JP5126089B2 - Ray cut filter - Google Patents
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Description
本発明は、本発明は、予め設定した波長帯域の光線の透過を抑制する光線カットフィルタに関する。 The present invention relates to a light cut filter that suppresses transmission of light in a preset wavelength band.
一般的なビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に代表される電子カメラの光学系では、光軸に沿って被写体側から、結合光学系、赤外線カットフィルタ、光学ローパスフィルタ、CCD(Charge Coupled Device )やMOS(Metal Oxide Semiconductor )等の撮像デバイスが順に配設されている(例えば、特許文献1参照)。なお、ここでいう撮像デバイスは、人の目が視認可能な波長帯域の光線(可視光線)よりも広い波長帯域の光線に応答する感度特性を有している。そのため、可視光線に加えて、赤外域や紫外域の光線にも応答してしまう。 In an optical system of an electronic camera typified by a general video camera or a digital still camera, a coupling optical system, an infrared cut filter, an optical low-pass filter, a CCD (Charge Coupled Device), and a MOS from the subject side along the optical axis. An imaging device such as (Metal Oxide Semiconductor) is sequentially disposed (for example, see Patent Document 1). In addition, the imaging device here has a sensitivity characteristic that responds to a light beam having a wider wavelength band than a light beam having a wavelength band (visible light) visible to the human eye. Therefore, in addition to visible light, it also responds to light in the infrared region and ultraviolet region.
ところで、人の目は、暗所において400〜620nm程度の範囲の波長の光線に応答し、明所において420〜700nm程度の範囲の波長の光線に応答する仕組みになっている。これに対し、例えば、CCDでは、400〜700nmの範囲の波長の光線に高感度で応答し、さらに400nm未満の波長の光線や700nmを越える波長の光線にも応答する。 By the way, the human eye responds to light having a wavelength in the range of about 400 to 620 nm in a dark place and responds to light having a wavelength in the range of about 420 to 700 nm in a bright place. In contrast, for example, a CCD responds with high sensitivity to light having a wavelength in the range of 400 to 700 nm, and further responds to light having a wavelength of less than 400 nm and light having a wavelength of more than 700 nm.
このため、下記する特許文献1に記載の撮像デバイスでは、撮像デバイスであるCCDのほかに赤外線カットフィルタを設けて、撮像デバイスに赤外域の光線を到達させないようにし、人の目に近い撮像画像が得られるようにしている。
For this reason, in the imaging device described in
下記する特許文献1に記載の撮像デバイスに用いられる赤外線カットフィルタとして、可視光線を透過し且つ赤外線を反射する赤外線カットコートが用いられている。
As an infrared cut filter used in an imaging device described in
現在、赤外線カットコートは、TiO2、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5等の高屈折率物質と、SiO2、MgF2等の低屈折率物質とを透明基板上に交互に積層して数十層とした多層膜から構成されている。 Currently, the infrared cut coating is laminated alternately with the high refractive index material such as TiO 2, ZrO 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5, the SiO 2, MgF 2 or the like of a low refractive index material and a transparent substrate Thus, it is composed of a multilayer film made up of several tens of layers.
この赤外線カットコートによれば、可視域から赤外域に亘って「透過率が急峻に減少する特性」を得ることができ、透過率を略0%とするポイントを約700nmに合わせ込むことが容易である。 According to this infrared cut coat, it is possible to obtain “a characteristic in which the transmittance sharply decreases” from the visible range to the infrared range, and it is easy to adjust the point at which the transmittance is approximately 0% to about 700 nm. It is.
ところで、現在、低消費電力や高感度の要求が高まり、これらの要求に対応した電子カメラが開発されている。特に、従来の撮像素子に対して赤外の感度が高いものが開発されているが、現状の赤外線カットコートだけを用いた撮像デバイスでは、赤外線のカットが不十分である。そこで、現在、赤外線のカットを行うために、赤外線カットコートと赤外吸収ガラスを併用する方法が採られている。 Now, demands for low power consumption and high sensitivity are increasing, and electronic cameras that meet these demands have been developed. In particular, devices having higher infrared sensitivity than conventional imaging devices have been developed. However, in an imaging device using only the current infrared cut coat, the infrared cut is insufficient. Therefore, at present, in order to cut infrared rays, a method of using an infrared cut coat and infrared absorbing glass in combination is employed.
