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公開番号2024129294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038401
出願日2023-03-13
発明の名称光学フィルタ、検出装置および光学積層体
出願人日東電工株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 5/20 20060101AFI20240919BHJP(光学)
要約【課題】可視光の吸収による発熱を低減し、かつ物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能な光学フィルタを提供する。
【解決手段】光学フィルタにおいて、波長550nmmの可視光が入射角0°で入射する場合のBRDF(双方向反射率分布関数)は、-30°以上-5°以下および5°以上30°の角度において0.1[1/sr]以上であり、波長850nmmの赤外線が入射角0°で入射する場合のBTDF(双方向透過率分布関数)において、(-1°の値)/(-10°の値)および(1°の値)/(10°の値)は30以下である。
【選択図】図12D
特許請求の範囲【請求項１】
波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である、光学フィルタ。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２５以下である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記ＢＴＤＦは、－５°以上５°以下の角度において５０［１／ｓｒ］以下である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における拡散透過率の平均値は３５％以上である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を前方散乱する光学層を備え、前記光学層は前記赤外線を前方散乱する散乱面を有する、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項６】
前記散乱面の算術平均粗さＲａは、１μｍ以上であり、かつ、最大高さＲｚは、１５μｍ以上である、請求項５に記載の光学フィルタ。
【請求項７】
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を直線透過させる光学層と、
前記光学層上に直接または他の層を介して配置され、前記赤外線を前方散乱する散乱層と、
を備える、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項８】
波長が８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における前記光学フィルタのヘイズ値の平均値は、４０％以上である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項９】
分光測色計を用いてＳＣＥ（正反射除去）方式で測定した前記光学層のＬ
＊
の値は２０以上である、請求項５から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１０】
前記光学層は、マトリクスと、前記マトリクス中に分散された光散乱体となる微粒子とを有する、請求項５から８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルタならびにそれを利用する検出装置および光学積層体に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
赤外線を利用した物体検出には、物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、物体で反射された赤外線を検出する赤外センサとが用いられている（例えば特許文献１）。外観および意匠の問題から、赤外光源および赤外センサを視認されないように隠蔽することが求められる場合がある。
【０００３】
隠蔽対象は、赤外光源および赤外センサに限られない。近年、バーコード、ＱＲコード（登録商標）、ArUco、カメレオンコードなどのＡＲ（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ：拡張現実）マーカが種々の用途に用いられている（例えば特許文献２）。外観および意匠の問題から、ＡＲマーカを視認されないように隠蔽することが求められる場合がある。ＡＲマーカは赤外線で読み取り可能であるものとする。
【０００４】
上記の隠蔽のために、例えば特許文献３の黒色顔料を含む光学フィルタを用いることが考えられる。特許文献３の黒色顔料は、可視光を吸収し、赤外線を透過させる。この黒色顔料を含む光学フィルタを用いれば、赤外線を利用した物体検出において、赤外光源および赤外センサを隠蔽した上で、赤外光源から出射された赤外線で物体を照射し、物体で反射された赤外線を赤外センサによって検出することができる。また、ＡＲマーカを隠蔽した上で、ＡＲマーカを赤外線で読み取ることができる。
【０００５】
本明細書において、特に断らない限り、「赤外線」は、波長が７８０ｎｍ以上４０００ｎｍ以下の範囲内の光を少なくとも含むものとする。また、「可視光」は、波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の範囲内の光をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０１９－５２４６０２号公報
特開２０１６－２２４４８５号公報
特開２０１９－２０７３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３の黒色顔料は可視光を吸収するので、光学フィルタに熱が生じる可能性がある。光学フィルタで生じる熱は隠蔽対象に悪影響を及ぼし得る。さらに、特許文献３の黒色顔料は赤外線を高い直線透過率で透過させるので、この黒色顔料を含む光学フィルタを介して物体を赤外線で検出すると、物体で反射された赤外線に直線反射の成分が多く含まれる場合、ぎらつきが生じる可能性がある。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、可視光の吸収による発熱を低減し、かつ物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能な光学フィルタならびにそれを利用する検出装置および光学積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態によると以下の項目に示す解決手段が提供される。
［項目１］
波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である、光学フィルタ。
［項目２］
（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２５以下である、請求項１に記載の光学フィルタ。
［項目３］
前記ＢＴＤＦは、－５°以上５°以下の角度において５０［１／ｓｒ］以下である、項目１または２に記載の光学フィルタ。
［項目４］
波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における拡散透過率の平均値は３５％以上である、項目１から３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目５］
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を前方散乱する光学層を備え、前記光学層は前記赤外線を前方散乱する散乱面を有する、項目１から４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目６］
前記散乱面の算術平均粗さＲａは１μｍ以上であり、かつ、最大高さＲｚは１５μｍ以上である、項目５に記載の光学フィルタ。
［項目７］
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を直線透過させる光学層と、
前記光学層上に直接または他の層を介して配置され、前記赤外線を前方散乱する散乱層と、
を備える、項目１から４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目８］
波長が８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における前記光学フィルタのヘイズ値の平均値は、４０％以上である、項目１から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目９］
分光測色計を用いてＳＣＥ（正反射除去）方式で測定した前記光学層のＬ
＊
の値は２０以上である、項目５から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目１０］
前記光学層は、マトリクスと、前記マトリクス中に分散された光散乱体となる微粒子とを有する、項目５から９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目１１］
前記微粒子は、少なくともコロイドアモルファス集合体を構成している、項目１０に記載の光学フィルタ。
［項目１２］
前記光学層の可視光の波長領域の透過率曲線は、長波長側から短波長側にかけて直線透過率が単調に減少する曲線部分を有し、前記曲線部分は入射角の増大につれて長波長側にシフトする、項目１１に記載の光学フィルタ。
［項目１３］
物体を検出する検出装置であって、
前記物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、
前記物体で反射された赤外線を検出する赤外センサと、
項目１から１２のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、前記赤外光源から出射された前記赤外線を横切るように配置された光学フィルタと、
を備える、検出装置。
［項目１４］
項目１から１２のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面を有する光学フィルタと、
前記光学フィルタの前記第２主面側に配置され、前記光学フィルタを介して前記赤外線で読み取り可能なパターンを有する記録媒体層と、
を備える、光学積層体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によると、可視光の吸収による発熱を低減し、かつ物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能な光学フィルタならびにそれを利用する検出装置および光学積層体が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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