JP2012137649A - Optical filter - Google Patents

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安紘 佐藤
Michio Yanagi
道男 柳
Shinji Uchiyama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical filter comprising a transparent substrate, a near infrared light reflecting structure, a light absorbing structure and a hard protective film layer and having excellent scratch resistance and abrasion resistance with respect to the light absorbing structure.SOLUTION: A near infrared light reflecting structure 3a deposited by alternately laminating a low refractive material and a high refractive material, a light absorbing structure 4 deposited by applying a coating liquid made by dissolving a dye having absorption in a near infrared wavelength region and resin into an organic solvent and a hard protective film layer 5, being hard, made of epoxy resin are sequentially laminated on a transparent substrate 2, and a near infrared light reflecting structure 3b is deposited on an opposite surface of the transparent substrate 2.

Description

本発明は、固体撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に搭載される光学フィルタに関するものである。   The present invention relates to an optical filter mounted on a video camera, a digital still camera, or the like using a solid-state image sensor.

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像光学系には、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等から成る撮像素子が用いられている。これらの撮像素子は比較的広い波長において感度を有しており、可視波長領域の光に加えて近赤外波長領域の光にも感度を有している。しかし、通常のカメラの用途では、人間の眼に見えない赤外波長領域の画像は不要である。このため、カメラ等の撮像光学系には、撮像素子の入射光側に赤外波長領域の光を遮蔽する赤外線カットフィルタを配置し、赤外光が撮像素子に入射することを防いでいる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor is used in an imaging optical system such as a video camera or a digital still camera. These image sensors have sensitivity in a relatively wide wavelength, and also have sensitivity in light in the near infrared wavelength region in addition to light in the visible wavelength region. However, in an ordinary camera application, an image in the infrared wavelength region that is invisible to the human eye is unnecessary. For this reason, in an imaging optical system such as a camera, an infrared cut filter that shields light in the infrared wavelength region is disposed on the incident light side of the imaging element to prevent infrared light from entering the imaging element.

赤外線カットフィルタは異なる屈折率を有する複数の薄膜を積層させて、不要な近赤外線を干渉により反射させる反射タイプのものがある。この反射タイプの赤外線カットフィルタは、ガラスや樹脂から成る透明基板上に、真空蒸着法、IAD法、イオンプレーティング法、スパッタ法等によって多層膜を成膜することにより作製されている。   Infrared cut filters include a reflective type in which a plurality of thin films having different refractive indexes are stacked to reflect unnecessary near infrared rays by interference. This reflection type infrared cut filter is manufactured by forming a multilayer film on a transparent substrate made of glass or resin by vacuum deposition, IAD, ion plating, sputtering, or the like.

また、金属イオン等の吸収素子に赤外線を吸収させるもの、樹脂バインダ中に赤外線を吸収する色素や顔料等の色素を分散させて吸収させる吸収タイプの赤外線カットフィルタがある。この吸収タイプの赤外線カットフィルタは、基板となるガラスや樹脂に金属イオンや色素等の色素を練り込んだり、基板上に塗布することにより作製されている。   Further, there are absorption type infrared cut filters that absorb an infrared ray in an absorption element such as a metal ion, and an absorption type infrared cut filter that disperses and absorbs a dye such as a dye that absorbs infrared rays or a pigment in a resin binder. This absorption type infrared cut filter is manufactured by kneading or applying a pigment such as a metal ion or a pigment to glass or resin as a substrate.

特開2003−161831号公報JP 2003-161831 A 特開2000−7870号公報JP 2000-7870 A 特開2002−303720号公報JP 2002-303720 A 特開2006−301489号公報JP 2006-301894A 特開2008−51985号公報JP 2008-51985 A

特許文献1においては、反射タイプの赤外線カットフィルタとして、低屈折材料と高屈折材料とを複数積層させ、近赤外光反射構造体を形成し、所望の分光特性を得るものが開示されている。この反射タイプの赤外線カットフィルタは吸収タイプと比較すると、薄く作製することができ、また透過波長領域における透過率が高く、色再現性が良いという利点を有している。   Patent Document 1 discloses a reflection-type infrared cut filter in which a plurality of low-refractive materials and high-refractive materials are stacked to form a near-infrared light reflecting structure to obtain desired spectral characteristics. . This reflection type infrared cut filter has the advantage that it can be made thinner than the absorption type, has high transmittance in the transmission wavelength region, and has good color reproducibility.

しかし、反射タイプの赤外線カットフィルタは、近赤外波長領域内、又は可視波長領域から近赤外波長領域に渡る波長において透過率が50%となる赤外光半値波長を有し、その赤外光半値波長における反射率は概ね50%となっている。   However, the reflection type infrared cut filter has an infrared half-value wavelength with a transmittance of 50% in the near-infrared wavelength region or in the wavelength from the visible wavelength region to the near-infrared wavelength region. The reflectance at the half wavelength of light is approximately 50%.

撮像素子に対するゴースト光の強度は、赤外線カットフィルタの分光特性、配置位置、入射光の入射角、撮像素子の感度等の影響を受けるが、簡易的には(赤外線カットフィルタの分光透過率)・(赤外線カットフィルタの分光反射率)の積が目安となる。このゴースト光は撮像素子で得られる画像の劣化を引き起こすことがある。   The intensity of the ghost light for the image sensor is affected by the spectral characteristics of the infrared cut filter, the arrangement position, the incident angle of the incident light, the sensitivity of the image sensor, etc., but simply (spectral transmittance of the infrared cut filter) The product of (the spectral reflectance of the infrared cut filter) is a guide. This ghost light may cause deterioration of the image obtained by the image sensor.

特許文献2には、樹脂中に銅イオン等を含有させた吸収タイプの赤外線カットフィルタが開示され、銅イオン等の赤外線吸収作用を利用しており、赤外光半値波長における反射率は小さく、ゴースト光が問題となることは殆どない。しかし、近赤外波長領域の光を十分に吸収させるためには、フィルタの厚みは少なくとも0.35mm以上必要となり、特に求められている近年の光学系の小型化に相反してしまうという問題がある。   Patent Document 2 discloses an absorption type infrared cut filter containing copper ions or the like in a resin, which uses an infrared absorption action of copper ions or the like, and has a low reflectance at a half-wavelength of infrared light, Ghost light is rarely a problem. However, in order to sufficiently absorb light in the near-infrared wavelength region, the thickness of the filter is required to be at least 0.35 mm or more, which is in conflict with the recent demand for smaller optical systems. is there.

