(57)【要約】  入射光の波長を選択する光学フィルターの波長選択性を向上させることを目的とする。そのため、入射光の波長を選択する光学フィルターであって、金属薄膜と誘電体膜とが交互に積層され、金属薄膜を３層以上有する多層膜と、前記多層膜を貫通し、前記入射光の波長未満の周期で配置された開口部と、を備えた構成とする。
2014087927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の波長を選択する光学フィルターであって、
金属薄膜と誘電体膜とが交互に積層され、前記金属薄膜を３層以上有する多層膜と、
前記多層膜を貫通し、前記入射光の波長未満の周期で配置された開口部と、を備えたことを特徴とする光学フィルター。
【請求項２】
前記金属薄膜の膜厚が、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルター。
【請求項３】
前記開口部が配置される周期は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学フィルター。
【請求項４】
前記開口部がスリットであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光学フィルター。
【請求項５】
前記開口部が、円筒形状、円錐形状、三角錐形状、四角錐形状の何れかの形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光学フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光の波長を選択する光学フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、金属薄膜に周期的に開口部を配列し、表面プラズモンを利用して波長選択を行うホール型の光学フィルターが提案されている。従来、光の波長以下のサイズの開口径を有する金属薄膜の透過率は、膜厚にも依存するが、概ね１％未満になると考えられていた。【０００３】
しかし、特許文献１に記されているように、表面プラズモンの波長に合わせた周期で金属薄膜に所定の大きさの開口部を配列すると、表面プラズモンを誘起する波長の光の透過率が大幅に向上することが見いだされた。【０００４】
また、非特許文献１、２には、このような表面プラズモンを利用したスリット型の光学フィルターを用いて、ＲＧＢの透過スペクトルを得ることが開示されている。具体的には、サブ波長のスリット構造を周期的に有した金属薄膜を用いて、青色、緑色、赤色の波長を有する透過スペクトルを得ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３００８９３１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ting  Xu  et  al.,  ”Plasmonic  nanoresonators  for  high-resolution  colour  filtering  and  spectral  imaging”,  Nature  Communications,  24  Aug.  2010,  pp.1-5
【非特許文献２】Chih-Jui  Yu  et  al.,  ”Color  Filtering  Using  Plasmonic  Multilayer  Structure”,  Nanoelectronics  Conference  (INEC),  2011,  pp.1-2
【非特許文献３】H.  A.  Bethe,  “Theory  of  Diffraction  by  Small  Holes”,  Physical  Review,  1944,  Vol.66,  pp.163-182
【非特許文献４】H.  F.  Ghaemi  et  al.,”  Surface  plasmons  enhance  optical  transmission  through  subwavelength  holes”,  Physical  Review  B,  1998,  Vol.58,  No.11,  pp.6779-6782
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の非特許文献１では、誘電体膜を金属薄膜で挟んだＭＩＭ構造で周期的なスリット構造を形成し、スリットの周期に依存した光学フィルターを実現している。そして、多波長の光からなる白色光を基板側から照射し、各金属薄膜表面に表面プラズモンを誘起させている。これにより、表面プラズモンと入射光とが共振的に相互作用することによって透過光の波長選択及び増強が図られる。しかしながら、この光学フィルターでは、透過率が最も高い波長であっても、その透過率は６０％程度である。【０００８】
