JP2023541954A - 光学フィルター - Google Patents
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Abstract
Description
R=Max(Tdiff.i)-Min(Tdiff.i)
V=K×{[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)-1]/[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)+1]}2
赤外線吸収ガラス(赤外線吸収基板)と前記ガラスに赤外線吸収層、紫外線吸収層および/または誘電体層を形成した積層体(光学フィルターなど)の透過率スペクトルは、前記赤外線吸収ガラスなどを一定のサイズ(横、縦および厚さがそれぞれ10mm、10mmおよび0.2mm)に裁断して得られた試験片に対して分光光度計(メーカー:Perkinelmer社製、製品名:Lambda750分光光度計)を使用して測定した。透過率スペクトルは、前記装備のマニュアルに従って波長別および入射角別に測定した。前記試験片(赤外線吸収ガラスなど)を分光光度計の測定ビームとディテクターとの間の直線上に位置させ、測定ビームの入射角を0度から40度まで角度を変更しながら、透過率スペクトルを確認した。特に明記しない限り、本実施例において言う透過率スペクトルの結果は、前記入射角が0度である場合の結果であり、この際、入射角0度は、試験片の表面法線方向に平行な方向である。
赤外線吸収ガラスおよび誘電体サブ層の屈折率は、ウィーズオプティクス社のエリプソメーター(M-2000(登録商標)Ellipsometer)装置を適用して、520nmの波長に対して測定した。
紫外線吸収層材料は、約340~390nm程度の範囲内で吸収極大を示すトリアジン(triazine)系染料をバインダー樹脂と配合して製造した。バインダー樹脂としては、PMMA(poly(methyl methacrylate))バインダーを使用した。シクロヘキサノン(Cyclohexanone)に前記バインダー樹脂および吸収剤を配合して材料を製造し、バインダー樹脂100重量部に対して約5重量部の前記染料を混合した。
近赤外線吸収層の材料は、吸収極大波長が約700~720nmの範囲内であり、半値幅(FWHM)が約50~60nmレベルである赤外線吸収剤1(スクアリリウム(squarylium)系染料)、吸収極大波長が約730~750nm程度の範囲内であり、半値幅(FWHM)が約60~70nmレベルである赤外線吸収剤2(スクアリリウム(squarylium)系染料)および吸収極大波長が約760~780nm程度の範囲内であり、半値幅(FWHM)が約90~100nmレベルである赤外線吸収剤3(スクアリリウム(squarylium)系染料)を使用して製造した。
基板としては、図6のような透過率スペクトルを示す近赤外線吸収ガラスを使用した。近赤外線吸収ガラスは、銅イオンなどの着色成分を含ませて、吸収特性を付与したガラスであり、いわゆるブルーガラス(blue glass)とも呼ばれるガラスであり、本実施例では、PTOT社の市販製品を使用した。前記近赤外線吸収ガラスのスペクトル特性は、下記表1にまとめた通りである。
V=K×{[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)-1]/[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)+1]}2
赤外線吸収層上には、実施例と同様のイオンビームアシスト蒸着(Ion-beam assisted deposition)方式を利用して、赤外線吸収層上に、高屈折率と低屈折率を有する誘電体膜を積層して合計19層を形成し、赤外線吸収層が形成されていない近赤外線吸収ガラス上に、同じ方式で22層の誘電体膜を形成したことを除いて、実施例1と同一に光学フィルターを製造した。前記赤外線吸収層上に形成された誘電体膜は、可視光反射防止特性を有するいわゆるAR(Anti reflection)層特性を示すように形成したものであり、近赤外線吸収ガラス上に形成した誘電体膜は、赤外線反射特性を有するいわゆるIR層の特性を示すように形成したものである。
実施例で製造された光学フィルターに対して入射角0度、30度および40度でそれぞれ透過率スペクトルを評価し、その結果は、図10に示されている。図10から確認されるように、実施例の光学フィルターは、入射角と関係なく、ほぼ同じスペクトルを示した。また、可視光透過バンドのT10% cut onおよびT10% cut offも入射角によってシフトが実質的に発生しなかった。
図12は、実施例および比較例の光学フィルターのリップル値を確認するために、450nm~560nmの波長範囲内での透過率スペクトルを拡大した図である(入射角0度)。
R=Max(Tdiff.i)-Min(Tdiff.i)