特許文献3においては、吸収タイプの赤外線カットフィルタとして、基板上に近赤外波長領域に吸収を有する色素を樹脂や有機溶媒に分散させた塗布液を塗布することにより作製したものが開示されている。このように赤外線カットフィルタは特許文献2と同様に、ゴースト光による画質劣化を引き起こすことは殆どないが、色素が可視波長領域の光を若干吸収するため、可視波長領域の透過率が低下してしまうことになる。   Patent Document 3 discloses an absorption type infrared cut filter produced by applying a coating liquid in which a dye having absorption in the near infrared wavelength region is dispersed in a resin or an organic solvent on a substrate. Yes. As described above, the infrared cut filter hardly causes deterioration of image quality due to ghost light, as in Patent Document 2, but the dye absorbs light in the visible wavelength region slightly, so that the transmittance in the visible wavelength region decreases. It will end up.

このような理由から、透過波長領域から不透過波長領域に遷移する遷移波長領域でゴースト光の強度が大きくなる反射タイプの赤外線カットフィルタは、前述したようにゴースト光を引き起こす可能性が高いので使用できず、吸収タイプが多く使われている。しかし、吸収タイプの赤外線カットフィルタは、赤外光を十分吸収するには吸収層の十分な厚みを必要とし、また重量も重くなりがちである。   For this reason, the reflection type infrared cut filter that increases the intensity of ghost light in the transition wavelength region that transitions from the transmission wavelength region to the non-transmission wavelength region is likely to cause ghost light as described above. Absorption type is often used. However, the absorption type infrared cut filter requires a sufficient thickness of the absorption layer to sufficiently absorb infrared light, and tends to be heavy.

特許文献4、5にはフィルタの薄型化を目的とし、近赤外光反射構造体と光吸収構造体とを有するハイブリッドタイプの赤外線カットフィルタが開示されている。しかし、近赤外吸収構造体が近赤外反射構造体の成膜による熱に起因した分光変化を起こすことを防ぐために、近赤外光反射構造体を形成後に光吸収構造体が成膜される場合がある。この際に、特許文献4、5の赤外線カットフィルタでは光吸収構造体が最表層となるので、光吸収構造体は損傷し易くなり、赤外カット線フィルタの透明性を低下させてしまうという問題がある。   Patent Documents 4 and 5 disclose a hybrid type infrared cut filter having a near infrared light reflection structure and a light absorption structure for the purpose of reducing the thickness of the filter. However, in order to prevent the near-infrared absorbing structure from causing a spectral change due to heat due to the film formation of the near-infrared reflecting structure, the light-absorbing structure is formed after forming the near-infrared light reflecting structure. There is a case. At this time, in the infrared cut filters of Patent Documents 4 and 5, since the light absorption structure is the outermost layer, the light absorption structure is easily damaged, and the transparency of the infrared cut line filter is lowered. There is.

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、近赤外光反射構造体と光吸収構造体と硬質保護膜層とを有し、耐擦傷性に優れゴースト光を生じさせ難い光学フィルタを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an optical filter having a near-infrared light reflecting structure, a light absorbing structure, and a hard protective film layer, which has excellent scratch resistance and hardly generates ghost light. It is to provide.

上記目的を達成するための本発明に係る光学フィルタは、透明基板上に、屈折率が異なる薄膜を複数積層させて成膜し光を透過する透過波長領域から不透過波長領域となる遷移波長領域を有し、少なくとも近赤外波長領域の一部を反射する近赤外光反射構造体と、色素を樹脂に分散させて成膜し、前記近赤外光反射構造体の前記遷移波長領域と少なくとも一部が重なる所定の吸収波長領域を有する光吸収構造体と、硬質保護膜層とを備え、該硬質保護膜層は前記光吸収構造体上に成膜したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an optical filter according to the present invention is formed by laminating a plurality of thin films having different refractive indexes on a transparent substrate, and forms a transition wavelength region from a transmission wavelength region that transmits light to a non-transmission wavelength region. A near-infrared light reflecting structure that reflects at least a part of the near-infrared wavelength region, a film formed by dispersing a dye in a resin, and the transition wavelength region of the near-infrared light reflecting structure A light absorption structure having a predetermined absorption wavelength region that overlaps at least a part thereof and a hard protective film layer are provided, and the hard protective film layer is formed on the light absorption structure.

本発明に係る光学フィルタは、ゴースト光による画像の劣化を低減すると共に、光吸収構造体上に硬質保護膜層を設けることにより薄型で耐擦傷性・耐磨耗性が良好となる。   The optical filter according to the present invention reduces image degradation due to ghost light and is thin and has good scratch resistance and wear resistance by providing a hard protective film layer on the light absorbing structure.

実施例1の光学フィルタの構成図である。2 is a configuration diagram of an optical filter according to Embodiment 1. FIG. 近赤外光反射構造体の分光特性のグラフ図である。It is a graph of the spectral characteristic of a near-infrared-light reflection structure. 光吸収構造体に使用する色素の分光特性のグラフ図である。It is a graph of the spectral characteristics of the pigment | dye used for a light absorption structure. 他の色素の分光特性のグラフ図である。It is a graph of the spectral characteristics of other pigments. 実施例2の撮像光学系の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an imaging optical system of Example 2. 監視用カメラに用いる撮像素子の感度特性のグラフ図である。It is a graph of the sensitivity characteristic of the image sensor used for the monitoring camera.

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。   The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.

図1は本実施例1の赤外線カットフィルタ1から成る光学フィルタの構成図を示している。透明基板2上に、近赤外光反射構造体3a、光吸収構造体4、エポキン樹脂から成る硬質保護膜層5が順次に積層され、透明基板2の反対の面には近赤外光反射構造体3bが成膜されている。   FIG. 1 shows a configuration diagram of an optical filter including an infrared cut filter 1 according to the first embodiment. On the transparent substrate 2, a near-infrared light reflecting structure 3 a, a light-absorbing structure 4, and a hard protective film layer 5 made of an epoxy resin are sequentially laminated, and the opposite surface of the transparent substrate 2 reflects near-infrared light. A structure 3b is formed.

