JP2019144578A - 光学フィルタ及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】不要な光線を遮蔽でき、かつ、光の入射角度がより大きい場合においても撮像装置によって生成される画像に色むらが発生することを防止するのに有利な特性を有する光学フィルタを提供する。
【解決手段】光学フィルタ１ａは、光吸収層１０が、近赤外線領域の一部の光を吸収し、０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を入射させたときに、分光透過率に関する下記の所定の条件を満たす。ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値をΔＴS x/y W-Vと表すとき、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】光学フィルタ１ａは、光吸収層１０が、近赤外線領域の一部の光を吸収し、０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を入射させたときに、分光透過率に関する下記の所定の条件を満たす。ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値をΔＴS x/y W-Vと表すとき、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％。
【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、光学フィルタ及び撮像装置に関する。
従来、近赤外線カットフィルタ等の光学フィルタを備えた撮像装置が知られている。例えば、特許文献１には、ガラス基板の少なくとも片面に近赤外線吸収剤を含有する樹脂層を有する積層板を含む近赤外線カットフィルタが記載されている。例えば、この近赤外線カットフィルタは、積層板の少なくとも片面に誘電体多層膜を有する。この近赤外線カットフィルタにおいて、波長の値（Ｙａ）と、波長の値（Ｙｂ）との差の絶対値｜Ｙａ−Ｙｂ｜が１５ｎｍ未満である。波長の値（Ｙａ）は、波長５６０〜８００ｎｍの範囲において、近赤外線カットフィルタの垂直方向から測定した場合の透過率が５０％となる波長の値である。波長の値（Ｙｂ）は、波長５６０〜８００ｎｍの範囲において、近赤外線カットフィルタの垂直方向に対して３０°の角度から測定した場合の透過率が５０％となる波長の値である。このように、特許文献１によれば、近赤外線カットフィルタにおける透過特性の光の入射角度依存性が小さく調節されている。
特許文献２には、近赤外線吸収ガラス基材と、近赤外線吸収層と、誘電体多層膜とを備えた、近赤外線カットフィルタが記載されている。近赤外線吸収層は、近赤外線吸収色素及び透明樹脂を含有している。特許文献２には、この近赤外線カットフィルタと、固体撮像素子とを備えた固体撮像装置が記載されている。特許文献２によれば、近赤外線吸収ガラス基材と、近赤外線吸収層とを積層することにより、誘電体多層膜が本来的に有する、光の入射角度によって遮蔽波長がシフトする入射角度依存性の影響をほぼ排除できる。例えば、特許文献２において、近赤外線カットフィルタにおける入射角０°のときの透過率（Ｔ0）及び入射角３０°のときの透過率（Ｔ30）が測定されている。
特許文献３及び４には、透明誘電体基板と、赤外線反射層と、赤外線吸収層とを備えた赤外線カットフィルタが記載されている。赤外線反射層は、誘電体多層膜で形成されている。赤外線吸収層は、赤外線吸収色素を含有している。特許文献３及び４には、この赤外線カットフィルタを備えた撮像装置が記載されている。特許文献３及び４には、光の入射角度が０°、２５°、及び３５°である場合の赤外線カットフィルタの透過率スペクトルが記載されている。
上記の特許文献では、光学フィルタへの光の入射角度が３５°より大きい（例えば４０°以上）場合の光学フィルタの特性について具体的に検討されていない。そこで、本発明は、不要な光線を遮蔽でき、かつ、光の入射角度がより大きい場合においても撮像装置によって生成される画像に色むらが発生することを防止するのに有利な特性を有する光学フィルタを提供する。また、本発明は、この光学フィルタを備えた撮像装置を提供する。
本発明は、
光学フィルタであって、
近赤外線領域の少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有している光吸収層を備え、
０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を当該光学フィルタに入射させたときに、下記（１）〜（９）の条件を満たし、
（１）波長３８０ｎｍにおける分光透過率が２０％以下である。
（２）波長４５０ｎｍにおける分光透過率が７５％以上である。
（３）波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が８０％以上である。
（４）波長７００ｎｍにおける分光透過率が５％以下である。
（５）波長７１５ｎｍにおける分光透過率が３％以下である。
（６）波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が１％以下である。
（７）波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１％以下である。
（８）波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が２％以下である。
（９）波長４００〜７００ｎｍの範囲において７５％以上の分光透過率を示す波長帯の波長帯幅が１７０ｎｍ以上である。
ｘ°及びｙ°の入射角度（ここで、０≦ｘ≦３０、３０≦ｙ≦６５、及びｘ＜ｙ）で波長３００〜１２００ｎｍの光を当該光学フィルタに入射させたときに、同一の波長に対する、ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値をΔＴS x/y W-Vと表すとき、
ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件を満たし、
前記正規化分光透過率は、前記入射角度のそれぞれにおいて分光透過率の波長４００〜６５０ｎｍの範囲の最大値が１００％になるように前記入射角度のそれぞれにおける前記分光透過率を正規化して定められる、
光学フィルタを提供する。
光学フィルタであって、
近赤外線領域の少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有している光吸収層を備え、
０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を当該光学フィルタに入射させたときに、下記（１）〜（９）の条件を満たし、
（１）波長３８０ｎｍにおける分光透過率が２０％以下である。
（２）波長４５０ｎｍにおける分光透過率が７５％以上である。
（３）波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が８０％以上である。
（４）波長７００ｎｍにおける分光透過率が５％以下である。
（５）波長７１５ｎｍにおける分光透過率が３％以下である。
（６）波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が１％以下である。
（７）波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１％以下である。
（８）波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が２％以下である。
（９）波長４００〜７００ｎｍの範囲において７５％以上の分光透過率を示す波長帯の波長帯幅が１７０ｎｍ以上である。
ｘ°及びｙ°の入射角度（ここで、０≦ｘ≦３０、３０≦ｙ≦６５、及びｘ＜ｙ）で波長３００〜１２００ｎｍの光を当該光学フィルタに入射させたときに、同一の波長に対する、ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値をΔＴS x/y W-Vと表すとき、
ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件を満たし、
前記正規化分光透過率は、前記入射角度のそれぞれにおいて分光透過率の波長４００〜６５０ｎｍの範囲の最大値が１００％になるように前記入射角度のそれぞれにおける前記分光透過率を正規化して定められる、
光学フィルタを提供する。
また、本発明は、
レンズ系と、
前記レンズ系を通過した光を受光する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に配置された、上記の光学フィルタと、を備えた、
撮像装置を提供する。
レンズ系と、
前記レンズ系を通過した光を受光する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に配置された、上記の光学フィルタと、を備えた、
撮像装置を提供する。
上記の光学フィルタは、不要な光線を遮蔽でき、かつ、光の入射角度がより大きい場合においても撮像装置によって生成される画像に色むらが発生することを防止するのに有利な特性を有する。また、上記の撮像装置において、生成される画像に色むらが発生しにくい。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。
本発明者らは、光学フィルタに関する以下の検討によって得られた新たな知見に基づいて本発明に係る光学フィルタを案出した。
スマートフォン等の携帯情報端末に搭載されているカメラモジュール又は撮像装置には、可視光線以外の不要な光線を遮蔽する光学フィルタが配置されている。不要な光線を遮蔽するために光吸収層を備えた光学フィルタの使用が検討されている。特許文献１〜４に記載の光学フィルタのように、光吸収層を備えた光学フィルタは、多くの場合、誘電体多層膜によって構成された光反射層をさらに備えている。
誘電体多層膜によって構成された光反射層において、各層の表面及び裏面で反射する光線の干渉によって透過する光線の波長帯及び反射する光線の波長帯が決まっている。光学フィルタには様々な入射角度から光線が入射しうるが、光の入射角度が大きくなると、光反射層の各層における光路長が変わる。その結果、透過する光線の波長帯及び反射する光線の波長帯が短波長側にシフトする現象がみられる。そこで、誘電体多層膜である光反射層によって所定の波長帯の光を反射させる場合には、光の入射角度によって光学フィルタの透過率の特性が大きく変動しないように、遮蔽すべき光線の波長帯と透過させるべき光線の波長帯との境界を光の吸収によって定めることが考えられる。
特許文献１及び２では、光の入射角度が０°及び３０°である場合の近赤外線カットフィルタにおける光の透過特性が評価されている。また、特許文献３及び４では、光の入射角度が０°、２５°、及び３５°である場合の赤外線カットフィルタの透過率スペクトルが評価されている。近年では、スマートフォン等の携帯情報端末に搭載されているカメラモジュール又は撮像装置において、より大きな画角及び一層の低背化を実現することが求められている。このため、光学フィルタにおいて、光の入射角度がより大きい場合（例えば、４０°以上）でも、光学フィルタにおける光の透過特性の変化が小さいことが望ましい。
このような観点から、例えば、誘電体多層膜による透過する光線の波長帯と反射される光線の波長帯との境界が、光吸収層による透過する光線の波長帯と吸収される光線の波長帯との境界よりも十分に長波長側に位置するように光学フィルタを設計することが考えられる。この場合、光の入射角度が大きくなっても、光学フィルタにおいて透過する光線の波長帯と遮蔽される光線の波長帯との境界が短波長側にシフトすることを抑制できる。しかし、光の入射角度がさらに大きくなると光反射層の各層における光路長の変化量が大きくなり、光の入射角度によっては、透過させるべき光線の波長帯において局所的に光の反射率が増加して透過率が減少するリップルと呼ばれる不具合が生じることがある。特に、光の入射角度が０°〜３５°の範囲ではリップルが生じないように設計された光学フィルタであっても、光の入射角度が４０°以上になるとリップルが発生する可能性がある。リップルが発生すると、撮像装置の特定の波長に対する感度が他の波長に対する感度よりも低下し、得られた画像に色むらが生じる可能性がある。
このような事情を踏まえて、本発明者らは、不要な光線を遮蔽でき、かつ、光の入射角度がより大きい場合においても撮像装置によって生成される画像に色むらが発生することを防止するのに有利な光学フィルタを開発すべく、試行錯誤を重ねた。その結果、本発明者らは、誘電体多層膜によって構成された光反射層と組み合わせることなく、所定の光吸収層によって光学フィルタに所望の特性を付与できることを新たに見出し、本発明に係る光学フィルタを案出した。
本明細書において、「分光透過率」とは、特定の波長の入射光が試料等の物体に入射するときの透過率であり、「平均透過率」とは、所定の波長範囲内の分光透過率の平均値である。また、本明細書において、「透過率スペクトル」とは所定の波長範囲内の各波長における分光透過率を波長の順に並べたものである。
図１Ａに示す通り、光学フィルタ１ａは、光吸収層１０を備えている。光吸収層１０は、光吸収剤を含有しており、光吸収剤は、近赤外線領域の少なくとも一部の光を吸収する。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を光学フィルタ１ａに入射させたときに、下記（１）〜（９）の条件が満たされる。
（１）波長３８０ｎｍにおける分光透過率が２０％以下である。
（２）波長４５０ｎｍにおける分光透過率が７５％以上である。
（３）波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が８０％以上である。
（４）波長７００ｎｍにおける分光透過率が５％以下である。
（５）波長７１５ｎｍにおける分光透過率が３％以下である。
（６）波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が１％以下である。
（７）波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１％以下である。
（８）波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が２％以下である。
（９）波長４００〜７００ｎｍの範囲において７５％以上の分光透過率を示す波長帯の波長帯幅が１７０ｎｍ以上である。
（１）波長３８０ｎｍにおける分光透過率が２０％以下である。
（２）波長４５０ｎｍにおける分光透過率が７５％以上である。
（３）波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が８０％以上である。
（４）波長７００ｎｍにおける分光透過率が５％以下である。
（５）波長７１５ｎｍにおける分光透過率が３％以下である。
（６）波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が１％以下である。
（７）波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１％以下である。
（８）波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が２％以下である。
（９）波長４００〜７００ｎｍの範囲において７５％以上の分光透過率を示す波長帯の波長帯幅が１７０ｎｍ以上である。
上記（９）の条件に関し、波長４００〜７００ｎｍの範囲において７５％以上の分光透過率を示す複数の離散した波長帯が存在する場合、その複数の波長帯の波長帯幅の和を「波長帯幅」と定める。
ｘ°及びｙ°の入射角度（ここで、０≦ｘ≦３０、３０≦ｙ≦６５、及びｘ＜ｙ）で波長３００〜１２００ｎｍの光を光学フィルタ１ａに入射させたときに、同一の波長に対する、ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値をΔＴS x/y W-Vと表す。この場合、光学フィルタ１ａは、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件を満たす。
