JP6668750B2 - 近赤外線カットフィルタ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、近赤外線カットフィルタに係り、特に固体撮像素子のカバーガラスとして好適に用いられる近赤外線カットフィルタに関する。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子は、可視光線以外にも近赤外線に分光感度を有することから、これ自体では必ずしも良好な色再現性を得ることができない。このため、固体撮像素子とともに近赤外線を遮蔽する近赤外線カットフィルタが用いられている。

近赤外線カットフィルタには、近赤外線を選択的に遮蔽でき、かつ高い耐候性を有することが求められる。このようなものとして、例えば、アルミノリン酸塩系ガラス、フツリン酸塩系ガラス等にＣｕＯが添加された光学ガラスが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

撮像装置では、例えば、光軸に沿って、レンズ、近赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ、カバーガラス、固体撮像素子等の光学部品が順に配置される。ここで、カバーガラスは、固体撮像素子を保護するために設けられるものであり、その撮像面を気密に封止するように取り付けられている。

このような撮像装置においては、小型・薄型化が求められている。しかし、撮像装置内に各光学部品が個別に設けられる場合、これらの特性を十分に得るために所定の大きさや厚さとする必要があることから、撮像装置の小型・薄型化は必ずしも容易でない。そこで、撮像装置の小型・薄型化のために、近赤外線カットフィルタをカバーガラスとして用いることが提案されている。近赤外線カットフィルタをカバーガラスとして用いることで、撮像装置の部品点数を削減して小型・薄型化できる（例えば、特許文献３、４参照。）。

また、カバーガラスからα線が放出されると、固体撮像素子に一過性の誤動作（ソフトエラー）が発生するおそれがある。このため、カバーガラスとして用いられる近赤外線カットフィルタに含まれるウランの量を低減することが提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。

特開昭６２−１２８９４３号公報 特開平１−２１９０３７号公報 特開平７−２８１０２１号公報 特開平８−３０６８９４号公報

撮像装置の小型・薄型化を目的として、近赤外線カットフィルタをカバーガラスとして用いることが提案されている。しかし、近赤外線カットフィルタをカバーガラスとして用いる場合、近赤外線カットフィルタには高い強度が求められる。

例えば、撮像装置の製造においては、固体撮像素子にカバーガラスが仮留めされた後、固体撮像素子からの出力画像情報をもとに撮像面に付着した塵埃の有無が検査される。撮像面に塵埃が付着していた場合、固体撮像素子からカバーガラスが取り外されて撮像面が清浄される。その後、この撮像面が清浄された固体撮像素子は、再び撮像装置の製造に用いられる。

しかし、カバーガラスの強度が低い場合、固体撮像素子から取り外されるときに破損し、この破損により発生するガラス屑が固体撮像素子の撮像面に付着するおそれがある。このようにして撮像面にガラス屑が付着した固体撮像素子は、再び撮像装置の製造に用いることはできない。

また、カバーガラスとして用いられる近赤外線カットフィルタには高い耐候性が求められる。例えば、リン酸塩ガラスは、近赤外線カット特性に優れるが、水分との反応により劣化しやすい。このようなリン酸塩ガラスの劣化を抑制するために、その表面に光学薄膜を設けることが知られている。しかし、リン酸塩ガラスと光学薄膜の熱膨張係数が大きく異なる場合、リン酸塩ガラスから光学薄膜が剥離してリン酸塩ガラスが劣化しやすくなるおそれがある。その結果、光学薄膜で保護されていないガラス表面と水分が反応し、耐候性が低下することがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、高い強度および耐候性を得ることができ、固体撮像素子のカバーガラスとして好適に用いられる近赤外線カットフィルタを提供することを目的とする。

本発明の近赤外線カットフィルタは、銅成分を含有するリン酸塩ガラスを有する。リン酸塩ガラスは、５０〜３００℃での平均熱膨張係数が５０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃、破壊靭性値が０．５５〜１．０ＭＰａ・ｍ^１／２である。

本発明の近赤外線カットフィルタによれば、高い強度および耐候性を得ることができる。このため、本発明の近赤外線カットフィルタは、固体撮像素子のカバーガラスとして好適に用いることができる。