本実施例においては、透明基板2にプラスチックフィルム基板、具体的には板厚約0.1mmのF1(グンゼ社製、商品名)を使用している。可視波長領域において透明性が高ければ、F1に限らず、Arton(JSR社製、商品名)、Zeonex、Zeonor(日本ゼオン社製、商品名)等の他のノルボルネン系樹脂から成るフィルムを使用してもよい。またノルボルネン系樹脂以外でもPMMA、PET、PEN、PC、ポリイミド系樹脂等の種々のプラスチックフィルム基板を使用することも可能であり、必要に応じてガラス基板等を用いることができる。   In this embodiment, a plastic film substrate, specifically, F1 (trade name, manufactured by Gunze Co., Ltd.) having a thickness of about 0.1 mm is used for the transparent substrate 2. If the transparency in the visible wavelength region is high, not only F1, but also a film made of other norbornene-based resins such as Arton (made by JSR, trade name), Zeonex, Zeonor (made by Nippon Zeon, trade name) is used. May be. In addition to norbornene-based resins, various plastic film substrates such as PMMA, PET, PEN, PC, and polyimide-based resins can be used, and a glass substrate or the like can be used as necessary.

しかし、近赤外光反射構造体3a、3bの成膜による熱応力や膜応力、水分による分光の変化を考慮すると、透明基板2は耐熱性(ガラス転移点ガラス転移温度Tg)が高く、曲げ弾性が大きく、更には吸水率が低いものがより好ましい。これらの条件を考慮すると、透明基板2にはノルボルネン系樹脂、ポリイミド系樹脂が最も適している材料の1つである。   However, considering the thermal stress and film stress due to the film formation of the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b, and changes in the spectrum due to moisture, the transparent substrate 2 has high heat resistance (glass transition temperature Tg), and bending Those having high elasticity and low water absorption are more preferred. Considering these conditions, norbornene-based resin and polyimide-based resin are one of the most suitable materials for the transparent substrate 2.

近赤外光反射構造体3a、3bは真空蒸着法により、透明基板2上に屈折率が異なる低屈折材料と高屈折材料とから成る薄膜を交互に複数積層することにより形成する。具体的には、低屈折材料としてSiO2を用い、高屈折材料としてTiO2を用いている。また、反射構造体3a、3bの分光特性は低屈折材料と高屈折材料の光学膜厚n・d(n:屈折率、d:物理膜厚)により決定されるが、少なくとも1つの反射構造体3a、3bは透過波長領域から不透過波長領域へと遷移する遷移波長領域を有している。 The near-infrared light reflecting structures 3a and 3b are formed by alternately stacking a plurality of thin films made of a low refractive material and a high refractive material having different refractive indexes on the transparent substrate 2 by a vacuum deposition method. Specifically, SiO 2 is used as the low refractive material, and TiO 2 is used as the high refractive material. The spectral characteristics of the reflective structures 3a and 3b are determined by the optical film thicknesses n · d (n: refractive index, d: physical film thickness) of the low refractive material and the high refractive material, but at least one reflective structure. 3a and 3b have transition wavelength regions that transition from a transmission wavelength region to a non-transmission wavelength region.

図2の分光特性は透明基板2に近赤外光反射構造体3a、3bを成膜した場合の1例である。そして、650〜700nmの波長の間に透過率と反射率が、共に概ね50%となる赤外光半値波長を有するように設計され、上述の遷移波長領域を有している。この、近赤外線領域において遮蔽機能を有しているので赤外線カットフィルタとして機能する。   The spectral characteristics of FIG. 2 are an example when the near-infrared light reflecting structures 3 a and 3 b are formed on the transparent substrate 2. It is designed to have an infrared light half-value wavelength in which the transmittance and the reflectance are both approximately 50% between wavelengths of 650 to 700 nm, and has the above-described transition wavelength region. Since this has a shielding function in the near infrared region, it functions as an infrared cut filter.

近赤外光反射構造体の遷移波長領域は、同じ透明基板に形成される後述する光吸収構造体などとの組み合わせを考慮し、650〜750nmの波長の間に設定してもよい。また、可視光領域の光の透過性や近赤外光の遮蔽性などを考慮すると、600〜650nmの範囲に遷移波長領域を設定してもよい。つまり、近赤外光反射構造体の遷移波長領域は、赤外線カットフィルタを挿入する光学系や使用目的に応じ600〜750nm程度の波長の間で任意に選択できる。実施例においては、このような条件を考慮して650〜700nmの範囲に遷移波長領域を設定している。   The transition wavelength region of the near-infrared light reflecting structure may be set between wavelengths of 650 to 750 nm in consideration of a combination with a light absorbing structure described later formed on the same transparent substrate. In consideration of the light transmittance in the visible light region and the shielding property of near infrared light, the transition wavelength region may be set in the range of 600 to 650 nm. That is, the transition wavelength region of the near-infrared light reflecting structure can be arbitrarily selected between wavelengths of about 600 to 750 nm depending on the optical system into which the infrared cut filter is inserted and the purpose of use. In the embodiment, considering such conditions, the transition wavelength region is set in the range of 650 to 700 nm.

近赤外光反射構造体3a、3bには、低屈折材料及び高屈折材料にSiO2及びTiO2を使用したが、特にこれらに限定されるものではない。例えば、MgF2、Al23、MgO、ZrO2、Nb25、Ta25等を用いてもよく、所望の分光特性に適した材料を選択すればよい。また、SiO2、TiO2の成膜に真空蒸着法を用いたが、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法等の成膜方法においても可能であり、目的や条件に最適な成膜方法を選択すればよい。 In the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b, SiO 2 and TiO 2 are used for the low refractive material and the high refractive material, but the invention is not particularly limited thereto. For example, MgF 2 , Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 or the like may be used, and a material suitable for desired spectral characteristics may be selected. In addition, although the vacuum deposition method was used for the film formation of SiO 2 and TiO 2 , film formation methods such as an ion plating method, an ion assisted vapor deposition method, and a sputtering method are possible, and film formation that is optimal for the purpose and conditions You just have to choose a method.

