JP2024098015A - 光学フィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、基材と、前記基材の一方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜1と、前記基材の他方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜2とを備える光学フィルタであって、前記基材は、近赤外線吸収ガラスと、樹脂膜とを有し、前記樹脂膜は、厚さが10μm以下であり、樹脂と、色素(NIR1)とを含み、前記光学フィルタが所定の分光特性(i-1)~(i-5)、(i-7)、(i-8)、(i-12)、(i-14)をすべて満たす光学フィルタに関する。
【選択図】図1
Description
〔1〕基材と、前記基材の一方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜1と、前記基材の他方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜2とを備える光学フィルタであって、
前記基材は、近赤外線吸収ガラスと、樹脂膜とを有し、
前記樹脂膜は、厚さが10μm以下であり、樹脂と、色素(NIR1)とを含み、
前記光学フィルタが下記分光特性(i-1)~(i-5)、(i-7)、(i-8)、(i-12)、(i-14)をすべて満たす光学フィルタ。
(i-1)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmの平均透過率T450-600(0deg)AVEが85%以上
(i-2)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmにおける最大透過率T450-600(0deg)MAXが90%以上
(i-3)前記平均透過率T450-600(0deg)AVEと入射角50度での分光透過率曲線における波長450~600nmの平均透過率T450-600(50deg)AVEとの差の絶対値が5%以下
(i-4)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450nmにおける透過率T450(0deg)が80%以上
(i-5)入射角0度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長IR50(0deg)が、610~650nmの範囲にある
(i-7)入射角0度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(0deg)AVEが2%以下
(i-8)入射角50度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(50deg)AVEが2%以下
(i-12)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R1600-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-14)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R2600-1200(5deg)MAXが45%以下
本明細書において、近赤外線吸収色素を「NIR色素」、紫外線吸収色素を「UV色素」と略記することもある。
本明細書において、式(I)で示される化合物を化合物(I)という。他の式で表される化合物も同様である。化合物(I)からなる色素を色素(I)ともいい、他の色素についても同様である。また、式(I)で表される基を基(I)とも記し、他の式で表される基も同様である。
本明細書において、基材の透過率、色素が樹脂に含有される場合を含む樹脂膜の透過率の分光は、「透過率」と記載されている場合も全て「内部透過率」である。一方、色素をジクロロメタン等の溶媒に溶解して測定される透過率、誘電体多層膜の透過率、誘電体多層膜を有する光学フィルタの透過率は、実測透過率である。
分光特性は、紫外可視分光光度計を用いて測定できる。
本明細書において、数値範囲を表す「~」では、上下限を含む。
本発明の一実施形態の光学フィルタ(以下、「本フィルタ」ともいう)は、基材と、基材の一方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜1と、基材の他方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜2とを備える。
ここで基材は、近赤外線吸収ガラスと、近赤外線吸収ガラスの少なくとも一方の主面に積層された厚さ10μm以下の樹脂膜とを有する。さらに樹脂膜は、樹脂と、樹脂中で680~740nmに最大吸収波長を有する色素(NIR1)とを含む。
誘電体多層膜の反射特性と、近赤外線吸収ガラスおよび近赤外線吸収色素を含む基材の吸収特性とにより、光学フィルタ全体として可視光領域の優れた透過性と近赤外光領域の優れた遮蔽性を実現できる。
(i-1)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmの平均透過率T450-600(0deg)AVEが85%以上
(i-2)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmにおける最大透過率T450-600(0deg)MAXが90%以上
(i-3)前記平均透過率T450-600(0deg)AVEと入射角50度での分光透過率曲線における波長450~600nmの平均透過率T450-600(50deg)AVEとの差の絶対値が5%以下
(i-4)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450nmにおける透過率T450(0deg)が80%以上
(i-5)入射角0度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長IR50(0deg)が、610~650nmの範囲にある
(i-6)前記波長IR50(0deg)と入射角50度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長IR50(50deg)との差の絶対値が10nm以下
(i-7)入射角0度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(0deg)AVEが2%以下
(i-8)入射角50度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(50deg)AVEが2%以下
(i-9)入射角0度での分光透過率曲線において、波長1000~1200nmの平均透過率T1000-1200(0deg)AVEが5%以下
(i-10)入射角50度での分光透過率曲線において、波長1000~1200nmの平均透過率T1000-1200(50deg)AVEが5%以下
(i-12)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R1600-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-14)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R2600-1200(5deg)MAXが45%以下
T450-600(0deg)AVEは好ましくは86%以上、より好ましくは88%以上である。
T450-600(0deg)MAXは好ましくは92%以上、より好ましくは93%以上である。
分光特性(i-3)における絶対値は、好ましくは3%以下、より好ましくは2%以下である。
T450(0deg)は、好ましくは84%以上、より好ましくは85%以上である。
IR50(0deg)は、好ましくは615~640nm、より好ましくは615~635nmである。
分光特性(i-6)における絶対値は、好ましくは9nm以下、より好ましくは8nm以下である。
T700-1000(0deg)AVEは、好ましくは1.2%以下、より好ましくは1.0%以下である。
T700-1000(50deg)AVEは、好ましくは1.2%以下、より好ましくは1.0%以下である。