近赤外線カットフィルタの一実施形態を示す断面図である。 撮像装置の一実施形態を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、近赤外線カットフィルタの一実施形態を示す断面図である。

近赤外線カットフィルタ１０は、例えば、板状のリン酸塩ガラス１１であって、その両透過面に光学薄膜１２、１３が形成されている。ここで、リン酸塩ガラス１１は、近赤外線カットフィルタ１０における必須の構成であるが、光学薄膜１２、１３は、必ずしも近赤外線カットフィルタ１０における必須の構成ではない。

リン酸塩ガラス１１は、銅成分を含有するものであり、５０〜３００℃での平均熱膨張係数が５０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃、破壊靭性値が０．５５〜１．０ＭＰａ・ｍ^１／２である。なお、リン酸塩ガラス１１は、実質的にフッ素成分を含有しないものである。

リン酸塩ガラス１１の平均熱膨張係数が９０×１０^−７／℃以下の場合、リン酸塩ガラス１１と光学薄膜１２、１３との熱膨張差が小さくなり、リン酸塩ガラス１１からの光学薄膜１２、１３の剥離が抑制されるために耐候性が良好になる。リン酸塩ガラス１１の平均熱膨張係数は、８５×１０^−７／℃以下が好ましく、８０×１０^−７／℃以下がより好ましい。リン酸塩ガラス１１において、光学薄膜１２、１３の剥離を抑制するためには、平均熱膨張係数は、５０×１０^−７／℃以上が最も好ましい。

また、リン酸塩ガラス１１の破壊靭性値が０．５５ＭＰａ・ｍ^１／２以上の場合、リン酸塩ガラス１１の製造もしくは加工における破損、または撮像装置の製造もしくは使用におけるリン酸塩ガラス１１の破損が抑制される。

例えば、撮像装置の製造においては、固体撮像素子にカバーガラスとしての近赤外線カットフィルタ１０が仮留めされた後、固体撮像素子の撮像面に付着した塵埃を除去する必要があるため、固体撮像素子から近赤外線カットフィルタ１０が取り外されることがある。この際、リン酸塩ガラス１１の破壊靭性値が小さいと、固体撮像素子から近赤外線カットフィルタ１０が取り外されるときに近赤外線カットフィルタ１０が破損するおそれがある。リン酸塩ガラス１１が破損した場合、この破損によりガラス屑が発生し、固体撮像素子の撮像面に付着するおそれがある。撮像面にガラス屑が付着した固体撮像素子は、再び撮像装置の製造に用いることができない。

リン酸塩ガラス１１の破壊靭性値が０．５５ＭＰａ・ｍ^１／２以上の場合、固体撮像素子から近赤外線カットフィルタ１０が取り外されるときの破損が抑制される。これにより、固体撮像素子を再び撮像装置の製造に用いることができ、撮像装置の製造歩留まりが向上する。リン酸塩ガラス１１の破壊靭性値は、０．６０ＭＰａ・ｍ^１／２以上が好ましい。リン酸塩ガラス１１の破壊靭性値は、１．０ＭＰａ・ｍ^１／２もあればその破損を抑制するには十分である。

リン酸塩ガラス１１は、例えば、モル％表示で、Ｐ_２Ｏ_５：５０〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１０〜２２％、Ｂ_２Ｏ_３：１〜１０％、Ｒ_２Ｏ：０．１〜１０％（ただし、Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏの合量を表す）、Ｒ’Ｏ：０．１〜２５％（ただし、Ｒ’ＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯの合量を表す）、ＣｕＯ：０．１〜１５％を含有することが好ましい。これらの成分を含むことにより、上記した平均熱膨張係数および破壊靭性値を得ることが容易となる。以下、各成分について説明する。

Ｐ_２Ｏ_５は、主としてガラスを形成するとともにガラスの近赤外線カット特性を高める成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量が５０％未満では、その添加による効果を十分に得ることができない。また、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が７５％を超えると、ガラスの耐候性が悪化するため好ましくない。Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、５３〜７０％が好ましい。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの耐候性を高める成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が１０％未満では、その添加による効果を十分に得ることができない。また、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が２２％を超えると、ガラスの安定性および近赤外線カット特性が悪化するとともにガラスの溶解性も悪化するため好ましくない。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、１３〜２２％が好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの耐候性を高める成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１％未満では、その添加による効果を十分に得ることができない。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１０％を超えると、ガラスの近赤外線カット特性が悪化するとともにガラスの溶解性も悪化するため好ましくない。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、３〜１０％が好ましい。

