JP7057487B2 - Optical equipment and components - Google Patents

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本発明は、赤外光を利用した光学装置、およびそれに用いる光学部材に関する。 The present invention relates to an optical device using infrared light and an optical member used thereof.

赤外光を用いた光学装置は、赤外線カメラ装置のような撮影用途の他、計測、通信、生体認証など、様々な用途で用いられている。 Optical devices using infrared light are used in various applications such as measurement, communication, and biometric authentication, in addition to photography applications such as infrared camera devices.

このような光学装置は、一般に赤外光発光部および/または赤外光受光部を有している。さらに、該光学装置は、これら発光部や受光部に入射する可視光等の不要光を低減する目的と、これら発光部からの赤外光を外部に出射するためや外部からの赤外光を受光部に受信させるために設けられた筐体の開口部を不可視にする目的で、赤外光のみを透過させる赤外光透過フィルタが設けられる場合がある。また、一般に赤外光透過フィルタは、可視光を遮断するため、フィルタ部分が黒色等の暗色のものが多い。 Such an optical device generally has an infrared light emitting unit and / or an infrared light receiving unit. Further, the optical device has a purpose of reducing unnecessary light such as visible light incident on these light emitting parts and light receiving parts, and for emitting infrared light from these light emitting parts to the outside and emitting infrared light from the outside. An infrared light transmission filter that transmits only infrared light may be provided for the purpose of making the opening of the housing provided for receiving the light to the light receiving unit invisible. Further, in general, an infrared light transmission filter blocks visible light, so that the filter portion is often a dark color such as black.

しかし、意匠性を高める等の目的で、特定色の赤外光透過フィルタが所望される場合がある。例えば、携帯端末や車にセンサカメラとして設けられる光学装置を考えた場合、筐体に設けられる赤外センサ用の開口部が目立たないように、開口部に配される赤外光透過フィルタの色味を筐体色(ボディカラー)に合わせたいといった要望がある。携帯端末や車のボディカラーは多種に渡るため、多様な色味を容易に実現できる赤外光透過フィルタが所望されている。 However, an infrared light transmission filter of a specific color may be desired for the purpose of enhancing the design. For example, when considering an optical device provided as a sensor camera in a mobile terminal or a car, the color of the infrared light transmission filter arranged in the opening so that the opening for the infrared sensor provided in the housing is not conspicuous. There is a desire to match the taste with the housing color (body color). Since there are various body colors for mobile terminals and cars, an infrared light transmission filter that can easily realize various colors is desired.

暗色以外の赤外光透過フィルタとして、例えば、特許文献1、2に記載の白色の赤外光透過フィルタがある。特許文献1に記載されている赤外光透過フィルタは、半透明の拡散部と、赤外光を透過するとともに可視光を反射するミラーとを備えることにより、白色の赤外光透過フィルタを実現している。 As an infrared light transmission filter other than a dark color, for example, there is a white infrared light transmission filter described in Patent Documents 1 and 2. The infrared light transmission filter described in Patent Document 1 realizes a white infrared light transmission filter by providing a semi-transparent diffuser and a mirror that transmits infrared light and reflects visible light. are doing.

また、特許文献2に記載されている赤外線透過フィルタは、透明なバインダー中に、該バインダーとは異なる屈折率の微粒子を均一に分散させて、赤外域の透過率を大きくしつつ、可視域で散乱を大きくすることにより、白色の赤外線透過フィルタを実現している。 Further, the infrared transmittance filter described in Patent Document 2 uniformly disperses fine particles having a refractive index different from that of the binder in a transparent binder to increase the transmittance in the infrared region and in the visible region. A white infrared transmission filter is realized by increasing the scattering.

また、白色以外の色味を実現する赤外光透過フィルタの例が、特許文献3、4に記載されている。特許文献3に記載されている赤外光透過フィルタは、可視光を反射し、赤外光を透過する誘電体多層膜の第1の側(視認側)に、可視光を散乱させるための散乱部(凹凸面やコレステリック相液晶層など)を設けることにより、赤外光を透過させつつ、可視光を遮断するだけでなく、その可視光を反射散乱させることにより、第1の側から見ると可視光の受光領域が黒色以外の色(例えば、白色や緑色や橙色等)に着色されたように観察される赤外線透過フィルタを実現している。 Further, Patent Documents 3 and 4 describe examples of infrared light transmission filters that realize colors other than white. The infrared light transmission filter described in Patent Document 3 reflects visible light and scatters visible light on the first side (visual recognition side) of the dielectric multilayer film that transmits infrared light. By providing a portion (uneven surface, cholesteric phase liquid crystal layer, etc.), not only the visible light is blocked while transmitting infrared light, but also the visible light is reflected and scattered, so that it is viewed from the first side. It realizes an infrared transmission filter in which the light receiving region of visible light is observed as if it is colored in a color other than black (for example, white, green, orange, etc.).

また、特許文献4に記載されている赤外光透過フィルタは、基材の一方の面上に、赤外光を透過させるとともに可視光を反射および透過させる誘電体多層膜を備え、該誘電体多層膜から反射された可視光によって任意の外観色を実現している。さらに、特許文献4には、基材の一方の面を梨地状に加工し、その上に誘電体多層膜を備えることにより、反射光に散乱成分を持たせて外観色に真珠調の質感を付与する(反射色の発色を良くする)構成や、誘電体多層膜の機器内面側に赤外光を透過しかつ可視光の透過を阻止する赤外透過黒色印刷層91を設ける構成等も記載されている。 Further, the infrared light transmission filter described in Patent Document 4 is provided with a dielectric multilayer film that transmits infrared light and reflects and transmits visible light on one surface of the substrate, and the dielectric is provided. Any appearance color is realized by the visible light reflected from the multilayer film. Further, in Patent Document 4, one surface of the base material is processed into a satin finish, and a dielectric multilayer film is provided on the surface to give a scattering component to the reflected light to give a pearly texture to the appearance color. A configuration for imparting (improving the color development of the reflected color) and a configuration for providing an infrared transmissive black printing layer 91 that transmits infrared light and blocks the transmission of visible light on the inner surface side of the device of the dielectric multilayer film are also described. Has been done.

また、特許文献5には、背景が見えるのを防止するために、ミラーコート層の上に、可視光の一部を吸収し、赤外光を透過する色材層を設けた構成の赤外光透過フィルタが記載されている。 Further, in Patent Document 5, in order to prevent the background from being seen, an infrared ray having a structure in which a color material layer that absorbs a part of visible light and transmits infrared light is provided on the mirror coat layer. A light transmission filter is described.

特開2014-71295号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-71295 特開2010-72616号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-72616 国際公開2016/117452号International Publication 2016/11452 特許第4122010号明細書Japanese Patent No. 4212010 特許第4627610号明細書Japanese Patent No. 4627610

しかし、特許文献1、2に記載された方法は、意匠性を高めるために可視光の散乱性を高めようとすると赤外光の送受信部感度が低くなってしまうという問題がある。具体的には、特許文献1や特許文献2に記載された方法は、赤外光に対する透過率を大きくできたとしても、赤外光に対しても散乱能が働いてしまうため、赤外光のヘイズを小さくできないという問題がある。換言すると、赤外光の直進透過率が十分でないという問題がある。 However, the methods described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the sensitivity of the transmission / reception portion of infrared light is lowered when trying to improve the scattering property of visible light in order to improve the design. Specifically, in the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, even if the transmittance for infrared light can be increased, the scattering ability also works for infrared light, so that infrared light is used. There is a problem that the haze cannot be reduced. In other words, there is a problem that the straight transmittance of infrared light is not sufficient.

入射する赤外光の光量に対して直進する光の光量が少ない場合、その分、反射・吸収・散乱によるロスが多く発生していることになる。そのような場合、例えば、赤外線カメラのように受光素子と組み合わせた場合に、画像が暗くなったり、像がぼけるなどの解像度低下の原因となり、装置として所望の感度・特性が得られないといった問題がある。 When the amount of light traveling straight ahead is smaller than the amount of incident infrared light, a large amount of loss due to reflection, absorption, and scattering is generated. In such a case, for example, when combined with a light receiving element such as an infrared camera, the image may become dark or the image may be blurred, resulting in a decrease in resolution, and the problem that the desired sensitivity and characteristics of the device cannot be obtained. There is.

なお、特許文献3に記載された方法によれば、赤外光の直進透過率を十分に保ちつつ、可視光の反射散乱性が高い赤外線透過フィルタを実現できる。しかし、誘電体多層膜の反射光だけで様々な色味を実現しようとすると、色味毎に、誘電体多層膜を設計し直さなければならず、容易ではない。また、可視光の反射散乱性が低い波長域の透過を防ぐ対策が必要となる。 According to the method described in Patent Document 3, it is possible to realize an infrared transmission filter having high reflection and scattering property of visible light while sufficiently maintaining the linear transmittance of infrared light. However, if it is attempted to realize various colors only by the reflected light of the dielectric multilayer film, it is not easy because the dielectric multilayer film must be redesigned for each color. In addition, it is necessary to take measures to prevent transmission of visible light in a wavelength region where the reflection and scattering property is low.

特許文献4、5に記載された方法も誘電体多層膜の反射光だけで色味を実現する構成という点で、特許文献3と同様の問題が生じる。また、誘電体多層膜の鏡面反射色を視認する場合、色味が視野角により異なるといった問題が生じる。なお、特許文献4には、フィルタ特性の向上のため(すなわち、背景を見えなくするために)、可視光の入射側からみて誘電体多層膜の背面側に可視光の透過を防ぐ赤外透過黒色印刷層91を設ける構成が記載されているが、あくまで質感の付与や発色の向上のためであり、それによって色の再現範囲が変化するものではない。なお、特許文献5に記載の色材層もその点同様である。 The methods described in Patent Documents 4 and 5 also have the same problems as those in Patent Document 3 in that the color taste is realized only by the reflected light of the dielectric multilayer film. Further, when visually recognizing the specular reflection color of the dielectric multilayer film, there arises a problem that the tint varies depending on the viewing angle. In Patent Document 4, in order to improve the filter characteristics (that is, to make the background invisible), infrared transmission that prevents visible light from being transmitted to the back surface side of the dielectric multilayer film when viewed from the incident side of visible light. Although the configuration in which the black printing layer 91 is provided is described, it is only for the purpose of imparting a texture and improving color development, and the color reproduction range does not change accordingly. The same applies to the color material layer described in Patent Document 5.

本発明は、上記課題に鑑みて、意匠性と赤外光に対する高い直進透過性とを維持しつつ、複雑な設計を伴わずに色再現範囲の広い光学装置およびそのための光学部材の提供を目的とする。また、本発明は、簡易な設計で、可視光のうち所望の色味を発現する特定波長の光にのみ反射散乱性が高く、かつ赤外光の直進透過性が高い光学部材の提供を目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an optical device having a wide color reproduction range and an optical member for that purpose without complicated design while maintaining designability and high straight-line transparency to infrared light. And. Another object of the present invention is to provide an optical member having a simple design, having high reflection and scattering property only for light having a specific wavelength that expresses a desired color among visible light, and having high straight-line transmission of infrared light. And.

本発明による光学部材は、可視域の少なくとも一部の波長帯域の光であって特定の色に対応する特定波長の光を反射散乱し、前記特定波長以外の光を吸収し、かつ赤外域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する吸収反射散乱部を備え、赤外域の少なくとも前記一部の波長帯域の光に対する直進透過率が75%以上であり、可視光が入射すると、前記特定の色に着色されているように観察され、前記吸収反射散乱部は、可視域の光を反射し、赤外域の少なくとも前記一部の波長帯域の光を透過する選択反射部と、前記可視域の光を散乱させる散乱部と、前記可視域のうち前記特定波長以外の光を吸収する特定可視光吸収部とを含み、前記選択反射部に対して、前記散乱部と前記特定可視光吸収部とが、赤外光の入射側もしくは出射側であるとともに可視光が入射する側のうち予め定めた一方の側である第1の側から見て、特定可視光吸収部、散乱部、選択反射部の順で設けられていることを特徴とする。 The optical member according to the present invention reflects and scatters light of a specific wavelength corresponding to a specific color, which is light in at least a part of the wavelength band in the visible region, absorbs light other than the specific wavelength, and is in the infrared region. It is provided with an absorption / reflection / scattering unit that transmits light in at least a part of the wavelength band, has a straight-line transmission rate of 75% or more for light in at least a part of the wavelength band in the infrared region, and when visible light is incident, the specific Observed to be colored in color, the absorption / reflection / scattering unit has a selective reflection unit that reflects light in the visible region and transmits light in at least a part of the wavelength band in the infrared region, and the visible region. A scattering unit that scatters light and a specific visible light absorbing unit that absorbs light other than the specific wavelength in the visible region are included. However, when viewed from the first side, which is the incident side or the emission side of the infrared light and the predetermined side of the side on which the visible light is incident, the specific visible light absorption unit, the scattering unit, and the selective reflection unit. The feature is that they are provided in the order of .

また、本発明による光学装置は、赤外域の一部の波長帯域の光を発光する発光部、または、赤外域の一部の波長帯域の光を受光する受光部と、前記発光部または前記受光部を囲う筐体と、前記筐体の開口部に設けられる赤外光透過フィルタとを備え、前記赤外光透過フィルタが、上記の光学部材であることを特徴とする。 Further, the optical device according to the present invention has a light emitting unit that emits light in a part of the wavelength band in the infrared region, or a light receiving unit that receives light in a part of the wavelength band in the infrared region, and the light emitting unit or the light receiving unit. A housing that surrounds the portion and an infrared light transmission filter provided in the opening of the housing are provided, and the infrared light transmission filter is characterized by being the above-mentioned optical member.

本発明によれば、簡易な設計で、可視光のうち所望の色味を発現する特定波長の光にのみ反射散乱性が高く、かつ赤外光の直進透過性が高い光学部材を提供できる。また、本発明によれば、意匠性と赤外光に対する高い直進透過性を維持しつつ、複雑な設計を伴わずに色再現範囲の広い光学装置を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an optical member having high reflection scattering property and high straight-line transmission of infrared light only for light having a specific wavelength that expresses a desired color among visible light with a simple design. Further, according to the present invention, it is possible to provide an optical device having a wide color reproduction range without complicated design while maintaining designability and high straight-line transparency to infrared light.

第1の実施形態の光学部材の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example of the optical member of 1st Embodiment. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 凹凸構造342の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the concavo-convex structure 342. 選択反射膜33の凹凸面の傾斜角度と可視光の反射散乱との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the inclination angle of the concave-convex surface of a selective reflection film 33, and the reflection scattering of visible light. 反射散乱部31による赤外光の透過成分の光量分布の角度依存性の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the angle dependence of the light amount distribution of the transmission component of infrared light by a reflection scattering part 31. 光学部材30の製造方法の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the manufacturing method of the optical member 30. 光学部材30の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the optical member 30. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 回折構造22における位相項係数の波長依存性の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the wavelength dependence of the phase term coefficient in a diffraction structure 22. 回折構造22による赤外光の透過成分の光量分布の角度依存性の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the angle dependence of the light amount distribution of the transmission component of infrared light by a diffraction structure 22. 光学部材の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of an optical member. 第2の実施形態の光学装置の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example of the optical apparatus of 2nd Embodiment. 3種の着色樹脂材料の透過率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the transmittance characteristic of 3 kinds of colored resin materials. 選択反射部としての多層膜の透過率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the transmittance characteristic of a multilayer film as a selective reflection part. 実施例の光学部材の透過光量の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the transmitted light amount of the optical member of an Example.

実施形態1.
次に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかる光学部材10の例を示す構成図である。図1に示す光学部材10は、赤外光を用いる光学装置等において、観察者に対して特定の色味を発現しつつ、装置内部に対しては、可視光を遮断し、かつ赤外光を透過する赤外光透過フィルタとして用いられる。光学部材10は、赤外光を透過させつつ、可視光のうち特定波長の光のみを反射散乱させることにより、少なくとも視認側として定めた第1の側から見ると、可視光の受光領域が所定の色に着色されたように観察される。なお、観察される色は、単色に限らず、例えば、斑模様や迷彩のような領域毎に異なる複数の色の組合せを含む。ここで、第1の側とは、光学部材10において赤外光の入射側もしくは出射側であるとともに可視光が入射する側のうち予め定めた一方の側である。また、本発明では、第1の側でない他方の側を、第2の側という。なお、以下では、第1の側を単に視認側と呼び、第2の側を単に反視認側と呼ぶ場合があるが、所望の色が観察される面(以下、単に観察面という)を第1の側に限定するものではない。例えば、第2の側も観察面となり得る。
Embodiment 1.
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of an optical member 10 according to a first embodiment of the present invention. The optical member 10 shown in FIG. 1 exhibits a specific color to the observer in an optical device or the like using infrared light, blocks visible light from the inside of the device, and emits infrared light. It is used as an infrared light transmission filter that transmits light. The optical member 10 reflects and scatters only the light having a specific wavelength among the visible light while transmitting the infrared light, so that the light receiving region of the visible light is predetermined at least when viewed from the first side defined as the visual viewing side. It is observed as if it was colored in the color of. The observed color is not limited to a single color, and includes, for example, a combination of a plurality of colors different for each region such as a mottled pattern or a camouflage. Here, the first side is the incident side or the emitting side of the infrared light in the optical member 10, and is one of the predetermined sides on which the visible light is incident. Further, in the present invention, the other side other than the first side is referred to as a second side. In the following, the first side may be simply referred to as a visible side and the second side may be simply referred to as an anti-visual side, but the surface on which the desired color is observed (hereinafter, simply referred to as an observation surface) is the first. It is not limited to the side of 1. For example, the second side can also be an observation surface.

図1に示す光学部材10は、基材14と、選択反射部13と、散乱部12と、特定可視光吸収部15とを備えている。 The optical member 10 shown in FIG. 1 includes a base material 14, a selective reflection unit 13, a scattering unit 12, and a specific visible light absorption unit 15.

基材14は、赤外光に対して透過性を有する部材により構成されていればよい。なお、基材14は、例えば、ガラスや樹脂等によって作製された基板であってもよい。また、光学部材10が車等に設けられる場合には、基材14は、石飛び等の衝撃に対して割れるのを防止するため、衝撃耐性を有する樹脂基板でもよい。 The base material 14 may be made of a member having transparency to infrared light. The base material 14 may be, for example, a substrate made of glass, resin, or the like. Further, when the optical member 10 is provided in a car or the like, the base material 14 may be a resin substrate having impact resistance in order to prevent cracking due to an impact such as stone jumping.

選択反射部13は、可視光を一定割合以上反射し、赤外光を一定割合以上透過する機能を有する。選択反射部13の例としては、ダイクロイックミラーやコレステリック相液晶フィルムなどが挙げられる。より具体的には、選択反射部13は、ダイクロイックミラーのミラー層に用いられるような誘電体多層膜や、コレステリック相液晶フィルムに用いられるようなコレステリック相液晶層といった反射部材を有していればよい。 The selective reflection unit 13 has a function of reflecting visible light at a certain ratio or more and transmitting infrared light at a certain ratio or more. Examples of the selective reflection unit 13 include a dichroic mirror, a cholesteric phase liquid crystal film, and the like. More specifically, if the selective reflection unit 13 has a reflective member such as a dielectric multilayer film used for a mirror layer of a dichroic mirror or a cholesteric phase liquid crystal layer used for a cholesteric phase liquid crystal film. good.

散乱部12は、可視光に対して、散乱能を発現させる機能を有する。なお、散乱部12は、可視光に対して、赤外光よりも高い散乱能を発現する機能を有しているのが好ましい。そのような散乱能を発現させる機能の実現例としては、任意の媒質界面(特に反射部材)に設けられる凹凸面や、微粒子を含有した樹脂によって形成される層である微粒子含有樹脂層や、回折構造等が挙げられる。 The scattering unit 12 has a function of exhibiting a scattering ability with respect to visible light. The scattering unit 12 preferably has a function of exhibiting a higher scattering ability than infrared light with respect to visible light. Examples of the realization of the function of exhibiting such a scattering ability include an uneven surface provided at an arbitrary medium interface (particularly a reflective member), a fine particle-containing resin layer which is a layer formed by a resin containing fine particles, and diffraction. The structure and the like can be mentioned.

例えば、散乱部12が任意の媒質界面に形成される凹凸面である場合、該凹凸面での反射および屈折現象を利用して可視光を散乱させられる。特に、散乱部12が反射部材に設けられた凹凸面である場合、反射は屈折などに比べて光線の偏向量が大きいため、可視光の散乱を大きくできる。また、例えば、散乱部12が回折構造である場合、回折構造での回折現象を利用して可視光を散乱させられる。また、例えば、散乱部12が微粒子含有樹脂層である場合、バインダーである樹脂層内における微粒子との界面での屈折現象を主に利用して可視光を散乱させられる。 For example, when the scattering portion 12 is an uneven surface formed at an arbitrary medium interface, visible light can be scattered by utilizing the reflection and refraction phenomena on the uneven surface. In particular, when the scattering portion 12 is an uneven surface provided on the reflecting member, the amount of deflection of the light beam is larger in the reflection than in the refraction or the like, so that the scattering of visible light can be increased. Further, for example, when the scattering unit 12 has a diffraction structure, visible light can be scattered by utilizing the diffraction phenomenon in the diffraction structure. Further, for example, when the scattering unit 12 is a fine particle-containing resin layer, visible light can be scattered mainly by utilizing the refraction phenomenon at the interface with the fine particles in the resin layer which is a binder.

