長側と近赤外光帯域における透過帯域の短波長側との間の遮断帯域の帯域幅BW1〜BW4が小さくなることが分る。   As shown in FIG. 11, as the optical film thickness of the tie layer 12 increases, the cutoff band between the long wavelength side of the transmission band in the visible light band and the short wavelength side of the transmission band in the near infrared light band is increased. It can be seen that the bandwidths BW1 to BW4 become smaller.

例えば、つなぎ層12の光学膜厚が略1Lでは、遮断帯域の帯域幅BW1は、約180nmであり、光学膜厚が略7Lでは、遮断帯域の帯域幅BW4は、約150nmである。   For example, when the optical film thickness of the tie layer 12 is approximately 1 L, the bandwidth BW1 of the cutoff band is approximately 180 nm, and when the optical film thickness is approximately 7 L, the bandwidth BW4 of the cutoff band is approximately 150 nm.

このように本実施形態によれば、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12を、光学膜厚が略3L以上の低屈折率材料からなる薄膜を含むので、このつなぎ層12の光学膜厚を、例えば、略3L、略5L、略7Lのいずれかを選択することによって、可視光帯域における透過帯域の長波長側と近赤外光帯域における透過帯域の短波長側との間の遮断帯域の帯域幅を可変することができる。   As described above, according to the present embodiment, the tie layer 12 in the first optical multilayer film 7 includes a thin film made of a low refractive index material having an optical film thickness of approximately 3 L or more. For example, by selecting any one of approximately 3L, approximately 5L, and approximately 7L, a cutoff band between the long wavelength side of the transmission band in the visible light band and the short wavelength side of the transmission band in the near infrared light band is selected. The bandwidth can be varied.

なお、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚は、7L以上としてもよく、また、近赤外光帯域における透過帯域の短波長側を基準として前記遮断帯域の帯域幅を可変する場合に限らず、可視光帯域における透過帯域の長波長側を基準として、前記遮断帯域の帯域幅を可変してもよい。   The optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 may be 7 L or more, and the bandwidth of the cutoff band is variable with reference to the short wavelength side of the transmission band in the near infrared light band. However, the bandwidth of the cutoff band may be varied with reference to the longer wavelength side of the transmission band in the visible light band.

上記実施形態の第1の光学多層膜7では、上記図4の透過特性図に示されるように、可視光帯域における透過帯域(約400nm〜約690nm)でリップルが生じており、このリップルを軽減することが好ましい。   In the first optical multilayer film 7 of the above embodiment, as shown in the transmission characteristic diagram of FIG. 4 above, ripples are generated in the transmission band (about 400 nm to about 690 nm) in the visible light band, and this ripple is reduced. It is preferable to do.

次に、このリップルを軽減する第1の光学多層膜7について説明する。   Next, the first optical multilayer film 7 that reduces this ripple will be described.

上記のようにHを高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、リップルを軽減する第1の光学多層膜7は、上記の基本ブロック11を、前記低屈折率材料からなる、つなぎ層12を挟んで複数含む基本構造を有し、
前記つなぎ層12は、前記低屈折率材料からなる薄膜と、前記高屈折率材料からなる薄膜と、前記低屈折率材料からなる薄膜との3層を含み、
前記3層の光学膜厚が、
(1.4±0.5)L (0.1+0.2/−0.09)H (1.4±0.5)L
である。
As described above, when H is 1/4 optical film thickness of the high refractive index material and L is 1/4 optical film thickness of the low refractive index material, the first optical multilayer film 7 that reduces ripple is The basic block 11 is made of the low refractive index material, and has a basic structure including a plurality of the tie layers 12 with the tie layer 12 in between.
The tie layer 12 includes three layers of a thin film made of the low refractive index material, a thin film made of the high refractive index material, and a thin film made of the low refractive index material,
The optical thickness of the three layers is
(1.4 ± 0.5) L (0.1 + 0.2 / −0.09) H (1.4 ± 0.5) L
It is.

上記膜構成における、「±0.5」は上記と同様の公差であり、この公差「±0.5」は、好ましくは「±0.3」であり、より好ましくは「±0.2」である。   In the above film configuration, “± 0.5” is the same tolerance as described above, and this tolerance “± 0.5” is preferably “± 0.3”, more preferably “± 0.2”. It is.

「+0.2/−0.09」も公差であり、(0.1+0.2/−0.09)Hは、光学膜厚の許容範囲0.3(=0.1+0.2)H〜0.001(=0.1−0.09)Hを示している。この公差「+0.2/−0.09」は、好ましくは「+0.1/−0.05」であり、より好ましくは「+0.05/−0.03」である。   “+ 0.2 / −0.09” is also a tolerance, and (0.1 + 0.2 / −0.09) H is an allowable optical film thickness range of 0.3 (= 0.1 + 0.2) H to 0. 0.001 (= 0.1-0.09) H. The tolerance “+ 0.2 / −0.09” is preferably “+ 0.1 / −0.05”, and more preferably “+ 0.05 / −0.03”.

公差を略して上記膜構成を示すと、下記のようになる。   The above film structure is shown below with the tolerance omitted.

第1の光学多層膜7のつなぎ層12の前記3層の膜構成は、
1.4L 0.1H 1.4L
である。
The film configuration of the three layers of the connecting layer 12 of the first optical multilayer film 7 is as follows:
1.4L 0.1H 1.4L
It is.

すなわち、上記実施形態の第1の光学多層膜7と、つなぎ層12の構成が相違するだけで、基本ブロック11及び中間層13は、同じ構成である。   That is, the basic block 11 and the intermediate layer 13 have the same configuration except that the configuration of the first optical multilayer film 7 and the connecting layer 12 in the above embodiment is different.

図12は、このリップルを軽減する第1の光学多層膜7の膜設計の一例を示す図であり、上記図3に対応する図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the film design of the first optical multilayer film 7 that reduces this ripple, and corresponds to FIG. 3 described above.