Ｌｉ_２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させるとともにガラスを軟化させる成分である。Ｌｉ_２Ｏの含有量は、０．１％未満ではその添加による効果を十分に得ることができない。Ｌｉ_２Ｏの含有量は０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましい。一方、Ｌｉ_２Ｏの含有量が１０％を超えるとガラスの近赤外カット性および耐失透性が悪化するとともに破壊靭性値が低下するため好ましくない。このため、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、１０％以下が好ましく、７％以下がより好ましい。

Ｎａ_２Ｏは、ガラスの近赤外線カット特性を高めるとともにガラスを軟化させる成分である。一方、Ｎａ_２Ｏは、１０％を超えるとガラスが不安定になるとともに耐候性が低下し、破壊靭性値が低下するため好ましくない。このため、Ｎａ_２Ｏの含有量は、０〜１０％が好ましく、０〜５％がより好ましい。

Ｋ_２Ｏは、ガラスの近赤外線カット特性を高めるとともにガラスを軟化させる成分である。一方、Ｋ_２Ｏは、１０％を超えるとガラスが不安定になるとともに耐候性が低下し、破壊靭性値が低下するため好ましくない。このため、Ｋ_２Ｏの含有量は、０〜１０％が好ましく、０〜５％がより好ましい。

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏの合量が０．１％未満では、ガラスの溶融性および近赤外線カット特性が悪化するため好ましくない。そのため、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏの合量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましい。一方、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏの合量が１０％を超えると、耐失透性、耐候性等が悪化するとともに破壊靭性値が低下する。そのため、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏの合量は、９％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましい。

ＭｇＯは、ガラスの破壊靭性を向上させるとともにガラスを軟化させる成分である。ＭｇＯの含有量が１％未満では、添加による効果を十分に得ることができない。ＭｇＯの含有量は、１％以上が好ましく、１．５％以上がより好ましい。一方、ＭｇＯは、２５％を超えるとガラスの近赤外線カット特性および耐候性が悪化するとともに熱膨張係数が大きくなり好ましくない。このため、ＭｇＯの含有量は、２５％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１５％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましい。

ＣａＯは、ガラスの破壊靭性を向上させるとともにガラスを軟化させる成分である。一方、ＣａＯは、２０％を超えるとガラスの近赤外線カット特性および耐候性が悪化するとともに熱膨張係数が大きくなり好ましくない。このため、ＣａＯの含有量は、０〜２０％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜５％がさらに好ましい。

ＳｒＯは、ガラスの破壊靭性を向上させるとともにガラスを軟化させる。一方、ＳｒＯは、２０％を超えるとガラスの近赤外線カット特性および耐候性が悪化するとともに熱膨張係数が大きくなり好ましくない。このため、ＳｒＯの含有量は、０〜２０％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜５％がさらに好ましい。

ＢａＯは、ガラスの破壊靭性を向上させるとともにガラスを軟化させる。一方、ＢａＯは、２０％を超えるとガラスの近赤外線カット特性および耐候性が悪化するとともにガラスからのα線放出量も多くなるため好ましくない。このため、ＢａＯの含有量は、０〜２０％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜５％がさらに好ましい。

ＺｎＯは、ガラスの破壊靭性を向上させるとともにガラスを軟化させる。一方、ＺｎＯは、２０％を超えるとガラスの近赤外線カット特性および耐候性が悪化するとともに熱膨張係数が大きくなり好ましくない。このため、ＺｎＯの含有量は、０〜２０％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜５％がさらに好ましい。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯを含有する場合、その合量は、０．１％未満ではガラスの破壊靭性、軟化性等が悪化するため好ましくない。そのため、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯの合量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１．０％以上がさらに好ましい。また、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯの合量は、２５％を超えるとガラスの耐候性が低下するとともに熱膨張係数が大きくなり好ましくない。そのため、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯの合量は、２５％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１５％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましい。

