(57)【要約】【課題】反り変形を有効に防止した光学フィルタ及び光量調整装置並びに撮像装置を提供すること。【解決手段】樹脂基板１と、この樹脂基板１の一方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第１光学多層膜１０と、樹脂基板１の他方面上に設けられた樹脂膜１５と、樹脂膜１５上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第２光学多層膜２０とを備え、第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０は、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続し且つそれぞれが圧縮応力を有する膜であり、且つ第２光学多層膜２０は、第１光学多層膜１０よりも圧縮応力が大きく、樹脂膜１５は、第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０の圧縮応力の差を緩和する引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする光学フィルタとする。【選択図】図１
2016071278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第１光学多層膜と、
前記樹脂基板の他方面上に設けられた樹脂膜と、
前記樹脂膜上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第２光学多層膜とを備え、
前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜は、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続し且つそれぞれが圧縮応力を有する膜であり、且つ前記第２光学多層膜は、前記第１光学多層膜よりも圧縮応力が大きく、
前記樹脂膜は、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜の圧縮応力の差を緩和する引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第１光学多層膜と、
前記樹脂基板の他方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第２光学多層膜と、
前記第２光学多層膜上に設けられる樹脂膜とを備え、
前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜は、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続し且つそれぞれが圧縮応力を有する膜であり、且つ前記第２光学多層膜は、前記第１光学多層膜よりも圧縮応力が大きく、
前記樹脂膜は、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜の圧縮応力の差を緩和する引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項３】
前記樹脂膜は、色素が膜中に分散した光吸収膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記第２光学多層膜の中心波長は、前記第１光学多層膜の中心波長よりも長いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第１光学多層膜と、
前記樹脂基板の他方面上に設けられた樹脂膜と、
前記樹脂膜上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第２光学多層膜とを備え、
前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜は、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続し且つそれぞれの圧縮応力が異なる膜であり、前記樹脂膜上に形成される前記第２光学多層膜の中心波長が前記第１光学多層膜の中心波長よりも長く、
前記樹脂膜は、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜の圧縮応力の差を緩和する引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項６】
