(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方の主面に設けられ、屈折率が２．０以上の高屈折率膜および屈折率が１．７以下の低屈折率膜を有する光学多層膜とを備える近赤外線カットフィルターであって、
前記光学多層膜は、前記透明基板の一方の主面に設けられ、透過帯の形状を主として規定する透過帯規定部と、前記透明基板の他方の主面に設けられ、近赤外光側阻止帯および紫外光側阻止帯の形状を主として規定する阻止帯規定部とを有し、
前記透過帯規定部は、基本部と、前記基本部の少なくとも一方の主面に設けられる調整部とを有し、
前記基本部は、屈折率が２．０以上の基本部用高屈折率膜と屈折率が１．７以下の基本部用低屈折率膜との交互積層構造を有し、前記基本部用高屈折率膜と前記基本部用低屈折率膜との合計層数が１０層以上、前記基本部用高屈折率膜の平均光学膜厚をＴＨ１、前記基本部用低屈折率膜の平均光学膜厚をＴＬ１としたとき、ＴＨ１／ＴＬ１が２以上であり、
前記調整部は、前記基本部の一方の主面または両主面に設けられ、屈折率が２．０以上の調整部用高屈折率膜と屈折率が１．７以下の調整部用低屈折率膜との交互積層構造を有し、前記調整部用高屈折率膜と前記調整部用低屈折率膜との合計層数が１０層以上、前記調整部用高屈折率膜の平均光学膜厚をＴＨ２、前記調整部用低屈折率膜の平均光学膜厚をＴＬ２としたとき、ＴＨ２／ＴＬ２が１．５以下であり、
垂直入射条件での分光特性において、４００〜７００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を有し、前記透過帯の紫外光側半値波長と近赤外光側半値波長との差が２００ｎｍ以上、前記透過帯と前記近赤外光側阻止帯との間における透過率が８０％となるときの波長と透過率が４０％となるときの波長との絶対値での差が２０〜１００ｎｍ、垂直入射条件と３０度入射条件との分光特性の比較において、前記透過帯と前記近赤外光側阻止帯との間における透過率が２０〜８０％となる部分の絶対値での平均波長シフト量が１４ｎｍ以下であることを特徴とする近赤外線カットフィルター。
【請求項２】
請求項１記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記透過帯規定部は、垂直入射条件および３０度入射条件の分光特性において、前記調整部の紫外線側半値波長が前記基本部の紫外線側半値波長よりも紫外線側にあり、前記調整部の赤外線側半値波長が前記基本部の赤外線側半値波長よりも赤外線側にあり、
垂直入射条件の分光特性において、前記調整部の赤外線側半値波長と前記基本部の赤外線側半値波長との絶対値での差が２０ｎｍ以上である近赤外線カットフィルター。
【請求項３】
請求項１または２記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記阻止帯規定部は、垂直入射条件での分光特性において、３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に平均透過率が５％以下となる紫外光側阻止帯、および８００〜１０００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に平均透過率が３％以下となる近赤外光側阻止帯を有する近赤外線カットフィルター。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の近赤外線カットフィルターにおいて、
前記高屈折率膜は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、またはこれらの複合酸化物からなり、前記低屈折率膜は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、またはこれらの複合酸化物からなる近赤外線カットフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を備える固体撮像装置に用いられる視感度補正のための近赤外線カットフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ等に利用されるＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子の分光感度は人間の視感度特性に比べて近赤外域に強い感度を有することから、近赤外線カットフィルターによる分光補正が必要となる。従来、近赤外線カットフィルターとして、Ｃｕ２＋イオンを着色成分として含有するフツリン酸塩系ガラス等の近赤外線吸収タイプの色ガラスフィルターが用いられている。しかし、このようなものは、比較的高価であるとともに、吸収による分光特性を維持する必要から必ずしも薄型化が容易でない。
【０００３】
このため珪酸塩系ガラス等に近赤外線カット特性を有する光学多層膜を積層した干渉タイプの近赤外線カットフィルターも広く利用されている。干渉タイプの近赤外線カットフィルターは、干渉作用を利用して必要な分光特性を得ることから、安価かつ取り扱いが容易な珪酸塩系ガラス等を使用でき、薄型化が容易であり、かつ吸収タイプに比べて可視光透過率を高くできるなど多くの利点を有するが、干渉作用を利用するために以下のような問題を有する。
【０００４】
一般的に、干渉タイプの近赤外線カットフィルターは、分光特性における可視光を透過させる透過帯から紫外光及び赤外光を阻止する阻止帯にかけての透過率変化が急峻であり、人間の視感度特性とは大きく異なった分光特性が得られる。また、光の入射角度依存性が強く、入射角度が大きくなったときに分光波形が長波長側から短波長側に向かって移動することから、画像の色味変化が問題になる。それぞれの問題を解決する技術は知られており、人間の視感度特性に近くなるように透過率変化をなだらかにする技術（例えば、特許文献１〜３参照）、入射角度依存性を低減する技術（例えば、特許文献４〜６参照）が知られている。
【０００５】
基本的に、透過率変化をなだらかにするには、光学多層膜の層数を少なくすることが好ましいが、入射角度依存性を抑制するためには、光学多層膜の層数を多くすることが設計の調整幅が大きくなるために好ましい。しかし、上記特許文献３にも記載されるように、層数を多くした状態で透過率変化をなだらかにすることは容易でなく、膜構成に種々の限定が必要となる。つまり、干渉タイプの近赤外線カットフィルターについては、吸収タイプの色ガラスフィルターのように、透過率変化をなだらかとしつつ、入射角度依存性を抑制することは難しく、少なくとも本発明者が調べた範囲内においては有効な手法は提案されていない。
【０００６】
一方、膜の吸収を利用することで透過率変化をなだらかにし、かつ入射角度依存性を抑制することが提案されている（例えば、特許文献７参照）。しかし、銀膜の吸収を利用するために透過率の低下が避けられず、かつ反応性が比較的高い銀を用いることから、高温高湿環境下における耐候性の低下等が予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９０２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３８６９号公報
【特許文献３】特許３６７９２６８号公報
【特許文献４】特開平７−２７９０７号公報
【特許文献５】特開２００４−１６３７４１号公報
【特許文献６】特開２００８−２０５６３号公報
【特許文献７】特許４４０４５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況を鑑みてなされたものであり、干渉作用を利用するものであって、赤外光側の透過率変化がなだらかであるとともに、入射角度依存性が抑制され、吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性を有する近赤外線カットフィルターの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の近赤外線カットフィルターは、透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方の主面に設けられ、屈折率が２．０以上の高屈折率膜および屈折率が１．７以下の低屈折率膜を有する光学多層膜とを備える。
前記光学多層膜は、前記透明基板の一方の主面に設けられ、透過帯の形状を主として規定する透過帯規定部と、前記透明基板の他方の主面に設けられ、近赤外光側阻止帯および紫外光側阻止帯の形状を主として規定する阻止帯規定部とを有する。
前記透過帯規定部は、基本部と、前記基本部の少なくとも一方の主面に設けられる調整部とを有する。
前記基本部は、屈折率が２．０以上の基本部用高屈折率膜と屈折率が１．７以下の基本部用低屈折率膜との交互積層構造を有し、前記基本部用高屈折率膜と前記基本部用低屈折率膜との合計層数が１０層以上、前記基本部用高屈折率膜の平均光学膜厚をＴＨ１、前記基本部用低屈折率膜の平均光学膜厚をＴＬ１としたとき、ＴＨ１／ＴＬ１が２以上である。
前記調整部は、前記基本部の一方の主面または両主面に設けられ、屈折率が２．０以上の調整部用高屈折率膜と屈折率が１．７以下の調整部用低屈折率膜との交互積層構造を有し、前記調整部用高屈折率膜と前記調整部用低屈折率膜との合計層数が１０層以上、前記調整部用高屈折率膜の平均光学膜厚をＴＨ２、前記調整部用低屈折率膜の平均光学膜厚をＴＬ２としたとき、ＴＨ２／ＴＬ２が１．５以下である。
