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(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】P2024129294
(43)【公開日】2024-09-27
(54)【発明の名称】光学フィルタ、検出装置および光学積層体
(51)【国際特許分類】
G02B 5/20 20060101AFI20240919BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20240919BHJP
G01J 1/02 20060101ALI20240919BHJP
G01J 1/04 20060101ALI20240919BHJP
【ＦＩ】
G02B5/20
G02B5/00 B
G01J1/02 C
G01J1/04 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023038401
(22)【出願日】2023-03-13
(71)【出願人】
【識別番号】000003964
【氏名又は名称】日東電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【弁理士】
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100139930
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮司
(74)【代理人】
【識別番号】100202142
【弁理士】
【氏名又は名称】北 倫子
(74)【代理人】
【識別番号】100218981
【弁理士】
【氏名又は名称】武田 寛之
(72)【発明者】
【氏名】葛田 真郷
(72)【発明者】
【氏名】沼田 雄大
(72)【発明者】
【氏名】松田 祥一
【テーマコード（参考）】
2G065
2H042
2H148
【Ｆターム（参考）】
2G065AA04
2G065AB02
2G065AB04
2G065AB27
2G065AB28
2G065BB25
2H042AA06
2H042AA09
2H042AA21
2H148AA01
2H148AA14
2H148AA18
2H148AA25
(57)【要約】
【課題】可視光の吸収による発熱を低減し、かつ物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能な光学フィルタを提供する。
【解決手段】光学フィルタにおいて、波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である。
【選択図】図１２Ｄ
【解決手段】光学フィルタにおいて、波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である。
【選択図】図１２Ｄ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である、光学フィルタ。
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である、光学フィルタ。
【請求項2】
（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２５以下である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項3】
前記ＢＴＤＦは、－５°以上５°以下の角度において５０［１／ｓｒ］以下である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項4】
波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における拡散透過率の平均値は３５％以上である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項5】
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を前方散乱する光学層を備え、前記光学層は前記赤外線を前方散乱する散乱面を有する、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項6】
前記散乱面の算術平均粗さＲａは、１μｍ以上であり、かつ、最大高さＲｚは、１５μｍ以上である、請求項５に記載の光学フィルタ。
【請求項7】
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を直線透過させる光学層と、
前記光学層上に直接または他の層を介して配置され、前記赤外線を前方散乱する散乱層と、
を備える、請求項１に記載の光学フィルタ。
前記光学層上に直接または他の層を介して配置され、前記赤外線を前方散乱する散乱層と、
を備える、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項8】
波長が８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における前記光学フィルタのヘイズ値の平均値は、４０％以上である、請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項9】
分光測色計を用いてＳＣＥ（正反射除去）方式で測定した前記光学層のＬ＊の値は２０以上である、請求項５から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項10】
前記光学層は、マトリクスと、前記マトリクス中に分散された光散乱体となる微粒子とを有する、請求項５から８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項11】
前記微粒子は、少なくともコロイドアモルファス集合体を構成している、請求項１０に記載の光学フィルタ。
【請求項12】
前記光学層の可視光の波長領域の透過率曲線は、長波長側から短波長側にかけて直線透過率が単調に減少する曲線部分を有し、前記曲線部分は入射角の増大につれて長波長側にシフトする、請求項１１に記載の光学フィルタ。
【請求項13】
物体を検出する検出装置であって、
前記物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、
前記物体で反射された赤外線を検出する赤外センサと、
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、前記赤外光源から出射された前記赤外線を横切るように配置された光学フィルタと、
を備える、検出装置。
前記物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、
前記物体で反射された赤外線を検出する赤外センサと、
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、前記赤外光源から出射された前記赤外線を横切るように配置された光学フィルタと、
を備える、検出装置。
【請求項14】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面を有する光学フィルタと、
前記光学フィルタの前記第２主面側に配置され、前記光学フィルタを介して前記赤外線で読み取ることが可能なパターンを有する記録媒体層と、
を備える、光学積層体。
前記光学フィルタの前記第２主面側に配置され、前記光学フィルタを介して前記赤外線で読み取ることが可能なパターンを有する記録媒体層と、
を備える、光学積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルタならびにそれを利用する検出装置および光学積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
赤外線を利用した物体検出には、物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、物体で反射された赤外線を検出する赤外センサとが用いられている（例えば特許文献１）。外観および意匠の問題から、赤外光源および赤外センサを視認されないように隠蔽することが求められる場合がある。
【0003】
隠蔽対象は、赤外光源および赤外センサに限られない。近年、バーコード、ＱＲコード（登録商標）、ArUco、カメレオンコードなどのＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ：拡張現実）マーカが種々の用途に用いられている（例えば特許文献２）。外観および意匠の問題から、ＡＲマーカを視認されないように隠蔽することが求められる場合がある。ＡＲマーカは赤外線で読み取り可能であるものとする。
【0004】
上記の隠蔽のために、例えば特許文献３の黒色顔料を含む光学フィルタを用いることが考えられる。特許文献３の黒色顔料は、可視光を吸収し、赤外線を透過させる。この黒色顔料を含む光学フィルタを用いれば、赤外線を利用した物体検出において、赤外光源および赤外センサを隠蔽した上で、赤外光源から出射された赤外線で物体を照射し、物体で反射された赤外線を赤外センサによって検出することができる。また、ＡＲマーカを隠蔽した上で、ＡＲマーカを赤外線で読み取ることができる。
【0005】
本明細書において、特に断らない限り、「赤外線」は、波長が７８０ｎｍ以上４０００ｎｍ以下の範囲内の光を少なくとも含むものとする。また、「可視光」は、波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の範囲内の光をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特表２０１９－５２４６０２号公報
【特許文献2】特開２０１６－２２４４８５号公報
【特許文献3】特開２０１９－２０７３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献３の黒色顔料は可視光を吸収するので、光学フィルタに熱が生じる可能性がある。光学フィルタで生じる熱は隠蔽対象に悪影響を及ぼし得る。さらに、特許文献３の黒色顔料は赤外線を高い直線透過率で透過させるので、この黒色顔料を含む光学フィルタを介して物体を赤外線で検出すると、物体で反射された赤外線に直線反射の成分が多く含まれる場合、ぎらつきが生じる可能性がある。
【0008】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、可視光の吸収による発熱を低減し、かつ物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能な光学フィルタならびにそれを利用する検出装置および光学積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の実施形態によると以下の項目に示す解決手段が提供される。
［項目１］
波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である、光学フィルタ。
［項目２］
（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２５以下である、請求項１に記載の光学フィルタ。
［項目３］
前記ＢＴＤＦは、－５°以上５°以下の角度において５０［１／ｓｒ］以下である、項目１または２に記載の光学フィルタ。
［項目４］
波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における拡散透過率の平均値は３５％以上である、項目１から３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目５］
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を前方散乱する光学層を備え、前記光学層は前記赤外線を前方散乱する散乱面を有する、項目１から４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目６］
