KR20230088368A - 광학 필터, 촬상 장치, 및 광학 필터의 제조 방법 - Google Patents

광학 필터, 촬상 장치, 및 광학 필터의 제조 방법 Download PDF

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KR20230088368A
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유이치로 구보
가쓰히데 심모
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니혼 이타가라스 가부시키가이샤
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Abstract

광학 필터(1)는, 프레임(10)과, 광흡수막(20)을 구비하고 있다. 프레임(10)은, 관통 구멍(12)을 갖는다. 광흡수막(20)은, 관통 구멍(12)을 막도록 배치되어 있으며, 광흡수성 화합물을 함유하고 있다. 연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 광흡수막(20)의 영률의 평균값은 2.5GPa 이하이다.

Description

광학 필터, 촬상 장치, 및 광학 필터의 제조 방법
본 발명은, 광학 필터, 촬상 장치, 및 광학 필터의 제조 방법에 관한 것이다.
CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등의 고체 촬상 소자를 이용한 촬상 장치에 있어서, 양호한 색재현성을 갖는 화상을 얻기 위해 다양한 광학 필터가 고체 촬상 소자의 전면(前面)에 배치되어 있다. 일반적으로, 고체 촬상 소자는 자외선 영역에서 적외선 영역에 이르는 넓은 파장 범위에서 분광 감도를 갖는다. 한편, 인간의 시감도는 가시광의 영역에만 존재한다. 이 때문에, 촬상 장치에 있어서의 고체 촬상 소자의 분광 감도를 인간의 시감도에 가깝게 하기 위해, 고체 촬상 소자의 전면에 적외선 또는 자외선의 일부의 광을 차폐하는 광학 필터를 배치하는 기술이 알려져 있다.
종래, 그와 같은 광학 필터로는, 유전체 다층막에 의한 광반사를 이용하여 적외선 또는 자외선을 차폐하는 것이 일반적이었다. 한편, 최근, 광흡수성 화합물을 함유하는 막을 구비한 광학 필터가 주목받고 있다. 광흡수성 화합물을 함유하는 막을 구비한 광학 필터의 투과율 특성은 입사각의 영향을 받기 어렵기 때문에, 촬상 장치에 있어서 광학 필터에 비스듬하게 광이 입사하는 경우에도 색감의 변화가 적은 양호한 화상을 얻을 수 있다. 또, 광반사막을 이용하지 않는 광흡수형 광학 필터는 광반사막에 의한 다중 반사를 원인으로 하는 고스트나 플레어의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 역광 상태나 야경의 촬영에 있어서 양호한 화상을 얻기 쉽다. 이에 더하여, 광흡수제를 함유하는 막을 구비한 광학 필터는, 촬상 장치의 소형화 및 박형화의 점에서도 유리하다.
그와 같은 광흡수성 화합물로서, 포스폰산과 구리 이온에 의해 형성된 광흡수성 화합물이 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 적외선 및 자외선을 흡수 가능한 UV-IR 흡수층을 구비한 광학 필터가 기재되어 있다. UV-IR 흡수층은, 포스폰산과 구리 이온에 의해 형성된 UV-IR 흡수제를 포함하고 있다. 또, 특허 문헌 2에는, 포스폰산과 구리 이온에 의해 형성된 광흡수성 화합물을 함유하고 있는 광흡수층을 구비한 광학 필터의 제조 방법이 기재되어 있다. 그 제조 방법에 의하면, 유기 불소 화합물을 포함하는 표면을 갖는 기판 상에 도막을 형성하고, 도막을 경화시켜 광흡수층이 형성된다. 그 후, 광흡수층이 기판으로부터 박리되어, 광학 필터가 얻어진다.
일본 특허 제6232161호 공보 일본 특허 제6543746호 공보
특허 문헌 1 및 2에서는, 프레임에 광흡수막이 부착된 물품에 대해서 하등 검토되고 있지 않다. 이에, 본 개시는, 프레임 및 광흡수막을 구비하고, 온도 변화 등의 환경 조건의 변화에 대해 양호한 내성을 발휘할 수 있는 광학 필터를 제공한다.
본 발명은,
관통 구멍을 갖는 프레임과,
상기 관통 구멍을 막도록 배치되며, 광흡수성 화합물을 함유하고 있는 광흡수막을 구비하고,
연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 상기 광흡수막의 영률의 평균값은 2.5GPa 이하인, 광학 필터를 제공한다.
또, 본 발명은,
촬상 소자와,
피사체로부터의 광을 투과시켜 상기 촬상 소자에 집광하는 렌즈와,
상기의 광학 필터를 구비한,
촬상 장치를 제공한다.
또, 본 발명은,
관통 구멍을 갖는 프레임의 상기 관통 구멍을 막도록 광흡수성 화합물을 함유하는 수지 조성물을 공급하는 것과,
상기 수지 조성물을 경화시켜 광흡수막을 형성하는 것을 구비하고,
연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 상기 광흡수막의 영률의 평균값은 2.5GPa 이하인,
광학 필터의 제조 방법을 제공한다.
상기의 광학 필터는, 온도 변화 등의 환경 조건의 변화에 대해 양호한 내성을 발휘할 수 있다.
도 1a는, 본 발명에 따른 광학 필터의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 1b는, 도 1a에 나타내는 IB-IB선을 절단선으로 하는 광학 필터 단면도이다.
도 2a는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
도 2b는, 도 2a에 나타내는 IIB-IIB선을 절단선으로 하는 프레임의 단면도이다.
도 3a는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3b는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3c는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3d는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3e는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3f는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3g는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3h는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3i는, 본 발명에 따른 광학 필터의 프레임의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3j는, 본 발명에 따른 광학 필터의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3k는, 본 발명에 따른 광학 필터의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3l은, 본 발명에 따른 광학 필터의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3m은, 본 발명에 따른 광학 필터의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3n은, 본 발명에 따른 광학 필터의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3o는, 본 발명에 따른 광학 필터의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3p는, 본 발명에 따른 광학 필터의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 광학 필터의 제조 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 촬상 장치를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 6은, 실시예 1에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼이다.
도 7은, 실시예 2에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼이다.
도 8은, 실시예 3에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼이다.
도 9는, 실시예 4에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼이다.
도 10은, 실시예 5에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼이다.
도 11은, 실시예 6에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼이다.
도 12는, 비교예 1에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼이다.
도 13은, 저장 탄성률 E＇ 및 손실 탄성률 E”와 온도의 관계, 그리고, 손실 탄젠트 tanδ와 온도의 관계를 나타내는 그래프이다.
특허 문헌 1 및 2에 기재된 광학 필터는, 판 형상 또는 필름 형상이므로, 예를 들면 카메라 모듈에 이들 광학 필터를 탑재하는 경우, 먼저, 광학 필터를 원하는 사이즈로 절단할 필요가 있다고 이해된다. 이 경우, 절단 후의 광학 필터를 소정의 프레임에 접착하여 프레임 부착 필터를 제작하고, 이 프레임 부착 필터를 카메라 모듈에 접착하여 장착하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같은 광학 필터의 절단 또는 접착에는, 대대적인 설비 또는 복잡하고 치밀한 작업이 필요하다. 또, 이와 같은 프레임 부착 필터의 제작의 공정은, 수율을 높이기 어려워 생산성의 문제가 생기기 쉽다. 특히, 프레임의 재료와 광학 필터의 재료의 상이에 의해, 온도 변화 등의 프레임 부착 필터의 환경의 변화가 일어났을 때에, 광학 필터의 신축량과 프레임의 신축량 사이에 차이가 생기기 쉽다. 그 결과, 광학 필터가 파손되거나, 프레임으로부터 광학 필터가 벗겨질 가능성이 있다.
이에, 본 발명자들은, 프레임 및 광흡수막을 구비하면서, 온도 변화 등의 환경 조건의 변화에 대해 양호한 내성을 발휘할 수 있는 구성에 대해서 밤낮으로 검토를 거듭했다. 본 발명자들은, 다대한 시행 착오를 반복한 결과, 본 발명에 따른 광학 필터를 마침내 안출했다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명은, 본 발명의 일례에 관한 것이며, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1a는, 본 발명에 따른 광학 필터의 일례의 평면도이며, 도 1b는, 도 1a의 IB-IB선을 지나, 지면에 수직인 면을 따른 광학 필터의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에 나타내는 대로, 광학 필터(1)는, 프레임(10)과, 광흡수막(20)을 구비하고 있다. 프레임(10)은, 관통 구멍(12)을 갖는다. 광흡수막(20)은, 관통 구멍(12)을 막도록 배치되며, 광흡수성 화합물을 함유하고 있다. 연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 광흡수막(20)의 영률의 평균값은 2.5GPa 이하이다. 이에 따라, 광학 필터(1)는, 온도 변화 등의 환경 변화에 대해 양호한 내성을 발휘할 수 있다. 이 때문에, 광학 필터(1)에 있어서, 광학 필터(1)의 환경의 온도가 변화해도, 광흡수막(20)이 파손되기 어렵고, 프레임(10)으로부터 광흡수막(20)이 벗겨지기 어렵다. 광흡수막(20)의 영률의 평균값은, 예를 들면, 실시예에 기재된 방법에 따라서 결정할 수 있다. 나노 인덴테이션법(연속 강성 측정법)의 상세에 대해서는, 국제 공개 제2019/044758호 공보 및 일본 특허공개 2015-174270호 공보를 참조할 수 있다.
광흡수막(20)의 영률의 평균값은, 바람직하게는 2.4GPa 이하이며, 보다 바람직하게는 2.2GPa 이하이다. 광흡수막(20)의 영률은, 예를 들면 0.1GPa 이상이며, 0.4GPa 이상이어도 된다.
연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 광흡수막(20)의 경도의 평균값은, 특정의 값에 한정되지 않는다. 광흡수막(20)의 경도의 평균값은, 예를 들면 0.06GPa 이하이다. 경도의 평균값은 0.005GPa~0.06GPa여도 된다.
프레임(10)의 재료는, 특정의 재료에 한정되지 않는다. 프레임(10)의 재료는, 스테인리스, 철, 및 알루미늄 등의 금속 재료여도 되고, 수지여도 되고, 복합 재료여도 되고, 세라믹스여도 된다. 금속 재료는, 알루미늄 합금 등의 합금이어도 된다. 수지의 예는, 나일론, 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 염화 비닐수지(PVC), 아크릴 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지(ABS), 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리이미드, 및 에폭시 수지이다. 또, 복합 재료는, 예를 들면, 모재 수지에 필러나 섬유가 분산된 재료이다. 세라믹스는, 예를 들면, 알루미나 또는 지르코니아를 포함한다.
0℃~60℃에 있어서의, 프레임(10)을 이루는 재료의 평균 선팽창 계수는, 특정의 범위에 한정되지 않는다. 그 평균 선팽창 계수는, 예를 들면, 0.2×10-5［/℃］~25×10-5［/℃］이다. 이에 따라, 광학 필터(1)는, 보다 확실히, 온도 변화 등의 환경 변화에 대해 양호한 내성을 발휘할 수 있다. 0℃~60℃에 있어서의, 프레임(10)을 이루는 재료의 평균 선팽창 계수는, 바람직하게는 1.0×10-5［/℃］~25×10-5［/℃］이며, 보다 바람직하게는 4.0×10-5［/℃］~16×10-5［/℃］이다.
프레임(10)의 재료가 금속 재료인 경우, 0℃~60℃의 온도 범위 내에 있어서의 모든 금속 재료의 평균 선팽창 계수는, 예를 들면, 1.0×10-5［/℃］~3.0×10-5［/℃］이다. 0℃~60℃의 온도 범위 내에 있어서의 금속 재료의 평균 선팽창 계수는, 금속 재료가 알루미늄 및 두랄루민 등의 알루미늄 합금인 경우, 2.3×10-5［/℃］~2.8×10-5［/℃］이며, 금속 재료가 철 및 스틸인 경우, 1.0×10-5［/℃］~1.3×10-5［/℃］이며, 금속 재료가 스테인리스인 경우, 1.0×10-5［/℃］~1.8×10-5［/℃］이다. 금속제 프레임의 소정의 온도 범위 내의 평균 선팽창 계수는, 일본 산업 규격 JIS R3251-1995에 준거하여 측정할 수 있다.
