近紅外線截止濾波器的制造方法
【專利摘要】本發明的近紅外線截止濾波器，具有高折射率膜、中折射率膜以及低折射率膜的反復層疊構造，具有：在400～700nm的波長范圍內平均透射率為85％以上的通帶、和在750～1100nm的波長范圍內平均透射率為10％以下的區域的寬度為100～280nm的阻帶。
【專利說明】近紅外線截止濾波器

【技術領域】
[0001]本發明涉及近紅外線截止濾波器，特別涉及具有在透明基板上形成的光學多層膜的近紅外線截止濾波器。

【背景技術】
[0002]在數碼相機、數碼攝像機等中使用電荷藕合器件(Charge CoupledDevice (CO)))影像傳感器、互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal OxideSemiconductor (CMOS))影像傳感器等(以下，稱為固體拍攝元件)。然而，這些固體拍攝元件的光譜特性與人的視覺靈敏度特性相比，對紅外光具有較強的靈敏度。因此在數碼相機、數碼攝像機等中，進行基于近紅外線截止濾波器的光譜修正。
[0003]作為近紅外線截止濾波器，例如使用了含有Cu2+離子作為著色成分的氟磷酸系玻璃等近紅外線吸收型的有色玻璃濾光器。然而，在有色玻璃濾光器單體中，由于無法充分截止近紅外光區以及紫外光區的光，所以目前同時采用具有能夠截止近紅外線的特性的光學多層膜。
[0004]光學多層膜被要求在固體拍攝元件所需要的400?700nm的通帶內不產生透射率衰減的現象(脈動)。以往提出有在光學多層膜中抑制脈動的技術(例如，參照專利文獻I ?2)。
[0005]專利文獻1:日本專利第4672101號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2008-139693號公報
[0007]然而，即使在光學多層膜中能夠抑制以特定角度入射的光的脈動，若光的入射角度發生變化，則有可能產生脈動。專利文獻I?2記載的技術雖然能夠應對抑制以特定角度入射的光的脈動，但完全未考慮因光的入射角度發生變化而產生的脈動。
[0008]在這樣的狀況下，近幾年，數碼相機、數碼攝像機等進一步小型化、薄型化，數碼相機、數碼攝像機等的透鏡的廣角化不斷發展。因此光以更加傾斜的狀態向固體拍攝元件入射。例如，以往，光朝向固體拍攝元件入射的角度為30°以下，但近幾年強烈需要應對超過30°的入射角。
[0009]上述的脈動，隨著光的入射角度傾斜，透射率的衰減量也增大。在專利文獻I?2中公開的提案中，沒有考慮到抑制伴隨著入射角度變化的脈動，所以若光向固體拍攝元件的入射角度為30°以下，則脈動不會極端地增大，但若成為超過30°的入射角度，則可能產生無法忽略的脈動。


【發明內容】

[0010]本發明是鑒于上述課題所做出的，目的在于提供抑制脈動的近紅外線截止濾波器。
[0011]本發明的近紅外線截止濾波器，具備:透明基板、和設置在所述透明基板的至少一個主面的光學多層膜，所述近紅外線截止濾波器的特征在于，所述光學多層膜具備:波長500nm時的折射率為2.0以上的高折射率膜、波長500nm時的折射率為1.6以上且小于所述高折射率膜的折射率的中折射率膜、以及波長500nm時的折射率小于1.6的低折射率膜，在將所述高折射率膜設為H、將所述中折射率膜設為M、將所述低折射率膜設為L時，具有以(LMHML) a n(n為I以上的自然數)反復表示的反復層疊構造，所述光學多層膜具有:在400?700nm的波長范圍內平均透射率為85%以上的通帶、和在750?IlOOnm的波長范圍內平均透射率為10%以下的區域的寬度為100?280nm的阻帶，在將所述光學多層膜的所述高折射率膜的四分之一波長光學厚度(Quater-wave Optical Thickness)設為TH、將所述中折射率膜的四分之一波長光學厚度設為TM、將所述低折射率膜的四分之一波長光學厚度設為?Υ的情況下，在所述中折射率膜的折射率為所述高折射率膜的折射率與所述低折射率膜的折射率的中間值以上的情況下，對于所述光學多層膜而言，在將以垂直入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(Τη+2Τμ)的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，21/(1'11+21?)為100%?70%的范圍內，在所述中折射率膜的折射率小于所述高折射率膜的折射率與所述低折射率膜的折射率的中間值的情況下，對于所述光學多層膜而言，在將以垂直入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的(2?γ+2ΤΜ)/ΤΗ的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，對所述高折射率膜、所述中折射率膜以及所述低折射率膜進行層疊，以使(2?Υ+2Τμ)/Τη為100%?70%的范圍內。
