(57)【要約】【課題】  好適な赤外線遮断特性と光学的ローパスフィルター機能とを有し、撮像素子において良好な感度特性が得られる小型の光学フィルターおよび良好な画像形成特性を有する小型の撮像装置を提供すること。【解決手段】  光学フィルターは、樹脂よりなる光学的ローパスフィルター層と、樹脂よりなる吸収型赤外線カットフィルター層と、多層膜よりなる反射型赤外線カットフィルター層とが一体に積層されて構成され、各層の厚さが０．４ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下および０．４ｍｍ以下とされ、この順に積層されていることが好ましい。撮像装置は、上記の光学フィルターと撮像素子とを備えてなり、光学的ローパスフィルター層に入射し、吸収型赤外線カットフィルター層を透過し、反射型赤外線カットフィルター層を透過して出射する光が撮像素子に入射されることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂よりなる光学的ローパスフィルター層と、樹脂よりなる吸収型赤外線カットフィルター層と、多層膜よりなる反射型赤外線カットフィルター層とが一体に積層されて構成されていることを特徴とする光学フィルター。
【請求項２】
光学的ローパスフィルター層の厚さが０．４ｍｍ以下であり、吸収型赤外線カットフィルター層の厚さが０．５ｍｍ以下であり、反射型赤外線カットフィルター層の厚さが０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルター。
【請求項３】
光学的ローパスフィルター層、吸収型赤外線カットフィルター層および反射型赤外線カットフィルター層がこの順に積層されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学フィルター。
【請求項４】
反射型赤外線カットフィルター層は、６００〜１２００ｎｍの波長域の光を遮断する光学特性を有するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学フィルター。
【請求項５】
吸収型赤外線カットフィルター層は、近赤外線吸収性物質を含有する樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光学フィルター。
【請求項６】
近赤外線吸収性物質がイオン性銅化合物であることを特徴とする請求項５に記載の光学フィルター。
【請求項７】
光学的ローパスフィルター層は、液晶性モノマーが磁場の作用により配向された状態で重合されることにより製造された光学的ローパスフィルター膜により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光学フィルター。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光学フィルターと撮像素子とを備えてなり、反射型赤外線カットフィルター層に入射し、吸収型赤外線カットフィルター層を透過し、光学的ローパスフィルター層を透過して出射する光が撮像素子に入射されることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルターおよび当該光学フィルターを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタルカメラなどの撮像装置においては、高い撮像性能を得るために、近赤外領域の光を遮断する特性を有するフィルター（以下、「近赤外線カットフィルター」ともいう。）および光学的ローパスフィルターが備えられている。ここに、近赤外線カットフィルターは、撮像装置を構成する撮像素子の感度を可視領域に適合させるために用いられるものであり、光学的ローパスフィルターは光像信号においてモアレパターンが発生することを防止するために用いられるものである。
【０００３】
近赤外線カットフィルターとしては、色素などの赤外線吸収性物質などを含有し、近赤外線領域の光を吸収することによって遮断する吸収型赤外線カットフィルター（例えば、特許文献１参照。）や、例えば真空蒸着法によって形成されるシリカ（ＳｉＯ2 ）層とチタニア（ＴｉＯ2 ）層よりなる低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されてなり、干渉によって近赤外線領域の光を反射することによって遮断する反射型赤外線カットフィルターが広く用いられている。
また、反射型赤外線カットフィルターの例としては、例えば特許文献２〜特許文献４に提案されたものがある。
【０００４】
一方、光学的ローパスフィルターとしては、水晶の複屈折性を利用したものが一般的に用いられており、その厚さによってカットオフ周波数が定まる。
また、樹脂よりなる光学的ローパスフィルターが知られている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１１８２２８号公報
【特許文献２】特開平１１−２７１５２９号公報
【特許文献３】特表２００１−５１９３１７号公報
【特許文献４】特表平１１−５０８３８０号公報
【特許文献５】特開平０８−１２２７０８号公報
【０００６】
しかしながら、従来の近赤外線カットフィルターにおいては、以下のような問題点がある。すなわち、反射型赤外線カットフィルターは、その層構成を選定することによって遮断波長領域を相当の自由度をもって制御することができる点では有利であるが、反射された光が光路中において迷光となって画像欠陥の原因となり、あるいは斜め方向から入射する光に対して遮断特性が変わる特性を有するために、画像の中心部分と周辺部分とでは色特性に差が生ずる、という問題がある。また、赤外線カットフィルターにおいて、各構成層の厚さの設定が精密に行われていない場合には、遮断されるべき波長領域の一部の光が透過することとなり、十分に目的とする遮断特性を得ることができない可能性がある。
【０００７】
一方、吸収型赤外線カットフィルターは、上記のような反射型赤外線カットフィルターにおける問題点がない点では有利であるが、その吸収波長特性を制御することが困難であり、実用上十分な近赤外線遮断性能が得られるものは、可視領域における赤領域の光が相当に犠牲となる、という問題がある。