しかしながら、赤外線のカットを行うために、赤外線カットコートと赤外吸収ガラスを併用した場合、光線カットフィルタが厚くなり、さらに材料コストが嵩むという問題が生じる。 However, when an infrared cut coat and an infrared absorbing glass are used in combination to cut infrared rays, there is a problem that the light cut filter becomes thick and the material cost increases.
そこで、上記課題を解決するために本発明は、光線カットフィルタとして赤外線カットコートだけで赤外線カットを行う薄型の光線カットフィルタを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a thin light-cut filter that cuts infrared rays using only an infrared cut coat as a light-cut filter.
上記の目的を達成するため、本発明にかかる光線カットフィルタは、透明基板と、この透明基板上に形成され所望の波長帯域の光線をカットする多層膜とからなり、前記多層膜は、予め設定した光学膜厚ごとに区分した、カットする対象の光線の波長帯域が異なる複数の光線カットグループと、共通の光学膜厚からなる複数の共通膜とから構成され、前記複数の光線カットグループには、それぞれ前記共通膜が隣接して設けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a light beam cut filter according to the present invention includes a transparent substrate and a multilayer film that is formed on the transparent substrate and cuts light in a desired wavelength band, and the multilayer film is preset. It is composed of a plurality of light cut groups having different wavelength bands of light rays to be cut, and a plurality of common films made of a common optical film thickness, divided for each optical film thickness. The common films are provided adjacent to each other.
本発明によれば、光線カットフィルタとして赤外線カットコートだけで赤外線カットを行う薄型の光線カットフィルタとすることができる。すなわち、本発明によれば、前記多層膜を複数の光線カットグループに分けるので、1つの光線カットグループ内の膜の層数を増やすことなく、広域の波長における透過率の変化率(変移量)を抑える特性を有する。そして、本発明によれば、さらに、前記多層膜は、前記複数の光線カットグループと前記共通膜とから構成され、前記複数の光線カットグループそれぞれには、それぞれ共通の光学膜厚からなる共通膜が隣接して配されるので、これら複数の光線カットグループと前記共通膜とを組合わせた合成波を構成する。この本発明の特性によれば、可視域の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線の透過量を抑えることが可能となる。具体的に、可視域の下限波長である約400nm付近から上限波長である約650nm付近までの光線を透過させながら、赤外域における光線の透過量を抑える帯域を広げることが可能となる。その結果、本発明にかかる光線カットフィルタは、別途赤外吸収ガラスを必要としない。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the thin light cut filter which cuts infrared rays only with an infrared cut coat as a light cut filter. That is, according to the present invention, since the multilayer film is divided into a plurality of light cut groups, the transmittance change rate (variation amount) in a wide wavelength range without increasing the number of layers in one light cut group. It has the characteristic to suppress And according to this invention, the said multilayer film is further comprised from these several light cut groups and the said common film, and each of these several light cut groups has a common film which each has a common optical film thickness. Are arranged adjacent to each other, so that a composite wave is formed by combining the plurality of light cut groups and the common film. According to this characteristic of the present invention, it is possible to suppress the amount of transmission of light in the infrared region (particularly the near infrared region) while transmitting light in the visible region. Specifically, it is possible to widen the band for suppressing the amount of transmitted light in the infrared region while transmitting light from the lower limit wavelength in the visible range of about 400 nm to the upper limit wavelength of about 650 nm. As a result, the light cut filter according to the present invention does not require a separate infrared absorbing glass.
前記構成において、前記複数の光線カットグループは、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が0.9以上であって1.15未満である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループと、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.15以上であって1.30未満である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループとから構成され、前記共通膜は、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループであってもよい。 In the above-described configuration, the plurality of light beam cut groups include a light beam including at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less and an optical film thickness of 0.9 or more and less than 1.15. A cut group and a light ray cut group consisting of at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less and an optical film thickness of 1.15 or more and less than 1.30, The common film may be a light cut group including at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less and an optical film thickness of 1.30 or more and 1.80 or less.
