JP7491052B2 - Near infrared cut filter - Google Patents
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Description
本発明は、近赤外線カットフィルタに関する。 The present invention relates to a near-infrared cut filter.
デジタルカメラやデジタルビデオなどの撮像装置は、人物や景色等のセンシングのため、固体撮像素子(イメージセンサ)を備える。ただし、固体撮像素子は、人間の視感に比べて、赤外光に対してより強い感度を示す。このため、固体撮像素子による画像を人間の視感度に近づけるため、撮像装置には、さらに近赤外線カットフィルタが設置される。 Image capture devices such as digital cameras and digital videos are equipped with solid-state image sensors (image sensors) to sense people, scenery, etc. However, solid-state image sensors are more sensitive to infrared light than human vision. For this reason, to bring the image captured by the solid-state image sensor closer to human visual sensitivity, a near-infrared cut filter is also installed in the image capture device.
一般に、そのような近赤外線カットフィルタは、透明基板上に近赤外線を遮蔽する光学多層膜を設置することにより構成される。光学多層膜は、高屈折率の誘電体(例えば、TiO2)からなる薄膜と、低屈折率の誘電体(例えば、SiO2)からなる薄膜とを、交互に積層することにより構成される。 In general, such a near-infrared cut filter is constructed by providing an optical multilayer film for blocking near-infrared rays on a transparent substrate, which is constructed by alternately laminating thin films made of a dielectric material with a high refractive index (e.g., TiO 2 ) and thin films made of a dielectric material with a low refractive index (e.g., SiO 2 ).
光学多層膜を有する近赤外線カットフィルタにおいては、しばしば、光学特性が入射光の角度に依存して変化することが知られている。このため、例えば、法線方向に近い入射角を有する光に対しては、所望の光学特性が得られても、法線方向から大きくずれた入射角を有する光に対しては、所望の光学特性が得られないなどという問題が生じ得る。 It is known that the optical characteristics of near-infrared cut filters having optical multilayer coatings often change depending on the angle of incident light. For this reason, for example, while desired optical characteristics can be obtained for light having an incident angle close to the normal direction, problems may arise in that desired optical characteristics cannot be obtained for light having an incident angle that is significantly different from the normal direction.
また、このような近赤外線カットフィルタにおける光学特性の入射角度依存性は、近赤外線カットフィルタを固体撮像素子に適用した際に、像の鮮明性の点で問題となり得る。例えば、近赤外線カットフィルタに入射した可視光の一部が透過されずに反射されると、そのような反射光は、迷光の原因となり得る。 In addition, the incidence angle dependency of the optical properties of such a near-infrared cut filter can cause problems in terms of image clarity when the near-infrared cut filter is applied to a solid-state imaging device. For example, if a portion of the visible light incident on the near-infrared cut filter is reflected rather than transmitted, such reflected light can cause stray light.
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、広い入射角度範囲において、可視光領域における反射率を有意に抑制することが可能な、近赤外線カットフィルタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of this background, and aims to provide a near-infrared cut filter that can significantly suppress the reflectance in the visible light region over a wide range of incident angles.
本発明では、近赤外線カットフィルタであって、
第1の表面を有する透明基板と、
該透明基板の前記第1の表面の側に設けられた光学多層膜と、
前記透明基板の前記第1の表面の側に設けられた第1の整合膜と、
前記第1の表面の最も外側に設置された第2の整合膜と、
を有し、
前記光学多層膜は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層構造を有し、近赤外線を反射させる機能を有し、
前記第1および第2の整合膜は、可視光の反射を抑制する機能を有し、
前記第1の整合膜は、前記光学多層膜の上、または前記透明基板と前記光学多層膜の間に設置され、
当該近赤外線カットフィルタにおいて、
前記第2の整合膜の側から、5゜の入射角度で入射する光の正反射率を第1反射率R1とし、前記第2の整合膜の側から、40゜の入射角度で入射する光の正反射率を第2反射率R2とし、
波長480nm~680nmの範囲における前記第1反射率R1の近似直線をy1とし、波長450nm~650nmの範囲における前記第2反射率R2の近似直線をy2としたとき、
波長480nm~680nmの範囲において、同一波長での前記第1反射率R1と前記近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1は、5%未満であり、
波長450nm~650nmの範囲において、同一波長での前記第2反射率R2と前記近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2は、6%未満である、近赤外線カットフィルタが提供される。
In the present invention, there is provided a near-infrared cut filter,
a transparent substrate having a first surface;
an optical multilayer film provided on the first surface side of the transparent substrate;
a first matching film provided on the first surface side of the transparent substrate;
a second matching film disposed on the outermost side of the first surface;
having
The optical multilayer film has an alternate laminate structure of high refractive index layers and low refractive index layers, and has a function of reflecting near infrared rays,
the first and second matching films have a function of suppressing reflection of visible light,
the first matching film is disposed on the optical multi-layer film or between the transparent substrate and the optical multi-layer film;
In the near infrared cut filter,
The specular reflectance of light incident from the second matching film side at an incident angle of 5° is defined as a first reflectance R1 , and the specular reflectance of light incident from the second matching film side at an incident angle of 40° is defined as a second reflectance R2 .
When the approximation line of the first reflectance R 1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm is y 1 and the approximation line of the second reflectance R 2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm is y 2 ,
In the wavelength range of 480 nm to 680 nm, the maximum absolute value ΔR 1 of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength is less than 5%,
There is provided a near-infrared cut filter, in which the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximate straight line y 2 at the same wavelength in the wavelength range of 450 nm to 650 nm is less than 6%.
本発明では、広い入射角度範囲において、可視光領域における反射率を有意に抑制することが可能な、近赤外線カットフィルタを提供することができる。 The present invention provides a near-infrared cut filter that can significantly reduce reflectance in the visible light region over a wide range of incident angles.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 One embodiment of the present invention is described below.
