(57)【要約】【課題】  製造コストを低減させる。【解決手段】  赤外光カットガラス基板と、この赤外光カットガラス基板の一方の面に屈折率が異なる第１の材料と第２の材料とを屈折率が大きい前記第１の材料から順に交互に２４層から２８層のいずれかの層数に積層された紫外光赤外光カット膜とを備え、他方の主面に反射防止膜を備えて構成され、紫外光赤外光カット膜のみの透過率と波長との関係が、波長λが７００ｎｍのときに透過率が５%以上、５０％以下であって、紫外光赤外光カット膜と赤外光カットガラス基板と反射防止膜とが組み合わさった状態で、波長λが７００ｎｍ〜１２００ｎｍのときに透過率が５%以下となることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光カットガラス基板と、
この赤外光カットガラス基板の一方の面に屈折率が異なる第１の材料と第２の材料とを屈折率が大きい前記第１の材料から順に交互に２４層から２８層のいずれかの層数に積層された紫外光赤外光カット膜とを備え、
他方の主面に反射防止膜を備えて構成されていることを特徴とする可視光透過フィルタ。
【請求項２】
前記紫外光赤外光カット膜のみの透過率と波長との関係が、波長λが７００ｎｍのときに透過率が５%以上、５０％以下であって、
前記紫外光赤外光カット膜と前記赤外光カットガラス基板と前記反射防止膜とが組み合わさった状態で、
波長λが７００ｎｍ〜１２００ｎｍのときに透過率が５%以下となることを特徴とする請求項１に記載の可視光透過フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光を透過させる可視光透過フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばデジタルカメラは固体撮像素子を備え、色調整の目的で紫外光と赤外光とを遮断し、可視光線を透過させる光学フィルタが用いられている。
例えば、デジタル一眼レフカメラの場合、モアレ低減用の水晶複屈折板と可視光を主に透過させる赤外光カットガラスを組み合わせた水晶光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このＯＬＰＦが紫外光と赤外光とを遮断し可視光を透過させる可視光透過フィルタの役割も果たしている。
近年、デジタルカメラの画像品質に対する要求は高まる傾向にあり、固体撮像素子が有する紫外域と赤外域の光に対する感度が問題視され、赤外光カットガラスに大きく依存する透過性だけでは不十分となってきた。その課題を解決するために、水晶複屈折板に低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に３８層から６０層成膜して（例えば、特許文献２参照）、紫外光と赤外光とを遮断し可視光を透過させる光学薄膜フィルタが赤外光カットフィルタと共に用いられている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７６３１３号公報
【特許文献２】特許第３６７９２６８号公報
【特許文献３】特開２００５−２４２０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のような水晶複屈折板に低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に３８層から６０層成膜するような可視光線透過フィルタは、成膜する時間が多く必要であり、また、積層させる膜の数が多いため、異物の挟み込みなどが起きやすくなっている。そのため、多くの時間をかけつつ異物の挟み込みをさせないようにするために製造コストが増大することが懸念される。
そこで、本発明は、前記課題を解決し、製造コストを低減させる可視光透過フィルタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、赤外光カットガラス基板と、この赤外光カットガラス基板の一方の面に屈折率が異なる第１の材料と第２の材料とを屈折率が大きい前記第１の材料から順に交互に２４層から２８層のいずれかの層数に積層された紫外光赤外光カット膜とを備え、他方の主面に反射防止膜を備えて構成されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、前記紫外光赤外光カット膜のみの透過率と波長との関係が、波長λが７００ｎｍのときに透過率が５%以上、５０％以下であって、前記紫外光赤外光カット膜と前記赤外光カットガラス基板と前記反射防止膜とが組み合わさった状態で、波長λが７００ｎｍ〜１２００ｎｍのときに透過率が５%以下となることを特徴とする。
【０００７】
このような可視光透過フィルタによれば、従来よりも少ない層数となる紫外光赤外光カット膜であっても、従来と同等な透過率と波長との関係とすることができる。
また、紫外光赤外光カット膜は、従来よりも成膜する層数が少ないために赤外光のカットにばらつきが生じるものの、赤外光カットガラスを前記紫外光赤外光カット膜に設けたことで、従来の紫外光赤外光カット膜を設けた場合と同等の透過率と波長との関係とすることができる。