前記散乱面の算術平均粗さＲａは１μｍ以上であり、かつ、最大高さＲｚは１５μｍ以上である、項目５に記載の光学フィルタ。
［項目７］
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を直線透過させる光学層と、
前記光学層上に直接または他の層を介して配置され、前記赤外線を前方散乱する散乱層と、
を備える、項目１から４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目８］
波長が８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における前記光学フィルタのヘイズ値の平均値は、４０％以上である、項目１から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目９］
分光測色計を用いてＳＣＥ（正反射除去）方式で測定した前記光学層のＬ＊の値は２０以上である、項目５から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目１０］
前記光学層は、マトリクスと、前記マトリクス中に分散された光散乱体となる微粒子とを有する、項目５から９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目１１］
前記微粒子は、少なくともコロイドアモルファス集合体を構成している、項目１０に記載の光学フィルタ。
［項目１２］
前記光学層の可視光の波長領域の透過率曲線は、長波長側から短波長側にかけて直線透過率が単調に減少する曲線部分を有し、前記曲線部分は入射角の増大につれて長波長側にシフトする、項目１１に記載の光学フィルタ。
［項目１３］
物体を検出する検出装置であって、
前記物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、
前記物体で反射された赤外線を検出する赤外センサと、
項目１から１２のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、前記赤外光源から出射された前記赤外線を横切るように配置された光学フィルタと、
を備える、検出装置。
［項目１４］
項目１から１２のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面を有する光学フィルタと、
前記光学フィルタの前記第２主面側に配置され、前記光学フィルタを介して前記赤外線で読み取り可能なパターンを有する記録媒体層と、
を備える、光学積層体。
［項目１］
波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である、光学フィルタ。
［項目２］
（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２５以下である、請求項１に記載の光学フィルタ。
［項目３］
前記ＢＴＤＦは、－５°以上５°以下の角度において５０［１／ｓｒ］以下である、項目１または２に記載の光学フィルタ。
［項目４］
波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における拡散透過率の平均値は３５％以上である、項目１から３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目５］
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を前方散乱する光学層を備え、前記光学層は前記赤外線を前方散乱する散乱面を有する、項目１から４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目６］
前記散乱面の算術平均粗さＲａは１μｍ以上であり、かつ、最大高さＲｚは１５μｍ以上である、項目５に記載の光学フィルタ。
［項目７］
前記可視光を後方散乱し、前記赤外線を直線透過させる光学層と、
前記光学層上に直接または他の層を介して配置され、前記赤外線を前方散乱する散乱層と、
を備える、項目１から４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目８］
波長が８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における前記光学フィルタのヘイズ値の平均値は、４０％以上である、項目１から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目９］
分光測色計を用いてＳＣＥ（正反射除去）方式で測定した前記光学層のＬ＊の値は２０以上である、項目５から７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目１０］
前記光学層は、マトリクスと、前記マトリクス中に分散された光散乱体となる微粒子とを有する、項目５から９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
［項目１１］
前記微粒子は、少なくともコロイドアモルファス集合体を構成している、項目１０に記載の光学フィルタ。
［項目１２］
前記光学層の可視光の波長領域の透過率曲線は、長波長側から短波長側にかけて直線透過率が単調に減少する曲線部分を有し、前記曲線部分は入射角の増大につれて長波長側にシフトする、項目１１に記載の光学フィルタ。
［項目１３］
物体を検出する検出装置であって、
前記物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、
前記物体で反射された赤外線を検出する赤外センサと、
項目１から１２のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、前記赤外光源から出射された前記赤外線を横切るように配置された光学フィルタと、
を備える、検出装置。
［項目１４］
項目１から１２のいずれか１項に記載の光学フィルタであって、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面を有する光学フィルタと、
前記光学フィルタの前記第２主面側に配置され、前記光学フィルタを介して前記赤外線で読み取り可能なパターンを有する記録媒体層と、
を備える、光学積層体。
【発明の効果】
【0010】
本発明の実施形態によると、可視光の吸収による発熱を低減し、かつ物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能な光学フィルタならびにそれを利用する検出装置および光学積層体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1A】本発明の例示的な実施形態による検出装置の模式的な断面図である。
【図1B】本発明の例示的な実施形態による検出装置の模式的な他の断面図である。
【図2A】本発明の例示的な実施形態による光学積層体の模式的な断面図である。
【図2B】本発明の例示的な実施形態による光学積層体の模式的な他の断面図である。
【図3A】本発明の例示的な実施形態による光学フィルタの模式的な断面図である。
【図3B】本発明の例示的な他の実施形態による光学フィルタの模式的な断面図である。
【図3C】本発明のさらに他の実施形態による光学フィルタの模式的な断面図である。
【図3D】本発明のさらに他の実施形態による光学フィルタの模式的な断面図である。
【図4】光学フィルタに含まれる光学層の内部の模式的な断面図である。
【図5】可視光散乱層の断面ＴＥＭ像である。
【図6】グラフを最大透過率で規格化したグラフであり、可視光散乱層の直線透過率スペクトルの入射角依存性を示す図である。
【図7A】連続の模様の意匠の例を示す模式図である。
【図7B】連続の模様の意匠の他の例を示す模式図である。
【図7C】タイル調の意匠の例を示す模式図である。
【図7D】タイル調の意匠の他の例を示す模式図である。
【図8A】ＢＲＤＦの測定方法を説明するための模式的な断面図である。
【図8B】ＢＴＤＦの測定方法を説明するための模式的な断面図である。
【図9A】実施例３の光学フィルタの断面ＴＥＭ像である。
【図9B】実施例６の光学フィルタの断面ＴＥＭ像である。
【図10A】波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における比較例１～４の光学フィルタのＢＲＤＦである。
【図10B】波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦである。
【図10C】波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における比較例１～４の光学フィルタのＢＲＤＦである。
【図10D】波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦである。
【図11A】波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦである。
【図11B】波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦである。
【図11C】波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦである。
【図11D】波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦである。
【図12A】波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦである。
【図12B】波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦである。
【図12C】波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦである。
【図12D】波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（実施形態）
以下では、図面を参照して、最初に、本発明の実施形態による光学フィルタを利用する検出装置および光学積層体を説明し、次に、本発明の実施形態による光学フィルタの構造を詳細に説明する。最後に、光学フィルタの実施例を説明する。本発明の実施形態による光学フィルタならびに本発明の実施形態による検出装置および光学積層は、以下で例示するものに限定されない。
以下では、図面を参照して、最初に、本発明の実施形態による光学フィルタを利用する検出装置および光学積層体を説明し、次に、本発明の実施形態による光学フィルタの構造を詳細に説明する。最後に、光学フィルタの実施例を説明する。本発明の実施形態による光学フィルタならびに本発明の実施形態による検出装置および光学積層は、以下で例示するものに限定されない。
【0013】
本発明の実施形態による光学フィルタによれば、波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上であり、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）において、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０以下である。
【0014】
本発明の実施形態による光学フィルタでは、可視光の吸収による発熱を低減し、かつ物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能になる。
【0015】
本発明の実施形態による物体を検出する検出装置は、前記物体を照射するための赤外線を出射する赤外光源と、前記物体で反射された赤外線を検出する赤外センサと、前記赤外光源から出射された前記赤外線を横切るように配置された上記の光学フィルタとを備える。
【0016】
本発明の実施形態による光検出装置では、光学フィルタにより、赤外光源および赤外センサが視認される可能性を低減できる。