本発明において、可視光を、波長400nm~750nmの光としてもよい。また、赤外光を、波長800nm以上の光としてもよい。なお、反射散乱させたい可視域(色味)や、赤外センサの検出帯域等が決まっている場合などには、可視光、赤外光ともに上記範囲内において、さらに対象波長帯を限定してもよい。ただし、可視光については対象波長帯を特に限定しなくても後述する特定可視光吸収部15により色味を調整できる。以下、とくにことわりがなく説明する場合、可視域は波長400nm~780nmであり、赤外域は近赤外領域とされる波長780nm~2000nm、特に波長800nm~1000nmであり、可視光は該可視域の光であり、赤外光は該赤外域の光であるものとする。 In the present invention, visible light may be light having a wavelength of 400 nm to 750 nm. Further, the infrared light may be light having a wavelength of 800 nm or more. If the visible range (color) to be reflected and scattered, the detection band of the infrared sensor, etc. are determined, the target wavelength band is further limited within the above range for both visible light and infrared light. May be good. However, with respect to visible light, the tint can be adjusted by the specific visible light absorbing unit 15 described later without particularly limiting the target wavelength band. Hereinafter, when the description is made without particular limitation, the visible region has a wavelength of 400 nm to 780 nm, the infrared region has a wavelength of 780 nm to 2000 nm, which is regarded as a near infrared region, and particularly has a wavelength of 800 nm to 1000 nm. It is light, and infrared light is assumed to be light in the infrared region.

図1では、選択反射部13と散乱部12とが異なる部材により構成され、かつ接しているように示されているが、例えば、選択反射部13を構成している部材の一部が散乱部12(例えば、凹凸面や回折構造等)を構成していてもよい。すなわち、選択反射部13と散乱部12とは、例えば、同一部材によって一体形成されていてもよい。また、選択反射部13と散乱部12との間に別の機能層が設けられるなど、これらは接していなくてもよい。 In FIG. 1, it is shown that the selective reflection unit 13 and the scattering unit 12 are composed of different members and are in contact with each other. For example, a part of the members constituting the selective reflection unit 13 is a scattering unit. 12 (for example, an uneven surface, a diffraction structure, etc.) may be configured. That is, the selective reflection unit 13 and the scattering unit 12 may be integrally formed of, for example, the same member. Further, another functional layer may be provided between the selective reflection unit 13 and the scattering unit 12, and these may not be in contact with each other.

なお、選択反射部13と散乱部12とが接していない場合、選択反射部13と散乱部12の間の距離は短い方が好ましい。特に、散乱部12が回折構造によって実現される場合、該距離は3μm以下が好ましい。両者の距離が離れ過ぎると、可視光の反射光の位相項の係数が後述する2Δnd/λからずれてしまうため、好ましくない。 When the selective reflection unit 13 and the scattering unit 12 are not in contact with each other, it is preferable that the distance between the selective reflection unit 13 and the scattering unit 12 is short. In particular, when the scattering portion 12 is realized by a diffraction structure, the distance is preferably 3 μm or less. If the distance between the two is too large, the coefficient of the phase term of the reflected light of visible light deviates from 2Δnd / λ, which will be described later, which is not preferable.

本実施形態において、散乱部12は、選択反射部13の視認側(少なくとも第1の側)に設けられていればよい。また、特定可視光吸収部15は、散乱部12の視認側に設けられていればよい。すなわち、選択反射部13と散乱部12と特定可視光吸収部15とは、視認側から見て、特定可視光吸収部15、散乱部12、選択反射部13の順に設けられていればよい。 In the present embodiment, the scattering unit 12 may be provided on the visual recognition side (at least the first side) of the selective reflection unit 13. Further, the specific visible light absorption unit 15 may be provided on the visual recognition side of the scattering unit 12. That is, the selective reflection unit 13, the scattering unit 12, and the specific visible light absorption unit 15 may be provided in the order of the specific visible light absorption unit 15, the scattering unit 12, and the selective reflection unit 13 when viewed from the visual recognition side.

特定可視光吸収部15は、入射する可視光の一部であって、人間が所望の色味を認識するための特定波長の光吸収率がそれ以外の波長域の光吸収率に比べて低い。 The specific visible light absorption unit 15 is a part of the incident visible light, and the light absorption rate of a specific wavelength for humans to recognize a desired color is lower than the light absorption rate of other wavelength ranges. ..

特定可視光吸収部15は、例えば、樹脂材料に着色材料を含有した着色樹脂材料であってもよい。樹脂材料としては、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィン(COP)などの熱可塑性樹脂や、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミド(PA)、ポリアミドイミド(PAI)等の熱硬化性樹脂、アクリルやエポキシなどのエネルギー線硬化性樹脂を用いることができる。 The specific visible light absorption unit 15 may be, for example, a colored resin material containing a colored material in the resin material. Examples of the resin material include thermoplastic resins such as polycarbonate (PC) and cycloolefin (COP), and thermosetting resins such as polyimide (PI), polyetherimide (PEI), polyamide (PA), and polyamideimide (PAI). , Energy ray curable resins such as acrylic and epoxy can be used.

熱硬化性樹脂やエネルギー線硬化性樹脂を用いる場合には、オリゴマーやモノマーなどの重合前駆体化合物(以下、重合性化合物とも呼ぶ)の段階で、着色材料を添加し、その後硬化すればよい。これらの中でも、成形性の観点から実質的に溶剤を含まない、エネルギー線硬化性樹脂が好ましく用いられる。エネルギー線硬化樹脂を用いることで、カバー基材を被せて硬化することが可能になるため、着色樹脂材料の表面の平坦度を高くすることができる。 When a thermosetting resin or an energy ray-curable resin is used, a coloring material may be added at the stage of a polymerization precursor compound (hereinafter, also referred to as a polymerizable compound) such as an oligomer or a monomer, and then cured. Among these, an energy ray curable resin that does not substantially contain a solvent is preferably used from the viewpoint of moldability. By using the energy ray-curing resin, it is possible to cover the cover base material and cure it, so that the flatness of the surface of the colored resin material can be increased.

エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化樹脂等が挙げられる。このような重合性化合物としては、重合反応により硬化して硬化物となるような成分であれば、特に制限なく使用可能である。例えば、ラジカル重合型の硬化性樹脂、カチオン重合型の硬化性樹脂、ラジカル重合型の硬化性化合物(モノマー)が特に制限なく使用可能である。これらの中でも、重合速度や後述する成形性の観点から、ラジカル重合型の硬化性化合物(モノマー)が好ましい。ラジカル重合型の硬化性樹脂としては、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基、(メタ)アクリロイル基、アリルオキシ基、アリル基、ビニル基、ビニルオキシ基等の炭素-炭素不飽和二重結合を有する基を有する樹脂等が挙げられる。 Examples of the energy ray-curable resin include ultraviolet-curable resins that are cured by irradiating with ultraviolet rays. As such a polymerizable compound, any component that can be cured by a polymerization reaction to become a cured product can be used without particular limitation. For example, a radical polymerization type curable resin, a cationic polymerization type curable resin, and a radical polymerization type curable compound (monomer) can be used without particular limitation. Among these, a radical polymerization type curable compound (monomer) is preferable from the viewpoint of polymerization rate and moldability described later. Examples of the radical polymerization type curable resin include carbon-carbon unsaturated doubles such as (meth) acryloyloxy group, (meth) acryloylamino group, (meth) acryloyl group, allyloxy group, allyl group, vinyl group and vinyloxy group. Examples thereof include a resin having a group having a bond.

紫外線硬化を行う場合は、光重合開始剤を用いることが好ましく、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類およびチオキサントン類などから適宜選択される光重合開始剤が好ましく用いられる。光重合開始剤は、1種または2種以上を組み合わせて使用できる。光重合開始剤の量は、重合性組成物の全体量に対して0.01質量%~5質量%とすることが好ましく、0.1質量%~2質量%とすることが特に好ましい。本実施の形態においては、重合性化合物は、特に限定されるものではないが、エトキシ化o-フェニルフェノールアクリレート、メタクリル酸2‐(パーフルオロヘキシル)エチル、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカン(メタ)アクリレート、トリシクロデカンメタノール(メタ)アクリレート、トリシクロデカンエタノール(メタ)アクリレート、1‐アダマンチルアクリレート、1‐アダマンチルメタノールアクリレート、1-アダマンチルエタノールアクリレート、2‐メチル‐2‐アダマンチルアクリレート、2‐エチル‐2‐アダマンチルアクリレート、2‐プロピル‐2‐アダマンチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレートなどの単官能化合物や、9,9‐ビス[4‐(2‐アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3‐ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4‐ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、イソボニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジエタノールジ(メタ)アクリレート、アダマンタンジアクリレート、アダマンタンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートなどの二官能化合物や、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどの三官能化合物、ペンタエリスルトールテトラ(メタ)アクリレートなどの四官能化合物、ジペンタエリスルトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの六官能化合物等が挙げられる。 When performing UV curing, it is preferable to use a photopolymerization initiator, for example, light appropriately selected from acetophenones, benzophenones, benzoins, benzyls, benzoin alkyl ethers, benzyl dimethyl ketals, thioxanthones and the like. A polymerization initiator is preferably used. The photopolymerization initiator may be used alone or in combination of two or more. The amount of the photopolymerization initiator is preferably 0.01% by mass to 5% by mass, particularly preferably 0.1% by mass to 2% by mass, based on the total amount of the polymerizable composition. In the present embodiment, the polymerizable compound is not particularly limited, but is ethoxylated o-phenylphenol acrylate, 2- (perfluorohexyl) ethyl methacrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and isobonyl (meth). Acrylate, tricyclodecane (meth) acrylate, tricyclodecanemethanol (meth) acrylate, tricyclodecaneethanol (meth) acrylate, 1-adamantyl acrylate, 1-adamantyl methanol acrylate, 1-adamantyl ethanol acrylate, 2-methyl-2 Monofunctional compounds such as -adamantyl acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, and 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl. ] Fluolene, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, isobonyldi (meth) acrylate, tri Bifunctional such as cyclodecane di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, tricyclodecane diethanol di (meth) acrylate, adamantan diacrylate, adamantan dimethanol diacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate. Examples include compounds, trifunctional compounds such as trimethylolpropanetri (meth) acrylate, tetrafunctional compounds such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and hexafunctional compounds such as dipentaerythritol hexa (meth) acrylate. Be done.

重合性化合物は1種類または2種類以上を含んでいても構わない。単官能化合物のみを用いる場合は、成形後の離型時に凝集破壊を起こす場合があるので、二官能以上の多官能化合物を含むことが好ましい。重合性化合物組中における多官能化合物は1重量%以上90重量%以下であることが好ましく、さらに10重量%以上80重量%以下であることが好ましい。多官能化合物の量が1重量%未満の場合は、凝集破壊を改善できる効果が不十分であり、90重量%を超える場合には、重合後の収縮が大きく問題になる場合がある。 The polymerizable compound may contain one kind or two or more kinds. When only a monofunctional compound is used, it may cause cohesive failure at the time of mold release after molding, so it is preferable to contain a polyfunctional compound having two or more functionalities. The polyfunctional compound in the polymerizable compound set is preferably 1% by weight or more and 90% by weight or less, and more preferably 10% by weight or more and 80% by weight or less. If the amount of the polyfunctional compound is less than 1% by weight, the effect of improving aggregation fracture is insufficient, and if it exceeds 90% by weight, shrinkage after polymerization may become a big problem.

また、上記の炭素-炭素不飽和二重結合を有する官能基以外にエポキシ基のような開環反応を起こす重合性化合物も用いることができる。このような化合物は重合収縮が小さいため、成形型により精密成形を可能にするだけでなく、反りを低減することができる。特に例示はしないが、この場合にも、単官能化合物のみでは、成形後の離型時に凝集破壊を起こす場合があるので、ニ官能以上の多官能化合物を含むことが好ましい。重合性化合物組中における多官能化合物は1重量%以上90重量%以下であることが好ましく、さらに10重量%以上80重量%以下であることが好ましい。 Further, in addition to the above-mentioned functional group having a carbon-carbon unsaturated double bond, a polymerizable compound that causes a ring-opening reaction such as an epoxy group can also be used. Since such a compound has a small polymerization shrinkage, not only can precision molding be possible with a molding die, but also warpage can be reduced. Although not particularly exemplified, even in this case as well, it is preferable to contain a polyfunctional compound having a bifunctionality or higher because the monofunctional compound alone may cause aggregation failure at the time of mold release after molding. The polyfunctional compound in the polymerizable compound set is preferably 1% by weight or more and 90% by weight or less, and more preferably 10% by weight or more and 80% by weight or less.

着色材料は、上述した樹脂材料に溶解した染料であってもよいし、樹脂材料に分散した有機顔料であってもよい。耐久性や光沢感などの要求に応じ適宜選択することができる。 The coloring material may be a dye dissolved in the above-mentioned resin material, or may be an organic pigment dispersed in the resin material. It can be appropriately selected according to the requirements such as durability and glossiness.

有機顔料としては、参考文献1(相原次郎、大倉研監修、「機能性顔料の技術と応用展開」,株式会社シーエムシー出版,2004年9月,p.246)に記載の顔料を適宜用いることができる。その際、観測される色味を調整する目的で、複数の顔料を樹脂材料に添加することができる。 As the organic pigment, the pigment described in Reference 1 (Jiro Aihara, supervised by Okura Lab., "Technology and application development of functional pigments", CMC Publishing Co., Ltd., September 2004, p.246) should be used as appropriate. Can be done. At that time, a plurality of pigments can be added to the resin material for the purpose of adjusting the observed color.

ここでは赤緑青の3色について、着色材料を例示する。 Here, coloring materials are exemplified for the three colors of red, green, and blue.

赤色着色材料としては、アントラセン系、ジケトピロロピロール系、キナクリドン系、アゾ(ビスアゾ)系、キサンテン系、ペリレン系、アントラキノン系などの着色材料を用いることができる。 As the red coloring material, coloring materials such as anthracene-based, diketopyrrolopyrrole-based, quinacridone-based, azo (bisazo) -based, xanthene-based, perylene-based, and anthraquinone-based can be used.

ジケトピロロピロール系としては、pigment red 254、pigment red 255、pigment red 256、pigment red 270、pigment red 272、pigment orange 71、pigment orange 73等が挙げられる。キナクリドン系としては、pigment red 122、pigment red 202、pigment red 206、pigment red 207、pigment red 209、pigment orange 48、pigment orange 49等が挙げられる。アゾ(ビスアゾ)系としては、pigment red 17、pigment red 21、pigment red 22、pigment red 23、pigment red 31、pigment red 32、pigment red 37、pigment red 38、pigment red 60、pigment red 112、pigment red 114、pigment red 144、pigment red 146、pigment red 150、pigment red 166、pigment red 187、pigment red 188、pigment red 214、pigment red 220、pigment red 221、pigment red 253、pigment red 266、pigment red 268、pigment red 269などが挙げられる。キサンテン系としては、pigment red 81、pigment red 169等が挙げられる。ペリレン系としては、pigment red 123、pigment red 149、pigment red 178、pigment red 179、pigment red 190、pigment red 224、pigment red 242などが挙げられる。アントラキノン系としては、pigment red 168、pigment red 177、pigment red 216等が挙げられる。 Examples of the diketopyrrolopyrrole system include pigment red 254, pigment red 255, pigment red 256, pigment red 270, pigment red 272, pigment orange 71, and pigment orange 73. Examples of the quinacridone system include pigment red 122, pigment red 202, pigment red 206, pigment red 207, pigment red 209, pigment orange 48, and pigment orange 49. Pigment red 17, pigment red 21, pigment red 22, pigment red 23, pigment red 31, pigment red 32, pigment red 37, pigment red 38, pigment red 60, pigment red 112, pigment red 114, pigment red 144, pigment red 146, pigment red 150, pigment red 166, pigment red 187, pigment red 188, pigment red 214, pigment red 220, pigment red 221, pigment red 253, pigment red 266, pigment red 268, Pigment red 269 and so on. Examples of the xanthene type include pigment red 81 and pigment red 169. Examples of the perylene system include pigment red 123, pigment red 149, pigment red 178, pigment red 179, pigment red 190, pigment red 224, and pigment red 242. Examples of the anthraquinone system include pigment red 168, pigment red 177, and pigment red 216.

緑色着色材料としては、フタロシアニン系、ナフトキノン系、アントラセン系、トリアリールメタン系などを用いることができる。また、黄色着色材料と青色着色材料を配合することで緑色としてもよい。 As the green coloring material, phthalocyanine-based, naphthoquinone-based, anthracene-based, triarylmethane-based, and the like can be used. Further, a green color may be obtained by blending a yellow coloring material and a blue coloring material.

フタロシアニン系としては、pigment green 7、pigment green 36、pigment green 58などが挙げられる。ナフトキノン系としては、pigment green 8等が挙げられる。アントラセン系としては、pigment green 47、pigment green 54等が挙げられる。トリアリールメタン系としては、pigment green 1、pigment green 4等が挙げられる。 Examples of phthalocyanines include pigment green 7, pigment green 36, and pigment green 58. Examples of the naphthoquinone system include pigment green 8. Examples of the anthracene system include pigment green 47 and pigment green 54. Examples of the triarylmethane system include pigment green 1 and pigment green 4.

青色着色材料としては、トリアリールメタン系、フタロシアニン系、アントラキノン系などが挙げられる。 Examples of the blue coloring material include triarylmethane-based, phthalocyanine-based, and anthraquinone-based.

トリアリールメタン系としては、pigment blue 1、pigment blue 9、pigment blue 24、pigment blue 56、pigment blue 61などが挙げられる。フタロシアニン系としては、pigment blue 15、pigment blue 16などが挙げられる。アントラキノン系としては、pigment blue 60などが挙げられる。 Examples of the triarylmethane system include pigment blue 1, pigment blue 9, pigment blue 24, pigment blue 56, and pigment blue 61. Examples of the phthalocyanine system include pigment blue 15 and pigment blue 16. Examples of anthraquinone systems include pigment blue 60.

顔料は、特定可視光吸収部15での赤外光に対する散乱を抑制するため、ある一定以下の粒径であることが好ましい。参考文献2(Bruce M. Novak, "Hybrid Nanocomposite Materials - Between Inorganic Glasses and Organic Polymers", Advanced materials, vol.5 Issue.6, 1993, p.422)によると、顔料の体積分率をVp[%]、光路長をχ[nm]、顔料の半径をr[nm]、波長をλ[nm]、顔料の屈折率をn、樹脂材料の屈折率をnとした場合、透過率(I/I)は以下の式(1)のように表される。 The pigment preferably has a particle size of a certain size or less in order to suppress scattering of the specific visible light absorber 15 with respect to infrared light. According to Reference 2 (Bruce M. Novak, "Hybrid Nanocomposite Materials --Between Inorganic Glasses and Organic Polymers", Advanced materials, vol.5 Issue.6, 1993, p.422), the body integral index of the pigment is Vp [%]. ], When the optical path length is χ [nm], the pigment radius is r [nm], the wavelength is λ [nm], the refractive index of the pigment is n p , and the refractive index of the resin material is nm, the transmittance (I). / IO ) is expressed by the following equation (1).

Figure 0007057487000001
Figure 0007057487000001

式(1)によると、例えば、Vp=5%、χ=10000nm、λ=940nm、n=1.7、n=1.52と仮定すると、顔料の粒径(半径の2倍)と透過率の関係は以下の表1のようになる。 According to the formula (1), for example, assuming Vp = 5%, χ = 10000 nm, λ = 940 nm, n p = 1.7, nm = 1.52, the particle size of the pigment (twice the radius). The relationship of transmittance is shown in Table 1 below.

Figure 0007057487000002
Figure 0007057487000002

したがって、不必要な散乱を有さない光学部材10を得るためには、顔料の粒径は500nm以下が好ましく、400nm以下がより好ましい。顔料等の粒子の粒径は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置で測定することができる。なお、ここでいう粒径とは、メディアン径のことである。 Therefore, in order to obtain the optical member 10 having no unnecessary scattering, the particle size of the pigment is preferably 500 nm or less, more preferably 400 nm or less. The particle size of particles such as pigments can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. The particle size referred to here is the median diameter.