また、撮像素子としては、一般に電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物トランジスタ（Ｃ−ＭＯＳ）などが用いられているが、後者は、その構造上の理由から赤領域の感度が低いために赤外線カットフィルターとして吸収型のものを好適に使用することができず、また、ＣＣＤの場合にも、その小型化が進んで単位画素の寸法が小さくなるに伴って赤領域の感度が低くなるので、吸収型の赤外線カットフィルターを有利に用いることができない。
【０００８】
また、ガラス製の基板を備える光学フィルターでは、その取扱いに際して角部や端部が欠けてしまうチッピングが発生しやすく、それによって生ずる破片が異物として混入するために、撮像装置の組み立てにおける歩留りが低下する、という問題がある。
【０００９】
以上のように、従来、撮像装置において、近赤外線カットフィルターとして単体の反射型赤外線カットフィルターや吸収型赤外線カットフィルターを用い、光学的ローパスフィルターとして水晶よりなるものを組合せて用いる場合には、画像の色特性などの光学特性が悪化する可能性が大きく、撮像装置の製造において高い効率を得ることができず、また光学フィルターを構成する要素の占める光路上の長さが大きくなって撮像装置の小型化が困難である、という問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、好適な赤外線遮断特性と光学的ローパスフィルター機能とを有し、撮像素子において良好な感度特性が得られる、それ自体が小型の光学フィルターを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、上記の光学フィルターを備え、良好な画像を形成することのできる小型の撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光学フィルターは、樹脂よりなる光学的ローパスフィルター層と、樹脂よりなる吸収型赤外線カットフィルター層と、多層膜よりなる反射型赤外線カットフィルター層とが一体に積層されて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記の光学フィルターにおいて、光学的ローパスフィルター層の厚さが０．４ｍｍ以下であり、吸収型赤外線カットフィルター層の厚さが０．５ｍｍ以下であり、反射型赤外線カットフィルター層の厚さが０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、光学的ローパスフィルター層、吸収型赤外線カットフィルター層および反射型赤外線カットフィルター層がこの順に積層されていることが好ましい。
【００１５】
上記の反射型赤外線カットフィルター層は、６００〜１２００ｎｍの波長域の光を遮断する光学特性を有するものであることが好ましい。
上記の吸収型赤外線カットフィルター層は、近赤外線吸収性物質を含有する樹脂により形成されたものとすることができ、近赤外線吸収性物質は、イオン性銅化合物であることが好ましい。
【００１６】
上記の光学フィルターにおいて、光学的ローパスフィルター層は、液晶性モノマーが磁場の作用により配向された状態で重合されることにより製造された光学的ローパスフィルター膜により形成されている構成とすることができる。
【００１７】
本発明の撮像装置は、上記の光学フィルターと撮像素子とを備えてなり、反射型赤外線カットフィルター層に入射し、吸収型赤外線カットフィルター層を透過し、光学的ローパスフィルター層を透過して出射する光が撮像素子に入射されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光学フィルターは、光学的ローパスフィルター層と、吸収型赤外線カットフィルター層と、反射型赤外線カットフィルター層とが積層されているので、基本的に、光学的ローパスフィルター機能に加えて近赤外線遮断作用を有する。
しかも、吸収型赤外線カットフィルター層と反射型赤外線カットフィルター層とが備えられているため、各々の特長を利用することができ、その結果、反射型赤外線カットフィルター層により、６００〜１２００ｎｍの波長範囲における特定の波長より短波長側の光について高い透過率を確保しながら、特定の波長より長波長側に高い近赤外線遮断作用を得ることができ、その上、吸収型赤外線カットフィルター層により、反射型赤外線カットフィルター層で反射された迷光が撮像素子に到達することが阻止されるため、迷光による画像欠陥の発生が抑制される効果、並びに、反射型赤外線カットフィルター層の層構成に起因して生ずる、遮断されるべき波長領域における漏れ光を確実に遮断することができるために、反射型赤外線カットフィルター層の作成における自由度が大きくなる効果が得られる。
【００１９】
従って、当該光学フィルターによれば、撮像装置における撮像素子の特性に応じて、近赤外線領域の光を十分に遮断する特性と共に、可視領域における赤領域の光を十分に高い透過率で透過させる特性を得ることができ、その結果、本発明の光学フィルターを備えることにより、良好な画像を形成することのできる撮像装置を提供することができる。
【００２０】
また、光学的ローパスフィルター層および吸収型赤外線カットフィルター層をいずれも樹脂あるいは高分子物質により形成することにより、それらの厚さを可及的に小さくすることができるので、当該光学フィルターを、それ自体における光路長の小さい小型のものとすることができ、従って、小型の撮像装置を提供することができる。
【００２１】
更に、吸収型赤外線カットフィルター層の両面が露出されない構成によれば、当該吸収型赤外線カットフィルター層に含有される赤外線吸収性物質が吸湿性である場合にも大気から吸湿することが防止されるため、当該吸収型赤外線カットフィルター層の特性が経時的に低下することが抑制されて優れた耐久性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
〔１〕撮像装置
図１は、本発明の撮像装置の構成の一例を示す説明図であり、図２は、本発明の光学フィルターの構成を示す説明図である。
図１に示されている撮像装置はカラー撮像装置であって、この撮像装置は、撮像レンズ１１を介して被写体からの光が、赤色光、緑色光および青色光に色分解された状態で入力される固体撮像素子１２を備えており、この固体撮像素子１２は、例えば電荷結合素子アレイにより構成されている。そして、撮像レンズ１１から固体撮像素子１２に至る光路上には、光学フィルター２０が配置されている。
