JP6479863B2 - Infrared cut filter, imaging device, and method of manufacturing infrared cut filter - Google Patents

Infrared cut filter, imaging device, and method of manufacturing infrared cut filter Download PDF

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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。   The present invention relates to an infrared cut filter and an imaging apparatus using the infrared cut filter.

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。   An imaging apparatus such as a digital camera is equipped with a semiconductor solid-state imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). The sensitivity of these solid-state imaging devices ranges from the visible region to the infrared region. For this reason, in the imaging apparatus, an infrared cut filter for blocking infrared rays is provided between the imaging lens and the solid-state imaging device. With this infrared cut filter, the sensitivity of the solid-state imaging device can be corrected so as to approach human visibility.

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)。   Conventionally, as such an infrared cut filter, a resin substrate having an infrared reflection layer formed of a dielectric multilayer film is known (for example, see Patent Document 1).

特開2005−338395号公報JP 2005-338395 A

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。   However, since the infrared reflective layer made of a dielectric multilayer film has an incident angle dependency in which the infrared blocking characteristic changes depending on the incident angle, when the light transmitted through the infrared reflective layer is imaged, the central portion and the periphery of the image There may be a difference in color between parts.

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。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an infrared cut filter having a good infrared blocking characteristic with small incident angle dependency and an imaging device using the infrared cut filter. .

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。   In order to solve the above problems, an infrared cut filter according to an aspect of the present invention includes a transparent dielectric substrate, an infrared reflective layer that reflects infrared rays formed on one surface of the transparent dielectric substrate, and a transparent dielectric. An infrared absorption layer for absorbing infrared rays formed on the other surface of the substrate.

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。   The infrared absorbing layer may be formed from a resin containing an infrared absorbing dye.

赤外線反射層は、誘電体多層膜から形成されてもよい。   The infrared reflective layer may be formed from a dielectric multilayer film.

赤外線反射層の透過率が50%になる波長をλRT50%nmとし、赤外線吸収層の透過率が50%になる波長をλAT50%nmとしたときに、λAT50%<λRT50%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。 Transmittance of the infrared reflective layer and the wavelength at which the 50% λ RT50% nm, the transmittance of the infrared absorbing layer when the wavelength to be 50% λ AT50% nm, satisfying the λ AT50% RT50% As described above, an infrared reflection layer and an infrared absorption layer may be formed.

さらにλAT50%−λRT50%≦−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。 Infrared reflective layer and the infrared-absorbing layer may be formed so as to satisfy the more λ AT50% -λ RT50% ≦ -10nm .

さらに−50nm≦λAT50%−λRT50%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。 Infrared reflective layer and the infrared-absorbing layer may be formed so as to further satisfy -50nm ≦ λ AT50% -λ RT50% .

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。   The transparent dielectric substrate may be formed from glass. The infrared reflecting layer may be formed to reflect ultraviolet rays. A protective layer may be further provided on the infrared absorbing layer. The protective layer may have a function of preventing reflection of visible light. The protective layer may have a function of preventing transmission of ultraviolet rays. An antireflection layer for preventing reflection of visible light may be further provided on the protective layer. The antireflection layer may have a function of preventing transmission of ultraviolet rays. A primer layer may be further provided between the transparent dielectric substrate and the infrared absorption layer.

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。   The infrared reflective layer may be warped so that the surface facing the surface on the transparent dielectric substrate side becomes a convex surface.

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。   Another aspect of the present invention is an imaging apparatus. The apparatus includes the infrared cut filter and an image sensor on which light transmitted through the infrared cut filter enters.

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。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the infrared cut filter which has the favorable infrared cut off characteristic with small incident angle dependence, and an imaging device using this infrared cut filter can be provided.

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。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the infrared cut filter which concerns on embodiment of this invention. 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。An example of the spectral transmittance curve of the infrared reflective layer which consists of a dielectric multilayer film concerning the 1st comparative example is shown. 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。An example of the spectral transmittance curve which consists of an infrared rays absorption layer concerning the 2nd comparative example is shown. 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。An example of the spectral transmittance curve of the infrared cut filter which concerns on this embodiment is shown. 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。It is a figure which shows the composition of the infrared rays absorption layer used for the 1st-3rd Example. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。It is a diagram showing a spectral transmittance of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 60nm λ in the first embodiment. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。It is a diagram showing a spectral transmittance of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 50nm λ in the first embodiment. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 40nm λ in the first embodiment. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 30nm λ in the first embodiment. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 20nm λ in the first embodiment. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 10nm λ in the first embodiment. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Λ AT50%RT50% in the first embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the 0 nm. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the first embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -10 nm. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the first embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -20 nm. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the first embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -30 nm. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the first embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -40 nm. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the first embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -50 nm. 第1実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the first embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -60 nm. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。It is a diagram showing a spectral transmittance of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 60nm λ in the second embodiment. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。It is a diagram showing a spectral transmittance of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 50nm λ in the second embodiment. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 40nm λ in the second embodiment. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 30nm λ in the second embodiment. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 20nm λ in the second embodiment. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 10nm λ in the second embodiment. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。Λ AT50%RT50% in the second embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the 0 nm. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the second embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -10 nm. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the second embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -20 nm. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the second embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -30 nm. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the second embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -40 nm. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the second embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -50 nm. 第2実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。Λ AT50%RT50% in the second embodiment = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -60 nm. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。It is a diagram showing a spectral transmittance of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 60nm λ in the third embodiment. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。It is a diagram showing a spectral transmittance of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 50nm λ in the third embodiment. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。3 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 40nm λ in Example. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。3 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 30nm λ in Example. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。3 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 20nm λ in Example. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。3 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the AT50% -λ RT50% = 10nm λ in Example. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=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。The 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the 0 nm. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。The 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -10 nm. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。The 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -20 nm. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。The 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -30 nm. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。The 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -40 nm. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。The 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -50 nm. 第3実施例におけるλAT50%−λRT50%=−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。The 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = a diagram showing a spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the -60 nm. 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。It is a figure which shows the table | surface which put together the main parameters of the spectral transmittance curve shown to Fig.6 (a)-(m). 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。It is a figure which shows the table | surface which put together the main parameters of the spectral transmittance curve shown to Fig.7 (a)-(m). 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。It is a figure which shows the table | surface which put together the main parameters of the spectral transmittance curve shown to Fig.8 (a)-(m). 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。It is a figure which shows the relationship between the difference of the cutoff wavelength of the infrared rays absorption layer in 1st Example, and the cutoff wavelength of an infrared reflective layer, and the steepness of the transient area | region of a spectral transmittance curve. 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。It is a figure which shows the relationship between the difference of the cutoff wavelength of the infrared absorption layer in 1st Example, and the cutoff wavelength of an infrared reflective layer, and the amount of shifts of the cutoff wavelength when an incident angle changes from 0 degree to 35 degrees. is there. 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。It is a figure which shows the relationship between the difference of the cutoff wavelength of the infrared rays absorption layer in 2nd Example, and the cutoff wavelength of an infrared rays reflection layer, and the steepness of the transient area | region of a spectral transmittance curve. 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。It is a figure which shows the relationship between the difference of the cutoff wavelength of the infrared rays absorption layer in 2nd Example, and the cutoff wavelength of an infrared reflective layer, and the shift amount of cutoff wavelength when an incident angle changes from 0 degree to 35 degrees. is there. 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。It is a figure which shows the relationship between the difference of the cutoff wavelength of the infrared rays absorption layer in 3rd Example, and the cutoff wavelength of an infrared reflective layer, and the steepness of the transient area | region of a spectral transmittance curve. 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。It is a figure which shows the relationship between the difference of the cutoff wavelength of the infrared rays absorption layer in 3rd Example, and the cutoff wavelength of an infrared reflective layer, and the shift amount of cutoff wavelength when an incident angle changes from 0 degree to 35 degrees. is there. 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。It is a figure which shows the infrared cut filter which concerns on another embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the infrared cut filter which concerns on another embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the infrared cut filter which concerns on another embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the infrared cut filter which concerns on another embodiment of this invention. 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。It is a figure for demonstrating the imaging device using the infrared cut filter which concerns on embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the spectral transmittance curve when the cutoff wavelength of an infrared reflective layer is changed. 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。The spectral transmittance curve of the infrared rays absorption layer single-piece | unit used in 1st Example is shown. 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。The spectral transmittance curve of the infrared rays absorption layer single-piece | unit used in 2nd Example is shown. 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。The spectral transmittance curve of the infrared rays absorption layer single-piece | unit used in 3rd Example is shown.