図12に示すように、第1の光学多層膜7は、水晶基板6側に、1層目の高屈折率膜(TiO2)14及び2層目の低屈折率膜(SiO2)15からなる第1の調整層9を備えると共に、外表面側に、36層目の低屈折率膜(SiO2)15からなる第2の調整層10を備えている。 As shown in FIG. 12, the first optical multilayer film 7 includes a first high refractive index film (TiO 2 ) 14 and a second low refractive index film (SiO 2 ) 15 on the quartz substrate 6 side. And the second adjustment layer 10 made of the 36th low refractive index film (SiO 2 ) 15 is provided on the outer surface side.

両調整層9,10の間に、中間層13が3層(n=2)の3つの基本ブロック11を含み(m=3)、基本ブロック11間の12層目〜14層目、及び、24層目〜26層目に、3層からなるつなぎ層12がそれぞれ介在される。   Between both adjustment layers 9 and 10, the intermediate layer 13 includes three basic blocks 11 of three layers (n = 2) (m = 3), the 12th to 14th layers between the basic blocks 11, and In the 24th to 26th layers, the three connecting layers 12 are interposed.

各つなぎ層12は、低屈折率膜(SiO2)15、高屈折率膜(TiO2)14及び低屈折率膜(SiO2)15の3層からなり、光学膜厚は、略、1.4L 0.1H 1.4Lである。 Each tie layer 12 includes three layers of a low refractive index film (SiO 2 ) 15, a high refractive index film (TiO 2 ) 14, and a low refractive index film (SiO 2 ) 15. 4L 0.1H 1.4L.

図13は、図12の光学多層膜7の透過特性を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing the transmission characteristics of the optical multilayer film 7 of FIG.

この実施形態の第1の光学多層膜7は、上記実施形態の光学多層膜7と同様に、可視光帯域に透過帯域(約400nm〜約690nm)を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域(約840nm〜約890nm)を有している。   The first optical multilayer film 7 of this embodiment has a transmission band (about 400 nm to about 690 nm) in the visible light band and a transmission band in the near-infrared light band, like the optical multilayer film 7 of the above embodiment. (About 840 nm to about 890 nm).

更に、図4の透過特性に比べて、可視光帯域における透過帯域(約400nm〜約690nm)でのリップルが、大幅に軽減されていることが分る。   Furthermore, it can be seen that the ripple in the transmission band (about 400 nm to about 690 nm) in the visible light band is greatly reduced compared to the transmission characteristics of FIG.

このようにつなぎ層12を、低屈折率材料からなる薄膜と、高屈折率材料からなる薄膜と、低屈折率材料からなる薄膜との3層を含む特定の光学膜厚とすることによって、可視光帯域における透過帯域でのリップルを大幅に抑制することができる。   In this way, the linking layer 12 has a specific optical film thickness including three layers of a thin film made of a low refractive index material, a thin film made of a high refractive index material, and a thin film made of a low refractive index material. Ripple in the transmission band in the optical band can be greatly suppressed.

次に、第1の光学多層膜7の基本ブロック11の中間層13である上記Aにおける繰り返し回数(n−1)について説明する。   Next, the number of repetitions (n−1) in A, which is the intermediate layer 13 of the basic block 11 of the first optical multilayer film 7, will be described.

ここでは、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚を略3Lとし、n=1、2、3の各場合について説明する。   Here, the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is assumed to be approximately 3 L, and each case where n = 1, 2, 3 will be described.

第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略3Lであって、n=2である場合の膜設計は、上記図3に示されている。   The film design in the case where the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 3L and n = 2 is shown in FIG.

図14は、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略3Lであって、n=1の場合の図3に対応する膜設計の一例を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a film design corresponding to FIG. 3 when the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 3 L and n = 1.

n=1では、中間層13である上記Aは、公差を略して示すと、
A=2.0L(1.0H 2.0L)0
=2.0L
となり、中間層13は1層である。
When n = 1, the above-mentioned A which is the intermediate layer 13 is shown by abbreviating the tolerance.
A = 2.0L (1.0H 2.0L) 0
= 2.0L
Thus, the intermediate layer 13 is a single layer.

図14に示すように、各基本ブロック11の各中間層13は、6層目、14層目、22層目となる。この場合、第1の光学多層膜7は、第1,第2の調整層9,10、つなぎ層12、及び、7層からなる3つの基本ブロック11(m=3)で構成され、合計の層数は、26層となる。   As shown in FIG. 14, each intermediate layer 13 of each basic block 11 is a sixth layer, a fourteenth layer, and a twenty-second layer. In this case, the first optical multilayer film 7 is composed of three basic blocks 11 (m = 3) including the first and second adjustment layers 9 and 10, the connecting layer 12, and the seven layers. The number of layers is 26.

図15は、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略3Lであって、n=3の場合の図3に対応する膜設計の一例を示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a film design corresponding to FIG. 3 when the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 3 L and n = 3.

n=3では、中間層13である上記Aは、公差を略して示すと、
A=2.0L(1.0H 2.0L)2
=2.0L 1.0H 2.0L 1.0H 2.0L
となり、中間層13は5層である。
When n = 3, the above-mentioned A which is the intermediate layer 13 is shown by abbreviating the tolerance.
A = 2.0L (1.0H 2.0L) 2
= 2.0L 1.0H 2.0L 1.0H 2.0L
Thus, the intermediate layer 13 has five layers.

図15に示すように、各基本ブロック11の各中間層13は、6層目〜10層目、18層目〜22層目、30層目〜34層目となる。この場合、第1の光学多層膜7は、第1,第2の調整層9,10、つなぎ層12、及び、11層からなる3つの基本ブロック11(m=3)で構成され、合計の層数は、38層となる。   As shown in FIG. 15, each intermediate layer 13 of each basic block 11 is the sixth layer to the tenth layer, the 18th layer to the 22nd layer, and the 30th layer to the 34th layer. In this case, the first optical multilayer film 7 is composed of three basic blocks 11 (m = 3) including the first and second adjustment layers 9 and 10, the connecting layer 12, and the eleventh layer. The number of layers is 38.