[0012]根據本發明，近紅外線截止濾波器具備設置于透明基板的至少一方的主面的光學多層膜，上述光學多層膜具備:波長500nm的折射率為2.0以上的高折射率膜、波長500nm的折射率為1.6以上且小于上述高折射率膜的折射率的中折射率膜、以及波長500nm的折射率小于1.6的低折射率膜，在將上述高折射率膜設為H、上述中折射率膜設為M、上述低折射率膜設為L時，具有以(LMHML) a n(n為I以上的自然數)的反復表示的反復層疊構造，并具有在400?700nm的波長范圍內平均透射率為85%以上的通帶、和在750?IlOOnm的波長范圍內平均透射率在10%以下的區域的寬度為100?280nm的阻帶，在將上述光學多層膜的上述高折射率膜的四分之一波長光學厚度設為TH、上述中折射率膜的四分之一波長光學厚度設為TM、上述低折射率膜的四分之一波長光學厚度設為IY的情況下，在上述中折射率膜的折射率為上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值以上的情況下，上述光學多層膜在將以垂直入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的2?Υ/(Τη+2Τμ)的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)為100%?70%的范圍內，在上述中折射率膜的折射率小于上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值的情況下，上述光學多層膜在將以垂直入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的(2?γ+2ΤΜ)/ΤΗ的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，以使(2?γ+2ΤΜ)/Th處于100 %?70 %的范圍內的方式，層疊上述高折射率膜、上述中折射率膜以及上述低折射率膜，所以能夠提供脈動被抑制了的近紅外線截止濾波器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是第一實施方式的近紅外線截止濾波器的剖視圖。
[0014]圖2是第一實施方式的光學多層膜的剖視圖。
[0015]圖3是第一實施方式的光學多層膜的第一 SWPF部的剖視圖。
[0016]圖4是拍攝裝置局部構成圖。
[0017]圖5是表I所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0018]圖6是表I所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0019]圖7是表2所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0020]圖8是表2所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0021]圖9是表3所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0022]圖10是表3所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0023]圖11是表4所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0024]圖12是表4所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0025]圖13是表5所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0026]圖14是表5所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0027]圖15是表6所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0028]圖16是表6所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0029]圖17是表7所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0030]圖18是表7所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0031]圖19是具備表8、表9所示的光學多層膜的玻璃基板(NF50T)在0°以及45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0032]圖20是具備表8所示的光學多層膜(IRCF)的白板玻璃基板在0°以及45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0033]圖21是具備表9所示的光學多層膜中的UV截止的白板玻璃基板在0°以及45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0034]圖22是具備表9所示的光學多層膜中的SWPFl的白板玻璃基板在0°以及45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0035]圖23是具備2?Υ/ (TH+2TM)的值為100 %的情況的SWPFl的白板玻璃基板的光譜特性的模擬結果。
[0036]圖24是具備2?Υ/ (TH+2TM)的值為O %的情況的SWPFl的白板玻璃基板的光譜特性的模擬結果。
