JP3236727U - 赤外線カットフィルター構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】正常なカラー画像を生成できる赤外線カットフィルター構造を提供する。【解決手段】ガラス基板10、第1多層膜20及び第2多層膜30を含む赤外線カットフィルター構造を提供する。前記第1多層膜は、前記ガラス基板の上側面に設置され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に堆積されて形成され、前記第1多層膜は、入射角0度及び30度について900nm~1100nmの波長範囲内の光の光学密度がOD3~OD7であり、前記第2多層膜は、前記ガラス基板の下側面に設置され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に堆積されて形成され、700nm~900nmの波長範囲内の光線の光学密度がOD3~OD6である。従って、構成される赤外線カットフィルターは、700nm~1100nmの波長範囲の光(赤外線)の透過率を0.1%~0.00001%に到達させることができる。【選択図】図1
Description
本考案は、赤外線カットフィルター構造の技術分野に関し、特に、赤外線を効果的にフィルタリングし、可視光を透過し、更に正常なカラー画像を生成することができる赤外線カットフィルター構造に関する。
ハイエンドなスマートフォンの開発に伴い、携帯電話のカメラモジュールの要件は、益々高くなり、カメラモジュールでは、通常、CCD(CCD=Charge-Coupled Device)又はCMOS(CMOS=Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサの前に赤外線カットフィルターが設置され、赤外線をフィルタリングし、可視光を透過し、正常なカラー画像の生成を可能にさせる。従って、赤外線カットフィルターはカメラモジュールの重要な部材であり、携帯電話の画素が高くなるにつれて、赤外線カットフィルターに対して厳しい要求がされ、特に、結像の色彩再現性及び鮮明さについての要求はより厳しくなっている。一般に、人の目で認識できる可視光の波長範囲は、320nm~760nmであり、320nm~760nmの範囲を超える光波は、人の目では見ることができないが、カメラの結像部材CCD又はCMOSでは、ほとんどの波長の光を捉えることができる。さまざまな光の関与により、カメラモジュールによって再現される色は、肉眼で見ることができる色と偏差があり、例えば、緑の植物は灰色になり、赤い物体は、明るい赤になり、黒色は紫色になる等であり、上述のように、優れた赤外線カットフィルターの赤外線カット機能を用いて、結像色を元の色に完全に近づけることが非常に重要である。
従来の赤外線カットフィルター構造は、台湾の公告第I557439号及び第I557440号特許に示されるように、その構造設計の最大の効果は、波長850~1300nmの光(赤外線)の透過率を1%程度まで小さくさせることであり、この透過率の範囲は、初期の要件の低い携帯電話のカメラモジュールでは許容されるが、携帯電話の画素は、益々高くなり、それにつれて現在のカメラモジュールによって再現される色と肉眼で見る色では、相当大きな偏差があるため、従来の赤外線カットフィルター構造によって達成される赤外線フィルター効果では、現在のハイエンド携帯電話のカメラモジュールにとっては、もはや十分ではない。
これに鑑み、本願考案者は、上記の問題に対して、深く思考し、且つ積極的に研究改良を試み、本考案を開発している。
本考案の目的は、赤外線を効果的にフィルタリングし、可視光を透過し、更に現在の高画素の携帯電話のカメラモジュールに正常なカラー画像を再現させることにある。
本考案の一態様による赤外線カットフィルター構造は、ガラス基板と、前記ガラス基板の上側面に設置され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に堆積されて形成され、入射角0度及び30度について900nm~1100nmの波長範囲内の光の光学密度(OD; Optical Density)がOD3~OD7である第1多層膜と、前記ガラス基板の下側面に設置され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に堆積されて形成され、700nm~900nmの波長範囲内の光線の光学密度がOD3~OD6である第2多層膜と、を含む。
本考案が提供する赤外線カットフィルター構造は、その特殊な構造設計で構成される赤外線カットフィルターにより、700nm~1100nmの波長範囲の光(赤外線)の透過率を0.1%~0.00001%に到達させることができ、従って、赤外線を効果的にフィルタリングし、可視光を透過し、更に、正常なカラー画像を生成し、ハイエンドの携帯電話のカメラモジュールの要求を満たすことができる。
図1を参照し、本考案の一実施形態を示す赤外線カットフィルター構造は、ガラス基板10、第1多層膜20及び第2多層膜30を含む。