樹脂基板と、前記樹脂基板の両面に少なくとも赤外領域において異なる領域を遮蔽する光学多層膜とを備え、前記光学多層膜が圧縮応力を有し、前記樹脂基板の一方面側には前記光学多層膜のうち赤外領域の短波長側を遮断する第１光学多層膜が設けられ、前記樹脂基板の他方面側には前記光学多層膜のうち赤外領域の長波長側を遮蔽する第２光学多層膜と引っ張り応力を有する樹脂膜とが設けられた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のいずれか１項に記載の光学フィルタを用いて光量を調整するものであることを特徴とする光量調整装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光量調整装置を備えた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、赤外波長領域の光を遮断する光学フィルタ及び光量調整装置並びに撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビデオカメラ或いはデジタルスチルカメラ等の撮影系には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等から成る固体撮像素子が用いられている。
【０００３】
固体撮像素子は、比較的広い光波長に対して感度を有しており、可視領域の光に加えて近赤外領域の光にも感度を持っている。しかし、カメラの用途では、人間の眼には見えない赤外領域の光は不要であり、近赤外線が撮像素子に入射することで解像度の低下や画像のムラなどの不都合を引き起こすことがある。
【０００４】
そのため、カメラ等の光学系には赤外カットフィルタなどが挿入され、入射する光の中の近赤外線を遮蔽するようになっている。赤外カットフィルタには、大きく分けて屈折率の異なる薄膜を積層し、薄膜の干渉を利用して不要な光を反射する反射タイプの赤外カットフィルタと、染料や金属イオン等の赤外線吸収剤に不要の光を吸収させる吸収タイプの赤外カットフィルタがある。
【０００５】
反射タイプの赤外カットフィルタの作製方法としては、真空蒸着法やＩＡＤ法、イオンプレーティング法、スパッタ法等により、プラスチックやガラス等の透明基板上に多層膜を成膜することにより作製されている。また、吸収タイプの赤外カットフィルタは、ガラスや樹脂製の基板に赤外線吸収剤を練り込んだり、基板上に吸収層を構成したりすることで作製される。
【０００６】
近年は、デジタルスチルカメラや携帯電話に搭載されるカメラ等において、小型・軽量化の要望が大きくなってきており、赤外カットフィルタを形成する基板には、任意形状への加工性や、小型化・軽量化等の要望に伴い、プラスチック材料等の樹脂基板が用いられてきている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、樹脂基板をフィルタ基材として適用した場合、樹脂基板上に薄膜を積層することから、光学フィルタに反り変形が生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は、反り変形を有効に防止した光学フィルタ及び光量調整装置並びに撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、樹脂基板と、前記樹脂基板の一方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第１光学多層膜と、前記樹脂基板の他方面上に設けられた樹脂膜と、前記樹脂膜上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第２光学多層膜とを備え、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜は、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続し且つそれぞれが圧縮応力を有する膜であり、且つ前記第２光学多層膜は、前記第１光学多層膜よりも圧縮応力が大きく、前記樹脂膜は、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜の圧縮応力の差を緩和する引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする光学フィルタにある。このような本発明の態様によれば、フィルタ全体に生じる反り変形を有効に低減することができる。
【００１１】
また、本発明は、樹脂基板と、前記樹脂基板の一方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第１光学多層膜と、前記樹脂基板の他方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第２光学多層膜と、前記第２光学多層膜上に設けられる樹脂膜とを備え、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜は、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続し且つそれぞれが圧縮応力を有する膜であり、且つ前記第２光学多層膜は、前記第１光学多層膜よりも圧縮応力が大きく、前記樹脂膜は、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜の圧縮応力の差を緩和する引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする光学フィルタにある。このような本発明の態様によれば、フィルタ全体に生じる反り変形を有効に低減することができる。