[0037]圖25是具備表9所示的光學多層膜中的SWPF2的白板玻璃基板在0°以及45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。
[0038]圖26是具備2?Υ/ (TH+2TM)的值為100 %的情況的SWPF2的白板玻璃基板的光譜特性的模擬結果。
[0039]圖27是具備2?Υ/ (TH+2TM)的值為O %的情況的SWPF2的白板玻璃基板的光譜特性的模擬結果。
[0040]圖28是具備表9所示的光學多層膜的白板玻璃基板在0°以及45°入射條件下的光譜特性的模擬結果。

【具體實施方式】
[0041](第一實施方式)
[0042]圖1是第一實施方式的近紅外線截止濾波器10 (以下，稱為IRCF10)的剖視圖。圖2是IRCFlO具備的光學多層膜12的剖視圖。圖3是光學多層膜12的第一 SWPF部12B的剖視圖。以下，參照圖1?圖3，說明IRCFlO的結構。
[0043]如圖1所示，IRCFlO具備透明基板11和在透明基板11的至少一方的主面設置的光學多層膜12。此外，光學多層膜12可以在透明基板11的一方的主面設置，也可以在透明基板11的各個主面分開設置。
[0044](透明基板11)
[0045]透明基板11的材料只要是能夠至少透射可見光波長區域的光則沒有特別限定。作為透明基板11的材料，例如能舉出玻璃、水晶、鈮酸鋰、藍寶石等結晶，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯樹脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烴樹脂、降冰片烯樹脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、氯乙烯樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯醇樹脂等。
[0046]特別優選吸收近紅外波長區域的光的基板作為透明基板11。使用吸收近紅外波長區域的光的透明基板11，從而能夠得到與人的視覺靈敏度特性接近的畫質。此外，作為吸收近紅外波長區域的光的透明基板11例如能舉出在氟磷酸鹽系玻璃、磷酸鹽系玻璃中添加Cu2+(離子)而得的吸收型玻璃。另外，也可以使用在樹脂材料中添加吸收近紅外線的吸收劑而得的材料。作為吸收劑例如能舉出染料、顏料、金屬配位化合物，具體而言，能舉出酞菁類化合物、萘酞菁類化合物、雙硫氫基金屬配位化合物。
[0047](光學多層膜22的構造)
[0048]圖2是光學多層膜12的剖視圖。如圖2所示，光學多層膜12具備截止紫外光(UV)的UV截止部12A、第一 SWPF部12B以及第二 SWPF部12C。第一 SWPF部12B以及第二 SWPF部12C形成在400?700nm的波長范圍內平均透射率在85%以上的通帶、和在上述通帶的近紅外側在750?IlOOnm的波長范圍內平均透射率在10%以下的區域的寬度為100?280nm的阻帶。另外，也可以在光學多層膜12的構造中追加調整光譜特性的層。
[0049](UV 截止部 12A)
[0050]UV截止部12A只要能夠以規定的波長寬度和透射率截止小于400nm的波長范圍的紫外線，則可以是任意的膜結構。例如具有波長為500nm的折射率在2.0以上的高折射率膜H、和波長為500nm的折射率小于1.6的低折射率膜L層疊而成的構造。
[0051](SWPF 部 12B)
[0052]圖3 是第一 SWPF(Short Wide Pass Filter)部 12B 的剖視圖。在將波長為 500nm的折射率在2.0以上的高折射率膜設為H，將波長為500nm的折射率在1.6以上且小于上述高折射率膜H的折射率的中折射率膜設為M,將波長為500nm的折射率小于1.6的低折射率膜設為L時，SffPF部12B具有以下的(I)式所示的構造。
[0053](LMHML)八n(n是I以上的自然數)...(I)
[0054]在將SWPF部12B的高折射率膜H的四分之一波長光學厚度設為TH，將中折射率膜M的四分之一波長光學厚度設為Tm，將低折射率膜L的四分之一波長光學厚度設為IY時，在中折射率膜的折射率為上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值以上的情況下，將以0°入射(垂直入射)條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，以使2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)在100%?70%的范圍內的方式層疊上述各膜。
[0055]另外，在將SWPF部12的高折射率膜H的四分之一波長光學厚度設為ΤΗ，將中折射率膜M的四分之一波長光學厚度設為Tm，將低折射率膜L的四分之一波長光學厚度設為IY時，中折射率膜的折射率小于上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值的情況下，將以0°入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的(2?γ+2ΤΜ)/ΤΗ的最大值設為100 %、最小值設為O %的情況下，以使(2Tl+2Tm) /Th在100 %?70 %的范圍內的方式層疊上述各膜。
