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公開番号2024178152
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2024130106,2023063593
出願日2024-08-06,2019-05-29
発明の名称光学フィルターおよび撮像装置
出願人HOYA株式会社
代理人弁理士法人あしたば国際特許事務所
主分類G02B 5/22 20060101AFI20241217BHJP(光学)
要約【課題】リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩ガラスからなる吸収ガラス基板に対し高い
密着性を有する樹脂膜を設けた赤外カットフィルターを提供する。
【解決手段】リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる吸収ガラス基板に対
し、Si原子とともに、Ti原子、Zr原子およびAl原子から選ばれる一種以上を含む
単層構造を有する接合層を介して樹脂膜が設けられてなることを特徴とする光学フィルタ
ーであるか、リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる吸収ガラス基板に対
し、Si原子とともに、Ti原子、Zr原子およびAl原子から選ばれる一種以上とを含
む樹脂膜が設けられてなることを特徴とする光学フィルターである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる吸収ガラス基板に対し、Ｓｉ原
子とともに、Ｔｉ原子、Ｚｒ原子およびＡｌ原子から選ばれる一種以上を含む単層構造を
有する接合層を介して樹脂膜が設けられてなることを特徴とする光学フィルター。
続きを表示（約 4,300 文字）【請求項２】
前記接合層において、Ｓｉ原子、Ｔｉ原子、Ｚｒ原子およびＡｌ原子の総数に占める、
Ｔｉ原子、Ｚｒ原子およびＡｌ原子の合計原子数の割合が、０ａｔｏｍｉｃ％を超え３３
．３ａｔｏｍｉｃ％以下である請求項１に記載の光学フィルター。
【請求項３】
リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる吸収ガラス基板に対し、下記一
般式（Ｉ）
Ｍ（ＯＳｉＲ
１
Ｒ
２
Ｒ
３
)
n
（Ｉ）
（ただし、ＭはＴｉ原子、Ｚｒ原子またはＡｌ原子であり、Ｒ
１
、Ｒ
２
およびＲ
３
は、酸
素原子または窒素原子を含んでもよい炭素数１～１０の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素
基であって、互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎは、ＭがＴｉ原子またはＺｒ
原子である場合は４でありＭがＡｌ原子である場合は３であり、複数の－ＯＳｉＲ
１
Ｒ
２
Ｒ
３
基は互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。）
で表される化合物および下記一般式（II）
(Ｔｉ
ｋ
Ｏ
ｋ－１
)（ＯＳｉＲ
４
Ｒ
５
Ｒ
６
）
２ｋ＋２
（II）
（ただし、Ｒ
４
、Ｒ
５
およびＲ
６
は、酸素原子または窒素原子を含んでもよい炭素数１～
１０の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていて
もよく、ｋは、２以上１５以下の実数であり、複数の－ＯＳｉＲ
４
Ｒ
５
Ｒ
６
基は互いに同
一であってもよいし異なっていてもよい。）
で表される化合物から選ばれる一種以上のカップリング剤の加水分解、脱水縮合物を含む
接合層を介して
樹脂膜が設けられてなる
請求項１または請求項２に記載の光学フィルター。
【請求項４】
リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる吸収ガラス基板に対し、下記一
般式（III）
Ｍ｛ＯＳｉ(ＯＲ
７
) (ＯＲ
８
) (ＯＲ
９
)｝
n
（III）
（ただし、ＭはＴｉ原子、Ｚｒ原子またはＡｌ原子であり、Ｒ
７
、Ｒ
８
およびＲ
９
は、炭
素数１～１０の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基であって、互いに同一であっても異な
っていてもよく、ｎは、ＭがＴｉ原子またはＺｒ原子である場合は４でありＭがＡｌ原子
である場合は３であり、複数の－ＯＳｉ(ＯＲ
７
) (ＯＲ
８
) (ＯＲ
９
)基は互いに同一であ
ってもよいし異なっていてもよい。）
で表される化合物および下記一般式（IV）
(Ｔｉ
ｋ
Ｏ
ｋ－１
){ＯＳｉ(ＯＲ
１０
) (ＯＲ
１１
) (ＯＲ
１２
)｝
２ｋ＋２
（IV）
（ただし、Ｒ
１０
、Ｒ
１１
およびＲ
１２
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐鎖状の炭
化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよく、ｋは、２以上１５以下の
実数であり、複数の－ＯＳｉ(ＯＲ
１０
) (ＯＲ
１１
) (ＯＲ
１２
)基は互いに同一であって
もよいし異なっていてもよい。）
で表される化合物から選ばれる一種以上のカップリング剤の加水分解、脱水縮合物を含む
接合層を介して
樹脂膜が設けられてなる
請求項１～請求項３のいずれかに記載の光学フィルター。
【請求項５】
前記一般式（III）で表されるカップリング剤が、下記一般式（Ｖ）
Ｓｉ（ＯＲ
７
）(ＯＲ
８
) (ＯＲ
９
)ＯＨ（Ｖ）
