JP7416798B2 - フィルターおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の波長帯域の画像を取得するためのフィルターおよび複数の波長帯域の画像を取得する撮像装置に関し、特に、少なくとも２つ以上の異なる反射波長を有する反射層と、反射層の反射中心波長に対応した方向の遅相軸を有する位相差層とを有するフィルターおよびフィルターを有する撮像装置に関する。

複数の波長帯域の画像、いわゆる、マルチスペクトル画像を取得する撮像装置として、特許文献１には、光学系の瞳部分を分割し、分割された瞳部分のそれぞれに分光透過率の異なる光学フィルターを配置し、かつ、イメージセンサーの前方にマイクロレンズアレイを配置した構成の撮像装置が記載されている。この撮像装置は、マイクロレンズアレイによる光線分離効果によって、瞳部分の異なる光学領域からの光をそれぞれ別の画素へと導くことにより、１つのイメージセンサーでマルチスペクトル画像を取得する。

しかし、マイクロレンズアレイによる光線の分離は必ずしも完全ではない。このため、特許文献１の撮像装置では、隣接する画素に光が漏れ、混信（クロストーク）が発生するという問題がある。
特許文献２には、この問題を解決するために、各画素から得られる信号（画素信号）に所定の信号処理を施して、混信の影響を除去することが提案されている。

国際公開第２０１２／１４３９８３号 国際公開第２０１５／００４８８６号

しかしながら、マイクロレンズアレイを用いて光線を分離した場合に各画素で生じる混信の量は、画素の位置によって異なる。したがって、特許文献２の撮像装置において、画像の色味が均一で、より高品質な画像を得るには、画素毎に混信の発生量を求める必要がある。しかし、画素毎に混信の発生量を求めるには多大な労力を要する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画像の色味が均一で、より高品質なマルチスペクトル画像を取得するためのフィルターおよび撮像装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明は、光学フィルター層と、光学フィルター層と積層される、パターン位相差層とを有するフィルターであって、光学フィルター層は、コレステリック液晶層で構成された反射層を少なくとも３つ有し、各反射層は、互いに反射中心波長が異なり、パターン位相差層は、反射層の反射中心波長に対応した方向の遅相軸を有する、フィルターを提供するものである。

また、本発明は、光学フィルター層と、光学フィルター層と積層される、パターン位相差層とを有するフィルターであって、光学フィルター層は、少なくとも２つ以上の異なる反射中心波長を有するコレステリック液晶層で構成された、反射層を有し、パターン位相差層は、反射層の反射中心波長に対応した方向の遅相軸を有する、フィルターを提供するものである。

コレステリック液晶層は、螺旋ピッチが連続的に変化して反射中心波長が連続的に変化していることが好ましい。
光学フィルター層は少なくとも１つの区画を有し、区画に反射層が設けられていることが好ましい。
光学フィルター層は少なくとも３つの区画を有し、各区画に反射層が設けられ、各区画の反射層は、互いに反射中心波長が異なることが好ましい。
光学フィルター層は少なくとも３つの区画を有し、各区画に、反射中心波長が異なる複数の反射層が設けられていることが好ましい。
光学フィルター層の区画は、三角形状であり、三角形状の区画は、それぞれの１つの頂点を合わせて配置されていることが好ましい。
光学フィルター層の区画は、円形状であることが好ましい。
光学フィルター層の区画は、円形状であり、円形状の区画の中心を起点にして放射状に、反射中心波長が異なる複数の反射層が設けられていることが好ましい。

また、本発明は、フィルターと、フィルターを通過した光を結像する結像素子と、結像素子により結像された光が入力される偏光イメージセンサーとを有する撮像装置を提供するものである。

本発明によれば、画像の色味が均一で、より高品質なマルチスペクトル画像を取得することができる。

本発明の実施形態のフィルターを有する撮像装置の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第１の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の第１の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の遅相軸を説明するための模式図である。 本発明の実施形態の撮像装置の偏光イメージセンサーの一例を示す模式的斜視図である。 本発明の実施形態の撮像装置の偏光イメージセンサーの１つの画素を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の撮像装置の処理部の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第２の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の第２の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第３の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第４の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第４の例を示す模式的拡大図である。 本発明の実施形態の光学フィルター層の反射中心波長の一例を示すグラフである。 本発明の実施形態の光学フィルター層の色の変化とパターン位相差層の遅相軸の変化とを示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第５の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の第５の例を示す模式的拡大図である。 本発明の実施形態のフィルターを有する撮像装置の他の例を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの製造方法の一工程を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの製造方法の一工程を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの製造方法の一工程を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの製造方法の一工程を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの製造方法の一工程を示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの反射層の形成に用いるマスクを示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの反射層の形成に用いるマスクを示す模式図である。 本発明の実施形態のフィルターの反射層の形成に用いるマスクを示す模式図である。 本発明の実施例４のフィルターの作製に用いたマスクを示す模式図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のフィルターおよび撮像装置を詳細に説明する。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「～」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α１～数値β１とは、εの範囲は数値α１と数値β１を含む範囲であり、数学記号で示せばα１≦ε≦β１である。
「具体的な数値で表された角度」、「垂直」および「直交」等の角度は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
本発明において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。

本発明において、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、４００～７００ｎｍの波長領域の光を示す。非可視光は、４００ｎｍ未満の波長領域または７００ｎｍを超える波長領域の光である。
また、これに制限されるものではないが、可視光のうち、４２０～４９０ｎｍの波長領域の光は青色（Ｂ）光であり、４９５～５７０ｎｍの波長領域の光は緑色（Ｇ）光であり、６２０～７００ｎｍの波長領域の光は赤色（Ｒ）光である。
さらに、本発明において、紫外線（紫外光）とは、３８０ｎｍ未満で２００ｎｍ以上の波長領域の光であり、赤外線（赤外光）とは７８０ｎｍを超え、１ｍｍ以下の波長領域の光であり、中でも、近赤外領域とは、７８０ｎｍを超え、２０００ｎｍ以下の波長領域の光である。

［撮像装置］
図１は本発明の実施形態のフィルターを有する撮像装置の一例を示す模式図である。
図１に示す撮像装置１０は、フィルター１２と、偏光イメージセンサー１４と、処理部１６と、光学系１８とを有する。光学系１８により、被写体Ｏｊの情報を担持した光が、フィルター１２を経て、結像され、結像された光が偏光イメージセンサー１４に入力される。偏光イメージセンサー１４で結像された光に基づく信号が得られ、処理部１６で被写体Ｏｊの画像データが得られる。この被写体Ｏｊの画像データが、被写体Ｏｊのマルチスペクトル画像を表す画像データである。
また、撮像装置１０は、被写体Ｏｊの色情報を偏光情報に変換して被写体Ｏｊの偏光情報を得ることができる。