一方、光吸収構造体4は近赤外波長領域に吸収を有する色素と樹脂とを有機溶媒に溶解し分散させた塗布液を塗布することにより成膜する。例えば、図3はシアニン系の色素の分光特性であり、樹脂はスチレン構造を含有するアクリル系のものを用いている。これらの色素の濃度と膜厚を調節し塗工することにより、反射構造体から成る反射タイプの赤外線カットフィルタのゴースト光対策を行うことができる。このような色素を用いることで、反射構造体3a、3bの層数を減らした赤外線カットフィルタを作製することができる。   On the other hand, the light absorbing structure 4 is formed by applying a coating solution in which a dye having absorption in the near infrared wavelength region and a resin are dissolved and dispersed in an organic solvent. For example, FIG. 3 shows spectral characteristics of a cyanine dye, and an acrylic resin containing a styrene structure is used. By adjusting and coating the concentration and film thickness of these pigments, it is possible to take measures against ghost light of a reflection type infrared cut filter composed of a reflective structure. By using such a pigment, an infrared cut filter in which the number of layers of the reflecting structures 3a and 3b is reduced can be produced.

具体的には、上述の色素、樹脂をメチルエチルケトンとトルエンの混合液に溶解させた塗布液を、スピンコート法により近赤外光反射構造体3a上に塗布し、加熱炉で乾燥させ、溶媒を揮発させることにより成膜する。なお、スピンコート法以外にも、ディップ法、スプレ法、グラビア法、バーコータ法等を用いて成膜してもよい。   Specifically, a coating solution in which the above-described dye and resin are dissolved in a mixed solution of methyl ethyl ketone and toluene is applied onto the near-infrared light reflecting structure 3a by a spin coating method, dried in a heating furnace, and the solvent is removed. A film is formed by volatilization. In addition to the spin coating method, the film may be formed using a dipping method, a spray method, a gravure method, a bar coater method, or the like.

また、図4はジイモニウム系の色素の分光特性を示しており、この色素を光吸収構造体4に用いてもよい。この色素は所定の吸収波長領域を有し、その少なくとも一部は近赤外光反射構造体3a、3bの不透過波長領域と重なるようになっている。これにより、反射構造体3a、3bの不透過特性を補うことができるので、反射構造体3a、3bの層数を減らした赤外線カットフィルタを作製することができる。   FIG. 4 shows the spectral characteristics of a diimonium dye, and this dye may be used for the light absorbing structure 4. This dye has a predetermined absorption wavelength region, and at least a part thereof overlaps the non-transmission wavelength region of the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b. Thereby, since the non-transmission characteristics of the reflecting structures 3a and 3b can be compensated, an infrared cut filter with a reduced number of layers of the reflecting structures 3a and 3b can be produced.

前述したように、赤外線カットフィルタのゴースト光の強度は、簡易的に(赤外線カットフィルタの分光透過率)・(赤外線カットフィルタの分光透過率)の積が目安となる。近赤外光反射構造体3a、3bのみから成る赤外線カットフィルタでは、透過波長領域と不透過波長領域の境界の遷移波長領域においてゴースト光の強度は最大となり、概ね25%となる。実用的には、ゴースト光の強度は撮像光学系や撮像素子の感度にもよるが、15〜16%程度以下にする必要がある。   As described above, the intensity of the ghost light of the infrared cut filter is simply a product of (spectral transmittance of the infrared cut filter) · (spectral transmittance of the infrared cut filter). In the infrared cut filter including only the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b, the intensity of the ghost light is maximum in the transition wavelength region at the boundary between the transmission wavelength region and the non-transmission wavelength region, and is approximately 25%. Practically, the intensity of the ghost light needs to be about 15 to 16% or less although it depends on the sensitivity of the imaging optical system and the imaging device.

そのため、例えば強度を16%以下まで低減するには、光吸収構造体4を組合わせた場合に、少なくとも透過率40%、反射率40%になるように、光吸収構造体4は近赤外光反射構造体3a、3bの遷移波長領域において20%以上の吸収率とすればよい。なお、複数の光吸収構造体4を設ける場合には、合わせた光吸収構造体4で遷移波長領域において20%以上の吸収率を有すればよい。   Therefore, for example, in order to reduce the intensity to 16% or less, when the light absorption structure 4 is combined, the light absorption structure 4 is in the near infrared so that the transmittance is 40% and the reflectance is 40%. The absorption rate may be 20% or more in the transition wavelength region of the light reflecting structures 3a and 3b. In addition, when providing the some light absorption structure 4, the combined light absorption structure 4 should just have an absorptivity of 20% or more in a transition wavelength area | region.

また、光吸収構造体4で使用する色素は、上述のジイモニウム系やシアニン系に限られることでなく、近赤外波長領域又は光吸収構造体4の赤外光半値波長の近辺に吸収機能を有するものであればよい。そして、好ましくは近赤外光反射構造体3a、3bの透過波長領域における透過率が高いものがよい。このような色素としては、例えばフタロシアニン系、ポリメチン系、アゾ化合物系、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、アミニウム系等が挙げられ、これらを単独又は複数混合して使用してもよい。   Moreover, the pigment | dye used by the light absorption structure 4 is not restricted to the above-mentioned diimonium type or cyanine type, but has an absorption function in the vicinity of the near infrared wavelength region or the infrared half-value wavelength of the light absorption structure 4. What is necessary is just to have. Preferably, the near infrared light reflecting structures 3a and 3b have a high transmittance in the transmission wavelength region. Examples of such dyes include phthalocyanine-based, polymethine-based, azo compound-based, anthraquinone-based, naphthoquinone-based, triphenylmethane-based, aminium-based, etc., and these may be used alone or in combination. .

また光吸収構造体4に使用する樹脂は、可視波長領域において高い透過率を有するものであれば、アクリル系に限らずポリエステル系、スチレン系、ポリイミド系、PC系、ポリオレフィン系等の樹脂を用いてもよく、又は複数の樹脂を混合して使用できる。   Moreover, as long as the resin used for the light absorption structure 4 has a high transmittance in the visible wavelength region, not only acrylic but also polyester, styrene, polyimide, PC, and polyolefin resins are used. Alternatively, a plurality of resins can be mixed and used.

