特開 2023-129006 センサ用カバー、及びセンサモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023129006

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】センサ用カバー、及びセンサモジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/26 20060101AFI20230907BHJP

   G02B 5/28 20060101ALI20230907BHJP

   B32B 7/025 20190101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

G02B5/26

G02B5/28

B32B7/025

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033738

(22)【出願日】2022-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000231475

【氏名又は名称】日本真空光学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】三宅 雅章

(72)【発明者】

【氏名】龍岡 直人

【テーマコード（参考）】

2H148

4F100

【Ｆターム（参考）】

2H148FA05

2H148FA16

2H148FA24

2H148GA07

2H148GA18

2H148GA43

2H148GA51

2H148GA61

4F100AG00A

4F100AT00A

4F100BA05

4F100BA07

4F100GB41

4F100JD10

4F100JG05B

4F100JG05C

4F100JG05D

4F100JG05E

4F100JN02

4F100JN06

4F100JN18B

4F100JN18C

4F100JN18D

4F100JN18E

(57)【要約】

【課題】可視光線の遮蔽性と近赤外線の透過性とを両立する、技術を提供する。
【解決手段】センサ用カバーは、センサを収容する筐体の開口に設けられる。前記センサ用カバーは、前記筐体の外側に向く第１主面と前記筐体の内側に向く第２主面とを有する基板と、前記基板の前記第１主面と前記第２主面の少なくとも１つに形成される誘電体多層膜と、を備える。前記誘電体多層膜は、第１材料からなる１以上の第１層と、前記第１材料とは異なる屈折率を有する第２材料からなる複数の第２層と、前記第１材料および前記第２材料とは異なる屈折率を有する第３材料からなる複数の第３層と、を所望の順番で含む。前記第１層の前記第１材料は、スピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上であるアモルファスシリコンである。前記第１層の総厚は、２５０ｎｍ以下である。前記第１層と前記第２層と前記第３層の総数は、４０以上である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサを収容する筐体の開口に設けられるセンサ用カバーであって、
前記筐体の外側に向く第１主面と前記筐体の内側に向く第２主面とを有する基板と、前記基板の前記第１主面と前記第２主面の少なくとも１つに形成される誘電体多層膜と、を備え、
前記誘電体多層膜は、第１材料からなる１以上の第１層と、前記第１材料とは異なる屈折率を有する第２材料からなる複数の第２層と、前記第１材料および前記第２材料とは異なる屈折率を有する第３材料からなる複数の第３層と、を所望の順番で含み、
前記第１層の前記第１材料は、スピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上であるアモルファスシリコンであり、
前記第１層の総厚は、２５０ｎｍ以下であり、
前記第１層と前記第２層と前記第３層の総数は、４０以上である、センサ用カバー。

【請求項2】

前記誘電体多層膜は、前記基板の前記第１主面から前記筐体の外側に向けて９個以上の層を含み、且つ前記基板の前記第１主面から前記筐体の外側に向けて１番目から８番目までの層に、前記第１層を含むことなく前記第２層と前記第３層を交互に含む、請求項１に記載のセンサ用カバー。

【請求項3】

前記誘電体多層膜は、前記基板の前記第２主面から前記筐体の内側に向けて９個以上の層を含み、且つ前記基板の前記第２主面から前記筐体の内側に向けて１番目から８番目までの層に、前記第１層を含むことなく前記第２層と前記第３層を交互に含む、請求項１または２に記載のセンサ用カバー。

【請求項4】

前記誘電体多層膜は、前記基板の前記第１主面から前記筐体の外側に向けてｎ（ｎは５以上の自然数）個の層を含み、且つ前記基板の前記第１主面から前記筐体の外側に向けて（ｎ－１）番目の層に前記第１層を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のセンサ用カバー。

【請求項5】

前記誘電体多層膜は、前記基板の前記第１主面から前記筐体の外側に向けて８個以上の層を含み、且つ前記基板の前記第１主面よりも前記筐体の外側に４個以上の前記第１層を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のセンサ用カバー。

【請求項6】

前記第２材料は前記第１材料よりも低い屈折率を有し、且つ前記第３材料は前記第２材料よりも低い屈折率を有し、
前記誘電体多層膜は、前記基板の前記第１主面から前記筐体の外側に向けて前記第１層と前記第２層と前記第３層がこの順番で連続的に並ぶ第１群と、前記基板の前記第１主面から前記筐体の外側に向けて前記第３層と前記第２層と前記第１層がこの順番で連続的に並ぶ第２群の少なくとも１つを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のセンサ用カバー。