T1000-1200(0deg)AVEは、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。
T1000-1200(50deg)AVEは、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。
分光特性(i-13)~(i-14)は、誘電体多層膜2側の反射特性を規定している。
どちらの入射方向においても反射率が小さいことで、迷光の原因となる誘電体多層膜面での反射が抑制できる。
R1600-1200(5deg)MAXは好ましくは35%以下、より好ましくは25%以下である。
R2450-600(5deg)MAXは好ましくは2%以下、より好ましくは1.5%以下である。
R2600-1200(5deg)MAXは好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。
(i-15)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R1450-600(50deg)MAXが7%以下
(i-16)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R1600-1200(50deg)MAXが45%以下
(i-17)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R2450-600(50deg)MAXが7%以下
(i-18)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R2600-1200(50deg)MAXが45%以下
分光特性(i-17)~(i-18)は、高入射角における誘電体多層膜2側の反射特性を規定している。
どちらの入射方向かつ高入射角においても反射率が小さいことで、迷光の原因となる誘電体多層膜面での反射が抑制できる。
R1600-1200(50deg)MAXは好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。
R2450-600(50deg)MAXは好ましくは2%以下、より好ましくは1.5%以下である。
R2600-1200(50deg)MAXは好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。
(i-19)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450nmにおける透過率をT450(0deg)とし、波長1000~1200nmの最大透過率を最大透過率T1000-1200(0deg)MAXとしたときに、前記透過率T450(0deg)/前記最大透過率T1000-1200(0deg)MAX≧20
(i-20)入射角50度での分光透過率曲線において、波長450nmにおける透過率をT450(50deg)とし、波長1000~1200nmの最大透過率を最大透過率T1000-1200(50deg)MAXとしたときに、前記透過率T450(50deg)/前記最大透過率T1000-1200(50deg)MAX≧20
T450(0deg)/T1000-1200(0deg)MAXは、好ましくは22以上、より好ましくは25以上である。
T450(0deg)/T1000-1200(50deg)MAXは、好ましくは30以上、より好ましくは40以上である。
(i-21)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R1450-700(5deg)MAXが7%以下
(i-22)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R1450-700(50deg)MAXが7%以下
(i-23)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R1700-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-24)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R1700-1200(50deg)MAXが45%以下
(i-25)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R2450-700(5deg)MAXが7%以下
(i-26)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R2450-700(50deg)MAXが7%以下
(i-27)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R2700-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-28)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R2700-1200(50deg)MAXが45%以下
R1450-700(5deg)MAXは好ましくは3%以下、より好ましくは2%以下である。
R1450-700(50deg)MAXは好ましくは6.5%以下、より好ましくは6%以下である。
R1700-1200(5deg)MAXは好ましくは35%以下、より好ましくは25%以下である。
R1700-1200(50deg)MAXは好ましくは35%以下、より好ましくは25%以下である。
R2450-700(50deg)MAXは好ましくは6.5%以下、より好ましくは6%以下である。
R2700-1200(5deg)MAXは好ましくは35%以下、より好ましくは25%以下である。
R2700-1200(50deg)MAXは好ましくは35%以下、より好ましくは25%以下である。
(i-29)入射角0度での分光透過率曲線において、波長360~400nmの平均透過率T360-400(0deg)AVEが2%以下
(i-30)入射角50度での分光透過率曲線において、波長360~4000nmの平均透過率T360-400(50deg)AVEが2%以下
(i-31)入射角0度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長UV50(0deg)が、400~440nmの範囲にある
(i-32)入射角50度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長UV50(50deg)が、400~440nmの範囲にある
(i-33)前記波長UV50(0deg)と前記波長UV50(50deg)との差の絶対値が3nm以下
T360-400(0deg)AVEは、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1%以下である。
T360-400(50deg)AVEは、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1%以下である。
分光特性(i-33)を満たすことで、高入射角においても400~440nmの領域の分光曲線がシフトしにくいことを意味する。
UV50(0deg)は、好ましくは400~430nm、より好ましくは410~430nmである。
UV50(50deg)は、好ましくは400~430nm、より好ましくは410~430nmである。
分光特性(i-33)における絶対値は、好ましくは2.5nm以下、より好ましくは2nm以下である。
本フィルタにおいて、誘電体多層膜は、基材の両面主面側に最外層として積層される。
誘電体多層膜1は基材の一方の主面側に積層され、誘電体多層膜2は基材の他方の主面側に積層される。
(v-1)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmにおける最小透過率T450-600(0deg)MINが90%以上
(v-2)入射角50度での分光透過率曲線において、波長450~600nmにおける最小透過率T450-600(50deg)MINが90%以上
(v-3)入射角0度での分光透過率曲線において、波長600~1200nmにおける最小透過率T600-1200(0deg)MINが50%以上