【0017】
本発明の実施形態による光学積層体は、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面を有する上記の光学フィルタと、前記光学フィルタの前記第２主面側に配置され、前記光学フィルタを介して前記赤外線で読み取り可能なパターンを有する記録媒体層とを備える。
【0018】
本発明の実施形態による光学積層体では、光学フィルタにより、記録媒体層のパターンが視認される可能性を低減できる。
【0019】
【0020】
図１Ａに、本発明の例示的な実施形態による検出装置の模式的な断面図を示す。図１Ａには、検出対象の物体１０も示されている。物体１０は任意の物体であり、例えば、人であってもよいし、ベルトコンベアによって運ばれる製品であってもよい。図１Ａに示す検出装置１００は、赤外光源１１０と、赤外センサ１２０と、光学フィルタ１３０と、赤外光源１１０および赤外センサ１２０を収容する筐体１４０とを備える。
【0021】
赤外光源１１０は、例えば、赤外線を出射する赤外ランプまたは赤外ＬＥＤであり得る。赤外センサ１２０は、例えば、赤外線の画像を取得するイメージセンサであり得る。光学フィルタ１３０は第１主面１３２とその反対側の第２主面１３４とを有する。光学フィルタ１３０は、第１主面１３２または第２主面１３４に入射する赤外線を前方散乱し、第１主面１３２または第２主面１３４に入射する可視光を後方散乱する。光学フィルタ１３０の詳細な構造ならびにＢＲＤＦおよびＢＴＤＦによる散乱特性の評価については後述する。物体１０は光学フィルタ１３０の第１主面１３２側に位置し、赤外光源１１０および赤外センサ１２０は光学フィルタ１３０の第２主面１３４側に配置される。筐体１４０は１つの面が開放された箱形状を有し、開放された開口１４２は光学フィルタ１３０によって塞がれる。
【0022】
なお、筐体１４０は、検出装置１００の必須の構成要素ではない。例えば、検出装置１００を天井、壁、または床の一部として配置する場合、すなわち、赤外光源１１０および赤外センサ１２０が天井、壁、または床の内部に設けられており、光学フィルタ１３０がそれらを覆う場合、検出装置１００は筐体１４０を備える必要はない。
【0023】
本発明の実施形態による検出装置１００において、物体１０は以下のようにして検出される。赤外光源１１０は、物体１０を照射するための赤外線ＩＲ１を、光学フィルタ１３０を介して出射する。赤外線ＩＲ１の波長は、例えば７８０ｎｍ以上４０００ｎｍ以下であり、好ましくは７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下であり得る。赤外センサ１２０は、物体１０で反射された赤外線ＩＲ２を、光学フィルタ１３０を介して検出する。光学フィルタ１３０は赤外光源１１０から出射された赤外線ＩＲ１を横切るように配置される。光学フィルタ１３０は、第２主面１３４に入射する赤外線ＩＲ１を前方散乱し、前方散乱された赤外線ＩＲ１は物体１０に入射する。光学フィルタ１３０は、さらに、物体１０で反射され、第１主面１３２に入射する赤外線ＩＲ２を前方散乱し、前方散乱された赤外線ＩＲ２は赤外センサ１２０に入射する。
【0024】
本発明の実施形態による検出装置１００とは異なり、赤外線を直線透過させる光学フィルタを用いる構成では、赤外光源１１０から出射され、物体１０を経由して赤外センサ１２０に入射する赤外線は、物体１０からの直線反射の成分を多く含む。したがって、そのような赤外線を検出すると、物体１０からの直線反射の成分が原因でぎらつきが生じ、物体１０を鮮明に検出できない可能性がある。
【0025】
これに対して、本発明の実施形態による検出装置１００では、赤外光源１１０から出射され、物体１０を経由して赤外センサ１２０に入射する赤外線は、光学フィルタ１３０によって２回前方散乱される。前方散乱された赤外線ＩＲ１で物体１０を照射するので、物体１０からの直線反射の成分を低減できる。加えて、物体１０で反射され、前方散乱された赤外線ＩＲ２を検出するので、物体１０からの直線反射の成分をさらに低減できる。その結果、物体１０を赤外線ＩＲ１で検出する際のぎらつきを効果的に低減でき、物体１０をより鮮明に検出することが可能になる。検出装置１００による物体１０の検出では、タイムオブフライト法を用いて検出装置１００から物体１０までの距離を測定してもよい。
【0026】
図１Ｂに、本発明の例示的な実施形態による検出装置１００の模式的な他の断面図を示す。光学フィルタ１３０は、第１主面１３２に入射する可視光VLを後方散乱する。光学フィルタ１３０による後方散乱により、可視光VLが赤外光源１１０および赤外センサ１２０に届く光量を低減できる。可視光VLの一部が赤外光源１１０および赤外センサ１２０に入射しても、赤外光源１１０および赤外センサ１２０で反射され、第２主面１３４に入射する可視光は、光学フィルタ１３０によって後方散乱される。したがって、光学フィルタ１３０の第１主面１３２側から赤外光源１１０および赤外センサ１２０が視認される可能性を低減できる。図１Ａに示す物体１０が人である場合、赤外光源１１０および赤外センサ１２０が視認できることによる心理的変化が原因で本来の人の行動や動作が変化し得る可能性を効果的に低減できる。
【0027】
本発明の実施形態による検出装置１００とは異なり、可視光を吸収する光学フィルタを用いる構成では、光学フィルタで熱が生じる可能性がある。光学フィルタで生じる熱は、赤外光源１１０および赤外センサ１２０に悪影響を及ぼし得る。これに対して、本発明の実施形態による検出装置１００では、光学フィルタ１３０が可視光ＶＬを後方散乱するので、可視光ＶＬの吸収による発熱を低減できる。
【0028】
光学フィルタ１３０は、後で詳しく説明するが、ミラー調の外観を有する誘電体多層膜とは異なり、白色を呈する光学層を有する。ＣＩＥ１９７６色空間上のＳＣＥ方式で測定した光学層のＬ＊の値は２０以上である。
【0029】
白色を呈する光学層は、赤外光源１１０および赤外センサ１２０が外部から視認される可能性を低減し、かつ検出装置１００の意匠性の自由度を向上させることができる。ミラー調の表面に意匠を付加した場合、意匠よりもミラー調の背景が目立ってしまう可能性がある。これに対して、白色を呈する表面に意匠を付加した場合、意匠を白色の背景よりも際立たせることができる。本明細書において、「意匠」は、物品の模様や色彩を意味する。模様は絵柄または図柄を含む。色彩は、単色であってもよく、色相が同じで彩度が異なる色の組み合わせを含み得る。色彩、絵柄または図柄はタイル調であってもよい。
【0030】
以上のように、本実施形態による検出装置１００では、光学フィルタ１３０により、赤外光源１１０および赤外センサ１２０が視認される可能性を低減できる。さらに、可視光ＶＬの吸収による光学フィルタ１３０の発熱を低減し、かつ物体１０を赤外線ＩＲ１で検出する際のぎらつきを低減することができる。
【0031】
なお、検出装置１００から赤外センサ１２０を除去した構成を、光源装置として利用してもよい。この光源装置では、前方散乱された赤外線ＩＲ１で物体１０が照射されるので、物体１０からの直線反射の成分を低減できる。あるいは、検出装置１００から赤外光源１１０を除去した構成を、センサ装置として利用してもよい。このセンサ装置では、物体１０で反射され、前方散乱された赤外線ＩＲ２が検出されるので、物体１０からの直線反射の成分を低減できる。光源装置およびセンサ装置は、物体１０を赤外線で鮮明に検出することに役立つ。
【0032】
【0033】
図２Ａに、本発明の例示的な実施形態による光学積層体の模式的な断面図を示す。図２Ａに示す光学積層体２００は、上述した光学フィルタ１３０と、光学フィルタ１３０を介して赤外線で読み取ることが可能なパターンを有する記録媒体層１５０とを備える。図２Ａには、記録媒体層１５０のパターンを読み取るのに用いられる赤外光源１１０および赤外センサ１２０も示されている。赤外光源１１０および赤外センサ１２０は光学フィルタ１３０の第１主面１３２側に位置し、記録媒体層１５０は光学フィルタ１３０の第２主面１３４側に配置される。図２Ａに示す例において、記録媒体層１５０のパターンは、ＡＲマーカの一種であるＱＲコードである。記録媒体層１５０のパターンは、ＡＲマーカのように情報を含むパターンであってもよいし、一般的な意匠であってもよい。光学積層体２００は、例えば天井、壁、または床の一部として配置され得る。
【0034】
本発明の実施形態による光学積層体２００において、記録媒体層１５０のパターンは以下のようにして読み取られる。赤外光源１１０は、光学フィルタ１３０を介して記録媒体層１５０のパターンを照射するための赤外線ＩＲ１を出射する。赤外センサ１２０は、記録媒体層１５０で反射された赤外線ＩＲ２を、光学フィルタ１３０を介して検出する。光学フィルタ１３０は、第１主面１３２に入射する赤外線ＩＲ１を前方散乱する。前方散乱された赤外線ＩＲ１は記録媒体層１５０に入射する。光学フィルタ１３０は、さらに、記録媒体層１５０で反射され、第２主面１３４に入射する赤外線ＩＲ２を前方散乱する。前方散乱された赤外線ＩＲ２は赤外センサ１２０に入射する。
【0035】
本発明の実施形態による光学積層体２００とは異なり、赤外線を直線透過させる光学フィルタを用いる構成では、赤外光源１１０から出射され、記録媒体層１５０を経由して赤外センサ１２０に入射する赤外線は、記録媒体層１５０からの直線反射の成分を多く含む。したがって、そのような赤外線を検出すると、記録媒体層１５０からの直線反射の成分が原因でぎらつきが生じ、記録媒体層１５０のパターンを鮮明に検出できない可能性がある。
【0036】
これに対して、本発明の実施形態による光学積層体２００では、赤外光源１１０から出射され、記録媒体層１５０を経由して赤外センサ１２０に入射する赤外線は、光学フィルタ１３０によって２回前方散乱されるので、記録媒体層１５０からの直線反射の成分を効果的に低減できる。その結果、記録媒体層１５０のパターンを赤外線ＩＲ１で検出する際のぎらつきを低減することができ、記録媒体層１５０のパターンをより鮮明に検出することが可能になる。
【0037】
図２Ｂに、本発明の例示的な実施形態による光学積層体の模式的な他の断面図を示す。光学フィルタ１３０は、第１主面１３２に入射する可視光VLを後方散乱する。光学フィルタ１３０による後方散乱により、可視光VLが記録媒体層１５０に届く光量を低減できる。可視光VLの一部が記録媒体層１５０に入射しても、記録媒体層１５０で反射された可視光は、光学フィルタ１３０によって後方散乱される。したがって、光学フィルタ１３０の第１主面１３２側から記録媒体層１５０が視認される可能性を低減できる。
【0038】
本発明の実施形態による光学積層体２００とは異なり、可視光を吸収する光学フィルタを用いる構成では、光学フィルタで熱が生じる可能性がある。光学フィルタで生じる熱は、記録媒体層１５０のパターンに悪影響を及ぼし得る。これに対して、本発明の実施形態による光学積層体２００では、光学フィルタ１３０が可視光ＶＬを後方散乱するので、可視光ＶＬの吸収による発熱を低減できる。
【0039】
光学フィルタ１３０は、上述したように、白色を呈する光学層を有する。白色を呈する光学層は、記録媒体層１５０のパターンが外部から視認される可能性を低減し、かつ光学積層体２００の意匠性の自由度を向上させることができる。
【0040】
以上のように、本実施形態による光学積層体２００では、光学フィルタ１３０により、記録媒体層１５０のパターンが視認される可能性を低減できる。さらに、可視光ＶＬの吸収による光学フィルタ１３０の発熱を低減し、かつ記録媒体層１５０のパターンを赤外線ＩＲ１で検出する際のぎらつきを低減することができる。
【0041】
なお、光学フィルタ１３０の隠蔽対象は、検出装置１００に含まれる赤外光源１１０および赤外センサ１２０ならびに光学積層体２００に含まれる記録媒体層１５０のパターンに限られず、任意の物体である。
【0042】
【0043】