【請求項7】

前記第２材料は前記第１材料よりも低い屈折率を有し、且つ前記第３材料は前記第２材料よりも低い屈折率を有し、
前記誘電体多層膜は、前記基板の前記第２主面から前記筐体の内側に向けて前記第１層と前記第２層と前記第３層がこの順番で連続的に並ぶ第３群と、前記基板の前記第２主面から前記筐体の外側に向けて前記第３層と前記第２層と前記第１層がこの順番で連続的に並ぶ第４群の少なくとも１つを有する、請求項１～６のいずれか１項に記載のセンサ用カバー。

【請求項8】

前記第２材料は酸化タンタルまたは酸化ニオブであって、前記第３材料は酸化シリコンである、請求項１～７のいずれか１項に記載のセンサ用カバー。

【請求項9】

波長が４００ｎｍ～６８０ｎｍである可視光線の最大透過率が５％以下であって、且つ波長が４００ｎｍ～６８０ｎｍである可視光線の最大反射率が２５％以下である、請求項１～８のいずれか１項に記載のセンサ用カバー。

【請求項10】

前記センサは、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサである、請求項１～９のいずれか１項に記載のセンサ用カバー。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載のセンサ用カバーと、前記筐体と、前記センサと、を備えるセンサモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサ用カバー、及びセンサモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサなどのセンサを収容する筐体の開口には、センサ用カバーが設けられる。センサ用カバーは、例えば、光学フィルタであって、近赤外線を透過し、可視光線を遮蔽する。特許文献１には、誘電体多層膜を用いた光学フィルタが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／１１７５９８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の光学フィルタは、水素化シリコン膜を有する。水素化シリコン膜は、スパッタリング法によりシリコン膜を形成した後に、プラズマを用いてシリコン膜を水素化する（プラズマを用いてシリコン膜に水素をドープする）ことで得られる。

【0005】

水素をドープしたシリコン膜は、水素をドープしないシリコン膜に比べて、近赤外線の透過性を向上できるが、可視光線の遮蔽性を悪化してしまう。一方、水素をドープしないシリコン膜は、水素をドープしたシリコン膜に比べて、可視光線の遮蔽性を向上できるが、近赤外線の透過性を悪化してしまう。

【0006】

本開示の一態様は、可視光線の遮蔽性と近赤外線の透過性とを両立する、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係るセンサ用カバーは、センサを収容する筐体の開口に設けられる。前記センサ用カバーは、前記筐体の外側に向く第１主面と前記筐体の内側に向く第２主面とを有する基板と、前記基板の前記第１主面と前記第２主面の少なくとも１つに形成される誘電体多層膜と、を備える。前記誘電体多層膜は、第１材料からなる１以上の第１層と、前記第１材料とは異なる屈折率を有する第２材料からなる複数の第２層と、前記第１材料および前記第２材料とは異なる屈折率を有する第３材料からなる複数の第３層と、を所望の順番で含む。前記第１層の前記第１材料は、スピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上であるアモルファスシリコンである。前記第１層の総厚は、２５０ｎｍ以下である。前記第１層と前記第２層と前記第３層の総数は、４０以上である。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様によれば、可視光線の遮蔽性と近赤外線の透過性とを両立できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態に係るセンサモジュールの断面図である。

【図2】図２は、第１誘電体多層膜の一例を示す断面図である。

【図3】図３は、第２誘電体多層膜の一例を示す断面図である。

【図4】図４は、水素をドープしないアモルファスシリコンと水素をドープしたアモルファスシリコンの消衰係数の一例を示す図である。

【図5】図５は、例１～例５のセンサ用カバーの透過率を示す図である。

【図6】図６は、例１～例５のセンサ用カバーの反射率を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

【0011】

先ず、図１を参照して、一実施形態に係るセンサモジュール１について説明する。センサモジュール１は、センサ用カバー２と、筐体６と、センサ７と、を備える。筐体６は、センサ７を収容する。筐体６は、フレームグランドとして機能してもよく、その場合、例えば金属などの導電材料で形成される。センサ７は、特に限定されないが、例えば車載センサである。車載センサは、例えばＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサである。

【0012】

ＬｉＤＡＲセンサは、近赤外線を対象物に照射し、対象物で反射された近赤外線を受光することで、対象物までの距離及び対象物の方向を検出する。ＬｉＤＡＲセンサは、図示しないが、例えば、レーザー光源と、レーザー光源から対象物に近赤外線を照射する照射光学系と、対象物で反射された近赤外線を受光器に導く受光光学系と、受光器と、を備える。なお、車載センサは、ＬｉＤＡＲセンサには限定されない。