(v-4)入射角50度での分光透過率曲線において、波長600~1200nmにおける最小透過率T600-1200(50deg)MINが50%以上
T450-600(0deg)MINはより好ましくは92%以上、さらに好ましくは93%以上である。
T450-600(50deg)MINはより好ましくは90.5%以上、さらに好ましくは91%以上である。
T600-1200(0deg)MINはより好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上である。
T600-1200(50deg)MINはより好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上である。
本発明における誘電体多層膜はまた、上記分光特性(v-1)~(v-4)に示すように、可視光領域の透過率が高く、また、近赤外領域を穏やかに遮光することが好ましい。反射特性を高めるように誘電体多層膜を設計すると、光学フィルタを撮像装置等に実装した際に、レンズから入射した光が光学フィルタの誘電体多層膜面で反射され、レンズ面(前方面)で再反射されたり、レンズから入射し光学フィルタを透過した光がセンサー面(後方面)で反射され、光学フィルタの誘電体多層膜面で再反射される現象(迷光)が発生しうる。これらの再反射光が迷光の原因となり得る。本発明では、誘電体多層膜の反射特性を極力抑制した設計とすることで、迷光が抑制される。誘電体多層膜の反射特性で遮光しきれない近赤外光領域の遮光性は、後述する基材の吸収特性によって補完され、本発明は光学フィルタ全体として優れた近赤外線遮光性を有する。
誘電体膜としては、低屈折率の誘電体膜(低屈折率膜)、高屈折率の誘電体膜(高屈折率膜)が挙げられ、これらを交互に積層することが好ましい。
また、反射防止層の膜厚は、全体として200~600μmが好ましい。
なお誘電体多層膜1から構成される反射防止層も、誘電体多層膜2から構成される反射防止層も、それぞれ上記積層数、膜厚を満たすことが好ましい。
本発明の光学フィルタにおいて、基材は、近赤外線吸収ガラスと、厚さ10μm以下の樹脂膜とを有する。樹脂膜は、樹脂と、当該樹脂中で680~740nmに最大吸収波長を有する色素(NIR1)とを含み、近赤外線吸収ガラスの少なくとも一方の主面に積層される。
基材は下記分光特性(ii-1)~(ii-7)をすべて満たすことが好ましい。
(ii-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが84%以上
(ii-2)波長450~600nmにおける最大内部透過率T450-600MAXが90%以上
(ii-3)波長450nmにおける内部透過率T450が80%以上
(ii-4)内部透過率が50%となる波長IR50が、610~650nmの範囲にある
(ii-5)波長750~1000nmの平均内部透過率T750-1000AVEが1.5%以下
(ii-6)波長1000~1200nmにおける最大内部透過率T1000-1200MAXが5%以下
(ii-7)前記内部透過率T450/前記最大内部透過率T1000-1200MAX≧15
T450-600AVEは、好ましくは85%以上、より好ましくは86%以上である。
T450-600MAXは、好ましくは92%以上、より好ましくは93%以上である。
T450は、好ましくは83%以上、より好ましくは85%以上である。
IR50は、好ましくは615~640nm、より好ましくは615~635nmの範囲にある。
T750-1000AVEは、好ましくは1%以下、より好ましくは0.7%以下である。
T1000-1200MAXは、好ましくは4.5%以下、より好ましくは4.3%以下である。
T450/T1000-1200MAXは好ましくは17以上、より好ましくは19以上である。
近赤外線吸収ガラスは下記分光特性(iii-1)~(iii-6)をすべて満たすことが好ましい。
(iii-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが90%以上
(iii-2)波長450nmにおける内部透過率T450が92%以上
(iii-3)内部透過率が50%となる波長IR50が、625~650nmの範囲にある
(iii-4)波長750~1000nmの平均内部透過率T750-1000AVEが2.5%以下
(iii-5)波長1000~1200nmにおける最大内部透過率T1000-1200MAXが5%以下
(iii-6)内部透過率T450/最大内部透過率T1000-1200MAX≧10
T450-600AVEは、好ましくは94%以上、より好ましくは95%以上である。
T450は、好ましくは83%以上、より好ましくは85%以上である。
IR50は、好ましくは625~645nm、より好ましくは625~640nmの範囲にある。
T750-1000AVEは、好ましくは2%以下、より好ましくは1.2%以下である。
T1000-1200MAXは、好ましくは4.8%以下、より好ましくは4.5%以下である。
T450/T1000-1200MAXは、好ましくは15以上、より好ましくは18以上である。
P2O5は、ガラスを形成する主成分(ガラス形成酸化物)であり、近赤外線カット性を高めるための必須成分であるが、65%未満ではその効果が十分得られず、74%を超えると溶融温度が上がり、可視域の透過率が低下するため好ましくない。好ましくは67~73%であり、より好ましくは68~72%である。
Al2O3は、耐候性を高めるための必須成分であるが、5%未満ではその効果が十分得られず、10%を超えるとガラスの溶融温度が高くなり、近赤外線カット性および可視域透過性が低下するため好ましくない。好ましくは6~10%であり、より好ましくは7~9%である。
B2O3は、ガラスの溶融温度を低くするための必須成分であるが、0.5%未満ではその効果が十分得られず、3%を超えると近赤外線カット性が低下するため好ましくない。好ましくは0.7~2.5%であり、より好ましくは0.8~2.0%である。
Li2Oは、必須成分ではないものの、ガラスの溶融温度を低くする効果があるが、10%を超えるとガラスが不安定になるため好ましくない。好ましくは0~5%であり、より好ましくは0~3%である。
Na2Oは、ガラスの溶融温度を低くするための必須成分であるが、3%未満ではその効果が十分得られず、10%を超えるとガラスが不安定になるため好ましくない。好ましくは4~9%であり、より好ましくは5~9%である。
Li2O+Na2Oは、ガラスの溶融温度を低くするための必須成分であるが、3%未満ではその効果が十分ではなく、15%を超えるとガラスが不安定になるため好ましくない。好ましくは4~13%であり、より好ましくは5~10%である。
CaOは、必須成分ではないものの、ガラスの安定性を高める効果があるが、2%を超えると近赤外線カット性が低下するため好ましくない。好ましくは1.5%以下であり、含有しないことがより好ましい。
SrOは、必須成分ではないものの、ガラスの安定性を高める効果があるが、5%を超えると近赤外線カット性が低下するため好ましくない。好ましくは0~4%であり、より好ましくは0~3%である。
BaOは、ガラスの溶融温度を低くするための必須成分であるが、3%未満ではその効果が十分得られず、9%を超えるとガラスが不安定になるため好ましくない。好ましくは3~8%であり、より好ましくは4~8%である。
MgO+CaO+SrO+BaOは、ガラスの安定性を高め、ガラスの溶融温度を低くするための必須成分であるが、3%未満であるとその効果が十分ではなく、15%を超えるとガラスが不安定になるため好ましくない。好ましくは3~12%であり、より好ましくは4~10%である。
ガラス成分中の銅は、ガラスの溶融温度が高いほど還元される、つまりCu2+が還元されてCu+になる、傾向にある。よって、Cu2+を多く存在させるためには、ガラスの溶融温度を極力低くすることが有効である。なお、本発明の近赤外線カットフィルタガラスの溶融温度は、1150℃以下が好ましく、1100℃以下がより好ましく、1080℃以下がさらに好ましい。