[0056]在決定上述各膜的四分之一波長光學厚度的比時，規定中折射率膜的折射率將上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值作為閾值。這是因為在中折射率膜的折射率為上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值以上的情況下，中折射率膜的四分之一波長光學厚度的增減對上述比率產生的影響與高折射率膜的趨勢相同。另外，還因為在中折射率膜的折射率小于上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值的情況下，中折射率膜的四分之一波長光學厚度的增減對上述比率產生的影響與低折射率膜的趨勢相同。
[0057]如上述那樣設定SWPF部12的各膜的四分之一波長光學厚度的理由如下所述。認為取決于光學多層膜的入射角度的可視區域的局部透射率減少(所謂的脈動)的產生是因為基于ndXcosQ的光學膜厚的減少在折射率不同的膜中彼此不同。光學多層膜的光譜特性根據斯涅爾定律(nlXcos Θ I = n2Xcos Θ 2)可知,折射率大的膜的入射角度變小,折射率小的膜的入射角度增大。
[0058]因此，隨著入射角度增大,例如若考慮高折射率膜H和低折射率膜L，則對于兩者的光學膜厚的平衡而言，高折射率膜的光學膜厚過多地作用，低折射率膜的光學膜厚過少地作用。而且，SWPF相對于各折射率的膜厚變化存在容易產生脈動的趨勢。然而，即使在各折射率的光學膜厚的比率變化的情況下，必定存在不產生脈動的比率范圍，所以能夠使用該比率范圍進行脈動的抑制。
[0059]具體而言，在具有(LMHML)的反復層疊構造的SWPF中，增減各折射率膜的四分之一波長光學厚度，以SWPF在0°入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內調查脈動的產生。若增減各折射率膜的四分之一波長光學厚度，則能夠把握開始產生脈動的范圍。
[0060]而且，在中折射率膜的折射率為上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值以上的情況下，在將不存在透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的最大值設為100 %、最小值設為O %的情況下，以使2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)在100%?70%的范圍內的方式決定各折射率膜的四分之一波長光學厚度。
[0061]另外，在中折射率膜的折射率小于上述高折射率膜的折射率與上述低折射率膜的折射率的中間值的情況下，在將不存在透射率局部降低5%以上的位置的(2?Υ+2Τμ)/Τη的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，以使(2?γ+2ΤΜ)/ΤΗ在100%?70%的范圍內的方式決定各折射率膜的四分之一波長光學厚度。
[0062]此外，不存在透射率局部降低5%以上的位置是指在400?700nm的波長范圍內規定在增減上述各折射率膜的四分之一波長光學厚度時的透射率的變化量。具體而言，通過上述各折射率膜的四分之一波長光學厚度的調整使透射率變動，所以確認在不存在該變動量局部降低5%以上的位置的范圍內的上述四分之一波長光學厚度的比率，設定最大值以及最小值。
[0063]在上述中，設計為:若選擇100%的值，則在使入射角度從0°開始增(傾斜)時，在達到最大角度之前不產生脈動。若選擇小于70%的值，則在使入射角度從0°開始增大(傾斜)時，與選擇100%的值的情況相比，在更小的角度產生脈動。考慮光學多層膜的通帶(400nm?700nm)的0°?45°入射條件下的脈動的產生以及制造上的余量，以處于100 %?70 %的范圍的方式決定各折射率膜的四分之一波長光學厚度。此外，決定上述各折射率膜的四分之一波長光學厚度的工序可以是實際制成多個膜結構的光學多層膜，也可以有效利用能夠根據膜構造模擬光學多層膜的光譜特性的軟件。
[0064](SffPF 部 12C)
[0065]SffPF部12C具有與SWPF部12B相同的構造，故省略重復的說明。
[0066]高折射率膜H只要是由波長為500nm時折射率在2.0以上的材料構成則沒有特別限定。作為這樣的高折射率的材料例如能適當地舉出氧化鈦(T12)、氧化鈮(Nb2O5)、或者由它們的復合氧化物構成的材料。另外，若折射率在2.0以上，則也可以含有添加物。此外，折射率越高，對傾斜入射時的波長偏移量抑制、阻帶的擴張等越有利。
[0067]中折射率膜M只要是由波長為500nm時折射率在1.6以上且小于上述高折射率膜H的折射率的材料構成則沒有特別限定。作為這樣的中折射率的材料例如能適當地舉出氧化鉭(Ta2O5)、氧化鋁(Al2O3)、氧化釔(Y2O3)、氧化鋯(ZrO2)與氧化鋁(Al2O3)的混合物。此外，上述材料也可以含有添加物。
[0068]低折射率膜L只要是由波長為500nm時低折射率小于1.6的材料構成則沒有特別限定。作為這樣的低折射率的材料例如能適當地舉出氧化硅(S12)。另外，若折射率小于
1.6，則也可以含有添加物。
