[發明專利]介電多層濾光片

無效

• 申請號: 200710129089.1
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101105547A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 寺田佳之
• 申請（專利權）人: 株式會社村上開明堂
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

技術領域

本發明涉及入射角依賴性降低的介電多層濾光片。

背景技術

介電多層濾光片是由一組用不同折射率的介電材料制成的多種薄膜組成的光學濾光片，并且用來利用光的干涉反射(去除)或透射入射光中的特定波長段成分。例如，介電多層濾光片是用于CCD照相機中去除對顏色再現有負面影響的紅外光(波長大于約650nm的光)，并透過可見光的所謂IR分割濾光片(紅外分割濾光片)。二者擇一地，介電多層濾光片是用于液晶投影儀中反射入射可見光中特定顏色的光并透過其它顏色的光的所謂分色濾光片。

圖2顯示采用傳統介電多層膜的IR分割濾光片的結構。IR分割濾光片10由用光學玻璃制成的基材12以及交替堆疊在基材12正面的SiO₂低折射率膜14(由低折射率材料制成的膜)和TiO₂高折射率膜16(高折射率材料膜)組成。圖3顯示IR分割濾光片10的光譜透射率特征。在圖3中，特征A和B分別代表以下透射率。

特征A：0度入射角下的透射率。

特征B：25度入射角下的p極化光和s極化光(n極化光)的平均透射率。

由圖3可見，紅外光(波長大于約650nm的光)被反射和去除，而可見光透過。

圖4是顯示圖3中600-700nm波段中的特征的放大圖。由圖4可見，反射波段(“反射波段”指較短波長側邊緣和較長波長側邊緣間的高反射波段)的較短波長側邊緣處的半值波長(“半值波長”指透射率為50％的波長)在入射角為0度的情況(特征A)和入射角為25度的情況(特征B)之間偏移多達19.5nm。這樣，在圖2所示的傳統IR分割濾光片10中，反射波段的較短波長側邊緣偏移較大(或主要取決于入射角)。因此，如果將IR分割濾光片用于CCD相機，則存在攝取圖像的色調隨入射角變化的問題。

采用傳統介電多層膜的分色濾光片具有類似圖2所示的結構。即分色濾光片由用光學玻璃制成的基材12及在基材12正面上交替堆疊的SiO₂低折射率膜14和TiO₂高折射率膜16組成。圖5顯示構造成反射紅光的分色濾光片的分色濾光片的光譜透射率特征。該特征是在基材背面上形成抗反射膜的情況下的特征。在圖5中，特征A、B和C分別代表以下透射率。在這里，分色濾光片的額定入射角是45度。

特征A：s極化光對30度入射角的透射率。

特征B：s極化光對45度入射角的透射率。

特征C：s極化光對60度入射角的透射率。

從圖5可見，與45度額定入射角的情況(特征B)比較，反射波段較短波長側邊緣處的半值波長在30度入射角時向較長波長偏移35.9nm(特征A)，在60度入射角時向較短波長偏移37.8nm(特征C)。反射紅光的分色濾光片的典型反射波段的較短波長側邊緣在約600nm處，而較長波長側邊緣在約680nm或更長處。具體而言，如果像特征C的情況那樣，較短波長側邊緣向較短波長明顯位移(達37.8nm)，則存在反射光色調改變的問題。

減少波長位移的傳統技術描述在下述專利文獻1中。圖6顯示根據該技術的濾光片結構。介電多層濾光片18由光學玻璃基材20以及交替堆疊在光學玻璃基材20正面上的TiO₂薄膜22和折射率比TiO₂的低約0.3的Ta₂O₅薄膜24或類似物組成。

[專利文獻1]日本專利未審公開號7-27907(圖1)。

發明內容

本發明的目的是提供入射角依賴性降低的介電多層濾光片。

根據本發明的介電多層濾光片包含：透明基材；以及在透明基材的一個表面上形成的具有預定反射波段的介電多層膜。在介電多層濾光片中，介電多層膜具有包括相互交替堆疊的中等折射率材料的膜和高折射率材料的膜的結構，所述中等折射率材料的膜對波長550nm的光的折射率大于1.52且等于或小于2.1，所述高折射率材料的膜對波長550nm的光的折射率等于或大于2.0且大于由中等折射率材料制成的膜的折射率，且“高折射率材料膜的光學厚度除以中等折射率材料膜的光學厚度”的值大于1并等于或小于4，優選大于2并等于或小于4。