本発明の一実施形態では、近赤外線カットフィルタであって、
第1の表面を有する透明基板と、
該透明基板の前記第1の表面の側に設けられた光学多層膜と、
前記透明基板の前記第1の表面の側に設けられた第1の整合膜と、
前記第1の表面の最も外側に設置された第2の整合膜と、
を有し、
前記光学多層膜は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層構造を有し、近赤外線を反射させる機能を有し、
前記第1および第2の整合膜は、可視光の反射を抑制する機能を有し、
前記第1の整合膜は、前記光学多層膜の上、または前記透明基板と前記光学多層膜の間に設置され、
当該近赤外線カットフィルタにおいて、
前記第2の整合膜の側から、5゜の入射角度で入射する光の正反射率を第1反射率R1とし、前記第2の整合膜の側から、40゜の入射角度で入射する光の正反射率を第2反射率R2とし、
波長480nm~680nmの範囲における前記第1反射率R1の近似直線をy1とし、波長450nm~650nmの範囲における前記第2反射率R2の近似直線をy2としたとき、
波長480nm~680nmの範囲において、同一波長での前記第1反射率R1と前記近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1は、5%未満であり、
波長450nm~650nmの範囲において、同一波長での前記第2反射率R2と前記近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2は、6%未満である、近赤外線カットフィルタが提供される。
In one embodiment of the present invention, there is provided a near-infrared cut filter,
a transparent substrate having a first surface;
an optical multilayer film provided on the first surface side of the transparent substrate;
a first matching film provided on the first surface side of the transparent substrate;
a second matching film disposed on the outermost side of the first surface;
having
The optical multilayer film has an alternate laminate structure of high refractive index layers and low refractive index layers, and has a function of reflecting near infrared rays,
the first and second matching films have a function of suppressing reflection of visible light,
the first matching film is disposed on the optical multi-layer film or between the transparent substrate and the optical multi-layer film;
In the near infrared cut filter,
The specular reflectance of light incident from the second matching film side at an incident angle of 5° is defined as a first reflectance R1 , and the specular reflectance of light incident from the second matching film side at an incident angle of 40° is defined as a second reflectance R2 .
When the approximation line of the first reflectance R 1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm is y 1 and the approximation line of the second reflectance R 2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm is y 2 ,
In the wavelength range of 480 nm to 680 nm, the maximum absolute value ΔR 1 of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength is less than 5%,
There is provided a near-infrared cut filter, in which the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximate straight line y 2 at the same wavelength in the wavelength range of 450 nm to 650 nm is less than 6%.
本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタは、光学多層膜を有する。この光学多層膜は、近赤外線の透過を阻止し、該近赤外線を反射させる機能を有する。 The near-infrared cut filter according to one embodiment of the present invention has an optical multilayer film. This optical multilayer film has the function of blocking the transmission of near-infrared light and reflecting the near-infrared light.
また、本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタは、第1および第2の整合膜を有する。第1および第2の整合膜は、可視光の反射を抑制する機能を有する。 The near-infrared cut filter according to one embodiment of the present invention has first and second matching films. The first and second matching films have the function of suppressing reflection of visible light.
また、本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタは、波長480nm~680nmの範囲において、同一波長での第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1が5%未満であるという特徴を有する。さらに、本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタは、波長450nm~650nmの範囲において、同一波長での第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2が6%未満であるという特徴を有する。
The near-infrared cut filter according to one embodiment of the present invention is characterized in that the maximum
このような構成を有する近赤外線カットフィルタでは、後に詳しく示すように、広い入射角度範囲において、可視光領域における反射率を有意に抑制することができる。従って、本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタを固体撮像素子に適用した場合、鮮明な像を得ることが可能となる。 As will be described in detail later, a near-infrared cut filter having such a configuration can significantly suppress the reflectance in the visible light region over a wide range of incident angles. Therefore, when a near-infrared cut filter according to one embodiment of the present invention is applied to a solid-state imaging device, it becomes possible to obtain a clear image.
(本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタ)
次に、図面を参照して、本発明の一実施形態についてより詳しく説明する。
(Near-infrared cut filter according to one embodiment of the present invention)
Next, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図1には、本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタ(以下、「第1の光学フィルタ」と称する)の断面を模式的に示す。 Figure 1 shows a schematic cross section of a near-infrared cut filter (hereinafter referred to as the "first optical filter") according to one embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1の光学フィルタ100は、第1の表面112を有する透明基板110と、光学多層膜120と、第1の整合膜140と、第2の整合膜160と、を有する。
As shown in FIG. 1, the first
光学多層膜120は、透明基板110の第1の表面112上に設置され、第1の整合膜140は、光学多層膜120の上に設置される。また、第2の整合膜160は、第1の表面112の最も外側に設置される。
The
光学多層膜120は、近赤外線の透過を阻止し、該近赤外線を反射させる機能を有する。また、第1の整合膜140および第2の整合膜160は、可視光の反射を抑制する機能を有する。
The
ここで、第2の整合膜160の側から、法線に対して5゜の入射角度で入射する光の正反射率を第1反射率R1と称し、法線に対して40゜の入射角度で入射する光の正反射率を第2反射率R2と称する。また、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の近似直線をy1とし、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の近似直線をy2とする。
Here, the specular reflectance of light incident from the
この場合、第1の光学フィルタ100は、
波長480nm~680nmの範囲において、同一波長での第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1が5%未満であり、
波長450nm~650nmの範囲において、同一波長での第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2が6%未満である
という特徴を有する。
In this case, the first
In the wavelength range of 480 nm to 680 nm, the maximum absolute value ΔR 1 of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength is less than 5%,
The optical fiber has a characteristic that the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 at the same wavelength and the value of the approximation line y 2 is less than 6% in the wavelength range of 450 nm to 650 nm.
例えば、ΔR1は、4%未満であってもよく、3%未満であることが好ましい。また、例えば、ΔR2は、5.5%未満であってもよく、5%未満であることが好ましい。 For example, ΔR 1 may be less than 4%, and preferably less than 3%, and for example, ΔR 2 may be less than 5.5%, and preferably less than 5%.
第1の光学フィルタ100では、広い入射角度範囲において、可視光領域における反射率を有意に抑制することができる。従って、第1の光学フィルタ100を固体撮像素子に適用した場合、鮮明な像を得ることが可能となる。
The first
(本発明の別の実施形態による近赤外線カットフィルタ)
次に、図2を参照して、本発明の別の実施形態について説明する。
(Near-infrared cut filter according to another embodiment of the present invention)
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図2には、本発明の別の実施形態による近赤外線カットフィルタ(以下、「第2の光学フィルタ」と称する)の断面を模式的に示す。 Figure 2 shows a schematic cross section of a near-infrared cut filter according to another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "second optical filter").
図2に示すように、第2の光学フィルタ200は、第1の表面212を有する透明基板210と、第1の整合膜240と、光学多層膜220と、第2の整合膜260と、を有する。
As shown in FIG. 2, the second
第1の整合膜240は、透明基板210の第1の表面212上に設置され、光学多層膜220は、第1の整合膜240の上に設置される。また、第2の整合膜260は、第1の表面212の最も外側に設置される。
The
ここで、第1の光学フィルタ100と同様、第2の光学フィルタ200も、
波長480nm~680nmの範囲において、同一波長での第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1が5%未満であり、
波長450nm~650nmの範囲において、同一波長での第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2が6%未満である
という特徴を有する。
Here, similarly to the first
In the wavelength range of 480 nm to 680 nm, the maximum absolute value ΔR 1 of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength is less than 5%,
The optical fiber has a characteristic that the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 at the same wavelength and the value of the approximation line y 2 is less than 6% in the wavelength range of 450 nm to 650 nm.