また、上記の非特許文献２では、特許文献１と同構造において、金属薄膜及び誘電体膜の膜厚の透過光への影響について調べている。そして、金属薄膜及び誘電体膜の膜厚によって、透過波長の波長及び強度を大きく制御すること（波長の場合は数百ｎｍ程度の変化、強度の場合は数十％の増強）は難しいことが示されている。【０００９】
このように、透過率があまり高くない光学フィルターでは、透過スペクトルを利用する場合、透過スペクトルの強度を確保するために入射光の強度を大きくする必要がある。そのため、液晶パネルやイメージセンサーにこの光学フィルターを用いた場合、十分な光学強度が得られない可能性がある。そこで、可視光領域を含む波長帯域において透過率が高い光学フィルターの実現が求められている。【００１０】
本発明は、入射光の波長を選択する光学フィルターの波長選択性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、入射光の波長を選択する光学フィルターであって、金属薄膜と誘電体膜とが交互に積層され、前記金属薄膜を３層以上有する多層膜と、前記多層膜を貫通し、前記入射光の波長未満の周期で配置された開口部と、を備えたことを特徴とする光学フィルターとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、金属薄膜を３層以上有する多層膜を備えた光学フィルターに所定の開口部を配置することにより、入射光と金属薄膜の表面プラズモンとが結合するので、波長選択性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の光学フィルターの平面図である。
【図２Ａ】光学フィルターの製造工程における断面図である。
【図２Ｂ】光学フィルターの製造工程における断面図である。
【図２Ｃ】光学フィルターの製造工程における断面図である。
【図３Ａ】第１実施形態の光学フィルターの縦断面図である。
【図３Ｂ】第１実施形態の光学フィルターの平面図である。
【図４Ａ】比較例の光学フィルターの縦断面図である。
【図４Ｂ】比較例の光学フィルターの平面図である。
【図５】第１実施形態の光学フィルターと比較例の光学フィルターの透過波長と透過度の関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態の光学フィルターにおけるスリットの周期と透過光のピーク波長の関係を示すグラフである。
【図７】分光撮像素子の斜視図とその拡大図である。
【図８】図７の分光撮像素子の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態の光学フィルターの平面図である。この光学フィルターは、平滑な基板上に金属薄膜と誘電体膜とが交互に重なった多層膜を具備してなる。そして、この多層膜を貫通する微細な開口部によって、可視領域または近赤外領域にある波長の光を透過する。
【００１５】
入射光の波長より十分小さい開口幅を有する開口部、すなわちスリットや孔を設けることによって、金属でありながら光学フィルターとして機能する原理は簡略に説明すると以下の通りである。
【００１６】
多層膜に、入射する光の波長よりも小さな大きさのスリットまたは孔を周期的に形成することで、多層膜に光が照射された際に金属薄膜の表面プラズモンと入射光とが結合し、特定波長の透過を強めるはたらきがある。なお、ここで「光の波長」とは、当該光学フィルターが用いられるときに、その多層膜に入射する光の波長をいう。したがって、この波長は広い範囲で変化し得るが、一般に可視域（３８０〜７５０ｎｍ）または赤外域（７５０ｎｍ〜１．４μｍ）から選択される。
【００１７】
なお、基板に光透過性基板を用いる場合、このような電極の透過度を達成するためには、その光透過性基板の透過度は８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。
【００１８】
次に、本発明の基本原理について説明する。まず、光の波長よりも小さい開口半径を有する孔を設けた金属薄膜を、光が透過する現象について述べる。従来、波長よりも小さい開口半径を有する開口部を設けた金属薄膜に光を照射した際の現象は、Ｂｅｔｈｅの回折理論によって説明されてきた（非特許文献３参照）。金属薄膜が完全導体であり、厚みが無限薄を仮定すると、波長λより小さい半径ａを有する開口を透過する全偏光の強度Ａは、式１で示される。kは光の波数（k  =  2π/λ）、θは入射角を表す。
【００１９】
［式１］
2014087927.tif 000003
【００２０】
さらに、この光の強度Ａを開口部の面積πa2で割ると、開口部に照射する光のうち透過する光の効率ηが得られ、式２のようになる。波数ｋは波長λの逆数に比例するため、結果としてこの式は、光の透過効率ηは（a／λ）の四乗に比例することを意味する。したがって、開口部半径aが小さくなるほど急激に光の透過が減少すると考えられてきた。
