特許ウォッチ

公開番号2025094722
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210429
出願日2023-12-13
発明の名称光学フィルタ
出願人AGC株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G02B 5/22 20060101AFI20250618BHJP(光学)
要約【課題】本発明は、高入射角においても、透過領域となる可視光および特定の近赤外光以外の、特定の近赤外光および近紫外光の遮蔽性に優れた光学フィルタの提供を目的とする。
【解決手段】誘電体多層膜1、ガラス基板、誘電体多層膜2、光吸収層、および誘電体多層膜3をこの順に有する光学フィルタであって、前記光吸収層は、近赤外線吸収色素を含み、前記光学フィルタが、特定の分光特性(i-1)～(i-6)をすべて満たす光学フィルタ。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
誘電体多層膜１、ガラス基板、誘電体多層膜２、光吸収層、および誘電体多層膜３をこの順に有する光学フィルタであって、
前記光吸収層は、近赤外線吸収色素を含み、
前記光学フィルタが、下記分光特性（ｉ－１）～（ｉ－６）をすべて満たす光学フィルタ。
（ｉ－１）一方の主面を入射方向としたときの、波長１３００～１５００ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において９０％以上、かつ入射角４０度において９０％以上
（ｉ－２）一方の主面を入射方向としたときの、波長１３００～１５００ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において９５％以上、かつ入射角４０度において９５％以上
（ｉ－３）他方の主面を入射方向としたときの、波長７５０～９００ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において３０％以上、かつ入射角４０度において３０％以上
（ｉ－４）他方の主面を入射方向としたときの、波長７５０～９００ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において８０％以上、かつ入射角４０度において７０％以上
（ｉ－５）波長３５０～４００ｎｍの光の平均透過率が、入射角０度において１％以下、かつ入射角４０度において２％以下
（ｉ－６）波長３５０～４００ｎｍの光の最大透過率が、入射角０度において２％以下、かつ入射角４０度において３％以下
続きを表示（約 3,500 文字）【請求項２】
前記誘電体多層膜１～３の少なくとも１つが下記特性（ｉｉＢ－１）～（ｉｉＢ－３）をすべて満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉｉＢ－１）合計積層数が１～６０である
（ｉｉＢ－２）屈折率が１．８以上２．５以下である高屈折率層ＨＢと、屈折率が１．４以上１．６以下である低屈折率層ＬＢとを含み、前記低屈折率層ＬＢの総物理膜厚に対する前記高屈折率層ＨＢの総物理膜厚の比率が０．２～０．８である
（ｉｉＢ－３）ＱＷＯＴが１．０以上である前記高屈折率層をＨＢ
１
層とし、ＱＷＯＴが１．０以上である前記低屈折率層をＬＢ
１
層としたとき、
前記ＨＢ
１
層と前記ＬＢ
１
層との間の層が、単層または複数の層からなり、これら全ての層の１層あたりのＱＷＯＴが１．０以下であるＭＢ
１
層であり、
下記式に示す積層構造を１以上有する
（ＨＢ
１
層／ＭＢ
１
層／ＬＢ
１
層）
【請求項３】
前記誘電体多層膜１～３の少なくとも１つが下記特性（ｉｉＡ－１）～（ｉｉＡ－３）をすべて満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉｉＡ－１）合計積層数が１～８０である
（ｉｉＡ－２）屈折率が１．８以上２．５以下である高屈折率層ＨＡと、屈折率が１．４以上１．６以下である低屈折率層ＬＡとを含み、前記低屈折率層ＬＡの総物理膜厚に対する前記高屈折率層ＨＡの総物理膜厚の比率が０．３～０．８である
（ｉｉＡ－３）前記高屈折率層のうち、ＱＷＯＴが１．０以上であり前記ガラス基板にｎ番目に近い層をＨＡ
ｎ
層とし、前記低屈折率層のうち、ＱＷＯＴが１．０以上であり前記層ＨＡ
ｎ
の次に前記ガラス基板に近い層をＬＡ
ｎ
層としたとき、
前記ＨＡ
ｎ
層と前記ＬＡ
ｎ
層との間の層が、単層または複数の層からなり合計ＱＷＯＴが１以下であるＭＡ
２ｎ－１
層であり、
前記ＬＡ
ｎ
層と、ＱＷＯＴが１．０以上であり前記ガラス基板にｎ＋１番目に近いＨＡ
ｎ＋１
層との間の層が、単層または複数の層からなり合計ＱＷＯＴが１以下であるＭＡ
２ｎ
層であり、
下記式に示す繰り返し構造を有する（ｎは２以上の自然数である）
（ＨＡ
１
層／ＭＡ
１
層／ＬＡ
１
層／ＭＡ
２
層）・・・（ＨＡ
ｎ
層／ＭＡ
２ｎ－１
層／ＬＡ
ｎ
層／ＭＡ
２ｎ
層）
【請求項４】
