JP2016212340A - Near-infrared cut filter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a near-infrared cut filter that increases productivity of assembly processes for image capturing devices.SOLUTION: A wavelength shift, representing a variation of wavelength at which transmittance becomes 15% on a near-infrared side of a transmission spectrum of a near-infrared cut filter, shall be no greater than 1.5 nm between a case where the filter is heated for 10 minutes at 160°C and then left for 60 seconds in a normal temperature/humidity environment and a case where the film is heated in the same manner and then left for 7200 seconds in the normal temperature/humidity environment.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、近赤外線カットフィルタに関する。   The present invention relates to a near-infrared cut filter.

デジタルスチルカメラ等の撮像装置は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOSイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)等の固体撮像素子を含み、固体撮像素子を用いて被写体を撮像する。   An imaging apparatus such as a digital still camera includes a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS image sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor), and images a subject using the solid-state imaging device.

固体撮像素子は、可視波長域から1100nm付近の近赤外波長域に分光感度を有しているので、固体撮像素子単体では、撮像画像の色再現性が十分でない。このため、撮像装置においては、近赤外波長域の光を遮蔽する近赤外線カットフィルタが、撮像レンズと固体撮像素子との間の光路に設置されている。撮像装置は、近赤外線カットフィルタを介して固体撮像素子が被写体を撮像することによって、人の通常の視感度に近づくように撮像画像が補正され、撮像画像の色再現性が向上する。   Since the solid-state imaging device has spectral sensitivity in the near-infrared wavelength region near 1100 nm from the visible wavelength region, the color reproducibility of the captured image is not sufficient with the solid-state imaging device alone. For this reason, in the imaging apparatus, a near-infrared cut filter that blocks light in the near-infrared wavelength region is installed in the optical path between the imaging lens and the solid-state imaging device. In the imaging apparatus, when the solid-state imaging device captures an image of the subject via the near-infrared cut filter, the captured image is corrected so as to approach the normal visual sensitivity of the person, and the color reproducibility of the captured image is improved.

近赤外線カットフィルタは、可視波長域の光に対する透過率が高いことが要求される。近赤外線カットフィルタは、例えば、光学多層膜を基板に形成することによって構成されている。光学多層膜は、誘電体多層膜であって、低屈折率膜と高屈折率膜とが交互に基板に繰り返し積層されることで形成される(例えば、特許文献1参照)。   The near-infrared cut filter is required to have a high transmittance for light in the visible wavelength region. The near-infrared cut filter is configured, for example, by forming an optical multilayer film on a substrate. The optical multilayer film is a dielectric multilayer film, and is formed by alternately laminating a low refractive index film and a high refractive index film on a substrate (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−70825号公報JP 2008-70825 A

撮像装置の組立工程は、固体撮像素子を収納するパッケージ(筐体)と近赤外線カットフィルタとの間を接着する接着工程、または、近赤外線カットフィルタとローパスフィルタとの間を接着する接着工程などを含む。接着工程では、例えば、熱硬化型接着剤を用いて接着が行われる。このため、近赤外線カットフィルタなどの接着対象物は、一定時間、高温雰囲気で加熱された状態になる。   The assembling process of the imaging device includes a bonding process for bonding between a package (housing) housing a solid-state imaging device and a near-infrared cut filter, or a bonding process for bonding between a near-infrared cut filter and a low-pass filter. including. In the bonding step, for example, bonding is performed using a thermosetting adhesive. For this reason, adhesion objects, such as a near-infrared cut filter, will be in the state heated in high temperature atmosphere for a definite period of time.

上記の接着工程を行った直後に、撮像画像の画像品質について確認を行うと、撮像画像が所望な色調にならない場合がある。この現象は、接着工程での加熱によって、近赤外線カットフィルタの分光透過率曲線(透過スペクトル)が変化することに起因する。そのため、接着工程から一定期間が経過した後に、撮像画像の画像品質について確認することが行われている。しかし、撮像装置の組立工程における生産性を考慮すると、接着工程の後に速やかに撮像画像を確認できることが好ましい。   If the image quality of the captured image is checked immediately after performing the above bonding process, the captured image may not have a desired color tone. This phenomenon is caused by the change in the spectral transmittance curve (transmission spectrum) of the near-infrared cut filter due to heating in the bonding process. For this reason, after a certain period of time has elapsed since the bonding step, confirmation of the image quality of the captured image is performed. However, in consideration of productivity in the assembly process of the imaging device, it is preferable that the captured image can be confirmed promptly after the bonding process.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、撮像装置の組立工程における生産性を向上可能な、近赤外線カットフィルタの提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a near-infrared cut filter that can improve productivity in an assembly process of an imaging device.

本発明の近赤外線カットフィルタは、基板と光学多層膜とを有する。近赤外線カットフィルタにおいて、光学多層膜は、高屈折率層、および、その高屈折率層よりも屈折率が低い材料で形成された低屈折率層が基板の面に交互に積層されることによって設けられている。近赤外線カットフィルタの透過スペクトルのうち630nm以上730nm以下の波長範囲において近赤外線側で透過率が15%になる波長が変動する波長シフト量は、160℃10分間の条件で加熱を行なった後であって常温常湿雰囲気に戻されて60秒間経過した状態と、前記加熱を行なった後であって常温常湿雰囲気に戻されて7200秒間経過した状態との間において、1.5nm以下である。   The near-infrared cut filter of the present invention has a substrate and an optical multilayer film. In the near-infrared cut filter, the optical multilayer film is formed by alternately laminating a high refractive index layer and a low refractive index layer formed of a material having a refractive index lower than that of the high refractive index layer on the surface of the substrate. Is provided. The wavelength shift amount in which the wavelength at which the transmittance becomes 15% on the near infrared side in the wavelength range of 630 nm to 730 nm in the transmission spectrum of the near infrared cut filter varies after heating at 160 ° C. for 10 minutes. Between the state after returning to the normal temperature and normal humidity atmosphere for 60 seconds and the state after returning to the normal temperature and normal humidity atmosphere for 7200 seconds after the heating, 1.5 nm or less .

本発明によれば、撮像装置の組立工程における生産性を向上可能な、近赤外線カットフィルタの提供を目的とする。   According to the present invention, it is an object to provide a near-infrared cut filter that can improve productivity in an assembly process of an imaging device.

図1は、実施形態に係る近赤外線カットフィルタ1を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a near infrared cut filter 1 according to the embodiment. 図2は、実施形態の変形例に係る近赤外線カットフィルタ1を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a near-infrared cut filter 1 according to a modification of the embodiment. 図3は、実施形態に係る近赤外線カットフィルタを有する撮像装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the imaging apparatus having the near infrared cut filter according to the embodiment. 図4は、実施例1の透過スペクトル(分光透過率曲線)を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a transmission spectrum (spectral transmittance curve) of Example 1. 図5は、実施例2の透過スペクトル(分光透過率曲線)を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a transmission spectrum (spectral transmittance curve) of Example 2. 図6は、比較例の透過スペクトル(分光透過率曲線)を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a transmission spectrum (spectral transmittance curve) of a comparative example.

以下より、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

[近赤外線カットフィルタ1の構成]
図1は、実施形態に係る近赤外線カットフィルタ1を示す断面図である。
[Configuration of Near Infrared Cut Filter 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a near infrared cut filter 1 according to the embodiment.

図1に示すように、実施形態において、近赤外線カットフィルタ1は、基板2と光学多層膜3とを有する。   As shown in FIG. 1, in the embodiment, the near infrared cut filter 1 includes a substrate 2 and an optical multilayer film 3.