【００２１】
［式２］
2014087927.tif 000004
【００２２】
しかしながら、金属薄膜に光の波長よりも小さい開口幅または半径を有するスリットまたは孔を無数に設けることで、上記の理論から算出される透過以上の光の透過率を得ることができることを見出した。このような光の異常透過現象は、金属に光が照射した際に、表面プラズモンと入射光とが共振的に相互作用することによって生じるという報告がある（非特許文献４参照）。
【００２３】
この現象は以下のように説明される。表面プラズモンの波数ベクトルと、表面に正方格子の周期構造を有する金属薄膜との関係は、運動量保存の法則から式３のようになる。
【００２４】
［式３］
2014087927.tif 000005
【００２５】
式３中、式４で示される要素は表面プラズモン波数ベクトルであり、式５で示される要素は金属薄膜の面にある入射光の波数ベクトルの成分であり、式６で示される要素は正方格子についての逆格子ベクトルであり、Ｐは孔配列の周期であり、θは入射波動ベクトルと金属薄膜の表面法線との間の角度であり、ｉおよびｊは整数である。
【００２６】
［式４］
2014087927.tif 000006
【００２７】
［式５］
2014087927.tif 000007
【００２８】
［式６］
2014087927.tif 000008
【００２９】
一方で、表面プラズモン波数ベクトルの絶対値は、表面プラズモンの分散関係から式７によって求めることができる。
【００３０】
［式７］
2014087927.tif 000009
【００３１】
式７中、ωは入射光の角周波数であり、εmおよびεdはそれぞれ、金属および誘電体媒質の比誘電率であり、大気中からの照射の場合εd＝１である。ここで、εm＜０および｜εｍ｜＞εdと仮定しており、それはバルクプラズマ周波数以下の入射光を金属およびドープ半導体に照射した場合である。垂直入射（θ＝０）の場合の透過が極大となる波長は、入射光の金属面に平行な波数ベクトルは０となり、開口された孔が正方格子の配列の場合、これらの式をつなぐことで式８のようになる。
【００３２】
［式８］
2014087927.tif 000010
【００３３】
同様に、開口された孔が六方対象な三角格子の場合は、式９のようになる。
【００３４】
［式９］
2014087927.tif 000011
【００３５】
また、スリットが開口された場合は、式１０のようになる。
【００３６】
［式１０］
2014087927.tif 000012
【００３７】
透過の極大を示す波長は、金属の誘電率、基板、あるいは照射側の空気等の誘電率に加えて、開口間の周期Pに依存した関数となる。以上の条件を満足するとき、入射光と金属薄膜の表面プラズモンとが結合し、その結果、回折限界を波長の光が透過する。つまりは、周期を有する開口構造は、周期に応じた特定波長の光の透過を生じさせる。
【００３８】
以上のような原理により、金属薄膜に、入射する光の波長以下の開口幅または半径を有するスリットまたは孔が配置されたときに光が透過するものと考えられる。上記の原理に従い、たとえば透過させようとする光の波長以下の開口幅または半径を有するスリットまたは孔を金属表面全面にわたって作製することで、金属全面が光を透過するようになる。
【００３９】
上記の原理の示すところでは、単一の周期を有する開口構造により透過できるのは、白色光のうちの限られた波長域の光、すなわち単色光のみとなり、その透過光のスペクトルは非常にシャープな極大値を示す。そのため、それ以外の色の光に対しては透過率が非常に低い。また、金属薄膜の膜厚が厚い場合は、バルク金属の特性が顕著となり、プラズマ反射が起こり透過率の絶対値自身が減少する。
【００４０】
次に、本発明の一実施形態の光学フィルターの製造方法について説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、光学フィルターの各製造工程における断面図である。光学フィルターの製造には、光リソグラフィー法、電子線リソグラフィー法、ナノインプリント法などの微細加工技術を用いることができる。なお、複層からなる発明の一実施形態の光学フィルターの開口プロセスは、一度に開口してもよいし、位置合わせをしながら一層ずつ開口してもよい。
【００４１】
図２Ａに示すように、基板１上に金属薄膜４と誘電体膜５とを交互に積層し、開口部３をエッチングで形成する際にマスクとなるエッチングマスク層６を最上層に積層する。図２Ａでは、金属薄膜４が３層、誘電体膜５が金属薄膜４に挟まれる形で２層形成されている。なお、金属薄膜４を３層以上含んでいれば金属薄膜４及び誘電体膜５の層数には特に限定はなく、また、順序も交互であれば最下層と最上層とはどちらの層であってもよい。
【００４２】
