JP6036689B2 - 光学フィルタ、固体撮像素子、撮像装置用レンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、単独であるいは他の選択波長遮蔽部材と組合せて用いた際に、良好な近赤外線遮蔽特性を有するとともに、撮像装置の十分な小型化、薄型化、低コスト化ができる固体撮像素子、撮像装置用レンズ、および、近赤外線遮蔽特性を有する撮像装置の提供を目的とする。
上記近赤外線吸収色素(A)は、屈折率(n20d)が1.500未満の色素用溶媒に溶解して測定される波長域400〜1000nmの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が695〜720nmの領域にあり、半値全幅が60nm以下であり、かつ上記ピーク波長における吸光度を1として算出される630nmにおける吸光度と上記ピーク波長における吸光度の差を、630nmと上記ピーク波長との波長差で除した値が0.010〜0.050である最大吸収ピークを有する、近赤外線吸収色素(A1)を含有し、
上記透明樹脂(B)は、屈折率(n20d)が1.54以上であり、
上記近赤外線吸収層は、450〜600nmの可視光の透過率が70%以上であり、695〜720nmの波長域における光の透過率が10%以下であり、かつ下式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.8以下であり、
前記近赤外線吸収層の片側または両側に選択波長遮蔽層をさらに具備し、
前記選択波長遮蔽層の少なくとも1つは、光を反射し、該反射により光の透過率が5%以下となる反射波長域の短波長側の端の波長が、前記近赤外線吸収層における光の透過率が5%以下となる吸収波長域のうち長波長側の端の波長より10nm短い波長から前記長波長側の端の波長までの範囲にある、誘電体多層膜であり、
710〜860nmの波長域における光の透過率が0.3%以下である、光学フィルタが提供される。
D(%/nm)=[T700(%)−T630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(1)
式(1)中、T700は、上記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、T630は、上記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。
R1およびR2は互いに連結して窒素原子と共に5員環または6員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環(環A)を形成しているか、R2およびR5は互いに連結して窒素原子と共に5員環または6員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環(環B)を形成している。複素環を形成していない場合の、R1およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、臭素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数7〜11のアルアリール基を示す。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
R4およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、−NR7R8(R7およびR8は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または−C(=O)−R9(R9は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基))を示す。
R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を示す。
R11は、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホン基、またはそのアニオン種を示す。
R12およびR13は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を示す。
Zは、PF6、ClO4、Rf−SO2、(Rf−SO2)2−N(Rfは少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を示す。)、またはBF4を示す。
R14、R15、R16およびR17は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。
nは1〜6の整数を示す。
上記近赤外線吸収層の膜厚は、0.1〜100μmであってよい。
上記光学フィルタが有する選択波長遮蔽層は、420〜695nmの可視光を透過し710〜1100nmの波長域の光を遮蔽する選択波長遮蔽層であってよい。
このような選択波長遮蔽層を具備する上記光学フィルタは、420〜620nmの可視光の透過率が70%以上であり、かつ下式(2)で表わされる透過率の変化量Dfが−0.8以下の光学フィルタであってよい。
Df(%/nm)=[Tf700(%)−Tf630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(2)
式(2)中、Tf700は、上記光学フィルタの透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、Tf630は、上記光学フィルタの透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。
上記光学フィルタは、さらに透明基材を有してよく、該透明基材は、ガラスからなってよい。さらに、上記ガラスは、CuOを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはCuOを含有するリン酸塩系ガラスであってよい。
上記近赤外線吸収色素(A)は、屈折率(n20d)が1.500未満の色素用溶媒に溶解して測定される波長域400〜1000nmの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が695〜720nmの領域にあり、半値全幅が60nm以下であり、かつ上記ピーク波長における吸光度を1として算出される630nmにおける吸光度と上記ピーク波長における吸光度の差を、630nmと上記ピーク波長との波長差で除した値が0.010〜0.050である最大吸収ピークを有する、近赤外線吸収色素(A1)を含有し、
上記透明樹脂(B)は、屈折率(n20d)が1.54以上であり、
上記近赤外線吸収層は、450〜600nmの可視光の透過率が70%以上であり、695〜720nmの波長域における光の透過率が10%以下であり、かつ上記式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.8以下であり、
前記近赤外線吸収層の片側または両側に選択波長遮蔽層をさらに具備し、
前記選択波長遮蔽層の少なくとも1つは、光を反射し、該反射により光の透過率が5%以下となる反射波長域の短波長側の端の波長が、前記近赤外線吸収層における光の透過率が5%以下となる吸収波長域のうち長波長側の端の波長より10nm短い波長から前記長波長側の端の波長までの範囲にある、誘電体多層膜であり、