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。   FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an infrared cut filter 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the infrared cut filter 10 includes a transparent dielectric substrate 12, an infrared reflection layer 14, and an infrared absorption layer 16. The infrared reflecting layer 14 is formed on one surface of the transparent dielectric substrate 12. The infrared absorption layer 16 is formed on the other surface of the transparent dielectric substrate 12.

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。   The infrared cut filter 10 shown in FIG. 1 is provided between an imaging lens and an imaging element, for example, in a digital camera. The infrared cut filter 10 is mounted so that light is incident from the infrared reflection layer 14 and light is emitted from the infrared absorption layer 16. That is, in the mounted state, the infrared reflection layer 14 faces the imaging lens, and the infrared absorption layer 16 faces the imaging element.

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。   The transparent dielectric substrate 12 may be a plate-like body having a thickness of about 0.1 mm to 0.3 mm, for example. The material constituting the transparent dielectric substrate 12 is not particularly limited as long as it transmits visible light, and may be glass, for example. A glass substrate formed of glass is preferable from the viewpoint of cost because it is inexpensive. Alternatively, as the transparent dielectric substrate 12, a synthetic resin film or a synthetic resin substrate such as PMMA (Polymethylmethacrylate), PET (Polyethylene terephthalate), PC (Polycarbonate), PI (Polyimide) can be used.

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)層と酸化シリコン(SiO)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とSiO以外にも、MgFやAl、MgO、ZrO、Nb、Ta等の誘電体も使用できる。 As described above, the infrared reflection layer 14 is formed on one surface of the transparent dielectric substrate 12 and functions as a light incident surface. The infrared reflection layer 14 is configured to transmit visible light and reflect infrared light. The infrared reflective layer 14 may be formed of a dielectric multilayer film in which dielectrics having different refractive indexes are stacked in a multilayer. The dielectric multilayer film can freely design optical characteristics such as spectral transmittance characteristics by controlling the refractive index and layer thickness of each layer. The infrared reflective layer 14 may be formed by alternately depositing a titanium oxide (TiO 2 ) layer and a silicon oxide (SiO 2 ) layer having different refractive indexes on the transparent dielectric substrate 12, for example. In addition to TiO 2 and SiO 2 , dielectric materials such as MgF 2 , Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 can also be used as the material for the dielectric multilayer film.

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。   As described above, the infrared absorption layer 16 is formed on the other surface of the transparent dielectric substrate 12 and functions as a light emission surface. The infrared absorbing layer 16 is configured to transmit visible light and absorb infrared light. The light that has entered the infrared cut filter 10 passes through the infrared reflection layer 14 and the transparent dielectric substrate 12 and then enters the infrared absorption layer 16, so that the infrared absorption layer 16 includes the infrared reflection layer 14 and the transparent dielectric substrate 12. It absorbs the infrared rays that were not blocked by.

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。   The infrared absorption layer 16 may be formed by depositing a resin containing an infrared absorption pigment on the transparent dielectric substrate 12. The infrared absorbing layer 16 may be a solid film formed by adding or dissolving or dispersing an appropriate infrared absorbing dye in a resin matrix, and drying and curing. As the infrared absorbing dye, an azo compound, a diimonium compound, a dithiol metal complex system, a phthalocyanine compound, a cyanine compound, or the like may be used, and these may be used in combination. In addition, the resin matrix is required to hold a dissolved or dispersed infrared absorbing dye and to be a transparent dielectric, and polyester, polyacryl, polyolefin, polycarbonate, polycycloolefin, polyvinyl butyral, etc. should be used. Can do. Since these resin matrices are inexpensive, they are preferable from the viewpoint of cost.

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。   Next, the operation of the infrared cut filter 10 according to this embodiment will be described. First, the operation of the infrared cut filter according to the comparative example will be described.

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。   FIG. 2 shows a spectral transmittance curve of an infrared cut filter in which only an infrared reflection layer made of a dielectric multilayer film is formed on a glass substrate as a first comparative example. Moreover, FIG. 3 shows the spectral transmittance curve of the infrared cut filter which formed only the infrared rays absorption layer which consists of a resin matrix containing an infrared absorption pigment | dye on the glass substrate as a 2nd comparative example.

