(57)【要約】【課題】近赤外光カットの性能を満足しつつ、素材の選択肢を広げ、ニーズに応じて小型化などの設計自由度を高めることが可能な固体撮像素子用または受光素子用の近赤外光カットフィルタ、並びに、これを搭載した撮像装置、固体撮像素子、撮像装置用レンズを提供する。【解決手段】本発明の撮像装置１０１は、被写体と光電変換素子６２の間に、近赤外光を遮蔽する近赤外光カットフィルタ１が設置されているものである。近赤外光カットフィルタ１は、光学部材１０と、光学部材１０の第２主面１２の表層に形成された反射防止層３０と、光学部材１０の第２主面１２、又は／及び第１主面１１上に形成された近赤外遮蔽層２０とを備える。近赤外遮蔽層２０は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層２１Ｒと、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層２１Ｌとを積層したものである。【選択図】図２Ａ
2013041141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子を具備する固体撮像素子を搭載した撮像装置であって、
被写体と前記光電変換素子の間に、近赤外光を遮蔽する近赤外光カットフィルタが設置されており、
前記近赤外光カットフィルタは、
光学部材と、
前記光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、
前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層と、を備え、
前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである撮像装置。
【請求項２】
前記近赤外光カットフィルタは、
さらに、近赤外吸収層を具備する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記赤外光カットフィルタの前記光学部材は、（ｉ）前記光電変換素子の前面に前記固体撮像素子と一体的に形成されたレンズ、（ｉｉ）被写体と前記固体撮像素子の間に、これらと離間して配置され、前記固体撮像素子と光軸が一致する撮像装置用レンズ、（ｉｉｉ）前記固体撮像素子を保護するために、当該固体撮像素子の前方に設けられた透光性のカバーガラス、（ｉｖ）前記固体撮像素子と前記カバーガラスの間に設置された透光性の基材、のいずれかである請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記選択波長反射層は、前記コレステリック液晶相により構成されたものであり、当該コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、膜厚方向に概ね一定であるか、膜厚方向に略連続的に変化するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記反射防止層は、誘電体多層膜である請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
光電変換素子を具備する固体撮像素子であって、
前記光電変換素子の前面に、近赤外光を遮蔽するための近赤外光カットフィルタが設置されており、
前記近赤外光カットフィルタは、
光学部材と、
前記光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、
前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層と、を備え、
前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである固体撮像素子。
【請求項７】
前記近赤外光カットフィルタは、さらに、近赤外吸収層を具備する請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記選択波長反射層は、前記コレステリック液晶相により構成されたものであり、当該コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、膜厚方向に概ね一定であるか、膜厚方向に略連続的に変化するものである請求項６又は７に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記反射防止層は、誘電体多層膜である請求項６〜８のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
光電変換素子を具備する固体撮像素子の前面に、当該固体撮像素子と離間して配設して利用される固体撮像素子用レンズであって、
前記固体撮像素子用レンズは、近赤外光カットフィルタの機能も兼用するものであり、
前記近赤外光カットフィルタは、
前記固体撮像素子用レンズである光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、
前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層と、を備え、
前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである固体撮像素子用レンズ。
【請求項１１】
前記近赤外光カットフィルタは、
さらに、近赤外吸収層を具備する請求項１０に記載の固体撮像素子用レンズ。
【請求項１２】
前記選択波長反射層は、前記コレステリック液晶相により構成されたものであり、当該コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、膜厚方向に概ね一定であるか、膜厚方向に略連続的に変化するものである請求項１０又は１１に記載の固体撮像素子用レンズ。
【請求項１３】
前記反射防止層は、誘電体多層膜である請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の固体撮像素子用レンズ。
【請求項１４】
固体撮像素子、若しくは受光素子に用いられる近赤外光カットフィルタであって、
光学部材と、
前記光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、
前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層と、を備え、
前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである近赤外光カットフィルタ。
【請求項１５】
前記近赤外光カットフィルタは、さらに、近赤外吸収層を具備する請求項１４に記載の近赤外光カットフィルタ。
【請求項１６】
前記選択波長反射層は、前記コレステリック液晶相により構成されたものであり、当該コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、膜厚方向に概ね一定であるか、膜厚方向に略連続的に変化するものである請求項１４又は１５に記載の近赤外光カットフィルタ。
【請求項１７】
前記反射防止層は、誘電体多層膜である請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の近赤外光カットフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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関する。また、撮像装置等に搭載される固体撮像素子、固体撮像素子用レンズに関する。さらに、近赤外光遮蔽効果を有する固体撮像素子、又は受光素子に用いる近赤外光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やデジタルビデオカメラ等の撮像装置は、被写体を固体撮像素子で撮影して画像化する。撮像装置に内蔵された固体撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）である。これらの固体撮像素子は、被写体からの光信号を集めて信号電荷に変換し、その電荷をデジタルデータ若しくはアナログデータとして素子外部に取り出して画像化する。これらの固体撮像素子は、通常、特定の波長に感度を有する。例えば、シリコンをベースにした固体撮像素子は、可視光帯域のみならず、近赤外光帯域に対して感度を有する。このため、感度を人間の視感度に近づけるためには、近赤外光カットフィルタを配置する必要がある。
【０００３】
近赤外光帯域の光を選択的に吸収する近赤外光カットフィルタとして、フツリン酸塩系ガラスや、リン酸塩系ガラスにＣｕＯ等を添加した光吸収型のガラスフィルタが知られている。また、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）層と酸化チタン（ＴｉＯ２）層とを交互に光学部材上に積層し、光の干渉によって近赤外光帯域の光を反射して遮蔽する反射型の干渉フィルタや、透明樹脂中に近赤外光帯域の光を吸収する色素を含有させたフィルム等が開発されている（例えば、特許文献１）。また、近赤外光を吸収する色素を含有する樹脂層と近赤外光を反射する層とを積層した近赤外光カットフィルタも開発されている（例えば、特許文献２）。なお、特許文献３〜１１については、後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８１０２８号公報
【特許文献２】特開２００８−５１９８５号公報
【特許文献３】特開２００５−３１２９８号公報
【特許文献４】特開２００６−３３５８８１号公報
【特許文献５】特開平５−１４０４００号公報
【特許文献６】特開平８−２７２８４号公報
【特許文献７】国際公開第２０１０／１４３６８３号
【特許文献８】特開２０１０−６１１１９号公報
【特許文献９】特開平６−２８１８１４号公報
【特許文献１０】特許４０９６２０５号
【特許文献１１】国際公開第２０１１／０４０５７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今の撮像装置の高性能化に伴う用途拡大に伴って、撮像装置は、さらなる高機能化・画質の高精細化等が求められている。その一方で、撮像装置の軽薄短小化なども実現可能な設計自由度の高さも強く求められている。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、近赤外光カットの性能を満足しつつ、素材の選択肢を広げ、ニーズに応じて小型化などの設計自由度を高めることが可能な固体撮像素子用または受光素子用の近赤外光カットフィルタ、並びに、これを搭載した撮像装置、固体撮像素子、撮像装置用レンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、光電変換素子を具備する固体撮像素子を搭載した撮像装置であって、被写体と前記光電変換素子の間に、近赤外光を遮蔽する近赤外光カットフィルタが設置されており、前記近赤外光カットフィルタは、光学部材と、前記光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層と、を備える。前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである。
【０００８】
本発明の固体撮像素子は、光電変換素子を具備する固体撮像素子であって、前記光電変換素子の前面に、近赤外光を遮蔽するための近赤外光カットフィルタが設置されており、前記近赤外光カットフィルタは、光学部材と、前記光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層とを備える。前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである。
【０００９】
本発明の固体撮像素子用レンズは、光電変換素子を具備する固体撮像素子の前面に、当該固体撮像素子と離間して配設して利用される固体撮像素子用レンズであって、前記固体撮像素子用レンズは、近赤外光カットフィルタの機能も兼用するものであり、前記近赤外光カットフィルタは、前記固体撮像素子用レンズである光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層と、を備える。前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである。
【００１０】
本発明の固体撮像素子用の近赤外光カットフィルタは、固体撮像素子、若しくは受光素子に用いられる近赤外光カットフィルタであって、光学部材と、前記光学部材の第１主面の表層に形成された反射防止層と、前記光学部材の前記第１主面、又は／及び前記第１主面とは反対側の第２主面上に形成された近赤外遮蔽層と、を備える。前記近赤外遮蔽層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、近赤外光カットの性能を満足しつつ、素材の選択肢を広げ、ニーズに応じて小型化などの設計自由度を高めることが可能な固体撮像素子用または受光素子用の近赤外光カットフィルタ、並びに、これを搭載した撮像装置、固体撮像素子、撮像装置用レンズを提供できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】第１実施形態の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図１Ｂ】第１変形例の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図１Ｃ】第２変形例の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図１Ｄ】第３変形例の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図２Ａ】第１実施形態の撮像装置の一例を示す模式的断面図。
【図２Ｂ】第４変形例の撮像装置の一例を示す模式的断面図。
【図３Ａ】第２実施形態の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図３Ｂ】第５変形例の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図４】第２実施形態のＮＩＲ吸収色素（Ａ）の吸収スペクトル。
【図５Ａ】第３実施形態の固体撮像素子の一例を示す模式的断面図。
【図５Ｂ】第６変形例の固体撮像素子の一例を示す模式的断面図。
【図５Ｃ】第７変形例の固体撮像素子の一例を示す模式的断面図。
【図６Ａ】第４実施形態の固体撮像素子用レンズの一例を示す模式的断面図。
【図６Ｂ】第８変形例の固体撮像素子用レンズの一例を示す模式的断面図。
【図７】第５実施形態の固体撮像素子用レンズの一例を示す模式的断面図。
【図８】第６実施形態の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図９】第７実施形態の近赤外光カットフィルタの一例を示す模式的断面図。
【図１０】第８実施形態のＣＣＤセンサの一例を示す模式的斜視図。
【図１１】実施例７の近赤外光カットフィルタの模式的断面図。