フィルター１２は、光学フィルター層２０と、光学フィルター層２０と積層される、パターン位相差層２２とを有する。フィルター１２は、例えば、光学系１８の瞳位置に配置される。この場合、光学フィルター層２０が被写体Ｏｊ側に配置され、パターン位相差層２２が偏光イメージセンサー１４側に配置される。
光学フィルター層２０およびパターン位相差層２２については、後に詳細に説明する。

＜光学系＞
光学系１８は、例えば、第１のレンズ群３０と、第２のレンズ群３２とを有し、光軸Ｌに沿って第１のレンズ群３０と第２のレンズ群３４とが配置されている。第１のレンズ群３０が被写体Ｏｊ側に配置され、第２のレンズ群３２が偏光イメージセンサー１４側に配置されており、第１のレンズ群３０と第２のレンズ群３２との間に、フィルター１２が配置されている。なお、撮像装置１０において、直交するｘ、ｙ、ｚ方向が設定されているが、光軸Ｌはｚ方向と平行な方向に伸びる軸である。

第１のレンズ群３０は、例えば、３つのレンズ３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有し、偏光イメージセンサー１４側から３つのレンズ３０ａ、３０ｂ、３０ｃが光軸Ｌに沿って配置されている。３つのレンズ３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、いずれも凸面を被写体Ｏｊ側に向けて配置されている。例えば、レンズ３０ａは平凹レンズであり、レンズ３０ｂは凸メニスカスレンズであり、レンズ３０ｃは平凸レンズである。第１のレンズ群３０が、フィルター１２に被写体Ｏｊの情報を担持した光を集光する光学素子として機能する。第１のレンズ群３０は前玉とも呼ばれる。

第２のレンズ群３２は、例えば、４つのレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを有し、偏光イメージセンサー１４側から４つのレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが光軸Ｌに沿って配置されている。４つのレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのうち、３つのレンズ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが凸面を偏光イメージセンサー１４側に向けて配置されている。レンズ３２ａは凸面を被写体Ｏｊ側に向けて配置されている。例えば、レンズ３２ａは平凸レンズであり、レンズ３２ｂは平凸レンズであり、レンズ３２ｃは両凸レンズであり、レンズ３２ｄは平凹レンズである。第２のレンズ群３２が、フィルター１２を通過した光を結像する結像素子として機能する。第２のレンズ群３２は後玉とも呼ばれる。

［フィルターの第１の例］
図２は本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第１の例を示す模式図であり、図３は本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の第１の例を示す模式図である。
光学フィルター層２０は、支持基板２１に、コレステリック液晶層で構成された反射層を少なくとも３つ有し、各反射層は、互いに反射中心波長が異なる。反射層は、反射中心波長の光を反射するものであり、反射中心波長の光の透過率が低い。
図２に示す光学フィルター層２０では、例えば、反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂの３つが設けられており、３つの反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂは、それぞれ反射中心波長が異なる。例えば、反射層２４Ｒは赤色光を選択的に反射し、反射層２４Ｇは緑色光を選択的に反射し、反射層２４Ｂは青色光を選択的に反射する。３つの反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂにおいて、それぞれ反射中心波長が異なるとは、反射中心波長のピーク波長の差が１００ｎｍを超えることをいう。

３つの反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂは、全て大きさおよび形状が同じである。３つの反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂは、三角形状であり、それぞれの１つの頂点を合わせて、等間隔に配置されている。
３つの反射層において、反射中心波長を連続的に変えることにより、反射光を連続的に変化させることもできる。

図２に示す光学フィルター層２０では、反射層が３つ設けられているが、反射層の数は３つに特に限定されるものではなく、４つ以上でもよいことはもちろんである。
支持基板２１において、反射層が設けられていない領域２５における光学特性は特に限定されるものではなく、領域２５は、赤外光領域の光を反射するものでもよく、紫外光領域の光を反射するものでもよく、赤外光領域～紫外光領域の光を透過するものでもよい。

なお、後述のように、光学フィルター層２０は、支持基板２１に、少なくとも２つ以上の異なる反射中心波長を有するコレステリック液晶層で構成された、反射層を有する構成でもよい。反射中心波長が連続的に変化する反射層の場合、反射層の数が１つでもよいが、複数あってもよい。

図３に示すパターン位相差層２２は、反射層の反射中心波長に対応した方向の遅相軸を有するものである。このため、パターン位相差層２２では、反射層の反射中心波長毎に遅相軸の方向を変えている。例えば、反射層の反射中心波長が５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍであれば、反射中心波長が５００ｎｍの反射層に対応する位相差層の遅相軸の方向と、反射中心波長が６００ｎｍの反射層に対応する位相差層の遅相軸の方向と、反射中心波長が７００ｎｍの反射層に対応する位相差層の遅相軸の方向とは、一致するものではなく互いに異なる。
また、パターン位相差層２２は、光学フィルター層２０を透過した光（円偏光）に対して、例えば、λ／４の位相差を与える機能を有する。

パターン位相差層２２は、支持基板２３に、光学フィルター層２０の反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂに対応する位置に位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃが設けられている。なお、位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内の線の向きは、遅相軸の方向を示している。
図２に示す光学フィルター層２０では、反射層２４Ｒ、反射層２４Ｇおよび反射層２４Ｂの３つが設けられており、図３に示すパターン位相差層２２も、３つの位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有する。反射層２４Ｒと位相差層２６ａとが対応し、反射層２４Ｇと位相差層２６ｂとが対応し、反射層２４Ｂと位相差層２６ｃとが対応している。３つの位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、三角形状であり、それぞれの１つの頂点を合わせて、等間隔に配置されている。

反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂと位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃとは、大きさ、および形状が同じである。このため、光学フィルター層２０とパターン位相差層２２とが積層されると、反射層と位相差とが重なる。
３つの位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、遅相軸の向きが異なるが、λ／４位相差領域である。λ／４位相差領域とは、制御波長域内の波長、好ましくは制御波長域の中心波長の１／４の長さ、または、「中心波長×ｎ±中心波長の１／４（ｎは０または１以上の整数）」の面内レタデーションを有する領域を意図する。例えば、制御波長域の中心波長が１０００ｎｍであれば、２５０ｎｍ、７５０ｎｍ、１２５０ｎｍ、１７５０ｎｍ等の位相差の位相差層をλ／４位相差層として用いることができる。
なお、パターン位相差層２２は、λ／４の位相差を与えるものに限定されるものではない。パターン位相差層２２において、例えば、位相差を示す面内レタデーションの値Ｒｅは、１３８ｎｍである。面内レタデーションの値Ｒｅは、測定波長５５０ｎｍにおける値である。