そのため、ガラスの溶融温度を高くする効果があるAl2O3に対してガラスの溶融温度を低くする効果があるBaO、B2O3の比率を大きくする。これらのガラス成分中のバランスは、(BaO+B2O3)/Al2O3を大きくすればいいが、大きすぎる場合、耐候性の低下につながるため、これらの比は0.3~2.4の範囲である。さらにこれらの比は、0.3~2.0が好ましく、0.5~1.5がより好ましい。
リン酸塩系ガラスにおいて、可視域透過率が高く、近赤外域の光の透過率が低い分光特性、具体的には600~700nm付近の光の急峻なカットオフ特性を得るためには、ガラス中のCu2+の6配位構造の歪みを小さくし、Cu2+の吸収ピークを長波長側に移動させる、つまりガラス中のCu2+による近赤外域の光の吸収を一層高く機能させることが重要である。
そのため、ガラス中のCu2+の6配位構造の歪みを小さくするには、ガラス中に非架橋酸素の数が多く、かつ、修飾酸化物のフィールドストレングス(フィールドストレングスは、価数Zをイオン半径rの2乗で割った値:Z/r2であり、カチオンが酸素を引き付ける強さの程度を表す)が小さいことが必要であると考えた。
ガラス中の非架橋酸素の数を多くするためには、ガラスのネットワークを形成する網目状酸化物におけるP2O5を他の網目状酸化物に比べて多くする必要がある。P2O5は、Al2O3やB2O3と比べて分子中に酸素を多く含有するため、Cu2+は非架橋酸素を配位しやすくなり、Cu2+周りの歪みが小さくなる。他方、ガラスの耐候性を高めるには、耐候性に影響があるAl2O3をP2O5との比率において高くすることが有効である。
そのため、ガラスに含有する網目状酸化物のバランスは、P2O5/Al2O3が6.5~10の範囲である。さらにこれらの比は、7~10が好ましく、7~9.5がより好ましい。
かかる観点から、ガラスに含有する修飾酸化物のバランスは、Na2O/(Li2O+MgO+CaO+SrO+BaO)を大きくすればよいが、大きすぎる場合、耐候性の低下につながるため、これらの比は0.5~3の範囲である。さらにこれらの比は、0.5~2.5が好ましく、0.7~2がより好ましい。
樹脂膜は下記分光特性(iv-1)~(iv-5)をすべて満たすことが好ましい。
(iv-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが93%以上
(iv-2)波長450~600nmにおける最大内部透過率T450-600MAXが95%以上
(iv-3)波長450nmにおける内部透過率T450が86%以上
(iv-4)波長650~900nmの分光透過率曲線において内部透過率が50%となる最短の波長をIR50(S)とし、最長の波長をIR50(L)としたとき、
IR50(L)-IR50(S)≧90nm
(iv-5)波長700~800nmにおける最小内部透過率T700-800MINが10%以下
T450-600AVEは、好ましくは93.5%以上、より好ましくは94%以上である。
T450-600MAXは、好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上である。
T450は、好ましくは88%以上、より好ましくは89%以上である。
IR50(L)-IR50(S)は、好ましくは95nm以上、より好ましくは100nm以上である。
T700-800MINは、好ましくは8%以下、より好ましくは7%以下である。
(iv-6)内部透過率が50%となる波長IR50(S)が、650~700nmの範囲にある
(iv-7)内部透過率が50%となる波長IR50(L)が、740~850nmの範囲にある
分光特性(iv-6)~(iv-7)を満たすことで、700nm近傍の近赤外光領域を効率的に遮光できることを意味する。
IR50(S)は、好ましくは650~690nm、より好ましくは660~690nmである。
IR50(L)は、好ましくは750~830nm、より好ましくは760~830nmである。
(iv-8)波長700~800nmの平均内部透過率T700-800AVEが30%以下
分光特性(iv-8)を満たすことで、700~800nmの近赤外領域の遮光性に優れることを意味する。
T700-800AVEは、好ましくは28%以下、より好ましくは25%以下である。
(iv-9)内部透過率が50%となる波長UV50が、400~440nmの範囲にある
(iv-10)波長370~400nmの平均内部透過率T370-400AVEが3%以下
(iv-11)波長370~400nmにおける最大内部透過率T370-400MAXが5%以下
分光特性(iv-9)~(iv-11)を満たすことで、370~400nmの近紫外領域の遮光性に優れることを意味する。
UV50は、好ましくは400~430nm、より好ましくは410~430nmの範囲にある。
T370-400AVEは、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。
T370-400MAXは、好ましくは4.8%以下、より好ましくは4.6%以下である。
NIR色素としては、1種類の化合物からなってもよく、2種以上の化合物を含んでもよい。
ここで、本発明における樹脂膜は、色素(NIR1)に加え、最大吸収波長が異なる他の近赤外線吸収色素をさらに含むことが好ましい。これにより樹脂膜が700nm付近の近赤外光領域の幅広い遮光性を獲得でき、特性(iv-4)が得られやすい。他の近赤外線吸収色素としては、樹脂中における最大吸収波長が色素(NIR1)よりも30~130nm大きい色素(NIR2)が好ましい。また、色素(NIR2)の最大吸収波長は740~870nmが好ましい。
色素(NIR2)としては、最大吸収波長の領域、可視光域の透過性、樹脂への溶解性、耐久性の観点から、スクアリリウム化合物およびシアニン化合物が好ましい。また、色素(NIR2)であるスクアリリウム化合物の最大吸収波長は740~770nmが好ましい。色素(NIR2)であるシアニン化合物の最大吸収波長は740~860nmが好ましい。
なお、スクアリリウム化合物中に同一の記号が2以上存在する場合、それらの記号は同一でも異なっていてもよい。シアニン化合物についても同様である。
R24およびR26は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数1~10のアシルオキシ基、炭素数6~11のアリール基、置換基を有していてもよく炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアルアリール基、-NR27R28(R27およびR28は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、-C(=O)-R29(R29は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有していてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい炭素数1~25の炭化水素基)、-NHR30、または、-SO2-R30(R30は、それぞれ1つ以上の水素原子がハロゲン原子、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、またはシアノ基で置換されていてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい炭素数1~25の炭化水素基)を示す。)、または、下記式(S)で示される基(R41、R42は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1~10のアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。kは2または3である。)を示す。
複素環Aが形成される場合のR21とR22は、これらが結合した2価の基-Q-として、水素原子が炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数1~10のアシルオキシ基で置換されてもよいアルキレン基、またはアルキレンオキシ基を示す。
複素環Bが形成される場合のR22とR25、および複素環Cが形成される場合のR21とR23は、これらが結合したそれぞれ2価の基-X1-Y1-および-X2-Y2-(窒素に結合する側がX1およびX2)として、X1およびX2がそれぞれ下記式(1x)または(2x)で示される基であり、Y1およびY2がそれぞれ下記式(1y)~(5y)から選ばれるいずれかで示される基である。X1およびX2が、それぞれ下記式(2x)で示される基の場合、Y1およびY2はそれぞれ単結合であってもよく、その場合、炭素原子間に酸素原子を有してもよい。