特定可視光吸収部15をなす着色樹脂材料の膜厚は特に制限ないが、散乱部12が凹凸面によって実現される場合、該凹凸面のsagが3~20μmであると仮定し、該膜厚は、10~50μmが好ましい。これは、着色樹脂材料が10μmより薄い場合、凸部上の着色樹脂材料の厚みが薄くなるため、色ムラになるおそれがあるためである。また、着色樹脂材料が50μmより厚い場合、赤外領域において不必要な吸収や散乱が生じるおそれがあるため、好ましくない。 The film thickness of the colored resin material forming the specific visible light absorbing portion 15 is not particularly limited, but when the scattering portion 12 is realized by the uneven surface, it is assumed that the sag of the uneven surface is 3 to 20 μm, and the film thickness is the same. Is preferably 10 to 50 μm. This is because when the colored resin material is thinner than 10 μm, the thickness of the colored resin material on the convex portion becomes thin, which may cause color unevenness. Further, when the colored resin material is thicker than 50 μm, unnecessary absorption or scattering may occur in the infrared region, which is not preferable.

樹脂材料中における着色材料の割合(含有率)は、添加する着色材料の重量あたりの吸収の大きさとバインダーとなる樹脂材料の厚みとに依存するが、通常1重量%から20重量%である。1重量%より少ないと、所望の色が発現しないため好ましくない。また、20重量%より多いと、着色材料自体の屈折率により着色樹脂材料の屈折率が影響を受ける。その結果、例えば、特定可視光吸収部15と基材14とに屈折率差が生じて、赤外光の直進透過率が低下するおそれがあるため好ましくない。 The ratio (content rate) of the coloring material in the resin material depends on the size of absorption per weight of the coloring material to be added and the thickness of the resin material serving as a binder, but is usually 1% by weight to 20% by weight. If it is less than 1% by weight, the desired color is not developed, which is not preferable. If it is more than 20% by weight, the refractive index of the colored resin material is affected by the refractive index of the colored material itself. As a result, for example, a difference in refractive index may occur between the specific visible light absorber 15 and the base material 14, and the straight-line transmittance of infrared light may decrease, which is not preferable.

以下、散乱部12と選択反射部13と特定可視光吸収部15とを併せて、吸収反射散乱部11という場合がある。この場合、吸収反射散乱部11は、可視光のうち特定波長の光を一定割合以上反射散乱させ、かつ可視光のうち特定波長以外の光を一定割合以上かつ特定波長の光よりも多く吸収し、かつ赤外光を一定割合以上直進透過させる機能を有する。 Hereinafter, the scattering unit 12, the selective reflection unit 13, and the specific visible light absorption unit 15 may be collectively referred to as an absorption / reflection scattering unit 11. In this case, the absorption / reflection / scattering unit 11 reflects and scatters the light of a specific wavelength in the visible light by a certain ratio or more, and absorbs the light other than the specific wavelength in the visible light by a certain ratio or more and more than the light of the specific wavelength. Moreover, it has a function of transmitting infrared light in a straight line at a certain ratio or more.

図1に示す例では、可視光102は、光学部材10の第1の側から+z方向で光学部材10に入射する。一方、赤外光は、光学部材10の第1の側から+z方向で光学部材10に入射してもよいし、第2の側から-z方向で入射してもよい。なお、図中の赤外光101aは前者の例であり、赤外光101bは後者の例である。 In the example shown in FIG. 1, the visible light 102 is incident on the optical member 10 in the + z direction from the first side of the optical member 10. On the other hand, the infrared light may be incident on the optical member 10 in the + z direction from the first side of the optical member 10 or may be incident on the optical member 10 in the −z direction from the second side. Infrared light 101a in the figure is an example of the former, and infrared light 101b is an example of the latter.

例えば、光学部材10に可視光102が入射すると、その一部が特定可視光吸収部15で吸収され、残った光が散乱部12および選択反射部13によって反射散乱される。このとき、可視光102のうち特定可視光吸収部15の吸収帯とされた波長以外の光(上記の特定波長の光)の多くの成分は、特定可視光吸収部15で吸収されることなく、散乱部12および選択反射部13によって反射散乱される。一方、可視光102のうち特定可視光吸収部15の吸収帯とされた波長の光は、その多くの成分が、入射した際と反射後の2回にわたって特定可視光吸収部15で吸収される。このため、光学部材10は、少なくとも第1の側から見ると、特定可視光吸収部15の吸収特性に応じて特定の色に着色して見える。図1の矢印1021は、入射した可視光102のうち、特定可視光吸収部15で吸収されずに反射散乱されて出射する特定波長の光を表している。 For example, when visible light 102 is incident on the optical member 10, a part of the visible light 102 is absorbed by the specific visible light absorbing unit 15, and the remaining light is reflected and scattered by the scattering unit 12 and the selective reflecting unit 13. At this time, most of the components of the visible light 102 other than the wavelength set as the absorption band of the specific visible light absorption unit 15 (light of the above-mentioned specific wavelength) are not absorbed by the specific visible light absorption unit 15. , Is reflected and scattered by the scattering unit 12 and the selective reflecting unit 13. On the other hand, among the visible light 102, the light having the wavelength defined as the absorption band of the specific visible light absorption unit 15 is absorbed by the specific visible light absorption unit 15 twice, when it is incident and after it is reflected. .. Therefore, when viewed from at least the first side, the optical member 10 appears to be colored in a specific color according to the absorption characteristics of the specific visible light absorption unit 15. The arrow 1021 in FIG. 1 represents the light of a specific wavelength that is reflected and scattered without being absorbed by the specific visible light absorbing unit 15 among the incident visible light 102.

また、光学部材10に赤外光101aが入射すると、該赤外光101aは特定可視光吸収部15で一部吸収されたり散乱部12で一部散乱されるが、多くの成分は直進透過して、そのまま選択反射部13を透過する。また、光学部材10に赤外光101bが入射すると、該赤外光101bは選択反射部13を透過した後、散乱部12で一部散乱されたり特定可視光吸収部15で一部吸収されるが、多くの成分は散乱部12を直進透過する。 Further, when the infrared light 101a is incident on the optical member 10, the infrared light 101a is partially absorbed by the specific visible light absorbing unit 15 or partially scattered by the scattering unit 12, but many components are transmitted straight ahead. Then, it passes through the selective reflection unit 13 as it is. Further, when the infrared light 101b is incident on the optical member 10, the infrared light 101b is transmitted through the selective reflection unit 13 and then partially scattered by the scattering unit 12 or partially absorbed by the specific visible light absorbing unit 15. However, many components pass straight through the scattering unit 12.

このように、可視光102のうち特定波長以外の光は、特定可視光吸収部15でその多くが吸収され、可視光102のうち特定波長の光1021は、特定可視光吸収部15および散乱部12を透過して選択反射部13に反射される。このとき、特定波長の光1021が、散乱部12を二回通る場合があるのに対して、赤外光101aおよび赤外光101bは散乱部12を1回しか通らない。したがって、光学部材10は、可視光102のうち特定波長以外の光を吸収しつつ、赤外光101aおよび赤外光101bに比べて可視光102のうち反射光となって出射される特定波長の光1021に対する散乱を大きくできる。また、後述するように散乱部12として選択反射部13の凹凸面を用いる場合、該凹凸面を利用して大きな散乱が得られる。これは、可視光102(特に、特定波長の光1021)に比べて赤外光101aおよび赤外光101bに対する散乱を小さくできることと同意である。したがって、光学部材10は、可視光102のうち特定波長以外の光を吸収し、かつ特定波長の光1021を散乱反射させつつ、赤外光101aおよび赤外光101bをより多く直進透過させることができる。 As described above, most of the visible light 102 having a wavelength other than the specific wavelength is absorbed by the specific visible light absorption unit 15, and the light 1021 having the specific wavelength of the visible light 102 is the specific visible light absorption unit 15 and the scattering unit. It passes through 12 and is reflected by the selective reflection unit 13. At this time, the light 1021 having a specific wavelength may pass through the scattering unit 12 twice, whereas the infrared light 101a and the infrared light 101b pass through the scattering unit 12 only once. Therefore, the optical member 10 absorbs light other than the specific wavelength of the visible light 102, and has a specific wavelength emitted as reflected light of the visible light 102 as compared with the infrared light 101a and the infrared light 101b. Scattering with respect to light 1021 can be increased. Further, when the uneven surface of the selective reflection unit 13 is used as the scattering unit 12 as described later, a large scattering can be obtained by using the uneven surface. This agrees that the scattering with respect to the infrared light 101a and the infrared light 101b can be reduced as compared with the visible light 102 (particularly, the light 1021 having a specific wavelength). Therefore, the optical member 10 can absorb light other than the specific wavelength of the visible light 102, scatter and reflect the light 1021 of the specific wavelength, and transmit more infrared light 101a and infrared light 101b in a straight line. can.

なお、図2(a)に示すように、光学部材10は、吸収反射散乱部11が2つの基材14(基材14a、14b)に挟持される構成であってもよい。また、図2(b)に示すように、第2の側(図中の-z方向)からも可視光が入射する場合には、選択反射部13の両側に散乱部12(散乱部12a、12b)が設けられ、それらの外側にそれぞれ特定可視光吸収部15(特定可視光吸収部15a、15b)が設けられていてもよい。そのような場合、第1の側および第2の側のいずれも視認側であるとして、第1の側および第2の側のそれぞれから見て、特定可視光吸収部15、散乱部12、選択反射部13の順に設けられればよい。このとき、特定可視光吸収部15が基材14の代わりを担ってもよい。 As shown in FIG. 2A, the optical member 10 may have a structure in which the absorption / reflection scattering portion 11 is sandwiched between two base materials 14 (base materials 14a and 14b). Further, as shown in FIG. 2B, when visible light is incident from the second side (-z direction in the figure), the scattering portions 12 (scattering portions 12a, 12b) may be provided, and specific visible light absorbing units 15 (specific visible light absorbing units 15a and 15b) may be provided on the outside thereof, respectively. In such a case, assuming that both the first side and the second side are the visual recognition side, the specific visible light absorption unit 15, the scattering unit 12, and the selection are selected when viewed from the first side and the second side, respectively. The reflecting portions 13 may be provided in this order. At this time, the specific visible light absorption unit 15 may take the place of the base material 14.

以下、光学部材10のより具体的な構成例をいくつか説明する。 Hereinafter, some more specific configuration examples of the optical member 10 will be described.

まず、選択反射部13の凹凸面を利用して散乱部12を実現する例を説明する。図3(a)は、選択反射部の凹凸面を利用して散乱部12を実現する光学部材30の構成例を示す模式断面図である。また、図3(b)は、図3(a)に示す光学部材30の要部の分解断面図である。図3に示す光学部材30は、基材34と、選択反射膜33と、着色樹脂材料層35とを備える。本例の選択反射膜33の少なくとも第1の側には凹凸面331が形成されている。また、選択反射膜33に接する2つの部材、すなわち基材34および着色樹脂材料層35の選択反射膜33側の面にも、互いに略嵌合する形状の凹凸面351、341が形成されている。 First, an example of realizing the scattering unit 12 by utilizing the uneven surface of the selective reflection unit 13 will be described. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an optical member 30 that realizes the scattering portion 12 by utilizing the uneven surface of the selective reflection portion. Further, FIG. 3B is an exploded cross-sectional view of a main part of the optical member 30 shown in FIG. 3A. The optical member 30 shown in FIG. 3 includes a base material 34, a selective reflection film 33, and a colored resin material layer 35. An uneven surface 331 is formed on at least the first side of the selective reflection film 33 of this example. Further, the two members in contact with the selective reflective film 33, that is, the surfaces of the base material 34 and the colored resin material layer 35 on the selective reflective film 33 side are also formed with uneven surfaces 351 and 341 having shapes that are substantially fitted to each other. ..

本例では、選択反射膜33が選択反射部13に相当する。また、選択反射膜33の凹凸面331が散乱部12に相当する。また、着色樹脂材料層35が特定可視光吸収部15に相当する。なお、本例では、凹凸面331を有する選択反射膜33と着色樹脂材料層35とを併せて、吸収反射散乱部31と呼ぶ。また、選択反射膜33の凹凸面331と接する部材であって、対向側に平坦な面を有する部材を凹凸充填部材とも呼ぶ。図3に示す例では、基材34と着色樹脂材料層35とが凹凸充填部材に相当する。 In this example, the selective reflection film 33 corresponds to the selective reflection unit 13. Further, the uneven surface 331 of the selective reflection film 33 corresponds to the scattering portion 12. Further, the colored resin material layer 35 corresponds to the specific visible light absorption unit 15. In this example, the selective reflection film 33 having the uneven surface 331 and the colored resin material layer 35 are collectively referred to as an absorption / reflection scattering unit 31. Further, a member that is in contact with the uneven surface 331 of the selective reflection film 33 and has a flat surface on the opposite side is also referred to as an uneven filling member. In the example shown in FIG. 3, the base material 34 and the colored resin material layer 35 correspond to the uneven filling member.

選択反射膜33は、可視光を一定割合以上反射し、赤外光を一定割合以上透過するように構成されていればよい。選択反射膜33は、例えば、誘電体多層膜やコレステリック相液晶フィルム等が挙げられる。 The selective reflection film 33 may be configured to reflect visible light at a certain ratio or more and transmit infrared light at a certain ratio or more. Examples of the selective reflection film 33 include a dielectric multilayer film and a cholesteric phase liquid crystal film.

選択反射膜33の凹凸面331は、例えば、基材34の表面に凹凸構造342を形成して得られる凹凸面341上に、略均一な膜厚hで選択反射膜33(誘電体多層膜等)を成膜(積層)することによって得られる。すなわち、該凹凸面331は、基材34の凹凸面341にならって形成されてもよい。 The concavo-convex surface 331 of the selective reflective film 33 is, for example, a selective reflective film 33 (dielectric multilayer film or the like) having a substantially uniform film thickness h on the concavo-convex surface 341 obtained by forming the concavo-convex structure 342 on the surface of the base material 34. ) Is formed (laminated). That is, the uneven surface 331 may be formed following the uneven surface 341 of the base material 34.

さらに、本例では、選択反射膜33の凹凸面331上に、対向表面(視認側表面)が略平坦な着色樹脂材料層35を備える。また、着色樹脂材料層35の選択反射膜33側の表面には、選択反射膜33の凹凸面331(さらには基材34の凹凸面341)と嵌合する形状の凹凸構造352が形成されている(図3(b)中の斜線網かけ部分参照)。そのような着色樹脂材料層35の凹凸構造352は、例えば、選択反射膜33の凹凸面331の凹部に着色樹脂材料層35の材料である着色樹脂材料を充填させることで形成できる。 Further, in this example, a colored resin material layer 35 having a substantially flat facing surface (viewing side surface) is provided on the uneven surface 331 of the selective reflection film 33. Further, on the surface of the colored resin material layer 35 on the side of the selective reflection film 33, an uneven structure 352 having a shape that fits with the uneven surface 331 of the selective reflection film 33 (furthermore, the uneven surface 341 of the base material 34) is formed. (See the shaded area in FIG. 3 (b)). The concavo-convex structure 352 of such a colored resin material layer 35 can be formed, for example, by filling the recesses of the concavo-convex surface 331 of the selective reflection film 33 with the colored resin material which is the material of the colored resin material layer 35.

ここで、基材34と選択反射膜33と着色樹脂材料層35の積層状態としては、隙間が無い状態で近接して配されていればよい。具体的には、これらが互いに直接接している場合だけでなく、例えば、間に数十μm以内(100μm以内)の膜厚の接着層や他の機能層として働く薄膜を含むなど間接的に接している場合も含む。なお、薄膜の機能は特に限定されない。以下、このような膜厚の合計が100μm以内で間接的に接している場合も含めて、単に「接している」と表現する場合がある。 Here, as the laminated state of the base material 34, the selective reflective film 33, and the colored resin material layer 35, they may be arranged close to each other without any gaps. Specifically, not only when they are in direct contact with each other, but also indirect contact, for example, including an adhesive layer having a film thickness of several tens of μm or less (within 100 μm) or a thin film acting as another functional layer. Including the case where it is. The function of the thin film is not particularly limited. Hereinafter, the term “contacting” may be simply used, including the case where the total film thickness is within 100 μm and is indirectly in contact with each other.

基材34は、上述した基材14と同様である。また、着色樹脂材料層35は、上述した特定可視光吸収部14の機能を有していればよい。すなわち、着色樹脂材料層35は、赤外光に対して高い透過性を有するとともに、人間が所望の色味を認識するための特定波長の光吸収率がそれ以外の波長域の光吸収率よりも低くなるような機能(吸収帯)、すなわち光吸収係数の波長依存性を有していればよい。なお、着色樹脂材料層35の吸収帯波長は、含有させる顔料等で適宜調整可能である。 The base material 34 is the same as the base material 14 described above. Further, the colored resin material layer 35 may have the function of the specific visible light absorbing unit 14 described above. That is, the colored resin material layer 35 has high transparency to infrared light, and the light absorption rate of a specific wavelength for humans to recognize a desired color is higher than the light absorption rate of other wavelength ranges. It suffices to have a function (absorption band) that lowers the light absorption coefficient, that is, wavelength dependence of the light absorption coefficient. The absorption band wavelength of the colored resin material layer 35 can be appropriately adjusted with a pigment or the like to be contained.

図3に示す例において、基材34と着色樹脂材料層35は、少なくとも赤外域の対象波長帯において、略一致した屈折率を有する。ここで、屈折率が略一致する状態として、対象波長帯における2つの材料の屈折率差またはその平均値は、0.05以下が好ましく、0.03以下がより好ましく、0.01以下がさらに好ましく、0.005以下が特に好ましい。このとき、着色樹脂材料層の屈折率としては平均屈折率を用いてもよいし、着色樹脂材料層に使用した樹脂材料の屈折率を用いることもできる。以下、屈折率の一致性について上記と同様とする。 In the example shown in FIG. 3, the base material 34 and the colored resin material layer 35 have substantially the same refractive index at least in the target wavelength band in the infrared region. Here, in a state where the refractive indexes are substantially the same, the difference in refractive index between the two materials in the target wavelength band or the average value thereof is preferably 0.05 or less, more preferably 0.03 or less, and further preferably 0.01 or less. It is preferably 0.005 or less, and particularly preferably 0.005 or less. At this time, the average refractive index may be used as the refractive index of the colored resin material layer, or the refractive index of the resin material used for the colored resin material layer may be used. Hereinafter, the same applies to the consistency of the refractive index as described above.

このような構成により、可視光102のうちの特定波長の光1021に対して、選択反射膜33の傾斜した反射面(凹凸面331)を利用して大きい反射散乱を発現できるとともに、可視光102のうち特定波長以外の光に対して、特定波長の光1021よりも高い吸収を発現できるので、意匠性と内部への高い遮蔽性とを得ることができる。また、赤外光101aおよび赤外光101bに対して、凹凸面331を有する選択反射膜33の両側の部材(基材34と着色樹脂材料層35)の屈折率が略一致していることから、該部材の凹凸構造部分に起因する屈折を防ぐことができ、結果として高い直進透過性が得られる。これは、本構成が、赤外光に対して、入射口径内の位置の違いによる光路長差が生じないもしくは生じても小さく抑えられた構成となっているからである。 With such a configuration, a large reflection scattering can be exhibited with respect to the light 1021 having a specific wavelength among the visible light 102 by utilizing the inclined reflection surface (concave and convex surface 331) of the selective reflection film 33, and the visible light 102 can be exhibited. Among them, since it is possible to exhibit higher absorption than the light 1021 having a specific wavelength for light other than the specific wavelength, it is possible to obtain a design property and a high shielding property to the inside. Further, since the refractive indexes of the members (base material 34 and the colored resin material layer 35) on both sides of the selective reflection film 33 having the uneven surface 331 are substantially the same with respect to the infrared light 101a and the infrared light 101b. It is possible to prevent refraction caused by the uneven structure portion of the member, and as a result, high straight-line transparency can be obtained. This is because this configuration does not cause a difference in optical path length due to a difference in position within the incident aperture with respect to infrared light, or even if it does occur, it is suppressed to a small value.

なお、図4(a)、(b)に示すように、光学部材30の第2の側も観察面とする場合、光学部材30は、基材34に加えてまたは基材34に代えて第2の着色樹脂材料層35(着色樹脂材料層35b)を備えていてもよい。このような場合であっても、一方の着色樹脂材料層35(例えば、着色樹脂材料層35b)の表面に凹凸構造352bを形成して得られる凹凸面351b上に、略均一な膜厚hで選択反射膜33(誘電体多層膜等)を成膜(積層)することによって、第1の側から入射する可視光102aに対する散乱部として作用する凹凸面331aと同時に、第2の側から入射する可視光102bに対する散乱部として作用する凹凸面331bが得られる。 As shown in FIGS. 4A and 4B, when the second side of the optical member 30 is also used as an observation surface, the optical member 30 is used in addition to or in place of the base material 34. The colored resin material layer 35 (colored resin material layer 35b) of 2 may be provided. Even in such a case, a substantially uniform film thickness h is formed on the uneven surface 351b obtained by forming the uneven structure 352b on the surface of one of the colored resin material layers 35 (for example, the colored resin material layer 35b). By forming (laminating) a selective reflection film 33 (dielectric multilayer film, etc.), it is incident from the second side at the same time as the uneven surface 331a that acts as a scattering part for visible light 102a incident from the first side. An uneven surface 331b that acts as a scattering portion for visible light 102b is obtained.