프레임(10)의 재료가 수지인 경우, 0℃~60℃의 온도 범위 내에 있어서의 평균 선팽창 계수는, 예를 들면, 1.0×10-5［/℃］~25×10-5［/℃］이다. 0℃~60℃의 온도 범위 내에 있어서의 수지의 평균 선팽창 계수는, 수지가 폴리에틸렌(PE)인 경우, 10×10-5［/℃］~22×10-5［/℃］이며, 수지가 폴리프로필렌(PP)인 경우, 5×10-5［/℃］~11×10-5［/℃］이며, 수지가 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌(ABS)인 경우, 6×10-5［/℃］~13×10-5［/℃］이며, 수지가 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)인 경우, 5×10-5［/℃］~10×10-5［/℃］이며, 수지가 폴리아미드(PA)인 경우, 5×10-5［/℃］~15×10-5［/℃］이며, 수지가 에폭시 수지(EP)인 경우, 4×10-5［/℃］~7×10-5［/℃］이며, 수지가 폴리에테르에테르케톤(PEEK)인 경우, 3.6×10-5［/℃］~5×10-5［/℃］이며, 수지가 폴리에테르이미드(PEI)인 경우, 4.2×10-5［/℃］~5.9×10-5［/℃］이며, 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)인 경우, 5×10-5［/℃］~7×10-5［/℃］이며, 수지가 폴리페닐렌설파이드(PPS)인 경우, 4×10-5［/℃］~6×10-5［/℃］이다. 또, 프레임(10)은, 이 중 엔지니어링 플라스틱으로 형성되어도 된다. 프레임의 0℃~60℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창 계수는, 3.5×10-5［/℃］~15×10- 5［/℃］여도 된다. 수지제 프레임의 소정의 온도 범위 내의 평균 선팽창 계수는, JIS R3251-1995에 준거하여 측정할 수 있다.
프레임(10)의 재료는, 요구에 따라, 세라믹스여도 된다. 0℃~60℃의 온도 범위 내에 있어서의 세라믹스의 평균 선팽창 계수는, 세라믹스가 Al2O3(알루미나)인 경우, 0.55×10-5［/℃］~0.7×10-5［/℃］이며, 세라믹스가 ZrO2(지르코니아)인 경우, 0.7×10-5［/℃］~0.8×10-5［/℃］이며, 세라믹스가 SiC(탄화 규소)인 경우, 0.28×10-5［/℃］~0.3×10-5［/℃］이다. 세라믹스제 프레임의 소정의 온도 범위 내의 평균 선팽창 계수는, JIS R3251-1995에 준거하여 측정할 수 있다.
프레임(10)의 평균 선팽창 계수의 측정 방법은, 특정의 방법에 한정되지 않는다. 프레임(10)의 평균 선팽창 계수의 측정 방법은, 예를 들면, 어드밴스 이공사 제조의 레이저 열팽창계 LIX-2L형을 이용하여, JIS R3251-1995에 준거하여 측정할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 석영제의 팁에 의해 양단에서 프레임을 협지하여 측정용 시료를 제작할 수 있다. 측정용 시료의 환경을 저압 고순도 He 가스로 채우고, 그 환경의 온도를 변화시키면서 시료의 길이의 변화를 마이컬슨형 레이저 광 간섭 방식에 의해 계측함으로써, 0℃~60℃에 있어서의 프레임의 평균 열팽창 계수를 구할 수 있다. 이 경우, 승온 속도는, 예를 들면 2℃／분으로 설정된다. 또한, 석영 팁으로 협지된 측정용 시료의 직경은, 예를 들면 3mm~6mm이며, 그 시료의 길이는, 예를 들면 10mm~15mm이다.
광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 프레임(10)의 치수는, 특정의 값에 한정되지 않는다. 그 치수는, 예를 들면, 0.2mm~2mm이다.
프레임(10)이 갖는 관통 구멍(12)의 수는, 특정의 값에 한정되지 않는다. 그 수는, 1이어도 되고, 2 이상이어도 된다.
광학 필터(1)의 평면에서 보았을 때에서의 관통 구멍(12)의 크기 및 형상은, 특정의 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 광학 필터(1)가 촬상 소자와 함께 사용되는 경우, 광학 필터(1)의 평면에서 보았을 때에서의 관통 구멍(12)의 크기는, 촬상 소자의 크기 또는 이미지 써클의 크기에 따라 결정될 수 있다.
광학 필터(1)의 평면에서 보았을 때에서의 관통 구멍(12)의 형상의 예는, 원형, 대략 원형, 타원형, 대략 타원형, 삼각형, 정방형, 장방형, 및 마름모꼴 등의 사각형, 또는 오각형 및 육각형 등의 다른 다각형이어도 된다. 예를 들면, 광학 필터(1)가 촬상 소자와 함께 사용되는 경우, 광학 필터(1)의 평면에서 보았을 때에서의 관통 구멍(12)의 형상은, 촬상 소자의 형상에 대응한 형상으로 조정될 수 있다.
도 1b에 나타내는 대로, 프레임(10)은, 제1면(14)을 갖는다. 제1면(14)은, 관통 구멍(12)에 접하고 있으며, 광흡수막(20)의 주면에 평행한 면을 따라 형성되어 있다. 제1면(14)은, 예를 들면, 환상으로 형성되어 있다.
프레임(10)은, 예를 들면, 관통 구멍(12)에 접하고 있는 볼록부 및 오목부 중 적어도 하나를 갖는다. 도 1b에 나타내는 대로, 프레임(10)은, 예를 들면, 관통 구멍(12)에 접하고 있는 볼록부(16)를 구비하고 있다. 볼록부(16)는, 광흡수막(20)의 주면에 평행한 방향에 있어서 관통 구멍(12)의 중심을 향하여 돌출되어 있다. 예를 들면, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 볼록부(16)의 단면에 의해 제1면(14)이 형성되어 있다. 예를 들면, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 볼록부(16)의 일단과, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 프레임(10)의 일단은 동일 평면에 위치하고 있다.
또한, 주면이란, 그것을 구비하는 대상물이 판 형상체인 경우에, 다른 면에 비교해 면적이 큰 면인 「주된 면」을 의미하며, 그 면을 주면이라고 칭하는 것으로 한다.
프레임(10)에 있어서, A×B×(t1-t2)의 체적의 각기둥 형상의 공간과, a×b×t2의 체적의 각기둥 형상의 공간이 늘어서도록 관통 구멍(12)이 형성되어 있다. 또한, 평면에서 보았을 때에서의 관통 구멍(12)의 형상이 정방형인 경우, A=B이며, a=b이다. t1은, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 프레임(10)의 치수이며, t2는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 프레임(10)의 일단과 제1면(14) 사이의 거리이다. A 및 B의 각각은, 예를 들면, 5~30mm이며, a 및 b의 각각은, 예를 들면, 3~25mm이다. t1은, 예를 들면 0.2~2mm이며, 0.2~1.5mm여도 되고, 0.3~0.9mm여도 된다. t2는, 예를 들면 0.1~0.5mm이며, 0.1~0.25mm여도 된다.
광흡수막(20)의 두께의 t1에 대한 비(광흡수막(20)의 두께를 t1로 나눈 값)는, 특정의 값에 한정되지 않는다. 그 비는, 0.6 이상이어도 되고, 1 이상이어도 된다. 광흡수막(20)의 두께의 t1에 대한 비는, 2 이하여도 되고, 1.5 이하여도 된다. 또한, 광흡수막(20)의 두께의 t1에 대한 비는, 0.3~0.6이어도 되고, 또한 0.39~0.44여도 된다.
광흡수막(20)의 두께의 t2에 대한 비(광흡수막(20)의 두께를 t2로 나눈 값)는, 1보다 크고 2 이하여도 되고, 1.2~1.6이어도 되고, 또한 1.3~1.46이어도 된다. 광흡수막(20)의 두께와 t2가 이와 같은 관계에 있는 경우, 광흡수막(20)의 관통 구멍(12)의 내측의 면에 대한 접촉 면적을 크게 할 수 있어, 광흡수막(20)의 프레임(10)으로의 접착성의 향상이 도모된다.
도 1b는, 본원에 따른 광학 필터(1)의 하나의 실시예를 나타내는 (단면)도인 것에 주의한다. 도 1b를 이용하여, 본원에 따른 광학 필터(1)의 실시예를, 보다 구체적으로 설명한다. 도 1b에 있어서, 프레임(10)은, 두께 방향에 있어서의 제1 단면(25) 및 제2 단면(26)을 갖는 평판 형상이다. 제1 단면(25)은 상측의 단면이며, 제2 단면(26)은 하측의 단면이다. 제1 단면(25) 및 제2 단면(26)의 각각은 평평한 면이다. 관통 구멍(12)은, 프레임(10)의 두께 방향으로 형성되어 있다. 프레임(10)의 두께는 t1이다. 관통 구멍(12)은, 관통 구멍(12)의 내부를 향하여 돌출되어 있는 볼록부(16)를 포함한다. 볼록부(16)는, 제1면(14)과, 면(17)을 포함한다. 제1면(14)은, 제2 단면(26)과 대략 평행한 면이다. 면(17)은, 제2 단면(26) 및 제1면(14)에 수직인 면이다. 제2 단면(26)과 제1면(14) 사이의 프레임(10)의 두께 방향의 프레임(10)의 길이는 t2이다. 광흡수막(20)은, 관통 구멍(12)의 내부에 형성되어 있다. 광흡수막(20)은, 그 두께 방향에 있어서 서로 떨어져 형성된 서로 평행한 제1 주면(22) 및 제2 주면(24)을 갖는, 평판 형상이다. 제1 주면(22)은 상측의 주면이며, 제2 주면(24)은 하측의 주면이다. 제1 주면(22) 및 제2 주면(24)의 각각은 평평한 면이다. 광흡수막(20)의 제2 주면(24)은, 프레임(10)의 제2 단면(26)과 대략 면일(面一)하다. 면일이란, 2 이상의 면이 단차 없이 평평하게 연결되어 있는 상태를 의미한다. 광흡수막(20)의 두께는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 제1 주면(22)과 제2 주면(24) 사이의 광흡수막(20)의 길이이다. 또, 광흡수막(20)의 제1 주면(22)은, 프레임(10)의 제1면(14)보다 제1 단면(25)에 의해 가까운 위치에 형성되어 있으며, 광흡수막(20)의 두께는, 길이 t2보다 크다. 또, 광흡수막(20)은, 볼록부(16)를 구성하는 면(17) 및 제1면(14)의 2개의 면에 접하고 있다.
본원에 따른 광학 필터는, 상기 실시예의 구체적인 구성에 상관없이, 광흡수막이 배치되는 관통 구멍의 내부에 볼록부 또는 오목부가 있을 때에, 광흡수막이 그 볼록부 또는 오목부의 일부 또는 전부와 접하고 있어도 된다. 혹은, 그 볼록부 또는 오목부를 구성하는 면 중 적어도 2개의 면에 광흡수막이 접하고 있어도 된다.
프레임(10)의 표면의 색은, 특정의 색에 한정되지 않는다. 프레임(10)의 관통 구멍(12)에 접하는 부분은, 예를 들면 흑색이며, 프레임(10)의 전체의 표면의 색이 흑색이어도 된다. 이 경우, 예를 들면, 광학 필터(1)를 촬상 장치에 이용할 때에 프레임(10)에 있어서의 광의 재반사를 억제할 수 있다. 프레임(10)은, 광의 재반사를 억제할 수 있는 색으로 착색되어 있어도 된다.
프레임(10)의 표면은, 광택이 억제된 매트한 표면이어도 되고, 광이 난반사되도록 미소한 요철이 프레임(10)의 표면에 형성되어 있어도 된다. 이에 따라, 프레임(10)의 표면에서 재반사하는 광을 확산시킬 수 있다. 그 결과, 광학 필터(1)를 촬상 장치에 이용할 때에, 광의 직접적인 반사에 의해 형성되는 고스트 또는 플레어를 억제하기 쉽다.