R27、R28、R29、R31~R37、複素環を形成していない場合のR21~R23、およびR25は、これらのうちの他のいずれかと互いに結合して5員環または6員環を形成してもよい。R31とR36、R31とR37は直接結合してもよい。
複素環を形成していない場合の、R21、R22、R23およびR25は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~20のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素数1~10のアシルオキシ基、炭素数6~11のアリール基、または、置換基を有していてもよく炭素原子間に酸素原子を有していてもよい炭素数7~18のアルアリール基を示す。
-C(CH3)2-CH2- …(11-2)
-C(CH3)2-CH(C2H5)- …(11-3)
-C(CH3)2-C(CH3)(nC3H7)- …(11-4)
-C(CH3)2-CH2-CH2- …(12-1)
-C(CH3)2-CH2-CH(CH3)- …(12-2)
-C(CH3)2-CH(CH3)-CH2- …(12-3)
色素(NIR2)であるスクアリリウム化合物としては、下記式(II)で示される化合物であることが好ましい。
環Zは、それぞれ独立して、ヘテロ原子を環中に0~3個有する5員環または6員環であり、環Zが有する水素原子は置換されていてもよい。
R1とR2、R2とR3、およびR1と環Zを構成する炭素原子またはヘテロ原子は、互いに連結して窒素原子とともにそれぞれヘテロ環A1、ヘテロ環B1およびヘテロ環C1を形成していてもよく、その場合、ヘテロ環A1、ヘテロ環B1およびヘテロ環C1が有する水素原子は置換されていてもよい。ヘテロ環を形成していない場合のR1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または、炭素原子間に不飽和結合、ヘテロ原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよく、置換基を有してもよい炭化水素基を示す。R4およびヘテロ環を形成していない場合のR3は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよく、置換基を有してもよいアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。
R7およびR8は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、ハロゲン原子、メチル基がより好ましい。
-CR9R10-CR11R12-として、下記基(13-1)~(13-5)で示される2価の有機基が挙げられる。
-CH(CH3)-C(CH3)2- …(13-1)
-C(CH3)2-CH(CH3)- …(13-2)
-C(CH3)2-CH2- …(13-3)
-C(CH3)2-CH(C2H5)- …(13-4)
-CH(CH3)-C(CH3)(CH2-CH(CH3)2)-…(13-5)
色素(NIR2)であるシアニン化合物としては、下記式(III)および式(IV)で示される化合物であることが好ましい。
R101~R109およびR121~R131は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数1~15のアルキル基、または、炭素数5~20のアリール基を示す。R110~R114およびR132~R136は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~15のアルキル基を示す。
X-は一価のアニオンを示す。
n1およびn2は0または1である。-(CH2)n1-を含む炭素環、および、-(CH2)n2-を含む炭素環に結合する水素原子はハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数1~15のアルキル基または炭素数5~20のアリール基で置換されていてもよい。
また、色素(NIR1)および色素(NIR2)を併用する場合、色素(NIR1)の含有量は樹脂100質量部に対し好ましくは0.1~10質量部、色素(NIR2)の含有量は樹脂100質量部に対し好ましくは0.1~10質量部である。
樹脂膜は、上記NIR色素以外に、他の色素を含有してもよい。他の色素としては、樹脂中で370~440nmに最大吸収波長を有する色素(UV)が好ましい。これにより、近紫外領域を効率的に遮光できる。
置換基としては、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、シアノ基、ジアルキルアミノ基または塩素原子が好ましい。上記アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基およびジアルキルアミノ基の炭素数は1~6が好ましい。
R6およびR7は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルキル基、または炭素数1~10のアルコキシ基を表す。
R8~R19の置換基としては、R1における置換基と同様の置換基が挙げられ、好ましい態様も同様である。R8~R19が置換基を有しない炭化水素基である場合、置換基を有しないR1と同様の態様が挙げられる。
本フィルタにおける基材は、近赤外線吸収ガラスの少なくとも一方の主面に樹脂膜を積層した複合基材である。
樹脂膜の分光特性やガラス転移点(Tg)、密着性の観点から、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂から選ばれる1種以上の樹脂が好ましい。
〔1〕基材と、前記基材の一方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜1と、前記基材の他方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜2とを備える光学フィルタであって、
前記基材は、近赤外線吸収ガラスと、前記近赤外線吸収ガラスの少なくとも一方の主面に積層された厚さ10μm以下の樹脂膜とを有し、
前記樹脂膜は、樹脂と、前記樹脂中で680~740nmに最大吸収波長を有する色素(NIR1)とを含み、
前記光学フィルタが下記分光特性(i-1)~(i-14)をすべて満たす光学フィルタ。
(i-1)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmの平均透過率T450-600(0deg)AVEが85%以上
(i-2)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmにおける最大透過率T450-600(0deg)MAXが90%以上
(i-3)前記平均透過率T450-600(0deg)AVEと入射角50度での分光透過率曲線における波長450~600nmの平均透過率T450-600(50deg)AVEとの差の絶対値が5%以下
(i-4)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450nmにおける透過率T450(0deg)が80%以上
(i-5)入射角0度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長IR50(0deg)が、610~650nmの範囲にある
(i-6)前記波長IR50(0deg)と入射角50度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長IR50(50deg)との差の絶対値が10nm以下
(i-7)入射角0度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(0deg)AVEが2%以下
(i-8)入射角50度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(50deg)AVEが2%以下