また、固体撮像素子１２には、これから発信される赤色光、緑色光および青色光による３つの画像情報を合成するカラー受像装置（図示せず）が接続されて設けられている。図において、１４はガラス製のカバー部材である。
【００２３】
この撮像装置においては、被写体からの光を色分解する手段として、例えば固体撮像素子１２の画素パターンに従って、赤色、緑色および青色のフィルターエレメントが配列されてなるカラーフィルターが用いられており、このカラーフィルターと、受光素子（図示せず）とにより構成される受光部１３が、撮像素子導入用光路上における固体撮像素子１２の前方（図１において左方）であってカバー部材１４の内方側（図１において右方側）に配設されている。
【００２４】
〔２〕光学フィルター
図２に示されている光学フィルター２０は、光学的ローパスフィルター層２１（以下、「ローパスフィルター層」ともいう。）と、吸収型赤外線カットフィルター層（以下、「赤外線吸収層」ともいう。）２２と、反射型赤外線カットフィルター層（以下、「赤外線反射層」ともいう。）２３とがこの順に積層されて一体に構成されたものである。
【００２５】
具体的には、ローパスフィルター層２１並びに赤外線吸収層２２および赤外線反射層２３（これらを、以下「光学的機能層」ともいう。）は、その各々が単独に形成され、それらが順次に積層されると共に光学接着剤によって接着されることにより、光学フィルター２０が形成される。光学接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤などの光学接着剤を用いることができる。
また、赤外線反射層２３は、通常、ガラス基板上に形成されるが、赤外線吸収層２２またはローパスフィルター層２１の表面上に、例えば真空蒸着法などによって多層膜を形成する方法によって形成することもでき、この場合には、多層膜の形成に専用の基板を用いることが不要であって全体の厚さが小さくなる点で、有利である。また、特表平１１−５０８３８０号公報に示されるような高屈折率フィルムと低屈折率フィルムを交互に積層して作成される赤外線反射性多層フィルムを用いることも可能である。
【００２６】
各光学的機能層は、基板上に層状体もしくは膜状体として形成することが好ましい場合があり、当該基板がそのまま光学フィルター２０の構成要素として許容される場合には、当該光学的機能層は基板から分離されることなしに積層され、接着される。
上記において、基板の材質としては、例えばポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、アモルファスポリオレフィン、トリアセチルセルロースなどの透光性および優れた光学特性を有するプラスチックを挙げることができる。
【００２７】
光学フィルターにおいて、ローパスフィルター層２１の厚さは０．４ｍｍ以下であることが好ましい。また、赤外線吸収層２２の厚さは０．５ｍｍ以下であること、並びに、赤外線反射層２３の厚さが０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
各光学的機能層がこのような範囲の厚さを有するものであることにより、構成される光学フィルターの全体の厚さが小さいものとなり、当該光学フィルターにおける光路上の長さが小さいものとなるため、撮像装置の小型化が可能となる。
【００２８】
〔２−１〕ローパスフィルター層
ローパスフィルター層２１は、複屈折性を有すると共に特定の透明性を有し、この点において、特定の光学的特性を有する光学異方性高分子成形体からなるものである。
ここに「成形体」とは、樹脂あるいは高分子物質によって形成された、例えばフィルム状、シート状、板状などの膜状の形態を有するものであって、特にその形成方法が限定されるものではない。
【００２９】
ローパスフィルター層２１を構成する光学異方性高分子成形体は、複屈折性、すなわち屈折率の異方性が大きいものであることが好ましく、具体的には、屈折率の異方性の下限値は、水晶の屈折率の異方性（０．００９）より大きい値、例えば０．０１以上、特に、０．０２以上であることが好ましく、これにより、ローパスフィルター層２１の厚みを小さくすることができる。
一方、当該屈折率の異方性の上限値は、液晶の安定性などの観点から０．３５以下、特に、０．３以下であることが好ましい。
【００３０】
光学異方性高分子成形体における常光線と異常光線との変位距離は、ＣＣＤ素子、Ｃ−ＭＯＳ素子など撮像素子の１画素分以下の大きさに設定されることから、１〜２０μｍ、好ましくは１〜１０μｍの範囲とされ、これにより、当該光学異方性高分子成形体は、撮像装置用の光学フィルターとして好適なものとなる。
【００３１】
常光線と異常光線との変位距離、すなわち光学的ローパス性能に係る空間遮断周波数は、光学異方性高分子成形体の屈折率の異方性、当該光学異方性高分子成形体における厚み方向に対する遅相軸の角度すなわち配向角、および当該光学異方性高分子成形体の厚みなどの条件を設定することにより定まる。
配向角ψは、その絶対値が１０〜８０度の範囲、好ましくは２０〜７０度の範囲、より好ましくは３０〜６０度の範囲とされる。配向角ψの絶対値が過小または過大である場合には、必要な特性を得るために光学異方性高分子成形体の厚みを大きくすることが必要となる。
【００３２】
光学フィルター２０において、ローパスフィルター層２１の厚さは、例えば０．４ｍｍ以下であることが好ましく、特に０．０１〜０．４ｍｍとされる。
【００３３】
以下、ローパスフィルター層２１を構成するフィルム状の光学異方性高分子成形体を製造する方法の好適な一例について説明する。
先ず、図３に示す構成を有するキャスト用セル４０を用意する。このキャスト用セル４０は、一定の厚みの間隙Ｇを介して２枚の平板状の透明なガラスよりなる成型用基板４２、４２を互いに対向するよう平行に配置し、その状態で当該２枚の成型用基板４２、４２の外周面にわたってシール用テープ４４を共通に貼り付けることにより作製され、内部にシールされた成型用空間が形成されている。
【００３４】
成型用基板４２、４２を構成する材料としては、有機材料または無機材料を用いることができる。
ここに有機材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロフルオロエチレン、ポリアリレート、ポリスルホン、セルロース、ポリエーテルケトンなどを挙げることができる。また、無機材料の具体例としては、シリコン、ガラスなどを挙げることができる。
