(57)【要約】      （修正有）【課題】可視光領域の一部の波長の光のみを透過させることが可能なバンドパスフィルタを提供することを目的とする。【解決手段】バンドパスフィルタ１０は、可視光領域において予め設計した設計領域、該設計領域から長波長側に離間した近赤外光領域の光を透過させる第１フィルタ３０と、少なくとも設計領域を含む可視光領域の光を透過させるとともに、可視光領域の短波長端よりも短波長側の領域の光、及び可視光領域の長波長端よりも長波長側の領域の光とを遮光させる第２フィルタ４０とを備え、設計領域の半値幅Ｗ１の上限が、６０ｎｍに設定されている。【選択図】図２
2017151367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光領域において予め設計した設計領域の波長のみの光を透過させ、近赤外光領域の光を遮光させるバンドパスフィルタであって、
前記設計領域、及び該設計領域から長波長側に離間した近赤外光領域の光を透過させる第１フィルタと、
少なくとも前記設計領域を含む可視光領域の光を透過させるとともに、前記可視光領域の短波長端よりも短波長側の領域の光、及び前記可視光領域の長波長端よりも長波長側の領域の光とを遮光させる第２フィルタとを備え、
前記設計領域の半値幅の上限が、６０ｎｍに設定されていることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載のバンドパスフィルタであって、
前記設計領域の短波長側の領域及び長波長側の領域の少なくとも一方では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長との波長差の上限が、１０ｎｍに設定されていることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバンドパスフィルタであって、
前記第１フィルタの前記近赤外光領域において光を遮光する領域の短波長端における波長と、前記第２フィルタの前記可視光領域において光を遮光する領域の長波長端における波長との波長差の下限が、１０ｎｍに設定されていることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光領域の一部の波長の光を透過させ、近赤外光領域の光を遮光させるバンドパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光領域の光を透過させ、近赤外光領域の光を遮光させる赤外線カットフィルタが知られており、例えば特許文献１には、人の目の感度特性に近い透過率特性を有する赤外線カットフィルタが提案されている。特許文献１には、４００ｎｍ〜５５５ｎｍの波長では、なだらかに漸増するとともに、５５５ｎｍ〜７００ｎｍの波長では、なだらかに漸減する透過率特性が記載されている。また、７００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長の近赤外光領域の光を反射させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８６２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の赤外線カットフィルタでは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長の可視光領域の光、つまり、可視光領域の略全域の波長の光を透過させる構成になっているため、可視光領域の特定の波長の光のみを撮像素子（センサ）によって検出したい場合には、撮像素子の検出効率が低下するという問題点がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、可視光領域の一部の波長の光のみを透過させることが可能なバンドパスフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、可視光領域において予め設計した設計領域の波長のみの光を透過させ、近赤外光領域の光を遮光させるバンドパスフィルタであって、前記設計領域、及び該設計領域から長波長側に離間した近赤外光領域の光を透過させる第１フィルタと、少なくとも前記設計領域を含む可視光領域の光を透過させるとともに、前記可視光領域の短波長端よりも短波長側の領域の光、及び前記可視光領域の長波長端よりも長波長側の領域の光とを遮光させる第２フィルタとを備え、前記設計領域の半値幅の上限が、６０ｎｍに設定されていることを特徴とする。