また、紫外光赤外光カット膜の層の数が少ないため、異物の挟み込みの発生を低減させることができ、かつ、従来よりも短時間で製造できるため製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る可視光透過フィルタの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る可視光透過フィルタの紫外光赤外光カット膜の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係る可視光透過フィルタに用いる赤外光カットガラスの透過率と波長の関係の一例を示すグラフである。
【図４】２４層の場合と３８層の場合の紫外光赤外光カット膜の透過率と波長の関係の一例を示すグラフである。
【図５】２６層の場合と３８層の場合の紫外光赤外光カット膜の透過率と波長の関係の一例を示すグラフである。
【図６】２８層の場合と３８層の場合の紫外光赤外光カット膜の透過率と波長の関係の一例を示すグラフである。
【図７】紫外光赤外光カット膜の層数が２４層の場合と３８層の場合とにおける可視光透過フィルタの透過率と波長の関係を示すグラフである。
【図８】紫外光赤外光カット膜の層数が２６層の場合と３８層の場合とにおける可視光透過フィルタの透過率と波長の関係を示すグラフである。
【図９】紫外光赤外光カット膜の層数が２８層の場合と３８層の場合とにおける可視光透過フィルタの透過率と波長の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。
【００１０】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る可視光透過フィルタ１０は、赤外光カットガラス基板２０と紫外光赤外光カット膜３０と反射防止膜４０とから主に構成されている。
【００１１】
赤外光カットガラス基板２０（以後、単に「基板」という場合がある。）は、従来周知の赤外光カットガラスが用いられ、例えば弗リン酸系のガラスが用いられる。
また、赤外光カットガラス基板２０は、例えば、光の入射面と出射面を四角形状の平面とし所定の厚みで形成されている。
この赤外光カットガラス基板２０は、可視領域の光を透過し赤外領域の光を吸収する役割を果たす。近赤外領域の光を赤外光とすると、赤外光は、７５０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲にある。したがって、赤外光カットガラス基板２０は、この単色光成分が７５０ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲にある波長λの透過率を低くすることができる。
【００１２】
例えば、この赤外光カットガラス基板２０は、図３に示すように、波長λが約５００ｎｍのときに透過率が９０％を超える最大値となり、約５００ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲で透過率が低くなり、７００ｎｍで約５％となり、約７５０ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲で透過率が５％を下回る状態となっている。
【００１３】
この赤外光カットガラス基板２０には、一方の主面に紫外光赤外光カット膜３０が設けられ、他方の主面に反射防止膜４０が設けられている。
ここで、赤外光カットガラス基板２０の一方の主面を光の入射面とし、他方の主面を光の出射面とする。
【００１４】
図１及び図２に示す紫外光赤外光カット膜３０は、例えば、紫外光赤外光カット膜３０のみの光学特性が、波長λが７００ｎｍで透過率が５０％となり、７００ｎｍより高い値〜８００ｎｍのときに透過率が１０％〜５５％以下であり、波長λが１０５０ｎｍ〜１２００ｎｍのときに透過率が４０%以下となっている（例えば、図４参照）。
【００１５】
紫外光赤外光カット膜３０は、例えば、赤外光カットガラス基板２０の一方の主面に屈折率が異なる第１の材料３１と第２の材料３２とを屈折率が大きい第１の材料３１から順に交互に２０層から２９層のいずれかの層数に積層されて構成されている。
【００１６】
例えば、第１の材料３１は、ＴｉＯ２が用いられ、赤外光カットガラス基板２０の表面に第１層目として用いられる。以後、第１の材料３１は、奇数番目にＴｉＯ２が用いられる。
次に、第２の材料３２は、ＳｉＯ２が用いられ、以後、第２層目より偶数番目に用いられる。
また、ＴｉＯ２は、ＳｉＯ２よりも屈折率が高い材質であり、ＳｉＯ２は、ＴｉＯ２よりも屈折率が低い材質である。
【００１７】
例えば、紫外光赤外光カット膜３０は、２４層から構成される場合、波長が約４４０ｎｍ〜６５０ｎｍにおいて、透過率が９５％以上となっており、可視光を透過した状態となっている。また、紫外光赤外光カット膜３０は、波長が約９００ｎｍ〜１０００ｎｍにおいて、透過率が１０％以下となり、赤外光をカットした状態となっている。
【００１８】
このような第１の材料３１と第２の材料３２とは、従来周知の蒸着技術やスパッタ技術を用いて赤外光カットガラス基板２０の一方の主面に設けることができる。
【００１９】
図１に示すように、反射防止膜４０は、特に限定されず、従来周知の反射防止膜を用いることができる。
例えば、赤外光カットガラス基板２０の他方の主面に下地層を設ける場合、反射防止膜４０は、下地層の表面から順に、ＴｉＯ２層と、ＳｉＯ２を交互に成膜して作製できる。