프레임(10)은, 도 2a 및 도 2b에 나타내는, 프레임(10x)과 같이 변경되어도 된다. 프레임(10x)은, 특별히 설명하는 부분을 제외하고 프레임(10)과 동일하게 구성되어 있다. 프레임(10)의 구성 요소와 동일 또는 대응하는 프레임(10x)의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙인다. 프레임(10x)의 평면에서 보았을 때에서의 관통 구멍(12)의 형상은 타원이다. 프레임(10x)에 있어서, π(S1/2)×(S2/2)×(t3-t4)의 체적의 타원기둥 형상의 공간과, π(s1/2)×(s2/2)×t4의 체적의 타원기둥 형상의 공간이 늘어서도록 관통 구멍(12)이 형성되어 있다. S1 및 s1의 각각은 타원의 긴 축의 길이이며, S2 및 s2의 각각은 타원의 짧은 축의 길이이다. 또한, 평면에서 보았을 때에서의 관통 구멍(12)의 형상이 원인 경우, S1=S2이며, s1=s2이다. t3은, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 프레임(10x)의 치수이며, t4는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 프레임(10x)의 일단과 제1면(14) 사이의 거리이다. S1 및 S2의 각각은, 예를 들면, 5~30mm이며, s1 및 s2의 각각은, 예를 들면, 3~25mm이다. t3은, 예를 들면 0.2~2mm이며, 0.2~1.5mm여도 되고, 0.3~0.9mm여도 된다. t4는, 예를 들면 0.1~0.5mm이며, 0.1~0.25mm여도 된다.
광흡수막(20)의 두께의 t3에 대한 비(광흡수막(20)의 두께를 t3으로 나눈 값)는, 특정의 값에 한정되지 않는다. 그 비는, 0.6 이상이어도 되고, 1 이상이어도 된다. 또, 광흡수막(20)의 두께의 t3에 대한 비는 2 이하여도 되고, 1.5 이하여도 된다. 광흡수막(20)의 두께의 t3에 대한 비는, 0.3~0.6이어도 되고, 또한 0.39~0.44여도 된다.
광흡수막(20)의 두께의 t4에 대한 비(광흡수막(20)의 두께를 t4로 나눈 값)는, 1보다 크다. 그 비는, 2 이하여도 되고, 1.2~1.6이어도 되고, 또한, 1.3~1.46이어도 된다. 광흡수막(20)의 두께 및 t4가 이와 같은 관계에 있는 경우, 광흡수막(20)의 관통 구멍(12)의 내측의 면에 대한 접촉 면적을 크게 할 수 있어, 광흡수막(20)의 프레임(10x)으로의 접착성의 향상이 도모된다.
프레임(10)은, 관통 구멍(12)을 갖는 한, 특정의 형상에 한정되지 않는다. 프레임(10)은, 예를 들면, 도 3a~도 3i에 나타내는, 프레임(10a~10i)과 같이 변경되어도 된다. 프레임(10a~10i)은, 특별히 설명하는 부분을 제외하고 프레임(10)과 동일하게 구성되어 있다. 프레임(10)의 구성 요소와 동일 또는 대응하는 프레임(10a~10i)의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙인다. 도 3a~도 3i는, 각각, 관통 구멍(12)의 축선을 포함하며 축선에 평행한 평면을 따라 형성된 프레임(10a~10i)의 단면을 나타낸다.
도 3a에 나타내는 프레임(10a)에 있어서, 관통 구멍(12)은, 광흡수막(20)(도시 생략)의 주면에 수직인 방향으로 연장되는 내면에 의해 형성되어 있다. 도 3b에 나타내는 프레임(10b)에 있어서, 관통 구멍(12)은, 테이퍼 구멍으로서 형성되어 있다. 도 3c에 나타내는 프레임(10c)에 있어서, 관통 구멍(12)은, 테이퍼 구멍으로서 형성된 부분과, 광흡수막(20)의 주면에 수직인 방향으로 연장되는 내면에 의해 형성된 부분을 갖는다. 도 3d에 나타내는 프레임(10d) 및 도 3e에 나타내는 프레임(10e)의 각각은, 관통 구멍(12)에 접하는 볼록부(16)를 구비하고 있다. 볼록부(16)는, 관통 구멍(12)의 주위에 환상으로 형성되어 있다. 프레임(10d)에 있어서의 볼록부(16)는, 예를 들면, 광흡수막(20)의 주면에 평행한 한 쌍의 측면과, 그들의 측면을 접속하는 단면을 갖는다. 예를 들면, 볼록부(16)에 있어서의 한 쌍의 측면의 한쪽이 제1면(14)을 이룬다. 프레임(10e)에 있어서의 볼록부(16)는, 테이퍼의 형상을 갖는다.
도 3f에 나타내는 프레임(10f) 및 도 3g에 나타내는 프레임(10g)의 각각은, 관통 구멍(12)에 접하는 오목부(18)를 구비하고 있다. 오목부(18)는, 환상으로 형성되어 있으며, 관통 구멍(12)의 일부에 포함된다. 프레임(10f)에 있어서의 오목부(18)는, 예를 들면, 광흡수막(20)의 주면에 평행이며, 또한, 서로 마주 보는 한 쌍의 측면을 갖는다. 한 쌍의 측면의 한쪽이 제1면(14)을 이루고 있어도 된다. 프레임(10g)에 있어서의 오목부(18)는, 쐐기 형상의 홈을 형성하고 있다.
도 3h에 나타내는 프레임(10h)에 있어서, 관통 구멍(12)에 접하는 서로 직교하는 방향으로 연장되어 있는 한 쌍의 내면은, 그들의 내면에 대해 경사진 면에 의해 접속되어 있어도 된다. 예를 들면, 관통 구멍(12)의 축선을 포함하고 그 축선에 평행한 평면을 따라 형성되는 프레임(10h)의 단면에 있어서, 서로 직교하는 방향으로 연장되어 있는 한 쌍의 내면의 윤곽은, 그 양쪽의 윤곽에 대해 45°의 각도로 경사진 윤곽에 의해 접속되어 있다. 관통 구멍(12)에 접하는 서로 직교하는 방향으로 연장되어 있는 한 쌍의 내면은, 둥그스름한 곡면에 의해 접속되어 있어도 된다. 프레임(10h)의 상기의 형상은, 도 1b에서 표시되는 광학 필터가 갖는 프레임에 있어서, 볼록부(16)를 갖는 관통 구멍을 이루는 내면의 일부의 모서리부에 대해, 적당량의 C면 또는 R면취한 것이라고 할 수 있다. C면의 크기는, C0.01~C0.25여도 되고, C0.025~C0.1이어도 된다. R면의 크기는, R0.01~R0.25여도 되고, R0.025~R0.1이어도 된다. 또한, 상기의 도 3a~도 3g의 프레임의 관통 구멍을 이루는 내면의 일부에 대해 이와 같은 면취를 해도 된다.
도 3i에 나타내는 프레임(10i)은, 관통 구멍(12)에 접하고 있는 볼록부(16)를 구비하고 있다. 볼록부(16)는, 광흡수막(20)(도시 생략)의 주면에 수직인 방향에 있어서의 프레임(10i)의 양단면에서 테이퍼 형상으로 형성된 면을 갖는다.
도 1b에 나타내는 대로, 광흡수막(20)은, 예를 들면, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 프레임(10)의 치수보다 작은 두께를 갖는다. 이 경우, 광흡수막(20)의 두께가 작은 경우에서도, 광흡수막(20)이 프레임(10)과 일체로 되어 있으므로, 광학 필터(1)의 취급이 용이하다.
광흡수막(20)의 두께는, 특정의 두께에 한정되지 않는다. 광흡수막(20)은, 예를 들면, 1μm~1000μm의 두께를 갖는다.
광흡수막(20)의 두께는, 10μm~500μm여도 되고, 50μm~300μm여도 된다.
도 1b에 나타내는 대로, 광흡수막(20)은, 예를 들면 제1 주면(22)을 갖는다. 제1 주면(22)은, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 프레임(10)의 일단과 타단 사이에 형성되어 있다. 이 경우, 제1 주면(22)에 접하지 않고 광학 필터(1)를 이동시키는 것이 가능하여, 광학 필터(1)를 구비한 제품의 수율이 높아지기 쉽다. 제1 주면(22)은, 예를 들면, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서, 제1면(14)을 덮도록 형성되어 있다. 제1 주면(22)은, 제1면(14)과 동일 평면을 이루도록 형성되어 있어도 된다.
도 1b에 나타내는 대로, 광흡수막(20)은, 예를 들면 제2 주면(24)을 갖는다. 제2 주면(24)은, 예를 들면, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 프레임(10)의 일단과 동일 평면을 이루도록 형성되어 있다. 이 경우, 광학 필터(1)에 있어서 광흡수막(20)의 제2 주면(24)에 의해 단차가 생기지 않아, 광학 필터(1)를 운반할 때에, 광흡수막(20)이 다른 부재와 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 광학 필터(1)를 구비한 제품의 수율이 높아지기 쉽다. 또, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 관통 구멍(12)의 일단에는 광흡수막(20)이 존재하므로, 관통 구멍(12)에 접한 프레임(10)의 내면에 광이 직접 조사되는 것을 방지할 수 있다. 제2 주면(24)은, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 프레임(10)의 일단과 타단 사이에 형성되어 있어도 된다.
도 1b에 나타내는 대로, 광흡수막(20)은, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 볼록부(16)와 겹쳐 있다. 도 3j~도 3p에 나타내는 대로, 예를 들면, 광흡수막(20)은, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 프레임의 관통 구멍의 내부에 형성된 볼록부의 적어도 일부 또는 오목부의 적어도 일부와 겹쳐 있어도 된다.
도 3j 및 도 3k는, 각각, 도 3d에 나타내는 프레임(10d)의 관통 구멍(12)의 내부에 광흡수막(20)을 형성하여 얻어진 광학 필터를 나타낸다. 도 3j에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 볼록부(16)의 전체와 겹쳐 있다. 도 3k에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 볼록부(16)의 일부와 겹쳐 있다.
도 3j에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)이 프레임(10d)의 관통 구멍의 내부의 볼록부(16)를 구성하는 3개의 면(프레임(10d)의 단면에 평행한 2개의 면 및 그 면에 수직인 면)에 접하고 있다. 도 3k에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)이 프레임(10d)의 관통 구멍의 내부의 볼록부(16)를 구성하는 2개의 면(프레임(10d)의 단면에 평행한 1개의 면 및 그 면에 수직인 면)에 접하고 있다.
도 3l은, 도 3e에 나타내는 프레임(10e)의 관통 구멍(12)의 내부에 광흡수막(20)을 형성하여 얻어진 광학 필터를 나타낸다. 도 3l에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 볼록부(16)의 전체와 겹쳐 있다. 도 3l에 나타내는 광학 필터에 있어서, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 볼록부(16)의 일부와 겹쳐 있어도 된다.
도 3l에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)이 프레임(10e)의 관통 구멍의 내부의 관통 구멍의 중심부를 향하여 돌출된 삼각형 형상의 볼록부를 구성하는 2개의 면에 접하고 있다. 또, 도 3l에 나타내는 광학 필터에 포함되는 프레임(10e)에서는, 관통 구멍의 내부에 볼록부를 갖지만, 도 1b 등의 광학 필터에 포함되는 프레임과 같이, 프레임의 일단면에 평행한 면을 볼록부는 갖지 않는다. 이와 같은 구성도 본원 발명에 포함된다.
도 3m 및 도 3n은, 각각, 도 3f에 나타내는 프레임(10f)의 관통 구멍(12)의 내부에 광흡수막(20)을 형성하여 얻어진 광학 필터를 나타낸다. 도 3m에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 오목부(18)의 전체와 겹쳐 있다. 도 3n에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 오목부(18)의 일부와 겹쳐 있다.
도 3m에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)이 프레임(10f)의 관통 구멍의 내부의 오목부(18)를 구성하는 3개의 면(프레임(10f)의 단면에 평행한 2개의 면 및 그 면에 수직인 면)에 접하고 있다. 도 3n에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)이 프레임(10f)의 관통 구멍의 내부의 오목부(18)를 구성하는 2개의 면(프레임(10d)의 단면에 평행한 1개의 면 및 그 면에 수직인 면)에 접하고 있다.
도 3o는, 도 3g에 나타내는 프레임(10g)의 관통 구멍(12)의 내부에 광흡수막(20)을 형성하여 얻어진 광학 필터를 나타낸다. 도 3o에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 오목부(18)의 전체와 겹쳐 있다. 도 3o에 나타내는 광학 필터에 있어서, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 오목부(18)의 일부와 겹쳐 있어도 된다.