710〜860nmの波長域における光の透過率が0.3%以下である、固体撮像素子が提供される。
上記固体撮像素子が有する選択波長遮蔽層は、420〜695nmの可視光を透過し710〜1100nmの波長域の光を遮蔽する選択波長遮蔽層であってよい。
上記固体撮像素子が有する選択波長遮蔽層は、低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を交互に積層した誘電体多層膜からなってよい。
上記近赤外線吸収色素(A)は、屈折率(n20d)が1.500未満の色素用溶媒に溶解して測定される波長域400〜1000nmの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が695〜720nmの領域にあり、半値全幅が60nm以下であり、かつ上記ピーク波長における吸光度を1として算出される630nmにおける吸光度と上記ピーク波長における吸光度の差を、630nmと上記ピーク波長との波長差で除した値が0.010〜0.050である最大吸収ピークを有する、近赤外線吸収色素(A1)を含有し、
上記透明樹脂(B)は、屈折率(n20d)が1.54以上であり、
上記近赤外線吸収層は、450〜600nmの可視光の透過率が70%以上であり、695〜720nmの波長域における光の透過率が10%以下であり、かつ上記式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.8以下であり、
前記近赤外線吸収層の片側または両側に選択波長遮蔽層をさらに具備し、
前記選択波長遮蔽層の少なくとも1つは、光を反射し、該反射により光の透過率が5%以下となる反射波長域の短波長側の端の波長が、前記近赤外線吸収層における光の透過率が5%以下となる吸収波長域のうち長波長側の端の波長より10nm短い波長から前記長波長側の端の波長までの範囲にある、誘電体多層膜であり、
710〜860nmの波長域における光の透過率が0.3%以下である、撮像装置用レンズが提供される。
上記撮像装置用レンズが有する選択波長遮蔽層は、420〜695nmの可視光を透過し710〜1100nmの波長域の光を遮蔽する選択波長遮蔽層であってよい。
上記撮像装置用レンズが有する選択波長遮蔽層は、低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を交互に積層した誘電体多層膜からなってよい。
本発明の他の態様によれば、上記撮像装置用レンズを具備する、撮像装置が提供される。
ここで、本明細書において、特に断りのない限り、光を透過するとは、その波長における光の透過率が85%以上であることをいう。また、光を遮蔽するとは、その波長における光の透過率が5%以下であることをいう。さらに、光を反射するとは、光を遮蔽すると同様に、その波長における光の透過率が5%以下であることをいう。また、特定の波長領域の透過率について、透過率が例えば85%以上とは、その波長領域の全波長において透過率が85%を下回らないことをいい、同様に透過率が例えば5%以下とは、その波長領域の全波長において透過率が5%を超えないことをいう。
(第1の実施形態)
本実施形態は、下記近赤外線吸収色素(A)を、屈折率(n20d)が1.54以上の透明樹脂(B)に分散させてなる近赤外線吸収層であって、450〜600nmの可視光の透過率が70%以上であり、695〜720nmの波長域における光の透過率が10%以下であり、かつ上記式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.8以下である近赤外線吸収層を具備する光学フィルタに関する。なお、本明細書において屈折率は、特に断りのない限り屈折率(n20d)をいう。
吸収スペクトル傾き=(1−Ab630)/(λmax(A1)−630)
また、近赤外線吸収層における上記式(1)で表わされる透過率の変化量Dを、単に透過率の変化量Dともいう。
以下、このようなNIR吸収色素(A1)およびNIR吸収色素(A2)のそれぞれについて説明し、続いてこれらを含むNIR吸収色素(A)について説明する。
NIR吸収色素(A1)としては、上記吸光特性を有する化合物であれば、特に制限されない。一般にNIR吸収色素として用いられるシアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物、ジイモニウム系化合物、ポリメチン系化合物、フタリド化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、インドフェノール系化合物、スクアリリウム系化合物等から、上記吸光特性を有する化合物を適宜選択して使用できる。これらのうちでも、特にスクアリリウム系化合物は、化学構造を調整することで上記NIR吸収色素(A1)として求められる波長帯で急峻な吸収傾きが得られるとともに、保存安定性および光に対する安定性を確保できる点で好ましい。
化合物(F1)は、スクアリリウム骨格の左右にベンゼン環が結合し、さらにベンゼン環の4位に窒素原子が結合するとともに該窒素原子を含む飽和複素環が形成された構造を有するスクアリリウム系化合物であり、上記NIR吸収色素(A1)としての吸光特性を有する化合物である。化合物(F1)においては、近赤外線吸収層を形成する際に用いる溶媒(以下、「ホスト溶媒」ということもある。)や透明樹脂(B)への溶解性を高める等のその他の要求特性に応じて、以下の範囲でベンゼン環の置換基を適宜調整できる。
R1およびR2は互いに連結して窒素原子と共に5員環または6員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環(環A)を形成しているか、R2およびR5は互いに連結して窒素原子と共に5員環または6員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環(環B)を形成している。複素環を形成していない場合の、R1およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、臭素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数7〜11のアルアリール基を示す。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。置換基としては、フッ素原子、臭素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のフロロアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基等が挙げられる。
R4およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、−NR7R8(R7およびR8は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または−C(=O)−R9(R9は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基))を示す。
R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を示す。