パターン位相差層２２では、支持基板２３において、位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃが設けられていない領域２７における光学特性は特に限定されるものではなく、領域２７は、上述の領域２５と同様に赤外光領域の光を反射するものでもよく、紫外光領域の光を反射するものでもよく、赤外光領域～紫外光領域の光を透過するものでもよい。

図２に示す光学フィルター層２０では、３つの反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂは反射中心波長が異なるため、３つの位相差層において、遅相軸の方向が異なる。例えば、位相差層２６ａは遅相軸の方向が４５°、位相差層２６ｂは遅相軸の方向が９０°、位相差層２６ｃは遅相軸の方向が０°である。遅相軸の方向については後に説明する。
なお、遅相軸の方向を角度で表す場合、角度の差が１０°であれば、遅相軸の方向が異なるという。
光学フィルター層２０において、反射層の反射中心波長が異なるもの種類が少ない場合、遅相軸の方向の差が大きいことが好ましい。反射層の遅相軸の方向の差が大きいと、反射層を特定しやすくなり、反射層の検出精度が高くなるため、高品質のマルチスペクトル画像が容易に得られる。

図１に示すフィルター１２では、図２に示す光学フィルター層２０の反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂを透過した光（円偏光）は、図３に示すパターン位相差層２２の位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃを通過して、遅相軸の方向に応じた偏光にされる。光学フィルター層２０の反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂを透過した光は、円偏光であるため、パターン位相差層２２がλ／４の位相差を与える場合、直線偏光にされる。これにより、例えば、被写体Ｏｊの反射光等の被写体Ｏｊの情報を担持した光に、反射層の反射中心波長に基づく色の情報と、パターン位相差層２２の位相差層に基づく偏光の情報とを付与することができる。

次に、遅相軸の方向について説明する。
図４は本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の遅相軸を説明するための模式図である。なお、「遅相軸」とは、屈折率が最大となる方向を示す軸である。
遅相軸の方向は、光軸Ｌ（図１参照）、すなわち、ｚ方向と直交するｘｙ平面において、遅相軸がｙ軸と成す角度（方位角）によって表わされる。遅相軸の方向はｙ軸を基準とする角度であり、時計回りに角度をとる。図４において、符号Ａａ、Ａｂ、Ａｃは、パターン位相差層２２の遅相軸を示す。角αｂが４５°であり、角αｃが９０°である。なお、遅相軸Ａａの角度は０°であり、遅相軸Ａｂの角度は４５°であり、遅相軸Ａｃの角度は９０°である。遅相軸の方向の角度の光を透過する。

＜偏光イメージセンサー＞
図５は本発明の実施形態の撮像装置の偏光イメージセンサーの一例を示す模式的斜視図であり、図６は本発明の実施形態の撮像装置の偏光イメージセンサーの１つの画素を示す模式的断面図である。
偏光イメージセンサー１４は、上述のようにフィルター１２（図１参照）を通過して結像された光を検出するセンサーである。偏光イメージセンサー１４と、フィルター１２とにより、被写体Ｏｊの色情報に偏光情報を関連付け、色情報に関連付けられた偏光情報を得ることができる。
偏光イメージセンサー１４は、受光面に複数の画素Ｐｉを有し、各画素Ｐｉで、結像された光を受光する。画素Ｐｉは、ｘ方向およびｙ方向に沿って、一定ピッチで規則的に配列される。ここで、画素Ｐｉのｉは１以上の整数を表す。
本実施の形態の偏光イメージセンサー１４では、例えば、隣接する９個の画素Ｐｉで１つの画素ブロックＰＢが構成される。画素ブロックＰＢが、ｘ方向およびｙ方向に沿って規則的に配列される。画素ブロックＰＢを構成する画素数は、９個に限定されるものではない。

偏光イメージセンサー１４は、ピクセルアレイ層４０、偏光フィルター素子アレイ層４２、およびマイクロレンズアレイ層４４を有する。各層は、像面側から物体側に向かって、ピクセルアレイ層４０、偏光フィルター素子アレイ層４２、およびマイクロレンズアレイ層４４の順に配置されている。

ピクセルアレイ層４０は、多数のフォトダイオード４１が二次元的に配列して構成される。１つのフォトダイオード４１は、１つの画素を構成する。各フォトダイオード４１は、ｘ方向およびｙ方向に沿って規則的に配置される。

偏光フィルター素子アレイ層４２は、互いに偏光方向（透過偏光方位）が異なる偏光フィルター素子４３が二次元的に配列して構成される。
偏光フィルター素子４３は、フォトダイオード４１と同じ間隔で配置され、画素毎に備えられる。各画素ブロックＰＢにおいて、偏光フィルター素子４３は、規則的に配列される。

偏光フィルター素子４３は、透過させる光の偏光方向（透過偏光方位）が互いに異なる、複数種のものがある。画素ブロックＰＢにおいて、全ての種類の偏光フィルター素子４３が配置されていることが好ましいが、配置される偏光フィルター素子４３の偏光方向は、上述のパターン位相差層２２の位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（図３参照）の遅相軸の方向と一致していてもよいが、一致していなくてもよい。
上述のパターン位相差層２２の位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（図３参照）の遅相軸の方向と一致している場合、位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃを透過した光を、偏光イメージセンサー１４の偏光フィルター素子４３の透過の有無により、位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃを特定することができる。
上述のパターン位相差層２２の位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（図３参照）の遅相軸の方向と一致していない場合、位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃの遅相軸の方向と、偏光フィルター素子４３の偏光方向との関係を予め求めておく必要がある。例えば、図１に示す被写体Ｏｊの位置で白色光を点灯し、フィルター１２の光学フィルター層２０およびパターン位相差層２２の位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃを透過した光について、図５に示す１つの画素ブロックＰＢの複数の偏光フィルター素子４３におけるそれぞれの透過光量を求める。

図５に示すマイクロレンズアレイ層４４は、多数のマイクロレンズ４５を二次元的に配列して構成される。各マイクロレンズ４５は、フォトダイオード４１と同じ間隔で配置され、１画素毎に備えられる。マイクロレンズ４５は、フィルター１２を透過し、結像された光をフォトダイオード４１に効率よく集光させる目的で備えられる。

＜処理部＞
図７は本発明の実施形態の撮像装置の処理部の一例を示す模式図である。
処理部１６は、偏光イメージセンサー１４から出力される信号を処理して、被写体Ｏｊの画像データを生成する。処理部１６は、信号処理部５０、画像生成部５２および記憶部５４を有する。
信号処理部５０は、偏光イメージセンサー１４の各画素から出力されるアナログの画素信号を取り込み、所定の信号処理、例えば、相関二重サンプリング処理、および増幅処理等を施した後、デジタル信号に変換して出力する。
画像生成部５２は、デジタル信号に変換された後の画素信号に所定の信号処理を施して、被写体Ｏｊの画像データを生成する。