도 3o에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)이 프레임(10g)의 관통 구멍의 내부의 관통 구멍의 외측을 향하여 오목한 삼각형 형상의 오목부를 구성하는 2개의 면에 접하고 있다. 또, 도 3o에 나타내는 광학 필터에 포함되는 프레임(10g)에서는, 관통 구멍의 내부에 오목부를 갖지만, 도 1b 등의 광학 필터에 포함되는 프레임과 같이, 프레임의 일단면에 평행한 면을 오목부는 갖지 않는다. 이와 같은 구성도 본원 발명에 포함된다.
도 3p는, 도 3i에 나타내는 프레임(10i)의 관통 구멍(12)의 내부에 광흡수막(20)을 형성하여 얻어진 광학 필터를 나타낸다. 도 3p에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 볼록부(16)의 일부와 겹쳐 있다. 도 3p에 나타내는 광학 필터에 있어서, 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서 광흡수막(20)이 볼록부(16)의 전체와 겹쳐 있어도 된다.
도 3p에 나타내는 광학 필터에서는, 광흡수막(20)이 프레임(10i)의 관통 구멍의 내부의 관통 구멍의 중심부를 향하여 돌출된 사다리꼴 형상의 볼록부를 구성하는 3개의 면에 접하고 있다. 또, 도 3p에 나타내는 광학 필터에 포함되는 프레임(10i)에 있어서도, 관통 구멍의 내부에 볼록부를 갖지만, 도 1b 등의 광학 필터에 포함되는 프레임과 같이, 프레임의 일단면에 평행한 면을 볼록부는 갖지 않는다. 이와 같은 구성도 본원 발명에 포함된다.
이와 같이, 도 1b, 도 3j~도 3p에 따른 광학 필터에 있어서는, 광학 필터에 포함되는 프레임의 관통 구멍의 내부의 볼록부 또는 오목부를 구성하는 면 중, 적어도 2개의 면이 광흡수막과 접하고 있다.
광흡수막(20)은, 소정의 파장의 광을 흡수 가능한 한, 특정의 막에 한정되지 않는다. 광흡수막(20)은, 예를 들면, 이하의 (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), 및 (VII)의 요건을 만족하는 투과 스펙트럼을 갖는다.
(I) 파장 380nm~440nm의 범위에 50%의 투과율을 나타내는 제1 컷오프 파장이 존재한다.
(II) 파장 600nm~720nm의 범위에 50%의 투과율을 나타내는 제2 컷오프 파장이 존재한다.
(III) 파장 300nm~350nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은 1% 이하이다.
(IV) 파장 450nm~600nm에 있어서의 평균 투과율은 75% 이상이다.
(V) 파장 750nm~1000nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은 5% 이하이다.
(VI) 파장 800nm~950nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은 4% 이하이다.
(VII) 파장 1100nm에 있어서의 투과율은 20% 이하이다.
본 명세서에 있어서, 「파장 Xnm~Ynm의 범위에 있어서의 최대 투과율이 A% 이하이다」라는 것은, 파장 Xnm~Ynm의 범위의 전역에 있어서 투과율이 A% 이하인 것과 동의이다.
상기 (I)의 요건에 관해서, 제1 컷오프 파장은, 바람직하게는 파장 385nm~435nm의 범위에 존재하고, 보다 바람직하게는 파장 390nm~430nm의 범위에 존재한다.
상기 (II)의 요건에 관해서, 제2 컷오프 파장은, 바람직하게는 파장 610nm~700nm의 범위에 존재하고, 보다 바람직하게는 파장 620nm~680nm의 범위에 존재한다.
상기 (IV)의 요건에 관해서, 파장 450nm~600nm에 있어서의 평균 투과율은, 바람직하게는 78% 이상이며, 보다 바람직하게는 80% 이상이다.
상기 (V)의 요건에 관해서, 파장 750nm~1000nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은, 바람직하게는 3% 이하이며, 보다 바람직하게는 1% 이하이다.
상기 (VI)의 요건에 관해서, 파장 800nm~950nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은, 바람직하게는 2% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.5% 이하이다.
상기 (VII)의 요건에 관해서, 파장 1100nm에 있어서의 투과율은, 바람직하게는 15% 이하이며, 보다 바람직하게는 10% 이하이다.
광흡수막(20)은, 예를 들면, 프레임(10)의 내면에 직접 접촉함으로써, 프레임(10)에 고정되어 있다. 바꾸어 말하면, 광흡수막(20)과 프레임(10) 사이에는 접착제층이 존재하고 있지 않다. 광흡수막(20)은, 프레임(10)에 대해 접착제에 의해 고정되어 있어도 된다.
광흡수막(20)에 있어서의 광흡수성 화합물은, 소정의 파장의 광을 흡수 가능한 한, 특정의 화합물에 한정되지 않는다. 광흡수성 화합물은, 예를 들면, 하기 식 (a)로 표시되는 포스폰산과, 구리 성분을 포함하고 있어도 된다.
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［식 중, R11은, 알킬기, 아릴기, 니트로아릴기, 히드록시아릴기, 또는 아릴기에 있어서의 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있는 할로겐화 아릴기이다. ］
광흡수막(20)에 있어서, 예를 들면, 식 (a)로 표시되는 포스폰산이 구리 성분에 배위함으로써 광흡수성 화합물이 형성되어 있다. 예를 들면, 광흡수막(20)에 있어서 광흡수성 화합물을 적어도 포함하는 미립자가 형성되어 있다. 이 경우, 미립자들이 응집하지 않고 광흡수막(20)에 있어서 분산되어 있다. 이 미립자의 평균 입자경은, 예를 들면 5nm~200nm이다. 미립자의 평균 입자경이 5nm 이상이면, 미립자의 미세화를 위해 특별한 공정을 필요로 하지 않고, 광흡수성 화합물을 적어도 포함하는 미립자의 구조가 망가질 가능성이 작다. 또, 광흡수막(20)에 있어서 미립자가 양호하게 분산된다. 또, 미립자의 평균 입자경이 200nm 이하이면, 미 산란에 의한 영향을 저감할 수 있어, 광흡수막(20)의 가시광의 투과율을 향상시킬 수 있고, 촬상 장치에서 촬영된 화상의 콘트라스트 및 헤이즈 등의 특성의 저하를 억제할 수 있다. 미립자의 평균 입자경은, 바람직하게는 100nm 이하이다. 이 경우, 레일리 산란에 의한 영향이 저감되므로, 광흡수막(20)의 가시광에 대한 투명성이 높아진다. 또, 미립자의 평균 입자경은, 보다 바람직하게는 75nm 이하이다. 이 경우, 광흡수막(20)의 가시광에 대한 투명성이 특히 높다. 또한, 미립자의 평균 입자경은, 광흡수막(20)을 위한 조성물에 있어서 동적 광산란법을 적용하여 측정할 수 있다.
광흡수막(20)은, 예를 들면, 알콕시실란의 가수분해 축합물을 함유하고 있다. 이 경우, 광흡수막(20)은, 실록산 결합(-Si-O-Si-)을 갖는 강고한 골격을 갖는다.
광흡수막(20)에 함유되어 있는 알콕시실란의 가수분해 축합물은, 예를 들면, 디알콕시실란의 가수분해 축합물을 포함한다. 이에 따라, 광흡수막(20)에 있어서 실록산 결합을 갖는 강고한 골격이 형성되고, 또한, 디알콕시실란에서 유래한 유기 관능기에 의해 광흡수막(20)에 원하는 유연성을 갖게 하기 쉽다. 이 때문에, 광흡수막(20)을 절단할 때에 크랙 및 치핑이 발생하기 어렵다. 이에 더하여, 광흡수막(20)이 구부러지도록 외력이 가해졌을 때에, 광흡수막(20)이 파손되기 어렵다. 또, 프레임(10)의 열팽창 계수와, 광흡수막(20)의 열팽창 계수의 차가 커도, 광흡수막(20)이 프레임(10)의 팽창이나 수축에 따라 유연하게 변형할 수 있다. 이 때문에, 열 응력의 영향을 받기 어려워, 히트 사이클 시험에 있어서 크랙이나 프레임(10)으로부터의 광흡수막(20)의 벗겨짐 등의 문제가 생기기 어렵다.
디알콕시실란의 가수분해 축합물은, 특정의 디알콕시실란의 가수분해 축합물에 한정되지 않는다. 이 가수분해 축합물은, 예를 들면, 규소 원자에 결합하고 있는, 1~6개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소기를 갖는 디알콕시실란에서 유래하고 있다. 디알콕시실란은, 할로겐화 탄화수소기를 갖고 있어도 된다. 할로겐화 탄화수소기에 있어서, 규소 원자에 결합하고 있는, 1~6개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소기에 있어서의 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있다.
디알콕시실란의 가수분해 축합물은, 예를 들면, 하기 식 (b)로 표시되는 알콕시실란에서 유래하고 있어도 된다. 이 경우, 보다 확실히, 광흡수막(20)에 원하는 유연성이 부여되기 쉽다.
(R2)2-Si-(OR3)2 (b)
［식 중, R2는, 각각 독립적으로 1~6개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이며, R3은, 각각 독립적으로 1~8개의 탄소 원자를 갖는 알킬기이다. ］
디알콕시실란의 가수분해 축합물은, 예를 들면, 디메틸디에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 또는 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란의 가수분해 축합물이어도 된다.
알콕시실란의 가수분해 축합물은, 테트라알콕시실란 및 트리알콕시실란 중 적어도 하나의 가수분해 축합물을 추가로 포함하고 있어도 된다. 이에 따라, 광흡수막(20)에 있어서 실록산 결합에 의해 치밀한 구조가 형성되기 쉽다.
알콕시실란의 가수분해 축합물은, 테트라알콕시실란의 가수분해 축합물 및 트리알콕시실란의 가수분해 축합물을 추가로 포함하고 있어도 된다. 이에 따라, 보다 확실히, 광흡수막(20)에 있어서 실록산 결합에 의해 치밀한 구조가 형성되기 쉽다.
광흡수막(20)에 포함되는 알콕시실란의 가수분해 축합물을 위한 테트라알콕시실란 또는 트리알콕시실란은, 특정의 알콕시실란에 한정되지 않는다. 예를 들면, 광흡수막(20)에 포함되는 알콕시실란의 가수분해 축합물을 위한 테트라알콕시실란 또는 트리알콕시실란은, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 및 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나이다.
광흡수막(20)에 함유되어 있는 알콕시실란 및 알콕시실란의 가수분해 축합물에 있어서의 디알콕시실란 및 디알콕시실란의 가수분해 축합물의 분량은, 특정의 값에 한정되지 않는다. 광흡수막(20)에 함유되어 있는 알콕시실란 및 알콕시실란의 가수분해 축합물의 합계량에 대한, 광흡수막(20)에 함유되어 있는 디알콕시실란 및 디알콕시실란의 가수분해 축합물의 함유량의 비는, 그들을 완전 가수분해 축합물로 환산한 질량 기준으로, 예를 들면 6~48%이다. 이에 따라, 보다 확실히, 연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 광흡수막(20)의 영률의 평균값이 원하는 범위로 조정되기 쉽다. 그 비는, 바람직하게는 8~35%이며, 보다 바람직하게는 10~30%이다. 이 경우, 광흡수막(20)이 높은 내습성을 갖기 쉽다. 왜냐하면, 실록산 결합에 의해 치밀한 구조가 형성되어, 고습 환경에 있어서 광흡수성 화합물이 응집되기 어렵기 때문이다.
광흡수막(20)은, 예를 들면, 인산 에스테르를 추가로 함유하고 있다. 인산 에스테르의 작용에 의해, 광흡수막(20)에 있어서, 광흡수성 화합물이 양호하게 분산되기 쉽다. 광흡수막(20)에 있어서, 알콕시실란에서 유래하는 화합물은, 인산 에스테르에 비해 광흡수막(20)에 대해 높은 내습성을 부여하면서 광흡수성 화합물을 적절히 분산시킬 수 있다. 이 때문에, 광흡수막(20)에 있어서의 알콕시실란의 함유에 의해, 인산 에스테르의 사용량을 저감할 수 있다. 광흡수막(20)의 형성에 있어서, 광흡수성 화합물의 주위에 존재하는 알콕시실란이 디알콕시실란과 반응함으로써, 광흡수막(20)이 균질하고 높은 치밀성을 갖기 쉽다. 또한, 광흡수막(20)은, 인산 에스테르를 함유하고 있지 않아도 된다.