【図１２】実施例７の誘電体層の透過率スペクトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得る。また、以下の実施形態、及び変形例を任意に組み合わせた態様も好適な例である。以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。また、同一の要素には、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１Ａは、第１実施形態の近赤外光カットフィルタ１の一例を示す模式的断面図である。第１実施形態の近赤外光カットフィルタ１は、固体撮像素子、若しくは受光素子の前面に配置して利用されるものであり、少なくとも光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０を有する。近赤外遮蔽層２０は、光学部材１０の第２主面１２側に積層され、反射防止層３０は、光学部材１０の第１主面１１側に積層されている。なお、近赤外遮蔽層２０は、第２主面１２上に代えて第１主面１１上に形成してもよいし、第１主面１１と第２主面１２の両面に形成してもよい。
【００１５】
光学部材１０は、可視光帯域の光を透過するものであり、支持体としての役割を担う。近赤外遮蔽層２０は、近赤外光帯域を遮蔽する役割を担う。後で詳述するが、近赤外遮蔽層２０は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化した選択波長反射層と、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化した選択波長反射層とを積層した積層体からなる。反射防止層３０は、透過光量の減少や映り込み等を防止する役割を担う層であり、通常、光学部材の光入射側に配置される。従って、通常、光学部材１０の第１主面１１が光入射側に、第２主面１２が固体撮像素子若しくは受光素子側に配置される。
【００１６】
なお、本明細書でいう「近赤外光」とは、固体撮像素子の感度に応じて変動し得るものである。通常は、７００ｎｍ〜１２００ｎｍであるが、固体撮像素子の種類や求められる特性によっては、７００ｎｍ〜２０００ｎｍが必要な場合もある。また、光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０の透明性は、ＪＩＳＫ−７１５０の規格に則り、ヘイズ値で評価することが好ましい。光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０のヘイズ値は、１％以下であることが好ましく、０．５％以下であることが特に好ましい。ヘイズ値が１％超であると、透過率が低く透明性が悪いので好ましくない。以下、各部材について、詳細に説明する。
【００１７】
＜光学部材＞  光学部材１０は、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、ガラス、樹脂等の公知の材料を制限なく利用できる。光学部材１０の形状は、特に限定されず、目的や用途に応じて、ブロック状、板状、フィルム状、シート状等を選択できる。また、平面状に限られず、曲面状でもよい。また、光学部材１０は、単一材料に限定されず、貼り合わせたものでもよい。光学部材１０は、可視光帯域の透過性が高いほど好ましい。
【００１８】
近赤外光カットフィルタ１の素材は、薄型化を実現する観点からは、フィルム状、シート状に容易に加工可能な樹脂が好ましい。光学部材１０の厚みは、用途によって変わり得るものであり特に限定されないが、ガラスの場合は、装置の小型化、薄型化、及び取り扱い時の破損を抑制する点から、０．０３〜５ｍｍの範囲が好ましく、軽量化や強度の点から、０．０５〜１ｍｍの範囲がより好ましい。光学部材１０として樹脂を用いる場合は、薄型化や小型化の観点から、１０〜３００μｍの範囲が好ましく、薄型化と強度の観点から、４０μｍ〜２００μｍの範囲がより好ましい。光学部材１０の内部、又は／及び表面には、近赤外光吸収物質（例えば、ＣｕＯ）や紫外光吸収物質等を含有させてもよい。
【００１９】
光学部材１０として樹脂を用いる場合の好適な例としては、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、ノルボルネン樹脂や、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、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００２０】
光学部材１０として無機材料を用いる場合の好適な例としては、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３，ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ等の酸化物単結晶や酸化物多結晶が挙げられる。また、ＣａＦ２，ＭｇＦ２ＢａＦ２、ＬｉＦ等のフッ化物からなる単結晶又は多結晶基板でもよい。さらに、ＮａＣｌ、ＫＢｒ，ＫＣｌ等の塩化物、臭化物からなる単結晶、多結晶基板等でもよい。また、無機材料としてガラスを用いる場合は、加工が容易で、光学面における傷や異物等の発生を抑える観点からは、ホウケイ酸ガラスが好ましく、接着性、耐候性の観点からは、アルカリ成分を含まないガラスが好ましい。また、紫外光帯域、又は／及び近赤外光帯域の波長に対して吸収特性を有するガラスを用いてもよい。例えば、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等にＣｕＯ等を添加した吸収型のガラスフィルタを用いてもよい。使用する装置や近赤外光カットフィルタ１の配置場所等を考慮して、ガラス中のアルカリ成分の有無、線膨張係数の大きさ等の特性を、適宜選択すればよい。
【００２１】
近赤外光カットフィルタ１にローパスフィルタや波長板の機能を付与したい場合には、光学部材１０として水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の結晶を用いればよい。これらの結晶を用いることによって、近赤外光カットフィルタ１を搭載する撮像装置等の小型化、薄型化を実現できる。
【００２２】
光学部材１０の耐熱性を高める観点からは、上述した結晶やガラス、あるいは耐熱性の高い樹脂を用いることが好ましい。耐熱性の高い樹脂としては、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、シルセスキオキサン等を含有した有機無機ハイブリッド材料等が挙げられる。光学部材１０は、近赤外吸収が可能なガラス、若しくは近赤外光吸収色素等の吸収材を添加したガラス、若しくは樹脂により形成してもよい。
【００２３】
＜近赤外遮蔽層＞  近赤外遮蔽層２０は、近赤外光帯域に対して遮蔽性（反射性）を有する層である。近赤外遮蔽層２０は、右第１選択波長反射層２１Ｒ，左第１選択波長反射層２１Ｌ、右第２選択波長反射層２２Ｒ，左第２選択波長反射層２２Ｌの４層（以下、これらを「選択波長反射層」とも称する）が光学部材１０側からこの順に積層された積層体からなる。右第１選択波長反射層２１Ｒと右第２選択波長反射層２２Ｒは、それぞれ近赤外光帯域のある波長帯域の右円偏光を選択反射するための層である。同様に、左第１選択波長反射層２１Ｌと左第２選択波長反射層２２Ｌは、それぞれ近赤外光帯域のある波長帯域の左円偏光を選択反射するための層である。
【００２４】
選択波長反射層２１Ｒ〜２２Ｌは、それぞれ螺旋軸を有する液晶相（コレステリック液晶、円盤状液晶）を固定した層からなる。各選択波長反射層は、少なくとも一組の螺旋軸の回転方向が右の液晶相を固定化したものと、螺旋軸の回転方向が左の液晶相を固定化したものとからなる。各選択波長反射層２１Ｒ〜２２Ｌのそれぞれの螺旋軸を有する液晶相は、多数の層の重なりからなり、その一つの薄い層内において、液晶分子は、例えば長軸を層と平行にすると共に方向を揃えて配列している。そして、その一つの薄い層は、互いに分子の配列方向が螺旋状になるように集積している。螺旋軸は、通常、基板に対して垂直方向となる。このため、螺旋ピッチに対応して左／右円偏光成分のいずれか一方を選択的に反射する。
【００２５】
右第１選択波長反射層２１Ｒ及び左第１選択波長反射層２１Ｌは、概ね同一の螺旋ピッチを有し、右第２選択波長反射層２２Ｒ及び左第２選択波長反射層２２Ｌは、概ね同一の螺旋ピッチを有する。例えば、右第１選択波長反射層２１Ｒ，左第１選択波長反射層２１Ｌは、近赤外光帯域のうちの短波長側を反射する役割を担い、右第２選択波長反射層２２Ｒ，左第２選択波長反射層２２Ｌは、近赤外光帯域のうちの長波長側を反射する役割を担う。すなわち、４層の選択波長反射層を用いることによって相補的に近赤外光帯域を反射する。
【００２６】
各選択波長反射層の反射帯域は、概ね数式（１）によって求められる。
Δλ＝Δｎ・ｐ                ・・・数式（１）
Δλは、反射帯域（最大反射率×１／２の反射波長帯域）を示し、Δｎは屈折率異方性を示し、ｐは螺旋ピッチを示す。
ここで、Δｎ＝０．３、ｐが６００ｎｍである材料を用いると、反射帯域Δλは１８０ｎｍとなる。右第１選択波長反射層２１Ｒと左第１選択波長反射層２１Ｌとは、互いに螺旋ピッチが概ね同一であって、液晶相の螺旋方向が互いに逆の層をいう。右第２選択波長反射層２２Ｒと左第２選択波長反射層２２Ｌについても同様である。これによって、反射中心波長λを概ね同一とできる。
【００２７】
なお、反射中心波長とは、最も反射強度の強い波長と定義する。また、ここで云う螺旋ピッチが概ね同一とは、反射中心波長が±３０ｎｍ程度の差も含むものとする。また、近赤外遮蔽層２０は、全体で所定の赤外光帯域の反射が実現できればよく、右第１選択波長反射層２１Ｒと左第１選択波長反射層２１Ｌとが、互いに螺旋ピッチが概ね同一であることは必須ではない。換言すると、右第１選択波長反射層２１Ｒと左第１選択波長反射層２１Ｌは、反射波長帯域が概ね同一であるものに限定されず、異なる反射波長帯域のものであってもよい。右第２選択波長反射層２２Ｒと左第２選択波長反射層２２Ｌについても同様である。
【００２８】
近赤外遮蔽層２０は、可視光帯域において高い透過性を有し、近赤外光において高い遮蔽性を示すことが好ましい。例えば、４２０〜６９５ｎｍの可視光を透過し、７１０〜１１００ｎｍの近赤外光帯域を遮蔽することが好ましく、７００〜１２００ｎｍの光を遮蔽することがより好ましい。第１実施形態の近赤外遮蔽層２０は、４２０〜６９５ｎｍの可視光の透過率が６５％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。また、７００〜１１００ｎｍの波長域における光の透過率は１％以下が好ましく、特に、７１０〜８６０ｎｍの波長域における光の透過率は０．２％以下が好ましい。
【００２９】
コレステリック液晶は、通常、棒状のネマチック液晶やスメクチック液晶に対して不斉中心等を持つカイラルドーパントを添加することによって得られる。また、螺旋軸を有する円盤状液晶は、円盤状液晶に対してカイラルドーパントを添加することによって得られる。カイラルドーパントによって、液晶分子に捩じれが生じ、旋光性が付与される。螺旋を誘起するカイラルドーパントの濃度を調整することによって、若しくは液晶性化合物やカイラルドーパントの種類を代えることによって螺旋ピッチを変えることができる。螺旋ピッチを変えることによって特定の波長の光を反射させることが可能となる。螺旋ピッチは、適宜設計可能である。
螺旋ピッチは反射中心波長と屈折率からお概ね以下の数式（２）で決定する。
例えば屈折率が１．５で９００ｎｍの反射中心波長としたい場合は６００ｎｍ＝０．６μとする。
螺旋ピッチ＝反射中心波長÷屈折率      ・・・数式（２）
【００３０】
選択波長反射層を形成するために、水平配向膜等の配向制御膜を形成してもよい。例えば、光学基板１０上、又は／及び選択波長反射層間に、ポリイミドやポリビニルアルコール等からなる薄膜を塗膜してラビング処理したラビング膜を設けてもよい。撮像装置の光学経路に粉塵や静電気が発生することを防止する観点からは、直線偏光紫外光を高分子膜上に照射することによって、偏光方向の高分子鎖を選択的に反応させ、これによって異方性を発生させて液晶配向能を付与する光配向制御が好ましい。
【００３１】
なお、右第１選択波長反射層２１Ｒ及び左第１選択波長反射層２１Ｌと、右第２選択波長反射層２２Ｒ及び左第２選択波長反射層２２Ｌは、それぞれ隣接する位置に配設しているが、積層順は任意である。用いる液晶組成物や、求められる特性等に応じて調整すればよい。
【００３２】
＜反射防止層＞  反射防止層３０は、公知の反射防止層を制限なく使用できる。例えば、反射防止層３０として、屈折率の低い無機化合物と屈折率の高い無機化合物とを交互に積層した積層体（例えば、特許文献３）や、屈折率の低い無機化合物からなる層（例えば、ＳｉＯ２の塗膜や、特許文献４に記載された中空状のＳｉＯ２の塗膜）、屈折率の低い樹脂からなる層（例えば、特許文献５のフッ素樹脂の塗膜）が使用できる。
【００３３】
屈折率の低い樹脂としては、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フルオロシリコン樹脂などが挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に含フッ素重合体からなる低屈折率材料からなる反射防止層が好適な例として挙げられる。市販されているものとしては、アークトップ（ＵＲＰ２１９９、旭硝子社製）、リアルック（ＲＬ７８００、ＲＬ９０００、ＲＬ９２００、日本油脂社製）などがある。なお、低屈折率とは、具体的には屈折率が１．１〜１．６であることが好ましく、１．２〜１．５であることがより好ましく、１．３〜１．４８であることがさらに好ましい。
【００３４】
反射防止層３０は、上述したものを組み合わせて用いてもよい。第１実施形態においては、真空プロセスを用いないで製造する反射防止層の一例について説明し、第６実施形態、第７実施形態において、真空プロセスを用いて製造する反射防止層の一例について説明する。
【００３５】
反射防止層３０は、反射防止帯域の広帯域化を達成しつつ、反射特性に優れる膜であることが好ましい。反射防止層３０の膜厚は、１０〜３０００ｎｍの範囲であることが好ましい。１０ｎｍ未満であると反射防止性能が不十分であり、３０００ｎｍを超えるとクラックが入りやすくなったり、干渉縞が発生したり、傷が目立ちやすくなるおそれがある。
【００３６】
反射防止層３０を構成する塗膜や誘電体多層膜の反射率は、分光光度計で測定できるが、反射防止層３０は、狭くとも波長４２０〜６３０ｎｍの可視光帯域において、好ましくは波長４２０〜６９５ｎｍの可視光帯域において、反射率の最小値が２％以下であることが好ましく、かつ、反射率の最大値と最小値の差が１％以下であることが好ましい。反射率の最小値が２％超であると、反射防止の機能が不充分となるおそれがある。
【００３７】
反射防止層３０の表面には、無機物、又は／及び有機物からなる特定の機能を有する塗膜がさらに形成され、ハードコート、着色、導電、帯電防止、偏光、紫外光遮蔽、赤外光遮蔽、防汚、防曇、光触媒、抗菌、蓄光、電池、屈折率制御、撥水、撥油、指紋除去、滑り性等より選ばれる１種、又は２種以上の機能が付与されてもよい。
【００３８】
