(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅含有弗リン酸ガラスまたは銅含有燐酸塩ガラスからなる基板と、前記基板に積層された光学多層膜とを有する近赤外線カットフィルタであって、
前記光学多層膜は、高屈折率膜と低屈折率膜とが繰り返して積層された赤外線反射膜を有し、
前記基板および前記光学多層膜の両者からなる光学特性は、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、３０°入射における波長（λ１）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ１−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ１−λ０））を合計回数で除して求められる０〜３０°の平均波長シフト（（Σ（λ１−λ０））／１６）が−１４ｎｍ以上である近赤外線カットフィルタ。
【請求項２】
銅含有弗リン酸ガラスまたは銅含有燐酸塩ガラスからなる基板と、前記基板に積層された光学多層膜とを有する近赤外線カットフィルタであって、
前記光学多層膜は、高屈折率膜と低屈折率膜とが繰り返して積層された赤外線反射膜を有し、
前記基板および前記光学多層膜の両者からなる光学特性は、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、４０°入射における波長（λ２）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ２−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ２−λ０））を合計回数で除して求められる０〜４０°の平均波長シフト（（Σ（λ２−λ０））／１６）が−３２ｎｍ超であり、３０°入射における波長（λ１）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ１−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ１−λ０））を合計回数で除して求められる０〜３０°の平均波長シフト（（Σ（λ１−λ０））／１６）が、−１４ｎｍ以上である近赤外線カットフィルタ。
【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において、
前記基板および前記光学多層膜の両者からなる光学特性は、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、透過率５％と透過率２０％との透過率差（５−２０）を３０°入射における透過率が５％のときの波長（λ４）と透過率が２０％のときの波長（λ５）との波長差（λ４−λ５）で除して求められる分光透過率曲線の傾き（（５−２０）／（λ４−λ５））が、透過率５％と透過率２０％との透過率差（５−２０）を垂直入射における透過率が５％のときの波長（λ６）と透過率が２０％のときの波長（λ７）との波長差（λ６−λ７）で除して求められる分光透過率曲線の傾き（（５−２０）／（λ６−λ７））以下である近赤外線カットフィルタ。
【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、ＺｒＯ２、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外線カットフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)等の固体撮像素子を用いて被写体を撮像している。これらの固体撮像素子は可視波長域から１１００ｎｍ付近の近赤外波長域に分光感度を有しており、単体では良好な色再現性を得ることができないことから、近赤外波長域の光を遮蔽するフィルタを用いて人の通常の視感度に補正している。すなわち、撮像レンズから固体撮像素子までの光路中に近赤外波長域の光を遮蔽するフィルタを設けている。このような用途に用いるフィルタには、可視波長域の光の透過率が高いことが要求され、高屈折率層と低屈折率層とを交互に複数積層した誘電体多層膜が用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、誘電体多層膜を有するフィルタは、光の入射角依存性を有しており、撮像装置に適用した場合、撮像レンズを通してフィルタに入射する光の入射角によってカットオフ波長が移動するため、撮影した画像の中心部と周辺部とで色目が変化することがある。
【０００４】
入射角依存性を低減する方法として、例えば、第１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層膜とを用い、第１の誘電体多層膜の反射帯域の幅を第２の誘電体多層膜の反射帯域の幅よりも狭くするとともに、第１の誘電体多層膜全体の平均屈折率を第２の誘電体多層膜全体の平均屈折率よりも高くする方法が知られている。このような方法によれば、平均屈折率が高い第１の誘電体多層膜によって入射角依存性を低減し、第２の誘電体多層膜と合わせて広い反射帯域を確保できる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、ダイクロイックミラーとして、高屈折率層と中屈折率層とからなる第１の選択透過多層膜と、高屈折率層と低屈折率層とからなる第２の選択透過多層膜とを組み合わせる方法が知られている。このような方法によれば、高屈折率層と中屈折率層とからなる第１の選択透過多層膜によって入射角依存性を低減できる（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７０８２５号公報