本例の場合、選択反射膜33の両側の部材(凹凸充填部材)とされる着色樹脂材料層35aと着色樹脂材料層35bが、少なくとも赤外域の対象波長帯において、略一致した屈折率を有していればよい。このようにすれば、選択反射膜33が凹凸面を有していてもその両側に互いに嵌合する形状の凹凸構造352a、352bが配されているので、赤外光101a、101bに対して、入射側の着色樹脂材料層35で生じた入射口径内の位置の違いによる光路長差を出射側の着色樹脂材料層35で吸収できる。したがって、赤外光101a、101bに対して高い直進透過率が得られる。 In the case of this example, the colored resin material layer 35a and the colored resin material layer 35b, which are the members (concavo-convex filling member) on both sides of the selective reflection film 33, have substantially the same refractive index at least in the target wavelength band in the infrared region. You just have to do it. By doing so, even if the selective reflective film 33 has an uneven surface, the uneven structures 352a and 352b having a shape that fits each other on both sides thereof are arranged. The difference in optical path length due to the difference in the position within the incident aperture generated in the colored resin material layer 35 on the incident side can be absorbed by the colored resin material layer 35 on the exit side. Therefore, a high straight transmittance can be obtained for infrared light 101a and 101b.

なお、図4では、基材34a、34bを備える構成が示されているが、基材34a、34bは省略してもよい。また、片側のみ観察面とする場合であっても、着色樹脂材料層35の上に第2の基材34bを積層してもよい(図5(a)参照)。このとき、図5(b)に示すように、第2の基材34bと着色樹脂材料層35の積層順序を入れ替えることも可能である。図5(b)に示す構成では、選択反射膜33の両側に配される2つの基材34a、34bのそれぞれの選択反射膜33と接する側の表面に、凹凸構造が形成される。この場合、基材34aを含めて吸収反射散乱部31と呼んでもよく、このときの着色樹脂材料層35は対向する主面がいずれも平坦な平板形状でよい。 Although FIG. 4 shows a configuration including the base materials 34a and 34b, the base materials 34a and 34b may be omitted. Further, even when only one side is used as the observation surface, the second base material 34b may be laminated on the colored resin material layer 35 (see FIG. 5A). At this time, as shown in FIG. 5B, it is also possible to change the stacking order of the second base material 34b and the colored resin material layer 35. In the configuration shown in FIG. 5B, an uneven structure is formed on the surface of the two base materials 34a and 34b arranged on both sides of the selective reflection film 33 on the side in contact with the selective reflection film 33. In this case, the base material 34a may be included and may be referred to as an absorption / reflection / scattering unit 31, and the colored resin material layer 35 at this time may have a flat plate shape in which the main surfaces facing each other are flat.

本例の散乱部としての凹凸面331(またはその土台となる基材34もしくは着色樹脂材料層35の凹凸面)の凹凸形状は、サンドブラストなどによって形成される粗面のような凹凸形状であってもよいが、滑らかな曲面(自由曲面、非球面、球面を含む)を多く有する形状がより好ましい。一般に、サンドブラストなどで形成した粗面は導関数が不連続な点を多く有する形状となり、例えば、そのような粗面上に選択反射膜33として誘電体多層膜を形成することを考えた場合、該多層膜が一様の厚さで成膜できず所望の特性が出ないおそれがあるためである。 The uneven surface of the uneven surface 331 (or the uneven surface of the base material 34 or the colored resin material layer 35 as the base thereof) as the scattering portion of this example is an uneven shape such as a rough surface formed by sandblasting or the like. However, a shape having many smooth curved surfaces (including free curved surfaces, aspherical surfaces, and spherical surfaces) is more preferable. In general, a rough surface formed by sandblasting or the like has a shape in which the derivative has many discontinuous points. For example, when considering forming a dielectric multilayer film as a selective reflection film 33 on such a rough surface, This is because the multilayer film cannot be formed into a film with a uniform thickness and may not have desired characteristics.

そのような滑らかな曲面を形成する凹凸構造の例として、多数の微小な球面や非球面のレンズを配置したレンズアレイや、多数のプリズムを配置したプリズムアレイなどが挙げられる。なお、アレイ中のレンズもしくはプリズムは1種に限らず複数種であってもよく、また、これらは規則的に配置されていても不規則に配置されていてもよい。また、他の例として、サンドブラストなどによって形成される基材の粗面をフッ化水素酸などによってエッチングし、表面を滑らかにしたフロスト板の凹凸部や、そのようなフロスト板などの拡散素子の凹凸部を、基材の樹脂層などに転写してできる該樹脂層の凹凸部などが挙げられる。 Examples of the concave-convex structure that forms such a smooth curved surface include a lens array in which a large number of minute spherical or aspherical lenses are arranged, a prism array in which a large number of prisms are arranged, and the like. The lens or prism in the array is not limited to one type and may be a plurality of types, and these may be arranged regularly or irregularly. Further, as another example, an uneven portion of a frost plate whose surface is smoothed by etching the rough surface of a base material formed by sandblasting or the like with hydrofluoric acid, or a diffusion element such as such a frost plate. Examples thereof include the uneven portion of the resin layer formed by transferring the uneven portion to the resin layer of the base material.

また、選択反射膜33として誘電体多層膜を形成する場合、多層膜の厚さが数μmとなることがある。このため、誘電多層膜を基材34や着色樹脂材料層35の凹凸面上に成膜する際に、該凹凸面を構成している個々の凹部の幅(当該凹部の底部を通って当該凹部の端点を結ぶ直線の平面方向の長さ)wが小さすぎると、各層を所望の厚さで成膜できない場合がある。したがって、選択反射膜33と接する基材34もしくは着色樹脂材料層35の凹凸面は、凹部の幅wが5μm未満の領域が、可視光が入射する有効領域全体の10%未満であることが好ましく、有効領域内の全ての凹部の幅wが5μm以上であるとより好ましい。なお、当該凹凸面が凸部を含む場合には、凸部についても上記条件を満たしているとより好ましい。すなわち、凸部の幅wが5μm未満の領域が、可視光が入射する有効領域全体の10%未満であるとより好ましく、有効領域内の全ての凸部の幅wが5μm以上であるとさらに好ましい。なお、凸部の幅wは、凹部の幅wの説明における凹部の底部を、凸部の頂き部と読み替えればよい。 Further, when a dielectric multilayer film is formed as the selective reflection film 33, the thickness of the multilayer film may be several μm. Therefore, when the dielectric multilayer film is formed on the uneven surface of the base material 34 or the colored resin material layer 35, the width of each concave portion constituting the uneven surface (the concave portion passes through the bottom of the concave portion). If (the length of the straight line connecting the end points in the plane direction) w is too small, it may not be possible to form a film with a desired thickness. Therefore, in the uneven surface of the base material 34 or the colored resin material layer 35 in contact with the selective reflective film 33, the region where the width w of the recess is less than 5 μm is preferably less than 10% of the entire effective region where visible light is incident. It is more preferable that the width w of all the recesses in the effective region is 5 μm or more. When the uneven surface includes a convex portion, it is more preferable that the convex portion also satisfies the above conditions. That is, it is more preferable that the region where the width w of the convex portion is less than 5 μm is less than 10% of the entire effective region on which visible light is incident, and further when the width w of all the convex portions in the effective region is 5 μm or more. preferable. As for the width w of the convex portion, the bottom portion of the concave portion in the description of the width w of the concave portion may be read as the top portion of the convex portion.

なお、とくにことわりがなく説明する場合、凹凸面を構成している凹部は、凹頂点を含むが凸頂点を含まないもしくは凸頂点を境界部として含む領域であり、特に凸稜線で囲まれた領域である。また、凸部は、凸頂点を含むが凹頂点を含まないもしくは凹頂点を境界部として含む領域であり、特に凹稜線で囲まれた領域である。なお、凹部の底部といった場合、凹部の凹頂点だけでなく凹稜線も含まれる。また、凸部の頂き部といった場合、凸部の凸頂点だけでなく凸稜線も含まれる。また、凹凸構造の断面形状がSINカーブ状や自由曲面であったり、凹凸が多段となっている場合など、凹部と凸部の境界があいまいな場合は、断面の変曲点を該断面における凹部と凸部の境界としてもよいし、当該凹凸面を形成している凹凸構造に対して最小二乗平面を求め、その最小二乗曲面よりも下に位置する部分を凹部、上に位置する部分を凸部としてもよい。 In addition, when the explanation is given without particular mention, the concave portion constituting the concave-convex surface is a region including the concave apex but not the convex apex or including the convex apex as a boundary portion, and particularly a region surrounded by the convex ridge line. Is. Further, the convex portion is a region including a convex apex but not a concave apex or including a concave apex as a boundary portion, and is particularly a region surrounded by a concave ridge line. In the case of the bottom of the concave portion, not only the concave apex of the concave portion but also the concave ridge line is included. Further, in the case of the top portion of the convex portion, not only the convex apex of the convex portion but also the convex ridge line is included. If the boundary between the concave portion and the convex portion is ambiguous, such as when the cross-sectional shape of the concavo-convex structure is a SIN curve or a free curved surface, or when the concavo-convex structure has multiple stages, the inflection point of the cross section is set as the concave portion in the cross section. It may be a boundary between a convex portion and a convex portion, or a minimum squared plane is obtained for the concave-convex structure forming the concave-convex surface, a portion located below the minimum squared curved surface is concave, and a portion located above is convex. It may be a department.

以下、選択反射膜33の成膜対象とされる部材が基材34である場合を考える。図6(a)に示すように、成膜対象とされる部材(基材34)の凹凸面をなす凹凸構造(図の例では凹凸構造342)が、複数の凹レンズ状のレンズ部343を隙間なく配置してなる凹レンズアレイの場合、レンズ部343の各々を凹部としてもよい。その場合、該凹凸面は凹部のみからなるとしてもよい。そのようにすれば、隣接するレンズ部343との境界部に相当するレンズ部343間の稜線(符号345)を基材上面から観察することで各凹部の幅wを求めることができる。ここで、図中の一点鎖線で囲った領域のようにレンズ部343の境界部に曲率が生じている場合、傾きが0となる位置を該境界部の頂点として、それら頂点群からなる稜線を基材上面から観察してもよい。図6(a)は、凹凸構造342の一部を切り出して示す平面図であり、図6(b)は、図6(a)に示す凹凸構造342を有する基材34のA-A’断面図である。 Hereinafter, a case where the member targeted for film formation of the selective reflection film 33 is the base material 34 will be considered. As shown in FIG. 6A, the concave-convex structure (concave-convex structure 342 in the example of the figure) forming the concave-convex surface of the member (base material 34) to be film-formed has a gap between a plurality of concave lens-shaped lens portions 343. In the case of a concave lens array that is arranged without a lens, each of the lens portions 343 may be a recess. In that case, the uneven surface may be composed of only concave portions. By doing so, the width w of each concave portion can be obtained by observing the ridge line (reference numeral 345) between the lens portions 343 corresponding to the boundary portion with the adjacent lens portion 343 from the upper surface of the base material. Here, when the boundary portion of the lens portion 343 has a curvature as in the region surrounded by the alternate long and short dash line in the figure, the position where the inclination becomes 0 is set as the apex of the boundary portion, and the ridge line consisting of the apex group is used. It may be observed from the upper surface of the substrate. FIG. 6A is a plan view showing a part of the uneven structure 342 cut out, and FIG. 6B is a cross section taken along the line AA'of the base material 34 having the uneven structure 342 shown in FIG. 6A. It is a figure.

なお、凹凸面をなす凹凸構造は凸レンズ状のレンズ部343を隙間なく配置してなる凸レンズアレイであってもよい。その場合、レンズ部343の各々を凸部としてもよい。その場合、該凹凸面は凸部のみからなるとしてもよい。そのようにすれば、隣接するレンズ部343との境界部に相当するレンズ部343間の稜線345を基材上面から観察することで各凸部の幅wを求めることができる。なお、上述したようにレンズアレイは、規則的なものに限らずレンズ形状や配置に不規則性を有するものも含む。また、レンズ部343の代わりに、凸型のプリズムを配置してなる凸型のプリズムアレイや凹型のプリズムを配置してなる凹型のプリズムアレイの場合も、レンズアレイの場合と同様でよい。また、図6(a)に示す例では、成膜対象とされる基材の凹凸面をなす凹凸構造として、凹凸構造342を例示しているが、着色樹脂材料層35の凹凸構造352と読み替えてもよい。その場合、着色樹脂材料層35の凹凸面351側を上向きにして凸型/凹型を判断すればよい。 The concave-convex structure forming the concave-convex surface may be a convex lens array in which the convex lens-shaped lens portions 343 are arranged without gaps. In that case, each of the lens portions 343 may be a convex portion. In that case, the uneven surface may consist only of the convex portion. By doing so, the width w of each convex portion can be obtained by observing the ridge line 345 between the lens portions 343 corresponding to the boundary portion with the adjacent lens portion 343 from the upper surface of the base material. As described above, the lens array is not limited to a regular one, but includes an array having irregularities in the lens shape and arrangement. Further, the case of a convex prism array in which a convex prism is arranged or a concave prism array in which a concave prism is arranged instead of the lens portion 343 may be the same as in the case of the lens array. Further, in the example shown in FIG. 6A, the concavo-convex structure 342 is exemplified as the concavo-convex structure forming the concavo-convex surface of the base material to be formed into a film, but it should be read as the concavo-convex structure 352 of the colored resin material layer 35. You may. In that case, the convex / concave type may be determined with the uneven surface 351 side of the colored resin material layer 35 facing upward.

また、凹部の形状が閉じていない形状の場合、例えば、逆蒲鉾状や溝形状のように底部が伸長している場合には、いわゆる溝の幅(その伸長方向に垂直な方向の長さ)や、当該凹部の形状を楕円で近似した短軸方向の長さを、当該凹部の幅wとして求めてもよい。また、凹稜線が分岐しているような底部が2以上の方向に伸長する形状の場合には、分岐した先の各々で幅wを求めてもよいし、該凹部の形状を複数の多角形に分割して考え、各多角形において楕円近似して幅wを求めてもよい。また、底部をなす凹稜線が認められない場合や、閉じた形状であっても複雑な形状の場合、該凹部の形状を複数の多角形に分割して考え、各多角形において楕円近似して幅wを求めてもよい。 In addition, when the shape of the concave portion is not closed, for example, when the bottom is extended such as an inverted semi-cylindrical shape or a groove shape, the width of the so-called groove (the length in the direction perpendicular to the extension direction). Alternatively, the length in the minor axis direction obtained by approximating the shape of the recess with an ellipse may be obtained as the width w of the recess. Further, in the case of a shape in which the bottom portion extends in two or more directions such that the concave ridge line is branched, the width w may be obtained at each of the branched ends, and the shape of the concave portion may be a plurality of polygons. The width w may be obtained by approximating an ellipse in each polygon. In addition, when the concave ridge line forming the bottom is not recognized, or when the shape is complicated even if it is closed, the shape of the concave portion is divided into a plurality of polygons, and each polygon is approximated by an ellipse. The width w may be obtained.

なお、凹凸面がサンドブラスト面のような粗面の場合の凹部および凸部並びにそれらの幅wについては、上記の限りではない。 When the uneven surface is a rough surface such as a sandblasted surface, the concave and convex portions and their width w are not limited to the above.

また、意匠性の観点から、凹部および凸部の幅wが大きくなりすぎるとそれらが視認されるおそれがある。このため、凹部および凸部の各々において幅wの最小値は200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。なお、このとき、凹部の幅wに、底部が伸長している形状の伸長方向の長さや、楕円近似した場合の長軸方向の長さが含まれてもよく、凸部の幅wに、底部が伸長している形状の伸長方向の長さや、楕円近似した場合の長軸方向の長さが含まれてもよい。 Further, from the viewpoint of designability, if the width w of the concave portion and the convex portion becomes too large, they may be visually recognized. Therefore, the minimum value of the width w in each of the concave portion and the convex portion is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less. At this time, the width w of the concave portion may include the length in the extension direction of the shape in which the bottom is extended, or the length in the major axis direction when approximated by an ellipse, and the width w of the convex portion may include. It may include the length in the extension direction of the shape in which the bottom is extended and the length in the major axis direction when approximated by an ellipse.

次に、散乱部として機能する選択反射膜33の凹凸面331の傾斜角度αについて説明する。図7は、散乱部として機能する選択反射膜33の凹凸面331の傾斜角度αと、可視光102の反射散乱との関係を示す説明図である。なお、図7に示す例では、散乱部として第1の側の凹凸面331を例示しているが、第2の側も観察面とする場合は第2の側の凹凸面331(凹凸面331b等)も同様とする。なお、その場合、可視光の経路が逆方向となる点に注意が必要である。 Next, the inclination angle α of the uneven surface 331 of the selective reflection film 33 that functions as a scattering portion will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the inclination angle α of the uneven surface 331 of the selective reflection film 33 functioning as a scattering portion and the reflection scattering of the visible light 102. In the example shown in FIG. 7, the uneven surface 331 on the first side is illustrated as the scattering portion, but when the second side is also an observation surface, the uneven surface 331 on the second side (concave surface 331b) is illustrated. Etc.) shall be the same. In that case, it should be noted that the path of visible light is in the opposite direction.

とくに、選択反射膜33の凹凸面331の傾斜角度αが大きくなると、選択反射膜33の角度依存性により赤外光において意図しない反射光が生じたりするだけでなく、可視光102においても反射散乱強度を低下させる要因になる場合がある。ここで、傾斜角度αの基準(0°位置)となる面は、基板の平面方向(XY平面)としてもよい。なお、図7(a)および(b)では、光線が照射される部分の傾斜角度αを示している。 In particular, when the inclination angle α of the concave-convex surface 331 of the selective reflection film 33 becomes large, not only unintended reflected light is generated in infrared light due to the angle dependence of the selective reflection film 33, but also reflected scattering in visible light 102. It may be a factor to reduce the strength. Here, the surface serving as the reference (0 ° position) of the inclination angle α may be the plane direction (XY plane) of the substrate. Note that FIGS. 7 (a) and 7 (b) show the inclination angle α of the portion irradiated with the light beam.

例えば、図7(a)に示すように、傾斜角度αが45°を超える場合、当該選択反射膜33により反射される可視光102は入射時の進行方向を前進させる方向の光となる(図中の白矢印参照)。当該選択反射膜33により反射される可視光全体の中で、このような前方に反射される光の割合が大きいと、入射時の進行方向を後退させる方向である後方に反射される光の割合が相対的に小さくなる。後方に反射される光の割合が小さいと、当該光学部材30の当該可視光の入射界面(出射界面でもある)に戻る光(反射光)の光量が低下したり、十分な散乱特性が得られないおそれがある。可視光に対する反射散乱が十分でない場合、当該光学部材30の着色すなわちユーザから見える色が所定の色相からずれる、明度が低下する、などの問題が生じる。また、反射光の光量が低下すると当該光学部材30の反視認側から出射される可視光の光量が大きくなり、赤外光に対する迷光が増える、などの問題も生じる。 For example, as shown in FIG. 7A, when the inclination angle α exceeds 45 °, the visible light 102 reflected by the selective reflective film 33 becomes light in a direction that advances the traveling direction at the time of incident (FIG. 7). See the white arrow inside). If the ratio of such light reflected forward is large in the total visible light reflected by the selective reflection film 33, the ratio of light reflected backward, which is the direction of retreating the traveling direction at the time of incident. Is relatively small. When the ratio of the light reflected backward is small, the amount of light (reflected light) returning to the incident interface (which is also the emission interface) of the visible light of the optical member 30 decreases, or sufficient scattering characteristics can be obtained. There is no risk. If the reflected scattering with respect to visible light is not sufficient, problems such as coloring of the optical member 30, that is, the color seen by the user deviating from a predetermined hue and the brightness being lowered occur. Further, when the amount of reflected light decreases, the amount of visible light emitted from the anti-visual side of the optical member 30 increases, causing problems such as an increase in stray light with respect to infrared light.

また、図7(b)に示すように、傾斜角度αが0.5×asin(1/n)を超える場合、当該選択反射膜33により反射される可視光102は、asin(1/n)以上の角度βで、当該選択反射膜33に接している出射側部材の出射界面(図中の界面353)に至りやすい。ここで、nは該部材の屈折率を表している。なお、該部材の凹凸構造部分と出射界面を構成している部分が異なる材料(例えば、図5(a)(b)の基材34aと着色樹脂材料層35の積層構造等)の場合は、該部材において出射界面を構成している部分が空気との界面を形成するため、nとして該部分の屈折率を用いてもよい。 Further, as shown in FIG. 7B, when the inclination angle α exceeds 0.5 × asin (1 / n s ), the visible light 102 reflected by the selective reflection film 33 is asin (1 / n). s ) At an angle β of the above, it is easy to reach the emission interface (interface 353 in the figure) of the emission side member in contact with the selective reflection film 33. Here, n s represents the refractive index of the member. In the case of a material in which the concave-convex structure portion of the member and the portion constituting the exit interface are different (for example, a laminated structure of the base material 34a and the colored resin material layer 35 in FIGS. 5A and 5B), Since the portion of the member constituting the exit interface forms an interface with air, the refractive index of the portion may be used as ns .