近赤外線カットフィルタ1のうち、基板2は、図1に示すように、板状体である。基板2は、例えば、銅成分を含有するフツリン酸ガラス、または、銅成分を含有するリン酸塩ガラスからなる。基板2が上記のガラスで形成されている場合には、近赤外線カットフィルタ1の分光透過率曲線(透過スペクトル)は、可視光が透過する透過帯から近赤外光の透過を阻止する近赤外光側阻止帯にかけて、透過率の傾きが緩やかになる。このため、人間の視感度特性に近い分光透過率が得られる。   In the near-infrared cut filter 1, the substrate 2 is a plate-like body as shown in FIG. The substrate 2 is made of, for example, fluorophosphate glass containing a copper component or phosphate glass containing a copper component. When the substrate 2 is made of the above glass, the spectral transmittance curve (transmission spectrum) of the near-infrared cut filter 1 is a near-red that blocks the transmission of near-infrared light from the transmission band through which visible light is transmitted. The slope of the transmittance becomes gentle toward the outside light side blocking zone. For this reason, spectral transmittance close to human visibility characteristics can be obtained.

なお、基板2は、銅を含有せずに、可視領域の波長に対する透過率が高い材料で形成されていてもよい。たとえば、基板2は、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、および、樹脂を用いて形成させていてもよい。また、基板2は、樹脂で形成された樹脂フィルム中に赤外線や紫外線を吸収する色素成分が含有したものであってもよい。その他、基板2は、赤外線や紫外線を吸収する色素成分を含む塗布膜が樹脂フィルムに塗布で形成されたものであってもよい。   In addition, the board | substrate 2 may be formed with the material with the high transmittance | permeability with respect to the wavelength of a visible region, without containing copper. For example, the substrate 2 may be formed using borosilicate glass, aluminosilicate glass, and resin. Moreover, the board | substrate 2 may contain the pigment | dye component which absorbs infrared rays and an ultraviolet-ray in the resin film formed with resin. In addition, the board | substrate 2 may be formed by coating a resin film with a coating film containing a pigment component that absorbs infrared rays or ultraviolet rays.

特に、白板ガラスを基板2として用いることが好ましい。白板ガラスは、鉄等の遷移金属成分の含有量が少なく、可視領域の波長に対する透過率が高い。また、白板ガラスは、銅成分を含有するフツリン酸や銅成分を含有するリン酸ガラスと比べ、低価格で強度が高い。このため、白板ガラスを基板2として用いることによって、安価で扱いやすい近赤外線カットフィルタを提供することができる。   In particular, it is preferable to use white plate glass as the substrate 2. White plate glass has a low content of transition metal components such as iron, and has a high transmittance for wavelengths in the visible region. Moreover, white board glass is low-priced and high intensity | strength compared with the phosphoric acid containing a copper component, and the phosphate glass containing a copper component. For this reason, the use of white plate glass as the substrate 2 can provide a near-infrared cut filter that is inexpensive and easy to handle.

近赤外線カットフィルタ1のうち、光学多層膜3は、図1に示すように、基板2に設けられている。ここでは、光学多層膜3は、基板2において一方の主面(図1では上面)に形成されており、近赤外波長域の光を遮蔽するように構成されている。   In the near-infrared cut filter 1, the optical multilayer film 3 is provided on the substrate 2 as shown in FIG. Here, the optical multilayer film 3 is formed on one main surface (upper surface in FIG. 1) of the substrate 2 and is configured to shield light in the near-infrared wavelength region.

光学多層膜3は、高屈折率層31と低屈折率層32とを含む誘電体多層膜であって、赤外線反射膜として機能する。具体的には、光学多層膜3は、高屈折率層31と低屈折率層32とが基板2の主面に交互に積層されている。光学多層膜3において、高屈折率層31および低屈折率層32は、誘電体であって、低屈折率層32は、高屈折率層31よりも屈折率が低い材料で形成されている。換言すると、光学多層膜3は、高屈折率層31と低屈折率層32とを組み合わせて構成される単位屈折率層33が、基板2の主面に繰り返し設けられて構成される。   The optical multilayer film 3 is a dielectric multilayer film including a high refractive index layer 31 and a low refractive index layer 32, and functions as an infrared reflective film. Specifically, in the optical multilayer film 3, a high refractive index layer 31 and a low refractive index layer 32 are alternately stacked on the main surface of the substrate 2. In the optical multilayer film 3, the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 are dielectrics, and the low refractive index layer 32 is formed of a material having a refractive index lower than that of the high refractive index layer 31. In other words, the optical multilayer film 3 is configured by repeatedly providing a unit refractive index layer 33 formed by combining the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 on the main surface of the substrate 2.

なお、近赤外線カットフィルタ1は、基板2において光学多層膜3が設けられた一方の主面に対して反対側に位置する他方の主面(図1では下面)に、反射防止膜(図示省略)が形成されていてもよい。その他、近赤外線カットフィルタ1は、基板2において一方の主面と他方の主面との両者に光学多層膜3が形成されることによって、近赤外波長域の光を遮蔽するように構成されていてもよい   The near-infrared cut filter 1 has an antireflection film (not shown) on the other main surface (the lower surface in FIG. 1) located on the opposite side of the main surface on which the optical multilayer film 3 is provided on the substrate 2. ) May be formed. In addition, the near-infrared cut filter 1 is configured to shield light in the near-infrared wavelength region by forming the optical multilayer film 3 on both one main surface and the other main surface of the substrate 2. May be

[波長シフト量Sについて]
本実施形態の近赤外線カットフィルタ1は、加熱後において透過スペクトル(分光透過率曲線)が変動する波長シフト量Sが、下記式(A)に示す関係を満たす。
[Wavelength shift amount S]
In the near-infrared cut filter 1 of the present embodiment, the wavelength shift amount S in which the transmission spectrum (spectral transmittance curve) fluctuates after heating satisfies the relationship represented by the following formula (A).

Figure 2016212340
Figure 2016212340

具体的には、式(A)において、波長シフト量Sは、近赤外線カットフィルタ1の透過スペクトル(分光透過率曲線)のうち630nm以上730nm以下の波長範囲において近赤外線側で透過率が15%になる波長が、近赤外線カットフィルタ1の加熱後に変動する値である。式(A)において、λ0は、上記のように近赤外線側で透過率が15%になる波長であり、160℃10分間の条件で加熱が行われた後であって常温常湿雰囲気(20℃±15℃、30〜85RH%)に戻されて60秒間経過した状態で計測された値である。式(A)において、λ1は、λ0と同様に、近赤外線側で透過率が15%になる波長であり、上記の条件(160℃10分間)で加熱が行われた後であって常温常湿雰囲気に戻されて7200秒間経過した状態で計測された値である。   Specifically, in the formula (A), the wavelength shift amount S has a transmittance of 15% on the near infrared side in the wavelength range of 630 nm to 730 nm in the transmission spectrum (spectral transmittance curve) of the near infrared cut filter 1. Is a value that varies after the near-infrared cut filter 1 is heated. In the formula (A), λ0 is a wavelength at which the transmittance is 15% on the near infrared side as described above, and after heating at 160 ° C. for 10 minutes, the room temperature and normal humidity atmosphere (20 (Degrees C ± 15 ° C., 30 to 85 RH%) and the value measured after 60 seconds. In the formula (A), λ1 is a wavelength at which the transmittance is 15% on the near infrared side, similarly to λ0, and after heating under the above conditions (160 ° C. for 10 minutes) It is a value measured after 7200 seconds have passed after returning to the wet atmosphere.

式(A)から判るように、上記の波長シフト量Sは、上記加熱条件で加熱された後に、常温常湿雰囲気に戻されて60秒間経過した状態(λ0)と、7200秒間経過した状態(λ1)との間において、1.5nm以下である。   As can be seen from the equation (A), the wavelength shift amount S described above is the state (λ0) in which the temperature is returned to the normal temperature and humidity environment after being heated under the above heating conditions (λ0) and the state in which 7200 seconds have passed ( (λ1) is 1.5 nm or less.