（ただし、Ｒ
７
、Ｒ
８
およびＲ
９
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素
基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
で表わされるケイ素化合物と、下記一般式（VI）
Ｔｉ（ＯＲ
１３
)(ＯＲ
１４
)(ＯＲ
１５
)(ＯＲ
１６
)
（VI）
（ただし、Ｒ
１３
、Ｒ
１４
、Ｒ
１５
およびＲ
１６
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐
鎖状の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）、下記一般式
（VII）
Ｚｒ（ＯＲ
１７
）(ＯＲ
１８
)(ＯＲ
１９
)(ＯＲ
２０
) （VII）
（ただし、Ｒ
１７
、Ｒ
１８
、Ｒ
１９
およびＲ
２０
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐
鎖状の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）および下記一
般式（VIII）
Ａｌ（ＯＲ
２１
）(ＯＲ
２２
)(ＯＲ
２３
) （VIII）
（ただし、Ｒ
２１
、Ｒ
２２
およびＲ
２３
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐鎖状の炭
化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
で表される金属アルコキシドから選ばれる一種以上
との反応物からなる請求項４に記載の光学フィルター。
【請求項６】
前記接合層がさらにシラノールの脱水縮合物を含む請求項１～請求項５のいずれかに記
載の光学フィルター、
【請求項７】
リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる吸収ガラス基板に対し、下記一
般式（Ｖ）
Ｓｉ（ＯＲ
７
）(ＯＲ
８
) (ＯＲ
９
)ＯＨ（Ｖ）
（ただし、Ｒ
７
、Ｒ
８
およびＲ
９
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素
基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
で表わされるケイ素化合物５０モル％以上１００モル％未満と、下記一般式（VI）
Ｔｉ（ＯＲ
１３
）(ＯＲ
１４
)(ＯＲ
１５
)(ＯＲ
１６
)
（VI）
（ただし、Ｒ
１３
、Ｒ
１４
、Ｒ
１５
およびＲ
１６
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐
鎖状の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）、下記一般式
（VII）
Ｚｒ（ＯＲ
１７
）(ＯＲ
１８
)(ＯＲ
１９
)(ＯＲ
２０
) （VII）
（ただし、Ｒ
１７
、Ｒ
１８
、Ｒ
１９
およびＲ
２０
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐
鎖状の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）および下記一
般式（VIII）
Ａｌ（ＯＲ
２１
）(ＯＲ
２２
)(ＯＲ
２３
) （VIII）
（ただし、Ｒ
２１
、Ｒ
２２
およびＲ
２３
は、炭素数１～１０の直鎖状または分岐鎖状の炭
化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
で表される金属アルコキシドから選ばれる一種以上０モル％超５０モル％以下との反応物
を含むカップリング剤組成物の加水分解、脱水縮合物を含む接合層を介して
樹脂膜が設けられてなる請求項１～請求項６のいずれかに記載の光学フィルター。
【請求項８】
前記カップリング剤組成物が、前記一般式（Ｖ）で表されるケイ素化合物８０モル％超
１００モル％未満および前記一般式（VI）～一般式（VIII）から選ばれる一種以上の金属
アルコキシド０モル％超２０モル％未満との反応物からなる請求項７に記載の光学フィル
ター。
【請求項９】
前記カップリング剤組成物が、前記一般式（Ｖ）で表されるケイ素化合物８５～９４モ
ル％および前記一般式（VI）～一般式（VIII）から選ばれる一種以上の金属アルコキシド
６～１５モル％との反応物からなる請求項７に記載の光学フィルター。
【請求項１０】
リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる吸収ガラス基板に対し、Ｓｉ原
子とともに、Ｔｉ原子、Ｚｒ原子およびＡｌ原子から選ばれる一種以上とを含む樹脂膜が
設けられてなることを特徴とする光学フィルター。
（【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、光学フィルターおよび撮像装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
コンパクトデジタルカメラやデジタル一眼レフカメラ等のデジタルスチルカメラ(ＤＳ
Ｃ：ＤｉｇｉｔａｌＳｔｉｌｌＣａｍｅｒａ)に搭載されるＣＣＤやＣＭＯＳイメージ
センサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置では、色調を良好に再現し、かつ鮮明な画像を
得るために、可視光を透過し、紫外光および近赤外光を遮蔽する赤外カットフィルター（
ＩＲＣＦ（ＩｎｆｒａＲｅｄＣｕｔＦｉｌｔｅｒ））と称されるものが使用されてい