記憶部５４は、画像生成部５２で生成された画像データを記憶するものであり、例えば、パーソナルコンピューター等で利用される半導体メモリで構成される。なお、記憶部５４は、画像データを記憶することに限定されるものではなく、画像生成部５２の信号処理に必要なプログラム、信号処理条件等を記憶してもよい。さらには、上述の位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（図３参照）を透過した光と、１つの画素ブロックＰＢ（図５参照）の複数の偏光フィルター素子４３（図５参照）の透過光量との関係を記憶してもよい。なお、上述の位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃを透過した光と、複数の偏光フィルター素子４３の透過光量との関係は、撮像装置１０（図１参照）の使用頻度、偏光イメージセンサー１４の交換等により、適宜更新されることが好ましく、更新毎に、記憶部５４に記憶される。
図１に示す撮像装置１０では、フィルター１２により、被写体Ｏｊの色情報に偏光情報を関連付け、色情報に関連付けられた偏光情報を偏光イメージセンサー１４で得ることにより、混色等がなく、各色情報を得ることができる。これにより、撮像装置１０では、被写体Ｏｊについて、画像の色味が均一で、より高品質なマルチスペクトル画像を取得することができる。

［フィルターの第２の例］
図８は本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第２の例を示す模式図であり、図９は本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の第２の例を示す模式図である。
図８において図２に示す第１の例の光学フィルター層２０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、図９において図３に示す第１の例のパターン位相差層２２と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図８に示す第２の例の光学フィルター層２０は、３つの反射層２４Ｒ、反射層２４Ｇおよび反射層２４Ｂが、１つにまとめて配置されている。３つの反射層２４Ｒ、反射層２４Ｇおよび反射層２４Ｂが、１つにまとめて配置される領域のことを区画２８という。光学フィルター層２０では、３つの区画２８があり、合計９の反射層を有する。反射層２４Ｒ、反射層２４Ｇおよび反射層２４Ｂは大きさおよび形状が同じである。

図９に示す第２の例のパターン位相差層２２は、図８に示す光学フィルター層２０の反射層に対応して位相差層２６ａ、２６ｂ、２６ｃが配置されている。反射層２４Ｒに対して位相差層２６ａが配置され、反射層２４Ｇに対して位相差層２６ｂが配置され、反射層２４Ｂに対して位相差層２６ｃが配置されている。パターン位相差層２２は、合計９の位相差層を有する。
上述の区画２８は、扇型であり、３つの区画２８は、それぞれの頂点を合わせて、等間隔に配置されている。しかしながら、区画の形状は扇型に限定されるものではなく、三角形でもよく、後述するように円形状でもよい。

［フィルターの第３の例］
図１０は本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第３の例を示す模式図である。
図１０において図８に示す第２の例の光学フィルター層２０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図１０に示す第３の例の光学フィルター層２０は、図８に示す第２の例の光学フィルター層２０に比して、区画２８の数が異なり、それ以外の構成は、図８に示す第２の例の光学フィルター層２０と同じ構成である。図１０に示す第３の例の光学フィルター層２０は、５つの区画２８を有する。反射層２４Ｒ、反射層２４Ｇおよび反射層２４Ｂは大きさおよび形状が同じである。
図示はしないが、図１０に示す第３の例の光学フィルター層２０に対応するパターン位相差層２２は、図９に示すパターン位相差層２２に比して、位相差層２６の数が異なる以外は、同じ構成であるため、その詳細な説明は省略する。

［フィルターの第４の例］
光学フィルター層２０において、光学フィルター層２０は、支持基板２１に、少なくとも２つ以上の異なる反射中心波長を有するコレステリック液晶層で構成された、反射層を有する構成でもよい。
図１１は本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第４の例を示す模式図であり、図１２は本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第４の例を示す模式的拡大図である。
図１１および図１２において図２に示す第１の例の光学フィルター層２０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図１１および図１２に示す第４の例の光学フィルター層２０は、円形状の反射層２４を有する点と、反射層２４では反射中心波長が連続的に変化している点とが異なり、それ以外の構成は図２に示す光学フィルター層２０と同じ構成である。
円形状の反射層２４を設ける数は、特に限定されるものではなく、１つでも、複数でもよいが、例えば、反射層２４の数は１０００である。また、反射層２４で生じる回折の影響を抑制するために反射層２４を小さくし、光学フィルター層２０の支持基板２１全域を覆うように配置することが好ましい。
反射層２４を１つ設ける場合、光学フィルター層２０の支持基板２１全域を覆う大きさとすることが好ましい。円形状の反射層２４が形成されている領域のことを区画２８ともいう。

円形状の反射層２４は、例えば、反射層２４の中心を起点にして放射状に反射中心波長が連続的に変化する。反射中心波長が連続的に変化するとは、例えば、図１３に示すように、反射中心波長が、反射層２４の表面の二次元面内で連続的に変化することである。反射層２４の反射中心波長の連続的な変化は、例えば、コレステリック液晶相の場合、螺旋ピッチの連続的な変化を実現できる。なお、図１３において、矢印は位相差層の遅相軸の方向を示す。コレステリック液晶相では、紫外光の照射量を変えることにより螺旋ピッチが変わることを利用して、螺旋ピッチを連続的に変化させる。
円形状の反射層２４に対して、図示はしないが、パターン位相差層２２では円形状の反射層２４に対応する位置に、位相差層２６が配置される。位相差層２６では、反射中心波長に対応して遅相軸が連続的に変化する。例えば、図１４に模式的に示すように、光学フィルター層２０が方向Ｄに対して色が連続的に変化する場合、すなわち、反射中心波長が連続的に変化する場合、パターン位相差層２２において遅相軸２９の方向を変化させる。
なお、上述の反射中心波長の連続的な変化の「連続」とは、反射中心波長のピーク波長の差が１００ｎｍ以下であることをいう。

［フィルターの第５の例］
図１５は本発明の実施形態のフィルターの光学フィルター層の第５の例を示す模式図であり、図１６は本発明の実施形態のフィルターのパターン位相差層の第５の例を示す模式的拡大図である。図１５では１つ区画２８だけを示しており、図１６では図１５の区画２８に対応する位相差層を示している。
図１５において図１１および図１２に示す第４の例の光学フィルター層２０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図１６において図３に示す第１の例のパターン位相差層２２と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１５に示す第５の例の光学フィルター層２０は、図１１および図１２に示す第４の例の光学フィルター層２０に比して、反射中心波長が連続的に変化していない点が異なり、それ以外の構成は１１および図１２に示す光学フィルター層２０と同じ構成である。
第５の例の光学フィルター層２０では、１つの区画２８の中心を起点にして放射状に、反射中心波長が異なる複数の反射層が設けられている、図１５に示すように区画２８に、同心円状に３つの反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂが設けられている。
区画２８の中心に反射層２４Ｂが配置され、反射層２４Ｂの外側に反射層２４Ｇが配置され、反射層２４Ｇの外側に反射層２４Ｒが配置されている。この場合、パターン位相差層２２では、３つの反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂに対応して、図１６に示すように中心に位相差層２６ｃが配置され、位相差層２６ｃの外側に位相差層２６ｂが配置され、位相差層２６ｂの外側に位相差層２６ａが配置されている。
このように、光学フィルター層２０の反射層２４を円形状とした場合、反射中心波長が連続的に変化することに限定されるものではなく、中心波長が不連続な反射層の組み合わせでもよい。