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λRT50%とすると、入射角が0°のときはλRT50%=約655nmであるが、入射角が25°になるとλRT50%=約637nmであり、入射角が35°になるとλRT50%=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、λRT50%は約30nmも短波長側にシフトしている。 In the infrared cut filter according to the first comparative example, as shown in FIG. 2, the incident angle dependency of the cutoff characteristic, which is a characteristic of the dielectric multilayer film, is observed. In FIG. 2, the solid line indicates the spectral transmittance curve when the incident angle is 0 °, the broken line indicates the spectral transmittance curve when the incident angle is 25 °, and the alternate long and short dash line indicates the spectral transmittance when the incident angle is 35 °. The transmittance curve is shown. When transmittance and the wavelength at which 50% λ RT50%, but when the incident angle is 0 ° is lambda RT50% = about 655 nm, the incident angle is 25 ° λ RT50% = about 637 nm, incident When the angle is 35 °, λ RT50 % = about 625 nm. Thus, in the infrared cut filter according to the first comparative example, when the incident angle changes from 0 ° to 35 °, λRT50% is shifted to the short wavelength side by about 30 nm.

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。   When an infrared cut filter is applied to an image sensor, light having a small incident angle (for example, an incident angle of 0 °) is normally incident on the center of the image sensor. Light having a large incident angle (for example, an incident angle of 25 ° or 35 °) is incident on the peripheral portion. Therefore, when an infrared cut filter having an infrared blocking characteristic as shown in FIG. 2 is applied to an image pickup device, the spectral transmittance curve characteristic of light incident on the image pickup device (particularly around a wavelength of 650 nm, depending on the position of the light receiving surface of the image pickup device). Spectral characteristics) are different. This causes a phenomenon in which the color is different between the central portion and the peripheral portion of the image, which may adversely affect the color reproducibility.

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。   In addition, in the infrared cut filter according to the second comparative example, unlike the infrared cut filter according to the first comparative example, there is no incident angle dependency of the cutoff characteristic. However, as shown in FIG. 3, in the infrared cut filter according to the second comparative example, the spectral transmittance curve in the transient region where the transmittance changes from a relatively high region to a low region gradually decreases. In general, an infrared cut filter has the transition region in the vicinity of a wavelength of 600 nm to 700 nm so as not to affect the color reproducibility, and the transmittance in this region changes sharply (“sharp cut characteristic”). Called). Therefore, in the infrared cut filter according to the second comparative example, it is difficult to satisfactorily realize control of color reproducibility.

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。   In consideration of the drawbacks in these comparative examples, the present inventor formed an infrared reflecting layer 14 on one surface of the transparent dielectric substrate 12 and formed an infrared absorbing layer 16 on the other surface, thereby blocking the blocking. It was found that the incident angle dependency of the characteristic is small and that a good sharp cut characteristic can be realized.

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。   FIG. 4 shows a spectral transmittance curve of the infrared cut filter 10 according to the present embodiment. Also in FIG. 4, the solid line shows the spectral transmittance curve when the incident angle is 0 °, the broken line shows the spectral transmittance curve when the incident angle is 25 °, and the one-dot chain line shows the spectral transmittance when the incident angle is 35 °. The transmittance curve is shown.

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λRT50%(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λAT50%(nm)とする。図4は、λAT50%=λRT50%―20nm、すなわちλAT50%がλRT50%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。 The characteristics of the infrared cut filter 10 according to this embodiment are determined by a combination of the optical characteristics of the infrared reflection layer 14 and the optical characteristics of the infrared absorption layer 16. In this case the infrared reflective layer alone, the wavelength at which transmittance is 50% at an incident angle of 0 ° λ RT50% (nm) and to the wavelength lambda AT50% transmittance in the infrared-absorbing layer alone is 50% (nm) And Figure 4 shows a λ AT50% = λ RT50% -20nm , i.e. the spectral transmittance curve of the infrared cut filter 10 when lambda AT50% is 20nm shorter than lambda RT50%.

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λT50%(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λT50%=約646nmであり、入射角が25°のときはλT50%=約645nmであり、入射角が35°のときはλT50%=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、λT50%は約13nmしか短波長側にシフトしておらず、λT50%の入射角依存性が、上述の第1比較例のλRT50%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。 When the wavelength at which the transmittance of the infrared cut filter 10 according to the present embodiment is 0% at an incident angle of 0 ° is λ T50% (nm), as shown in FIG. is a T50% = about 646 nm lambda when the incident angle is 0 °, λ T50% when the incident angle is 25 ° = about 645 nm, incident angle when the 35 ° λ T50% = about 633nm It is. As described above, in the infrared cut filter 10 according to the present embodiment, even when the incident angle changes from 0 ° to 35 °, λ T50% is shifted only to the short wavelength side by about 13 nm, and the incident angle of λT50% . The dependency is smaller than the incident angle dependency of λ RT 50% in the first comparative example. As can be seen from FIG. 4, in the region where the transmittance is higher than 50%, there is almost no difference in the spectral transmittance curve even if the incident angle changes. On the other hand, in the region where the transmittance is lower than 50%, a difference appears in the spectral transmittance curve when the incident angle changes. However, the difference in the spectral transmittance curve in the region where the transmittance is lower than 50% causes the color reproducibility. Since the impact is small, it is not a problem.

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。   As shown in FIG. 4, the infrared cut filter 10 according to the present embodiment has a transient region in the vicinity of a wavelength of 600 nm to 700 nm, and the transmittance changes sharply in this region. Can be realized.

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。   The optical characteristics of the infrared cut filter 10 according to this embodiment are determined by the combination of the infrared reflection layer 14 and the infrared absorption layer 16. Hereinafter, preferable optical characteristics of the infrared reflecting layer 14 and the infrared absorbing layer 16 will be described.

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λRT50%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λRT50%は、赤外線吸収層16のカットオフ波長λAT50%付近であって、好ましくはλAT50%<λRT50%であるように設定するのが好ましい。 First, suitable optical characteristics of the infrared reflecting layer 14 will be described. The infrared reflecting layer 14 is designed to transmit visible light in a band of at least 400 nm to 600 nm and reflect infrared light having a wavelength of at least 750 nm in view of required performance. In the transition region between the transmission region and the reflection region, a wavelength at which the spectral transmittance is 50 % is defined as a cutoff wavelength λ RT50% . Although also on the spectral sensitivity region of an imaging element, lambda RT50% of the infrared reflective layer 14 is a region of the cutoff wavelength lambda AT50% of the infrared absorbing layer 16, preferably λ AT50% RT50% It is preferable to set as follows.