前記ガラス基板10は、厚さが0.1mm~1.1mmであり、従来の白ガラス(第1実施形態)、青ガラス(第2実施形態)、又は白ガラスに一層の赤外線を吸収する吸気膜層をコーティングした青系ガラス(第3実施形態)のいずれかであることができる。
前記第1多層膜20は、物理真空蒸着(PVD= Physical Vapor Deposition)により前記ガラス基板10の上側面に形成され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に積層されて形成され、前記第1多層膜20は、入射角0度及び30度について900nm~1100nmの波長範囲内の光の光学密度がOD3~OD7である(図2及び図3参照)。前記高屈折率材料は、300nm~1100nmの波長範囲内の屈折率が2~3であり、吸光係数が0に近い1つ又は複数の高屈折率材料であり、例えば、Ti3O5、TiO2、Ta2O5、Nb2O5等である。前記低屈折率材料は、300nm~1100nmの波長範囲内の屈折率が1.3~2であり、且つ吸光係数が0に近い1つ又は複数の低屈折率材料であり、例えば、SiO2、MgF2等である。好適な実施形態における前記第1多層膜20の構造は、下表の通りである。
前記第2多層膜30は、物理真空蒸着(PVD)により、前記ガラス基板10の下側面に形成され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に堆積されて形成され、前記第2多層膜30の700nm~900nmの波長範囲内の光線の光学密度がOD3~OD6である(図4及び図5参照)。前記高屈折率材料は、300nm~1100nmの波長範囲内の屈折率が2~3であり、吸光係数が0に近い1つ又は複数の高屈折率材料であり、例えば、Ti3O5、TiO2、Ta2O5、Nb2O5等である。前記低屈折率材料は、300nm~1100nmの波長範囲内の屈折率が1.3~2であり、吸光係数が0に近い1つ又は複数の低屈折率材料であり、例えば、SiO2、MgF2等である。好適な実施形態における前記第2多層膜30の構造は、下表のとおりである。
このように構成される赤外線カットフィルターは、700nm~1100nmの波長範囲内の光(赤外線)の透過率を0.1%~0.00001%に到達させることができるため、効果的に赤外線をフィルタリングし、可視光を透過し、更に正常なカラー画像を生成することができ、ハイエンドの携帯電話のカメラモジュールの要求を満たすことができる。
第1の実施形態において、前記ガラス基板10は、従来の白ガラスであり、前記ガラス基板10の上側面に前記第1多層膜20が設けられ、前記ガラス基板10の下側面に前記第2多層膜30が設けられる場合、構成される赤外線カットフィルターの透過率のスペクトログラムは、図6に示すとおりであり、光学密度のスペクトログラムは、図7に示すとおりである。
第2の実施形態において、前記ガラス基板10は、青ガラスであり、前記ガラス基板10の上側面に前記第1多層膜20が設けられ、前記ガラス基板10の下側面に前記第2多層膜30が設けられる場合、前記青ガラス自体の材料特性は、近赤外線に吸収効果を有し、T(透過率)50%は約640nm±10nmの位置の0度及び30度において、極めて小さい偏移を有し、その透過率のスペクトログラムは、図8に示すとおりであり、構成される赤外線カットフィルターの透過率のスペクトログラムは、図9に示すとおりであり、光学密度のスペクトログラムでは、図10に示すとおりである。
第3の実施形態において、前記ガラス基板10が青系ガラスであり、前記ガラス基板10の上側面に前記第1多層膜20が設けられ、前記ガラス基板10の下側面に前記第2多層膜30が設けられる場合、前記青系ガラス自体の材料特性は、近赤外光領域に吸収効果を有し、T50%は約640nm±10nmの位置の0度及び30度において、極めて小さい偏移を有し、その透過率のスペクトログラムは、図11に示すとおりであり、構成される赤外線カットフィルターは、700nm~1100nmの波長範囲内の光カット率OD3~OD6であり、T50%の偏移量は5nm未満であり、その透過率のスペクトログラムは、図12に示すとおりであり、光学密度のスペクトログラムは、図13に示すとおりである。
10 ガラス基板
20 第1多層膜
21 第2多層膜
20 第1多層膜
21 第2多層膜
Claims (9)
- ガラス基板と、
前記ガラス基板の上側面に設置され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に堆積されて形成され、入射角0度及び30度について900nm~1100nmの波長範囲内の光の光学密度がOD3~OD7である第1多層膜と、
前記ガラス基板の下側面に設置され、複数の高屈折率材料及び複数の低屈折率材料が交互に堆積されて形成され、700nm~900nmの波長範囲内の光線の光学密度がOD3~OD6である第2多層膜と、
を含む赤外線カットフィルター構造。 - 前記ガラス基板は、白ガラスである請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
- 前記ガラス基板は、青ガラスである請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