なお、化合物(F1)は、上記一般式(F1)で示される構造の共鳴構造を有する式(F1−1)で示される化合物(F1−1)を含む。
R1およびR2が環Aを形成している場合のR5、R2およびR5が環Bを形成している場合のR1は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、臭素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数7〜11のアルアリール基を示す。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。置換基としては、フッ素原子、臭素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のフロロアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基等が挙げられる。
これらのなかでも、R1およびR5としては、ホスト溶媒や透明樹脂(B)への溶解性の観点から、炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
−NR7R8としては、ホスト溶媒や透明樹脂(B)への溶解性の観点から、−NH−C(=O)−R9が好ましい。R9としては、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基が挙げられる。置換基としては、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のフロロアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基等が挙げられる。これらのうちでも、フッ素原子で置換されてもよい炭素数1〜6のアルキル基および炭素数1〜6のフロロアルキル基および/または炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されてもよいフェニル基から選ばれる基が好ましい。
R1、R3、R6、R7、およびR8は、上記式(F1)における規定と同じであり、好ましい態様も同様である。なお、−NR7R8としては、−NH−C(=O)−CH3、−NH−C(=O)−C6H13、−NH−C(=O)−C6H5等が好ましい。
Yは、水素原子が炭素数1〜3のアルキル基で置換されてもよい−CH2−を示し、Xは、水素原子が炭素数1〜6のアルキル基で置換されてもよい−CH2−または−CH2CH2−を示す。Yは、−CH2−、−C(CH3)2−が好ましく、Xは、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−が好ましい。
R3、R5、R6、R7、およびR8は、上記式(F1)における規定と同じであり、好ましい態様も同様である。なお、−NR7R8としては、−NH−C(=O)−(CH2)m−CH3(mは、0〜19)、−NH−C(=O)−Ph−R10(R10は、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、または炭素数1〜3のパーフロロアルキル基を示す。)
等が好ましい。
Yは、水素原子が炭素数1〜3のアルキル基で置換されてもよい−CH2−を示し、Xは、水素原子が炭素数1〜3のアルキル基で置換されてもよい−CH2−または−CH2CH2−を示す。Y、Xともに−CH2−、−C(CH3)2−が好ましい。
化合物(F11)として、具体的には、下記式(F11−1)で示される化合物が挙げられる。
化合物(F11−1)等の化合物(F11)は、例えば、ここに参照により引用される米国特許第5,543,086号明細書に記載された方法で製造できる。
また、化合物(F12)は、例えば、ここに参照により引用されるJ.Org.Chem.2005,70(13),5164−5173に記載の方法で製造できる。
反応式(F3)によれば、1−メチル−2−ヨード−4−アミノベンゼンのアミノ基に所望の置換基R9を有するカルボン酸塩化物を反応させてアミドを形成する。次いで、ピロリジンを反応させ、さらに3,4−ジヒドロキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオンと反応させることで、化合物(F12−1)〜化合物(12−5)が得られる。
NIR吸収色素(A2)としては、上記吸光特性を有する、具体的には、その吸収スペクトルにおいて、λmax(A2)が720nm超800nm以下の波長領域にあり半値全幅が100nm以下である最大吸収ピークを有する化合物であれば、特に制限されない。一般にNIR吸収色素として用いられるシアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物、ジイモニウム系化合物、ポリメチン系化合物、フタリド化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、インドフェノール系化合物、スクアリリウム系化合物等から、上記吸光特性を有する化合物を適宜選択して使用できる。
NIR吸収色素(A2)として使用可能な、シアニン系化合物として、具体的には、下記一般式(F2)に示される化合物が挙げられる。
R11は、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホン基、またはそのアニオン種を示す。
R12およびR13は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を示す。
Zは、PF6、ClO4、Rf−SO2、(Rf−SO2)2−N(Rfは少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を示す。)、またはBF4を示す。
R14、R15、R16およびR17は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。
nは1〜6の整数を示す。
化合物(F2)としてより具体的には、下記式(F21)で示される化合物、下記式(F22)で示される化合物等が例示される。
本実施形態に用いられるNIR吸収色素(A)は、NIR吸収色素(A1)を必須成分として含有し、さらに好ましくは、NIR吸収色素(A2)を含有する。
NIR吸収色素(A)における、NIR吸収色素(A1)の含有量は、NIR吸収色素(A)がNIR吸収色素(A1)以外に含有するNIR吸収色素(A)、例えばNIR吸収色素(A2)等の種類によるが、NIR吸収色素(A)の全量に対して3〜100質量%の範囲が好ましく、30〜100質量%がより好ましく、50〜100質量%が特に好ましい。NIR吸収色素(A1)の含有量を上記範囲とすることで、NIR吸収色素(A)は、これを含有する近赤外線吸収層に、可視波長帯域と近赤外波長帯域の境界領域で光の吸収曲線の傾斜を急峻とする特性、具体的には、透過率の変化量Dを−0.8以下とする特性の付与が可能となる。
NIR吸収色素(A2)の含有量を上記範囲とすることで、NIR吸収色素(A)は、NIR吸収色素(A1)による上記効果を阻害することなく、これを含有する近赤外線吸収層に、近赤外波長帯域の長波長側まで十分に吸光する特性を付与することが可能となる。