なお、上記の正規化分光透過率は、上記の入射角度のそれぞれにおいて分光透過率の波長４００〜６５０ｎｍの範囲の最大値が１００％になるように上記の入射角度のそれぞれにおける分光透過率を正規化して定められる。典型的には、０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度において、波長３００〜１２００ｎｍの光を光学フィルタ１ａに入射させ、波長３００〜１２００ｎｍの範囲で１ｎｍ毎に分光透過率を測定する。このようにして測定された各入射角度の分光透過率において、各波長における分光透過率を波長４００〜６５０ｎｍの範囲の分光透過率の最大値で除した値を百分率で表して正規化分光透過率が定まる。
光学フィルタ１ａは、上記の特性を有するので、誘電体多層膜によって構成された光反射層を有しなくても、近赤外線領域の光線等の不要な光線を適切に遮蔽できる。また、紫外線領域の光線も適切に遮蔽しうる。光学フィルタ１ａは、誘電体多層膜によって構成された光反射層を備えないので、光の入射角度が大きくても透過すべき光線の波長帯にリップルが発生せず、光学フィルタ１ａを備えた撮像装置において生成される画像に色むらが発生しにくい。加えて、光学フィルタ１ａにおいて、透過する光線の波長帯と遮蔽される光線の波長帯との境界が光の入射角度の増加に伴い短波長側にシフトすることが防止される。光学フィルタ１ａは、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件を満たすので、波長３８０〜５３０ｎｍの範囲、波長４５０〜６５０ｎｍの範囲、及び波長５３０〜７５０ｎｍの範囲において、０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と４０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。
例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子の画素毎にＲ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）のカラーフィルタ（以下、「ＲＧＢカラーフィルタ」という）が配置されている場合に光学フィルタ１ａを用いることが考えられる。この場合、光学フィルタ１ａによって撮像素子の各画素からの出力が適切に調整され、撮像素子の各画素に対応した分光感度特性が視感度と良好に整合しやすい。
不要な光線を遮蔽する光学フィルタは、通常、撮像素子の近くにおいてその主面が撮像素子の受光面と平行になるように配置される。この場合、光学フィルタに入射してさらに撮像素子に入射する光の光学フィルタにおける入射角度は撮像素子における入射角度と実質的に等しい。撮像素子の中央付近に入射する主光線の入射角度は０°に近く、撮像素子の周辺部に入射する主光線の入射角度は大きい。このため、撮像装置において光の入射角度によって分光感度曲線の形状が変化すると、撮影された画像を表示又は印刷した場合に画像における色合いが画像の中央部と周辺部とで異なる。これにより、画像において同一の色であるべき被写体の色が、画像の中央部から周辺部に向かって変化し、色むらとして認識されやすい。加えて、５°〜１０°程度の狭い入射角度の範囲において分光感度曲線の形状が変化すると、画像の狭い範囲において色味が変化することになり、特に色むらとして認識されやすい。光学フィルタにおいて入射角度による正規化分光透過率曲線の形状変化を小さく抑えることができれば、入射角度による分光感度曲線の形状変化を抑制でき、撮像装置において生成される画像に色むらが発生することを防止できる。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 0/40 650-1200≦１％の条件をさらに満たす。この場合、波長６５０〜１２００ｎｍの範囲においても、０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と４０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 0/40 380-1200≦１．５％の条件をさらに満たす。この場合、波長３８０〜１２００ｎｍの範囲にわたって、０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と４０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。
波長３８０〜５３０ｎｍの範囲は、撮像素子に組み込まれている又は撮像素子の近傍に配置されているＲＧＢのカラーフィルタのうち、Ｂ（青）フィルタに対応した画素の感度特性を特定するための波長の範囲に対応している。波長４５０〜６５０ｎｍの範囲は、撮像素子に組み込まれている又は撮像素子の近傍に配置されているＲＧＢのカラーフィルタのうち、Ｇ（緑）フィルタに対応した画素の感度特性を特定するための波長の範囲に対応している。波長５３０〜７５０ｎｍの範囲は、撮像素子に組み込まれている又は撮像素子の近傍に配置されているＲＧＢのカラーフィルタのうち、Ｒ（赤）フィルタに対応した画素の感度特性を特定するための波長の範囲に対応している。波長６５０〜１２００ｎｍの範囲は、遮蔽すべき近赤外線の波長の範囲に対応している。波長３８０〜１２００ｎｍの範囲は、上記の波長の範囲を包含しており、カメラモジュール又は撮像装置が光学フィルタを通して取り込む光の明るさを特定するための波長の範囲に対応している。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 0/50 380-530≦４％、ΔＴS 0/50 450-650≦４％、ΔＴS 0/50 530-750≦４％、ΔＴS 0/50 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 0/50 380-1200≦２％の条件をさらに満たす。この場合、０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と５０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。これにより、撮像装置において、光学フィルタ１ａに５０°の入射角度で光が入射する場合でも、撮像装置において生成される画像に色むらが発生することを防止しやすい。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 0/60 380-530≦４．５％、ΔＴS 0/60 450-650≦４．５％、ΔＴS 0/60 530-750≦４．５％、ΔＴS 0/60 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 0/60 380-1200≦２．５％の条件をさらに満たす。この場合、０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と６０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。これにより、撮像装置において、光学フィルタ１ａに６０°の入射角度で光が入射する場合でも、撮像装置において生成される画像に色むらが発生することを防止しやすい。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 0/65 380-530≦５％、ΔＴS 0/65 450-650≦５％、ΔＴS 0/65 530-750≦５％、ΔＴS 0/65 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 0/65 380-1200≦３％の条件をさらに満たす。この場合、０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と６５°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。これにより、撮像装置において、光学フィルタ１ａに６５°の入射角度で光が入射する場合でも、撮像装置において生成される画像に色むらが発生することを防止しやすい。例えば、画角の大きい広角レンズを用いた撮像が可能な撮像装置が光学フィルタ１ａを備えていれば、このような広角レンズを用いて撮影した画像に色むらが発生することを防止しやすい。
撮像装置において広角レンズを使用する場合、レンズの設計によっては撮像素子の受光面に入射する光線の入射角度を小さく抑えることは可能である。一方、撮像装置において、レンズより前方に位置するカバーガラスに入射する光線には、必然的に大きな入射角度で入射する光も含まれる。光学フィルタ１ａにおいて上記の条件が満たされるのであれば、撮像装置において光学フィルタ１ａをカバーガラスとして用いても、撮像装置において生成される画像に色むらが発生しにくい。加えて、光学フィルタ１ａがカバーガラスとしても機能すれば、撮像装置の部品点数を削減でき撮像装置を低背化しやすい。また、レンズ設計の自由度も大きくなる。さらに、カバーガラスとは別に配置される従来の光学フィルタの主面における反射によって生じていたフレア又はゴーストを防止することもできる。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 30/40 380-530≦３％、ΔＴS 30/40 450-650≦３％、ΔＴS 30/40 530-750≦３％、ΔＴS 30/40 650-1200≦１％、及びΔＴS 30/40 380-1200≦１．５％の条件をさらに満たす。この場合、３０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と４０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 30/50 380-530≦３％、ΔＴS 30/50 450-650≦３％、ΔＴS 30/50 530-750≦３％、ΔＴS 30/50 650-1200≦１％、及びΔＴS 30/50 380-1200≦１．５％の条件をさらに満たす。この場合、３０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と５０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 30/60 380-530≦４％、ΔＴS 30/60 450-650≦４％、ΔＴS 30/60 530-750≦４％、ΔＴS 30/60 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 30/60 380-1200≦２％の条件をさらに満たす。この場合、３０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と６０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。
光学フィルタ１ａは、望ましくは、ΔＴS 30/65 380-530≦４．５％、ΔＴS 30/65 450-650≦４．５％、ΔＴS 30/65 530-750≦４．５％、ΔＴS 30/65 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 30/65 380-1200≦２．５％の条件をさらに満たす。この場合、３０°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状と６５°の入射角度における正規化分光透過率曲線の形状とのずれが小さい。
光の入射角度ｘ°が０°であるときに、光学フィルタ１ａにおけるΔＴS 0/y W-Vの値は、望ましくは表１に示す条件を満たす。
光の入射角度ｘ°が３０°であるときに、光学フィルタ１ａにおけるΔＴS 30/y W-Vの値は、望ましくは表２に示す条件を満たす。
光吸収層１０に含有されている光吸収剤は、近赤外線領域の少なくとも一部の光を吸収し、光学フィルタ１ａにおいて上記の（１）〜（９）の条件と、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件とが満たされる限り特に制限されない。光吸収剤は、例えば、ホスホン酸と銅イオンとによって形成されている。この場合、光吸収層１０によって、近赤外線領域及び近赤外線領域に隣接する可視領域の広い波長帯において光を吸収できる。このため、光学フィルタ１ａが光反射層を備えていなくても所望の特性を発揮できる。
光吸収層１０がホスホン酸と銅イオンとによって形成された光吸収剤を含む場合、そのホスホン酸は、例えば、アリール基を有する第一ホスホン酸を含む。第一ホスホン酸においてアリール基はリン原子に結合している。これにより、光学フィルタ１ａにおいて上記の条件が満たされやすい。
第一ホスホン酸が有するアリール基は、例えば、フェニル基、ベンジル基、トルイル基、ニトロフェニル基、ヒドロキシフェニル基、フェニル基における少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子に置換されているハロゲン化フェニル基、又はベンジル基のベンゼン環における少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子に置換されているハロゲン化ベンジル基である。
光吸収層１０がホスホン酸と銅イオンとによって形成された光吸収剤を含む場合、そのホスホン酸は、望ましくは、さらに、アルキル基を有する第二ホスホン酸を含む。第二ホスホン酸において、アルキル基はリン原子に結合している。
第二ホスホン酸が有するアルキル基は、例えば、６個以下の炭素原子を有するアルキル基である。このアルキル基は、直鎖及び分岐鎖のいずれを有していてもよい。
光吸収層１０がホスホン酸と銅イオンとによって形成された光吸収剤を含む場合、光吸収層１０は、例えば、光吸収剤を分散させるリン酸エステルと、マトリクス樹脂とをさらに含む。光吸収層１０は、必要に応じて、アルコキシシランモノマーの加水分解縮重合物をさらに含む。
光吸収層１０に含有されているリン酸エステルは、光吸収剤を適切に分散できる限り特に制限されないが、例えば、下記式（ｃ１）で表されるリン酸ジエステル及び下記式（ｃ２）で表されるリン酸モノエステルの少なくとも一方を含む。下記式（ｃ１）及び下記式（ｃ２）において、Ｒ21、Ｒ22、及びＲ3は、それぞれ、−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＲ4で表される１価の官能基であり、ｎは、１〜２５の整数であり、Ｒ4は、炭素数６〜２５のアルキル基を示す。Ｒ21、Ｒ22、及びＲ3は、互いに同一又は異なる種類の官能基である。
リン酸エステルは、特に制限されないが、例えば、プライサーフＡ２０８Ｎ：ポリオキシエチレンアルキル（Ｃ１２、Ｃ１３）エーテルリン酸エステル、プライサーフＡ２０８Ｆ：ポリオキシエチレンアルキル（Ｃ８）エーテルリン酸エステル、プライサーフＡ２０８Ｂ：ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル、プライサーフＡ２１９Ｂ：ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル、プライサーフＡＬ：ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル、プライサーフＡ２１２Ｃ：ポリオキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステル、又はプライサーフＡ２１５Ｃ：ポリオキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステルであり得る。これらはいずれも第一工業製薬社製の製品である。また、リン酸エステルは、ＮＩＫＫＯＬ ＤＤＰ−２：ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ＮＩＫＫＯＬ ＤＤＰ−４：ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、又はＮＩＫＫＯＬ ＤＤＰ−６：ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルであり得る。これらは、いずれも日光ケミカルズ社製の製品である。