次に、図２Ｂに示すように、ドライエッチング法によってエッチングマスク層６にパターンを転写する。ここでサイドエッチングなどの問題を防ぐため、異方性の高いエッチング条件により転写することが好ましい。このとき、エッチングマスク層６は、すべてエッチングされないようにする必要がある。残存したエッチングマスク層６は、開口部３を形成させるためのマスクとするからである。
【００４３】
次に、図２Ｃに示すように、エッチング加工によって金属薄膜４及び誘電体膜５の多層膜をパターニングする。この時、エッチングマスク層６のエッチング速度は０ではないため、金属薄膜４及び誘電体膜５の多層膜のエッチングに伴ってエッチングマスク層６も無くなり、開口部３を有した光学フィルター１０が得られる。
【００４４】
基板１は、入射光を透過する材料であれば特に限定はなく、無機材料、有機材料、それらの混合材料の何れであってもよい。基板１としては、例えば、ガラス、石英、Ｓｉ、化合物半導体などを用いることができる。また、基板１の大きさ、厚みも特に限定はない。また、基板１の表面形状にも特に限定はなく、平坦でも曲面形状であってもよい。
【００４５】
なお、基板１上に形成される金属薄膜４又は誘電体膜５との密着性を考慮し、基板１に適当な表面処理を施してから金属薄膜４又は誘電体膜５を積層してもよい。また、基板１にエッチングに対する耐性の高い透明材料をストッパー層として積層させてから、金属薄膜４又は誘電体膜５を積層してもよい。
【００４６】
金属薄膜４を構成する金属は任意に選択できる。ここでいう金属とは、単体で導体であり、金属光沢を有し、常温では固体である金属元素からなるもの、及びそれらの合金を指す。金属薄膜４を構成する材料のプラズマ周波数は入射光の周波数より高いことが好ましい。また、利用する光の波長領域において光の吸収が少ないことが望ましい。このような材料として、例えば、アルミニウム、ニッケル、コバルト、金、銀、白金、銅、インジウム、ロジウム、パラジウム、またはクロムなどが挙げられ、このうちアルミニウム、銀、金、銅、インジウム、ニッケル又はコバルト及びこれらの合金が好ましい。しかしながら、入射光の周波数より高いプラズマ周波数を有する金属であれば、これらの限りではない。また、熱処理により金属薄膜４をシンタリングしてもよく、保護膜等を形成してもよい。
【００４７】
例えば、金属薄膜４の膜厚は５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
誘電体膜５は、後述する入射光と表面プラズモンとの共振関係から、高誘電材料、つまり高屈折材料であることが好ましい。このような材料として、例えば、チタン酸化物、銅酸化物、窒化シリコン、鉄酸化物、タングステン酸化物、ＺｅＳｅなどが挙げられる。
【００４９】
エッチングマスク層６は、入射光を透過し、エッチングに対する耐性の高い材料を用いることができる。エッチングマスク層６の材料は特に限定されず、無機材料、有機材料、それらの混合材料の何れであってもよい。
【００５０】
上記のようにエッチングマスク層６を残存させて金属薄膜４及び誘電体膜５をエッチングするために、エッチングマスク層６の材料と金属薄膜４及び誘電体膜５の材料とのエッチング選択比（金属薄膜４及び誘電体膜５のエッチング速度に対するエッチングマスク層６のエッチング速度の比、すなわちエッチングマスク層６のエッチング速度を金属薄膜４及び誘電体膜５のエッチング速度で割った値）をＥ０１とした場合、０＜Ｅ０１＜１の関係がある材料の組み合わせを用いることが好ましい。例えば、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３などを用いることができる。
【００５１】
なお、エッチングマスク層６の代わりに最上層の誘電体膜５を厚く形成し、エッチング時のマスクの役割ももたせてもよい。
【００５２】
金属薄膜４、誘電体膜５及びエッチングマスク層６の形成方法には特に限定はなく、例えば、スパッタ法、蒸着法、プラズマＣＶＤ法などを用いることができる。
【００５３】
開口部３は、入射光の波長未満の周期で配置される。例えば、開口部３が配置される周期は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。開口部３の形状は特に限定されるものではない。
【００５４】
また、開口部３は誘電体のような物質により充填されていてもよい。このとき、開口部３に充填される物質は入射光を透過するものであることが好ましい。
【００５５】
このように、所定波長の入射光が金属薄膜４の表面に表面プラズモンを誘起させ、表面プラズモンと入射光とが共振的に相互作用することで、透過光の波長選択及び増強が図られるように、開口部３が配置される。
【００５６】
なお、上記の光学フィルターの製造にナノインプリント法を用いる場合、ナノインプリントスタンパーは、エッチングマスク層６にパターンを形成する工程で、パターンを形成するために用いられる。このナノインプリントスタンパーを用いて、エッチングマスク層６の上にマスクパターンを形成させ、そのマスクを介してドライエッチングすることで、開口部３のパターンを形成させることができる。