- 前記ガラス基板は、白ガラス上に一層の赤外線を吸収する有機膜層をコーティングした青系ガラス基板である請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
- 第1多層膜の高屈折率材料は、Ti3O5、TiO2、Ta2O5又はNb2O5のいずれか1つである請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
- 第1多層膜の低屈折率材料は、SiO2又はMgF2のいずれか1つである請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
- 第2多層膜の高屈折率材料は、Ti3O5、TiO2、Ta2O5又はNb2O5のいずれか1つである請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
- 前記第2多層膜の低屈折率材料は、SiO2又はMgF2のいずれか1つである請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
- 前記第1多層膜の構造は、第1層は、材料がNb2O5であり、膜厚が12.74nmであり、第2層は、材料がSiO2であり、膜厚が32.84nmであり、第3層は、材料がNb2O5,膜厚96.19nmであり、第4層は、材料がSiO2であり、膜厚が10.31nmであり、第5層は、材料がNb2O5であり、膜厚が8.45nmであり、第6層は、材料がSiO2であり、膜厚が157.12nmであり、第7層は、材料がNb2O5であり、膜厚が106.84nmであり、第8層は、材料がSiO2であり、膜厚が183.37nmであり、第9層は、材料がNb2O5であり、膜厚が117.73nmであり、第10層は、材料がSiO2であり、膜厚が178.49nmであり、第11層は、材料がNb2O5であり、膜厚が81.65nmであり、第12層は、材料がSiO2であり、膜厚が25.72nmであり、第13層は、材料がNb2O5であり、膜厚が13.97nmであり、第14層は、材料がSiO2であり、膜厚が94.61nmであり、第15層は、材料がNb2O5であり、膜厚が107.3nmであり、第16層は、材料がSiO2であり、膜厚が94.61nmであり、第17層は、材料がNb2O5であり、膜厚が17.27nmであり、第18層は、材料がSiO2であり、膜厚が27.21nmであり、第19層は、材料がNb2O5であり、膜厚が65.51nmであり、第20層は、材料がSiO2であり、膜厚が166.98nmであり、第21層は、材料がNb2O5であり、膜厚が82.61nmであり、第22層は、材料がSiO2であり、膜厚が18.84nmであり、第23層は、材料がNb2O5であり、膜厚が6.12nmであり、第24層は、材料がSiO2であり、膜厚が141.84nmであり、第25層は、材料がNb2O5であり、膜厚が111.58nmであり、第26層は、材料がSiO2であり、膜厚が186.03nm;
第27層は、材料がNb2O5であり、膜厚が114.89nmであり、第28層は、材料がSiO2であり、膜厚が181.17nmであり、第29層は、材料がNb2O5であり、膜厚が12.74nmであり、第30層は、材料がSiO2であり、膜厚が171.21nmであり、第31層は、材料がNb2O5であり、膜厚が106.24nmであり、第32層は、材料がSiO2であり、膜厚が177.15nmであり、第33層は、材料がNb2O5であり、膜厚が111.76nmであり、第34層は、材料がSiO2であり、膜厚が178.75nmであり、第35層は、材料がNb2O5であり、膜厚が107.76nmであり、第36層は、材料がSiO2であり、膜厚が172.17nmであり、第37層は、材料がNb2O5であり、膜厚が106.86nmであり、第38層は、材料がSiO2であり、膜厚が177.85nm であり、第39層は、材料がNb2O5であり、膜厚が111.19nmであり、第40層は、材料がSiO2であり、膜厚が179.91nmであり、第41層は、材料がNb2O5であり、膜厚が109.11nmであり、第42層は、材料がSiO2であり、膜厚が173.39nmであり、第43層は、材料がNb2O5であり、膜厚が106.95nmであり、第44層は、材料がSiO2であり、膜厚が176.5nmであり、第45層は、材料がNb2O5であり、膜厚が110.69nmであり、第46層は、材料がSiO2であり、膜厚が175.54nmであり、第47層は、材料がNb2O5であり、膜厚が105.87nmであり、第48層は、材料がSiO2であり、膜厚が171.34nmであり、第49層は、材料がNb2O5であり、膜厚が108.56nmであり、第50層は、材料がSiO2であり、膜厚が179.16nmであり、第51層は、材料がNb2O5であり、膜厚が106.29nmであり、第52層は、材料がNb2O5であり、膜厚が161.47nmであり、第53層は、材料がNb2O5であり、膜厚が10.28nmであり、第54層は、材料がSiO2であり、膜厚が6.92nmであり、第55層は、材料がNb2O5であり、膜厚が78.32nmであり、第56層は、材料がSiO2であり、膜厚が79.6nmであり、