光吸収層１０に含まれるマトリクス樹脂は、例えば、光吸収剤を分散させることができ、熱硬化又は紫外線硬化が可能な樹脂である。さらに、マトリクス樹脂として、その樹脂によって０．１ｍｍの樹脂層を形成した場合に、その樹脂層の波長３５０〜９００ｎｍの光に対する透過率が例えば８０％以上であり、好ましくは８５％以上であり、より好ましくは９０％以上である樹脂を用いることができるが、光学フィルタ１ａにおいて上記（１）〜（９）の条件と、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件が満たされる限り、マトリクス樹脂は特定の樹脂に制限されない。光吸収層１０におけるホスホン酸の含有量は、例えば、マトリクス樹脂１００質量部に対して３〜１８０質量部である。
光吸収層１０に含まれるマトリクス樹脂は、例えば（ポリ）オレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、（変性）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、又はシリコーン樹脂である。マトリクス樹脂は、フェニル基等のアリール基を含んでいてもよく、望ましくはフェニル基等のアリール基を含んでいるシリコーン樹脂である。光吸収層１０が硬いと、その光吸収層１０の厚みが増すにつれて、光学フィルタ１ａの製造工程中に硬化収縮によりクラックが生じやすい。マトリクス樹脂がアリール基を含むシリコーン樹脂であると光吸収層１０が良好な耐クラック性を有しやすい。また、アリール基を含むシリコーン樹脂を用いると、上記のホスホン酸と銅イオンとによって形成された光吸収剤を含有する場合に光吸収剤が凝集しにくい。さらに、光吸収層１０のマトリクス樹脂がアリール基を含むシリコーン樹脂である場合に、光吸収層１０に含まれるリン酸エステルが式（ｃ１）又は式（ｃ２）で表されるリン酸エステルのようにオキシアルキル基等の柔軟性を有する直鎖有機官能基を有することが望ましい。なぜなら、上記のホスホン酸と、アリール基を含むシリコーン樹脂と、オキシアルキル基等の直鎖有機官能基を有するリン酸エステルとの組合せに基づく相互作用により、光吸収剤が凝集しにくく、かつ、光吸収層に良好な剛性及び良好な柔軟性をもたらすことができるからである。マトリクス樹脂として使用されるシリコーン樹脂の具体例としては、ＫＲ−２５５、ＫＲ−３００、ＫＲ−２６２１−１、ＫＲ−２１１、ＫＲ−３１１、ＫＲ−２１６、ＫＲ−２１２、ＫＲ−２５１、及びＫＲ−５２３０を挙げることができる。これらはいずれも信越化学工業社製のシリコーン樹脂である。
光学フィルタ１ａに含まれうるアルコキシシランモノマーの加水分解縮重合物は、例えば、以下のアルコキシシランモノマーの加水分解縮重合物である。そのアルコキシシランモノマーは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、又は３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランである。
図１Ａに示す通り、光学フィルタ１ａは、例えば透明誘電体基板２０をさらに備えている。透明誘電体基板２０の一方の主面は光吸収層１０に覆われている。透明誘電体基板２０の特性は、光学フィルタ１ａにおいて、上記の(１)〜（９）の条件と、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件が満たされる限り、特に制限されない。透明誘電体基板２０は、例えば、４５０〜６００ｎｍにおいて高い平均透過率（例えば、８０％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上）を有する誘電体基板である。
透明誘電体基板２０は、例えば、ガラス製又は樹脂製である。透明誘電体基板２０がガラス製である場合、そのガラスは、例えば、Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ等のホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス（青板）、Ｂ２７０等の白板ガラス、無アルカリガラス、又は銅を含有しているリン酸塩ガラス若しくは銅を含有しているフツリン酸塩ガラス等の赤外線吸収性ガラスである。透明誘電体基板２０が、銅を含有しているリン酸塩ガラス又は銅を含有しているフツリン酸塩ガラス等の赤外線吸収性ガラスである場合、透明誘電体基板２０が有する赤外線吸収性能と光吸収層１０が有する赤外線吸収性能との組み合わせによって光学フィルタ１ａに所望の赤外線吸収性能をもたらすことができる。このような赤外線吸収性ガラスは、例えば、ＳＣＨＯＴＴ社製のＢＧ−６０、ＢＧ−６１、ＢＧ−６２、ＢＧ−６３、若しくはＢＧ−６７であり、日本電気硝子社製の５００ＥＸＬであり、又はＨＯＹＡ社製のＣＭ５０００、ＣＭ５００、Ｃ５０００、若しくはＣ５００Ｓである。また、透明誘電体基板２０は紫外線吸収特性を有していてもよい。
透明誘電体基板２０は、酸化マグネシウム、サファイア、又は石英などの透明性を有する結晶性の基板であってもよい。例えば、サファイアは高硬度であるので、傷がつきにくい。このため、板状のサファイアは、撮像装置におけるプロテクトフィルタ又はカバーガラス等の耐擦傷性の保護材料として、スマートフォン及び携帯電話等の携帯端末に備えられているカメラモジュール又はレンズの前面に配置される場合がある。このような板状のサファイア上に光吸収層１０が形成されることにより、カメラモジュール又はレンズを保護できるとともに、近赤外線等の不要な光線をカットできる。
透明誘電体基板２０が樹脂製である場合、その樹脂は、例えば、（ポリ）オレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、（変性）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、又はシリコーン樹脂である。
光学フィルタ１ａは、例えば、光吸収層１０を形成するためのコーティング液を透明誘電体基板２０の一方の主面に塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥させることによって製造できる。光吸収層１０が、ホスホン酸と銅イオンとによって形成された光吸収剤を含む場合を例に、コーティング液の調製方法及び光学フィルタ１ａの製造方法を説明する。
まず、コーティング液の調製方法の一例を説明する。酢酸銅一水和物などの銅塩をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの所定の溶媒に添加して撹拌し、銅塩の溶液を得る。次に、この銅塩の溶液に、式（ｃ１）で表されるリン酸ジエステル又は式（ｃ２）で表されるリン酸モノエステルなどのリン酸エステル化合物を加えて撹拌し、Ａ液を調製する。また、第一ホスホン酸をＴＨＦなどの所定の溶媒に加えて撹拌し、Ｂ液を調製する。Ｂ液が複数種類の第一ホスホン酸を含む場合、ホスホン酸の種類ごとにＴＨＦなどの所定の溶媒を加えて予め調製された複数の液を混合してＢ液を調製してもよい。なお、光学フィルタ１ａがアルコキシシランモノマーの加水分解縮重合物を含む場合、例えばアルコキシシランモノマーがさらに加えられてＢ液が調製される。
次に、Ａ液を撹拌しながら、Ａ液にＢ液を加えて所定時間撹拌する。次に、この溶液にトルエンなどの所定の溶媒を加えて撹拌し、Ｃ液を得る。次に、Ｃ液を加温しながら所定時間脱溶媒処理を行って、Ｄ液を得る。これにより、ＴＨＦなどの溶媒及び酢酸（沸点：約１１８℃）などの銅塩の解離により発生する成分が除去され、第一ホスホン酸と銅イオンとによって光吸収剤が生成される。Ｃ液を加温する温度は、銅塩から解離した除去されるべき成分の沸点に基づいて定められている。なお、脱溶媒処理においては、Ｃ液を得るために用いたトルエン（沸点：約１１０℃）などの溶媒も揮発する。この溶媒は、コーティング液においてある程度残留していることが望ましいので、この観点から溶媒の添加量及び脱溶媒処理の時間が定められているとよい。なお、Ｃ液を得るためにトルエンに代えてｏ‐キシレン（沸点：約１４４℃）を用いることもできる。この場合、ｏ‐キシレンの沸点はトルエンの沸点よりも高いので、添加量をトルエンの添加量の４分の１程度に低減できる。Ｄ液にシリコーン樹脂等のマトリクス樹脂を加えて撹拌しコーティング液を調製できる。
コーティング液を透明誘電体基板２０の一方の主面に塗布して塗膜を形成する。例えば、コーティング液をダイコーティング、スピンコーティング、又はディスペンサによる塗布により、透明誘電体基板２０の一方の主面に塗布して塗膜を形成する。次に、この塗膜に対して所定の加熱処理を行って塗膜を硬化させる。例えば、５０℃〜２００℃の温度の環境に所定時間この塗膜を曝す。
コーティング液には第二ホスホン酸がさらに含まれていてもよい。この場合、例えば、Ｄ液と、第二ホスホン酸を含むＨ液と、マトリクス樹脂とを混ぜて撹拌し、コーティング液を調製できる。Ｈ液は、例えば、以下のように調製できる。
酢酸銅一水和物などの銅塩をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの所定の溶媒に添加して撹拌し、銅塩の溶液を得る。次に、この銅塩の溶液に、式（ｃ１）で表されるリン酸ジエステル又は式（ｃ２）で表されるリン酸モノエステルなどのリン酸エステル化合物を加えて撹拌し、Ｅ液を調製する。また、第二ホスホン酸をＴＨＦなどの所定の溶媒に加えて撹拌し、Ｆ液を調製する。次に、Ｅ液を撹拌しながら、Ｅ液にＦ液を加えて所定時間撹拌する。次に、この溶液にトルエンなどの所定の溶媒を加えて撹拌しＧ液を得る。次に、Ｇ液を加温しながら所定時間脱溶媒処理を行って、Ｈ液が得られる。
光学フィルタ１ａにおいて、光吸収層１０は、単一の層として形成されていてもよいし、複数の層として形成されていてもよい。光吸収層１０が複数の層として形成されている場合、光吸収層１０は、例えば、第一ホスホン酸と銅イオンとによって形成された光吸収剤を含有している第一層と、第二ホスホン酸と銅イオンとによって形成された光吸収剤を含有している第二層とを有する。この場合、第一層を形成するためのコーティング液はＤ液にシリコーン樹脂等のマトリクス樹脂を加えて撹拌して得られる。一方、第二層は、第一層を形成するためのコーティング液とは別に調製されたコーティング液を用いて形成される。第二層を形成するためのコーティング液は、例えば、Ｈ液にシリコーン樹脂等のマトリクス樹脂を加えて撹拌して得られる。
第一層を形成するためのコーティング液及び第二層を形成するためのコーティング液を塗布して塗膜を形成し、この塗膜に対して所定の加熱処理を行って塗膜を硬化させることにより、第一層及び第二層を形成できる。例えば、５０℃〜２００℃の温度の環境に所定時間この塗膜を曝す。第一層及び第二層を形成する順序は特に制限されず、第一層及び第二層は異なる期間に形成されてもよいし、同一の期間に形成されてもよい。また、第一層と第二層との間には、保護層が形成されてもよい。保護層は、例えばＳｉＯ2の蒸着膜によって形成されている。
＜変形例＞
光学フィルタ１ａは、様々な観点から変更可能である。例えば、光学フィルタ１ａは、図１Ｂ〜図１Ｅに示す光学フィルタ１ｂ〜１ｅのそれぞれに変更されてもよい。光学フィルタ１ｂ〜１ｅは、特に説明する場合を除き、光学フィルタ１ａと同様に構成されている。光学フィルタ１ａの構成要素と同一又は対応する光学フィルタ１ｂ〜１ｅの構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。光学フィルタ１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り光学フィルタ１ｂ〜１ｅにも当てはまる。
光学フィルタ１ａは、様々な観点から変更可能である。例えば、光学フィルタ１ａは、図１Ｂ〜図１Ｅに示す光学フィルタ１ｂ〜１ｅのそれぞれに変更されてもよい。光学フィルタ１ｂ〜１ｅは、特に説明する場合を除き、光学フィルタ１ａと同様に構成されている。光学フィルタ１ａの構成要素と同一又は対応する光学フィルタ１ｂ〜１ｅの構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。光学フィルタ１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り光学フィルタ１ｂ〜１ｅにも当てはまる。
図１Ｂに示す通り、光学フィルタ１ｂにおいて、透明誘電体基板２０の両方の主面上に光吸収層１０が形成されている。これにより、１つの光吸収層１０によってではなく、透明誘電体基板２０によって隔てられた２つの光吸収層１０によって、上記の（１）〜（９）に示す条件と、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件が満たされる。透明誘電体基板２０の両方の主面上における光吸収層１０の厚みは同一であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、光学フィルタ１ｂが所望の光学特性を得るために必要な光吸収層１０の厚みが均等に又は不均等に分配されるように、透明誘電体基板２０の両方の主面上に光吸収層１０が形成されている。これにより、光学フィルタ１ｂの透明誘電体基板２０の一方の主面上に形成された各光吸収層１０の厚みは、光学フィルタ１ａのそれより小さい。透明誘電体基板２０の両方の主面上に光吸収層１０が形成されていることにより、透明誘電体基板２０が薄い場合でも、光学フィルタ１ｂにおいて反りが抑制される。２つの光吸収層１０のそれぞれは、複数の層として形成されていてもよい。
図１Ｃに示す通り、光学フィルタ１ｃにおいて、透明誘電体基板２０の両方の主面上に光吸収層１０が形成されている。加えて、光学フィルタ１ｃは、反射防止膜３０を備えている。反射防止膜３０は、光学フィルタ１ｃと空気との界面をなすように形成された、可視領域の光の反射を低減するための膜である。反射防止膜３０は、例えば、樹脂、酸化物、及びフッ化物等の誘電体によって形成された膜である。反射防止膜３０は、屈折率の異なる二種類以上の誘電体を積層して形成された多層膜であってもよい。特に、反射防止膜３０は、ＳｉＯ2等の低屈折率材料とＴｉＯ2又はＴａ2Ｏ5等の高屈折率材料とからなる誘電体多層膜であってもよい。この場合、光学フィルタ１ｃと空気との界面におけるフレネル反射が低減され、光学フィルタ１ｃを透過する可視領域の光量を増大させることができる。反射防止膜３０は、光学フィルタ１ｃの両面に形成されていてもよいし、光学フィルタ１ｃの片面に形成されていてもよい。
図１Ｄに示す通り、光学フィルタ１ｄは、光吸収層１０のみによって構成されている。光学フィルタ１ｄは、例えば、ガラス基板、樹脂基板、金属基板（例えば、スチール基板又はステンレス基板）等の所定の基板にコーティング液を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を硬化させた後に基板から剥離させることによって製造できる。光学フィルタ１ｄは、キャスト法によって製造されてもよい。光学フィルタ１ｄは、透明誘電体基板２０を備えていないので薄い。このため、光学フィルタ１ｄは、撮像装置の低背化により貢献できる。
図１Ｅに示す通り、光学フィルタ１ｅは、光吸収層１０と、その両面に配置された一対の反射防止膜３０とを備えている。この場合、光学フィルタ１ｅは、撮像装置の低背化に貢献でき、かつ、光学フィルタ１ｄに比べて可視領域の光量を増大させることができる。
