CN104823086A - 近红外线截止滤波器 - Google Patents

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Abstract

近红外线截止滤波器根据光的入射角而具有以下的光谱透射率特性。光的入射角为0度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有与450nm～700nm的波长范围的平均透射率的透射率之差为1.65％以上的部分。光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有与450nm～700nm的波长范围的平均透射率的透射率之差为3.5％以上的部分。另外，光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的整个区域，与450nm～700nm的波长范围的平均透射率的透射率之差为7.0％以下。

Description

近红外线截止滤波器
技术领域
本发明涉及近红外线截止滤波器。
背景技术
数码相机、数码摄像机等光学设备中使用电荷耦合元件(ChargeCoupled Device(CCD))图像传感器、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS))图像传感器等固体摄像元件。然而，固体摄像元件的光谱特性与人类的视感度特性相比对红外光具有强灵敏度。因此，在具有固体摄像元件的光学设备中，利用近红外线截止滤波器进行光谱校正。
作为近红外线截止滤波器，例如可使用含有Cu2+离子作为着色成分的氟磷酸系玻璃等近红外线吸收型的有色玻璃滤波器、或者在透明基材上设有用于遮蔽近红外线和紫外线的光学多层膜的多层膜滤波器、将它们组合而成的滤波器。
对光学多层膜要求在固体摄像元件所需的400～700nm的透射带中不产生透射率降低的现象(波纹(ripple))。以往，已知有抑制光学多层膜中波纹的产生的技术(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利第4672101号公报
专利文献2：日本特开2008-139693号公报
发明内容
然而，即使在光的入射角为特定的入射角时可抑制波纹的产生，但如果光的入射角改变则有时会产生波纹。现有技术没有考虑到因入射角的变化而产生的波纹，特别是没有考虑到入射角达到40度以上时产生的大的波纹。
近年，随着数码相机、数码摄像机等光学设备的小型化和薄型化，正在进行着光学设备中的透镜的广角化。由此，光以更倾斜的状态射入固体摄像元件。例如，以往最多为30度左右的入射角，近年来已达到了超过30度的入射角。
另外，近红外线截止滤波器有时被配置于光学设备中的可从外部看到的位置。例如在移动电话、智能电话等便携式电子设备中，摄像装置的罩玻璃有时被配置于可从外部看到的位置。于是，这样的罩玻璃有时被用作近红外线截止滤波器。此时，从使光学设备的外观良好的观点出发，要求反射颜色不随光的入射角而显著改变而维持规定的反射颜色。
本发明的实施方式是鉴于上述课题而进行的，其目的是提供一种不依赖于光的入射角地抑制了过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化的近红外线截止滤波器。
实施方式的近红外线截止滤波器具有透明基板和设置在上述透明基板上的光学多层膜。上述光学多层膜具有波长500nm处的折射率为2.0以上的高折射率膜与波长500nm处的折射率小于1.6的低折射率膜交替层叠的结构。另外，实施方式的近红外线截止滤波器根据光的入射角，具有以下光谱透射率特性。
光的入射角为0度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有与450nm～700nm的波长范围的平均透射率的透射率之差为1.65％以上的部分。
光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有与450nm～700nm的波长范围的平均透射率的透射率之差为3.5％以上的部分。另外，光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的整个区域，与450nm～700nm的波长范围的平均透射率的透射率之差为7.0％以下。
根据实施方式的近红外线截止滤波器，能够不依赖于光的入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。
附图说明
图1是表示近红外线截止滤波器的一个实施方式的截面图。
图2是表示光学多层膜的一个实施方式的局部截面图。
图3是表示摄像装置的一个实施方式的构成图。
