JP2017120433A - 赤外線カットフィルタ、撮像装置および赤外線カットフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入射角依存性が少ない良好な赤外線遮断特性を有する赤外線カットフィルタを提供する。
【解決手段】赤外線カットフィルタ１０は、透明誘電体基板１２と、透明誘電体基板１２の一方の面上に形成された赤外線を反射する赤外線反射層１４と、透明誘電体基板１２の他方の面上に形成された赤外線を吸収する赤外線吸収層１６とを備える。赤外線吸収層１６は、赤外線吸収色素を含有する樹脂から形成される。赤外線反射層１４は、誘電体多層膜から形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線カットフィルタおよび該赤外線カットフィルタを用いた撮像装置に関する。

デジタルカメラなどの撮像装置には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの半導体固体撮像素子が搭載されている。これらの固体撮像素子の感度は、可視領域から赤外線領域にわたっている。そのため、撮像装置においては、撮像レンズと固体撮像素子との間に赤外線を遮断するための赤外線カットフィルタが設けられている。この赤外線カットフィルタにより、固体撮像素子の感度を人間の視感度に近づくように補正することができる。

従来、このような赤外線カットフィルタとして、樹脂製基板に誘電体多層膜からなる赤外線反射層を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３３８３９５号公報

しかしながら、誘電体多層膜からなる赤外線反射層は、赤外線遮断特性が入射角によって変化するという入射角依存性を有するため、該赤外線反射層を透過した光を撮像した場合、画像の中央部と周辺部とで色味に差が生じる可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、入射角依存性が小さい良好な赤外線遮断特性を有する赤外線カットフィルタ、該赤外線カットフィルタを用いた撮像装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の赤外線カットフィルタは、透明誘電体基板と、透明誘電体基板の一方の面上に形成された赤外線を反射する赤外線反射層と、透明誘電体基板の他方の面上に形成された赤外線を吸収する赤外線吸収層とを備える。

赤外線吸収層は、赤外線吸収色素を含有する樹脂から形成されてもよい。

赤外線反射層は、誘電体多層膜から形成されてもよい。

赤外線反射層の透過率が５０％になる波長をλ_{ＲＴ５０％}ｎｍとし、赤外線吸収層の透過率が５０％になる波長をλ_{ＡＴ５０％}ｎｍとしたときに、λ_{ＡＴ５０％}＜λ_{ＲＴ５０％}を満たすように赤外線反射層および赤外線吸収層が形成されてもよい。

さらにλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}≦−１０ｎｍを満たすように赤外線反射層および赤外線吸収層が形成されてもよい。

さらに−５０ｎｍ≦λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}を満たすように赤外線反射層および赤外線吸収層が形成されてもよい。

透明誘電体基板は、ガラスから形成されてもよい。赤外線反射層は、紫外線を反射するよう形成されてもよい。赤外線吸収層上に保護層をさらに備えてもよい。保護層は、可視光線の反射を防止する機能を有してもよい。保護層は、紫外線の透過を防止する機能を有してもよい。保護層上に可視光線の反射を防止する反射防止層をさらに備えてもよい。反射防止層は、紫外線の透過を防止する機能を有してもよい。透明誘電体基板と赤外線吸収層との間にプライマ層をさらに備えてもよい。

赤外線反射層は、透明誘電体基板側の面と対向する面が凸面となるように反っていてもよい。

本発明の別の態様は、撮像装置である。この装置は、上記赤外線カットフィルタと、赤外線カットフィルタを透過した光が入射する撮像素子とを備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、入射角依存性が小さい良好な赤外線遮断特性を有する赤外線カットフィルタおよび該赤外線カットフィルタを用いた撮像装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る赤外線カットフィルタの構成を説明するための断面図である。 第１比較例に係る誘電体多層膜からなる赤外線反射層の分光透過率曲線の一例を示す。 第２比較例に係る赤外線吸収層からなる分光透過率曲線の一例を示す。 本実施形態に係る赤外線カットフィルタの分光透過率曲線の一例を示す。 第１〜第３実施例に用いた赤外線吸収層の組成を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝６０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝５０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝４０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝３０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝２０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝１０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−１０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−２０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−３０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−４０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−５０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−６０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝６０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝５０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝４０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝３０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝２０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝１０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−１０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−２０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−３０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−４０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−５０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−６０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝６０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝５０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝４０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝３０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝２０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝１０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−１０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−２０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−３０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−４０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−５０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−６０ｎｍのときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す図である。 図６（ａ）〜（ｍ）に示す分光透過率曲線の主要なパラメータをまとめた表を示す図である。 図７（ａ）〜（ｍ）に示す分光透過率曲線の主要なパラメータをまとめた表を示す図である。 図８（ａ）〜（ｍ）に示す分光透過率曲線の主要なパラメータをまとめた表を示す図である。 第１実施例における赤外線吸収層のカットオフ波長と赤外線反射層のカットオフ波長の差と、分光透過率曲線の過渡領域の急峻度との関係を示す図である。 第１実施例における赤外線吸収層のカットオフ波長と赤外線反射層のカットオフ波長の差と、入射角が０°から３５°に変化したときのカットオフ波長のシフト量との関係を示す図である。 第２実施例における赤外線吸収層のカットオフ波長と赤外線反射層のカットオフ波長の差と、分光透過率曲線の過渡領域の急峻度との関係を示す図である。 第２実施例における赤外線吸収層のカットオフ波長と赤外線反射層のカットオフ波長の差と、入射角が０°から３５°に変化したときのカットオフ波長のシフト量との関係を示す図である。 第３実施例における赤外線吸収層のカットオフ波長と赤外線反射層のカットオフ波長の差と、分光透過率曲線の過渡領域の急峻度との関係を示す図である。 第３実施例における赤外線吸収層のカットオフ波長と赤外線反射層のカットオフ波長の差と、入射角が０°から３５°に変化したときのカットオフ波長のシフト量との関係を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る赤外線カットフィルタを示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る赤外線カットフィルタを示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る赤外線カットフィルタを示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る赤外線カットフィルタを示す図である。 本発明の実施形態に係る赤外線カットフィルタを用いた撮像装置を説明するための図である。 赤外線反射層のカットオフ波長を変化させたときの分光透過率曲線を示す図である。 第１実施例で用いた赤外線吸収層単体の分光透過率曲線を示す。 第２実施例で用いた赤外線吸収層単体の分光透過率曲線を示す。 第３実施例で用いた赤外線吸収層単体の分光透過率曲線を示す。