【特許文献２】特開２００７−１８３５２５号公報
【特許文献３】特開平１１−２０２１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、入射角依存性を低減するために種々の方法が検討されている。しかしながら、さらに良好な色再現性を得るために、透過率の低い領域における入射角依存性の低減が求められている。例えば、従来の方法については、透過率が５０％付近の入射角依存性を低減しており、これよりも透過率の低い領域、特に透過率が２０％以下の領域については、入射角依存性が十分に低減されていない。従来よりも良好な色再現性を得るためには、このような透過率が２０％以下の領域についても、入射角依存性を低減することが求められる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、透過率が２０％以下の領域における入射角依存性が低減された近赤外線カットフィルタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の近赤外線カットフィルタは、銅含有弗リン酸ガラスまたは銅含有燐酸塩ガラスからなる基板と、上記基板に積層された光学多層膜とを有する。上記光学多層膜は、高屈折率膜と低屈折率膜とが繰り返して積層された赤外線反射膜を有する。上記基板および上記光学多層膜の両者からなる光学特性は、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、３０°入射における波長（λ１）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ１−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ１−λ０））を合計回数で除して求められる０〜３０°の平均波長シフト（（Σ（λ１−λ０））／１６）が−１４ｎｍ以上である。
【００１０】
第２の近赤外線カットフィルタは、銅含有弗リン酸ガラスまたは銅含有燐酸塩ガラスからなる基板と、上記基板上に積層された光学多層膜とを有する。上記光学多層膜は、高屈折率膜と低屈折率膜とが繰り返して積層された赤外線反射膜を有する。上記基板および上記光学多層膜の両者からなる光学特性は、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、４０°入射における波長（λ２）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ２−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ２−λ０））を合計回数で除して求められる０〜４０°の平均波長シフト（（Σ（λ２−λ０））／１６）が−３２ｎｍ超である。また、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、３０°入射における波長（λ１）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ１−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ１−λ０））を合計回数で除して求められる０〜３０°の平均波長シフト（（Σ（λ１−λ０））／１６）が、−１４ｎｍ以上である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、透過率が２０％以下の領域における入射角依存性が低減された近赤外線カットフィルタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】近赤外線カットフィルタの一実施形態を示す断面図である。
【図２】撮像装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】例１の評価用フィルタの分光透過率を示す図である。
【図４】例２の評価用フィルタの分光透過率を示す図である。
【図５】例３の評価用フィルタの分光透過率を示す図である。
【図６】例４の評価用フィルタの分光透過率を示す図である。
【図７】図３の一部を拡大して示す図である。
【図８】図４の一部を拡大して示す図である。
【図９】図５の一部を拡大して示す図である。
【図１０】図６の一部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の近赤外線カットフィルタについて説明する。
図１は、近赤外線カットフィルタの一実施形態を示す断面図である。
近赤外線カットフィルタ１は、基板２と、この基板２に積層された光学多層膜３とを有する。
【００１４】
基板２は、銅含有弗リン酸ガラスまたは銅含有燐酸塩ガラスからなる。基板２が銅含有弗リン酸ガラスまたは銅含有燐酸塩ガラスからなる場合、近赤外線カットフィルタ１の分光透過率曲線において、可視光を透過させる透過帯から近赤外光を阻止する近赤外光側阻止帯にかけての傾きが緩やかになり、人間の視感度特性に近い分光透過率が得られる。
【００１５】
光学多層膜３は、高屈折率層３１と低屈折率層３２とが繰り返して積層され、赤外線反射膜として機能する。また、高屈折率層３１と、この高屈折率層３１に対して基板２とは反対側に積層される低屈折率層３２とから単位屈折率層３３が形成される。
【００１６】