【０００７】
上記構成のバンドパスフィルタによれば、可視光領域の全域の波長ではなく、一部の領域の波長に絞った透過特性を有するので、可視光領域の必要な波長の光のみを透過させることができる。これにより、バンドパスフィルタを用いた撮像デバイスにおいて、可視光領域の必要な波長の光のみを撮像素子（センサ）に入射させることが可能になり、撮像素子の検出効率を向上させることが可能なバンドパスフィルタを提供することができる。
【０００８】
上記構成のバンドパスフィルタにおいて、前記設計領域の短波長側の領域及び長波長側の領域の少なくとも一方では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長との波長差の上限が、１０ｎｍに設定されていることが好ましい。
【０００９】
上記構成のバンドパスフィルタによれば、可視光領域における透過率の立ち上がりが、なだらかに変化するのではなく、急激に変化するものになっている。これにより、バンドパスフィルタを用いた撮像デバイスにおいて、可視光領域の必要な波長の光のみを効率的に撮像素子（センサ）に入射させることが可能になり、撮像素子の検出効率をより向上させることが可能なバンドパスフィルタを提供することができる。
【００１０】
上記構成のバンドパスフィルタにおいて、前記第１フィルタの前記近赤外光領域において光を遮光する領域の短波長端における波長と、前記第２フィルタの前記可視光領域において光を遮光する領域の長波長端における波長との波長差の下限が、１０ｎｍに設定されていることが好ましい。
【００１１】
上記構成のバンドパスフィルタによれば、可視光領域と近赤外光領域との境界領域において、光を確実に遮光することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バンドパスフィルタを用いた撮像デバイスにおいて、可視光領域の必要な波長の光のみを撮像素子に入射させることが可能になり、撮像素子の検出効率を向上させることが可能なバンドパスフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るバンドパスフィルタを用いた撮像デバイスの概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係るバンドパスフィルタの概略構成を模式的に示す図である。
【図３】図２のバンドパスフィルタのフィルタ特性の一例を示す図である。
【図４】図２のバンドパスフィルタの第１フィルタの各層の構成の一例を示す表である。
【図５】図４の第１フィルタのフィルタ特性の一例を示す図である。
【図６】図４の第１フィルタの第１多層膜のフィルタ特性の一例を示す図である。
【図７】図４の第１フィルタの第２多層膜のフィルタ特性の一例を示す図である。
【図８】図２のバンドパスフィルタの第２フィルタの各層の構成の一例を示す表である。
【図９】図８の第２フィルタのフィルタ特性の一例を示す図である。
【図１０】第２フィルタのフィルタ特性の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るバンドパスフィルタの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明において、可視光領域とは、光の波長が約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの領域を言い、また、近赤外光領域とは、光の波長が約７００ｎｍ〜約１１００ｎｍまでの領域を言う。
【００１５】
図１は、バンドパスフィルタ１０を用いた撮像デバイスの概略構成を示す図である。図２は、バンドパスフィルタ１０の概略構成を模式的に示す図である。図３は、バンドパスフィルタ１０のフィルタ特性の一例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、撮像デバイスにおいて、バンドパスフィルタ１０は、レンズ８０によって集光された光について、可視光領域において予め設計した設計領域の波長のみの光を透過させ、近赤外光領域の光を遮光（遮断）させ、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子９０に光を入射させる光学フィルタである。バンドパスフィルタ１０は、図３に示すようなフィルタ特性（透過率波形）を示す光学フィルタであって、図２に示すように、透光性基板２０上に第１フィルタ３０と、第２フィルタ４０とを備えている。以下、バンドパスフィルタ１０の各構成について説明する。