NIR吸収色素(A)のうちで最も長波長側にλmaxを有するNIR吸収色素(A)をNIR吸収色素(Ay)、そのλmaxをλmax(Ay)とし、NIR吸収色素(A)のうちで最も短波長側にλmaxを有するNIR吸収色素(A)をNIR吸収色素(Ax)、そのλmaxをλmax(Ax)として、10nm≦λmax(Ay)−λmax(Ax)≦40nmの関係にあることが好ましい。
これらのなかでも、透明性の点から、屈折率が1.54以上のアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エン・チオール系樹脂、エポキシ系樹脂等が好ましく用いられ、さらに、屈折率が1.54以上のアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂がより好ましく用いられる。透明樹脂の屈折率が1.54以上であれば、上記樹脂を混合して用いてもよいし、アロイ化した樹脂を用いてもよい。
透明樹脂(B)としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、アクリル系樹脂として、オグソールEA−F5503(商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率:1.60)、オグソールEA−F5003(商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率:1.60)を硬化させた樹脂等が挙げられる。また、ポリエステル系樹脂としては、OKPH4HT(商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率:1.64)、OKPH4(商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率:1.61)、B−OKP2(商品名、大阪ガスケミカル社製、屈折率:1.64)、バイロン103(商品名、東洋紡社製、屈折率:1.55)、ポリカーボネート系樹脂としてLeXanML9103(商品名、sabic社製、屈折率1.59)、ポリマーアロイとしてはポリカーボネートとポリエステルのアロイとしてパンライトAM−8シリーズ(商品名、帝人化成社製)やxylex 7507(商品名、sabic社製)が挙げられる。
紫外線吸収剤は、近赤外線吸収層に求められる他の物性を確保しながら、紫外線吸収剤がその機能を発揮できる量の範囲として、透明樹脂(B)または透明樹脂(B)の原料成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜5質量部の割合で配合できる。
用いるシランカップリング剤の種類は、組合せて使用する透明樹脂(B)に応じて適宜選択できる。塗工液中のシランカップリング剤の含有量は、透明樹脂(B)または透明樹脂(B)の原料成分100質量部に対して、1〜20質量部であることが好ましく、5〜15質量部が特に好ましい。
また、塗工液を塗工し得られる近赤外線吸収層とともに、そのまま光学フィルタに用いる透明基材としては、後述の透明基材が挙げられる。
D(%/nm)=[T700(%)−T630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(1)
式(1)中、T700は、上記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、T630は、上記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。
なお、近赤外線吸収層の透過率は、紫外可視分光光度計を用いて測定できる。
近赤外線吸収層の、450〜600nmの可視光の透過率は70%以上であり、80%以上が好ましい。また、695〜720nmの波長域における光の透過率は10%以下であり、8%以下が好ましい。さらに、透過率の変化量Dが−0.8以下であり、−0.86以下が好ましい。
Df(%/nm)=[Tf700(%)−Tf630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(2)
式(2)中、Tf700は、上記光学フィルタの透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、Tf630は、上記光学フィルタの透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。
(i)第1の選択波長遮蔽層13a、近赤外線吸収層11、第2の選択波長遮蔽層13b
(ii)近赤外線吸収層11、第1の選択波長遮蔽層13a、第2の選択波長遮蔽層13b
(iii)近赤外線吸収層11、第2の選択波長遮蔽層13b、第1の選択波長遮蔽層13a
また、近赤外線吸収層11が透明基材上に設けられている場合には、透明基材が、第1の選択波長遮蔽層13aまたは第2の選択波長遮蔽層13bに接する側に配置されることが好ましい。すなわち、透明基材を有する場合、透明基材が最外層に位置しないことが好ましい。
ここで、近赤外線吸収層11による吸収波長域とは、可視光から近赤外光領域において透過率が5%以下となる波長域をいう。なお、第1の誘電体多層膜13aが反射する光の波長領域の短波長側の端の波長は、具体的には近赤外線吸収層11による吸収波長域の長波長側の端の波長より10nm短い波長から該長波長側の端の波長までの範囲にあることが好ましく、さらに、該長波長側の端の波長より3〜10nm短い波長がより好ましい。第1の誘電体多層膜13aは、さらに必要に応じて上記以外の反射波長領域を有してもよい。
(i)第2の誘電体多層膜13b、近赤外線吸収層11、第1の誘電体多層膜13a
(ii)近赤外線吸収層11、第1の誘電体多層膜13a、第2の誘電体多層膜13b
(iii)近赤外線吸収層11、第2の誘電体多層膜13b、第1の誘電体多層膜13a
これらのうちでも、本実施形態においては、得られる光学フィルタ10Bに製造上の歪み等が生じない観点から(i)の配置が最も好ましい。
(i)’第2の誘電体多層膜13b、近赤外線吸収層11、透明基材、第1の誘電体多層膜13a
(ii)’近赤外線吸収層11、透明基材、第1の誘電体多層膜13a、第2の誘電体多層膜13b
(iii)’近赤外線吸収層11、透明基材、第2の誘電体多層膜13b、第1の誘電体多層膜13a
これらのうちでも、本実施形態においては、(i)’の配置が最も好ましい。
図3は、本実施形態に係る固体撮像素子の一部を概略的に示す断面図である。本実施形態の固体撮像素子は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)等の情報機器に組み込まれる、小型カメラ等の撮像装置に使用される固体撮像素子である。これ以降の実施形態においては、重複する説明を避けるため、第1の実施形態と共通する点については場合により説明を省略し、相違点を中心に説明する。
また、近赤外線吸収層107の厚さ、光学特性等についても、上記第1の実施形態における近赤外線吸収層と同様にできる。
選択波長遮蔽層としては、420〜695nmの可視光を透過し、710〜1100nmの波長領域の光を遮蔽する光学特性を有することが好ましい。遮蔽する波長領域は、710〜1200nmがより好ましい。近赤外線吸収層107をこのような選択波長遮蔽層と組み合わせて用いれば、近赤外線領域の光を高性能に遮蔽できる。選択波長遮蔽層はさらに、400nm以下の紫外線波長領域の光を遮蔽する光学特性を有することが好ましく、410nm以下の光の遮蔽性を有することがより好ましい。