前記誘電体多層膜１～３の少なくとも１つが下記特性（ｉｉＣ－１）～（ｉｉＣ－３）をすべて満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉｉＣ－１）合計積層数が１～６０である
（ｉｉＣ－２）屈折率が１．８以上２．５以下である高屈折率層ＨＣと、屈折率が１．４以上１．６以下である低屈折率層ＬＣとを含み、前記低屈折率層ＬＣの総物理膜厚に対する前記高屈折率層ＨＣの総物理膜厚の比率が０．５～０．９であり、前記低屈折率層ＬＣの総ＱＷＯＴに対する前記高屈折率層ＨＣの総ＱＷＯＴの比率が１．１～１．５である
（ｉｉＣ－３）下記式に示す積層構造を有する
（ＨＣ
２
層／ＬＣ
２
層／ＨＣ
２
層）／ＭＣ
１
層／（ＬＣ
１
層／ＨＣ
１
層／ＬＣ
１
層）／ＭＣ
１
層／（ＨＣ
２
層／ＬＣ
２
層／ＨＣ
２
層）
ＨＣ
１
層、ＨＣ
２
層：各々独立に、ＱＷＯＴが１．０以上である高屈折率層
ＬＣ
１
層、ＬＣ
２
層：各々独立に、ＱＷＯＴが１．０以上である低屈折率層
ＭＣ
１
層：各々独立に、合計のＱＷＯＴが１以下である、単層または複数の層からなる層
【請求項５】
前記ガラス基板がイッテルビウムを含有する、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項６】
前記光学フィルタが、下記分光特性（ｉ－７）を満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
いずれかの主面を入射方向としたとき、波長Ｘｎｍにおける吸収損失量
Ｘ
を以下に定義する。
（吸収損失量
Ｘ
）［％］＝１００－（入射角０度における透過率）―（入射角５度における反射率）
（ｉ－７）波長４３０～１１００ｎｍにおける吸収損失量
４３０－１１００
の積分値が１００００以上
【請求項７】
前記ガラス基板が酸化物基準のｍｏｌ％表示で、
ＳｉＯ
２
を０．１～５０ｍｏｌ％、
Ｂ
２
Ｏ
３
を１５～４０ｍｏｌ％、
Ｐ
２
Ｏ
５
を０～１５ｍｏｌ％、および
Ｙｂ
２
Ｏ
３
を２０～６０ｍｏｌ％含有する、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項８】
前記近赤外線吸収色素が、６８０～８００ｎｍの波長領域に最大吸収波長を有する色素を含み、
前記光吸収層が下記分光特性（ｉｉｉ－１）～（ｉｉｉ－２）をすべて満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉｉｉ－１）波長６５０～７２０ｎｍの分光透過率曲線において内部透過率が３０％となる最短の波長をλ
Ａ＿ＶＩＳ（３０％）
とし、波長７２０～１０００ｎｍの分光透過率曲線において内部透過率が３０％となる最短の波長をλ
Ａ＿ＩＲ（３０％）
としたとき、下記関係式を満たす
｜λ
Ａ＿ＩＲ（３０％）
－λ
Ａ＿ＶＩＳ（３０％）
｜≧１００ｎｍ
（ｉｉｉ－２）波長７２０ｎｍにおける光学濃度をＯＤ
＿７２０
としたとき、下記関係式を満たす
ＯＤ
＿７２０
≧２．０
【請求項９】
前記光学フィルタが、下記分光特性（ｉ－８）～（ｉ－１１）をすべて満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉ－８）一方の主面を入射方向としたときの、波長４２０～６５０ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において５％以下、かつ入射角４０度において５％以下
（ｉ－９）一方の主面を入射方向としたときの、波長４２０～６５０ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において１０％以下、かつ入射角４０度において１５％以下
（ｉ－１０）一方の主面を入射方向としたときの、波長１０３０～１１５０ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において９％以下、かつ入射角４０度において１０％以下
（ｉ－１１）一方の主面を入射方向としたときの、波長１０３０～１１５０ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において１０％以下、かつ入射角４０度において１５％以下
【請求項１０】
下記分光特性（ｉ－１２）～（ｉ－１５）をすべて満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉ－１２）他方の主面を入射方向としたときの、波長４２０～６５０ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において５％以下、かつ入射角４０度において５％以下
（ｉ－１３）他方の主面を入射方向としたときの、波長４２０～６５０ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において１０％以下、かつ入射角４０度において１５％以下
（ｉ－１４）他方の主面を入射方向としたときの、波長１０３０～１１５０ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において９％以下、かつ入射角４０度において１０％以下