また、本発明の近赤外線カットフィルターは、以下の分光特性を有する。すなわち、垂直入射条件において、４００〜７００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を有する。また、垂直入射条件において、透過帯の紫外光側半値波長と近赤外光側半値波長との差が２００ｎｍ以上、透過帯と近赤外光側阻止帯との間における透過率が８０％となるときの波長と透過率が４０％となるときの波長との絶対値での差が２０〜１００ｎｍである。さらに、垂直入射条件と３０度入射条件との比較において、透過帯と近赤外光側阻止帯との間における透過率が２０〜８０％となる部分の絶対値での平均波長シフト量が１４ｎｍ以下である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、干渉作用を利用するものであって、赤外光側の透過率変化がなだらかであるとともに、入射角度依存性が抑制され、吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性を有する近赤外線カットフィルターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の近赤外線カットフィルターの一実施形態を示す断面図。
【図２】近赤外線カットフィルターが適用される撮像装置の一例を示す断面図。
【図３】例１の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図４】例１の近赤外線カットフィルターにおける基本部の分光特性を示す図。
【図５】例１の近赤外線カットフィルターにおける調整部の分光特性を示す図。
【図６】例２の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図７】例２の近赤外線カットフィルターにおける基本部の分光特性を示す図。
【図８】例２の近赤外線カットフィルターにおける調整部の分光特性を示す図。
【図９】例３の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図１０】例３の近赤外線カットフィルターにおける基本部の分光特性を示す図。
【図１１】例３の近赤外線カットフィルターにおける調整部の分光特性を示す図。
【図１２】例４の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図１３】例４の近赤外線カットフィルターにおける基本部の分光特性を示す図。
【図１４】例４の近赤外線カットフィルターにおける調整部（１）の分光特性を示す図。
【図１５】例４の近赤外線カットフィルターにおける調整部（２）の分光特性を示す図。
【図１６】例５の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図１７】例５の近赤外線カットフィルターにおける基本部の分光特性を示す図。
【図１８】例５の近赤外線カットフィルターにおける調整部の分光特性を示す図。
【図１９】例６の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図２０】例６の近赤外線カットフィルターにおける阻止帯規定部の分光特性を示す図。
【図２１】例６、９の近赤外線カットフィルターの分光特性をまとめて示す図。
【図２２】例７の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図２３】例７の近赤外線カットフィルターにおける基本部の分光特性を示す図。
【図２４】例７の近赤外線カットフィルターにおける調整部の分光特性を示す図。
【図２５】例８の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【図２６】例９の近赤外線カットフィルターの分光特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の近赤外線カットフィルターの実施形態について説明する。
近赤外線カットフィルターは、例えば、透明基板と、この透明基板の少なくとも一方の主面に設けられる光学多層膜とを有する。光学多層膜は、屈折率が２．０以上の高屈折率膜と屈折率が１．７以下の低屈折率膜とを有する。通常、これら高屈折率膜と低屈折率膜とは、交互に積層されて交互積層構造を形成する。なお、本発明における屈折率は、特に断らない限り、波長５００ｎｍの光に対する屈折率を意味する。
【００１３】
本発明の近赤外線カットフィルターは、以下のような分光特性を有する。すなわち、垂直入射条件において、４００〜７００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を有する。
【００１４】
ここで、透過帯の範囲は、透過帯から紫外光側の阻止帯に向かって透過率の低下が開始するときの波長（紫外光側の基点）から、透過帯から近赤外光側の阻止帯に向かって透過率の低下が開始するときの波長（近赤外光側の基点）までとする。
【００１５】
また、紫外光側阻止帯の範囲は、紫外光側阻止帯から透過帯に向かって透過率の上昇が開始するときの波長（透過帯側の基点）から、その紫外光側に向かって透過率が最初に４０％に達するときの上昇が開始するときの波長（紫外光側の基点）までとする。近赤外光側阻止帯の範囲は、近赤外光側阻止帯から透過帯に向かって透過率の上昇が開始するときの波長（透過帯側の基点）から、その近赤外光側に向かって透過率が最初に４０％に達するときの上昇が開始するときの波長（近赤外光側の基点）までとする。
【００１６】
なお、以下では、特に断らない限り、透過帯、近赤外光側阻止帯、紫外光側阻止帯とは、近赤外線カットフィルターの全体により形成される透過帯、近赤外光側阻止帯、紫外光側阻止帯を意味する。
【００１７】
また、垂直入射条件において、透過帯の紫外光側半値波長と近赤外光側半値波長との差が２００ｎｍ以上、透過帯と近赤外光側阻止帯との間における透過率が８０％となるときの波長と透過率が４０％となるときの波長との絶対値での差が２０〜１００ｎｍである。
【００１８】
なお、半値波長とは、透過率が５０％となるときの波長を意味し、紫外光側半値波長とは透過帯の紫外光側近傍における半値波長、近赤外光側半値波長とは、透過帯の近赤外光側近傍における半値波長を意味する。以下では、特に断らない限り、紫外光側半値波長、近赤外光側半値波長は、いずれも垂直入射条件におけるものとする。
【００１９】
また、以下では、近赤外線カットフィルターでの分光特性は勿論のこと、各部単独での分光特性においても、垂直入射条件における透過帯の紫外光側半値波長と近赤外光側半値波長との差を「半値波長差」、垂直入射条件における透過帯と近赤外光側阻止帯との間における透過率が８０％となるときの波長と透過率が４０％となるときの波長との絶対値での差を「近赤外光側４０〜８０％波長差」、垂直入射条件における透過帯と紫外光側阻止帯との間における透過率が８０％となるときの波長と透過率が４０％となるときの波長との絶対値での差を「紫外光側４０〜８０％波長差」と記す。
【００２０】
さらに、垂直入射条件と３０度入射条件との比較において、透過帯と近赤外光側阻止帯との間における透過率が２０〜８０％となる部分の絶対値での平均波長シフト量が１４ｎｍ以下である。ここで、平均波長シフト量とは、垂直入射条件と３０度入射条件のそれぞれにおける透過率が２０〜８０％における波長を透過率１％刻みで算出する。ついで、単位透過率（１％）ごとの垂直入射条件と３０度入射条件との波長の差を算出する。そしてこれらを用いて、透過率が２０〜８０％における単位透過率における波長の差を算出することにより求められる。
【００２１】
なお、以下では、近赤外線カットフィルターでの分光特性は勿論のこと、各部単独での分光特性においても、垂直入射条件と３０度入射条件との比較における透過帯と近赤外光側阻止帯との間における透過率が２０〜８０％となる部分の絶対値での平均波長シフト量を「近赤外光側平均シフト量」、垂直入射条件と３０度入射条件との比較における透過帯と紫側阻止帯との間における透過率が２０〜８０％となる部分の絶対値での平均波長シフト量を「紫外光側平均シフト量」と記す。
【００２２】
このような近赤外線カットフィルターによれば、近赤外光側４０〜８０％波長差が２０〜１００ｎｍであることから、透過率変化がなだらかな分光波形が得られる。また、この近赤外線カットフィルターによれば、近赤外光側平均シフト量が１４ｎｍ以下であることから、入射角度依存性が抑制される。従って、このような近赤外線カットフィルターによれば、吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性を得ることができる。
【００２３】
近赤外光側４０〜８０％波長差は、より好ましくは３０〜１００ｎｍ、より好ましくは３５〜１００ｎｍである。また、近赤外光側平均シフト量は１２ｎｍ以下が好ましい。このような近赤外光側平均シフト量とすることで、さらに吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性を得ることができる。また、紫外光側平均シフト量は、１０ｎｍ以下が好ましく、７ｎｍ以下がより好ましい。このような紫外光側平均シフト量とすることで、さらに吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性を得ることができる。また、半値波長差は２００ｎｍ以上であれば必ずしも制限されないが、３５０ｎｍ以下が好ましい。