图4是表示实施例1的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图5是图4所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图6是表示实施例1的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图7是表示实施例2的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图8是图7所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图9是表示实施例2的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图10是表示实施例3的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图11是图10所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图12是表示实施例3的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图13是表示实施例4的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图14是图13所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图15是表示实施例4的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图16是表示实施例5的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图17是图16所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图18是表示实施例5的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图19是表示实施例6的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图20是图19所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图21是表示实施例6的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图22是表示比较例1的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图23是图22所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图24是表示比较例1的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图25是表示比较例2的近红外线截止滤波器的光谱透射率特性的图。
图26是图25所示的光谱透射率特性的局部放大图。
图27是表示比较例2的近红外线截止滤波器的光谱反射率特性的图。
图28是表示实施例1的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
图29是表示实施例2的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
图30是表示实施例3的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
图31是表示实施例4的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
图32是表示实施例5的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
图33是表示实施例6的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
图34是表示比较例1的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
图35是表示比较例2的近红外线截止滤波器中的反射颜色的色度变化的图。
具体实施方式
以下，对近红外线截止滤波器的实施方式进行说明。
图1是表示近红外线截止滤波器10的一个实施方式的截面图。近红外线截止滤波器10具有透明基板11和设置在该透明基板11上的光学多层膜12。
透明基板11只要能够使可视波长区域的光透过就没有特别限定。作为透明基板11的材料，例如可举出玻璃、水晶、铌酸锂、蓝宝石等晶体，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯树脂，聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃树脂，降冰片烯树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂，聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂等。透明基板11在波长500nm处的折射率优选为1.46以上，更优选为1.5以上。另外，透明基板11在波长500nm处的折射率优选为1.8以下，更优选为1.6以下。