【００１７】
−透光性基板−
透光性基板２０は、本実施形態では水晶板である。なお、透光性基板２０は水晶板に限られるものではなく、光を透過可能な基板であれば、例えばガラス板であってもよい。また、単板の水晶板、例えば複屈折板であってもよく、複数枚からなる複屈折板であってもよい。また、水晶板とガラス板を組み合わせてもよい。
【００１８】
−第１フィルタ−
第１フィルタ３０は、透光性基板２０上に形成されている。第１フィルタ３０は、透光性基板２０側から順に、第１多層膜３１と第２多層膜３２とを備えている。なお、透光性基板２０側から順に、第２多層膜３２と第１多層膜３１とが形成されていてもよい。
【００１９】
第１多層膜３１は、高屈折率膜３１ＨであるＴｉＯ2と低屈折率膜３１ＬであるＳｉＯ2とが交互に複数積層されている。透光性基板２０側から数えて奇数番目の層が高屈折率膜３１Ｈであり、偶数番目の層が低屈折率膜３１Ｌである。なお、高屈折率膜３１Ｈと低屈折率膜３１Ｌの積層順はこの例に限らず、透光性基板２０側から数えて奇数番目の層が低屈折率膜３１Ｌであり、偶数番目の層が高屈折率膜３１Ｈであってもよい。
【００２０】
第２多層膜３２は、高屈折率膜３２ＨであるＴｉＯ2と低屈折率膜３２ＬであるＳｉＯ2とが交互に複数積層されている。第１多層膜３１側から数えて奇数番目の層が高屈折率膜３２Ｈであり、偶数番目の層が低屈折率膜３２Ｌである。なお、高屈折率膜３２Ｈと低屈折率膜３２Ｌの積層順はこの例に限らず、第１多層膜３１側から数えて奇数番目の層が低屈折率膜３２Ｌであり、偶数番目の層が高屈折率膜３２Ｈであってもよい。
【００２１】
本実施形態では高屈折率膜３１Ｈ，３２Ｈは、ＴｉＯ2としたがこれに限られず、例えば、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5といった材料でもよい。つまり、高屈折率膜３１Ｈ，３２Ｈの材料としては、屈折率が２．０より大きいものが好ましい。また、低屈折率膜３１Ｌ，３２ＬについてもＳｉＯ2に限られず、例えばＭｇＦ2といった材料でもよい。つまり、低屈折率膜３１Ｌ，３２Ｌの材料としては、高屈折率膜３１Ｈ，３２Ｈよりも屈折率が小さいものが好ましく、さらに好ましくは屈折率が１．５より小さいものがよい。
【００２２】
第１多層膜３１の各層（低屈折率膜３１Ｌ及び高屈折率膜３１Ｈ）は、周知の真空蒸着装置によって交互に真空蒸着される。同様に、第２多層膜３２の各層（低屈折率膜３２Ｌ及び高屈折率膜３２Ｈ）も、真空蒸着装置によって交互に真空蒸着される。蒸着膜厚は、屈折率と物理膜厚との積である光学膜厚に基づいて設計されており、本実施形態の第１フィルタ３０の光学膜厚は、例えば、図４に示すように設計されている。なお、光学膜厚Ｎｄと中心波長λとの間には、［Ｎｄ＝λ／４］という関係がある。表４中の中心波長（７００ｎｍ）は膜厚設計の際の中心波長であって、後述する設計領域の中心波長とは異なる。
【００２３】
図４のうち、第１多層膜３１は、１層目〜２０層目に対応しており、第２多層膜３２は、２１層目〜５６層目に対応している。第１多層膜３１は、高屈折率膜３１Ｈと低屈折率膜３１Ｌとが交互に合計で２０層積層されている。第２多層膜３２は、高屈折率膜３２Ｈと低屈折率膜３２Ｌとが交互に合計で３６層積層されている。つまり、第１フィルタ３０は、高屈折率膜３１Ｈ，３２Ｈと低屈折率膜３１Ｌ，３２Ｌとが合計で５６層積層され、そのときの総膜厚（物理膜厚）は約４．０μｍになっている。第１フィルタ３０の層数は、好ましくは、３０層〜６０層とされ、そのときの総膜厚は、好ましくは、２．０μｍ〜６．０μｍとされる。
【００２４】
図４に示すように、第１多層膜３１の低屈折率膜３１Ｌの光学膜厚は、０．３２〜０．５３になっており、光学膜厚の平均値が０．４７になっている。第１多層膜３１の高屈折率膜３１Ｈの光学膜厚は、最下層である１層目を除き、０．３８〜０．５３になっており、光学膜厚の平均値が０．４８になっている。第２多層膜３２の低屈折率膜３２Ｌの光学膜厚は、最上層である５６層目を除き、０．６８〜１．０１になっており、光学膜厚の平均値が０．８１になっている。第２多層膜３２の高屈折率膜３２Ｈの光学膜厚は、０．６８〜１．１０になっており、光学膜厚の平均値が０．８２になっている。