なお、図示しないが、基板２の両主面のうち光学多層膜３が積層されていない主面には反射を防止するための反射防止膜が積層されてもよい。また、光学多層膜３は基板２の両側に分割して設けられてもよい。このように光学多層膜３が基板２の両側に分割されて設けられたとしても、分割されない場合と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
高屈折率層３１、低屈折率層３２は、必ずしも特定の屈折率を有する必要はなく、高屈折率層３１の屈折率が低屈折率層３２の屈折率よりも相対的に高ければよいが、通常、高屈折率層３１は２．０以上２．７以下の屈折率を有することが好ましく、低屈折率層３２は、１．３以上１．８以下の屈折率を有することが好ましく、１．４以上１．６以下の屈折率を有することがより好ましい。なお、光学多層膜３は、屈折率が１．４以上１．６以下の低屈折率層３２と、屈折率が１．６超１．８以下の低屈折率層３２とを同時に含むことができる。ここで、本明細書においては、屈折率は波長５５０ｎｍの光に対する屈折率を意味する。
【００１８】
高屈折率層３１の光学膜厚をｎＨｄＨ、低屈折率層３２の光学膜厚をｎＬｄＬとしたとき、光学多層膜３は、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３を５層以上含むことが好ましく、８層以上含むことがより好ましく、１０層以上含むことがさらに好ましい。
【００１９】
なお、光学多層膜３は、必ずしも単位屈折率層３３のみからなる必要はなく、積層方向の一方または双方の端部に、単位屈折率層３３を構成しないで単独で存在する高屈折率層３１または低屈折率層３２を有してもよい。また、個々の単位屈折率層３３のｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは、同一でもよいし、異なってもよい。
【００２０】
光学多層膜３がｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３を５層以上含む場合、透過率が２０％以下の領域における入射角依存性が低減しやすい。光学多層膜３は、透過率が２０％以下の領域における入射角依存性をさらに低減する観点から、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３を５層以上含むことが好ましく、８層以上含むことがより好ましく、１０層以上含むことがさらに好ましい。
【００２１】
光学多層膜３は、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの大きさに関わらず、２０層以上の単位屈折率層３３を含むことが好ましい。２０層以上の単位屈折率層３３を含む場合、透過率が２０％以下の領域における入射角依存性が低減しやすい。
【００２２】
光学多層膜３の生産性を重視する場合、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数が少ないほどよく、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数は、３０層未満が好ましく、２５層未満がより好ましい。
【００２３】
一方、透過率が２０％以下の領域における入射角依存性を低減することを重視する場合、特に入射角が大きいときの入射角依存性を低減することを重視する場合、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数が多いほどよく、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数は、３０層以上が好ましく、４０層以上がより好ましい。このような場合でも、光学多層膜３の生産性の観点から、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数は５０層以下が好ましい。
【００２４】
光学多層膜３が３０層以上の単位屈折率層３３を含む場合、光学多層膜３は、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３を１５層以上含むことが好ましく、２０層以上含むことがより好ましい。また、光学多層膜３が３０層以上の単位屈折率層３３を含む場合、光学多層膜３は、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３を１５層以上含むことが好ましく、２０層以上含むことがより好ましい。
【００２５】
特に、光学多層膜３が４０層以上の単位屈折率層３３を含む場合、光学多層膜３は、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３を２０層以上含むことが好ましく、２５層以上含むことがより好ましい。また、光学多層膜３が４０層以上の単位屈折率層３３を含む場合、光学多層膜３は、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３を２０層以上含むことが好ましく、２５層以上含むことがより好ましい。
【００２６】
光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３のｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの最小値は、０．１以上が好ましい。光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３のｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの最大値は、１００以下が好ましく、５０以下がより好ましく、単位屈折率層３３の層数が３０層未満の場合には２０以下がさらに好ましい。