なお、近赤外光カットフィルタ１は、４００ｎｍ以下の紫外光波長帯域の光を遮蔽する光学特性を有することが好ましく、４１０ｎｍ以下の光の遮蔽性を有することがより好ましい。紫外光波長帯域の光を遮蔽する紫外光遮蔽層、紫外光吸収層を積層してもよいし、紫外光吸収剤等を反射防止層３０、光学部材１０等に含有させてもよい。また、赤外線吸収層などが積層されていてもよい。あるいは、後述する第６実施形態、第７実施形態で説明するように、反射防止層として、誘電体多層膜を利用し、これらの膜に紫外光反射機能や近赤外反射機能を付与してもよい。
【００３９】
＜製造方法＞  次に、近赤外光カットフィルタ１の製造方法の一例について説明する。但し、近赤外光カットフィルタ１の製造方法は、以下の方法に限定されるものではない。
【００４０】
光学部材１０は、所望のサイズ、厚みになるように切断・加工され、必要に応じて、研削、研磨、面取り等を行う。その後、光学部材１０を洗浄し、必要に応じて、塗膜の密着性をより高める目的等で、プラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、オゾン処理等の放電処理、水、酸やアルカリ等の化学処理、又は研磨剤を用いた物理的処理を施す。
【００４１】
光学部材１０として樹脂を用いる場合には、その表面にコロナ処理や易接着処理を施すことが好ましい。光学部材１０としてガラスを用いる場合には、表面にシランカップリング剤による表面処理を施してもよい。シランカップリング剤による表面処理が施されたガラス板を用いることにより、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０との密着性を高めることができる。シランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−Ｎ'−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランのようなアミノシラン類や、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランのようなエポキシシラン類、ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランのようなビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を使用できる。
【００４２】
次いで、反射防止層３０を形成する。第１実施形態においては、組成物を塗布・乾燥・硬化により形成する方法について説明する。なお、反射防止層３０として誘電体多層膜を用いる例については、後述する。
まず、反射防止層３０の塗膜を形成するための塗布用の組成物を調製し、光学部材１０上に公知の方法で塗布する。例えば、キャストコーティング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、カーテンコーティング法、スリットダイコーター法、グラビアコーター法、スリットリバースコーター法、マイクログラビア法、又はコンマコーター法等のコーティング法等が挙げられる。その他、バーコーター法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等も使用できる。また、塗膜の機械的強度を高める目的で、必要に応じて、加熱や紫外光や電子線等による照射を行ってもよい。加熱する場合、基材の耐熱性を加味して決定する必要があるが、１００℃以下とすることが好ましい。
【００４３】
反射防止層３０の組成物は、例えば、中空状ＳｉＯ２が分散した分散液やこれにマトリックス成分や配合剤を加えた分散液などである。マトリックス成分（バインダ）を混合することによって塗膜の硬度を向上させることができる。マトリックス成分の固形分量は、例えば、反射防止粒子の全固形分量の０．１〜１０倍とする。マトリックス成分は、外部エネルギー（熱、活性光線等）によって硬化するものが好ましく、金属酸化物の前駆物質や有機樹脂等が好適な例として挙げられる。
【００４４】
反射防止層３０を形成するための組成物には、光学部材との濡れ性を向上させるために、適宜、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等の界面活性剤を添加してもよい。また、組成物の固形分濃度は、０．１〜５０質量％程度であることが好ましい。組成物は、無機物、又は／及び有機物からなる各種塗料用配合剤が配合され、ハードコート、着色、導電、帯電防止、偏光、紫外光遮蔽、赤外光遮蔽、防汚、防曇、光触媒、抗菌、蓄光、電池、屈折率制御、撥水、撥油、指紋除去、滑り性等より選ばれる１種、又は２種以上の機能が付与されてもよい。
【００４５】
また、組成物には、塗膜に求められる機能に応じて、通常使用される添加剤、例えば、泡立ち防止剤、レベリング剤、紫外光吸収剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防カビ剤等を適宜添加できる。反射防止層３０は、光学部材１０上に、反射防止層３０を形成するための組成物を塗布し、乾燥することによって形成される。必要に応じて、硬化処理を行ってもよい。硬化処理を紫外光照射によって行う場合には、紫外光吸収剤を添加しない、若しくは硬化に支障がない帯域の紫外光吸収剤や添加量とする必要がある。従って、紫外光照射によって硬化処理を行う場合には、近赤外光遮蔽層よりも光入射側に、別の紫外光吸収層を設けて紫外光をカットすることが好ましい。
【００４６】
紫外光吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外光吸収剤、ベンゾフェノン系紫外光吸収剤、サリシレート系紫外光吸収剤、シアノアクリレート系紫外光吸収剤、トリアジン系紫外光吸収剤、オキザニリド系紫外光吸収剤、ニッケル錯塩系紫外光吸収剤、無機系紫外光吸収剤等が好ましく挙げられる。市販品として、Ｃｉｂａ社製、商品名「ＴＩＮＵＶＩＮ  ４７９」等が挙げられる。無機系紫外光吸収剤としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、マイカ、カオリン、セリサイト等の粒子が挙げられる。
【００４７】
次いで、近赤外遮蔽層２０を形成するための液晶組成物を調製する。液晶組成物は、例えば、重合性官能基を有するネマチック若しくはスメクチックの液晶性化合物と、重合性官能基を有するカイラルドーパントとを含有する液晶組成物である。また、液晶組成物は、円盤状液晶とカイラルドーパントを含有する液晶組成物でもよい。カイラルドーパントは、必ずしも重合性基を有していなくてもよく、また、重合性基を有するカイラルドーパントと、重合性基を有しないカイラルドーパントを併用してもよい。液晶性化合物も、重合性官能基を有しないものが含まれていてもよい。また、液晶性化合物は、低分子化合物のみならず、ポリマーであってもよい。
【００４８】
液晶組成物には、通常、重合開始剤も含まれている。また、必要に応じて、コレステリック液晶相の形成に影響を与えない範囲において、重合開始剤、重合禁止剤、紫外光吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、水平配向剤、ムラ防止剤、ハジキ防止剤等を含有していてもよい。また、近赤外遮蔽層２０の膜強度を高めるために、可塑剤等を添加することも可能である。
【００４９】
光安定剤としては、ヒンダードアミン類、ニッケルビス（オクチルフェニル）サルファイド、ニッケルコンプレクス−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルリン酸モノエチラート、ニッケルジブチルジチオカーバメート等のニッケル錯体が挙げられる。これらは２種以上を併用してもよい。液晶組成物中の光安定剤の含有量は、原料成分１００質量部に対して、０．０１〜１質量部であることが好ましく、０．１〜０．３質量部が特に好ましい。
【００５０】
光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ミヒラーケトン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、及びチオキサントン類等が挙げられる。また熱重合開始剤としてアゾビス系、及び過酸化物系の重合開始剤が挙げられる。これらは２種以上を併用してもよい。液晶組成物中の光、又は熱重合開始剤の含有量は液晶組成物の全体量に対して、０．０１〜５質量％が好ましく、０．０３％〜２質量％が特に好ましい。
【００５１】
重合性官能基を有する液晶性化合物は、カイラルドーパントの添加によって螺旋軸を有する液晶相を示し、螺旋軸を有する液晶相を固定化でき、かつ、近赤外光帯域を選択反射可能なものを用いる。これらの条件を満足すれば、その構造は特に限定されない。コレステリック液晶相を形成するための液晶性化合物の一例として、下記化学式（１）、（２）により表わされる液晶性化合物が挙げられる。
【化１】
2013041141.tif 000003
【化２】
2013041141.tif 000004
【００５２】
但し、化学式（１）（２）中のＡ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれ独立に、外部エネルギーを加えることによって重合する硬化性官能基であればよく、特に限定されない。外部エネルギーは、例えば、活性光線、加熱、電子線である。これらは、単独で／又は組み合わせて使用できる。このうち、取扱容易性の観点から、紫外光、可視光等の活性光線照射により重合させる方法が好ましい。
【００５３】
Ａ１、Ａ２、Ａ３の好ましい例としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等の硬化性官能基を挙げることができる。このうち、硬化速度を高めることができる点で特に好ましくは、アクリロイル基、メタクリロイル基である。化学式（１）の硬化性化合物は、２つの硬化部位を有する２官能性の化合物であることにより、硬化物の多くは架橋構造を示し、熱可塑性が抑制される。このため、幅広い温度領域において安定して液晶の配向を制御でき好ましい。Ａ１、Ａ２の部位の重合には、通常、重合開始剤が用いられる。
【００５４】
化学式（１）（２）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、−（ＣＨ２）ｐＯ−、又は−（ＣＨ２）ｑ−とすることが好ましい。ｐ及びｑは、それぞれ独立に２〜８の整数であることが好ましい。炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。一般に、重合性の液晶組成物を重合させると、重合の前後でΔｎの値が低下する傾向があるが、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が−（ＣＨ２）ｐＯ−、又は−（ＣＨ２）ｑ−等のポリメチレン基を有する場合、重合の前後におけるΔｎ値の低下を抑えることができる。
【００５５】
化学式（１）（２）中のＺ１、Ｚ２は、液晶性を発現するためのユニットであり、棒状構造を有する。例えば、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ビシクロヘキシレン基、シクロへキシレン基、フェニレン基等がエステル結合やカーボネート結合等で連結した２価の基である。
【００５６】
液晶組成物に含まれる重合性官能基を有するカイラルドーパントについては、特に限定されないが、例えば、下記化学式（３）〜（６）に示すイソソルビド誘導体、若しくはイソマンニド誘導体等が挙げられる。軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もカイラル剤として使用できる。
【化３】
2013041141.tif 000005
【００５７】
重合性官能基を有する液晶性化合物と、カイラルドーパントを少なくとも含む液晶組成物を光学部材１０上に塗布する。カイラルドーパントの量は、液晶化合物に対して１〜３０モル％であることが好ましい。液晶組成物に溶媒が添加されている場合には、塗膜の乾燥を行う。溶媒を除去し、温度を所定の条件下にすることによって、コレステリック液晶相が発現する。この状態において、重合を行う。重合は、前述したように外部エネルギーを印加することによって行う。コレステリック液晶相を安定して発現させる点からは、コレステリック液晶相−等方相相転移温度（Ｔｃ）よりも−１０℃以下の温度とすることが好ましい。重合は、ラジカル重合が好ましい。重縮合等で水等の揮発物が重合中に発生する反応や、液晶特性に悪影響を与える副生成物を発生する反応は好ましくない。円盤状液晶性分子の重合については、例えば、特許文献６などに記載された方法で行うことができる。
【００５８】
重合として、紫外光による光重合を行う場合には、照射エネルギーは、１０ｍＪ〜５０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましく、５０〜１５０００ｍＪ／ｃｍ２であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、１００度以下の加熱条件下で光照射を実施してもよい。また、必要に応じて、酸素濃度、窒素濃度を制御できる。
【００５９】
光照射に用いる光源は、特に制限されない。例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー（例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、ＹＡＧレーザー）、発光ダイオード、陰極線管等を用いることができる。光照射は、非偏光でも偏光でもよく、偏光を用いる場合は直線偏光を用いることが好ましい。さらに、フィルタや波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
【００６０】
上記工程によって、近赤外遮蔽層２０を構成する選択波長反射層の１つが形成される。第１実施形態においては、この操作を４回繰り返すことによって近赤外遮蔽層２０が形成される。液晶組成物中の液晶性化合物は、一種類のモノマーであってもよいし、複数のモノマーが混合されたものであってもよい。また、上記化学式（１）、（２）のモノマーが混合されたものでもよい。さらに、非重合性の液晶性化合物や、非液晶性の重合性化合物が液晶組成物中に含有されていてもよい。
【００６１】
液晶組成物は、重合性官能基を有する液晶性化合物と重合性官能基を有するカイラルドーパントを合わせて７５質量％以上含む液晶組成物であることが好ましく、さらに、９０質量％以上を含んでいることが好ましい。液晶組成物としては、重合性液晶組成物を７５質量％以上、特に８５質量％以上含む液晶組成物が好ましい。上記工程を経て、近赤外光カットフィルタ１が製造される。
【００６２】
なお、近赤外遮蔽層２０は、上記液晶組成物の例や、上記製造方法に限定されるものではない。例えば、上記特許文献７〜８に記載の液晶性化合物や、製造方法を用いてもよい。上記製造例においては、反射防止層３０を光学部材１０上に形成した後に、近赤外遮蔽層２０を形成する例を述べたが、先に近赤外遮蔽層２０を形成し、その後に反射防止層３０を形成してもよい。
【００６３】