(i-9)入射角0度での分光透過率曲線において、波長1000~1200nmの平均透過率T1000-1200(0deg)AVEが5%以下
(i-10)入射角50度での分光透過率曲線において、波長1000~1200nmの平均透過率T1000-1200(50deg)AVEが5%以下
(i-11)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R1450-600(5deg)MAXが2%以下
(i-12)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R1600-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-13)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R2450-600(5deg)MAXが3%以下
(i-14)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R2600-1200(5deg)MAXが45%以下
〔2〕前記光学フィルタが下記分光特性(i-15)~(i-18)をさらに満たす、〔1〕に記載の光学フィルタ。
(i-15)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R1450-600(50deg)MAXが7%以下
(i-16)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R1600-1200(50deg)MAXが45%以下
(i-17)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R2450-600(50deg)MAXが7%以下
(i-18)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R2600-1200(50deg)MAXが45%以下
〔3〕前記光学フィルタが下記分光特性(i-19)~(i-20)をさらに満たす、〔1〕または〔2〕に記載の光学フィルタ。
(i-19)前記透過率T450(0deg)/前記最大透過率T1000-1200(0deg)MAX≧20
(i-20)前記透過率T450(0deg)/前記最大透過率T1000-1200(50deg)MAX≧20
〔4〕前記光学フィルタが下記分光特性(i-21)~(i-28)をさらに満たす、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
(i-21)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R1450-700(5deg)MAXが7%以下
(i-22)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R1450-700(50deg)MAXが7%以下
(i-23)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R1700-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-24)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R1700-1200(50deg)MAXが45%以下
(i-25)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R2450-700(5deg)MAXが7%以下
(i-26)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~700nmにおける最大反射率R2450-700(50deg)MAXが7%以下
(i-27)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R2700-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-28)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R2700-1200(50deg)MAXが45%以下
〔5〕前記基材が、下記分光特性(ii-1)~(ii-7)をすべて満たす、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
(ii-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが84%以上
(ii-2)波長450~600nmにおける最大内部透過率T450-600MAXが90%以上
(ii-3)波長450nmにおける内部透過率T450が80%以上
(ii-4)内部透過率が50%となる波長IR50が、610~650nmの範囲にある
(ii-5)波長750~1000nmの平均内部透過率T750-1000AVEが1.5%以下
(ii-6)波長1000~1200nmにおける最大内部透過率T1000-1200MAXが5%以下
(ii-7)前記内部透過率T450/前記最大内部透過率T1000-1200MAX≧15
〔6〕前記近赤外線吸収ガラスが、下記分光特性(iii-1)~(iii-6)をすべて満たす、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
(iii-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが90%以上
(iii-2)波長450nmにおける内部透過率T450が92%以上
(iii-3)内部透過率が50%となる波長IR50が、625~650nmの範囲にある
(iii-4)波長750~1000nmの平均内部透過率T750-1000AVEが2.5%以下
(iii-5)波長1000~1200nmにおける最大内部透過率T1000-1200MAXが5%以下
(iii-6)前記内部透過率T450/前記最大内部透過率T1000-1200MAX≧10
〔7〕前記樹脂膜が、下記分光特性(iv-1)~(iv-5)をすべて満たす、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
(iv-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが93%以上
(iv-2)波長450~600nmにおける最大内部透過率T450-600MAXが95%以上
(iv-3)波長450nmにおける内部透過率T450が86%以上
(iv-4)波長650~900nmの分光透過率曲線において内部透過率が50%となる最短の波長をIR50(S)とし、最長の波長をIR50(L)としたとき、
IR50(L)-IR50(S)≧90nm
(iv-5)波長700~800nmにおける最小内部透過率T700-800MINが10%以下
〔8〕前記樹脂膜は、色素(NIR2)をさらに含み、
前記色素(NIR2)は、前記樹脂中における最大吸収波長が、前記色素(NIR1)の前記樹脂中における最大吸収波長よりも30~130nm大きい、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔9〕前記樹脂膜は、前記樹脂中で360~440nmに最大吸収波長を有する色素(UV)をさらに含み、
前記光学フィルタが下記分光特性(i-29)~(i-33)をさらに満たす、〔1〕~〔8〕のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
(i-29)入射角0度での分光透過率曲線において、波長360~400nmの平均透過率T360-400(0deg)AVEが2%以下
(i-30)入射角50度での分光透過率曲線において、波長360~4000nmの平均透過率T360-400(50deg)AVEが2%以下
(i-31)入射角0度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長UV50(0deg)が、400~440nmの範囲にある
(i-32)入射角50度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長UV50(50deg)が、400~440nmの範囲にある
