JP7396951B2

JP7396951B2 - 光学フィルタ

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Publication number: JP7396951B2
Application number: JP2020061768A
Authority: JP
Inventors: 啓上宇都
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2023-12-12
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021162632A

Description

本発明は、光学フィルタに関し、特に、光学フィルタをイメージセンサ等に紫外線硬化型接着剤によって接着する際に好適な光学フィルタに関する。

例えば、デジタルカメラ、放送用カメラでは、いわゆる疑似信号を防止又は低減するため、イメージセンサの前段に、光学フィルタが設けられている。具体的には、イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレームに、光学フィルタであるオプティカルローパスフィルタが接着されている。接着剤としては、接着の作業性や信頼性が良い等の理由から、紫外線硬化型接着剤が多用されている。

紫外線硬化型の接着剤を用いる場合、光学フィルタ自体が紫外線の透過率を低下させることが多いため、例えば、特許文献１では、光学フィルタ自体の縁にフィルタ膜を設けず基板を露出させたり、基板の縁に切り欠きを設けたりして、光学フィルタ自体の縁を紫外線透過領域とする構造が開示されている（特許文献１の図２４～図２８）。

特許３８２９７１７号広報

しかしながら、光学フィルタ自体の縁に紫外線透過領域を設ける場合、その製作自体が大変な場合がある。また、イメージセンサの支持フレームの大きさが変わった場合のように接着領域の大きさ、形状等が変わった場合は、フィルタ自体の大きさ、形状を変更しなければならない場合が生じる。従って、従来構造以外の構造で、紫外線硬化型接着剤に対応し得る新規な構造が望まれている。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、従って、本発明の目的は、イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレームに、紫外線硬化型接着剤によって光学フィルタを接着する際に、紫外線硬化型接着剤に紫外線を良好に照射できる新規な構造を有した光学フィルタを提供することにある。

この目的の達成を図るため、この発明によれば、イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレームに紫外線硬化型接着剤によって接着される光学フィルタにおいて、
前記イメージセンサの光線有効範囲である画素領域に対応する平面的な大きさを有し、第１の主面に紫外線カットコートがされた又は自身が紫外線吸収性を有した第１基板と、
平面的な大きさが前記第１基板より大きい第２基板であって、紫外線透過性を有し、かつ、第１の主面は前記第１基板の第２の主面に接着剤によって接着されていて、当該第２基板の第２の主面の、前記第１基板より外側に当たる領域は、前記紫外線硬化型接着剤による接着領域とされる第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板を接着している当該接着剤層と、
を備えたことを特徴とする光学フィルタ。

この発明を実施するに当たり、前記第１基板が第１の主面に紫外線カットコートがされたものである場合、前記第１基板の側面にも紫外線カットコートをすることが好ましい（図５参照）。当該側面を通過する紫外線の量をも軽減できるので、光学フィルタのさらなる特性向上が図れるからである。

この発明を実施するに当たり、前記第２基板の第２主面に反射防止コートをすることが好ましい（図６参照）。光学フィルタのイメージセンサ側での反射現象を防止できるので、光学フィルタのさらなる特性向上が図れるからである。

この発明を実施するに当たり、前記第１基板が紫外線吸収性を有した基板である場合、前記第１基板の第１の主面に反射防止コートをすることが好ましい。紫外線吸収性を有した第１基板において、反射現象を軽減できるので、光学フィルタのさらなる特性向上が図れるからである。

この発明の光学フィルタは、紫外線透過性を有した第２基板の、第１基板より外側の領域すなわち第２基板の縁近傍領域を、紫外線硬化型接着剤用の接着領域として使用する構造のものである。そして、紫外線を第１基板の上方から照射すると紫外線は第２基板の縁近傍領域を通過して前記接着領域に到達できる。従って、当該光学フィルタをイメージセンサ又はイメージセンサの支持フレームに効率良くかつ信頼性良く、接着できる。
また、第２基板自体は、第１基板に比べ、大きさや厚みの変更を行い易いため、イメージセンサの光線有効範囲は変更ないがイメージセンサの外形やイメージセンサの支持フレームの外形が変わった場合でも、第２基板の大きさ等の変更のみで、紫外線硬化型接着剤の接着領域を確保できる。
これらのことから、イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレームに、紫外線硬化型接着剤によって光学フィルタを接着する際に、紫外線硬化型接着剤に紫外線を良好に照射できる新規な構造を有した光学フィルタを提供できる。