（ｉ－１５）他方の主面を入射方向としたときの、波長１０３０～１１５０ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において１０％以下、かつ入射角４０度において１５％以下
（【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に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いた撮像装置は、監視カメラや車載カメラ等、昼夜を問わず撮像する装置にまでその用途を拡げている。このような装置では、可視光に基づく（カラー）画像と赤外光に基づく（白黒）画像をそれぞれ取得する必要がある。
【０００３】
このため、可視光を透過させ、該可視光に基づく画像を忠実に再現するための近赤外線カットフィルタ機能に加え、特定の近赤外光を選択的に透過させる機能を備えた光学フィルタ、いわゆるデュアルバンドパスフィルタの使用が検討されている。
【０００４】
特許文献１には、誘電体多層膜と近赤外線吸収色素を含む樹脂基材とを組み合わせた、可視光と８５０ｎｍ付近の近赤外光を透過し、それ以外の光を遮断する光学フィルタが記載されている。
特許文献２には、誘電体多層膜と近赤外線吸収色素を含む樹脂基材とを組み合わせた、可視光と９４０ｎｍ付近の近赤外光を透過し、それ以外の光を遮断する光学フィルタが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１７／０３０１７４号
特開２０１６－２００７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、イメージング分野のセンシング領域の多様化に伴い、上記特許文献１および２とは波長領域が異なる１０００ｎｍ以降の一部の近赤外光領域を含むレーザー光が用いられる。したがってかかるセンシング領域の近赤外光を透過でき、ノイズとなるそれ以外の近赤外光や、近紫外光を遮断できる光学フィルタが求められている。
【０００７】
また、誘電体多層膜を有する光学フィルタは、光の入射角度により誘電体多層膜の光学膜厚が変化するために、入射角による分光透過率曲線の変化が問題である。例えば、光の入射角度が大きくなると反射特性が短波長側にシフトする結果、本来遮蔽したい領域において反射特性が低下するおそれがある。かかる現象は入射角度が大きいほど強く発生しやすい。このようなフィルタを使用すると、固体撮像素子の分光感度が入射角の影響を受けるおそれがある。近年のカメラモジュール低背化に伴い高入射角条件での使用が想定されるため、入射角の影響を受けにくい光学フィルタが求められている。
【０００８】
本発明は、高入射角においても、透過領域となる可視光および特定の近赤外光以外の、特定の近赤外光および近紫外光の遮蔽性に優れた光学フィルタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成を有する光学フィルタ等に関する。
誘電体多層膜１、ガラス基板、誘電体多層膜２、光吸収層、および誘電体多層膜３をこの順に有する光学フィルタであって、
前記光吸収層は、近赤外線吸収色素を含み、
前記光学フィルタが、下記分光特性（ｉ－１）～（ｉ－６）をすべて満たす光学フィルタ。
（ｉ－１）一方の主面を入射方向としたときの、波長１３００～１５００ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において９０％以上、かつ入射角４０度において９０％以上
（ｉ－２）一方の主面を入射方向としたときの、波長１３００～１５００ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において９５％以上、かつ入射角４０度において９５％以上
（ｉ－３）他方の主面を入射方向としたときの、波長７５０～９００ｎｍの光の平均反射率が、入射角５度において３０％以上、かつ入射角４０度において３０％以上
（ｉ－４）他方の主面を入射方向としたときの、波長７５０～９００ｎｍの光の最大反射率が、入射角５度において８０％以上、かつ入射角４０度において７０％以上
（ｉ－５）波長３５０～４００ｎｍの光の平均透過率が、入射角０度において１％以下、かつ入射角４０度において２％以下
（ｉ－６）波長３５０～４００ｎｍの光の最大透過率が、入射角０度において２％以下、かつ入射角４０度において３％以下
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高入射角においても、透過領域となる可視光および特定の近赤外光以外の、特定の近赤外光および近紫外光の遮蔽性に優れた光学フィルタが提供できる。本発明の光学フィルタは、特に、高入射角においても、ノイズとなる波長１３００～１５００ｎｍの光および波長７５０～９００ｎｍの光の反射特性と、近紫外光の遮蔽性に優れ、入射角の影響を受けにくい光学フィルタである。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許