このように、本実施形態の近赤外線カットフィルタ1は、撮像装置の組立工程において接着工程で加熱された後であっても、波長シフト量Sが小さく、光学特性の変化量が非常に小さい。このため、本実施形態では、接着工程を行った後に、一定期間を空けることなく、撮像画像の画像品質について確認を行うことができる。その結果、撮像装置の生産性を向上させることができる。上記の波長シフト量Sが上記の上限値を超える場合には、撮像装置の組立工程において接着工程で加熱された後から更に一定期間が経過した後に、撮像画像の確認を行う必要がある。   As described above, the near-infrared cut filter 1 of the present embodiment has a small wavelength shift amount S and a very small change in optical characteristics even after being heated in the bonding process in the assembly process of the imaging device. For this reason, in this embodiment, after performing an adhesion | attachment process, it can confirm about the image quality of a captured image, without leaving a fixed period. As a result, the productivity of the imaging device can be improved. When the above-described wavelength shift amount S exceeds the above upper limit value, it is necessary to check the captured image after a certain period of time has passed since the heating in the bonding process in the assembly process of the imaging apparatus.

この他に、本実施形態では、たとえば、夏季に窓およびドアが閉め切られた自動車の内部のような高温雰囲気から常温雰囲気に撮像装置が移動された直後であっても、近赤外線カットフィルタ1は、素早く常温雰囲気時の光学特性に戻る。もしくは高温雰囲気と常温雰囲気との間で光学特性の変動が非常に少ない。このため、近赤外線カットフィルタ1に起因して撮像画像の色変化が生じ難い。   In addition, in the present embodiment, the near-infrared cut filter 1 is used even immediately after the imaging device is moved from a high temperature atmosphere such as the interior of a car whose windows and doors are closed in summer to a normal temperature atmosphere. Quickly return to the optical characteristics at room temperature. Alternatively, there is very little variation in optical characteristics between a high temperature atmosphere and a normal temperature atmosphere. For this reason, the color change of the captured image hardly occurs due to the near infrared cut filter 1.

また、上記波長シフト量Sは、1.5nm以下である。一般的な分光器の近赤外波長域における分光測定精度は±1nm程度である。そのため、上記波長シフト量Sが1.5nm以下である場合には、近赤外線カットフィルタ1は、実質的に分光器の測定誤差と同程度の非常に小さい変動しか生じない。上記の波長シフト量Sは、好ましくは、1nm以下である。   The wavelength shift amount S is 1.5 nm or less. The spectroscopic measurement accuracy in the near-infrared wavelength region of a general spectroscope is about ± 1 nm. For this reason, when the wavelength shift amount S is 1.5 nm or less, the near-infrared cut filter 1 produces only very small fluctuations substantially the same as the measurement error of the spectrometer. The wavelength shift amount S is preferably 1 nm or less.

近赤外線カットフィルタ1の透過スペクトル(分光透過率曲線)のうち630nm以上、730nm以下の波長範囲において近赤外線側で透過率が15%になる波長に関して、波長シフト量Sを特定する理由を説明する。基板2が赤外線吸収成分を含有している場合には、上記のように近赤外線側で透過率が15%になる波長は、基板2と光学多層膜3との両者に起因して決まる。赤外線吸収成分を含有する基板2は、例えば、ガラスからなり、加熱による分光特性の変化は非常に小さい。しかし、その赤外線吸収成分を含有する基板2の光学特性は、赤外波長域において急峻には変化しない。このため、近赤外線側で透過率が15%になる波長は、光学多層膜3の分光特性に依存する。よって、基板2ではなく、光学多層膜3自体の特性を示すために、前述の波長シフト量Sは、上記のように近赤外線側で透過率が15%になる波長で特定している。   The reason why the wavelength shift amount S is specified for a wavelength at which the transmittance is 15% on the near infrared side in the wavelength range of 630 nm to 730 nm in the transmission spectrum (spectral transmittance curve) of the near infrared cut filter 1 will be described. . When the substrate 2 contains an infrared absorbing component, the wavelength at which the transmittance is 15% on the near infrared side is determined by both the substrate 2 and the optical multilayer film 3 as described above. The substrate 2 containing an infrared absorbing component is made of, for example, glass, and the change in spectral characteristics due to heating is very small. However, the optical characteristics of the substrate 2 containing the infrared absorption component do not change steeply in the infrared wavelength region. For this reason, the wavelength at which the transmittance is 15% on the near infrared side depends on the spectral characteristics of the optical multilayer film 3. Therefore, in order to show the characteristics of the optical multilayer film 3 itself, not the substrate 2, the above-described wavelength shift amount S is specified at the wavelength at which the transmittance is 15% on the near infrared side as described above.

[高温雰囲気でのクラック発生について]
近赤外線カットフィルタ1の光学多層膜3は、120℃30分間の条件で近赤外線カットフィルタ1を加熱している最中に、クラックが発生しないことが好ましい。
[Crack generation in high temperature atmosphere]
The optical multilayer film 3 of the near-infrared cut filter 1 is preferably free from cracks while the near-infrared cut filter 1 is heated at 120 ° C. for 30 minutes.

この場合には、高温雰囲気において光学多層膜3にクラックが発生しにくい。このため、たとえば、夏季に窓およびドアが閉め切られた自動車の内部のように高温雰囲気に撮像装置が長時間放置された場合であっても、光学多層膜3に不具合が生じることがない。   In this case, cracks are unlikely to occur in the optical multilayer film 3 in a high temperature atmosphere. For this reason, for example, even when the image pickup apparatus is left in a high temperature atmosphere for a long time as in an automobile in which windows and doors are closed in summer, the optical multilayer film 3 does not fail.

[高屈折率層31および低屈折率層32の材料について]
近赤外線カットフィルタ1の光学多層膜3のうち、低屈折率層32は、AlとZrOとの混合物、および、MgFの少なくとも一方を用いて形成されることが好ましい。また、近赤外線カットフィルタ1の光学多層膜3のうち、高屈折率層31は、TiOを用いて形成されることが好ましい。
[Materials for High Refractive Index Layer 31 and Low Refractive Index Layer 32]
In the optical multilayer film 3 of the near-infrared cut filter 1, the low refractive index layer 32 is preferably formed using at least one of a mixture of Al 2 O 3 and ZrO 2 and MgF 2 . Further, in the optical multilayer film 3 near infrared cut filter 1, the high refractive index layer 31 is preferably formed using TiO 2.

光学多層膜3は、内部に存在する空隙に水分が吸着することによって屈折率が変動する。また、光学多層膜3は、その水分が加熱で脱離することによって屈折率が変動する。このため、光学多層膜3は、水分の吸着および脱離に応じて、分光特性が変化する。   The refractive index of the optical multilayer film 3 varies due to moisture adsorbed in the voids present inside. In addition, the refractive index of the optical multilayer film 3 fluctuates when the moisture is desorbed by heating. For this reason, the optical multilayer film 3 changes its spectral characteristics in accordance with moisture adsorption and desorption.