る（例えば、特許文献１（特開２０１４－１４８５６７号公報）参照）。
【０００３】
図１は、ＤＳＣを構成するカメラモジュールの概略説明図であり、図１（ａ）がスマー
トフォン等に搭載されるコンパクトデジタルカメラに係るカメラモジュールの概略説明図
、図１（ｂ）がデジタル一眼レフカメラに係るカメラモジュールの概略説明図である。
図１（ａ）に示すカメラモジュールにおいては、レンズＬを透過した光のうち、赤外カ
ットフィルター（ＩＲＣＦ）１により紫外光および近赤外光を選択的に反射して人間の視
感度特性に合わせた可視光領域の光のみを選択的にモジュール内に導入し、イメージセン
サＩＣ内に取り込んでいる。また、図１（ｂ）に示すカメラモジュールにおいても同様に
、レンズＬを透過した光のうち、赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）１により紫外光およ
び近赤外光を選択的に反射した上で、カバーグラスＣＧによりα線を除去しつつゴミの侵
入を抑制し、人間の視感度特性に合わせた可視光領域の光のみを選択的にモジュール内に
導入し、イメージセンサＩＣ内に取り込んでいる。
【０００４】
そして、上記赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）としては、ガラス基板の上面側（光入
射面側）に反射膜（ＵＶＩＲ膜）が設けられるとともに、ガラス基板の下面側（光出射面
側）に反射防止膜（ＡＲ膜）が設けられたものが主流であった。
図２（ａ）は、従来の赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）１の構造を示す概略説明図で
あり、図２（ａ）に示す赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）１においては、ガラス基板３
の上面側（光入射面側）に反射膜（ＵＶＩＲ膜）２が設けられるとともに、ガラス基板３
の下面側（光出射面側）に反射防止膜（ＡＲ膜）４が設けられ、上部から入射した光のう
ち紫外光および近赤外光を反射膜２により選択的に反射して、人間の視感度特性に合わせ
た可視光領域の光のみをガラス基板３および反射防止膜（ＡＲ膜）４内を透過させ、反射
防止膜（ＡＲ膜）４の下部から出射させている。
【０００５】
しかしながら、デジタルスチルカメラは、その薄型化の要求に伴って各種構成部品も小
型化、低背化しており、イメージセンサーに対してもより斜めの光が入射するように光学
設計がされている。一方、上記反射型の赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）は光の波長依
存性が高いことから、光の入射角が大きくなるとカットオフ周波数が短波長側にズレる位
相のズレを生じ、レンズの中心付近を通過した光と周辺部分を通過した光では赤外カット
フィルター（ＩＲＣＦ）へ入射する光線の入射角が異なることから干渉ズレによる色再現
性の低下を生じ易くなる。
【０００６】
このため、赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）として、反射膜（ＵＶＩＲ膜）だけでな
く、吸収樹脂膜を別途設けたり、ガラス基板として光吸収性を帯びたもの（吸収ガラス基
板）を併用することにより、反射膜（ＵＶＩＲ膜）の負担を軽減し、入射光中の紫外光お
よび近赤外光をより効果的に低減しつつ優れた斜入射特性を発揮し得るハイブリッドタイ
プの赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）が検討されるようになっている。
【０００７】
図２（ｂ）は、上記ハイブリッドタイプの赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）１の構造
例を示す概略説明図であり、図２（ｂ）に示す赤外カットフィルター（ＩＲＣＦ）１にお
いては、紫外光および近赤外光の少なくともいずれか一方を吸収する吸収ガラス基板３’
の上面側（光入射面側）に反射膜（ＵＶＩＲ膜）２が設けられるとともに、上記吸収ガラ
ス基板３’の下面側（光出射面側）にさらに紫外光または近赤外光を吸収する吸収樹脂膜
５および反射防止膜（ＡＲ膜）４が順次設けられており、上記反射膜（ＵＶＩＲ膜）２、
吸収ガラス基板３’および吸収樹脂膜５を併用することで、入射光中の紫外光および近赤
外光をより効果的に低減しつつ高い斜入射特性の下で可視光領域の光のみを下部方向に透
過させ、出射し得る構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１４－１４８５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、本発明者等が検討したところ、上記紫外光または近赤外光を吸収する吸
収ガラス基板の構成材料としては、通常、リン酸塩ガラスまたはフツリン酸塩ガラス等の
リン酸塩系ガラスが使用されており、一方で上記吸収樹脂膜の構成材料としては各種重合
体からなる有機材料が使用されているが、両者の密着性が必ずしも十分でなく、特に水分
共存下における密着性が不足し易いことが判明した。
【００１０】
このような状況下、本発明は、リン酸塩系ガラスまたはフツリン酸塩系ガラスからなる
吸収ガラス基板に対し高い密着性を有する樹脂膜を設けた光学フィルターを提供するとと
もに、係る光学フィルターを有する撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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