【００３５】
図４に示すように、このキャスト用セル４０における成型用基板４２、４２の間の間隙Ｇよりなる成型用空間内に、室温において液晶相を示す単量体による液晶性単量体成分を含有してなる光重合性液晶組成物を注入して保持させることにより、光重合性液晶組成物の薄層Ｌが形成された成型用複合体５０を形成する。用いる光重合性液晶組成物は、後述するように、多官能性単量体よりなる架橋性単量体成分を含有するものであることが好ましい。
【００３６】
以上において、２枚の基板４２、４２の間の間隙Ｇの大きさは、目的とする光学異方性高分子成形体の厚みの大きさに応じて設定される。
このようにして得られる、成型用基板４２、４２と光重合性液晶組成物の薄層Ｌとよりなる成型用複合体５０に対して、配向処理が行われる。
具体的には、図５に示すように、平行磁場が作用されている場において、成型用複合体５０を、その成型用基板４２の表面が磁力線の方向と特定の角度θをなす方向に伸びる状態に保持することにより、光重合性液晶組成物の薄層Ｌに平行磁場を作用させ、これにより、液晶性単量体成分を配向させることができる。
【００３７】
この配向処理においては、光重合性液晶組成物の薄層Ｌに作用される平行磁場の強度は３テスラ以上とされることが好ましく、特に５テスラ以上であることが好ましい。このような高い強度の平行磁場は、例えば超伝導磁石を用いた平行磁場処理装置によって形成することができる。平行磁場の強度の上限は特に規定されるものではないが、実際上、２０テスラ以下が好ましく、より好ましくは１８テスラ以下である。
【００３８】
また、この配向処理においては、成型用複合体５０の温度を、光重合性液晶組成物の液晶性単量体成分が液晶相を示す状態に維持される温度である室温（例えば２５℃）に維持することが必要である。
平行磁場の磁力線の方向に対する角度θの大きさは、得られる光学異方性高分子成形体の用途によって適宜設定することができるが、４５度またはその近傍であることが好ましい。
【００３９】
配向処理のために成型用複合体５０に平行磁場が作用される時間は、液晶性単量体成分の液晶分子Ｍが十分に配向された状態が得られるのであれば、特に限定されるものではないが、例えば１分〜１０分間である。
【００４０】
平行磁場の作用によって液晶分子を配向させる手段によれば、成型用複合体５０の面方向に対する磁力線の方向の角度を制御することにより、光重合性液晶組成物における液晶の配向角を十分に制御することができ、その結果、得られる光学異方性成形体における厚み方向に対する遅相軸の角度を、広い範囲において任意に調節することができるので、好ましい。
【００４１】
このようにして配向処理がなされた成型用複合体５０に対して、例えば紫外線放射ランプよりの紫外線を、キャスト用セル４０における透明な成型用基板４２を介して薄層Ｌに照射することにより、光重合性液晶組成物の光重合処理が行われる。
【００４２】
この光重合処理における条件は、特に限定されるものではないが、照射される紫外線の強度は例えば５〜３０ｍＷ／ｃｍ2 とされ、照射時間は例えば１０〜３６０秒間とされる。
また、光重合反応時における成型用複合体５０の温度は、用いられる光重合性液晶組成物の液晶状態が保持される範囲の温度とする必要があるが、できるだけ室温に近い温度を選択することが好ましい。
【００４３】
以上のようにして、成型用複合体５０における薄層Ｌを形成する光重合性液晶組成物は重合により硬化して架橋構造を有する重合体よりなるフィルム状の光学異方性高分子成形体層が形成され、セル複合体から両方の成型用基板４２、４２を除去することによって光学異方性高分子成形体が得られる。
【００４４】
光重合性液晶組成物の液晶性単量体成分を構成する単量体としては、下記式（１）で表される単官能アクリレート化合物または単官能メタクリレート化合物であって、例えば室温またはその付近の温度において液晶相を示すものが用いられる。
【００４５】
【化１】
2005345680.tif 000002
【００４６】
式（１）で表される化合物の代表的な具体例およびその液晶の相転移温度を下記式（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００４７】
【化２】
2005345680.tif 000003
【００４８】
上記式（ａ）〜（ｄ）において、シクロヘキサン環はトランスシクロヘキサン環を表し、相転移スキームのＣＲは結晶相、ＮＥはネマチック相、ＩＳは等方性液体相を表し、温度は相転移温度を表す。
【００４９】
以上の液晶性単量体のうち、特に上記式（ａ）で表される化合物および式（ｄ）で表される化合物の一方または両方を用いることが好ましい。
【００５０】
架橋性単量体成分を構成する多官能性単量体としては、複数の重合性官能基を有し、それ自体が液晶性を示すものであっても、示さないものであってもよいが、液晶性単量体成分と混合されたときに、当該液晶性単量体成分の液晶性を大きく損なわないものであるものが重要である。
【００５１】
このような多官能性単量体として好ましいものは、分子中に３つ以上のベンゼン核を有する多官能アクリレート化合物または多官能メタクリレート化合物であって、当該３つ以上のベンゼン核のうちの２つが、下記式（２）で表される４，４’−ビフェニレン基を構成するものである。
この多官能性単量体は、分子構造的に、複数の重合性官能基と、ベンゼン核などの芳香環や環状脂肪族基などからなるメソゲン基（液晶性を示す剛直な部分）あるいはメソゲン類似基との間が、炭素原子数が４以上のアルキレン基や、２つ以上のエチレングリコールユニットなどよりなる比較的大きなスペーサ原子団によって柔軟に結合されているものであることが好ましい。
そのような多ベンゼン核含有化合物の具体例としては、例えば特開２０００−１７８２３３号公報に開示されているものを挙げることができる。
【００５２】
【化３】
2005345680.tif 000004
【００５３】
光学異方性高分子成形体においては、当該光学異方性高分子成形体を得るための単量体組成物が、液晶性化合物である液晶性単量体成分と共に上記のような特定の多ベンゼン核含有化合物を含有することから、平行磁場による配向処理を行うことにより、最終的に得られる高分子成形体がきわめて高い透明性を有するものとなる。
【００５４】