光学フィルタ１ａ〜１ｅは、それぞれ、必要に応じて、光吸収層１０とは別に、赤外線吸収層（図示省略）を備えるように変更されてもよい。赤外線吸収層は、例えば、シアニン系、フタロシアニン系、スクアリリウム系、ジインモニウム系、及びアゾ系等の有機系の赤外線吸収剤又は金属錯体からなる赤外線吸収剤を含有している。赤外線吸収層は、例えば、これらの赤外線吸収剤から選ばれる１つ又は複数の赤外線吸収剤を含有している。この有機系の赤外線吸収剤は、吸収可能な光の波長範囲（吸収バンド）が小さく、特定の範囲の波長の光を吸収するのに適している。
光学フィルタ１ａ〜１ｅは、それぞれ、必要に応じて、光吸収層１０とは別に、紫外線吸収層（図示省略）を備えるように変更されてもよい。紫外線吸収層は、例えば、ベンゾフェノン系、トリアジン系、インドール系、メロシアニン系、及びオキサゾール系等の紫外線吸収剤を含有している。紫外線吸収層は、例えば、これらの紫外線吸収剤から選ばれる１つ又は複数の紫外線吸収剤を含有している。これらの紫外線吸収剤は、例えば３００〜３４０ｎｍ付近の紫外線を吸収し、吸収した波長よりも長い波長の光（蛍光）を発し、蛍光剤又は蛍光増白剤として機能するものも含まれうるが、紫外線吸収層により、樹脂等の光学フィルタに使用されている材料の劣化をもたらす紫外線の入射を低減できる。
上記の赤外線吸収剤及び／又は紫外線吸収剤を、樹脂製の透明誘電体基板２０に予め含有させて、赤外線及び／又は紫外線を吸収する特性を有する基板を形成してもよい。この場合、樹脂は、赤外線吸収剤及び／又は紫外線吸収剤を適切に溶解又は分散させることができ、かつ、透明であることが必要である。このような樹脂として、（ポリ）オレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、（変性）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、及びシリコーン樹脂を例示できる。
図２に示す通り、光学フィルタ１ａは、例えば、撮像装置１００（カメラモジュール）を製造するのに使用される。撮像装置１００は、レンズ系２と、撮像素子４と、光学フィルタ１ａとを備えている。光学フィルタ１ａにおいて上記の（１）〜（９）の条件と、ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件とが満たされるので、撮像装置１００において生成される画像に色むらが発生しにくい。
図２に示す通り、撮像装置１００は、例えば、撮像素子４の前方に配置され、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の３色のフィルタを有するカラーフィルタ３をさらに備える。光学フィルタ１ａは、カラーフィルタ３の前方に配置されている。カラーフィルタ３及び撮像素子４は、レンズ系２を通過した光を受光する。例えば、光吸収層１０は、透明誘電体基板２０のレンズ系２に近い面に接して形成されている。前述したように、透明誘電体基板２０にサファイアなどの高硬度の材料を用いることにより、レンズ系２又は撮像素子４を保護する効果が増大する。例えば、カラーフィルタ３においてＲ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の３色のフィルタがマトリクス状に配置されており、撮像素子４の各画素の真上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）のいずれかの色のフィルタが配置されている。撮像素子４は、レンズ系２、光学フィルタ１ａ、及びカラーフィルタ３を通過した被写体からの光を受光する。撮像装置１００は、撮像素子４において受光した光によって生じた電荷に関する情報に基づいて画像を生成する。なお、カラーフィルタ３と撮像素子４とが一体化されて、カラーイメージセンサが構成されていてもよい。
光学フィルタ１ａがカラーフィルタ３に近接して配置されるように撮像装置１００が変形されてもよい。また、光学フィルタ１ａに代えて、又は、光学フィルタ１ａとともに、光学フィルタ１ｂ〜１ｅの少なくとも１つを備えるように撮像装置１００が変形されてもよい。
実施例により、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
＜透過率スペクトル測定＞
波長３００〜１２００ｎｍの光を実施例及び比較例に係る光学フィルタ、一部の実施例及び比較例に係る光学フィルタの半製品、又は参考例に係る積層体に入射させたときの透過率スペクトルを、紫外線可視分光光度計（日本分光社製、製品名：Ｖ−６７０）を用いて測定した。透過率スペクトルの測定において、入射光の入射角度を０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の少なくともいずれか１つに設定した。また、実施例及び比較例に係る光学フィルタの各入射角度における透過率スペクトル測定の結果から、波長４００〜６５０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１００％になるように正規化された分光透過率曲線（正規化分光透過率曲線）を入射角度毎に得た。各入射角度における正規化分光透過率曲線に基づいて、ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値ΔＴS x/y W-Vを算出した。
波長３００〜１２００ｎｍの光を実施例及び比較例に係る光学フィルタ、一部の実施例及び比較例に係る光学フィルタの半製品、又は参考例に係る積層体に入射させたときの透過率スペクトルを、紫外線可視分光光度計（日本分光社製、製品名：Ｖ−６７０）を用いて測定した。透過率スペクトルの測定において、入射光の入射角度を０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の少なくともいずれか１つに設定した。また、実施例及び比較例に係る光学フィルタの各入射角度における透過率スペクトル測定の結果から、波長４００〜６５０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１００％になるように正規化された分光透過率曲線（正規化分光透過率曲線）を入射角度毎に得た。各入射角度における正規化分光透過率曲線に基づいて、ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値ΔＴS x/y W-Vを算出した。
＜実施例１＞
酢酸銅一水和物（（ＣＨ3ＣＯＯ）2Ｃｕ・Ｈ2Ｏ）１．１２５ｇと、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎ（第一工業製薬社製）を０．４１２ｇ加えて３０分間撹拌し、Ａ液を得た。フェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ5ＰＯ（ＯＨ）2）（日産化学工業社製）０．１７６ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ１−１液を得た。４‐ブロモフェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ4ＢｒＰＯ（ＯＨ）2）（東京化成工業社製）１．０５８ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ１−２液を得た。次に、Ｂ１−１液とＢ１−２液とを混ぜて１分間撹拌し、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ：ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）（信越化学工業社製）２．１６６ｇとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）（キシダ化学社製 特級）０．７１０ｇとを加えてさらに１分間撹拌し、Ｂ１液を得た。Ａ液を撹拌しながらＡ液にＢ１液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ１液を得た。Ｃ１液をフラスコに入れてオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出して、Ｄ１液を得た。Ｄ１液は、フェニルホスホン酸銅と４‐ブロモフェニルホスホン酸銅とを含むフェニル系ホスホン酸銅（光吸収剤）の微粒子の分散液であった。Ｄ１液は透明であり、Ｄ１液において光吸収剤の微粒子が良好に分散していた。
酢酸銅一水和物（（ＣＨ3ＣＯＯ）2Ｃｕ・Ｈ2Ｏ）１．１２５ｇと、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎ（第一工業製薬社製）を０．４１２ｇ加えて３０分間撹拌し、Ａ液を得た。フェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ5ＰＯ（ＯＨ）2）（日産化学工業社製）０．１７６ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ１−１液を得た。４‐ブロモフェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ4ＢｒＰＯ（ＯＨ）2）（東京化成工業社製）１．０５８ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ１−２液を得た。次に、Ｂ１−１液とＢ１−２液とを混ぜて１分間撹拌し、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ：ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）（信越化学工業社製）２．１６６ｇとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）（キシダ化学社製 特級）０．７１０ｇとを加えてさらに１分間撹拌し、Ｂ１液を得た。Ａ液を撹拌しながらＡ液にＢ１液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ１液を得た。Ｃ１液をフラスコに入れてオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出して、Ｄ１液を得た。Ｄ１液は、フェニルホスホン酸銅と４‐ブロモフェニルホスホン酸銅とを含むフェニル系ホスホン酸銅（光吸収剤）の微粒子の分散液であった。Ｄ１液は透明であり、Ｄ１液において光吸収剤の微粒子が良好に分散していた。
酢酸銅一水和物１．１２５ｇとＴＨＦ３６ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎを０．６４３ｇ加えて３０分間撹拌し、Ｅ１液を得た。また、ｎ‐ブチルホスホン酸（Ｃ4Ｈ9ＰＯ（ＯＨ）2）（日本化学工業社製）０．７２２ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｆ１液を得た。Ｅ１液を撹拌しながらＥ１液にＦ１液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後室温で１分間撹拌し、Ｇ１液を得た。Ｇ１液をフラスコに入れてオイルバスで加温しながら、ロータリーエバポレータによって、脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出して、Ｈ１液を得た。Ｈ１液は、ブチルホスホン酸銅の微粒子の分散液であった。Ｈ１液は透明であり、Ｈ１液において微粒子が良好に分散していた。
Ｄ１液にシリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）を２．２００ｇ添加し３０分間撹拌して、Ｉ１液を得た。Ｈ１液をＩ１液に加えて３０分間撹拌し、実施例１に係る光吸収性組成物を得た。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．０７ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の両面の中心部の３０ｍｍ×３０ｍｍの範囲にディスペンサを用いて実施例１に係る光吸収性組成物を塗布して塗膜を形成した。光吸収性組成物を透明ガラス基板に塗布するときに塗布液が流れ出さないように、塗布液の塗布範囲に相当する開口を有する枠を透明ガラス基板上に置いて塗布液をせき止めた。透明ガラス基板の片面に塗布した後、塗布した光吸収性組成物の流動性がなくなるまで常温で放置した後、透明ガラス基板の反対側の面にも同様にして光吸収性組成物を塗布した。光吸収性組成物の塗布量は透明ガラス基板の両面において光吸収性組成物の塗膜に由来する層の厚みの総和が最終的に１８０μｍ程度になるよう決めた。次に、未乾燥の光吸収性組成物の塗膜を有する透明ガラス基板をオーブンに入れて、８５℃で６時間加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。その後、温度８５℃及び相対湿度８５％に設定された恒温恒湿槽内に、上記の塗膜が形成された透明ガラス基板を２０時間置いて加湿処理を行った。加湿処理は、透明ガラス基板上に塗布された光吸収性組成物に含まれるアルコキシシランモノマーの加水分解及び縮重合を促進させ、光吸収層において硬質で緻密なマトリクスを形成するために行った。その後、透明ガラス基板上に光吸収層が形成された領域を切り出し、実施例１に係る光学フィルタを得た。実施例１に係る光学フィルタの両面における光吸収層の厚みの総和は１８３μｍであった。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例１に係る光学フィルタの透過率スペクトルを図３Ａ及び図３Ｂに示す。０°の入射角度における実施例１に係る光学フィルタの透過率スペクトルから読み取った特性値を表３に示す。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例１に係る光学フィルタの正規化分光透過率曲線を図４Ａ及び図４Ｂに示す。実施例１に係る光学フィルタにおける、入射角度ｘ°が０°であるときのΔＴS 0/y W-Vの値及び入射角度ｘ°が３０°であるときのΔＴS 30/y W-Vの値をそれぞれ表４及び表５に示す。
表３に示す通り、実施例１に係る光学フィルタにおいて、上記の（１）〜（９）の条件が満たされていた。また、表４及び表５に示す通り、実施例１に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値及びΔＴS 30/y W-Vの値はそれぞれ表１及び表２に示す条件を満たしていた。図３Ａ及び図３Ｂに示す通り、実施例１に係る光学フィルタにおいて、波長３８０ｎｍ以下の領域及び波長７００ｎｍ以上の領域での透過率は十分に低く、波長４５０ｎｍ及び５００〜６００ｎｍの透過率は十分高かった。換言すると、実施例１に係る光学フィルタは、紫外線領域及び近赤外線領域の光を良好に遮蔽でき、かつ、可視領域の光を十分透過させることができる特性を有していた。図４Ａ及び図４Ｂに示す通り、実施例１に係る光学フィルタにおいて、０°〜６５°の入射角度に対する波長３８０ｎｍ以下の領域及び波長７００ｎｍ以上の領域における正規化分光透過率は十分に低く、波長４５０ｎｍ及び波長５００〜６００ｎｍの正規化分光透過率は十分に高かった。このため、実施例１に係る光学フィルタは、撮像装置において設計上想定される撮像素子への入射角度に応じて光量の低下を補うよう感度補正がなされる場合でも、紫外線領域及び近赤外線領域の光を良好に遮蔽しつつ、可視領域の光を十分に透過させるために有利な特性を有していた。また、実施例１に係る光学フィルタにおいて、各入射角度における正規化分光透過率曲線の形状のずれが小さく、実施例１に係る光学フィルタを用いた撮像装置で生成される画像内で色むらが生じにくいと考えられる。
＜実施例２＞