【００２４】
近赤外線カットフィルターは、さらに垂直入射条件での近赤外光側半値波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内にあることが好ましく、同条件での紫外光側半値波長が３８０〜４３０ｎｍの範囲内にあることが好ましい。
【００２５】
このような分光特性を有する近赤外線カットフィルターは、例えば、以下のような構成とすることにより得られる。図１は、近赤外線カットフィルターの一実施形態を示す模式的断面図である。
【００２６】
近赤外線カットフィルター１は、例えば、透明基板２と、この透明基板２の両主面に設けられる光学多層膜３とを有する。光学多層膜３は、例えば、透明基板２の一方の主面に設けられ、透過帯の形状を主として規定する透過帯規定部３１と、透明基板２の他方の主面に設けられ、近赤外光側阻止帯および紫外光側阻止帯の形状を主として規定する阻止帯規定部３２とを有する。なお、近赤外線カットフィルター１は、図示するように透過帯規定部３１および阻止帯規定部３２の両者を有することが好ましいが、所定の分光特性が得られる場合には、透過帯規定部３１のみを有するものでもよい。
【００２７】
透過帯規定部３１は、例えば、透過帯の形状を主として規定する基本部３１１と、この基本部３１１の少なくとも一方の主面に設けられ、基本部３１１が形成する透過帯の主として近赤外光側の近傍部分の形状をなめらかにするとともに、基本部３１１が形成する透過帯の波長シフトをさらに抑制する調整部３１２とを有する。ここで、調整部３１２は、図示するように基本部３１１の両主面に設けられてもよいし、図示しないが基本部３１１のいずれか一方の主面に設けられてもよい。
【００２８】
基本部３１１は、上記したように透過帯の形状を主として規定する。調整部３１２は、基本部３１１が形成する透過帯の主として近赤外光側の近傍部分の形状をなめらかにするもの、言い換えれば当該部分における透過率変化をゆるやかにするものであり、具体的には基本部３１１と合わせて上記したように近赤外光側４０〜８０％波長差を２０〜１００ｎｍとするものである。また、調整部３１２は、基本部３１１が形成する透過帯の波長シフトをさらに抑制するものであり、具体的には基本部３１１と合わせて上記したように近赤外光側平均シフト量を１４ｎｍ以下とするものである。
【００２９】
このような基本部３１１と調整部３１２とを併用することで、近赤外線カットフィルター１の分光特性を吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性とすることができる。すなわち、透過率変化がなだらかな分光波形とするとともに、入射角度依存性が抑制されたものとすることができる。
【００３０】
（透明基板）
透明基板２は、少なくとも可視波長域の光を透過できるものであれば特に限定されず、例えば、ガラス、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の結晶、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。
【００３１】
透明基板２としては、近赤外や紫外等の特定波長域に吸収を有するものを用いることもできる。なお、近赤外波長域に吸収を有する透明基板２としては、例えば、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラスにＣｕＯ等が添加された吸収型ガラスが挙げられる。また、樹脂材料中に近赤外線を吸収する吸収剤を添加されたものが挙げられる。吸収剤としては、例えば、染料、顔料、金属錯体系化合物が挙げられ、具体的には、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ジチオール金属系錯体系化合物が挙げられる。このような、特定波長域に吸収を有する透明基板２を用いることで、近赤外線カットフィルター１の光学特性は、透明基板２の吸収特性と光学多層膜３との光学特性とを組み合わせたものとなる。そのため、このような透明基板２を用いることで、近赤外線カットフィルターの光学特性をより良いものとしたり、光学多層膜３の膜厚を薄くする等が可能となる。
【００３２】
（透過帯規定部）
透過帯規定部３１は、透過帯ならびにその紫外光側および近赤外光側の近傍部分の形状を規定するものである。具体的には、阻止帯規定部３２が形成する透過帯に含まれるとともに、これよりも狭い透過帯を形成することで、近赤外線カットフィルター１による透過帯の形状を規定する。
【００３３】
透過帯規定部３１は、単独での分光特性が以下のような分光特性を有することが好ましい。すなわち、透過帯規定部３１による透過帯ならびにその紫外光側および近赤外光側の近傍部分については、近赤外線カットフィルター１による透過帯ならびにその紫外光側および近赤外光側の近傍部分と同様とすることが好ましい。
【００３４】
具体的には、半値波長差は、２００ｎｍ以上が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、近赤外光側４０〜８０％波長差は２０〜１００ｎｍが好ましい。また、近赤外光側平均シフト量は、１４ｎｍ以下が好ましく、１２ｎｍ以下がより好ましく、紫外光側平均シフト量は、１０ｎｍ以下が好ましく、７ｎｍ以下がより好ましい。さらに、近赤外光側半値波長は、６３０〜６９０ｎｍが好ましく、紫外光側半値波長は、３９５〜４３０ｎｍが好ましい。
【００３５】
透過帯規定部３１は、透過帯の形状を主として規定する基本部３１１と、この基本部３１１の少なくとも一方の主面に設けられ、基本部３１１が形成する透過帯の主として近赤外光側の近傍部分の形状をなめらかにするとともに、基本部３１１が形成する透過帯の波長シフトをさらに抑制する調整部３１２とを有する。ここで、調整部３１２は、図示するように基本部３１１の両主面に分割して設けられてもよいし、図示しないが基本部３１１の一方の主面のみに設けられてもよい。
【００３６】
透過帯規定部３１は、垂直入射条件および３０度入射条件の調整部３１２および基本部３１１のそれぞれ単独の分光特性において、調整部３１２での紫外線側半値波長が基本部３１１の紫外線側半値波長よりも紫外線側にあり、調整部３１２の赤外線側半値波長が基本部３１１の赤外線側半値波長よりも赤外線側にある。また、垂直入射条件における調整部３１２の赤外線側半値波長と基本部３１２の赤外線側半値波長との絶対値での差が２０ｎｍ以上である。上記差の上限値は必ずしも制限されないが、好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは１５０ｎｍ以下である。
【００３７】
基本部３１１は、単独での分光特性が矩形形状の透過帯を形成し、赤外線側の阻止帯から透過帯の透過率変化が垂直に近い急峻なものである。そして、垂直入射条件と３０度入射条件とにおける近赤外光側半値波長の絶対値での差が小さいという特徴を備える。
【００３８】
調整部３１２は、前述のとおり基本部３１１の透過帯を含みこれよりも広い透過帯を備える。また、透過帯から阻止帯への分光変化が非常になだらかである。そして、垂直入射条件と３０度入射条件とにおける近赤外光側半値波長の絶対値での差が大きいという特徴を備える。
【００３９】
透過帯規定部３１は、基本部３１１と調整部３１２とを組み合わせることで、基本部３１１単独での赤外線側半値波長シフト量と比べてより小さい赤外線側半値波長シフト量を得ることができる。更に、赤外線側の透過率変化をなだらかなものとし、吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性を得ることができる。
【００４０】
また、透過帯規定部３１の入射角度特性は、３０度より大きい入射条件であっても、波長の移動量を小さくすることが可能である。上記のとおり、調整部３１２の垂直入射条件と斜め入射条件とにおける分光変化が大きいため、これを用いることで、赤外線側の立ち上がりの一部のみ波長シフトを見かけ上の小さくすることができる。固体撮像素子における視感度補正フィルターでの使用用途に限れば、ＲＧＢに相当する波長範囲の透過率変化が斜入射によって起こらないことが本質的に重要であるため、上記のように特定波長域部分（ここでは特にＲ）の波長シフト量だけでも見かけ上抑止出来ることは大きな利点となる。
【００４１】
なお、４５度入射条件における波長シフトを抑制するには、垂直入射条件における調整部３１２の赤外線側半値波長と基本部３１２の赤外線側半値波長との絶対値での差が４０ｎｍ以上であることが好ましい。垂直入射条件における調整部３１２の赤外線側半値波長と基本部３１２の赤外線側半値波長との絶対値での差は、２００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００４２】
基本部３１１は、単独での分光特性が以下のような分光特性を有することが好ましい。垂直入射条件と３０度入射条件とにおける近赤外光側半値波長の絶対値での差は、１８ｎｍ以下が好ましく、同条件における紫外光側半値波長の絶対値での差は、８ｎｍ以下が好ましい。このような分光特性とすることで、近赤外線カットフィルター１における入射角度依存性を効果的に抑制できる。なお、以下では、垂直入射条件と３０度入射条件とにおける近赤外光側半値波長の絶対値での差を「近赤外光側半値波長シフト量」、紫外光側半値波長の絶対値での差を「紫外光側半値波長シフト量」と記す。