なお、上述のいずれの光学フィルター層２０とパターン位相差層２２とは、支持基板２１と支持基板２３とを有する構成としたが、これに限定されるものではなく、光学フィルター層２０の支持基板２１を設けることなく、位相差層上に反射層を設ける構成でもよい。
上述の図２に示す光学フィルター層２０では反射層の数が３であり、図８に示す光学フィルター層２０では反射層の数が９であり、図１０に示す光学フィルター層２０では反射層の数が１５である。１つの反射層において反射中心波長が１つだけの場合、反射層の数は、少なくとも３つあればよく、６以上がより好ましく、１２以上がさらに好ましい。反射層の数の上限は特に制限されないが、反射領域の最小サイズは３００μｍ程度が現実的であり、レンズ径を１５ｍｍと想定した場合、レンズ面内ほぼ全面に反射層を設置すると、反射層の数が２０００となる。このため、反射層の数の上限値としては、２０００程度であるが、１５００以下でもよい。
図１１に示す光学フィルター層２０では反射層の数が、例えば、１０００である。１つの反射層において反射中心波長が複数の場合、反射層の数は、少なくとも１つあればよく、反射層の数としては、１００以上がさらに好ましく、５００以上が特に好ましい。反射層の数の上限は特に制限されないが、上述のように反射領域の最小サイズが３００μｍ程度であることが現実的であることから、レンズ径を１５ｍｍと想定した場合の上限値としては２０００以下程度であり、１５００以下でもよい。

［撮像装置の他の例］
図１７は本発明の実施形態のフィルターを有する撮像装置の他の例を示す模式図である。
図１７に示す撮像装置１０ａにおいて、図１に示す撮像装置１０と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図１７に示す撮像装置１０ａは。図１に示す撮像装置１０に比して、フィルター１２の配置位置が異なり、それ以外の構成は、図１に示す撮像装置１０と同じである。
図１７に示す撮像装置１０ａは。フィルター１２が光学系１８の瞳位置ではなく、第１のレンズ群３０のレンズ３０ｃの凸面の、被写体Ｏｊ側に配置されている。フィルター１２をこの位置に配置しても、図１に示す撮像装置１０と同様に、被写体Ｏｊの反射光等の被写体Ｏｊの情報を担持した光に、フィルター１２により、反射層の反射中心波長に基づく色の情報と、パターン位相差層２２の位相差層に基づく偏光の情報とを付与することができ、被写体Ｏｊの画像データ、すなわち、被写体Ｏｊのマルチスペクトル画像の画像データを得ることができる。
フィルター１２を配置する光学系は、図１および図１７に示すものに限定されるものではなく、フィルター１２を通過した、被写体Ｏｊの情報を担持した光を偏光イメージセンサー１４に結像する機能を有する構成であればよい。

上述の撮像装置１０および撮像装置１０ａは、いずれも被写体Ｏｊの色情報を偏光情報に変換して被写体Ｏｊの偏光情報を得ることができる。しかしながら、上述の撮像装置１０および撮像装置１０ａは、いずれも偏光状態を色情報に変換することもできる。この場合、被写体Ｏｊの位置にイメージセンサー（図示せず）を配置し、イメージセンサーの位置に被写体Ｏｊを配置する構成とする。イメージセンサーは、ＣＣＤ（charge coupled device）、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮影素子を備え、イメージセンサーには被写体Ｏｊの画像を得るための処理部が接続される。光学フィルター層２０がイメージセンサー側に配置され、パターン位相差層２２が被写体Ｏｊ側に配置される。
上述の構成では、被写体Ｏｊの反射光等の被写体Ｏｊの情報を担持した光がパターン位相差層２２を透過し、この際、パターン位相差層２２の位相差層に基づく偏光の情報が付与される、偏光の情報が付与された、被写体Ｏｊの情報を担持した光が光学フィルター層２０を透過する際に、光学フィルター層２０により反射層の反射中心波長に基づく色の情報が付与され、イメージセンサーにて、被写体Ｏｊの偏光情報に色情報を関連付け、偏光情報に関連付けられた色情報が得られる。

以下、反射層の構成、位相差層の構成、フィルターの製造方法等について説明する。
［反射層］
反射層は、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層である。
コレステリック液晶相の選択反射の中心波長λ（選択反射中心波長λ）は、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチＰ（＝螺旋の周期）に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。そのため、この螺旋構造の螺旋ピッチを調節することによって、選択反射中心波長を調節することができる。螺旋ピッチを連続的に変化させることにより、コレステリック液晶層の反射中心波長を連続的に変化させることができる。
コレステリック液晶相のピッチは、重合性液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
また、選択反射を示す選択反射帯域（円偏光反射帯域）の半値幅Δλ（ｎｍ）は、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δｎと螺旋のピッチＰとに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、選択反射帯域の幅の制御は、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δｎを調節して行うことができる。屈折率異方性Δｎは、反射層２４を形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度により調節できる。
螺旋のセンスおよびピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版２００７年出版、４６頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 １９６頁に記載の方法を用いることができる。

コレステリック液晶層の選択反射の中心波長、すなわち、反射中心波長と半値幅とは、以下のようにして求めることができる。
分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ－６７０）を用いてコレステリック液晶層の反射スペクトル（コレステリック液晶層の法線方向から測定したもの）を測定すると、選択反射帯域に透過率の低下ピークがみられる。このピークの極小透過率と低下前の透過率との中間（平均）の透過率となる２つの波長のうち、短波長側の波長の値をλ_l（ｎｍ）、長波長側の波長の値をλ_h（ｎｍ）とすると、選択反射の中心波長λ（ｎｍ）と半値幅Δλ（ｎｍ）は下記式で表すことができる。
λ＝（λ_l＋λ_h）／２Δλ＝（λ_h－λ_l）
上述のように求められる選択反射の中心波長はコレステリック液晶層の法線方向から測定した円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長と略一致する。

コレステリック液晶相の反射光は円偏光である。反射する円偏光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
反射層は、右円偏光を反射するコレステリック液晶層でも、左円偏光を反射するコレステリック液晶層でもよい。あるいは、反射層が、右円偏光を反射するコレステリック液晶層と、左円偏光を反射するコレステリック液晶層とを積層したものでもよい。
コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射層を形成する液晶化合物の種類、および添加されるキラル剤の種類の少なくとも一方によって調節できる。