酢酸銅一水和物（（ＣＨ3ＣＯＯ）2Ｃｕ・Ｈ2Ｏ）１．１２５ｇとテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎ（第一工業製薬社製）を０．４１２ｇ加えて３０分間撹拌し、Ａ液を得た。フェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ5ＰＯ（ＯＨ）2）（日産化学工業社製）０．４４１ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ２−１液を得た。４‐ブロモフェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ4ＢｒＰＯ（ＯＨ）2）（東京化成工業社製）０．６６１ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ２−２液を得た。次に、Ｂ２−１液とＢ２−２液とを混ぜて１分間撹拌し、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ：ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）（信越化学工業社製）１．９３４ｇとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）（キシダ化学社製 特級）０．６３４ｇとを加えてさらに１分間撹拌し、Ｂ２液を得た。Ａ液を撹拌しながらＡ液にＢ２液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ２液を得た。Ｃ２液をフラスコに入れてオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって、脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出し、Ｄ２液を得た。Ｄ２液は、フェニルホスホン酸銅と４‐ブロモフェニルホスホン酸銅とを含むフェニル系ホスホン酸銅（光吸収剤）の微粒子の分散液であった。Ｄ２液は透明であり、Ｄ２液において微粒子が良好に分散していた。
酢酸銅一水和物（（ＣＨ3ＣＯＯ）2Ｃｕ・Ｈ2Ｏ）１．１２５ｇとテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎ（第一工業製薬社製）を０．４１２ｇ加えて３０分間撹拌し、Ａ液を得た。フェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ5ＰＯ（ＯＨ）2）（日産化学工業社製）０．４４１ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ２−１液を得た。４‐ブロモフェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ4ＢｒＰＯ（ＯＨ）2）（東京化成工業社製）０．６６１ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ２−２液を得た。次に、Ｂ２−１液とＢ２−２液とを混ぜて１分間撹拌し、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ：ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）（信越化学工業社製）１．９３４ｇとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）（キシダ化学社製 特級）０．６３４ｇとを加えてさらに１分間撹拌し、Ｂ２液を得た。Ａ液を撹拌しながらＡ液にＢ２液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ２液を得た。Ｃ２液をフラスコに入れてオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって、脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出し、Ｄ２液を得た。Ｄ２液は、フェニルホスホン酸銅と４‐ブロモフェニルホスホン酸銅とを含むフェニル系ホスホン酸銅（光吸収剤）の微粒子の分散液であった。Ｄ２液は透明であり、Ｄ２液において微粒子が良好に分散していた。
酢酸銅一水和物１．１２５ｇとＴＨＦ３６ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎを０．７１０ｇ加えて３０分間撹拌し、Ｅ２液を得た。また、ｎ‐ブチルホスホン酸（Ｃ4Ｈ9ＰＯ（ＯＨ）2）（日本化学工業社製）０．７０８ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｆ２液を得た。Ｅ２液を撹拌しながらＥ２液にＦ２液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｇ２液を得た。このＧ２液をフラスコに入れてオイルバスで加温しながら、ロータリーエバポレータによって、脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出し、Ｈ２液を得た。Ｈ２液は、ブチルホスホン酸銅の微粒子の分散液であった。Ｈ２液は透明であり、Ｈ２液において微粒子が良好に分散していた。
Ｄ２液にシリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）を２．２００ｇ添加し３０分間撹拌して、Ｉ２液を得た。Ｈ２液をＩ２液に加えて３０分間撹拌し、実施例２に係る光吸収性組成物を得た。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面の中心部の３０ｍｍ×３０ｍｍの範囲にディスペンサを用いて実施例２に係る光吸収性組成物を塗布して塗膜を形成した。光吸収性組成物を透明ガラス基板に塗布するときに塗布液が流れ出さないように、塗布液の塗布範囲に相当する開口を有する枠を透明ガラス基板上に置いて塗布液をせき止めた。光吸収性組成物の塗布量は光吸収性組成物の塗膜に由来する層の厚みが最終的に１７０μｍ程度になるよう決めた。次に、未乾燥の光吸収性組成物の塗膜を有する透明ガラス基板をオーブンに入れて、８５℃で６時間加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。その後、温度８５℃及び相対湿度８５％に設定された恒温恒湿槽内に、上記の塗膜が形成された透明ガラス基板を２０時間置いて加湿処理を行い、透明ガラス基板上に光吸収層が形成された実施例２に係る光学フィルタを得た。加湿処理は、透明ガラス基板上に塗布された光吸収性組成物に含まれるアルコキシシランモノマーの加水分解及び縮重合を促進させ、光吸収層において硬質で緻密なマトリクスを形成するために行った。その後、透明ガラス基板上に光吸収層が形成された領域を切り出し、実施例２に係る光学フィルタを得た。実施例２に係る光学フィルタの光吸収層の厚みは１７０μｍであった。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例２に係る光学フィルタの透過率スペクトルを図５Ａ及び図５Ｂに示す。０°の入射角度における実施例２に係る光学フィルタの透過率スペクトルから読み取った特性値を表６に示す。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例２に係る光学フィルタの正規化分光透過率曲線を図６Ａ及び図６Ｂに示す。実施例２に係る光学フィルタにおける、入射角度ｘ°が０°であるときのΔＴS 0/y W-Vの値及び入射角度ｘ°が３０°であるときのΔＴS 30/y W-Vの値をそれぞれ表７及び表８に示す。
表６に示す通り、実施例２に係る光学フィルタにおいて、上記の（１）〜（９）の条件が満たされていた。また、表７及び表８に示す通り、実施例２に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値及びΔＴS 30/y W-Vの値はそれぞれ表１及び表２に示す条件を満たしていた。図５Ａ及び図５Ｂに示す通り、実施例２に係る光学フィルタにおいて、実施例１に係る光学フィルタと比較すると、透過帯域が短波長側に延びており、波長３８０ｎｍで２０％弱の透過率を示した。日本工業規格（JIS） Z 8120によれば、可視光線に相当する電磁波の波長範囲の短波長限界は３６０〜４００ｎｍと記載されている。実施例２に係る光学フィルタにおいて可視光線の短波長限界付近において波長の増加とともに透過率が急激に増加するといえる。実施例２に係る光学フィルタにおいて、波長１１００ｎｍを超える帯域では若干の光の透過が認められたが、この帯域において一般的な撮像素子は感度が低い。このため、実施例２に係る光学フィルタを撮像装置に組み込むのに実用上の問題は無いと考えられる。
実施例２に係る光学フィルタにおいて、波長３８０ｎｍ未満の領域及び波長７００ｎｍ以上の領域での透過率は、波長１１００ｎｍ以上の領域を除けば十分に低く、波長４５０ｎｍ及び波長５００〜６００ｎｍにおける透過率は十分高い。このため、実施例２に係る光学フィルタは、紫外線領域及び近赤外線領域において光を良好に遮蔽でき、可視領域において十分に光を透過させることができる特性を有していた。図６Ａ及び図６Ｂに示す通り、実施例２に係る光学フィルタにおいて、０°〜６５°の入射角度に対する波長３８０ｎｍ未満の領域及び波長７００ｎｍ以上の領域における正規化分光透過率は、波長１１００ｎｍ以上の領域を除けば十分に低く、波長４５０ｎｍ及び波長５００〜６００ｎｍの正規化分光透過率は十分に高かった。このため、実施例２に係る光学フィルタは、撮像装置において設計上想定される撮像素子への入射角度に応じて光量の低下を補うよう感度補正がなされる場合でも、紫外線領域及び近赤外線領域の光を良好に遮蔽しつつ、可視領域の光を十分に透過させるために有利な特性を有していた。また、実施例２に係る光学フィルタにおいて、各入射角度における正規化分光透過率曲線の形状のずれが小さく、実施例２に係る光学フィルタを用いた撮像装置で生成される画像内で色むらが生じにくいと考えられる。なお、実施例２に係る光学フィルタは、透明ガラス基板の片面のみに光吸収層を備えるので、光吸収層における応力により透明ガラス基板の反りを抑制するために透明ガラス基板の厚みを実施例１に係る光学フィルタの透明ガラス基板の厚みに比べて大きくした。換言すると、実施例１に係る光学フィルタのように透明ガラス基板の両面に光吸収層を形成すれば、透明ガラス基板の厚みを薄くしやすい。
＜実施例３＞
酢酸銅一水和物（（ＣＨ3ＣＯＯ）2Ｃｕ・Ｈ2Ｏ）１．１２５ｇとテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎ（第一工業製薬社製）を０．４１２ｇ加えて３０分間撹拌し、Ａ液を得た。フェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ5ＰＯ（ＯＨ）2）（日産化学工業社製）０．１７６ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ３−１液を得た。４‐ブロモフェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ4ＢｒＰＯ（ＯＨ）2）（東京化成工業社製）１．０５８ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ３−２液を得た。次に、Ｂ３−１液とＢ３−２液とを混ぜて１分間撹拌し、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ：ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）（信越化学工業社製）２．１６６ｇと、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）（キシダ化学社製 特級）０．７１０ｇとを加えてさらに１分間撹拌し、Ｂ３液を得た。Ａ液を撹拌しながらＡ液にＢ３液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ３液を得た。このＣ３液をフラスコに入れてオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって、脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出し、Ｄ３液を得た。Ｄ３液は、フェニルホスホン酸銅と４‐ブロモフェニルホスホン酸銅とを含むフェニル系ホスホン酸銅（光吸収剤）の微粒子の分散液であった。Ｄ３液は透明であり、Ｄ３液において微粒子が良好に分散していた。
酢酸銅一水和物（（ＣＨ3ＣＯＯ）2Ｃｕ・Ｈ2Ｏ）１．１２５ｇとテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎ（第一工業製薬社製）を０．４１２ｇ加えて３０分間撹拌し、Ａ液を得た。フェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ5ＰＯ（ＯＨ）2）（日産化学工業社製）０．１７６ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ３−１液を得た。４‐ブロモフェニルホスホン酸（Ｃ6Ｈ4ＢｒＰＯ（ＯＨ）2）（東京化成工業社製）１．０５８ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｂ３−２液を得た。次に、Ｂ３−１液とＢ３−２液とを混ぜて１分間撹拌し、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ：ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）（信越化学工業社製）２．１６６ｇと、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）（キシダ化学社製 特級）０．７１０ｇとを加えてさらに１分間撹拌し、Ｂ３液を得た。Ａ液を撹拌しながらＡ液にＢ３液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ３液を得た。このＣ３液をフラスコに入れてオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって、脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出し、Ｄ３液を得た。Ｄ３液は、フェニルホスホン酸銅と４‐ブロモフェニルホスホン酸銅とを含むフェニル系ホスホン酸銅（光吸収剤）の微粒子の分散液であった。Ｄ３液は透明であり、Ｄ３液において微粒子が良好に分散していた。
酢酸銅一水和物１．１２５ｇとＴＨＦ３６ｇとを混合して３時間撹拌し、酢酸銅溶液を得た。次に、得られた酢酸銅溶液に、リン酸エステル化合物であるプライサーフＡ２０８Ｎを０．６４３ｇ加えて３０分間撹拌し、Ｅ３液を得た。また、ｎ‐ブチルホスホン酸（Ｃ4Ｈ9ＰＯ（ＯＨ）2）（日本化学工業社製）０．７２２ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｆ３液を得た。Ｅ３液を撹拌しながらＥ３液にＦ３液を加え、室温で１分間撹拌した。次に、この溶液にトルエン２５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｇ３液を得た。このＧ３液をフラスコに入れてオイルバスで加温しながら、ロータリーエバポレータによって、脱溶媒処理を行った。オイルバスの設定温度は１０５℃に調整した。その後、フラスコの中から脱溶媒処理後の液を取り出し、Ｈ３液を得た。Ｈ３液は、ブチルホスホン酸銅の微粒子の分散液であった。Ｈ３液は透明であり、Ｈ３液において微粒子が良好に分散していた。
Ｄ３液にシリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）を２．２００ｇ添加し３０分間撹拌して、Ｉ３液を得た。Ｈ３液をＩ３液に加えて３０分間撹拌し、実施例３に係る光吸収性組成物を得た。
