JP2020064257A - 光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 - Google Patents
光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020064257A JP2020064257A JP2018197775A JP2018197775A JP2020064257A JP 2020064257 A JP2020064257 A JP 2020064257A JP 2018197775 A JP2018197775 A JP 2018197775A JP 2018197775 A JP2018197775 A JP 2018197775A JP 2020064257 A JP2020064257 A JP 2020064257A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- light
- thin film
- optical filter
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Diaphragms For Cameras (AREA)
- Blocking Light For Cameras (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
本発明に使用する基板としては、所望の光波長領域において透明な基板であれば、任意の基板を使用することが可能である。例えばガラスや水晶などの無機材料からなる基板や、ポリエステル系、ノルボルネン系、ポリエーテル系、アクリル系、スチレン系、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PES(ポリエーテルスルホン)系、ポリスルホン系、PEN(ポリエチレンナフタレート)系、PC(ポリカーボネート)系、及びポリイミド系などの様々な合成樹脂基板を使用することができる。合成樹脂基板は、ガラスなどの無機基板に比べ、柔軟で軽く、加工性が良いが、膜応力や熱応力による変形や、水分による特性変化を起こしやすい。このため、合成樹脂基板を用いる場合は、高耐熱性(高ガラス転移温度Tg)、高曲げ弾性率、低吸水性の材料を用いることが望ましい。例えば、高耐熱性基板としてポリイミド系やPES系、曲げ弾性率が大きい基板としてはPET、低吸水性基材としてはノルボルネン系などが挙げられる。また、必要に応じて、例えばシルセスキオキサン骨格を有する有機‐無機ハイブリッド材料からなる基板などを用いてもよい。尚、本発明における所望の光波長領域において透明な基板とは、少なくとも光干渉薄膜積層体によって形成される透過帯域において透明であることを指す。例えば、光干渉薄膜積層体が紫外線や赤外線を遮蔽し、可視光を透過する機能を有する場合、基材は紫外線領域や赤外線領域のいずれか、もしくは両方に吸収を有するものでもよい。紫外線領域に吸収を有する基材としては、紫外線領域に光吸収特性を有する酸化亜鉛や酸化チタンなどの無機成分や既知の有機染料・顔料をガラスや樹脂に練り込んだ基材を用いることができる。赤外線領域に吸収を有する基板としては赤外線領域に光吸収特性を有する銅や鉄などの遷移金属イオンや、有機色素などを樹脂やガラスに練り込んだ基板を用いることができる。また、光干渉薄膜積層体が可視光線を遮蔽し、赤外線透過機能を有するものであれば、可視光領域に吸収を有する既知の染料や顔料を基材に練り込んだものを使用することもできる。
本発明の光干渉薄膜積層体は屈折率の異なる2つ以上の無機薄膜を複数層積層することで得る。光干渉薄膜積層体は蒸着やスパッタリングなどによって形成され、屈折率の異なる複数の無機薄膜によって光干渉を起こし、これを利用して任意の光学特性を得る。無機薄膜としては、MgF2、SiO2、SiO、Si3H4、Al2O3、MgO、LaTiO3、ZrO2、TiO2、Nb2O5、Ta2O5などを用いることができる。
本発明の光吸収薄膜積層体は所望の光波長領域に光吸収特性を有する光吸収膜と無機薄膜とを複数積層することで得られる。光吸収薄膜積層体は蒸着やスパッタリング法などによって形成され、光吸収膜の光吸収特性や光吸収膜と無機薄膜との光干渉作用を利用して、所望の光波長領域における透過率が略同等となるように形成される。光吸収膜としては減衰したい波長領域に合わせてTi、Ni、Cr、Fe、Nb、Ta、等の金属や合金、酸化物、窒化物などを用いることができる。また、無機薄膜としては、MgF2、SiO2、SiO、Si3H4、Al2O3、MgO、LaTiO3、ZrO2、TiO2、Nb2O5、Ta2O5などを、光吸収膜の物性や必要とする分光特性に合わせて適宜選択することができる。なお、光吸収膜は金属の酸化物あるいは窒化物であることが好ましい。金属の酸化物や窒化物は金属膜と比較し消衰係数が小さく、比較的厚い膜厚を成膜することができるため、膜設計の自由度が増し、より分光特性の良好な光吸収薄膜積層体とすることができるためである。
本発明に係る応力緩衝膜について説明する。本発明における応力緩衝膜は金属膜あるいは組成が連続的に変化する傾斜膜である。
図2は本実施例に係る光学フィルタの構成図である。本実施例の光学フィルタは、赤外線吸収機能を有する赤外線吸収ガラス基板(板厚0.3mm)上に、可視光波長領域において略均一な透過率を有する光吸収薄膜積層体(以下可視ND膜)と赤外線遮蔽機能を有する光干渉薄膜積層体である赤外遮蔽膜とがこの順で形成されており、可視ND膜と赤外遮蔽膜との界面に応力緩衝膜であるTiが挿入されている。
図9に本実施例に係る光学フィルタの構成図を示す。本実施例の光学フィルタは、赤外線吸収ガラス基板(板厚0.3mm)上に、可視光波長領域において略均一な透過率を有する可視ND膜と赤外線遮蔽機能を有する赤外遮蔽膜とがこの順で形成されており、可視ND膜と赤外遮蔽膜との界面に応力緩衝膜であるTiO2からなる膜密度傾斜膜が設けられている。TiO2からなる膜密度傾斜膜は赤外遮蔽膜側から徐々に圧縮応力が小さくなり、可視ND膜との界面付近では引張応力となっている。
図10に本実施例に係る光学フィルタの構成図を示す。本実施例の光学フィルタは、赤外線吸収ガラス基板(板厚0.3mm)上に、可視光波長領域において略均一な透過率を有する可視ND膜と赤外線遮蔽機能を有する赤外遮蔽膜と可がこの順で形成されており、可視ND膜と赤外遮蔽膜との界面に応力緩衝膜であるTiOy(0≦y≦2)からなる化学組成傾斜膜が設けられている。本実施例における化学組成傾斜膜は酸素比が連続的に変化し、それに伴い応力の大きさも連続的に変化している。