(i-33)前記波長UV50(0deg)と前記波長UV50(50deg)との差の絶対値が3nm以下
〔10〕前記樹脂膜は、前記樹脂中で680~740nmに最大吸収波長を有する色素(NIR1)としてスクアリリウム化合物およびシアニン化合物の少なくとも一方を含み、
前記樹脂中における最大吸収波長が前記色素(NIR1)の前記樹脂中における最大吸収波長よりも30~130nm大きい色素(NIR2)としてスクアリリウム化合物およびシアニン化合物の少なくとも一方をさらに含む、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔11〕〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の光学フィルタを備えた撮像装置。
各分光特性の測定には、紫外可視分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ社製、UH-4150形)を用いた。
なお、入射角度が特に明記されていない場合の分光特性は入射角0°(光学フィルタ主面に対し垂直方向)で測定した値である。
化合物1(スクアリリウム化合物):国際公開第2014/088063号および国際公開第2016/133099号に基づき合成した。
化合物2(メロシアニン化合物):独国特許公報第10109243号明細書に基づき合成した。
化合物3(スクアリリウム化合物):国際公開第2017/135359号に基づき合成した。
化合物4(シアニン化合物):Dyes and Pigments、73、344-352(2007)に記載の方法に基づき合成した。
化合物5(シアニン化合物):Dyes and Pigments、73、344-352(2007)に記載の方法に基づき合成した。
化合物6(ジインモニウム化合物):日本国特許第4800769号公報に記載の方法に基づき合成した。
ポリイミド樹脂(三菱ガス化学株式会社製「C3G30G」(商品名)、屈折率1.59)をγ-ブチロラクトン(GBL):シクロヘキサノン=1:1(質量比)に溶解して、樹脂濃度8.5質量%のポリイミド樹脂溶液を調製した。
上記各化合物1~6の各色素をそれぞれ樹脂100質量部に対して7.5質量部の濃度で前記樹脂溶液に添加し、50℃、2時間撹拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液をアルカリガラス(SCHOTT社製、D263ガラス、厚み0.2mm)にスピンコート法により塗布し、およそ膜厚が1.0μmになるように塗工膜をそれぞれ形成した。
得られた塗工膜について、紫外可視分光光度計を用いて350~1200nmの波長範囲における分光透過率曲線を測定した。
上記各化合物1~6の、ポリイミド樹脂中の分光特性を下記表に示す。なお、下記表に示す分光特性については、空気界面とガラス界面での反射の影響を回避するため、内部透過率で評価した。
近赤外線吸収ガラスとして、リン酸塩ガラス(AGC社製、SP50T)を準備した。
近赤外線吸収ガラスについて、紫外可視分光光度計を用いて350~1200nmの波長範囲における分光透過率曲線を測定した。
得られた分光特性のデータから、波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVE、最大内部透過率T450-600MAX、波長450nmにおける内部透過率T450、内部透過率が50%となる波長IR50、波長750~1000nmの平均内部透過率T750-1000AVE、波長1000~1200nmにおける最大内部透過率T1000-1200MAX、内部透過率T450/最大内部透過率T1000-1200MAX、を算出した。
結果を下記表に示す。なお、下記表に示す分光特性については、空気界面とガラス界面での反射の影響を回避するため、内部透過率で評価した。
また、近赤外線吸収ガラスの分光透過曲線を図3に示す。
化合物1~6のいずれかの色素を、上記化合物の分光特性を算出した際と同様に調製したポリイミド樹脂溶液に、下記表に記載の濃度でそれぞれ混合し、50℃、2時間撹拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液をアルカリガラス(SCHOTT社製、D263ガラス、厚み0.2mm)にスピンコート法により塗布し、膜厚3.0μmの樹脂膜を形成した。
得られた樹脂膜について、紫外可視分光光度計を用いて350~1200nmの波長範囲における分光透過率曲線を測定した。
得られた分光特性のデータから、450~600nmの平均内部透過率T450-600AVE、450~600nmにおける最大内部透過率T450-600MAX、450nmにおける内部透過率T450、波長650~900nmの分光透過率曲線において内部透過率が50%となる最短の波長IR50(S)と最長の波長IR50(L)との差、波長700~800nmの平均内部透過率T700-800AVE、最小内部透過率T700-800MIN、を算出した。
結果を下記表に示す。なお、下記表に示す分光特性については、空気界面とガラス界面での反射の影響を回避するため、内部透過率で評価した。
また、例1-1の樹脂膜の分光透過率曲線を図4に示す。
なお、例1-1~1-5は参考例である。
化合物1~6のいずれかの色素を、上記化合物の分光特性を算出した際と同様に調製したポリイミド樹脂溶液に、下記表に記載の濃度でそれぞれ混合し、50℃、2時間撹拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液を、厚み0.28nmのリン酸ガラス(近赤外線吸収ガラス、AGC社製、SP50T)にスピンコート法により塗布し、膜厚3.0μmの樹脂膜を形成した。
得られた樹脂膜について、紫外可視分光光度計を用いて350~1200nmの波長範囲における分光透過率曲線を測定した。
得られた分光特性のデータから、450~600nmの平均内部透過率T450-600AVE、最大内部透過率T450-600MAX、450nmにおける内部透過率T450、内部透過率が50%となる波長IR50、波長750~1000nmの平均内部透過率T750-1000AVE、波長1000~1200nmにおける最大内部透過率T1000-1200MAX、内部透過率T450/最大内部透過率T1000-1200MAX、を算出した。
結果を下記表に示す。なお、下記表に示す分光特性については、空気界面とガラス界面での反射の影響を回避するため、内部透過率で評価した。
また、例2-1の基材の分光透過率曲線を図5に示す。
なお、例2-1~2-5は参考例である。
アルカリガラス(SCHOTT社製、D263ガラス、厚み0.28mm)の表面に、TiO2とSiO2を蒸着により交互に積層させ、誘電体多層膜を形成した。
得られた誘電単多層膜について、紫外可視分光光度計を用いて350~1200nmの波長範囲における分光透過率曲線を測定した。
得られた分光特性のデータから、入射角0度、波長450~600nmにおける最小透過率T450-600(0deg)MIN、入射角50度、波長450~600nmにおける最小透過率T450-600(50deg)MIN、入射角0度、波長600~1200nmにおける最小透過率T600-1200(0deg)MIN、入射角50度、波長600~1200nmにおける最小透過率T600-1200(50deg)MINを算出した。
結果を下記表に示す。
なお、例3-1~3-5は参考例である。
例2-1~2-4のいずれかの構成の基材と、基材の両面に例3-1~3-5のいずれかの構成の誘電体多層膜(反射防止膜)とを備えた光学フィルムについて、紫外可視分光光度計を用いて350~1200nmの波長範囲における入射角0度および50度での分光透過率曲線、入射角5度および50度での分光反射率曲線を測定した。
光学フィルタの構成は、誘電体多層膜1(前方面)/近赤外線吸収ガラス/樹脂膜/誘電体多層膜2(後方面)とした。
得られた分光特性のデータから、下記表に示す各特性を算出した。
また、例4-1の光学フィルタの分光透過率曲線を図6に示す。
なお、例4-1~4-8は実施例であり、例4-9は比較例である。