この場合、可視域の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線の透過量を抑えることが可能となる。具体的に、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が0.9以上であって1.15未満である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループと、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループとが隣接して配されるので、可視域の下限波長である約400nm付近の光線を透過させることができ、前記共通膜の光学膜厚が1.80を越える場合、可視光の透過が阻害されることになる。さらに、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.15以上であって1.30未満である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループと、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループとが隣接して配されるので、赤外域における光線の透過量を抑える帯域を広げることが可能となる。その結果、可視域である約400nm〜約650nmの波長の光線を透過させながら、約650nm〜約1100nmの波長の光線の透過量を抑えることが可能となるだけでなく、約1100nm〜約1200nmの波長の光線の透過量も抑えることが可能となる。 In this case, it is possible to suppress the transmission amount of light in the infrared region (particularly in the near infrared region) while transmitting light in the visible region. Specifically, a light-cut group consisting of at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less, an optical film thickness of 0.9 or more and less than 1.15, and a center wavelength of 700 nm. Since the light cut group consisting of at least one cut layer having a thickness of 750 nm or less and an optical film thickness of 1.30 or more and 1.80 or less is disposed adjacent to the lower limit of the visible range Light having a wavelength in the vicinity of about 400 nm can be transmitted. When the optical film thickness of the common film exceeds 1.80, transmission of visible light is hindered. Furthermore, a light beam cut group comprising at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less, an optical film thickness of 1.15 or more and less than 1.30, and a center wavelength of 700 nm or more. Since the light cut group consisting of at least one cut layer having a thickness of 750 nm or less and an optical film thickness of 1.30 or more and 1.80 or less is arranged adjacent to the light transmission group in the infrared region. It becomes possible to widen the band for suppressing the amount. As a result, it is possible not only to suppress the amount of light having a wavelength of about 650 nm to about 1100 nm while transmitting light having a wavelength of about 400 nm to about 650 nm, which is in the visible range, but also to about 1100 nm to about 1200 nm. It is also possible to suppress the amount of transmitted light having a wavelength.
前記構成において、前記多層膜は、高屈折率材料からなるTiO2もしくはNb2O2を用いた第1薄膜と、低屈折率材料からなるSiO2を用いた第2薄膜とが交互に複数積層されてなり、 前記複数の光線カットグループは、物理膜厚が68nm以上であって74nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が107nm以上であって148nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループと、物理膜厚が87nm以上であって106nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が137nm以上であって167nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループとから構成され、前記共通膜は、物理膜厚が98nm以上であって147nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が155nm以上であって232nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループであってもよい。 In the above configuration, the multilayer film includes a plurality of alternately stacked first thin films using TiO 2 or Nb 2 O 2 made of a high refractive index material and second thin films using SiO 2 made of a low refractive index material. The plurality of light-cut groups include the first thin film having a physical film thickness of 68 nm or more and 74 nm or less, and the second thin film having a physical film thickness of 107 nm or more and 148 nm or less. A light cut group consisting of the first thin film having a physical film thickness of 87 nm to 106 nm and the second thin film having a physical film thickness of 137 nm to 167 nm. The common film includes a first thin film having a physical film thickness of 98 nm or more and 147 nm or less, and a physical film thickness of 155 nm or more and 232 nm or less. It may be a light cut group comprising the second thin film.