図7(b)に示すように、可視光102がasin(1/n)以上の角度βで出射界面に至ると、該出射界面で全反射が起こるため、そのような可視光の割合が大きいと、上記の場合と同様、反射光の光量が低下したり、十分な散乱特性が得られないおそれがある。 As shown in FIG. 7 (b), when the visible light 102 reaches the emission interface at an angle β of asin (1 / n s ) or more, total reflection occurs at the emission interface, so that the ratio of such visible light is high. If it is large, the amount of reflected light may decrease or sufficient scattering characteristics may not be obtained, as in the above case.

したがって、選択反射膜33の凹凸面331は、可視光が入射する有効領域内において、傾斜角度αが45°以内の領域が90%以上であると好ましく、傾斜角度αが0.5×asin(1/n)以内となる領域が90%以上であるとより好ましく、該有効領域内の全ての領域において傾斜角度αが45°以内であるとさらに好ましく、該有効領域内の全ての領域において傾斜角度αが0.5×asin(1/n)以内であるとさらに好ましい。 Therefore, it is preferable that the uneven surface 331 of the selective reflection film 33 has an inclination angle α of 45 ° or less in 90% or more of the effective region in which visible light is incident, and the inclination angle α is 0.5 × asin ( It is more preferable that the region within 1 / n s ) is 90% or more, and it is further preferable that the inclination angle α is within 45 ° in all the regions in the effective region, and in all the regions in the effective region. It is more preferable that the inclination angle α is within 0.5 × asin (1 / n s ).

また、上述した傾斜角度αの規定は選択反射膜33の凹凸面331の傾斜角度についてであるが、該選択反射膜33の凹凸面331の凹凸形状は、成膜対象とされる部材の凹凸面の凹凸形状が模されたものと見なせるため、上述した傾斜角度αの規定は、選択反射膜33の両側の部材の凹凸面にも適用可能である。なお、選択反射膜33の両側の部材のうち少なくとも成膜対象とされる部材の凹凸面が上述した傾斜角度αの規定を満たしていれば、緩やかな傾斜部分が多くなり、均一な膜厚で選択反射膜33を成膜しやすくなるため、好ましい。このとき、該部材の凹凸面をなす凹凸構造がレンズアレイのような一定の曲率半径が規定できる曲面を有するレンズ部を隙間なく配置した構成である場合、傾斜角度αに加えてもしくは傾斜角度αに代えて次のような条件を満たすと好ましい。 Further, the above-mentioned definition of the inclination angle α is about the inclination angle of the uneven surface 331 of the selective reflection film 33, but the uneven shape of the uneven surface 331 of the selective reflection film 33 is the uneven surface of the member to be formed. Since it can be regarded that the uneven shape of the above is imitated, the above-mentioned regulation of the inclination angle α can be applied to the uneven surfaces of the members on both sides of the selective reflection film 33. If at least the uneven surface of the member on both sides of the selective reflection film 33, which is the target of film formation, satisfies the above-mentioned regulation of the inclination angle α, the number of gently inclined portions increases, and the film thickness is uniform. This is preferable because it facilitates the formation of the selective reflection film 33. At this time, when the concave-convex structure forming the concave-convex surface of the member has a configuration in which a lens portion having a curved surface capable of defining a constant radius of curvature, such as a lens array, is arranged without a gap, in addition to the tilt angle α or the tilt angle α. It is preferable to satisfy the following conditions instead of.

すなわち、レンズ部の曲率半径をRとし、レンズ部の中心から最も離れた該レンズ部の境界部の頂点までの距離を該レンズ部の半径rとした場合を考える。このとき、該曲率半径Rと半径rの比r/Rは、傾斜角度αが45°以上に対応する数値γ以上であると好ましく、傾斜角度αが0.5×asin(1/n)以下に対応する数値ζ以下であるとより好ましい。ここで、r/Rについて、数値γおよび数値ζはともに屈折率nに依存する。例えば、屈折率nが1.51の場合、数値γは0.71となり、数値ζは0.35となる。より一般的な場合には、該レンズ部の傾斜はα=atan[(r/R)/{1-(r/R)0.5]となり、出射界面での全反射の条件がnsinβ=1であることと、2α=βの関係式により、r/R=tan{0.5×asin(1/n)}/[1+tan{{0.5×asin(1/n)}]0.5により値を求められる。 That is, consider the case where the radius of curvature of the lens portion is R and the distance to the apex of the boundary portion of the lens portion farthest from the center of the lens portion is the radius r of the lens portion. At this time, the ratio r / R of the radius of curvature R and the radius r is preferably a numerical value γ or more corresponding to the inclination angle α of 45 ° or more, and the inclination angle α is 0.5 × asin (1 / n s ). It is more preferable that the value is ζ or less corresponding to the following. Here, for r / R, both the numerical value γ and the numerical value ζ depend on the refractive index n s . For example, when the refractive index n s is 1.51, the numerical value γ is 0.71 and the numerical value ζ is 0.35. In a more general case, the inclination of the lens portion is α = atan [(r / R) / {1- (r / R) 2 } 0.5 ], and the condition of total reflection at the exit interface is n. Due to the relational expression of s sin β = 1 and 2α = β, r / R = tan {0.5 × asin (1 / n s )} / [1 + tan 2 {{0.5 × asin (1 / n) s )}] The value is obtained by 0.5 .

また、意匠性、特に発色性能の観点から、光学部材30全体として、可視光の反射散乱角のFWHMは5°以上が好ましく、15°以上がより好ましく、30°以上がさらに好ましい。また、光学部材30全体として、可視光の対象波長帯のうちのある波長における、入射光量に対する反射散乱光の総光量の比は、50%以上が好ましく、75%以上がより好ましい。このようにすることで当該光学部材30の観察色における明度を上げることができる。 Further, from the viewpoint of designability, particularly color development performance, the FWHM of the visible light reflection / scattering angle of the entire optical member 30 is preferably 5 ° or more, more preferably 15 ° or more, still more preferably 30 ° or more. Further, the ratio of the total amount of reflected scattered light to the amount of incident light at a certain wavelength in the target wavelength band of visible light for the entire optical member 30 is preferably 50% or more, more preferably 75% or more. By doing so, the brightness of the observed color of the optical member 30 can be increased.

また、傾斜角度αの情報は選択反射膜33の両側の部材のうちの一方の部材を取りだし、それに対して光を入射し、その散乱特性を測定することでも得られる。例えば、図7(c)に示すように、片側の面が傾きαで傾斜しそれに対向する面の傾きが0°となる屈折率nの基材に対して検査光103を入射するとスネルの法則により、sinα=nsinγとなる角度γの方向に屈折される。一方、屈折した光線は対向する面に対して角度(α―γ)で入射するため、対向する面から出射する光線の角度をδとすると、nsin(α―γ)=sinδとなる。以上により、δ=asin[sinα×{(n -sinα)0.5-cosα}]となる。したがって、当該部材の屈折率と凹凸面によって散乱される光の散乱特性を調べることで凹凸面の傾斜角αの情報が得られる。 Further, the information on the inclination angle α can also be obtained by taking out one of the members on both sides of the selective reflection film 33, incident light on the member, and measuring the scattering characteristics thereof. For example, as shown in FIG. 7 (c), when the inspection light 103 is incident on a substrate having a refractive index of n s in which one surface is inclined at α and the opposite surface is inclined at 0 °, Snell's law is generated. According to the law, it is refracted in the direction of the angle γ such that sin α = n s sin γ. On the other hand, since the refracted light ray is incident on the opposite surface at an angle (α-γ), if the angle of the light ray emitted from the opposite surface is δ, then n s sin (α-γ) = sin δ. As a result, δ = asin [sinα × {(ns2 - sin2α ) 0.5 - cosα}]. Therefore, information on the inclination angle α of the uneven surface can be obtained by examining the refractive index of the member and the scattering characteristics of the light scattered by the uneven surface.

例えば、検査光103に対する該部材の屈折率nを1.51とする場合、αが45°とするとδは26.3°となるため、該部材に対して光を入射した場合、26.3°以上の角度で散乱される光線がある場合には、該部材の凹凸面は45°以上の傾斜を含む。また、αが0.5×asin(1/n)=20.7°とすると、δは10.9°となるため、該部材に対して光を入射した場合、10.9°以上の角度で散乱される光線がある場合には、該部材の凹凸面は0.5×asin(1/n)°以上の傾斜を含む。 For example, when the refractive index n s of the member with respect to the inspection light 103 is 1.51, when α is 45 °, δ is 26.3 °. Therefore, when light is incident on the member, 26. When there is a light beam scattered at an angle of 3 ° or more, the uneven surface of the member includes an inclination of 45 ° or more. Further, when α is 0.5 × asin (1 / n s ) = 20.7 °, δ is 10.9 °. Therefore, when light is incident on the member, it is 10.9 ° or more. When there is a light beam scattered at an angle, the uneven surface of the member includes an inclination of 0.5 × asin (1 / n s ) ° or more.

図8は、赤外光の入射に対する、光学部材30による透過成分の光量分布の角度依存性の例を示すグラフである。図8において、横軸は透過成分の出射角度θ[°]を表し、縦軸は光強度を表している。なお、入射する赤外光はZ方向に進行するものと考える。図8に示すように、本例の光学部材30(例えば、図3の基材34、選択反射膜33および着色樹脂材料層35)を透過する赤外光は、直進透過光と透過散乱光とに大別できる。上述したように、選択反射膜33およびその両側の凹凸充填部材の複合作用により、当該光学部材30に入射した赤外光に対して大きな直進透過光が得られる。 FIG. 8 is a graph showing an example of the angle dependence of the light amount distribution of the transmitted component by the optical member 30 with respect to the incident of infrared light. In FIG. 8, the horizontal axis represents the emission angle θ [°] of the transmitted component, and the vertical axis represents the light intensity. It is considered that the incident infrared light travels in the Z direction. As shown in FIG. 8, the infrared light transmitted through the optical member 30 of this example (for example, the base material 34 of FIG. 3, the selective reflection film 33, and the colored resin material layer 35) includes straight-line transmitted light and transmitted scattered light. Can be roughly divided into. As described above, due to the combined action of the selective reflection film 33 and the uneven filling members on both sides thereof, a large linear transmitted light can be obtained with respect to the infrared light incident on the optical member 30.

しかし、このとき選択反射膜33の角度依存性によって透過光量の変調が発生したり、各凹凸構造が界面につくるエッジ部分によって散乱が生じる場合がある。したがって、当該光学部材30における赤外光の入射光量に対する直進透過光の光量の比をTとすると、Tは、75%以上が好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましく、95%以上が最も好ましい。なお、Tの代わりにヘイズ値を用いてもよい。その場合、光学部材30の赤外光のヘイズ値は25%未満が好ましく、15%未満がより好ましく、10%未満がさらに好ましく、5%未満が最も好ましい。なお、ヘイズ値としては、JIS K 7136に記載されているように、試験片を通過する透過光のうち、前方散乱によって、入射光から0.044rad(2.5°)以上それた透過光の百分率として求めてもよい。JIS K 7136では直進透過光に対応する角度範囲が2.5°以内となっているが、例えば1.5°以下のように2.5°より狭い角度範囲の透過光を直進透過光としてもよい。 However, at this time, the amount of transmitted light may be modulated due to the angle dependence of the selective reflection film 33, or scattering may occur due to the edge portion formed at the interface of each uneven structure. Therefore, assuming that the ratio of the amount of light transmitted straight through to the amount of incident light of infrared light in the optical member 30 is T 0 , T 0 is preferably 75% or more, more preferably 85% or more, still more preferably 90% or more. , 95% or more is most preferable. A haze value may be used instead of T 0 . In that case, the haze value of the infrared light of the optical member 30 is preferably less than 25%, more preferably less than 15%, still more preferably less than 10%, and most preferably less than 5%. As the haze value, as described in JIS K 7136, among the transmitted light passing through the test piece, the transmitted light deviated by 0.044 rad (2.5 °) or more from the incident light due to forward scattering. It may be calculated as a percentage. In JIS K 7136, the angle range corresponding to the straight transmitted light is within 2.5 °, but the transmitted light in the angle range narrower than 2.5 ° such as 1.5 ° or less can be regarded as the straight transmitted light. good.

また、当該光学部材30を透過する赤外光のうち直進透過光以外の光を透過散乱光とした場合、当該光学部材30における赤外光の入射光量に対する透過散乱光の光量の総光量の比をTとすると、T’=T/(T+T)×100[%]によって透過散乱光を評価できる。T’は、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましく、2%以下がさらに好ましい。このとき、T’は、赤外光について全ての透過光を測定するのではなく、赤外光を扱う装置の仕様に応じて、所定の出射角θ内に出射される光を対象にして測定してもよい。このように計測に用いる透過光の角度を限定する場合であって、θとして10°以下とする場合、T’は3%以下が好ましく、2%以下がより好ましく、1%以下がさらに好ましい。 Further, when the light other than the straight transmitted light among the infrared light transmitted through the optical member 30 is regarded as transmitted scattered light, the ratio of the total light amount of the transmitted scattered light to the incident light amount of the infrared light in the optical member 30. When is T 1 , the transmitted scattered light can be evaluated by T 1 '= T 1 / (T 0 + T 1 ) × 100 [%]. T 1'is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 2% or less. At this time, T 1'does not measure all transmitted light for infrared light, but targets the light emitted within a predetermined emission angle θ 2 according to the specifications of the device that handles infrared light. May be measured. In the case of limiting the angle of transmitted light used for measurement in this way, when θ 2 is 10 ° or less, T 1'is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, and further preferably 1% or less. preferable.

本例の光学部材30の製造方法としては、上述したように、所望の凹凸形状を有する凹凸面を有する基材34に、選択反射膜33(誘電体多層膜等)を成膜後、着色樹脂材料を充填する方法が挙げられる。 As a method for manufacturing the optical member 30 of this example, as described above, a selective reflection film 33 (a dielectric multilayer film or the like) is formed on a base material 34 having an uneven surface having a desired uneven shape, and then a colored resin is formed. Examples include a method of filling the material.

図9は、本例の光学部材30の製造方法の例を示す説明図である。図9に示す例では、まず、微細な凹凸形状の凹凸面341bを有する基材(表面微細加工基材)34bを用意する(工程(a))。次いで、表面微細加工基材に多層膜(選択反射膜33)を成膜する(工程(b))。成膜された多層膜の表面は、凹凸面341bの凹凸形状にならった凹凸面331となる。次いで、成膜された多層膜の上に、着色樹脂材料35’を滴下する(工程(c))。次いで、着色樹脂材料の上面を平坦化させるために、ガラス等の第2の基材34aを被せ、必要に応じてプレスしながら着色樹脂材料を硬化させる(工程(d))。工程(d)では、着色樹脂材料の特性に応じ、加熱処理やUV処理をして、硬化させることができる。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a method for manufacturing the optical member 30 of this example. In the example shown in FIG. 9, first, a base material (surface microfabricated base material) 34b having a concavo-convex surface 341b having a fine concavo-convex shape is prepared (step (a)). Next, a multilayer film (selective reflective film 33) is formed on the surface microfabricated substrate (step (b)). The surface of the formed multilayer film is an uneven surface 331 that follows the uneven shape of the uneven surface 341b. Next, the colored resin material 35'is dropped onto the formed multilayer film (step (c)). Next, in order to flatten the upper surface of the colored resin material, a second base material 34a such as glass is covered, and the colored resin material is cured while pressing as necessary (step (d)). In the step (d), it can be cured by heat treatment or UV treatment according to the characteristics of the colored resin material.

また、図10は、本例の光学部材30の製造方法の他の例を示す説明図である。図10に示す例では、多層膜の上に着色樹脂材料35’を滴下後(工程(c))、フッ素やシリコーン等の離型処理が施されたガラス等の基材36を被せて、着色樹脂材料を硬化させる(工程(d))。硬化後、基材36を剥離する(工程(e))。本例では、光学装置を低背化することができる。 Further, FIG. 10 is an explanatory diagram showing another example of the manufacturing method of the optical member 30 of this example. In the example shown in FIG. 10, the colored resin material 35'is dropped onto the multilayer film (step (c)), and then covered with a base material 36 such as glass that has been subjected to a mold release treatment such as fluorine or silicone to be colored. The resin material is cured (step (d)). After curing, the base material 36 is peeled off (step (e)). In this example, the height of the optical device can be reduced.

次に、選択反射部の凹凸面を利用して散乱部12を実現する他の例を説明する。図11(a)は、選択反射部の凹凸面を利用して散乱部12を実現する光学部材40の構成例を示す模式断面図である。また、図11(b)は、図11(a)に示す光学部材40の要部の分解断面図である。図11に示す光学部材40は、基材44と、コレステリック相液晶層43と、着色樹脂材料層45とを備える。本例のコレステリック相液晶層43の少なくとも第1の側には凹凸面431が形成されている。また、コレステリック相液晶層43に接する少なくとも第1の側の部材、すなわち着色樹脂材料層45のコレステリック相液晶層43側の面にも、凹凸面431と略嵌合する形状の凹凸面451が形成されている。 Next, another example of realizing the scattering unit 12 by utilizing the uneven surface of the selective reflection unit will be described. FIG. 11A is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an optical member 40 that realizes the scattering portion 12 by utilizing the uneven surface of the selective reflection portion. 11 (b) is an exploded sectional view of a main part of the optical member 40 shown in FIG. 11 (a). The optical member 40 shown in FIG. 11 includes a base material 44, a cholesteric phase liquid crystal layer 43, and a colored resin material layer 45. An uneven surface 431 is formed on at least the first side of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 of this example. Further, a concavo-convex surface 451 having a shape substantially fitting with the concavo-convex surface 431 is also formed on at least the first side member in contact with the cholesteric phase liquid crystal layer 43, that is, the surface of the colored resin material layer 45 on the cholesteric phase liquid crystal layer 43 side. Has been done.

本例では、コレステリック相液晶層43が選択反射部13に相当する。また、コレステリック相液晶層43の凹凸面431が散乱部12に相当する。また、着色樹脂材料層45が特定可視光吸収部15に相当する。なお、本例では、凹凸面431を有するコレステリック相液晶層43と着色樹脂材料層45とを併せて、吸収反射散乱部41と呼ぶ。本例でも、コレステリック相液晶層43の凹凸面431と接する部材であって、対向側に平坦な面を有する部材を凹凸充填部材とも呼ぶ。図11に示す例では、着色樹脂材料層45が凹凸充填部材に相当する。 In this example, the cholesteric phase liquid crystal layer 43 corresponds to the selective reflection unit 13. Further, the uneven surface 431 of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 corresponds to the scattering portion 12. Further, the colored resin material layer 45 corresponds to the specific visible light absorption unit 15. In this example, the cholesteric phase liquid crystal layer 43 having the uneven surface 431 and the colored resin material layer 45 are collectively referred to as an absorption / reflection / scattering unit 41. Also in this example, a member that is in contact with the uneven surface 431 of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 and has a flat surface on the opposite side is also referred to as an uneven filling member. In the example shown in FIG. 11, the colored resin material layer 45 corresponds to the uneven filling member.

なお、本例は、上記の光学部材30において、凹凸面331を有する選択反射膜33の代わりに、凹凸面431を有するコレステリック相液晶層43を備える点以外は、基本的に光学部材30と同様でよい。したがって、図12(a)のように着色樹脂材料層45の上にさらに第2の基材44(図中の基材44a)を備える構成や、図12(b)のように、着色樹脂材料層45と基材44aの積層順序を入れ替えた構成や、図13のように、コレステリック相液晶層43の第2の側にも凹凸面431bが形成されるとともに、さらに第2の着色樹脂材料層45(着色樹脂材料層45b)を備える構成も可能である。なお、図12(b)に示す例では、基材44aが凹凸充填部材とされる。また、図13に示す例では、着色樹脂材料層45a、45bが凹凸充填部材とされる。 This example is basically the same as the optical member 30 except that the optical member 30 is provided with the cholesteric phase liquid crystal layer 43 having the concave-convex surface 431 instead of the selective reflection film 33 having the concave-convex surface 331. It's fine. Therefore, a configuration in which a second base material 44 (base material 44a in the figure) is further provided on the colored resin material layer 45 as shown in FIG. 12 (a), or a colored resin material as shown in FIG. 12 (b). As shown in FIG. 13, the concave-convex surface 431b is also formed on the second side of the cholesteric phase liquid crystal layer 43, and the second colored resin material layer is further formed. A configuration including 45 (colored resin material layer 45b) is also possible. In the example shown in FIG. 12B, the base material 44a is used as the uneven filling member. Further, in the example shown in FIG. 13, the colored resin material layers 45a and 45b are used as the uneven filling member.