有機溶媒としては、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトン等のケトン系に限らず、シクロヘキサン等の炭化水素系、酢酸エチル等のエステル系、メチルセロソルブ等のエーテル系、メタノール等のアルコール系、ジメチルホルムアミド等のアミン系有機溶媒を単独又は複数混合したものを使用してもよい。これらの色素、樹脂、有機溶媒の選択は、目的や条件により最適な組み合わせを選択することができる。   The organic solvent is not limited to ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, but hydrocarbons such as cyclohexane, esters such as ethyl acetate, ethers such as methyl cellosolve, alcohols such as methanol, amines such as dimethylformamide, etc. A single organic solvent or a mixture of a plurality of organic solvents may be used. These dyes, resins, and organic solvents can be selected in an optimal combination depending on the purpose and conditions.

本実施例1のように、赤外線カットフィルタ1を構成する場合の近赤外光反射構造体3a、3bは分光特性を満足するためには少なくとも20〜40層程度の層数が必要となり、膜厚は2〜3μm程度となる。膜応力を考慮して、透明基板2の両面に反射構造体3a、3bを分割して成膜する際でも、片面で10層程度以上の層数となり、1μm以上の膜厚となる。   As in the first embodiment, the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b in the case of constituting the infrared cut filter 1 require at least about 20 to 40 layers in order to satisfy the spectral characteristics. The thickness is about 2 to 3 μm. Even when the reflective structures 3a and 3b are divided and formed on both surfaces of the transparent substrate 2 in consideration of film stress, the number of layers is about 10 or more on one side, and the film thickness is 1 μm or more.

近赤外光反射構造体3a、3bは前述したように真空蒸着法等で成膜されるが、成膜時には蒸着材料の加熱等に起因した輻射熱によって成膜部の温度上昇が発生する。輻射熱はTS距離(蒸着源と透明基板2との距離)や、蒸着材料、層数にもよるが、積層膜厚が1μm程度以上となると透明基板2の温度は150℃程度以上となる。   As described above, the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b are formed by a vacuum vapor deposition method or the like. At the time of film formation, the temperature of the film forming portion is increased by radiant heat due to heating of the vapor deposition material or the like. Although the radiant heat depends on the TS distance (distance between the vapor deposition source and the transparent substrate 2), the vapor deposition material, and the number of layers, the temperature of the transparent substrate 2 becomes about 150 ° C. or more when the laminated film thickness is about 1 μm or more.

樹脂はガラス転移温度Tg以上の温度に達するとミクロブラウン運動を起こし、この運動によって樹脂を形成する高分子間に孔が発生し、ガス透過率が大きくなる。また、光吸収構造体4に分散させられるような色素は、一般的に水分等に弱く、分光変化を起こし易い。   When the resin reaches a temperature equal to or higher than the glass transition temperature Tg, a micro-Brownian motion is generated, and pores are generated between the polymers forming the resin by this motion, and the gas permeability is increased. Moreover, the pigment | dye which is disperse | distributed to the light absorption structure 4 is generally weak to a water | moisture content etc., and is easy to raise | generate a spectral change.

近赤外光反射構造体3a、3bの成膜は或る程度の真空中で行っているが、光吸収構造体4を形成後に反射構造体3a、3bを形成すると、色素が成膜雰囲気中に存在する少量の水蒸気等の影響を受け易くなり、分光特性が変化するという懸念がある。一般的な樹脂はガラス転移温度Tgが150℃よりも低いので、反射構造体3a、3bよりも光吸収構造体4を先に構成すると、光吸収構造体4の樹脂バインダに使える樹脂は反射構造体3a、3bの成膜時に発生する熱に耐え得るような耐熱性の良い樹脂に限られる。このため、反射構造体3a、3bを形成後に光吸収構造体4を形成する。   The film formation of the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b is performed in a certain degree of vacuum. However, when the reflecting structures 3a and 3b are formed after the light absorbing structure 4 is formed, the dye is in the film forming atmosphere. There is a concern that it may be easily affected by a small amount of water vapor or the like present in the water and the spectral characteristics will change. Since a general resin has a glass transition temperature Tg lower than 150 ° C., if the light absorption structure 4 is configured before the reflection structures 3a and 3b, the resin usable for the resin binder of the light absorption structure 4 is a reflection structure. The resin is limited to a resin having good heat resistance that can withstand the heat generated when the bodies 3a and 3b are formed. For this reason, the light absorption structure 4 is formed after forming the reflection structures 3a and 3b.

近赤外光反射構造体3a、3bは物理的成膜法により成膜するので比較的硬質であるが、光吸収構造体4は樹脂を塗工して成膜され耐擦傷性が小さいので、本実施例ではその表面に光吸収構造体4よりも高硬度の硬質保護膜層5を成膜している。   The near-infrared light reflecting structures 3a and 3b are relatively hard because they are formed by a physical film-forming method, but the light-absorbing structure 4 is formed by coating a resin and has low scratch resistance. In this embodiment, a hard protective film layer 5 having a hardness higher than that of the light absorption structure 4 is formed on the surface.

硬質保護膜層5は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂をメチルエチルケトンとシクロヘキサノンの混合溶液に溶解させ、硬化剤としてジエチレントリアミンを添加することにより作製した保護膜塗布液を使用する。この保護膜塗布液には、硬質保護膜層5の耐擦傷性や耐磨耗性、透明性に影響を与えない程度に、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よい。   The hard protective film layer 5 uses a protective film coating solution prepared by dissolving an epoxy resin, which is a thermosetting resin, in a mixed solution of methyl ethyl ketone and cyclohexanone and adding diethylenetriamine as a curing agent. A leveling agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antifoaming agent, etc. are added to this protective film coating solution to the extent that it does not affect the scratch resistance, abrasion resistance and transparency of the hard protective film layer 5. May be.