【００２５】
このように、第１多層膜３１の各低屈折率膜３１Ｌの光学膜厚と、第２多層膜３２の各低屈折率膜３２Ｌ（最上層である５６層目を除く、以下同様）の光学膜厚との間には、膜厚差が設けられており、第２多層膜３２の各低屈折率膜３２Ｌの光学膜厚が、第１多層膜３１の各低屈折率膜３１Ｌの光学膜厚よりも大きくなっている。第１多層膜３１の各低屈折率膜３１Ｌの光学膜厚と、第２多層膜３２の各低屈折率膜３２Ｌの光学膜厚との膜厚差は、少なくとも０．１５になっている。また、第２多層膜３２の各低屈折率膜３２Ｌの光学膜厚の平均値が、第１多層膜３１の各低屈折率膜３１Ｌの光学膜厚の平均値よりも、０．３４だけ大きくなっている。このような光学膜厚の平均値の差は、好ましくは、少なくとも０．１５に設定される。
【００２６】
第１多層膜３１の各高屈折率膜３１Ｈ（最下層である１層目を除く、以下同様）の光学膜厚と、第２多層膜３２の各高屈折率膜３２Ｈの光学膜厚との間には、膜厚差が設けられており、第２多層膜３２の各高屈折率膜３２Ｈの光学膜厚が、第１多層膜３１の各高屈折率膜３１Ｈの光学膜厚よりも大きくなっている。第１多層膜３１の各高屈折率膜３１Ｈの光学膜厚と、第２多層膜３２の各高屈折率膜３２Ｈの光学膜厚との膜厚差は、少なくとも０．１５になっている。また、第２多層膜３２の各高屈折率膜３２Ｈの光学膜厚の平均値が、第１多層膜３１の各高屈折率膜３１Ｈの光学膜厚の平均値よりも、０．３４だけ大きくなっている。このような光学膜厚の平均値の差は、好ましくは、少なくとも０．１５に設定される。
【００２７】
上記の構成により、本実施形態の第１フィルタ３０によれば、図５に示すようなフィルタ特性が得られる。すなわち、設計領域、及び該設計領域から長波長側に離間した近赤外光領域の光を透過させるフィルタ特性が得られる。図５の例では、設計領域の中心波長が４５０ｎｍに設定されており、４５０ｎｍにおける透過率が、略１００％になっている。また、５００ｎｍ〜７００ｎｍの領域での透過率が、略０％になっている。なお、設計領域の中心波長における透過率は、９０％以上であることが好ましい。また、５００ｎｍ〜７００ｎｍの領域での透過率は、３％以下であることが好ましい。
【００２８】
このように、第１フィルタ３０は、可視光領域の一部の波長（上記の設計領域）の光を透過させるが、本実施形態では、第１フィルタ３０の可視光領域における透過帯の半値幅Ｗ１１の上限が、６０ｎｍに設定されている。つまり、透過率が５０％以上となる領域の領域幅の上限が、６０ｎｍに設定されている。
【００２９】
また、第１フィルタ３０の上記の設計領域の短波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも短波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長とが異なっており、その波長差（絶対値）の上限が、１０ｎｍに設定されている。また、第１フィルタ３０の上記の設計領域の長波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも長波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長とが異なっており、その波長差（絶対値）の上限が、１０ｎｍに設定されている。
【００３０】
このような第１フィルタ３０のフィルタ特性は、例えば図６に示すような第１多層膜３１のフィルタ特性と、例えば図７に示すような第２多層膜３２のフィルタ特性とを積算したものとなっている。つまり、第１多層膜３１の透過率波形と、第２多層膜３２の透過率波形とが重なり合うことによって、第１フィルタ３０の透過率特性が得られるようになっている。
【００３１】
具体的には、第１フィルタ３０のフィルタ特性のうち、上記の設計領域の短波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも短波長側）の領域が、第１多層膜３１によって形成される。図６に示すように、第１多層膜３１の上記の設計領域の短波長側（４５０ｎｍよりも短波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長とが異なっており、その波長差（絶対値）の上限が、１０ｎｍに設定されている。
【００３２】