上記特許文献１、２の製造方法によれば、通常、真空蒸着法、スパッタ法、化学気相成長法、イオンビーム法、イオンプレーティング法等の真空成膜法により成膜するため、反り等の変形が生じやすいという問題があった。また、この方法によれば、耐熱性の低い樹脂を用いる場合においても、基板変形が生じやすいという問題があった。
【００６４】
一方、第１実施形態の近赤外光カットフィルタの製造方法においては、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０それぞれについて、組成物を調製して、塗布・（乾燥）・硬化することによって形成する。このため、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０を真空成膜法に比して低温度で成膜し、反り等の変形の問題を抑制できる。また、光学部材１０の材料や、反射防止層３０のマトリックス樹脂として、耐熱性の低い樹脂を選択することもできる。これらの結果、素材の選択肢を高めることができる。光学部材１０として、例えば、薄型化が求められている場合には薄型化に有利な樹脂材料を選定したり、高性能化が求められている場合には耐熱性は低いが高性能化に有利な素材等の選定もできる。
【００６５】
＜撮像装置＞  次に、図２Ａを参照しながら、第１実施形態の近赤外光カットフィルタを搭載した撮像装置の例を説明する。
【００６６】
図２Ａは、第１実施形態の近赤外光カットフィルタ１を用いた撮像装置の一例の要部を概略的に示す断面図である。撮像装置１０１は、近赤外光カットフィルタ１、近赤外吸収層４０、固体撮像素子５０、第１の撮像レンズ５１、第２の撮像レンズ５２、筺体５３、カバーガラス５４等を有する。
【００６７】
撮像装置１０１は、筺体５３及びカバーガラス５４によって固体撮像素子５０や近赤外光カットフィルタ１やレンズ等が収容されている。カバーガラス５４は、被写体側の最前面に配置されている。カバーガラス５４の被写体側とは反対側の主面には、近赤外吸収層４０が被覆されている。筺体５３内には、第１の撮像レンズ５１、第２の撮像レンズ５２、近赤外光カットフィルタ１、及び固体撮像素子５０が、被写体側からこの順に光軸Ｘに沿うように互いに離間して配置されている。なお、近赤外吸収層４０については、第２実施形態において詳述する。また、近赤外吸収層４０は、用途、ニーズ、求められる特性等に応じて設けなくてもよい。
【００６８】
近赤外光カットフィルタ１は、固体撮像素子５０側に近赤外遮蔽層２０が、第２の撮像レンズ５２側に反射防止層３０が配置されている。被写体側より入射した光は、カバーガラス５４及び近赤外吸収層４０、第１の撮像レンズ５１、第２の撮像レンズ５２、近赤外光カットフィルタ１を通って固体撮像素子５０に入射する。撮像装置１０１に入射した光は、近赤外吸収層４０によって、近赤外光がある程度吸収される。その後、近赤外光カットフィルタ１を通過することで、固体撮像素子５０に到達するまでに近赤外光を遮蔽する。固体撮像素子５０は、受光した光を固体撮像素子５０において電気信号に変換し、画像信号として出力する。
【００６９】
近赤外光カットフィルタとして前述の光吸収型のガラスフィルタを用いる場合には、薄型化やコストの点で課題があった。一方、第１実施形態の近赤外光カットフィルタ１によれば、近赤外遮蔽層２０と反射防止層３０を用いることによって、光吸収型のガラスフィルタを使用せずに近赤外光カットの性能を満足させることができる。従って、光学部材１０の選択肢を広げることができる。その結果、近赤外光カットフィルタの薄型化を実現できる。また、低コスト材料も使用できる。なお、前述したように本発明の近赤外光カットフィルタは、光吸収型のガラスを併用してもよく、光吸収型のガラスを排除するものではない。
【００７０】
また、第１実施形態の近赤外光カットフィルタによれば、真空プロセスを用いずに、光学部材１０に対して塗布処理により近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０を形成しているので、低温プロセスで製造できる。そのため、近赤外光カットフィルタの反り、変形、変色、劣化を抑制できる。従って、品質の高い近赤外光カットフィルタを提供できる。その結果、第１実施形態の近赤外光カットフィルタ１を搭載した撮像装置の信頼性を高めることができる。また、真空プロセスを用いずに製造できるので、薄型化された光学部材を使用でき、撮像装置の軽薄短小化が可能となる。さらに、真空プロセスを用いずに製造できるため、製造時間を短縮化し、生産性を高めることが可能となる。
【００７１】
＜第１変形例＞  次に、第１実施形態とは異なる近赤外光カットフィルタの例について説明する。第１変形例の近赤外光カットフィルタ及び撮像装置は、以下の点を除く基本的な構成は上記第１実施形態と同様である。すなわち、第１実施形態においては、近赤外遮蔽層２０が４層の選択波長反射層によって構成されていたのに対し、第１変形例においては、近赤外遮蔽層が６層の選択波長反射層によって構成されている点において相違する。
【００７２】
図１Ｂは、第１変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｂの一例を示す模式的断面図である。第１変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｂは、図１Ｂに示すように、６層の近赤外遮蔽層２０からなる。具体的には、近赤外遮蔽層２０は、右第１選択波長反射層２１Ｒ，左第１選択波長反射層２１Ｌ、右第２選択波長反射層２２Ｒ，左第２選択波長反射層２２Ｌ、右第３選択波長反射層２３Ｒ，左第３選択波長反射層２３Ｌの６層が光学部材１０側からこの順に積層された積層体からなる。右第３選択波長反射層２３Ｒは、近赤外光帯域の右円偏光を選択反射するための層であり、左第３選択波長反射層２３Ｌは、近赤外光帯域の左円偏光を選択反射するための層である。
【００７３】
第１変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｂは、６層の選択波長反射層２１Ｒ〜２３Ｌが相補的に近赤外光帯域を遮蔽する。６層用いているので、より効果的に近赤外光帯域を反射させたり、近赤外光帯域の反射率を高めたり、用いるコレステリック液晶を発現させるための液晶組成物の組成の選択肢を多くしたりできる。なお、第１変形例においては６層の選択波長反射層を形成する例を述べたが、８層以上の選択波長反射層を用いてもよい。また、選択波長反射層は、所望の近赤外光帯域の右円偏光と左円偏光を反射可能であればよく、３層、５層、７層等の奇数層であってもよい。
【００７４】
第１変形例によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１実施形態よりも選択波長反射層の層数を増加させることによって、より効果的に近赤外光帯域を反射させたり、近赤外光帯域の反射率を高めたり、選択波長反射層１つあたりの反射帯域の幅を狭めることを可能にすることで液晶性化合物等の選択肢を増やしたりできる。
【００７５】
＜第２変形例＞  第２変形例の近赤外光カットフィルタ及び撮像装置は、以下の点を除く基本的な構成は上記第１変形例と同様である。すなわち、第１変形例においては、近赤外遮蔽層が光学部材１０の第２主面１２側に配設されていたのに対し、第２変形例においては、近赤外遮蔽層の６層の選択波長反射層のうちの２層は、第１主面１１側に配設されている点において相違する。
【００７６】
図１Ｃは、第２変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｃの一例を示す模式的断面図である。第２変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｃは、図１Ｃに示すように、６層の近赤外遮蔽層２０からなる。具体的には、近赤外遮蔽層２０は、右第１選択波長反射層２１Ｒ，左第１選択波長反射層２１Ｌ、右第２選択波長反射層２２Ｒ，左第２選択波長反射層２２Ｌ、右第３選択波長反射層２３Ｒ，左第３選択波長反射層２３Ｌの６層を備え、右第１選択波長反射層２１Ｒ，左第１選択波長反射層２１Ｌ、右第２選択波長反射層２２Ｒ，左第２選択波長反射層２２Ｌが光学部材１０の第２主面１２上に、この順に積層され、右第３選択波長反射層２３Ｒ，左第３選択波長反射層２３Ｌが光学部材１０の第１主面１１上に、この順に積層された積層体からなる。
【００７７】
第２変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｃは、６層の選択波長反射層２１Ｒ〜２３Ｌが相補的に近赤外光帯域を遮蔽する。また、光学部材１０の第１主面１１側に選択波長反射層２３Ｒ,２３Ｌを設ける構成とすることにより、一主面状に形成する選択波長反射層の積層数を低減できる。その結果、選択波長反射層の平坦性をより良好に保ち、各選択波長反射層の品質・信頼性を向上させることができる。なお、第２変形例においては６層の選択波長反射層を形成する例を述べたが、第１主面上に３層、第２主面１２上に３層となるように積層してもよい。また、第１主面１１上に４層、第２主面１２上に４層積層して、合計８層の選択波長反射層からなるようにしてもよい。無論、合計１０層以上の選択波長反射層から構成されていてもよい。また、第１主面、第２主面の積層数・積層形態は、適宜設計できる。例えば、第２主面１２上には、選択波長反射層を形成せずに、第１主面１１上にのみ選択波長反射層を設けてもよい。
【００７８】
第２変形例によれば、上記第１変形例と同様の効果を得ることができる。また、第１変形例よりも、一主面上に形成する選択波長反射層の層数を減少させることによって、より信頼性の高い選択波長反射層を製造できる。
【００７９】
＜第３変形例＞  第３変形例の近赤外光カットフィルタ及び撮像装置は、以下の点を除く基本的な構成は上記第１実施形態と同様である。すなわち、第１実施形態においては、近赤外遮蔽層は、４層の選択波長反射層の積層体であったのに対し、第３変形例においては、近赤外遮蔽層は、２層の選択波長反射層の積層体である点において相違する。
【００８０】
図１Ｄは、第３変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｄの一例を示す模式的断面図である。第３変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｄは、図１Ｄに示すように、２層の近赤外遮蔽層２０からなる。具体的には、近赤外遮蔽層２０は、右−選択波長反射層２４Ｒ，左−選択波長反射層２４Ｌの２層を備え、右−選択波長反射層２４Ｒ，左−選択波長反射層２４Ｌが光学部材１０の第２主面１２上に、この順に積層されている。
【００８１】
第３変形例の近赤外光カットフィルタ１Ｄの右−選択波長反射層２４Ｒは、近赤外光帯域の右円偏光を反射し、左−選択波長反射層２４Ｌは、近赤外光帯域の左円偏光を反射する。２層の選択波長反射層２４Ｒ、２４Ｌによって、相補的に近赤外光帯域を遮蔽する。
【００８２】
右−選択波長反射層２４Ｒ及び左−選択波長反射層２４Ｌは、螺旋ピッチが、選択波長反射層２４Ｒ，２４Ｌの厚み方向において概ね連続的に変化している。例えば、光学部材１０から離間するにつれて、螺旋ピッチが大きくなるようになっている。このような選択波長反射層を用いることにより、近赤外光帯域の反射領域の広帯域化を実現できる。
【００８３】
右−選択波長反射層２４Ｒ及び左−選択波長反射層２４Ｌの製造方法は、公知の技術（例えば、特許文献９）等により行うことができる。例えば、コレステリック液晶相を形成後、厚み方向に重合プロファイルが異なるようにする方法がある。光重合を行う場合には、照射プロファイルを変更すればよい。また、反応性の異なる２種類以上の液晶性化合物やカイラルドーパントを用いて、重合の反応速度差等を利用して螺旋ピッチを概ね連続的に変化させてもよい。
【００８４】
なお、第３変形例においては、右−選択波長反射層２４Ｒ及び左−選択波長反射層２４Ｌの計２層を用いる例を述べたが、第１実施形態、第１変形例、第２変形例等と組み合わせて近赤外遮蔽層を形成してもよい。また、第３変形例のような螺旋ピッチが厚み方向に概ね連続的に変化させた右−選択波長反射層と左−選択波長反射層を、それぞれ２層以上積層してもよい。また、第３変形例の選択波長反射層と、螺旋ピッチが厚み方向に一定の選択波長反射層とを組み合わせた積層体としてもよい。また、右−選択波長反射層２４Ｒと左−選択波長反射層２４Ｌは、光学部材１０の異なる主面上に形成されていてもよい。
【００８５】
第３変形例によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１実施形態よりも近赤外遮蔽層の積層数を減少させることができるので、製造時間の短縮化、及び薄型化を実現できる。
【００８６】
＜第４変形例＞  次に、第１実施形態とは異なる撮像装置の例について説明する。第４変形例の撮像装置は、以下の点を除く基本的な構成は上記第１実施形態と同様である。すなわち、第１実施形態においては、近赤外光カットフィルタを固体撮像素子５０と第２の撮像レンズ５３の間に互いに離間するように配設していたのに対し、第４変形例においては、近赤外光カットフィルタをカバーガラスに設けている点において相違する。また、第４変形例においては近赤外吸収層４０を設けていない点においても相違する。
【００８７】
図２Ｂに、第４変形例の撮像装置の一例を示す模式的断面図を示す。撮像装置１０１Ｂは、カバーガラス５４のあった位置に近赤外光カットフィルタ１を設けている。すなわち、近赤外光カットフィルタ１が、カバーガラス５４の役割も兼ね備えている。光学部材１０には、上述した無機材料や樹脂材料を好適に使用できる。例えば、近赤外吸収が可能なガラス、若しくは近赤外光吸収色素等の吸収材を添加したガラス、若しくは樹脂により形成してもよい。また、後述する第２実施形態で説明する近赤外吸収層を積層してもよい。
【００８８】
第４変形例の撮像装置によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、近赤外光カットフィルタ１をカバーガラス５４の位置に設け、近赤外吸収層をカバーガラス５４の主面に形成しない構成を採用しているので、撮像装置１０１Ｂの小型化を実現できる。また、部品数を削減できるというメリットもある。なお、カバーガラス５４のうち、撮像に寄与する領域が近赤外光カットフィルタであればよく、撮像に寄与しない領域は、別の部材によって構成されていてもよい。また、カバーガラス５４は、ガラスである必要はなく、樹脂を主成分とする素材等でもよい。
【００８９】
［第２実施形態］
次に、上記第１実施形態とは異なる近赤外光カットフィルタについて説明する。第２実施形態の近赤外光カットフィルタは、近赤外吸収層を有する以外は、上記第１実施形態と同様である。
【００９０】
図３Ａに、第２実施形態の近赤外光カットフィルタ２の一例を示す模式的断面図を示す。第２実施形態の近赤外光カットフィルタ２は、光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０、近赤外吸収層４０を有する。近赤外吸収層４０は、近赤外遮蔽層２０の上層に形成されている。近赤外吸収層４０は、近赤外光を吸収する役割を担う。可視光帯域の光の透過率が高く、波長６３０〜７００ｎｍの間で急峻に透過率が変化するものが好ましい。なお、近赤外遮蔽層２０は、通常、近赤外吸収層４０よりも入射光側に配置される。