【0013】

センサ７で検出する光は、近赤外線である。近赤外線とは、７００ｎｍ～２５００ｎｍの波長を有する電磁波である。ＬｉＤＡＲセンサ用の近赤外線の波長は、例えば９００ｎｍ～９１０ｎｍ、１３００ｎｍ～１３２０ｎｍまたは１５３０ｎｍ～１５７０ｎｍである。なお、センサ７は、車載センサには限定されず、光学センサであればよい。

【0014】

次に、図１～図３を参照して、一実施形態に係るセンサ用カバー２について説明する。センサ用カバー２は、筐体６の開口に設けられ、雪、雨及び埃などの筐体６の内部への侵入を防止し、センサ７を保護する。センサ用カバー２は、例えば近赤外線を透過すると共に可視光線を遮蔽する赤外線パスフィルタである。センサ７によって近赤外線を検出し易く、センサ７の感度が良い。また、可視光線を遮蔽することで、筐体６の外側からセンサ７を見えなくすることができる。

【0015】

センサ用カバー２は、基板３を備える。基板３は、筐体６の外側に向く第１主面３１と、筐体６の内側に向く第２主面３２と、を有する。第２主面３２は、第１主面３１とは、反対向きであり、センサ７に対向する。基板３は、後述する第１誘電体多層膜４Ａおよび第２誘電体多層膜４Ｂの少なくとも１つを形成するためのものである。

【0016】

基板３の厚さは、（Ａ）第１誘電体多層膜４Ａおよび第２誘電体多層膜４Ｂなどを成膜する時に生じる反りの低減、（Ｂ）薄型化、及び（Ｃ）割れ抑制の観点から、好ましくは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、より好ましくは２ｍｍ～４ｍｍである。

【0017】

基板３の材料は、センサ７で検出する光を透過する材料であれば、有機材料でも無機材料でもよく、特に限定されない。基板３は、異なる複数の材料を複合したものでもよい。基板３は、単層構造であっても、複層構造であってもよい。基板３の無機材料としては、好ましくはガラス又は結晶材料が用いられる。

【0018】

ガラスは、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、又はアルミノシリケートガラスである。ガラスは、化学強化ガラスであってもよい。化学強化ガラスは、ガラス転移点以下の温度で、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成したものである。圧縮応力層は、ガラスに含まれるイオン半径が小さいアルカリ金属イオンを、イオン半径のより大きいアルカリイオンに交換することで形成される。

【0019】

結晶材料は、複屈折性結晶であってよく、例えば、二酸化ケイ素、ニオブ酸リチウム、又はサファイアである。

【0020】

センサ用カバー２は、第１誘電体多層膜４Ａと、第２誘電体多層膜４Ｂ、とを備える。第１誘電体多層膜４Ａは、基板３の第１主面３１に形成される。第２誘電体多層膜４Ｂは、基板３の第２主面３２に形成される。センサ用カバー２は、筐体６の外側から筐体６の内側に向けて、第１誘電体多層膜４Ａと、基板３と、第２誘電体多層膜４Ｂとを、この順番で備える。なお、センサ用カバー２は、第１誘電体多層膜４Ａと第２誘電体多層膜４Ｂの少なくとも一方を備えればよい。

【0021】

第１誘電体多層膜４Ａおよび第２誘電体多層膜４Ｂは、近赤外線を透過すると共に可視光線を遮蔽する赤外線パスフィルタである。第１誘電体多層膜４Ａおよび第２誘電体多層膜４Ｂは、近赤外線の透過率を向上すべく、近赤外線の反射を防止する反射防止膜を兼ねてもよい。反射防止膜は、空気に接しており、空気とセンサ用カバー２の界面での近赤外線の反射を防止する。

【0022】

センサ用カバー２は、好ましくは、波長が４００ｎｍ～６８０ｎｍである可視光線の最大透過率Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}が５％以下であって、波長が９００ｎｍである近赤外線の透過率Ｔ_９００が９５％以上である。Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}およびＴ_９００は、入射角が０°である光の透過率である。

【0023】

Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}が５％以下であれば、筐体６の外部からセンサ７を見えなくすることができる。Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}は、より好ましくは１％以下である。Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}は、０％以上である。