図１は、本発明の実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０の構成を説明するための断面図である。図１に示すように、赤外線カットフィルタ１０は、透明誘電体基板１２と、赤外線反射層１４と、赤外線吸収層１６とを備える。赤外線反射層１４は、透明誘電体基板１２の一方の面上に形成されている。赤外線吸収層１６は、透明誘電体基板１２の他方の面上に形成されている。

図１に示す赤外線カットフィルタ１０は、例えばデジタルカメラにおいて、撮像レンズと撮像素子との間に設けられる。赤外線カットフィルタ１０は、赤外線反射層１４から光を入射し、赤外線吸収層１６から光を出射するように実装される。すなわち、実装状態において、赤外線反射層１４が撮像レンズに対向し、赤外線吸収層１６が撮像素子に対向する。

透明誘電体基板１２は、例えば厚さ０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の板状体であってよい。透明誘電体基板１２を構成する材料は、可視光線を透過するものであれば特に限定されず、例えばガラスであってよい。ガラスで形成されたガラス基板は安価であることから、コスト面から好ましい。あるいは、透明誘電体基板１２として、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）やＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ＰＣ（Polycarbonate）、ＰＩ（Polyimide）等の合成樹脂フィルムまたは合成樹脂基板を用いることもできる。

赤外線反射層１４は、上述したように透明誘電体基板１２の一方の面上に形成され、光入射面として機能する。赤外線反射層１４は、可視光線を透過するとともに、赤外線を反射するよう構成される。赤外線反射層１４は、屈折率の異なる誘電体を多層に積み上げた誘電体多層膜から形成されてよい。誘電体多層膜は、各層の屈折率および層厚を制御することにより、分光透過率特性等の光学特性を自由に設計することができる。赤外線反射層１４は、例えば、屈折率の異なる酸化チタン（ＴｉＯ_２）層と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）層とを透明誘電体基板１２上に交互に蒸着したものであってよい。誘電体多層膜の材料としては、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２以外にも、ＭｇＦ_２やＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５等の誘電体も使用できる。

赤外線吸収層１６は、上述したように透明誘電体基板１２の他方の面上に形成され、光出射面として機能する。赤外線吸収層１６は、可視光線を透過するとともに、赤外線を吸収するよう構成される。赤外線カットフィルタ１０へ入射した光は、赤外線反射層１４および透明誘電体基板１２を透過した後、赤外線吸収層１６に入射するので、赤外線吸収層１６は、赤外線反射層１４および透明誘電体基板１２で遮断されなかった赤外線を吸収することになる。

赤外線吸収層１６は、赤外線吸収色素を含有する樹脂を透明誘電体基板１２に成膜することにより形成されてよい。赤外線吸収層１６は、樹脂マトリックス中に適切な赤外線吸収色素を添加して溶解または分散させ、乾燥、硬化させることにより形成した固形のフィルムであってよい。赤外線吸収色素としては、アゾ系化合物、ジイモニウム化合物、ジチオール金属錯体系、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物などを使用でき、さらにこれらを組み合わせて使用してもよい。また、樹脂マトリックスとしては、溶解または分散させた赤外線吸収色素を保持し、且つ透明誘電体であることが要求され、ポリエステル、ポリアクリル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリビニルブチラールなどを使用することができる。これらの樹脂マトリックスは安価であるため、コスト面からも好ましい。

次に、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０の作用について説明する。まず比較例に係る赤外線カットフィルタの作用について説明する。

図２は、第１比較例として、ガラス基板上に誘電体多層膜からなる赤外線反射層のみを形成した赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。また図３は、第２比較例としてガラス基板上に、赤外線吸収色素を含有する樹脂マトリックスからなる赤外線吸収層のみを形成した赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。

第１比較例に係る赤外線カットフィルタにおいては、図２に示すように誘電体多層膜の特徴である遮断特性の入射角依存性が見られる。図２において、実線は入射角が０°のときの分光透過率曲線を示し、破線は入射角が２５°のときの分光透過率曲線を示し、一点鎖線は入射角が３５°のときの分光透過率曲線を示す。透過率が５０％となる波長をλ_{ＲＴ５０％}とすると、入射角が０°のときはλ_{ＲＴ５０％}＝約６５５ｎｍであるが、入射角が２５°になるとλ_{ＲＴ５０％}＝約６３７ｎｍであり、入射角が３５°になるとλ_{ＲＴ５０％}＝約６２５ｎｍである。このように、第１比較例に係る赤外線カットフィルタは、入射角が０°から３５°に変化すると、λ_{ＲＴ５０％}は約３０ｎｍも短波長側にシフトしている。