しかし、低屈折率層32の形成で好適に用いられる、AlとZrOとの混合物は、雰囲気中の水分を吸着・保持する絶対量が小さく、かつ、その水分が脱離する絶対量が小さい。そのため、水分の吸着脱離による屈折率変動が小さい。AlとZrOとの混合物は、Alの質量が3〜4に対して、ZrOの質量が7〜6であることが好ましい(Al:ZrO=3〜4:7〜6)。この範囲内であれば、Alの水分バリア性をZrOにより緩和する。その結果、光学多層膜3において水分の吸着および脱離が生ずる状況であっても、近赤外線カットフィルタ1の光学特性が変化しにくい。 However, the mixture of Al 2 O 3 and ZrO 2 that is preferably used in the formation of the low refractive index layer 32 has a small absolute amount for adsorbing and holding moisture in the atmosphere, and the absolute desorption of the moisture. The amount is small. Therefore, the refractive index fluctuation due to moisture adsorption / desorption is small. In the mixture of Al 2 O 3 and ZrO 2 , the mass of Al 2 O 3 is preferably 3 to 4, and the mass of ZrO 2 is preferably 7 to 6 (Al 2 O 3 : ZrO 2 = 3 to 3). 4: 7-6). Within this range, the moisture barrier property of Al 2 O 3 is relaxed by ZrO 2 . As a result, even in a situation where moisture adsorption and desorption occurs in the optical multilayer film 3, the optical characteristics of the near infrared cut filter 1 are unlikely to change.

また、MgFは、AlとZrOとの混合物と同様に、雰囲気中の水分を吸着・保持する絶対量が小さく、かつ、その水分が脱離する絶対量が小さい。そのため、水分の吸着脱離による屈折率変動が小さい。また、MgFが多孔質構造であり透湿性が高いため、高屈折率層31の水分の吸着脱離を阻害しない。そのため、例えば、高屈折率層31としてTiOを用いたとしても、TiOの水分の吸着脱離を阻害しないため、近赤外線カットフィルタ1の光学特性が変化しにくい。 Further, MgF 2 has a small absolute amount for adsorbing and holding moisture in the atmosphere and a small absolute amount for desorbing the moisture, similarly to the mixture of Al 2 O 3 and ZrO 2 . Therefore, the refractive index fluctuation due to moisture adsorption / desorption is small. Further, since MgF 2 has a porous structure and high moisture permeability, it does not inhibit moisture adsorption / desorption of the high refractive index layer 31. Therefore, for example, even when TiO 2 is used as the high refractive index layer 31, the optical characteristics of the near-infrared cut filter 1 are unlikely to change because the adsorption / desorption of moisture of TiO 2 is not inhibited.

また、高屈折率層31の形成で好適に用いられるTiOは、雰囲気中の水分を吸着する吸着速度が高く、また、加熱されたときに水分が脱離する脱離速度が高い。 In addition, TiO 2 suitably used for forming the high refractive index layer 31 has a high adsorption rate for adsorbing moisture in the atmosphere and a high desorption rate for desorbing moisture when heated.

したがって、上記の材料を用いて光学多層膜3が構成させる場合には、光学多層膜3において水分の吸着および脱離が生ずる状況であっても、実質的に水分に起因する屈折率変動が生じることがなく、近赤外線カットフィルタ1の光学特性が変化しにくい。   Therefore, when the optical multilayer film 3 is configured using the above-described material, even if the optical multilayer film 3 is in a state where moisture is adsorbed and desorbed, a refractive index variation substantially caused by moisture occurs. The optical characteristics of the near-infrared cut filter 1 are unlikely to change.

なお、SiOは、雰囲気中の水分を吸着する吸着速度が低く、また、加熱された際に水分が脱離する脱離速度が低い。そのため、水の吸着脱離時の屈折率変動が長期間にわたり生じる。その結果、SiOを用いて光学多層膜3の低屈折率層32を形成した場合には、近赤外線カットフィルタ1の光学特性が、加熱後から加熱前の状態に戻るのに、時間がかかる場合がある。よって、SiOを用いて光学多層膜3を形成しない方が好ましい。 Note that SiO 2 has a low adsorption rate for adsorbing moisture in the atmosphere and a low desorption rate for desorbing moisture when heated. Therefore, the refractive index fluctuation at the time of water adsorption / desorption occurs over a long period of time. As a result, when the low refractive index layer 32 of the optical multilayer film 3 is formed using SiO 2 , it takes time for the optical characteristics of the near-infrared cut filter 1 to return to the state before heating after heating. There is a case. Therefore, it is preferable not to form the optical multilayer film 3 using SiO 2 .

近赤外線カットフィルタ1の光学特性においては、可視波長域と近赤外波長域との間に、透過率の変化が大きい波長領域が存在する。近赤外線カットフィルタ1は、光学多層膜3を含むように形成されることがある。しかし、少なくとも透過率の変化が大きい波長領域を形成する光学多層膜3のうち、低屈折率層32としてSiOを用いる場合には、前述のとおり、光学特性が加熱後の状態から加熱前の状態に戻るのに時間がかかる場合があるので、好ましくない。なお、透過率の変化が大きい波長領域以外は、光学特性の変動により影響がほとんどないので、その波長領域を形成する光学多層膜3にSiOを用いてもよい。 In the optical characteristics of the near-infrared cut filter 1, there is a wavelength region where the change in transmittance is large between the visible wavelength region and the near-infrared wavelength region. The near-infrared cut filter 1 may be formed so as to include the optical multilayer film 3. However, in the case of using SiO 2 as the low refractive index layer 32 in the optical multilayer film 3 that forms at least a wavelength region in which the change in transmittance is large, as described above, the optical characteristics change from the state after heating to the state before heating. Since it may take time to return to the state, it is not preferable. Note that, except for the wavelength region where the change in transmittance is large, there is almost no influence due to the change in the optical characteristics, so SiO 2 may be used for the optical multilayer film 3 forming the wavelength region.

また、Alは、膜質が硬くかつ脆いため、近赤外線カットフィルタ1に温度変化が生じるとヒートショックで膜にクラックが生じるおそれがある。また、Alを用いて光学多層膜3を形成した場合には、TiOが雰囲気中の水分を吸着することや水分を脱離することを阻害してしまう。その結果、近赤外線カットフィルタ1の光学特性が、加熱後から加熱前の状態に戻るのに、時間がかかる場合がある。 Moreover, since Al 2 O 3 has a hard film and is brittle, if the near infrared cut filter 1 undergoes a temperature change, the film may be cracked by heat shock. Further, when the optical multilayer film 3 is formed using Al 2 O 3 , the TiO 2 is prevented from adsorbing moisture and desorbing moisture. As a result, it may take time for the optical characteristics of the near-infrared cut filter 1 to return to the state before heating after heating.

ZrOは、TiOと同様に、水との親和性が高く、また、加熱されたときに水分が脱離する脱離速度が高い。そのため、ZrOを用いて光学多層膜3を形成した場合には、TiOが雰囲気中の水分を吸着することや水分を脱離することを阻害できない。その結果、近赤外線カットフィルタ1の光学特性が、変化しやすくなる。 ZrO 2, like TiO 2, high affinity with water, also the desorption rate is high moisture is desorbed when heated. Therefore, when the optical multilayer film 3 is formed using ZrO 2 , it is not possible to prevent TiO 2 from adsorbing moisture or desorbing moisture in the atmosphere. As a result, the optical characteristics of the near infrared cut filter 1 are likely to change.

[光学多層膜3の形成法]
近赤外線カットフィルタ1において、光学多層膜3は、イオンアシスト(IAD;Ion Assisted Deposit)を用いない真空蒸着法によって形成されていることが好ましい。具体的には、真空中で薄膜材料を加熱し蒸発させることによって成膜を行うときに、その蒸発した薄膜材料が基板2の表面に到達する過程でガスイオンを補助的に用いずに成膜を行うことが好ましい。
[Method of forming optical multilayer film 3]
In the near-infrared cut filter 1, the optical multilayer film 3 is preferably formed by a vacuum deposition method that does not use ion assist (IAD; Ion Assisted Deposition). Specifically, when film formation is performed by heating and evaporating the thin film material in a vacuum, the film formation is performed without using gas ions in the process in which the evaporated thin film material reaches the surface of the substrate 2. It is preferable to carry out.