第2の光学フィルタ200では、広い入射角度範囲において、可視光領域における反射率を有意に抑制することができる。従って、第2の光学フィルタ200を固体撮像素子に適用した場合、鮮明な像を得ることが可能となる。
The second
(本発明のさらに別の実施形態による近赤外線カットフィルタ)
次に、図3を参照して、本発明のさらに別の実施形態について説明する。
(Near-infrared cut filter according to still another embodiment of the present invention)
Next, with reference to FIG. 3, yet another embodiment of the present invention will be described.
図3には、本発明のさらに別の実施形態による近赤外線カットフィルタ(以下、「第3の光学フィルタ」と称する)の断面を模式的に示す。 Figure 3 shows a schematic cross section of a near-infrared cut filter according to yet another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "third optical filter").
図3に示すように、第3の光学フィルタ300は、第1の表面312を有する透明基板310と、第1の整合膜340と、光学多層膜320と、第3の整合膜350と、第2の整合膜360と、を有する。
As shown in FIG. 3, the third
第1の整合膜340は、透明基板310の第1の表面312上に設置される。また、光学多層膜320は、第1の整合膜340の上に設置され、第3の整合膜350は、光学多層膜320の上に配置される。さらに、第2の整合膜360は、第1の表面312の最も外側に設置される。
The
ここで、第1の光学フィルタ100および第2の光学フィルタ200と同様、第3の光学フィルタ300も、
波長480nm~680nmの範囲において、同一波長での第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1が5%未満であり、
波長450nm~650nmの範囲において、同一波長での第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2が6%未満である
という特徴を有する。
Here, similar to the first
In the wavelength range of 480 nm to 680 nm, the maximum absolute value ΔR 1 of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength is less than 5%,
The optical fiber has a characteristic that the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 at the same wavelength and the value of the approximation line y 2 is less than 6% in the wavelength range of 450 nm to 650 nm.
第3の光学フィルタ300では、広い入射角度範囲において、可視光領域における反射率を有意に抑制することができる。従って、第3の光学フィルタ300を固体撮像素子に適用した場合、鮮明な像を得ることが可能となる。
The third
(構成部材)
次に、本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタを構成する各部材について、より詳しく説明する。
(Components)
Next, each member constituting the near-infrared cut filter according to one embodiment of the present invention will be described in more detail.
なお、ここでは、一例として、前述の第3の光学フィルタ300を例に、その構成部材について説明する。従って、各部材を参照する際には、図3に示した参照符号を使用する。
Note that, as an example, the components of the third
(透明基板310)
透明基板310は、可視光に対して透明(透過率が高い)である限り、いかなる材料で構成されてもよい。例えば、透明基板310は、ガラス(白板ガラス、近赤外線吸収ガラスなど)、または樹脂で構成されてもよい。
(Transparent substrate 310)
The
(光学多層膜320)
光学多層膜320は、「高屈折率層」と「低屈折率層」との繰り返し構造を有し、近赤外線(波長750nm~900nm)を反射する機能を有する。
(Optical multilayer film 320)
The
本願において、「高屈折率層」とは、波長500nmにおける屈折率が2.0以上の層を意味し、「低屈折率層」とは、波長500nmにおける屈折率が1.6以下の層を意味する。 In this application, a "high refractive index layer" refers to a layer having a refractive index of 2.0 or more at a wavelength of 500 nm, and a "low refractive index layer" refers to a layer having a refractive index of 1.6 or less at a wavelength of 500 nm.
高屈折率層としては、例えば、酸化チタン、酸化タンタル、および酸化ニオブなどが挙げられる。低屈折率層としては、例えば、酸化ケイ素およびフッ化マグネシウムなどが挙げられる。例えば、波長500nmにおける酸化チタンの屈折率は、結晶状態にもよるが、一般に、2.3~2.8の範囲であり、酸化ケイ素の屈折率は、一般に1.4~1.5の範囲である。 Examples of high refractive index layers include titanium oxide, tantalum oxide, and niobium oxide. Examples of low refractive index layers include silicon oxide and magnesium fluoride. For example, the refractive index of titanium oxide at a wavelength of 500 nm is generally in the range of 2.3 to 2.8, although it depends on the crystal state, and the refractive index of silicon oxide is generally in the range of 1.4 to 1.5.
光学多層膜320の層数は、特に限られないが、例えば、4~100の範囲である。層数は、6~24の範囲であることが好ましい。
The number of layers in the
なお、多層膜の層数の半分(端数の場合は、小数点以下切り捨て)を、「繰り返し数(n)」とも称する。 Half the number of layers in the multilayer film (if it is a fraction, round down to the nearest whole number) is also referred to as the "repetition number (n)."
光学多層膜320の繰り返し数nは、2~50の範囲であり、3~13の範囲であることが好ましい。
The number of repetitions n of the
また、光学多層膜320の総厚さ(物理膜厚)は、例えば、200nm~10μmの範囲であり、1μm~6μmの範囲であることが好ましい。
The total thickness (physical film thickness) of the
光学多層膜320は、さらに、近紫外線および赤外線(波長900nm~1200nm)を反射する機能を有してもよい。この場合、第3の光学フィルタ300において、近紫外線および赤外線を遮蔽することが可能となる。
The
(第1の整合膜340)
第1の整合膜340は、前述のように、可視光の反射を抑制する機能を有する。
(First matching film 340)
As described above, the
第1の整合膜340は、「高屈折率層」と「低屈折率層」との交互積層構造を有してもよい。「高屈折率層」および「低屈折率層」としては、前述の記載が参照できる。
The
第1の整合膜340が高屈折率層と低屈折率層との交互積層構造を有する場合、高屈折率層の波長550nmにおけるQWOT(Quarter-wave Optical Thickness)をQHとし、低屈折率層の波長550nmにおけるQWOTをQLとしたとき、第1の整合膜340は、透明基板310の側から順に、
(H1QH、L1QL、H2QH、L2QL、……、HnQH、LnQL) (1)式
の構造(ここで、nは1以上の自然数)を有してもよい。また、各係数は、
1.7≦W≦2.5 (2)式
を満たしてもよい。ここで、
W=(H1+H2+…+Hn)/(L1+L2+…+Ln) (3)式
である。
When the
( H1QH , L1QL , H2QH , L2QL , ..., HnQH, LnQL ) ( 1 )
(where n is a natural number equal to or greater than 1). In addition, each coefficient may have the following structure:
1.7≦W≦2.5 (2)
where:
W = ( H1 + H2 + ... + Hn ) / ( L1 + L2 + ... + Ln ) (3)
It is.