７６ｍｍ×７６ｍｍ×０．２１ｍｍの寸法を有するホウケイ酸ガラスでできた透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面の中心部の３０ｍｍ×３０ｍｍの範囲にディスペンサを用いて実施例３に係る光吸収性組成物を塗布して塗膜を形成した。光吸収性組成物を透明ガラス基板に塗布するときに塗布液が流れ出さないように、塗布液の塗布範囲に相当する開口を有する枠を透明ガラス基板上に置いて塗布液をせき止めた。光吸収性組成物の塗布量は、光吸収性組成物の塗膜に由来する層の厚みが最終的に１３５μｍ程度になるよう決めた。次に、未乾燥の塗膜を有する透明ガラス基板をオーブンに入れて、８５℃で６時間加熱処理を行い、塗膜を硬化させた。その後、温度８５℃及び相対湿度８５％に設定された恒温恒湿槽内に、上記の塗膜が形成された透明ガラス基板を２０時間置いて加湿処理を行い、透明ガラス基板上に光吸収層を形成した。加湿処理は、透明ガラス基板上に塗布された光吸収性組成物に含まれるアルコキシシランモノマーの加水分解及び縮重合を促進させ、光吸収層において硬質で緻密なマトリクスを形成するために行った。このようにして得られた透明ガラス基板上の光吸収層を剥離することによって、実施例３に係る光学フィルタを得た。実施例３に係る光学フィルタの厚みは１３５μｍであった。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例３に係る光学フィルタの透過率スペクトルを図７Ａ及び図７Ｂに示す。０°の入射角度における実施例３に係る光学フィルタの透過率スペクトルから読み取った特性値を表９に示す。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例３に係る光学フィルタの正規化分光透過率曲線を図８Ａ及び図８Ｂに示す。実施例３に係る光学フィルタにおける、入射角度ｘ°が０°であるときのΔＴS 0/y W-Vの値及び入射角度ｘ°が３０°であるときのΔＴS 30/y W-Vの値をそれぞれ表１０及び表１１に示す。
表９に示す通り、実施例３に係る光学フィルタにおいて、上記の（１）〜（９）の条件が満たされていた。また、表１０及び表１１に示す通り、実施例３に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値及びΔＴS 30/y W-Vの値はそれぞれ表１及び表２に示す条件を満たしていた。実施例３に係る光学フィルタにおいて、実施例１及び２に係る光学フィルタと比べると、波長７００ｎｍ及び波長７１５ｎｍにおける透過率がやや高いものの許容範囲であった。実施例３に係る光学フィルタにおいて、実施例１に係る光学フィルタと比べると、波長１１００ｎｍを超える帯域では若干の光の透過が認められたが、実施例２に係る光学フィルタと比べるとこの帯域における光の透過は抑制されていた。この帯域において一般的な撮像素子は感度が低いので、実施例３に係る光学フィルタを撮像装置に組み込むのに実用上の問題は無いと考えられる。実施例３に係る光学フィルタにおいて、波長３８０ｎｍ以下の領域において透過率は十分に低く、波長４５０ｎｍ及び波長５００〜６００ｎｍの領域において透過率は十分高い。換言すると、実施例３に係る光学フィルタは、紫外線領域及び近赤外線領域において良好に光を遮蔽でき、可視領域において十分に光を透過させることができる特性を有していた。
図８Ａ及び図８Ｂに示す通り、実施例３に係る光学フィルタにおいて、０°〜６５°の入射角度に対する波長３８０ｎｍ以下の領域及び波長７００ｎｍ以上の領域における正規化分光透過率は十分に低く、波長４５０ｎｍ及び波長５００〜６００ｎｍの正規化分光透過率は十分に高かった。このため、実施例３に係る光学フィルタは、撮像装置において設計上想定される撮像素子への入射角度に応じて光量の低下を補うよう感度補正がなされる場合でも、紫外線領域及び近赤外線領域の光を良好に遮蔽しつつ、可視領域の光を十分に透過させるために有利な特性を有していた。また、実施例３に係る光学フィルタにおいて、各入射角度における正規化分光透過率曲線の形状のずれが小さく、実施例３に係る光学フィルタを用いた撮像装置で生成される画像内で色むらが生じにくいと考えられる。実施例３に係る光学フィルタは、透明ガラス基板を備えず、光吸収層のみで構成されているので、光学フィルタの厚みを低減できた。
＜実施例４＞
酢酸銅一水和物１．１ｇとテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌して得られた液に、リン酸エステル（第一工業製薬社製 製品名：プライサーフＡ２０８Ｆ）２．３ｇを加えて３０分間撹拌し、Ａ４液を得た。フェニルホスホン酸（東京化成工業社製）０．６ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌しＢ４液を得た。Ａ４液を撹拌しながらＢ４液を加え、室温で１分間撹拌した。この溶液にトルエン４５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ４液を得た。Ｃ４液をフラスコに入れて１２０℃に調整したオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって、２５分間脱溶媒処理を行った。フラスコの中から脱溶媒処理後の溶液を取り出し、シリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）を４．４ｇ添加し、室温で３０分間撹拌し、光吸収性組成物ＩＲＡ１を得た。
酢酸銅一水和物１．１ｇとテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６０ｇとを混合して３時間撹拌して得られた液に、リン酸エステル（第一工業製薬社製 製品名：プライサーフＡ２０８Ｆ）２．３ｇを加えて３０分間撹拌し、Ａ４液を得た。フェニルホスホン酸（東京化成工業社製）０．６ｇにＴＨＦ１０ｇを加えて３０分間撹拌しＢ４液を得た。Ａ４液を撹拌しながらＢ４液を加え、室温で１分間撹拌した。この溶液にトルエン４５ｇを加えた後、室温で１分間撹拌し、Ｃ４液を得た。Ｃ４液をフラスコに入れて１２０℃に調整したオイルバス（東京理化器械社製、型式：ＯＳＢ−２１００）で加温しながら、ロータリーエバポレータ（東京理化器械社製、型式：Ｎ−１１１０ＳＦ）によって、２５分間脱溶媒処理を行った。フラスコの中から脱溶媒処理後の溶液を取り出し、シリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）を４．４ｇ添加し、室温で３０分間撹拌し、光吸収性組成物ＩＲＡ１を得た。
酢酸銅一水和物２．２５ｇとテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１２０ｇとを混合して３時間撹拌して得られた液に、リン酸エステル（第一工業製薬社製 製品名：プライサーフＡ２０８Ｆ）１．８ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｅ４液を得た。ブチルホスホン酸１．３５ｇにＴＨＦ２０ｇを加えて３０分間撹拌し、Ｆ４液を得た。Ｅ４液を撹拌しながらＦ４液を加え室温で３時間撹拌した後トルエンを４０ｇ加え、その後８５℃の環境で７．５時間かけて溶媒を揮発させた。この液にシリコーン樹脂（信越化学工業社製、製品名：ＫＲ−３００）８．８ｇを加えて３時間撹拌し、光吸収性組成物ＩＲＡ２を得た。
得られた光吸収性組成物ＩＲＡ１を、透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面にダイコータによって塗布し、オーブンにて８５℃で３時間、次いで１２５℃で３時間、次いで１５０℃で１時間、次いで１７０℃で３時間の加熱処理を行い、塗膜を硬化させ光吸収層ｉｒａ１１を形成した。透明ガラス基板の反対側の主面にも同様にして光吸収性組成物ＩＲＡ１を塗布し、光吸収層ｉｒａ１１を形成するための条件と同一の条件で塗膜を硬化させて光吸収層ｉｒａ１２を形成した。光吸収層ｉｒａ１１の厚さと光吸収層ｉｒａ１２の厚さとは合わせて０．２ｍｍであった。このようにして、半製品αを得た。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を半製品αに入射させたときの透過率スペクトルを図９Ａに示す。この透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は１０．９％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は８５．７％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は８８．１％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は２．３％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は０．９％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は０．４％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は７．６％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲の分光透過率の最大値は１２．１％であった。
光吸収層ｉｒａ１１及び光吸収層ｉｒａ１２上に真空蒸着装置を用いて５００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ2膜を蒸着して、保護層ｐ１及び保護層ｐ２をそれぞれ形成した。保護層ｐ１の表面に光吸収性組成物ＩＲＡ２をダイコータによって塗布し、オーブンにて８５℃で３時間、次いで１２５℃で３時間、次いで１５０℃で１時間、次いで１７０℃で３時間の加熱処理を行い、塗膜を硬化させ光吸収層ｉｒａ２１を形成した。保護層ｐ２上にも光吸収性組成物ＩＲＡ２を塗布し、光吸収層ｉｒａ２１を形成するための加熱処理の条件と同一の条件で加熱処理を行って塗膜を硬化させ、光吸収層ｉｒａ２２を形成した。光吸収層ｉｒａ２１の厚さと光吸収層ｉｒａ２２の厚さとは合わせて５０μｍであった。このようにして、半製品βを得た。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を半製品βに入射させたときの透過率スペクトルを図９Ｂに示す。この透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は１０．５％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は８４．０％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は８７．２％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は１．８％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は０．６％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は０．３％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は０．７％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は１．２％であった。
光吸収層ｉｒａ２２上に真空蒸着装置を用いて５００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ2膜を蒸着し、保護層ｐ３を形成した。
可視領域において光の吸収が少なく、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に可溶なベンゾフェノン系紫外線吸収性物質からなる紫外線吸収性物質と、溶媒としてＭＥＫとを含む溶液に、この溶液の固形分の６０重量％に相当する量のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を添加した後２時間撹拌して、光吸収性組成物ＵＶＡ１を得た。
保護層ｐ３の上に光吸収性組成物ＵＶＡ１をスピンコートで塗布し、塗膜を１４０℃で３０分間加熱して硬化させ、光吸収層ｕｖａ１を形成した。光吸収層ｕｖａ１の厚さは６μｍであった。別途、透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面に光吸収性組成物ＵＶＡ１を用いて６μｍの厚さの光吸収層ｕｖａ１を形成し、参考例１に係る積層体を得た。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を参考例１に係る積層体に入射させたときの透過率スペクトルを図９Ｃに示す。
光吸収層ｉｒａ２１及び光吸収層ｕｖａ１上に真空蒸着により、それぞれ、反射防止膜ａｒ１及び反射防止膜ａｒ２を形成した。反射防止膜ａｒ１及び反射防止膜ａｒ２は、同一の仕様を有しており、ＳｉＯ2とＴｉＯ2とを交互に積層した膜であった。反射防止膜ａｒ１及び反射防止膜ａｒ２の層数は７層であり、反射防止膜ａｒ１及び反射防止膜ａｒ２の全体の厚みは約０．４μｍであった。このようにして、実施例４に係る光学フィルタを得た。なお、透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の片面に反射防止膜ａｒ１を成膜して参考例２に係る積層体を得た。０°、３０°、５０°、及び６５°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を参考例２に係る積層体に入射させたときの透過率スペクトルを図９Ｄに示す。図９Ｄに示す通り、参考例２に係る積層体において、入射角度によらず、波長４００〜７００ｎｍの範囲において局所的に透過率が低下する波長帯は存在しなかった。
０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例４に係る光学フィルタの透過率スペクトルを図１０Ａ及び図１０Ｂに示す。０°の入射角度における実施例４に係る光学フィルタの透過率スペクトルから読み取った特性値を表１２に示す。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における実施例４に係る光学フィルタの正規化分光透過率曲線を図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。実施例４に係る光学フィルタにおける、入射角度ｘ°が０°であるときのΔＴS 0/y W-Vの値及び入射角度ｘ°が３０°であるときのΔＴS 30/y W-Vの値をそれぞれ表１３及び表１４に示す。
表１２に示す通り、実施例４に係る光学フィルタにおいて、上記の（１）〜（９）の条件が満たされていた。表１３及び表１４に示す通り、実施例４に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値及びΔＴS 30/y W-Vの値はそれぞれ表１及び表２に示す条件を満たしていた。実施例４に係る光学フィルタにおいて、波長３８０ｎｍ以下の領域及び波長７００ｎｍ以上の領域において透過率は十分に低く、波長４５０ｎｍ及び波長５００〜６００ｎｍの領域において透過率は十分高い。換言すると、実施例４に係る光学フィルタは、紫外線領域及び近赤外線領域において良好に光を遮蔽でき、可視領域において十分に光を透過させることができる特性を有していた。また、実施例４に係る光学フィルタは反射防止膜を備えるので、実施例１〜３に係る光学フィルタと比べて、実施例４に係る光学フィルタにおいて可視領域における透過率が高かった。加えて、０°〜６５°の入射角度で実施例４に係る光学フィルタに光を入射させても、波長４００〜７００ｎｍの範囲においてリップルが生じなかった。さらに、実施例４に係る光学フィルタが光吸収層ｕｖａ１を備えることにより、実施例４に係る光学フィルタにおいて波長４００ｎｍ付近から波長の増加に伴い透過率が急激に増加していた。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す通り、実施例４に係る光学フィルタにおいて、０°〜６５°の入射角度に対する波長３８０ｎｍ以下の領域及び波長７００ｎｍ以上の領域における正規化分光透過率は十分に低く、波長４５０ｎｍ及び波長５００〜６００ｎｍの正規化分光透過率は十分に高かった。このため、実施例４に係る光学フィルタは、撮像装置において設計上想定される撮像素子への入射角度に応じて光量の低下を補うよう感度補正がなされる場合でも、紫外線領域及び近赤外線領域の光を良好に遮蔽しつつ、可視領域の光を十分に透過させるために有利な特性を有していた。また、実施例４に係る光学フィルタにおいて、各入射角度における正規化分光透過率曲線の形状のずれが小さく、実施例４に係る光学フィルタを用いた撮像装置で生成される画像内で色むらが生じにくいと考えられる。