【００２７】
光学多層膜３に含まれる全ての単位屈折率層３３のｎＨｄＨ／ｎＬｄＬを平均して求められる平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは３〜２０が好ましい。特に、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数が３０層未満の場合、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは３〜８が好ましく、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数が３０層以上の場合、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは７〜１８が好ましい。
【００２８】
光学多層膜３に含まれる高屈折率層３１の光学膜厚ｎＨｄＨの平均値である平均光学膜厚ｎＨｄＨは、２５０〜４００ｎｍが好ましく、２７０〜３７０ｎｍがより好ましく、２８０〜３５０ｎｍがさらに好ましい。光学多層膜３に含まれる低屈折率層３２の光学膜厚ｎＬｄＬの平均値である平均光学膜厚ｎＬｄＬは、５０〜２００ｎｍが好ましく、７０〜１６０ｎｍがより好ましく、８０〜１５０ｎｍがさらに好ましい。
【００２９】
光学多層膜３に含まれる個々の高屈折率層３１の光学膜厚ｎＨｄＨは、１０〜１３００ｎｍが好ましく、３０〜１１００ｎｍがより好ましく、３０〜８００ｎｍがさらに好ましい。特に、光学多層膜３に含まれる単位屈折率層３３の層数が３０層未満の場合、個々の高屈折率層３１の光学膜厚ｎＨｄＨは３０〜５００ｎｍが好ましい。光学多層膜３に含まれる個々の低屈折率層３２の光学膜厚ｎＬｄＬは、１〜５００ｎｍが好ましく、５〜３００ｎｍがより好ましい。
【００３０】
高屈折率層３１の構成材料としては、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、これらの複合酸化物等が挙げられる。低屈折率層３２の構成材料としては、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、これらの複合酸化物等が挙げられる。なお、高屈折率層３１、低屈折率層３２は、これらの成分以外にも屈折率を調整するための各種の成分を含有できる。
【００３１】
高屈折率層３１、低屈折率層３２は、例えば、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。これらの形成方法によれば、各屈折率層の厚さを高精度に制御しながら、各屈折率層を比較的容易に形成できる。また、スパッタリング法やイオンプレーティング法は、いわゆるプラズマ雰囲気処理であることから、基板２に対する光学多層膜３の密着性を向上できる。
【００３２】
次に、近赤外線カットフィルタ１の分光透過率について説明する。なお、近赤外線カットフィルタ１の分光透過率とは、基板２と光学多層膜３の両者からなる光学特性をいうものである。
【００３３】
まず、垂直入射（０°入射）における分光透過率について説明する。
垂直入射における分光透過率は、通常、透過帯、近赤外光側阻止帯、および紫外光側阻止帯を有する。透過帯は、可視光を透過させる帯域であり、４００〜６００ｎｍの波長範囲内に形成され、例えば、透過率が８５％以上となる部分である。近赤外光側阻止帯は、近赤外光の透過を遮断する帯域であり、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲内に形成され、例えば、透過率が１％以下となる部分である。紫外光側阻止帯は、紫外光の透過を遮断する帯域であり、３５０〜４００ｎｍの波長範囲内に形成され、例えば、透過率が１％以下となる部分である。
【００３４】
垂直入射の分光透過率においては、透過帯に対して紫外光側における半値波長と、透過帯に対して近赤外光側における半値波長との差が１５０ｎｍ以上であることが好ましく、１８０ｎｍ以上であることがより好ましく、１９０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。通常、上記差は、２１０ｎｍもあれば十分である。なお、半値波長とは、透過率が５０％となるときの波長を意味する。
【００３５】
垂直入射の分光透過率においては、透過帯に対して紫外光側における半値波長は３９０〜４４０ｎｍが好ましく、４００〜４３０ｎｍがより好ましい。また、垂直入射の分光透過率においては、透過帯に対して近赤外光側における半値波長は５８０〜６８０ｎｍが好ましく、６００〜６３０ｎｍがより好ましい。
【００３６】
３０°入射、４０°入射の分光透過率についても、通常、透過帯、近赤外光側阻止帯、および紫外光側阻止帯を有する。透過帯は、通常、４００〜６００ｎｍの波長範囲内に形成される。近赤外光側阻止帯は、通常、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲内に形成される。紫外光側阻止帯は、通常、３５０〜４００ｎｍの波長範囲内に形成される。
【００３７】
３０°入射、４０°入射の分光透過率においては、透過帯に対して紫外光側における半値波長と、透過帯に対して近赤外光側における半値波長との差は、１５０ｎｍ以上であることが好ましく、１８０ｎｍ以上であることがより好ましく、１９０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３８】