(1)式におけるQHおよびQLの前のH1…HnおよびL1…Ln等の係数は、各層の物理膜厚がQWOTの何倍であるかを表している。すなわち、HnQHおよびLnQL等は、各層の光学的膜厚を表す。 The coefficients H1 ... Hn and L1 ... Ln before QH and QL in formula (1) represent the physical thickness of each layer as a multiple of the QWOT thickness, i.e., HnQH and LnQL represent the optical thickness of each layer.
第1の整合膜340の層数は、特に限られないが、例えば、2~20層の範囲であることが好ましい。層数が20を超えると、成膜に時間を要し、第3の光学フィルタ300の製造コストが上昇する。第1の整合膜340の層数は、6層~16層の範囲であることがより好ましく、12層以下であることがさらに好ましい。
The number of layers in the
(第2の整合膜360)
第2の整合膜360は、第1の整合膜340と同様、可視光の反射を抑制する機能を有する。
(Second matching film 360)
The
第2の整合膜360は、高屈折率層および低屈折率層の2層構造を有することが好ましい(すなわち、繰り返し数n=1)。なお、「高屈折率層」および「低屈折率層」としては、前述の記載が参照できる。
The
さらに、この場合、高屈折率層の波長550nmにおけるQWOTをQAとし、低屈折率層の波長550nmにおけるQWOTをQBとしたとき、第2の整合膜360は、透明基板の側から、
(XQA、YQB) (4)式
の構造を有し、ここで、X>Yであることが好ましい。
Furthermore, in this case, when the QWOT of the high refractive index layer at a wavelength of 550 nm is QA and the QWOT of the low refractive index layer at a wavelength of 550 nm is QB , the
(XQ A , YQ B ) (4)
where X>Y is preferably the case.
(第3の整合膜350)
第3の整合膜350は、第1の整合膜340および第2の整合膜360と同様、可視光の反射を抑制する機能を有する。
(Third matching film 350)
The
第3の整合膜350は、「高屈折率層」と「低屈折率層」との交互積層構造を有してもよい。「高屈折率層」および「低屈折率層」としては、前述の記載が参照できる。
The
特に、第3の整合膜350は、第1の整合膜340と同じ層数で構成されてもよい。また、第3の整合膜350は、前述の(1)式~(3)式を満たすように構成されてもよい。
In particular, the
例えば、第3の整合膜350は、6層~16層で構成されてもよい。この場合、繰り返し数nは、3~8となる。
For example, the
第3の整合膜350は、必須の構成ではないが、第3の整合膜350を設けることにより、可視光の反射をよりいっそう抑制することができる。
The
なお、図3に示した例では、第3の整合膜350は、第1の整合膜340の上に設置された光学多層膜320の上に配置されている。しかしながら、この逆に、第3の整合膜350は、透明基板310と光学多層膜320の間に配置され、光学多層膜320の上には第1の整合膜340が設置されてもよい。
In the example shown in FIG. 3, the
以上、第3の光学フィルタ300を例に、本発明の一実施形態による近赤外線カットフィルタに含まれる各部材について説明した。しかしながら、上記の記載が、第1の光学フィルタ100および第2の光学フィルタ200に対しても同様に適用できることは、当業者には明らかである。
The above describes the components included in the near-infrared cut filter according to one embodiment of the present invention, using the third
次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下の記載において、例1~例4は、実施例であり、例11~例14は、比較例である。 Next, examples of the present invention will be described. In the following description, Examples 1 to 4 are examples, and Examples 11 to 14 are comparative examples.
以下の各例に示した構成を有する近赤外線カットフィルタのそれぞれについて、光学特性を評価した。光学特性は、市販の光学シミュレーションソフト(Software SPectra,Inc社のTFCalc)を用いて評価した。 The optical characteristics of each of the near-infrared cut filters having the configurations shown in the following examples were evaluated. The optical characteristics were evaluated using commercially available optical simulation software (TFCalc from Software Spectra, Inc.).
なお、以下の評価において、近赤外線カットフィルタにおける反射率は、透明基板の第1の表面の側(すなわち、各種膜が設置された側)から、法線に対して所定の角度で光を入射させた際に得られる正反射率を表す。 In the following evaluations, the reflectance of the near-infrared cut filter represents the regular reflectance obtained when light is incident at a specified angle to the normal from the first surface side of the transparent substrate (i.e., the side on which the various films are installed).
光の入射角度は、法線に対して5゜および40゜とした。以下、これらの入射方向を、それぞれ、「5゜入射」および「40゜入射」と称する。 The light incidence angles were 5° and 40° with respect to the normal. Hereinafter, these incidence directions will be referred to as "5° incidence" and "40° incidence", respectively.
(例1)
例1における近赤外線カットフィルタは、図1に示した構成を有する。
(Example 1)
The near-infrared cut filter in Example 1 has the configuration shown in FIG.
透明基板には、ガラス(D263;Schott社製)を使用した。なお、他の例においても、同一のガラスを使用した。 Glass (D263; manufactured by Schott) was used as the transparent substrate. The same glass was used in other examples as well.
光学多層膜は、低屈折率層(SiO2層)と高屈折率層(TiO2層)の繰り返し構造とした。層数は、17層とした。また、第1の整合膜は、TiO2層とSiO2層の繰り返し構造とし、層数は、6層とした。さらに、第2の整合膜は、TiO2層とSiO2層の2層構造とした。 The optical multilayer film had a repeating structure of a low refractive index layer ( SiO2 layer) and a high refractive index layer ( TiO2 layer). The number of layers was 17. The first matching film had a repeating structure of a TiO2 layer and a SiO2 layer, and the number of layers was 6. The second matching film had a two-layer structure of a TiO2 layer and a SiO2 layer.
以下の表1には、例1において使用した光学多層膜、第1の整合膜、および第2の整合膜の層構成をまとめて示した。 The layer structures of the optical multilayer film, the first matching film, and the second matching film used in Example 1 are summarized in Table 1 below.
また、第2の整合膜において、TiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QA)=1.898であり、SiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QB)は、0.887であった。また、第2の整合膜を前述の(4)式で表した場合、X/Y=2.14であった。 In the second matching film, the QWOT (Q A ) of the TiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 1.898, and the QWOT (Q B ) of the SiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 0.887. When the second matching film is expressed by the above-mentioned formula (4), X/Y was 2.14.