【００４３】
基本部３１１は、例えば、屈折率が２．０以上の基本部用高屈折率膜と屈折率が１．７以下の基本部用低屈折率膜との交互積層構造を有し、基本部用高屈折率膜と基本部用低屈折率膜との合計層数が１０層以上、基本部用高屈折率膜の平均光学膜厚をＴＨ１、基本部用低屈折率膜の平均光学膜厚をＴＬ１としたとき、ＴＨ１／ＴＬ１が２以上のものである。このようなものとすることで、上記したような分光特性を得ることができる。すなわち、単独での分光特性において、透過帯が矩形形状であり、赤外線側の阻止帯から透過帯にかけての透過率変化が垂直に近い急峻であり、垂直入射条件と３０度入射条件とにおける近赤外光側半値波長の絶対値での差が小さいものが得られる。
【００４４】
合計層数は１０層以上であれば必ずしも制限されないが、所定の分光特性を得やすいことから１５層以上が好ましい。合計層数は、基本的に多くなるほど所定の分光特性を得やすくなるために好ましいが、生産性等の観点から１００層以下が好ましく、８０層以下が好ましい。また、ＴＨ１／ＴＬ１についても、２以上であれば必ずしも制限されないが、所定の分光特性を得やすいことから３以上が好ましく、４以上がより好ましい。ＴＨ１／ＴＬ１は、通常、１５以下が好ましく、１０以下がより好ましい。
【００４５】
ここで、光学膜厚は、膜の屈折率をｎ［−］、物理膜厚をｄ［ｎｍ］としたとき、ｎｄ［ｎｍ］として求められる。また、平均光学膜厚は、各部における同種の膜、例えば基本部用高屈折率膜の全ての膜について光学膜厚ｎｄ［ｎｍ］を算出した後、この光学膜厚ｎｄ［ｎｍ］の合計をその膜の層数で除して算出される。
【００４６】
調整部３１２は、単独での分光特性が以下のような分光特性を有することが好ましい。すなわち、垂直入射条件および３０度入射条件において、近赤外光側半値波長が基本部３１１による近赤外光側半値波長よりも大きく、紫外光側半値波長が基本部３１１による紫外光側半値波長よりも小さいことが好ましい。このようなものとすることで、基本部３１１の分光特性と合わせたときに、近赤外線カットフィルター１の透過率変化を効果的になだらかにでき、近赤外光側平均シフト量等を低減できる。
【００４７】
調整部３１２は、斜入射依存性が高いことが必要となる。これは、基本部３１１による波形と組み合わせることにより形成される波形をなだらかにするだけでなく、斜入射時に波形変形を生じさせることで、基本部３１１と調整部３１２とを組み合わせた波長の見かけ上の波長シフトを小さくすることが必要だからである。具体的には、調整部３１２の近赤外側半値付近の波形が斜入射とともに大きく変化させることで、基本部３１１と調整部３１２とを組み合わせた波長の近赤外側半値付近の波長シフト量が結果的に小さくなる。基本部３１１の近赤外側半値波長付近の波形シフトは相似形で平行にシフトするが、調整部３１２の波形シフトは波形変形を伴いながら、つまり相似形でない形でシフトする。このような調整部３１２の斜入射時の波形変形は、入射角度の変化に伴う光学的膜厚変化から生じている。垂直入射条件と３０度入射条件とにおける近赤外光側半値波長の絶対値での差（近赤外光側半値波長シフト量）は、２５ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましい。上限値については必ずしも制限されないが５０ｎｍ以下が好ましい。このような分光特性を有することで、近赤外線カットフィルター１の透過率変化をより効果的になだらかにすることができる。
【００４８】
調整部３１２は、例えば、屈折率が２．０以上の調整部用高屈折率膜と屈折率が１．７以下の調整部用低屈折率膜との交互積層構造を有し、調整部用高屈折率膜と調整部用低屈折率膜との合計層数が１０層以上、調整部用高屈折率膜の平均光学膜厚をＴＨ２、調整部用低屈折率膜の平均光学膜厚をＴＬ２としたとき、ＴＨ２／ＴＬ２が１．５以下のものである。このようなものとすることで、上記したような分光特性とすることができる。すなわち、単独での分光特性において、基本部３１１の透過帯を含みこれよりも広い透過帯を形成でき、透過帯から阻止帯への分光変化が非常になだらかであり、垂直入射条件と３０度入射条件とにおける近赤外光側半値波長の絶対値での差が大きいものとすることができる。
【００４９】
合計層数は、基本的に多くなるほど所定の分光特性を得やすくなるために好ましいが、生産性等の観点から１００層以下が好ましく、５０層以下が好ましい。また、ＴＨ２／ＴＬ２についても、１．５以下であれば必ずしも制限されないが、所定の分光特性を得やすいことから１．０以下が好ましく、０．８以下がより好ましい。ＴＨ２／ＴＬ２は、通常、０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましい。
【００５０】
このような基本部３１１と調整部３１２とによって透過帯規定部３１を構成することで、近赤外線カットフィルター１において、４００〜７００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最大透過率が８５％以上となる透過帯を形成できるとともに、半値波長差を２００ｎｍ以上、近赤外光側４０〜８０％波長差を２０〜１００ｎｍにできる。また、近赤外光側平均シフト量を１４ｎｍ以下にできる。
【００５１】
高屈折率膜、すなわち基本部用高屈折率膜および調整部用高屈折率膜は、屈折率が２．０以上の材料からなるものであれば特に限定されないが、例えば、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、またはこれらの複合酸化物からなるものが好ましい。高屈折率膜の屈折率は、２．３以上が好ましく、２．４以上がより好ましい。このようなものとしては、例えばＴｉＯ２（屈折率２．５）が好ましいものとして挙げられる。なお、基本部用高屈折率膜と調整部用高屈折率膜とは互いに屈折率が異なる材料からなるものであってもよく、また基本部用高屈折率膜どうし、調整部用高屈折率膜どうしについても、互いに屈折率が異なる材料からなるものであってもよい。
【００５２】
低屈折率膜、すなわち基本部用低屈折率膜および調整部用低屈折率膜は、屈折率が１．７以下の材料からなるものであれば特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、またはこれらの複合酸化物からなるものが好ましい。なお、基本部用低屈折率膜と調整部用低屈折率膜とは互いに屈折率が異なる材料からなるものであってもよく、また基本部用低屈折率膜どうし、調整部用低屈折率膜どうしについても、互いに屈折率が異なる材料からなるものであってもよい。
【００５３】
透過帯規定部３１は、層数が多く、総膜厚も大きいことから、膜物質の入手性、分光特性、耐候性、強度等の様々な理由から、上記したような、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３等が好適に用いられる。
【００５４】
（阻止帯規定部）
阻止帯規定部３２は、近赤外光側阻止帯および紫外光側阻止帯の形状を主として規定する。すなわち、透過帯規定部３１は、透過帯やその紫外光側および赤外側の近傍部分の形状を主として規定するものであり、単独では必ずしも十分な幅の近赤外光側阻止帯や紫外光側阻止帯を形成できない。阻止帯規定部３２を併用することで、近赤外光側阻止帯や紫外光側阻止帯の幅の拡張を行うことができる。
【００５５】
阻止帯規定部３２は、光学多層膜３による透過帯、すなわち透過帯規定部３１による透過帯よりも広い透過帯を形成するとともに、３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に平均透過率が５％以下となる紫外光側阻止帯、および８００〜１０００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に平均透過率が３％以下となる近赤外光側阻止帯を形成するものが好ましい。
【００５６】
「第１の阻止帯規定部」
阻止帯規定部３２は、例えば、屈折率が２．０以上である阻止帯用高屈折率膜と屈折率が１．７以下である阻止帯用低屈折率膜との繰り返し構造を有する。また、高屈折率膜の平均光学膜厚をＴＨ３、低屈折率膜の平均光学膜厚をＴＬ３としたとき、ＴＨ３／ＴＬ３は２未満である。
【００５７】
このような構成とすることで、光学多層膜３による透過帯、すなわち透過帯規定部３１による透過帯を含むような透過帯を形成できるとともに、光学多層膜３による紫外光側半値波長以下の紫外光側半値波長、および光学多層膜３による近赤外光側半値波長より７ｎｍ以上大きい近赤外光側半値波長を得ることができる。すなわち、ＴＨ３／ＴＬ３が２以上の場合、入射角度依存性は抑制しやすいが、透過帯が狭くなる。ＴＨ３／ＴＬ３を２未満とすることで、入射角度依存性は必ずしも抑制できないが、光学多層膜３、すなわち透過帯規定部３１による透過帯を含むような広い透過帯を形成できる。
【００５８】
阻止帯規定部３２の層数は、十分な幅の透過帯や阻止帯、および所定の半値波長を得る観点から、４０以上が好ましく、５０以上がより好ましい。層数の上限値については特に制限されないが、一般に層数が多くなると生産性が低下することから、１５０以下が好ましく、１００以下がより好ましい。
【００５９】
ＴＨ３／ＴＬ３については特に限定されないが、十分な幅の透過帯や阻止帯、特に広い阻止帯を得ることを考えれば、阻止帯を設計する際の設計上の中心波長に対し、ＴＨ３／ＴＬ３比率が１程度の一般的な膜設計手法を用いることがよい。ＴＨ３／ＴＬ３が大きい場合、入射角度依存性は抑制できるが、阻止帯の幅が減少する。
【００６０】
「第２の阻止帯規定部」
阻止帯規定部３２は、紫外光側の阻止帯を構成するための紫外光側阻止帯規定部と、近赤外光側の阻止帯を構成するための近赤外光側阻止帯規定部とを有するものであってもよい。紫外光側阻止帯規定部は、屈折率が２以上である紫外光側阻止帯用高屈折率膜と屈折率が１．７以下である紫外光側阻止帯用低屈折率膜との繰り返し構造を有する。近赤外光側阻止帯規定部は、屈折率が２．０以上である近赤外光側阻止帯用高屈折率膜、屈折率が２．０以上であって近赤外光側阻止帯用高屈折率膜の屈折率未満である近赤外光側阻止帯用中屈折率膜、および屈折率が１．７０以下である近赤外光側阻止帯用低屈折率膜を有し、近赤外光側阻止帯用高屈折率膜、近赤外光側阻止帯用中屈折率膜、および近赤外光側阻止帯用低屈折率膜の合計した層数が３０層以上である。
【００６１】
この阻止帯規定部３２についても、光学多層膜３による透過帯、すなわち透過帯構成部３１による透過帯を含む透過帯を形成できるとともに、光学多層膜３による紫外光側半値波長以下の紫外光側半値波長、および光学多層膜３による近赤外光側半値波長より７ｎｍ以上大きい近赤外光側半値波長を形成できる。
【００６２】
一般に、光学多層膜は、近赤外光側の阻止帯が広く、入射角が大きくなったときの透過帯におけるリップルの発生が少ないことが好ましい。上記した透過帯規定部３１は、いずれも入射角度依存性を抑制する技術を用いているためにリップルの発生をある程度抑制できるが、この技術を入れない阻止帯規定部３２は依然としてリップルが発生する。第１の阻止帯規定部３２については、必ずしもこのようなリップルを十分に抑制できない。第２の阻止帯規定部３２によれば、透過帯や阻止帯の幅を十分に拡張しつつ、リップルの発生を抑制できる。
【００６３】
紫外光側阻止帯規定部は、上記したように屈折率が２以上である紫外光側阻止帯用高屈折率膜と屈折率が１．７以下である紫外光側阻止帯用低屈折率膜との繰り返し構造を有する。
【００６４】
紫外光側阻止帯規定部の層数は、十分な幅の紫外光側の阻止帯を形成する観点から、１５以上が好ましく、２０以上がより好ましい。層数の上限値については特に制限されないが、一般に層数が多くなると生産性が低下することから、６０以下が好ましく、４０以下がより好ましい。
【００６５】
紫外光側阻止帯用高屈折率膜としては、屈折率が２．０以上となる材料からなるものであれば特に限定されないが、例えば、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、またはこれらの複合酸化物からなるものが好適に挙げられる。紫外光側阻止帯用高屈折率膜としては、屈折率が２．３以上のものが好ましく、屈折率が２．４以上のものがより好ましい。このようなものとしては、ＴｉＯ２（屈折率２．５）からなるものが好適に挙げられる。
【００６６】
紫外光側阻止帯用低屈折率膜としては、屈折率が１．７以下となる材料からなるものであれば特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、またはこれらの複合酸化物からなるものが好適に挙げられる。
【００６７】
近赤外光側阻止帯規定部は、屈折率が２．０以上である近赤外光側阻止帯用高屈折率膜、屈折率が２．０以上であって近赤外光側阻止帯用高屈折率膜の屈折率未満である近赤外光側阻止帯用中屈折率膜、および屈折率が１．７０以下である近赤外光側阻止帯用低屈折率膜を有する。これら、近赤外光側阻止帯用高屈折率膜、近赤外光側阻止帯用中屈折率膜、および近赤外光側阻止帯用低屈折率膜の合計した層数は３０層以上である。
【００６８】
近赤外光側阻止帯規定部の層数は、３０以上であれば特に制限されないが、より十分な幅を有する近赤外光側の阻止帯を形成する観点から、４０以上が好ましく、６０以上がより好ましい。層数の上限値については特に制限されないが、一般に層数が多くなると生産性が低下することから、１５０以下が好ましく、１００以下がより好ましい。
【００６９】
近赤外光側阻止帯用高屈折率膜、近赤外光側阻止帯用中屈折率膜、および近赤外光側阻止帯用低屈折率膜は、近赤外光側阻止帯用高屈折率膜をＨ、近赤外光側阻止帯用中屈折率膜をＭ、近赤外光側阻止帯用低屈折率膜をＬとしたとき、例えば、以下のような基本単位の繰り返し構造となるように積層される。
基本単位：［ＨＭＬ］
基本単位：［ＬＭＨＭＬ］
【００７０】
上記のような繰り返し構造を用いる場合、平均光学膜厚ＴＨ４、平均光学膜厚ＴＭ４、平均光学膜厚ＴＬ４は、十分に広い阻止帯を得る観点から、ＨＭＬを基本単位とする部分は、ＴＨ４：ＴＭ４：ＴＬ４＝１：１：１前後であり、ＬＭＨＭＬを基本単位とする部分はＴＨ４：ＴＭ４：ＴＬ４＝１：１：２前後とする一般的な膜設計での比率程度であることがよい。なお、後者のＴＬ４比率が２となったのは、ＬＭＨＭＬの繰り返しは、ＬＬと重なるために、最終的な膜設計では比率が２となるためであり、基本的な考え方はＴＨ４：ＴＭ４：ＴＬ４＝１：１：１と変わらない。なお、ここで一般的な比率を採用したのは、ＴＨ４、ＴＭ４の比率を大きくすると阻止帯が狭くなることから、光学的膜厚比率を大きく変えない考えを基としている。
【００７１】
また、阻止帯規定部３２は上記繰り返し構造に対し、二つ以上の設計波長を適用して阻止帯の拡張を図る一般的な手法を用いることが良く、好適である。この場合、上記比率は、それぞれ設計上の中心波長ごとに設定されることになる。
【００７２】
近赤外光側阻止帯規定部は、広い範囲の近赤外域をカットするが、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ用途の近赤外線カットフィルターとしてはより長波長側までカットできることが好ましい。好ましくは９００ｎｍ以上、より好ましくは１１００ｎｍ以上であり、更に好ましくは１１５０ｎｍ以上をカットできることが好ましい。上記手法を用いた場合には、より長波長側まで阻止域を拡張しながら、入射角度が大きくなった際にリップルの発生を抑えることが可能となる。
【００７３】
なお、近赤外光側阻止帯規定部は、必ずしも厳密に上記した基本単位の繰り返し構造となっている必要はない。例えば、近赤外光側阻止帯用低屈折率膜のように屈折率が小さいものの場合、光学膜厚が小さくなると成膜時の膜厚制御が困難となることから、例えば、複数の近赤外光側阻止帯用低屈折率膜の一部を省略し、これにより高屈折率膜と中屈折率膜とが多数連続する部分があっても構わない。
【００７４】
また、基本単位［ＬＭＨＭＬ］の繰り返し構造は、隣り合う基本単位の２つのＬが連続するために［２ＬＭＨＭ］あるいは２つのＬを１つのＬと見なして［ＬＭＨＭ］とも表すことができるが、本発明における平均光学膜厚はあくまでも成膜された最終形態での状態を基準として算出されるものであり、同一物質からなる連続した膜は１つの膜として捉えて物理膜厚や層数を求め、これらを用いて平均光学膜厚を求める。
【００７５】
近赤外光側阻止帯用高屈折率膜、近赤外光側阻止帯用中屈折率膜としては、屈折率が２．０以上となる材料からなるものであれば特に限定されないが、例えば、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、またはこれらの複合酸化物からなるものが好適に挙げられる。近赤外光側阻止帯用高屈折率膜としては、屈折率が２．３以上のものが好ましく、屈折率が２．４以上のものがより好ましい。このようなものとしては、ＴｉＯ２（屈折率２．５）からなるものが好適に挙げられる。近赤外光側阻止帯用中屈折率膜としては、近赤外光側阻止帯用高屈折率膜の屈折率未満のものであれば特に限定されないが、屈折率が２以上２．３未満のものが好ましく、屈折率が２．２以下のものがより好ましい。このようなものとしては、Ｔａ２Ｏ５（屈折率２．２）からなるものが好適に挙げられる。
【００７６】
近赤外光側阻止帯用低屈折率膜としては、屈折率が１．７以下となる材料からなるものであれば特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、またはこれらの複合酸化物からなるものが好適に挙げられる。
【００７７】
近赤外光側阻止帯規定部における近赤外光側阻止帯用中屈折率膜は、必ずしも単一の膜からなるものに限られず、例えば、近赤外光側阻止帯用高屈折率膜と同一の屈折率を有する膜と、近赤外光側阻止帯用低屈折率膜と同一の屈折率を有する膜とから構成される等価膜としてもよい。等価膜によれば、例えば、成膜装置における成膜可能な膜種が２種である場合にも、中屈折率膜を成膜できるために好ましい。
【００７８】
以上のような光学多層膜３、すなわち、透過帯規定部３１、阻止帯規定部３２は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法により形成することができ、特にスパッタリング法、真空蒸着法により形成することが好ましい。透過帯は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子の受光に利用される波長帯域であり、その位置精度が重要となる。スパッタリング法、真空蒸着法により形成することで、波長シフトを抑制し、位置精度を向上させることができる。
【００７９】
近赤外線カットフィルター１は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載用カメラ、ウェブカメラ等の撮像装置や自動露出計等における視感度補正フィルターとして用いられる。デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載用カメラ、ウェブカメラ等の撮像装置においては、例えば、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置される。自動露出計においては、例えば受光素子の前面に配置される。
【００８０】
撮像装置では、固体撮像素子の前面から離れた位置に近赤外線カットフィルター１を配置してもよいし、固体撮像素子、または固体撮像素子のパッケージに直接貼着してもよいし、固体撮像素子を保護するカバーを近赤外線カットフィルター１としてもよい。また、モアレや偽色を低減するための水晶やニオブ酸リチウム等の結晶を使用したローパスフィルタに直接貼着してもよい。
【００８１】
図２は、固体撮像素子を有する撮像装置の一実施形態を概略的に示す断面図である。撮像装置５は、例えば、固体撮像素子５１、カバーガラス５２、レンズ群５３、絞り５４、およびこれらを固定する筐体５５を有する。
【００８２】
レンズ群５３は、固体撮像素子５１の撮像面側に配置され、例えば、第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、および第４のレンズＬ４を有する。絞り５４は、第３のレンズＬ３と第４のレンズＬ４との間に配置される。カバーガラス５２は、固体撮像素子５１のレンズ群５３側に配置され、外部環境から固体撮像素子５１を保護する。固体撮像素子５１は、レンズ群５３を通過した光を電気信号に変換する電子部品であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等である。固体撮像素子５１、カバーガラス５２、レンズ群５３、および絞り５４は、光軸ｘに沿って配置される。
【００８３】
撮像装置５では、被写体側より入射した光は、第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、絞り５４、第４のレンズＬ４、およびカバーガラス５２を通って固体撮像素子５１に入射する。この入射した光を固体撮像素子５１が電気信号に変換し、画像信号として出力する。
【００８４】
近赤外線カットフィルター１は、例えば、カバーガラス５２、レンズ群５３、すなわち第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、もしくは第４のレンズＬ４として用いられる。言い換えれば、近赤外線カットフィルター１の光学多層膜３は、従来の撮像装置のカバーガラスやレンズ群を透明基板２とし、この透明基板２の表面に設けられる。撮像装置５のカバーガラス５２やレンズ群５３に近赤外線カットフィルター１を適用することで、吸収タイプの色ガラスフィルターに近い分光特性を得ることができる。
【実施例】
【００８５】
以下、実施例を参照してより具体的に説明する。
なお、例１〜６が本発明の近赤外線カットフィルターの実施例に該当し、例７、８が比較例に該当する。また、例９は、参考例となるものであり、近赤外線カットガラスを用いた理想的な近赤外線カットフィルター（吸収タイプの色ガラスフィルター）を示したものである。
【００８６】
（例１）
近赤外線カットフィルターは、透明基材の一方の主面に光学多層膜として透過帯規定部のみを有する構成とした。ここで、透明基材は、無色透明ガラス（ショット社製、商品名：Ｄ２６３Ｔ、厚み：１ｍｍ）とした。また、透過帯規定部は、表１に示すような構成とした。なお、表２に、基本部のＴＨ１、ＴＬ１、ＴＨ１／ＴＬ１、調整部（調整部（１）＋調整部（２））のＴＨ２、ＴＬ２、およびＴＨ２／ＴＬ２を示す。
【００８７】
【表１】
0005973747.tif 000002
【００８８】
【表２】
0005973747.tif 000003
【００８９】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図３に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。また、図４、５に、それぞれ、基本部、調整部（調整部（１）＋調整部（２））のみを設けたときの結果を示す。なお、紫外光側半値波長シフト量、近赤外光側半値波長シフト量、近赤外光側平均シフト量は、マイナスを付しているものは、短波長側にシフトしていることを示し、プラスを付しているものは、長波長側にシフトしていることを示す。
【００９０】
図３にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６１２ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６３ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は５１ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−８．４ｎｍ（短波長側に８．４ｎｍ）となる。
【００９１】
なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１５ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５４ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２３９ｎｍとなる。また、基本部については、紫外光側半値波長が４２２ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−７ｎｍ、近赤外光側半値波長が６５６ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−１４ｎｍ、調整部３１２については、紫外光側半値波長が４１８ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−１６ｎｍ、近赤外光側半値波長が６９９ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−３３ｎｍとなる。また、この近赤外線カットフィルターについては、阻止帯規定部、例えば後述するような実施例６の阻止帯規定部を併用することで、入射角θが０度のとき、４００〜７００ｎｍの波長範囲に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を形成できる。
【００９２】
（例２）
透過帯規定部の構成を表３に示す構成に変更した以外は例1と同様の近赤外線カットフィルターとした。なお、表４に、基本部のＴＨ１、ＴＬ１、ＴＨ１／ＴＬ１、調整部（調整部（１）＋調整部（２））のＴＨ２、ＴＬ２、およびＴＨ２／ＴＬ２を示す。
【００９３】
【表３】
0005973747.tif 000004
【００９４】
【表４】
0005973747.tif 000005
【００９５】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図６に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。また、図７、８に、それぞれ、基本部、調整部のみを設けたときの結果を示す。
【００９６】
図６にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６１４ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６５ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は５１ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−７．８ｎｍとなる。
【００９７】
なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１６ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５３ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２３７ｎｍとなる。また、基本部については、紫外光側半値波長が４２１ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−７ｎｍ、近赤外光側半値波長が６７２ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−１５ｎｍ、調整部３１２については、紫外光側半値波長が４０５ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−１３ｎｍ、近赤外光側半値波長が７４５ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−３７ｎｍとなる。また、この近赤外線カットフィルターについては、阻止帯規定部、例えば後述するような実施例６の阻止帯規定部を併用することで、入射角θが０度のとき、４００〜７００ｎｍの波長範囲に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を形成できる。
【００９８】
（例３）
透過帯規定部の構成を表５に示す構成に変更した以外は例１と同様の近赤外線カットフィルターとした。なお、表６に、基本部のＴＨ１、ＴＬ１、ＴＨ１／ＴＬ１、調整部（調整部（１）＋調整部（２））のＴＨ２、ＴＬ２、およびＴＨ２／ＴＬ２を示す。
【００９９】
【表５】
0005973747.tif 000006
【０１００】
【表６】
0005973747.tif 000007
【０１０１】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図９に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。また、図１０、１１に、それぞれ、基本部、調整部のみを設けたときの結果を示す。
【０１０２】
図９にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６１８ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６７ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は４９ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−１３．７ｎｍとなる。
【０１０３】
なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１７ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５７ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２４０ｎｍとなる。また、基本部については、紫外光側半値波長が４２８ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−８ｎｍ、近赤外光側半値波長が６６５ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−１４ｎｍ、調整部３１２については、紫外光側半値波長が３７８ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−１０ｎｍ、近赤外光側半値波長が７８０ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−３４ｎｍとなる。また、この近赤外線カットフィルターについては、阻止帯規定部、例えば後述するような実施例６の阻止帯規定部を併用することで、入射角θが０度のとき、４００〜７００ｎｍの波長範囲に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を形成できる。
【０１０４】
（例４）
透過帯規定部の構成を表７に示す構成に変更した以外は例1と同様の近赤外線カットフィルターとした。なお、表８に、基本部のＴＨ１、ＴＬ１、ＴＨ１／ＴＬ１、調整部（調整部（１）＋調整部（２））のＴＨ２、ＴＬ２、およびＴＨ２／ＴＬ２を示す。
【０１０５】
【表７】
0005973747.tif 000008
【０１０６】
【表８】
0005973747.tif 000009
【０１０７】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図１２に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。また、図１３〜１５に、それぞれ、基本部、調整部（１）、調整部（２）のみを設けたときの結果を示す。
【０１０８】
図１２にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６０９ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６５ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は５６ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−１０．８ｎｍとなる。
【０１０９】
なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１６ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５５ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２３９ｎｍとなる。また、阻止帯規定部、例えば後述するような実施例６の阻止帯規定部を併用することで、入射角θが０度のとき、４００〜７００ｎｍの波長範囲に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を形成できる。
【０１１０】
（例５）
透過帯規定部の構成を表９に示す構成に変更した以外は例1と同様の近赤外線カットフィルターとした。なお、表１０に、基本部のＴＨ１、ＴＬ１、ＴＨ１／ＴＬ１、調整部（調整部（１）＋調整部（２））のＴＨ２、ＴＬ２、およびＴＨ２／ＴＬ２を示す。
【０１１１】
【表９】
0005973747.tif 000010
【０１１２】
【表１０】
0005973747.tif 000011
【０１１３】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図１６に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。また、図１７、１８に、それぞれ、基本部、調整部のみを設けたときの結果を示す。
【０１１４】
図１６にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６２０ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６４ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は４４ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−９．２ｎｍとなる。
【０１１５】
なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１５ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５６ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２４１ｎｍとなる。また、基本部については、紫外光側半値波長が４２３ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−７ｎｍ、近赤外光側半値波長が６５６ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−１４ｎｍ、調整部３１２については、紫外光側半値波長が４１８ｎｍ、紫外光側半値波長シフト量が−１６ｎｍ、近赤外光側半値波長が６９９ｎｍ、近赤外光側半値波長シフト量が−３２ｎｍとなる。また、この近赤外線カットフィルターについては、阻止帯規定部、例えば後述するような実施例６の阻止帯規定部を併用することで、入射角θが０度のとき、４００〜７００ｎｍの波長範囲に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を形成できる。
【０１１６】
また、この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが４５度のときの分光透過率を求めた。図１６に、この近赤外線カットフィルターの結果を併せて示す。また、図１７、１８に、それぞれ、基本部、調整部のみを設けたときの結果を併せて示す。０度と４５度の分光透過率の比較においては、基本部は比較的相似に近い形でシフトしているが、調整部は分光透過率の波形自体が大きく変形している。例５の近赤外線カットフィルターは、これを利用して特定波長域（６３０ｎｍ付近）での透過率変化を抑制している。つまり、このようにすることで、特定波長域の見かけ上の波長シフトを最小限に抑えることが可能である。
【０１１７】
（例６）
近赤外線カットフィルターは、透明基材の一方の主面に透過帯規定部を有し、他方の主面に阻止帯規定部を有する構成とした。ここで、透明基材は、無色透明ガラス（ショット社製、商品名：Ｄ２６３Ｔ、厚み：０．３ｍｍ）とした。透過帯規定部の構成は、例５の透過帯規定部と同様とした。阻止帯規定部は、表１１に示すような構成とした。
【０１１８】
【表１１】
0005973747.tif 000012
【０１１９】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図１９に近赤外線カットフィルターの結果を示す。また、図２０に、阻止帯規定部のみを設けたときの結果を示す。さらに、図２１に後述する例９の結果との比較を示す。
【０１２０】
図１９にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６２５ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６５ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は４０ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−９．１ｎｍとなる。また、図２０にも示されるように、この阻止帯規定部については、入射角θが０度のとき、３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に平均透過率が５％以下となる紫外光側阻止帯、および８００〜１０００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に平均透過率が３％以下となる近赤外光側阻止帯を有する。
【０１２１】
なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１６ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５６ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２４０ｎｍとなる。また、入射角θが０度のとき、４００〜７００ｎｍの波長範囲に最大透過率が８５％以上となる透過帯、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲に最小透過率が１％以下となる近赤外光側阻止帯、および３５０〜４００ｎｍの波長範囲の少なくとも一部に最小透過率が１％以下となる紫外光側阻止帯を形成できる。
【０１２２】
（例７）
透過帯規定部の構成を表１２に示す構成に変更した以外は例１と同様の近赤外線カットフィルターとした。なお、表１３に、基本部のＴＨ１、ＴＬ１、ＴＨ１／ＴＬ１、調整部のＴＨ２、ＴＬ２、およびＴＨ２／ＴＬ２を示す。
【０１２３】
【表１２】
0005973747.tif 000013
【０１２４】
【表１３】
0005973747.tif 000014
【０１２５】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図２２に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。また、図２３、２４に、それぞれ、基本部、調整部のみを設けたときの結果を示す。
【０１２６】
図２２にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６１３ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６９ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は５６ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−１４．４ｎｍとなる。なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１８ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５７ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２３９ｎｍとなる。
【０１２７】
（例８）
透過帯規定部の構成を表１４に示す構成に変更した以外は例1と同様の近赤外線カットフィルターとした。なお、表１５に、基本部のＴＨ１、ＴＭ１、ＴＨ１／ＴＭ１、調整部のＴＨ２、ＴＬ２、およびＴＨ２／ＴＬ２を示す。ここで、ＴＭ１は、中屈折率膜としてのＴａ２Ｏ５膜（屈折率２．２）の平均光学膜厚である。
【０１２８】
【表１４】
0005973747.tif 000015
【０１２９】
【表１５】
0005973747.tif 000016
【０１３０】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図２５に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。
【０１３１】
図２５にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は６１８ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６８ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は５０ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−１６．１ｎｍとなる。なお、この透過帯規定部については、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１６ｎｍ、近赤外光側半値波長は６５９ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２４３ｎｍとなる。
【０１３２】
（例９）
近赤外線カットフィルターは、透明基材の一方の主面に透過帯規定部を有し、他方の主面に阻止帯規定部を有する構成とした。ここで、透明基材は、近赤外線カットガラス（旭硝子社製、商品名：ＮＦ−５０Ｔ、厚み：０．２６ｍｍ）とした。透過帯規定部、阻止帯規定部は、それぞれ表１６、１７に示すような構成とした。なお、この近赤外線カットフィルターは、透明基材として近赤外線を吸収するものを用いるとともに、このような透明基材に対して最適な光学多層膜を設けたものであり、固体撮像素子に好適な特性を有するものの一例となるものである。
【０１３３】
【表１６】
0005973747.tif 000017
【０１３４】
【表１７】
0005973747.tif 000018
【０１３５】
この近赤外線カットフィルターについて、光学シミュレーションにより、入射角θが０度のときの分光透過率、および入射角θが３０度のときの分光透過率を求めた。図２６に、近赤外線カットフィルターの結果を示す。
【０１３６】
図２６にも示されるように、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯と近赤外光側阻止帯との間の帯域における透過率が８０％となるときの波長は５９６ｎｍ、透過率が４０％となるときの波長は６６２ｎｍとなり、これらの絶対値での差（近赤外光側４０〜８０％波長差）は６６ｎｍとなる。また、近赤外光側平均シフト量は−５．６ｎｍとなる。なお、この近赤外線カットフィルターについては、入射角θが０度のとき、透過帯の紫外光側半値波長は４１６ｎｍ、近赤外光側半値波長は６４６ｎｍ、これらの絶対値での差（半値波長差）は２３０ｎｍとなる。
【０１３７】
以上の結果をまとめて表１８に示す。
【０１３８】
【表１８】
0005973747.tif 000019
【０１３９】
例１〜６の近赤外線カットフィルターによれば、透過率変化のなだらかさを表す指標となる近赤外光側４０〜８０％波長差を比較的に大きくできるとともに、近赤外光側平均シフト量を１４ｎｍ以下といった低い値に抑制できる。これにより、例えば例９に示すような理想的な近赤外線カットフィルター（吸収タイプの色ガラスフィルター）に近い特性とすることができる。一方、例７、８の近赤外線カットフィルターによれば、透過率変化のなだらかさを表す指標となる近赤外光側４０〜８０％波長差は比較的に大きくできるが、近赤外光側平均シフト量は１４ｎｍを超える値となる。
【符号の説明】
【０１４０】
１…近赤外線カットフィルター、２…透明基板、３…光学多層膜、３１…透過帯規定部、５…撮像装置、３２…阻止帯規定部、５１…固体撮像素子、５２…カバーガラス、５３…レンズ群、５４…絞り、５５…匡体、３１１…基本部、３１２…調整部
【図１】
0005973747.tif 000020
【図２】
0005973747.tif 000021
【図３】
0005973747.tif 000022
【図４】
0005973747.tif 000023
【図５】
0005973747.tif 000024
【図６】
0005973747.tif 000025
【図７】
0005973747.tif 000026
【図８】
0005973747.tif 000027
【図９】
0005973747.tif 000028
【図１０】
0005973747.tif 000029
【図１１】
0005973747.tif 000030
【図１２】
0005973747.tif 000031
【図１３】
0005973747.tif 000032
【図１４】
0005973747.tif 000033
【図１５】
0005973747.tif 000034
【図１６】
0005973747.tif 000035
【図１７】
0005973747.tif 000036
【図１８】
0005973747.tif 000037
【図１９】
0005973747.tif 000038
【図２０】
0005973747.tif 000039
【図２１】
0005973747.tif 000040
【図２２】
0005973747.tif 000041
【図２３】
0005973747.tif 000042
【図２４】
0005973747.tif 000043
【図２５】
0005973747.tif 000044
【図２６】
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