なお、反射層２４は、１層からなるものでも、多層構成でもよい。
反射する光の波長領域すなわち遮断する光の波長領域を広くするには、選択反射中心波長λをずらした層を順次積層することで実現できる。また、ピッチグラジエント法と呼ばれる層内の螺旋ピッチを段階的に変化させる方法で、波長範囲を広げる技術も知られており、具体的には、Ｎａｔｕｒｅ ３７８、４６７－４６９（１９９５）、特開平６－２８１８１４号公報、および、特許４９９０４２６号公報等に記載の方法などが挙げられる。

前述のように、反射層２４は、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層である。
コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造であればよい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶化合物は、液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。

コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。
コレステリック液晶層の形成に用いる液晶化合物を含む液晶組成物は、さらに界面活性剤を含むのが好ましい。また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらにキラル剤、重合開始剤および配向剤等を含んでいてもよい。

特に、右円偏光を反射する反射層２４を形成する液晶組成物は、重合性液晶化合物、右捩れを誘起するキラル剤、および、重合開始剤を含む重合性コレステリック液晶組成物であるのが好ましい。また、左円偏光を反射する反射層２４を形成する液晶組成物は、重合性液晶化合物、左捩れを誘起するキラル剤、および、重合開始剤を含む重合性コレステリック液晶組成物であるのが好ましい。

－－重合性液晶化合物－－
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であるのが好ましい。
コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。

重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１～６個、より好ましくは１～３個である。重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．、１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、米国特許第５６２２６４８号明細書、米国特許第５７７０１０７号明細書、国際公開第１９９５／２２５８６号、国際公開第１９９５／２４４５５号、国際公開第１９９７／００６００号、国際公開第１９９８／２３５８０号、国際公開第１９９８／５２９０５号、特開平１－２７２５５１号公報、特開平６－１６６１６号公報、特開平７－１１０４６９号公報、特開平１１－８００８１号公報、および、特開２００１－３２８９７３号公報等に記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。

また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、７５～９９．９質量％が好ましく、８０～９９質量％がより好ましく、８５～９０質量％がさらに好ましい。

－－キラル剤（光学活性化合物）－－
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
すなわち、右円偏光を反射する反射層２４を形成する際には、右捩れを誘起するキラル剤を用い、左円偏光を反射する反射層２４を形成する際には、左捩れを誘起するキラル剤を用いればよい。

キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４－３項、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。

キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２０００－１４７２３６、特開２００２－８０４７８号公報、特開２００２－８０８５１号公報、特開２００２－１７９６３３号公報、特開２００２－１７９６６８号公報、特開２００２－１７９６６９号公報、特開２００２－１７９６７０号公報、特開２００２－１７９６８１号公報、特開２００２－１７９６８２号公報、特開２００２－３０２４８７号公報、特開２００２－３３８５７５号公報、特開２００２－３３８６６８号公報、特開２００３－３０６４９０号公報、特開２００３－３０６４９１号公報、特開２００３－３１３１８７号公報、特開２００３－３１３１８８号公報、特開２００３－３１３１８９号公報、および、特開２００３－３１３２９２号公報等に記載の化合物を用いることができる。

液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶化合物量の０．０１～２００モル％が好ましく、１～３０モル％がより好ましい。液晶組成物は、２種以上のキラル剤を含有していてもよく、上述した光異性化基を有するキラル剤と、光異性化基を有さないキラル剤を混合することで、捩り強度（ＨＴＰ（Helical Twisting Power））および光異性化能を調節することができる。

－－重合開始剤－－
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、液晶組成物は重合開始剤を含有しているのが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。光重合開始剤の例には、α－カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、米国特許第２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α－炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号および米国特許第２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ－アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０－１０５６６７号公報および米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、ならびに、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して０．１～２０質量％であるのが好ましく、０．５～１２質量％であるのがさらに好ましい。

－－架橋剤－－
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２－ビスヒドロキシメチルブタノール－トリス［３－（１－アジリジニル）プロピオネート］、４，４－ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いるのができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、３～２０質量％が好ましく、５～１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が上述の範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。

－－重合禁止剤－－
液晶組成物は、保存性の向上を目的として、重合禁止剤を含有してもよい。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、ベンゾキノン、ヒンダードアミン（ＨＡＬＳ）、および、これらの誘導体等が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
重合禁止剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、０～１０質量％が好ましく、０～５質量％がより好ましい。

液晶組成物は、コレステリック液晶層を形成する際には、液体として用いられるのが好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびシクロペンタノン等のケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、ならびに、エーテル類などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。上述の単官能重合性モノマーなどの上述の成分が溶媒として機能していてもよい。

ここで、前述のように、キラル剤としては、シンナモイル基などの光で異性化する部分（光異性化基）を有するキラル剤が利用可能である。液晶組成物のキラル剤として、光異性化基を有するキラル剤を用いた場合には、液晶組成物を塗布して加熱を行った後、マスク等を用いて、弱い紫外線をパターニングして照射することを１回以上行って、光異性化基を異性化し、その後、コレステリック液晶相を固定化するための紫外線の照射を行ってもよい。
あるいは、マスク等を用いてコレステリック液晶相を固定化するための強い紫外線をパターニングして照射することで部分的に硬化させた後に、未露光部または全面に弱い紫外線を照射することで光異性化基を異性化し、その後、コレステリック液晶相を固定化するための紫外線の照射を行ってもよい。
これにより、１つの反射層中で、螺旋ピッチを連続的に変化させて、反射中心波長を連続的に異ならせることができる。この点に関しては、後に詳述する。

また、紫外線照射時の温度を調節することで、反射波長領域を調節することも可能である。温度を調節しながら、紫外線をパターニングして照射することで、反射層が、面内に、異なる波長領域の光を反射する反射領域を、複数、有する構成にできる。１つの反射層中で、螺旋ピッチを連続的に変化させて、反射中心波長を連続的に異ならせることができる。特に、液晶組成物の等方相温度以上に加熱した状態で、紫外線照射をすることで、いずれの波長領域にも反射特性を持たない透過領域を面内に形成することができる。