透明基板11中可使用吸收近红外波长区域的光的透明基板。通过使用吸收近红外波长区域的光的透明基板11，能够得到接近人的视感度特性的画质。作为吸收近红外波长区域的光的透明基板11，例如可举出在氟磷酸盐系玻璃、磷酸盐系玻璃中添加了Cu2+(离子)的吸收型玻璃。另外，也可以使用在树脂材料中添加吸收近红外线的吸收剂而成的基板。作为吸收剂，例如可举出染料、颜料、金属配合物系化合物，具体而言，可举出酞菁系化合物、萘酞菁系化合物、二硫醇金属系配合物系化合物。
如图2所示，光学多层膜12例如具有波长500nm处的折射率为2.0以上的高折射率膜12a与波长500nm处的折射率小于1.6的低折射率膜12b交替层叠的结构。光学多层膜12优选仅设置于透明基板11的一个主面，也可以分别设置于透明基板11的2个主面。
光学多层膜12以近红外线截止滤波器10的光谱透射率特性根据光的入射角满足以下特性的方式构成。应予说明，光垂直射入红外截止滤波器10的光透射面时，将光的入射角设为0度。
光的入射角为0度(垂直入射)时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有450nm～700nm的波长范围的平均透射率T1与透射率T2之差(T1-T2)为1.65％以上的部分。
光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有450nm～700nm的波长范围的平均透射率T3与透射率T4之差(T3-T4)为3.5％以上的部分。另外，光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的整个区域，450nm～700nm的波长范围的平均透射率T3与透射率T4之差(T3-T4)为7.0％以下。
现有的近红外线截止滤波器主要抑制光的入射角小时的波纹的产生。例如光的入射角为0度时，在作为透射带的一部分的450nm以上且小于550nm的波长范围的整个区域，450nm～700nm的波长范围的平均透射率T1与透射率T2之差(T1-T2)小于1.65％。另一方面，现有的近红外线截止滤波器无法抑制光的入射角大时的波纹的产生。例如光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围产生450nm～700nm的波长范围的平均透射率T3与透射率T4之差(T3-T4)大于7.0％这样的大的波纹。
实施方式的近红外线截止滤波器10通过形成特定的光谱透射率特性，能够不依赖于光的入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。具体而言，通过成为光的入射角小时在特定的波长范围具有一定程度大小的波纹、并且在光的入射角大时在特定的波长范围具有一定程度大小的波纹的构成，能够不依赖于光的入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。
以下，对近红外线截止滤波器10的光谱透射率特性进行具体说明。
首先，对光的入射角为0度时的光谱透射率特性进行说明。对于光谱透射率特性而言，例如具有在450～700nm的波长范围平均透射率T1为85％以上这样的透射带。通常，在透射带的紫外侧形成紫外侧阻止带，并且在透射带的红外侧形成红外侧阻止带。450～700nm的波长范围的平均透射率T1优选为87％以上，更优选为89％以上。
450nm～700nm的波长范围的平均透射率T1与透射率T2之差(T1-T2)为1.65％以上的部分位于450nm以上且小于550nm的波长范围即可，优选位于500nm以上且小于550nm的波长范围。以下，将450nm～700nm的波长范围的平均透射率T1与透射率T2之差简称为透射率差(T1-T2)。另外，将450nm～700nm的波长范围的平均透射率T1简称为平均透射率T1。
透射率差(T1-T2)为1.65％以上的部分中，透射率差(T1-T2)最大的部分、即透射率T2最低的部分优选位于500nm以上且小于550nm的波长范围。通过形成这样的光谱透射率特性，能够进一步不依赖于入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。
进一步优选透射率差(T1-T2)为1.65％以上的部分位于500nm以上且小于550nm的波长范围，并且位于450nm以上且小于500nm的波长范围。通过形成这样的光谱透射率特性，能够进一步不依赖于入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。
透射率差(T1-T2)为1.65％以上的部分优选为波纹的极小值部分即透射率T2的极小值部分。即，优选在450nm以上且小于550nm的波长范围至少具有1个平均透射率T1与极小值之差为1.65％以上的波纹。更优选在500nm以上且小于550nm的波长范围至少具有1个平均透射率T1与极小值之差为1.65％以上的波纹。
特别优选在500nm以上且小于550nm的波长范围至少具有1个平均透射率T1与极小值之差为1.65％以上的波纹，并且在450nm以上且小于500nm的波长范围至少具有1个平均透射率T1与极小值之差为1.65％以上的波纹。应予说明，只要至少极小值在上述范围内，则在上述范围内存在波纹。