【００１２】
また、上記本発明では、前記樹脂膜は、色素が膜中に分散した光吸収膜であることを特徴とする。このような本発明の態様によれば、樹脂膜に光吸収機能を持たせることが可能となり、光学特性の更なる改善が可能となる。
【００１３】
また、上記本発明では、前記第２光学多層膜の中心波長は、前記第１光学多層膜の中心波長よりも長いことを特徴とする。このような本発明の態様によれば、第２光学多層膜によって赤外波長領域のうち長波長側の光を効果的に遮断することができる。
【００１４】
また、本発明は、樹脂基板と、前記樹脂基板の一方面上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第１光学多層膜と、前記樹脂基板の他方面上に設けられた樹脂膜と、前記樹脂膜上に設けられて、赤外波長領域の光を遮断する第２光学多層膜とを備え、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜は、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続し且つそれぞれの圧縮応力が異なる膜であり、前記樹脂膜上に形成される前記第２光学多層膜の中心波長が前記第１光学多層膜の中心波長よりも長く、前記樹脂膜は、前記第１光学多層膜及び前記第２光学多層膜の圧縮応力の差を緩和する引っ張り応力を有する膜であることを特徴とする光学フィルタにある。このような本発明の態様によれば、広範囲な赤外波長領域の光を効果的に遮断しながらも、フィルタ全体に生じる反り変形を有効に低減することができる。
【００１５】
なお、本発明は、樹脂基板と、前記樹脂基板の両面に少なくとも赤外領域において異なる領域を遮蔽する光学多層膜とを備え、前記光学多層膜が圧縮応力を有し、前記樹脂基板の一方面側には前記光学多層膜のうち赤外領域の短波長側を遮断する第１光学多層膜が設けられ、前記樹脂基板の他方面側には前記光学多層膜のうち赤外領域の長波長側を遮蔽する第２光学多層膜と引っ張り応力を有する樹脂膜とが設けられたことを特徴とする光学フィルタとしてもよい。このような本発明の態様によれば、フィルタ全体に生じる反り変形を有効に低減することができる。
【００１６】
また、本発明は、上記光学フィルタだけでなく、上記光学フィルタを用いて光量を調整する光量調整装置、あるいは、この光量調整装置を備えたことを特徴とする撮像装置についても広く対象とする。このような本発明の態様によれば、フィルタ全体に生じる反り変形が低減された光学フィルタが実装されるため、光量調整装置または撮像装置の光学的性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、反り変形を有効に防止した光学フィルタ及び光量調整装置並びに撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る光学フィルタの一例を示す赤外カットフィルタの概略構成図。
【図２】弾性・粘性の温度による変化を示すグラフ図。
【図３】実施形態１に係る光学フィルタの分光透過率を示すグラフ図。
【図４】実施形態２に係る光学フィルタの一例である赤外カットフィルタの概略構成図。
【図５】実施形態２に係る光学フィルタの吸収層におけるシアニン系の染料に関する分光特性を示す図。
【図６】実施形態２に係る光学フィルタの樹脂層にシアニン染料を含む赤外カットフィルタと、含まない赤外カットフィルタのゴースト強度を示す図。
【図７】実施形態３に係る赤外カットフィルタの概略構成図。
【図８】実施形態３に係る赤外カットフィルタに適用する反射防止構造の概略斜視図。
【図９】他の実施形態に係る光学フィルタを備えた光量調整装置、及びこの光量調整装置を備えた撮像装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
＜実施形態１＞
図１には、本発明の実施形態１に係る光学フィルタの一例を示す赤外カットフィルタの概略構成を示す。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の赤外カットフィルタは、ベース基板となる樹脂基板１と、この樹脂基板１の一方面上に設けられた第１光学多層膜１０と、樹脂基板１の他方面上に設けられた樹脂膜１５と、この樹脂膜上に設けられた第２光学多層膜２０とを備える。