V=K×{[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)-1]/[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)+1]}2
赤外線吸収ガラス(赤外線吸収基板)と前記ガラスに赤外線吸収層、紫外線吸収層および/または誘電体層を形成した積層体(光学フィルターなど)の透過率スペクトルは、前記赤外線吸収ガラスなどを一定のサイズ(横、縦および厚さがそれぞれ10mm、10mmおよび0.2mm)に裁断して得られた試験片に対して分光光度計(メーカー:Perkinelmer社製、製品名:Lambda750分光光度計)を使用して測定した。透過率スペクトルは、前記装備のマニュアルに従って波長別および入射角別に測定した。前記試験片(赤外線吸収ガラスなど)を分光光度計の測定ビームとディテクターとの間の直線上に位置させ、測定ビームの入射角を0度から40度まで角度を変更しながら、透過率スペクトルを確認した。特に明記しない限り、本実施例において言う透過率スペクトルの結果は、前記入射角が0度である場合の結果であり、この際、入射角0度は、試験片の表面法線方向に平行な方向である。
赤外線吸収ガラスおよび誘電体サブ層の屈折率は、ウィーズオプティクス社のエリプソメーター(M-2000(登録商標)Ellipsometer)装置を適用して、520nmの波長に対して測定した。
紫外線吸収層材料は、約340~390nm程度の範囲内で吸収極大を示すトリアジン(triazine)系染料をバインダー樹脂と配合して製造した。バインダー樹脂としては、PMMA(poly(methyl methacrylate))バインダーを使用した。シクロヘキサノン(Cyclohexanone)に前記バインダー樹脂および吸収剤を配合して材料を製造し、バインダー樹脂100重量部に対して約5重量部の前記染料を混合した。
近赤外線吸収層の材料は、吸収極大波長が約700~720nmの範囲内であり、半値幅(FWHM)が約50~60nmレベルである赤外線吸収剤1(スクアリリウム(squarylium)系染料)、吸収極大波長が約730~750nm程度の範囲内であり、半値幅(FWHM)が約60~70nmレベルである赤外線吸収剤2(スクアリリウム(squarylium)系染料)および吸収極大波長が約760~780nm程度の範囲内であり、半値幅(FWHM)が約90~100nmレベルである赤外線吸収剤3(スクアリリウム(squarylium)系染料)を使用して製造した。
基板としては、図6のような透過率スペクトルを示す近赤外線吸収ガラスを使用した。近赤外線吸収ガラスは、銅イオンなどの着色成分を含ませて、吸収特性を付与したガラスであり、いわゆるブルーガラス(blue glass)とも呼ばれるガラスであり、本実施例では、PTOT社の市販製品を使用した。前記近赤外線吸収ガラスのスペクトル特性は、下記表1にまとめた通りである。
V=K×{[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)-1]/[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)+1]}2
赤外線吸収層上には、実施例と同様のイオンビームアシスト蒸着(Ion-beam assisted deposition)方式を利用して、赤外線吸収層上に、高屈折率と低屈折率を有する誘電体膜を積層して合計19層を形成し、赤外線吸収層が形成されていない近赤外線吸収ガラス上に、同じ方式で22層の誘電体膜を形成したことを除いて、実施例1と同一に光学フィルターを製造した。前記赤外線吸収層上に形成された誘電体膜は、可視光反射防止特性を有するいわゆるAR(Anti reflection)層特性を示すように形成したものであり、近赤外線吸収ガラス上に形成した誘電体膜は、赤外線反射特性を有するいわゆるIR層の特性を示すように形成したものである。
実施例で製造された光学フィルターに対して入射角0度、30度および40度でそれぞれ透過率スペクトルを評価し、その結果は、図10に示されている。図10から確認されるように、実施例の光学フィルターは、入射角と関係なく、ほぼ同じスペクトルを示した。また、可視光透過バンドのT10% cut onおよびT10% cut offも入射角によってシフトが実質的に発生しなかった。
図12は、実施例および比較例の光学フィルターのリップル値を確認するために、450nm~560nmの波長範囲内での透過率スペクトルを拡大した図である(入射角0度)。
Claims (23)
- 透明基板と、
前記透明基板の一面または両面に形成され、2層以上のサブ層からなる誘電体膜と、を含み、
波長範囲450nm~560nmでの入射角0度リップル値が2.5%以下である光学フィルター。 - 波長範囲450nm~560nmでの入射角0度リップル値R0と入射角40度リップル値R40との差の絶対値が0~2.5%の範囲内にある、請求項1に記載の光学フィルター。
- T50% cut on波長が400~420nmの範囲内にあり、T50% cut off波長が610~650nmの範囲内であり、425~560nmの波長範囲内で85%以上の平均透過率を示す透過バンドを有する、請求項1に記載の光学フィルター。