第１フィルタ３０のフィルタ特性のうち、上記の設計領域の長波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも長波長側）の領域が、第２多層膜３２によって形成される。図７に示すように、第２多層膜３２の上記の設計領域の長波長側（４５０ｎｍよりも長波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長とが異なっており、その波長差（絶対値）の上限が、１０ｎｍに設定されている。
【００３３】
−第２フィルタ−
第２フィルタ４０は、透光性基板２０上であって、上述した第１フィルタ３０とは反対側の面に形成されている。つまり、透光性基板２０の一主面に第１フィルタ３０が形成され、透光性基板２０の他主面に第２フィルタ４０が形成されている。なお、透光性基板２０の一方の面のみに、第１フィルタ３０及び第２フィルタ４０が形成されていてもよい。
【００３４】
第２フィルタ４０は、透光性基板２０側から順に、第１多層膜４１と第２多層膜４２とを備えている。なお、透光性基板２０側から順に、第２多層膜４２と第１多層膜４１とが形成されていてもよい。
【００３５】
第１多層膜４１は、高屈折率膜４１ＨであるＴｉＯ2と低屈折率膜４１ＬであるＳｉＯ2とが交互に複数積層されている。透光性基板２０側から数えて奇数番目の層が高屈折率膜４１Ｈであり、偶数番目の層が低屈折率膜４１Ｌである。なお、高屈折率膜４１Ｈと低屈折率膜４１Ｌの積層順はこの例に限らず、透光性基板２０側から数えて奇数番目の層が低屈折率膜４１Ｌであり、偶数番目の層が高屈折率膜４１Ｈであってもよい。
【００３６】
第２多層膜４２は、高屈折率膜４２ＨであるＴｉＯ2と低屈折率膜４２ＬであるＳｉＯ2とが交互に複数積層されている。第１多層膜４１側から数えて奇数番目の層が高屈折率膜４２Ｈであり、偶数番目の層が低屈折率膜４２Ｌである。なお、高屈折率膜４２Ｈと低屈折率膜４２Ｌの積層順はこの例に限らず、第１多層膜４１側から数えて奇数番目の層が低屈折率膜４２Ｌであり、偶数番目の層が高屈折率膜４２Ｈであってもよい。
【００３７】
本実施形態では高屈折率膜４１Ｈ，４２Ｈは、ＴｉＯ2としたがこれに限られず、例えば、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5といった材料でもよい。つまり、高屈折率膜４１Ｈ，４２Ｈの材料としては、屈折率が２．０より大きいものが好ましい。また、低屈折率膜４１Ｌ，４２ＬについてもＳｉＯ2に限られず、例えばＭｇＦ2といった材料でもよい。つまり、低屈折率膜４１Ｌ，４２Ｌの材料としては、高屈折率膜４１Ｈ，４２Ｈよりも屈折率が小さいものが好ましく、さらに好ましくは屈折率が１．５より小さいものがよい。
【００３８】
第１多層膜４１の各層（低屈折率膜４１Ｌ及び高屈折率膜４１Ｈ）は、真空蒸着装置によって交互に真空蒸着される。同様に、第２多層膜４２の各層（低屈折率膜４２Ｌ及び高屈折率膜４２Ｈ）も、真空蒸着装置によって交互に真空蒸着される。蒸着膜厚は、屈折率と物理膜厚との積である光学膜厚に基づいて設計されており、本実施形態の第２フィルタ４０の光学膜厚は、例えば、図８に示すように設計されている。表８中の中心波長（６９０ｎｍ）は膜厚設計の際の中心波長であって、設計領域の中心波長とは異なる。
【００３９】
図８のうち、第１多層膜４１は、１層目〜２０層目に対応しており、第２多層膜４２は、２１層目〜４０層目に対応している。第１多層膜４１は、高屈折率膜４１Ｈと低屈折率膜４１Ｌとが交互に合計で２０層積層されている。第２多層膜４２は、高屈折率膜４２Ｈと低屈折率膜４２Ｌとが交互に合計で２０層積層されている。つまり、第２フィルタ４０は、高屈折率膜４１Ｈ，４２Ｈと低屈折率膜４１Ｌ，４２Ｌとが合計で４０層積層され、そのときの総膜厚（物理膜厚）は約５．０μｍになっている。第２フィルタ４０の層数は、好ましくは、３０層〜６０層とされ、そのときの総膜厚は、好ましくは、２．０μｍ〜７．０μｍとされる。
【００４０】
図８に示すように、第１多層膜４１の低屈折率膜４１Ｌの光学膜厚は、１．１３〜１．２５になっており、光学膜厚の平均値が１．１６になっている。第１多層膜４１の高屈折率膜４１Ｈの光学膜厚は、最下層である１層目を除き、１．０３〜１．１１になっており、光学膜厚の平均値が１．０５になっている。第２多層膜４２の低屈折率膜４２Ｌの光学膜厚は、最上層である４０層目を除き、１．３４〜１．４８になっており、光学膜厚の平均値が１．４４になっている。第２多層膜４２の高屈折率膜４２Ｈの光学膜厚は、１．２０〜１．４４になっており、光学膜厚の平均値が１．３７になっている。