[0069]以下列舉各折射率膜的組合的優選例。
[0070]組合I...高折射率膜:氧化鈦(波長為500nm時的折射率'2.47)、中折射率膜:氧化鉭(波長為500nm時的折射率:2.19)、低折射率膜:氧化硅(波長為500nm時的折射率:1.48)
[0071]此外，該組合的2TL/(TH+2TM)的優選范圍是0.870?0.845。
[0072]組合2...高折射率膜:氧化鈦(波長為500nm時的折射率:2.47)、中折射率膜:氧化鋁(波長為500nm時的折射率:1.64)、低折射率膜:氧化硅(波長為500nm時的折射率:1.48)
[0073]此外，該組合的(2?Υ+2Τμ)/Τη的優選范圍是1.215?1.186。
[0074]組合3...高折射率膜:氧化鈮(波長為500nm時的折射率:2.38)、中折射率膜:氧化鋁(波長為500nm時的折射率:1.64)、低折射率膜:氧化硅(波長為500nm時的折射率:1.48)
[0075]此外，該組合的(2?Υ+2Τμ)/Τη的優選范圍是1.229?1.186。
[0076]構成光學多層膜12的高折射率膜H、中折射率膜M、低折射率膜L能夠通過濺射法、真空蒸鍍法、離子束法、離子鍍法、CVD法形成，但特別優選通過濺射法、真空蒸鍍法形成。通帶是用于CCD、CMOS等固體拍攝元件的受光的波長帶域，其膜厚精度很重要。濺射法、真空蒸鍍法便于在形成薄膜時的膜厚控制。因此能夠提高構成光學多層膜12的高折射率膜H、中折射率膜M、低折射率膜L的膜厚的精度，其結果是，能夠抑制脈動。
[0077]此外，附著力強化層、最表面層(空氣側)的防帶電層等構成光學多層膜12的其它的膜也可以包含于光學多層膜12。
[0078](光學多層膜12的光譜特性)
[0079]接下來，說明光學多層膜12的光譜特性。
[0080]光學多層膜12具有:在0°入射條件下在400?700nm的波長范圍內平均透射率為85%以上的通帶、和位于該通帶的近紅外側的阻帶。阻帶在750?IlOOnm的波長范圍內平均透射率在10%以下的區域的寬度為100?280nm。
[0081]另外，光學多層膜12的通帶的紫外側的半值波長與近紅外側的半值波長的差為200nm以上。并且0°入射條件與30°入射條件下的光學多層膜12的通帶的半值波長的差在紫外側小于1nm,在近紅外側小于22nm。
[0082]此外，光學多層膜12在0°入射條件下的光譜特性優選進一步滿足以下的要件。具體而言，光學多層膜12的通帶的紫外側的半值波長與近紅外側的半值波長的差優選為350nm以下，更優選為300nm以下。另外，紫外側的半值波長優選在390?430nm的范圍，近紅外側的半值波長優選在640?720nm的范圍。并且，紫外側的阻帶的寬度優選為30nm以上，近紅外側的阻帶的寬度優選為200nm以上。
[0083]這里，光學多層膜12的通帶的范圍(用于求出平均透射率的范圍)由從通帶向紫外側的阻帶透射率開始降低時的波長(紫外側的基點)開始，直到由通帶向近紅外側的阻帶透射率開始降低時的波長(近紅外側的基點)為止。
[0084]另外，光學多層膜12的阻帶的范圍(用于求出平均透射率、寬度的范圍)對于光學多層膜12的紫外側的阻帶而言，由從紫外側的阻帶向通帶透射率開始上升時的波長(通帶側的基點)開始，直到向該紫外側透射率最初達到40%時開始上升時的波長(紫外側的基點)為止。
[0085]并且，對于光學多層膜12的近紅外側的阻帶而言，由從近紅外側的阻帶向通帶透射率開始上升時的波長(通帶側的基點)開始，直到向該近紅外側透射率最初達到40%時開始上升時的波長(近紅外側的基點)為止。
[0086](近紅外線截止濾波器(IRCF)10的光譜特性)
[0087]IRCFlO優選在0°?45°入射條件下的光譜特性中，不存在通帶(400?700nm的波長范圍內)的透射率局部降低20%以上的位置。IRCFlO的光譜特性主要取決于光學多層膜12的光譜特性，所以優選僅在光學多層膜12中具備上述特性，但除了光學多層膜12以外，也可以通過將防反射膜等設置于透明基板的另一方的面來具備上述特性。IRCFlO在0°?45°入射條件下的光譜特性中，通帶(400?700nm的波長范圍內)的透射率局部降低的量優選為15%以下，更優選為12%以下。
[0088]此外，在本發明中，透射率局部降低的量是指因脈動產生的局部透射率損失量。具體而言，是指在從短波長向長波長側的透射率變動中，將從通帶的平坦部或與其相似的連續的透射率變動部(例如在吸收玻璃等中通帶呈坡度小的山形狀)向因脈動形成的極小值的最初的拐點的透射率設為(A)、將因脈動形成的透射率的極小值設為(B)、將從脈動的極小值向上述通帶平坦部透射率上升，該上升的終端即返回通帶平坦部的最初的拐點的透射率設為(C)時，(A)-(B), (C)-(B)的絕對值中的較大值。
[0089](其它的實施方式)
[0090]如上所述，根據上述具體例詳細說明了本發明，但本發明不限定于上述具體例，只要不脫離本發明的范疇則可以進行各種吵變形、變更。
[0091]例如，光學多層膜可以具備由兩個相同的膜結構形成的SWPF，也可以是以由一個SffPF以及其它膜結構(除上述反復層疊構造以外)形成的SWPF而構成。具體而言，也可以是由具備(LMHML)的反復層疊構造的SWPF和具備(HL)的反復層疊構造的SWPF構成的光學多層膜。另外，(LMHML)的反復次數相應于所希望的光譜特性任意設定。另外，也可以使用將(LMHML)的中折射率膜分配為高折射率膜和低折射率膜的(等價膜結構)，成為實際相同的膜結構。