赤外線カットフィルタを撮像素子に適用した場合、通常、撮像素子の中央部には、赤外線カットフィルタへの入射角が小さい（例えば入射角０°などの）光が入射するが、一方、撮像素子の周辺部には、赤外線カットフィルタへの入射角が大きい（例えば入射角２５°や３５°の）光が入射する。従って、図２に示すような赤外線遮断特性を有する赤外線カットフィルタを撮像装置に適用した場合、撮像素子の受光面の位置によって、撮像素子に入射する光の分光透過率曲線特性（特に波長６５０ｎｍ付近の分光特性）が異なることとなる。これは、画像中央部と周辺部とで色味が異なる現象を生じさせ、色再現性に悪影響を及ぼす可能性がある。

また、第２比較例に係る赤外線カットフィルタにおいては、第１比較例に係る赤外線カットフィルタとは異なり、遮断特性の入射角依存性は存在しない。しかしながら、図３に示すように、第２比較例に係る赤外線カットフィルタは、透過率が比較的高い領域から低い領域に変化する過渡領域における分光透過率曲線が緩やかに下降している。一般に、赤外線カットフィルタにおいては、色再現性に影響を及ぼさないよう波長６００ｎｍから７００ｎｍ付近に、前記過渡領域を有し、この領域での透過率が急峻に変化すること（「シャープカット特性」と呼ばれる）が求められる。従って、第２比較例に係る赤外線カットフィルタでは、色味の再現性の制御を良好に実現することは困難である。

これらの比較例における欠点を考慮した上で、本発明者は、透明誘電体基板１２の一方の面に赤外線反射層１４を形成し、他方の面に赤外線吸収層１６を形成することで、遮断特性の入射角依存性が少なく、且つ良好なシャープカット特性を実現できることを見出した。

図４は、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０の分光透過率曲線を示す。図４においても、実線は入射角が０°のときの分光透過率曲線を示し、破線は入射角が２５°のときの分光透過率曲線を示し、一点鎖線は入射角３５°のときの分光透過率曲線を示す。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０の特性は、赤外線反射層１４の光学特性と赤外線吸収層１６の光学特性の組合せによって決まる。ここで赤外線反射層単体において、入射角０°で透過率が５０％となる波長をλ_{ＲＴ５０％}（ｎｍ）とし、赤外線吸収層単体において透過率が５０％となる波長をλ_{ＡＴ５０％}（ｎｍ）とする。図４は、λ_{ＡＴ５０％}＝λ_{ＲＴ５０％}―２０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも２０ｎｍ短い場合の赤外線カットフィルタ１０の分光透過率曲線を示している。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０の入射角０°で透過率が５０％となる波長をλ_Ｔ５０％（ｎｍ）とすると、図４に示すように、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０においては、入射角が０°のときはλ_Ｔ５０％＝約６４６ｎｍであり、入射角が２５°のときはλ_Ｔ５０％＝約６４５ｎｍであり、入射角が３５°のときはλ_Ｔ５０％＝約６３３ｎｍである。このように本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は入射角が０°から３５°に変化しても、λ_Ｔ５０％は約１３ｎｍしか短波長側にシフトしておらず、λ_Ｔ５０％の入射角依存性が、上述の第１比較例のλ_{ＲＴ５０％}の入射角依存性よりも小さい。また図４を見ると、透過率が５０％より高い領域では、入射角が変化しても分光透過率曲線に殆ど差はない。一方、透過率が５０％より低い領域では、入射角が変化すると分光透過率曲線に差が現れる、しかしながら、透過率が５０％より低い領域での分光透過率曲線の差は、色再現性に与える影響が小さいため、特に問題とはならない。

また図４に示すように、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は、波長６００ｎｍから７００ｎｍ付近に過渡領域を有し、この領域内で透過率が急峻に変化しており、良好なシャープカット特性を実現できることがわかる。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０の光学特性は、赤外線反射層１４と赤外線吸収層１６の組合せにより決まる。以下、赤外線反射層１４および赤外線吸収層１６それぞれの好ましい光学特性について説明する。

まず、赤外線反射層１４の好適な光学特性について説明する。赤外線反射層１４は、求められる性能上、少なくとも波長４００ｎｍ〜６００ｎｍの帯域の可視光線を透過するとともに、少なくとも波長７５０ｎｍ超の赤外線を反射するように設計される。透過領域と反射領域との間の過渡領域において、分光透過率が５０％となる波長をカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}と定義する。撮像素子などの分光感度領域にも依存するが、赤外線反射層１４のλ_{ＲＴ５０％}は、赤外線吸収層１６のカットオフ波長λ_{ＡＴ５０％}付近であって、好ましくはλ_{ＡＴ５０％}＜λ_{ＲＴ５０％}であるように設定するのが好ましい。