硬質保護膜層5は可視波長領域において高い透明性を有することが必要である。エポキシ樹脂に限らず、例えばアクリロイル基、ビニル基、メルカプト基等を有する多官能アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂等の活性エネルギ線によって硬化される樹脂を用いることができる。そして、これらの樹脂は単独又は複数混合して使用してもよく、必要に応じて重合開始剤を用いてもよい。   The hard protective film layer 5 needs to have high transparency in the visible wavelength region. Resins that are cured by active energy rays such as polyfunctional acrylic resins having acryloyl groups, vinyl groups, mercapto groups, melamine resins, urethane resins, fluorine resins, silicon resins, etc. Can be used. And these resin may be used individually or in mixture of multiple, and may use a polymerization initiator as needed.

保護膜塗布液をスピンコート法により、光吸収構造体4上に膜厚2μmとなるように塗工し、窒素雰囲気中で100℃で30分間加熱し硬化させることにより硬質保護膜層5を成膜している。硬質保護膜層5の膜厚は所望の耐擦傷性・耐磨耗性が得られ、可視波長領域における透明性が維持できる膜厚であればよく、厚さは0.1〜10μm程度が最適である。10μm以上となると膜割れや、応力による反りが生ずる虞れがある。   The hard coating film 5 is formed by coating the protective film coating solution on the light absorbing structure 4 to a thickness of 2 μm by spin coating, and heating and curing at 100 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. It is filming. The film thickness of the hard protective film layer 5 may be any film thickness that provides desired scratch resistance and abrasion resistance and can maintain transparency in the visible wavelength region, and the optimal thickness is about 0.1 to 10 μm. It is. When the thickness is 10 μm or more, there is a risk of film cracking or warping due to stress.

硬質保護膜層5の反射が問題となるときは、屈折率の小さい材料を選択し、反射率が最も小さくなるような膜厚、一般的にはλ/4(λ:設計波長)にするとよい。   When reflection of the hard protective film layer 5 is a problem, a material having a small refractive index is selected, and a film thickness that minimizes the reflectance, generally λ / 4 (λ: design wavelength) is preferable. .

本実施例のように、硬質保護膜層5として熱硬化樹脂を設ける際は、その硬化温度に光吸収構造体4の樹脂バインダのガラス転移温度Tgよりも低いことが好ましく、一般的な樹脂のガラス転移温度Tgを考慮すると、具体的には150℃以下が好ましい。   When a thermosetting resin is provided as the hard protective film layer 5 as in this embodiment, the curing temperature is preferably lower than the glass transition temperature Tg of the resin binder of the light absorbing structure 4. Considering the glass transition temperature Tg, specifically, 150 ° C. or lower is preferable.

また、硬質保護膜層5の樹脂の硬化には、熱線以外の活性エネルギ線、例えば可視光線、電子線、プラズマ、紫外線、赤外線等を用いてもよいが、吸収層に紫外線に弱い色素を用いていること、また生産設備等を考慮すると熱硬化性樹脂が好ましい。活性エネルギ線の照射量は、樹脂組成物の硬化が進行するエネルギ量であればよい。   In addition, for curing the resin of the hard protective film layer 5, active energy rays other than heat rays, for example, visible light, electron beam, plasma, ultraviolet rays, infrared rays, etc. may be used, but a dye weak to ultraviolet rays is used for the absorption layer. In consideration of production and production facilities, thermosetting resins are preferable. The irradiation amount of active energy rays should just be the energy amount which hardening of a resin composition advances.

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等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、単独又は複数で用いてもよい。   Examples of the photopolymerization initiator include benzophenone, benzyl, 4,4-dimethylaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, benzoin ethyl ether, diethoxyacetophenone, benzyldimethyl ketal, 2-hydroxy-2- Examples include methylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram disulfide, hydrazone, α-acyloxime ester, and the like, but not limited to these. It may be used.

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はなく、単独又は複数で用いてもよい。   Examples of the electron beam curing initiator include benzophenone, 2-ethylanthraquinone, 2,4-diethylthioxanthone, methyl orthobenzoylbenzoate, isopropylthioxanthone, diethoxyacetophenone, benzyldimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl-phenyl ketone, benzoin methyl ether, Benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis-phenylphosphine oxide, methylbenzoylformate, 1,7-bisacridinylheptane, 9-phenylacridine, etc. However, it is not limited to these, You may use individually or in multiple.

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はなく、単独又は複数で用いてもよい。   Thermal polymerization initiators include benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, cumene hydroperoxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di (2-ethoxyethyl) peroxydicarbonate. , T-butyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxybivalate, (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dipropionyl peroxide, diacetyl peroxide, 2,2-azobisisobutyro Nitrile, 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1-azobis (cyclohexane-1-carbonyl), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis (2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile), dimethyl 2 2- azobis (2-methyl propionate), 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid) and others as mentioned, is not limited thereto, may be used singly or a plurality.

また、上述の活性エネルギによって硬化される樹脂に、無機微粒子を添加することにより架橋収縮率が改良され、硬質保護膜層5の硬度を向上させることができる。このような無機微粒子としては、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタン、酸化スズ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、カオリン、硫酸カルシウム等の粒子を用いることができる。粒子径は粒子が凝集を起こさない大きさであればよいが、400nm以下が好ましい。400nm以上の大きさでは無機粒子による光の散乱が生じ、透明性を低下させてしまう虞れがある。無機微粒子の添加量は所望の硬度等に適した量でよいが、5〜80重量%程度が好適である。   Further, by adding inorganic fine particles to the resin cured by the above-mentioned active energy, the crosslinking shrinkage rate can be improved and the hardness of the hard protective film layer 5 can be improved. As such inorganic fine particles, particles such as silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium dioxide, tin oxide, calcium carbonate, barium sulfate, talc, kaolin and calcium sulfate can be used. The particle diameter may be a size that does not cause aggregation of the particles, but is preferably 400 nm or less. When the size is 400 nm or more, light is scattered by the inorganic particles, which may reduce the transparency. The addition amount of the inorganic fine particles may be an amount suitable for the desired hardness or the like, but is preferably about 5 to 80% by weight.