この場合、可視域の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線の透過量を抑えることが可能となる。具体的に、物理膜厚が68nm以上であって74nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が107nm以上であって148nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループと、物理膜厚が98nm以上であって147nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が155nm以上であって232nm以下である前記第2薄膜とからなる前記共通膜とが隣接して設けられるので、可視域の下限波長である約400nm付近の光線を透過させることが可能となり、さらに、物理膜厚が87nm以上であって106nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が137nm以上であって167nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループと、物理膜厚が98nm以上であって147nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が155nm以上であって232nm以下である前記第2薄膜とからなる前記共通膜とが隣接して設けられるので、赤外域における光線の透過量を抑える帯域を広げることができる。その結果、可視域である約400nm〜約650nmの波長の光線を透過させながら、約650nm〜約1100nmの波長の光線の透過量を抑えることができるだけでなく、約1100nm〜約1200nmの波長の光線の透過量も抑えることができる。 In this case, it is possible to suppress the transmission amount of light in the infrared region (particularly in the near infrared region) while transmitting light in the visible region. Specifically, a light cut group comprising the first thin film having a physical film thickness of 68 nm or more and 74 nm or less, and the second thin film having a physical film thickness of 107 nm or more and 148 nm or less, and a physical film Since the first thin film having a thickness of 98 nm or more and 147 nm or less and the common film including the second thin film having a physical film thickness of 155 nm or more and 232 nm or less are provided adjacent to each other, visible The first thin film having a physical film thickness of 87 nm or more and 106 nm or less and a physical film thickness of 137 nm or more and 167 nm can be transmitted. A light-cut group comprising the second thin film, the first thin film having a physical film thickness of 98 nm or more and 147 nm or less, and a physical film thickness. Since there is 155nm or more and the common film composed of said second thin film is 232nm or less provided adjacent, it is possible to widen the band to suppress the amount of transmitted light in the infrared region. As a result, it is possible not only to suppress the transmission amount of light having a wavelength of about 650 nm to about 1100 nm while transmitting light having a wavelength of about 400 nm to about 650 nm, which is in the visible range, but also to light having a wavelength of about 1100 nm to about 1200 nm. Can also be suppressed.
前記構成において、前記多層膜は、屈折率が変化する位置に調整層を含んでもよい。 In the above configuration, the multilayer film may include an adjustment layer at a position where the refractive index changes.
この場合、リップルの発生を抑制することが可能となり、特に透過させたに波長領域におけるリップルの発生を抑制することが可能となり、急峻に変位する透過率の変移量も抑えることが可能となる。 In this case, it is possible to suppress the generation of ripples, and in particular, it is possible to suppress the generation of ripples in the wavelength region even though they are transmitted, and it is also possible to suppress the amount of change in transmittance that is abruptly displaced.