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。   The infrared reflective layer 14 is designed so that the transmittance in the visible region is as high as possible. This is because light in the visible region necessary for constructing an image is made to reach the light receiving surface of the image sensor as much as possible. On the other hand, the infrared reflective layer 14 is designed so that the transmittance in the infrared region is as low as possible. This is to block as much as possible light rays that do not contribute to the image construction or are harmful. The infrared reflective layer 14 has, for example, an average spectral transmittance of 90% or more in a visible region of at least a wavelength range of 400 nm to 600 nm and a spectral transmittance of less than 2% in an infrared region of at least a wavelength of 750 nm. preferable.

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λRSLOPE=|λRT50%−λRT2%|と定義した場合(λRT2%は分光透過率が2%となる波長)、赤外線反射層14のλRSLOPEはできるだけ小さいことが好ましく、例えばλRSLOPEは70nm未満であることが好ましい。 Furthermore, the infrared reflective layer 14 preferably has a sharp change in spectral transmittance in a transient region (referred to as “sharp cut characteristic”). This is because if the sharp cut characteristics are lost and the transition region becomes too large, it becomes difficult to control the color reproducibility. When the steepness of the transmittance in the transient region is defined as λ RSLOPE = | λ RT50 % −λ RT2% | (λ RT2% is a wavelength at which the spectral transmittance is 2%), λ RSLOPE of the infrared reflecting layer 14 is as much as possible. For example, λ RSLOPE is preferably less than 70 nm.

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、λRSLOPE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。 In the spectral transmittance curve shown in FIG. 2, the average spectral transmittance in the visible region is 90% or more in any of the incident angles of 0 °, 25 °, and 35 °, and the average spectral transmittance in the infrared region is 2 %. Furthermore, in the spectral transmittance curve shown in FIG. 2, λ RSLOPE is less than 70 nm at any of incident angles of 0 °, 25 °, and 35 °. Therefore, the infrared absorption layer 16 having the spectral transmittance curve shown in FIG. 2 can be suitably applied to the infrared cut filter 10 according to the present embodiment.

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。   Next, suitable optical characteristics of the infrared absorption layer 16 will be described. In the present embodiment, the optical characteristics required for the infrared absorption layer 16 vary depending on the optical characteristics of the infrared reflection layer 14 to be combined.

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λAT50%が赤外線反射層14のカットオフ波長λRT50%よりも小さいこと、すなわち、λAT50%<λRT50%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λT50%のシフト量を小さくすることができる。 In the present embodiment, it cut-off wavelength lambda AT50% of the infrared absorbing layer 16 is less than the cutoff wavelength lambda RT50% of the infrared reflective layer 14, i.e., is preferably λ AT50% RT50% . When the infrared absorption layer 16 satisfies this condition, the incident angle dependency of the infrared cut-off characteristic of the infrared cut filter 10, in other words, the cutoff wavelength of the infrared cut filter 10 when the incident angle changes from 0 ° to 35 °. The shift amount of λT50% can be reduced.

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。   Furthermore, in this embodiment, it is preferable that the average transmittance of the infrared absorption layer 16 in the visible region is as high as possible. This is because when the average transmittance of the infrared absorption layer 16 is low, the amount of light reaching the imaging device is reduced. For example, the average transmittance of the infrared absorption layer 16 at a wavelength of 400 nm to 600 nm is preferably 80% or more.

本実施形態において、λRT2%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。 In the present embodiment, the spectral transmittance of the infrared absorption layer 16 is not limited in the region of a wavelength longer than λRT2% . This is because, in this region, the spectral transmittance of the infrared reflecting layer 14 is very small, so that the transmittance of the infrared cut filter 10 as a whole can be lowered.

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〜λRT2%)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λT50%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。 In the present embodiment, it is preferable that the spectral transmittance curve of the infrared absorption layer 16 monotonously decreases in a transient region (for example, 600 nm to λ RT2% ). It is easy to obtain a standard of the cutoff wavelength λ T50% of the infrared cut filter 10 by synthesis with the infrared reflective layer 14, the advantage that it can be set easily and freely, and the advantage that the color reproducibility can be easily controlled. Because it is.

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λRT50%と赤外線吸収層16のカットオフ波長λAT50%との関係の詳細な検討を行った。 Examples of infrared cut filters using an infrared reflection film and an infrared absorption layer that satisfy all of the above preferred conditions are shown as first to third examples, and the cutoff wavelength λ RT of the infrared reflection layer 14 is 50%. And a detailed study on the relationship between the cutoff wavelength λ AT of 50% of the infrared absorbing layer 16.

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。   FIG. 5 shows the composition of the infrared absorption layer used in the first to third examples. The infrared absorption layer used in the first example was formed by the following procedure. First, MEK (methyl ethyl ketone) was used as a solvent, KAYASORB CY-10 (cyanine compound) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. was 0.002 / 0.807 = 0.25 wt%, and NIA-7200H (azo compound) manufactured by Hakkor Chemical Co. was 0.001 / 0.807. = 0.12 wt%, KAYASORB IRG-022 (diimonium compound) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. is added to 0.003 / 0.807 = 0.37 wt% to 0.055 g of PVB (polyvinyl butyral). Stir for 10-15 minutes after blending. This liquid is uniformly applied on one surface of the glass substrate by a flow coating method, and left to stand for 2 hours to be sufficiently dried. The said glass plate was heated at 140 degreeC for 20 minutes, and the infrared rays absorption layer was formed. The infrared absorbing layers used in the second and third examples were also formed in the same procedure using the dye shown in FIG. Spectral transmittance curves of the thus formed infrared absorption film alone are shown in FIGS. 21, 22, and 23. FIG. The average transmittances at wavelengths of 400 nm to 600 nm in the first to third examples are 80.4%, 80.6%, and 80.7%, respectively. Furthermore, it tends to be monotonously decreasing in the wavelength region longer than 600 nm. As shown in FIG. 20 to FIG. 23, the spectral transmittance curve of the infrared absorption film has a wavelength of 700 nm to 800 nm (refer to the first example: FIG. 20) at a wavelength of 600 nm or more, and in some cases a wavelength of 700 nm to 750 nm (second And the third embodiment (see FIGS. 22 and 23) has a minimum value of transmittance.