（Ａ）は、実施形態の光学フィルタ１０のカメラ３０への取り付け例を示した図であり、（Ｂ）は、実施形態の光学フィルタ１０をその支持フレーム２０と共に示した図であり、（Ｃ）は、実施形態の光学フィルタ１０の断面図であって、図１（Ｂ）のＰ－Ｐ線に沿った断面図である。（Ａ）は、実施形態の光学フィルタの寸法等を説明する平面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＰ－Ｐ線に沿う断面図である。（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態の光学フィルタ１０の製造例の説明図である。実施形態の光学フィルタ１０をイメージセンサの支持フレーム２０に接着する様子を示す図である。第１基板１１の第１の主面１１ａ及び側面１１ｃに紫外線カットコート１７を設けた例を示した図である。第２基板１３の第２面１３ｂに反射防止コート１９を設けた実施形態の光学フィルタを示した断面図である。

以下、図面を参照して本発明の光学フィルタの実施形態を説明する。なお、説明に用いる各図は、本発明を理解できる程度に概略的に示してあるに過ぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の実施形態中で述べる形状、材質、製法例等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明が以下の実施形態のみに限定されるものではない。

１．第１の実施形態
（光学フィルタの全体構成）
先ず、図１、図２を参照して、第１の実施形態の光学フィルタ１０について説明する。この光学フィルタ１０は、図１（Ａ）に示したように、例えばデジタルカメラ３０に内蔵されているイメージセンサ２０又はイメージセンサの支持フレーム２０等に、紫外線硬化型接着剤４０（図１（Ｃ）参照）によって接着されるものであって、以下の構造を有したものである。

この光学フィルタ１０は、第１基板１１と、第２基板１３と、これら第１基板１１及び第２基板１３を接着している接着剤１５と、を備えている。
第１基板１１は、平面的な大きさが、イメージセンサの光線有効範囲の大きさすなわち図２(Ａ)中に示したようにｗ１×ｈ１で、厚みが、図２（Ｂ）に示したようにｔ１のものであって、第１の主面１１ａに紫外線カットコートがされている基板か、又は、第１の基板１１自身が紫外線吸収性を有した基板で構成してある。
第１基板１１が、第１の主面１１ａに紫外線カットコートがされているものである場合、当該第１の基板１１は、例えば、ホウ酸塩ガラス、ソーダガラス又は水晶で構成でき、紫外線カットコートは、例えば、誘電体多層膜からなる積層膜で構成できる。
また、第１基板１１が、紫外線吸収性を有した基板である場合は、当該第１基板１１は、例えば、酸化チタンと酸化セリウムをガラス素材に添加したガラスで構成できる。
なお、図１、図２の場合の第１基板１１は、紫外線吸収性を有した基板であり紫外線カットコートを設けていない例である。

第２基板１３は、平面的な大きさが、図２（Ａ）に示したように、ｗ２×ｈ２（ただし、ｗ１＜ｗ２、ｈ１＜ｈ２）で、厚みが、図２（Ｂ）に示したようにｔ２（ただし、ｔ１＜ｔ２）のものであって、紫外線透過性を有し、かつ、第１の主面１３ａが第１基板１１の第２の主面１１ｂに接着剤１５によって接着されているものである。しかも、第２基板１３の第２の主面１３ｂの、第１基板より外側に当たる領域１３ｃが、紫外線硬化型接着剤による接着領域１３ｃとされるものである。この第２基板１３は、例えば、リン酸塩ガラス又は沸リン酸ガラスで構成できる。
なお、接着剤１５は、この例の場合、紫外線硬化型接着剤としてある。

図２（Ａ）、（Ｂ）に示した第１基板１１、第２基板１３の場合、ｗ２－ｗ１で規定される領域およびｈ２－ｈ１で規定される領域各々の平面的に見ると帯状の領域１３ｃが、紫外線の透過領域となり、かつ、その第２の面側が紫外線硬化型接着剤の接着領域となる。
これら第１基板１１及び第２基板１３の具体的な寸法例を、寸法比の表示形式によって、表１に示した。表１には、実施例１、実施例２及び実施例３の例を示してある。
少なくとも、表１に示した実施例１～実施例３の基板の寸法であると、デジタルカメラの特に上位機種用として好ましく、しかも、領域１３ｃにおける紫外線の透過も良好であり、かつ、紫外線硬化型接着剤の接着強度も確保でき、また、光学フィルタ自体の反りや歪等も実用上問題ないことが、確認できている。すなわち、第１基板及び第２基板の幅の寸法比ｗ１／ｗ２は０．８６～０．９が好ましく、高さの寸法比ｈ１／ｈ２は０．８～０．８５が好ましく、厚み比ｔ１／ｔ２は０．３９～０．７２が好ましい。

