[发明专利]介电多层滤光片

说明书

技术领域

本发明涉及入射角依赖性降低的介电多层滤光片。

背景技术

介电多层滤光片是由一组用不同折射率的介电材料制成的多种薄膜组成的光学滤光片，并且用来利用光的干涉反射(去除)或透射入射光中的特定波长段成分。例如，介电多层滤光片是用于CCD照相机中去除对颜色再现有负面影响的红外光(波长大于约650nm的光)，并透过可见光的所谓IR分割滤光片(红外分割滤光片)。二者择一地，介电多层滤光片是用于液晶投影仪中反射入射可见光中特定颜色的光并透过其它颜色的光的所谓分色滤光片。

图2显示采用传统介电多层膜的IR分割滤光片的结构。IR分割滤光片10由用光学玻璃制成的基材12以及交替堆叠在基材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)组成。图3显示IR分割滤光片10的光谱透射率特征。在图3中，特征A和B分别代表以下透射率。

特征A：0度入射角下的透射率。

特征B：25度入射角下的p极化光和s极化光(n极化光)的平均透射率。

由图3可见，红外光(波长大于约650nm的光)被反射和去除，而可见光透过。

图4是显示图3中600-700nm波段中的特征的放大图。由图4可见，反射波段(“反射波段”指较短波长侧边缘和较长波长侧边缘间的高反射波段)的较短波长侧边缘处的半值波长(“半值波长”指透射率为50％的波长)在入射角为0度的情况(特征A)和入射角为25度的情况(特征B)之间偏移多达19.5nm。这样，在图2所示的传统IR分割滤光片10中，反射波段的较短波长侧边缘偏移较大(或主要取决于入射角)。因此，如果将IR分割滤光片用于CCD相机，则存在摄取图像的色调随入射角变化的问题。

采用传统介电多层膜的分色滤光片具有类似图2所示的结构。即分色滤光片由用光学玻璃制成的基材12及在基材12正面上交替堆叠的SiO₂低折射率膜14和TiO₂高折射率膜16组成。图5显示构造成反射红光的分色滤光片的分色滤光片的光谱透射率特征。该特征是在基材背面上形成抗反射膜的情况下的特征。在图5中，特征A、B和C分别代表以下透射率。在这里，分色滤光片的额定入射角是45度。

特征A：s极化光对30度入射角的透射率。

特征B：s极化光对45度入射角的透射率。

特征C：s极化光对60度入射角的透射率。

从图5可见，与45度额定入射角的情况(特征B)比较，反射波段较短波长侧边缘处的半值波长在30度入射角时向较长波长偏移35.9nm(特征A)，在60度入射角时向较短波长偏移37.8nm(特征C)。反射红光的分色滤光片的典型反射波段的较短波长侧边缘在约600nm处，而较长波长侧边缘在约680nm或更长处。具体而言，如果像特征C的情况那样，较短波长侧边缘向较短波长明显位移(达37.8nm)，则存在反射光色调改变的问题。

减少波长位移的传统技术描述在下述专利文献1中。图6显示根据该技术的滤光片结构。介电多层滤光片18由光学玻璃基材20以及交替堆叠在光学玻璃基材20正面上的TiO₂薄膜22和折射率比TiO₂的低约0.3的Ta₂O₅薄膜24或类似物组成。

[专利文献1]日本专利未审公开号7-27907(图1)。

发明内容

本发明的目的是提供入射角依赖性降低的介电多层滤光片。

根据本发明的介电多层滤光片包含：透明基材；以及在透明基材的一个表面上形成的具有预定反射波段的介电多层膜。在介电多层滤光片中，介电多层膜具有包括相互交替堆叠的中等折射率材料的膜和高折射率材料的膜的结构，所述中等折射率材料的膜对波长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对波长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学厚度除以中等折射率材料膜的光学厚度”的值大于1并等于或小于4，优选大于2并等于或小于4。