＜比較例１＞
透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面に、蒸着装置を用いてＳｉＯ2とＴｉＯ2とを交互に５０層積層することによって、波長７３０〜１１００ｎｍの範囲において光を反射させる光反射層ｉｒｒ１を形成し、半製品γを得た。０°、３０°、及び５０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を半製品γに入射させたときの透過率スペクトルを図１２Ａに示す。０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率が０．２％未満であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率が９４．８％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が９４．３％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率が６２．８％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率が９．５％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は６．１％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は１．０％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は０．５％であった。３０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率が０．２％未満であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率が９４．６％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が９３．３％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率が３．２％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率が１．４％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が１．０％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍにおける分光透過率の最大値が０．８％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が０．６％であった。５０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率が３．７％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率が８４．０％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が８６．０％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率が１．６％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率が１．１％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が０．９％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が６．８％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１２．７％であった。
透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面に、蒸着装置を用いてＳｉＯ2とＴｉＯ2とを交互に５０層積層することによって、波長７３０〜１１００ｎｍの範囲において光を反射させる光反射層ｉｒｒ１を形成し、半製品γを得た。０°、３０°、及び５０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を半製品γに入射させたときの透過率スペクトルを図１２Ａに示す。０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率が０．２％未満であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率が９４．８％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が９４．３％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率が６２．８％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率が９．５％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は６．１％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は１．０％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は０．５％であった。３０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率が０．２％未満であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率が９４．６％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が９３．３％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率が３．２％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率が１．４％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が１．０％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍにおける分光透過率の最大値が０．８％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が０．６％であった。５０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率が３．７％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率が８４．０％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が８６．０％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率が１．６％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率が１．１％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が０．９％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が６．８％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１２．７％であった。
ＭＥＫに可溶なシアニン系の赤外線吸収色素及びスクアリリウム系の赤外線吸収色素を溶媒としてのＭＥＫに添加して調製した溶液に、この溶液の固形分の９９重量％に相当する量のＰＶＢを添加し、その後２時間撹拌して、コーティング液を得た。このコーティング液を、半製品γにおいて光反射層ｉｒｒ１が形成された透明ガラス基板の主面と反対側の主面にスピンコートで塗布し、１４０℃で３０分間塗膜を加熱して硬化させ、光吸収層ｉｒａ３を形成した。別途、透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面に光吸収層ｉｒａ３を同様に形成して参考例３に係る積層体を得た。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を参考例３に係る積層体に入射させたときの透過率スペクトルを図１２Ｂに示す。この透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は８０．１％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は８３．８％であり、波長５００〜６００ｎｍにおける分光透過率の平均値は８６．９％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は２．０％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は２．６％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は１５．９％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は９０．２％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は９１．１％であった。
光吸収層ｉｒａ３上に真空蒸着により、反射防止膜ａｒ１を実施例４に係る光学フィルタの反射防止膜ａｒ１と同一の仕様で形成した。このようにして、比較例１に係る光学フィルタを作製した。
０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における比較例１に係る光学フィルタの透過率スペクトルを図１３Ａ及び図１３Ｂに示す。０°の入射角度における比較例１に係る光学フィルタの透過率スペクトルから読み取った特性値を表１５に示す。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における比較例１に係る光学フィルタの正規化分光透過率曲線を図１４Ａ及び図１４Ｂに示す。比較例１に係る光学フィルタにおける、入射角度ｘ°が０°であるときのΔＴS 0/y W-Vの値及び入射角度ｘ°が３０°であるときのΔＴS 30/y W-Vの値をそれぞれ表１６及び表１７に示す。
表１５に示す通り、比較例１に係る光学フィルタは、上記の（１）〜（９）の条件を満たしていた。しかし、表１６に示す通り、比較例１に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値は、ΔＴS 0/30 450-650、ΔＴS 0/30 530-750、及びΔＴS 0/35 450-650を除き、表１に示す条件を満たしていなかった。また、表１７に示す通り、比較例１に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 30/y W-Vの値は、ΔＴS 30/35 450-650、ΔＴS 30/35 530-750、及びΔＴS 30/35 650-1200を除き、表２に示す条件を満たしていなかった。図１３Ａ及び図１３Ｂに示す通り、比較例１に係る光学フィルタにおいて、光の入射角度が大きくなるにつれて、光反射層ｉｒｒ１の反射帯域が短波長側にシフトする影響が現れるとともに、５００ｎｍ前後に大きなリップルが発生していた。このため、比較例１に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値及びΔＴS 30/y W-Vの値の多くにおいて、表１及び表２に示す上限値を大きく上回っていた。
比較例１に係る光学フィルタは、光吸収層の作用だけではなく光反射層の作用によっても、近赤外線領域の光を遮蔽している。光反射層は多層膜による干渉効果によって光を反射する機能を発揮するので、設計値を超える大きな入射角度の光線に対しては、反射する波長帯が短波長側にシフトするだけでなく、本来透過させたい波長帯にリップルを生じ、分光透過率曲線を大きくゆがめてしまう。このため、比較例１に係る光学フィルタにおいて、垂直に入射する光線に対する透過率スペクトルは所望の基準を満たしていたが、大きな入射角度の光線に対する透過率スペクトルは所望の基準を満たすことができなかった。このため、比較例１に係る光学フィルタが組み込まれた撮像装置を用いて広角撮影等の被写体に対して広い画角の撮影を行う場合、撮影された画像において被写体の均一な色調を再現することが難しく、加えて、得られた画像内に強い色むらが発生することが懸念される。
＜比較例２＞
光吸収性透明基板ｂｇ１を準備した。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を光吸収性透明基板ｂｇ１に入射させたときの透過率スペクトルを図１５Ａに示す。この透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は８６．８％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は９０．２％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は８６．５％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は２９．８％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は２５．３％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は１９．１％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍにおける分光透過率の最大値は３０．２％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は３２．５％であった。
光吸収性透明基板ｂｇ１を準備した。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を光吸収性透明基板ｂｇ１に入射させたときの透過率スペクトルを図１５Ａに示す。この透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は８６．８％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は９０．２％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は８６．５％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は２９．８％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は２５．３％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は１９．１％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍにおける分光透過率の最大値は３０．２％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は３２．５％であった。