反射層は、一例として、光異性化基を有するキラル剤（感光性のキラル剤）を含有する前述の液晶組成物を用いて形成できる。
反射層の作製に際して、まず、目的とする円偏光方向に対応する捩れを誘起する感光性のキラル剤、重合性液晶化合物、重合開始剤および配向剤等を含有する液晶組成物を調製する。
次いで、調製した液晶組成物を、λ／４の位相差層における反射層の形成面に塗布する。λ／４の位相差層は、形成する反射層に応じた遅相軸の方向を有する。なお、液晶組成物の塗布は、ワイヤーバー塗布等の公知の方法で行えばよい。
ここで、液晶組成物は、一例として、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層、すなわち、緑色光の波長領域に選択反射中心波長を有するコレステリック液晶層を形成するように、調製する。
また、感光性のキラル剤は、一例として、紫外線を照射すると、照射量に応じて、誘起するコレステリック液晶相の螺旋構造のピッチが長くなるものを用いる。すなわち、この液晶組成物は、紫外線を照射すると、照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が長くなる（選択反射中心波長が長くなる）。

次いで、塗布した液晶組成物に、反射層の形成領域に応じた、例えば、黒インクで形成した黒色の遮光部を有するマスクを介して、紫外線を照射する。
前述のように、液晶組成物は、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層を形成するものである。また、液晶組成物（感光性のキラル剤）は、紫外線を照射すると、照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が長くなるものである。
従って、液晶組成物が形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が、赤外線を反射するコレステリック液晶層となる量の紫外線を照射することにより、液晶組成物は、紫外線を照射された領域は、赤外線を選択的に反射するコレステリック液晶層となる。マスクの遮光部によって遮光された領域は、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層となる。

次いで、液晶組成物を加熱することにより、液晶組成物をコレステリック液晶相の状態とし、かつ、硬化することにより反射層を形成する。
あるいは、液晶組成物を加熱することにより、液晶組成物をコレステリック液晶相の状態とし、さらに、必要に応じて液晶組成物に紫外線を照射して硬化することにより反射層を形成する。このようにして形成した反射層は、一様に塗布した液晶組成物を塗膜に紫外線を照射することによって形成している。
なお、反射層の厚さには、制限は無く、選択的に反射する可視光の波長、および、目的とする可視光の反射率等に応じて、適宜、設定すればよい。

以上の例では、紫外線を照射すると、照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が長くなる液晶組成物（感光性のキラル剤）を用いて反射層を形成したが、反射層の形成方法は、逆の方法でも形成可能である。
この場合には、紫外線を照射すると励起する螺旋構造のピッチが短くなる感光性のキラル剤を利用する。このようなキラル剤を含有する、紫外線の照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が短くなり、かつ、赤外線を選択的に反射するコレステリック液晶層を形成する液晶組成物を調製する。この液晶組成物を反射層の形成面に塗布して、塗膜を形成する。
その上で、上述の例とは逆に、紫外線の透過量を調整して液晶組成物に紫外線を照射する。これにより、反射層を形成してもよい。

反射層以外に可視光を反射しない非反射領域として、赤外線を選択的に反射する赤外線反射領域を有してもよいが、これに制限はされない。
例えば、可視光を反射しない非反射領域として、紫外線を選択的に反射する紫外線反射領域を有する反射層も、利用可能である。
あるいは、可視光を反射しない非反射領域は、可視光のみならず、赤外線および紫外線も反射しない領域（無反射領域）であってもよい。このような非反射領域は、例えば、反射層となるコレステリック液晶層において、非反射領域におけるコレステリック液晶相の螺旋のピッチを、反射層（コレステリック液晶層）の膜厚よりも大きくすることで、形成できる。

以上の例は、緑色光の１色のみを選択的に反射する反射層であるが、例えば、赤色光または青色光を選択的に反射する反射層も、緑色光の反射層と同様にして作製することができる。また、１つの反射層において、赤色光、緑色光および青色光を反射させることができる。
上述の光学フィルター層２０の反射層は、マスクパターンが異なる以外、上述の反射層と同様にして作製することができる。また、反射層の形状も、マスクパターンの形状を変えることにより、三角形以外のものも形成することができる。

赤色光、緑色光および青色光を反射させることができる反射層は、前述の反射層に準ずる方法で作製できる。
まず、前述の反射層と同様に、例えば、青色光を選択的に反射するコレステリック液晶層となる液晶組成物を、反射層の形成面、例えば、λ／４の位相差層の表面に塗布する。
次いで、液晶組成物に、例えば、黒インクで形成した同心円形状のパターンを有するマスクパターンを有するマスクを用いて、紫外線を照射する。この場合、同心円状のパターンは、紫外線の透過量が連続的に変化するように黒色度が調整されている。
例えば、円形状のパターンでは、中心部の紫外線の透過量を最も多くし、外側に向かって連続的に紫外線の透過量を少なくする。
前述のように、液晶組成物は、紫外線の照射量に応じて、選択的に反射する波長領域が長くなるコレステリック液晶層を形成するものである。
従って、上述の同心円状のマスクパターンを有するマスクを介して紫外線の透過量を変えて紫外線を照射することにより、反射する波長領域を変えることができる。

これ以降は、前述の反射層と同様に、加熱処理によって、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向して、さらに、必要に応じて、紫外線を照射することで、液晶組成物を硬化する。これにより、例えば、図１２に示すように、反射中心波長が連続的に変化する反射層を得ることができる。
図１２に示す反射層は、円形であるが、これ以外にも正方形、長方形、および、六角形等の多角形状の反射層に利用可能である。図１１に示すように反射層を二次元的に配置することにより、反射層同士の隙間を少なくして、光学フィルター層２０の全面で選択的に反射することができる。

［パターン位相差層］
パターン位相差層は、例えば、正面位相差としてλ／４与える。
パターン位相差層の正面位相差は、可視光波長域の１／４の長さ、中心波長×ｎ±中心波長の１／４（ｎは整数）、反射層の反射波長、または光源の発光波長の中心波長の１／４の長さ等でもよい。

パターン位相差層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、延伸されたポリカーボネートフィルム、延伸されたノルボルネン系ポリマーフィルム、炭酸ストロンチウムのような複屈折を有する無機粒子を含有して配向させた透明フィルム、支持体上に無機誘電体を斜め蒸着した薄膜、液晶化合物を一軸配向させて配向固定したフィルム等が挙げられる。

パターン位相差層としては、重合性液晶化合物を一軸配向させて配向固定したフィルムが好ましい。例えば、パターン位相差層は、仮支持体、または配向層表面に重合性液晶化合物を含む液晶組成物を塗布し、そこで液晶組成物中の重合性液晶化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、硬化によって固定化して、形成することができる。この場合の位相差層の形成は液晶組成物中にキラル剤を添加しない以外は、上述のコレステリック液晶層の形成と同様に行うことができる。ただし、液晶組成物の塗布後のネマチック配向の際、加熱温度は５０～１２０℃が好ましく、６０～１００℃がより好ましい。

パターン位相差層は、高分子液晶化合物を含む組成物を、仮支持体、または配向層等の表面に塗布して液晶状態においてネマチック配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる層であってもよい。