【００４１】
このように、第１多層膜４１の各低屈折率膜４１Ｌの光学膜厚と、第２多層膜４２の各低屈折率膜４２Ｌ（最上層である４０層目を除く、以下同様）の光学膜厚との間には、膜厚差が設けられており、第２多層膜４２の各低屈折率膜４２Ｌの光学膜厚が、第１多層膜４１の各低屈折率膜４１Ｌの光学膜厚よりも大きくなっている。第１多層膜４１の各低屈折率膜４１Ｌの光学膜厚と、第２多層膜４２の各低屈折率膜４２Ｌの光学膜厚との膜厚差は、少なくとも０．０９になっている。また、第２多層膜４２の各低屈折率膜４２Ｌの光学膜厚の平均値が、第１多層膜４１の各低屈折率膜４１Ｌの光学膜厚の平均値よりも、０．２８だけ大きくなっている。このような光学膜厚の平均値の差は、好ましくは、少なくとも０．０９に設定される。
【００４２】
第１多層膜４１の各高屈折率膜４１Ｈ（最下層である１層目を除く、以下同様）の光学膜厚と、第２多層膜４２の各高屈折率膜４２Ｈの光学膜厚との間には、膜厚差が設けられており、第２多層膜４２の各高屈折率膜４２Ｈの光学膜厚が、第１多層膜４１の各高屈折率膜４１Ｈの光学膜厚よりも大きくなっている。第１多層膜４１の各高屈折率膜４１Ｈの光学膜厚と、第２多層膜４２の各高屈折率膜４２Ｈの光学膜厚との膜厚差は、少なくとも０．０９になっている。また、第２多層膜４２の各高屈折率膜４２Ｈの光学膜厚の平均値が、第１多層膜４１の各高屈折率膜４１Ｈの光学膜厚の平均値よりも、０．３２だけ大きくなっている。このような光学膜厚の平均値の差は、好ましくは、少なくとも０．０９に設定される。
【００４３】
上記の構成により、本実施形態の第２フィルタ４０によれば、図９に示すようなフィルタ特性が得られる。すなわち、少なくとも上述した第１フィルタ３０の設計領域を含む可視光領域の光を透過させるとともに、可視光領域の短波長端（例えば４００ｎｍ）よりも短波長側の領域の光、及び可視光領域の長波長端（例えば７００ｎｍ）よりも長波長側の領域の光とを遮光させるフィルタ特性が得られる。図９の例では、上述した第１フィルタ３０の設計領域（４５０ｎｍを含む前後の領域）における透過率が、略１００％になっている。また、４００ｎｍ以下の領域での透過率、及び７００ｎｍ以上の領域での透過率が、略０％になっている。なお、４５０ｎｍを含む前後の領域における透過率は、９０％以上であることが好ましい。また、４００ｎｍ以下の領域での透過率、及び７００ｎｍ以上の領域での透過率は、３％以下であることが好ましい。
【００４４】
このような第２フィルタ４０のフィルタ特性は、上述した第１フィルタ３０のフィルタ特性と同様、第１多層膜４１のフィルタ特性と、第２多層膜４２のフィルタ特性とを積算したものとなっている。つまり、図示は省略するが、第１多層膜４１の透過率波形と、第２多層膜４２の透過率波形とが可視光領域において重なり合うことによって、第２フィルタ４０の透過率特性が得られるようになっている。つまり、透過率が略１００％の領域が、第１多層膜４１と第２多層膜４２とで互いに重なり合う領域に設けられている。これにより、第２フィルタ４０において、可視光領域の一部の波長の光を確実に透過させることができ、後述するように、第１フィルタ３０の可視光領域におけるフィルタ特性を反映させたバンドパスフィルタ１０のフィルタ特性を確実に得ることができる。なお、第２フィルタ４０の積層数に応じて、第２フィルタ４０が３つ以上の多層膜を備える構成としてもよい。例えば、第２多層膜の上に第３多層膜が積層された３つの多層膜を有する構成としたり、第２多層膜の上に第３多層膜及び第４多層膜が積層された４つの多層膜を有する構成としてもよい。
【００４５】
−バンドパスフィルタの特性−
本実施形態の第１フィルタ３０のフィルタ特性は図５に示すとおりであり、第２フィルタ４０のフィルタ特性は図９に示すとおりである。そして、バンドパスフィルタ１０全体のフィルタ特性は、第１フィルタ３０のフィルタ特性と、第２フィルタ４０のフィルタ特性とを積算したものとなる（図３参照）。つまり、第１フィルタ３０の透過率波形と、第２フィルタ４０の透過率波形とが重なり合うことによって、バンドパスフィルタ１０の透過率特性が得られるようになっている。すなわち、近赤外光領域では、第２フィルタ４０の透過率が略０％であるので、バンドパスフィルタ１０全体としては近赤外光領域の光を遮光するフィルタ特性が得られる。