また、赤外線反射層１４は、可視領域の透過率ができるだけ高くなるよう設計される。画像を構成する上で必要な可視領域の光をできるだけ撮像素子の受光面に到達させるためである。一方、赤外線反射層１４は、赤外線領域の透過率ができるだけ低くなるよう設計される。画像構成に寄与しないまたは有害な帯域の光線をできるだけ遮断するためである。赤外線反射層１４は、例えば、少なくとも波長４００ｎｍ〜６００ｎｍの帯域の可視領域において９０％以上の平均分光透過率を有するとともに、少なくとも波長７５０ｎｍ超の赤外線領域において２％未満の分光透過率を有することが好ましい。

さらに、赤外線反射層１４は、過渡領域において分光透過率が急峻に変化することが好ましい（「シャープカット特性」と呼ばれる）。シャープカット特性が失われて過渡領域が大きくなりすぎると、色味の再現性の制御が困難になるからである。過渡領域における透過率の急峻度をλ_{ＲＳＬＯＰＥ}＝｜λ_{ＲＴ５０％}−λ_ＲＴ２％｜と定義した場合（λ_ＲＴ２％は分光透過率が２％となる波長）、赤外線反射層１４のλ_{ＲＳＬＯＰＥ}はできるだけ小さいことが好ましく、例えばλ_{ＲＳＬＯＰＥ}は７０ｎｍ未満であることが好ましい。

図２に示す分光透過率曲線において入射角０°、２５°、３５°のいずれの場合も、可視領域における平均分光透過率は９０％以上となっており、赤外線領域における平均分光透過率は２％未満となっている。さらに、図２に示す分光透過率曲線において、入射角０°、２５°、３５°のいずれの場合も、λ_{ＲＳＬＯＰＥ}は７０ｎｍ未満となっている。従って、図２に示す分光透過率曲線を有する赤外線吸収層１６は、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０に好適に適用できる。

次に、赤外線吸収層１６の好適な光学特性について説明する。本実施形態において、赤外線吸収層１６に求められる光学特性は、組み合わされる赤外線反射層１４の光学特性に応じて変わる。

また、本実施形態においては、赤外線吸収層１６のカットオフ波長λ_{ＡＴ５０％}が赤外線反射層１４のカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}よりも小さいこと、すなわち、λ_{ＡＴ５０％}＜λ_{ＲＴ５０％}であることが好ましい。赤外線吸収層１６がこの条件を満たすことで、赤外線カットフィルタ１０の赤外線遮断特性の入射角依存性、言い換えると、入射角が０°から３５°に変化したときの赤外線カットフィルタ１０のカットオフ波長λ_Ｔ５０％のシフト量を小さくすることができる。

さらに、本実施形態においては、赤外線吸収層１６の可視領域での平均透過率ができるだけ高いことが好ましい。赤外線吸収層１６の平均透過率が低い場合、撮像素子に到達する光量が少なくなるからである。例えば、赤外線吸収層１６の波長４００ｎｍ〜６００ｎｍにおける平均透過率は、８０％以上であることが好ましい。

本実施形態において、λ_ＲＴ２％より長波長の領域では赤外線吸収層１６の分光透過率は不問である。この領域では、赤外線反射層１４の分光透過率が非常に小さいので、赤外線カットフィルタ１０全体としての透過率を低くすることができるからである。

また、本実施形態において、赤外線吸収層１６の分光透過率曲線は、過渡領域（例えば６００ｎｍ〜λ_ＲＴ２％）において、単調減少することが好ましい。赤外線反射層１４との合成による赤外線カットフィルタ１０のカットオフ波長λ_Ｔ５０％の目安を得やすい事、設定が容易且つ自在に行えるという利点と、色再現性の制御が容易であるという利点が得られるからである。

以下、上記の好適な条件を全て満たす赤外線反射膜と赤外線吸収層を用いた赤外線カットフィルタの実施例を、第１〜第３実施例として示すとともに、赤外線反射層１４のカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}と赤外線吸収層１６のカットオフ波長λ_{ＡＴ５０％}との関係の詳細な検討を行った。

図５は、第１〜第３実施例に用いた赤外線吸収層の組成を示す。第１実施例で用いた赤外線吸収層は、以下のような手順で形成した。まず、溶媒としてＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用い、日本化薬社製ＫＡＹＡＳＯＲＢ ＣＹ−１０（シアニン系化合物）を0.002/0.807=0.25wt%、ハッコールケミカル社製ＮＩＡ−７２００Ｈ（アゾ化合物）を0.001/0.807=0.12wt%、日本化薬社製ＫＡＹＡＳＯＲＢ ＩＲＧ−０２２（ジイモニウム化合物）を0.003/0.807＝0.37wt%を0.055gのＰＶＢ（ポリビニルブチラール）に添加する。調合後１０〜１５分撹拌する。この液をガラス基板の一方の面上に、フローコート法により均一に塗布し２時間放置し十分乾燥させる。当該ガラス板を１４０℃で２０分加熱し、赤外線吸収層を形成した。第２実施例および第３実施例で用いた赤外線吸収層もまた、図５に示す色素を用いて同様の手順で形成した。このように形成された赤外線吸収膜単体の分光透過率曲線を図２１、図２２、図２３に示す。第１〜第３実施例における波長４００ｎｍ〜６００ｎｍの平均透過率はそれぞれ、８０．４％および８０．６％、８０．７％である。さらに波長６００ｎｍより長波長の領域においては、単調減少傾向にある。図２０〜図２３に示すように、赤外線吸収膜の分光透過率曲線は、波長６００ｎｍ以上において、波長７００ｎｍ〜８００ｎｍ（第１実施例：図２０参照）、場合によっては波長７００ｎｍ〜７５０ｎｍ（第２および第３実施例：図２２および図２３参照）に透過率の極小値を有する。