なお、表1において、各層は、透明基板から近い順に記載されており、従って、透明基板上には、表1の上側から下側に向かって、それぞれの層が配置される。係る記載は、以降の表2~表8においても同様である。 In Table 1, the layers are listed in order of proximity to the transparent substrate, and therefore the layers are arranged on the transparent substrate from top to bottom in Table 1. This description is the same in the following Tables 2 to 8.
(例2)
例2における近赤外線カットフィルタは、図1に示した構成を有する。
(Example 2)
The near-infrared cut filter in Example 2 has the configuration shown in FIG.
透明基板には、ガラスを使用した。 Glass was used as the transparent substrate.
光学多層膜は、TiO2層とSiO2の繰り返し構造とした。層数は、18層とした。また、第1の整合膜は、TiO2層とSiO2の繰り返し構造とし、層数は、6層とした。さらに、第2の整合膜は、TiO2層とSiO2層の2層構造とした。 The optical multilayer film had a repeating structure of TiO2 layers and SiO2 layers . The number of layers was 18. The first matching film had a repeating structure of TiO2 layers and SiO2 layers, and the number of layers was 6. The second matching film had a two-layer structure of TiO2 layers and SiO2 layers.
以下の表2には、例2において使用した光学多層膜、第1の整合膜、および第2の整合膜の層構成をまとめて示した。 Table 2 below summarizes the layer structures of the optical multilayer film, the first matching film, and the second matching film used in Example 2.
また、第2の整合膜において、TiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QA)=2.000であり、SiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QB)は、0.900であった。また、第2の整合膜を前述の(4)式で表した場合、X/Y=2.22であった。 In the second matching film, the QWOT (Q A ) of the TiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 2.000, and the QWOT (Q B ) of the SiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 0.900. When the second matching film is expressed by the above formula (4), X/Y was 2.22.
(例3)
例3における近赤外線カットフィルタは、図2に示した構成を有する。
(Example 3)
The near-infrared cut filter in Example 3 has the configuration shown in FIG.
透明基板には、ガラスを使用した。 Glass was used as the transparent substrate.
第1の整合膜は、TiO2層とSiO2の繰り返し構造とし、層数は、6層とした。また、光学多層膜は、SiO2層とTiO2層の繰り返し構造とした。層数は、17層とした。さらに、第2の整合膜は、TiO2層とSiO2層の2層構造とした。 The first matching film had a repeating structure of TiO2 layers and SiO2 layers, and the number of layers was 6. The optical multilayer film had a repeating structure of SiO2 layers and TiO2 layers, and the number of layers was 17. Furthermore, the second matching film had a two-layer structure of TiO2 layers and SiO2 layers.
以下の表3には、例3において使用した第1の整合膜、光学多層膜、および第2の整合膜の層構成をまとめて示した。 Table 3 below summarizes the layer structures of the first matching film, optical multilayer film, and second matching film used in Example 3.
また、第2の整合膜において、TiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QA)=1.587であり、SiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QB)は、0.884であった。また、第2の整合膜を前述の(4)式で表した場合、X/Y=1.80であった。 In the second matching film, the QWOT (Q A ) of the TiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 1.587, and the QWOT (Q B ) of the SiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 0.884. When the second matching film is expressed by the above-mentioned formula (4), X/Y was 1.80.
(例4)
例4における近赤外線カットフィルタは、図3に示した構成を有する。
(Example 4)
The near-infrared cut filter in Example 4 has the configuration shown in FIG.
透明基板には、ガラスを使用した。 Glass was used as the transparent substrate.
第1の整合膜は、SiO2層とTiO2層の繰り返し構造とし、層数は、6層とした。また、光学多層膜は、SiO2層とTiO2層の繰り返し構造とした。層数は、17層とした。また、第3の整合膜は、TiO2層とSiO2層の繰り返し構造とし、層数は、6層とした。さらに、第2の整合膜は、TiO2層とSiO2層の2層構造とした。 The first matching film has a repeating structure of SiO2 layers and TiO2 layers, and the number of layers is 6. The optical multilayer film has a repeating structure of SiO2 layers and TiO2 layers. The number of layers is 17. The third matching film has a repeating structure of TiO2 layers and SiO2 layers, and the number of layers is 6. The second matching film has a two-layer structure of TiO2 layers and SiO2 layers.
以下の表4には、例4において使用した第1の整合膜、光学多層膜、第3の整合膜、および第2の整合膜の層構成をまとめて示した。 Table 4 below shows the layer configurations of the first matching film, optical multilayer film, third matching film, and second matching film used in Example 4.
また、第2の整合膜において、TiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QA)=1.983であり、SiO2層の波長550nmにおけるQWOT(QB)は、0.921であった。また、第2の整合膜を前述の(4)式で表した場合、X/Y=2.15であった。 In the second matching film, the QWOT (Q A ) of the TiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 1.983, and the QWOT (Q B ) of the SiO 2 layer at a wavelength of 550 nm was 0.921. When the second matching film is expressed by the above-mentioned formula (4), X/Y was 2.15.
(例11)
例11における近赤外線カットフィルタは、透明基板の上に光学多層膜のみを有する構成を有する。光学多層膜は、TiO2層とSiO2層の繰り返し構造とし、層数は、20層とした。
(Example 11)
The near-infrared cut filter in Example 11 has a configuration having only an optical multilayer film on a transparent substrate. The optical multilayer film has a repeating structure of 2 TiO 2 layers and 2 SiO 2 layers, and the number of layers is 20.
以下の表5には、例11において使用した光学多層膜の層構成を示した。 Table 5 below shows the layer structure of the optical multilayer film used in Example 11.
例12における近赤外線カットフィルタは、透明基板の上に光学多層膜のみを有する構成を有する。光学多層膜は、SiO2層とTiO2層の繰り返し構造とし、層数は、21層とした。
The near infrared cut filter in Example 12 has a configuration having only an optical multilayer film on a transparent substrate. The optical multilayer film has a repeating structure of 2 SiO layers and 2 TiO layers, and the number of layers is 21.
以下の表6には、例12において使用した光学多層膜の層構成を示した。 Table 6 below shows the layer structure of the optical multilayer film used in Example 12.
例13における近赤外線カットフィルタは、透明基板の上に、光学多層膜と、第1の整合膜とを、この順に配置した構成を有する。
The near-infrared cut filter in Example 13 has a configuration in which an optical multilayer film and a first matching film are disposed in this order on a transparent substrate.