例4-9の光学フィルタは、平均透過率T450-600(0deg)AVEと平均透過率T450-600(50deg)AVEとの差が大きい、すなわち高入射角において可視光透過率の変化が大きい。また、例4-9の光学フィルタは、いずれの入射面においても反射特性が大きい。例4-9で用いた誘電体多層膜3-5が、近赤外領域の遮光性に優れる反面、高入射角では可視光領域においてリップルが発生しやすく、また、反射特性が大きいため迷光が発生しやすいと考えられる。
Claims (13)
- 基材と、前記基材の一方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜1と、前記基材の他方の主面側に最外層として積層された誘電体多層膜2とを備える光学フィルタであって、
前記基材は、近赤外線吸収ガラスと、樹脂膜とを有し、
前記樹脂膜は、厚さが10μm以下であり、樹脂と、色素(NIR1)とを含み、
前記光学フィルタが下記分光特性(i-1)~(i-5)、(i-7)、(i-8)、(i-12)、(i-14)をすべて満たす光学フィルタ。
(i-1)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmの平均透過率T450-600(0deg)AVEが85%以上
(i-2)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450~600nmにおける最大透過率T450-600(0deg)MAXが90%以上
(i-3)前記平均透過率T450-600(0deg)AVEと入射角50度での分光透過率曲線における波長450~600nmの平均透過率T450-600(50deg)AVEとの差の絶対値が5%以下
(i-4)入射角0度での分光透過率曲線において、波長450nmにおける透過率T450(0deg)が80%以上
(i-5)入射角0度での分光透過率曲線において、透過率が50%となる波長IR50(0deg)が、610~650nmの範囲にある
(i-7)入射角0度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(0deg)AVEが2%以下
(i-8)入射角50度での分光透過率曲線において、波長700~1000nmの平均透過率T700-1000(50deg)AVEが2%以下
(i-12)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R1600-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-14)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R2600-1200(5deg)MAXが45%以下 - 前記光学フィルタが下記分光特性(i-15)~(i-18)をさらに満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(i-15)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R1450-600(50deg)MAXが7%以下
(i-16)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R1600-1200(50deg)MAXが45%以下
(i-17)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長450~600nmにおける最大反射率R2450-600(50deg)MAXが7%以下
(i-18)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長600~1200nmにおける最大反射率R2600-1200(50deg)MAXが45%以下 - 前記光学フィルタが下記分光特性(i-23)~(i-24)および(i-27)~(i-28)のすべてをさらに満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(i-23)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R1700-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-24)前記誘電体多層膜1側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R1700-1200(50deg)MAXが45%以下
(i-27)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角5度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R2700-1200(5deg)MAXが45%以下
(i-28)前記誘電体多層膜2側を入射方向としたとき、入射角50度での分光反射率曲線において、波長700~1200nmにおける最大反射率R2700-1200(50deg)MAXが45%以下 - 前記分光特性(i-2)において、波長450~600nmにおける前記最大透過率T450-600(0deg)MAXが93%以上である、請求項1に記載の光学フィルタ。
- 入射角50度での分光透過率曲線において、波長450~600nmにおける最大透過率T450-600(50deg)MAXが88.2%以上である、請求項1に記載の光学フィルタ。
- 前記近赤外線吸収ガラスが、下記分光特性(iii-1)および(iii-2)を満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(iii-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが90%以上
(iii-2)波長450nmにおける内部透過率T450が92%以上 - 前記近赤外線吸収ガラスが、下記分光特性(iii-3)および(iii-4)を満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(iii-3)内部透過率が50%となる波長IR50が、625~650nmの範囲にある
(iii-4)波長750~1000nmの平均内部透過率T750-1000AVEが2.5%以下 - 前記近赤外線吸収ガラスが、下記分光特性(iii-5)および(iii-6)を満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(iii-5)波長1000~1200nmにおける最大内部透過率T1000-1200MAXが5%以下
(iii-6)前記内部透過率T450/前記最大内部透過率T1000-1200MAX≧10 - 前記樹脂膜が、下記分光特性(iv-1)~(iv-3)をすべて満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(iv-1)波長450~600nmの平均内部透過率T450-600AVEが93%以上
(iv-2)波長450~600nmにおける最大内部透過率T450-600MAXが95%以上
(iv-3)波長450nmにおける内部透過率T450が86%以上 - 前記樹脂膜が、下記分光特性(iv-4)~(iv-5)をすべて満たす、請求項1に記載の光学フィルタ。
(iv-4)波長650~900nmの分光透過率曲線において内部透過率が50%となる最短の波長をIR50(S)とし、最長の波長をIR50(L)としたとき、
IR50(L)-IR50(S)≧90nm
(iv-5)波長700~800nmにおける最小内部透過率T700-800MINが10%以下 - 前記樹脂膜は、前記色素(NIR1)としてスクアリリウム化合物およびシアニン化合物の少なくとも一方を含み、
前記樹脂中における最大吸収波長が前記色素(NIR1)の前記樹脂中における最大吸収波長よりも30~130nm大きい色素(NIR2)としてスクアリリウム化合物およびシアニン化合物の少なくとも一方をさらに含む、請求項1に記載の光学フィルタ。 - 前記樹脂膜の層数が1層または2層である請求項1に記載の光学フィルタ。
- 請求項1~12のいずれか1項に記載の光学フィルタを備えた撮像装置。
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