【００２１】
ここで、樹脂基板１は、例えば、本実施形態ではプラスチック基板である。プラスチック基板としては、厚さ１００μｍのＡｒｔｏｎ（ＪＳＲ社製、商品名）が挙げられる。なお、プラスチック基板は、Ａｒｔｏｎに限らず、同じノルボルネン系のＺｅｏｎｅｘ、Ｚｅｏｎｏｒ（日本ゼオン社製、商品名）、Ｆ１フィルム（グンゼ社製、商品名）を用いても良い。また、ノルボルネン系に限らず、可視領域において透明なものであれば良く、例えば、ポリエステル系、アクリル系、ポリイミド系、ＰＣ（ポリカーボネート）、アセテート、ポリ塩化ビニル、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
なお、このような樹脂基板１は、詳細は後述するが、第１光学多層膜１０又は第２光学多層膜２０、あるいは樹脂膜１５の成膜時における熱ストレス、成膜後を含めた膜応力、水分による分光の変化等を考慮すると、耐熱性（ガラス転移点であるガラス転移温度Ｔｇ）が高く、曲げ弾性率が大きく、吸水率の小さいものが好ましい。これらの条件を満たすものとして、ノルボルネン系の樹脂が最適な樹脂の１つとして挙げられる。本実施形態では、プラスチック基板の厚みを１００μｍ程度としたが、これに限定されるものでなく、剛性を保てる範囲で可能な限り薄いほうが良く、特に２００〜２５μｍ程度の厚さが最適である。
【００２３】
ここで、このような樹脂膜１５は、ガラス転移温度Ｔｇが高い材料で構成することが好ましい。これは、図２に示すように、ガラス転移温度Ｔｇを超えると、弾性が小さくなり、Ｔｇよりも温度が低いと粘性が小さくなる。なお、図２は、弾性・粘性の温度による変化を示すグラフ図である。例えば、樹脂膜１５の成膜タイミングを第１光学多層膜１０又は第２光学多層膜２０の成膜前とする場合には、第１光学多層膜１０又は第２光学多層膜２０の成膜温度よりも高いガラス転移温度の材料を用いるのがよい。逆に、樹脂膜１５の成膜タイミングを第１光学多層膜１０又は第２光学多層膜２０の成膜後とする場合には、第１光学多層膜１０又は第２光学多層膜２０の成膜温度よりも低いガラス転移温度の材料を用いることが可能である。
【００２４】
また、上記樹脂基板１の上に形成される第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０について説明する。ここで、赤外カットフィルタの膜設計では、中心波長をλとすると、低屈折材料と高屈折材料とを交互にλ/４ずつ積層した構造を基本とし、所望の分光となるように、各層の厚みを調整している。但し、透過帯における透過率の平坦性を得るときなどにはλ/４よりも大きくずれた層を設けることもあり、また、必要に応じてＡｌ２Ｏ３等の中間屈折材料を用いることもある。本実施形態では、第１光学多層膜１０と第２光学多層膜２０とを比べると、第２光学多層膜２０の方が中心波長は大きくなり、膜厚も実質的に大きくなる。
【００２５】
さらに、本実施形態では、一方面側に第１光学多層膜１０を設けた樹脂基板１の他方面側に第２光学多層膜１０を設けているが、これら第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０は、共に圧縮応力を有する。また、これら第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０は、図３に示すように、透過を制限する赤外波長領域が実質的に連続している。さらに、図２に示すように、第２光学多層膜２０は、第１光学多層膜１０の中心波長よりも大きい中心波長を有し、且つ膜厚も実質的に大きい。このため、第２光学多層膜２０は、第１光学多層膜１０と比べて圧縮応力が実質的に大きい。
【００２６】
なお、本実施形態の第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０は、共に低屈折率材料としてＳｉＯ２、高屈折材料としてＴｉＯ２を用いている。ここで、高屈折材料としてＴｉＯ２を用いたのは、実質的に光学用途に使える材料としては屈折率が非常に高く、膜設計に有利なためである。また、低屈折材料としてＳｉＯ２を用いたのはＴｉＯ２と逆の応力を持っており、屈折率が小さいためである。
【００２７】
また、本実施形態では、ＳｉＯ２とＴｉＯ２とをそれぞれ用いたが、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２等を用いることもできる。また、本実施形態では、第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０のそれぞれの成膜では、例えば、イオンプレーティング法で行ったが、これに限らず、真空蒸着法やイオンアシスト蒸着法、スパッタリング法等でも成膜可能である。
【００２８】