인산 에스테르는, 예를 들면, 폴리옥시알킬기를 갖는 인산 에스테르이다. 폴리옥시알킬기를 갖는 인산 에스테르는, 특정의 인산 에스테르에 한정되지 않는다. 폴리옥시알킬기를 갖는 인산 에스테르는, 예를 들면, 플라이서프 A208N： 폴리옥시에틸렌알킬(C12, C13)에테르인산 에스테르, 플라이서프 A208F： 폴리옥시에틸렌알킬(C8)에테르인산 에스테르, 플라이서프 A208B： 폴리옥시에틸렌라우릴에테르인산 에스테르, 플라이서프 A219B： 폴리옥시에틸렌라우릴에테르인산 에스테르, 플라이서프 AL： 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르인산 에스테르, 플라이서프 A212C： 폴리옥시에틸렌트리데실에테르인산 에스테르, 또는 플라이서프 A215C： 폴리옥시에틸렌트리데실에테르인산 에스테르이다. 이들은 모두 다이이치 공업 제약사 제조의 제품이다. 또, 인산 에스테르는, 예를 들면, NIKKOL DDP-2： 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산 에스테르, NIKKOL DDP-4： 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산 에스테르, 또는 NIKKOL DDP-6： 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산 에스테르여도 된다. 이들은, 모두 닛코 케미컬즈사 제조의 제품이다.
광흡수막(20)은, 예를 들면 수지를 추가로 포함하고 있다. 수지는, 특정의 수지에 한정되지 않는다. 수지는, 예를 들면, 실리콘 수지이다. 실리콘 수지는, 그 구조 내에 실록산 결합을 갖는 화합물이다. 이 경우, 알콕시실란의 가수분해 축중합물도 실록산 결합을 가지므로, 광흡수막(20)에 있어서, 알콕시실란의 가수분해 축중합물과 수지의 상성이 좋다.
수지는, 바람직하게는 페닐기 등의 아릴기를 포함하고 있는 실리콘 수지이다. 광흡수막(20)에 포함되는 수지가 단단(리지드)하면, 광흡수막(20)의 두께가 증가함에 따라서, 광흡수막(20)의 제조 공정 중에 경화 수축에 의해 크랙이 생기기 쉽다. 수지가 아릴기를 포함하는 실리콘 수지이면, 광흡수막(20)이 양호한 내크랙성을 갖기 쉽다. 또, 아릴기를 포함하는 실리콘 수지는, 식 (a)로 표시되는 포스폰산과 높은 상용성을 가져, 광흡수성 화합물을 응집시키기 어렵다. 수지로서 사용되는 실리콘 수지의 구체예로는, KR-255, KR-300, KR-2621-1, KR-211, KR-311, KR-216, KR-212, KR-251, 및 KR-5230을 들 수 있다. 이들은 모두 신에츠 화학 공업사 제조의 실리콘 수지이다.
광학 필터(1)의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 광학 필터(1)의 제조 방법은, 예를 들면, 이하의 (i) 및 (ii)의 공정을 포함한다.
(i) 프레임(10)의 관통 구멍(12)을 막도록 광흡수성 화합물을 함유하는 수지 조성물을 공급한다.
(ii) (i)에서 공급한 수지 조성물을 경화시켜 광흡수막(20)을 형성한다.
도 4는, 본 실시예에 따른 광학 필터(1)를 제조하는 예를 설명하기 위한 흐름도이며, 일례로서, 도 1a 및 도 1b에 따른 광학 필터(1)를 제조하는 방법을 설명한다. 이 설명 및 설명을 위해 이용하는 도 4는, 본원 발명에 따른 광학 필터의 제조 방법의 주된 부분을 설명하는 것이며, 구체적이고 또한 확정적인 구성을 반영하고 있는 것이 아닌 점에 주의한다.
광학 필터(1)는, 도 4에 나타내는 방법에 의해 제조되어도 된다. 이 방법에 있어서, 우선, 기판(30)이 제공된다. 기판(30)은 특정의 기판에 한정되지 않는다. 기판(30)은, 유리 기판이어도 되고, 스테인리스 및 알루미늄 등의 금속제의 기판이어도 되고, 알루미나 및 지르코니아 등의 세라믹스제의 기판이어도 되고, 수지제의 기판이어도 된다. 기판(30)은, 바람직하게는 유리 기판이다. 이 경우, 용이하게 또한 염가로 평활한 표면이 얻어지기 쉽다.
도 4로부터 이해되는 바와 같이, 기판(30)은 적어도 하나의 평평한 주면을 갖는다.
다음에, 기판(30)의 주면 상에 코팅(32)을 형성한다. 코팅(32)은, 후속 공정에 있어서 광흡수막(20)의 박리가 용이해지도록 형성되어 있다. 코팅(32)은, 예를 들면, 소수성 또는 발수성을 갖는다. 코팅(32)은, 예를 들면, 불소 화합물을 함유하고 있다. 기판(30)에는, 코팅(32)의 형성 이외 방법에 의해, 후속 공정에 있어서 광흡수막(20)의 박리가 용이해지는 표면 처리가 실시되어도 된다. 기판(30)의 주면이 광흡수막(20)의 박리가 용이한 특성을 갖는 경우, 코팅(32)의 형성 및 그 외의 표면 처리는 생략되어도 된다. 예를 들면, 기판(30)이 불소 수지제의 기판인 경우, 코팅(32)의 형성 및 그 외의 표면 처리는 생략 가능하다.
다음에, 코팅(32) 상에 프레임(10)을 설치한다. 이 경우, 지그(도시 생략)에 의해, 프레임(10)을 기판(30)에 대해 고정해도 된다. 1장의 기판(30)에 대해, 복수의 프레임(10)이 설치되어도 된다. 바람직하게는, 프레임(10)의 일부의 면과 코팅(32)의 표면 사이에 극간이 생기지 않도록 이들이 밀착된 상태에서 프레임(10)이 설치된다.
프레임(10)은, 도 4(특히 위로부터 3번째)의, 그 단면도를 나타내는 도로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 평행한 2개의 평평한 주면을 갖는 평판 형상이며, 두께 방향으로 형성된 관통 구멍(12)을 갖는다. 프레임(10)의 주면의 하나는 기판(30)의 평평한 주면, 또는, 기판(30)의 주면 상에 형성된 코팅(32)의 면에 접지된다. 프레임(10)은, 관통 구멍(12)의 내부에 볼록부(16)를 포함한다. 또, 볼록부(16)는, 프레임(10)의 주면에 평행한 제1면(14)을 포함한다.
다음에, 소정량의 광흡수성 조성물(20a)이 프레임(10)의 관통 구멍(12)을 막도록 공급된다. 광흡수성 조성물(20a)의 공급량은, 광흡수성 조성물(20a)을 경화시켜 얻어지는 광흡수막(20)이 원하는 투과 스펙트럼 등의 원하는 광학 특성을 발휘할 수 있는 두께를 갖도록 조정된다.
이 때에, 도 4(특히 위로부터 4번째 또는 5번째)로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 광흡수막(20)의 두께 방향의 한쪽의 단면이, 기판(30)의 평평한 주면, 또는, 기판(30)의 주면 상에 형성된 코팅(32)의 면에 밀착된다. 이에 따라 광흡수막(20)의 두께 방향의 하나의 주면은 프레임(10)의 하나의 주면과 대략 면일이 되는 것이 예정된다.
또, 도 4(특히 위로부터 4번째 또는 5번째)로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 기판(30)과 반대측의 광흡수막(20)의 단면은, 제1면(14)의 높이를 넘도록 광흡수성 조성물(20a)이 공급됨으로써 형성된다.
다음에, 광흡수성 조성물(20a)을 경화시켜 광흡수막(20)을 형성한다. 예를 들면, 가열로 또는 오븐의 내부에서 광흡수성 조성물(20a)을 가열함으로써 광흡수성 조성물(20a)을 경화시킬 수 있다. 광흡수성 조성물(20a)의 경화 조건은, 예를 들면, 광흡수성 조성물(20a)에 포함되는 경화성 수지의 경화 조건에 따라서 조정될 수 있다. 경화 조건에는, 광흡수성 조성물(20a)의 분위기의 온도에 관한 조건과, 시간에 관한 조건을 포함할 수 있다.
도 4로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 광흡수막(20)의 두께의 길이 t2에 대한 비는, 1보다 크다. 길이 t2는, 프레임(10)의 일단면과 제1면(14) 사이의 광흡수막(20)의 두께 방향에 있어서의 거리에 대응하고 있다.
다음에, 광흡수막(20)이 프레임(10)과 함께 기판(30)으로부터 벗겨진다. 이에 따라, 광학 필터(1)를 얻을 수 있다. 광흡수막(20)이 알콕시실란 또는 그 가수분해물을 포함하는 경우, 광흡수막(20)을 약 60℃~90℃의 온도 및 90% 이하의 소정의 상대 습도의 분위기에 노출시킴으로써, 광흡수막(20)에 있어서 실록산 결합의 형성을 촉진해도 된다. 이에 따라, 광흡수막(20)의 매트릭스가 보다 강고해지기 쉽다.
광흡수막(20)을 형성 가능한 한, 광흡수성 조성물(20a)은 특정의 조성물에 한정되지 않는다. 광흡수성 조성물(20a)은, 예를 들면, 광흡수막(20)에 함유되어 있는 성분 또는 광흡수막(20)에 함유되어 있는 성분의 전구 물질을 함유하고 있다. 광흡수성 화합물이 상기의 포스폰산과 구리 성분을 포함하는 경우를 예로, 광흡수성 조성물(20a)의 조제 방법의 일례를 설명한다.
예를 들면, 광흡수성 조성물(20a)이, 식 (a)에 있어서 R11이 아릴기, 니트로아릴기, 히드록시아릴기, 또는 할로겐화 아릴기인, 포스폰산(아릴계 포스폰산)을 함유하고 있는 경우, 이하와 같이 하여 D액이 조제된다. 아세트산 구리일수화물 등의 구리염을 테트라히드로푸란(THF) 등의 소정의 용매에 첨가하고 교반하여, 구리염의 용액인 A액을 조제한다. 다음에, 아릴계 포스폰산을 THF 등의 소정의 용매에 첨가하고 교반하여, B액을 조제한다. 식 (a)로 표시되는 포스폰산으로서 복수 종류의 아릴계 포스폰산을 이용하는 경우, 각 아릴계 포스폰산을 THF 등의 소정의 용매에 첨가한 후에 교반하고 아릴계 포스폰산의 종류마다 조제한 복수의 예비액을 혼합하여 B액을 조제해도 된다. 예를 들면, B액의 조제에 있어서 알콕시실란이 첨가된다. A액을 교반하면서, A액에 B액을 첨가하고 소정 시간 교반한다. 다음에, 이 용액에 톨루엔 등의 소정의 용매를 첨가하고 교반하여, C액을 얻는다. 다음에, C액을 가온하면서 소정 시간 탈용매 처리를 행하여, D액을 얻는다. 이에 따라, THF 등의 용매 및 아세트산(비점： 약 118℃) 등의 구리염의 해리에 의해 발생하는 성분이 제거되고, 식 (a)로 표시되는 포스폰산과 구리 성분이 반응함으로써 광흡수성 화합물이 생성된다. C액을 가온하는 온도는, 구리염으로부터 해리한 제거되어야 할 성분의 비점에 의거하여 정해져 있다. 또한, 탈용매 처리에 있어서는, C액을 얻기 위해 이용한 톨루엔(비점： 약 110℃) 등의 용매도 휘발한다. 이 용매는, 광흡수성 조성물(20a)에 있어서 어느 정도 잔류하고 있는 것이 바람직하기 때문에, 이 관점에서 용매의 첨가량 및 탈용매 처리의 시간이 정해져 있으면 된다. 또한, C액을 얻기 위해 톨루엔 대신에 o-크실렌(비점： 약 144℃)을 이용할 수도 있다. 이 경우, o-크실렌의 비점은 톨루엔의 비점보다 높기 때문에, 첨가량을 톨루엔의 첨가량의 4분의 1 정도로 저감할 수 있다.