図12に本実施例に係る光学フィルタの構成図を示す。本実施例の光学フィルタは、赤外線吸収ガラス基板(板厚0.3mm)上に、可視光波長領域において略均一な透過率を有する可視ND膜と赤外線遮蔽機能を有する赤外遮蔽膜とがこの順で形成されており、可視ND膜と赤外遮蔽膜との間に応力緩衝膜であるSiO2とAl2O3の比率が連続的に変化する混合率傾斜膜を形成している。混合率傾斜膜は、膜厚方向にSiO2とAl2O3との混合割合が連続的に変化しており、具体的には赤外遮蔽膜側はSiO2の比率が高く、可視ND膜側はAl2O3の比率が高くなっている。
また、本実施例では光干渉薄膜積層体として赤外遮蔽膜、光吸収薄膜積層体として可視ND膜としているが、実施例1同様、これらに限らず光干渉薄膜積層体としては紫外遮蔽膜や可視光線遮蔽膜、反射防止膜としてもよく、光吸収薄膜積層体としては赤外ND膜や可視赤外ND膜でもよい。用途に応じて、光干渉薄膜積層体と光吸収薄膜積層体の組み合わせを適宜選択すればよい。
赤外線吸収ガラス基板上に可視光波長領域において略均一な透過率を有する可視ND膜と赤外線遮蔽機能を有する赤外遮蔽膜とをこの順で形成した光学フィルタを作製した。ここで、赤外遮蔽膜と可視ND膜は実施例1〜4で作製した光学フィルタと同様である。
実施例1〜4の光学フィルタと、実施例1〜4の光学フィルタにおいて、赤外遮蔽膜と可視ND膜の成膜順序を入れ替えた光学フィルタそれぞれ比較例2〜5とした。なお、赤外遮蔽膜や可視ND膜、応力緩衝膜に関してはそれぞれ実施例1〜4と同条件である。
2 基板
3 光吸収薄膜積層体
3′ 可視ND膜
4 応力干渉膜
4′ 金属膜
4′′ 膜密度傾斜膜
4′′′ 化学組成傾斜膜
4′′′′混合率傾斜膜
5 光干渉薄膜積層体
5′ 赤外遮蔽膜
5′a 第一赤外遮蔽膜
5′b 第二赤外遮蔽膜
6 光学調整層
Claims (15)
- 基板上に、光吸収膜と無機膜とからなる光吸収薄膜積層体と、
少なくとも屈折率の異なる複数の薄膜からなる光干渉薄膜積層体と、が基板側からこの順に形成された光学フィルタであって、
前記光干渉薄膜積層体と前記光吸収薄膜積層体は前記基板に対して異なる方向に応力特性を有し、
前記光干渉薄膜積層体と前記光吸収薄膜積層体との間に応力緩衝膜が形成されていることを特徴とした光学フィルタ。 - 前記応力緩衝膜が金属膜であることを特徴とした請求項1に記載の光学フィルタ。
- 前記応力緩衝膜が膜厚方向で連続的に組成が変化する傾斜膜であることを特徴とした請求項1または2に記載の光学フィルタ。
- 前記光干渉薄膜積層体が圧縮応力、前記光吸収薄膜積層体が引張応力であることを特徴とした請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
- 前記光干渉薄膜積層体を形成する全ての薄膜が圧縮応力であることを特徴とした請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
- 前記光吸収薄膜積層体を形成する全ての薄膜が引張応力であることを特徴とした請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
- 前記光干渉薄膜積層体が所望の光波長領域において透過帯域を有し、
紫外線、赤外線、可視光線の少なくとも1つを遮蔽する機能を有することを特徴とした請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学フィルタ。 - 前記光干渉薄膜積層体が所望の波長領域において反射防止機能を有していることを特徴とした請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
- 前記光吸収薄膜積層体が所望の光波長領域においてND機能を有することを特徴とした請求項1〜8に記載の光学フィルタ。
- 前記光吸収膜が、金属の酸化物あるいは窒化物であることを特徴とした請求項1〜9のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
- 前記金属膜のプラズマ振動数が、
前記光干渉薄膜積層体の透過帯域もしくは前記光吸収薄膜積層体のND機能を有する波長領域の光の振動数よりも大きいことを特徴とした請求項1〜10のいずれか一項に記載の光学フィルタ。 - 前記光吸収薄膜積層体が面内方向で連続的に透過率の異なる領域を有していることを特徴とした請求項1〜11のいずれか一項に記載の光学フィルタ。
- 開口内に進退自在な請求項1〜12のいずれか一項に記載の光学フィルタと、前記光学フィルタを駆動する駆動部とを有することを特徴とする光量調整装置。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の光学フィルタを複数枚有し、前記光学フィルタが所望の波長領域において透過率が異なることを特徴とした光量調整装置。
- 請求項13または14に記載の光量調整装置と、前記光量調整装置を通過した光を撮像する撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018197775A JP7194557B2 (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018197775A JP7194557B2 (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020064257A true JP2020064257A (ja) | 2020-04-23 |
JP7194557B2 JP7194557B2 (ja) | 2022-12-22 |
Family
ID=70387216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018197775A Active JP7194557B2 (ja) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | 光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7194557B2 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6462458A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Copal Co Ltd | Thin titanium oxide film |
JP2007256565A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Fujinon Corp | 撮像装置 |