本例において、コレステリック相液晶層43の凹凸面431は、例えば、当該凹凸面431と接する一方の部材(図11および図12(a)の着色樹脂材料層45、図12(b)の基材44a等)の表面に凹凸構造を形成して凹凸面とし、該凹凸面を内側にして、他方の部材(図11の基材44、図12(a)(b)の基材44b等)との間にコレステリック相液晶層43を挟持することによって形成できる。このとき、他方の部材の表面にも凹凸構造を形成して凹凸面とし、両方の部材の凹凸面を内側にして挟持すれば、図13に示す構成が得られる。 In this example, the concavo-convex surface 431 of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 is, for example, one of the members in contact with the concavo-convex surface 431 (the colored resin material layer 45 of FIGS. 11 and 12 (a) and the base material of FIG. 12 (b)). A concavo-convex structure is formed on the surface of (44a, etc.) to form an concavo-convex surface, and the concavo-convex surface is turned inside, and the other member (base material 44 in FIG. 11, base material 44b in FIGS. 12 (a), 12 (b), etc.) It can be formed by sandwiching the cholesteric phase liquid crystal layer 43 between the two. At this time, if a concavo-convex structure is formed on the surface of the other member to form an concavo-convex surface and the concavo-convex surfaces of both members are inside and sandwiched, the configuration shown in FIG. 13 can be obtained.

本例では、コレステリック相液晶層43と、コレステリック相液晶層43の凹凸面431と接する部材(凹凸充填部材)とが、少なくとも赤外域の対象波長帯において、略一致した屈折率を有しているとよい。なお、コレステリック相液晶層43の屈折率は平均屈折率でよい。このようにすると、赤外光101aおよび赤外光101bに対して、コレステリック相液晶層43および凹凸充填部材の凹凸構造部分に起因する屈折を防ぐことができ、結果として高い直進透過性が得られる。 In this example, the cholesteric phase liquid crystal layer 43 and the member (concavo-convex filling member) in contact with the uneven surface 431 of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 have substantially the same refractive index at least in the target wavelength band in the infrared region. It is good. The refractive index of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 may be the average refractive index. By doing so, it is possible to prevent refraction caused by the concave-convex structure portion of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 and the concave-convex filling member with respect to the infrared light 101a and the infrared light 101b, and as a result, high straight-line transparency can be obtained. ..

コレステリック相液晶層43は、可視光を一定割合以上反射し、赤外光を一定割合以上透過するように構成されている。コレステリック相液晶は、液晶分子の螺旋構造により選択反射帯を有しており、その選択反射帯を可視域に設けることで、可視光のみを選択的に反射できる。 The cholesteric phase liquid crystal layer 43 is configured to reflect visible light at a certain rate or more and transmit infrared light at a certain rate or more. The cholesteric phase liquid crystal has a selective reflection band due to the spiral structure of the liquid crystal molecules, and by providing the selective reflection band in the visible region, only visible light can be selectively reflected.

より具体的には、コレステリック相液晶層43において、螺旋ピッチpや、液晶の平均屈折率nを調整すればよい。一般に、コレステリック相液晶の選択反射波長λは、以下の式(2)で与えられる。 More specifically, in the cholesteric phase liquid crystal layer 43, the spiral pitch p and the average refractive index nc of the liquid crystal may be adjusted. Generally, the selective reflection wavelength λ R of the cholesteric phase liquid crystal is given by the following equation (2).

λ=p・n ・・・(2) λ R = p · n c ... (2)

したがって、上記の式(2)において、選択反射波長λが、選択反射させたい可視光の波長と同程度になるように、螺旋ピッチpや液晶の平均屈折率nを調整すればよい。なお、螺旋ピッチpの調整方法としては、配向制御の他、キラル剤のHTP(Helical Twisting Power)や濃度を調整する方法が挙げられる。 Therefore, in the above equation (2), the spiral pitch p and the average refractive index nc of the liquid crystal may be adjusted so that the selective reflection wavelength λ R becomes the same as the wavelength of visible light to be selectively reflected. Examples of the method for adjusting the spiral pitch p include a method for adjusting the HTP (Helical Twisting Power) and the concentration of the chiral agent, in addition to the orientation control.

なお、図11~図13では光学部材40が1つのコレステリック相液晶層43を備える例を示したが、コレステリック相液晶層は、単層に限られない。例えば、光学部材40は、選択反射帯の異なるコレステリック相液晶層43を複数(厚さ方向(Z方向)に積層するように)備えていてもよい。このとき、基材44を含むコレステリック相液晶フィルム等を複数積層してもよい。一例として、選択反射帯の中心が430nm、530nm、630nmとなる3種類のコレステリック相液晶層もしくはコレステリック相液晶フィルムを積層してもよい。このような構成とすることで、広い帯域の可視光を反射散乱させつつ、赤外光を透過させることができる。そのような場合、着色樹脂材料層45は、最上層(最も第1の側にある層)のコレステリック相液晶層もしくはコレステリック相液晶フィルムより上に積層されればよい。 Although FIGS. 11 to 13 show an example in which the optical member 40 includes one cholesteric phase liquid crystal layer 43, the cholesteric phase liquid crystal layer is not limited to a single layer. For example, the optical member 40 may include a plurality of cholesteric phase liquid crystal layers 43 having different selective reflection bands (so as to be laminated in the thickness direction (Z direction)). At this time, a plurality of cholesteric phase liquid crystal films or the like containing the base material 44 may be laminated. As an example, three types of cholesteric phase liquid crystal layers or cholesteric phase liquid crystal films having the center of the selective reflection band at 430 nm, 530 nm, and 630 nm may be laminated. With such a configuration, infrared light can be transmitted while reflecting and scattering visible light in a wide band. In such a case, the colored resin material layer 45 may be laminated on the cholesteric phase liquid crystal layer or the cholesteric phase liquid crystal film of the uppermost layer (the layer on the most first side).

また、コレステリック相液晶には、螺旋の向きに対応した円偏光を反射する特徴があるため、図14に示すように、コレステリック相液晶層43の反視認側に、第2の選択反射部46をさらに設けてもよい。そのように構成することで、両方の円偏光の光に対して反射散乱させることができる。その場合、第2の選択反射部46を含めて吸収反射散乱部41としてもよい。 Further, since the cholesteric phase liquid crystal has a feature of reflecting circularly polarized light corresponding to the direction of the spiral, as shown in FIG. 14, a second selective reflection unit 46 is provided on the anti-visual side of the cholesteric phase liquid crystal layer 43. Further may be provided. With such a configuration, it is possible to reflect and scatter both circularly polarized lights. In that case, the absorption / reflection / scattering unit 41 may be included including the second selective reflection unit 46.

第2の選択反射部46は、コレステリック相液晶層43の選択反射帯を含む波長帯の可視光を一定割合以上反射して赤外光を一定割合以上透過するように構成されればよく、例えば、ダイクロイックミラーのミラー層に用いられるような誘電体多層膜であってもよい。なお、第2の選択反射部46は、コレステリック相液晶層43を挟持している部材の反視認側に限らず、例えば、該部材とコレステリック相液晶層43の間などに設けられていてもよい。例えば、コレステリック相液晶層43として、右円偏光の可視光102cに対して選択反射を示すコレステリック相液晶を用いる場合、透過する左円偏光の可視光102dを第2の選択反射部46で反射させてもよい。なお、第2の選択反射部46とコレステリック相液晶層43との関係は上述の特許文献3におけるそれと同様であるため、説明を省略する。このような構成においても、可視光102のうち特定波長の光1021に対して十分な反射散乱が得られるだけでなく、赤外光に対する散乱を大きく低減できる。 The second selective reflection unit 46 may be configured to reflect visible light in a wavelength band including the selective reflection band of the cholesteric phase liquid crystal layer 43 at a certain ratio or more and transmit infrared light at a certain ratio or more, for example. , It may be a dielectric multilayer film such as that used for the mirror layer of a dichroic mirror. The second selective reflection unit 46 is not limited to the anti-visual side of the member sandwiching the cholesteric phase liquid crystal layer 43, and may be provided, for example, between the member and the cholesteric phase liquid crystal layer 43. .. For example, when a cholesteric phase liquid crystal display exhibiting selective reflection with respect to right circularly polarized visible light 102c is used as the cholesteric phase liquid crystal layer 43, the transmitted left circularly polarized visible light 102d is reflected by the second selective reflection unit 46. You may. Since the relationship between the second selective reflection unit 46 and the cholesteric phase liquid crystal layer 43 is the same as that in Patent Document 3 described above, the description thereof will be omitted. Even in such a configuration, not only sufficient reflection scattering can be obtained for light 1021 having a specific wavelength among visible light 102, but also scattering for infrared light can be greatly reduced.

なお、本例の凹凸面431についても、滑らかな曲面(自由曲面、非球面、球面を含む)を多く有する形状であれば液晶の配向性がよくなるため、より好ましい。 As for the uneven surface 431 of this example, it is more preferable that the shape has many smooth curved surfaces (including free curved surfaces, aspherical surfaces, and spherical surfaces) because the orientation of the liquid crystal is improved.

他の点に関しては光学部材30と同様である。 The other points are the same as those of the optical member 30.

なお、図15に示すように、凹凸面を有さないコレステリック相液晶層53を備える構成も可能である。コレステリック相液晶層53は、可視光を一定割合以上反射散乱し、赤外光を一定割合以上透過するように構成される。例えば、コレステリック相液晶層53は、当該層の面内に、配向軸の異なる複数の領域を有するコレステリック相液晶層であってもよい。このようなコレステリック相液晶層53は、例えば、選択反射帯を可視域に設定しつつ、コレステリック相液晶層を形成する際に液晶の配向処理を加えないことにより、形成できる。このような配向の乱れによって、設定した選択反射帯において反射散乱させることができる。なお、本例でも、散乱部12および選択反射部13としてコレステリック相液晶層53の少なくとも第1の側に、着色樹脂材料層55が備えられていればよい。なお、本例の着色樹脂材料層55のコレステリック相液晶層53側の表面は凹凸形状ではなく、平坦でよい。また、本例では、コレステリック相液晶層53と着色樹脂材料層55との間の屈折率差に関する上記限定は無視してよい。 As shown in FIG. 15, a configuration including a cholesteric phase liquid crystal layer 53 having no uneven surface is also possible. The cholesteric phase liquid crystal layer 53 is configured to reflect and scatter visible light at a certain rate or more and transmit infrared light at a certain rate or more. For example, the cholesteric phase liquid crystal layer 53 may be a cholesteric phase liquid crystal layer having a plurality of regions having different orientation axes in the plane of the layer. Such a cholesteric phase liquid crystal layer 53 can be formed, for example, by setting the selective reflection band in the visible region and not applying the liquid crystal alignment treatment when forming the cholesteric phase liquid crystal layer. Due to such a disorder of orientation, reflection scattering can be performed in the set selective reflection band. In this example as well, the colored resin material layer 55 may be provided on at least the first side of the cholesteric phase liquid crystal layer 53 as the scattering unit 12 and the selective reflection unit 13. The surface of the colored resin material layer 55 of this example on the cholesteric phase liquid crystal layer 53 side may be flat rather than uneven. Further, in this example, the above limitation regarding the difference in refractive index between the cholesteric phase liquid crystal layer 53 and the colored resin material layer 55 may be ignored.

他の点に関しては光学部材40と同様である。 The other points are the same as those of the optical member 40.

次に、微粒子含有樹脂を利用して散乱部12を実現する例を説明する。図16は、散乱部12として微粒子含有樹脂層62を有する光学部材の例を示す模式断面図である。図16に示す光学部材60は、基材64と、選択反射部63と、微粒子含有樹脂層62と、着色樹脂材料層65とを備える。本例では、選択反射部63と微粒子含有樹脂層62と着色樹脂材料層65とを併せて、吸収反射散乱部61と呼ぶ。 Next, an example of realizing the scattering unit 12 by using the fine particle-containing resin will be described. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical member having a fine particle-containing resin layer 62 as a scattering portion 12. The optical member 60 shown in FIG. 16 includes a base material 64, a selective reflection unit 63, a fine particle-containing resin layer 62, and a colored resin material layer 65. In this example, the selective reflection unit 63, the fine particle-containing resin layer 62, and the colored resin material layer 65 are collectively referred to as an absorption / reflection / scattering unit 61.

微粒子含有樹脂層62は、可視光および赤外光に対して透光性を有する樹脂材料をバインダーとして用い、該樹脂材料に、少なくとも可視域において該樹脂とは異なる屈折率を有する微粒子を均一に分散させたものであってもよい。 The fine particle-containing resin layer 62 uses a resin material having transparency to visible light and infrared light as a binder, and the resin material uniformly contains fine particles having a refractive index different from that of the resin at least in the visible region. It may be dispersed.

このとき、上述したように、微粒子の粒径や、微粒子とバインダーとなる樹脂材料との屈折率の比を調整することにより、可視光に対する散乱を大きくし、赤外光に対する散乱を小さくできる。例えば、樹脂に、赤外域の近傍に吸収帯を有する色素や顔料を含有する材料を添加することにより、可視域の対象波長域と赤外域の対象波長域との間に大きな屈折率差を生じさせることができる。このような樹脂と、微粒子とで赤外域の対象波長域の屈折率差が小さくなるまたは屈折率が略一致するように調整してもよい。 At this time, as described above, by adjusting the particle size of the fine particles and the ratio of the refractive index of the fine particles to the resin material serving as the binder, it is possible to increase the scattering with respect to visible light and reduce the scattering with respect to infrared light. For example, by adding a material containing a dye or pigment having an absorption band in the vicinity of the infrared region to the resin, a large refractive index difference is generated between the target wavelength region in the visible region and the target wavelength region in the infrared region. Can be made to. The difference in the refractive index in the target wavelength region in the infrared region may be small or the refractive index may be adjusted to be substantially the same between the resin and the fine particles.

なお、散乱部12として微粒子含有樹脂層62を備える以外の点は、上述した他の例と同様である。 It is the same as the other examples described above except that the scattering portion 12 is provided with the fine particle-containing resin layer 62.

また、図17に、上記の微粒子含有樹脂層62と着色樹脂材料層65とを一つの機能性樹脂層(以下、散乱吸収樹脂層76という)によって実現した光学部材70の例を示す。図17は、散乱部および特定可視光吸収部として散乱吸収樹脂層76を有する光学部材70の例を示す模式断面図である。図17に示す光学部材70は、基材74と、選択反射部73と、散乱吸収樹脂層76とを備える。本例では、選択反射部73と散乱吸収樹脂層76ととを併せて、吸収反射散乱部71と呼ぶ。 Further, FIG. 17 shows an example of an optical member 70 in which the fine particle-containing resin layer 62 and the colored resin material layer 65 are realized by one functional resin layer (hereinafter referred to as a scattering absorption resin layer 76). FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical member 70 having a scattering absorption resin layer 76 as a scattering portion and a specific visible light absorbing portion. The optical member 70 shown in FIG. 17 includes a base material 74, a selective reflection unit 73, and a scattering absorption resin layer 76. In this example, the selective reflection unit 73 and the scattering / absorbing resin layer 76 are collectively referred to as an absorption / reflection / scattering unit 71.

散乱吸収樹脂層76は、可視光および赤外光に対して透光性を有する樹脂材料をバインダーとして用い、該樹脂材料に、上述の微粒子含有樹脂層62に用いられる微粒子と、上述の着色樹脂材料層65に用いられる着色材料(染料や有機顔料等)を、均一に分散させたものであってもよい。 The scattering absorption resin layer 76 uses a resin material having transparency to visible light and infrared light as a binder, and the resin material includes the fine particles used in the fine particle-containing resin layer 62 and the above-mentioned colored resin. The coloring material (dye, organic pigment, etc.) used for the material layer 65 may be uniformly dispersed.

なお、散乱部12および特定可視光吸収部15として散乱吸収樹脂層76を備える以外の点は、上述した他の例と同様である。 It is the same as the other examples described above except that the scattering unit 12 and the specific visible light absorbing unit 15 are provided with the scattering absorbing resin layer 76.

次に、回折構造を利用して散乱部12を実現する例を説明する。図18(a)および(b)は、散乱部12として回折構造22を有する光学部材20の例を示す模式断面図である。図18(a)に示す光学部材20は、基材24と、選択反射部23と、回折構造22と、着色樹脂材料層25とを備える。本例において、回折構造22の少なくとも凹部222は、着色樹脂材料層25によって充填されている。本例では、選択反射部23と、回折構造22と、着色樹脂材料層25とを併せて、吸収反射散乱部21と呼ぶ。また、回折構造22と接する部材であって、対向側に平坦な面を有する部材を凹凸充填部材とも呼ぶ。図18(a)に示す例では、着色樹脂材料層25が凹凸充填部材に相当する。 Next, an example of realizing the scattering unit 12 by using the diffraction structure will be described. 18 (a) and 18 (b) are schematic cross-sectional views showing an example of an optical member 20 having a diffraction structure 22 as a scattering portion 12. The optical member 20 shown in FIG. 18A includes a base material 24, a selective reflection unit 23, a diffraction structure 22, and a colored resin material layer 25. In this example, at least the recess 222 of the diffraction structure 22 is filled with the colored resin material layer 25. In this example, the selective reflection unit 23, the diffraction structure 22, and the colored resin material layer 25 are collectively referred to as an absorption / reflection / scattering unit 21. Further, a member that is in contact with the diffraction structure 22 and has a flat surface on the opposite side is also referred to as a concavo-convex filling member. In the example shown in FIG. 18A, the colored resin material layer 25 corresponds to the uneven filling member.

また、図18(b)に示す光学部材20は、基材24と、選択反射部23と、回折構造22と、充填部26と、着色樹脂材料層25とを備える。本例において、回折構造22の少なくとも凹部222は、充填部26によって充填されている。本例では、選択反射部23と、回折構造22と、充填部26と、着色樹脂材料層25とを併せて、吸収反射散乱部21と呼ぶ。なお、図18(b)に示す例では、充填部26が凹凸充填部材に相当する。 Further, the optical member 20 shown in FIG. 18B includes a base material 24, a selective reflection portion 23, a diffraction structure 22, a filling portion 26, and a colored resin material layer 25. In this example, at least the recess 222 of the diffraction structure 22 is filled by the filling portion 26. In this example, the selective reflection unit 23, the diffraction structure 22, the filling unit 26, and the colored resin material layer 25 are collectively referred to as an absorption / reflection / scattering unit 21. In the example shown in FIG. 18B, the filling portion 26 corresponds to the uneven filling member.

回折構造22は、少なくとも可視光に対して回折作用を発現し、赤外光に対する回折作用の発現が可視光の回折作用の発現に対し抑制できる構造であれば、具体的な構成は問わない。なお、図18には、回折構造22として、断面が矩形の凹凸構造が示されているが、回折構造22は、断面が矩形の凹凸構造に限られない。 The diffraction structure 22 does not have any specific configuration as long as it exhibits a diffractive action with respect to visible light at least and can suppress the manifestation of the diffractive action with respect to infrared light with respect to the manifestation of the diffractive action with visible light. Although FIG. 18 shows a concave-convex structure having a rectangular cross section as the diffraction structure 22, the diffraction structure 22 is not limited to the concave-convex structure having a rectangular cross section.

図18に示す例において、回折構造22の凹部222および凸部221の屈折率差をΔn、入射する波長をλ、凸部221の高さもしくは凹部222の深さをdとする。回折構造22の回折特性は、当該回折構造22の電場の位相項の係数となるΔnd/λによって変わる。 In the example shown in FIG. 18, the difference in refractive index between the concave portion 222 and the convex portion 221 of the diffraction structure 22 is Δn, the incident wavelength is λ, and the height of the convex portion 221 or the depth of the concave portion 222 is d. The diffraction characteristics of the diffraction structure 22 vary depending on Δnd / λ, which is a coefficient of the phase term of the electric field of the diffraction structure 22.

ここで、選択反射部23で反射される可視光102に対しては、回折構造22を往復するため、該係数を2Δnd/λとして計算する。一方、選択反射部23を透過する赤外光101aおよび赤外光101bに対しては、回折構造22を一度透過するのみなので、Δnd/λのままで計算すればよい。干渉条件により、これら係数の値は、0.5などの1/2に奇数を乗じた値に近いほど、0次回折光の光量が小さく、0もしくは1などの整数に近いほど、0次回折光の光量が大きくなる(図19(a)(b)参照)。なお、図19(a)および(b)では、d=270nm、Δn=0.45として、これら係数の値を計算した。 Here, since the visible light 102 reflected by the selective reflection unit 23 reciprocates in the diffraction structure 22, the coefficient is calculated as 2Δnd / λ. On the other hand, for the infrared light 101a and the infrared light 101b transmitted through the selective reflection unit 23, since the diffraction structure 22 is transmitted only once, the calculation may be performed with Δnd / λ as it is. Depending on the interference conditions, the closer the value of these coefficients is to a value obtained by multiplying 1/2 such as 0.5 by an odd number, the smaller the amount of light of the 0th-order diffracted light, and the closer to an integer such as 0 or 1, the closer to the 0th-order diffracted light. The amount of light increases (see FIGS. 19 (a) and 19 (b)). In FIGS. 19A and 19B, the values of these coefficients were calculated with d = 270 nm and Δn = 0.45.