具体的に説明すると、光重合性液晶組成物の配向処理においては、平行磁場の作用により、光重合性液晶組成物における特定の多ベンゼン核含有化合物の分子の配向状態がきわめて安定したものとなり、更に、この多ベンゼン核含有化合物の分子により、重合反応において、液晶性単量体成分の単量体は、その配向状態が乱れることが有効に抑止された状態で結合を形成して重合体分子が生成され、その結果、重合反応によって得られる重合体物質がきわめて高い透明性を有するものと考えられる。
【００５５】
光学異方性高分子成形体は、上記の単量体組成物が光重合反応によって重合されて得られるものであることが好ましく、他の重合法、例えば熱重合法による場合には、重合時間の長時間化による生産性の低下に加えて、重合反応による各単量体分子の熱運動が活発となり、液晶相の状態が部分的に乱れたりすることが原因となって複屈折性が小さいものとなるため、十分な光学異方性が得られなくなる。
【００５６】
光重合性液晶組成物における液晶性単量体成分の含有割合は５０〜９５モル％であって主成分とされ、一方、架橋性単量体成分の含有割合は５〜５０モル％とされ、特に１０〜６０モル％とされることが好ましい。
【００５７】
光重合性液晶組成物としては、その屈折率の異方性が０．０７以上となるように調製されたものを用いることが好ましい。
また、光重合性液晶組成物の重合反応性を向上させることを目的として、光重合開始剤や増感剤を添加してもよい。
ここに、光重合開始剤としては、例えば、公知のベンゾインエーテル系化合物類、ベンゾフェノン化合物類、アセトフェノン化合物類、ベンジルケタール化合物類、ビスアシルホスフィンオキサイド化合物類などから選択したものを用いることができる。
光重合開始剤の使用割合は、光重合性液晶組成物に対して３質量％以下、特に２質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％から１質量％の範囲であることが更に好ましい。
【００５８】
光重合性液晶組成物における液晶化合物の液晶を配向した状態とする手段としては、光重合性液晶組成物に磁力線の方向が特定の方向となるよう平行磁場を印加することにより液晶分子を配向させる手段が用いられるが、他の公知の手段、例えば、基板上にプレチルト角を与えるポリイミド膜などよりなる配向膜を形成することにより液晶を配向させる手段などを併用することができる場合もある。
【００５９】
平行磁場を印加することにより液晶を配向させる手段によれば、成型用複合体の面方向に対する磁力線の方向の角度を制御することにより、光重合性液晶組成物における液晶の配向角を制御することができ、その結果、得られる光学異方性高分子成形体における厚み方向に対する遅相軸の角度を、広い範囲において任意に調節することができるので、好ましい。
【００６０】
配向処理における平行磁場の強さは、例えば３テスラ以上とすることにより、厚みが１０〜２００μｍであってヘイズ値が１．５以下である光学異方性高分子成形体を形成することができる。このように強度の大きい平行磁場は、例えば超伝導を利用した平行磁場発生装置によって実現することができる。
【００６１】
〔２−２〕赤外線吸収層
赤外線吸収層２２は、後述する赤外線反射層２３と共に、光学フィルター２０において近赤外線カットフィルター作用を発揮するものであり、樹脂成分よりなる媒体物質中に適宜の赤外線吸収性物質が含有されてなるものである。
【００６２】
〔２−２Ａ〕樹脂成分
赤外線吸収層２２を形成する樹脂成分は、赤外線吸収性組成物が溶解または分散される媒体としてのマトリックスを形成するものであり、具体的な樹脂の種類は、そのようなマトリックスとして機能することのできるものであれば、特に制限されるものではない。
【００６３】
樹脂成分として用いられる樹脂材料の具体例としては、ポリビニルアセタール樹脂などのアセタール構造を有する樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、その他を挙げることができる。
【００６４】
〔２−２Ｂ〕赤外線吸収性物質
赤外線吸収性物質は、近赤外線領域の光を吸収する特性を有する化合物または色素などであって、例えばイオン性銅化合物を好ましいものとして用いることができる。イオン性銅化合物は、銅イオンに特有の光学特性を発現するが、特にリン含有化合物が共存する系において、２価の銅イオンは概略波長７００〜１０００ｎｍにわたる赤外線領域において顕著な光吸収特性を発揮する。しかも、リン含有化合物が共存することにより、イオン性銅化合物の樹脂に対する溶解性または分散性が向上したものとなる。
【００６５】
イオン性銅化合物としては、適宜の銅塩を用いることができ、この銅塩としては、特に限定されることなくいずれのものをも用いることができる。銅塩の具体例としては、酢酸銅、塩化銅、水酸化銅、蟻酸銅、ステアリン酸銅、安息香酸銅、エチルアセト酢酸銅、ピロリン酸銅、ナフテン酸銅、クエン酸銅などの無水物または水和物、その他を挙げることができる。
【００６６】
リン含有化合物は、具体的には、下記式（３）で表される１価の基または式（４）で表される２価の基を有する化合物をいう。
このリン含有化合物としては、下記式（３ａ）および式（３ｂ）で表されるリン酸エステル化合物、式（４ａ）で表されるホスホン酸化合物、式（４ｂ）で表されるホスホン酸エステル化合物、並びに、式（４ｃ）で表されるホスフィン酸化合物を挙げることができる。
【００６７】
【化４】
2005345680.tif 000005
【００６８】
各式において、Ｒ1 およびＲ2 は、同一または異なり、炭素数１〜３０のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリル基、オキシアルキル基、ポリオキシアルキル基、オキシアリール基、ポリオキシアリール基、アシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシアルキル基、（メタ）アクリロイルポリオキシアルキル基またはエステル基を示し、これらの基は、その少なくとも１つの水素原子が、ハロゲン原子、オキシアルキル基、ポリオキシアルキル基、オキシアリール基、ポリオキシアリール基、アシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシアルキル基、（メタ）アクリロイルポリオキシアルキル基またはエステル基で置換されたものであってもよい。