イオンアシストを用いた真空蒸着法やスパッタリング法で光学多層膜3を形成した場合、膜が緻密になるので、耐傷性が高くなる。しかし、光学多層膜3が緻密であることに起因して、光学多層膜3の内部応力が高くなり、基板2が大きく変形するおそれがある。近赤外線カットフィルタ1は、撮像装置の小型化および薄型化に伴って、厚みを薄くすることが求められている。基板2が薄い場合、光学多層膜3の内部応力に起因して、基板2の変形(反り)が大きくなるので、近赤外線カットフィルタ1を製造するとき、および、近赤外線カットフィルタ1を搬送するときに、不具合が生じるおそれがある。   When the optical multilayer film 3 is formed by a vacuum vapor deposition method or sputtering method using ion assist, the film becomes dense, so that the scratch resistance is enhanced. However, due to the denseness of the optical multilayer film 3, the internal stress of the optical multilayer film 3 is increased, and the substrate 2 may be greatly deformed. The near-infrared cut filter 1 is required to have a reduced thickness as the imaging device is reduced in size and thickness. When the substrate 2 is thin, the deformation (warp) of the substrate 2 is increased due to the internal stress of the optical multilayer film 3, so that the near-infrared cut filter 1 is manufactured and the near-infrared cut filter 1 is transported. Sometimes, there is a risk of malfunction.

これに対して、イオンアシストを用いない真空蒸着法で光学多層膜3を形成した場合には、光学多層膜3の内部応力を小さくすることができる。その結果、基板2が薄い場合であっても、基板2の変形を抑制することができる。   On the other hand, when the optical multilayer film 3 is formed by a vacuum deposition method that does not use ion assist, the internal stress of the optical multilayer film 3 can be reduced. As a result, even when the substrate 2 is thin, deformation of the substrate 2 can be suppressed.

[樹脂膜について]
図2は、実施形態の変形例に係る近赤外線カットフィルタ1を示す断面図である。
[About resin film]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a near-infrared cut filter 1 according to a modification of the embodiment.

図2に示すように、近赤外線カットフィルタ1おいては、赤外線吸収成分を含有する樹脂膜4が、基板2に更に設けられていてもよい。   As shown in FIG. 2, in the near-infrared cut filter 1, a resin film 4 containing an infrared absorption component may be further provided on the substrate 2.

近赤外線カットフィルタ1は、光学多層膜3で近赤外線を反射すると共に、基板2に含有される近赤外線吸収成分で近赤外線を吸収することによって、近赤外線をカットする。この他に、上記の樹脂膜4が近赤外線カットフィルタ1に設けられている場合には、その樹脂膜4に含まれる赤外線吸収成分が近赤外線を吸収するので、近赤外光のカットを十分に行うことができる。つまり、近赤外線の透過を更に効果的に抑制可能である。その結果、撮像画像の色再現性を更に向上可能な撮像装置を提供することができる。   The near-infrared cut filter 1 reflects near-infrared rays by the optical multilayer film 3 and cuts near-infrared rays by absorbing near-infrared rays with a near-infrared absorbing component contained in the substrate 2. In addition, when the resin film 4 is provided in the near-infrared cut filter 1, the infrared absorption component contained in the resin film 4 absorbs near-infrared light. Can be done. That is, it is possible to more effectively suppress transmission of near infrared rays. As a result, it is possible to provide an imaging apparatus that can further improve the color reproducibility of the captured image.

なお、上記の赤外線吸収成分としては、銅を含有した無機成分と、スクアリリウム色素、ジイモニウム色素等の有機成分とを適宜用いることができる。また、樹脂膜は、たとえば、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂等を用いて形成可能である。   In addition, as said infrared rays absorption component, organic components, such as an inorganic component containing copper and squarylium pigment | dye and a diimonium pigment | dye, can be used suitably. The resin film can be formed using, for example, polyethylene resin, polyimide resin, or the like.

[光学多層膜3の分光特性について]
光学多層膜3は、近赤外域の波長の光を反射し、可視域の波長の光を透過する分光特性を備えることが好ましい。具体的には、光学多層膜3は、波長が700〜1100nmである光の透過率の最大値が10%以下であると共に、波長が380〜700nmである光の透過率の最小値が90%以上であることが好ましい。なお、上記した光学多層膜3の分光特性は、基板2に光の吸収がないことを前提としたものである。
[Spectral characteristics of optical multilayer film 3]
The optical multilayer film 3 preferably has a spectral characteristic of reflecting light having a wavelength in the near infrared region and transmitting light having a wavelength in the visible region. Specifically, the optical multilayer film 3 has a maximum transmittance of light having a wavelength of 700 to 1100 nm of 10% or less and a minimum transmittance of light having a wavelength of 380 to 700 nm of 90%. The above is preferable. The spectral characteristics of the optical multilayer film 3 are based on the assumption that the substrate 2 does not absorb light.

[基板2の厚みについて]
基板2は、厚みが1mm未満であることが好ましく、0.8mm未満であることがより好ましく、0.6mm未満であることがさらに好ましく、0.4mm未満であることが最も好ましい。
[About thickness of substrate 2]
The thickness of the substrate 2 is preferably less than 1 mm, more preferably less than 0.8 mm, further preferably less than 0.6 mm, and most preferably less than 0.4 mm.

基板2の厚みを上記のようにすることで、カメラの薄膜化に対応した近赤外線カットフィルタ1を得ることができる。また、近赤外線カットフィルタ1自体を軽量化することができる。   By setting the thickness of the substrate 2 as described above, it is possible to obtain the near-infrared cut filter 1 corresponding to the camera thinning. Moreover, the near-infrared cut filter 1 itself can be reduced in weight.

基板2の厚みの下限値は、特に限定されない。ただし、近赤外線カットフィルタ1の製造時や、撮像装置50において近赤外線カットフィルタ1を組み込む際の搬送時において基板2が破損しにくい強度を考慮すると、基板2は、厚みが0.05mm以上であることが好ましく、0.07mm以上であることがより好ましく、0.1mm以上であることがさらに好ましい。   The lower limit value of the thickness of the substrate 2 is not particularly limited. However, considering the strength at which the substrate 2 is not easily damaged when the near-infrared cut filter 1 is manufactured or transported when the near-infrared cut filter 1 is incorporated in the imaging device 50, the substrate 2 has a thickness of 0.05 mm or more. Preferably, it is 0.07 mm or more, more preferably 0.1 mm or more.

[撮像装置等の構成]
上述したように、近赤外線カットフィルタ1は、例えば、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おいて、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置される。この他に、近赤外線カットフィルタ1は、自動露出計等において視感度補正フィルタとして用いられており、例えば、受光素子の前面に配置される。
[Configuration of imaging device, etc.]
As described above, the near-infrared cut filter 1 is disposed between an imaging lens and a solid-state imaging device in an imaging device such as a digital still camera, a digital video camera, a surveillance camera, an in-vehicle camera, or a web camera. . In addition, the near-infrared cut filter 1 is used as a visibility correction filter in an automatic exposure meter or the like, and is disposed, for example, in front of the light receiving element.

図3は、実施形態に係る近赤外線カットフィルタを有する撮像装置の断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the imaging apparatus having the near infrared cut filter according to the embodiment.

図3に示すように、撮像装置50は、固体撮像素子51とカバーガラス52とレンズ群53と絞り54と筐体55と有する。撮像装置50において、固体撮像素子51、カバーガラス52、レンズ群53、および絞り54は、光軸xに沿うように、筐体55に設置されている。   As illustrated in FIG. 3, the imaging device 50 includes a solid-state imaging device 51, a cover glass 52, a lens group 53, a diaphragm 54, and a housing 55. In the imaging device 50, the solid-state imaging device 51, the cover glass 52, the lens group 53, and the diaphragm 54 are installed in the housing 55 along the optical axis x.