図３Aに、本発明の例示的な実施形態による光学フィルタの模式的な断面図を示す。図３Aに示す光学フィルタ１３０は、可視光を後方散乱し、赤外線を直線透過させる光学層１３０Ａと、光学層１３０Ａ上に配置され、赤外線を前方散乱する散乱層１３０Ｂと、光学層１３０Ａを支持する基材層１３０Ｃとを備える。散乱層１３０Ｂは可視光を前方散乱または後方散乱する必要はない。散乱層１３０Ｂは光学層１３０Ａ上に直接配置されてもよいし、光学層１３０Ａ上に他の層を介して配置されてもよい。散乱層１３０Ｂは、例えば、アンチグレア層または散乱成分を含む粘着剤から形成された層であり得る。図３Aに示す光学フィルタ１３０の赤外線に対するヘイズ値は、例えば４０％以上であり、より好ましくは６０％以上であり得る。ここで、赤外線に対するヘイズ値は、波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下におけるヘイズ値の平均値である。
【0044】
図３Ａに示す光学フィルタ１３０において、図１Ａから図２Ｂに示す第１主面１３２は散乱層１３０Ｂの光学層１３０Ａとは反対側の表面であり、第２主面１３４は基材層１３０Ｃの光学層１３０Ａとは反対側の表面である。第１主面１３２および第２主面１３４はその逆であってもよい。
【0045】
図３Ａに示す光学フィルタ１３０において、散乱層１３０Ｂ側から入射する赤外線は、散乱層１３０Ｂによって前方散乱され、光学層１３０Ａおよび基材層１３０Ｃをこの順に透過する。基材層１３０Ｃ側から入射する赤外線は、基材層１３０Ｃおよび光学層１３０Ａをこの順に透過し、散乱層１３０Ｂによって前方散乱される。散乱層１３０Ｂ側から入射する可視光は、散乱層１３０Ｂを透過し、光学層１３０Ａによって後方散乱され、散乱層１３０Ｂを再び透過する。基材層１３０Ｃ側から入射する可視光は、基材層１３０Ｃを透過し、光学層１３０Ａによって後方散乱され、基材層１３０Ｃを再び透過する。このようにして、図３Ａに示す光学フィルタ１３０は、可視光を後方散乱し、赤外線を前方散乱する。
【0046】
図３Ｂに、本発明の例示的な他の実施形態による光学フィルタの模式的な断面図を示す。図３Ｂに示す光学フィルタ１３０は、可視光を後方散乱し、赤外線を前方散乱する光学層１３０Ｄと、光学層１３０Ｄを支持する基材層１３０Ｃとを備える。光学層１３０Ｄは、赤外線を前方散乱する散乱面１３２Ｄを有する。散乱面１３２Ｄは可視光を前方散乱または後方散乱する必要はない。光学層１３０Ｄとは異なり、散乱面１３２Ｄではなく平坦面を有する光学層は、可視光を後方散乱し、赤外線を直線透過させる図３Ａに示す光学層１３０Ａに相当する。散乱面１３２Ｄは、例えば、光学層１３０Ａの平坦面に、凹凸部材の凹凸形状を転写したり、サンドブラストを施したりして形成され得る。散乱面１３２Ｄの算術平均粗さＲａは、例えば1μｍ以上であり、かつ、最大高さＲｚは、例えば15μｍ以上であり得る。図３Ｂに示す光学フィルタ１３０の赤外線に対するヘイズ値は、例えば４０％以上であり、より好ましくは６０％以上であり、さらに好ましくは８０％以上であり得る。ここで、赤外線に対するヘイズ値は、波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下におけるヘイズ値の平均値である。
【0047】
図３Ｂに示す光学フィルタ１３０において、図１Ａから図２Ｂに示す第１主面１３２は光学層１３０Ｄの散乱面１３２Ｄであり、第２主面１３４は基材層１３０Ｃの光学層１３０Ｄとは反対側の表面である。第１主面１３２および第２主面１３４はその逆であってもよい。
【0048】
図３Ｂに示す光学フィルタ１３０において、光学層１３０Ｄ側から入射する赤外線は、散乱面１３２Ｄによって前方散乱され、光学層１３０Ｄおよび基材層１３０Ｃをこの順に透過する。基材層１３０Ｃ側から入射する赤外線は、基材層１３０Ｃおよび光学層１３０Ｄをこの順に透過し、散乱面１３２Ｄによって前方散乱される。光学層１３０Ｄ側から入射する可視光は、光学層１３０Ｄによって後方散乱される。基材層１３０Ｃ側から入射する可視光は、基材層１３０Ｃを透過し、光学層１３０Ｄによって後方散乱され、基材層１３０Ｃを再び透過する。このようにして、図３Ｂに示す光学フィルタ１３０は、可視光を後方散乱し、赤外線を前方散乱する。
【0049】
通常、散乱層または散乱面は、視認した際のぎらつきを低減するために、可視光を前方散乱または後方散乱する。これに対して、本発明の実施形態による光学フィルタ１３０に含まれる散乱層１３０Ｂまたは散乱面１３２Ｄは、赤外線を前方散乱する。散乱層１３０Ｂまたは散乱面１３２Ｄにより、物体１０または記録媒体層１５０のパターンを赤外線ＩＲ１で検出する際のぎらつきを低減できる点において、本発明の実施形態による光学フィルタ１３０は、赤外線を直線透過させる光学フィルタよりも優れている。
【0050】
本発明の実施形態による光学フィルタ１３０は他の層をさらに備えてもよい。図３Ｃおよび図３Ｄに、本発明のさらに他の実施形態による光学フィルタの模式的な断面図を示す。図３Ｃに示す光学フィルタ１３０は、図３Ａに示す光学層１３０Ａ、散乱層１３０Ｂおよび基材層１３０Ｃに加えて、散乱層１３０Ｂ上に配置された意匠層１３０Ｅを備える。図３Ｄに示す光学フィルタ１３０は、図３Ｂに示す光学層１３０Ｄおよび基材層１３０Ｃに加えて、光学層１３０Ｄ上に配置された意匠層１３０Ｅを備える。
【0051】
意匠層１３０Ｅは、高い赤外線透過率を有していることが好ましい。意匠層１３０Ｅは、加飾フィルムなどのフィルム状であってもよいし、フィルム状でなくてもよい。意匠層１３０Ｅの厚さは、例えば１μｍ以上１５０μｍ以下である。本明細書において、層の表面が平坦でない場合、層の最大の厚さを、層の厚さとして扱う。
【0052】
本発明の実施形態による光学フィルタ１３０は、特定の機能を発揮する他の機能層をさらに備えてもよい。その場合、単一の機能層が２以上の機能を発揮してもよく、上述した各層のうちの少なくとも１つの層に他の機能を付与してもよい。光学フィルタ１３０に付与され得る機能は特に限定されないが、本発明の実施形態による光学フィルタ１３０は、図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、意匠層１３０Ｅ上に配置された表面保護層１３０Ｆをさらに備える。表面保護層１３０Ｆは、例えば、耐擦傷性を発揮するハードコート（ＨＣ：Ｈａｒｄ Ｃｏａｔｉｎｇ）機能、防汚機能、防眩（ＡＧ：Ａｎｔｉ－Ｇｌａｒｅ）機能、または反射防止（ＡＲ：Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）機能などを発揮するように構成される。
【0053】
図３Ｃおよび図３Ｄに示す光学フィルタ１３０において、図１Ａから図２Ｂに示す第１主面１３２は表面保護層１３０Ｆの意匠層１３０Ｅとは反対側の表面であり、第２主面１３４は基材層１３０Ｃの光学層１３０Ａ、１３０Ｄとは反対側の表面である。
【0054】
本発明の実施形態による光学フィルタ１３０は、検出装置１００および光学積層体２００のカバーとしても機能する。光学フィルタ１３０に含まれる基材層１３０Ｃは、カバーとしての機械強度を有し、高い赤外線透過率を有する。基材層１３０Ｃは、例えば、アクリル樹脂などの透明なプラスチックで形成され得る。基材層１３０Ｃは、可視光における視認抑制能を向上させるため、ミラー調の外観を有する誘電多層膜を含んでいてもよい。基材層１３０Ｃの厚さは例えば、約２μｍ以上約１０ｍｍ以下である。
【0055】
本発明の実施形態による光学フィルタ１３０に含まれる光学層１３０Ａ、１３０Ｄは、白色を呈する。ここで、白色とは、標準光をＤ６５光源としたときのＣＩＥ１９３１色度図上のｘ、ｙ座標がそれぞれ０．２５≦ｘ≦０．４０、０．２５≦ｙ≦０．４０の範囲内にあるものを言う。もちろん、ｘ＝０．３３３、ｙ＝０．３３３に近いほど白色度は高く、好ましくは、０．２８≦ｘ≦０．３７、０．２８≦ｙ≦０．３７であり、さらに好ましくは０．３０≦ｘ≦０．３５、０．３０≦ｙ≦０．３５である。また、ＣＩＥ１９７６色空間上のＳＣＥ方式で測定したＬ＊は２０以上であることが好ましく、４０以上であることがより好ましく、５０以上がさらに好ましく、６０以上であることが特に好ましい。Ｌ＊が２０以上であれば概ね白色と言える。Ｌ＊の上限値は例えば１００である。例えば、ＳＣＥ方式による測定は、分光測色計ＣＭ－２６００－Ｄ（コニカミノルタジャパン株式会社製）を用いて行うことができる。
【0056】
光学層１３０Ａ、１３０ＤのＬ＊の値は、光学層１３０Ａ、１３０Ｄの厚さを変えることによって調整可能である。光学層１３０Ａ、１３０Ｄの厚さが大きいほど、光学層１３０Ａ、１３０ＤのＬ＊の値は大きくなる。
【0057】
図４に、光学フィルタ１３０に含まれる光学層１３０Ａ、１３０Ｄの内部の模式的な断面図を示す。光学層１３０Ａ、１３０Ｄは、マトリクス１２と、マトリクス１２中に分散された光散乱体となる微粒子１４とを有する。微粒子１４は光散乱体として振る舞う。微粒子１４は、例えば、少なくともコロイドアモルファス集合体を構成し得る。このとき、微粒子１４が構成するコロイドアモルファス集合体を乱さない他の微粒子を含んでもよい。
【0058】
光学層１３０Ａ、１３０Ｄは、コレステリック液晶（高分子液晶、低分子液晶、これらの液晶混合物、および、これらの液晶材料に架橋剤を混合し、架橋するなどして固化したもので、コレステリック相を発現するものを広く包含する。）を含まない。なお、光学層１３０Ａ、１３０Ｄは、例えば、概略的にフィルム状であるが、これに限られない。
【0059】
透明な微粒子１４は、例えば、シリカ微粒子である。シリカ微粒子として、例えばストーバー法により合成されたシリカ微粒子を用いることができる。また微粒子として、シリカ微粒子以外の無機微粒子を用いてよく、樹脂微粒子を用いてもよい。樹脂微粒子としては、例えば、ポリスチレンおよびポリメタクリル酸メチルのうちの少なくとも１種からなる微粒子が好ましく、架橋したポリスチレン、架橋したポリメタクリル酸メチルまたは架橋したスチレン－メタクリル酸メチル共重合体からなる微粒子がさらに好ましい。なお、このような微粒子としては、例えば、エマルション重合により合成されたポリスチレン微粒子またはポリメタクリル酸メチル微粒子を適宜用いることができる。また、空気を含んだ中空シリカ微粒子および中空樹脂微粒子を用いることもできる。なお、無機材料で形成されている微粒子は、耐熱性・耐光性に優れるという利点を有する。微粒子の全体（マトリクスおよび微粒子を含む）に対する体積分率は、６％以上６０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましく、２０％以上４０％以下がさらに好ましい。透明な微粒子１４は光学的等方性を有してもよい。
【0060】
マトリクス１２は、例えば、アクリル樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（ジエチレングリコールビスアリルカーボネート）、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリイミドを挙げられるが、これらに限られない。マトリクス１２は、硬化性樹脂（熱硬化性または光硬化性）を用いて形成することが好ましく、量産性の観点から光硬化性樹脂を用いて形成することが好ましい。光硬化性樹脂としては、種々の（メタ）アクリレートを用いることができる。（メタ）アクリレートは、２官能または３官能以上の（メタ）アクリレートを含むことが好ましい。また、マトリクス１２は光学的等方性を有していることが好ましい。多官能モノマーを含む硬化性樹脂を用いると、架橋構造を有するマトリクス１２が得られるので、耐熱性および耐光性を向上させることができる。
【0061】
マトリクス１２が樹脂材料で形成された光学層１３０Ａ、１３０Ｄは、柔軟性を有するフィルム状であり得る。光学層１３０Ａ、１３０Ｄの厚さは、例えば、１０μｍ以上１０ｍｍ以下である。光学層１３０Ａ、１３０Ｄの厚さが、例えば、１０μｍ以上１ｍｍ以下、さらには１０μｍ以上５００μｍ以下であれば、柔軟性を顕著に発揮することができる。
【0062】