本発明によれば、光線カットフィルタとして赤外線カットコートだけで赤外線カットを行う薄型の光線カットフィルタを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the thin-shaped light cut filter which cuts infrared rays only with an infrared cut coat as a light cut filter.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、光線カットフィルタとして赤外線カットを対象とした赤外線カットフィルタに本発明を適用した場合を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, a case where the present invention is applied to an infrared cut filter intended for infrared cut as a light cut filter is shown.
本実施の形態にかかる赤外線カットフィルタ1は、図1に示すように、透明基板である水晶板2と、この水晶板2の一主面21上に形成され所望の波長帯域の光線をカットする多層膜3と、水晶板2の他主面22上に形成された反射防止膜4(AR膜)とからなる。
As shown in FIG. 1, an
多層膜3は、高屈折率材料からなる第1薄膜31と、低屈折率材料からなる第2薄膜32とが交互に複数積層されてなる。そのため、水晶板2一面側から数えて奇数番目の層が第1薄膜31により構成され、偶数番目の層が第2薄膜32により構成されている。なお、この実施の形態では、第1薄膜にTiO2を用い、第2薄膜にSiO2を用いている。
The
この多層膜3の製造方法として、水晶板2の一主面21に対して、周知の真空蒸着装置(図示省略)によってTiO2とSiO2とが交互に真空蒸着され、図1に示すような多層膜3が形成される。なお、各薄膜31、32の膜厚調整は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源(図示省略)近傍に設けられたシャッター(図示省略)を閉じるなどして蒸着物質(TiO2、SiO2)の蒸着を停止することにより行われる。
As a manufacturing method of the
また、水晶板2の他主面22に対して、MgF2からなる単層、Al2O2とZrO2とMgF2とからなる多層膜、TiO2とSiO2とからなる多層膜のいずれかの膜が周知の真空蒸着装置(図示省略)によって真空蒸着され、図1に示すような反射防止膜4が形成される。なお、反射防止膜4は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源(図示省略)近傍に設けられたシャッター(図示省略)を閉じるなどして蒸着物質の蒸着を停止することにより行われる。
Further, with respect to the other
多層膜3は、図2に示すように、水晶板2の一主面21側から順に序数詞で定義される複数層、本実施の形態では1層、2層、3層・・・から構成されている。これら1層、2層、3層・・・それぞれの層は、第1薄膜31と第2薄膜32とが積層されて構成されている。これら積層される第1薄膜31と第2薄膜32との光学膜厚が異なることにより1層、2層、3層・・・それぞれの厚さが異なる。なお、ここでいう光学膜厚は、下記する数式1により求められる。
As shown in FIG. 2, the
[数式1]
Nd=d×N×4/λ(Nd:光学膜厚、d:物理膜厚、N:屈折率、λ:中心波長)
上記した多層膜は、予め設定した光学膜厚ごとに区分した複数の光線カットグループ(膜厚グループ)と、共通の光学膜厚からなる複数の共通膜33と、屈折率が変化する位置に配された調整層34とから構成されている。
[Formula 1]
Nd = d × N × 4 / λ (Nd: optical film thickness, d: physical film thickness, N: refractive index, λ: center wavelength)
The multilayer film described above is arranged at a position where the refractive index changes, and a plurality of light cut groups (film thickness groups) divided for each preset optical film thickness, a plurality of
具体的に、複数の光線カットグループは、それぞれカットする対象の光線の波長帯域が異なるものであり、本実施の形態では、第1光線カットグループ35と、第2光線カットグループ36とから構成されている。
Specifically, each of the plurality of light ray cut groups has different wavelength bands of light rays to be cut. In the present embodiment, the plurality of light ray cut groups are composed of a first light
第1光線カットグループ35は、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が0.9以上であって1.15未満である少なくとも1つのカット層からなる。また、この第1光線カットグループ35は、物理膜厚が68nm以上であって74nm以下である第1薄膜31と、物理膜厚が107nm以上であって148nm以下である第2薄膜32とからなる。
The first
また、第2光線カットグループ36は、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.15以上であって1.30未満である少なくとも1つのカット層からなる。また、この第2光線カットグループ36は、物理膜厚が87nm以上であって106nm以下である第1薄膜31と、物理膜厚が137nm以上であって167nm以下である第2薄膜32とからなる。
The second light cut
複数の共通膜33は、複数の光線カットグループそれぞれに隣接して配されている。これら共通膜33は、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループである。この共通膜33は、物理膜厚が98nm以上であって147nm以下である第1薄膜31と、物理膜厚が155nm以上であって232nm以下である第2薄膜32とからなる。
The plurality of
上記した構成により、本実施の形態にかかる赤外線カットフィルタ1では、図3に示すような透過率特性が得られる。
With the configuration described above, the
この実施の形態にかかる赤外線カットフィルタ1の波長特性を実際に測定し、その測定結果や構成を図4や表1に実施例1として示す。
The wavelength characteristics of the
本実施例1では、透明基板として、N大気中における屈折率が1,54である水晶板2を用いている。また、第1薄膜31として、N大気中における屈折率が2.3000であるTiO2を用い、第2薄膜31として、N大気中における屈折率が1.46000であるSiO2を用い、これらの中心波長を725.00nmとしている。