优选450nm以上且小于550nm的波长范围的透射率T2在该整个区域为85％以上。通过形成这样的光谱透射率特性，能够进一步不依赖于入射角地有效地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。更优选450nm以上且小于550nm的波长范围的透射率T2在该整个区域为88％以上，进一步优选为92％以上。
优选550nm以上且小于700nm的波长范围的透射率T5在该整个区域为90％以上。通过形成这样的光谱透射率特性，能够进一步不依赖于入射角地有效地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。更优选550nm以上且小于700nm的波长范围的透射率T5在该整个区域为91％以上，进一步优选为92％以上，特别优选为93％以上。
接下来，对光的入射角为40度时的光谱透射率特性进行说明。450nm～700nm的波长范围的平均透射率T3与透射率T4之差(T3-T4)为3.5％以上的部分位于450nm以上且小于550nm的波长范围即可。上述部分优选位于450nm以上且小于500nm的波长范围，更优选位于455nm以上且小于490nm的波长范围。通过形成这样的光谱透射率特性，能够不依赖于入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。透射率差(T3-T4)为3.5％以上的部分进一步优选具有透射率差(T3-T4)为3.9％以上的部分。
另外，透射率差(T3-T4)为3.5％以上的部分中，透射率差(T3-T4)最大的部分、即透射率T4最低的部分优选位于450nm以上且小于500nm的波长范围，更优选位于455nm以上且小于490nm的波长范围。通过形成这样的光谱透射率特性，能够进一步不依赖于入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。
透射率差(T3-T4)为3.5％以上的部分优选为波纹的极小值部分即透射率T4的极小值部分。即，优选在450nm以上且小于550nm的波长范围至少具有1个平均透射率T3与极小值之差为3.5％以上的波纹。另外，包括这样的平均透射率T3与极小值之差为3.5％以上的波纹在内，优选在450nm以上且小于550nm的波长范围具有2个以上平均透射率T3与极小值之差为1.0％以上的波纹，更优选具有3个以上。此外，存在多个平均透射率T3与极小值之差为1.0％以上的波纹时，优选从平均透射率T3与极小值之差为3.5％以上的波纹向高波长侧的波纹，极小值变高。
优选450nm以上且小于550nm的波长范围的透射率T4在该整个区域为85％以上。通过形成这样的光谱透射率特性，能够进一步不依赖于入射角地有效地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。更优选450nm以上且小于550nm的波长范围的透射率T4在该整个区域为86％以上，进一步优选为87％以上。
优选550nm以上且小于700nm的波长范围的透射率T6在该整个区域为90％以上。通过形成这样的光谱透射率特性，能够进一步不依赖于入射角地有效地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。更优选550nm以上且小于700nm的波长范围的透射率T6在该整个区域为91％以上，进一步优选为92％以上。
近红外线截止滤波器10除了具有上述光谱透射率特性以外，还优选入射角为0度时的光谱透射率特性满足以下内容。
相对于透射带成为紫外侧的半值波长(透射率为50％的波长)与成为近红外侧的半值波长之差(半值波长差)优选为200nm以上，更优选为250nm以上，进一步优选为300nm以上。半值波长差优选为500nm以下。
相对于透射带成为紫外侧的半值波长优选为350～450nm，更优选为380～420nm，进一步优选为390～405nm。相对于透射带成为近红外侧的半值波长优选为650～900nm，更优选为700～870nm，进一步优选为750～860nm。
相对于透射带成为紫外侧的半值波长的入射角为0度与40度时的差(紫外侧偏移量)优选为25nm以下，更优选为23nm以下。紫外侧偏移量优选为10nm以上，更优选为15nm以上。另一方面，相对于透射带成为近红外侧的半值波长的入射角为0度与40度时的差(近红外侧偏移量)优选为65nm以下，更优选为63nm以下。近红外侧偏移量优选为50nm以上，更优选为55nm以上。
近红外线截止滤波器10在光的入射角为0度～40度时，优选870～1100nm的波长范围的平均透射率为3％以下。满足这样的条件时，可充分遮蔽近红外线，作为近红外线截止滤波器的特性优异。上述平均透射率更优选为2％以下。
此外，近红外线截止滤波器10优选在光的入射角为0度～80度的任一角度均具有无彩色(白色)的反射颜色。应予说明，方便起见，反射颜色基于“JIS Z8110：1995颜色的表示方法-光源颜色的颜色名”的“参考附图1系统颜色名”中的一般的色度区分。