微粒子として、表面が親水性のシリカ微粒子を用いる場合、例えば親水性のモノマーを光硬化することによって形成することが好ましい。親水性モノマーとして、例えば、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールトリ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールトリ（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、あるいは、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレートを挙げることができるが、これらに限られない。またこれらのモノマーは１種類を単独で用いてもよいし、または２種類以上を混合して用いてもよい。もちろん、２種類以上のモノマーは、単官能モノマーと多官能モノマーとを含んでもよく、あるいは、２種類以上の多官能モノマーを含んでもよい。
【0063】
これらのモノマーは光重合開始剤を適宜用いて硬化反応させることができる。光重合開始剤としては、例えばベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、アントラキノン、チオキサン、ケタール、アセトフェノン等のカルボニル化合物や、ジスルフィド、ジチオカーバメート等のイオウ化合物、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、アゾ化合物、遷移金属錯体、ポリシラン化合物、色素増感剤等が挙げられる。添加量は微粒子とモノマーとの混合物１００質量部に対して０．０５質量部以上３質量部以下が好ましく、０．０５質量部以上１質量部以下がさらに好ましい。
【0064】
可視光に対するマトリクスの屈折率をｎＭ、微粒子の屈折率をｎＰとするとき、｜ｎＭ－ｎＰ｜（以下、単に屈折率差ということがある。）が０．０１以上であることが好ましく、０．６以下であることが好ましく、０．０３以上であることがより好ましく、０．１１以下であることがより好ましい。屈折率差が０．０３よりも小さいと散乱強度が弱くなり、所望の光学特性が得られにくくなる。また、屈折率差が０．１１を超えると、赤外線の直線透過率が低下することがある。また、例えば、ジルコニア微粒子（屈折率２．１３）とアクリル樹脂とを用いることで、屈折率差を０．６にした場合は、厚さを小さくすることによって赤外線の直線透過率を調整することができる。このように、赤外線の直線透過率は、例えば、可視光散乱層の厚さと屈折率差とを制御することによって、調整することもできる。また、用途に応じて、赤外線を吸収するフィルタと重ねて用いることもできる。なお、可視光に対する屈折率は例えば５４６ｎｍの光に対する屈折率で代表され得る。ここでは、特に断らない限り、屈折率は５４６ｎｍの光に対する屈折率をいう。
【0065】
図５に、光学層１３０Ａ、１３０Ｄの断面ＴＥＭ像を示す。図中のＴＥＭ像における白い円はシリカ微粒子であり、黒い円はシリカ微粒子が抜け落ちた跡である。光学層１３０Ａ、１３０Ｄの断面ＴＥＭ像に示されるように、シリカ微粒子がほぼ均一に分散している。
【0066】
図６に、グラフを最大透過率で規格化したグラフであり、光学層１３０Ａ、１３０Ｄの直線透過率スペクトルの入射角依存性を示す。図６に示される光学層１３０Ａ、１３０Ｄの透過率曲線を見ると、可視光から赤外線にかけて直線透過率が単調に上昇する曲線部分が、入射角の増大につれて長波長側にシフト（約５０ｎｍ）している。言い換えると、赤外線から可視光にかけて直線透過率が単調に減少する曲線部分が、入射角の増大につれて長波長側にシフトする。この特徴的な入射角依存性は、光学フィルムに含まれるシリカ微粒子がコロイドアモルファス集合体を構成していることに起因すると考えられる。なお、光学層１３０Ａ、１３０Ｄの構造や光学特性、製造方法の詳細は、本出願人による国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０１０４１３に記載されている。国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０１０４１３の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。
【0067】
光学層１３０Ａ、１３０Ｄは、マトリクス１２中に光散乱体となる微粒子１４が分散された層に限定されない。光学層１３０Ａ、１３０Ｄは、例えばフッ素樹脂フィルムであってもよい。フッ素樹脂は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレンプロペンコポリマー）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー）、サイトップ（ＡＧＣ社製）であってもよい。またフッ素樹脂が発泡体を形成していてもよい。また、機械強度を向上させるため、樹脂をガラスクロスに含侵させてもよい。光学層１３０Ａ、１３０Ｄの厚さは、例えば、１０μｍ以上１０ｍｍ以下である。
【0068】
（光学フィルタ１３０に付加される意匠の例）
ここでは、検出装置１００または光学積層体２００が、天井、壁、または床の一部として配置される構成において、光学フィルタ１３０に付加される意匠の例を説明する。検出装置１００または光学積層体２００が配置される箇所の周辺の表面の意匠を周辺意匠といい、光学フィルタ１３０の表面の意匠をフィルタ意匠というとき、フィルタ意匠は周辺意匠と同一または類似する。フィルタ意匠よび周辺意匠は同じ模様や色彩を有し得る。例えば加飾フィルムを用いて、光学フィルタ１３０の表面および周辺の表面に模様や色彩の意匠を付加することができる。周辺の表面に、上述した表面保護層が設けられていてもよい。
ここでは、検出装置１００または光学積層体２００が、天井、壁、または床の一部として配置される構成において、光学フィルタ１３０に付加される意匠の例を説明する。検出装置１００または光学積層体２００が配置される箇所の周辺の表面の意匠を周辺意匠といい、光学フィルタ１３０の表面の意匠をフィルタ意匠というとき、フィルタ意匠は周辺意匠と同一または類似する。フィルタ意匠よび周辺意匠は同じ模様や色彩を有し得る。例えば加飾フィルムを用いて、光学フィルタ１３０の表面および周辺の表面に模様や色彩の意匠を付加することができる。周辺の表面に、上述した表面保護層が設けられていてもよい。
【0069】
図７Ａから図７Ｄを参照して、光学フィルタ１３０の表面、および検出装置１００または光学積層体２００が配置される箇所の周辺の表面に付加され得る意匠の例を説明する。図７Ａに、光学フィルタ１３０の表面、および周辺１００Ｐの表面に連続の模様の意匠が付加されている例を示す。この例では、周辺１００Ｐの表面および光学フィルタ１３０の表面に単一の模様（意匠）が付加されている。この意匠は、１枚の加飾フィルムを用いて実現され得る。このため、物理的なフィルムの境界が存在しない。光学フィルタ１３０は、単一の模様の任意の箇所に位置し、検出装置１００に含まれる赤外光源１１０および赤外センサ１２０または光学積層体２００に含まれる記録媒体層１５０のパターンは、光学フィルタ１３０の背面側に隠蔽される。
【0070】
図７Ｂに、光学フィルタ１３０の表面および周辺１００Ｐの表面にタイル調の模様の意匠が付加されている例を示す。この例の意匠は、図柄を含むタイル調の模様であり、複数枚の加飾フィルムを、光学フィルタ１３０の表面および周辺１００Ｐの表面を含む平面または曲面に並べて配置することによって実現され得る。このため、各フィルムの繋ぎ目として物理的なフィルムの境界が存在する。タイル調の意匠は、図７Ｂに示す同一形状を規則的に並べて構成される模様だけでなく、異なる形状を境界の幅が一定ではない状態で不規則に並べて構成される模様も含む。光学フィルタ１３０は、境界に配置されてもよいし、境界を跨ぐように配置されてもよい。検出装置１００に含まれる赤外光源１１０および赤外センサ１２０または光学積層体２００に含まれる記録媒体層１５０のパターンは、光学フィルタ１３０の背面側に隠蔽される。図７Ｂに示す例において、星型形状を規則的に並べて構成される模様内の境界を跨ぐように光学フィルタ１３０が配置されている。
【0071】
図７Ｃに、光学フィルタ１３０の表面および周辺１００Ｐの表面にタイル調の模様の意匠が付加されている他の例を示す。この例の意匠は、色相が同じで彩度が異なる色の組み合わせを含むタイル調の色彩であり、複数枚の加飾フィルムを、光学フィルタ１３０の表面および周辺１００Ｐの表面を含む平面または曲面に並べて配置することによって実現され得る。このため、各フィルムの繋ぎ目として物理的なフィルムの境界が存在する。この意匠は、視認される境界１００Ｂによって分割された複数の領域１００Ｒを含む。光学フィルタ１３０は、複数の領域１００Ｒのうちの１つの領域に配置される。検出装置１００に含まれる赤外光源１１０および赤外センサ１２０または光学積層体２００に含まれる記録媒体層１５０のパターンは、光学フィルタ１３０の背面側に隠蔽される。検出装置１００または光学積層体２００が複数個ある場合、複数の光学フィルタ１３０は、それぞれ、複数の領域１００Ｒのうちの異なる領域に配置される。複数の領域１００Ｒのそれぞれは、任意の色彩または模様を有し得る。
【0072】
図７Ｄに、光学フィルタ１３０の表面および周辺１００Ｐの表面にタイル調の模様の意匠が付加されているさらなる他の例を示す。この意匠は、視認される境界１００Ｂによって分割された複数の領域１００Ｒを含み、複数の領域１００Ｒのそれぞれは、任意の模様を有する。光学フィルタ１３０は、複数の領域１００Ｒのうちの１つの領域に配置される。検出装置１００に含まれる赤外光源１１０および赤外センサ１２０または光学積層体２００に含まれる記録媒体層１５０のパターンは、光学フィルタ１３０の背面側に隠蔽される。
【0073】
以上のようにして、検出装置１００または光学積層体２００が配置される周辺部分の色と、検出装置１００または光学積層体２００に含まれる光学フィルタ１３０の表面の色とを区別できないほどに調和させることができる。検出装置１００または光学積層体２００が配置される箇所の周辺の表面の色を周辺色といい、光学フィルタ１３０の表面の色をフィルタ色というとき、周辺色およびフィルタ色はいずれも黒ではなく、ＳＣＥ方式で測定したときの、周辺色とフィルタ色との色差が、３以下である。ここで、色差が３以下であるとは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における周辺の表面のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれａ１
＊、ｂ１
＊とし、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における光学フィルタ１３０の表面のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれａ２
＊、ｂ２
＊とすると、数１の数式の条件を満足する場合を意味する。
［数１］
｜ａ１ ＊－ａ２ ＊｜≦３、かつ、｜ｂ１ ＊－ｂ２ ＊｜≦３
Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の例はＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系である。周辺色とフィルタ色との調和性を高める観点から、色差は１．５以下であることが好ましく、０．４以下であることがより好ましい。色差が３以下であれば、周辺色とフィルタ色とを区別できないほどに調和させることができ、優れた意匠性が発揮される。
［数１］
｜ａ１ ＊－ａ２ ＊｜≦３、かつ、｜ｂ１ ＊－ｂ２ ＊｜≦３
Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の例はＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系である。周辺色とフィルタ色との調和性を高める観点から、色差は１．５以下であることが好ましく、０．４以下であることがより好ましい。色差が３以下であれば、周辺色とフィルタ色とを区別できないほどに調和させることができ、優れた意匠性が発揮される。
【0074】
（実施例）