赤外線反射層14のカットオフ波長λRT50%と赤外線吸収層16のカットオフ波長λAT50%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λAT50%とλRT50%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λAT50%とλRT50%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λAT50%とλRT50%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λAT50%を固定とし、赤外線反射層14のカットオフ波長λRT50%を変化させることによって、λAT50%とλRT50%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。 A more preferable condition of the cutoff wavelength λ RT 50% of the infrared reflecting layer 14 and the cutoff wavelength λ AT 50% of the infrared absorbing layer 16 will be described. FIG 6 (a) ~ FIG 6 (m) shows the spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the difference between the lambda AT50% and lambda RT50% in the first embodiment is changed by 10 nm. Figure 7 (a) ~ FIG 7 (m) shows the spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the difference between the lambda AT50% and lambda RT50% in the second embodiment is changed by 10 nm. Figure 8 (a) ~ FIG 8 (m) shows the spectral transmittance curve of the infrared cut filter when the difference between the lambda AT50% and lambda RT50% in the third embodiment is changed by 10 nm. 6 (a) to (m), FIGS. 7 (a) to (m), and FIGS. 8 (a) to (m), a solid line indicates a spectral transmittance curve when the incident angle is 0 °, and a broken line indicates The spectral transmittance curve when the incident angle is 25 ° is shown, and the alternate long and short dash line shows the spectral transmittance curve when the incident angle is 35 °. In any of the embodiments, as shown in FIG. 20, the λ AT 50% of the infrared absorption layer 16 is fixed, and the cutoff wavelength λ RT 50% of the infrared reflection layer 14 is changed, so that λ AT 50% and λ The difference from RT 50% was set. Since the infrared reflective layer 14 is formed of a dielectric multilayer film, the transition region can be easily changed by adjusting the film thickness and the number of layers. Although FIG. 20 shows how the spectral transmittance curve of the infrared reflective layer according to the first example changes, the spectral transmittance curve similarly changes for the infrared reflective layer according to the second and third examples. Can be made.

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λAT50%−λRT50%=60nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=50nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=40nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=30nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=20nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=10nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=0nm、すなわちλAT50%とλRT50%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λAT50%−λRT50%=−10nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=−20nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=−30nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=−40nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=−50nm、すなわちλAT50%がλRT50%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λAT50%−λRT50%=−60nm、すなわちλAT50%がλRT50%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。 FIG. 6 (a), the FIG. 7 (a), the 8 (a) is, 60 nm longer than the first to 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = 60nm, i.e. lambda AT50% is lambda RT50% respectively The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case is shown. FIGS. 6B, 7B, and 8B show λ AT50% −λ RT50 % = 50 nm in the first to third embodiments, that is, λAT50% is 50 nm longer than λRT50%. The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case is shown. FIG. 6 (c), the FIG. 7 (c), the FIG. 8 (c), 40 nm longer than the first to 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = 40nm, i.e. lambda AT50% is lambda RT50% respectively The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case is shown. FIG. 6 (d), the FIG. 7 (d), the FIG. 8 (d) is, 30 nm longer than the first to 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = 30nm, i.e. lambda AT50% is lambda RT50% respectively The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case is shown. FIG. 6 (e), the FIG. 7 (e), the Figure 8 (e) is, 20 nm longer than the first to 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = 20nm, i.e. lambda AT50% is lambda RT50% respectively The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case is shown. FIG. 6 (f), the FIG. 7 (f), FIG. 8 (f) is, 10 nm longer than the first to 3 lambda in Example AT50% -λ RT50% = 10nm, i.e. lambda AT50% is lambda RT50% respectively The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case is shown. 6 (g), FIG. 7 (g), and FIG. 8 (g) are the cases where λ AT50% −λ RT50 % = 0 nm in the first to third embodiments, that is, λAT50% and λRT50 % are equal. The spectral transmittance curve of an infrared cut filter is shown. FIG. 6 (h), the FIG. 7 (h), Fig. 8 (h) is, lambda AT50% in the first to third embodiments, respectively -λ RT50% = -10nm, i.e. 10nm than lambda AT50% is lambda RT50% The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case of being short is shown. FIG 6 (i), Fig. 7 (i), FIG. 8 (i) is, lambda AT50% in the first to third embodiments, respectively -λ RT50% = -20nm, i.e. 20nm than lambda AT50% is lambda RT50% The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case of being short is shown. FIG 6 (j), Fig. 7 (j), Fig. 8 (j) is, lambda AT50% in the first to third embodiments, respectively -λ RT50% = -30nm, i.e. 30nm than lambda AT50% is lambda RT50% The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case of being short is shown. FIG 6 (k), FIG. 7 (k), FIG. 8 (k) are, lambda AT50% in the first to third embodiments, respectively -λ RT50% = -40nm, i.e. 40nm than lambda AT50% is lambda RT50% The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case of being short is shown. 6 (l), FIG. 7 (l), and FIG. 8 (l) are respectively λAT50% −λRT50 % = − 50 nm in the first to third embodiments, that is, λAT50% is 50 nm than λRT50%. The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case of being short is shown. FIG 6 (m), FIG. 7 (m), FIG. 8 (m) is, lambda AT50% in the first to third embodiments, respectively -λ RT50% = -60nm, i.e. 60nm than lambda AT50% is lambda RT50% The spectral transmittance curve of the infrared cut filter in the case of being short is shown. Also, the spectral transmittance curves (first example) of FIGS. 6 (a) to 6 (m), the spectral transmittance curves (second example) shown in FIGS. 7 (a) to (m), and FIG. 8 (a). Main parameters of the spectral transmittance curve (third example) shown in FIGS. 9 to 10 are shown in FIGS. 9, 10, and 11, respectively.

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Tave>70%
(2)λSLOPE=|λT50%−λT2%|<70nm(シャープカット特性)
In evaluating the spectral transmittance curves shown in FIGS. 6 (a) to (m), FIGS. 7 (a) to (m), and FIGS. 8 (a) to (m), the present inventor The following (1) and (2) were set as the fundamentally required characteristics (hereinafter referred to as “basic characteristics”).
(1) Average transmittance T ave > 70% at wavelengths of 400 nm to 600 nm
(2) λ SLOPE = | λ T50%T2% | <70 nm (sharp cut characteristics)

上記(1)に示す平均透過率Taveの基本特性に関しては、図8(a)に示すλAT50%−λRT50%=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。 Regarding the basic characteristics of the average transmittance T ave shown in (1) above, the spectral transmittance curve in the case of λ AT50%RT50 % = 60 nm shown in FIG. 8A does not satisfy this required characteristic. The spectral transmittance curves shown in FIGS. 6A to 6M, FIGS. 7A to 7M, and FIGS. 8B to 8M satisfy this basic characteristic.