【0024】

Ｔ_９００が９５％以上であれば、センサ７で検出する光が近赤外線である場合に、センサ７の感度が良い。Ｔ_９００は、より好ましくは９７％以下である。Ｔ_９００は、１００％以下である。

【0025】

センサ用カバー２は、好ましくは、波長が４００ｎｍ～６８０ｎｍである可視光線の最大反射率Ｒ_{４００－６８０ｍａｘ}が２５％以下である。Ｒ_{４００－６８０ｍａｘ}は、センサ用カバー２を筐体６の外側から見たときの反射率であって、入射角が０°である光の反射率である。

【0026】

Ｒ_{４００－６８０ｍａｘ}が２５％以下であれば、センサ用カバー２を筐体６の外側から見たときに、センサ用カバー２が黒色を呈するので、意匠性が良い。Ｒ_{４００－６８０ｍａｘ}は、より好ましくは２２％以下である。Ｒ_{４００－６８０ｍａｘ}は、０％以上である。

【0027】

Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}、Ｔ_９００およびＲ_{４００－６８０ｍａｘ}は、本実施形態ではマトリックス法を用いたシミュレーションによって算出するが、市販の分光光度計を用いて測定してもよい。

【0028】

第１誘電体多層膜４Ａおよび第２誘電体多層膜４Ｂは、それぞれ図２と図３に示すように、１以上の第１層４１と複数の第２層４２と複数の第３層４３とを所望の順番で含む。第１層４１は第１材料からなり、第２層４２は第１材料とは異なる屈折率を有する第２材料からなり、第３層４３は第１材料および第２材料とは異なる屈折率を有する第３材料からなる。

【0029】

第１誘電体多層膜４Ａおよび第２誘電体多層膜４Ｂは、それぞれ、光の干渉作用を利用することで所望の光学特性を実現する。反射率Ｒと透過率Ｔと吸収率Ａの合計は１００％である。反射率Ｒが大きいほど透過率Ｔが小さくなる。透過率Ｔは、消衰係数ｋにも依存する。消衰係数ｋは、材料の種類で決まる。消衰係数ｋが大きいほど、吸収率Ａが大きくなり、透過率Ｔが小さくなる。

【0030】

次に、図４を参照して、水素をドープしないアモルファスシリコンと水素をドープしたアモルファスシリコンの消衰係数ｋの一例について説明する。図４において、「ａＳｉ」は水素をドープしないアモルファスシリコンを表し、「ａＳｉ：Ｈ」は水素をドープしたアモルファスシリコンを表す。

【0031】

図４に示すように、水素をドープしたアモルファスシリコンは、水素をドープしないアモルファスシリコンに比べて、４００ｎｍ～１０００ｎｍの波長領域において低い消衰係数ｋを有する。従って、水素をドープしたアモルファスシリコンは、水素をドープしないアモルファスシリコンに比べて、近赤外線の透過性を向上できるが、可視光線の遮蔽性を悪化してしまう。一方、水素をドープしないアモルファスシリコンは、水素をドープしたアモルファスシリコンに比べて、可視光線の遮蔽性を向上できるが、近赤外線の透過性を悪化してしまう。

【0032】

本実施形態のセンサ用カバー２は、可視光線の遮蔽性と近赤外線の透過性を両立すべく、下記（１）～（３）の構成を有する。

【0033】

（１）第１層４１の第１材料は、スピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上、好ましくは１．０×１０^１２個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上であるアモルファスシリコンである。ここでスピン密度とは、膜中のダングリングボンドの量を表す。スピン密度は、例えば電子スピン共鳴装置を用いて測定できる。電子スピン共鳴装置で測定できるスピンは、アモルファスシリコンのダングリングボンドの他、基板３を構成するガラス中の遷移金属イオンなども含まれるので、測定前の試料の加工、および測定後のピーク分離が必要である。試料の加工は、第１層４１などが形成された基板３を適宜切断後、基板３を研磨により極力除去する。これにより基板３を構成するガラス由来のスピン信号の影響を低減できる。また、測定後のピーク分離は、例えばカーブフィッティングにより可能である。シリコンダングリングボンドの信号は、ｇ＝２．００４～２．００７、線幅４～８ｇａｕｓｓの等方的信号として観測され、線幅をそろえたガウス関数とローレンツ関数の線形結合関数を使ったカーブフィッティングによるピーク分離の結果として得られる。ここでいう線幅は、微分形で得られる電子スピン共鳴スペクトルの、ピークトップとピークボトムの磁場の差を意味する。また、第１層４１の第１材料のスピン密度は８．０×１０^１２個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以下であることが好ましい。