In the first embodiment, the
これら各薄膜31、32各々の光学膜厚が、表1に示すような値になるように上記した48層からなる多層膜3の製造方法により各薄膜31、32が形成され、図4に示すような透過特性が得られる。なお、この実施例1では、光線の入射角を0度、すなわち光線を垂直入射させている。
The
また、この実施例1では、表1に示すように、多層膜3の48層のうち、1層と2層が調整層34として構成され、3層〜19層が第1光線カットグループとして構成され、20層〜22層が共通膜33として構成され、23層〜28層が第2光線カットグループとして構成され、29層〜47層が共通膜33として構成され、48層が調整層34として構成されている。
Moreover, in Example 1, as shown in Table 1, out of 48 layers of the
図4に示すように、この実施例1にかかる赤外線カットフィルタ1では、可視域である約400nmから約650nmまでの波長の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線である約680nmから約1200nmまでの透過量を略0%(具体的に約5%以下)に抑えている。
As shown in FIG. 4, the
上記したように、本実施の形態によれば、光線カットフィルタとして薄型の赤外線カットフィルタ1だけで赤外線カットを行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to cut infrared rays using only the thin
すなわち、本実施の形態にかかる光線カットフィルタ1によれば、多層膜を複数の光線カットグループ(第1光線カットグループ35と第2光線カットグループ36)に分けるので、1つの光線カットグループ内の膜の層数を増やすことなく、広域の波長における透過率の変化率(変移量)を抑える特性を有する。そして、本実施の形態にかかる光線カットフィルタ1によれば、さらに、多層膜は、第1光線カットグループ35と第2光線カットグループ36と共通膜33とから構成され、第1光線カットグループ35と第2光線カットグループ36それぞれには、それぞれ共通の光学膜厚からなる共通膜33が隣接して配されるので、これら第1光線カットグループ35と第2光線カットグループ36と共通膜33とを組合わせた合成波を構成する。この本実施の形態にかかる光線カットフィルタ1の特性によれば、可視域の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線の透過量を抑えることができる。具体的に、可視域の下限波長である約400nm付近から上限波長である約650nm付近までの光線を透過させながら、赤外域における光線の透過量を抑える帯域を広げることができる。その結果、本実施の形態にかかる光線カットフィルタ1は、別途赤外吸収ガラスを必要としない。
That is, according to the light ray cut
また、複数の光線カットグループは、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が0.9以上であって1.15未満である少なくとも1つのカット層からなる第1光線カットグループ35と、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.15以上であって1.30未満である少なくとも1つのカット層からなる第2光線カットグループ36とから構成され、共通膜33は、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループであるので、可視域の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線の透過量を抑えることができる。
In addition, the plurality of light cut groups includes a first light cut made of at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less and an optical film thickness of 0.9 or more and less than 1.15. The
具体的に、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が0.9以上であって1.15未満である少なくとも1つのカット層からなる第1光線カットグループ35と、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループ(共通膜33)とが隣接して設けられるので、可視域の下限波長である約400nm付近の光線を透過させることができ、前記共通膜の光学膜厚が1.80を越える場合、可視光の透過が阻害されることになる。さらに、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.15以上であって1.30未満である少なくとも1つのカット層からなる第2光線カットグループ36と、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループ(共通膜33)とが隣接して設けられるので、赤外域における光線の透過量を抑える帯域を広げることができる。その結果、可視域である約400nm〜約650nmの波長の光線を透過させながら、約650nm〜約1100nmの波長の光線の透過量を抑えることができるだけでなく、約1100nm〜約1200nmの波長の光線の透過量も抑えることができる。
Specifically, a first light
また、多層膜は、高屈折率材料からなるTiO2もしくはNb2O2を用いた第1薄膜31と、低屈折率材料からなるSiO2を用いた第2薄膜32とが交互に複数積層されてなり、第1光線カットグループ35は、物理膜厚が68nm以上であって74nm以下である第1薄膜31と、物理膜厚が107nm以上であって148nm以下である第2薄膜32とからなり、第2光線カットグループ36は、物理膜厚が87nm以上であって106nm以下である第1薄膜31と、物理膜厚が133nm以上であって167nm以下である第2薄膜32とからなり、共通膜33は、物理膜厚が98nm以上であって147nm以下である第1薄膜31と、物理膜厚が155nm以上であって232nm以下である第2薄膜32とからなる光線カットグループであるので、可視域の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線の透過量を抑えることができる。具体的に、上記した物理膜厚と材料からなる第1光線カットグループ35と、上記した物理膜厚と材料からなる光線カットグループ(共通膜33)とが隣接して設けられるので、可視域の下限波長である約400nm付近の光線を透過させることができ、さらに、上記した物理膜厚と材料からなる第2光線カットグループ36と、上記した物理膜厚と材料からなる光線カットグループ(共通膜33)とが隣接して設けられるので、赤外域における光線の透過量を抑える帯域を広げることができる。その結果、可視域である約400nm〜約650nmの波長の光線を透過させながら、約650nm〜約1100nmの波長の光線の透過量を抑えることができるだけでなく、約1100nm〜約1200nmの波長の光線の透過量も抑えることができる。