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。ここでは、比較例および実施例の光学フィルタをＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）およびＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）によって評価する。最初に、ＢＲＤＦおよびＢＴＤＦの測定方法を説明する。次に、比較例および実施例の光学フィルタについて、可視光および赤外線に対するＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを測定した結果を説明する。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。ここでは、比較例および実施例の光学フィルタをＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）およびＢＴＤＦ（双方向透過率分布関数）によって評価する。最初に、ＢＲＤＦおよびＢＴＤＦの測定方法を説明する。次に、比較例および実施例の光学フィルタについて、可視光および赤外線に対するＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを測定した結果を説明する。
【0075】
［ＢＲＤＦおよびＢＴＤＦの測定方法］
図８Ａおよび図８Ｂを参照して、ＢＲＤＦおよびＢＴＤＦの測定方法をそれぞれ説明する。ＢＲＤＦは、物体を光で照射して生じる反射散乱光の強度の、反射角度についての関数である。ＢＴＤＦは、物体を光で照射して生じる透過散乱光の強度の、透過角度についての関数である。ＲＤＦおよびＢＴＤＦの測定には、ゴニオフォトメータ（ニッカ電測製、型番：ＧＰ－４）が用いられた。
図８Ａおよび図８Ｂを参照して、ＢＲＤＦおよびＢＴＤＦの測定方法をそれぞれ説明する。ＢＲＤＦは、物体を光で照射して生じる反射散乱光の強度の、反射角度についての関数である。ＢＴＤＦは、物体を光で照射して生じる透過散乱光の強度の、透過角度についての関数である。ＲＤＦおよびＢＴＤＦの測定には、ゴニオフォトメータ（ニッカ電測製、型番：ＧＰ－４）が用いられた。
【0076】
図８Ａに、ＢＲＤＦの測定方法を説明するための模式的な断面図を示す。図８Ａに示す例では、光源８０およびセンサ９０が光学フィルタ１３０の第１主面１３２側に配置される。光源８０から出射された光で光学フィルタ１３０の第１主面１３２が垂直に照射され、照射によって生じた反射散乱光がセンサ９０によって検出される。反射散乱光の検出は、センサ９０を－３０°以上３０°以下の角度の範囲で１°刻みで動かしながら行われる。この角度は、第１主面１３２の法線と、センサ９０に含まれるレンズの光軸とがなす角度である。センサ９０が光源８０に重なる場合、反射散乱光は検出されない。以下の実施例および比較例において、－５°以上５°以下の角度におけるＢＲＤＦは測定されていない。
【0077】
図８Ｂに、ＢＴＤＦの測定方法を説明するための模式的な断面図を示す。図８Ｂに示す例では、光源８０が光学フィルタ１３０の第２主面１３４側に配置され、センサ９０が光学フィルタ１３０の第１主面１３２側に配置される。光源８０から出射された光で光学フィルタ１３０の第２主面１３４が垂直に照射され、照射によって生じた透過散乱光がセンサ９０によって検出される。透過散乱光の検出は、センサ９０を－３０°以上３０°以下の角度の範囲で１°刻みで動かしながら行われる。
【0078】
［比較例および実施例の光学フィルタの構造］
最初に、比較例１～４の構造を説明する。
最初に、比較例１～４の構造を説明する。
【0079】
比較例１の光学フィルタは、ガラスから形成された厚さが３ｍｍの基材層と、基材層上に配置された厚さが１ｍｍの以下の光学層とを備える。当該光学層は、上記国際出願の実施例６（シリカ平均粒径２２１μｍ、シリカ含有率：４０質量％）の光学フィルタに相当する。
【0080】
比較例２の光学フィルタは、厚さが０．２ｍｍのナフロン製のフィルム（アズワン製、型番：ナフロンテープ）である。
【0081】
比較例３の光学フィルタは、厚さが０．２ｍｍのフッ素樹脂製のフィルム（日東電工製、型番：ニトフロン）である。
【0082】
比較例４の光学フィルタは、厚さが０．５ｍｍの黒色フィルム（日東樹脂製、型番：ＣＬＡＲＥＸ）である。
【0083】
【0084】
実施例１の光学フィルタは、比較例１の光学フィルタに含まれる基材層および光学層に加えて、光学層上に配置された厚さが６０μｍのアンチグレア層（株式会社ダイセル製、型番：ＰＥＮ６０）を備える。
【0085】
実施例２の光学フィルタは、比較例１の光学フィルタに含まれる基材層および光学層に加えて、光学層上に配置された以下の層を備える。当該層は、ヘイズ値が80％に調整された粘着剤（日東電工製）から形成された厚さが３０μｍの層である。
【0086】
実施例３～６の光学フィルタは、比較例１の光学フィルタとは異なり、光学層に散乱面を有する。実施例３～６の光学フィルタの散乱面は、それぞれ、比較例１の光学フィルタに含まれる光学層の表面に、以下の表1に示す表面粗さの凹凸形状を形成することによって実現される。
【0087】
【0088】
比較例１ならびに実施例３および６の光学フィルタにおける散乱面の算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｚは、表１の通りである。算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｚの測定には、レーザー顕微鏡ＶＫ－Ｘ１０００（キーエンス社製）を用いた。算術平均粗さＲａおよび最大高さＲｚは、２８００μｍ四方における１０００×１０００点を５倍の倍率で計測した結果に基づいて算出された。
【0089】
【表1】
【0090】
比較例１の光学フィルタにおける表面の算術平均粗さＲａは０．３μｍ以下であり、最大高さＲｚは１４μｍ以下である。これに対して、実施例３および６の光学フィルタにおける散乱面の算術平均粗さＲａは１μｍ以上であり、最大高さＲｚは１５μｍ以上である。このように、実施例３および６の光学フィルタにおける散乱面は、比較例１の光学フィルタにおける表面よりも粗い。
【0091】
比較例１～４の光学フィルタおよび実施例１～６の光学フィルタの赤外線に対するヘイズ値は、表２の通りである。ここで、赤外線に対するヘイズ値は、波長が８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲におけるヘイズ値の平均値である。
【0092】
【表2】
【0093】
比較例１～４の光学フィルタのヘイズ値は４５％以下である。これに対して、実施例１～６の光学フィルタのヘイズ値は４０％以上である。実施例１および３～６の光学フィルタのヘイズ値は６０％以上である。実施例３～６の光学フィルタのヘイズ値は８０％以上である。散乱層を備える実施例１および２の光学フィルタのヘイズ値は、散乱面を有する実施例３～６の光学フィルタのヘイズ値よりも小さいものの、散乱層を備えない比較例１の光学フィルタのヘイズ値よりも十分に大きい。
【0094】
［比較例および実施例の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦ］
以下に、可視光および赤外線に対する比較例および実施例の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを説明する。可視光として波長５５０ｎｍの光を扱い、赤外線として波長８５０ｎｍの光を扱う。ただし、光学フィルタに入射する可視光および赤外線の波長は、これら波長に限定されない。ＢＴＤＦは対数表示される。可視光および赤外線が入射角０°で入射する場合におけるＢＲＤＦおよびＢＴＤＦは、角度０°を基準として左右対称である。なお、測定誤差により、測定されるＢＲＤＦおよびＢＴＤＦは、角度０°を基準として左右対称にならないこともある。
以下に、可視光および赤外線に対する比較例および実施例の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを説明する。可視光として波長５５０ｎｍの光を扱い、赤外線として波長８５０ｎｍの光を扱う。ただし、光学フィルタに入射する可視光および赤外線の波長は、これら波長に限定されない。ＢＴＤＦは対数表示される。可視光および赤外線が入射角０°で入射する場合におけるＢＲＤＦおよびＢＴＤＦは、角度０°を基準として左右対称である。なお、測定誤差により、測定されるＢＲＤＦおよびＢＴＤＦは、角度０°を基準として左右対称にならないこともある。
【0095】
【0096】
図１０Ａおよび図１０Ｂに、それぞれ、波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における比較例１～４の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを示す。図１０Ａに示すように、比較例１～３の光学フィルタのＢＲＤＦは、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度において０．１［１／ｓｒ］以上である。比較例４の光学フィルタのＢＲＤＦは、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度においてほぼゼロである。比較例４の光学フィルタは黒色フィルムであり、可視光を吸収するからである。図１０Ｂに示すように、比較例１の光学フィルタのＢＴＤＦは角度０°付近において１５０［１／ｓｒ］以上になる。言い換えれば、比較例１の光学フィルタは、可視光に対して高い直線透過率を示す。これに対して、比較例２および３の光学フィルタのＢＴＤＦは－３０°以上３０°以下の角度において３［１／ｓｒ］以下であり、比較例４の光学フィルタのＢＴＤＦは－３０°以上３０°以下の角度において０．２［１／ｓｒ］以下である。したがって、比較例１～３の光学フィルタは可視光を効果的に後方散乱し、比較例２および３の光学フィルタは可視光の透過を効果的に低減する。比較例４の光学フィルタは、可視光を効果的に吸収する。
【0097】
波長５５０ｎｍｍの可視光に対する比較例１～３の光学フィルタのＢＲＤＦのより詳細な振る舞いは以下の通りである。比較例１および３の光学フィルタのＢＲＤＦは、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度においてほぼ一定であり、０．１［１／ｓｒ］以上である。比較例２の光学フィルタのＢＲＤＦは、角度が－５°から－３０°に近づくにつれて、また５°から３０°に近づくにつれて単調減少するが、０．１［１／ｓｒ］以上である。
【0098】
図１０Ｃおよび図１０Ｄに、それぞれ、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における比較例１～４の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを示す。図１０Ｃに示すように、比較例１～４の光学フィルタのＢＲＤＦは、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度において０．１［１／ｓｒ］以下である。図１０Ｄに示すように、比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦは角度０°付近において、１００［１／ｓｒ］以上の高い値を示す。言い換えれば、比較例１～４の光学フィルタは赤外線に対して高い直線透過を示す。比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は角度が０°から±３０°に近づくにつれて単調減少する。比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は、－３０°以上０°より小さい角度、および０°より大きく３０°以下の角度において下に凸に変化する。このように、比較例１～４のＢＴＤＦの対数表示はランバーシアン分布を示す。したがって、比較例１～４の光学フィルタは、赤外線の反射を効果的に低減し、赤外線を効果的に直線透過させる。
【0099】