【0034】

第１層４１の第１材料は、例えば水素がドープされていないか、水素がドープされていたとしても水素ドープ量が少ないアモルファスシリコンである。アモルファスシリコンの水素含有量が少ないほど、アモルファスシリコンのスピン密度が大きくなる。スピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上であるアモルファスシリコンを第１材料として用いることで、可視光線の遮蔽性を向上できる。

【0035】

（２）第１層４１の総厚が、２５０ｎｍ以下である。第１層４１の総厚が２５０ｎｍ以下であれば、近赤外線の透過性が良い。第１層４１の総厚は、好ましくは２００ｎｍ以下であり、より好ましくは１６０ｎｍ以下である。第１層４１の総厚は、可視光線の遮蔽性の観点から、好ましくは１００ｎｍ以上である。

【0036】

（３）第１層４１と第２層４２と第３層４３の総数が、４０以上である。以下、第１層４１と第２層４２と第３層４３の総数を、全層数とも記載する。全層数が４０以上であれば、多重反射によって可視光線が各第１層４１を多数回通過する。それゆえ、第１層４１の総厚が２５０ｎｍ以下であっても、可視光線の遮蔽性が良い。全層数は、好ましくは５０以上である。全層数は、生産性と反りの観点から、好ましくは１００以下である。可視光線の多重反射が生じ、赤外線の多重反射が生じないように、第１層４１と第２層４２と第３層４３とが構成される。

【0037】

上記（１）によれば、スピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上であるアモルファスシリコンを第１層４１の第１材料として採用することで、可視光性の遮蔽性を向上する。そして、上記（１）の弊害である赤外線の透過性の悪化を、上記（２）のように第１層４１の総厚を薄くすることで抑制する。さらに、上記（２）のように第１層４１の総厚を薄くすることで生じる可視光線の遮蔽性の悪化を、上記（３）のように可視光線の多重反射を可能にすることで抑制する。これにより、可視光線の遮蔽性と近赤外線の透過性を両立できる。

【0038】

第２層４２の第２材料は、例えば第１材料よりも低い屈折率を有する。第２材料の屈折率は、５８７．６ｎｍの波長で、例えば１．７～２．７である。第２材料は、例えば酸化タンタル（例えば五酸化タンタル：Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化チタン（例えば二酸化チタン：ＴｉＯ_２）、酸化ニオブ（例えば五酸化ニオブ：Ｎｂ_２Ｏ_５）または窒化シリコン（ＳｉＮ）である。

【0039】

第３層４３の第３材料は、例えば第２材料よりも低い屈折率を有する。第３材料の屈折率は、５８７．６ｎｍの波長で、例えば１．２～２．２である。第３材料は、例えば酸化シリコン（例えば二酸化ケイ素：ＳｉＯ_２または一酸化ケイ素：ＳｉＯ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）である。

【0040】

なお、第１誘電体多層膜４Ａまたは第２誘電体多層膜４Ｂは、第１層４１と第２層４２と第３層４３に加えて、図示しない第４層を有してもよい。第４層は、第１材料、第２材料および第３材料とは異なる屈折率を有する第４材料からなる。

【0041】

次に、図２を再度参照して、第１誘電体多層膜４Ａの一例について説明する。第１誘電体多層膜４Ａの成膜方法は、乾式でも、湿式でもよい。乾式の成膜方法は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法である。湿式の成膜方法は、例えば、スプレー法またはディップ法である。

【0042】

第１誘電体多層膜４Ａは、好ましくは、基板３の第１主面３１から筐体６の外側（図２中左側）に向けて９個以上の層を含み、且つ基板３の第１主面３１から筐体６の外側に向けて１番目から８番目までの層に、第１層４１を含むことなく第２層４２と第３層４３を交互に含む。これにより、可視光線の吸収率の高い第１層４１を筐体６の外側に配置できる。その結果、センサ用カバー２を筐体６の外側から見たときに、センサ用カバー２が黒色を呈するので、意匠性が良い。

【0043】

第１誘電体多層膜４Ａは、好ましくは、基板３の第１主面３１から筐体６の外側（図２中左側）に向けてｎ（ｎは５以上の自然数）個の層を含み、且つ基板３の第１主面３１から筐体６の外側に向けて（ｎ－１）番目の層に第１層４１を含む。つまり、第１誘電体多層膜４Ａは、最も外側の層から数えて２番目の層に、第１層４１を含む。可視光線の屈折率の高い第１層４１を、最も外側の層から数えて２番目の層に配置することで、入射角の大きい可視光線の反射率を低下できる。