In the multilayer film, a plurality of first
また、多層膜には、屈折率が変化する位置に調整層34が設けられているので、リップルの発生を抑制することができ、特に透過させたに波長領域におけるリップルの発生を抑制することができ、急峻に変位する透過率の変移量も抑えることができる。
In addition, since the
なお、本実施の形態では、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜3を形成しているが、これに限定されるものではなく、併せて紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜を形成してもよい。そして、本実施の形態では、水晶板2の一主面21上に可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜3を形成し、他主面22上に反射防止膜4を形成しているが、これに限定されるものではなく、任意に設計変更可能である。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、透明基板に水晶板2を用いているが、これに限定されるものではなく、光線が透過可能な基板であれば、例えばガラス板であってもよい。また、水晶板2も限定されるものではなく、単板の水晶板、例えば複屈折板であってもよく、複数枚からなる複屈折板であってもよい。また、水晶板とガラス板を組合わせて透明基板を構成してもよい。
Moreover, in this Embodiment, although the
また、本実施の形態では、第1薄膜31にTiO2を用いているが、これに限定されるものではなく、第1薄膜31が高屈折率材料からなっていればよく、例えば、ZrO2、Ta2O2、Nb2O2等を用いてよい。また、第2薄膜32にSiO2を用いているが、これに限定されるものではなく、第2薄膜32が低屈折率材料からなっていればよく、例えば、MgF2等を用いてもよい。
In the present embodiment, TiO 2 is used for the first
また、本実施の形態では、複数の光線カットグループを第1光線カットグループ35と第2光線カットグループ36とから構成しているが、これに限定されるものではなく、3つ以上の構成カットグループであってもよい。
In the present embodiment, the plurality of light ray cut groups are constituted by the first light
また、本実施の形態では、多層膜3や反射防止膜4を真空蒸着法により水晶板2に形成しているが、これに限定されるものではなく、これら多層膜3や反射防止膜4をイオンアシスト蒸着法やスパッタリング法などの他の手法により水晶板2に形成してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施例1では、多層膜3は48層から構成されているが、その層数は限定されるものではなく、例えば、60層であってもよい。
In Example 1, the
具体的に、60層の多層膜3の実施例(実施例2)を、以下に示す。
Specifically, an example (Example 2) of the
この本実施例2にかかる赤外線カットフィルタ1は、上記した本実施の形態および実施例1に対して、多層膜3の構成が異なる。そこで、本実施例2では、上記した本実施の形態および実施例1と異なる多層膜3の構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。そのため、本実施の形態および実施例1と同一の構成による作用効果は、上記した本実施の形態および実施例1と同様の作用効果を有する。
The
本実施例2では、各薄膜(第1薄膜31、第2薄膜32)各々の光学膜厚が、表2に示すような値になるように上記した60層からなる多層膜3の製造方法により各第1薄膜31、第2薄膜32が形成され、図5に示すような透過特性が得られる。
In the present Example 2, the manufacturing method of the
また、この実施例2では、表2に示すように、多層膜3の60層のうち、1、11、12、18〜22、40層が調整層3dとして構成されている。
In Example 2, as shown in Table 2, among the 60 layers of the
また、この実施例2では、表2に示すように、多層膜3の60層のうち、1層〜4層が調整層34として構成され、5層〜25層が第1光線カットグループとして構成され、26層が調整層34として構成され、27層〜31層が共通膜33として構成され、32層〜36層が第2光線カットグループとして構成され、37層〜59層が共通膜33として構成され、60層が調整層34として構成されている。
Moreover, in this Example 2, as shown in Table 2, 1 layer-4 layers are comprised as the
上記したように、本実施例2では、調整層34が、水晶板2と第1光線カットグループ35との間と、第1光線カットグループ35と共通膜33との間と、第2光線カットグループ36の外方に配されている。特に、第1光線カットグループ35と共通膜33との間の調整層34は、屈折率が急激に変化するのを防ぐために設けられており、上記した実施例1と比べて透過率の変移を緩和にすることができるが、実施例1と比べてその分の厚みを増すことになる。
As described above, in the second embodiment, the
図5に示すように、この実施例2にかかる赤外線カットフィルタ1では、可視域である約400nmから約650nmまでの波長の光線を透過させながら、赤外域(特に近赤外域)の光線である約680nmから約1200nmまでの透過量を略0%(具体的に約2%以下)に抑えている。
As shown in FIG. 5, in the
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 It should be noted that the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit, gist, or main features. For this reason, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明は、少なくとも赤外線カットを含む光線カットフィルタに適用できる。 The present invention can be applied to a light cut filter including at least an infrared cut.