また、上記成分の中でも、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＺｎＯは、特にガラスの破壊靭性の向上に寄与する。このため、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＺｎＯの合量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１．０％以上がさらに好ましく、１．５％以上が特に好ましい。また、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＺｎＯの合量は、２５％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１５％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましい。

ＣｕＯは、ガラスの近赤外線カット特性を向上させる。ＣｕＯの含有量が０．１％未満では、その添加による効果を十分に得ることができない。ＣｕＯの含有量は、１％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましく、５％以上が特に好ましい。一方、ＣｕＯの含有量が１５％未満では、ガラスの可視域透過率が低下するともにガラスの安定性が低下する。ＣｕＯの含有量は、１４％以下が好ましく、１３％以下がより好ましい。

リン酸塩ガラス１１は、上記成分以外の成分を含有できる。このような成分としては、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２等が挙げられる。以下、各成分について説明する。

Ｙ_２Ｏ_３は、ガラスの破壊靭性を向上させる。Ｙ_２Ｏ_３の含有量は、０．１％未満ではその添加による効果を十分に得ることができない。Ｙ_２Ｏ_３の含有量は、０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましい。また、Ｙ_２Ｏ_３の含有量が４％を超えると、ガラスの溶解温度の上昇、失透等が生じるため４％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。

Ｌａ_２Ｏ_３は、ガラスの破壊靭性を向上させる。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は、０．１％未満ではその添加による効果が十分に得られることができない。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましい。また、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は、４％を超えるとガラスの溶解温度の上昇、失透等が生じることから、４％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。

Ｙ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３の合量は、ガラスの溶解温度の上昇、失透等の抑制のために、４％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。

ＣｅＯ_２は、ガラスの耐候性を向上させる。ＣｅＯ_２の含有量は、１％未満ではその添加による効果を十分に得ることができない。ＣｅＯ_２の含有量は、１％以上が好ましく、３％以上がより好ましい。また、ＣｅＯ_２の含有量が、１０％を超えるとガラスの溶解温度の上昇、失透等が生じるため、１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましい。

なお、通常、Ｃｅの原料には、放射性同位元素が含まれる。このため、リン酸塩ガラス１１がＣｅを含有する場合、そのα線放出量が増加するために固体撮像素子にソフトエラーが発生しやすい。リン酸塩ガラス１１のα線放出量を低下させるためには、リン酸塩ガラス１１の少なくとも一方の透光面、好ましくは両方の透光面に光学薄膜１２、１３を設けることが好ましい。α線は各種の放射線の中でも透過作用が低いことから、光学薄膜１２、１３を設けることにより低減できる。光学薄膜１２、１３としては、それぞれ、反射防止機能、紫外線カット機能、および赤外線カット機能から選ばれる少なくとも１種の機能を有するものが好ましい。

ＺｒＯ_２は、ガラスの破壊靭性を向上させる。ＺｒＯ_２の含有量が０．１％未満ではその添加による効果を十分に得ることができない。そのため、ＺｒＯ_２の含有量は０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましい。ＺｒＯ_２の含有量が４％を超えるとガラスの溶解温度の上昇、失透等が生じるため、４％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。

リン酸塩ガラス１１は、Ｕを６質量ｐｐｂ以上含有することが好ましい。Ｕの含有量が６質量ｐｐｂ以上の場合、リン酸塩ガラス１１に近紫外線吸収特性が付与される（例えば、特開２０１１−１６８４５５号公報参照）。これにより、固体撮像素子への近紫外光の入射が抑制され、近紫外光の色収差に起因する撮影画像の乱れが低減される。また、Ｕの含有量が６質量ｐｐｂの場合、リン酸塩ガラス１１のα線放出量が約０．００２ｃ／ｃｍ^２・ｈになることから、固体撮像素子におけるソフトエラーの発生も抑制される。Ｕの含有量は、７質量ｐｐｂ以上がより好ましく、８質量ｐｐｂ以上がさらに好ましい。