例えば、矩形の回折格子の0次回折効率すなわち入射光に対して直進透過する成分の比率は、位相項の係数をφとしてcos(πφ)で計算できるが、0次回折効率η0を、φ=1回通過時(透過)の位相項の係数であるΔnd/λとした場合と、φ=2回透過時(反射)の位相項の係数である2Δnd/λとした場合とを比較すると、可視光では反射の位相項の係数である2Δnd/λ(図19の実線で示された特性)で決まる反射0次回折効率を30%未満に低減でき、赤外光では透過の位相項の係数であるΔnd/λで決まる透過0次回折効率を約80%以上にできる。 For example, the 0th-order diffraction efficiency of a rectangular diffraction grating, that is, the ratio of components that transmit straight through to incident light, can be calculated by cos (πφ) 2 with the coefficient of the phase term as φ, but the 0th-order diffraction efficiency η0 is set to φ. Comparing the case where = Δnd / λ, which is the coefficient of the phase term when passing once (transmission), and the case where φ = the coefficient of the phase term when passing twice (reflection), 2Δnd / λ, The zero-order diffraction efficiency determined by 2Δnd / λ (characteristic shown by the solid line in FIG. 19), which is the coefficient of the phase term of reflection in visible light, can be reduced to less than 30%, and the coefficient of the phase term of transmission in infrared light. The transmission 0th-order diffraction efficiency determined by Δnd / λ can be increased to about 80% or more.

また、本例においては、凸部221の材料と凹凸充填部材とが、少なくとも赤外域の対象波長帯において、略一致した屈折率を有しているとよい。例えば、凸部221が、赤外域の近傍に反射帯を有する多層膜や、赤外域の近傍(可視域と赤外域の間もしくは赤外域の対象波長域よりも長波長側)に吸収を有する色素や顔料を含有する材料により形成され、凹部222が、該材料と赤外域(特に対象波長域)で屈折率が近いもしくは一致する材料で充填されていてもよい。一般に、反射帯を有する多層膜や吸収を有する材料は、屈折率の異常分散が生じており、特に反射帯や吸収帯の近傍の屈折率が急激に変化する。このような特性を利用すれば、可視域の対象波長域と赤外域の対象波長域との屈折率差が大きくなるよう調整できる。回折構造22が、このような材料と、該材料と赤外域の少なくとも対象波長域で屈折率が略一致する材料との組み合わせで形成されるよう調整できれば、可視光のみに回折作用を生じさせることも可能である。 Further, in this example, it is preferable that the material of the convex portion 221 and the uneven filling member have substantially the same refractive index at least in the target wavelength band in the infrared region. For example, the convex portion 221 is a multilayer film having a reflection band in the vicinity of the infrared region, or a dye having absorption in the vicinity of the infrared region (between the visible region and the infrared region or on the longer wavelength side than the target wavelength region in the infrared region). The recess 222 may be filled with a material having a refractive index close to or matching that of the material in the infrared region (particularly the target wavelength region). In general, a multilayer film having a reflection band or a material having an absorption has an abnormal dispersion of the refractive index, and the refractive index in the vicinity of the reflection band or the absorption band changes abruptly. By utilizing such characteristics, it is possible to adjust so that the difference in refractive index between the target wavelength region in the visible region and the target wavelength region in the infrared region becomes large. If the diffraction structure 22 can be adjusted to be formed by a combination of such a material and a material having a refractive index substantially matching at least in the target wavelength region in the infrared region, the diffraction effect can be generated only in visible light. Is also possible.

また、回折構造22は、回折作用によって光(特に、可視光)を、例えば、X方向だけでなくY方向(成分)にも偏向させるなど、2次元的な散乱作用を付与できるものが好ましく、例えば、2次元の凹凸構造であってもよい。 Further, the diffraction structure 22 is preferably capable of imparting a two-dimensional scattering action such as deflecting light (particularly visible light) not only in the X direction but also in the Y direction (component) by the diffraction action. For example, it may have a two-dimensional uneven structure.

図20は、赤外光の入射に対する、回折構造22による透過成分の光量分布の角度依存性の例を示すグラフである。図20において、横軸は透過成分の出射角度θ[°]を表し、縦軸は光強度を表している。一般に、回折作用を発現させる機能を有する回折構造に光が入射すると、直進透過光となる0次回折光と、いわゆる回折光、すなわち直進以外の方向に進む偏向光となる高次回折光という、大別して2種類の回折光を生じる。一般的に0次回折光は高次回折光よりも強度が十分に強い。このため、回折構造22に赤外光が入射して高次回折光が発生したとしても、図20に示すような強いコントラストが得られやすい。 FIG. 20 is a graph showing an example of the angle dependence of the light amount distribution of the transmitted component by the diffraction structure 22 with respect to the incident of infrared light. In FIG. 20, the horizontal axis represents the emission angle θ [°] of the transmitted component, and the vertical axis represents the light intensity. Generally, when light is incident on a diffraction structure having a function of exhibiting a diffractive action, it is roughly classified into 0th-order diffracted light which becomes straight-line transmitted light and so-called diffractive light, that is, high-order diffracted light which becomes deflected light traveling in a direction other than straight-line. It produces two types of diffracted light. Generally, the 0th-order diffracted light is sufficiently stronger than the higher-order diffracted light. Therefore, even if infrared light is incident on the diffraction structure 22 to generate higher-order diffracted light, it is easy to obtain a strong contrast as shown in FIG.

当該光学部材20における赤外光の入射光量に対する0次回折光の光量の比をTとした場合、Tが75%以上となるように回折構造22が調整されるのが好ましい。なお、Tは75%以上が好ましいが、85%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましく、95%以上が最も好ましい。なお、この場合の「0次回折光」には反射0次回折光は含まれない。以下、赤外光について「0次回折光」といった場合には、透過光のうちの0次回折光を指す。なお、上述したように、Tの代わりにヘイズ値を用いてもよい。 When the ratio of the light amount of the 0th-order diffracted light to the incident light amount of the infrared light in the optical member 20 is T 0 , it is preferable that the diffraction structure 22 is adjusted so that T 0 is 75% or more. The T 0 is preferably 75% or more, more preferably 85% or more, further preferably 90% or more, and most preferably 95% or more. The "0th-order diffracted light" in this case does not include the reflected 0th-order diffracted light. Hereinafter, when the infrared light is referred to as "0th-order diffracted light", it means the 0th-order diffracted light of the transmitted light. As described above, a haze value may be used instead of T 0 .

回折構造22は、当該光学部材20における赤外光の入射光量に対する高次回折光量の総光量の比をTとし、T’=T/(T+T)×100[%]とした場合、T’が10%以下となるよう調整されるのが好ましい。なお、T’は10%以下が好ましいが、5%以下がより好ましく、2%以下がさらに好ましい。なお、上記の「高次回折光」には反射成分は含まれない。以下、赤外光について「高次回折光」といった場合には、透過成分のうちの0次以外の回折光、すなわち、1次回折光、2次回折光、3次回折光・・・を指す。また、計測に用いる透過光の角度を限定する場合であって、θとして10°以下とする場合には、上述したように、T’は3%以下が好ましく、2%以下がより好ましく、1%以下がさらに好ましい。 In the diffraction structure 22, the ratio of the total amount of high-order diffracted light to the amount of incident light of infrared light in the optical member 20 is T 1 , and T 1 '= T 1 / (T 0 + T 1 ) × 100 [%]. If so, it is preferable to adjust T 1'to be 10% or less. The T 1'is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 2% or less. The above-mentioned "high-order diffracted light" does not include a reflective component. Hereinafter, when the infrared light is referred to as "high-order diffracted light", it refers to diffracted light other than the 0th-order of the transmitted components, that is, the first-order diffracted light, the second-order diffracted light, the third-order diffracted light, and the like. Further, when limiting the angle of transmitted light used for measurement and setting θ 2 to 10 ° or less, as described above, T 1'is preferably 3% or less, more preferably 2% or less. 1% or less is more preferable.

また、図示省略するが、選択反射部23の表面に溝を設けて凸部221の材料とするなど、選択反射部23と回折構造22とが一体形成されてもよく、このようにすると、回折構造22(より具体的には凸部221)から選択反射部13へ入射する際の反射を低減でき、赤外光の直進透過率を高められる。 Further, although not shown, the selective reflection portion 23 and the diffraction structure 22 may be integrally formed by providing a groove on the surface of the selective reflection portion 23 to use the material of the convex portion 221. It is possible to reduce the reflection when the structure 22 (more specifically, the convex portion 221) is incident on the selective reflection unit 13, and to increase the linear transmittance of infrared light.

また、一般に、高次回折光が発生し、回折構造22により発生する高次回折光の数をNとした場合、高次回折光の光量は1/Nに比例して小さくなる近似ができる。なお、発生する高次回折光の数Nは、散乱性を大きくできるので、100以上が好ましく、1000以上がより好ましい。また、一般に、高次回折光による回折角度を大きくしようとすると凹凸構造(格子ピッチ)を小さくできるので、素子面を視認した場合の均一性を上げることができる。したがって、回折構造22単体による回折特性として、可視光の高次回折光の光量分布の半値全幅(以下、FWHM)は、5°以上が好ましく、10°以上がより好ましく、20°以上がさらに好ましい。 Further, in general, when high-order diffracted light is generated and the number of high-order diffracted light generated by the diffraction structure 22 is N, the amount of high-order diffracted light can be approximated to decrease in proportion to 1 / N. The number N of the generated high-order diffracted light is preferably 100 or more, more preferably 1000 or more, because the scattering property can be increased. Further, in general, if the diffraction angle due to the higher-order diffracted light is to be increased, the uneven structure (lattice pitch) can be reduced, so that the uniformity when the element surface is visually recognized can be improved. Therefore, as the diffraction characteristic of the diffraction structure 22 alone, the full width at half maximum (hereinafter, FWHM) of the light amount distribution of the higher-order diffracted light of visible light is preferably 5 ° or more, more preferably 10 ° or more, and further preferably 20 ° or more.

以上のように、本実施形態によれば、可視光のうち所望の色を発現する特定波長の光に対して反射散乱性が高く、特定波長の光以外の光に対して高い吸収を有し、かつ赤外光の直進透過性が高い反射散乱部を含む光学部材を提供できる。 As described above, according to the present embodiment, it has high reflection and scattering property for light of a specific wavelength that expresses a desired color among visible light, and has high absorption for light other than light of a specific wavelength. Moreover, it is possible to provide an optical member including a reflection scattering portion having high straight-line transmission of infrared light.

また、特定可視光吸収部15の吸収材料を組み合わせることにより容易に色味を調整できるので、複雑な設計を伴わずに色再現範囲の広い光学部材を提供できる。 Further, since the color tone can be easily adjusted by combining the absorbing material of the specific visible light absorbing unit 15, it is possible to provide an optical member having a wide color reproduction range without complicated design.

なお、上記の各光学部材において、吸収反射散乱部またはそれを支える基材の反視認側に、可視光を吸収して赤外光を透過する吸収部材や、可視光を反射して赤外光を透過する反射部材のいずれかを有していてもよい。 In each of the above optical members, an absorption member that absorbs visible light and transmits infrared light on the anti-visual side of the absorption / reflection scattering portion or the base material that supports it, or an absorption member that reflects visible light and transmits infrared light. It may have any of the reflective members that transmit light.

図21(a)は、上記の吸収部材を備える光学部材10の例を示す構成図であり、図21(b)は、上記の反射部材を備える光学部材10の例を示す構成図である。図21(a)に示す例において、光学部材10は、吸収反射散乱部11の反視認側に、可視光を吸収して赤外光を透過する吸収部材16をさらに備えている。また、図21(b)に示す例において、光学部材10は、吸収反射散乱部11の反視認側に、可視光を反射して赤外光を透過する反射部材17とを備えている。 21 (a) is a configuration diagram showing an example of the optical member 10 including the absorption member, and FIG. 21 (b) is a configuration diagram showing an example of the optical member 10 including the reflection member. In the example shown in FIG. 21A, the optical member 10 is further provided with an absorption member 16 that absorbs visible light and transmits infrared light on the anti-visual side of the absorption / reflection / scattering unit 11. Further, in the example shown in FIG. 21B, the optical member 10 includes a reflective member 17 that reflects visible light and transmits infrared light on the anti-visual side of the absorption / reflection / scattering unit 11.

このような構成によれば、透過する可視光をさらに低減できる。また、吸収部材16は、上記の光学部材が備える基材(例えば、基材34、34a、34b、44、44a、54、64、74等)によって実現されてもよい。すなわち、該基材が吸収剤等を含むことによって、吸収部材16が構成されてもよい。 With such a configuration, the transmitted visible light can be further reduced. Further, the absorbing member 16 may be realized by a base material (for example, base materials 34, 34a, 34b, 44, 44a, 54, 64, 74, etc.) included in the above optical member. That is, the absorbing member 16 may be formed by including the absorbing agent or the like in the base material.

実施形態2.
次に、本発明の第2の実施形態を、図面を参照して説明する。図22は、本発明の第2の実施形態にかかる光学装置の例を示す構成図である。
Embodiment 2.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 22 is a block diagram showing an example of an optical device according to a second embodiment of the present invention.

図22に示す光学装置100は、筐体4内に、赤外光発光部2および/または赤外光受光部3を有している。また、光学装置100は、筐体4に設けられた開口部を覆うように光学部材1が設けられている。このような構成とすることにより、赤外光は、光学部材1を通して筐体4の外部へ受発光される。 The optical device 100 shown in FIG. 22 has an infrared light emitting unit 2 and / or an infrared light receiving unit 3 in the housing 4. Further, the optical device 100 is provided with an optical member 1 so as to cover the opening provided in the housing 4. With such a configuration, the infrared light is received and emitted to the outside of the housing 4 through the optical member 1.

光学装置100は、例えば、赤外光を用いて画像を撮影するカメラ装置や、赤外光を用いて、物体の距離や近くの物体の有無を検出する距離センサ、近接センサなどの計測装置や、赤外光を用いて情報通信などを行う通信装置や、赤外光を用いて虹彩や指紋、静脈の認証などの生態認証などを行う認証装置といった赤外光を利用した光学装置である。 The optical device 100 includes, for example, a camera device that captures an image using infrared light, a measuring device such as a distance sensor that detects the distance of an object and the presence or absence of a nearby object, and a proximity sensor using infrared light. It is an optical device using infrared light, such as a communication device that performs information communication using infrared light and an authentication device that performs ecological authentication such as iris, fingerprint, and vein authentication using infrared light.

また、筐体4は、赤外光発光部2や赤外光受光部3以外の他の機能を発揮する機器を囲っていてもよい。 Further, the housing 4 may surround a device exhibiting functions other than the infrared light emitting unit 2 and the infrared light receiving unit 3.

赤外光発光部2は、ランプなどに限らず、LEDやレーザ光源を用いたものであってもよい。また、赤外光発光部2は、自身が赤外光を発光する機能を有するものに限らず、他で発光された赤外光を出力する送信部であってもよい。 The infrared light emitting unit 2 is not limited to a lamp or the like, and may be an LED or a laser light source. Further, the infrared light emitting unit 2 is not limited to the one having a function of emitting infrared light by itself, and may be a transmitting unit that outputs infrared light emitted by another unit.

また、赤外光受光部3は、フォトダイオードのような単一の受光素子に限らず、CMOSセンサなどのように、画像情報を取得するものであってもよい。 Further, the infrared light receiving unit 3 is not limited to a single light receiving element such as a photodiode, and may be one that acquires image information such as a CMOS sensor.

光学部材1は、赤外光を透過し、可視光のうち特定波長の光を反射散乱させ、特定波長以外の光を吸収する機能を有する赤外光透過フィルタであって、筐体4の外部から見た場合に特定の色に着色されたように見えるようになっている。光学部材1は、例えば、第1の実施形態で示した光学部材10~70のいずれかであってもよい。 The optical member 1 is an infrared light transmission filter having a function of transmitting infrared light, reflecting and scattering light of a specific wavelength among visible light, and absorbing light other than the specific wavelength, and is an outer surface of the housing 4. When viewed from, it looks like it is colored in a specific color. The optical member 1 may be, for example, any of the optical members 10 to 70 shown in the first embodiment.

このような構成であれば、赤外光の送信感度および/または受信感度を低下させずに、かつ筐体の開口部が特定の色に着色されたように見える光学装置が得られる。 With such a configuration, it is possible to obtain an optical device in which the opening of the housing appears to be colored in a specific color without deteriorating the transmission sensitivity and / or the reception sensitivity of infrared light.

まず、赤色を発現するための特定可視光吸収部15としての赤色着色樹脂材料の調製例を示す。本例では、アクリロイルモルフォリン(KJケミカルズ社製、商品名ACMO)、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村工業社製、商品名A-DCP)の等量組成物に、トクシキ社製赤色分散液(8649RED、pigment red 177、平均粒径86nm)を加えた。その後、溶剤を減圧留去し、さらに、光開始剤としてIC754(BASFジャパン株式会社製)を加え、赤色着色材料とした。このとき、赤色顔料と光開始剤の固形分濃度はそれぞれ5重量%、3重量%であった。10μmに成膜したときの分光透過率を図23に示す。なお、アクリロイルモルフォリンとトリシクロデカンジメタノールジアクリレートの等量混合物の940nmにおける屈折率は1.52であった。 First, a preparation example of a red colored resin material as a specific visible light absorber 15 for developing red color is shown. In this example, acryloylmorpholine (manufactured by KJ Chemicals, trade name ACMO) and tricyclodecanedimethanol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Industrial Co., Ltd., trade name A-DCP) are mixed with an equal amount composition and red dispersion manufactured by Tokushiki Co., Ltd. Liquid (8649 RED, pigment red 177, average particle size 86 nm) was added. Then, the solvent was distilled off under reduced pressure, and IC754 (manufactured by BASF Japan Ltd.) was further added as a photoinitiator to obtain a red coloring material. At this time, the solid content concentrations of the red pigment and the photoinitiator were 5% by weight and 3% by weight, respectively. FIG. 23 shows the spectral transmittance when the film is formed to 10 μm. The refractive index of an equal amount mixture of acryloylmorpholine and tricyclodecanedimethanol diacrylate at 940 nm was 1.52.

また、緑色を発現するための特定可視光吸収部15としての緑色着色樹脂材料の調製例を示す。本例では、アクリロイルモルフォリン、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートの等量組成物に、トクシキ社製緑色分散液(8438GREEN、pigment yellow 180とpigment blue 15:1の混合物、平均粒径340nm)を加えた。その後、溶剤を減圧留去し、さらに、光開始剤としてIC754を加え、緑色着色樹脂材料とした。このとき、緑色顔料と光開始剤の固形分濃度はともに3重量%であった。10μmに成膜したときの分光透過率を図23に示す。 Moreover, the preparation example of the green colored resin material as the specific visible light absorption part 15 for developing green color is shown. In this example, a green dispersion (8438GREEN, a mixture of pigment yellow 180 and pigment blue 15: 1, average particle size 340 nm) manufactured by Tokushiki Co., Ltd. is added to an equal amount composition of acryloylmorpholine and tricyclodecanedimethanol diacrylate. rice field. Then, the solvent was distilled off under reduced pressure, and IC754 was further added as a photoinitiator to prepare a green colored resin material. At this time, the solid content concentrations of the green pigment and the photoinitiator were both 3% by weight. FIG. 23 shows the spectral transmittance when the film is formed to 10 μm.

また、青色を発現するための特定可視光吸収部15としての青色着色樹脂材料の調製例を示す。アクリロイルモルフォリン、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートの等量組成物に、トクシキ社製緑色分散液(8537BLUE、pigment blue 15:1、平均粒径340nm)を加えた。その後、溶剤を減圧留去し、さらに、光開始剤としてIC754を加え、青色着色樹脂材料とした。このとき、青色顔料と光開始剤の固形分濃度はともに3重量%であった。10μmに成膜したときの分光透過率を図23に示す。 Further, an example of preparing a blue colored resin material as the specific visible light absorber 15 for expressing blue color is shown. A green dispersion (8537BLUE, pigment blue 15: 1, average particle size 340 nm) manufactured by Tokushiki Co., Ltd. was added to an equal amount composition of acryloylmorpholine and tricyclodecanedimethanol diacrylate. Then, the solvent was distilled off under reduced pressure, and IC754 was further added as a photoinitiator to obtain a blue colored resin material. At this time, the solid content concentrations of the blue pigment and the photoinitiator were both 3% by weight. FIG. 23 shows the spectral transmittance when the film is formed to 10 μm.

図23では、“R”が赤色着色樹脂材料の成膜後の分光透過率を表し、“G”が緑色着色樹脂材料の成膜後の分光透過率を表し、“B”が青色着色樹脂材料の成膜後の分光透過率を表す。 In FIG. 23, “R” represents the spectral transmittance of the red colored resin material after film formation, “G” represents the spectral transmittance of the green colored resin material after film formation, and “B” represents the blue colored resin material. Represents the spectral transmittance of the film after film formation.

次に、上記の各着色樹脂材料を用いた光学部材の例を示す。本例は、図3に示す構成の光学部材30の実施例である。 Next, an example of an optical member using each of the above colored resin materials will be shown. This example is an example of the optical member 30 having the configuration shown in FIG.