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λAT50%と赤外線反射層14のカットオフ波長λRT50%の差λAT50%−λRT50%と、分光透過率曲線の過渡領域の急峻度λSLOPE=|λT50%−λT2%|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≦λAT50%−λRT50%であることが望ましい。 FIG. 12 (a), the FIG. 13 (a), the FIG. 14 (a), cut-off wavelength of the cut-off wavelength lambda AT50% and the infrared reflective layer 14 of the infrared absorbing layer 16 in the first to third embodiments, respectively lambda RT50 % difference and λ AT50% RT50%, steepness lambda SLOPE = the transition region of the spectral transmittance curve of | showing a relationship between | lambda T50% 1-? T2%. As described above, in the infrared cut filter, the steepness (sharp cut characteristic) of the transient region of the spectral transmittance curve is preferably as small as possible, and is preferably less than 70 nm from the basic characteristic (2). Thus FIG. 12 (a), the FIG. 13 (a), the more FIG. 14 (a), the it is desirable that -50 ≦ λ AT50% -λ RT50% .

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λT50%のシフト量をΔλT50%として、
(3)ΔλT50%<25nm
Furthermore, the present inventor has set the following (3) as a characteristic for improving the incident angle dependency of the infrared ray blocking characteristic, which is the main subject of the present application. Assuming that the shift amount of the cutoff wavelength λ T50% when the incident angle is changed from 0 ° to 35 ° is Δλ T50% ,
(3) Δλ T50% <25 nm

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λAT50%と赤外線反射層14のカットオフ波長λRT50%の差λAT50%−λRT50%と、入射角が0°から35°に変化したときのカットオフ波長λT50%のシフト量ΔλT50%との関係を示す。上記の要求特性(3)からΔλT50%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、λAT50%−λRT50%≦−10nmであることが望ましい。 FIG. 12 (b), the FIG. 13 (b), the FIG. 14 (b), the cut-off wavelength of the cut-off wavelength lambda AT50% and the infrared reflective layer 14 of the infrared absorbing layer 16 in the first to third embodiments, respectively lambda RT50 % indicating the difference and λ AT50% RT50%, the relationship between the T50% cut-off wavelength lambda T50% shift amount Δλ of when the incident angle is changed to 35 ° from 0 ° to. From the above required characteristic (3), Δλ T50% is preferably less than 25 nm. Therefore, from FIG. 12B, FIG. 13B, and FIG. 14B, it is desirable that λ AT50% −λ RT50 % ≦ −10 nm.

以上の考察から、赤外線吸収層16のカットオフ波長λAT50%と赤外線反射層14のカットオフ波長λRT50%の差は、以下の条件を満たすことが望ましい。
−50nm≦λAT50%−λRT50%≦−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。
From the above consideration, it is desirable that the difference between the cutoff wavelength λ AT 50% of the infrared absorption layer 16 and the cutoff wavelength λ RT 50% of the infrared reflection layer 14 satisfies the following condition.
−50 nm ≦ λ AT 50% −λ RT 50% ≦ −10 nm
By satisfying all of the above required characteristics, it is possible to obtain a good image in which image quality factors such as transmittance and color quality are balanced. Note that the above-described required characteristics are examples, and the required specifications can be changed to match the characteristics of the image sensor, for example.

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λT50%は、λT50%−ΔλT50%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≦λAT50%−λRT50%≦−10nm)を満たすときの入射角35°におけるカットオフ波長λT50%を計算すると、λT50%=607nm〜647nmとなる(図11に示す第3実施例でλAT50%−λRT50%=−60nmのとき、630nm−23nm=607nm、図9に示す第1実施例でλAT50%−λRT50%=−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λT50%は、607nm〜647nmであることが望ましい。 The cutoff wavelength λ T50% when the incident angle of light to the infrared cut filter is 35 ° is calculated as λ T50% −Δλ T50% . Based on the parameters of the first to third embodiments shown in FIGS. 9 to 11, the cutoff wavelength λ at an incident angle of 35 ° when the above condition (−50 nm ≦ λ AT50% −λ RT50 % ≦ −10 nm) is satisfied. calculating the T50%, λ T50% = the 607nm~647nm (λ AT50% in the third embodiment shown in FIG. 11 -λ RT50% = time of -60nm, 630nm-23nm = 607nm, first shown in FIG. 9 when λ AT50%RT50% = -50nm example, 649-2 = 647nm). Therefore, in order to obtain a good image, it is desirable that the cutoff wavelength λ T50% when the incident angle of light to the infrared cut filter is 35 ° is 607 nm to 647 nm.

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。   The infrared cut filter 10 according to this embodiment has been described above. According to the infrared cut filter 10 according to the present embodiment, the infrared reflection layer 14 is formed on one surface of the transparent dielectric substrate 12, and the infrared absorption layer 16 is formed on the other surface. It is possible to provide an infrared cut filter having a small number of good infrared blocking characteristics.

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。   Further, in the infrared cut filter 10 according to the present embodiment, a general glass substrate can be used as the transparent dielectric substrate 12. Since it is not necessary to use a glass that is brittle and difficult to process such as polishing, such as fluorophosphate glass, it is possible to perform general processing such as polishing and cutting, and as a result, it is easy to change the thickness such as thinning.

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。   In the infrared cut filter 10 according to this embodiment, the characteristics of the infrared cut filter 10 as a whole are determined by the combination of the optical characteristics of the infrared reflection layer 14 and the optical characteristics of the infrared absorption layer 16. The optical characteristics of the infrared reflecting layer 14 can be easily changed by adjusting the layer structure of the dielectric multilayer film. The optical characteristics of the infrared absorbing layer 16 can be easily changed by adjusting the type and concentration of the infrared absorbing dye contained in the resin matrix and adjusting the thickness of the infrared absorbing layer. On the other hand, for example, when fluorophosphate glass is used to provide an infrared absorption function, the infrared absorption characteristics are changed by melting the fluorophosphate glass using a furnace, cutting the fluorophosphate glass, and adjusting the thickness of the fluorophosphate glass for thickness adjustment. Since polishing is required, it is not easy. Thus, the infrared cut filter 10 according to the present embodiment is also excellent in that the optical characteristics of the infrared cut filter 10 can be easily changed.