【００６９】
リン酸エステル化合物の具体例としては、例えばモノメチルフォスフェート、ジメチルフォスフェート、モノエチルフォスフェート、ジエチルフォスフェート、モノイソプロピルフォスフェート、ジイソプロピルフォスフェート、モノｎ−ブチルフォスフェート、ジｎ−ブチルフォスフェート、モノブトキシエチルフォスフェート、ジブトキシエチルフォスフェート、モノ（２−エチルヘキシル）フォスフェート、ジ（２−エチルヘキシル）フォスフェート、モノｎ−デシルフォスフェート、ジｎ−デシルフォスフェート、モノイソデシルフォスフェート、ジイソデシルフォスフェート、モノオレイルフォスフェート、ジオレイルフォスフェート、モノイソステアリルフォスフェート、ジイソステアリルフォスフェート、モノフェニルフォスフェート、ジフェニルフォスフェート、モノメタクリロイルオキシエチルフォスフェート、モノメタクリロイルオキシプロピルフォスフェート、ジメタクリロイルオキシエチルフォスフェートなどを挙げることができる。
【００７０】
ホスホン酸エステル化合物の具体例としては、モノメチルメチルホスホネート、モノエチルエチルホスホネート、モノブチルブチルホスホネート、モノ（２−エチルヘキシル）２−エチルヘキシルホスホネートなどを挙げることができる。
【００７１】
リン含有化合物は、１種のみでなく、２種以上を組み合せて用いることもできる。
【００７２】
赤外線吸収性樹脂組成物における赤外線吸収性物質の含有割合は、色素にもよるが樹脂成分１００質量部に対して０．０１〜６０質量部、好ましくは０．０２〜５０質量部とされる。
また、リン含有化合物の含有割合は、赤外線吸収性物質における２価の銅イオン１モルに対して１〜１０モルとされることが好ましい。
【００７３】
〔２−３〕赤外線反射層
赤外線反射層２３は、上述の赤外線吸収層２２と共に、光学フィルター２０において近赤外線カットフィルター作用を発揮するものであり、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されてなる多層膜により形成される。
【００７４】
この赤外線反射層２３を形成する多層膜は、当該赤外線反射層２３に得るべき光学特性、例えば６００〜１２００ｎｍの波長域の光を遮断する光学特性が得られる構成を有するものとされる。
周知のように、多層膜においては、その低屈折率層および高屈折率層を形成する物質、各層の膜厚、構成層数などの層構成条件を調整することによって、光の透過率の波長依存性が制御された多層膜を形成することができる。
従って、撮像装置における撮像素子１２の感度特性および上記赤外線吸収層２２の赤外線吸収特性を考慮して、当該赤外線反射層２３それ自体における近赤外線遮断特性または可視領域の光の透過特性を制御することにより、当該光学フィルターが適用される実際の撮像素子１２に対して、赤外線吸収層２２と当該赤外線反射層２３とによる総合的光学特性が、可視領域の全体にわたって光の透過率が十分に高く、かつ、近赤外線領域の光の遮断効果が十分に高い（すなわち、その透過率が十分に低い）光学特性を有する光学フィルター２０が得られることとなる。
【００７５】
赤外線反射層２３を形成する低屈折率層を形成するための材料としては、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2)が、また、高屈折率層を形成するための材料としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2)、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2)、酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5)などの無機酸化物が代表的である。
また、特表平１１−５０８３８０号公報に示されるような高屈折率フィルムと低屈折率フィルムを交互に積層してなる赤外線反射性多層フィルムを用いることも可能である。この多層フィルムを構成する高屈折率フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンカーボネートなどの芳香族系ポリマーを挙げることができ、低屈折率フィルムとしては、ポリメチルメタクリレートなどの脂肪族アクリレートや、含フッ素アクリレート、その他を挙げることができる。
【００７６】
撮像装置においては、光学フィルター２０を構成するローパスフィルター層２１、赤外線吸収層２２および赤外線反射層２３の３つの要素が光路上において並ぶ順序は特に限定されるものではなく、どのような順序であってもよい。
例えば、光学フィルター２０は、ローパスフィルター層２１が赤外線吸収層２２と赤外線反射層２３の間に挟まれた構成とすることができる。この構成において、赤外線吸収層２２と空気との界面には反射防止コートが形成されていることが好ましく、これにより、可視域の光線透過率を高いものとすることができる。また、この構成を有する光学フィルター２０の配置は、赤外線吸収層２２が撮像素子側に位置する状態および赤外線反射層２３が撮像素子側に位置する状態のいずれでもよいが、多層膜を形成する工程において発生する欠陥の影響を小さくするために、赤外線反射層２３が撮像素子から見て遠位側に位置された状態に配置されることが好ましい。
【００７７】
また、赤外線吸収層２２が、赤外線反射層２３とローパスフィルター層２１との間に挟まれた構成とすることもでき、この構成の光学フィルター２０では、光は、赤外線反射層２３に入射し、赤外線吸収層２２およびローパスフィルター層２１をこの順に透過し、ローパスフィルター層２１から出射する光が撮像素子に入射されることとなる。
【００７８】
このような光学フィルター２０を備える撮像装置において、撮像レンズ１１を透過した被写体からの光は、赤外線反射層２３および赤外線吸収層２２に入射して赤外線成分が除去され、次いでローパスフィルター層２１を透過することにより高空間周波数成分が除去される。その後、受光部１３に係るカラーフィルターによって赤色光、緑色光および青色光に色分解されて固体撮像素子１２に入力され、当該固体撮像素子１２から各色の画像情報がカラー受像装置に送られ、このカラー受像装置において３つの画像情報が合成されることにより、所要の画像が得られる。
【００７９】
そして、赤外線反射層２３が被写体側に位置され、ローパスフィルター層２１が撮像素子側に位置される状態に配置されることが特に好ましい。