図16は、上記図3、図14、図15のn=2、n=1、n=3の各場合の図4に対応する透過特性を示す図であり、基本ブロック11の数mは、いずれもm=3である。この図16ではn=1の場合を破線で、n=2の場合を実線で、n=3の場合を一点鎖線でそれぞれ示している。   FIG. 16 is a diagram showing the transmission characteristics corresponding to FIG. 4 in each of the cases of n = 2, n = 1, and n = 3 in FIGS. 3, 14, and 15, and the number m of basic blocks 11 is In either case, m = 3. In FIG. 16, the case where n = 1 is indicated by a broken line, the case where n = 2 is indicated by a solid line, and the case where n = 3 is indicated by a one-dot chain line.

この図16に示されるように、近赤外光帯域における透過帯域(約800n,m〜約900nm)の半値幅は、破線で示されるn=1では、約50nmであるのに対して、一点鎖線で示されるn=3では、約25nmとなっている。   As shown in FIG. 16, the half-value width of the transmission band (about 800 n, m to about 900 nm) in the near-infrared light band is about 50 nm when n = 1 indicated by a broken line, When n = 3 indicated by a chain line, the thickness is about 25 nm.

このように、近赤外光帯域における透過帯域の帯域幅は、nの値が大きくなるにつれて、狭くなることが分る。   Thus, it can be seen that the bandwidth of the transmission band in the near-infrared light band becomes narrower as the value of n increases.

次に、参考例として、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚を略1Lとした場合の繰り返し回数(n−1)について説明する。   Next, as a reference example, the number of repetitions (n−1) when the optical film thickness of the tie layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 1 L will be described.

第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略1Lであって、n=2である場合の膜設計は、上記図8に示されている。   FIG. 8 shows the film design when the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 1 L and n = 2.

図17は、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略1Lであって、n=1の場合の図8に対応する膜設計の一例を示す図であり、図18は、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略1Lであって、n=3の場合の図8に対応する膜設計の一例を示す図である。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a film design corresponding to FIG. 8 when the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 1 L and n = 1. These are figures which show an example of the film | membrane design corresponding to FIG. 8 when the optical film thickness of the connection layer 12 in the 1st optical multilayer film 7 is about 1L, and n = 3.

図17及び図18は、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が、略3Lの場合の上記図14及び図15にそれぞれ対応するものである。   FIGS. 17 and 18 respectively correspond to FIGS. 14 and 15 in the case where the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 3L.

図19は、上記図8、図17、図18のn=2、n=1、n=3の各場合の図4に対応する透過特性を示す図であり、基本ブロック11の数mは、いずれもm=3である。この図19では、上記図16と同様に、n=1の場合を破線で、n=2の場合を実線で、n=3の場合を一点鎖線でそれぞれ示している。   FIG. 19 is a diagram showing the transmission characteristics corresponding to FIG. 4 in the case of n = 2, n = 1, and n = 3 in FIGS. 8, 17, and 18, and the number m of basic blocks 11 is In either case, m = 3. In FIG. 19, similarly to FIG. 16, the case where n = 1 is indicated by a broken line, the case where n = 2 is indicated by a solid line, and the case where n = 3 is indicated by a one-dot chain line.

この図19に示されるように、近赤外光帯域における透過帯域(約800n,m〜約900nm)の帯域幅は、nの値が大きくなるにつれて、狭くなることが分る。   As can be seen from FIG. 19, the bandwidth of the transmission band (about 800 n, m to about 900 nm) in the near-infrared light band becomes narrower as the value of n increases.

上記図16及び図19では、つなぎ層12の光学膜厚が、略3L、略1Lである場合を示したが、つなぎ層12の光学膜厚が、上記3層からなる場合にも、同様に、近赤外光帯域における透過帯域の帯域幅は、nの値が大きくなるにつれて、狭くなる傾向を示した。   16 and 19 show the case where the optical film thickness of the tie layer 12 is approximately 3L and approximately 1L. However, the same applies to the case where the optical film thickness of the tie layer 12 is composed of the above three layers. The bandwidth of the transmission band in the near-infrared light band tended to become narrower as the value of n increased.

このように基本ブロック11の中間層13であるAの繰り返しの回数(n−1)を増やすことによって、近赤外光帯域の透過帯域の帯域幅を狭く設計することができる。   Thus, by increasing the number of repetitions (n−1) of A, which is the intermediate layer 13 of the basic block 11, the bandwidth of the transmission band of the near infrared light band can be designed to be narrow.

したがって、要求される仕様に応じて、中間層13であるAの繰り返しの回数(n−1)を選択することによって、近赤外光帯域の透過帯域の帯域幅を調整することができる。   Therefore, the bandwidth of the transmission band of the near-infrared light band can be adjusted by selecting the number of repetitions (n-1) of A that is the intermediate layer 13 according to the required specifications.

次に、第1の光学多層膜7に含まれる基本ブロック11の数m(mは2以上の整数)について説明する。ここでは、つなぎ層12の光学膜厚は、略3Lとし、m=1の場合についても併せて説明する。   Next, the number m of basic blocks 11 included in the first optical multilayer film 7 (m is an integer of 2 or more) will be described. Here, the optical film thickness of the connecting layer 12 is approximately 3 L, and the case where m = 1 is also described.

第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が略3Lであって、m=3の場合は、上記図3に示されている。   FIG. 3 shows the case where the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is approximately 3 L and m = 3.

図20は、m=1の場合の図3に対応する膜設計の一例を示す図である。   FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a film design corresponding to FIG. 3 when m = 1.