【００９１】
＜近赤外吸収層＞  近赤外吸収層４０は、近赤外光吸収色素、近赤外光吸収粒子等の近赤外光吸収材、及びマトリックスを含有する組成物を光学部材１０上に塗布して乾燥させ、必要に応じて硬化することによって得られるものである。近赤外吸収層４０は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において公知の近赤外吸収層を制限なく利用できる。
【００９２】
近赤外光吸収粒子の好適な例としては、インジウム、インジウム系複合酸化物、錫、錫系複合酸化物、亜鉛、及び亜鉛系複合酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つから構成されるものが挙げられる。具体的には、Ｉｎ２Ｏ３やＩＴＯ（酸化インジウム錫）、Ｓｎ２Ｏ４、ＺｎＯ、ＡＺＯ（酸化アルミニウム亜鉛）、ＧＺＯ（ＧａドープのＺｎＯ）等である。また、近赤外光吸収粒子の好適な例として、一般式ＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは、Ｈ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉのうちから選択される１種類以上の元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素、０．００１≦ｘ／ｙ≦１、２．２≦ｚ／ｙ≦３.０）で表記される複合タングステン酸化物微粒子からなるものも挙げられる（特許文献１０参照）。
【００９３】
また、他の好適な近赤外線吸収粒子として、実質的に下記化学式（７）で表わされる化合物の結晶子からなり、数平均凝集粒子径が、２００ｎｍ以下のものも挙げられる（特許文献１１参照）。
【化４】
2013041141.tif 000006
式中、Ａは、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）及びＮＨ４からなる群から選ばれる１種以上であり、ｎは、Ａがアルカリ金属またはＮＨ４の場合は１であり、Ａがアルカリ土類金属の場合は２である。数平均凝集粒子径は、２０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００９４】
次に、第２実施形態の近赤外吸収層４０の一例として、以下の条件を満たす近赤外吸収色素と、屈折率が１．５４以上の透明樹脂とを含有する組成物から形成する例を説明する。
【００９５】
近赤外光吸収色素は、アセトンに溶解して測定される波長域４００〜１０００ｎｍの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が６９５±１ｎｍであり半値全幅が３５±５ｎｍである極大吸収ピークを有するもの（以下、このような性質を有する近赤外光吸収色素をＮＩＲ吸収色素（Ａ）と称する）を用いることが好ましい。なお、ＮＩＲ吸収色素（Ａ）をアセトンに溶解して測定される波長域４００〜１０００ｎｍの光の吸収スペクトルを単にＮＩＲ吸収色素（Ａ）の吸収スペクトルという。すなわち、極大吸収ピークのピーク波長における吸光度が１となる濃度でＮＩＲ吸収色素（Ａ）をアセトンに溶解した溶液の吸収スペクトルをいう。
【００９６】
ＮＩＲ吸収色素（Ａ）としては、その吸収スペクトルが上記特徴を有する以外に、上記極大吸収ピークのピーク波長における吸光度を１として算出される６３０ｎｍから該ピーク波長までの領域の平均傾斜が０．０１（／ｎｍ）である特徴を有することが好ましい。
また、ＮＩＲ吸収色素（Ａ）の吸収スペクトルにおいては、上記極大吸収ピーク以外に半値全幅が１００ｎｍ以下の形状がシャープな吸収ピークを有しないことが好ましい。
ＮＩＲ吸収色素（Ａ）の上記吸光特性は、近赤外光カットフィルタに求められる波長６３０〜７００ｎｍ付近の間で急峻に吸光度が変化する光学特性に合致する。
【００９７】
このような、ＮＩＲ吸収色素（Ａ）として、具体的には、そのアセトン溶液を用いて測定される波長域４００〜１０００ｎｍの光の吸収スペクトルが図４に示されるパターンを有するＮＩＲ吸収色素（Ａ）が好ましい。
【００９８】
第２実施形態の近赤外吸収層４０は、上記ＮＩＲ吸収色素（Ａ）を、屈折率が１．５４以上の透明樹脂（Ｂ）に分散させた組成物から形成しているので、波長６３０〜７００ｎｍの間で急峻に吸収曲線が変化する光学特性を維持しながら、遮蔽領域をＮＩＲ吸収色素（Ａ）の極大吸収ピークのピーク波長から長波長域にまで広げることが可能となる。
【００９９】
透明樹脂（Ｂ）としては、屈折率が１．５４以上の透明樹脂であれば、特に制限されない。具体的には、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、アルキド系樹脂等の熱可塑性樹脂、エン・チオール系樹脂、エポキシ系樹脂、熱硬化型アクリル系樹脂、光硬化型アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、シルセスキオキサン系樹脂等の熱若しくは光により硬化させる樹脂において、屈折率が１．５４以上の透明樹脂が用いられる。これらのなかでも、透明性の点から、屈折率が１．５４以上のアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エン・チオール系樹脂、エポキシ系樹脂等が好ましく用いられ、さらに、屈折率が１．５４以上のアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂がより好ましく用いられる。
【０１００】
透明樹脂（Ｂ）の屈折率は、１．５５以上が好ましく、１．５６以上がより好ましい。なお、本明細書において屈折率は、特に断りのない限り波長５８９ｎｍにおける屈折率をいう。透明樹脂（Ｂ）の屈折率の上限は特にないが、入手のしやすさ等から１．７２程度が挙げられる。
【０１０１】
透明樹脂（Ｂ）としては、上記に分類される透明樹脂の製造に際して原料成分の分子構造を調整する等によりポリマーの主鎖や側鎖に特定の構造を導入する等の従来公知の方法で屈折率を上記範囲に調整したものが用いられる。また、透明樹脂（Ｂ）としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、アクリル系樹脂として、オグソールＥＡ−Ｆ５５０３（商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率：１．６０）、オグソールＥＡ−Ｆ５００３（商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率：１．５９）等が挙げられる。また、ポリエステル系樹脂としては、ＯＫＰＨ４ＨＴ（商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率：１．６４）、ＯＫＰＨ４（商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率：１．６１）、バイロン１０３（商品名、東洋紡社製、屈折率：１．５５）等が挙げられる。
【０１０２】
近赤外吸収層におけるＮＩＲ吸収色素（Ａ）の含有量は、透明樹脂（Ｂ）１００質量部に対して、０．５〜３質量部の割合が好ましく、０．５〜０．８質量％の割合がより好ましい。ＮＩＲ吸収色素（Ａ）の含有量が透明樹脂（Ｂ）１００質量部に対して０．５質量％以上であれば、十分な近赤外光吸収特性を維持できる。３質量％以下であれば、可視領域の透過率を損なうことなく、十分な近赤外吸収特性を維持できる。
【０１０３】
近赤外吸収層４０の厚さは、特に限定されない。用途、使用する装置内の配置スペース、要求される吸収特性等に応じて適宜定めればよい。近赤外吸収層４０の厚さは、好ましくは１〜１００μｍの範囲であり、より好ましくは５〜５０μｍの範囲である。上記範囲とすることで、十分な近赤外光吸収能と膜厚の平坦性を両立できる。１μｍ以上、さらには５μｍ以上とすることで、近赤外光吸収能を十分に発現させることができる。１００μｍ以下とすると、膜厚の平坦性が得やすくなり、吸収率のバラツキを生じにくくできる。５０μｍ以下すると、さらに装置の小型化に有利となる。
【０１０４】
近赤外吸収層の４５０〜６００ｎｍの可視光における透過率は７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。また、６９５〜７２０ｎｍの波長域における光の透過率は１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。
さらに、数式（３）で表わされる近赤外吸収層の透過率の変化量Ｄは、−０．５以下が好ましく、−０．８２以下がより好ましい。
Ｄ（％／ｎｍ）
＝［Ｔ７００（％）−Ｔ６３０（％）］／［７００（ｎｍ）−６３０（ｎｍ）］  ・・・数式（３）
式中、Ｔ７００は、上記近赤外吸収層の透過スペクトルにおける波長７００ｎｍの透過率であり、Ｔ６３０は、上記近赤外吸収層の透過スペクトルにおける波長６３０ｎｍの透過率である。なお、近赤外吸収層の透過率は、紫外可視分光光度計を用いて測定できる。紫外可視分光光度計は日立ハイテクノロジーズ社製、Ｕ−４１００形を用いて透過率を測定した。
【０１０５】
４５０〜６００ｎｍの可視光波長域における透過率が７０％以上、好ましくは８０％以上であり、６９５〜７２０ｎｍの波長域における光の透過率が１０％以下、好ましくは５％以下であれば近赤外光カットフィルタとしての用途に有用である。また、透過率の変化量Ｄが、−０．５以下、好ましくは−０．８２以下であれば、波長６３０〜７００ｎｍの間における透過率の変化が十分に急峻となり、例えばデジタルスチルカメラやデジタルビデオ等の近赤外光吸収材に好適となる。透過率の変化量Ｄが、−０．５以下、好ましくは−０．８２以下であれば、さらに、近赤外光帯域の光を遮蔽しつつ可視波長域の光の利用効率が向上し、暗部撮像でノイズ抑制の点で有利となる。
【０１０６】
＜製造方法＞  次に、近赤外吸収層４０の製造方法の一例について説明する。但し、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、他の製造方法も本発明の範疇に属する。近赤外吸収層４０の製造方法は、以下の方法に限定されるものではなく、公知の技術を適宜利用できる。
【０１０７】
光学部材１０を上記第１実施形態と同様に準備し、必要に応じて、塗膜の密着性をより高める目的等で、上記第１実施形態で説明した物理的処理を施す。そして、第１実施形態と同様の要領で、光学部材１０上に反射防止層３０、近赤外遮蔽層２０を積層する。次いで、近赤外吸収層４０を形成するための組成物を調製する。第２実施形態においては、ＮＩＲ吸収色素（Ａ）、及び透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分と必要に応じて配合される他の成分を、溶媒に分散、又は溶解させて組成物の例について説明する。
【０１０８】
組成物には、近赤外吸収層４０の効果を阻害しない範囲で、他の成分を配合してもよい。他の成分の例としては、上記ＮＩＲ吸収色素（Ａ）以外の近赤外光ないし赤外光吸収剤、色調補正色素、紫外光吸収剤、レベリング剤、帯電防止剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、分散剤、難燃剤、滑剤、可塑剤、熱若しくは光重合開始剤、重合触媒等が挙げられる。これら任意成分は、組成物中の透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分１００質量部に対して、それぞれ１０質量部以下の量で配合することが好ましい。
【０１０９】
上記ＮＩＲ吸収色素（Ａ）以外の近赤外光ないし赤外光吸収剤のうち、有機系色素としては、例えば、シアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物、ジイモニウム系化合物、ポリメチン系化合物、フタリド化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、インドフェノール系化合物等が使用できる。
【０１１０】
上記ＮＩＲ吸収色素（Ａ）以外の近赤外光ないし赤外光吸収剤のうち、無機微粒子としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxides）、ＡＴＯ（Antimony-doped Tin Oxides）、ホウ化ランタン等が挙げられる。なかでも、ＩＴＯ微粒子は、可視光帯域の光の透過率が高く、かつ１２００ｎｍを超える赤外波長帯域も含めた広範囲の光吸収性を有するため、赤外波長帯域の光の遮蔽性を必要とする場合に特に好ましい。
【０１１１】
ＩＴＯ微粒子の数平均凝集粒子径は、散乱を抑制し、透明性を維持する点から、５〜２００ｎｍであることが好ましく、５〜１００ｎｍであることがより好ましく、５〜７０ｎｍであることがより一層好ましい。ここで、本明細書において、数平均凝集粒子径とは、検体微粒子を水、アルコール等の分散媒に分散させた粒子径測定用分散液について、動的光散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した値をいう。動的光散乱式粒度分布測定装置としては日機装社製、マイクロトラック超微粒子粒度分析計ＵＰＡ−１５０を用いて測定した。
【０１１２】
近赤外光ないし赤外光吸収剤は、近赤外吸収層に求められる他の物性を確保しながら、近赤外光ないし赤外光吸収剤がその機能を発揮できる量の範囲として、透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２０質量部、より好ましくは０．３〜１０質量部の割合で配合できる。
【０１１３】
紫外光吸収剤、光安定剤、重合開始剤としては、上記第１実施形態で挙げたものを好適に使用できる。無機系紫外光吸収剤を用いる場合、その数平均凝集粒子径は、透明性の点から、５〜２００ｎｍであることが好ましく、５〜１００ｎｍであることがより好ましく、５〜７０ｎｍであることがより一層好ましい。
紫外光吸収剤は、近赤外吸収層に求められる他の物性を確保しながら、紫外光吸収剤がその機能を発揮できる量の範囲として、透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜１０質量部、より好ましくは０．０５〜５質量部の割合で配合できる。
【０１１４】
組成物中の光安定剤の含有量は、透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分１００質量部に対して、０．０１〜１０質量部であることが好ましく、０．５〜５質量部が特に好ましい。組成物中の光、又は熱重合開始剤の含有量は、透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分１００質量部に対して、０．０１〜１０質量部であることが好ましく、０．５〜５質量部が特に好ましい。
【０１１５】