赤外線反射層１４のカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}と赤外線吸収層１６のカットオフ波長λ_{ＡＴ５０％}のより好適な条件について説明する。図６（ａ）〜図６（ｍ）は、第１実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}とλ_{ＲＴ５０％}との差を１０ｎｍずつ変化させたときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図７（ａ）〜図７（ｍ）は、第２実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}とλ_{ＲＴ５０％}との差を１０ｎｍずつ変化させたときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図８（ａ）〜図８（ｍ）は、第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}とλ_{ＲＴ５０％}との差を１０ｎｍずつ変化させたときの赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ａ）〜（ｍ）、図７（ａ）〜（ｍ）、図８（ａ）〜（ｍ）において、実線は入射角が０°のときの分光透過率曲線を示し、破線は入射角が２５°のときの分光透過率曲線を示し、一点鎖線は入射角が３５°のときの分光透過率曲線を示す。なおいずれの実施例の場合においても、図２０のように、赤外線吸収層１６のλ_{ＡＴ５０％}を固定とし、赤外線反射層１４のカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}を変化させることによって、λ_{ＡＴ５０％}とλ_{ＲＴ５０％}との差を設定した。赤外線反射層１４は誘電体多層膜によって形成されているため、その膜厚や層数を調整することによって、過渡領域の変化を容易に実現することができる。図２０では第１実施例に係る赤外線反射層の分光透過率曲線の変化の様子を示したが、第２実施例、第３実施例に係る赤外線反射層についても同様に分光透過率曲線を変化させることができる。

図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝６０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも６０ｎｍ長い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝５０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも５０ｎｍ長い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｃ）、図７（ｃ）、図８（ｃ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝４０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも４０ｎｍ長い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｄ）、図７（ｄ）、図８（ｄ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝３０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも３０ｎｍ長い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｅ）、図７（ｅ）、図８（ｅ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝２０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも２０ｎｍ長い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｆ）、図７（ｆ）、図８（ｆ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝１０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも１０ｎｍ長い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｇ）、図７（ｇ）、図８（ｇ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}とλ_{ＲＴ５０％}が等しい場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｈ）、図７（ｈ）、図８（ｈ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−１０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも１０ｎｍ短い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｉ）、図７（ｉ）、図８（ｉ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−２０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも２０ｎｍ短い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｊ）、図７（ｊ）、図８（ｊ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−３０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも３０ｎｍ短い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｋ）、図７（ｋ）、図８（ｋ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−４０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも４０ｎｍ短い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｌ）、図７（ｌ）、図８（ｌ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−５０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも５０ｎｍ短い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。図６（ｍ）、図７（ｍ）、図８（ｍ）は、それぞれ第１〜第３実施例におけるλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−６０ｎｍ、すなわちλ_{ＡＴ５０％}がλ_{ＲＴ５０％}よりも６０ｎｍ短い場合の赤外線カットフィルタの分光透過率曲線を示す。また、図６（ａ）〜（ｍ）の分光透過率曲線（第１実施例）、図７（ａ）〜（ｍ）に示す分光透過率曲線（第２実施例）、図８（ａ）〜（ｍ）に示す分光透過率曲線（第３実施例）の主要なパラメータを、それぞれ図９、図１０、図１１に示す。

図６（ａ）〜（ｍ）、図７（ａ）〜（ｍ）、図８（ａ）〜（ｍ）に示す分光透過率曲線を評価するにあたり、本発明者は、赤外線カットフィルタにおいて、基本的に求められる特性（以下「基本特性」と呼ぶ）として、以下の（１）および（２）を設定した。
（１）波長４００ｎｍ〜６００ｎｍにおける平均透過率Ｔ_ａｖｅ＞７０％
（２）λ_{ＳＬＯＰＥ}＝｜λ_Ｔ５０％−λ_Ｔ２％｜＜７０ｎｍ（シャープカット特性）

上記（１）に示す平均透過率Ｔ_ａｖｅの基本特性に関しては、図８（ａ）に示すλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝６０ｎｍの場合の分光透過率曲線はこの要求特性を満たしていないが、図６（ａ）〜（ｍ）および図７（ａ）〜（ｍ）、図８（ｂ）〜（ｍ）に示す分光透過率曲線はこの基本特性を満たしている。

図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１４（ａ）は、それぞれ第１〜第３実施例における赤外線吸収層１６のカットオフ波長λ_{ＡＴ５０％}と赤外線反射層１４のカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}の差λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}と、分光透過率曲線の過渡領域の急峻度λ_{ＳＬＯＰＥ}＝｜λ_Ｔ５０％−λ_Ｔ２％｜との関係を示す。上述したように、赤外線カットフィルタにおいては、分光透過率曲線の過渡領域の急峻度（シャープカット特性）はできるだけ小さいことが好ましく、上記の基本特性（２）から７０ｎｍ未満であることが望ましい。従って図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１４（ａ）より、−５０≦λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}であることが望ましい。