【0044】

第１誘電体多層膜４Ａは、好ましくは、基板３の第１主面３１から筐体６の外側（図２中左側）に向けて８個以上の層を含み、且つ基板３の第１主面３１よりも筐体６の外側に４個以上の第１層４１を含む。可視光線の吸収率の高い第１層４１を、基板３の第１主面３１よりも筐体６の外側に４個以上分割して配置することで、可視光線を効率的に吸収し、可視光線の透過率を効率的に低下できる。

【0045】

第１誘電体多層膜４Ａは、好ましくは、基板３の第１主面３１から筐体６の外側（図２中左側）に向けて第１層４１と第２層４２と第３層４３がこの順番で連続的に並ぶ第１群４５を有する。第１群４５において、第２層４２の第２材料は第１層４１の第１材料よりも低い屈折率を有し、第３層４３の第３材料は第２層４２の第２材料よりも低い屈折率を有する。

【0046】

第１誘電体多層膜４Ａは、好ましくは、基板３の第１主面３１から筐体６の外側（図２中左側）に向けて第３層４３と第２層４２と第１層４１がこの順番で連続的に並ぶ第２群４６を有する。第２群４６において、第２層４２の第２材料は第１層４１の第１材料よりも低い屈折率を有し、第３層４３の第３材料は第２層４２の第２材料よりも低い屈折率を有する。

【0047】

第１誘電体多層膜４Ａは、第１群４５と第２群４６の少なくとも一方を有すればよく、両方を有しなくてもよい。第１誘電体多層膜４Ａは、第１群４５と第２群４６の少なくとも一方を有することで、近赤外線の入射角が大きくても、近赤外線の透過率を高く維持したまま、近赤外線の反射率を低く設計することができる。

【0048】

第１誘電体多層膜４Ａの膜厚は、可視光線の遮蔽性の観点から、好ましくは１．５μｍ以上であり、より好ましくは２．０μｍ以上である。第１誘電体多層膜４Ａの膜厚は、生産性の観点から、好ましくは３．５μｍ以下であり、より好ましくは３．０μｍ以下である。

【0049】

次に、図３を再度参照して、第２誘電体多層膜４Ｂの一例について説明する。第２誘電体多層膜４Ｂの成膜方法は、乾式でも、湿式でもよい。乾式の成膜方法は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法である。湿式の成膜方法は、例えば、スプレー法またはディップ法である。

【0050】

第２誘電体多層膜４Ｂは、好ましくは、基板３の第２主面３２から筐体６の内側（図３中右側）に向けて９個以上の層を含み、且つ基板３の第２主面３２から筐体６の内側に向けて１番目から８番目までの層に、第１層４１を含むことなく第２層４２と第３層４３を交互に含む。これにより、屈折率の高い第１層４１を筐体６の内側に配置できる。その結果、センサ用カバー２の内側からセンサ用カバー２に入射する近赤外線の入射角が大きくても、近赤外線の透過率を高く維持したまま、近赤外線の反射率を低く設計することができる。従って、センサ用カバー２で反射された近赤外線がセンサ７に入射するのを抑制でき、センサ７の検出ノイズを低減できる。

【0051】

第２誘電体多層膜４Ｂは、好ましくは、基板３の第２主面３２から筐体６の内側（図３中右側）に向けて第１層４１と第２層４２と第３層４３がこの順番で連続的に並ぶ第３群４７を有する。第３群４７において、第２層４２の第２材料は第１層４１の第１材料よりも低い屈折率を有し、第３層４３の第３材料は第２層４２の第２材料よりも低い屈折率を有する。

【0052】

第２誘電体多層膜４Ｂは、好ましくは、基板３の第２主面３２から筐体６の内側（図３中右側）に向けて第３層４３と第２層４２と第１層４１がこの順番で連続的に並ぶ第４群４８を有する。第４群４８において、第２層４２の第２材料は第１層４１の第１材料よりも低い屈折率を有し、第３層４３の第３材料は第２層４２の第２材料よりも低い屈折率を有する。

【0053】

第２誘電体多層膜４Ｂは、第３群４７と第４群４８の少なくとも一方を有すればよく、両方を有しなくてもよい。第２誘電体多層膜４Ｂは、第３群４７と第４群４８の少なくとも一方を有することで、近赤外線の入射角が大きくても、近赤外線の透過率を高く維持したまま、近赤外線の反射率を低く設計することができる。