[0092](拍攝裝置100)
[0093]參照圖1?圖3說明的IRCFlO例如被用作數字靜態照相機、數碼攝像機、監控攝像頭、車載攝像頭、網絡攝像頭等拍攝裝置、自動曝光表等視覺靈敏度校正濾波器。在數字靜態照相機、數碼攝像機、監控攝像頭、車載攝像頭、網絡攝像頭等拍攝裝置中，IRCFlO例如配置在拍攝透鏡與固體拍攝元件之間。在自動曝光表中，IRCFlO例如配置于受光元件的前表面。
[0094]在拍攝裝置中，可以在從固體拍攝元件的前表面離開的位置配置IRCF10，也可以直接貼著固體拍攝元件或者固體拍攝元件的包裝，也可以將IRCFlO作為保護固體拍攝元件的蓋板。另外，也可以直接貼著使用了被用于抑制莫爾條紋、假色的水晶、鈮酸鋰等的結晶的低通濾波器。
[0095]接下來，示出具體例。圖4是拍攝裝置100的局部構成圖。
[0096]拍攝裝置100例如是數字靜態照相機、數碼攝像機、監控攝像頭、車載攝像頭、網絡攝像頭。拍攝裝置100具備固體拍攝元件110、蓋玻片120、透鏡組130、光圈140、框體150。固體拍攝元件110、蓋玻片120、透鏡組130以及光圈140沿光軸x配置。
[0097]固體拍攝元件110例如是Charge Coupled Device(CO))影像傳感器、Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS)影像傳感器。固體拍攝兀件 110 將輸入的光轉換為電信號，向未圖示的圖像信號處理電路輸出。
[0098]蓋玻片120配置于固體拍攝元件110的拍攝面側(透鏡組130側)，從外部環境保護固體拍攝元件110。
[0099]透鏡組130配置于固體拍攝元件110的拍攝面側。透鏡組130由多個透鏡LI?L4構成，將入射的光向固體拍攝元件110的拍攝面引導。
[0100]光圈140配置在透鏡組130的透鏡L3與透鏡L4之間。光圈140構成為能夠調整通過的光的量。
[0101]框體150收納固體拍攝元件110、蓋玻片120、透鏡組130以及光圈140。
[0102]在拍攝裝置100中，從被拍攝體側射入的光通過透鏡L1、透鏡L2、第三透鏡L3、光圈140、透鏡L4以及蓋玻片120射入固體拍攝元件110。該入射的光在固體拍攝元件110被轉換為電信號，作為圖像信號而輸出。
[0103]IRCF10例如作為蓋玻片120、透鏡組130、即透鏡L1、透鏡L2、透鏡L3或透鏡L4使用。換言之，IRCF10的光學多層膜12將現有的拍攝裝置的蓋玻片、透鏡組作為透明基板11，而設置于該透明基板11的表面。另外，也可以使在透明基板11的表面設置有光學多層膜12的IRCFlO (圖4中未圖示的)相對于上述的蓋玻片、透鏡組作為另外的部件設置。
[0104]通過將IRCFlO應用于拍攝裝置100的蓋玻片120、透鏡組130，從而能夠抑制入射角度依賴性(脈動的產生)，并且能夠擴張可視區域的通帶和紫外光區以及近紅外光區的阻帶，能夠提高其特性。
[0105]實施例
[0106]接下來，參照實施例具體地說明。
[0107]實施例的近紅外線截止濾波器(IRCF)具備透明基板(白板玻璃，B270，板厚0.3mm,肖特公司制)、設置于透明基板的一方的面的光學多層膜。使用光學薄膜模擬軟件(TFCalc, Software Spectra公司制)驗證上述IRCF在以光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的條件。另夕卜，在本申請中使用波長為500nm的各膜的折射率作為代表值，但在模擬上考慮折射率的波長依賴性進行模擬。
[0108]在折射率中存在被稱為色散等的波長依賴性。例如，在300?1300nm的波長范圍內，本申請在作為對象的膜物質等中，有波長越短折射率越大、波長越長折射率越小的趨勢。這些波長-折射率的關系并非線性關系，一般大多使用HartmanruSellmeier等近似式表示。另外，膜物質的折射率(分散)隨各種成膜條件而變化。因此，將通過蒸鍍法、離子輔助蒸鍍法、濺射法等實際進行成膜而得到的各膜的折射率的色散數據用于以下的模擬。
[0109](實施例1)
[0110]光學多層膜是由氧化鈦(高折射率膜)、氧化鉭(中折射率膜)、氧化硅(低折射率膜)構成的(LMHML)的9層反復層疊。另外，該光學多層膜具有在400?700nm的波長范圍內平均透射率為85%以上的通帶、和在上述通帶的近紅外側780?100nm的波長范圍內平均透射率為10%以下的區域的阻帶。通過模擬調查該光學多層膜以0°入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的21；/(Th+2Tm)的100% (最大值)、0% (最小值)、70%的膜結構。不存在光學多層膜的透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的100% (最大值)、0% (最小值)、70%的膜結構如以下的表I所示。2Tl/(Th+2Tm)的100% (最大值)為0.867，O % (最小值)為0.816，70% 為 0.852。
[0111][表I]
[0112]
I @ 波長500nm I100%70>0?