一方、Ｕの含有量が２０質量ｐｐｂを超える場合、α線放出量が０．０２ｃ／ｃｍ^２・ｈを超えやすく、固体撮像素子にソフトエラーが発生しやすい。このため、Ｕの含有量は、２０質量ｐｐｂ以下が好ましく、１５質量ｐｐｂ以下がより好ましく、１０質量ｐｐｂ以下がさらに好ましい。なお、Ｕの含有量が１５質量ｐｐｂのときのα線放出量は約０．０１５ｃ／ｃｍ^２・ｈであり、Ｕの含有量が１０質量ｐｐｂのときのα線放出量は約０．０１ｃ／ｃｍ^２・ｈである。

なお、従来、固体撮像素子におけるソフトエラーの発生を抑制するためには、Ｕの含有量を極めて少なくして、α線放出量を０．００１ｃ／ｃｍ^２・ｈ以下にすることが必須と考えられていた。しかし、本発明の検討によって、Ｕの含有量が６ｐｐｂ以上、すなわちα線放出量が０．００２ｃ／ｃｍ^２・ｈ以上でも、固体撮像素子にソフトエラーが発生する確率は非常に低いことがわかっている。

リン酸塩ガラス１１は、肉厚０．３ｍｍにおける分光透過率において、波長４３０ｎｍの透過率が８０〜９２％であることが好ましい。波長４３０ｎｍの透過率が８０〜９２％の場合、可視光線の透過率が可及的に高くなる。これにより、固体撮像素子に可視光線が効率的に取り込まれて感度が高くなる。

近赤外線カットフィルタ１０は、リン酸塩ガラス１１の少なくとも一方の透光面、好ましくは両方の透光面に光学薄膜１２、１３を有することが好ましい。光学薄膜１２、１３としては、それぞれ、反射防止機能、紫外線カット機能、および赤外線カット機能から選ばれる少なくとも１種の機能を有する光学薄膜が好ましい。

例えば、リン酸塩ガラス１１は、その耐候性を向上させるためにＣｅを含有することができる。しかし、通常、Ｃｅの原料中には放射性同位元素が含まれることから、リン酸塩ガラス１１のα線放出量が増加して固体撮像素子にソフトエラーが発生しやすくなる。α線は各種の放射線の中でも透過作用が低いことから、光学薄膜１２、１３を設けることにより遮蔽することができる。このため、リン酸塩ガラス１１が放射性同位元素を含有する場合、α線放出量を低減するためにその少なくとも一方の透光面、好ましくは両方の透光面に光学薄膜１２、１３が設けられることが好ましい。

反射防止機能を有する光学薄膜としては、反射防止膜が挙げられる。反射防止膜は、リン酸塩ガラス１１の透光面の反射率を低下させて可視光線の透過率を高める。反射防止膜としては、例えばＭｇＦ_２の単層膜、ＳｉＯ_２膜とＴｉＯ_２膜との多層膜（交互積層膜）、Ａｌ_２Ｏ_３膜（第１層）、ＴｉＯ_２とＺｒＯ_２の混合物膜（第２層）、およびＭｇＦ_２膜（第３層）がこの順に積層された多層膜等が挙げられる。

また、紫外線カット機能または赤外線カット機能を有する光学薄膜としては、一方のみの機能を有するもの、または両方の機能を有するものが挙げられる。このような光学薄膜としては、紫外線および赤外線から選ばれる少なくとも１種を反射させて遮蔽する反射膜が挙げられる。このような反射膜としては、ＴｉＯ_２膜とＳｉＯ_２膜とが交互に繰り返して積層された交互積層膜が挙げられる。

このような近赤外線カットフィルタ１０は、以下のようにして作製することができる。
例えば、リン酸塩ガラス１１の作製は、以下のようにして行われる。まず、所定の組成となるように、原料の秤量をし、混合を行う。この原料混合物を白金ルツボに収容して、電気炉内において１０００〜１４００℃の温度で加熱溶融させる。十分な撹拌・清澄後、金型内に鋳込み、徐冷を行った後、切断・研磨して所定の形状に成形する。

その後、必要に応じて、このようにして得られたリン酸塩ガラス１１の透過面に光学薄膜１２、１３を形成する。光学薄膜１２、１３の形成は、真空蒸着、スパッタリング等の公知の成膜方法により行うことができる。