波長８５０ｎｍｍの赤外線に対する比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦのより詳細な振る舞いは以下の通りである。比較例１および４の光学フィルタのＢＴＤＦはほぼ同じある。比較例１および４の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は角度が０°から±３０°に近づくにつれて下に凸に単調減少し、ＢＴＤＦは０．０１［１／ｓｒ］に近づく。それに対して、比較例２および３の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は、角度０°から±３０°に近づくにつれて下に凸に単調減少するが、ＢＴＤＦは０．１［１／ｓｒ］以上である。
【0100】
比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦは（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）によって規定することができる。（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）の値が大きいほど、赤外線の直線透過率は高くなる。―１°におけるＢＴＤＦの値をＡ値とし、―１０°におけるＢＴＤＦの値をＢ値とし、１°におけるＢＴＤＦの値をＣ値とし、１０°におけるＢＴＤＦの値をＤ値とする場合、比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦにおけるＡ値、Ｂ値、Ｃ値、Ｄ値、Ａ値／Ｂ値、およびＣ値／Ｄ値は、表３の通りである。Ａ値／Ｂ値は（－１°の値）／（－１０°の値）に相当し、Ｃ値／Ｄ値は（１°の値）／（１０°の値）に相当する。
【0101】
【表3】
【0102】
比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０よりも大きい。各比較例の光学フィルタについては以下の通りである。比較例３の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０よりも大きい。比較例２の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は４０よりも大きい。比較例１および４の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は５００よりも大きい。
【0103】
上記のことから、比較例１～３の光学フィルタは、可視光を効果的に後方散乱し、赤外線を効果的に直線透過させる。比較例４の光学フィルタは、可視光を効果的に吸収し、赤外線を効果的に直線透過させる。
【0104】
【0105】
図１１Ａおよび図１１Ｂに、それぞれ、波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを示す。図１１Ａに示すように、実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦは、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度において０．１［１／ｓｒ］以上である。図１１Ｂに示すように、実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦは、－３０°以上３０°以下の角度において、１２［１／ｓｒ］以下である。したがって、実施例１および２の光学フィルタは、可視光を効果的に後方散乱し、可視光の透過を効果的に低減する。
【0106】
波長５５０ｎｍｍの可視光に対する実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦのより詳細な振る舞いは以下の通りである。散乱層を備える実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦは、散乱層を備えない比較例１の光学フィルタのＢＲＤＦよりも、－１０°以上－５°以下および５°以上１０°以下の角度において大きくなる。このことから、実施例１および２の光学フィルタに含まれる散乱層は可視光の後方散乱を増加させることがわかる。
【0107】
図１１Ｃおよび図１１Ｄに、それぞれ、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを示す。図１１Ｃに示すように、実施例１および２の光学フィルタのＢＲＤＦは、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度において０．１［１／ｓｒ］以下であり、より具体的には－３０°以上－１５°以下および１５°以上３０°以下の角度において０．３５［１／ｓｒ］以下である。図１１Ｄに示すように、実施例２の光学フィルタのＢＴＤＦは角度０°付近において、１００［１／ｓｒ］以上の高い値を示すが、実施例１の光学フィルタのＢＴＤＦは、角度０°付近のー５°以上５°以下の角度において５０［１／ｓｒ］以下であり、より具体的には３０［１／ｓｒ］以下である。実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は角度が０°から±３０°に近づくにつれて単調減少する。実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は、－３０°以上－２°以下の角度、および２°以下の３０°以下の角度において上に凸に変化する部分を有する。各実施例の光学フィルタについては以下の通りである。実施例１の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は、－１０°以上－２°以下の角度、および２°以下の１０°以下の角度において上に凸に変化する部分を有する。実施例２の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は、－１５°以上－５°以下の角度、および５°以下の１５°以下の角度において上に凸に変化する部分を有する。このように、実施例１および２のＢＴＤＦの対数表示は非ランバーシアン分布を示す。上に凸に変化する部分は、前方散乱が増えることを意味する。したがって、実施例１および２の光学フィルタは、赤外線の反射を効果的に低減し、赤外線を効果的に前方散乱する。
【0108】
波長８５０ｎｍｍの赤外線に対する実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦのより詳細な振る舞いは以下の通りである。散乱層を備える実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦは、散乱層を備えない比較例１の光学フィルタのＢＴＤＦよりも、－３０°以上－２°小さい角度、および２°より大きく３０°以下の角度において大きくなる。このことから、実施例１および２の光学フィルタに含まれる散乱層は赤外線の前方散乱を増加させることがわかる。
【0109】
赤外線を前方散乱させる実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦは、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）によって規定することができる。（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）の値が小さいほど、赤外線の前方散乱は増加する。実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦにおけるＡ値、Ｂ値、Ｃ値、Ｄ値、Ａ値／Ｂ値、およびＣ値／Ｄ値は、表４の通りである。
【0110】
【表4】
【0111】
実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２０以下である。各実施例の光学フィルタについては以下の通りである。実施例１の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２０以下であり、より具体的には１６以下である。実施例２の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は１０以下であり、より具体的には８以下である。実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦにおける（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は、比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦにおける（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）よりも小さい。
【0112】
上記のことから、実施例１および２の光学フィルタは、可視光を効果的に後方散乱し、赤外線を効果的に前方散乱させる。
【0113】
【0114】
図１２Ａおよび図１２Ｂに、それぞれ、波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合における実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを示す。図１２Ａに示すように、実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦはほぼ同じであり、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度において０．１［１／ｓｒ］以上である。図１２Ｂに示すように、実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦは、－３０°以上３０°以下の角度において、２［１／ｓｒ］以下である。したがって、実施例３～６の光学フィルタは、可視光を効果的に後方散乱し、可視光の透過を効果的に低減する。
【0115】
波長５５０ｎｍｍの可視光に対する実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦのより詳細な振る舞いは以下の通りである。光学層に散乱面を有する実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦは、光学層に散乱面を有しない比較例１の光学フィルタのＢＲＤＦとほぼ同じである。このことから、実施例３～６の光学フィルタに含まれる光学層の散乱面は、可視光の後方散乱にほとんど影響を及ぼさないことがわかる。
【0116】
図１２Ｃおよび図１２Ｄに、それぞれ、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合における実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦを示す。図１２Ｃに示すように、実施例３～６の光学フィルタのＢＲＤＦは、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°以下の角度において０．１［１／ｓｒ］以下である。図１２Ｄに示すように、実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦは、角度０°付近のー５°以上５°以下の角度において、１０［１／ｓｒ］以下である。実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は角度が０°から±３０°に近づくにつれて単調減少する。実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦの対数表示は、－３０°以上－２°以下の角度、および２°以下の３０°以下の角度において上に凸に変化する部分を有する。このように、実施例３～６のＢＴＤＦの対数表示は非ランバーシアン分布を示す。上述したように、上に凸に変化する部分は、前方散乱が増えることを意味する。したがって、実施例３～６の光学フィルタは、赤外線の反射を効果的に低減し、赤外線を効果的に前方散乱する。
【0117】