本実施形態では、上記の近赤外線カットフィルタ1(図1参照)は、たとえば、カバーガラス52として用いられている。この他に、上記の近赤外線カットフィルタ1は、レンズ群53として撮像装置50に適用されてもよい。近赤外線カットフィルタ1を撮像装置50に用いることによって、透過率が低い波長領域についても、入射角依存性を効果的に低減可能であるので、撮像画像の中心部と周辺部との間において色目が変化することを抑制できる。   In the present embodiment, the near infrared cut filter 1 (see FIG. 1) is used as the cover glass 52, for example. In addition, the near-infrared cut filter 1 described above may be applied to the imaging device 50 as the lens group 53. By using the near-infrared cut filter 1 for the imaging device 50, the incident angle dependency can be effectively reduced even in a wavelength region where the transmittance is low. Can be prevented from changing.

撮像装置50を構成する各部について、順次、説明する。   Each part which comprises the imaging device 50 is demonstrated sequentially.

撮像装置50において、固体撮像素子51は、たとえば、CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサであって、筐体55に設置されている。固体撮像素子51は、受光面S51に複数の光電変換素子(図示省略)が配列されており、入射した被写体像(光)を受け、光電変換を行うことによって電気信号を出力するように構成されている。   In the imaging device 50, the solid-state imaging device 51 is, for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor, and is installed in the housing 55. The solid-state imaging device 51 has a plurality of photoelectric conversion elements (not shown) arranged on the light receiving surface S51, and is configured to receive an incident subject image (light) and output an electrical signal by performing photoelectric conversion. ing.

撮像装置50において、カバーガラス52は、板状体であって、固体撮像素子51の受光面S51側に配置されている。カバーガラス52は、外部環境から固体撮像素子51を保護するために設置されている。   In the imaging device 50, the cover glass 52 is a plate-like body and is disposed on the light receiving surface S 51 side of the solid-state imaging element 51. The cover glass 52 is installed to protect the solid-state image sensor 51 from the external environment.

撮像装置50において、レンズ群53は、固体撮像素子51の受光面S51側に配置されている。ここでは、レンズ群53は、例えば、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、および、第4レンズL4を有する。レンズ群53においては、固体撮像素子51の受光面S51側から、第4レンズL4、第3レンズL3、第2レンズL2、第1レンズL1が順次配列されている。   In the imaging device 50, the lens group 53 is disposed on the light receiving surface S51 side of the solid-state imaging device 51. Here, the lens group 53 includes, for example, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4. In the lens group 53, the fourth lens L4, the third lens L3, the second lens L2, and the first lens L1 are sequentially arranged from the light receiving surface S51 side of the solid-state imaging device 51.

撮像装置50において、絞り54は、固体撮像素子51の受光面S51側において、第3レンズL3と第4レンズL4との間に配置されている。   In the imaging device 50, the diaphragm 54 is disposed between the third lens L3 and the fourth lens L4 on the light receiving surface S51 side of the solid-state imaging device 51.

撮像装置50において、筐体55は、内部に固体撮像素子51とカバーガラス52とレンズ群53と絞り54とを収容し、支持している。   In the imaging device 50, the housing 55 accommodates and supports a solid-state imaging device 51, a cover glass 52, a lens group 53, and a diaphragm 54 inside.

撮像装置50では、被写体像が、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、絞り54、第4レンズL4、および、カバーガラス52を介して、固体撮像素子51の受光面S51に入射することによって、固体撮像素子51で撮像される。そして、固体撮像素子51において被写体像が電気信号に変換され、画像信号として固体撮像素子51から出力される。   In the imaging device 50, the subject image is formed on the light receiving surface S 51 of the solid-state imaging device 51 through the first lens L 1, the second lens L 2, the third lens L 3, the diaphragm 54, the fourth lens L 4, and the cover glass 52. The incident image is picked up by the solid-state image sensor 51. Then, the subject image is converted into an electrical signal in the solid-state image sensor 51 and output from the solid-state image sensor 51 as an image signal.

[A]試験サンプルの作成
(実施例1)
実施例1の近赤外線カットフィルタを作製する手順について説明する。
[A] Preparation of test sample (Example 1)
The procedure for producing the near-infrared cut filter of Example 1 will be described.

本例では、まず、基板として、ホウケイ酸ガラスのガラス板(商品面:FP−1,AGCテクノグラス社製,厚み0.5mm)を準備した。   In this example, first, a glass plate of borosilicate glass (product surface: FP-1, manufactured by AGC Techno Glass Co., Ltd., thickness 0.5 mm) was prepared as a substrate.

つぎに、その準備した基板の一方の主面に光学多層膜を形成した。   Next, an optical multilayer film was formed on one main surface of the prepared substrate.

ここでは、表1に示すように、TiOからなる高屈折率層、および、A1とZrOとの混合物からなる低屈折率層とを順次交互に積層することによって、光学多層膜を形成した。つまり、本例では、上記した高屈折率層および低屈折率層の繰り返し単位を、15回、繰り返すことによって、合計で30層の誘電体層で構成された誘電体多層膜を、光学多層膜として形成した。高屈折率層(TiO)および低屈折率層(A1とZrOとの混合物)については、表1に示す物理膜厚になるように、イオンアシストを用いない真空蒸着法で成膜した。「A1とZrOとの混合物」としては、商品名OM−6(キヤノンオプトラン社製;屈折率1.75)を用いた。 Here, as shown in Table 1, by sequentially laminating a high refractive index layer made of TiO 2 and a low refractive index layer made of a mixture of A1 2 O 3 and ZrO 2 , an optical multilayer film is obtained. Formed. That is, in this example, by repeating the above-described repeating unit of the high refractive index layer and the low refractive index layer 15 times, a dielectric multilayer film composed of a total of 30 dielectric layers is obtained as an optical multilayer film. Formed as. The high refractive index layer (TiO 2 ) and the low refractive index layer (a mixture of A1 2 O 3 and ZrO 2 ) are formed by a vacuum deposition method without using ion assist so that the physical film thickness shown in Table 1 is obtained. Filmed. As the “mixture of A1 2 O 3 and ZrO 2 ”, trade name OM-6 (manufactured by Canon Optran Co., Ltd .; refractive index 1.75) was used.

本例では、基板の他方の主面には、光学多層膜を形成していない。   In this example, an optical multilayer film is not formed on the other main surface of the substrate.

なお、層数が小さい層は、基板側に位置し、層数が大きくなるに伴って層は空気側に位置することになる(他の実施例等も同様)。   A layer having a small number of layers is positioned on the substrate side, and as the number of layers increases, the layer is positioned on the air side (the same applies to other examples).

Figure 2016212340
Figure 2016212340

(実施例2)
実施例2の近赤外線カットフィルタを作製する手順について説明する。
(Example 2)
A procedure for producing the near-infrared cut filter of Example 2 will be described.

本例では、まず、基板として、銅成分を含有するフツリン酸ガラスのガラス板(商品面:NF−50,AGCテクノグラス社製,厚み0.3mm)を準備した。   In this example, first, a glass plate of fluorophosphate glass containing a copper component (product surface: NF-50, manufactured by AGC Techno Glass, thickness 0.3 mm) was prepared as a substrate.

つぎに、その準備した基板において、一方の主面と他方の主面とのそれぞれに、光学多層膜を形成した。   Next, in the prepared substrate, an optical multilayer film was formed on each of one main surface and the other main surface.