第1の誘電体多層膜が有する反射波長領域は、例えば、その短波長側の端の波長が、710nm以上、近赤外線吸収層107による吸収波長域の長波長側の端の波長以下であり、その長波長側の端の波長が好ましくは820〜950nm付近の波長の領域を含むものである。該反射波長領域は、さらに必要に応じて他の領域を含んでもよい。
第2の誘電体多層膜が有する反射波長領域は、例えば、その短波長側の端の波長が、710nmを超え上記第1の誘電体多層膜の反射波長領域の長波長側の端の波長以下であり、その長波長側の端の波長が、好ましくは1100nm以上、より好ましくは1200nm以上の波長の領域を含むものである。該反射波長領域は、400nm以下、より好ましくは410nm以下の紫外線波長領域を含むことが好ましい。
図5は本実施形態に係る撮像装置用レンズを示す断面図である。この撮像装置用レンズは、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA等の情報機器に組み込まれる小型カメラ等の撮像装置の、固体撮像素子に結像させるレンズ系の全部または一部を構成するレンズである。
また、近赤外線吸収層72の厚さ、光学特性等についても、上記第1の実施形態における近赤外線吸収層と同様にできる。
選択波長遮蔽層としては、420〜695nmの可視光を透過し、710〜1100nmの波長領域の光を遮蔽する光学特性を有することが好ましい。光を遮蔽する波長領域は、710〜1200nmがより好ましい。近赤外線吸収層72をこのような選択波長遮蔽層と組み合わせて用いれば、近赤外線領域の光を高性能に遮蔽できる。選択波長遮蔽層はさらに、400nm以下の紫外線波長領域の光を遮蔽する光学特性を有することが好ましく、410nm以下の光の遮蔽性を有することがより好ましい。
ここで、撮像装置用レンズ70Aにおいて、撮像装置用レンズのみで完全に近赤外線遮蔽を達成する必要はなく、上記近赤外線吸収層72の片側または両側に設ける選択波長遮蔽層を、後述の撮像装置において固体撮像素子の前面に撮像装置用レンズ70Aとともに配置される他の光学部材の主面や固体撮像素子の表面、すなわち前側の主面に設けることで対応することもできる。用途に応じて、これらの中から設置箇所を適宜選択すればよい。
第1の誘電体多層膜が有する反射波長領域は、例えば、その短波長側の端の波長が、710nm以上、近赤外線吸収層72による吸収波長域の長波長側の端の波長以下であり、その長波長側の端の波長が好ましくは820〜950nm付近の波長の領域を含むものである。該反射波長領域は、さらに必要に応じて他の領域を含んでもよい。
第2の誘電体多層膜が有する反射波長領域は、例えば、その短波長側の端の波長が、710nmを超え上記第1の誘電体多層膜の反射波長領域の長波長側の端の波長以下であり、その長波長側の端の波長が、好ましくは1100nm以上、より好ましくは1200nm以上の波長の領域を含むものである。該反射波長領域は、400nm以下、より好ましくは410nm以下の紫外線波長領域を含むことが好ましい。
レンズ本体71を構成する材料としては、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の結晶;BK7、石英、精密プレス成形用低融点ガラス等のガラス;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等のプラスチック等が挙げられる。これらの材料は、紫外領域および/または近赤外領域の波長の光に対して吸収特性を有するものであってもよい。また、レンズ本体71は、例えば、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等にCuO等を添加した色ガラスで構成されていてもよい。また、図面は、いずれも屈折型レンズの例であるが、フレネルレンズ等の回折を利用した回折レンズや、屈折と回折を併用したハイブリッドレンズ等であってもよい。
図7は、上記第2の実施形態の固体撮像素子20Aを用いた本実施形態に係る撮像装置の一例の要部を概略的に示す断面図である。この撮像装置30は、図7に示すように、固体撮像素子20Aと、カバーガラス31と、複数のレンズ群32と、絞り33と、これらを固定する筐体34とを有する。複数のレンズ群32は、固体撮像素子20Aの撮像面に向けて配置された、第1のレンズL1、第2のレンズL2、第3のレンズL3および第4のレンズL4からなる。第4のレンズL4と第3のレンズL3との間に、絞り33が配置されている。固体撮像素子20Aと、レンズ群32と、絞り33は、光軸xに沿って配置されている。
なお、固体撮像素子20Aにおいては、近赤外線吸収層107の片側または両側に420〜695nmの可視光を透過し、710〜1100nmの波長領域の光を遮蔽する光学特性を有する選択波長遮蔽層が設けられている。ここで、光を遮蔽する波長領域は、710〜1200nmがより好ましい。
上記において選択波長遮蔽層は、近赤外線吸収層107の片側または両側の主面上に接する形で設けられてもよく、あるいは、固体撮像素子20A内の近赤外線吸収層107と光電変換素子101との間のいずれかの層間に設けられてもよい。さらに、必要に応じて上記レンズ群32やカバーガラス31から選ばれるいずれかの部材の片側または両側の主面上に設けられてもよい。
光学フィルタ10Bのような上記近赤外線吸収層、第1の誘電体多層膜、および第2の誘電体多層膜を組み合わせて有する光学フィルタを用いる場合には、上記(i)〜(iii)に説明した配置順となるように撮像装置30に光学フィルタ10B等を配設する。
このような構成とすることでも、上記NIR吸収色素(A)の吸光特性が有効に利用された、優れた近赤外線遮蔽特性を有する本実施形態に係る撮像装置が得られる。この場合も、従来、別体で配置していた近赤外線カットフィルタを省略でき、撮像装置の小型化、薄型化、低コスト化が図られるとともに、品質の良い撮像画像を得ることができる。
なお、実施例中の透過率および透過率の変化量Dは下記に示す方法で測定した。
[透過率および透過率の変化量D、Df]
近赤外線吸収層および光学フィルタについて紫外可視分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製、U−4100形)を用いて透過スペクトル(透過率)を測定し、算出した。
NIR吸収色素(A)として、上記表1に示すNIR吸収色素(A1)および上記表2に示すNIR吸収色素(A2)を用いて、図1(a)に示す透明基板基材12上に近赤外線吸収層11が形成された構成の実施例および比較例の光学フィルタを製造した。
(例1)
NIR吸収色素(A)としてNIR吸収色素(A1)のみを用いた。NIR吸収色素(A1)として表1に示す化合物(F12−1)と、アクリル樹脂(大阪ガスケミカル社製、商品名:オグソールEA−F5003、屈折率1.60)の50質量%テトラヒドフラン溶液とを、アクリル樹脂100質量部に対して化合物(F12−1)が0.23質量部となるような割合で混合した後、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液を、厚さ1mmのガラス板(ソーダガラス)上にダイコート法により塗布し、100℃で5分間加熱乾燥させた。その後、塗膜に波長365nmの紫外線を360mJ/cm2照射して硬化させ、ガラス板上に膜厚10μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ1を得た。得られた光学フィルタ1の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を、表3に示す。
NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F12−2)を用いたこと以外は例1と同様にしてガラス板上に膜厚10μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ2を得た。得られた光学フィルタ2の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を、表3に示す。
NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F12−4)を用い、アクリル樹脂100質量部に対する化合物(F12−4)の量を0.23質量部となるような割合としたこと以外は例1と同様にしてガラス板上に膜厚10μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ3を得た。得られた光学フィルタ3の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を、表3に示す。
NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F12−5)を用いたこと以外は例4と同様にしてガラス板上に膜厚10μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ4を得た。得られた光学フィルタ4の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を、表3に示す。
NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F11−1)を用い、アクリル樹脂100質量部に対する化合物(F11−1)の量を1.2質量部となるような割合としたこと以外は例1と同様にしてガラス板上に膜厚3μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ5を得た。得られた光学フィルタ5の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を、表3に示す。また、300〜900nmの波長領域の透過スペクトルを図9に実線で示す。
NIR吸収色素(A)としてNIR吸収色素(A1)のみを用いた。NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F11−1)と、ポリカーボネート樹脂(sabic社製、サンプル名:Lexan ML9103、屈折率:1.59)の10質量%シクロペンタノン溶液とを、ポリカーボネート樹脂100質量部に対して化合物(F11−1)が0.45質量部となるような割合で混合した後、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液を、厚さ1mmのガラス板(ソーダガラス)上にダイコート法により塗布し、150℃で30分間加熱乾燥させガラス板上に膜厚10μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ6を得た。得られた光学フィルタ6の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を表3に示す。
NIR吸収色素(A)としてNIR吸収色素(A1)およびNIR吸収色素(A2)を用いた。NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F12−1)、およびNIR吸収色素(A2)として上記表2に示す化合物(F21)を、ポリエステル樹脂(大阪ガスケミカル社製、商品名:B−OKP2、屈折率1.64)の20質量%シクロヘキサノン溶液とを、ポリエステル樹脂100質量部に対して化合物(F12−1)が0.08質量部、化合物(F21)が2.1質量部となるような割合で混合した後、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液を、厚さ1mmのガラス板(ソーダガラス)上にダイコート法により塗布し、150℃で30分間加熱乾燥させガラス板上に膜厚10μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ7を得た。得られた光学フィルタ7の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を表3に示す。
NIR吸収色素(A)としてNIR吸収色素(A1)のみを用いた。NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F11−1)と、アクリル樹脂(三菱レイヨン社製、商品名:BR−80、屈折率1.49)の15質量%シクロヘキサノン溶液とを、アクリル樹脂100質量部に対して化合物(F11−1)が0.45質量部となるような割合で混合した後、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液を、厚さ1mmのガラス板(ソーダガラス)上にダイコート法により塗布し、150℃で30分間加熱乾燥させガラス板上に膜厚10μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ8を得た。得られた光学フィルタ8の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を表3に示す。
NIR吸収色素(A)としてNIR吸収色素(A1)のみを用いた。NIR吸収色素(A1)として上記表1に示す化合物(F11−1)と、シクロオレフィン樹脂(JSR社製、商品名:アートンRH5200、屈折率1.52)の25質量%トルエン溶液とを、シクロオレフィン樹脂100質量部に対して化合物(F11−1)が0.2質量部となるような割合で混合した後、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得た。得られた塗工液を、厚さ1mmのガラス板(ソーダガラス)上にダイコート法により塗布し70℃で10分間加熱後、さらに110℃で10分間加熱することで乾燥させガラス板上に膜厚22μmの近赤外線吸収層が形成された光学フィルタ9を得た。得られた光学フィルタ9の透過率を測定した。その透過結果から、近赤外線吸収層が形成されていない厚さ1mmのガラス板について測定した透過率の測定結果を差分した結果を、結果を表3に示す。
また、300〜900nmの波長領域の透過スペクトルを図9に破線で示す。
例1〜9で作製した近赤外線吸収層からなる光学フィルタ1〜9を用いて、図1(b)に示す第1の誘電体多層膜13a、近赤外線吸収層11、第2の誘電体多層膜13bの順に積層された構成の例10〜18の光学フィルタを設計した。