- 425~560nmの波長範囲内での最大透過率が87%以上である、請求項3に記載の光学フィルター。
- 300~390nmの波長範囲内で2%以下の平均透過率および最大透過率を示す、請求項3に記載の光学フィルター。
- 波長700nmでの透過率が2%以下であり、700~800nmの波長範囲内で2%以下の平均透過率および最大透過率を示し、800~1000nmの波長範囲内で2%以下の平均透過率および最大透過率を示し、1000~1200nmの波長範囲内で5%以下の平均透過率および10%以下の最大透過率を示し、波長1200nmでの透過率が10%以下である、請求項3に記載の光学フィルター。
- 透明基板は、近赤外線吸収ガラス基板である、請求項1に記載の光学フィルター。
- 透明基板は、CuO含有フッ化リン酸塩ガラス基板またはCuO含有リン酸塩ガラス基板である、請求項1に記載の光学フィルター。
- 誘電体膜は、互いに屈折率が異なっており、交互に積層された第1サブ層および第2サブ層を含む、請求項1に記載の光学フィルター。
- 第1および第2サブ層は、下記数式2によるV値が17以下となるように形成されている、請求項9に記載の光学フィルター:
[数式2]
V=K×{[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)-1]/[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)+1]}2
数式2で、n1は、第1サブ層の屈折率であり、n2は、第2サブ層の屈折率であり、nsは、透明基板の屈折率であり、Kは、誘電体膜内の第1および第2サブ層の合計層数であり、pは、K=(2p+1)を満たす数である。 - 第1サブ層の屈折率n1と第2サブ層の屈折率n2の比n1/n2は、1.4~2.0の範囲内にある、請求項10に記載の光学フィルター。
- 第1サブ層の屈折率n1は、1.8~3.5の範囲内にある、請求項11に記載の光学フィルター。
- 第1サブ層の屈折率n1と透明基板の屈折率nsの比n1/nsは、1.4~2.0の範囲内にある、請求項10に記載の光学フィルター。
- 数式2のKは、15以下である、請求項10に記載の光学フィルター。
- 第1および第2サブ層の厚さは、それぞれ5~200nmの範囲内にあり、誘電体膜に含まれる第1サブ層の厚さと第2サブ層の厚さの平均値は、5~70nmの範囲内である、請求項10に記載の光学フィルター。
- 誘電体膜は、厚さが100~500nmの範囲内である、請求項1に記載の光学フィルター。
- 誘電体膜は、透明基板の両面に形成されている、請求項1に記載の光学フィルター。
- 誘電体膜としては、互いに屈折率が異なっており、交互に積層された第1サブ層および第2サブ層を含み、前記第1および第2サブ層が下記数式2によるV値が17以下になるように形成されている誘電体膜のみを含む、請求項1に記載の光学フィルター:
[数式2]
V=K×{[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)-1]/[(n1/n2)2p×(n1 2/ns)+1]}2
数式2で、n1は、第1サブ層の屈折率であり、n2は、第2サブ層の屈折率であり、nsは、透明基板の屈折率であり、Kは、誘電体膜内の第1および第2サブ層の合計層数であり、pは、K=(2p+1)を満たす数である。 - 赤外線吸収層および紫外線吸収層からなる群から選ばれた1つ以上の層をさらに含む、請求項1に記載の光学フィルター。
- 近赤外線吸収ガラス基板と、
前記透明基板の一面または両面に形成された紫外線吸収層および赤外線吸収層と、を含み、
T50% cut on波長が400~420nmの範囲内にあり、T50% cut off波長が610~650nmの範囲内であり、425~560nmの波長範囲内で85%以上の平均透過率を示す透過バンドを有し、
300~390nmの波長範囲内で2%以下の平均透過率および最大透過率を示し、
波長700nmでの透過率が2%以下であり、700~800nmの波長範囲内で2%以下の平均透過率および最大透過率を示す光学フィルター。 - 赤外線吸収層は、
吸収極大波長が700~720nmの範囲内であり、半値幅が50~60nmの範囲内である第1吸収剤;
吸収極大波長が730~750nmの範囲内であり、半値幅が60~70nmの範囲内である第2吸収剤;および
吸収極大波長が760~780nmの範囲内であり、半値幅が90~100nmの範囲内である第3吸収剤を含む、請求項20に記載の光学フィルター。 - 紫外線吸収層は、
吸収極大波長が340~350nmの範囲内である第1吸収剤;および
吸収極大波長が360~370nmの範囲内である第2吸収剤を含む、請求項20に記載の光学フィルター。 - 請求項1から22のいずれか一項に記載の光学フィルターを含む撮像装置。
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