【００２０】
また、下地層の表面から順に、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＦ２を成膜しても作製できる。なお、反射防止膜は前記した蒸着材料、構成以外で作製してもよい。
【００２１】
このような本発明の実施形態に係る可視光透過フィルタ１０は、紫外光赤外光カット膜３０のみの透過率では、十分な赤外光のカットができていないが、このような紫外光赤外光カット膜３０であっても、赤外光カットガラス基板２０の透過率の影響を受けるため、波長が７５０ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲において透過率を５%以下にすることができる。つまり、可視光を透過させ紫外光及び赤外光をカットすることができる。
【００２２】
また、このように、本発明の実施形態に係る可視光透過フィルタを構成したので、従来よりも少ない層数となる紫外光赤外光カット膜であっても、従来と同等な可視光の透過率と赤外光の透過率とすることができる。
また、紫外光赤外光カット膜は、従来よりも成膜する層数が少ないために光学特性が劣るものの、赤外光カットガラスに前記紫外光赤外光カット膜を設けたことで、従来の紫外光赤外光カット膜を設けた場合と同等の光学特性を得ることができる。
また、従来よりも成膜する層数が少ないために、製造コストを低くすることができる。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明の実施例について説明する。
表１に示すように、設計波長を１０００ｎｍとして、紫外光赤外光カット膜の層数が２４層の場合を実施例１とし、２６層の場合を実施例２とし、２８層の場合を実施例３とし、３８層の場合を比較例１とする。
このとき、いずれも、基板側の第１層目が第１の材料３１としてＴｉＯ２（表中「ＴＩＯ２」）が用いられ、第２層目が第２の材料３２としてＳｉＯ２（表中「ＳＩＯ２」）が用いられている。
【表１】
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【００２４】
（比較例１）
まず、比較例について説明する。
比較例１は、図３に示すような赤外光カットガラスの一方の主面に３８層からなる紫外光赤外光カット膜が設けられ、他方の主面に反射防止膜が設けられて構成されている可視光透過フィルタであり、通常の光デバイスとして使用することができる。
この比較例１は、表１に示すように、紫外光赤外光カット膜が各層について所定の物理厚さ（ｎｍ）及び光学厚さ（ｎｍ）の膜厚となっている。
このようにして紫外光赤外光カット膜が構成された可視光透過フィルタは、図４に示すように、波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲で透過率が急勾配で１００%に近づき、６５０ｎｍ〜７００ｎｍ未満の範囲で透過率が０%に近づく急勾配となる透過率の変化となる。このような波長と透過率の関係を示すグラフ（図４参照）から、比較例１の３８層の紫外光赤外光カット膜は、波長が４４０ｎｍ〜６５０ｎｍ未満の範囲で可視光を９５％以上透過させ、７００ｎｍで透過率が５％以下となり、７００ｎｍより高い値〜１１５０ｎｍの範囲で透過率が１０%以下となって赤外光をカットした状態となっているのが確認できる。
【００２５】
このような比較例１は、図７に示すように、赤外光カットガラスに３８層の紫外光赤外光カット膜と反射防止膜とを設けた状態で、波長が４４０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲において透過率が９０％以上となっており、可視光を透過させているのが確認できる。また、波長が７００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲において、透過率が５%以下となっており、赤外光をカットした状態となっていることも確認できる。
【００２６】
（実施例１）
実施例１は、表１に示すような赤外光カットガラスの一方の主面に２４層からなる紫外光赤外光カット膜が設けられ、他方の主面に反射防止膜が設けられて構成されている可視光透過フィルタである。
この実施例１は、表１に示すように、紫外光赤外光カット膜が各層について所定の物理厚さ（ｎｍ）及び光学厚さ（ｎｍ）の膜厚となっている。
このようにして紫外光赤外光カット膜が構成された可視光透過フィルタは、図４に示すように、波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲で透過率が急勾配で１００%に近づき、約６００ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲で透過率が０%に近づく勾配となる透過率の変化となる。このような波長と透過率の関係を示すグラフ（図４参照）から、実施例１の２４層の紫外光赤外光カット膜は、波長が４４０ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲で可視光を９５％以上透過させ、波長が７００ｎｍで透過率が５０％となり、８５０〜１０００ｎｍの範囲で透過率が１０%以下となって赤外光をカットした状態となっているのが確認できる。
【００２７】