【0054】

第２誘電体多層膜４Ｂの膜厚は、可視光線の遮蔽性の観点から、好ましくは１．０μｍ以上であり、より好ましくは１．５μｍ以上である。第２誘電体多層膜４Ｂの膜厚は、生産性の観点から、好ましくは３．０μｍ以下であり、より好ましくは２．５μｍ以下である。

【0055】

なお、本実施形態では第１誘電体多層膜４Ａと第２誘電体多層膜４Ｂがそれぞれ第１層４１と第２層４２と第３層４３を有するが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、第１誘電体多層膜４Ａが第１層４１と第２層４２と第３層４３を有し、第２誘電体多層膜４Ｂが第１層４１と第３層４３と第４層を有してもよい。第１誘電体多層膜４Ａと第２誘電体多層膜４Ｂは、それぞれ第１層４１を含み、屈折率の異なる３つの層を有すればよい。

【実施例0056】

以下、実験データについて説明する。下記の例１～例２および例５が比較例であり、例３～例４が実施例である。

【0057】

（例１）
例１では、基板としてアルミノシリケートガラス基板を用意し、アルミノシリケートガラス基板の第１主面にスパッタリング法で第１誘電体多層膜を形成し、アルミノシリケートガラス基板の第２主面にスパッタリング法で第２誘電体多層膜を形成することで、センサ用カバーを作製した。第１誘電体多層膜の層構造と、第２誘電体多層膜の層構造を表１に示す。

【0058】

【表1】

表１において、第１誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第１誘電体多層膜において、層番号１の層がアルミノシリケートガラス基板の第１主面に接しており、層番号１９の層が空気（筐体の外側の空気）に接していた。

【0059】

同様に、表１において、第２誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第２誘電体多層膜において、層番号１の層がアルミノシリケートガラス基板の第２主面に接しており、層番号２０の層が空気（筐体の内側の空気）に接していた。

【0060】

表１に示すように、第１誘電体多層膜と第２誘電体多層膜は、それぞれ、スピン密度が２．４×１０^１１個／（ｎｍ・ｃｍ^２）であって屈折率が４．６である「ａＳｉ」からなる第１層と、屈折率が２．１であるＴａ_２Ｏ_５からなる第２層と、屈折率が１．５であるＳｉＯ_２からなる第３層とを有していた。

【0061】

（例２）
例２では、基板としてホウケイ酸ガラス基板を用意し、ホウケイ酸ガラス基板の第１主面にスパッタリング法で第１誘電体多層膜を形成し、ホウケイ酸ガラス基板の第２主面にスパッタリング法で第２誘電体多層膜を形成することで、センサ用カバーを作製した。第１誘電体多層膜の層構造と、第２誘電体多層膜の層構造を表２に示す。

【0062】

【表2】

表２において、第１誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第１誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第１主面に接しており、層番号３２の層が空気（筐体の外側の空気）に接していた。

【0063】

同様に、表２において、第２誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第２誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第２主面に接しており、層番号２２の層が空気（筐体の内側の空気）に接していた。

【0064】

表２に示すように、第１誘電体多層膜と第２誘電体多層膜は、それぞれ、スピン密度が３．３×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）であって屈折率が３．７である「ａＳｉ：Ｈ」からなる第１層と、屈折率が２．３であるＮｂ_２Ｏ_５からなる第２層と、屈折率が１．５であるＳｉＯ_２からなる第３層とを有していた。

【0065】

（例３）
例３では、基板としてホウケイ酸ガラス基板を用意し、ホウケイ酸ガラス基板の第１主面にスパッタリング法で第１誘電体多層膜を形成し、ホウケイ酸ガラス基板の第２主面にスパッタリング法で第２誘電体多層膜を形成することで、センサ用カバーを作製した。第１誘電体多層膜の層構造と、第２誘電体多層膜の層構造を表３に示す。

【0066】

【表3】

表３において、第１誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第１誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第１主面に接しており、層番号３６の層が空気（筐体の外側の空気）に接していた。

【0067】

同様に、表３において、第２誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第２誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第２主面に接しており、層番号２２の層が空気（筐体の内側の空気）に接していた。

【0068】

表３に示すように、第１誘電体多層膜と第２誘電体多層膜は、それぞれ、スピン密度が２．２×１０^１１個／（ｎｍ・ｃｍ^２）であって屈折率が４．４である「ａＳｉ」からなる第１層と、屈折率が２．３であるＮｂ_２Ｏ_５からなる第２層と、屈折率が１．５であるＳｉＯ_２からなる第３層とを有していた。