さらに、本発明者は、本願の主課題であるところの、赤外線遮断特性の入射角依存性を向上させるための特性として、以下の（３）を設定した。入射角が０°から３５°に変化したときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％のシフト量をΔλ_Ｔ５０％として、
（３）Δλ_Ｔ５０％＜２５ｎｍ

図１２（ｂ）、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）は、それぞれ第１〜第３実施例における赤外線吸収層１６のカットオフ波長λ_{ＡＴ５０％}と赤外線反射層１４のカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}の差λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}と、入射角が０°から３５°に変化したときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％のシフト量Δλ_Ｔ５０％との関係を示す。上記の要求特性（３）からΔλ_Ｔ５０％は２５ｎｍ未満であることが望ましい。従って、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）より、λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}≦−１０ｎｍであることが望ましい。

以上の考察から、赤外線吸収層１６のカットオフ波長λ_{ＡＴ５０％}と赤外線反射層１４のカットオフ波長λ_{ＲＴ５０％}の差は、以下の条件を満たすことが望ましい。
−５０ｎｍ≦λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}≦−１０ｎｍ
上記の要求特性を全て満足することにより、透過率や色味品質などの画質要因のバランスがとれた、良好な画像を取得できる。なお、上記の要求特性は一例であり、例えば撮像素子の特性に適合するように要求仕様を変更することも可能である。

赤外線カットフィルタへの光の入射角が３５°のときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％は、λ_Ｔ５０％−Δλ_Ｔ５０％として計算される。図９〜図１１に示す第１〜第３実施例のパラメータに基づき、上記の条件（−５０ｎｍ≦λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}≦−１０ｎｍ）を満たすときの入射角３５°におけるカットオフ波長λ_Ｔ５０％を計算すると、λ_Ｔ５０％＝６０７ｎｍ〜６４７ｎｍとなる（図１１に示す第３実施例でλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−６０ｎｍのとき、６３０ｎｍ−２３ｎｍ＝６０７ｎｍ、図９に示す第１実施例でλ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}＝−５０ｎｍのとき、６４９−２＝６４７ｎｍ）。従って、良好な画像を取得するために、赤外線カットフィルタへの光の入射角が３５°のときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％は、６０７ｎｍ〜６４７ｎｍであることが望ましい。

以上、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０について説明した。本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０によれば、透明誘電体基板１２の一方の面に赤外線反射層１４を形成し、他方の面に赤外線吸収層１６を形成したことにより、入射角依存性が少ない良好な赤外線遮断特性を有する赤外線カットフィルタを提供できる。

また、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０においては、透明誘電体基板１２として一般的なガラス基板を用いることができる。フツリン酸ガラスのような脆く、研磨などの加工がし難いガラスを使う必要がないので、一般的な研磨、切断等の加工が可能となり、その結果、薄型化など厚みの変更が容易である。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０では、赤外線反射層１４の光学特性と赤外線吸収層１６の光学特性の組合せにより、赤外線カットフィルタ１０全体としての特性が決まる。赤外線反射層１４の光学特性は、誘電体多層膜の層構造を調整することで容易に変更できる。また、赤外線吸収層１６の光学特性は、樹脂マトリックス中に含まれる赤外線吸収色素の種類や濃度の調整や、赤外線吸収層の厚みの調整よりに容易に変更できる。一方、例えば赤外線吸収機能をもたせるためにフツリン酸ガラスを用いた場合、赤外線吸収特性の変更は、炉を使ったフツリン酸ガラスの溶融、フツリン酸ガラスの切断、厚み調整のためのフツリン酸ガラスの研磨などが必要となるため容易ではない。このように、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は、赤外線カットフィルタ１０の光学特性を容易に変更できるという点でも優れている。

図１に示す赤外線カットフィルタ１０において、赤外線反射層１４は、紫外線を反射するよう形成されてもよい。赤外線カットフィルタ１０を誘電体多層膜で形成した場合、層構成を調整することにより、容易に赤外線カットフィルタ１０に紫外線反射機能を組み込むことができる。撮像素子に設けられるカラーフィルタは、紫外線により寿命低下などの悪影響が生じる可能性がある。従って、撮像素子の手前に位置する赤外線反射層１４において紫外線を除去することにより、そのような悪影響が生じる事態を回避できる。また、赤外線反射層１４に紫外線反射機能を組み込んだ場合、樹脂マトリックスで形成された赤外線吸収層１６に到達する前に紫外線を除去できるので、赤外線吸収層１６の劣化を防止することができる。

図１５は、本発明の別の実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０を示す。図１５に示す赤外線カットフィルタ１０において、図１に示す赤外線カットフィルタと同一または対応する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は、赤外線吸収層１６上に保護層１８が形成されている点が、図１に示す赤外線カットフィルタと異なる。図１５に示すように、保護層１８は、赤外線吸収層１６における透明誘電体基板１２側の面と対向する面上に形成されている。本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０においては、保護層１８から光が出射される。

赤外線吸収層１６は、赤外線吸収色素を含んだ層であるため、有機成分を含む。そのため、耐擦傷性や耐湿度などが比較的弱い。従って、本実施形態のように赤外線吸収層１６上に赤外線吸収層１６とは異なる組成を有する保護層１８を設けることにより、赤外線吸収層１６を保護することができる。