層數■膜材料一如射率[nm] QWOf膜厚[nm] QWOT膜厚[nm]QWOT
1S121.4S__70.54 0.835~ 69.87 ■ 0.827 ~~68.270.806~
2Ta2O52.19~ 36.64 ~OM2~ 36.92 ~ 0.647 ~^7J66Q.?60~
3—TiQ2 —2.47~32.5S 0.644~ 32.83 0.649 33.490.662
4Ta2O52.19~~"36.64 ~0642~ 36.92 ~ 0.647 37.660.660
5SiQg1.48141.08— 1.670 139-741.655 136.531.617
6Ta7Oil2.19__36.64 T642~ ~36.92 0.647 37.660.660
~1T1^?Α732.580.644 32.83~~0.649 33.490.662
8■Ta2Oij —2.19~36.64 0.64^ 36.92 0.647 ~~37.660.660
9~ S12 ~~~1.48~ 141.08 "T670~ 139.74~ 1.655 136.531.617
10■TaaQ5 —2.19—36.64 0.642~ 36.92 0.647 "^7.660.660
11■TiQy —2.47—32.58 0.644~ 32.83 0.649 ~~33.490.662
12~Ta2O5 —2.19~ 36.64 ~0642~ 36.92 一 0.647 37.660.660
13S121.48141.08 "T.670 I39.7~ 1.655 136.531.617
14'Ta?0^ —2.19~36.64 0.G42~ 36.92 0.647 37.660.660
15~T1g —2.47~ 32.53 ~0644~ 32.83 ~ 0.649 33.490.662
16~Ta2O5 —2.19— 36.64 "gmT' 36.92 ~ 0.647 37.660.660
17S121.48_ 141.08 Τ670~ 139.74— 1.655 —136.531.617 TBTa2O5 —2.19~36.64 X642~ 36.92 0.647 37.660.660 19T1g2.47- 32.58 0.644 32.83 0.649— 33.490.662
~20TagO5 ~2.1936.64 0.642 36.92 0.647 37.66 ~0.660
21~ SiQ2 —1-48~ 141.08 Τ670~ 139.74~~ 1.655 —136.531.61~
22TagO52.1936.64 0.642 36.92~ 0.647 37.660.660
23~ T12 —2.47~ 32.58 ~0~644~ 32.83 0.649 33.490.662
24Ta2O52.1936.64 ~ 0.642 ~ 36.92 ~0i?7 37.660.660
25' SiQ2 —1.48~ 41.08 1.670"一139.74 T655~ 136.53—1.617 2B "Ta7O5 —2.19—36.64 T642~ 36.92 ~ 0.647 ~37.660.66cT
27T1g2.4732.58 " 0.644 ~~32.83 0.649~ 33.490-662
28Ta2Q5 —2.19—36.64 0.64^ 36.92 0.647 37.660.660
29S1y1.48141.08 T670 139.74~ 1.655 136.531.617
30Ta2O52.1936.64 0?642 36.92 0.647 37.660.660
31■TiQy —2.47—32.58 0.644~ 32.83 0.649 33.490.662 ~32 ~TaijO5 —2.19~ 36.64 ~0M2~ 36.92 ~ 0.647 ~37.660.660~
33SiQ21.48__141.08 1.670 139.74 1.655 136.531.617
34Ta2Q52.1936.64 ~ 0.642 ~~36.92 0.647~ 37.66~~0.660
35'^f122.47~32.58 0.644~ 32.83 0.649 33.490.662
36Ta2Q52.19—36.64 0.642~ 36.92 ~θ?47~ 37.660.660
37S1g —~1.48~70.54 0.835~ 69.87 ~08270.808 ~
[0113]圖5是表示表I所示的光學多層膜在0°入射條件下的光譜特性的模擬結果的圖。另外，圖6是表示表I所示的光學多層膜在45°入射條件下的光譜特性的模擬結果的圖。由上可知，將光學多層膜以0°入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，在2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)為100%?70%的范圍內的情況下，即使是在45°入射條件下也能夠抑制400?700nm的波長范圍的通帶的脈動，透射率的局部降低也能夠低到9.9%。另夕卜，可知在2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)為0%的情況下，以45°入射條件下的光譜特性通帶的局部降低為22.2%,無法充分抑制脈動。
[0114](實施例2)