３０°入射、４０°入射の分光透過率においては、透過帯に対して紫外光側における半値波長は３９０〜４４０ｎｍが好ましく、４００〜４３０ｎｍがより好ましい。また、３０°入射、４０°入射においては、透過帯に対して近赤外光側における半値波長は５８０〜６８０ｎｍが好ましく、６００〜６３０ｎｍがより好ましい。
【００３９】
本発明の近赤外線カットフィルタ１については、透過帯に対して長波長側であって、かつ透過率が５％から２０％までの領域において、以下に定義される０〜３０°の平均波長シフトが−１９ｎｍ超または以下に定義される０〜４０°の平均波長シフトが−３２ｎｍ超である。
【００４０】
０〜３０°の平均波長シフトは、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、３０°入射における波長（λ１）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ１−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ１−λ０））を合計回数で除して求められる（（Σ（λ１−λ０））／１６）。
【００４１】
０〜４０°の平均波長シフトは、分光透過率における透過帯に対して長波長側の領域において、４０°入射における波長（λ２）と垂直入射における波長（λ０）との差からなる波長シフト（λ２−λ０）についての透過率が５％から２０％までの１％刻みの合計（Σ（λ２−λ０））を合計回数で除して求められる（（Σ（λ２−λ０））／１６）。
【００４２】
０〜３０°の平均波長シフト、０〜４０°の平均波長シフトは、透過帯に対して長波長側かつ透過率が低い領域における入射角依存性を表すものであり、これらの値が０に近づくほど入射角依存性が低減されることを表す。０〜３０°の平均波長シフトが−１９ｎｍ超または０〜４０°の平均波長シフトが−３２ｎｍ超の場合、透過帯に対して長波長側かつ透過率が低い領域における入射角依存性が効果的に低減され、良好な色再現性を得ることができる。
【００４３】
０〜３０°の平均波長シフトは、入射角依存性を低減する観点から、−１８ｎｍ以上が好ましく、−１６ｎｍ以上がより好ましく、−１４ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００４４】
０〜４０°の平均波長シフトは、入射角依存性を低減する観点から、−３０ｎｍ以上が好ましく、−２８ｎｍ以上がより好ましく、−２６ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００４５】
近赤外線カットフィルタ１は、０〜３０°の平均波長シフトを−１９ｎｍ超または０〜４０°の平均波長シフトを−３２ｎｍ超にする観点から、透過帯に対して長波長側かつ透過率が５％から２０％までの領域において、以下に定義される３０°入射における分光透過率曲線の傾きが、以下に定義される垂直入射における分光透過率曲線の傾き以下であることが好ましい。
【００４６】
３０°入射における分光透過率曲線の傾きは、透過率５％と透過率２０％との透過率差（５−２０）を３０°入射における透過率が５％のときの波長（λ４）と透過率が２０％のときの波長（λ５）との波長差（λ４−λ５）で除して求められる（（５−２０）／（λ４−λ５））。
【００４７】
垂直入射における分光透過率曲線の傾きは、透過率５％と透過率２０％との透過率差（５−２０）を垂直入射における透過率が５％のときの波長（λ６）と透過率が２０％のときの波長（λ７）との波長差（λ６−λ７）で除して求められる（（５−２０）／（λ６−λ７））。
【００４８】
３０°入射の分光透過率曲線における透過率が５〜２０％の部分の傾きが、垂直入射の分光透過率曲線における透過率が５〜２０％の部分の傾きと等しいか、これよりも小さくなる（絶対値が大きくなる）場合、垂直入射における分光透過率曲線の位置に３０°入射における分光透過率曲線の位置が近づきやすく、０〜３０°の平均波長シフトが−１９ｎｍ超または０〜４０°の平均波長シフトが−３２ｎｍ超になりやすい。
【００４９】
垂直入射における分光透過率曲線の傾き（（５−２０）／（λ６−λ７））は、−０．５０〜−０．６５が好ましく、−０．５５〜−０．６３がより好ましい。３０°入射における分光透過率曲線の傾き（（５−２０）／（λ４−λ５））は、垂直入射における分光透過率曲線の傾き以下となる範囲で、−０．６０〜−０．８５が好ましく、−０．６３〜−０．８０がより好ましい。
【００５０】
近赤外線カットフィルタ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の近赤外線カットフィルタ、すなわち視感度補正フィルタとして用いられる。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、近赤外線カットフィルタ１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。
【００５１】
通常、近赤外線カットフィルタ１は、光学多層膜３が積層された主面側が光線入射側、例えば、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置される場合の撮像レンズ側となるように配置される。このような配置とすることで、入射角依存性を効果的に低減し、撮影される画像の中心部と周辺部とにおける色目の変化を抑制できる。
【００５２】