図20に示すように、第1の光学多層膜7に含まれる基本ブロック11は1つであり(m=1)、したがって、基本ブロック11間をつなぐつなぎ層12は設けられていない。この場合、第1の光学多層膜7は、第1,第2の調整層9,10、及び、9層からなる1つの基本ブロック11で構成され、合計の層数は、12層となる。   As shown in FIG. 20, the number of basic blocks 11 included in the first optical multilayer film 7 is one (m = 1). Therefore, the connecting layer 12 that connects the basic blocks 11 is not provided. In this case, the first optical multilayer film 7 is composed of the first and second adjustment layers 9 and 10 and one basic block 11 including nine layers, and the total number of layers is 12.

図21は、つなぎ層12の光学膜厚が略3Lであって、m=5の場合の図3に対応する膜設計の一例を示す図である。   FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a film design corresponding to FIG. 3 when the optical film thickness of the tie layer 12 is approximately 3 L and m = 5.

図21に示すように、第1の光学多層膜7に含まれる基本ブロック11は5つであり(m=5)、各基本ブロック11間には、12層目、22層目、32層目、42層目に各つなぎ層12がそれぞれ介在されている。この場合、第1の光学多層膜7は、第1,第2の調整層9,10、つなぎ層12、及び、9層からなる5つの基本ブロック11で構成され、合計の層数は、52層となる。   As shown in FIG. 21, the first optical multilayer film 7 includes five basic blocks 11 (m = 5), and the 12th, 22nd, and 32nd layers are provided between the basic blocks 11. The tie layers 12 are interposed in the 42nd layer. In this case, the first optical multilayer film 7 includes the first and second adjustment layers 9 and 10, the connecting layer 12, and five basic blocks 11 including nine layers, and the total number of layers is 52. Become a layer.

なお、図3、図20、図21の第1の光学多層膜7における中間層13である上記Aの繰返し回数(n−1)におけるnは、全てn=2である。   Note that n in the number of repetitions (n-1) of A, which is the intermediate layer 13 in the first optical multilayer film 7 of FIGS. 3, 20, and 21, is all n = 2.

図22は、上記図3、図20、図21のm=3、m=1、m=5の各場合の図4に対応する透過特性を示す図である。この図22ではm=1の場合を破線で、m=3の場合を実線で、m=5の場合を一点鎖線でそれぞれ示している。   FIG. 22 is a graph showing the transmission characteristics corresponding to FIG. 4 in the cases of m = 3, m = 1, and m = 5 in FIGS. In FIG. 22, the case where m = 1 is indicated by a broken line, the case where m = 3 is indicated by a solid line, and the case where m = 5 is indicated by a one-dot chain line.

この図22に示すように、第1の光学多層膜7に含まれる基本ブロック11の数mが増えるにつれて、立ち上がり、立ち下がりの透過特性が急峻となる。   As shown in FIG. 22, as the number m of the basic blocks 11 included in the first optical multilayer film 7 increases, the rising and falling transmission characteristics become steep.

次に、参考例として、第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚を略1Lとした場合の基本ブロック11の数mについて説明する。   Next, as a reference example, the number m of basic blocks 11 when the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is set to approximately 1 L will be described.

第1の光学多層膜7におけるつなぎ層12の光学膜厚が略1Lであって、m=3の場合は、上記図8に示されている。   FIG. 8 shows the case where the optical film thickness of the connecting layer 12 in the first optical multilayer film 7 is about 1 L and m = 3.

m=1では、基本ブロック11は1つであり、基本ブロック11間をつなぐつなぎ層12は設けられず、膜設計は、上記図20のようになる。   When m = 1, the number of basic blocks 11 is one, the connecting layer 12 that connects the basic blocks 11 is not provided, and the film design is as shown in FIG.

図23は、つなぎ層12の光学膜厚が略1Lであって、m=5の場合の図8に対応する膜設計の一例を示す図である。   FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a film design corresponding to FIG. 8 when the optical film thickness of the tie layer 12 is approximately 1 L and m = 5.

なお、図8、図20、図23の第1の光学多層膜7における中間層13である上記Aの繰返し回数(n−1)におけるnは、全てn=2である。   Note that n in the number of repetitions (n-1) of A, which is the intermediate layer 13 in the first optical multilayer film 7 of FIGS. 8, 20, and 23, is all n = 2.

図24は、上記図8、図20、図23のm=3、m=1、m=5の各場合の図4に対応する透過特性を示す図である。この図24では、上記図22と同様に、m=1の場合を破線で、m=3の場合を実線で、m=5の場合を一点鎖線でそれぞれ示している。   FIG. 24 is a diagram illustrating the transmission characteristics corresponding to FIG. 4 in the cases of m = 3, m = 1, and m = 5 in FIGS. 8, 20, and 23. In FIG. 24, similarly to FIG. 22, the case where m = 1 is indicated by a broken line, the case where m = 3 is indicated by a solid line, and the case where m = 5 is indicated by a one-dot chain line.

この図24に示すように、第1の光学多層膜7に含まれる基本ブロック11の数mが増えるにつれて、立ち上がり、立ち下がりの透過特性が急峻となる。   As shown in FIG. 24, as the number m of the basic blocks 11 included in the first optical multilayer film 7 increases, the rising and falling transmission characteristics become steep.

上記図22及び図24では、つなぎ層12の光学膜厚は、略3L、略1Lである場合を示したが、つなぎ層12の光学膜厚が、上記3層からなる場合にも、同様に、第1の光学多層膜7に含まれる基本ブロック11の数mが増えるにつれて、立ち上がり、立ち下がりの透過特性が急峻となる傾向を示した。   22 and 24 show the case where the optical film thickness of the connecting layer 12 is approximately 3L and approximately 1L. However, the same applies to the case where the optical film thickness of the connecting layer 12 is composed of the above three layers. As the number m of the basic blocks 11 included in the first optical multilayer film 7 increases, the rising and falling transmission characteristics tend to be steep.