光学多層膜は、SiO2層とTiO2層の繰り返し構造とし、層数は、17層とした。また、第1の整合膜は、TiO2層とSiO2層の繰り返し構造とし、層数は、6層とした。 The optical multilayer film had a repeating structure of SiO 2 layers and TiO 2 layers, and the number of layers was 17. The first matching film had a repeating structure of TiO 2 layers and SiO 2 layers, and the number of layers was 6.
以下の表7には、例13において使用した光学多層膜、および第1の整合膜の層構成をまとめて示した。 Table 7 below summarizes the layer structure of the optical multilayer film and the first matching film used in Example 13.
例14における近赤外線カットフィルタは、図1に示した構成を有する。
The near-infrared cut filter in Example 14 has the configuration shown in FIG.
透明基板には、ガラスを使用した。 Glass was used as the transparent substrate.
光学多層膜は、SiO2層とTiO2層の繰り返し構造とした。層数は、17層とした。また、第1の整合膜は、TiO2層とSiO2層の繰り返し構造とし、層数は、6層とした。さらに、第2の整合膜は、TiO2層とSiO2層の2層構造とした。 The optical multilayer film had a repeating structure of SiO2 layers and TiO2 layers. The number of layers was 17. The first matching film had a repeating structure of TiO2 layers and SiO2 layers, and the number of layers was 6. The second matching film had a two-layer structure of TiO2 layers and SiO2 layers.
以下の表8には、例14において使用した光学多層膜、第1の整合膜、および第2の整合膜の層構成をまとめて示した。 Table 8 below summarizes the layer structures of the optical multilayer film, the first matching film, and the second matching film used in Example 14.
(例1における近赤外線カットフィルタ)
図4~図6には、例1における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near-infrared cut filter in Example 1)
4 to 6 show the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near infrared cut filter in Example 1. FIG.
図4において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図4には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 4, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance, and Fig. 4 also shows the results of the specular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the specular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図4の結果から、例1における近赤外線カットフィルタは、可視光の領域(波長約450nm~約650nm)に透過帯を有し、近赤外線の領域に反射帯を有することがわかる。 The results in Figure 4 show that the near-infrared cut filter in Example 1 has a transmission band in the visible light region (wavelengths of approximately 450 nm to approximately 650 nm) and a reflection band in the near-infrared region.
なお、5゜入射における反射帯の波長範囲は、約750nm~約1000nmの範囲であるのに対して、40゜入射における反射帯の波長範囲は、約700nm~約900nmの範囲であった。すなわち、40゜入射における反射帯の波長範囲は、5゜入射における反射帯の波長範囲よりも低波長側にシフトした。 The wavelength range of the reflection band at 5° incidence is from about 750 nm to about 1000 nm, whereas the wavelength range of the reflection band at 40° incidence is from about 700 nm to about 900 nm. In other words, the wavelength range of the reflection band at 40° incidence is shifted to the lower wavelength side compared to the wavelength range of the reflection band at 5° incidence.
しかしながら、第1反射率R1および第2反射率R2のいずれの場合も、透過帯において、反射が十分に抑制されていることがわかる。 However, it can be seen that in both cases of the first reflectance R1 and the second reflectance R2 , reflection is sufficiently suppressed in the transmission band.
図5には、図4に示した挙動のうち、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の変化を拡大して示す。 FIG. 5 shows an enlarged view of the change in the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm, out of the behavior shown in FIG.
なお、図5における直線y1は、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の近似直線であり、
y1=0.0353λ-16.087 (5)式
で表される。ここで、λは波長である(以下同じ)。
In addition, the straight line y1 in FIG. 5 is an approximation straight line of the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm,
y 1 = 0.0353λ - 16.087 (5)
Here, λ is the wavelength (the same applies below).
また、図6には、図4に示した挙動のうち、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の変化を拡大して示す。 FIG. 6 shows an enlarged view of the change in the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm, among the behaviors shown in FIG.
図6における直線y2は、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の近似直線であり、
y2=0.0532λ-24.315 (6)式
で表される。
The straight line y2 in FIG. 6 is an approximation straight line of the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm.
y 2 = 0.0532λ - 24.315 (6)
It is expressed as:
これらの結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=2.35%となった。 From these results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =2.35%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=5.38%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =5.38%.
(例2における近赤外線カットフィルタ)
図7~図9には、例2における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near-infrared cut filter in Example 2)
7 to 9 show the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near-infrared cut filter in Example 2. FIG.
図7において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図7には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 7, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance, and Fig. 7 also shows the results of the specular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the specular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図7の結果から、例2における近赤外線カットフィルタは、可視光の領域(波長約450nm~約650nm)に透過帯を有し、近赤外線の領域に反射帯を有することがわかる。 The results in Figure 7 show that the near-infrared cut filter in Example 2 has a transmission band in the visible light region (wavelengths of approximately 450 nm to approximately 650 nm) and a reflection band in the near-infrared region.
また、透過帯においては、第1反射率R1および第2反射率R2のいずれの場合も、反射が十分に抑制されていることがわかる。 It can also be seen that in the transmission band, reflection is sufficiently suppressed in both the cases of the first reflectance R1 and the second reflectance R2 .
図8には、図7に示した挙動のうち、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の変化を拡大して示す。 FIG. 8 shows an enlarged view of the change in the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm, out of the behavior shown in FIG.
図8における直線y1は、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の近似直線であり、
y1=-0.0046λ+4.6073 (7)式
で表される。
The straight line y1 in FIG. 8 is an approximation straight line of the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm.
y 1 = -0.0046λ + 4.6073 (7)
It is expressed as:
また、図9には、図7に示した挙動のうち、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の変化を拡大して示す。 FIG. 9 shows an enlarged view of the change in the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm, out of the behavior shown in FIG.
図9における直線y2は、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の近似直線であり、
y2=0.008λ-2.0209 (8)式
で表される。
The straight line y2 in FIG. 9 is an approximation straight line of the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm.
y 2 = 0.008λ - 2.0209 (8)
It is expressed as:
これらの結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=3.25%となった。 From these results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =3.25%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=3.98%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =3.98%.
(例3における近赤外線カットフィルタ)
図10には、例3における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near-infrared cut filter in Example 3)
FIG. 10 shows the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near-infrared cut filter in Example 3.
図10において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図10には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 10, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance. Fig. 10 also shows the results of the specular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the specular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図10の結果から、例3における近赤外線カットフィルタは、可視光の領域(波長約450nm~約650nm)に透過帯を有し、近赤外線の領域に反射帯を有することがわかる。 The results in Figure 10 show that the near-infrared cut filter in Example 3 has a transmission band in the visible light region (wavelengths of approximately 450 nm to approximately 650 nm) and a reflection band in the near-infrared region.