次に、撮像装置について説明する。
図２は、撮像装置の一実施形態を示す断面図である。

撮像装置２０は、例えば、固体撮像素子２１、カバーガラス２２、レンズ群２３、絞り２４、およびこれらを固定する筐体２５を有する。

固体撮像素子２１は、固体撮像素子パッケージ２６と、これに収容されるチップ２７とを有する。レンズ群２３は、固体撮像素子２１の撮像面側に配置され、例えば、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を有する。

絞り２４は、第３のレンズＬ３と第４のレンズＬ４との間に配置される。カバーガラス２２は、固体撮像素子２１のレンズ群２３側に配置され、外部環境から固体撮像素子２１を保護する。固体撮像素子２１は、レンズ群２３を通過した光を電気信号に変換する電子部品であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等である。固体撮像素子２１、カバーガラス２２、レンズ群２３、および絞り２４は、光軸ｘに沿って配置される。

撮像装置２０では、被写体側より入射した光が、第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、絞り２４、第４のレンズＬ４、およびカバーガラス２２を通って固体撮像素子２１に入射する。この入射した光を固体撮像素子２１が電気信号に変換し、画像信号として出力する。

実施形態の近赤外線カットフィルタ１０は、このような撮像装置２０におけるカバーガラス２２として用いられる。近赤外線カットフィルタ１０をカバーガラス２２として用いることにより、カバーガラス２２に近赤外線カット特性を付与でき、撮像装置２０の部品点数を削減してその小型・薄型化を図ることができる。また、近赤外線カットフィルタ１０のリン酸塩ガラス１１が５０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃の平均熱膨張係数、および０．５５〜１．０ＭＰａ・ｍ^１／２の破壊靭性値を有することから、カバーガラス２２に求められる強度および耐候性も確保できる。

以下、実施例を参照して本発明をより具体的に説明する。
なお、例１〜１８が本発明の実施例であり、例１９が本発明の比較例である。

（例１〜１９）
表１に示す組成となるよう原料を秤量および混合した。この混合物を内容積約１０００ｃｃの白金ルツボ内に入れて、１０００〜１４００℃で１〜３時間の溶融、清澄、および撹拌後、４００〜６００℃に予熱した縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×高さ２０ｍｍの長方形のモールドに鋳込み、約１℃／分で徐冷してサンプルとした。サンプルの製造においては、泡や脈理の発生は認められなかった。また、溶解性についても、目視による観察で問題は認められなかった。

なお、原料としては以下のものを用いた。
Ｐ_２Ｏ_５はＨ_３ＰＯ_４またはメタリン酸塩を、Ａｌ_２Ｏ_３はＡｌ（ＰＯ_３）_３またはＡｌ_２Ｏ_３を、Ｂ_２Ｏ_３はＨ_３ＢＯ_３を、Ｌｉ_２ＯはＬｉＰＯ_３またはＬｉＮＯ_３を、Ｎａ_２ＯはＮａＰＯ_３またはＮａＮＯ_３を、Ｋ_２ＯはＫＰＯ_３またはＫＮＯ_３を、ＭｇＯはＭｇＯまたはＭｇ（ＰＯ_３）_２を、ＣａＯはＣａＣＯ_３を、ＳｒＯはＳｒＣＯ_３を、ＢａＯはＢａＣＯ_３またはＢａ（ＰＯ_３）_２を、ＺｎＯはＺｎＯまたはＺｎ（ＰＯ_３）_２を、ＣｕＯはＣｕＯまたはＣｕ（ＰＯ_３）_２を、Ｙ_２Ｏ_３はＹ_２Ｏ_３を、ＺｒＯ_２はＺｒＯ_２を、Ｌａ_２Ｏ_３はＬａ_２Ｏ_３を、ＣｅＯ_２はＣｅＯ_２を、それぞれ原料として用いた。また、Ｕについては、各原料に含まれるＵの量を予め測定しておき、全体として所定の量になるように各原料の種類や含有量を調整した。

次に、各例のサンプルについて以下の評価を行った。
結果を表１にまとめて示す。

（平均熱膨張係数）
上記サンプルを棒状に加工したものを熱分析装置（リガク社製、商品名：ＴＭＡ８３１０）を使用して熱膨張法により昇温速度５℃／分で５０〜３００℃での平均熱膨張係数を測定した。