このような構成によれば、ローパスフィルター層２１を構成する材料が、紫外線によって劣化しやすい芳香族環を含有するポリマーである場合にも、赤外線吸収層２２を紫外線を遮断する特性を有するものとすることにより、当該ローパスフィルター層２１の低い耐候性の問題点が発現されないように回避することができると共に、赤外線反射層２３が撮像素子から見て遠位側に位置されることにより、当該赤外線反射層２３の形成において蒸着工程で生じた欠陥の影響が、実際に画像の欠陥として生ずることを抑制することができる。更に、被写体側の位置で反射された赤外線は、光学系においては乱反射する可能性があっても、赤外線吸収層２２によって撮像素子に到達することか阻止されるため、実際に画像の欠陥の原因となることが防止される。                                          このような構成の光学フィルター２０においては、ローパスフィルター層２１の撮像素子側の界面に反射防止コートを形成することが好ましい。
【００８０】
併せて、赤外線吸収層２２の両面は、ローパスフィルター層２１および赤外線反射層２３により被覆されているために露出されることがなく、従って、当該赤外線吸収層２２の吸湿が抑制されたものとなるため、含有されている赤外線吸収性物質が吸湿性である場合にも、当該赤外線吸収層２２に優れた耐久性が得られ、長時間にわたって所期の性能を得ることができる。
【００８１】
本発明においては、種々の変更を加えることができる。
例えば、光学フィルターの光学的ローパスフィルター層を構成する光学異方性高分子成形体は単一体であるものに限定されず、材料シートの複数が積層されて構成されたものであってもよい。例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン系などの透光性を有するプラスチック製の１／４波長板を２枚のローパスフィルター層の間に積層された構成とすることができ、これにより、例えば、水平方向だけでなく垂直方向に光学的ローパス特性を発揮させることができる。ここに用いられる１／４波長板の厚さは、通常、１０〜５００μｍである。
【００８２】
本発明の撮像装置は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型ＭＯＳトランジスタ（Ｃ−ＭＯＳ）からなる撮像素子センサーを備えてなる形式の撮像装置、具体的には、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、パソコンカメラ、監視カメラ、携帯電話搭載用カメラおよび小型カメラモジュールなどとして好適に用いることができる。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、以下において、「部」は「質量部」を意味する。
【００８４】
＜実施例１＞
（１）ローパスフィルター層形成用フィルムの作成
＜光重合性液晶組成物の調製＞
下記の重合性単量体（液晶性単量体組成物）の１００部に、下記の光重合開始剤の１部および酸化防止剤０．２部を添加して溶解させることにより、光重合性液晶組成物を調製した。
【００８５】
〔重合性単量体〕
下記の式（５）で示される化合物（Ａ）３５モル％および式（６）で示される化合物（Ｂ）３５モル％および式（７）で示される化合物（Ｃ）３０モル％よりなる液晶性単量体組成物
【００８６】
【化５】
2005345680.tif 000006
【００８７】
【化６】
2005345680.tif 000007
【００８８】
〔光重合開始剤〕
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（商品名「ダロキュア１１７３」チバスペシャルケミカルズ社製）
〔酸化防止剤〕
１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ、３Ｈ、５Ｈ）トリオン（商品名「アデカスタブＡＯ−２０」旭電化社製）
【００８９】
＜キャスト用ガラスセルの作成＞
直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのガラスよりなる成型用基板の２枚を０．０７ｍｍの間隙を介して平行に対向させ、当該２枚の成型用基板の外周面にわたってシール用テープを共通に貼り付けることにより、直径４０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの円形のシールされた成型用空間を有するキャスト用ガラスセルを作成した。
【００９０】
＜光重合処理＞
上記の光重合性液晶組成物を、５０℃に温めておいた上記キャスト用ガラスセルの成型用空間内に注入して注入口をシール用テープでシールした後、遮光雰囲気中において６０℃に加温した。
この光重合性液晶組成物が封入されたガラスセルを、強度が１０テスラの平行磁場中であって、図５に示すように磁力線に対して４５度の角度状態に保持したセル台（図示せず）に載せて支持し、ガラスセルの温度が２５℃に維持されるよう冷却しながら４分間保持して配向処理を行い、その後、紫外線放射ランプにより６ｍＷ／ｃｍ2 の強度の紫外線を室温で６０秒間間照射して光重合性液晶組成物の光重合処理を行った。
【００９１】
＜ローパスフィルター層形成用フィルムの取得＞
以上のようにして得られたフィルム複合体を温度８５℃のオーブン中に１時間放置して後重合処理を行った後、室温にまで冷却し、ガラスセルを解体して厚みが７０μｍの重合体フィルムよりなるローパスフィルター層形成用フィルムを形成した。
このフィルムは、複屈折性を示し、像分離量は３．５μｍであり、ヘイズ値は１．５であった。
【００９２】
以上において、像分離量は、光学顕微鏡で標準ゲージ上に試料フィルムを置いてゲージ目盛りのずれ量（すなわち正常光線のゲージ像と異常光線のゲージ像とのずれ量）を測定した値である。また、ヘイズ値はヘイズメーターを使用して測定された値である。
【００９３】
（２）赤外線吸収層形成用フィルムの作成
下記式（８）で表されるリン酸エステル化合物（以下「リン酸エステルＡ」という。）１６ｇと、下記式（９）で表されるリン酸エステル化合物（以下「リン酸エステルＢ」という。）１４．４ｇと、ジエチレングリコールジメタクリレート２０ｇと、メチルメタクリレート４８．６ｇと、α−メチルスチレン０．９ｇとを混合することにより、モノマー溶液を得た。