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、既に説明したように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。
【００５３】
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５０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。
【００５４】
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、ＣＣＤ、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。
【００５５】
撮像装置５０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。
【００５６】
近赤外線カットフィルタ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。撮像装置５０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１を適用することで、透過率が低い領域についても入射角依存性を効果的に低減でき、撮影される画像の中心部と周辺部とにおける色目の変化を抑制できる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を参照してより具体的に説明する。
なお、例１〜３が本発明の実施例に該当し、例４が本発明の比較例に該当する。
【００５８】
（例１）
基板としての厚さ０．３ｍｍの銅含有弗リン酸ガラス板（ＡＧＣテクノグラス社製、屈折率：１．５５）の一方の主面に赤外線反射膜としての光学多層膜が積層され、他方の主面に反射防止膜が積層されたものを評価用フィルタとした。
【００５９】
光学多層膜は、表１に示すように、基板側から順に、高屈折率層としてのＴｉＯ２膜（屈折率：２．５２）と、低屈折率層としてのＳｉＯ２膜（屈折率：１．４６）またはＺｒＯ２およびＡｌ２Ｏ３の複合酸化物膜（屈折率：１．７５）とが交互に積層されたものとした。また、反射防止膜は、基板側から順に、高屈折率層としてのＴｉＯ２膜（屈折率：２．５２）と、低屈折率層としてのＳｉＯ２膜（屈折率：１．４６）とが交互に合計で６層積層されたものとした。
【００６０】
ここで、高屈折率層と低屈折率層とを合わせた層数は９６層であり、単位屈折率層の層数は４８層である。ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層の層数は３２層、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層の層数は２７層、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは９．４、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの範囲は０．７〜４８．８、平均光学膜厚ｎＨｄＨは３２２．２ｎｍ、ｎＨｄＨの範囲は４４．０〜６４５．３ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは９０．７ｎｍ、ｎＬｄＬの範囲は１３．２〜２８３．７ｎｍである。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
（例２）
光学多層膜を表２の構成に変更した以外は例１と同様の評価用フィルタとした。
ここで、高屈折率層と低屈折率層とを合わせた層数は９４層であり、単位屈折率層の層数は４７層である。ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層の層数は３２層、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層の層数は３０層、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは１５．１、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの範囲は０．７〜７８．４、平均光学膜厚ｎＨｄＨは３３８．３ｎｍ、ｎＨｄＨの範囲は４６．１〜１０６８．６ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは８３．４ｎｍ、ｎＬｄＬの範囲は８．８〜２８２．５ｎｍである。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
（例３）
光学多層膜を表３の構成に変更した以外は例１と同様の評価用フィルタとした。
ここで、高屈折率層と低屈折率層とを合わせた層数は４６層であり、単位屈折率層の層数は２３層である。ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層の層数は１０層、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層の層数は１０層、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは４．７、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの範囲は１．０〜１３．０、平均光学膜厚ｎＨｄＨは２９５．８ｎｍ、ｎＨｄＨの範囲は５０．９〜３７８．６ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは１３８．０ｎｍ、ｎＬｄＬの範囲は２９．２〜２７２．３ｎｍである。