광흡수성 조성물(20a)이, 식 (a)에 있어서 R11이 알킬기인 포스폰산(알킬계 포스폰산)을 함유하고 있는 경우, 예를 들면, 이하와 같이 하여 H액이 추가로 조제된다. 우선, 아세트산 구리일수화물 등의 구리염을 테트라히드로푸란(THF) 등의 소정의 용매에 첨가하고 교반하여, 구리염의 용액인 E액을 얻는다. 또, 알킬계 포스폰산을 THF 등의 소정의 용매에 첨가하고 교반하여, F액을 조제한다. 알킬계 포스폰산으로서 복수 종류의 포스폰산을 이용하는 경우, 각 알킬계 포스폰산을 THF 등의 소정의 용매에 첨가한 후에 교반하고 알킬계 포스폰산의 종류마다 조제한 복수의 예비액을 혼합하여 F액을 조제해도 된다. 예를 들면, F액의 조제에 있어서 알콕시실란이 추가로 첨가된다. E액을 교반하면서, E액에 F액을 첨가하고 소정 시간 교반한다. 다음에, 이 용액에 톨루엔 등의 소정의 용매를 첨가하고 교반하여, G액을 얻는다. 다음에, G액을 가온하면서 소정 시간 탈용매 처리를 행하여, H액을 얻는다. 이에 따라, THF 등의 용매 및 아세트산 등의 구리염의 해리에 의해 발생하는 성분이 제거된다. G액을 가온하는 온도는 C액과 동일하게 결정되며, G액을 얻기 위한 용매도 C액과 동일하게 결정된다.
예를 들면, D액과 H액을 소정의 비율로 혼합하면서 알콕시실란을 첨가하고, 필요에 따라, 실리콘 수지 등의 경화성 수지를 첨가함으로써, 광흡수성 조성물(20a)을 조제할 수 있다. 이 경우, 디알콕시실란은, D액과 H액의 혼합 후에 첨가되어도 된다. 광흡수성 조성물(20a)에 있어서, 아릴계 포스폰산 및 알킬계 포스폰산은, 구리 성분과 반응하여 착체를 형성해도 된다. 또, 첨가되어 있는 인산 에스테르의 일부가 구리 성분과 반응하여 마찬가지로 착체를 형성하고 있어도 되고, 인산 에스테르의 일부가 포스폰산 또는 구리 성분과 반응하여 착체를 형성해도 된다. 광흡수성 조성물(20a)을 경화시켜 형성된 광흡수막(20)은, 각 재료, 특히 구리 이온 등의 구리 성분의 작용에 의해, 원하는 광흡수 성능을 발휘할 수 있다.
광학 필터(1)는, 광흡수막(20)의 한쪽의 주면 또는 양쪽의 주면 상에 다른 기능성막을 구비하고 있어도 된다. 기능성막은, 예를 들면, 반사 방지 또는 반사 저감의 기능을 갖고 있는 반사 방지막이다. 반사 방지막은, 예를 들면, 광흡수막(20)에 있어서 투과가 기대되는 가시광역의 광의 반사를 저감하도록 설계 또는 제작되어 있어도 된다. 이에 따라, 가시광역의 광의 투과율의 향상이 도모되고, 광학 필터(1)를 촬상 장치에 이용했을 때에 밝은 화상을 취득하기 쉽다. 반사 방지막은, 광흡수막(20)의 주면 상에 적절한 두께로 유전체의 막을 형성함으로써 얻어진다. 유전체의 예는, SiO2, TiO2, Ti3N4, Al2O3, 및 MgO이다. 반사 방지막은, 유전체의 단층막이어도 되고, 상이한 종류의 유전체의 다층막이어도 된다. 예를 들면, 굴절률이 낮은 재료를 사용하여 반사 방지막을 형성하는 경우, 반사 방지막은, 보다 적은 층수로, 양호한 반사 방지 기능을 발휘할 수 있다. 예를 들면, 중공 입자 또는 그 졸을 포함하는 재료가 수지 또는 그 외의 재료의 매트릭스에 의해 내포되었을 때, 중공 입자의 겉보기 굴절률이 낮기 때문에 전체적으로 저굴절률의 막 또는 층을 형성할 수 있다. 중공 입자로는, SiO2 또는 TiO2 등으로 구성된 것이 출시되어 있다. 또, 반사 방지막의 매트릭스로는, 경화성 수지 또는 졸 겔법에 의해 경화시킬 수 있으며 낮은 굴절률을 갖는 실란 화합물 등이 적합하다.
기능성막은, 일부의 광을 반사할 수 있는 반사막이어도 된다. 반사막은, 광흡수막(20)과 마찬가지로, 일부의 광을 차폐하는 기능을 갖는다. 광흡수막(20)과 반사막의 협동에 의해, 소정의 파장의 광을 차폐할 수 있다. 반사막은, 예를 들면, 유전체의 다층막으로서 형성할 수 있다. 이 경우, 반사막의 파장 특성에 관한 설계의 자유도가 높기 때문에, 보다 세밀하게 광의 차폐를 조정할 수 있다. 또, 광학 필터(1)에 의해 차폐되어야 할 광의 일부를 반사 기능에 의해 차폐할 수 있으므로, 광흡수막(20)에 요구되는 흡광도의 저감을 도모할 수 있다. 그 결과, 광흡수막(20)의 두께의 저감 또는 광흡수막(20)에 포함되는 광흡수성 화합물의 농도를 저감할 수 있다. 반사막은, 광흡수막(20)의 주면 상에 유전체의 막을 적절한 두께로 형성함으로써 형성할 수 있다. 유전체의 예는, SiO2, TiO2, Ti3N4, Al2O3, 및 MgO이다. 반사막은, 유전체의 단층막이어도 되고, 유전체의 다층막이어도 된다.
기능성막은, 광흡수막(20)의 표면 외에, 프레임(10)의 표면의 일부를 덮도록 형성되어 있어도 된다.
광학 필터(1)를 구비한 촬상 장치를 제공할 수 있다. 도 5에 나타내는 대로, 촬상 장치(5)는, 촬상 소자(2)와, 렌즈(3)와, 광학 필터(1)를 구비하고 있다. 렌즈(3)는, 피사체로부터의 광을 투과시켜 촬상 소자(2)에 집광한다.
광학 필터(1)는, 예를 들면, 피사체로부터의 광의 광로에 있어서 렌즈(3)와 촬상 소자(2) 사이에 배치되어 있다. 촬상 소자(2)는, 예를 들면, 회로 기판(50) 상에 배치되어 있다. 촬상 장치(5)에 있어서, 예를 들면, 광학 필터(1)에 있어서의 광흡수막(20)의 주면과, 촬상 소자(2)의 수광면은 떨어져 있으며, 직접 접촉하고 있지 않다. 이 때문에, 촬상 장치(5)의 제조 공정의 난이도가 낮아지기 쉬워, 공정수의 저감 또는 촬상 장치(5)의 제조의 수율의 향상을 도모할 수 있다.
[실시예]
실시예에 의해, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
＜실시예 1＞
아세트산 구리일수화물 4.500g과 테트라히드로푸란(THF) 240g을 혼합하고, 3시간 교반하여 아세트산 구리 용액을 얻었다. 다음에, 얻어진 아세트산 구리 용액에, 인산 에스테르 화합물인 플라이서프 A208N(다이이치 공업 제약사 제조)를 1.646g 첨가하고 30분간 교반하여, A1액을 얻었다. 페닐포스폰산 0.706g에 THF 40g을 첨가하고 30분간 교반하여, B1α액을 얻었다. 4-브로모페닐포스폰산 4.230g에 THF 40g을 첨가하고 30분간 교반하여, B1β액을 얻었다. 다음에, B1α액과 B1β액을 혼합하고 1분간 교반하여, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 8.664g과, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 2.840g을 이 혼합액에 첨가하고, 추가로 1분간 교반하여, B1액을 얻었다. A1액을 교반하면서 A1액에 B1액을 첨가하고, 실온에서 1분간 교반했다. 다음에, 이 용액에 톨루엔 100g을 첨가한 후, 실온에서 1분간 교반하여, C1액을 얻었다. 이 C1액을 플라스크에 넣고 오일 배스(도쿄 이화 기계사 제조, 형식： OSB-2100)에서 가온하면서, 로터리 에바포레이터(도쿄 이화 기계사 제조, 형식： N-1110SF)에 의해, 탈용매 처리를 행했다. 오일 배스의 설정 온도는 105℃로 조정했다. 그 후, 플라스크 중에서 탈용매 처리 후의 D1액을 취출했다. 이와 같이 하여 아릴계 포스폰산과 구리 성분을 포함하는 액상 조성물인 D1액을 얻었다.
아세트산 구리일수화물 1.800g과, THF 100g을 혼합하여 3시간 교반하여 아세트산 구리 용액을 얻었다. 다음에, 얻어진 아세트산 구리 용액에, 인산 에스테르 화합물인 플라이서프 A208N을 1.029g 첨가하고 30분간 교반하여, E1액을 얻었다. 또, n-부틸포스폰산 1.154g에 THF 40g을 첨가하고 30분간 교반하여, F1액을 얻었다. E1액을 교반하면서 E1액에 F1액을 첨가하고, 실온에서 1분간 교반했다. 다음에, 이 용액에 톨루엔을 30g 첨가한 후, 실온에서 1분간 교반하여, G1액을 얻었다. 이 G1액을 플라스크에 넣고 오일 배스에서 가온하면서, 로터리 에바포레이터에 의해, 탈용매 처리를 행했다. 오일 배스의 설정 온도는 105℃로 조정했다. 그 후, 플라스크 중에서 탈용매 처리 후의 H1액을 취출했다. 이와 같이 하여 n-부틸포스폰산과 구리 성분을 포함하는 액상 조성물인 H1액을 얻었다.
액상 조성물인 D1액, H1액, 실리콘 수지(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KR-300) 8.800g, 알루미늄알콕시드 화합물(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： CAT-AC) 0.090g, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 10.840g, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 5.660g, 및 디메틸디에톡시실란(DMDES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-22) 4.896g을 혼합하고 30분간 교반을 행하여, 광흡수성 조성물인 J1액을 얻었다.
표면 방오 코팅제(다이킨 공업사 제조, 제품명： 오프 툴 DSX, 유효 성분의 농도： 20질량%) 0.1g과, 하이드로플루오로에테르 함유액(3M사 제조, 제품명： 노벡 7100) 19.9g을 혼합하고, 5분간 교반하여, 불소 처리제(유효 성분의 농도： 0.1질량%)를 조제했다.
136mm×108mm×0.70mm의 치수를 갖는 붕규산 유리제 기판(SCHOTT사 제조, 제품명： D263 T eco)를 준비했다. 상기의 불소 처리제를 유리제 기판의 한쪽의 주면 상에 부어 도포했다. 그 후, 그 유리 기판을 실온에서 24시간 방치하여 불소 처리제의 도막을 건조시키고, 그 후, 노벡 7100을 포함하는 무진포로 가볍게 유리 표면을 닦아내어 여분의 불소 처리제를 제거했다. 이와 같이 하여, 불소 화합물이 코팅된 불소 처리 기판을 제작했다.
표 5에 나타내는 치수를 갖는 9종류의 프레임을 준비했다. 표 5에 있어서의, A, B, a, b, t1, 및 t2의 각각은, 도 1a 및 도 1b에 나타내는 치수에 대응하고 있다. 프레임 α-1, α-2, 및 α-3은, MC나일론제의 프레임이다. MC나일론의 0℃~60℃에 있어서의 평균 선팽창 계수는, 10.1×10-5［/℃］이다. MC나일론은 등록상표이다. 프레임 β-1, β-2, 및 β-3은, 고강도 나일론제의 프레임이다. 고강도 나일론의 0℃~60℃에 있어서의 평균 선팽창 계수는, 12.5×10-5［/℃］이다. 프레임 γ-1, γ-2, 및 γ-3은, PPS제의 프레임이다. PPS의 0℃~60℃에 있어서의 평균 선팽창 계수는, 4.7×10-5［/℃］이다. 각 프레임을 불소 처리 기판 상에 배치했다. 이 때에, 프레임의 관통 구멍을 통해서 불소 처리 기판의 주면의 일부가 노출되어 있었다.