また、透過帯においては、第1反射率R1および第2反射率R2のいずれの場合も、反射が十分に抑制されていることがわかる。 It can also be seen that in the transmission band, reflection is sufficiently suppressed in both the cases of the first reflectance R1 and the second reflectance R2 .
得られた結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=1.27%となった。 From the obtained results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =1.27%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=4.41%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =4.41%.
(例4における近赤外線カットフィルタ)
図11~図13には、例4における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near-infrared cut filter in Example 4)
11 to 13 show the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near infrared cut filter of Example 4. FIG.
図11において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図11には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 11, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance. Fig. 11 also shows the results of the specular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the specular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図11の結果から、例4における近赤外線カットフィルタは、可視光の領域(波長約450nm~約650nm)に透過帯を有し、近赤外線の領域に反射帯を有することがわかる。 The results in Figure 11 show that the near-infrared cut filter in Example 4 has a transmission band in the visible light region (wavelengths of approximately 450 nm to approximately 650 nm) and a reflection band in the near-infrared region.
また、透過帯においては、第1反射率R1および第2反射率R2のいずれの場合も、反射が十分に抑制されていることがわかる。
図12には、図11に示した挙動のうち、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の変化を拡大して示す。
It can also be seen that in the transmission band, reflection is sufficiently suppressed in both the cases of the first reflectance R1 and the second reflectance R2 .
FIG. 12 shows an enlarged view of the change in the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm, out of the behavior shown in FIG.
図12における直線y1は、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の近似直線であり、
y1=0.0026λ-0.8325 (9)式
で表される。
The straight line y1 in FIG. 12 is an approximation straight line of the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm.
y 1 = 0.0026λ - 0.8325 (9)
It is expressed as:
また、図13には、図11に示した挙動のうち、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の変化を拡大して示す。 FIG. 13 shows an enlarged view of the change in the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm, out of the behavior shown in FIG.
図13における直線y2は、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の近似直線であり、
y2=0.015λ-6.6515 (10)式
で表される。
The straight line y2 in FIG. 13 is an approximation straight line of the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm,
y 2 = 0.015λ - 6.6515 (10)
It is expressed as:
これらの結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=1.03%となった。 From these results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =1.03%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=4.98%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =4.98%.
(例11における近赤外線カットフィルタ)
図14~図16には、例11における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near infrared cut filter in Example 11)
14 to 16 show the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near infrared cut filter of Example 11.
図14において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図14には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 14, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance, and Fig. 14 also shows the results of the regular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the regular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図14の結果から、例11における近赤外線カットフィルタの場合、5゜入射および40゜入射のいずれにおいても、可視光の領域に反射率の低下が認められる。しかしながら、この領域において、第1反射率R1および第2反射率R2の値は、あまり抑制されていないことがわかる。 14, in the case of the near-infrared cut filter in Example 11, a decrease in reflectance is observed in the visible light region at both 5° incidence and 40° incidence. However, it can be seen that the values of the first reflectance R1 and the second reflectance R2 are not significantly suppressed in this region.
図15には、図14に示した挙動のうち、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の変化を拡大して示す。 FIG. 15 shows an enlarged view of the change in the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm, out of the behavior shown in FIG.
図15における直線y1は、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の近似直線であり、
y1=0.0735λ-27.775 (11)式
で表される。
The straight line y1 in FIG. 15 is an approximation straight line of the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm.
y 1 = 0.0735λ - 27.775 (11)
It is expressed as:
また、図16には、図14に示した挙動のうち、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の変化を拡大して示す。 FIG. 16 shows an enlarged view of the change in the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm, out of the behavior shown in FIG.
図16における直線y2は、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の近似直線であり、
y2=0.0747λ-27.467 (12)式
で表される。
The straight line y2 in FIG. 16 is an approximation straight line of the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm,
y 2 = 0.0747λ - 27.467 (12)
It is expressed as:
これらの結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=17.56%となった。 From these results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =17.56%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=12.93%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =12.93%.
(例12における近赤外線カットフィルタ)
図17~図19には、例12における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near infrared cut filter in Example 12)
17 to 19 show the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near-infrared cut filter in Example 12. FIG.
図17において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図17には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 17, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance, and Fig. 17 also shows the results of the specular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the specular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図17の結果から、例12における近赤外線カットフィルタの場合、第1反射率R1および第2反射率R2のいずれにおいても、可視光の領域に反射率の低下が認められる。しかしながら、この領域において、第1反射率R1および第2反射率R2の値は、あまり抑制されていないことがわかる。 17, in the case of the near-infrared cut filter in Example 12, a decrease in reflectance is observed in the visible light region for both the first reflectance R 1 and the second reflectance R 2. However, it can be seen that the values of the first reflectance R 1 and the second reflectance R 2 are not significantly suppressed in this region.
図18には、図17に示した挙動のうち、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の変化を拡大して示す。 FIG. 18 shows an enlarged view of the change in the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm, out of the behavior shown in FIG.
図18における直線y1は、波長480nm~680nmの範囲における第1反射率R1の近似直線であり、
y1=0.0435λ-20.496 (13)式
で表される。
The straight line y1 in FIG. 18 is an approximation straight line of the first reflectance R1 in the wavelength range of 480 nm to 680 nm,
y 1 = 0.0435λ - 20.496 (13)
It is expressed as:
また、図19には、図17に示した挙動のうち、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の変化を拡大して示す。 FIG. 19 shows an enlarged view of the change in the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm, out of the behavior shown in FIG.
図19における直線y2は、波長450nm~650nmの範囲における第2反射率R2の近似直線であり、
y2=0.044λ-19.138 (14)式
で表される。
The straight line y2 in FIG. 19 is an approximation straight line of the second reflectance R2 in the wavelength range of 450 nm to 650 nm,
y 2 = 0.044λ - 19.138 (14)
It is expressed as:
これらの結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=6.75%となった。 From these results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =6.75%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=5.35%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =5.35%.
(例13における近赤外線カットフィルタ)
図20には、例13における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near infrared cut filter in Example 13)
FIG. 20 shows the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near-infrared cut filter in Example 13.
図20において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図20には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 20, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance. Fig. 20 also shows the results of the specular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the specular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図20の結果から、例13における近赤外線カットフィルタの場合、第1反射率R1および第2反射率R2のいずれにおいても、可視光の領域に反射率の低下が認められる。しかしながら、この領域において、第1反射率R1および第2反射率R2の値は、あまり抑制されていないことがわかる。 20, in the case of the near-infrared cut filter in Example 13, a decrease in reflectance is observed in the visible light region for both the first reflectance R1 and the second reflectance R2 . However, it can be seen that the values of the first reflectance R1 and the second reflectance R2 are not significantly suppressed in this region.