基板の一方の主面においては、表2に示すように、TiOからなる高屈折率層、および、A1とZrOとの混合物からなる低屈折率層とを順次交互に積層することによって、光学多層膜を形成した。つまり、本例では、上記した高屈折率層および低屈折率層の繰り返し単位を、19回、繰り返すことによって、合計で38層の誘電体層で構成された誘電体多層膜を、光学多層膜として基板の一方の主面に形成した。高屈折率層(TiO)および低屈折率層(A1とZrOとの混合物)については、表2に示す物理膜厚になるように、イオンアシストを用いない真空蒸着法(加熱蒸着法)で成膜した。「A1とZrOとの混合物」としては、商品名OM−6(キヤノンオプトラン社製;屈折率1.75)を用いた。 On one main surface of the substrate, as shown in Table 2, a high refractive index layer made of TiO 2 and a low refractive index layer made of a mixture of A1 2 O 3 and ZrO 2 are alternately laminated in order. As a result, an optical multilayer film was formed. That is, in this example, by repeating the above-described high refractive index layer and low refractive index layer repeating unit 19 times, a dielectric multilayer film composed of a total of 38 dielectric layers is obtained as an optical multilayer film. Formed on one main surface of the substrate. For the high refractive index layer (TiO 2 ) and the low refractive index layer (mixture of A1 2 O 3 and ZrO 2 ), a vacuum deposition method (heating) without using ion assist so as to obtain the physical film thickness shown in Table 2. The film was formed by vapor deposition. As the “mixture of A1 2 O 3 and ZrO 2 ”, trade name OM-6 (manufactured by Canon Optran Co., Ltd .; refractive index 1.75) was used.

Figure 2016212340
Figure 2016212340

基板の他方の主面においては、表3に示すように、TiOからなる高屈折率層、および、SiOからなる低屈折率層を順次交互に積層することによって、光学多層膜を形成した。つまり、本例では、上記した高屈折率層および低屈折率層の繰り返し単位を、9回、繰り返すことによって、合計で18層の誘電体層で構成された誘電体多層膜を、光学多層膜として基板の他方の主面に形成した。高屈折率層(TiO)および低屈折率層(SiO)については、表3に示す物理膜厚になるように、イオンアシストを用いない真空蒸着法(加熱蒸着法)で成膜した。 On the other main surface of the substrate, as shown in Table 3, an optical multilayer film was formed by alternately laminating a high refractive index layer made of TiO 2 and a low refractive index layer made of SiO 2 one after another. . That is, in this example, by repeating the above-described repeating unit of the high refractive index layer and the low refractive index layer 9 times, a dielectric multilayer film composed of a total of 18 dielectric layers is obtained as an optical multilayer film. Formed on the other main surface of the substrate. The high refractive index layer (TiO 2) and a low refractive index layer (SiO 2), such that the physical thickness shown in Table 3 was formed by a vacuum deposition method without using ion-assisted (heating deposition method).

Figure 2016212340
Figure 2016212340

(比較例)
比較例の近赤外線カットフィルタを作製する手順について説明する。
(Comparative example)
A procedure for producing a near-infrared cut filter of a comparative example will be described.

本例では、まず、基板として、銅成分を含有するフツリン酸ガラスのガラス板(商品面:NF−50,AGCテクノグラス社製,厚み0.3mm)を準備した。   In this example, first, a glass plate of fluorophosphate glass containing a copper component (product surface: NF-50, manufactured by AGC Techno Glass, thickness 0.3 mm) was prepared as a substrate.

つぎに、その準備した基板の一方の主面に光学多層膜を形成した。   Next, an optical multilayer film was formed on one main surface of the prepared substrate.

ここでは、表4に示すように、TiOからなる高屈折率層、および、SiOからなる低屈折率層を順次交互に積層することによって、光学多層膜を形成した。つまり、本例では、上記した高屈折率層および低屈折率層の繰り返し単位を、25回、繰り返すことによって、合計で50層の誘電体層で構成された誘電体多層膜を、光学多層膜として基板に形成した。高屈折率層(TiO)および低屈折率層(SiO)については、表4に示す物理膜厚になるように、イオンアシストを用いない真空蒸着法(加熱蒸着法)で成膜した。 Here, as shown in Table 4, an optical multilayer film was formed by alternately laminating a high refractive index layer made of TiO 2 and a low refractive index layer made of SiO 2 one after another. That is, in this example, by repeating the above-described repeating unit of the high refractive index layer and the low refractive index layer 25 times, a dielectric multilayer film composed of a total of 50 dielectric layers is obtained as an optical multilayer film. Formed on the substrate. The high refractive index layer (TiO 2) and a low refractive index layer (SiO 2), such that the physical thickness shown in Table 4 was formed by a vacuum deposition method without using ion-assisted (heating deposition method).

本例では、基板の他方の主面には、光学多層膜を形成していない。   In this example, an optical multilayer film is not formed on the other main surface of the substrate.

Figure 2016212340
Figure 2016212340

[B]波長シフト量Sの確認
上記のように作製した近赤外線カットフィルタについて、波長シフト量Sについて確認した。
[B] Confirmation of the wavelength shift amount S The near-infrared cut filter produced as described above was confirmed for the wavelength shift amount S.

波長シフト量Sの確認を行うために、まず、近赤外線カットフィルタについて分光透過率を測定した。ここでは、加熱後に常温常湿雰囲気に戻されて60秒間経過した状態と、その加熱後に常温常湿雰囲気に戻されて7200秒間経過した状態とのそれぞれにおいて、近赤外線カットフィルタの分光透過率を測定することによって、透過スペクトル(分光透過率曲線)を得た。   In order to confirm the wavelength shift amount S, first, the spectral transmittance of the near-infrared cut filter was measured. Here, the spectral transmittance of the near-infrared cut filter in each of the state after returning to room temperature and humidity after heating for 60 seconds and the state after returning to room temperature and humidity for 7200 seconds after heating is shown. By measuring, a transmission spectrum (spectral transmittance curve) was obtained.

具体的には、近赤外線カットフィルタ1について、160℃10分間の条件で加熱を行った。そして、その加熱後に近赤外線カットフィルタ1を常温常湿雰囲気(20℃、40RH%)に戻した。そして、常温常湿雰囲気に戻して60秒間経過した状態で、近赤外線カットフィルタの分光透過率を測定し、透過スペクトル(分光透過率曲線)を得た。また、常温常湿雰囲気に戻して7200秒間経過した状態で、近赤外線カットフィルタの分光透過率を測定し、透過スペクトル(分光透過率曲線)を得た。   Specifically, the near-infrared cut filter 1 was heated at 160 ° C. for 10 minutes. And the near-infrared cut filter 1 was returned to normal temperature normal humidity atmosphere (20 degreeC, 40RH%) after the heating. And in the state which returned to normal temperature normal humidity atmosphere and 60 second passed, the spectral transmittance of the near-infrared cut filter was measured, and the transmission spectrum (spectral transmittance curve) was obtained. Moreover, in the state which returned to normal temperature normal humidity atmosphere and 7200 second passed, the spectral transmittance of the near-infrared cut filter was measured, and the transmission spectrum (spectral transmittance curve) was obtained.

図4は、実施例1の透過スペクトル(分光透過率曲線)を示す図である。図5は、実施例2の透過スペクトル(分光透過率曲線)を示す図である。図6は、比較例の透過スペクトル(分光透過率曲線)を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a transmission spectrum (spectral transmittance curve) of Example 1. FIG. 5 is a diagram showing a transmission spectrum (spectral transmittance curve) of Example 2. FIG. 6 is a diagram showing a transmission spectrum (spectral transmittance curve) of a comparative example.

図4,図5,図6において、横軸は、光の波長(nm)であり、縦軸は、透過率(%)である。また、図4,図5,図6のそれぞれにおいて、破線で示す曲線は、上記の加熱後に常温常湿雰囲気に戻して60秒間経過した状態の透過スペクトル(分光透過率曲線)である。そして、実線で示す曲線は、上記の加熱後に常温常湿雰囲気に戻して7200秒間経過した状態の透過スペクトル(分光透過率曲線)である。   4, 5, and 6, the horizontal axis represents the light wavelength (nm), and the vertical axis represents the transmittance (%). Moreover, in each of FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6, the curve shown with a broken line is the transmission spectrum (spectral transmittance curve) of the state which returned to normal temperature normal humidity atmosphere after said heating, and passed for 60 seconds. And the curve shown as a continuous line is a transmission spectrum (spectral transmittance curve) in the state which returned to the normal temperature normal humidity atmosphere after said heating, and has passed for 7200 second.