まず、波長950nmにおいて屈折率が1.51となる厚さ0.7mmのガラス基板であって凹凸面341を有するガラス基板上に、選択反射膜33として、SiOとTaからなる表2に示す構成の多層膜を成膜した。 First, a table composed of SiO 2 and Ta 2 O 5 as a selective reflection film 33 on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm and having a concave-convex surface 341 having a refractive index of 1.51 at a wavelength of 950 nm. A multilayer film having the configuration shown in 2 was formed.

Figure 0007057487000003
Figure 0007057487000003

図24は、本例の多層膜の透過率特性を示すグラフである。図24に示すように、本例の多層膜は、可視域の光に対して低い透過率かつ、波長900nm以上の光に対して高い透過率特性を示した。 FIG. 24 is a graph showing the transmittance characteristics of the multilayer film of this example. As shown in FIG. 24, the multilayer film of this example exhibited low transmittance for light in the visible region and high transmittance characteristics for light having a wavelength of 900 nm or more.

なお、ガラス基板は表面微細加工されており、図6に示すような不規則に配置された球面状の多数の凹型のレンズ部343を含む凹凸面341を有している。各々のレンズ部343は、基準となるピッチ60μmのハニカム配置に対して頂点位置がピッチの25%の半径内に位置するように配置されている。このような凹凸面は、ガラス基板の一方の面に対して、各々のレンズ部343の頂点位置に相当する位置に直径3μmの初期開口を有するMoマスクをウェットエッチングすることにより形成した。当該凹凸面におけるレンズ部343の平均的な曲率半径は100μmであり、隣り合うレンズ部343の境界部分すなわち各々のレンズ部343の端部における平均的な傾斜角度は18°と計算された。当該角度は、0.5×asin(1/1.51)よりも小さい値となっている。また、本例の基材の凹凸面は、可視光が入射する有効領域内において、傾斜角度が0.5×asin(1/1.51)以内となる領域が少なくとも97%以上となっている。なお、レンズ部343のr/Rの平均は0.32である。また、素子の平面図は図6に類似の稜線を持つ構造として観察され、可視光が入射する有効領域内の全ての凹部の幅wが5μm以上であった。また、当該凹凸面におけるレンズ部343の平均的なsag(深さ)は4.6μmであった。 The surface of the glass substrate is finely processed, and it has an uneven surface 341 including a large number of irregularly arranged spherical concave lens portions 343 as shown in FIG. Each lens portion 343 is arranged so that the apex position is located within a radius of 25% of the pitch with respect to the honeycomb arrangement having a reference pitch of 60 μm. Such an uneven surface was formed by wet-etching a Mo mask having an initial opening with a diameter of 3 μm at a position corresponding to the apex position of each lens portion 343 with respect to one surface of the glass substrate. The average radius of curvature of the lens portions 343 on the uneven surface was calculated to be 100 μm, and the average inclination angle at the boundary portion of the adjacent lens portions 343, that is, the end portion of each lens portion 343 was calculated to be 18 °. The angle is smaller than 0.5 × asin (1 / 1.51). Further, the uneven surface of the base material of this example has at least 97% or more of the region where the inclination angle is within 0.5 × asin (1 / 1.51) in the effective region where visible light is incident. .. The average r / R of the lens unit 343 is 0.32. Further, the plan view of the element was observed as a structure having a ridge line similar to that of FIG. 6, and the width w of all the recesses in the effective region where visible light was incident was 5 μm or more. Further, the average sag (depth) of the lens portion 343 on the uneven surface was 4.6 μm.

ガラス基板の凹凸面上に上記多層膜を成膜すると、多層膜の表面も凹凸形状となる。すなわち、多層膜にもガラス基板の凹凸面と略同一形状の凹凸面331が形成される。このようにして、凹凸面331を有する多層膜を備えた基材を得た。このようにして得た20mm四方(20×20mm)の基材を用いて、次に示す3種の光学部材30(光学部材30R、30G、30B)を作製した。 When the multilayer film is formed on the uneven surface of the glass substrate, the surface of the multilayer film also has an uneven shape. That is, the uneven surface 331 having substantially the same shape as the uneven surface of the glass substrate is also formed on the multilayer film. In this way, a base material having a multilayer film having an uneven surface 331 was obtained. Using the 20 mm square (20 × 20 mm) base material thus obtained, the following three types of optical members 30 (optical members 30R, 30G, 30B) were produced.

光学部材30Rは、着色樹脂材料層35の材料に上記の赤色着色樹脂材料を用いた例である。また、光学部材30Gは、着色樹脂材料層35の材料に上記の緑着色樹脂材料を用いた例である。また、光学部材30Bは、着色樹脂材料層35の材料に上記の青色着色樹脂材料を用いた例である。 The optical member 30R is an example in which the above-mentioned red colored resin material is used as the material of the colored resin material layer 35. Further, the optical member 30G is an example in which the above-mentioned green colored resin material is used as the material of the colored resin material layer 35. Further, the optical member 30B is an example in which the above-mentioned blue colored resin material is used as the material of the colored resin material layer 35.

得られた20mm四方の基材の該多層膜上に、各着色樹脂材料をそれぞれ7μL滴下した。滴下後、厚さ0.21mmのD263ガラス(松浪ガラス工業社製)を被せ、着色樹脂材料の上面が平坦になるようにプレスした。その状態で、紫外線照射装置であるファイバー型UV露光機(浜松フォトニクス社製:スポット光LC6)により、300mW/cm2となるUV光を10秒間照射することにより、光学部材30R、30G、30Bを得た。なお、得られた各光学部材30R、30G、30Bそれぞれにおける着色樹脂材料層の面内での平均的厚みは15μmであり、ガラス基板上の多層膜に形成された凹凸面331における凹部を全て被覆した上で上面が平坦化されている。 7 μL of each colored resin material was dropped onto the multilayer film of the obtained 20 mm square base material. After the dropping, it was covered with D263 glass (manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.) having a thickness of 0.21 mm, and pressed so that the upper surface of the colored resin material was flat. In that state, the optical members 30R, 30G, and 30B are obtained by irradiating UV light at 300 mW / cm2 for 10 seconds with a fiber type UV exposure machine (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd .: spot light LC6) which is an ultraviolet irradiation device. rice field. The average in-plane thickness of the colored resin material layer in each of the obtained optical members 30R, 30G, and 30B is 15 μm, and all the recesses in the uneven surface 331 formed on the multilayer film on the glass substrate are covered. The upper surface is flattened.

得られた光学部材30R、30G、30Bの分光透過率を図25に示す。また、表3に、得られた光学部材30R、30G、30Bに対して、コニカミノルタ社製、分光色測計CM-2600dを用い、色成分の分析を行った結果を示す。 The spectral transmittances of the obtained optical members 30R, 30G, and 30B are shown in FIG. 25. Table 3 shows the results of color component analysis of the obtained optical members 30R, 30G, and 30B using a spectrocolorimeter CM-2600d manufactured by Konica Minolta.

Figure 0007057487000004
Figure 0007057487000004

これより、可視光のいずれの波長においても透過率が低い一方、近赤外(例えば940nm)における透過率が高く、さらに、色測定の結果から、所望の色を発現していることがわかる。また、光学部材30R、30G、30Bに対して、視野角度を変化させて色味の確認をしたところ、どの角度から見ても色味の変化はなかった。 From this, it can be seen that the transmittance is low at any wavelength of visible light, while the transmittance is high in the near infrared (for example, 940 nm), and the desired color is expressed from the color measurement results. Further, when the color of the optical members 30R, 30G, and 30B was confirmed by changing the viewing angle, there was no change in the color when viewed from any angle.

本発明は、赤外光を利用する様々な装置に好適に利用できる。 The present invention can be suitably used for various devices that utilize infrared light.

100 光学装置
2 赤外光発光部
3 赤外光受光部
4 筐体
1、10、20、30、30R、30G、30B、40、50、60、70 光学部材
11 吸収反射散乱部
12、12a、12b 散乱部
13 選択反射部
14、14a、14b 基材
15、15a、15b 特定可視光吸収部
16 吸収部材
17 反射部材
101a、101b 赤外光
102、102a、102b、102c、102d 可視光
1021、1021a、1021b 特定波長の光
103 検査光
21 吸収反射散乱部
22 回折構造
221 凸部
222 凹部
23 選択反射部
24 基材
25 着色樹脂材料層
26 充填部
31 吸収反射散乱部
33 選択反射膜
331、331a、331b 凹凸面
34、34a、34b 基材
341、341a、341b 凹凸面
342、342a、342b 凹凸構造
343 レンズ部
345 稜線
35、35a、35b 着色樹脂材料層
35’ 着色樹脂材料
351、351a、351b 凹凸面
352、352a、352b 凹凸構造
353 出射界面
36 基材
41、51、61 吸収反射散乱部
43 コレステリック相液晶層
431、431a、431b 凹凸面
44、44a、44b、54、64、74 基材
441a 凹凸面
45、45b、55、65 着色樹脂材料層
451、451a、451b 凹凸面
452、452a、452b 凹凸構造
43、53 コレステリック相液晶層
46 第2の選択反射部
63、73 選択反射部
62 微粒子含有樹脂層
76 散乱吸収樹脂層
91 赤外透過黒色印刷層
100 Optical device 2 Infrared light emitting part 3 Infrared light receiving part 4 Housing 1, 10, 20, 30, 30R, 30G, 30B, 40, 50, 60, 70 Optical member 11 Absorption reflection scattering part 12, 12a, 12b Scattering part 13 Selective reflecting part 14, 14a, 14b Base material 15, 15a, 15b Specified visible light absorbing part 16 Absorbing member 17 Reflecting member 101a, 101b Infrared light 102, 102a, 102b, 102c, 102d Visible light 1021, 1021a 1021b Light of specific wavelength 103 Inspection light 21 Absorption reflection scattering part 22 Diffraction structure 221 Convex part 222 Concave part 23 Selective reflection part 24 Base material 25 Colored resin material layer 26 Filling part 31 Absorption reflection scattering part 33 Selective reflection film 331, 331a, 331b Concavo-convex surface 34, 34a, 34b Base material 341, 341a, 341b Concavo-convex surface 342, 342a, 342b Concavo-convex structure 343 Lens part 345 Ridge line 35, 35a, 35b Colored resin material layer 35'Colored resin material 351, 351a, 351b Concavo-convex surface 352, 352a, 352b Concavo-convex structure 353 Emission interface 36 Substrate 41, 51, 61 Absorption / reflection / scattering part 43 Cholesteric phase liquid crystal layer 431, 431a, 431b Concavo-convex surface 44, 44a, 44b, 54, 64, 74 Substrate 441a Concavo-convex surface 45, 45b, 55, 65 Colored resin material layer 451, 451a, 451b Concavo-convex surface 452, 452a, 452b Concavo-convex structure 43, 53 Cholesteric phase liquid crystal layer 46 Second selective reflection part 63, 73 Selective reflection part 62 Fine particle-containing resin layer 76 Scatter absorption resin layer 91 Infrared transmission black printing layer

Claims (14)

可視域の少なくとも一部の波長帯域の光であって特定の色に対応する特定波長の光を反射散乱し、前記特定波長以外の光を吸収し、かつ赤外域の少なくとも一部の波長帯域の光を透過する吸収反射散乱部を備え、
赤外域の少なくとも前記一部の波長帯域の光に対する直進透過率が75%以上であり、
可視光が入射すると、前記特定の色に着色されているように観察され、
前記吸収反射散乱部は、
可視域の光を反射し、赤外域の少なくとも前記一部の波長帯域の光を透過する選択反射部と、
前記可視域の光を散乱させる散乱部と、
前記可視域のうち前記特定波長以外の光を吸収する特定可視光吸収部とを含み、
前記選択反射部に対して、前記散乱部と前記特定可視光吸収部とが、赤外光の入射側もしくは出射側であるとともに可視光が入射する側のうち予め定めた一方の側である第1の側から見て、特定可視光吸収部、散乱部、選択反射部の順で設けられている
ことを特徴とする光学部材。
Light in at least a part of the wavelength band in the visible region, which reflects and scatters light of a specific wavelength corresponding to a specific color, absorbs light other than the specific wavelength, and has at least a part of the wavelength band in the infrared region. Equipped with an absorption / reflection / scattering unit that transmits light
The straight transmittance for light in at least a part of the wavelength band in the infrared region is 75% or more, and the transmittance is 75% or more.
When visible light is incident, it is observed to be colored in the specific color.
The absorption / reflection / scattering unit is
A selective reflector that reflects light in the visible region and transmits light in at least a part of the wavelength band in the infrared region.
The scattering part that scatters the light in the visible region and
It includes a specific visible light absorber that absorbs light other than the specific wavelength in the visible region.
With respect to the selective reflection unit, the scattering unit and the specific visible light absorbing unit are on the incident side or the emitting side of infrared light and on one of the predetermined sides on which visible light is incident. When viewed from the side of 1, the specific visible light absorption unit, the scattering unit, and the selective reflection unit are provided in this order.
An optical member characterized by this.
前記散乱部が、前記選択反射部の前記第1の側表面に形成された凹凸面であり、
前記特定可視光吸収部は、前記凹凸面上に積層される、着色材料を含む樹脂層である着色樹脂層であり、
前記特定可視光吸収部の前記散乱部と接する側の面が前記選択反射部の前記凹凸面と嵌合する形状の凹凸面であるとともに、その反対側の面が平坦であり、
前記着色樹脂層と、前記選択反射部の前記第1の側に対して他方の側である第2の側表面と接している基材の、赤外域の少なくとも前記一部の波長帯域における屈折率が略一致している
請求項に記載の光学部材。
The scattering portion is an uneven surface formed on the first side surface of the selective reflection portion.
The specific visible light absorbing portion is a colored resin layer which is a resin layer containing a coloring material and is laminated on the uneven surface.
The surface of the specific visible light absorbing portion on the side in contact with the scattering portion is an uneven surface having a shape that fits with the uneven surface of the selective reflection portion, and the surface on the opposite side is flat.
Refractive index of the colored resin layer and the base material in contact with the second side surface which is the other side of the first side of the selective reflection portion in at least a part of the wavelength band in the infrared region. The optical member according to claim 1 , wherein the members substantially match.
前記散乱部が、前記選択反射部の前記第1の側表面に形成された凹凸面であり、
前記特定可視光吸収部は、前記凹凸面上に積層された第1の基材上に配される、着色材料を含む樹脂層である着色樹脂層であり、
前記第1の基材の前記散乱部と接する側の面が前記選択反射部の前記凹凸面と嵌合する形状の凹凸面であるとともに、その反対側の面が平坦であり、
前記第1の基材と、前記選択反射部の前記第1の側に対して他方の側である第2の側表面と接している第2の基材の、赤外域の少なくとも前記一部の波長帯域における屈折率が略一致している
請求項に記載の光学部材。
The scattering portion is an uneven surface formed on the first side surface of the selective reflection portion.
The specific visible light absorbing portion is a colored resin layer which is a resin layer containing a coloring material and is arranged on a first base material laminated on the uneven surface.
The surface of the first base material on the side in contact with the scattering portion is an uneven surface having a shape that fits with the uneven surface of the selective reflection portion, and the surface on the opposite side thereof is flat.
At least a part of the infrared region of the first substrate and the second substrate in contact with the second side surface which is the other side of the selective reflection portion with respect to the first side. The optical member according to claim 1 , wherein the refractive indexes in the wavelength band are substantially the same.
前記散乱部が、可視域の少なくとも前記一部の波長帯域の光を回折する回折構造であり、The scattering portion has a diffraction structure that diffracts light in at least a part of the wavelength band in the visible region.
前記特定可視光吸収部は、着色材料を含む樹脂層である着色樹脂層であり、The specific visible light absorbing portion is a colored resin layer which is a resin layer containing a coloring material.
前記着色樹脂層は、前記回折構造の凹部を少なくとも充填するように配されるか、前記凹部を少なくとも充填するように配される第1の基材上に積層されるThe colored resin layer is arranged so as to at least fill the recesses of the diffraction structure, or is laminated on a first substrate arranged so as to at least fill the recesses.
請求項1に記載の光学部材。The optical member according to claim 1.
前記選択反射部は、選択反射帯が可視域に設定されている1つまたは複数のコレステリック相液晶層であり、The selective reflection unit is one or more cholesteric phase liquid crystal layers in which the selective reflection band is set in the visible region.
前記散乱部は、第1の側を上層とした場合に、最上層に位置する前記コレステリック相液晶層の表面に形成される凹凸面であり、The scattering portion is an uneven surface formed on the surface of the cholesteric phase liquid crystal layer located on the uppermost layer when the first side is the upper layer.
前記特定可視光吸収部は、着色材料を含む樹脂層である着色樹脂層であり、The specific visible light absorbing portion is a colored resin layer which is a resin layer containing a coloring material.
前記着色樹脂層は、前記コレステリック相液晶層の前記凹凸面の凹部を少なくとも充填するように配されるか、前記凹部を少なくとも充填するように配される第1の基材上に積層されるThe colored resin layer is arranged so as to at least fill the concave portions of the uneven surface of the cholesteric phase liquid crystal layer, or is laminated on a first substrate arranged so as to at least fill the concave portions.
請求項1に記載の光学部材。The optical member according to claim 1.
前記吸収反射散乱部は、前記選択反射部および前記散乱部として、選択反射帯が可視域に設定されており、かつ面内に配向軸の異なる複数の領域を有する1つまたは複数のコレステリック相液晶層を含み、The absorption reflection scattering unit is one or a plurality of cholesteric phase liquid crystals having a selective reflection band set in the visible region and having a plurality of regions having different orientation axes in the plane as the selective reflection unit and the scattering unit. Including layers
前記特定可視光吸収部は、着色材料を含む樹脂層である着色樹脂層であり、The specific visible light absorbing portion is a colored resin layer which is a resin layer containing a coloring material.
前記着色樹脂層は、第1の側を上層とした場合に、最上層に位置する前記コレステリック相液晶層の第1の側に少なくとも配されるThe colored resin layer is arranged at least on the first side of the cholesteric phase liquid crystal layer located on the uppermost layer when the first side is the upper layer.
請求項1に記載の光学部材。The optical member according to claim 1.
前記選択反射部が、可視域の光を反射し、赤外域の少なくとも前記一部の波長帯域の光を透過する誘電体多層膜であるThe selective reflection unit is a dielectric multilayer film that reflects light in the visible region and transmits light in at least a part of the wavelength band in the infrared region.
請求項2から請求項4のうちのいずれかに記載の光学部材。The optical member according to any one of claims 2 to 4.
前記着色材料が、樹脂材料に溶解した染料および樹脂材料に分散した有機顔料の少なくともいずれかであるThe coloring material is at least one of a dye dissolved in the resin material and an organic pigment dispersed in the resin material.
請求項2から請求項7のうちいずれかに記載の光学部材。The optical member according to any one of claims 2 to 7.
前記有機顔料のメディアン径が500nm以下であるThe median diameter of the organic pigment is 500 nm or less.
請求項8に記載の光学部材。The optical member according to claim 8.
前記樹脂材料中における前記着色材料の割合が、1重量%から20重量%であるThe ratio of the coloring material in the resin material is 1% by weight to 20% by weight.
請求項8または請求項9に記載の光学部材。The optical member according to claim 8 or 9.
前記着色樹脂層の厚さが、10μm以上かつ50μm以下であるThe thickness of the colored resin layer is 10 μm or more and 50 μm or less.
請求項2から請求項10のうちのいずれかに記載の光学部材。The optical member according to any one of claims 2 to 10.
前記選択反射部に対して、前記散乱部と前記特定可視光吸収部とが、前記第1の側および前記第1の側に対して他方の側である第2の側それぞれから見て、特定可視光吸収部、散乱部、選択反射部の順で設けられている
請求項から請求項11のうちのいずれかに記載の光学部材。
The scattering unit and the specific visible light absorbing unit are specified with respect to the selective reflection unit when viewed from the first side and the second side which is the other side of the first side. The optical member according to any one of claims 1 to 11 , which is provided in the order of a visible light absorption unit, a scattering unit, and a selective reflection unit.
前記可視域は400nm~750nmであり、前記赤外域は800nm~1000nmである
請求項1から請求項12のうちのいずれか1項に記載の光学部材。
The optical member according to any one of claims 1 to 12 , wherein the visible region is 400 nm to 750 nm, and the infrared region is 800 nm to 1000 nm.
赤外域の一部の波長帯域の光を発光する発光部、または、赤外域の一部の波長帯域の光を受光する受光部と、
前記発光部または前記受光部を囲う筐体と、
前記筐体の開口部に設けられる赤外光透過フィルタとを備え、
前記赤外光透過フィルタが、請求項1から請求項13のうちのいずれか1項に記載の光学部材である
ことを特徴とする光学装置。
A light emitting part that emits light in a part of the wavelength band in the infrared region, or a light receiving part that receives light in a part of the wavelength band in the infrared region.
A housing that surrounds the light emitting part or the light receiving part,
It is provided with an infrared light transmission filter provided in the opening of the housing.
An optical device according to claim 1, wherein the infrared light transmission filter is the optical member according to any one of claims 1 to 13 .
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