組成物が含有する溶媒としては、ＮＩＲ吸収色素（Ａ）、及び透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分を安定に分散、又は溶解することが可能な溶媒であれば、特に限定されない。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン等のエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシエチル等のエステル類；メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メトキシエタノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−ブトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ガソリン、軽油、灯油等の炭化水素類；アセトニトリル、ニトロメタン、水等が挙げられる。これらは２種以上を併用してもよい。
【０１１６】
溶媒の量は、透明樹脂（Ｂ）又は透明樹脂（Ｂ）の原料成分１００質量部に対して、１００〜１０００質量部であることが好ましく、１５０〜５００質量部が特に好ましい。なお、組成物中の不揮発成分（固形分）の含有量は、組成物全量に対して１０〜５０質量％が好ましく、１５〜４０質量％が特に好ましい。
【０１１７】
組成物の調製には、マグネチックスターラー、自転・公転式ミキサー、ビーズミル、遊星ミル、超音波ホモジナイザ等の撹拌装置を使用できる。高い透明性を確保するためには、撹拌を十分に行うことが好ましい。撹拌は、連続的に行ってもよく、断続的に行ってもよい。組成物の塗布には、上記第１実施形態の反射防止層を形成するための塗布方法で説明したとおりである。組成物を剥離性のキャリアフィルムに塗布する場合には、上記第１実施形態で説明したキャリアフィルムを好適に使用できる。
【０１１８】
これら基材上に上記組成物を塗布した後、乾燥させることで該基材上に近赤外吸収層が形成される。組成物が透明樹脂（Ｂ）の原料成分を含有する場合には、さらに硬化処理を行う。反応が熱硬化の場合は乾燥と硬化を同時に行うことができるが、光硬化の場合は、乾燥と別に硬化処理を設ける。また、光学部材１０上に近赤外遮蔽層２０、近赤外吸収層４０を順に積層する方法に変えて、剥離性のキャリアフィルム上に近赤外吸収層４０、近赤外遮蔽層２０をこの順に形成し、反射防止層３０を積層した光学部材１０と近赤外吸収層２０を接合するラミネート処理によって貼り合わせてもよい。
【０１１９】
第２実施形態の近赤外光カットフィルタ２、撮像装置１０２によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、近赤外吸収層４０と近赤外遮蔽層２０とを組み合わせることにより、効率よく、かつ高性能に特定の波長帯域を遮蔽できる。例えば、４２０〜６９５ｎｍの可視光を透過し、近赤外光帯域の所定の波長域の光、例えば、７１０〜１１００ｎｍの波長域の光を効率よく、かつ高性能に遮蔽できる。なお、上記数式（１）で表わされる透過率の変化量Ｄが−０．５以下であることが好ましく、−０．８２未満であることがより好ましい点を述べたが、近赤外吸収層４０、近赤外遮蔽層２０を組み合わせることによって、これらの特性を満足するように設計すればよい。
【０１２０】
第２実施形態の近赤外吸収層４０によれば、含有するＮＩＲ吸収色素（Ａ）の光学特性により可視光帯域の光の透過率が高く、波長６３０〜７００ｎｍの間で急峻に透過率が変化する特性を有し、さらにこれと組み合わせる透明樹脂（Ｂ）の作用により、遮光波長帯域が６９５〜７２０ｎｍまでの幅広い特性を有する。
【０１２１】
また、第２実施形態の近赤外吸収層は、組成物を基材上に塗布し、乾燥させ、さらに必要に応じて硬化させることにより製造するので高温処理が不要である。従って、近赤外光カットフィルタ２の反り、変形、変色等を抑制し、高品質の近赤外光カットフィルタを提供できる。また、近赤外吸収層４０を、近赤外光カットフィルタ２内に設けることによって、撮像装置の小型化、薄型化を実現できる。
【０１２２】
なお、近赤外吸収層４０と赤外遮蔽層２０との積層順は特に限定されず、任意である。すなわち、図３Ａのように、光学部材１０の第２主面１２上に、近赤外吸収層４０、近赤外遮蔽層２０をこの順に積層してもよいし、その逆に、光学部材１０の第２主面１２上に、近赤外遮蔽層２０、近赤外吸収層４０をこの順に積層してもよい。また、近赤外遮蔽層２０を構成する４層の選択波長反射層のいずれかの間に近赤外吸収層４０を積層してもよい。
【０１２３】
＜第５変形例＞  次に、第２実施形態とは異なる近赤外光カットフィルタの例について説明する。第５変形例の近赤外光カットフィルタは、以下の点を除く基本的な構成は上記第１実施形態と同様である。すなわち、第２実施形態においては、近赤外遮蔽層２０が第２主面１２上に配設されていたのに対し、第５変形例においては、近赤外遮蔽層２０が第１主面１１上に配設されている点において相違する。
【０１２４】
図３Ｂは、第５変形例の近赤外光カットフィルタ２Ｂの一例を示す模式的断面図である。第５変形例の近赤外吸収層４０は、図３Ｂに示すように、光学部材１０の第２主面１２の直上に積層されている。一方、近赤外遮蔽層２０は、光学部材１０の第１主面１１上に形成され、その上層に反射防止層３０が積層されている。
【０１２５】
第５変形例によれば、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第５変形例においては、近赤外遮蔽層２０を第１主面１１側に配置する例を述べたが、第２変形例のように、第１主面１１と第２主面１２に分けて配置してもよい。
【０１２６】
［第３実施形態］
図５Ａは、第３実施形態の固体撮像素子５０Ａの一部を概略的に示す断面図である。第３実施形態の固体撮像素子は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の情報機器に組み込まれる、小型カメラ等の撮像装置に好適に使用される。
【０１２７】
固体撮像素子５０Ａにおいては、図５Ａに示すように、光電変換素子６２及び遮光層６３が形成されたシリコン基板等の半導体基板６１上に、平坦化層６４、カラーフィルタ層６５、近赤外遮蔽層２０、及びマイクロレンズである光学部材１０が順に設けられている。さらに光学部材１０上に、反射防止層３０が設けられている。近赤外遮蔽層２０、光学部材１０、反射防止層３０によって、近赤外光カットフィルタ３が構成されている。
【０１２８】
第３実施形態の固体撮像素子５０Ａは、固体撮像素子５０Ａのマイクロレンズを近赤外光カットフィルタ３の光学部材として兼用している。そして、固体撮像素子５０Ａのマイクロレンズである光学部材１０の上層に反射防止層３０を設け、マイクロレンズである光学部材１０の下層に近赤外遮蔽層２０を配設している。
【０１２９】
光電変換素子６２は、半導体基板６１の表層に複数形成されている。また、光電変換素子が配設されていない領域に、可視光を含む全光線を遮蔽する遮光層６３が形成されている。光電変換素子６２に入射された光は、フォトダイオードによって光電変換される。平坦化層６４は、光電変換素子６２及び遮光層６３上に形成され、全体を平らにする役割を担う。
【０１３０】
カラーフィルタ層６５は、光電変換素子６２に対応して形成され、例えば、原色系の場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタからなり、補色系（ＹＭＣ）の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）のカラーフィルタからなる。カラーフィルタの色数に制限はなく、より色再現性を広げるため、例えば上記原色系においては、黄色等を追加して３色以上としてもよい。また、各色の配置も特に制限はない。さらに、第３実施形態では、カラーフィルタ層６５が全面に設けられているが、その一部が設けられていないか、あるいはカラーフィルタ層６５自体を有さない構造であってもよい。カラーフィルタは、例えば顔料若しくは染料を含有する樹脂により形成される。
【０１３１】
光学部材１０は、例えば、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ノボラック樹脂等の樹脂により、加熱成形法やエッチング法等を用いて形成される。光学部材１０は、樹脂の他、ガラス、結晶等により形成されてもよい。光学部材１０を通過した光が、光電変換素子６２に集光される。
【０１３２】
近赤外遮蔽層２０は、第３変形例で用いた右−選択波長反射層２４Ｒ，左−選択波長反射層２４Ｌの２層よりなる。近赤外遮蔽層２０は、例えば、調製した液晶組成物を、反射防止層３０付き光学部材１０上に塗膜して重合処理することにより形成できる。その後、固体撮像素子５０Ａの平坦化層６４上に接着層等を介して接合すればよい。また、近赤外遮蔽層２０は、平坦化層６４上に形成し、これと反射防止層３０付き光学部材１０とを接合するようにしてもよい。なお、塗布、重合処理は、選択波長反射層毎に行う。液晶組成物の調製方法、液晶組成物の塗膜方法、及び重合方法は、上記実施形態、及び変形例で説明したとおりである。
【０１３３】
赤外吸収層を配設することが望ましい場合には、上記第１実施形態の撮像装置１０１のように、カバーガラス５４の裏側主面等に積層すればよい。また、カバーガラス５４自体に赤外吸収層の機能を付与してもよい。また、被写体側の任意の位置に近赤外吸収層を配置してもよい。例えば、光学部材１０の上面側に赤外吸収層を設けてもよい。また、近赤外吸収層は２ヶ所以上に分けて設けてもよい。
【０１３４】
なお、近赤外遮蔽層２０は、第３実施形態においては光学部材１０の下面に設けられているが、カラーフィルタ層６５、平坦化層６４の下面に設けてもよく、任意の２ヶ所以上に設けてもよい。複数個所に設置することにより、撮像画像の品質に優れる撮像装置を得ることができる。
【０１３５】
第３実施形態の近赤外光カットフィルタ３によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、近赤外光カットフィルタ３を固体撮像素子内に組み込むことによって、撮像装置の軽薄短小化を実現できる。
【０１３６】
＜第６変形例＞  次に、第３実施形態とは異なる固体撮像素子の例について説明する。第６変形例の固体撮像素子は、近赤外光カットフィルタに近赤外吸収層を設けている点を除く基本的な構成は上記第３実施形態と同様である。
【０１３７】
図５Ｂに、第６変形例の固体撮像素子５０Ｂの一例を示す模式的断面図を示す。固体撮像素子５０Ｂは、光学部材１０と近赤外遮蔽層２０との間に近赤外吸収層４０を設けている。
【０１３８】
第６変形例の固体撮像素子５０Ｂによれば、第３実施形態と同様の効果が得られる。また、固体撮像素子内に近赤外吸収層も設置しているので、さらなる装置の小型化、薄型化を実現できる。また、部品数を削減できるというメリットもある。
【０１３９】
＜第７変形例＞  第７変形例の固体撮像素子は、近赤外光カットフィルタに近赤外吸収層を設けている点を除く基本的な構成は上記第３実施形態と同様である。
【０１４０】
図５Ｃに、第７変形例の固体撮像素子５０Ｃの一例を示す模式的断面図を示す。固体撮像素子５０Ｃは、平坦化層６４とカラーフィルタ層６５との間に近赤外吸収層４０を設けている。近赤外光カットフィルタ３は、光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０、カラーフィルタ層、近赤外吸収層４０により構成される。
【０１４１】
第７変形例の固体撮像素子５０Ｃによれば、第３実施形態と同様の効果が得られる。また、固体撮像素子内に近赤外吸収層も設置しているので、さらなる装置の小型化、薄型化を実現できる。また、部品数を削減できるというメリットもある。
【０１４２】
［第４実施形態］
図６Ａは、第４実施形態の撮像装置用レンズ７０を示す断面図である。この撮像装置用レンズは、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等の情報機器に組み込まれる小型カメラ等の撮像装置の固体撮像素子に結像させるレンズ系の全部、又は一部を構成するレンズである。
【０１４３】
図６Ａに示す撮像装置用レンズ７０は、レンズ本体として機能する光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０を具備する。すなわち、撮像装置用レンズ７０は、近赤外光カットフィルタ４として機能する。
【０１４４】
光学部材１０の第１主面１１が凸面になっており、第２主面１２が凹面となっている。第１主面１１上に近赤外遮蔽層２０が形成され、第２主面１２上に反射防止層３０が形成されている。なお、第１主面１１上、又は／及び第２主面１２上に赤外吸収層を設けてもよい。また、近赤外遮蔽層２０は、第２主面１２上に設けたり、第１主面１１及び第２主面１２の両面に形成したりしてもよい。図６Ａに示したような凹凸レンズは、凸レンズの機能を有するものは凸メニスカス、凹レンズの機能を有するものは凹メニスカスと呼ばれている。
【０１４５】
近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０は、上述した製造方法と同様にして製造すればよい。また、光学部材１０の第２主面１２に従来公知の方法で反射防止層３０を設け、第１主面１１に、上述した方法で近赤外遮蔽層２０を設けるようにしてもよい。
【０１４６】
光学部材１０に用いられるレンズは、撮像装置用レンズとして利用可能なものである範囲において形状や材質等は限定されない。光学部材１０を構成する材料としては、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の結晶；ＢＫ７、石英、精密プレス成形用低融点ガラス等のガラス；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のプラスチック等が挙げられる。これらの材料は、紫外光帯域、又は／及び近赤外光帯域の波長の光に対して吸収特性を有するものであってもよい。また、光学部材１０は、例えば、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等にＣｕＯ等を添加した色ガラスで構成されていてもよい。また、図面は、いずれも屈折型レンズの例であるが、フレネルレンズ等の回折を利用した回折レンズや、屈折と回折を併用したハイブリッドレンズ等であってもよい。
【０１４７】
光学部材１０がガラスからなるレンズを使用する場合、その表面は、近赤外遮蔽層や反射防止層３０との密着性を高めるため、シランカップリング剤による表面処理が施されていてもよい。シランカップリング剤としては、上記実施形態で例示したものを好適に使用できる。光学部材１０としてプラスチックからなるレンズを使用する場合、近赤外遮蔽層や反射防止層３０を形成する前に、レンズ表面にコロナ処理や易接着処理を施すことが好ましい。
【０１４８】
なお、複数層の撮像装置用レンズ７０において、近赤外遮蔽層２０を設け、複数の近赤外遮蔽層２０によって近赤外光帯域の遮蔽を実現してもよい。また、第４実施形態の撮像装置用レンズ７０を用い、かつ、第１実施形態のような近赤外光カットフィルタを配設して、両者によって近赤外光帯域を遮蔽してもよい。
【０１４９】
第４実施形態の近赤外光カットフィルタ４によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、近赤外光カットフィルタ４を固体撮像素子用レンズ内に組み込むことによって、撮像装置の軽薄短小化を実現できる。また、部品点数を削減できるというメリットもある。