（製法例）
次に、第１の実施形態の光学フィルタ１０の製法例を、図３を参照して説明する。
先ず、第２基板１３を用意し、その第１の主面１３ａに紫外線硬化型接着剤４０を塗布する。紫外線硬化型接着剤４０は、第２基板１３の第1の主面１３ａの全面に塗布してもかまわないが、好ましくは、第１基板１１と対向する領域に塗布し縁近傍には塗布しない方が良い。
紫外線硬化型接着剤４０を塗布した後、第２基板１３に第１基板１１を重ね（図３（Ａ））、第２基板１３の裏面から紫外線５０を照射して（図３（Ｂ））、第１基板１１と第２基板１３とを接着する。これにより第１の実施形態の光学フィルタ１０を得ることができる。

(使用例)
この第１の実施形態の光学フィルタ１０を、イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレーム２０等に接着する場合は、図４に示したように、イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレーム２０に、紫外線硬化型接着剤４０を塗布し、その上に第２基板１３を、重ねる。そして、第１基板１１の上方から紫外線５０を照射する。紫外線５０は、第１基板１１は透過しないか減衰されるが、第２基板１３の第１基板１１より外側の領域は透過して紫外線硬化型接着剤４０を硬化させる。従って、イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレーム２０等に光学フィルタ１０を、紫外線硬化型接着剤４０によって接着できる。

２．その他の実施形態
次に、他の実施形態の光学フィルタについて説明する。
図５は、第２の実施形態の光学フィルタ１０ｘの説明図であり、図１（Ｂ）と同様の断面図で示したものである。
第２の実施形態の光学フィルタ１０ｘは、第１基板１１が紫外線カットコート１７を備えるものの例である。第１基板１１に赤外線カットコート１７を設ける場合、第１基板１１の少なくとも第１の主面１１ａに設ける。ただし、図５の例の場合、第１基板１１の第１の主面１１ａ及び側面１１に、紫外線カットコート１７を設けた例を示してある。第１基板１１の側面１１にも紫外線カットコート１７を設けると、主面及び側面双方からの紫外線の影響を軽減できる。

図６は、第３の実施形態の光学フィルタ１０ｙの説明図であり、図１（Ｂ）と同様の断面図で示したものである。
第３の実施形態の光学フィルタ１０ｙは、第２基板１３の第２の主面１３ｂに、反射防止コート１９を設けたものである。光学フィルタにおけるイメージセンサ側での不要な反射を軽減又は防止できる。

上述においては、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の形態をとれる。例えば、図５の構成と図６の構成とを組み合わせた構成としても良い。また、上述においては、本発明の光学フィルタをデジタルカメラに接着する例を示したが、本発明の光学フィルタは紫外線硬化型接着剤で接着を必要とする種々の装置に用いることができる。

１０：第１の実施形態の光学フィルタ１０ｘ：第２の実施形態の光学フィルタ
１０ｙ：第３の実施形態の光学フィルタ１１：第１基板
１１ａ：第１基板の第１の面１１ｂ：第１基板の第２の面
１３：第２基板１３ａ：第２基板の第１の面
１３ｂ：第２基板の第２の面１３ｃ：接着領域
１５：接着剤（第１基板と第２基板を接着している接着剤）
１７：紫外線カットコート１９：反射防止コート
２０：イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレーム
３０：デジタルカメラ４０：紫外線硬化型接着剤
５０：紫外線

Claims

イメージセンサ又はイメージセンサの支持フレームに紫外線硬化型接着剤によって接着される光学フィルタにおいて、
前記イメージセンサの光線有効範囲に対応する平面的な大きさを有し、第１の主面に紫外線カットコートがされた又は自身が紫外線吸収性を有した第１基板と、
平面的な大きさが前記第１基板より大きい第２基板であって、紫外線透過性を有し、かつ、第１の主面は前記第１基板の第２の主面に接着剤によって接着されていて、当該第２基板の第２の主面の、前記第１基板より外側に当たる領域は、前記紫外線硬化型接着剤による接着領域とされる第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板を接着している当該接着剤と、を備え、
前記第２基板の前記第２の主面に反射防止コートを備えることを特徴とする光学フィルタ。
前記第１基板が前記第１の主面に紫外線カットコートがされたものである場合、前記第１基板の側面にも紫外線カットコートを備えることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
前記第１基板が紫外線吸収性を有した基板である場合、前記第１基板の第１の主面に反射防止コートを備えることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
以上