保護膜塗布液の塗布にはスピンコート法を用いたが、バーコータ法、ディッピング法、グラビア法、スプレ法等で塗布してもよく、保護膜塗布液の特性等を考慮し最適な方法を用いればよい。   The spin coat method was used to apply the protective film coating solution, but it may be applied by the bar coater method, dipping method, gravure method, spray method, etc., and the optimum method should be used in consideration of the characteristics of the protective film coating solution. That's fine.

硬質保護膜層5は上述のウェット方式に限らず、真空蒸着法等の所謂ドライ方式で成膜してもよい。この場合の硬質保護膜層5としては、可視波長領域において透明性が高ければよく、例えばSiO2、SiO、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)や、オルガノシラン等を用いることができる。 The hard protective film layer 5 is not limited to the wet method described above, and may be formed by a so-called dry method such as a vacuum evaporation method. In this case, as the hard protective film layer 5, it is sufficient if the transparency in the visible wavelength region is high. For example, SiO 2 , SiO, DLC (diamond-like carbon), organosilane, or the like can be used.

ドライ方式で硬質保護膜層5を成膜すると、ウェット方式に比べて比較的薄い膜厚でも耐擦傷性や耐磨耗性を得ることができる。ドライ方式の成膜法としては、真空蒸着法以外にはイオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法等が挙げられ、材料特性等を考慮して最適な方法を選択すればよい。   When the hard protective film layer 5 is formed by the dry method, scratch resistance and wear resistance can be obtained even with a relatively thin film thickness as compared with the wet method. Examples of the dry film forming method include an ion plating method, an ion assist vapor deposition method, a sputtering method, and the like other than the vacuum vapor deposition method, and an optimum method may be selected in consideration of material characteristics and the like.

硬質保護膜層5の反射が問題となる場合には、屈折率の小さい材料を選択し、反射率が最も小さくなるような一般的にはλ/4(λ:設計波長)の膜厚にすることが好適である。また、硬質保護膜層5は反射防止機能を有し、屈折率が異なる硬質の蒸着膜の積層体であってもよい。この場合に、成膜時の輻射熱を考慮すると、膜厚を1μm以下にすることが好ましい。   When reflection of the hard protective film layer 5 is a problem, a material having a small refractive index is selected, and the film thickness is generally λ / 4 (λ: design wavelength) so that the reflectance is minimized. Is preferred. Moreover, the hard protective film layer 5 may have a reflection preventing function and may be a laminate of hard vapor deposition films having different refractive indexes. In this case, considering the radiant heat at the time of film formation, the film thickness is preferably 1 μm or less.

表1は硬質保護膜層5の有無による耐擦傷性試験の結果を示している。光吸収構造体4を構成する樹脂は、スチレン構造を含有するアクリル系のものを用い、耐擦傷性試験はシルボン紙にエタノールを染み込ませたものを500gの力で10回擦すり、傷の有無、更には可視光における透過率の損失を試験した。   Table 1 shows the results of the scratch resistance test with and without the hard protective film layer 5. The resin constituting the light-absorbing structure 4 is an acrylic resin containing a styrene structure, and the scratch resistance test is performed by rubbing ethanol impregnated with Sylbon paper 10 times with a force of 500 g, and the presence or absence of scratches. Furthermore, the loss of transmittance in visible light was tested.

表1に示すように、硬質保護膜層5を設けることにより、耐擦傷性が向上し、傷が発生し難いので透過率の損失を低減させることができる。   As shown in Table 1, by providing the hard protective film layer 5, scratch resistance is improved and scratches are hardly generated, so that loss of transmittance can be reduced.

表1
硬質保護膜層 傷 最大透過率損失(λ=400〜700nm)
なし 多数 7.8%
あり なし 略0%
Table 1
Hard protective film layer Scratches Maximum transmittance loss (λ = 400-700nm)
None Many 7.8%
Yes No About 0%

このように作製した赤外線カットフィルタ1を光学系に配置するときは、光吸収構造体4をゴースト光の主要因となる遷移領域を有する近赤外光反射構造体3a、3bと固体撮像素子16との間に配置することで、よりゴースト光を低減できる。   When the infrared cut filter 1 manufactured in this way is arranged in an optical system, the light absorption structure 4 is made of near-infrared light reflecting structures 3a and 3b having a transition region which is a main factor of ghost light, and the solid-state imaging device 16. The ghost light can be further reduced by arranging between the two.

図5は実施例2の監視用カメラ等に用いられる撮像光学系を示し、実施例1で得られた赤外線カットフィルタ1が用いられている。光路上に、レンズ11、光量絞り装置12、レンズ13〜15、赤外線カットフィルタ1、固体撮像素子16が順次に配列されている。   FIG. 5 shows an imaging optical system used in the surveillance camera or the like of the second embodiment, and the infrared cut filter 1 obtained in the first embodiment is used. On the optical path, the lens 11, the light quantity diaphragm 12, the lenses 13 to 15, the infrared cut filter 1, and the solid-state image sensor 16 are sequentially arranged.

光量絞り装置12には、絞り羽根支持板17に一対の絞り羽根18a、18bが可動に取り付けられている。絞り羽根18aには、絞り羽根18a、18bにより形成される開口部を通過する光量を減光することを目的としたND(Neutral Density)フィルタ19が接着されている。また、赤外線カットフィルタ1はフィルタ駆動部20により光路に対し進退自在とされ、固体撮像素子16の特性に合わせて、赤外線の光量を制限し、適正な画像を得ることができるようになっている。   A pair of diaphragm blades 18 a and 18 b is movably attached to the diaphragm blade support plate 17 in the light quantity diaphragm device 12. An ND (Neutral Density) filter 19 is attached to the diaphragm blade 18a for the purpose of reducing the amount of light passing through the opening formed by the diaphragm blades 18a and 18b. In addition, the infrared cut filter 1 can be moved back and forth with respect to the optical path by the filter drive unit 20, and the amount of infrared light can be limited and an appropriate image can be obtained in accordance with the characteristics of the solid-state imaging device 16. .

光量絞り装置12はNDフィルタ19をも用いて入射光の光量を制御しており、被写界の明るさが同一であっても、絞り羽根18a、18bによる開口をより大きくできるようにし、ハンチング現象や光の回折現象等による解像度の劣化を低減することができる。   The light quantity diaphragm device 12 also uses the ND filter 19 to control the quantity of incident light, so that the apertures of the diaphragm blades 18a and 18b can be made larger even if the brightness of the object field is the same, and hunting is performed. Degradation of resolution due to a phenomenon or a light diffraction phenomenon can be reduced.