光学多层膜12例如具有((L/2)(M/2)H(M/2)(L/2))结构部、((L/2)H(L/2))结构部、将中折射率膜M分成高折射率膜H和低折射率膜L的等价膜置换的结构。通过成为这样的构成，并且采用后述的方法对各膜的厚度进行微调，能够得到规定的光谱透射率特性。
这里，“(L/2)(M/2)H(M/2)(L/2)”是指依次层叠光学膜(L/2)、光学膜(M/2)、光学膜H、光学膜(M/2)和光学膜(L/2)。“(L/2)H(L/2)”是指依次层叠光学膜(L/2)、光学膜H和光学膜(L/2)。
光学膜H是指1/4波长的光学膜厚的高折射率膜(波长500nm时为125nm的光学膜厚)。光学膜(M/2)、(L/2)分别是指1/8波长的光学膜厚的中折射率膜、低折射率膜(波长500nm时为62.5nm的光学膜厚)。
高折射率膜是波长500nm处的折射率为2.0以上的光学膜。中折射率膜是波长500nm处的折射率为1.6以上且小于上述高折射率膜的折射率的光学膜。低折射率膜是波长500nm处的折射率小于1.6的光学膜。
光学多层膜12例如具有((L/2)H(L/2))结构部被((L/2)(M/2)H(M/2)(L/2))结构部夹持的结构。另外，((L/2)(M/2)H(M/2)(L/2))结构部和((L/2)H(L/2))结构部可以从透明基板11侧按该按顺序层叠或者按相反顺序层叠。((L/2)(M/2)H(M/2)(L/2))结构部、((L/2)H(L/2))结构部分别可以被分割成2个以上的部分进行层叠。应予说明，在这些情况下，也优选具有将中折射率膜M分成高折射率膜H和低折射率膜L的等价膜置换的结构。通过成为这样的构成，能够有效地得到规定的光谱透射率特性。
光学多层膜12的具体构成例如通过使入射角为0度进行优化，并且使入射角为40度进行优化而得到。例如高折射率膜12a和低折射率膜12b的各膜的厚度通过使入射角为0度进行优化，并且使入射角为40度进行优化而得到。具体而言，在使入射角为0度评价波纹的产生后，使入射角为40度评价波纹的产生。反复进行这样的一系列的工序，以入射角为0度时的波纹的产生和入射角为40度时的波纹的产生均变少的方式对各层的厚度进行微调。这样的工序可通过利用能根据膜结构来模拟光学多层膜的光谱透射率特性的软件而进行。
应予说明，上述模拟并不限定于入射角为0度与40度的组合。入射角的组合可适当地使用随着数码相机等光学设备的广角化而要求的对固体摄像元件的入射角。例如可以通过利用入射角为0度与45度的组合进行模拟来优化各层的厚度。
高折射率膜12a只要由波长500nm处的折射率为2.0以上的材料构成就没有特别限定。折射率越高越能够以少的层数、薄的膜厚形成遮蔽带。折射率更优选为2.2以上。作为这样的高折射率的材料，例如可优选举出由氧化钛(TiO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钽(Ta2O5)或它们的复合氧化物构成的材料。另外，如果折射率为2.0以上，则也可以含有添加物。应予说明，如果折射率过高，则由于透射带的波纹变得容易产生等问题会使光学设计变难。因此，折射率优选为2.8以下，从可靠性的观点出发更优选为2.5以下。
低折射率膜12b只要由波长500nm处的折射率小于1.6的材料构成就没有特别限定。折射率越低，越能够以少的层数、薄的膜厚形成遮蔽带。折射率更优选小于1.5。作为这样的低折射率的材料，例如可优选举出氧化硅(SiO2)。另外，如果折射率小于1.6，则也可以含有添加物。应予说明，如果折射率过低，则由于透射带的波纹变得容易产生等问题会使光学设计变难。因此，折射率优选为1.2以上，从可靠性的观点出发更优选为1.3以上。
组合高折射率膜12a和低折射率膜12b而成的整体的层数优选为35～80。组合高折射率膜12a和低折射率膜12b而成的整体的物理膜厚优选为3μm～6μm。高折射率膜12a和低折射率膜12b中，优选最远离透明基板11的膜为低折射率膜12b。
光学多层膜12基本上具有由高折射率膜12a和与其邻接的低折射率膜12b构成的多个层叠单元。应予说明，构成各层叠单元的低折射率膜12b通常为配置于高折射率膜12a的两主面侧中的远离透明基板11的主面侧的低折射率膜12b。
光学多层膜12由多个层叠单元构成时，除最靠近透明基板11的层叠单元和最远离透明基板11的层叠单元以外的剩余部分的层叠单元的部分中，根据高折射率膜12a的光学膜厚L1和低折射率膜12b的光学膜厚L2由以下的式子求出的光学膜厚比L大于0.22且小于0.50的层叠单元的个数优选为2以下。应予说明，光学膜厚L1、L2作为各膜的物理膜厚与折射率的乘积而求出。
L＝L1/L2
对于最靠近透明基板11的层叠单元，为了调整与透明基板11的折射率，有时使光学膜厚比L为上述范围的范围外。对于最远离透明基板11的层叠单元，为了调整在光学多层膜12的表面形成功能膜时的与功能膜的折射率或者在不形成功能膜时的与空气的折射率等，有时使光学膜厚比L为上述范围的范围外。光学多层膜12中的除两端部的层叠单元以外的剩余部分的层叠单元的部分中，光学膜厚比L大于0.22且小于0.50的层叠单元的个数为2以下时，能够有效抑制波纹的产生和反射颜色的变化。该部分中光学膜厚比大于0.22且小于0.50的层叠单元的个数优选为1以下，更优选为0。