本発明では、光学フィルタ3の第1の光学多層膜7における高屈折率膜14と、低屈折率膜15とを入れ替えてもよい。   In the present invention, the high refractive index film 14 and the low refractive index film 15 in the first optical multilayer film 7 of the optical filter 3 may be interchanged.

すなわち、本発明では、上記のようにHを高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、第1の光学多層膜7aは、下記の基本ブロック11aを、前記高屈折率材料からなるつなぎ層12aを挟んで複数含む基本構造を有し、前記つなぎ層12aは、光学膜厚が略3H以上の前記高屈折率材料からなる薄膜を含み、
前記基本ブロックが、
{(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}A{(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}
である。
That is, in the present invention, when H is ¼ optical film thickness of the high refractive index material and L is ¼ optical film thickness of the low refractive index material as described above, the first optical multilayer film 7a is The basic block 11a has a basic structure including a plurality of tie layers 12a made of the high refractive index material, and the tie layer 12a is made of the high refractive index material having an optical film thickness of about 3H or more. Including a thin film,
The basic block is
{(1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L} A {(1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0 .5) H (1.0 ± 0.5) L}
It is.

但し、前記Aは、前記基本ブロック11aに含まれる中間層13aであって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)H{(1.0±0.5)L (2.0±1.0)H}(n-1)
である。
However, A is the intermediate layer 13a included in the basic block 11a, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) H {(1.0 ± 0.5) L (2.0 ± 1.0) H} (n−1)
It is.

上記膜構成における、公差「±0.5」、「±1.0」を略すと、下記のようになる。   When the tolerances “± 0.5” and “± 1.0” in the film configuration are abbreviated, they are as follows.

第1の光学多層膜7aの基本ブロック11aの膜構成は、
(1.0L 1.0H 1.0L)A(1.0L 1.0H 1.0L)
であり、
中間層13aである上記Aの膜構成は、
A=2.0H(1.0L 2.0H)(n-1)
である。
The film configuration of the basic block 11a of the first optical multilayer film 7a is
(1.0L 1.0H 1.0L) A (1.0L 1.0H 1.0L)
And
The film configuration of A, which is the intermediate layer 13a, is
A = 2.0H (1.0L 2.0H) (n-1)
It is.

第1の光学多層膜7aは、両端の第1,第2の調整層9a,10aの間に、上記膜構成の基本ブロック11aをm(mは2以上の整数)含み、基本ブロック11a間に、高屈折率材料からなる、光学膜厚が略3H以上のつなぎ層12aを介在させた基本構造となっている。   The first optical multilayer film 7a includes m (m is an integer of 2 or more) of basic blocks 11a having the above-described film configuration between the first and second adjustment layers 9a and 10a at both ends, and between the basic blocks 11a. The basic structure is such that a tie layer 12a made of a high refractive index material and having an optical film thickness of about 3H or more is interposed.

図25は、設計波長(基準波長)λを886nmとし、シミュレーションにより得られた第1の光学多層膜7aの膜設計の一例を示す図であり、上記図3に対応する図である。   FIG. 25 is a diagram showing an example of the film design of the first optical multilayer film 7a obtained by simulation with the design wavelength (reference wavelength) λ set to 886 nm, and corresponds to FIG.

第1の光学多層膜7aは、水晶基板6側に、1層目の高屈折率膜(TiO2)14からなる第1の調整層9aを備えると共に、外表面側に、31層目の高屈折率膜(TiO2)14及び32層目の低屈折率膜(SiO2)15からなる第2の調整層10aを備えている。 The first optical multilayer film 7a includes a first adjustment layer 9a made of a first high-refractive index film (TiO 2 ) 14 on the quartz substrate 6 side, and a 31st-layer high film on the outer surface side. A second adjustment layer 10a including a refractive index film (TiO 2 ) 14 and a 32nd low refractive index film (SiO 2 ) 15 is provided.

両調整層9a,10aの間に、3つの基本ブロック11aを含み、基本ブロック11a間の11層目及び21層目に、高屈折率膜(TiO2)14からなるつなぎ層12aが介在される。各つなぎ層12aの光学膜厚は、略3Hである。 Between the adjustment layers 9a and 10a, three basic blocks 11a are included, and a connecting layer 12a made of a high refractive index film (TiO 2 ) 14 is interposed between the 11th and 21st layers between the basic blocks 11a. . The optical film thickness of each tie layer 12a is approximately 3H.

各基本ブロック11aは、水晶基板6に近い側の、低屈折率膜(SiO2)15、高屈折率膜(TiO2)14及び低屈折率膜(SiO2)15の3層と、外表面に近い側の、低屈折率膜(SiO2)15、高屈折率膜(TiO2)14及び低屈折率膜(SiO2)15の3層との間に、高屈折率膜(TiO2)14、低屈折率膜(SiO2)15及び高屈折率膜(TiO2)14の3層からなる中間層13aが設けられている。 Each basic block 11a includes three layers of a low refractive index film (SiO 2 ) 15, a high refractive index film (TiO 2 ) 14 and a low refractive index film (SiO 2 ) 15 on the side close to the quartz substrate 6, and an outer surface. close side, the low refractive index film in between (SiO 2) 15, a high refractive index film (TiO 2) 14 and the low refractive index film (SiO 2) 15 3 layers, high refractive index film (TiO 2) 14, an intermediate layer 13 a including three layers of a low refractive index film (SiO 2 ) 15 and a high refractive index film (TiO 2 ) 14 is provided.

図26は、この第1の光学多層膜7aの透過特性を示す図であり、図4に対応する図である。   FIG. 26 is a diagram showing the transmission characteristics of the first optical multilayer film 7a, and corresponds to FIG.