光吸収性透明基板ｂｇ１の一方の主面に、蒸着装置を用いてＳｉＯ2とＴｉＯ2とを交互に５４層積層することによって、波長７２０〜１１００ｎｍの範囲において光を反射させる光反射層ｉｒｒ２を形成した。別途、透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面に光反射層ｉｒｒ２を同様に形成して、参考例４に係る積層体を作製した。０°、３０°、及び５０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を参考例４に係る積層体に入射させたときの透過率スペクトルを図１５Ｂに示す。０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は０．２％未満であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は９４．３％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は９４．７％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は７３．５％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は９．８％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は６．７％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は０．７％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は０．３％であった。３０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は１．６％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は９０．８％であり、波長５００〜６００ｎｍにおける平均透過率は９３．２％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は２．７％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は１．１％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は０．８％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は０．７％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は１．０％であった。５０°の入射角度に関する透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は４９．４％であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は８７．５％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は８９．８％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は１．６％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は０．８％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は０．９％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は６．０％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は１３．０％であった。
紫外線吸収剤として、可視領域において光の吸収が少なく、ＭＥＫに可溶なベンゾフェノン系紫外線吸収性物質を用い、赤外線吸収剤としてスクアリリウム化合物とシアニン化合物とからなる赤外線吸収色素を用いた。これらの紫外線吸収剤及び赤外線吸収剤を評量して溶媒としてのＭＥＫに添加して溶液を調製し、この溶液の固形分の９９重量％のＰＶＢを添加し、その後２時間撹拌してコーティング液を得た。このコーティング液を光吸収性透明基板ｂｇ１の他方の主面に塗布して硬化させ、光吸収層ｕｖｉｒａ２を形成した。透明ガラス基板（ＳＣＨＯＴＴ社製、製品名：Ｄ２６３ Ｔ ｅｃｏ）の一方の主面に光吸収層ｕｖｉｒａ２を同様に形成して、参考例５に係る積層体を得た。０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を参考例５に係る積層体に入射させたときの透過率スペクトルを図１５Ｃに示す。この透過率スペクトルにおいて、波長３８０ｎｍにおける分光透過率は０．２％未満であり、波長４５０ｎｍにおける分光透過率は８４．３％であり、波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は８８．７％であり、波長７００ｎｍにおける分光透過率は４．８％であり、波長７１５ｎｍにおける分光透過率は８．４％であり、波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値は６３．８％であり、波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は９２．７％であり、波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値は９２．７％であった。
真空蒸着により、光吸収性透明基板ｂｇ１の他方の主面に形成された光吸収層ｕｖｉｒａ２上に反射防止膜ａｒ１を実施例４に係る光学フィルタにおける反射防止膜ａｒ１と同じ仕様で形成した。このようにして、比較例２に係る光学フィルタを作製した。
０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における比較例２に係る光学フィルタの透過率スペクトルを図１６Ａ及び図１６Ｂに示す。０°の入射角度における比較例２に係る光学フィルタの透過率スペクトルから読み取った特性値を表１８に示す。０°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、及び６５°の入射角度における比較例２に係る光学フィルタの正規化分光透過率曲線を図１７Ａ及び図１７Ｂに示す。比較例２に係る光学フィルタにおける、入射角度ｘ°が０°であるときのΔＴS 0/y W-Vの値及び入射角度ｘ°が３０°であるときのΔＴS 30/y W-Vの値をそれぞれ表１９及び表２０に示す。
表１８に示す通り、比較例２に係る光学フィルタは、上記の（１）〜（９）の条件を満たしていた。しかし、表１９に示す通り、比較例２に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値は、ΔＴS 0/30 380-530、ΔＴS 0/30 450-650、ΔＴS 0/30 530-750、ΔＴS 0/30 650-1200、ΔＴS 0/30 380-1200、ΔＴS 0/35 450-650、及びΔＴS 0/35 530-750を除き、表１に示す条件を満たしていなかった。また、表２０に示す通り、比較例２に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 30/y W-Vの値は、ΔＴS 30/35 380-530、ΔＴS 30/35 450-650、ΔＴS 30/35 530-750、ΔＴS 30/35 650-1200、ΔＴS 30/35 380-1200、及びΔＴS 30/40 530-750を除き、表２に示す条件を満たしていなかった。図１６Ａ及び図１６Ｂに示す通り、比較例２に係る光学フィルタにおいて、光の入射角度が大きくなるにつれて、光反射層ｉｒｒ２の反射帯域が短波長側にシフトする影響が現れるとともに、５００ｎｍ前後に大きなリップルが発生していた。このため、比較例２に係る光学フィルタにおける、ΔＴS 0/y W-Vの値及びΔＴS 30/y W-Vの値の多くにおいて、表１及び表２に示す上限値を大きく上回っていた。
比較例２に係る光学フィルタにおいて、近赤外線領域及び紫外線領域ともに、透過させたい波長帯と遮蔽したい波長帯との境界が光の吸収によって定まっていた。光反射層は多層膜による干渉効果によって光を反射する機能を発揮するので、設計値を超える大きな入射角度の光線に対しては、反射する波長帯が短波長側にシフトするだけでなく、本来透過させたい波長帯にリップルを生じ、分光透過率曲線を大きくゆがめてしまう。比較例２に係る光学フィルタにおいて、近赤外線領域において光吸収層による吸収帯域が狭いので、光反射層による遮蔽帯域を十分に長波長側に設定することができなかった。このため、比較例２に係る光学フィルタにおいて、光の入射角度が大きくなるにしたがって反射帯域が短波長側にシフトしてくる影響を避けられなかった。その結果、比較例２に係る光学フィルタにおいて、垂直に入射する光線に対する透過率スペクトルは所望の基準を満たしていたが、大きな入射角度の光線に対する透過率スペクトルは所望の基準を満たすことができなかった。比較例２に係る光学フィルタが組み込まれた撮像装置を用いて広角撮影等の被写体に対して広い画角の撮影を行う場合、撮影された画像において被写体の均一な色調を再現することが難しく、加えて、得られた画像内に強い色むらが発生することが懸念される。
Claims (15)
- 光学フィルタであって、
近赤外線領域の少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有している光吸収層を備え、
０°の入射角度で波長３００〜１２００ｎｍの光を当該光学フィルタに入射させたときに、下記（１）〜（９）の条件を満たし、
（１）波長３８０ｎｍにおける分光透過率が２０％以下である。
（２）波長４５０ｎｍにおける分光透過率が７５％以上である。
（３）波長５００〜６００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が８０％以上である。
（４）波長７００ｎｍにおける分光透過率が５％以下である。
（５）波長７１５ｎｍにおける分光透過率が３％以下である。
（６）波長７００〜８００ｎｍの範囲における分光透過率の平均値が１％以下である。
（７）波長７５０〜１０８０ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が１％以下である。
（８）波長１０００〜１１００ｎｍの範囲における分光透過率の最大値が２％以下である。
（９）波長４００〜７００ｎｍの範囲において７５％以上の分光透過率を示す波長帯の波長帯幅が１７０ｎｍ以上である。
ｘ°及びｙ°の入射角度（ここで、０≦ｘ≦３０、３０≦ｙ≦６５、及びｘ＜ｙ）で波長３００〜１２００ｎｍの光を当該光学フィルタに入射させたときに、同一の波長に対する、ｘ°の入射角度における正規化分光透過率とｙ°の入射角度における正規化分光透過率との差の絶対値の波長Ｗｎｍ〜Ｖｎｍ（ここで、Ｗ＜Ｖ）の範囲における平均値をΔＴS x/y W-Vと表すとき、
ΔＴS 0/40 380-530≦３％、ΔＴS 0/40 450-650≦３％、及びΔＴS 0/40 530-750≦３％の条件を満たし、
前記正規化分光透過率は、前記入射角度のそれぞれにおいて分光透過率の波長４００〜６５０ｎｍの範囲の最大値が１００％になるように前記入射角度のそれぞれにおける前記分光透過率を正規化して定められる、
光学フィルタ。 - ΔＴS 0/40 650-1200≦１％の条件をさらに満たす、請求項１に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 0/40 380-1200≦１．５％の条件をさらに満たす、請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 0/50 380-530≦４％、ΔＴS 0/50 450-650≦４％、ΔＴS 0/50 530-750≦４％、ΔＴS 0/50 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 0/50 380-1200≦２％の条件をさらに満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 0/60 380-530≦４．５％、ΔＴS 0/60 450-650≦４．５％、ΔＴS 0/60 530-750≦４．５％、ΔＴS 0/60 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 0/60 380-1200≦２．５％の条件をさらに満たす、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 0/65 380-530≦５％、ΔＴS 0/65 450-650≦５％、ΔＴS 0/65 530-750≦５％、ΔＴS 0/65 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 0/65 380-1200≦３％の条件をさらに満たす、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 30/40 380-530≦３％、ΔＴS 30/40 450-650≦３％、ΔＴS 30/40 530-750≦３％、ΔＴS 30/40 650-1200≦１％、及びΔＴS 30/40 380-1200≦１．５％の条件をさらに満たす、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 30/50 380-530≦３％、ΔＴS 30/50 450-650≦３％、ΔＴS 30/50 530-750≦３％、ΔＴS 30/50 650-1200≦１％、及びΔＴS 30/50 380-1200≦１．５％の条件をさらに満たす、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 30/60 380-530≦４％、ΔＴS 30/60 450-650≦４％、ΔＴS 30/60 530-750≦４％、ΔＴS 30/60 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 30/60 380-1200≦２％の条件をさらに満たす、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- ΔＴS 30/65 380-530≦４．５％、ΔＴS 30/65 450-650≦４．５％、ΔＴS 30/65 530-750≦４．５％、ΔＴS 30/65 650-1200≦１．５％、及びΔＴS 30/65 380-1200≦２．５％の条件をさらに満たす、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- 前記光吸収剤は、ホスホン酸と銅イオンとによって形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
- 前記ホスホン酸は、アリール基を有する第一ホスホン酸を含む、請求項１１に記載の光学フィルタ。
- 前記ホスホン酸は、アルキル基を有する第二ホスホン酸をさらに含む、請求項１２に記載の光学フィルタ。
- レンズ系と、
前記レンズ系を通過した光を受光する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に配置された、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学フィルタと、を備えた、
撮像装置。 - 前記撮像素子の前方に配置され、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の３色のフィルタを有するカラーフィルタをさらに備え、
前記光学フィルタは、前記カラーフィルタの前方に配置されている、請求項１４に記載の撮像装置。
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