高折射率膜12a、低折射率膜12b可采用溅射法、真空蒸镀法、离子辅助蒸镀法、离子束法、离子镀法、CVD法形成。高折射率膜12a、低折射率膜12b特别优选采用溅射法、真空蒸镀法形成。透射带是CCD、CMOS等固体摄像元件的受光所利用的波长带域，其膜厚精度很重要。溅射法、真空蒸镀法、离子辅助蒸镀法在形成薄膜时的膜厚控制方面优异。因此，能够提高高折射率膜12a、低折射率膜12b的膜厚的精度，其结果，能够抑制波纹。
应予说明，近红外线截止滤波器10中除了光学多层膜12以外，也可设置光学多层膜12以外的功能膜。功能膜优选设置于光学多层膜12的两主面中的与设置透明基板11的主面相反一侧的主面等。应予说明，功能膜也可以设置于透明基板11的两主面中的与设置光学多层膜12的主面相反一侧的主面。作为功能膜，可举出附着力强化层、抗静电层、作为防污层的防指纹表面加工层(AFP：Anti Finger Print)等。功能膜的折射率越低，界面反射越小。因此，功能膜在波长500nm处的折射率优选小于1.5，更优选小于1.4。另外，对于功能膜在波长500nm处的折射率，从材料的获得容易性出发，优选为1.1以上，从可靠性的观点出发，更优选为1.2以上。
近红外线截止滤波器10可优选用作摄像装置、自动曝光计等的视感度校正滤波器。摄像装置具有固体摄像元件，并且在该固体摄像元件的摄像面侧至少具有近红外线截止滤波器10。
图3是表示应用近红外线截止滤波器10的摄像装置的一个实施方式的构成图。
摄像装置100例如具有罩玻璃110、透镜组120、光圈130、低通滤波器140、固体摄像元件150和壳体160。罩玻璃110、透镜组120、光圈130、低通滤波器140和固体摄像元件150沿光轴配置。
罩玻璃110配置于固体摄像元件150的摄像面侧(透镜组120侧)，保护固体摄像元件150不受外部环境影响。
透镜组120配置于固体摄像元件150的摄像面侧。透镜组120由多个透镜L1、L2构成，将入射的光导向固体摄像元件150的摄像面。
光圈130配置于透镜组120的透镜L1与透镜L2之间。光圈130以能够调整通过的光的量的方式构成。
低通滤波器140配置于透镜组120与固体摄像元件150之间。低通滤波器140抑制摩尔纹、伪色。
固体摄像元件150例如为电荷耦合元件(Charge Coupled Device(CCD))图像传感器、互补金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor(CMOS))图像传感器。固体摄像元件150将输入的光转换成电信号并输出到未图示的图像信号处理电路。
壳体160收纳透镜组120、光圈130、低通滤波器140和固体摄像元件150。
摄像装置100中，从被摄像体侧射入的光通过罩玻璃110、透镜组120、光圈130和低通滤波器140射入固体摄像元件150。该射入的光被固体摄像元件150转换成电信号并作为图像信号输出。
近红外线截止滤波器10例如用作罩玻璃110、透镜组120即透镜L1、L2、低通滤波器140。换言之，近红外线截止滤波器10的光学多层膜12以现有的摄像装置的罩玻璃、透镜组、低通滤波器作为透明基板11而设置于该透明基板11的表面。
罩玻璃110、透镜组120、低通滤波器140通过使用近红外线截止滤波器10，能够不依赖于入射角地抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化，特性优异，并且还能够使外观良好。
应予说明，近红外线截止滤波器10的适用范围未必限定于罩玻璃110、透镜组120、低通滤波器140。例如近红外线截止滤波器10可以与这些部件独立地设置，另外也可以直接贴附于固体摄像元件或其包装。
这样的摄像装置100例如配置于具有摄像功能的电子设备的内部来使用。电子设备虽未图示但例如具有设备主体和摄像装置100，该摄像装置100以至少一部分收纳于该设备主体的内部并且其它部分露出在外部的方式配置。摄像装置100例如以罩玻璃110露出在外部的方式收纳于设备主体。
罩玻璃110露出在外部时，由于能够从外部看到该罩玻璃110，所以要求外观良好。这样的罩玻璃110通过应用实施方式的近红外线截止滤波器10，能够不依赖于光的入射角地抑制过度的波纹的产生而得到良好的摄像画质，并且能够不依赖于光的入射角地抑制过度的反射颜色的变化而使外观良好。
作为电子设备，可举出移动电话、智能电话、数字静物摄影机、数码摄像机、监控摄像机、车载用照相机、网络摄像机等。其中，作为优选的电子设备，可举出移动电话、智能电话、数字静物摄影机等便携式电子设备，特别优选移动电话、智能电话。
实施例
以下，参照实施例进行具体说明。
(实施例1)
近红外线截止滤波器具有透明基板(白板玻璃，厚度0.45mm)，在该透明基板的一个主面设有光学多层膜。光学多层膜具有表1所示的氧化铌(高折射率膜，波长500nm处的折射率2.38)与氧化硅(低折射率膜，波长500nm处的折射率1.46)的交替层叠结构。应予说明，表中，层数表示从透明基板侧起的层数。
[表1]
实施例1
      