（破壊靭性値）
ＪＩＳ Ｒ １６０７ファインセラミックスの破壊靭性試験法を用いて、ビッカース硬度、圧痕のクラック長を測定することにより、破壊靭性値Ｋｃを測定した。

表１から明らかなように、例１〜１８（実施例）のサンプルについては、５０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃の平均熱膨張係数、０．５５〜１．０ＭＰａ・ｍ^１／２の破壊靭性値が得られた。５０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃の平均熱膨張係数を有することから、その表面に光学薄膜が設けられたときに剥離が抑制されて高い耐候性が得られる。また、０．５５〜１．０ＭＰａ・ｍ^１／２の破壊靭性値を有することから、高い強度を有するものであり、その製造もしくは加工における破損、または撮像装置の製造もしくは使用における破損が抑制される。

なお、表１には示していないが、例１〜１８（実施例）のサンプルについては、肉厚０．３ｍｍにおける分光透過率において、波長４３０ｎｍの透過率が８０〜９２％であることを確認した。透過率は、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光社製、商品名：Ｖ−５７０）を用いて測定した。

１０…近赤外線カットフィルタ、１１…リン酸塩ガラス、１２、１３…光学薄膜、２０…撮像装置、２１…固体撮像素子、２２…カバーガラス、２３…レンズ群、２４…絞り、２５…筐体、２６…固体撮像素子パッケージ、２７…チップ、Ｌ１…第１のレンズ、Ｌ２…第２のレンズ、Ｌ３…第３のレンズ、Ｌ４…第４のレンズ。

Claims (10)

1. 銅成分を含有するリン酸塩ガラスを有し、
   前記リン酸塩ガラスは、５０〜３００℃での平均熱膨張係数が５０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃、かつ破壊靭性値が０．５５〜１．０ＭＰａ・ｍ^１／２であり、モル％表示で、Ｌｉ _２ Ｏを０．１％以上、Ｂ _２ Ｏ _３ を３〜１０％含有する、
   近赤外線カットフィルタ。
2. 前記リン酸塩ガラスは、破壊靭性値が０．６３〜１．０ＭＰａ・ｍ ^１／２ である請求項１に記載の近赤外線カットフィルタ。
3. 前記リン酸塩ガラスは、モル％表示で、
   Ｐ_２Ｏ_５ ：５０〜７５％、
   Ａｌ_２Ｏ_３ ：１０〜２２％、
   Ｒ _２Ｏ ：０．１〜１０％（ただし、Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、およびＫ_２Ｏの合量を表す）、
   Ｒ’Ｏ ：０．１〜２５％（ただし、Ｒ’Ｏは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯの合量を表す）、
   ＣｕＯ ：０．１〜１５％
   を含有する請求項１または２に記載の近赤外線カットフィルタ。
4. 前記リン酸塩ガラスは、モル％表示で、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＺｎＯから選ばれる少なくとも１種以上を１〜１０％含有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の近赤外線カットフィルタ。
5. 前記リン酸塩ガラスは、モル％表示で、Ｌａ_２Ｏ_３およびＹ_２Ｏ_３から選ばれる少なくとも１種以上を４％以下含有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の近赤外線カットフィルタ。
6. α線放出量が０．００２〜０．０２ｃ／ｃｍ^２・ｈである
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の近赤外線カットフィルタ。
7. 肉厚０．３ｍｍにおける分光透過率において、波長４３０ｎｍの透過率が８０〜９２％である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の近赤外線カットフィルタ。
8. 前記リン酸塩ガラスの少なくとも一方の透光面に、反射防止機能、紫外線カット機能、および赤外線カット機能から選ばれる少なくとも１種の機能を有する光学薄膜を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の近赤外線カットフィルタ。
9. 前記光学薄膜は、前記リン酸塩ガラスから放出されるα線を遮蔽することを特徴とする請求項８に記載の近赤外線カットフィルタ。
10. 前記リン酸塩ガラスは、モル％表示で、ＣｅＯ_２を１〜１０％含有する請求項８または９に記載の近赤外線カットフィルタ。

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