得られた結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=10.10%となった。 From the obtained results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =10.10%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=10.30%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =10.30%.
(例14における近赤外線カットフィルタ)
図21には、例14における近赤外線カットフィルタにおいて得られた光学特性の評価結果を示す。
(Near infrared cut filter in Example 14)
FIG. 21 shows the evaluation results of the optical characteristics obtained in the near-infrared cut filter in Example 14.
図21において、横軸は波長であり、縦軸は反射率である。図21には、5゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第1反射率R1と、40゜入射の際に得られる正反射率、すなわち第2反射率R2の結果が併せて示されている。 In Fig. 21, the horizontal axis is wavelength and the vertical axis is reflectance. Fig. 21 also shows the results of the regular reflectance obtained at an incidence angle of 5°, i.e., the first reflectance R1 , and the regular reflectance obtained at an incidence angle of 40°, i.e., the second reflectance R2 .
図21の結果から、例14における近赤外線カットフィルタの場合、第1反射率R1および第2反射率R2のいずれにおいても、可視光の領域に反射率の低下が認められる。しかしながら、この領域において、第1反射率R1および第2反射率R2の値は、あまり抑制されていないことがわかる。 21, in the case of the near-infrared cut filter in Example 14, a decrease in reflectance is observed in the visible light region for both the first reflectance R 1 and the second reflectance R 2. However, it can be seen that the values of the first reflectance R 1 and the second reflectance R 2 are not significantly suppressed in this region.
得られた結果から、同一波長における第1反射率R1と近似直線y1の値の間の差の絶対値の最大値ΔR1を求めたところ、ΔR1=10.30%となった。 From the obtained results, the maximum value ΔR 1 of the absolute value of the difference between the first reflectance R 1 and the value of the approximation line y 1 at the same wavelength was found to be ΔR 1 =10.30%.
また、同一波長における第2反射率R2と近似直線y2の値の間の差の絶対値の最大値ΔR2を求めたところ、ΔR2=14.77%となった。 Furthermore, when the maximum absolute value ΔR 2 of the difference between the second reflectance R 2 and the value of the approximation line y 2 at the same wavelength was calculated, it was found to be ΔR 2 =14.77%.
以下の表9には、各例における近赤外線カットフィルタにおいて得られたΔR1およびΔR2の値をまとめて示した。 Table 9 below shows the values of ΔR1 and ΔR2 obtained for the near-infrared cut filter in each example.
100 第1の光学フィルタ
110 透明基板
112 第1の表面
120 光学多層膜
140 第1の整合膜
160 第2の整合膜
200 第2の光学フィルタ
210 透明基板
212 第1の表面
220 光学多層膜
240 第1の整合膜
260 第2の整合膜
300 第3の光学フィルタ
310 透明基板
312 第1の表面
320 光学多層膜
340 第1の整合膜
350 第3の整合膜
360 第2の整合膜
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
第1の表面を有する透明基板と、
該透明基板の前記第1の表面の側に設けられた光学多層膜と、
前記透明基板の前記第1の表面の側に設けられた第1の整合膜と、
前記第1の表面の最も外側に設置された第2の整合膜と、
を有し、
前記光学多層膜は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層構造を有し、近赤外線を反射させる機能を有し、
前記第1および第2の整合膜は、可視光の反射を抑制する機能を有し、
前記第1の整合膜は、前記光学多層膜の上、または前記透明基板と前記光学多層膜の間に設置され、
前記第1の整合膜は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層構造を有し、
光の波長の1/4の光学厚さをQWOTとし、前記高屈折率層の波長550nmにおけるQWOTをQHとし、前記低屈折率層の波長550nmにおけるQWOTをQLとしたとき、
前記第1の整合膜は、前記透明基板の側から、
(H1QH、L1QL、H2QH、L2QL、……HnQH、LnQL)
の構造(ここで、nは1以上の自然数)を有し、
各係数は、
1.7≦(H1+H2+…+Hn)/(L1+L2+…+Ln)≦2.20
を満し、
ここで、QHおよびQLの前の前の係数H1…HnおよびL1…Lnは、各層の物理膜厚が前記QWOTの何倍であるかを表し、
前記第2の整合膜は、高屈折率層および低屈折率層の2層構造を有し、
前記高屈折率層の波長550nmにおけるQWOTをQAとし、前記低屈折率層の波長550nmにおけるQWOTをQBとしたとき、
前記第2の整合膜は、前記透明基板の側から、
(XQA、YQB)
の構造を有し、ここで、X>Yである、近赤外線カットフィルタ。 A near-infrared cut filter,
a transparent substrate having a first surface;
an optical multilayer film provided on the first surface side of the transparent substrate;
a first matching film provided on the first surface side of the transparent substrate;
a second matching film disposed on the outermost side of the first surface;
having
The optical multilayer film has an alternate laminate structure of high refractive index layers and low refractive index layers, and has a function of reflecting near infrared rays,
the first and second matching films have a function of suppressing reflection of visible light,
the first matching film is disposed on the optical multi-layer film or between the transparent substrate and the optical multi-layer film;
the first matching film has an alternate laminate structure of a high refractive index layer and a low refractive index layer,
When the optical thickness of ¼ of the wavelength of light is defined as QWOT, the QWOT of the high refractive index layer at a wavelength of 550 nm is defined as QH , and the QWOT of the low refractive index layer at a wavelength of 550 nm is defined as QL ,
The first matching film is, from the transparent substrate side,
( H1QH , L1QL , H2QH , L2QL , ... HnQH , LnQL )
(wherein n is a natural number of 1 or more),
Each coefficient is
1.7≦( H1 + H2 +...+ Hn )/( L1 + L2 +...+ Ln )≦ 2.20
Fulfilling the
Here, the coefficients H1 ... Hn and L1 ... Ln before QH and QL represent how many times the physical thickness of each layer is larger than that of the QWOT.
the second matching film has a two-layer structure of a high refractive index layer and a low refractive index layer,
When the QWOT of the high refractive index layer at a wavelength of 550 nm is QA and the QWOT of the low refractive index layer at a wavelength of 550 nm is QB ,
The second matching film is, from the transparent substrate side,
( XQA , YQB )
A near-infrared cut filter having a structure represented by the formula:
前記光学多層膜は、前記第1の整合膜と前記第3の整合膜の間に配置される、請求項1または請求項2に記載の近赤外線カットフィルタ。 a third matching film having an alternating laminate structure of a high refractive index layer and a low refractive index layer on the first surface side;
3. The near-infrared cut filter according to claim 1, wherein the optical multilayer film is disposed between the first matching film and the third matching film.
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