(实施例2)
将光学多层膜的构成变更为表2所示的构成，除此之外，制成与实施例1同样的近红外线截止滤波器。
[表2]
实施例2
      
(实施例3)
将光学多层膜的构成变更为表3所示的构成，除此之外，制成与实施例1同样的近红外线截止滤波器。
[表3]
实施例3
      
(实施例4)
将透明基板变更为蓝宝石(厚度0.3mm)，将光学多层膜的构成变更为表4所示的构成，除此之外，制成与实施例1同样的近红外线截止滤波器。
[表4]
实施例4
      
(实施例5)
使光学多层膜为表5所示的氧化钛(高折射率膜，波长500nm处的折射率2.47)与氧化硅(低折射率膜，波长500nm处的折射率1.46)的交替层叠结构，除此之外，制成与实施例1同样的近红外线截止滤波器。
[表5]
实施例5
      
(实施例6)
将光学多层膜变更为表6所示的构成，除此之外，制成与实施例1同样的近红外线截止滤波器。
[表6]
实施例6
      
(比较例1)
将光学多层膜的构成变更为表7所示的构成，除此之外，制成与实施例1同样的近红外线截止滤波器。应予说明，比较例1的近红外线截止滤波器是在仅在入射角为0度进行波纹产生的评价、不进行入射角为40度的波纹产生的评价的情况下，对各膜的厚度进行了微调的近红外线截止滤波器。
[表7]
比较例1
      
(比较例2)
将光学多层膜的构成变更为表8所示的构成，除此之外，制成与实施例1同样的近红外线截止滤波器。应予说明，比较例2的近红外线截止滤波器是在仅在入射角为0度进行波纹产生的评价、不进行入射角为40度的波纹产生的评价的情况下，对各膜的厚度进行了微调的近红外线截止滤波器。
[表8]
比较例2
      
对实施例和比较例的近红外线截止滤波器，使用自制的光学薄膜模拟软件和市售的软件(TFCalc，Software Spectra公司制)，求出改变入射角时的光谱特性。
在图4～27中示出各实施例和比较例的近红外线截止滤波器的光谱特性。应予说明，光谱特性，对于各实施例和比较例的近红外线截止滤波器依次示出光谱透射率特性(350～1050nm的波长范围和350～850nm的波长范围)、光谱反射率特性(350～850nm)。这里，光谱反射率表示对从透明基板侧入射的光的反射率。
在表9中对各实施例和比较例的近红外线截止滤波器示出入射角为0度和40度时的450nm～700nm的波长范围的平均透射率T1、T3，450nm以上且小于550nm的波长范围的透射率T2、T4的最小值T7、T8，平均透射率T1、T3与最小值T7、T8之差(T1-T7)、(T3-T8)。在表10中对各实施例和比较例的近红外线截止滤波器示出入射角为0度和40度时的半值波长。在表11中对各实施例和比较例的近红外线截止滤波器示出入射角为0度、10度、20度、30度和40度时的450nm～700nm的波长范围的平均透射率。
[表9]
      
[表10]
      
[表11]
      
此外，在表12～14中对各实施例和比较例的近红外线截止滤波器示出蓝、绿、红的平均反射率以及在CIE1931表色系中算出的色度(x，y)。另外，将表12～14的色度(x，y)示于图28～35。色度(x，y)是从透明基板侧观察时的对反射的色度。
应予说明，在本发明中，使用波长500nm处的透明基板和各膜的折射率作为代表值，但在模拟上考虑了折射率的波长依赖性。折射率存在被称为分散等的波长依赖性。例如在300～1300nm的波长范围内，本发明所使用的透明基板材料和膜物质等存在波长越短折射率越大、波长越长折射率越小的趋势。这些波长-折射率的关系不是线性关系。
[表12]
      