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。   In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 1, the infrared reflection layer 14 may be formed to reflect ultraviolet rays. When the infrared cut filter 10 is formed of a dielectric multilayer film, the ultraviolet reflection function can be easily incorporated into the infrared cut filter 10 by adjusting the layer configuration. The color filter provided in the image sensor may have an adverse effect such as a decrease in life due to ultraviolet rays. Therefore, it is possible to avoid such an adverse effect by removing the ultraviolet rays in the infrared reflecting layer 14 located in front of the imaging device. Further, when the ultraviolet reflecting function is incorporated in the infrared reflecting layer 14, the ultraviolet absorbing light can be removed before reaching the infrared absorbing layer 16 formed of a resin matrix, so that the infrared absorbing layer 16 can be prevented from being deteriorated.

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。   FIG. 15 shows an infrared cut filter 10 according to another embodiment of the present invention. In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 15, the same or corresponding components as those of the infrared cut filter shown in FIG.

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。   The infrared cut filter 10 according to the present embodiment is different from the infrared cut filter shown in FIG. 1 in that a protective layer 18 is formed on the infrared absorption layer 16. As shown in FIG. 15, the protective layer 18 is formed on the surface of the infrared absorption layer 16 that faces the surface on the transparent dielectric substrate 12 side. In the infrared cut filter 10 according to the present embodiment, light is emitted from the protective layer 18.

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。   Since the infrared absorbing layer 16 is a layer containing an infrared absorbing dye, it includes an organic component. Therefore, the scratch resistance and humidity resistance are relatively weak. Therefore, the infrared absorption layer 16 can be protected by providing the protective layer 18 having a composition different from that of the infrared absorption layer 16 on the infrared absorption layer 16 as in the present embodiment.

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。 The protective layer 18 may be a sol-gel hard coating using, for example, TEOS (tetraethoxysilane) as a main raw material. The protective layer 18 is, for example, (a) a hard coat agent is applied on the infrared absorption layer 16, (b) a sol-gel film is coated on the infrared absorption layer 16, and (c) an SiO 2 layer on the infrared absorption layer 16. However, it is not particularly limited to these methods.

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。   In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 15, the protective layer 18 may be formed to prevent reflection of visible light. By covering the infrared absorbing layer 16 with a material having a refractive index lower than that of the infrared absorbing layer 16, the protective layer 18 can have a visible light reflection preventing function. As a result, the visible light transmittance of the infrared cut filter 10 as a whole can be improved. Alternatively, an antireflection film made of a dielectric multilayer film may be formed on the infrared absorption layer 16 as the protective layer 18.

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。   In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 15, the protective layer 18 may be formed so as to prevent the transmission of ultraviolet rays. In this case, since it is possible to prevent the ultraviolet rays incident from the light exit surface side from reaching the image sensor, it is possible to prevent deterioration of the color filter provided in the image sensor.

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。   FIG. 16 shows an infrared cut filter 10 according to still another embodiment of the present invention. In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 16, the same or corresponding components as those of the infrared cut filter shown in FIGS. 1 and 15 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.

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。   The infrared cut filter 10 according to this embodiment is different from the infrared cut filter shown in FIG. 15 in that an antireflection layer 20 that prevents reflection of visible light is formed on the protective layer 18. As shown in FIG. 16, the antireflection layer 20 is formed on the surface of the protective layer 18 that faces the surface on the infrared absorption layer 16 side. In the infrared cut filter 10 according to this embodiment, light is emitted from the antireflection layer 20.

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。   Even when the antireflection layer 20 is formed on the protective layer 18 as in the infrared cut filter 10 according to the present embodiment, the visible light transmittance of the infrared cut filter 10 as a whole can be improved.

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。   In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 16, the antireflection layer 20 may be formed so as to prevent the transmission of ultraviolet rays. In this case, since it is possible to prevent the ultraviolet rays incident from the light exit surface side from reaching the image sensor, it is possible to prevent deterioration of the color filter provided in the image sensor.

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。   FIG. 17 shows an infrared cut filter 10 according to still another embodiment of the present invention. In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 17, the same or corresponding components as those of the infrared cut filter shown in FIG.

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。   The infrared cut filter 10 according to this embodiment is different from the infrared cut filter shown in FIG. 1 in that a primer layer 22 is formed between the transparent dielectric substrate 12 and the infrared absorption layer 16. By forming the primer layer 22 between the transparent dielectric substrate 12 and the infrared absorption layer 16, the adhesion between the transparent dielectric substrate 12 and the infrared absorption layer 16 can be improved, and the environmental resistance of the infrared cut filter 10 is improved. it can.

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。   FIG. 18 shows an infrared cut filter 10 according to still another embodiment of the present invention. In the infrared cut filter 10 shown in FIG. 18, the same or corresponding components as those of the infrared cut filter shown in FIG.

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。   The infrared cut filter 10 according to the present embodiment is different from the infrared cut filter shown in FIG. 1 in that the infrared reflective layer 14 is warped. The infrared reflective layer 14 is warped so that the surface facing the surface on the transparent dielectric substrate 12 side is a convex surface. In the present embodiment, the transparent dielectric substrate 12 and the infrared absorption layer 16 are also warped with the warp of the infrared reflecting layer 14.

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。   As described above, when the infrared cut filter 10 is used in an imaging apparatus, the infrared reflection layer 14 is mounted so as to face the imaging lens, and the infrared absorption layer 16 faces the imaging element. However, since the infrared cut filter 10 is very thin and small, it is not easy to distinguish between the infrared reflection layer 14 and the infrared absorption layer 16. Therefore, as in the present embodiment, by warping the infrared reflection layer 14, it is possible to visually determine which surface is the infrared reflection layer 14. By controlling the stress on the film surface when the dielectric multilayer film is deposited on the transparent dielectric substrate 12, the degree of warping of the infrared reflecting layer 14 can be adjusted within a range that does not affect the optical characteristics.

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。   FIG. 19 is a diagram for explaining an imaging apparatus 100 using the infrared cut filter 10 according to the embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 19, the imaging apparatus 100 includes an imaging lens 102, an infrared cut filter 10, and an imaging element 104. The image sensor 104 may be a semiconductor solid-state image sensor such as a CCD or a CMOS. As shown in FIG. 19, the infrared cut filter 10 is provided between the imaging lens 102 and the imaging element 104 so that the infrared reflection layer 14 faces the imaging lens 102 and the infrared absorption layer 16 faces the imaging element 104. It is done.

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。   As shown in FIG. 19, the light from the subject is collected by the imaging lens 102, and after the infrared rays are removed by the infrared cut filter 10, the light enters the imaging element 104. As shown in FIG. 19, light is incident on the infrared cut filter 10 from the imaging lens 102 at various incident angles. By using the infrared cut filter 10 according to the present embodiment, infrared rays are preferably used regardless of the incident angle. Since it can block | interrupt, a favorable image with high color reproducibility can be imaged.