誘電体多層膜は、例10〜18において全て同様として設計した。第1の誘電体多層膜および第2の誘電体多層膜ともに、高屈折率の誘電膜としてTiO2膜、低屈折率の誘電膜としてSiO2膜を想定した。具体的には、マグネトロンスパッター装置に、TiまたはSiのターゲットを用いて、ArガスとO2ガスを導入した反応性スパッタによりTiO2膜、SiO2膜をサンプルとして作製した。得られたTiO2膜およびSiO2膜の光学定数を、分光透過率測定により求めた。
なお、本出願は、2011年6月6日付けで出願された日本特許出願(特願2011−126555)に基づいており、その全体が引用により援用される。
101…光電変換素子、102…遮光層、103…半導体基板、104…平坦化層、105…カラーフィルタ層、106…マイクロレンズ、L1〜L4…第1〜第4のレンズ。
Claims (25)
- 近赤外線吸収色素(A)を透明樹脂(B)に分散させてなる近赤外線吸収層を具備する光学フィルタであって、
前記近赤外線吸収色素(A)は、屈折率(n20d)が1.500未満の色素用溶媒に溶解して測定される波長域400〜1000nmの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が695〜720nmの領域にあり、半値全幅が60nm以下であり、かつ前記ピーク波長における吸光度を1として算出される630nmにおける吸光度と前記ピーク波長における吸光度の差を、630nmと前記ピーク波長との波長差で除した値が0.010〜0.050である最大吸収ピークを有する、近赤外線吸収色素(A1)を含有し、
前記透明樹脂(B)は、屈折率(n20d)が1.54以上であり、
前記近赤外線吸収層は、450〜600nmの可視光の透過率が70%以上であり、695〜720nmの波長域における光の透過率が10%以下であり、かつ下式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.8以下であり、
前記近赤外線吸収層の片側または両側に選択波長遮蔽層をさらに具備し、
前記選択波長遮蔽層の少なくとも1つは、光を反射し、該反射により光の透過率が5%以下となる反射波長域の短波長側の端の波長が、前記近赤外線吸収層における光の透過率が5%以下となる吸収波長域のうち長波長側の端の波長より10nm短い波長から前記長波長側の端の波長までの範囲にある、誘電体多層膜であり、
710〜860nmの波長域における光の透過率が0.3%以下である、光学フィルタ。
D(%/nm)=[T700(%)−T630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(1)
式(1)中、T700は、前記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、T630は、前記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。 - 前記近赤外線吸収色素(A1)は、前記吸収スペクトルにおいて700〜720nmの領域にピーク波長を示す最大吸収ピークを有する色素であり、前記近赤外線吸収層は、前記式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.86以下である、請求項1に記載の光学フィルタ。
- 前記近赤外線吸収色素(A1)が、下記一般式(F1)で示されるスクアリリウム系化合物から選択される少なくとも1種からなる、請求項1または2に記載の光学フィルタ。
R1およびR2は互いに連結して窒素原子と共に5員環または6員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環(環A)を形成しているか、R2およびR5は互いに連結して窒素原子と共に5員環または6員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環(環B)を形成している。複素環を形成していない場合の、R1およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、臭素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数7〜11のアルアリール基を示す。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
R4およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、−NR7R8(R7およびR8は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または−C(=O)−R9(R9は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基))を示す。
R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を示す。 - 前記近赤外線吸収色素(A)が、さらに、屈折率(n20d)が1.500未満の色素用溶媒に溶解して測定される波長域400〜1000nmの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が720nm超800nm以下の領域にあり、半値全幅が100nm以下である最大吸収ピークを有する近赤外線吸収色素(A2)を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記近赤外線吸収色素(A2)が、下記一般式(F2)で示されるシアニン系化合物から選択される少なくとも1種からなる、請求項4に記載の光学フィルタ。
R11は、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホン基、またはそのアニオン種を示す。
R12およびR13は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を示す。
Zは、PF6、ClO4、Rf−SO2、(Rf−SO2)2−N(Rfは少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を示す。)、またはBF4を示す。
R14、R15、R16およびR17は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。
nは1〜6の整数を示す。 - 前記透明樹脂(B)がアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、エン・チオール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、およびポリエステル系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記近赤外線吸収層における、前記近赤外線吸収色素(A)の全量に対する前記近赤外線吸収色素(A1)の割合が3〜100質量%であり、前記透明樹脂(B)100質量部に対する前記近赤外線吸収色素(A)の割合が0.05〜5質量部である請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記近赤外線吸収層の膜厚が0.1〜100μmである請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記光を反射する選択波長遮蔽層は、該反射により光の透過率が5%以下となる反射波長域の短波長側の端の波長が、710nm以上である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記選択波長遮蔽層は、420〜695nmの可視光を透過し710〜1100nmの波長域の光を遮蔽する請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記選択波長遮蔽層が低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を交互に積層した誘電体多層膜からなる請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 420〜620nmの可視光の透過率が70%以上であり、かつ下式(2)で表わされる透過率の変化量Dfが−0.8以下である請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