ここで、上述した第１光学多層膜１０は、樹脂基板１の一方面上に直接設けられるが、本実施形態では、上述した第２光学多層膜１０は、樹脂基板１の他方面上に樹脂層（樹脂膜）１５を介在させて当該樹脂層１５上に設けられる。
【００２９】
以下、樹脂層１５について詳細に説明する。樹脂層１５は、上述した第２光学多層膜２０の下地として設けられ、第２光学多層膜２０の圧縮応力を緩和する引っ張り方向の膜応力（引っ張り応力）を有する。すなわち、樹脂膜１５は、第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０の圧縮応力の差を緩和する程度の引っ張り応力を有する膜となる。例えば、本実施形態では、第１光学多層膜１０が樹脂基板１に与える圧縮応力と、第２光学多層膜２０及び樹脂層１５の積層体が樹脂基板１に与える応力とが、実質的に同等になるような引っ張り応力で樹脂層１５を設けている。これにより、赤外カットフィルタにおける樹脂基板１の両側の応力バランスが調整できて、反り変形を有効に防止することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、樹脂層１５を樹脂基板１と第２光学多層膜２０との間に設けたが、本発明は勿論これに限定されず、例えば、樹脂基板１上に第２光学多層膜２０を設け、この第２光学多層膜２０上に樹脂層１５を設けるようにしてもよい。あるいは、樹脂基板１と第２光学多層膜２０との間に第１樹脂層を設け、更に第２光学多層膜２０上に第２樹脂層を設け、第１樹脂層及び第２樹脂層によって応力緩和を併せて行なってもよい。この場合には、分割された第１樹脂層及び第２樹脂層が、第１光学多層膜１０及び第２光学多層膜２０の圧縮応力の差を緩和する程度の引っ張り応力を有する層（膜）となる。本実施形態では、第１光学多層膜１０、第２光学多層膜２０以外の機能膜を設ける場合には、その機能膜を考慮した膜応力に基づいて、樹脂層１５の引っ張り応力を適宜調整し、設定すればよい。
【００３１】
また、このような樹脂層１５の形成は、アクリル−スチレン共重合樹脂をＭＥＫ（メチルエチルケトン）とＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）の混合液に溶解させた塗布液を、プラスチック基板上にスピンコート法で成膜し、加熱炉で乾燥・硬化させることで得られる。
【００３２】
なお、本実施形態では、樹脂層１５としてアクリル−スチレン共重合樹脂を用いたがこれに限定されることはなく、引っ張り応力を持ち、Ｔｇが８０℃以上のものであれば良い。例えば、アクリル系、ポリスチレン系、環状オレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、フッ素系、ポリイミド系、ＰＣ（ポリカーボネート）系などの樹脂を上げることができ、単独または複数組み合わせて用いても良い。
【００３３】
また、本実施形態で用いたアクリル−スチレン共重合樹脂は、熱硬化型樹脂であり熱線を用い硬化させたが、他の活性エネルギー線、例えば、可視光線、電子線、プラズマ、赤外線、紫外線等を用いても良い。活性エネルギー線の照射量は、樹脂組成物の硬化が進行するエネルギー量であれば良い。
【００３４】
なお、本実施形態では、樹脂材料に対して必要に応じて重合開始剤を添加しても良い。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンジル、４，４−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクヘキシルフェニルケトン、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、ヒドラゾン、α−アシロキシムエステルなどが挙げられるが、これらに限定されるものでなく、単独又は複数で用いても良い。
【００３５】
また、電子線硬化開始剤としては、ベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、２，４−ジエチルチオキサントン、メチルオルソベンゾイルベンゾエート、イソプロピルチオキサントン、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス−フェニルホスフィンオキサイド、メチルベンゾイルホルメート、１，７−ビスアクリジニルヘプタン、９−フェニルアクリジン等が挙げられるが、これらに限定されるものでなく、単独又は複数で用いても良い。
熱重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ（２−エトキシエチル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシビバレート、（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２−アゾビス（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）、ジメチル２，２−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、４，４−アゾビス（４−シアノバレリック酸）、等が挙げられるが、これらに限定されるものでなく、単独又は複数で用いても良い。