このような監視用カメラに使用される固体撮像素子16は、夜間等の光量が少ない条件下でも撮影できるように、図6に示すように赤色に対する感度が比較的大きくなっている。なお、図6は固体撮像素子16の各色のセンサの感度を示しており、これらを合わせた感度において赤色感度が大きくなっている。   The solid-state imaging device 16 used for such a monitoring camera has a relatively high sensitivity to red as shown in FIG. 6 so that it can be photographed even under conditions of a small amount of light such as at night. FIG. 6 shows the sensitivity of each color sensor of the solid-state imaging device 16, and the red sensitivity is increased in the combined sensitivity.

実施例1のような近赤外光反射構造体3a、3bの赤外光半値波長において吸収する光吸収構造体4を有する赤外線カットフィルタ1を用いることにより、小型でかつ赤外線によるゴースト光の低減が可能となる。また、硬質保護膜層5の存在により、フィルタ駆動部20による駆動に対する耐擦傷性、耐磨耗性が得られる。   By using the infrared cut filter 1 having the light absorbing structure 4 that absorbs at the infrared half-value wavelength of the near-infrared light reflecting structures 3a and 3b as in the first embodiment, it is small and reduces ghost light by infrared rays. Is possible. Further, due to the presence of the hard protective film layer 5, scratch resistance and abrasion resistance against driving by the filter driving unit 20 can be obtained.

光量絞り装置12を通過した入射光の光量が昼間のような十分で明るい場合には、赤外線カットフィルタ1をフィルタ駆動部20により光路内に挿入し、夜間のように光量が不十分で、暗いときは光路外に退避させて使用する。   When the amount of incident light that has passed through the light amount diaphragm 12 is sufficiently bright as in the daytime, the infrared cut filter 1 is inserted into the optical path by the filter driving unit 20 and the amount of light is insufficient and dark at night. When it is used, it is retracted from the optical path.

このような赤外線カットフィルタ1を例えば監視用カメラに適用することにより、耐擦傷性・耐磨耗性が高く、傷等による分光特性の変化が少ない安定した光量絞り装置が得られる。   By applying such an infrared cut filter 1 to, for example, a surveillance camera, a stable light quantity stop device having high scratch resistance and wear resistance and little change in spectral characteristics due to scratches or the like can be obtained.

1 赤外線カットフィルタ
2 透明基板
3a、3b 近赤外光反射構造体
4 光吸収構造体
5 硬質保護膜層
12 光量絞り装置
16 固体撮像素子
18a、18b 絞り羽根
19 NDフィルタ
20 フィルタ駆動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared cut filter 2 Transparent substrate 3a, 3b Near-infrared light reflection structure 4 Light absorption structure 5 Hard protective film layer 12 Light quantity stop device 16 Solid-state image sensor 18a, 18b Aperture blade 19 ND filter 20 Filter drive part

Claims (8)

透明基板上に、屈折率が異なる薄膜を複数積層させて成膜し光を透過する透過波長領域から不透過波長領域となる遷移波長領域を有し、少なくとも近赤外波長領域の一部を反射する近赤外光反射構造体と、色素を樹脂に分散させて成膜し、前記近赤外光反射構造体の前記遷移波長領域と少なくとも一部が重なる所定の吸収波長領域を有する光吸収構造体と、硬質保護膜層とを備え、該硬質保護膜層は前記光吸収構造体上に成膜したことを特徴とする光学フィルタ。   Multiple thin films with different refractive indexes are laminated on a transparent substrate, and has a transition wavelength region that changes from a transmission wavelength region that transmits light to a non-transmission wavelength region, and reflects at least a part of the near-infrared wavelength region. A near-infrared light reflecting structure and a light-absorbing structure having a predetermined absorption wavelength region that is formed by dispersing a dye in a resin and at least partially overlaps the transition wavelength region of the near-infrared light reflecting structure An optical filter comprising: a body; and a hard protective film layer, wherein the hard protective film layer is formed on the light absorbing structure. 前記近赤外光反射構造体は600〜750nmの波長の間に前記遷移波長領域を有することを特徴とする請求項1に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the near-infrared light reflecting structure has the transition wavelength region between wavelengths of 600 to 750 nm. 前記光吸収構造体は前記近赤外光反射構造体の遷移波長領域で透過率が50%となる波長において、20%以上の吸収率を有す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。   The said light absorption structure has the absorptivity of 20% or more in the wavelength from which the transmittance | permeability becomes 50% in the transition wavelength area | region of the said near-infrared-light reflection structure. Optical filter. 前記硬質保護膜層は、硬化温度が150℃以上の熱硬化性樹脂を成膜して硬化させたことを特徴とする請求項1〜3の何れか1つの請求項に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the hard protective film layer is formed by curing a thermosetting resin having a curing temperature of 150 ° C or higher. 前記硬質保護膜層は前記熱硬化性樹脂中に無機微粒子を混合したことを特徴とする請求項4に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 4, wherein the hard protective film layer is obtained by mixing inorganic fine particles in the thermosetting resin. 前記硬質保護膜層は膜厚が1μm以下の物理的方法で成膜したことを特徴とする請求項1〜3の何れか1つの請求項に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the hard protective film layer is formed by a physical method having a thickness of 1 μm or less. 開口部を有する光量絞り装置と撮像素子との間に、請求項1〜6の何れか1つの請求項に記載の光学フィルタとを備え、前記光学フィルタを前記開口部内に駆動部により進退自在に駆動するようにしたことを特徴とする撮像光学系。   An optical filter according to any one of claims 1 to 6 is provided between the light quantity diaphragm device having an opening and the image sensor, and the optical filter can be moved forward and backward by the drive unit in the opening. An imaging optical system characterized by being driven. 前記光学フィルタの硬質保護膜層を前記撮像素子側に向けたことを特徴とする請求項7に記載の撮像光学系。   The imaging optical system according to claim 7, wherein the hard protective film layer of the optical filter is directed to the imaging element side.
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