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。   In the above description, the embodiment in which the infrared cut filter 10 is applied to the imaging apparatus has been described. However, the infrared cut filter 10 according to the above-described embodiment can be applied to other applications. For example, the infrared cut filter 10 can be used as a heat ray blocking film such as a windshield glass, a side window, and architectural glass of an automobile. The infrared cut filter 10 can also be used as a near infrared cut filter for a PDP (Plasma Display Panel).

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。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Infrared cut filter, 12 Transparent dielectric substrate, 14 Infrared reflective layer, 16 Infrared absorption layer, 18 Protective layer, 20 Antireflection layer, 22 Primer layer, 100 Imaging device, 102 Imaging lens, 104 Imaging element

Claims (19)

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λT50%のシフト量をΔλT50%として、ΔλT50%<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λT50%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、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赤外線カットフィルタ。
A transparent dielectric substrate;
An infrared reflecting layer for reflecting infrared rays formed on one surface of the transparent dielectric substrate;
An infrared absorbing layer that absorbs infrared rays formed on the other surface of the transparent dielectric substrate;
An infrared cut filter comprising:
The infrared reflective layer is formed of a dielectric multilayer film,
The infrared absorbing layer is formed from a resin containing an infrared absorbing dye,
Δλ T50% <25 nm, where Δλ T50% is the shift amount of the cutoff wavelength λ T50% when the incident angle of light to the infrared cut filter changes from 0 ° to 35 °,
Ri cutoff wavelength lambda T50% is 607nm~647nm der when the incident angle is 35 ° of the light to the infrared cut filter,
The transmittance of the infrared reflective layer and the wavelength at which the 50% λ RT50% nm, when the transmittance of the infrared-absorbing layer has a wavelength to be 50% λ AT50% nm, λ AT50% <λ RT50% The infrared cut filter , wherein the infrared reflection layer and the infrared absorption layer are formed so as to satisfy the above .
外線カットフィルタへの光の入射角が0°において、λAT50%−λRT50%≦−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。 The incident angle of 0 ° of the light to the infrared cut filter, claim wherein the infrared reflective layer and the infrared-absorbing layer is formed so as to satisfy λ AT50% -λ RT50% ≦ -10nm 1 The infrared cut filter according to 1. 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≦λAT50%−λRT50%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。 Further, Claim angle of incidence of the light on the infrared cutoff filter at 0 °, characterized in that said infrared reflective layer and the infrared-absorbing layer is formed so as to satisfy the -50nm ≦ λ AT50% RT50% The infrared cut filter according to 2. 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。   4. The infrared cut filter according to claim 1, wherein the spectral transmittance curve of the infrared absorbing layer has a minimum transmittance at a wavelength of 700 nm to 750 nm. 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。   The infrared cut filter according to claim 1, wherein the transparent dielectric substrate is made of glass. 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。   The infrared cut filter according to claim 1, wherein the infrared reflection layer is formed to reflect ultraviolet rays. 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。   The infrared cut filter according to claim 1, further comprising a protective layer on the infrared absorption layer. 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。   The infrared cut filter according to claim 7, wherein the protective layer has a function of preventing reflection of visible light. 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。   The infrared cut filter according to claim 7 or 8, wherein the protective layer has a function of preventing transmission of ultraviolet rays. 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。   The infrared cut filter according to claim 7, further comprising an antireflection layer that prevents reflection of visible light on the protective layer. 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。   The infrared cut filter according to claim 10, wherein the antireflection layer has a function of preventing transmission of ultraviolet rays. 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。   The infrared cut filter according to claim 1, further comprising a primer layer between the transparent dielectric substrate and the infrared absorption layer. 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。   The infrared cut filter according to any one of claims 1 to 12, wherein the infrared reflection layer is warped so that a surface facing the surface on the transparent dielectric substrate side is a convex surface. 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。   The infrared cut filter according to claim 1, wherein the resin containing the infrared absorbing dye is PVB. 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。   The infrared cut filter according to claim 1, wherein a thickness of the transparent dielectric substrate is 0.1 mm to 0.3 mm. 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。
The infrared cut filter according to any one of claims 1 to 15,
An image sensor on which light transmitted through the infrared cut filter is incident;
An imaging apparatus comprising:
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λT50%のシフト量をΔλT50%として、ΔλT50%<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λT50%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λRT50%nmとし、前記赤外線吸収層の透過率が50%になる波長をλAT50%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、λAT50%−λRT50%≦−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。
Providing a transparent dielectric substrate; and
Forming an infrared reflective layer on one surface of the transparent dielectric substrate;
Forming an infrared absorbing layer on the other surface of the transparent dielectric substrate;
An infrared cut filter manufacturing method comprising:
The infrared reflective layer is formed of a dielectric multilayer film,
The infrared absorbing layer is formed from a resin containing an infrared absorbing dye,
Δλ T50% <25 nm, where Δλ T50% is the shift amount of the cutoff wavelength λ T50% when the incident angle of light to the infrared cut filter changes from 0 ° to 35 °,
The cutoff wavelength λ T50% when the incident angle of light to the infrared cut filter is 35 ° is 607 nm to 647 nm,
When the wavelength at which the transmittance of the infrared reflecting layer is 50% is λ RT 50% nm and the wavelength at which the transmittance of the infrared absorbing layer is 50% is λ AT 50 % nm, An infrared cut filter manufacturing method, wherein the infrared reflection layer and the infrared absorption layer are formed so as to satisfy λAT50 % −λRT50 % ≦ −10 nm at an incident angle of 0 °.
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≦λAT50%−λRT50%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。 Further, Claim angle of incidence of the light on the infrared cutoff filter at 0 °, characterized in that said infrared reflective layer and the infrared-absorbing layer is formed so as to satisfy the -50nm ≦ λ AT50% RT50% A method for producing an infrared cut filter according to claim 17. 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。
It is a manufacturing method of the infrared cut filter according to claim 14,
Providing a transparent dielectric substrate; and
Forming an infrared reflective layer on one surface of the transparent dielectric substrate;
Adding an infrared absorbing dye selected from a cyanine compound, a diimmonium compound, a phthalocyanine compound and an azo compound to PVB, and preparing a liquid PVB resin containing the infrared absorbing dye;
Applying the liquid PVB resin on the other surface of the transparent dielectric substrate by a flow coat apparatus and drying;
The manufacturing method of the infrared cut filter characterized by including.
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