【００４６】
一方、可視光領域では、第１フィルタ３０の透過率波形の領域の略全体が、第２フィルタ４０の透過率波形の領域に含まれるものとなっており、バンドパスフィルタ１０全体としては可視光領域において第１フィルタ３０の透過率波形と略同一のフィルタ特性が得られる。つまり、第１フィルタ３０の可視光領域におけるフィルタ特性を略そのまま反映させたバンドパスフィルタ１０のフィルタ特性が得られる。
【００４７】
したがって、第１フィルタ３０のフィルタ特性と、第２フィルタ４０のフィルタ特性とを積算すると、可視光領域において予め設計した設計領域の光のみを透過させるバンドパスフィルタ１０とすることができる。本実施形態では、中心波長４５０ｎｍとして設計された設計領域のみの光を透過させる。上述したように、バンドパスフィルタ１０の可視光領域におけるフィルタ特性は、第１フィルタ３０のフィルタ特性と略同一のものとなっている。
【００４８】
具体的には、図３に示すように、バンドパスフィルタ１０の可視光領域における透過帯の半値幅Ｗ１の上限が、６０ｎｍに設定されている。つまり、透過率が５０％以上となる領域の領域幅の上限が、６０ｎｍに設定されている。より好ましくは、可視光領域における透過帯の半値幅Ｗ１の上限は、５０ｎｍに設定される。図３の例では、バンドパスフィルタ１０の可視光領域における透過率が５０％となる波長が、４４０ｎｍと４６０ｎｍになっており、半値幅Ｗ１が２０ｎｍになっている。上記の半値幅Ｗ１の下限は、特に限定されず、例えば３０ｎｍであってもよい。
【００４９】
このように、バンドパスフィルタ１０は、可視光領域の全域の波長ではなく、一部の領域の波長に絞った透過特性を有するので、可視光領域の必要な波長の光のみを透過させることができる。これにより、バンドパスフィルタ１０を用いた撮像デバイスにおいて、可視光領域の必要な波長の光のみを撮像素子９０に入射させることが可能になり、撮像素子９０の検出効率を向上させることが可能なバンドパスフィルタ１０を提供することができる。
【００５０】
また、バンドパスフィルタ１０の上記の設計領域の短波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも短波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長とが異なっており、その波長差（絶対値）の上限が、１０ｎｍに設定されている。また、バンドパスフィルタ１０の上記の設計領域の長波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも長波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長とが異なっており、その波長差（絶対値）の上限が、１０ｎｍに設定されている。図３の例では、バンドパスフィルタ１０の可視光領域における透過率が２０％となる波長が、４３９ｎｍと４６１ｎｍになっており、透過率が８０％となる波長が、４４１ｎｍと４５９ｎｍになっている。つまり、上記設計領域の短波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも短波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長との波長差（絶対値）は２ｎｍになっている。また、上記設計領域の長波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも長波長側）の領域では、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長との波長差（絶対値）は２ｎｍになっている。上記の波長差の下限は、特に限定されず、例えば１ｎｍであってもよい。
【００５１】
このように、バンドパスフィルタ１０の可視光領域における透過率波形が、なだらかに変化するのではなく、急激に変化するものになっている。つまり、バンドパスフィルタ１０の上記の設計領域の短波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも短波長側）の領域では、透過率が急激に増加している。バンドパスフィルタ１０の上記の設計領域の長波長側（中心波長の４５０ｎｍよりも長波長側）の領域では、透過率が急激に減少している。これにより、バンドパスフィルタ１０を用いた撮像デバイスにおいて、可視光領域の必要な波長の光のみを効率的に撮像素子９０に入射させることが可能になり、撮像素子９０の検出効率をより向上させることが可能なバンドパスフィルタを提供することができる。