【０１５０】
＜第８変形例＞  次に、第４実施形態とは異なる固体撮像素子用レンズの例について説明する。第８変形例の固体撮像素子用レンズは、２つのレンズが接合されており、これらの間に近赤外遮蔽層２０が設けられている点において相違する。
【０１５１】
図６Ｂに、第８変形例の固体撮像素子用レンズ７０の一例を示す模式的断面図を示す。固体撮像素子用レンズ７０は、第１光学部材１３と第２光学部材１４の間に近赤外遮蔽層２０が挟持されている。すなわち、第１光学部材１３と第２光学部材１４からなる光学部材１０内に近赤外遮蔽層２０が形成されている。第１光学部材１３の最表面には、反射防止層３０が、第２光学部材１４の最表面には、近赤外吸収層４０が被覆されている。上記構成によって、第８変形例の固体撮像素子用レンズ７０は、近赤外光カットフィルタ４Ｂとしても機能する。
【０１５２】
第８変形例の固体撮像素子用レンズ７０は、例えば、反射防止層３０を形成した第１光学部材１３上に近赤外遮蔽層２０を形成し、これと近赤外吸収層４０を形成した第２光学部材１４を接着剤層等によって接合すればよい。近赤外遮蔽層２０のみならず、近赤外吸収層４０も第１光学部材１３と第２光学部材１４の間に挟持するようにしてもよい。
【０１５３】
第８変形例の近赤外光カットフィルタ４Ｂによれば、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５４】
［第５実施形態］
図７は、第５実施形態の撮像装置の一例の要部を概略的に示す断面図である。この撮像装置１０１は、図７に示すように、固体撮像素子５０、カバーガラス５４、複数のレンズ群５６、絞り５５、これらを固定する筐体５３を有する。カバーガラス５４は、近赤外光カットフィルタ５の光学部材１０としても機能する。すなわち、カバーガラス５４である光学部材１０のレンズ群５６側には、反射防止層３０が形成され、カバーガラス５４である光学部材１０の固体撮像素子５０側には、近赤外遮蔽層２０が形成されている。すなわち、近赤外光カットフィルタ５は、上記第１実施形態の近赤外光カットフィルタと同様の構成となっている。
【０１５５】
複数のレンズ群５６は、固体撮像素子５０の撮像面に向けて配置された、第１の撮像レンズＬ１、第２の撮像レンズＬ２、第３のレンズＬ３からなる。第３のレンズＬ３と第２のレンズＬ２との間に、絞り５５が配置されている。固体撮像素子５０と、レンズ群５６と、絞り５５は、光軸Ｘに沿って配置されている。
【０１５６】
撮像装置１０２においては、被写体側より入射した光は、第１の撮像レンズＬ１、第２の撮像レンズＬ２、絞り５５、第３のレンズＬ３、及び近赤外光カットフィルタ５を通って固体撮像素子５０に受光される。そして、固体撮像素子５０によって受光した光は、電気信号に変換され画像信号として出力される。
【０１５７】
なお、近赤外吸収層を近赤外光カットフィルタ５内に形成してもよい。これにより、より近赤外光を効率よくカットオフできる。また、近赤外吸収層は、レンズ群５６のいずれかにその機能を付与したり、カバーガラス５４である光学部材１０にその機能を付与したりしてもよい。また、近赤外遮蔽層２０は、カバーガラス５４の両面に形成したり、被写体側に配置された反射防止層とカバーガラス５４の間に形成したりしてもよい。さらに、近赤外光カットフィルタをカバーガラスに設けずに、レンズ群５６のいずれかに設けたり、レンズ群５６、カバーガラス５４に併用して配置したりしてもよい。例えば、レンズ群５６、カバーガラス５４に２層ずつ選択波長反射層を配設するようにしてもよい。すなわち、撮像装置内に複数の近赤外光カットフィルタを配設してもよい。
【０１５８】
第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、近赤外光カットフィルタ５を固体撮像素子内に組み込むことによって、撮像装置の軽薄短小化を実現できる。また、部品点数を削減できるというメリットもある。
【０１５９】
［第６実施形態］
次に、近赤外光カットフィルタの反射防止層として、可視光帯域の反射防止機能に加え、近赤外光の反射機能を兼ね備えた誘電体多層膜を用いた例について説明する。図８に、第６実施形態の近赤外光カットフィルタ６の一例を示す模式的断面図を示す。第６実施形態の近赤外光カットフィルタ６は、光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０を有する。
【０１６０】
反射防止層３０は、可視光帯域の反射防止機能を有すると共に、近赤外光の反射機能を兼ね備える誘電体多層膜からなる。換言すると、反射防止層３０は、４２０ｎｍ〜６９５ｎｍの可視光の反射を防止して透過し、近赤外光帯域の所定の波長域を遮蔽する。
【０１６１】
第６実施形態の近赤外光カットフィルタ６は、近赤外遮蔽層２０と反射防止層３０が協働して、近赤外光を遮蔽する。これらによって遮蔽される帯域は、７１０〜１１００ｎｍが好ましく、７００〜１２００ｎｍがより好ましい。さらに、反射防止層３０は、４００ｎｍ以下の紫外光帯域の光を遮蔽する光学特性を有することが好ましく、４１０ｎｍ以下の光の遮蔽性を有することがより好ましい。
【０１６２】
反射防止層３０として誘電体多層膜を用いることによって、近赤外光の急峻なカットをより容易に設計できる。また、紫外光の急峻なカット機能も容易に付加できる。これは、低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を交互に積層することで光の干渉を利用して特定の波長域の光の透過と遮蔽を制御する機能を発現できるためである。近赤外遮蔽層２０の特性に応じて、近赤外光の急峻なカットを行う波長を適宜選定すればよい。例えば、６３０ｎｍ〜７００ｎｍの近赤外光帯域の急峻なカットが可能な反射機能と可視光帯域の反射防止機能を有する誘電体多層膜を用いたり、７００ｎｍより長波長の近赤外光帯域のカットが可能な反射機能と可視光帯域の反射防止機能を有する誘電体多層膜を用いたりできる。また、紫外光帯域の反射機能と可視光帯域の反射防止機能を有する誘電体多層膜を用いたり、これらを併用したりできる。
【０１６３】
近赤外光帯域の反射機能を有する誘電体多層膜を前述の近赤外遮蔽層２０と併用することにより、より効果的に近赤外光をカットできる。紫外光の急峻なカット、又は／及び近赤外光の急峻なカットを実現することにより、高品質な固体撮像素子、若しくは受光素子に用いる近赤外光カットフィルタを提供できる。
【０１６４】
次に、第６実施形態の近赤外光カットフィルタの製造方法の一例について説明する。第６実施形態の近赤外光カットフィルタは、反射防止層３０が誘電体多層膜からなり、反射防止層３０を剥離性のキャリアフィルム上に真空成膜法によって成膜している点において第１実施形態と相違する。それ以外の製造方法、構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１６５】
反射防止層３０をキャリアフィルム上に形成する。具体的には、キャリアフィルム上に複数の誘電体膜を形成する。誘電体膜は、低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を交互に積層することが好ましい。これによって、光の干渉を利用し、特定の波長域の光の透過と遮蔽を制御する機能を発現できる。
【０１６６】
反射防止層３０を塗布する剥離性のキャリアフィルムは、剥離性を有するものであれば、フィルム状、シート状の他、板状でもよい。材料も特に限定されない。具体的には、ガラス板や、離型処理されたプラスチックフィルム、例えば、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、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からなるフィルム、ステンレス鋼板等が使用される。
【０１６７】
高屈折率の誘電体膜を構成する高屈折率材料としては、屈折率がこれと組み合わせて用いられる低屈折率材料に比べて高い材料であれば特に制限されない。具体的には、屈折率が１．６を超える材料が好ましい。より具体的には、Ｔａ２Ｏ５（２．２２）、ＴｉＯ２（２．４１）、Ｎｂ２Ｏ５（２．３）、ＺｒＯ２（１．９９）などが挙げられる。これらのうちでも、本発明においては、成膜性と屈折率等をその再現性、安定性を含め総合的に判断して、ＴｉＯ２等が好ましく用いられる。なお、化合物の後の括弧内の数字は屈折率を示す。以下、低屈折率材料についても同様に化合物の後の括弧内の数字は屈折率を示す。
【０１６８】
低屈折率の誘電体膜を構成する低屈折率材料としては、屈折率がこれと組み合わせて用いられる高屈折率材料に比べて低い材料であれば特に制限されない。具体的には、屈折率が１．５５未満の材料が好ましい。より具体的には、ＳｉＯ２（１．４６）、ＳｉＯｘＮｙ（１．４６以上１．５５未満）、ＭｇＦ２（１．３８）などが挙げられる。これらのうちでも、本発明においては、ＳｉＯ２が成膜性における再現性、安定性、経済性などの点で好ましい。
【０１６９】
誘電体多層膜の形成は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法等の真空成膜プロセスや、スプレー法、ディップ法等の湿式成膜プロセス等を使用できる。
【０１７０】
近赤外遮蔽層２０付きの光学部材１０は、反射防止層３０を形成していない光学部材１０上に、第１実施形態と同様にして近赤外遮蔽層２０を形成することにより得られる。得られたキャリアフィルム上の誘電体多層膜である反射防止層３０は、近赤外遮蔽層２０付きの光学部材１０の第１主面１１とラミネートによって貼り合わせる。キャリアフィルムを剥離する工程を経て、近赤外光カットフィルタが得られる。キャリアフィルムは、通常、ラミネートと同時に、若しくはラミネート後に剥離する。
【０１７１】
第６実施形態の近赤外光カットフィルタの製造方法によれば、真空プロセスを用いた反射防止層と、真空プロセスを用いずに塗布処理によって形成した光学部材１０上の近赤外遮蔽層２０とをラミネート処理によって接合している。従って、光学部材１０、近赤外遮蔽層２０を高温処理する工程を回避しつつ、製造プロセスの選択肢、反射防止層の選択肢を増やすことができる。なお、光学部材１０の厚みや強度が十分にある場合には、光学部材１０上に反射防止層３０を真空中で形成し、その後に、近赤外遮蔽層２０を上記第１実施形態と同様の要領で形成してもよい。また、反射防止層３０を形成した光学部材１０と、キャリアフィルム上に形成した近赤外遮蔽層２０とを積層し、その後にラミネートしてもよい。
【０１７２】
第６実施形態の近赤外光カットフィルタ６によれば、反射防止層３０において、近赤外光帯域の反射機能を追加することにより、近赤外遮蔽層２０のみによって近赤外光を遮蔽する場合よりも効果的に近赤外光を遮蔽できる。また、近赤外遮蔽層２０を構成する選択波長反射層の積層数を減らしたり、近赤外遮蔽層２０の設計自由度を高めたりできる。しかも、反射防止層３０として誘電体多層膜を用いているので、近赤外光の急峻なカットを容易に実現できる。また、ＵＶカット機能も付与することにより、より高性能な近赤外光カットフィルタを提供できる。また、近赤外光カットフィルタ６は、ラミネートによって反射防止層３０を光学部材１０上に積層しているので、近赤外遮蔽層２０や光学部材１０を高温処理プロセスに曝さずに製造できる。
【０１７３】
［第７実施形態］
図９に、第７実施形態の近赤外光カットフィルタ７の一例を示す模式的断面図を示す。第７実施形態の近赤外光カットフィルタ７は、光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０、近赤外吸収層４０を有する。
【０１７４】
反射防止層３０は、可視光帯域の反射防止機能を有すると共に、近赤外光の反射機能を兼ね備える誘電体多層膜からなる。換言すると、反射防止層３０は、４２０ｎｍ〜６９５ｎｍの可視光の反射を防止して透過し、近赤外光帯域の所定の波長域を遮蔽する。詳細には、第６実施形態に記載したとおりである。
【０１７５】
第７実施形態の近赤外光カットフィルタ７は、近赤外遮蔽層２０と反射防止層３０と近赤外吸収層４０が協働して、近赤外光を遮蔽する。近赤外遮蔽層２０は、第１実施形態に記載したものを、赤外吸収層４０は、第２実施形態に記載したものを好適に使用できる。近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０、近赤外吸収層４０によって遮蔽される帯域の好ましい範囲等は、上述したとおりである。さらに、反射防止層３０は、４００ｎｍ以下の紫外光帯域の光を遮蔽する光学特性を有することが好ましく、４１０ｎｍ以下の光の遮蔽性を有することがより好ましい。
【０１７６】
反射防止層３０として誘電体多層膜を用いることによって、第６実施形態で記載したとおり、近赤外光の急峻なカットや、紫外光の急峻なカット機能も容易に付加できる。
【０１７７】
反射防止層３０は、上記第６実施形態と同様によって製造できる。また、近赤外光カットフィルタ７は、キャリアフィルム上の反射防止層３０と、近赤外遮蔽層２０及び近赤外吸収層４０付きの光学部材１０とラミネートを貼り合わせることによって得られる。
【０１７８】
第７実施形態の近赤外光カットフィルタ７によれば、反射防止層３０において、近赤外光帯域の反射機能を追加することにより、近赤外遮蔽層２０と近赤外吸収層４０によって近赤外光を遮蔽する場合よりも効果的に近赤外光を遮蔽できる。また、近赤外遮蔽層２０を構成する選択波長反射層の積層数を減らしたり、近赤外遮蔽層２０や近赤外吸収層４０の設計自由度を高めたりできる。しかも、反射防止層３０として誘電体多層膜を用いているので、近赤外光の急峻なカットを容易に実現できる。また、ＵＶカット機能も付与することにより、より高性能な近赤外光カットフィルタを提供できる。また、近赤外光カットフィルタ７は、ラミネートによって反射防止層を光学部材１０上に積層しているので、近赤外遮蔽層２０や光学部材１０を高温処理プロセスに曝さずに製造できる。
【０１７９】
なお、光学部材１０の厚みや強度が十分にある場合には、光学部材１０上に直接、反射防止層３０を形成し、その後に近赤外遮蔽層２０、近赤外吸収層４０を形成してもよい。また、反射防止層３０を形成した光学部材１０と、キャリアフィルム上に近赤外吸収層４０及び近赤外遮蔽層２０を積層し、その後にラミネートしてもよい。
【０１８０】
［第８実施形態］
次に、本発明の近赤外光カットフィルタをＣＣＤセンサに用いる例について説明する。図１０に、第８実施形態のＣＣＤセンサの模式図を示す。ＣＣＤセンサ９０は、撮像素子の受光部９１、カバーガラス９２、パッケージ９３、ピン９４等を有する。受光部９１は、パッケージ９３及びカバーガラス９２内に収容されている。受光部９１には、半導体センサ部があり、受光部９１上にはカバーガラスが嵌め込まれている。
【０１８１】
カバーガラス９２は、本発明の近赤外光カットフィルタが用いられている。すなわち、金赤外光カットフィルタの光学部材がカバーガラス９２と兼用され、カバーガラス９２の入射光側である第１主面上に反射防止層が、カバーガラス９２の受光部９１側である第２種面上に近赤外遮蔽層が形成されている。近赤外光カットフィルタは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば特に限定されずに使用できる。例えば、第７実施形態の近赤外光カットフィルタ７が用いられる。