[表13]
      
[表14]
      
根据上述结果可知，实施例的近红外线截止滤波器不依赖于入射角，与平均透射率的透射率之差均为7.0％以下，可抑制过度的波纹的产生。另外，实施例的近红外线截止滤波器可不依赖于入射角地抑制过度的反射颜色的变化。另一方面，比较例的近红外线截止滤波器在入射角小时可抑制波纹，但如果入射角变大，则产生与平均透射率的透射率之差大于7.0％这样的大波纹。
上述是以入射角0度和40度进行了优化的结果，但通过以入射角0度和与40度不同的入射角(例如45度)进行优化，也可抑制过度的波纹的产生和过度的反射颜色的变化。
符号说明
10…近红外线截止滤波器，11…透明基板，12…光学多层膜，12a…高折射率膜，12b…低折射率膜，100…摄像装置，110…罩玻璃，120…透镜组，130…光圈，140…低通滤波器，150…固体摄像元件，160…壳体。

Claims (13)

1.一种近红外线截止滤波器，具有透明基板和设置在所述透明基板上的光学多层膜，
所述光学多层膜具有波长500nm处的折射率为2.0以上的高折射率膜与波长500nm处的折射率小于1.6的低折射率膜交替层叠的结构，
所述近红外线截止滤波器的光谱透射率特性如下：光的入射角为0度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有与450nm～700nm波长范围的平均透射率的透射率之差为1.65％以上的部分，光的入射角为40度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的至少一部分具有与450nm～700nm波长范围的平均透射率的透射率之差为3.5％以上的部分，且在450nm以上且小于550nm的波长范围的整个区域，与450nm～700nm的波长范围的平均透射率的透射率之差为7.0％以下。
2.根据权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其中，所述近红外线截止滤波器的光谱透射率特性如下：光的入射角为0度时，在450nm以上且小于550nm的波长范围的整个区域，透射率为85％以上。
3.根据权利要求1或2所述的近红外线截止滤波器，其中，所述近红外线截止滤波器的光谱透射率特性如下：光的入射角为0度时，在550nm～700nm的波长范围的整个区域，透射率为92％以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的近红外线截止滤波器，其具有多个层叠单元，所述层叠单元由所述高折射率膜和在所述高折射率膜的与所述透明基板侧相反的一侧邻接地配置的所述低折射率膜构成，在除最靠近所述透明基板的层叠单元和最远离所述透明基板的层叠单元以外的剩余部分的层叠单元的部分中，由所述高折射率膜的光学膜厚L1和所述低折射率膜的光学膜厚L2利用以下的式子求出的光学膜厚比L大于0.22且小于0.50的层叠单元的个数为2以下，
L＝L1/L2。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的近红外线截止滤波器，其中，所述近红外线截止滤波器的光谱透射率特性如下：光的入射角为0度～40度时，870～1100nm的波长范围的平均透射率为3％以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的近红外线截止滤波器，其中，所述近红外线截止滤波器的光谱透射率特性如下：紫外侧的半值波长为405nm以下，近红外侧的半值波长为750nm以上。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的近红外线截止滤波器，其中，所述高折射率膜由氧化钛和氧化铌中的任1种形成，所述低折射率膜由氧化硅形成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的近红外线截止滤波器，其中，所述近红外线截止滤波器的反射颜色在光的入射角为0度～80度中的任一角度时均为无彩色。
9.一种摄像装置，具有：
固体摄像元件，和
权利要求1～8中任一项所述的近红外线截止滤波器，该近红外线截止滤波器配置于所述固体摄像元件的摄像面侧。
10.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，所述近红外线截止滤波器是保护所述固体摄像元件不受外部环境影响的罩玻璃。
11.一种电子设备，具有：
设备主体，和
权利要求9或10所述的摄像装置，该摄像装置配置成至少一部分收纳于所述设备主体的内部并且其它部分露出在外部。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中，所述电子设备为便携式电子设备。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中，所述便携式电子设备为移动电话或智能电话。
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