【００５２】
また、第１フィルタ３０の近赤外光領域において光を遮光する領域（透過率が略０％の領域）の短波長端における波長（図５のＬ１１）と、第２フィルタの可視光領域において光を遮光する領域の長波長端における波長（図９のＬ２１）との波長差の下限が、１０ｎｍに設定されている。具体的には、図５に示すように、第１フィルタ３０は、透過率が略０％の領域が、可視光領域から近赤外光領域の一部に亘って設けられている。図９に示すように、第２フィルタ４０は、透過率が略０％の領域が、可視光領域の一部から近赤外光領域に渡って設けられている。そして、透過率が略０％の領域が、第１フィルタ３０と第２フィルタ４０とで互いに重なり合う領域に設けられている。これにより、バンドパスフィルタ１０の可視光領域と近赤外光領域との境界領域において、バンドパスフィルタ１０の透過率を略０％にすることができ、その境界領域の光を確実に遮光することができる。なお、上記の波長差の上限は、特に限定されず、例えば５０ｎｍであってもよい。
【００５３】
今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５４】
上記実施形態では、透光性基板２０の一主面に第１フィルタ３０が形成され、透光性基板２０の他主面に第２フィルタ４０が形成されたが、透光性基板２０の一方の面のみに、第１フィルタ３０及び第２フィルタ４０が形成されていてもよい。なお、透光性基板２０の一主面に第１フィルタ３０を形成し、透光性基板２０の他主面に第２フィルタ４０を形成することによって、多層膜形成時の膜応力が互いに打ち消しあうように作用する。これにより、バンドパスフィルタ１０の反り量を低減させることができるという効果や、透光性基板２０の他主面の第２フィルタ４０は反射防止膜（ＡＲコート）としても機能するため、別途、反射防止膜を設ける必要がなくなるという効果が得られる。
【００５５】
上記実施形態では、バンドパスフィルタ１０の可視光領域における設計領域の中心波長が、４５０ｎｍであったが、中心波長は４５０ｎｍ以外であってもよい。また、バンドパスフィルタ１０の可視光領域における透過率波形が、中心波長を中心として略対称的になっていたが、その透過率波形が非対称であっていてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、バンドパスフィルタ１０の上記の設計領域の短波長側（中心波長よりも短波長側）の領域と、設計領域の長波長側（中心波長よりも長波長側）の領域との両方の領域で、透過率が２０％での波長と透過率が８０％での波長との波長差（絶対値）の上限が、１０ｎｍになっていたが、いずれか一方の領域のみで、その波長差の上限が、１０ｎｍになっていてもよい。
【００５７】
第１フィルタ３０等の透過率波形（図５等参照）や、第１フィルタ３０等の各層の光学膜厚の値（図４等参照）は一例であって、その他の透過率波形を有する第１フィルタ３０等を採用したり、第１フィルタ３０等の各層の光学膜厚をその他の値としてもよい。例えば、第２フィルタ４０の透過率波形を、図１０に示すような透過率波形を採用してもよい。図１０に示す第２フィルタ４０の透過率波形では、可視光領域における透過帯が、図９の場合よりも狭くなっている。このような透過率波形を有する第２フィルタ４０を第１フィルタ３０と組み合わせて用いることによって、バンドパスフィルタ１０の上記の設計領域以外の領域において不要な光を確実に遮光することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、光学フィルタに利用可能であり、可視光領域の光を透過させ、近赤外光領域の光を遮光させる赤外線カットフィルタに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    バンドパスフィルタ
２０    透光性基板
３０    第１フィルタ
４０    第２フィルタ
４１    第１多層膜
４２    第２多層膜
Ｗ１    半値幅
【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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