【００５７】
＜第１実施形態＞
可視領域の波長を透過する多層光透過性金属薄膜を備えた光学フィルターを作製した。図３Ａにこの光学フィルターの縦断面図を、図３Ｂに平面図を示す。作製した光学フィルター２０は、ガラスからなる基板１上に、Ａｌからなる膜厚４０ｎｍの金属薄膜４と、ＴｉＯ２からなる膜厚１００ｎｍの誘電体膜５とを交互に積層し、開口部としてスリット７を形成した。金属薄膜４が３層、誘電体膜５が金属薄膜４に挟まれる形で２層形成されている。この層構成をＭＩＭＩＭ構造と称する。
【００５８】
スリット７の平均開口幅は２４５ｎｍ、スリット７が配置される周期は２７０ｎｍとした。
【００５９】
また、比較例として、図４Ａ、図４Ｂに示すような光学フィルター３０を作製した。この光学フィルターが上記第１実施形態の光学フィルター２０と異なる点は、金属薄膜４が２層、誘電体膜５が金属薄膜４に挟まれる形で１層形成された点であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。この層構成をＭＩＭ構造と称する。
【００６０】
図５は、第１実施形態の光学フィルター２０（ＭＩＭＩＭ構造）と比較例の光学フィルター３０（ＭＩＭ構造）の透過波長と透過度の関係を示すグラフである。第１実施形態の光学フィルターにおいては、ＭＩ構造が光が入射する方向に沿って複数存在することで、比較例と比べて透過波長のピークと透過率はほとんど変わらずに、透過波長の選択性が向上していることがわかる。
【００６１】
図６は、第１実施形態の光学フィルター２０におけるスリット７の周期と透過光のピーク波長の関係を示すグラフである。透過光のピーク波長はスリット７の周期に比例していることがわかる。よって、スリット７の周期を調整することにより、所望の波長の透過光が得られる光学フィルターを設計することができる。
【００６２】
なお、本実施例ではＭＩＭＩＭ構造として金属薄膜４が３層、誘電体膜５が２層交互に積層した例を示しているが、本発明の構成はこれに限定されず、金属薄膜４が４層、誘電体膜５が３層交互に積層していてもよい。つまり、金属薄膜４と誘電体膜５とが交互に積層され、金属薄膜４を３層以上有する多層膜であれば同様の効果を有する。
【００６３】
＜第２実施形態＞
可視領域の波長を透過する多層光透過性金属薄膜を備えた光学フィルターを作製し、この光学フィルターを撮像素子の画素上に配設することで、分光器一体型の分光撮像素子を得た。図７は、分光撮像素子４０の斜視図とその拡大図である。図７では、分光撮像素子４０と、その部分拡大図である複数の光学フィルター５０が配設された図と、光学フィルター５０の表面を拡大した模式図とを示している。
【００６４】
光学フィルター５０は、基板１上に金属薄膜４と誘電体膜５とを交互に積層したＭＩＭＩＭ構造を有し、円筒形状の開口部８を有している。
【００６５】
図８は、分光撮像素子４０の部分断面図である。シリコン基板４１上に、受光素子４２、電極４３、遮光膜４４、光学フィルター５０、平坦化層４５、マイクロレンズ４６が配設されている。従来備えられていたカラーフィルターに代えて光学フィルター５０を設けることで、画素毎に受光波長の異なる分光撮像素子４０を得ることができる。画素毎に受光波長が異なるようにするには、上述したスリット７と同様に、開口部８の周期を調整することにより実現できる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
開口部の形状は、第１実施形態ではスリット７、第２実施形態では円筒形状としたが、これらに限定されることはなく、円錐形状、三角錐形状、四角錐形状、その他任意の筒形状や錘形状、又はこれらの形状が混在していてもよい。また、種々の大きさの開口部が混在していても本発明の効果は失われない。このように開口部の大きさが一定ではない場合、開口部径は平均値で表示することができる。
【００６７】
以下に本発明の実施形態についてまとめる。光学フィルター１０は、入射光の波長を選択する光学フィルター１０であって、金属薄膜４と誘電体膜５とが交互に積層され、金属薄膜４を３層以上有する多層膜と、前記多層膜を貫通し、前記入射光の波長未満の周期で配置された開口部３と、を備えたことを特徴とする。
【００６８】
この構成によれば、金属薄膜を３層以上有する多層膜を備えた光学フィルター１０に上記のような開口部３を配置することにより、入射光と金属薄膜４の表面プラズモンとが結合するので、波長選択性を向上させることができる。
【００６９】
上記の光学フィルター１０において、前記金属薄膜の膜厚が、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。入射光と金属薄膜４の表面プラズモンとを結合させるためである。
【００７０】
また上記の光学フィルター１０において、開口部３が配置される周期は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば可視領域の波長を透過する光学フィルター１０を設計することができる。