保護層１８は、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を主な原料とするゾルゲルハードコーティングであってよい。保護層１８は、例えば（ａ）赤外線吸収層１６上にハードコート剤を塗布する、（ｂ）赤外線吸収層１６上にゾルゲル膜をコーティングする、（ｃ）赤外線吸収層１６上にＳｉＯ_２層などの誘電体膜を蒸着する、などの方法で形成できるが、これらに特に限定されない。

図１５に示す赤外線カットフィルタ１０において、保護層１８は、可視光線の反射を防止するよう形成されてもよい。赤外線吸収層１６より屈折率の低い材料を用いて赤外線吸収層１６を被覆することにより、保護層１８に可視光線の反射防止機能を持たせることができる。その結果、赤外線カットフィルタ１０全体としての可視光線の透過率を向上できる。あるいは、保護層１８として、誘電体多層膜からなる反射防止膜を赤外線吸収層１６上に成膜してもよい。

図１５に示す赤外線カットフィルタ１０において、保護層１８は、紫外線の透過を防止するよう形成されてもよい。この場合、光の出射面側から入射した紫外線が撮像素子に到達するのを阻止できるので、撮像素子に設けられるカラーフィルタの劣化を防止できる。

図１６は、本発明のさらに別の実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０を示す。図１６に示す赤外線カットフィルタ１０において、図１および図１５に示す赤外線カットフィルタと同一または対応する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は、保護層１８上に可視光の反射を防止する反射防止層２０が形成されている点が、図１５に示す赤外線カットフィルタと異なる。図１６に示すように、反射防止層２０は、保護層１８における赤外線吸収層１６側の面と対向する面上に形成されている。本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０においては、反射防止層２０から光が出射される。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０のように、保護層１８上に反射防止層２０を形成した場合も、赤外線カットフィルタ１０全体としての可視光線の透過率を向上できる。

図１６に示す赤外線カットフィルタ１０において、反射防止層２０は、紫外線の透過を防止するよう形成されてもよい。この場合、光の出射面側から入射した紫外線が撮像素子に到達するのを阻止できるので、撮像素子に設けられるカラーフィルタの劣化を防止できる。

図１７は、本発明のさらに別の実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０を示す。図１７に示す赤外線カットフィルタ１０において、図１に示す赤外線カットフィルタと同一または対応する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は、透明誘電体基板１２と赤外線吸収層１６との間にプライマ層２２が形成されている点が、図１に示す赤外線カットフィルタと異なる。透明誘電体基板１２と赤外線吸収層１６との間にプライマ層２２を形成することにより、透明誘電体基板１２と赤外線吸収層１６の密着性を向上でき、赤外線カットフィルタ１０の耐環境性を向上できる。

図１８は、本発明のさらに別の実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０を示す。図１８に示す赤外線カットフィルタ１０において、図１に示す赤外線カットフィルタと同一または対応する構成要素については同一の符号を付すとともに、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は、赤外線反射層１４が反っている点が図１に示す赤外線カットフィルタと異なる。赤外線反射層１４は、透明誘電体基板１２側の面と対向する面が凸面となるように反っている。また本実施形態では、赤外線反射層１４の反りに伴い、透明誘電体基板１２および赤外線吸収層１６も反っている。

上述したように、赤外線カットフィルタ１０を撮像装置に用いる場合、赤外線反射層１４が撮像レンズに対向し、赤外線吸収層１６が撮像素子に対向するように実装される。しかしながら、赤外線カットフィルタ１０は非常に薄く、小さいため、赤外線反射層１４と赤外線吸収層１６とを見分けるのは容易ではない。そこで、本実施形態のように、赤外線反射層１４を反らせることにより、目視でどちらの面が赤外線反射層１４であるかを判別できる。誘電体多層膜を透明誘電体基板１２上に蒸着する際に膜面の応力を制御することにより、光学特性に影響を与えない範囲で赤外線反射層１４の反り具合を調整できる。

図１９は、本発明の実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０を用いた撮像装置１００を説明するための図である。図１９に示すように、撮像装置１００は、撮像レンズ１０２と、赤外線カットフィルタ１０と、撮像素子１０４とを備える。撮像素子１０４は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの半導体固体撮像素子であってよい。図１９に示すように、赤外線カットフィルタ１０は、撮像レンズ１０２と撮像素子１０４の間に、赤外線反射層１４が撮像レンズ１０２に対向し、赤外線吸収層１６が撮像素子１０４に対向するように設けられる。

図１９に示すように、被写体からの光は、撮像レンズ１０２により集光され、赤外線カットフィルタ１０により赤外線を除去された後、撮像素子１０４に入射する。図１９に示すように、赤外線カットフィルタ１０には撮像レンズ１０２から様々な入射角で光が入射するが、本実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０を用いることにより入射角によらず赤外線を好適に遮断できるため、色再現性の高い良好な画像を撮像できる。

上記説明においては、赤外線カットフィルタ１０を撮像装置に適用した実施形態について説明したが、上述の実施形態に係る赤外線カットフィルタ１０は、他の用途にも適用できる。例えば、赤外線カットフィルタ１０は、例えば自動車のウインドシールドガラスやサイドウインドウ、建築用ガラスなどの熱線遮断フィルムとして用いることができる。また、赤外線カットフィルタ１０は、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用の近赤外線カットフィルタとしても用いることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 赤外線カットフィルタ、 １２ 透明誘電体基板、 １４ 赤外線反射層、 １６ 赤外線吸収層、 １８ 保護層、 ２０ 反射防止層、 ２２ プライマ層、 １００ 撮像装置、 １０２ 撮像レンズ、 １０４ 撮像素子。