【０１８２】
第８実施形態のＣＣＤセンサによれば、カバーガラス９２を近赤外光カットフィルタと兼用しているので、近赤外光カットフィルタを別個に配置するスペースを確保する必要がない。従って、ＣＣＤセンサの軽薄短小化を実現できる。なお、第８実施形態においては、ＣＣＤセンサに適用する例について述べたが、ＣＭＯＳセンサ等にも好適に適用できる。
【０１８３】
≪実施例≫
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。但し、本発明は、実施例によって限定されるものではない。
【０１８４】
（実施例１）下記化学式（８）のネマチック液晶を１質量部、下記化学式（９）のカイラルドーパントを０．０３１０質量部、重合開始剤としてイルガキュア８１９（ＢＡＳＦ製）を０．０４１９質量部、ノニオン系界面活性剤としてサーフロンＳ−４２０（ＡＧＣセイミケミカル製）を０．００１６質量部、有機溶媒としてメチルエチルケトンを１．５６５２質量部、混合して撹拌することにより液晶組成物を調製した。
【化５】
2013041141.tif 000007
【化６】
2013041141.tif 000008
【０１８５】
次いで、洗浄処理した光学部材であるガラス基板（ＡＮ−１００、旭硝子（株）社製）上に、上記液晶組成物をスピンコートして塗膜を形成した。そして、塗膜においてコレステリック液晶相が発現していることを確認後、窒素雰囲気下で紫外光照射ランプ（ＴＯＳＣＵＲＥ１４０４ＦＵ、東芝社製）を用いて紫外光を照射することにより重合してコレステリック液晶相を固定化した。これにより、選択波長反射層付き透明基板を得た。スピンコート条件は、６００ｒｐｍで１０秒とし、紫外光照射条件は１０３ｍＷ／ｃｍ２で２分間とした。分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｕ−４１００形）で測定した透過スペクトルから、７５０〜８５０ｎｍの帯域の透過率が低下しており、コレステリック液晶相の選択反射により近赤外光をカットオフできることを確認した。また、ヘイズメータ（ＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ社製、haze-gard plus）で測定したヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０１８６】
（実施例２）  コレステリック液晶組成物において、カイラルドーパントである化学式（９）の添加量を０．０２８３質量部に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって選択波長反射層付き透明基板を得た。近赤外選択波長反射層を形成したガラス基板の透過スペクトルから、８５０〜９５０ｎｍの帯域の透過率が低下していることを確認した。コレステリック液晶相の選択反射により近赤外光をカットオフできることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０１８７】
（実施例３）  コレステリック液晶組成物において、カイラルドーパントである化学式（９）の添加量を０．０２５５質量部に変更した以外は、実施例１と同様の方法によって選択波長反射層付き透明基板を得た。透過スペクトルから、９５０〜１０５０ｎｍの帯域の透過率が低下しており、コレステリック液晶相の選択反射により近赤外光をカットオフできることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０１８８】
（実施例４）  コレステリック液晶組成物において、カイラルドーパントとして化学式（９）を下記化学式（１０）に変更し、添加量を０．０１７質量部にした以外は、実施例１と同様の方法によって選択波長反射層付き透明基板を得た。透過スペクトルから、７５０〜８５０ｎｍの帯域の透過率が低下しており、コレステリック液晶相の選択反射により近赤外光をカットオフできることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【化７】
2013041141.tif 000009
【０１８９】
（実施例５）  コレステリック液晶組成物において、カイラルドーパントである化学式（１０）の添加量を０．０１５１質量部に変更した以外は、実施例４と同様の方法によって選択波長反射層付き透明基板を得た。透過スペクトルから、８５０〜９５０ｎｍの帯域の透過率が低下していることを確認した。コレステリック液晶相の選択反射により近赤外光をカットオフできることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０１９０】
（実施例６）  コレステリック液晶組成物において、カイラルドーパントである化学式（１０）の添加量を０．０１３６質量部に変更した以外は、実施例４と同様の方法によって選択波長反射層付き透明基板を得た。透過スペクトルから、９５０〜１０５０ｎｍの帯域の透過率が低下していることを確認した。コレステリック液晶相の選択反射により近赤外光をカットオフできることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０１９１】
（実施例７）  図１１に示すような近赤外光カットフィルタを作製した。すなわち、近赤外光カットフィルタ８は、光学部材１０、近赤外遮蔽層２０、反射防止層３０を有する。近赤外遮蔽層２０は、実施例１の選択波長反射層１ａ、実施例２の選択波長反射層２ａ、実施例３の選択波長反射層３ａ、実施例４の選択波長反射層４ａ、実施例５の選択波長反射層５ａ、実施例６の選択波長反射層６ａをこの順に積層したものである。
【０１９２】
以下、近赤外光カットフィルタ８の製造方法の一例について説明する。まず、実施例１で用いたガラス基板（光学部材１０）の第１主面側に誘電体多層膜からなる反射防止層３０を形成した。以下に、反射防止層３０の形成方法について説明する。まず、光学部材１０であるガラス基板上に、高屈折率の誘電膜と低屈折率の誘電体膜を交互に積層した。高屈折率の誘電膜としてＴｉＯ２膜、低屈折率の誘電膜としてＳｉＯ２膜を用いた。誘電膜の成膜は、Ｔｉ又はＳｉをターゲットとしてマグネトロンスパッター装置により作製した。詳細には、ＡｒガスとＯ２ガスを導入した反応性スパッタによりＴｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜を積層した。得られたＴｉＯ２膜、及びＳｉＯ２膜の光学定数を、分光透過率測定により求めた。
【０１９３】
高屈折率の誘電膜と低屈折率の誘電膜が交互に積層された誘電体多層膜が形成された構成において、誘電体多層膜の積層数、ＴｉＯ２膜（高屈折率誘電体膜）の膜厚、ＳｉＯ２膜（低屈折率誘電体膜）の膜厚をパラメーターとしてシミュレーションし、波長４００〜７００ｎｍの光を９０％以上透過し、波長７１５〜９００ｎｍの光の透過率が５％以下となるような誘電体多層膜の構成を求めた。得られた誘電体多層膜の構成を表１に示す。また、この誘電体多層膜の透過率スペクトルを図１２に示す。表１に示す誘電体多層膜を、反射防止層３０として用いた。反射防止層３０の全体の膜厚は３５３６ｎｍであった。この誘電体多層膜は波長４００〜７００ｎｍの反射防止層として機能するとともに波長７００〜７１５ｎｍの間で急峻に透過率が変化する特性を有するため、透過光波長と遮光波長の境界波長領域で透過率を急峻に変化させる性能が求められる光学フィルタに適している。
【０１９４】
【表１】
2013041141.tif 000010
【０１９５】
上述した反射防止層３０を積層したガラス基板上に、さらに、実施例１で積層した選択波長反射層を実施例１と同様の条件で積層した。同様にして、実施例２〜実施例６の選択波長反射層をこの順に積層した。積層条件は、それぞれ実施例２〜実施例６と同様とした。これにより近赤外光カットフィルタを得た。得られた近赤外光カットフィルタを実施例１と同様の分光光度計によって測定したところ、７１５〜１０５０ｎｍの帯域の透過率が低下していることを確認した。このことから、コレステリック液晶相の選択反射により赤外光を除去できることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０１９６】
（実施例８）  光学部材として、ガラス基板の代わりに赤外吸収色素を混合した樹脂フィルムを用いた。具体的には、赤外吸収色素を混合した樹脂フィルムとして、ＰＥＴフィルム上にＮＩＲ層を配設した市販のＮＩＲフィルム（東洋紡社製、Ｎｏ２８３２）を用いた。また、反射防止層としてフッ素樹脂含有フィルム（旭硝子社製、商品名：アークトップＵＲＰ２１９９）を用いた。フッ素樹脂含有フィルムは、ラミネートにより赤外吸収色素を混合した樹脂フィルムと貼り合わせた。その後、反射防止層を貼り合わせた面とは反対側の赤外吸収色素を混合した樹脂フィルム上に、上記実施例７と同様の方法にて近赤外遮蔽層を形成し近赤外光カットフィルタを得た。
【０１９７】
得られた近赤外光カットフィルムを実施例１と同様の分光光度計によって測定したところ、７５０〜１０５０ｎｍの帯域の透過率が低下していることを確認した。このことから、コレステリック液晶相の選択反射と赤外吸収色素の吸収の効果により赤外光を除去できることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０１９８】
（実施例９）  光学部材として、ガラス基板の代わりに低屈折率樹脂層であるポリカーボネ―トフィルムを用いた点と、反射防止層として屈折率の低いフッ素樹脂含有フィルムを用いた点以外は、上記実施例７と同様の条件にて近赤外光カットフィルタを得た。すなわち、反射防止層を形成した面とは反対側のポリカーボネートフィルム上に、上記実施例７と同様の方法にて近赤外遮蔽層を形成した。
【０１９９】
得られた近赤外光カットフィルタを実施例１と同様の分光光度計によって測定したところ、７５０〜１０５０ｎｍの帯域の透過率が低下していることを確認した。このことから、コレステリック液晶相の選択反射の効果により赤外光を除去できることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【０２００】
（実施例１０）  実施例７で得られた近赤外光カットフィルタに、さらに、以下の近赤外吸収層を塗布した。近赤外線吸収層は、実施例７で得られた近赤外光カットフィルタの近赤外遮蔽層上に形成した。近赤外線吸収層に含有させる赤外吸収色素として、そのアセトン溶液の吸収スペクトルが図４に示されるＮＩＲ吸収色素（Ａ）を用いた。
【０２０１】
以下、近赤外線吸収層の作製方法について説明する。まず、ＮＩＲ吸収色素（Ａ）と、アクリル樹脂（大阪ガスケミカル社製、商品名：オグソールＥＡ−５５０３、屈折率１．６０）の５０質量％テトラヒドフラン溶液とを、アクリル樹脂１００質量部に対してＮＩＲ吸収色素（Ａ）が０．８質量部となるような割合で混合した。次いで、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液を、実施例７の近赤外光カットフィルタ上にギャップ３０μｍのアプリケーターを用いてダイコート法により塗布し、１００℃で５分間加熱乾燥させた。その後、塗膜に波長３６５ｎｍの紫外光を３６０ｍＪ／ｃｍ２照射して硬化させ、実施例７の近赤外光カットフィルタ上に膜厚８μｍの近赤外線吸収層が形成された近赤外光カットフィルタを得た。得られた近赤外光カットフィルタの透過スペクトルから、７００〜１０５０ｎｍの帯域の透過率が低下していることを確認した。コレステリック液晶相の選択反射により近赤外光をカットオフできることを確認した。また、ヘイズ値は１未満であり、透明性が高いことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
本発明の近赤外光カットフィルタは、単独であるいは他の選択波長遮蔽部材と組合せて用いた際に、良好な近赤外線遮蔽特性を有するとともに、十分な小型化、薄型化ができることから、デジタルスチルカメラ等の撮像装置、プラズマディスプレイ等の表示装置、車両（自動車等）用ガラス窓、ランプ等に有用である。本発明の固体撮像素子は、単独であるいは他の選択波長遮蔽部材と組合せて用いた際に、良好な近赤外線遮蔽機能と固体撮像素子としての機能を併せ持つことができることから、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等の情報機器に組み込まれる小型カメラ等の撮像装置に有用である。本発明の撮像装置用レンズは、単独であるいは他の選択波長遮蔽部材と組合せて用いた際に、良好な近赤外線遮蔽機能を有し、かつ撮像装置の十分な小型化、薄型化、低コスト化ができることから、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等の情報機器に組み込まれる小型カメラ等の、固体撮像素子を用いた撮像装置に有用である。
【符号の説明】
【０２０３】
１〜８    近赤外光カットフィルタ
１０      光学部材
１１      第１主面
１２      第２主面
１３      第１光学部材
１４      第２光学部材
２０      近赤外遮蔽層
３０      反射防止層
４０      近赤外吸収層
５０      固体撮像素子
５１      第１のレンズ
５２      第２のレンズ
５３      筺体  
５４      カバーガラス  
５５      絞り
５６      レンズ群
６１      半導体基板
６２      光電変換素子
６３      遮光層
６４      平坦化層
６５      カラーフィルタ層
７０      撮像装置用レンズ
９０      ＣＣＤセンサ
９１      受光部
９２      カバーガラス
９３      パッケージ
９４      ピン
１０１、１０２    撮像装置
【図１Ａ】
2013041141.tif 000011
【図１Ｂ】
2013041141.tif 000012
【図１Ｃ】
2013041141.tif 000013
【図１Ｄ】
2013041141.tif 000014
【図２Ａ】
2013041141.tif 000015
【図２Ｂ】
2013041141.tif 000016
【図３Ａ】
2013041141.tif 000017
【図３Ｂ】
2013041141.tif 000018
【図４】
2013041141.tif 000019
【図５Ａ】
2013041141.tif 000020
【図５Ｂ】
2013041141.tif 000021
【図５Ｃ】
2013041141.tif 000022
【図６Ａ】
2013041141.tif 000023
【図６Ｂ】
2013041141.tif 000024
【図７】
2013041141.tif 000025
【図８】
2013041141.tif 000026
【図９】
2013041141.tif 000027
【図１０】
2013041141.tif 000028
【図１１】
2013041141.tif 000029
【図１２】
2013041141.tif 000030