このような実施例１は、図７に示すように、赤外光カットガラスに２４層の紫外光赤外光カット膜と反射防止膜とを設けた状態で、波長が４４０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲において透過率が９０％以上となっており、可視光を透過させているのが確認できる。また、波長が７００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲において、透過率が５%以下となっており、赤外光をカットした状態となっていることも確認できる。
つまり、７００ｎｍ前後での透過率の値が高くなっているものの、比較例１と同等の透過率となっている。これにより、実施例１の可視光透過フィルタは、通常の光デバイスとして使用することができる。
【００２８】
（実施例２）
実施例２は、表１に示すような赤外光カットガラスの一方の主面に２６層からなる紫外光赤外光カット膜が設けられ、他方の主面に反射防止膜が設けられて構成されている可視光透過フィルタである。
この実施例２は、表１に示すように、紫外光赤外光カット膜が各層について所定の物理厚さ（ｎｍ）及び光学厚さ（ｎｍ）の膜厚となっている。
このようにして紫外光赤外光カット膜が構成された可視光透過フィルタは、図５に示すように、波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲で透過率が急勾配で１００%に近づき、約６５０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲で透過率が０%に近づく急勾配となる透過率の変化となる。このような波長と透過率の関係を示すグラフ（図５参照）から、実施例２の２６層の紫外光赤外光カット膜は、波長が４４０ｎｍ〜約６５０ｎｍの範囲で可視光を９５％以上透過させ、波長が７００ｎｍで透過率が１５％以下となり、７５０ｎｍ以降の透過率が不規則な状態のグラフとなることが確認できる。
【００２９】
このような実施例２は、図８に示すように、赤外光カットガラスに２６層の紫外光赤外光カット膜と反射防止膜とを設けた状態で、波長が４４０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲において透過率が９０％以上となっており、可視光を透過させているのが確認できる。また、波長が７００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲において、透過率が５%以下となっており、赤外光をカットした状態となっていることも確認できる。
つまり、７００ｎｍ前後での透過率の値が高くなっているものの、比較例１と同等の透過率となっている。これにより、実施例２の可視光透過フィルタは、通常の光デバイスとして使用することができる。
【００３０】
（実施例３）
実施例３は、表１に示すような赤外光カットガラスの一方の主面に２８層からなる紫外光赤外光カット膜が設けられ、他方の主面に反射防止膜が設けられて構成されている可視光透過フィルタである。
この実施例３は、表１に示すように、紫外光赤外光カット膜が各層について所定の物理厚さ（ｎｍ）及び光学厚さ（ｎｍ）の膜厚となっている。
このようにして紫外光赤外光カット膜が構成された可視光透過フィルタは、図６に示すように、波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲で透過率が急勾配で１００%に近づき、約６５０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲で透過率が０%に近づく急勾配となる透過率の変化となる。このような波長と透過率の関係を示すグラフ（図６参照）から、実施例３の２８層の紫外光赤外光カット膜は、波長が４４０ｎｍ〜約６５０ｎｍの範囲で可視光を９５％以上透過させ、波長が７００ｎｍで透過率が１０％以下となり、７５０ｎｍ以降の透過率が不規則な状態のグラフとなることが確認できる。
【００３１】
このような実施例３は、図９に示すように、赤外光カットガラスに２８層の紫外光赤外光カット膜と反射防止膜とを設けた状態で、波長が４４０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲において透過率が９０％以上となっており、可視光を透過させているのが確認できる。また、波長が７００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲において、透過率が５%以下となっており、赤外光をカットした状態となっていることも確認できる。
つまり、比較例１と同等の透過率となっている。これにより、実施例３の可視光透過フィルタは、通常の光デバイスとして使用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  紫外光赤外光カットフィルタ
２０  赤外光カットガラス基板
３０  紫外光赤外光カット膜
３１  第一の材料
３２  第二の材料
４０  反射防止膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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