この実施形態の第1の光学多層膜7aは、可視光帯域(本実施形態では、約410nm〜約690nm)を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域(約840nm〜約890nm)を有している。この近赤外光帯域における透過帯域の透過率は、90%以上であり、また、透過帯域の半値幅は、約50nmである。また、両透過帯域の間の約750nm〜約790nmの帯域では、透過率が急峻に大きく変動する2つのピークが生じている。また、近赤外帯域の約990nmの前後にも透過率が急峻に変動するピークが生じている。   The first optical multilayer film 7a of this embodiment has a visible light band (about 410 nm to about 690 nm in this embodiment) and a transmission band (about 840 nm to about 890 nm) in the near infrared light band. ing. The transmittance of the transmission band in the near infrared light band is 90% or more, and the half width of the transmission band is about 50 nm. Further, in the band of about 750 nm to about 790 nm between the two transmission bands, two peaks in which the transmittance sharply changes greatly are generated. In addition, there is a peak in which the transmittance sharply fluctuates around about 990 nm in the near infrared band.

このように、上記実施形態の高屈折率膜14と低屈折率膜15とを入れ替えた第1の光学多層膜7aは、上記実施形態の第1の光学多層膜7と同様に、可視光帯域に透過帯域(約410nm〜約690nm)を有すると共に、近赤外光帯域に透過帯域(約840nm〜約890nm)を有している。   As described above, the first optical multilayer film 7a in which the high refractive index film 14 and the low refractive index film 15 of the above embodiment are replaced has a visible light band as in the first optical multilayer film 7 of the above embodiment. Has a transmission band (about 410 nm to about 690 nm) and a transmission band (about 840 nm to about 890 nm) in the near infrared light band.

したがって、従来例のように、2つのフィルタを組み合せて、近赤外光帯域の一部に透過帯域を構成する必要がなく、第1の光学多層膜7aのみによって、可視光帯域及び近赤外光帯域に透過帯域をそれぞれ有するフィルタ特性を実現できる
なお、図示は省略するが、この第1の光学多層膜7aにおいても、上記実施形態と同様に、高屈折率材料からなるつなぎ層12aの光学膜厚を、上記略3H、略5H、略7Hから選択することによって、可視光帯域における透過帯域の長波長側と近赤外光帯域における透過帯域の短波長側との間の遮断帯域の帯域幅を可変することができる。なお、上記略3H、略5H、略7Hの「略」については、上記実施形態と同様である。
Therefore, unlike the conventional example, it is not necessary to combine two filters to form a transmission band in a part of the near-infrared light band, and only in the visible light band and near-infrared by the first optical multilayer film 7a. Filter characteristics each having a transmission band in the optical band can be realized. Although illustration is omitted, in the first optical multilayer film 7a as well, the optical characteristics of the tie layer 12a made of a high refractive index material are the same as in the above embodiment. By selecting the film thickness from approximately 3H, approximately 5H, and approximately 7H, the band of the cutoff band between the long wavelength side of the transmission band in the visible light band and the short wavelength side of the transmission band in the near infrared light band. The width can be varied. The “substantially” of the above approximately 3H, approximately 5H, and approximately 7H is the same as in the above embodiment.

更に、第1の光学多層膜7aにおけるつなぎ層12aを、高屈折率材料からなる薄膜と、低屈折率材料からなる薄膜と、高屈折率材料からなる薄膜との3層を含む構成とし、
前記3層の光学膜厚を、
(1.4±0.5)H (0.1+0.2/−0.09)L (1.4±0.5)H
としてもよい。
Further, the connecting layer 12a in the first optical multilayer film 7a includes three layers of a thin film made of a high refractive index material, a thin film made of a low refractive index material, and a thin film made of a high refractive index material,
The optical thickness of the three layers is
(1.4 ± 0.5) H (0.1 + 0.2 / −0.09) L (1.4 ± 0.5) H
It is good.

これによって、上記実施形態と同様に、可視光帯域における透過帯域(約400nm〜約690nm)でのリップルを、大幅に軽減することができる。   As a result, as in the above embodiment, ripples in the transmission band (about 400 nm to about 690 nm) in the visible light band can be greatly reduced.

なお、第1の光学多層膜7における高屈折率膜14と、低屈折率膜15とを入れ替えた第1の光学多層膜7aにおいても、基本ブロック11aの中間層13aである上記Aの繰返し回数におけるn、あるいは、第1の光学多層膜7aに含まれる基本ブロック11aの数mを変化させると、上記実施形態と同様の傾向を示す。   In the first optical multilayer film 7a in which the high refractive index film 14 and the low refractive index film 15 in the first optical multilayer film 7 are interchanged, the number of repetitions of A that is the intermediate layer 13a of the basic block 11a. When the number n of the basic blocks 11a included in the first optical multilayer film 7a or the number m of the basic blocks 11a is changed, the same tendency as in the above embodiment is shown.

上記実施形態では、水晶基板6を用いたが、水晶基板6に代えて、透明なガラス基板や樹脂基板を用いてもよい。また、無色透明な基板に限らず、光が透過可能であれば、有色透明な基板であってもよい。   In the above embodiment, the quartz substrate 6 is used. However, instead of the quartz substrate 6, a transparent glass substrate or a resin substrate may be used. Further, the substrate is not limited to a colorless and transparent substrate, and may be a colored and transparent substrate as long as light can be transmitted.

上記実施形態では、高屈折率材料として、TiO2を用いているが、TiO2に代えて、ZrO2、Ta25、Nb25等を用いてもよく、低屈折率材料としてSiO2に代えて、MgF2、AlF3等を用いてもよい。 In the above embodiment, TiO 2 is used as the high refractive index material, but ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 or the like may be used instead of TiO 2 , and SiO 2 as the low refractive index material. instead of 2, it may be used MgF 2, AlF 3 and the like.