Df(%/nm)=[Tf700(%)−Tf630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(2)
式(2)中、Tf700は、前記光学フィルタの透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、Tf630は、前記光学フィルタの透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。 - さらに透明基材を有する請求項1〜12のいずれか1項に記載の光学フィルタ。
- 前記透明基材は、ガラスからなる請求項13に記載の光学フィルタ。
- 前記ガラスは、CuOを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはCuOを含有するリン酸塩系ガラスである請求項14に記載の光学フィルタ。
- 光電変換素子と、前記光電変換素子上に設けられた、近赤外線吸収色素(A)を透明樹脂(B)に分散させてなる近赤外線吸収層と、を具備する、固体撮像素子であって、
前記近赤外線吸収色素(A)は、屈折率(n20d)が1.500未満の色素用溶媒に溶解して測定される波長域400〜1000nmの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が695〜720nmの領域にあり、半値全幅が60nm以下であり、かつ前記ピーク波長における吸光度を1として算出される630nmにおける吸光度と前記ピーク波長における吸光度の差を、630nmと前記ピーク波長との波長差で除した値が0.010〜0.050である最大吸収ピークを有する、近赤外線吸収色素(A1)を含有し、
前記透明樹脂(B)は、屈折率(n20d)が1.54以上であり、
前記近赤外線吸収層は、450〜600nmの可視光の透過率が70%以上であり、695〜720nmの波長域における光の透過率が10%以下であり、かつ下式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.8以下であり、
前記近赤外線吸収層の片側または両側に選択波長遮蔽層をさらに具備し、
前記選択波長遮蔽層の少なくとも1つは、光を反射し、該反射により光の透過率が5%以下となる反射波長域の短波長側の端の波長が、前記近赤外線吸収層における光の透過率が5%以下となる吸収波長域のうち長波長側の端の波長より10nm短い波長から前記長波長側の端の波長までの範囲にある、誘電体多層膜であり、
710〜860nmの波長域における光の透過率が0.3%以下である、固体撮像素子。
D(%/nm)=[T700(%)−T630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(1)
式(1)中、T700は、前記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、T630は、前記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。 - 前記光電変換素子上に、遮光層、平坦化層、カラーフィルタ層およびマイクロレンズから選ばれる少なくとも一つをさらに備える、請求項16に記載の固体撮像素子。
- 前記選択波長遮蔽層は、420〜695nmの可視光を透過し710〜1100nmの波長域の光を遮蔽する請求項16または17に記載の固体撮像素子。
- 前記選択波長遮蔽層が低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を交互に積層した誘電体多層膜からなる請求項16〜18のいずれか1項に記載の固体撮像素子。
- 近赤外線吸収色素(A)を透明樹脂(B)に分散させてなる近赤外線吸収層を備える、撮像装置用レンズであって、
前記近赤外線吸収色素(A)は、屈折率(n20d)が1.500未満の色素用溶媒に溶解して測定される波長域400〜1000nmの光の吸収スペクトルにおいて、ピーク波長が695〜720nmの領域にあり、半値全幅が60nm以下であり、かつ前記ピーク波長における吸光度を1として算出される630nmにおける吸光度と前記ピーク波長における吸光度の差を、630nmと前記ピーク波長との波長差で除した値が0.010〜0.050である最大吸収ピークを有する、近赤外線吸収色素(A1)を含有し、
前記透明樹脂(B)は、屈折率(n20d)が1.54以上であり、
前記近赤外線吸収層は、450〜600nmの可視光の透過率が70%以上であり、695〜720nmの波長域における光の透過率が10%以下であり、かつ下式(1)で表わされる透過率の変化量Dが−0.8以下であり、
前記近赤外線吸収層の片側または両側に選択波長遮蔽層をさらに具備し、
前記選択波長遮蔽層の少なくとも1つは、光を反射し、該反射により光の透過率が5%以下となる反射波長域の短波長側の端の波長が、前記近赤外線吸収層における光の透過率が5%以下となる吸収波長域のうち長波長側の端の波長より10nm短い波長から前記長波長側の端の波長までの範囲にある、誘電体多層膜であり、
710〜860nmの波長域における光の透過率が0.3%以下である、撮像装置用レンズ。
D(%/nm)=[T700(%)−T630(%)]/[700(nm)−630(nm)] …(1)
式(1)中、T700は、前記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長700nmの透過率であり、T630は、前記近赤外線吸収層の透過スペクトルにおける波長630nmの透過率である。 - 前記近赤外線吸収層は、レンズ本体の少なくとも一方の面に形成されてなる、請求項20に記載の撮像装置用レンズ。
- 前記選択波長遮蔽層は、420〜695nmの可視光を透過し710〜1100nmの波長域の光を遮蔽する請求項20または21に記載の撮像装置用レンズ。
- 前記選択波長遮蔽層が低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜を交互に積層した誘電体多層膜からなる請求項20〜22のいずれか1項に記載の撮像装置用レンズ。
- 請求項16〜19のいずれか1項に記載の固体撮像素子を具備する、撮像装置。
- 請求項20〜23のいずれか1項に記載の撮像装置用レンズを具備する、撮像装置。
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