【００３６】
また、本実施形態では、樹脂を溶解させる溶媒としてＭＥＫとＭＩＢＫを用いたが、これらのケトン系に限らず、シクロヘキサン、トルエン等の炭化水素系、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系、メタノール、エタノール等のアルコール系、ジメチルホルムアミドなどのアミン系の溶媒や水を染料・樹脂バインダーの溶解性や揮発性を考慮し、単体、又は２種類以上の混合物として最適な組合せになるように選択すれば良い。なお、可視光域における透過率に影響を与えないレベルでレベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤等を添加しても良い。
本実施形態では樹脂層４の成膜にスピンコート法を用いたが、これに限らず、例えば、ディップコート法、グラビアコート法、スプレー法、キスコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ブレードコート法、バーコーター法、ナノインプリント法等を用いることもできる。
【００３７】
＜実施形態２＞
図４には、本発明の実施形態２に係る光学フィルタの一例である赤外カットフィルタの概略構成図を示す。また、図５には、吸収層におけるシアニン系の染料に関する分光特性を示す。
【００３８】
本実施形態の赤外カットフィルタは、図４に示すように、上述した実施形態１の樹脂層１５を吸収層１５Ａとした以外は上述した実施形態１と同様である。具体的には、吸収層１５Ａは、樹脂材料に図５に示すような分光特性を有する、シアニン系の染料を分散させている。
【００３９】
本実施形態の赤外カットフィルタは、屈折率の異なる積層体からなる赤外カットフィルタであり、その分光特性上、ＩＲ半値波長（透過率が略５０％となる波長）でゴースト強度が最も高くなる。ゴースト強度は、撮像素子の感度や赤外カットフィルタの配置位置にもよるが、赤外カットフィルタにのみ起因するゴースト強度については簡易的には（赤外カットフィルタの透過率）×（赤外カットフィルタの反射率）で表される。
【００４０】
なお、図６には、樹脂層にシアニン染料を含む赤外カットフィルタと、含まない赤外カットフィルタのゴースト強度を示す。本実施形態では吸収層１５Ａに分散したシアニン系の染料によってＩＲ半値付近の光を吸収し、ゴースト強度が低減されていることが分かる。
なお、実施形態２では、アクリル−スチレン共重合樹脂とシアニン系の染料をＭＥＫ（メチルエチルケトン）とＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）の混合液に溶解させた塗布液を、プラスチック基板にスピンコート法で成膜し、乾燥炉で硬化・乾燥させ吸収層を形成している。
【００４１】
ここで、本実施形態では、シアニン系の染料を用いたが、これに限らず、アゾ系やフタロシアニン系、ナフタロシアニン系、ジイモニウム系、ポリメチン系、アンスラキノン系、ナフトキノン系、トリフェニルメタン系、アミニウム系、ピリリウム系、スクワリリウム系等の色素を用いても良く、また、これらを２種類以上混合して用いても良い。また、顔料を用いることも出来る。赤外カットフィルタの色再現性を考慮すると、透過帯における吸収が小さく、且つ透過率が平坦若しくは連続的に変化するものが好ましい。また、成膜法に関してもスピンコート法のみでなく、ディップコート法、グラビアコート法、スプレー法、キスコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ブレードコート法、バーコーター法、ナノインプリント法等を用いることもできる。なお、色素としては、光波長６００〜７００ｎｍの少なくとも一部に２０％以上の吸収を有するものを用いるのが好ましい。
【００４２】
また、本実施形態のように樹脂に染料や顔料を分散させる場合は、熱硬化樹脂を用いるのが好ましい。染料や顔料は紫外線に弱く、ＵＶ硬化樹脂等を用いた場合、硬化時のＵＶ照射により染料や顔料の分光特性が変わってしまうからである。本実施形態のように、吸収層１５Ａに熱硬化樹脂を用いる場合は、樹脂基板１のガラス転移点Ｔｇよりも硬化温度が低い樹脂を用いることが好ましい。
【００４３】
さらに、本実施形態の赤外カットフィルタを撮像装置の光学系に配置する際は、赤外カットフィルタの吸収層１５Ａを有する面を図示しない撮像素子側になるようにするのが好ましい。このように配置することで、赤外カットフィルタを透過し、撮像素子近辺で反射され、再び赤外カットフィルタに入射した光の内、ゴースト強度の最も大きくなるＩＲ半値の光を効率的に吸収することができる。