1 光線カットフィルタ(赤外線カットフィルタ)
2 透明基板(水晶板)
21 水晶板の一主面
22 水晶版の他主面
3 多層膜
31 第1薄膜
32 第2薄膜
33 共通膜
34 調整層
35 第1光線カットグループ
36 第2光線カットグループ
4 反射防止膜
1 Light cut filter (Infrared cut filter)
2 Transparent substrate (crystal plate)
21
Claims (4)
透明基板と、この透明基板上に形成され所望の波長帯域の光線をカットする多層膜とからなり、
前記多層膜は、予め設定した光学膜厚ごとに区分した、カットする対象の光線の波長帯域が異なる複数の光線カットグループと、共通の光学膜厚からなる複数の共通膜とから構成され、
前記複数の光線カットグループには、それぞれ前記共通膜が隣接して設けられたことを特徴とする光線カットフィルタ。 In the light cut filter,
It consists of a transparent substrate and a multilayer film that is formed on this transparent substrate and cuts light in a desired wavelength band,
The multilayer film is composed of a plurality of light-cut groups having different wavelength bands of light rays to be cut, and a plurality of common films made of a common optical film thickness, which are divided for each preset optical film thickness.
The light-cut filter, wherein the plurality of light-cut groups are each provided with the common film adjacent thereto.
前記複数の光線カットグループは、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が0.9以上であって1.15未満である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループと、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.15以上であって1.30未満である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループとから構成され、
前記共通膜は、中心波長が700nm以上であって750nm以下であり、光学膜厚が1.30以上であって1.80以下である少なくとも1つのカット層からなる光線カットグループであることを特徴とする光線カットフィルタ。 The light cut filter according to claim 1,
The plurality of light-cut groups include a light-cut group consisting of at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less, and an optical film thickness of 0.9 or more and less than 1.15; A central wavelength is 700 nm or more and 750 nm or less, and an optical film thickness is 1.15 or more and less than 1.30, and is composed of a light cut group consisting of at least one cut layer,
The common film is a light-cut group composed of at least one cut layer having a center wavelength of 700 nm or more and 750 nm or less and an optical film thickness of 1.30 or more and 1.80 or less. A light cut filter.
前記多層膜は、高屈折率材料からなるTiO2もしくはNb2O2を用いた第1薄膜と、低屈折率材料からなるSiO2を用いた第2薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数の光線カットグループは、物理膜厚が68nm以上であって74nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が107nm以上であって148nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループと、物理膜厚が87nm以上であって106nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が137nm以上であって167nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループとから構成され、
前記共通膜は、物理膜厚が98nm以上であって147nm以下である前記第1薄膜と、物理膜厚が155nm以上であって232nm以下である前記第2薄膜とからなる光線カットグループであることを特徴とする光線カットフィルタ。 In the light cut filter according to claim 1 or 2,
The multilayer film is formed by alternately laminating a plurality of first thin films using TiO 2 or Nb 2 O 2 made of a high refractive index material and second thin films using SiO 2 made of a low refractive index material,
The plurality of light beam cut groups include the first thin film having a physical film thickness of 68 nm to 74 nm and the second thin film having a physical film thickness of 107 nm to 148 nm. And a light cut group consisting of the first thin film having a physical film thickness of 87 nm or more and 106 nm or less and the second thin film having a physical film thickness of 137 nm or more and 167 nm or less,
The common film is a light-cut group comprising the first thin film having a physical film thickness of 98 nm or more and 147 nm or less and the second thin film having a physical film thickness of 155 nm or more and 232 nm or less. A light cut filter characterized by.
前記多層膜は、屈折率が変化する位置に調整層を含むことを特徴とする光線カットフィルタ。 In the light cut filter according to any one of claims 1 to 3,
The multi-layer film includes an adjustment layer at a position where the refractive index changes.
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