JP2012037610A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Tanaka Engineering Inc | Irカット機能付きndフィルタ |
JP2013156619A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Tanaka Engineering Inc | Irカット機能付きndフィルタ |
WO2018088561A1 (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | 日本板硝子株式会社 | 光吸収性組成物及び光学フィルタ |
JP2018084647A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 京セラ株式会社 | 赤外線カットフィルタおよび光学素子用パッケージ |
JP2018092030A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | キヤノン電子株式会社 | 光学フィルタ及び撮像光学系 |
-
2018
- 2018-10-19 JP JP2018197775A patent/JP7194557B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6462458A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Copal Co Ltd | Thin titanium oxide film |
JP2007256565A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Fujinon Corp | 撮像装置 |
JP2012037610A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Tanaka Engineering Inc | Irカット機能付きndフィルタ |
JP2013156619A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Tanaka Engineering Inc | Irカット機能付きndフィルタ |
WO2018088561A1 (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | 日本板硝子株式会社 | 光吸収性組成物及び光学フィルタ |
JP2018084647A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 京セラ株式会社 | 赤外線カットフィルタおよび光学素子用パッケージ |
JP2018092030A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | キヤノン電子株式会社 | 光学フィルタ及び撮像光学系 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7194557B2 (ja) | 2022-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6241419B2 (ja) | 近赤外線カットフィルタ | |
TWI574056B (zh) | 紅外線截止濾光片及攝影裝置 | |
US9322965B2 (en) | Optical member | |
TWI380057B (en) | Absorption type multi-layer film no filter | |
JP5823119B2 (ja) | 紫外赤外線カット用光学フィルタ | |
JPH0763915A (ja) | 薄膜型ndフィルター及びその製造方法 | |
JP2008276112A (ja) | Ndフィルタ | |
JP6249950B2 (ja) | 光量調整装置、撮像光学系、及び撮像装置 | |
JP6867148B2 (ja) | 光学フィルタ及び撮像光学系 | |
JP2013156619A (ja) | Irカット機能付きndフィルタ | |
JP2017040909A (ja) | 光学フィルタおよびそれを有する光学系、撮像装置、レンズ装置 | |
JP5058783B2 (ja) | 光学素子及び該光学素子の製造方法 | |
JP2000314808A (ja) | 赤外線カットフィルタ | |
JP4963027B2 (ja) | Ndフィルタおよびその製造方法、それらを用いた光量絞り装置 | |
JP2020064260A (ja) | 光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 | |
JP2010175941A (ja) | 光学フィルタ及び光学フィルタの製造方法、並びにこれらの光学フィルタを有する撮像装置 | |
JPWO2005047940A1 (ja) | Ndフィルタ及びこれを用いた光量絞り装置 | |
JP7194557B2 (ja) | 光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 | |
JP7271121B2 (ja) | 光学フィルタ及び光学装置 | |
JP5287362B2 (ja) | 光学フィルタおよび撮像システム | |
JP5942472B2 (ja) | 光量調整装置 | |
JP5066644B2 (ja) | 多層膜ndフィルター | |
JP2020064256A (ja) | 光学フィルタ、及び光量調整装置、撮像装置 | |
JP5126089B2 (ja) | 光線カットフィルタ | |
JP2007225735A (ja) | Ndフィルタ、該ndフィルタによる光量絞り装置及び撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211015 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20211015 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220822 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221018 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7194557 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |