(57)【要約】  撮像デバイス１に設ける光学フィルタ１３には、水晶板２と、水晶板２上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群３とが設けられている。フィルタ群３は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタ３３と、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する第２フィルタ３５および第３フィルタ３６とが組み合わされて構成される。第２フィルタ３５および第３フィルタ３６では、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下であり、かつ、遮断特性を有する帯域が重複する。【選択図】図３
2011033984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像デバイスに設ける光学フィルタにおいて、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、
前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、
前記複数のフィルタでは、前記遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下であり、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記高屈折率材料には、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5が用いられ、
前記低屈折率材料には、ＳｉＯ2、またはＭｇＦ2が用いられることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５から略１：０．７５に設定されたことを特徴とする光学フィルタ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５：１から略０．７：１に設定されたことを特徴とする光学フィルタ。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群による透過特性を有する帯域は、可視域と、約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍであることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
前記複数のフィルタは、
前記遮断特性を有する帯域が約６００ｎｍ〜約７５０ｎｍの間に設定された第２フィルタと、
前記遮断特性を有する帯域が約７００ｎｍ〜約９００ｎｍの間に設定された第３フィルタとであることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群には、屈折率が変化する位置に調整層が含まれたことを特徴とする光学フィルタ。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
赤外域における透過幅は、約６５ｎｍ〜約２００ｎｍであることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項９】
撮像デバイスに設ける光学フィルタにおいて、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、
前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、かつ、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５から略１：０．７５に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする光学フィルタ。
【請求項１０】
撮像デバイスに設ける光学フィルタにおいて、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、
前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、かつ、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５：１から略０．７：１に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする光学フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、撮像デバイスに設ける光学フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に代表される電子カメラの光学系では、光軸に沿って被写体側から、結合光学系、赤外線カットフィルタ、光学ローパスフィルタ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ）やＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ）等の撮像素子が順に配設されている（例えば、特許文献１参照）。なお、ここでいう撮像素子は、人の目が視認可能な波長帯域の光線（可視光線）よりも広い波長帯域の光線に応答する感度特性を有している。そのため、撮像素子は、可視光線に加えて、赤外域や紫外域の光線にも応答する。【０００３】
人の目は、暗所において４００ｎｍ〜６２０ｎｍ程度の範囲の波長の光線に応答し、明所において４２０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の範囲の波長の光線に応答する。これに対し、例えば、ＣＣＤでは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長の光線に高感度で応答し、さらに４００ｎｍ未満の波長の光線や７００ｎｍを越える波長の光線にも応答する。【０００４】
このため、下記する特許文献１に記載の撮像デバイスでは、撮像素子であるＣＣＤのほかに赤外線カットフィルタを設けて、撮像素子に赤外域の光線を到達させないようにし、人の目に近い撮像画像が得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、撮像デバイスには、一般的なビデオカメラやデジタルスチルカメラ以外に、監視カメラなどの通常の撮影とは異なる他の用途で用いる撮像デバイスがある。【０００７】
例えば、監視カメラでは、昼間だけではなく、夜間の暗視での監視撮影も行う必要がある。夜間などの暗視下における撮影では、人の目では見えない状態での撮影となるので、通常の可視域を撮影の帯域とするカメラでは暗視下における撮影を行うことができない。そのため、現在、夜間などの暗視下における撮影は、赤外域の光線を用いて行なわれているが、上記の特許文献１に記載の撮像デバイスでは、赤外域の光線をカットする赤外線カットフィルタを設けているので、暗視での撮影に用いることができない。【０００８】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても光の透過が可能な光学フィルタ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】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる撮像デバイスに設ける光学フィルタは、透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、前記複数のフィルタでは、前記遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下であり、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする。【００１０】
本発明によれば、可視域と、所望の赤外域において透過特性を有することが可能となり、その結果、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても撮影を行うことが可能となる。【００１１】
また、本発明によれば、前記複数のフィルタでは、前記遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下であり、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複するので、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することが可能となる。【００１２】
ところで、本発明でいう第１フィルタと、その他の従来の１つのフィルタとの組み合わせによって、可視域とは別に赤外域に透過特性を有することはできるが、この場合、可視域以外に、可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域に透過特性を有することはできない。しかしながら、本発明によれば、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下を含む帯域、もしくは約９００ｎｍ以下の帯域のみに透過特性を有することが可能となる。【００１３】
前記構成において、前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、前記高屈折率材料には、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5が用いられ、前記低屈折率材料には、ＳｉＯ2、またはＭｇＦ2が用いられてもよい。【００１４】
なお、高屈折率材料にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5を用い、低屈折率材料にＳｉＯ2、またはＭｇＦ2を用いた、遮断特性を有する光学フィルタの場合、その遮断帯域の幅は、基本的に２５０ｎｍ程度となり、変更することが難しい。これは、光学材料の屈折率により遮断帯の幅が決まることに関係する。そのため、これら光学材料を用いて、可視域と赤外域との２つの帯域に透過特性を有する光学フィルタの場合、赤外域の透過帯域は９００ｎｍ超となってしまい、赤外域の透過帯域の立ち上がり波長を任意に設定することができない。【００１５】
しかしながら、本構成によれば、前記透明基板と前記フィルタ群とが備えられ、前記フィルタ群は前記第１フィルタと前記複数のフィルタとが組み合わされて構成され、かつ、前記高屈折率材料からなる第１薄膜と、前記低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、前記高屈折率材料にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5が用いられ、前記低屈折率材料にＳｉＯ2、またはＭｇＦ2が用いられ、前記複数のフィルタでは、前記遮断特性を有する帯域がそれぞれ１５０ｎｍ以下であり、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複するので、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下を含む帯域、もしくは約９００ｎｍ以下の帯域のみに透過特性を有することが可能となる。その結果、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても夜間撮影に用いられる赤外線照明のＬＥＤライトの光の波長を透過することが可能となる。【００１６】
前記構成において、前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５から略１：０．７５に設定されてもよい。【００１７】
この場合、前記複数のフィルタそれぞれの遮断特性を有する帯域を約１５０ｎｍ以下にすることが可能であり、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することが可能となる。その結果、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下を含む帯域、もしくは約９００ｎｍ以下の帯域のみに透過特性を有することが可能となる。【００１８】
前記構成において、前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５：１から略０．７：１に設定されてもよい。【００１９】
この場合、前記複数のフィルタそれぞれの遮断特性を有する帯域を約１５０ｎｍ以下にすることが可能であり、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することが可能となる。その結果、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下を含む帯域、もしくは約９００ｎｍ以下の帯域のみに透過特性を有することが可能となる。【００２０】
前記構成において、前記フィルタ群による透過特性を有する帯域は、可視域と、約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍであってもよい。【００２１】
この場合、通常２つのフィルタを組み合わせることでは実現不可能な可視域と、この可視域近傍の近赤外域の約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍとの帯域のみにおける透過を、前記第１フィルタと前記複数のフィルタとの組み合わせから実現している。そのため、夜間撮影に用いられる赤外線照明のＬＥＤライトの主要な中心波長（例えば、約８４０ｎｍ、約９５０ｎｍなど）に対応させることが可能となり、これらの波長帯域外の不要な近赤外光や遠赤外光の遮断を確実に行うことが可能となる。その結果、ＬＥＤライトなどのＬＥＤ光源を用いた赤外域での透過を可能とし、夜間などの暗視下における撮影に好適である。【００２２】
前記構成において、前記複数のフィルタは、前記遮断特性を有する帯域が約６００ｎｍ〜約７５０ｎｍの間に設定された第２フィルタと、前記遮断特性を有する帯域が約７００ｎｍ〜約９００ｎｍの間に設定された第３フィルタとであってもよい。【００２３】
この場合、人の目の感度特性（のうち明所）における応答部分から、その隣接する近赤外の光（例えば、光量の中心波長約８４０ｎｍのＬＥＤライトの中心波長の加減部分まで）をリップルなく、２つの透過帯域の間の遮断特性を有する帯域では透過率３％以下とすることが可能となる。なお、具体的に、前記第２フィルタの前記遮断特性を有する帯域が、約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍの間に設定され、前記第３フィルタの前記遮断特性を有する帯域が、約７５０ｎｍ〜約９００ｎｍの間に設定された場合、光量の中心波長約９５０ｎｍのＬＥＤライトの光を効率よく撮影することが可能となる。【００２４】
前記構成において、前記フィルタ群には、屈折率が変化する位置に調整層が含まれてもよい。【００２５】
この場合、前記フィルタ群に前記調整層が含まれているので、リップルの発生を抑制することが可能となり、特に透過させたい波長領域におけるリップルの発生を抑制することが可能となり、急峻に変位する透過率の変移量も抑えることが可能となる。【００２６】
前記構成において、赤外域における透過幅は、約６５ｎｍ〜約２００ｎｍであってもよい。【００２７】
この場合、赤外域における透過幅を短い所望の幅に設定することが可能であり、具体的に、夜間撮影に用いられる赤外線照明のＬＥＤライトの光の波長（約１００ｎｍ程度の照射波長幅）のみを透過することが可能となり、ＬＥＤライトから照射され、被写体で反射された光を効率よく撮影することが可能となる。【００２８】
また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる撮像デバイスに設ける光学フィルタは、透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、かつ、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５から略１：０．７５に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする。本発明によれば、前記複数のフィルタでは、前記複数のフィルタそれぞれにおいて、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５から略１：０．７５に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複するので、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することが可能となる。【００２９】
または、上記の目的を達成するため、本発明にかかる撮像デバイスに設ける光学フィルタは、透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、かつ、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５：１から略０．７：１に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする。本発明によれば、前記複数のフィルタでは、前記複数のフィルタそれぞれにおいて、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５：１から略０．７：１に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複するので、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することが可能となる。【００３０】
上記のように、本発明によれば、可視域と、所望の赤外域とにおいて透過特性を有することが可能となり、その結果、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても撮影を行うことが可能となる。【００３１】
ところで、本発明でいう第１フィルタと、その他の従来の１つのフィルタとの組み合わせによって、可視域とは別に赤外域に透過特性を有することはできるが、この場合、可視域以外に、可視域近傍の約９００ｎｍ以下を含む帯域、もしくは約９００ｎｍ以下の帯域のみに透過特性を有することはできない。しかしながら、本発明によれば、前記複数のフィルタそれぞれの遮断特性を有する帯域を約１５０ｎｍ以下にすることが可能であり、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することが可能となる。その結果、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下を含む帯域、もしくは約９００ｎｍ以下の帯域のみに透過特性を有することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても撮影が可能な光学フィルタおよび撮像デバイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる撮像デバイスの概略構成図である。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる光学フィルタの構成を示す概略構成図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる光学フィルタの透過特性を示す概略図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかる第１フィルタの透過特性を示す概略図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかる第２フィルタの透過特性を示す概略図である。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる第３フィルタの透過特性を示す概略図である。
【図７】図７は、本実施例にかかる光学フィルタの透過特性を示す図である。
【図８】図８は、本実施例２にかかる光学フィルタの透過特性を示す図である。
【図９】図９は、本実施例３にかかる光学フィルタの透過特性を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施例４にかかる光学フィルタの透過特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
本実施の形態にかかる撮像デバイス１には、図１に示すように、光軸１１に沿って外部の被写体側から、少なくとも、外部から光を入射する結合光学系であるレンズ１２、光学フィルタ１３、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子１４が順に配設されている。なお、この撮像デバイス１には、ＬＥＤライト１５が設けられ、夜間はＬＥＤライト１５を被写体に向けて照射することで、夜間の撮影補助を行う。本実施の形態では、ＬＥＤライトからピーク波長８５０ｎｍの光を照射する。
【００３６】
光学フィルタ１３には、図１，２に示すように、透明基板である水晶板２と、この水晶板２の一主面２１上に形成され、可視域と赤外域との２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群３と、水晶板２の他主面２２上に形成されたＡＲコート（図示省略）とが設けられている。なお、フィルタ群３は、ＩＲカットフィルタに対応するものであるが、赤外域に透過特性を有するので、実際はＩＲカットフィルタとは異なるフィルタである。
【００３７】
フィルタ群３は、図２に示すように、高屈折率材料からなる第１薄膜３１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２とが交互に複数積層されてなる。そのため、水晶板２の一主面２１側から数えて奇数番目の層が第１薄膜３１により構成され、偶数番目の層が第２薄膜３２により構成されている。なお、この実施の形態では、第１薄膜にＴｉＯ2が用いられ、第２薄膜にＳｉＯ2が用いられ、フィルタ群３は、水晶板２の一主面２１側から順に序数詞で定義される複数層、本実施の形態では１層、２層、３層・・・４９層から構成されている。これら１層、２層、３層・・・４９層それぞれの層は、第１薄膜３１と第２薄膜３２とが積層されて構成されている。まあ、積層される第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が異なることにより１層、２層、３層・・・４９層それぞれの厚さが異なる。なお、ここでいう光学膜厚は、下記する数式１により求められる。
【数式１】
【００３８】
Ｎｄ＝λ／４（Ｎｄ：光学膜厚、ｄ：物理膜厚、Ｎ：屈折率、λ：中心波長）
このフィルタ群３の製造方法に関して、水晶板２の一主面２１に対して、周知の真空蒸着装置（図示省略）によってＴｉＯ2とＳｉＯ2とが交互に真空蒸着され、図２に示すようなフィルタ群３が形成される。なお、第１薄膜３１および第２薄膜３２の膜厚調整は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源（図示省略）近傍に設けられたシャッター（図示省略）を閉じるなどして蒸着物質（ＴｉＯ2、ＳｉＯ2）の蒸着を停止することにより行われる。
【００３９】
また、上記のフィルタ群３は、図２に示すように、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタ３３と、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタと、屈折率が変化する位置に配する調整層３４とが組み合わされて構成されている。なお、本実施の形態における調整層３４の屈折率が変化する位置とは、複数のフィルタと水晶板２との界面であり、複数のフィルタと水晶板２の間に調整層３４が介層されている。
【００４０】
このフィルタ群３による透過特性を有する帯域（透過帯域ともいう）は、図３に示すように、可視域（本実施例では、約４２０ｎｍ〜約６５０ｎｍ）と、可視域に近い近赤外域の近赤外帯域（本実施の形態では、約８００ｎｍ〜約９００ｎｍの約１００ｎｍ）である。なお、フィルタ群３の透過帯域と遮断帯域とにおける臨界値（上限値と下限値）は、それぞれ「約」を付すように、それぞれ厳密に限定されるものではない。
【００４１】
次に、フィルタ群３の第１フィルタ３３と複数のフィルタとについて、それぞれ詳説する。
【００４２】
第１フィルタ３３は、可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域（本実施の形態では約３８０ｎｍ〜約９００ｎｍ）において透過特性を有する。具体的に、第１フィルタ３３は、図４に示すように、約３８０ｎｍ〜約９００ｎｍにおいて透過特性を有し、約３８０ｎｍ未満と約９００ｎｍ超において遮断特性を有する。この第１フィルタ３３の第１薄膜３１および第２薄膜３２は、次のように設計されている。なお、第１フィルタ３３の透過帯域と遮断帯域とにおける臨界値（上限値と下限値）は、それぞれ「約」を付すように、それぞれ厳密に限定されるものではない。
【００４３】
第１薄膜３１には高屈折率材料であるＴｉＯ2が用いられ、第２薄膜３２には低屈折率材料であるＳｉＯ2が用いられている。第１フィルタ３３における第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：１に設定されている。なお、ここでいう光学膜厚比は、「略」を付すように、１：１に厳密に限定されるものにかぎらない。
【００４４】
複数のフィルタは、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１００ｎｍ以下であり、かつ、遮断特性を有する帯域が重複するものである。本実施の形態では、遮断特性を有する帯域が約６５０ｎｍ〜約７４０ｎｍの間に設定された第２フィルタ３５と、遮断特性を有する帯域が約７００ｎｍ〜約８００ｎｍの間に設定された第３フィルタ３６とで構成されている。また、図２に示すように、第２フィルタ３５上に第３フィルタ３６が積層されている。なお、本実施の形態にかかる複数のフィルタでは、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１００ｎｍ以下であるが、これは好適な例でありこれに限定されるものではなく、約１５０ｎｍ以下であればよい。なお、第２フィルタ３５や第３フィルタ３６の透過帯域と遮断帯域とにおける臨界値（上限値と下限値）は、それぞれ「約」を付すように、それぞれ厳密に限定されるものではない。
【００４５】
第２フィルタ３５は、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（本実施の形態では約７４０ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（本実施の形態では約６５０ｎｍ〜約７４０ｎｍ）において遮断特性を有する。具体的に、第２フィルタ３５は、図５に示すように、約３８０ｎｍ〜約６５０ｎｍと約７４０ｎｍ超において透過特性を有し、約３８０ｎｍ未満と約６５０ｎｍ〜約７４０ｎｍにおいて遮断特性を有する。この第２フィルタ３５の第１薄膜３１および第２薄膜３２は、次のように設計されている。
【００４６】
第２フィルタ３５の第１薄膜３１には高屈折率材料であるＴｉＯ2が用いられ、第２薄膜３２には低屈折率材料であるＳｉＯ2が用いられている。第２フィルタ３５の複数の第１薄膜３１のうち、第２フィルタ３５の最上層（図２に示す左側）に位置する第１薄膜３１は、他の第１薄膜３１よりも物理膜厚が約半分に設定されている。また、第２フィルタ３５における第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１．０００：０．５００から略１．０００：０．７５０に設定されている。具体的に、本実施の形態では、第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１．０００：０．５３８に設定されている。なお、ここでいう光学膜厚比は、「略」を付すように、厳密に限定されるものにかぎらない。
【００４７】
第３フィルタ３６は、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（本実施の形態では約８００ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（本実施の形態では約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ）において遮断特性を有する。具体的に、第３フィルタ３６は、図６に示すように、約３８０ｎｍ未満と約４２０ｎｍ〜約７００ｎｍと約８００ｎｍ超において透過特性を有し、約３８０ｎｍ〜約４２０ｎｍと約７００ｎｍ〜約８００ｎｍにおいて遮断特性を有する。この第３フィルタ３６の第１薄膜３１および第２薄膜３２は、次のように設計されている。
【００４８】
第３フィルタ３６の第１薄膜３１には高屈折率材料であるＴｉＯ2が用いられ、第２薄膜３２には低屈折率材料であるＳｉＯ2が用いられている。第３フィルタ３６の複数の第１薄膜３１のうち、第３フィルタ３６の最下層（図２に示す右側）に位置する第１薄膜３１は、他の第１薄膜３１よりも物理膜厚が約半分に設定されている。また、第３フィルタ３６における第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１．０００：０．５００から略１．０００：０．７５０に設定されている。具体的に、本実施の形態では、第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５４０に設定されている。なお、ここでいう光学膜厚比は、「略」を付すように、厳密に限定されるものにかぎらない。
【００４９】
上記の第２フィルタ３５と第３フィルタ３６とでは、第２フィルタ３５の最上層（図２に示す左側）に位置する第１薄膜３１と、第３フィルタ３６の最下層（図２に示す右側）に位置する第１薄膜３１とが積層されて、１つの第１薄膜３１が形成される。
【００５０】
上記の構成により、本実施の形態にかかる光学フィルタ１３では、図３に示すような透過特性が得られる。
【００５１】
次に、この実施の形態にかかる光学フィルタ１３の波長特性を実際に測定し、その測定結果や構成を実施例として図７や表１に示す。
【００５２】
［実施例］
本実施例では、透明基板として、大気中における屈折率が１．５４である水晶板２を用いている。また、第１薄膜３１として、大気中における屈折率が２．３０であるＴｉＯ2を用い、第２薄膜３２として、大気中における屈折率が１．４６であるＳｉＯ2を用いている。
【００５３】
また、フィルタ群３は４９層からなっており、上記のフィルタ群３の製造方法により、最適化が行なわれた状態で第１薄膜３１および第２薄膜３２が形成されてフィルタ群３が構成され、図７に示すような透過特性が得られる。なお、この実施例では、光線の入射角を０度、すなわち光線を垂直入射させている。
【００５４】
【表１】
2011033984.tif 000003
【００５５】
表１は、光学フィルタ１３のフィルタ群３の組成及び各薄膜（第１薄膜３１、第２薄膜３２）の光学膜厚を示している。本実施例の設計波長は７００ｎｍである。
【００５６】
また、この実施例では、表１に示すように、フィルタ群３は、高屈折率材料からなる第１薄膜３１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２とが交互に４９層積層されてなる。このフィルタ群３の４９層のうち１層〜３層が調整層３４として構成され、４層〜２９層が複数のフィルタとして構成され、２９層〜４９層が第１フィルタ３３として構成されている。なお、第２フィルタ３５の最上層（図２に示す左側）に位置する第１薄膜３１と、第３フィルタ３６の最下層（図２に示す右側）に位置する第１薄膜３１とが積層されて形成される１つの第１薄膜３１は、２９層の第１薄膜である。また、本実施例では、複数のフィルタである第２フィルタ３５と第３フィルタ３６とにおける膜構成（第１薄膜３１および第２薄膜３２の光学膜厚など）が近い構成からなる。
【００５７】
図７に示すように、この実施例にかかる光学フィルタ１３では、可視域である約４２０ｎｍから約６５０ｎｍまでの波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、かつ、赤外域（特に近赤外域）である約８００ｎｍから約９００ｎｍまでの約１００ｎｍの帯域の波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、それ以外の帯域を遮断している。なお、本実施例では、透過率５０％となる半値波長を、透過帯域と遮断帯域とにおける臨界値（上限値と下限値）としている。そのため、本実施例における赤外域の透過帯域は、約８００ｎｍから約９００ｎｍまでの約１００ｎｍの帯域となる。
【００５８】
上記の本実施の形態、実施例にかかる光学フィルタ１３によれば、可視域と、所望の赤外域において透過特性を有することが可能となり、その結果、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても撮影を行うことが可能となる。
【００５９】
特に、光学フィルタ１３によれば、水晶板２とフィルタ群３とからなり、フィルタ群３は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタ３３と、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、複数のフィルタでは、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下（本実施の形態では、約１００ｎｍ）であり、かつ、遮断特性を有する帯域が重複するので、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することができる。
【００６０】
ところで、本実施の形態にかかる第１フィルタ３３と、その他の従来の１つのフィルタとの組み合わせによって、可視域とは別に赤外域に透過特性を有することはできるが、この場合、可視域以外に、可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域に透過特性を有することはできない。しかしながら、光学フィルタ１３によれば、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域（本実施の形態では約９００ｎｍ以下の帯域のみ）に透過特性を有することができる。
【００６１】
具体的に、本実施の形態では、フィルタ群３は、高屈折率材料からなる第１薄膜３１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２とが交互に複数積層されてなり、高屈折率材料には、ＴｉＯ2が用いられ、低屈折率材料には、ＳｉＯ2が用いられている。ところで、高屈折率材料にＴｉＯ2を用い、低屈折率材料にＳｉＯ2を用いた、遮断特性を有する光学フィルタの場合、その遮断帯域の幅は、基本的に２５０ｎｍ程度となり、変更することが難しい。これは、光学材料の屈折率により遮断帯の幅が決まることに関係する。そのため、このような光学材料を用いて、可視域と赤外域との２つの帯域に透過特性を有する光学フィルタの場合、赤外域の透過帯域は約９００ｎｍ超となってしまい、赤外域の透過帯域の立ち上がり波長を任意に設定することができない。例えば、遮断帯域の幅が２５０ｎｍ程度の場合、遮断帯域の短波長側の半値を６５０ｎｍとする場合、遮断帯域の幅が２５０ｎｍであるので、遮断帯域の長波長側の半値は９００ｎｍ超になる。
【００６２】
しかしながら、本実施の形態によれば、水晶板２とフィルタ群３とが備えられ、フィルタ群３は第１フィルタ３３と第２フィルタ３５および第３フィルタ３６とが組み合わされて構成され、かつ、高屈折率材料からなる第１薄膜３１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２とが交互に複数積層されてなり、高屈折率材料にＴｉＯ2が用いられ、低屈折率材料にＳｉＯ2が用いられ、第２フィルタ３５および第３フィルタ３６では、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下（本実施の形態では約１００ｎｍ以下）であり、かつ、遮断特性を有する帯域が重複するので、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域（本実施の形態では約９００ｎｍ以下の帯域のみ）に透過特性を有することができる。その結果、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても夜間撮影に用いられる赤外線照明のＬＥＤライトの光の波長を透過することができる。
【００６３】
また、フィルタ群３は、高屈折率材料からなる第１薄膜３１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２とが交互に複数積層されてなり、第２フィルタ３５および第３フィルタ３６それぞれでは、第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１．０００：０．５００から略１．０００：０．７５０に設定されているので、第２フィルタ３５および第３フィルタ３６それぞれの遮断特性を有する帯域を約１５０ｎｍ以下にすることができ、可視域と、赤外域の所望の帯域のみにおいて透過特性を有することができる。その結果、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域（本実施の形態では約９００ｎｍ以下の帯域のみ）に透過特性を有することができる。なお、本実施の形態では、第２フィルタ３５における第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１．０００：０．５００から略１．０００：０．７５０に設定されているが、これに限定されるものではなく、第２フィルタ３５における第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５０：１．０００から略０．７００：１．０００に設定されてもよい。この場合であっても、第２フィルタ３５および第３フィルタ３６それぞれでは、第１薄膜３１の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜３２の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１．０００：０．５００から略１．０００：０．７５０に設定されている構成と同様の効果を有する。
【００６４】
また、フィルタ群３による透過特性を有する帯域は、可視域と、約８００ｎｍ〜約９００ｎｍであるので、通常２つのフィルタを組み合わせることでは実現不可能な可視域（本実施の形態では、約４２０ｎｍ〜約６５０ｎｍ）と、この可視域近傍の近赤外域の８００ｎｍ〜９００ｎｍとの帯域のみにおける透過を、第１フィルタ３３と複数のフィルタとの組み合わせから実現している。そのため、夜間撮影に用いられる赤外線照明のＬＥＤライト１５の主要な中心波長（本実施の形態では、約８５０ｎｍ）に対応させることができ、これらの波長帯域外の不要な近赤外光や遠赤外光の遮断を確実に行うことができる。その結果、ＬＥＤライト１５などのＬＥＤ光源を用いた赤外域での透過を可能とし、夜間などの暗視下における撮影に好適である。
【００６５】
また、複数のフィルタは、遮断特性を有する帯域が約６００ｎｍ〜約７５０ｎｍの間に設定された第２フィルタ３５（遮断帯域：約６５０ｎｍ〜約７４０ｎｍ）と、遮断特性を有する帯域が約７００ｎｍ〜約９００ｎｍの間に設定された第３フィルタ３６（遮断帯域：約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ）とであるので、人の目の感度特性（のうち明所）における応答部分から、その隣接する近赤外の光（本実施の形態では、光量の中心波長約８５０ｎｍのＬＥＤライト１５の中心波長の加減部分まで）をリップルなく、２つの透過帯域の間の遮断特性を有する帯域では透過率３％以下とすることができる。なお、具体的に、第２フィルタ３５の遮断特性を有する帯域が、約６５０ｎｍ〜約７４０ｎｍの間に設定され、第３フィルタ３６の遮断特性を有する帯域が、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍの間に設定された場合、光量の中心波長約８４０ｎｍのＬＥＤライトの光を効率よく撮影することができる。
【００６６】
また、フィルタ群３には、屈折率が変化する位置に調整層３４が含まれているので、リップルの発生を抑制することができ、特に透過させたい波長領域におけるリップルの発生を抑制することができ、急峻に変位する透過率の変移量も抑えることができる。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、赤外域における透過幅が約１００ｎｍであるように、赤外域における透過幅を短い所望の幅に設定することができる。具体的に、夜間撮影に用いられる赤外線照明のＬＥＤライト１５の光の波長（約１００ｎｍ程度の照射波長幅）のみを透過することができ、ＬＥＤライト１５から照射され、被写体で反射された光を効率よく撮影することができる。
【００６８】
また、上記のように、本実施の形態にかかる撮像デバイス１によれば、簡易な構成により、光量に影響を受けることなく昼間や夜間の暗視下などいずれの環境であっても撮影を行うことができる。すなわち、赤外線カットを目的とした昼間の撮影と、赤外線カットを目的としない夜間などの暗視下での撮影において光路長を変更することなく好適に行うことができる。
【００６９】
また、本実施の形態にかかる撮像デバイス１によれば、光軸１１に沿って外部の被写体側から、少なくとも、レンズ１２、光学フィルタ１３、撮像素子１４が順に配設されるので、可視域において透過させ、かつ、赤外域の所望帯域において透過させることができ、その結果、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても撮影ができる。
【００７０】
なお、上記の本実施の形態では、４９層のフィルタ群３について説明しているが、フィルタ群３の層数はこれに限定されるものではなく、任意に設定可能である。
【００７１】
また、本実施の形態では、透明基板に水晶板２を用いているが、これに限定されるものではなく、光線が透過可能な基板であれば、例えばガラス板であってもよい。また、水晶板２も限定されるものではなく、単板の水晶板、例えば複屈折板であってもよく、複数枚からなる複屈折板であってもよい。また、水晶板とガラス板を組合わせて透明基板を構成してもよい。
【００７２】
また、本実施の形態では、第１薄膜３１にＴｉＯ2を用いているが、これに限定されるものではなく、第１薄膜３１が高屈折率材料からなっていればよく、例えば、Ｎｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5を用いてもよい。なお、Ｎｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5は、ＴｉＯ2と略同じ屈折率を有するので、第１薄膜３１にＮｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5を用いた場合、上記の実施例と同様の効果を有する。
【００７３】
また、本実施の形態では、第２薄膜３２にＳｉＯ2を用いているが、これに限定されるものではなく、第２薄膜３２が低屈折率材料からなっていればよく、例えば、ＭｇＦ2を用いてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、複数のフィルタを、第２フィルタ３５と第３フィルタ３６とで構成しているが、これはフィルタの厚みを薄くすることができる好適な例であり、これに限定されるものではない。例えば、複数のフィルタは３つ以上のフィルタで構成されてもよく、この場合、さらに自由度の高い透過帯域の設計が可能となる。
【００７５】
また、本実施の形態では、フィルタ群３を真空蒸着法により水晶板２に形成しているが、これに限定されるものではなく、これらフィルタ群３をイオンアシスト蒸着法やスパッタリング法などの他の手法により水晶板２に形成してもよい。
【００７６】
また、本実施の形態では、水晶板２の一主面２１（片面）上にフィルタ群３を設けているが、これに限定されるものではなく、水晶板２の両主面（一主面２１，他主面２２）上にフィルタ群３を設けてもよい。
【００７７】
また、本実施の形態では、フィルタ群３による可視域に近い近赤外域の近赤外帯域の透過特性を有する帯域は、約８００ｎｍ〜約９００ｎｍの約１００ｎｍとなっているが、これは、赤外線照明のＬＥＤライト１５を用いた好適な例であり、これに限定されるものではなく、赤外域における透過幅が約６５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内に設定されることで、同様の効果を有する。
【００７８】
以下に、赤外域における透過幅が約６５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内に設定される具体例（実施例２〜実施例４）を示す。なお、下記の実施例２〜実施例４では、上記の実施例１に比べて透過帯域と遮断領域が異なるが、これは単なる設計変更によるものである。
【００７９】
［実施例２］
本実施例２では、上記の実施例１に対して、フィルタ群３が異なる。そのため、実施例１と同一構成による作用効果及び変形例は、上記の実施例１と同様の作用効果及び変形例を有する。そこで、本実施例２では、上記の実施例１と異なる構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。
【００８０】
図８に示すように、実施例２にかかる光学フィルタ１３では、可視域である約４１０ｎｍから約６５０ｎｍまでの波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、かつ、赤外域（特に近赤外域）である約８３５ｎｍから約９００ｎｍまでの約６５ｎｍの帯域の波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、それ以外の帯域を遮断している。なお、本実施例２では、透過率５０％となる半値波長を、透過帯域と遮断帯域とにおける臨界値（上限値と下限値）とする。
【００８１】
フィルタ群３を詳説すると、第１フィルタ３３は、可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域（約４１０ｎｍ〜約９００ｎｍ）において透過特性を有し、約４１０ｎｍ未満と約９００ｎｍ超において遮断特性を有する。
【００８２】
また、複数のフィルタは、遮断特性を有する帯域が約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍの間に設定された第２フィルタ３５と、遮断特性を有する帯域が約７２５ｎｍ〜約８３５ｎｍの間に設定された第３フィルタ３６とで構成され、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１００ｎｍ以下であり、かつ、遮断特性を有する帯域が重複する。
【００８３】
第２フィルタ３５は、可視域（約３９０ｎｍ〜約６５０ｎｍ）と、可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（約７５０ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ）において遮断特性を有する。
【００８４】
第３フィルタ３６は、可視域（約４１０ｎｍ〜約７２５ｎｍ）と、可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（約８３５ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（約７２５ｎｍ〜約８３５ｎｍ）において遮断特性を有する。
【００８５】
上記構成からなる実施例３にかかる光学フィルタ１３によれば、図８に示すように、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域のみに透過特性を有することができる。
【００８６】
［実施例３］
本実施例３では、上記の実施例１に対して、フィルタ群３が異なる。そのため、実施例１と同一構成による作用効果及び変形例は、上記の実施例１と同様の作用効果及び変形例を有する。そこで、本実施例３では、上記の実施例１と異なる構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。
【００８７】
図９に示すように、実施例３にかかる光学フィルタ１３では、可視域である約４１０ｎｍから約６５０ｎｍまでの波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、かつ、赤外域（特に近赤外域）である約８５５ｎｍから約９２０ｎｍまでの約６５ｎｍの帯域の波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、それ以外の帯域を遮断している。なお、本実施例３では、透過率５０％となる半値波長を、透過帯域と遮断帯域とにおける臨界値（上限値と下限値）とする。
【００８８】
フィルタ群３を詳説すると、第１フィルタ３３は、可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域（約４１０ｎｍ〜約９２０ｎｍ）において透過特性を有し、約４１０ｎｍ未満と約９２０ｎｍ超において遮断特性を有する。
【００８９】
また、複数のフィルタは、遮断特性を有する帯域が約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍの間に設定された第２フィルタ３５と、遮断特性を有する帯域が約７４５ｎｍ〜約８５５ｎｍの間に設定された第３フィルタ３６とで構成され、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１００ｎｍ以下であり、かつ、遮断特性を有する帯域が重複する。
【００９０】
第２フィルタ３５は、可視域（約３９０ｎｍ〜約６５０ｎｍ）と、可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（約７５０ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（約６５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ）において遮断特性を有する。
【００９１】
第３フィルタ３６は、可視域（約４１０ｎｍ〜約７４５ｎｍ）と、可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（約８５５ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（約７４５ｎｍ〜約８５５ｎｍ）において遮断特性を有する。
【００９２】
上記構成からなる実施例４にかかる光学フィルタ１３によれば、図９に示すように、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域を含む約８５５ｎｍ〜約９２０ｎｍに透過特性を有することができる。
【００９３】
［実施例４］
本実施例４では、上記の実施例１に対して、フィルタ群３が異なる。そのため、実施例１と同一構成による作用効果及び変形例は、上記の実施例１と同様の作用効果及び変形例を有する。そこで、本実施例４では、上記の実施例１と異なる構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。
【００９４】
図１０に示すように、実施例４にかかる光学フィルタ１３では、可視域である約４５０ｎｍから約６６０ｎｍまでの波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、かつ、赤外域（特に近赤外域）である約８９０ｎｍから約９９０ｎｍまでの約１００ｎｍの帯域の波長の光線を透過し（透過率９０％以上）、それ以外の帯域を遮断している。なお、本実施例４では、透過率５０％となる半値波長を、透過帯域と遮断帯域とにおける臨界値（上限値と下限値）とする。
【００９５】
フィルタ群３を詳説すると、第１フィルタ３３は、可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域（約４５０ｎｍ〜約９９０ｎｍ）において透過特性を有し、約４５０ｎｍ未満と約９９０ｎｍ超において遮断特性を有する。
【００９６】
また、複数のフィルタは、遮断特性を有する帯域が約６６０ｎｍ〜約７６０ｎｍの間に設定された第２フィルタ３５と、遮断特性を有する帯域が約７１５ｎｍ〜約８１５ｎｍの間に設定された第３フィルタ３６と、遮断特性を有する帯域が約７７０ｎｍ〜約８９０ｎｍの間に設定された第４フィルタで構成され、遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１００ｎｍ程度であり、かつ、遮断特性を有する帯域が重複する。
【００９７】
第２フィルタ３５は、可視域（約３９０ｎｍ〜約６６０ｎｍ）と、可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（約７６０ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（約６６０ｎｍ〜約７６０ｎｍ）において遮断特性を有する。
【００９８】
第３フィルタ３６は、可視域（約４１０ｎｍ〜約７１５ｎｍ）と、可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（約８１５ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（約７１５ｎｍ〜約８１５ｎｍ）において遮断特性を有する。