광흡수성 조성물 J1액을 각 프레임의 관통 구멍에 디스펜서를 이용하여 주입했다. 그 후, 45℃의 환경에서 3시간에 걸쳐 건조시키고, 85℃까지 10시간에 걸쳐 완만하게 환경의 온도를 상승시켜 J1액에 포함되는 용매를 휘발시켜 J1액에 포함되는 성분의 반응을 촉진시켜, 광흡수성 조성물을 경화시켰다. 그 후, 85℃ 및 85%의 상대 습도의 환경에 경화 중의 광흡수성 조성물을 8시간 두고 경화 반응을 완료시켰다. 이에 따라, 프레임의 관통 구멍을 막도록 실시예 1에 따른 광흡수막이 형성되었다. 광흡수성 조성물이 완전히 경화된 광흡수막의 투과 스펙트럼 등의 광학 특성이 소정의 특성이 되는 광흡수막의 두께를 미리 구해 두고, 광흡수막이 그 두께를 갖도록 광흡수성 조성물의 주입량을 컨트롤했다. 다음에, 관통 구멍에 광흡수막이 형성된 프레임 및 광흡수막을 불소 처리 기판으로부터 천천히 벗겨 내었다. 이와 같이 하여, 실시예 1에 따른 광학 필터를 얻었다.
실시예 1에 따른 광학 필터에 있어서, 광흡수막의 두께는 207μm이며, 프레임의 t1 및 t2는 각각 0.5mm(500μm) 및 0.15mm(150μm)인 점에서, 광흡수막의 두께의 t1 및 t2에 대한 비는 각각 0.414 및 1.38이었다.
＜실시예 2＞
광흡수성 조성물로서, J1액 대신에, 이하의 조건에서 제작한 J2액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2에 따른 광학 필터를 제작했다.
실시예 2에 따른 광학 필터에 있어서, 광흡수막의 두께는 204μm이며, 광흡수막의 두께의 t1 및 t2에 대한 비는, 각각 0.408 및 1.36이었다.
D1액, H1액, 실리콘 수지(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KR-300) 8.800g, 알루미늄알콕시드 화합물(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： CAT-AC) 0.090g, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 5.420g, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 2.830g, 및 디메틸디에톡시실란(DMDES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-22) 2.448g을 혼합하고 30분간 교반을 행하여, 광흡수성 조성물인 J2액을 얻었다.
＜실시예 3＞
광흡수성 조성물로서, J1액 대신에, 이하의 조건에서 제작한 J3액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 3에 따른 광학 필터를 제작했다.
실시예 3에 따른 광학 필터에 있어서, 광흡수막의 두께는 195μm이며, 광흡수막의 두께의 t1 및 t2에 대한 비는, 각각 0.390 및 1.30이었다.
D1액, H1액, 실리콘 수지(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KR-300) 8.800g, 알루미늄알콕시드 화합물(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： CAT-AC) 0.090g, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 2.710g, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 1.415g, 및 디메틸디에톡시실란(DMDES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-22) 1.224g을 혼합하고 30분간 교반을 행하여, 광흡수성 조성물인 J3액을 얻었다.
＜실시예 4＞
광흡수성 조성물로서, J1액 대신에, 이하의 조건에서 제작한 J4액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 4에 따른 광학 필터를 제작했다.
실시예 4에 따른 광학 필터에 있어서, 광흡수막의 두께는 220μm이며, 광흡수막의 두께의 t1 및 t2에 대한 비는, 각각 0.440 및 1.47이었다.
D1액, H1액, 실리콘 수지(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KR-300) 8.800g, 알루미늄알콕시드 화합물(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： CAT-AC) 0.090g, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 9.756g, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 5.732g, 및 디메틸디에톡시실란(DMDES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-22) 5.957g을 혼합하고 30분간 교반을 행하여, 광흡수성 조성물인 J4액을 얻었다.
＜실시예 5＞
광흡수성 조성물로서, J1액 대신에, 이하의 조건에서 제작한 J5액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 5에 따른 광학 필터를 제작했다.
실시예 5에 따른 광학 필터에 있어서, 광흡수막의 두께는 218μm이며, 광흡수막의 두께의 t1 및 t2에 대한 비는, 각각 0.436 및 1.45였다.
아세트산 구리일수화물 4.500g과 테트라히드로푸란(THF) 240g을 혼합하고, 3시간 교반하여 아세트산 구리 용액을 얻었다. 다음에, 얻어진 아세트산 구리 용액에, 인산 에스테르 화합물인 플라이서프 A219B(다이이치 공업 제약사 제조)를 6.000g 첨가하고 30분간 교반하여, A5액을 얻었다. 페닐포스폰산 0.710g에 THF 40g을 첨가하고 30분간 교반하여, B5α액을 얻었다. 4-브로모페닐포스폰산 4.290g에 THF 40g을 첨가하고 30분간 교반하여, B5β액을 얻었다. 다음에, B5α액과 B5β액을 혼합하고 1분간 교반하여, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 8.664g과, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 2.840g을 이 혼합액에 첨가하고, 추가로 1분간 교반하여, B5액을 얻었다. A5액을 교반하면서 A5액에 B5액을 첨가하고, 실온에서 1분간 교반했다. 다음에, 이 용액에 시클로펜타논 60g을 첨가한 후, 실온에서 1분간 교반하여, C5액을 얻었다. 이 C5액을 플라스크에 넣고 오일 배스(도쿄 이화 기계사 제조, 형식： OSB-2100)에서 가온하면서, 로터리 에바포레이터(도쿄 이화 기계사 제조, 형식： N-1110SF)에 의해, 탈용매 처리를 행했다. 오일 배스의 설정 온도는, 105℃로 조정했다. 그 후, 플라스크 중에서 탈용매 처리 후의 D5액을 취출했다. 이와 같이 하여 아릴계 포스폰산과 구리 성분을 포함하는 액상 조성물인 D5액을 얻었다.
D5액, 실리콘 수지(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KR-300) 7.040g, 알루미늄알콕시드 화합물(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： CAT-AC) 0.070g, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 5.420g, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 2.830g, 및 디메틸디에톡시실란(DMDES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-22) 2.448g을 혼합하고 30분간 교반을 행하여, 광흡수성 조성물인 J5액을 얻었다.
＜실시예 6＞
광흡수성 조성물로서, J1액 대신에, 이하의 조건에서 제작한 J6액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 6에 따른 광학 필터를 제작했다.
실시예 6에 따른 광학 필터에 있어서, 광흡수막의 두께는 220μm이며, 광흡수막의 두께의 t1 및 t2에 대한 비는, 각각 0.440 및 1.47이었다.
아세트산 구리일수화물 4.500g과 테트라히드로푸란(THF) 240g을 혼합하고, 3시간 교반하여 아세트산 구리 용액을 얻었다. 다음에, 얻어진 아세트산 구리 용액에, 인산 에스테르 화합물인 플라이서프 A212C(다이이치 공업 제약사 제조)를 3.000g 첨가하고 30분간 교반하여, A6액을 얻었다. 페닐포스폰산 0.750g에 THF 40g을 첨가하고 30분간 교반하여, B6α액을 얻었다. 4-브로모페닐포스폰산 4.490g에 THF 40g을 첨가하고 30분간 교반하여, B6β액을 얻었다. 다음에, B6α액과 B6β액을 혼합하고 1분간 교반하여, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 8.664g과, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 2.840g을 이 혼합액에 첨가하고, 추가로 1분간 교반하여, B6액을 얻었다. A6액을 교반하면서 A6액에 B6액을 첨가하고, 실온에서 1분간 교반했다. 다음에, 이 용액에 시클로펜타논 60g을 첨가한 후, 실온에서 1분간 교반하여, C6액을 얻었다. 이 C6액을 플라스크에 넣고 오일 배스(도쿄 이화 기계사 제조, 형식： OSB-2100)에서 가온하면서, 로터리 에바포레이터(도쿄 이화 기계사 제조, 형식： N-1110SF)에 의해, 탈용매 처리를 행했다. 오일 배스의 설정 온도는, 105℃로 조정했다. 그 후, 플라스크 중에서 탈용매 처리 후의 D6액을 취출했다. 이와 같이 하여 아릴계 포스폰산과 구리 성분을 포함하는 액상 조성물인 D6액을 얻었다.
D6액, 실리콘 수지(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KR-300) 7.040g, 알루미늄알콕시드 화합물(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： CAT-AC) 0.070g, 메틸트리에톡시실란(MTES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-13) 5.420g, 테트라에톡시실란(TEOS)(키시다 화학사 제조 특급) 2.830g, 및 디메틸디에톡시실란(DMDES)(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KBE-22) 2.448g을 혼합하고 30분간 교반을 행하여, 광흡수성 조성물인 J6액을 얻었다.
＜비교예 1＞
광흡수성 조성물로서, J1액 대신에, 이하의 조건에서 제작한 J7액을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1에 따른 광학 필터를 제작했다.
비교예 1에 따른 광학 필터에 있어서, 광흡수막의 두께는 201μm이며, 광흡수막의 두께의 t1 및 t2에 대한 비는, 각각 0.402 및 1.34였다.
D1액, H1액, 실리콘 수지(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： KR-300) 8.800g, 알루미늄알콕시드 화합물(신에츠 화학 공업사 제조, 제품명： CAT-AC) 0.090g을 첨가하고 30분간 교반을 행하여, 광흡수성 조성물인 J7액을 얻었다.
실시예 1~6 및 비교예 1에 따른 광흡수성 조성물을 조제할 때의 각 화합물과 그 첨가량을 표 1 및 2에 나타낸다. 이들 표에 나타내는 대로, 실시예 1~4에서는 용매로서 톨루엔을 이용했다. 한편, 실시예 5 및 6에서는 용매로서 시클로펜타논을 이용했다. 용매를 바꾼 경우에는 도포액의 응집을 막을 필요가 있으므로, 용매의 종류에 따라 분산제로서의 인산 에스테르의 종류를 바꿀 필요가 있었다. 이 때문에, 실시예 5 및 6에서는, 실시예 1~4에서 사용한 인산 에스테르와는 상이한 인산 에스테르를 사용했다. 광학 필터에 이용하는 틀의 내약품성에 따라 용매, 및 그 용매에 대응한 인산 에스테르를 선택하는 것이 바람직한 것이 이해된다.
실시예 1~6 및 비교예 1에 따른 광흡수성 조성물을 조제할 때의 알콕시실란과, 그 총첨가량과, 알콕시실란이 완전히 가수분해 중축합 반응했다고 가정한 경우의 고형분량과, 그들의 비율을 표 3에 나타낸다.
＜투과 스펙트럼과 광흡수막의 두께의 측정＞
실시예 1~6 및 비교예 1에 따른 광학 필터에 있어서의 광흡수막에 대해서, 일본 분광사 제조의 자외가시근적외 분광 광도계 V-670을 이용하여, 0°의 입사각에 있어서의 투과 스펙트럼을 측정했다. 키엔스사 제조의 레이저 변위계 LK-H008를 이용하여, 각 광학 필터에 있어서의 광흡수막의 두께를 측정했다. 각 실시예 및 비교예 1에 따른 광학 필터 중, 프레임 α-1을 구비한 광학 필터에 있어서의 광흡수막의 두께를 대표로 하여 측정했다. 실시예 1~6 및 비교예 1에 따른 광학 필터의 투과 스펙트럼을 각각 도 6~12에 나타낸다. 또, 이들의 투과 스펙트럼으로부터 알아낸 투과 특성을 표 4에 나타낸다. 이에 더하여, 각 광학 필터에 있어서의 광흡수막의 두께를 표 4에 나타낸다.
＜히트 사이클 시험＞
실시예 1~6 및 비교예 1에 따른 광학 필터에 대해서, 프레임의 종류마다 5장의 샘플을 선택했다. 선택한 5장의 샘플에 대해서, 144사이클의 히트 사이클 시험을 행했다. 각 사이클은, 85℃에서 30분간 및 -40℃에서 30분간의 기간을 포함하며, 각 사이클에 있어서, 승온 및 강온에 필요로 하는 시간은 5분간이었다. 히트 사이클 시험에는, ESPEC사 제조의 냉열 충격 시험기 TSA-103ES를 이용했다. 5장의 샘플 중, 1장의 샘플에만 파손 또는 박리가 있었던 경우에는 「B」라고 평가하고, 2장 이상의 샘플에서 파손 또는 박리가 있었던 경우에는 「C」라고 평가했다. 5장의 샘플의 모두에서 파손 또는 박리가 없었던 것은 「A」라고 평가했다. 결과를 표 6에 나타낸다.