このモノマー溶液に安息香酸銅（安息香酸第二銅；以下同様）３２ｇを加えて加温して溶解させた後、−２０℃の冷蔵庫内に２４時間静置し、副生成物の安息香酸（融点１２２℃）を結晶化させて析出させた。析出した安息香酸を、−２０℃の温度環境下でモノマー溶液から濾別分離した。
このモノマー溶液に、重合開始剤としてｔ−ブチルパーオクタノエートを２．０ｇ添加した。このモノマー溶液をポリ塩化ビニル製ガスケットと２枚のガラス基板から構成される重合用セルに注入し、４５℃で１６時間、６０℃で８時間、１００℃で３時間と順次異なる温度で加熱して厚さ０．４ｍｍの淡青色透明のフィルムを得た。
【００９４】
【化７】
2005345680.tif 000008
【００９５】
（３）赤外線反射層形成用フィルムの作成
厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを基板として用い、真空蒸着法により、当該基板の表面にシリカ（ＳｉＯ2 ）層とチタニア（ＴｉＯ2 ）層とを交互に積層して、全層数が３０層の近赤外線遮断作用を有する多層膜を形成し、これにより基板上に厚さ約３μｍの赤外線反射層形成用フィルムが形成されてなる複合フィルム（総厚１０３μｍ）を得た。
【００９６】
（４）貼合
上記（１）で作成したローパスフィルター層形成用フィルムと（２）で作成した赤外線吸収層形成用フィルムと、上記（３）で作成した赤外線反射層形成用フィルム（複合フィルム）を、アクリル系光学接着剤を用いてこの順に貼合し、得られた貼合フィルムを、ダイサーを用いて８ｍｍ角に裁断して本発明の光学フィルターを作成した。
ここに得られた光学フィルターは、像分離量３．５μｍの２点分離タイプであり、６８０ｎｍから１０００ｎｍまでの透過率が５％以下の特性を有していた。
【００９７】
＜実施例２＞
（１）赤外線反射層形成用フィルムの作成
ポリエチレンナフタレートとポリエチレンテレフタレートの共重合体よりなる低屈折率層（厚さ１２０ｎｍ）と、メチルメタクリレートよりなる高屈折率層（厚さ１００ｎｍ）を交互に積層してなる合計３０層の多層フィルムよりなる総厚が約３．４μｍの赤外線反射層形成用フィルム１を作成した。
また、低屈折率層の厚さを１３０ｎｍ、高屈折率層の厚さを１１０ｎｍとしたこと以外は同様にして、合計３０層の多層フィルムよりなる総厚が約３．６μｍの赤外線反射層形成用フィルム２を作成した。
更に、低屈折率層の厚さを１４０ｎｍ、高屈折率層の厚さを１２０ｎｍとしたこと以外は同様にして、合計３０層の多層フィルムよりなる総厚が４μｍの赤外線反射層形成用フィルム３を作成した。
【００９８】
（２）貼合
上記実施例１の（１）と同様にして作成したローパスフィルター層形成用フィルムと、上記実施例１の（２）と同様にして作成した赤外線吸収層形成用フィルムと、上記（１）で作成した赤外線反射層形成用フィルム１〜３を光学接着剤を用いてこの順番で貼合し、得られた貼合フィルムをダイサーを用いて８ｍｍ角に裁断することにより、本発明の光学フィルターを作成した。
ここに得られた光学フィルターは、像分離量３．５μｍの２点分離タイプであり、６８０ｎｍから１０００ｎｍまでの透過率が５％以下の特性を有していた。
【００９９】
＜実施例３＞
（１）赤外線反射層を有する赤外線吸収性フィルムの作成
実施例１の（２）と同様にして作成した赤外線吸収層形成用フィルムの表面に、シリカ（ＳｉＯ2 ）層とチタニア（ＴｉＯ2 ）層とを交互に積層して全層数が３０層の近赤外線遮断作用を有する総厚が４μｍの多層膜を形成して赤外線吸収性フィルムを得た。
【０１００】
（２）貼合
上記（１）で作成した赤外線吸収性フィルムの裏面（赤外線反射層が形成された表面と反対側の表面）に、実施例１の（１）で作成した第１のローパスフィルター層形成用フィルムａと、この第１のローパスフィルター層形成用フィルムａ上に、延伸処理されたポリカーボネート製のλ／４フィルムを、その延伸方向がフィルムａの像分離方向と４５度の角度をなすように配置し、更にその上に、実施例１の（１）と同様にして作成し第２のローパスフィルター層形成用フィルムｂを像分離方向が第１のローパスフィルター層形成用フィルムａと直角になるように配置して、アクリル系光学接着剤を用いて貼合し、得られた貼合フィルムをダイサーを用いて１０ｍｍ角に裁断することにより、本発明の光学フィルターを作成した。
ここに得られた光学フィルターは、像分離量３．５μｍの４点分離タイプであり、６８０ｎｍから１０００ｎｍまでの透過率が５％以下の特性を有していた。
【０１０１】
以上の実施例１〜実施例３で得られた３つの光学フィルターの各々を用いて、図１に示されている構成の撮像装置を作成し、その各々について撮像テストを行ったところ、すべての撮像装置において、良好な感度特性を有すると共にモアレパターンの発生がなく、良好な性能を有することが認められた。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の撮像装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１の撮像装置を構成する光学フィルターの構成を示す説明図である。
【図３】光学的ローパスフィルター層形成用フィルムの製造に用いられるキャスト用セルの一例の構成を示す説明用断面図である。
【図４】図３のキャスト用セルにより形成された成型用複合体を示す説明用断面図である。
【図５】光重合性液晶組成物における液晶化合物の液晶分子の配向処理についての説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１１    撮像レンズ
１２    固体撮像素子
１３    受光部
１４    カバー部材
２０    光学フィルター
２１    光学的ローパスフィルター層
２２    吸収型赤外線カットフィルター層
２３    反射型赤外線カットフィルター層
４０    キャスト用セル
４２    成型用基板
４４    シール用テープ
５０    成型用複合体
Ｇ    間隙
Ｌ    薄層
Ｍ    液晶分子
【図１】
2005345680.tif 000009
【図２】
2005345680.tif 000010
【図３】
2005345680.tif 000011
【図４】
2005345680.tif 000012
【図５】
2005345680.tif 000013