【００６５】
【表３】
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【００６６】
（例４）
光学多層膜を表４の構成に変更した以外は例１と同様の評価用フィルタとした。
ここで、高屈折率層と低屈折率層とを合わせた層数は４０層であり、単位屈折率層の層数は２０層である。ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層の層数は０層、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは１．１、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの範囲は０．５〜２．１、平均光学膜厚ｎＨｄＨは２６２．６ｎｍ、ｎＨｄＨの範囲は２９．８〜３１２．７ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは２４２．２ｎｍ、ｎＬｄＬの範囲は５８．２〜２８９．６ｎｍである。
【００６７】
【表４】
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【００６８】
次に、例１〜例４の評価用フィルタについて、光学シミュレーションにより、光学多層膜側から入射させたときの、垂直入射（０°入射）、３０°入射、および４０°入射における分光透過率を求めた。図３〜図６に、例１〜例４についての分光透過率を示し、図７〜図１０に、図３〜６の一部を拡大して示す。
【００６９】
また、表５〜表８に、透過帯に対して長波長側であって、かつ透過率が５％から２０％までの領域について、透過率が５％から２０％までの１％刻みでの３０°入射の波長（λ１）と垂直入射の波長（λ０）とにおける波長シフト（λ１−λ０）とこれらの平均波長シフト（（Σ（λ１−λ０））／１６）、透過率が５％から２０％までの１％刻みでの４０°入射の波長（λ２）と垂直入射の波長（λ０）とにおける波長シフト（λ２−λ０）とこれらの平均波長シフト（（Σ（λ２−λ０））／１６）を示す。
【００７０】
さらに、表９〜表１０に、分光透過率曲線における透過帯に対して長波長側の部分であって、かつ透過率が５〜２０％の部分について、垂直入射のときの傾き（（５−２０）／（λ６−λ７））、３０°入射のときの傾き（（５−２０）／（λ４−λ５））を示す。
【００７１】
【表５】
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【００７２】
【表６】
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【００７３】
【表７】
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【００７４】
【表８】
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【００７５】
【表９】
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【００７６】
【表１０】
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【００７７】
上記結果から明らかなように、例１〜例３の評価用フィルタは、０〜３０°の平均波長シフトが−１９ｎｍ超、０〜４０°の平均波長シフトが−３２ｎｍ超となり、透過帯に対して長波長側であって、かつ透過率が２０％以下の領域における入射角依存性が例４の評価用フィルタと比較して低減していることがわかる。
【００７８】
また、例１〜例３の評価用フィルタは、透過帯に対して長波長側であって、かつ透過率が２０％以下の領域について、３０°入射の傾きが垂直入射の傾きと等しいか、これよりも小さいことがわかる。
【００７９】
なお、例１〜例３の評価用フィルタは、垂直入射、３０°入射、および４０°入射のいずれの入射条件においても、４００〜６００ｎｍの波長範囲内に透過帯となる透過率が８５％以上の部分、７５０〜１０００ｎｍの波長範囲内に近赤外光側阻止帯となる透過率が１％以下の部分、３５０〜４００ｎｍの波長範囲内に紫外光側阻止帯となる透過率が１％以下となる部分を有する。
【００８０】
また、例１〜例３の評価用フィルタは、垂直入射、３０°入射、および４０°入射のいずれの入射条件においても、透過帯に対して紫外光側における半値波長と、透過帯に対して近赤外光側における半値波長との差が１９０〜２１０ｎｍ、透過帯に対して紫外光側の半値波長が４００〜４３０ｎｍ、透過帯に対して近赤外光側の半値波長が６００〜６３０ｎｍである。
【符号の説明】
【００８１】
１…近赤外線カットフィルタ、２…基板、３…光学多層膜、３１…高屈折率層、３２…低屈折率層、３３…単位屈折率層、５０…撮像装置、５１…固体撮像素子、５２…カバーガラス、５３…レンズ群、５４…絞り、５５…筐体。
【図１】
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【図２】
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【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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