＜영률 및 경도＞
MTS 시스템즈사 제조의 Nano Indenter XP를 이용하여, 각 광학 필터의 광흡수막의 표면에 대해 나노 인덴테이션법(연속 강성 측정법)에 따른 측정을 행했다. 압자로서, 다이아몬드제 삼각뿔 압자를 이용하여, 약 23℃의 실온 및 대기 중에 있어서 측정을 행했다. 이 측정에 의해 얻어진, 경도-압입 깊이 선도에 있어서의, 5~10μm의 압입 깊이의 범위에 있어서의 경도의 값을 평균하고, 각 광학 필터의 표면의 경도의 평균값을 결정했다. 또, 이 측정법에 의해 얻어진, 영률-압입 깊이 선도에 있어서의, 5~10μm의 압입 깊이의 범위에 있어서의 영률의 값을 평균하고, 각 광흡수막의 영률의 평균값을 결정했다. 또한, 광흡수막의 주성분이 실리콘 수지인 것을 감안하여, 광흡수막의 푸아송비를 0.4로 정했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
＜유리 전이점＞
실시예 1에 따른 광흡수막에 대해서, 강제 진동 인장법에 의한 동적 점탄성 측정(DMA)을 행했다. 이 측정에는, 오리엔테크사 제조의 레오바이브론 DDV-01FP를 이용하여, 하기의 조건에서 측정을 행했다.
시험 방법： 강제 진동 인장법(온도 소인)
측정 온도： -40℃~95℃
승온 속도： 2℃／분
가진 주파수： 1Hz
척간 거리： 30mm
가진 진폭： 10μm
프리로드： 4.9mN
DMA의 결과로부터, 실시예 1에 따른 광흡수막에 대해서 저장 탄성률 E＇ 및 손실 탄성률 E”의 온도 의존성을 구했다. 결과를 도 13에 나타낸다. 저장 탄성률 E＇의 저하 온도는 50.8℃이며, 이 온도는, 경도가 저하되기 시작하는 온도를 나타낸다. 손실 탄성률 E”는, 전이에 따른 마이크로브라운 운동에 의해 생긴 에너지 손실을 나타내고, 그 피크 온도는 55.4℃였다. 이들 결과로부터, 실시예 1에 따른 광흡수막의 유리 전이점은, 50~60℃의 범위에 있는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 온도역에 유리 전이점이 있는 것은, 광학 필터가 고온에 노출되거나, 서멀 사이클을 받았을 때에, 열팽창 또는 열수축에 의해 막 파손이 일어나는 것을 광흡수막의 상태 변화에 따른 유연성의 높아짐에 따라 방지할 수 있으므로, 효과적이라고 이해된다. 광흡수막의 유리 전이점은, 바람직하게는 실온~80℃의 범위에 있으며, 보다 바람직하게는 35℃~70℃의 범위에 있으며, 더 바람직하게는 40℃~60℃의 범위에 있다.
표 4에 나타내는 대로, 실시예 1~6에 따른 광학 필터에 있어서의 광흡수막의 영률의 평균값은, 0.56GPa~2.0GPa였다. 한편, 비교예 1에 따른 광학 필터에 있어서의 광흡수막의 영률의 평균값은 2.6GPa였다. 이들 결과로부터, 실시예 1~6의 광학 필터의 광흡수막은 원하는 유연성을 갖지만, 비교예 1의 광학 필터의 광흡수막의 유연성이 떨어지는 것이 시사되었다. 실시예 1~6과, 비교예 1의 대비에 의하면, 광흡수성 조성물에 특정의 알콕시실란이 첨가됨으로써 원하는 유연성이 부여되기 쉽다고 이해된다. 예를 들면, DMDES의 첨가량의 증가에 따라, 광흡수막의 유연성이 높아지기 쉽다. DMDES의 첨가량은, 고형분으로 환산하여, 질량 기준으로, 알콕시실란의 고형분 전체의 10% 이상의 비율로 하는 것이 바람직하고, 10~24%의 범위에서 비율을 높임으로써 광흡수막의 유연성을 향상시킬 수 있는 것이 이해된다. 한편, 각 광학 필터에 있어서의 광흡수막에 있어서, TEOS의 첨가량은, 고형분으로 환산하여, 질량 기준으로, 알콕시실란의 고형분 전체의 20% 정도가 되어 있다. TEOS는 광흡수막에 강도를 부여하는 한편, 광흡수막에 있어서 TEOS의 비율이 증가함으로써 광흡수막의 제작 과정 또는 광흡수막의 제작 후에 파손 또는 크랙 발생의 원인이 되는 경우가 있다. 이 때문에, TEOS의 첨가량은, 고형분으로 환산하여, 질량 기준으로, 알콕시실란의 고형분 전체의 50% 이하로 하는 것이 바람직하고, 35% 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 실란모노머 이외의 성분인 인산 에스테르의 첨가량을 늘림으로써 유연성을 향상시키는 것도 가능하다. 실시예 5 및 6에 따른 광학 필터의 광흡수막에 있어서의 인산 에스테르의 함유량은, 실시예 1~4에 따른 광학 필터의 광흡수막에 있어서의 인산 에스테르의 함유량에 비해 많다. 이것이 광흡수막의 영률이 저하되는 한 요인이라고 이해된다.
표 5에 나타내는 대로, 일부의 샘플에 대해 광흡수막의 박리 또는 파손이 생긴 것이 확인되었다. 실시예 1~6에 따른 광학 필터는, 히트 사이클 시험에 있어서 양호한 결과를 나타냈다. 한편, 비교예 1에 따른 광학 필터의 히트 사이클 시험에 있어서 광흡수막의 박리 또는 파손 등의 문제가 생겼다. 실시예 1~6에 따른 광학 필터의 광흡수막을 위한 광흡수성 조성물은, 1개의 규소 원자에 2개의 유기 관능기가 결합하고 있는 DMDES를 포함하고 있었으므로, 그 광흡수막의 열팽창율은 비교적 크다고 추정된다. 그러나, 프레임의 열팽창율과 광흡수막의 열팽창율의 차에 의거하는 변형에 대해 내구성을 발휘하는 유연성을 구비하고 있으므로, 히트 사이클 시험에 있어서 양호한 결과가 나타났다고 생각된다. 한편, 비교예 1에 대해서는 보다 영률이 높고 큰 강성을 갖는다고 추정되지만, 온도 변화에 의해 일어나는 변형에 대한 내구성이 불충분했다고 생각된다.
프레임의 열팽창율과 광흡수막의 열팽창율을 근접시킴으로써, 광흡수막의 파손 및 박리를 방지할 수 있다고 생각된다. 그러나, 광흡수막의 주연이 프레임에 완전히 고정되어 있는 경우, 프레임의 열팽창율과 광흡수막의 열팽창율의 차의 조정이 아니라, 광흡수막의 성질을 조정하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 상이한 팽창율을 갖는 3종류의 프레임을 이용한 광학 필터의 히트 사이클 시험에 있어서, 시험의 결과에 대한 프레임의 종류의 영향이 거의 나타나지 않은 것이 그것을 시사하고 있다.
실시예에 따른 광학 필터에 관한 결과에 의하면, 광흡수막의 영률의 평균값을 0.56GPa~2.0GPa로 컨트롤하는 것이 온도 변화에 대한 높은 내성을 실현하는 관점에서 특히 유효하다고 이해된다. 이에 더하여, 0℃~60℃에 있어서의 평균 선팽창 계수가 4.7×10-5~12.5×10-5［/℃］인 재료로 된 프레임을 이용하는 것이 온도 변화에 대해 높은 내성을 갖는 광학 필터를 얻는데 특히 중요하다는 것이 이해된다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007

Claims (14)

  1. 관통 구멍을 갖는 프레임과,
    상기 관통 구멍을 막도록 배치되며, 광흡수성 화합물을 함유하고 있는 광흡수막을 구비하고,
    연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 상기 광흡수막의 영률의 평균값은 2.5GPa 이하인,
    광학 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    0℃~60℃에 있어서의 상기 프레임을 이루는 재료의 평균 선팽창 계수는, 0.2×10-5［/℃］~25×10-5［/℃］인, 광학 필터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 관통 구멍에 접하고 있으며, 상기 광흡수막의 주면에 평행한 면을 따라 형성된 제1면을 갖는, 광학 필터.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광흡수막은, 상기 광흡수막의 두께 방향에 있어서의 상기 프레임의 치수보다 작은 두께를 갖는, 광학 필터.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광흡수막은, 상기 광흡수막의 두께 방향에 있어서 상기 프레임의 일단과 타단 사이에 형성된 제1주면을 갖는, 광학 필터.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광흡수막은, 상기 광흡수막의 두께 방향에 있어서 상기 프레임의 일단과 동일 평면을 이루도록 형성된 제2주면을 갖는, 광학 필터.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통 구멍은, 내부에 볼록부 및 오목부 중 적어도 하나를 포함하는, 광학 필터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 광흡수막은, 상기 광흡수막의 두께 방향에 있어서, 상기 볼록부의 적어도 일부 또는 상기 오목부의 적어도 일부와 접하고 있는, 광학 필터.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 광흡수막은, 상기 관통 구멍의 내부의 상기 볼록부 또는 상기 오목부를 구성하는 면 중, 적어도 2개의 면에 접하고 있는, 광학 필터.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임은, 제1 단면 및 제2 단면을 주면으로서 갖는 평판이며, 상기 프레임의 두께 방향으로 형성된 관통 구멍을 갖고,
    상기 관통 구멍은, 상기 관통 구멍의 내부를 향하여 돌출되어 있는 볼록부를 포함하고,
    상기 볼록부는, 상기 제1 단면 및 상기 제2 단면 중 어느 하나와 대략 평행한 제1면을 포함하고,
    상기 광흡수막은, 제1주면 및 제2주면을 갖고,
    상기 제2주면은, 상기 제1 단면 및 상기 제2 단면 중 어느 하나와 평평하게 연결되어 있으며,
    상기 광흡수막의 상기 제2주면과 평평하게 연결되어 있는 상기 제1 단면 및 상기 제2 단면 중 어느 하나의 단면과 상기 제1면 사이의 상기 프레임의 두께 방향의 길이를 t2로 했을 때, 상기 광흡수막의 두께의 상기 t2에 대한 비는 1보다 크고 2 이하인, 광학 필터.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광흡수막은, 이하의 (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), 및 (VII)의 요건을 만족하는 투과 스펙트럼을 갖는, 광학 필터.
    (I) 파장 380nm~440nm의 범위에 50%의 투과율을 나타내는 제1 컷오프 파장이 존재한다.
    (II) 파장 600nm~720nm의 범위에 50%의 투과율을 나타내는 제2 컷오프 파장이 존재한다.
    (III) 파장 300nm~350nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은 1% 이하이다.
    (IV) 파장 450nm~600nm에 있어서의 평균 투과율은 75% 이상이다.
    (V) 파장 750nm~1000nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은 5% 이하이다.
    (VI) 파장 800nm~950nm의 범위에 있어서의 최대 투과율은 4% 이하이다.
    (VII) 파장 1100nm에 있어서의 투과율은 20% 이하이다.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광흡수막은, 1μm~1000μm의 두께를 갖는, 광학 필터.
  13. 촬상 소자와,
    피사체로부터의 광을 투과시켜 상기 촬상 소자에 집광하는 렌즈와,
    청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 광학 필터를 구비한,
    촬상 장치.
  14. 관통 구멍을 갖는 프레임의 상기 관통 구멍을 막도록 광흡수성 화합물을 함유하는 광흡수성 조성물을 공급하는 것과,
    상기 광흡수성 조성물을 경화시켜 광흡수막을 형성하는 것을 구비하고,
    연속 강성 측정법에 따라서 측정되는 상기 광흡수막의 영률의 평균값은 2.5GPa 이하인,
    광학 필터의 제조 방법.
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