【００９９】
第４フィルタは、可視域（約４５０ｎｍ〜約７７０ｎｍ）と、可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域（約８９０ｎｍ超）において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域（約７７０ｎｍ〜約８９０ｎｍ）において遮断特性を有する。
【０１００】
上記構成からなる実施例５にかかる光学フィルタ１３によれば、図１０に示すように、可視域と、可視域とは離間した可視域近傍の約９００ｎｍ以下の帯域を含む約８９０ｎｍ〜約９９０ｎｍに透過特性を有することができる。
【０１０１】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【０１０２】
また、この出願は、２００９年９月１５日に日本で出願された特願２００９−２１３３４８号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、監視カメラや車載カメラなど昼夜問わずに使用するカメラなどの撮像デバイスに好適である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  撮像デバイス
１１  光軸
１２  レンズ
１３  光学フィルタ
１４  撮像素子
１５  ＬＥＤライト
２  水晶板
２１  一主面
２２  他主面
３  フィルタ群
３１  第１薄膜
３２  第２薄膜
３３  第１フィルタ
３４  調整層
３５  第２フィルタ
３６  第３フィルタ
【図１】
2011033984.tif 000004
【図２】
2011033984.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像デバイスに設ける光学フィルタにおいて、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、
前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、
前記複数のフィルタでは、前記遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下であり、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記高屈折率材料には、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、またはＴａ2Ｏ5が用いられ、
前記低屈折率材料には、ＳｉＯ2、またはＭｇＦ2が用いられることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５から略１：０．７５に設定されたことを特徴とする光学フィルタ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５：１から略０．７：１に設定されたことを特徴とする光学フィルタ。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群による透過特性を有する帯域は、可視域と、約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍであることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
前記複数のフィルタは、
前記遮断特性を有する帯域が約６００ｎｍ〜約７５０ｎｍの間に設定された第２フィルタと、
前記遮断特性を有する帯域が約７００ｎｍ〜約９００ｎｍの間に設定された第３フィルタとであることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
前記フィルタ群には、屈折率が変化する位置に調整層が含まれたことを特徴とする光学フィルタ。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載の光学フィルタにおいて、
赤外域における透過幅は、約６５ｎｍ〜約２００ｎｍであることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項９】
撮像デバイスに設ける光学フィルタにおいて、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、
前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、かつ、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略１：０．５から略１：０．７５に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする光学フィルタ。
【請求項１０】
撮像デバイスに設ける光学フィルタにおいて、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、
前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、かつ、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなり、
前記複数のフィルタそれぞれでは、前記第１薄膜の積層合計の光学膜厚と、第２薄膜の積層合計の光学膜厚との光学膜厚比が、略０．４５：１から略０．７：１に設定され、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする光学フィルタ。
【請求項１１】
撮像デバイスにおいて、
請求項１乃至１０のうちいずれか１つに記載の光学フィルタが設けられたことを特徴とする撮像デバイス。
【請求項１２】
カメラの光学系において、
請求項１乃至１０のうちいずれか１つに記載の光学フィルタが設けられたことを特徴とする光学系。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、本発明は、撮像デバイスやカメラの光学系、およびこれら撮像デバイスや光学系に設ける光学フィルタに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても光の透過が可能な光学フィルタ、撮像デバイス、光学系を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる撮像デバイスに設ける光学フィルタは、透明基板と、前記透明基板上に形成され、可視域と赤外域の２つの波長帯域において透過特性を有するフィルタ群とが備えられ、前記フィルタ群は、可視域および可視域から連続した赤外域の予め設定した一帯域において透過特性を有する第１フィルタと、可視域および可視域から離間した赤外域の予め設定した他帯域において透過特性を有し、可視域と赤外域の他帯域との間の帯域において遮断特性を有する複数のフィルタとが組み合わされて構成され、前記複数のフィルタでは、前記遮断特性を有する帯域がそれぞれ約１５０ｎｍ以下であり、かつ、前記遮断特性を有する帯域が重複することを特徴とする。また、本発明にかかる撮像デバイスは、本発明にかかる光学フィルタが設けられたことを特徴とする。また、本発明にかかるカメラの光学系は、本発明にかかる光学フィルタが設けられたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明によれば、自然光が入る昼間だけでなく夜間などの暗視下であっても撮影が可能な光学フィルタ、撮像デバイス、光学系を提供することが可能となる。
【国際調査報告】
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