波長８５０ｎｍｍの赤外線に対する実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦのより詳細な振る舞いは以下の通りである。光学層に散乱面を有する実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦは、光学層に散乱面を有しない比較例１の光学フィルタのＢＴＤＦよりも、－３０°以上－２°小さい角度、および２°より大きく３０°以下の角度において大きくなる。角度０°付近におけるＢＴＤＦは、レンズ拡散板の拡散角が大きいほど減少する。このことから、実施例３～６の光学フィルタに含まれる光学層の散乱面は赤外線の前方散乱を増加させることがわかる。
【0118】
赤外線を前方散乱させる実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦは、実施例１および２の光学フィルタのＢＴＤＦと同様に、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）によって規定することができる。実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦにおけるＡ値、Ｂ値、Ｃ値、Ｄ値、Ａ値／Ｂ値、およびＣ値／Ｄ値は、表５の通りである。
【0119】
【表5】
【0120】
実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は５以下であり、より具体的には２以下である。実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦにおける（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は、比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦにおける（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）よりも十分小さい。
【0121】
上記のことから、実施例３～６の光学フィルタは、可視光を効果的に後方散乱し、赤外線を効果的に前方散乱させる。
【0122】
可視光および赤外線に対する実施例１～６の光学フィルタのＢＲＤＦおよびＢＴＤＦからわかった結果をまとめると以下のようになる。
【0123】
実施例１～６の光学フィルタについて、波長５５０ｎｍｍの可視光が入射角０°で入射する場合のＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）は、－３０°以上－５°以下および５°以上３０°の角度において０．１［１／ｓｒ］以上である。したがって、実施例１～６の光学フィルタは、可視光を効果的に後方散乱することができる。その結果、可視光の吸収による発熱を低減することが可能になる。
【0124】
実施例１～６の光学フィルタについて、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦの対数表示は、－３０°以上－２°以下および２°以上３０°の角度において上に凸に変化する部分を有する。したがって、実施例１～６の光学フィルタは、赤外線を効果的に前方散乱させることができる。その結果、物体を赤外線で検出する際のぎらつきを低減することが可能になる。
【0125】
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合の実施例１～６の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２０以下である。各実施例の光学フィルタについては以下の通りである。実施例１の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は２０以下である。実施例２の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は１０以下である。実施例３～６の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は５以下である。
【0126】
波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合の比較例１～４の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）は３０よりも大きい。したがって、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合の光学フィルタのＢＴＤＦにおいて、（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）が３０以下である場合、当該光学フィルタは、比較例１～４の光学フィルタよりも、赤外線を効果的に前方散乱させることができる。（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）が２５以下である場合、当該光学フィルタは、赤外線をより効果的に前方散乱させることができる。（－１°の値）／（－１０°の値）および（１°の値）／（１０°の値）が２０以下である場合、当該光学フィルタは、赤外線をさらに効果的に前方散乱させることができる。
【0127】
実施例１および３～６の光学フィルタについて、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦは、－５°以上５°以下の角度において５０［１／ｓｒ］以下である。特に、実施例３～６の光学フィルタについて、波長８５０ｎｍｍの赤外線が入射角０°で入射する場合のＢＴＤＦは、－５°以上５°以下の角度において１０［１／ｓｒ］以下である。したがって、実施例１および３～６の光学フィルタは、赤外線の直線透過をより効果的に低減でき、その結果、物体を赤外線で検出する際のぎらつきをより効果的に低減することが可能になる。特に実施例３～６の光学フィルタは、赤外線の直線透過をさらに効果的に低減でき、その結果、物体を赤外線で検出する際のぎらつきをさらに効果的に低減することが可能になる。
【0128】
［比較例および実施例の光学フィルタの可視光に対する直線透過率および拡散透過率］
比較例１～４の光学フィルタおよび実施例の１～６光学フィルタの可視光に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、以下の表６に示す通りである。ここで、可視光に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、それぞれ、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下における直線透過率、拡散透過率および全透過率の平均値である。
比較例１～４の光学フィルタおよび実施例の１～６光学フィルタの可視光に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、以下の表６に示す通りである。ここで、可視光に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、それぞれ、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下における直線透過率、拡散透過率および全透過率の平均値である。
【0129】
【表6】
【0130】
直線透過率は以下のようにして評価した。直線透過率は、光学積層体を積分球の開口部から一定の距離（例えば２０ｃｍ）離して配置した状態で測定した透過率である。分光器として、紫外可視近赤外分光光度計ＵＨ４１５０（株式会社日立ハイテクサイエンス製）を用いた。拡散透過率は以下のようにして評価した。拡散透過率は、全光線透過率と直線透過率の差によって得られた。全光線透過率は、光学積層体を積分球の開口部に配置した状態で測定した透過率である。
【0131】
表６に示すように、比較例１の光学フィルタの直線透過率は１５％以上である。これに対して、比較例２～４および実施例１～４の光学フィルタの直線透過率は１０％以下である。比較例１～４および実施例１～４の光学フィルタの拡散透過率は５１％以下である。比較例１～４および実施例１～４の光学フィルタの全透過率は、５４％以下である。
【0132】
このことから、比較例２～４および実施例１～４の光学フィルタは、１０％以下の直線透過率を有するので、可視光の直線透過を効果的に低減することがわかる。比較例１～３および実施例１～４の光学フィルタは、５４％以下の全透過率を有するので、可視光をそれほど効果的に透過しないことがわかる。
【0133】
［比較例および実施例の光学フィルタの赤外線に対する直線透過率および拡散透過率］
比較例１～４の光学フィルタおよび実施例の１～６光学フィルタの赤外線に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、以下の表７に示す通りである。ここで、赤外線に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、それぞれ、波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における直線透過率、拡散透過率および全透過率の平均値である。
比較例１～４の光学フィルタおよび実施例の１～６光学フィルタの赤外線に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、以下の表７に示す通りである。ここで、赤外線に対する直線透過率、拡散透過率および全透過率は、それぞれ、波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲における直線透過率、拡散透過率および全透過率の平均値である。
【0134】
【表7】
【0135】
表７に示すように、比較例１～４の光学フィルタの直線透過率は４０％以上である。これに対して、実施例１および３～６の光学フィルタは３５％以下の直線透過率を有する。実施例３～６の光学フィルタは、１５％以下、より具体的には１１％以下の直線透過率を有する。このことからも、実施例１および３～６の光学フィルタは、比較例１～４の光学フィルタと比較して、赤外線の直線透過を効果的に低減できることがわかる。特に、実施例３～６の光学フィルタは、赤外線の直線透過をより効果的に低減できることがわかる。
【0136】
表７に示すように、比較例１～４の光学フィルタの拡散透過率は３５％未満である。特に、比較例１および４の光学フィルタの拡散透過率は、５％以下である。これに対して、実施例１～６の光学フィルタは、３５％以上の拡散透過率を有する。実施例１および３～６の光学フィルタは、５３％以上の拡散透過率を有する。特に、実施例３～６の光学フィルタは、７０％以上の拡散透過率を有する。散乱層を備える実施例１および２の光学フィルタは、散乱面を有する実施例３～６の光学フィルタと比較して、低い拡散透過率を有するものの、散乱層を備えない比較例１の光学フィルタと比較して、高い拡散透過率を有する。このことからも、実施例１～６の光学フィルタは、比較例１～４の光学フィルタと比較して、赤外線の前方散乱を効果的に増加できることがわかる。特に、実施例３～６の光学フィルタは、赤外線の前方散乱をより効果的に増加できることがわかる。
【0137】
なお、表７に示すように、比較例１～４および実施例１～６の光学フィルタの全透過率は７５％以上である。したがって、直線透過率および拡散透過率を含めると、比較例１～４および実施例１～６の光学フィルタは、赤外線を効果的に透過することがわかる。
【符号の説明】
【0138】
１０：物体 １２：マトリクス １４：微粒子 １００：検出装置 １００Ｂ：境界 １００Ｐ：周辺 １００Ｒ：領域 １１０：赤外光源 １２０：赤外センサ １３０：光学フィルタ １３０Ａ：光学層 １３０Ｂ：散乱層 １３０Ｃ：基材層 １３０Ｄ：光学層 １３０Ｅ：意匠層 １３０Ｆ：表面保護層 １３２：第１主面 １３２Ｄ：散乱面 １３４：第２主面 １４０：筐体 １４２：開口 １５０：記録媒体層 ２００：光学積層体
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】