【００４４】
＜実施形態３＞
図７には、本発明の実施形態３に係る赤外カットフィルタの概略構成図を示す。図８は、本発明の実施形態３に係る赤外カットフィルタに適用する反射防止構造の概略斜視図を示す。具体的には、本実施形態では、樹脂層として反射防止機能を有する図８に示すような微細凹凸構造体１５Ｂを設けている。微細凹凸構造体１５は光の波長よりも短い周期で配置された複数の突起物からなり、各突起物は最頂部から最底部に向かうにつれて体積は徐々に変化し、それに対応した有効屈折率も突起物の最頂部から最底部に向かい連続的に変化する。そのため、突起物に上方から光が入射した場合には、滑らかな有効屈折率分布を有するため急激な屈折率差が無く、微細凹凸構造体１５Ｂの面では光は殆ど反射されない。このような微細凹凸構造体１５Ｂを設けることで、反射率が下がり、透過特性の向上につながる。なお、本実施形態では、円錐状の突起物を有する構成を用いて説明したが、角錐状の突起物や逆円錐状や逆角錐状等の凹部を有するものを使用してもほぼ同様の効果が得られる。
【００４５】
また、本実施形態における反射防止構造である微細凹凸構造体１５Ｂは、微細凹凸構造を形成した石英のモールドを用い、紫外線硬化性のアクリル樹脂を充填し、第２光学多層膜２０上にインプリントし、紫外光を照射することで硬化させ、モールドから剥離させることで微細凹凸構造体１５Ｂを設けた。なお、本実施形態では紫外線により硬化させたが、これに限らず、他の活性エネルギー線、例えば可視光線、電子線、プラズマ、赤外線、熱線等を用いても良い。活性エネルギー線の照射量は、樹脂組成物の硬化が進行するエネルギー量であれば良い。また、微細凹凸構造体１５Ｂは射出形成法等でも形成することが出来る。
【００４６】
また、本実施形態では第２光学多層膜２０上に微細凹凸構造体１５Ｂを形成したが、樹脂基板１と第２光学多層膜２０との間に形成しても良い。また、微細凹凸構造体１５Ｂを形成する樹脂は、可視域で透明であって、Ｔｇが８０℃以上であればアクリル系に限らず他の樹脂、例えば、ポリスチレン系、環状オレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、フッ素系、ポリイミド系、ＰＣ（ポリカーボネート）系などの樹脂を、単独または複数組み合わせて用いても良い。また、微細凹凸構造体１５Ｂ内に必要に応じて実施形態２で用いた染料を分散させても良い。但し、染料を分散させた場合、硬化に使用する活性エネルギー線は紫外線以外のものを用いることが好ましい。
【００４７】
＜他の実施形態＞
以上、本発明を実施形態１〜３を例示して説明したが、本発明は上述した実施形態１〜３に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１〜３では、赤外カットフィルタを用いて説明したが、本発明は別の光学フィルタにも適用可能である。また、本発明は、上述した光学フィルタを備えた光量調整装置、あるいは、この光量調整装置を搭載した撮像装置にも広く適用可能である。ここで、図９には、本発明の光学フィルタを備えた光量調整装置、及びこの光量調整装置を備えた撮像装置の概略構成を示す。
【００４８】
図９に示すように、デジタルカメラなどの撮像装置１００における光学撮像系は、絞り部材５１ａ、５１ｂやＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ５２、レンズ系５３等からなる光学系５０を有する。この光学系５０を通り抜けた光は、赤外カットフィルタＦによって選択的に透過され、撮像素子６０に入射し、画像化・映像化される。
ＮＤフィルタ５２は絞り部材５１ａ、５１ｂ付近に設けられ、絞り部材５１ａ、５１ｂに直接貼り付けられることもある。絞り部材５１ａ、５１ｂ、ＮＤフィルタ５２によって入射光量を調節し、同じ光量でも、絞りの開口を出来るだけ大きく維持できるようになっている。このようにすることにより、ハンチング現象や光の回折現象等による画質の低下を低減している。
【００４９】
なお、光学系を透過した光は、赤外カットフィルタＦへと入射するが、被写体が明るいとき、即ち可視光における光量が十分なときは赤外カットフィルタＦは出し入れ機構によって撮像光学系の光路上に侵入させられる。一方、被写体が暗いとき、即ち可視光における光量が不十分のときは赤外カットフィルタＦは出し入れ機構７０によって撮像光学系の光路上から取り除かれる。この赤外カットフィルタＦを反り変形の低減された赤外カットフィルタとすることで、クラックなどを抑制し、良質な画像の撮像光学系を提供できる。
【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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