1 撮像デバイス
2 レンズ
3,3a 光学フィルタ
4 撮像素子
6 水晶基板
7,7a 第1の光学多層膜
8 第2の光学多層膜
9,9a 第1の調整層
10,10a 第2の調整層
11,11a 基本ブロック
12,12a つなぎ層
13,13a 中間層
14 高屈折率膜
15 低屈折率膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Lens 3, 3a Optical filter 4 Imaging element 6 Crystal substrate 7, 7a 1st optical multilayer film 8 2nd optical multilayer film 9, 9a 1st adjustment layer 10, 10a 2nd adjustment layer 11, 11a basic block 12, 12a connecting layer 13, 13a intermediate layer 14 high refractive index film 15 low refractive index film

Claims (12)

可視光帯域と近赤外光帯域の一部とにそれぞれ透過帯域を有する光学フィルタであって、
基板と、この基板に形成された光学多層膜とを備え、
前記光学多層膜は、高屈折率材料からなる薄膜と、この高屈折率材料よりも屈折率が低い低屈折率材料からなる薄膜とが積層されてなり、
Hを前記高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを前記低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、前記光学多層膜は、下記の基本ブロックを、前記低屈折率材料からなるつなぎ層を挟んで複数含む基本構造を有し、
前記つなぎ層は、光学膜厚が略3L以上の前記低屈折率材料からなる薄膜を含み、
前記基本ブロックが、
{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}A{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}である、
但し、前記Aは、前記基本ブロックに含まれる中間層であって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)L{(1.0±0.5)H (2.0±1.0)L}(n-1)
である、
ことを特徴とする光学フィルタ。
An optical filter having a transmission band in each of a visible light band and a part of a near infrared light band,
A substrate and an optical multilayer film formed on the substrate;
The optical multilayer film is formed by laminating a thin film made of a high refractive index material and a thin film made of a low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material,
When H is 1/4 optical film thickness of the high refractive index material and L is 1/4 optical film thickness of the low refractive index material, the optical multilayer film has the following basic blocks as the low refractive index. It has a basic structure that includes a plurality of sandwiched layers of materials,
The tie layer includes a thin film made of the low refractive index material having an optical film thickness of about 3 L or more,
The basic block is
{(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H} A {(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0 .5) L (1.0 ± 0.5) H},
However, A is an intermediate layer included in the basic block, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) L {(1.0 ± 0.5) H (2.0 ± 1.0) L} (n−1)
Is,
An optical filter characterized by the above.
可視光帯域と近赤外光帯域の一部とにそれぞれ透過帯域を有する光学フィルタであって、
基板と、この基板に形成された光学多層膜とを備え、
前記光学多層膜は、高屈折率材料からなる薄膜と、この高屈折率材料よりも屈折率が低い低屈折率材料からなる薄膜とが積層されてなり、
Hを前記高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを前記低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、前記光学多層膜は、下記の基本ブロックを、前記高屈折率材料からなるつなぎ層を挟んで複数含む基本構造を有し、
前記つなぎ層は、光学膜厚が略3H以上の前記高屈折率材料からなる薄膜を含み、
前記基本ブロックが、
{(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}A{(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}
である、
但し、前記Aは、前記基本ブロックに含まれる中間層であって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)H{(1.0±0.5)L (2.0±1.0)H}(n-1)
である、
ことを特徴とする光学フィルタ。
An optical filter having a transmission band in each of a visible light band and a part of a near infrared light band,
A substrate and an optical multilayer film formed on the substrate;
The optical multilayer film is formed by laminating a thin film made of a high refractive index material and a thin film made of a low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material,
When H is ¼ optical film thickness of the high refractive index material and L is ¼ optical film thickness of the low refractive index material, the optical multilayer film has the following basic blocks, It has a basic structure that includes a plurality of sandwiched layers of materials,
The tie layer includes a thin film made of the high refractive index material having an optical film thickness of about 3H or more,
The basic block is
{(1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L} A {(1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0 .5) H (1.0 ± 0.5) L}
Is,
However, A is an intermediate layer included in the basic block, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) H {(1.0 ± 0.5) L (2.0 ± 1.0) H} (n−1)
Is,
An optical filter characterized by the above.
前記つなぎ層の前記低屈折率材料からなる薄膜の光学膜厚が、略3L、略5L、または、略7Lである、
請求項1に記載の光学フィルタ。
The optical film thickness of the thin film made of the low refractive index material of the tie layer is approximately 3L, approximately 5L, or approximately 7L.
The optical filter according to claim 1.
前記つなぎ層の前記高屈折率材料からなる薄膜の光学膜厚が、略3H、略5H、または、略7Hである、
請求項2に記載の光学フィルタ。
The optical film thickness of the thin film made of the high refractive index material of the tie layer is approximately 3H, approximately 5H, or approximately 7H.
The optical filter according to claim 2.
可視光帯域と近赤外光帯域の一部とにそれぞれ透過帯域を有する光学フィルタであって、
基板と、この基板に形成された光学多層膜とを備え、
前記光学多層膜は、高屈折率材料からなる薄膜と、この高屈折率材料よりも屈折率が低い低屈折率材料からなる薄膜とが積層されてなり、
Hを前記高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを前記低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、前記光学多層膜は、下記の基本ブロックを、つなぎ層を挟んで複数含む基本構造を有し、
前記つなぎ層は、前記低屈折率材料からなる薄膜と、前記高屈折率材料からなる薄膜と、前記低屈折率材料からなる薄膜との3層を含み、
前記3層の光学膜厚が、
(1.4±0.5)L (0.1+0.2/−0.09)H (1.4±0.5)L
であり、
前記基本ブロックが、
{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}A{(1.0±0.5)H (1.0±0.5)L (1.0±0.5)H}である、
但し、前記Aは、前記基本ブロックに含まれる中間層であって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)L{(1.0±0.5)H (2.0±1.0)L}(n-1)