Claims (19)

1. 透明誘電体基板と、
   前記透明誘電体基板の一方の面上に形成された赤外線を反射する赤外線反射層と、
   前記透明誘電体基板の他方の面上に形成された赤外線を吸収する赤外線吸収層と、
   を備える赤外線カットフィルタであって、
   前記赤外線反射層は、誘電体多層膜から形成され、
   前記赤外線吸収層は、赤外線吸収色素を含有する樹脂から形成され、
   赤外線カットフィルタへの光の入射角が０°から３５°に変化したときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％のシフト量をΔλ_Ｔ５０％として、Δλ_Ｔ５０％＜２５ｎｍであり、
   赤外線カットフィルタへの光の入射角が３５°のときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％が６０７ｎｍ〜６４７ｎｍであることを特徴とする赤外線カットフィルタ。
2. 前記赤外線反射層の透過率が５０％になる波長をλ_{ＲＴ５０％}ｎｍとし、前記赤外線吸収層の透過率が５０％になる波長をλ_{ＡＴ５０％}ｎｍとしたときに、赤外線カットフィルタへの光の入射角が０°において、λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}≦−１０ｎｍを満たすように前記赤外線反射層および前記赤外線吸収層が形成されることを特徴とする請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。
3. さらに、赤外線カットフィルタへの光の入射角が０°において、−５０ｎｍ≦λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}を満たすように前記赤外線反射層および前記赤外線吸収層が形成されることを特徴とする請求項２に記載の赤外線カットフィルタ。
4. 前記赤外線吸収層の分光透過率曲線は、波長７００ｎｍ〜７５０ｎｍに透過率の極小値を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
5. 前記透明誘電体基板は、ガラスから形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
6. 前記赤外線反射層は、紫外線を反射するよう形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
7. 前記赤外線吸収層上に保護層をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
8. 前記保護層は、可視光線の反射を防止する機能を有することを特徴とする請求項７に記載の赤外線カットフィルタ。
9. 前記保護層は、紫外線の透過を防止する機能を有することを特徴とする請求項７または８に記載の赤外線カットフィルタ。
10. 前記保護層上に可視光線の反射を防止する反射防止層をさらに備えることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
11. 前記反射防止層は、紫外線の透過を防止する機能を有することを特徴とする請求項１０に記載の赤外線カットフィルタ。
12. 前記透明誘電体基板と前記赤外線吸収層との間にプライマ層をさらに備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
13. 前記赤外線反射層は、前記透明誘電体基板側の面と対向する面が凸面となるように反っていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
14. 前記赤外線吸収色素を含有する樹脂は、ＰＶＢであることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
15. 前記透明誘電体基板の厚みは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の赤外線カットフィルタ。
16. 請求項１から１５のいずれかに記載の赤外線カットフィルタと、
    前記赤外線カットフィルタを透過した光が入射する撮像素子と、
    を備えることを特徴とする撮像装置。
17. 透明誘電体基板を準備するステップと、
    前記透明誘電体基板の一方の面上に赤外線反射層を形成するステップと、
    前記透明誘電体基板の他方の面上に赤外線吸収層を形成するステップと、
    を備える赤外線カットフィルタの製造方法であって、
    前記赤外線反射層は、誘電体多層膜から形成され、
    前記赤外線吸収層は、赤外線吸収色素を含有する樹脂から形成され、
    赤外線カットフィルタへの光の入射角が０°から３５°に変化したときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％のシフト量をΔλ_Ｔ５０％として、Δλ_Ｔ５０％＜２５ｎｍであり、
    赤外線カットフィルタへの光の入射角が３５°のときのカットオフ波長λ_Ｔ５０％が６０７ｎｍ〜６４７ｎｍであり、
    前記赤外線反射層の透過率が５０％になる波長をλ_{ＲＴ５０％}ｎｍとし、前記赤外線吸収層の透過率が５０％になる波長をλ_{ＡＴ５０％}ｎｍとしたときに、赤外線カットフィルタへの光の入射角が０°において、λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}≦−１０ｎｍを満たすように前記赤外線反射層および前記赤外線吸収層が形成されることを特徴とする赤外線カットフィルタの製造方法。
18. さらに、赤外線カットフィルタへの光の入射角が０°において、−５０ｎｍ≦λ_{ＡＴ５０％}−λ_{ＲＴ５０％}を満たすように前記赤外線反射層および前記赤外線吸収層が形成されることを特徴とする請求項１７に記載の赤外線カットフィルタの製造方法。
19. 請求項１４に記載の赤外線カットフィルタの製造方法であって、
    透明誘電体基板を準備するステップと、
    前記透明誘電体基板の一方の面上に赤外線反射層を形成するステップと、
    シアニン系化合物、ジインモニウム系化合物、フタロシアニン系化合物およびアゾ系化合物から選択される赤外線吸収色素をＰＶＢに添加して、赤外線吸収色素を含む液体状のＰＶＢ樹脂を調合するステップと、
    前記液体状のＰＶＢ樹脂を、フローコート装置によって前記透明誘電体基板の他方の面上に塗布し、乾燥させるステップと、
    を含むことを特徴とする赤外線カットフィルタの製造方法。

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