【００７１】
また上記の光学フィルター１０において、例えば、開口部３を、円筒形状、円錐形状、三角錐形状、四角錐形状の何れかの形状とすることもできる。
【００７２】
また上記の光学フィルター１０において、例えば、開口部３をスリット７とすることができる。
【００７３】
また上記の光学フィルター１０において、例えば、金属薄膜４は、アルミニウム、銀、白金、ニッケル、コバルト、金、銀、白金、銅、インジウム、ロジウム、パラジウム、クロムを含む群から選択される材料を含む。
【００７４】
また上記の光学フィルター１０において、例えば、誘電体膜５は、チタン酸化物、銅酸化物、窒化シリコン、鉄酸化物、タングステン酸化物、ＺｅＳｅを含む高屈折率材料群から選択される材料を含む。
【００７５】
また上記の光学フィルター１０において、所定波長の前記入射光が金属薄膜４の表面に表面プラズモンを誘起させ、前記表面プラズモンと前記入射光とが共振的に相互作用することで、透過光の波長選択及び増強が図られるように、開口部３が配置されるようにしてもよい。
【００７６】
この構成によれば、入射光と金属薄膜４の表面プラズモンとが結合するので、波長選択性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の光学フィルターは、液晶パネルやイメージセンサーなどに用いることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０、２０、５０  光学フィルター
３、８  開口部
４  金属薄膜
５  誘電体膜
７  スリット
【図２Ａ】
2014087927.tif 000013
【図２Ｂ】
2014087927.tif 000014
【図２Ｃ】
2014087927.tif 000015
【図３Ａ】
2014087927.tif 000016
【図３Ｂ】
2014087927.tif 000017
【図４Ａ】
2014087927.tif 000018
【図４Ｂ】
2014087927.tif 000019
【図５】
2014087927.tif 000020
【図６】
2014087927.tif 000021
【図７】
2014087927.tif 000022
【図８】
2014087927.tif 000023
【図１】
2014087927.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月17日(2016.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の画素上に配設され、入射光の波長を選択する光学フィルターであって、  金属薄膜と誘電体膜とが交互に積層され、前記金属薄膜を３層以上有する多層膜と、  前記多層膜を貫通し、前記入射光の波長未満の周期で配置された開口部と、を備えると共に、  前記金属薄膜と前記誘電体膜とを積層した前記多層膜を成膜後、パターニングし、誘電体から成る保護膜で覆う構成とし、  前記金属薄膜で挟まれた誘電体膜は高屈折率材料から成る高誘電体膜であることを特徴とする光学フィルター。
【請求項２】
前記高屈折率材料は、チタン酸化物、銅酸化物、窒化シリコン、鉄酸化物、タングステン酸化物、ＺｎＳｅの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１記載の光学フィルター。
【請求項３】
前記金属薄膜の膜厚が、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルター。
【請求項４】
前記開口部が配置される周期は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光学フィルター。
【請求項５】
前記開口部がスリットであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光学フィルター。
【請求項６】
前記開口部が、円筒形状、円錐形状、三角錐形状、四角錐形状の何れかの形状であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光学フィルター。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】  誘電体膜５は、後述する入射光と表面プラズモンとの共振関係から、高誘電材料、つまり高屈折材料であることが好ましい。このような材料として、例えば、チタン酸化物、銅酸化物、窒化シリコン、鉄酸化物、タングステン酸化物、ＺｎＳｅなどが挙げられる。
【国際調査報告】
2014087927.tif 000025
2014087927.tif 000026
2014087927.tif 000027
2014087927.tif 000028