である、
ことを特徴とする光学フィルタ。
An optical filter having a transmission band in each of a visible light band and a part of a near infrared light band,
A substrate and an optical multilayer film formed on the substrate;
The optical multilayer film is formed by laminating a thin film made of a high refractive index material and a thin film made of a low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material,
When H is 1/4 optical film thickness of the high-refractive index material and L is 1/4 optical film thickness of the low-refractive index material, the optical multilayer film has the following basic blocks sandwiching a connecting layer Have a basic structure that includes multiple
The tie layer includes three layers of a thin film made of the low refractive index material, a thin film made of the high refractive index material, and a thin film made of the low refractive index material,
The optical thickness of the three layers is
(1.4 ± 0.5) L (0.1 + 0.2 / −0.09) H (1.4 ± 0.5) L
And
The basic block is
{(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H} A {(1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0 .5) L (1.0 ± 0.5) H},
However, A is an intermediate layer included in the basic block, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) L {(1.0 ± 0.5) H (2.0 ± 1.0) L} (n−1)
Is,
An optical filter characterized by the above.
可視光帯域と近赤外光帯域の一部とにそれぞれ透過帯域を有する光学フィルタであって、
基板と、この基板に形成された光学多層膜とを備え、
前記光学多層膜は、高屈折率材料からなる薄膜と、この高屈折率材料よりも屈折率が低い低屈折率材料からなる薄膜とが積層されてなり、
Hを前記高屈折率材料の1/4光学膜厚、Lを前記低屈折率材料の1/4光学膜厚としたときに、前記光学多層膜は、下記の基本ブロックを、つなぎ層を挟んで複数含む基本構造を有し、
前記つなぎ層は、前記高屈折率材料からなる薄膜と、前記低屈折率材料からなる薄膜と、前記高屈折率材料からなる薄膜との3層を含み、
前記3層の光学膜厚が、
(1.4±0.5)H (0.1+0.2/−0.09)L (1.4±0.5)H
であり、
前記基本ブロックが、
{(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}A{(1.0±0.5)L (1.0±0.5)H (1.0±0.5)L}
である、
但し、前記Aは、前記基本ブロックに含まれる中間層であって、nを1以上の整数としたときに、
A=(2.0±1.0)H{(1.0±0.5)L (2.0±1.0)H}(n-1)
である、
ことを特徴とする光学フィルタ。
An optical filter having a transmission band in each of a visible light band and a part of a near infrared light band,
A substrate and an optical multilayer film formed on the substrate;
The optical multilayer film is formed by laminating a thin film made of a high refractive index material and a thin film made of a low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material,
When H is 1/4 optical film thickness of the high-refractive index material and L is 1/4 optical film thickness of the low-refractive index material, the optical multilayer film has the following basic blocks sandwiching a connecting layer Have a basic structure that includes multiple
The tie layer includes three layers of a thin film made of the high refractive index material, a thin film made of the low refractive index material, and a thin film made of the high refractive index material,
The optical thickness of the three layers is
(1.4 ± 0.5) H (0.1 + 0.2 / −0.09) L (1.4 ± 0.5) H
And
The basic block is
{(1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0.5) H (1.0 ± 0.5) L} A {(1.0 ± 0.5) L (1.0 ± 0 .5) H (1.0 ± 0.5) L}
Is,
However, A is an intermediate layer included in the basic block, and when n is an integer of 1 or more,
A = (2.0 ± 1.0) H {(1.0 ± 0.5) L (2.0 ± 1.0) H} (n−1)
Is,
An optical filter characterized by the above.
前記光学多層膜を第1の光学多層膜とし、前記可視光帯域の前記透過帯域の長波長側と前記近赤外光帯域の前記透過帯域の短波長側との間に遮断特性を有するフィルタを構成する第2の光学多層膜を備える、
請求項1ないし6のいずれかに記載の光学フィルタ。
A filter having a cutoff characteristic between a long wavelength side of the transmission band of the visible light band and a short wavelength side of the transmission band of the near infrared light band, wherein the optical multilayer film is a first optical multilayer film; Comprising a second optical multilayer film to constitute,
The optical filter according to claim 1.
前記光学多層膜は、前記基板側に調整層を備え、
前記調整層が、前記高屈折率材料からなる薄膜を含む、
請求項1、3または5に記載の光学フィルタ。
The optical multilayer film includes an adjustment layer on the substrate side,
The adjustment layer includes a thin film made of the high refractive index material,
The optical filter according to claim 1, 3 or 5.
前記光学多層膜は、前記基板側及び外表面側に調整層を備え、
前記外表面側の調整層が、前記低屈折率材料からなる薄膜を含む、
請求項2、4または6に記載の光学フィルタ。
The optical multilayer film includes an adjustment layer on the substrate side and the outer surface side,
The adjustment layer on the outer surface side includes a thin film made of the low refractive index material,
The optical filter according to claim 2, 4 or 6.
前記基板の一方の面に、前記第1の光学多層膜が形成され、前記基板の他方の面に、前記第2の光学多層膜が形成される、
請求項7に記載の光学フィルタ。
The first optical multilayer film is formed on one surface of the substrate, and the second optical multilayer film is formed on the other surface of the substrate.
The optical filter according to claim 7.
前記基板が、水晶、ガラス、及び、樹脂の少なくともいずれか一つからなる透明基板である、
請求項1ないし10のいずれかに記載の光学フィルタ。
The substrate is a transparent substrate made of at least one of quartz, glass, and resin,
The optical filter according to claim 1.
前記請求項1ないし11のいずれかに記載の光学フィルタを備える、
ことを特徴とする撮像デバイス。
The optical filter according to claim 1 is provided.
An imaging device characterized by that.
JP2017053486A 2016-09-30 2017-03-17 Optical filter and image capturing device Pending JP2018060163A (en)

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