[C]クラック有無の確認
上記のように作製した近赤外線カットフィルタについて、クラック有無の確認を行った。
[C] Confirmation of presence or absence of cracks The near-infrared cut filter produced as described above was confirmed for the presence or absence of cracks.

ここでは、上記のように作製した実施例等の近赤外線カットフィルタを電気炉に載置し、120℃で30分間加熱した。そして、加熱が完了した後に近赤外線カットフィルタを電気炉から取り出した。そして、その近赤外線カットフィルタの光学多層膜にクラックが発生しているか否かを確認した。クラックの確認は、目視で行った。   Here, the near-infrared cut filter such as the example produced as described above was placed in an electric furnace and heated at 120 ° C. for 30 minutes. After the heating was completed, the near infrared cut filter was taken out from the electric furnace. Then, it was confirmed whether or not a crack was generated in the optical multilayer film of the near infrared cut filter. The crack was confirmed visually.

[D]確認結果
表5は、上記した実施例等の近赤外線カットフィルタに関して、波長シフト量Sを確認した結果、および、クラック有無を確認した結果を示す表である。
[D] Confirmation result Table 5 is a table showing the result of confirming the wavelength shift amount S and the result of confirming the presence or absence of cracks for the near-infrared cut filters such as the above-described examples.

Figure 2016212340
Figure 2016212340

表5において、λ0およびλ1は、上記と同様に、近赤外線カットフィルタ1の透過スペクトル(分光透過率曲線)のうち630nm以上730nm以下の波長範囲において近赤外線側で透過率が15%になる波長である。λ0は、160℃10分間の条件で近赤外線カットフィルタ1が加熱された後であって常温常湿雰囲気に戻されて60秒間経過した状態で計測された値である。これに対して、λ1は、160℃10分間の条件で近赤外線カットフィルタ1が加熱された後であって常温常湿雰囲気に戻されて7200秒間経過した状態で計測された値である。   In Table 5, λ0 and λ1 are wavelengths at which the transmittance is 15% on the near infrared side in the wavelength range of 630 nm to 730 nm in the transmission spectrum (spectral transmittance curve) of the near infrared cut filter 1 as described above. It is. λ0 is a value measured after the near-infrared cut filter 1 is heated under the condition of 160 ° C. for 10 minutes and after returning to the room temperature and normal humidity atmosphere for 60 seconds. On the other hand, λ1 is a value measured after the near-infrared cut filter 1 is heated under the condition of 160 ° C. for 10 minutes and after returning to the room temperature and normal humidity atmosphere for 7200 seconds.

表5に示すように、波長シフト量Sは、実施例1および実施例2の場合が、比較例の場合よりも小さい。実施例1および実施例2では、上記した式(A)に示す関係を満足するのに対して、比較例では、上記した式(A)に示す関係を満足しない。このため、実施例1および実施例2の近赤外線カットフィルタは、上記したように、撮像装置の組立工程における生産性を向上可能である。   As shown in Table 5, the wavelength shift amount S is smaller in Examples 1 and 2 than in the comparative example. In Example 1 and Example 2, the relationship shown in the above formula (A) is satisfied, whereas in the comparative example, the relationship shown in the above formula (A) is not satisfied. For this reason, the near-infrared cut filter of Example 1 and Example 2 can improve the productivity in the assembly process of the imaging device as described above.

<その他>
上記した実施形態等は、例として示したものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、省略、置き換え、変更などを適宜行うことができる。
<Others>
The above-described embodiments and the like are shown as examples, and can be appropriately omitted, replaced, or changed without departing from the gist of the invention.

1…近赤外線カットフィルタ、2…基板、3…光学多層膜、31…高屈折率層、32…低屈折率層、33…単位屈折率層、50…撮像装置、51…固体撮像素子、52…カバーガラス、53…レンズ群、55…筐体、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、L4…第4レンズ、S51…受光面、x…光軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Near-infrared cut filter, 2 ... Board | substrate, 3 ... Optical multilayer film, 31 ... High refractive index layer, 32 ... Low refractive index layer, 33 ... Unit refractive index layer, 50 ... Imaging apparatus, 51 ... Solid-state image sensor, 52 ... cover glass, 53 ... lens group, 55 ... housing, L1 ... first lens, L2 ... second lens, L3 ... third lens, L4 ... fourth lens, S51 ... light receiving surface, x ... optical axis

Claims (6)

基板と、
高屈折率層および前記高屈折率層よりも屈折率が低い材料で形成された低屈折率層が前記基板の面に交互に積層された光学多層膜と
を有する近赤外線カットフィルタであって、
当該近赤外線カットフィルタの透過スペクトルのうち630nm以上730nm以下の波長範囲において近赤外線側で透過率が15%になる波長が変動する波長シフト量は、160℃10分間の条件で加熱を行った後であって常温常湿雰囲気に戻されて60秒間経過した状態と、前記加熱を行った後であって常温常湿雰囲気に戻されて7200秒間経過した状態との間において、1.5nm以下であることを特徴とする、
近赤外線カットフィルタ。
A substrate,
A near-infrared cut filter having a high refractive index layer and an optical multilayer film in which low refractive index layers formed of a material having a refractive index lower than that of the high refractive index layer are alternately laminated on the surface of the substrate,
The wavelength shift amount at which the wavelength at which the transmittance becomes 15% on the near infrared side in the wavelength range of 630 nm to 730 nm in the transmission spectrum of the near infrared cut filter varies after heating at 160 ° C. for 10 minutes. Between the state after returning to the room temperature and normal humidity atmosphere for 60 seconds and the state after returning to the room temperature and normal humidity atmosphere for 7200 seconds after the heating. It is characterized by being,
Near-infrared cut filter.
前記低屈折率層は、AlとZrOとの混合物、および、MgFの少なくとも一方を用いて形成されており、
前記高屈折率層は、TiOを用いて形成されている、
請求項1に記載の近赤外線カットフィルタ。
The low refractive index layer is formed using at least one of a mixture of Al 2 O 3 and ZrO 2 and MgF 2 ,
The high refractive index layer is formed using TiO 2 .
The near-infrared cut filter according to claim 1.
前記基板は、厚みが1mm以下である、
請求項1または2に記載の近赤外線カットフィルタ。
The substrate has a thickness of 1 mm or less.
The near-infrared cut filter according to claim 1.
前記基板は、白板ガラス、銅元素を含有するリン酸ガラス、銅元素を含有するフツリン酸ガラス、赤外線カット成分を含有する樹脂のいずれかによって形成されている、
請求項1から3のいずれかに記載の近赤外線カットフィルタ。
The substrate is formed of any one of white plate glass, phosphate glass containing copper element, fluorophosphate glass containing copper element, and resin containing infrared cut component,
The near-infrared cut filter according to claim 1.
前記光学多層膜は、イオンアシストを用いない真空蒸着法によって形成されている、
請求項1から4のいずれかに記載の近赤外線カットフィルタ。
The optical multilayer film is formed by a vacuum deposition method without using ion assist.
The near-infrared cut filter according to claim 1.
前記基板の面に設けられ、赤外線カット成分を含有する樹脂膜
を更に有する、
請求項1から5のいずれかに記載の近赤外線カットフィルタ。
A resin film provided on the surface of the substrate and containing an infrared cut component;
The near-infrared cut filter according to claim 1.
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