【0069】

（例４）
例４では、基板としてホウケイ酸ガラス基板を用意し、ホウケイ酸ガラス基板の第１主面にスパッタリング法で第１誘電体多層膜を形成し、ホウケイ酸ガラス基板の第２主面にスパッタリング法で第２誘電体多層膜を形成することで、センサ用カバーを作製した。第１誘電体多層膜の層構造と、第２誘電体多層膜の層構造を表４に示す。

【0070】

【表4】

表４において、第１誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第１誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第１主面に接しており、層番号３５の層が空気（筐体の外側の空気）に接していた。

【0071】

同様に、表４において、第２誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第２誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第２主面に接しており、層番号２３の層が空気（筐体の内側の空気）に接していた。

【0072】

表４に示すように、第１誘電体多層膜と第２誘電体多層膜は、それぞれ、スピン密度が２．４×１０^１１個／（ｎｍ・ｃｍ^２）であって屈折率が４．６である「ａＳｉ」からなる第１層と、屈折率が２．１であるＴａ_２Ｏ_５からなる第２層と、屈折率が１．５であるＳｉＯ_２からなる第３層とを有していた。

【0073】

（例５）
例５では、基板としてホウケイ酸ガラス基板を用意し、ホウケイ酸ガラス基板の第１主面にスパッタリング法で第１誘電体多層膜を形成し、ホウケイ酸ガラス基板の第２主面にスパッタリング法で第２誘電体多層膜を形成することで、センサ用カバーを作製した。第１誘電体多層膜の層構造と、第２誘電体多層膜の層構造を表５に示す。

【0074】

【表5】

表５において、第１誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第１誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第１主面に接しており、層番号２３の層が空気（筐体の外側の空気）に接していた。

【0075】

同様に、表５において、第２誘電体多層膜の層番号は、層を積層した順番を表す。第２誘電体多層膜において、層番号１の層がホウケイ酸ガラス基板の第２主面に接しており、層番号１３の層が空気（筐体の内側の空気）に接していた。

【0076】

表５に示すように、第１誘電体多層膜と第２誘電体多層膜は、それぞれ、スピン密度が２．４×１０^１１個／（ｎｍ・ｃｍ^２）であって屈折率が４．６である「ａＳｉ」からなる第１層と、屈折率が２．１であるＴａ_２Ｏ_５からなる第２層と、屈折率が１．５であるＳｉＯ_２からなる第３層とを有していた。

【0077】

（光学特性）
以下、主に図５～図６と表６を参照して、例１～例５で作製したセンサ用カバーの光学特性について説明する。図５～図６と表６に示す透過率Ｔと反射率Ｒは、マトリックス法を用いたシミュレーションによって算出した。

【0078】

【表6】

表１～表６（主に表６）に示すように、例３～例４によれば、例１～例２および例５とは異なり、第１層の第１材料はスピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）以上であるアモルファスシリコンであって、第１層の総厚が２５０ｎｍ以下であって、且つ第１層と第２層と第３層の総数（全層数）が４０以上であった。それゆえ、例３～例４によれば、例１～例２および例６とは異なり、Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}が５％以下であって、且つＴ_９００が９５％以上であり、可視光線の遮蔽性と近赤外線の透過性とが良かった。また、例３～例４によれば、Ｒ_{４００－６８０ｍａｘ}が２５％以下であって、筐体の外側から見たときにセンサ用カバーが黒色を呈しており、意匠性が良かった。

【0079】

例１によれば、第１層４１の総厚が２５０ｎｍを超えていたので、Ｔ_９００が９５％未満であり、近赤外線の透過率が悪かった。例２によれば、第１層４１の材料はスピン密度が５．０×１０^１０個／（ｎｍ・ｃｍ^２）未満であるアモルファスシリコンであったので、Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}が５％を超えており、可視光線の遮蔽性が悪かった。例５によれば、全層数が４０未満であったので、Ｔ_{４００－６８０ｍａｘ}が５％を超えており、可視光線の遮蔽性が悪かった。

【0080】

以上、本開示に係るセンサ用カバー、及びセンサモジュールについて説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0081】

２ センサ用カバー
３ 基板
３１ 第１主面
３２ 第２主面
４Ａ 第１誘電体多層膜（誘電体多層膜）
４Ｂ 第２誘電体多層膜（誘電体多層膜）
４１ 第１層
４２ 第２層
４３ 第３層
６ 筐体
７ センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】