前記第2多層膜の構造は、第1層は、材料がNb2O5であり、膜厚が8.55nmであり、第2層は、材料がSiO2であり、膜厚が33.83nmであり、第3層は、材料がNb2O5であり、膜厚が96.95nmであり、第4層は、材料がSiO2であり、膜厚が150.53nmであり、第5層は、材料がNb2O5であり、膜厚が85.43nmであり、第6層は、材料がSiO2であり、膜厚が140.59nmであり、第7層は、材料がNb2O5であり、膜厚が83.01nmであり、第8層は、材料がSiO2であり、膜厚が138.23nmであり、第9層は、材料がNb2O5であり、膜厚が82.05nmであり、第10層は、材料がSiO2であり、膜厚が137.33nmであり、第11層は、材料がNb2O5であり、膜厚が81.52nmであり、第12層は、材料がSiO2であり、膜厚が136.92nmであり、第13層は、材料がNb2O5であり、膜厚が81.13nmであり、第14層は、材料がSiO2であり、膜厚が136.71nmであり、第15層は、材料がNb2O5であり、膜厚が80.86nmであり、第16層は、材料がSiO2であり、膜厚が136.59nmであり、第17層は、材料がNb2O5であり、膜厚が80.79nmであり、第18層は、材料がSiO2であり、膜厚が136.59nmであり、第19層は、材料がNb2O5であり、膜厚が80.88nmであり、第20層は、材料がSiO2であり、膜厚が136.64nmであり、第21層は、材料がNb2O5であり、膜厚が81.8nmであり、第22層は、材料がSiO2であり、膜厚が136.71nmであり、第23層は、材料がNb2O5であり、膜厚が81.4nmであり、第24層は、材料がSiO2であり、膜厚が136.9nmであり、第25層は、材料がNb2O5であり、膜厚が81.91nmであり、第26層は、材料がSiO2であり、膜厚が137.52nmであり、第27層は、材料がNb2O5であり、膜厚が83.45nmであり、第28層は、材料がSiO2であり、膜厚が140.24nmであり、第29層は、材料がNb2O5であり、膜厚が91.16nmであり、第30層は、材料がSiO2であり、膜厚が143.89nmであり、第31層は、材料がNb2O5であり、膜厚が7.37nmであり、第32層は、材料がSiO2であり、膜厚が22.5nmであり、第33層は、材料がNb2O5であり、膜厚が109.53nmであり、第34層は、材料がSiO2であり、膜厚が17.04nmであり、第35層は、材料がNb2O5であり、膜厚が8.4nmであり、第36層は、材料がSiO2であり、膜厚が150.36nmであり、第37層は、材料がNb2O5であり、膜厚が90.99nmであり、第38層は、材料がSiO2であり、膜厚が143.06nm であり、第39層は、材料がNb2O5であり、膜厚が85.75nmであり、第40層は、材料がSiO2であり、膜厚が144.98nmであり、第41層は、材料がNb2O5であり、膜厚が93.4nmであり、第42層は、材料がSiO2であり、膜厚が169.43nmであり、第43層は、材料がNb2O5であり、膜厚が20.65nmであり、第44層は、材料がSiO2であり、膜厚が8.12nmであり、第45層は、材料がNb2O5であり、膜厚が87.28nmであり、第46層は、材料がSiO2であり、膜厚が22.4nmであり、第47層は、材料がNb2O5であり、膜厚が5.77nmであり、第48層は、材料がSiO2であり、膜厚が142.34nmであり、第49層は、材料がNb2O5であり、膜厚が94.13nmであり、第50層は、材料がSiO2であり、膜厚が147.82nmであり、第51層は、材料がNb2O5であり、膜厚が92.71nmであり、第52層は、材料がNb2O5であり、膜厚が164.87nmであり、第53層は、材料がNb2O5であり、膜厚が105.22nmであり、第54層は、材料がSiO2であり、膜厚が17.91nmであり、第55層は、材料がNb2O5であり、膜厚が3.43nmであり、第56層は、材料がSiO2であり、膜厚が154.31nmであり、第57層は、材料がNb2O5であり、膜厚が99.34nmであり、第58層は、材料がSiO2であり、膜厚が143.15nmであり、第59層は、材料がNb2O5であり、膜厚が7.18nmであり、第60層は、材料がSiO2であり、膜厚が10.55nmであり、第61層は、材料がNb2O5であり、膜厚が77.66nmであり、第62層は、材料がSiO2であり、膜厚が74.8nmである、請求項1に記載の赤外線カットフィルター構造。
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JP2022000079U Active JP3236727U (ja) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 赤外線カットフィルター構造 |
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