[0115]光學多層膜具備與實施例1相同的反復層疊構造，不同之處僅在于在上述通帶的近紅外側，具有在920?1170nm的波長范圍內平均透射率為10%以下的區域的阻帶。通過模擬調查該光學多層膜以0°入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的100% (最大值)、0% (最小值)、70%的膜結構。不存在光學多層膜的透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的100%(最大值)、0% (最小值)、70%的膜結構如以下的表2所示。2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的100% (最大值)% 0.865,0% (最小值)為 0.807，70%為 0.847。
[0116][表2]
[0117]

【權利要求】
1.一種近紅外線截止濾波器，具備:透明基板、和設置在所述透明基板的至少一個主面的光學多層膜，所述近紅外線截止濾波器的特征在于， 所述光學多層膜具備:波長500nm時的折射率為2.0以上的高折射率膜、波長500nm時的折射率為1.6以上且小于所述高折射率膜的折射率的中折射率膜、以及波長500nm時的折射率小于1.6的低折射率膜，在將所述高折射率膜設為H、將所述中折射率膜設為M、將所述低折射率膜設為L時，具有以(LMHML) a n(n為I以上的自然數)反復表示的反復層疊構造， 所述光學多層膜具有:在400?700nm的波長范圍內平均透射率為85%以上的通帶、和在750?IlOOnm的波長范圍內平均透射率為10%以下的區域的寬度為100?280nm的阻帶， 在將所述光學多層膜的所述高折射率膜的四分之一波長光學厚度設為TH、將所述中折射率膜的四分之一波長光學厚度設為TM、將所述低折射率膜的四分之一波長光學厚度設為Tl的情況下， 在所述中折射率膜的折射率為所述高折射率膜的折射率與所述低折射率膜的折射率的中間值以上的情況下， 對于所述光學多層膜而言，在將以垂直入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，2?γ/(ΤΗ+2ΤΜ)為100%?70%的范圍內， 在所述中折射率膜的折射率小于所述高折射率膜的折射率與所述低折射率膜的折射率的中間值的情況下， 對于所述光學多層膜而言，在將以垂直入射條件下的光譜特性在400?700nm的波長范圍內不存在透射率局部降低5%以上的位置的(2?Υ+2ΤΜ)/ΤΗ的最大值設為100%、最小值設為0%的情況下，對所述高折射率膜、所述中折射率膜以及所述低折射率膜進行層疊，以使(2TL+2TM)/TH為100%?70%的范圍內。
2.根據權利要求1所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 對于所述光學多層膜而言，所述高折射率膜由T12構成，所述中折射率膜由Ta2O5構成，所述低折射率膜由S12構成，2Tl/(Th+2Tm)為0.852?0.867的范圍內。
3.根據權利要求1所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 對于所述光學多層膜而言，所述高折射率膜由T12構成，所述中折射率膜由Al2O3構成，所述低折射率膜由S12構成，(2Tl+2Tm)/Th為1.167?1.218的范圍內。
4.根據權利要求1所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 對于所述光學多層膜而言，所述高折射率膜由Nb2O5構成，所述中折射率膜由Al2O3構成，所述低折射率膜由S12構成，(2?Υ+2Τμ)/Τη為1.191?1.234的范圍內。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 在0°?45°入射條件的光譜特性下，所述通帶不存在透射率局部降低20%的位置。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 至少由兩種以上所述光學多層膜構成。
7.根據權利要求1?6中任一項所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 所述透明基板具備在近紅外波長區域具有吸收的光學特性。
8.根據權利要求7所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 所述透明基板是含有Cu2+離子作為著色成分的氟磷酸鹽系玻璃或者磷酸鹽系玻璃。
9.根據權利要求7所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 所述透明基板是含有吸收近紅外線的色素的樹脂材料。
10.權利要求1?9中任一項所述的近紅外線截止濾波器，其特征在于， 具備近紅外線截止膜，該近紅外線截止膜設置在與所述光學多層膜相同的面或者所述透明基板的另一方的主面，并且構成為包括:波長500nm時的折射率為2.0以上的折射率不同的兩種以上的膜、和波長500nm時的折射率小于1.6的膜， 所述近紅外線截止膜具有:在400?700nm的波長范圍內平均透射率為85%以上的通帶、和在所述通帶的紫外側以及近紅外側分別平均透射率為5%以下的阻帶， 所述通帶的紫外側的半值波長與近紅外側的半值波長的差為200nm以上，垂直入射條件與30°入射條件下所述通帶的半值波長的差在紫外側的半值波長小于10nm，在近紅外側的半值波長小于22nm。
【文檔編號】G02B5/26GK104204873SQ201380018137
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年5月31日 優先權日:2012年6月4日
【發明者】館村滿幸 申請人:旭硝子株式會社