パターン位相差層の厚みは、０．２～３００μｍが好ましく、０．５～１５０μｍがより好ましく、１．０～８０μｍがさらに好ましい。液晶組成物から形成されるパターン位相差層の厚みは、特に限定はされないが、０．２～１０μｍが好ましく、０．５～５．０μｍがより好ましく、１．０～２．０μｍがさらに好ましい。
位相差の遅相軸の方向が設定されるが、遅相軸の方向は、例えば、ラビング処理により設定することができる。

パターン位相差層を構成する材料は、上述のものに特に制限されず、例えば、液晶性化合物が挙げられる。より具体的には、低分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、光架橋または熱架橋によって固定化して得られる光学異方性層、高分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、冷却することによって配向を固定化して得られる光学異方性層を用いることもできる。パターン位相差層は、ディスコティック液晶性化合物を含む組成物で形成されていることが好ましい。

一般的に、液晶性化合物はその形状から、棒状タイプ（棒状液晶性化合物）と円盤状タイプ（ディスコティック液晶性化合物）に分類できる。さらにそれぞれ低分子タイプと高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が１００以上のものを指す（高分子物理・相転移ダイナミクス，土井 正男 著，２頁，岩波書店，１９９２）。本発明では、いずれの液晶性化合物を用いることもできる。２種以上の棒状液晶性化合物、２種以上のディスコティック液晶性化合物、または棒状液晶性化合物とディスコティック液晶性化合物との混合物を用いてもよい。
なお、棒状液晶性化合物としては、例えば、特表平１１－５１３０１９号公報の請求項１および特開２００５－２８９９８０号公報の段落［００２６］～［００９８］に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶性化合物としては、例えば、特開２００７－１０８７３２号公報の段落［００２０］～［００６７］および特開２０１０－２４４０３８号公報の段落［００１３］～［０１０８］に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。

パターン位相差層は、温度変化または湿度変化を小さくできることから、重合性基を有する棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物を用いて形成することがより好ましい。液晶性化合物は２種類以上の混合物でもよく、その場合少なくとも１つが２以上の重合性基を有していることが好ましい。
つまり、パターン位相差層は、重合性基を有する棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物が重合等によって固定されて形成された層であることが好ましく、この場合、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。
ディスコティック液晶性化合物および棒状液晶性化合物に含まれる重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基が好ましい。より具体的には、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が好ましく挙げられ、（メタ）アクリロイル基がより好ましい。

上述のパターン位相差層の形成方法としては、以下の好適な態様が例示されるが、これらに限定されることなく、公知の方法を採用でき、例えば、特開２０１４－８９４３１号公報に記載の方法が挙げられる。また、光配向膜を使用する形態も好適に挙げられる。
光配向膜とは、偏光または無偏光の照射により膜に異方性を生じ、液晶に配向規制力を生ずる性質を有する膜のことである。例えば、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーと、溶剤とを含む組成物（以下、場合により「光配向膜形成用組成物」という）を基材に塗布し、偏光（好ましくは、偏光ＵＶ（Ultra Violet））を照射することによって配向規制力を付与した光配向膜を得ることができる。
光反応性基とは、光を照射すること（光照射）により液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光を照射することで生じる分子の配向誘起又は異性化反応、二量化反応、光架橋反応、あるいは光分解反応のような、液晶配向能の起源となる光反応を生じるものである。光反応性基としては、具体的には、アゾベンゼン構造（骨格）を有する基、ヒドラゾノ－β－ケトエステル構造（骨格）を有する基、スチルベン構造（骨格）を有する基、スピロピラン構造（骨格）を有する基等が挙げられる。
この場合、光配向膜を用いた位相差層では、偏光の方位を変えることにより、遅相軸の方向を変えることができる。

［フィルターの製造方法］
図１８～図２２は本発明の実施形態のフィルターの製造方法を工程順に示す模式図である。図２３～図２５は本発明の実施形態のフィルターの反射層の形成に用いるマスクを示す模式図である。
フィルターは、上述のように、光学フィルター層２０とパターン位相差層２２とが積層されたものである。
フィルターを製造する場合、例えば、図１８に示すように支持基板２１として、ガラス基板を用意する。

次に、支持基板２１全面に、光配向膜となる光配向膜用塗布液を、スピンコートを用いて塗布し乾燥させて、図１９に示すように塗布膜６０を得る。塗布膜６０に、例えば、位相差層の遅相軸の方向に対応した、偏光した紫外線を照射する。
次に、塗布膜６０に、１／４波長板形成用塗布液を、例えば、ワイヤーバーを用いて塗布し、乾燥させる。これにより、図２０に示すように位相差膜６１を得る。
反射層が３つの場合、各反射層に対応する位相差層の遅相軸の方向を変えるため、位相差膜６１に対して、偏光方位を、例えば、０°、４５°、９０°と変化させて、３回露光を行う。この場合、図２３～２５に示すように、マスク６４の開口部６５の位置を変えて紫外光を照射するか、または開口部６５の位置が異なるマスク６４を３つ用意して紫外光を照射する。

上述の露光後、位相差膜６１上に、コレステリック液晶用塗布液を塗布して塗膜を形成し、塗膜に対して、例えば、酸素雰囲気下、室温にて、反射層の形状の開口部と、黒色の遮光部を有するマスクを介して、紫外光を照射し、反射層の形状にパターニングする。図２１に示すようにパターニングされた塗膜６２を得る。
次に、パターニングされた塗膜６２に対して、塗膜に熱処理を施し、コレステリック液晶相の状態とする。

次に、熱処理後の塗膜に対し、窒素雰囲気下、室温にて、紫外光を照射し、塗膜を硬化させてコレステリック液晶層を形成する。これにより、図２２に示すように、反射層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂを有するフィルター１２が得られる。
なお、反射層において、反射中心波長が連続的に変化する場合には、上述のように、紫外線の透過量が連続的に変化するように黒色度が調整された同心円状のパターン６７を有するマスク６６（図２６参照）を用いる。マスク６６では、例えば、同心円状のパターン６７の外側の領域６８を、照射量が０ｍＪ／ｃｍ^２となるようにしてもよい。

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明のフィルターおよび撮像装置について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、および、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
本実施例では、実施例１～５、および比較例１のフィルターを図１に示す光学系１８に配置して、偏光イメージセンサーおよび処理部を用いてマルチスペクトル画像の取得を試みた。マルチスペクトル画像の有無、および画像面内色分布を評価した。

［マルチスペクトル画像の取得］
偏光イメージセンサーおよび処理部を用いて得られた画像を官能評価し、マルチスペクトル画像を取得できた、またはできないのいずれかで評価した。

［画像面内色分布］
画像面内色分布は、図１に示すように光学系の瞳位置にフィルターを配置して得られた画像を、以下の評価基準で官能評価した。なお、被写体Ｏｊには、色見本画像を用いた。
画像面内色分布の評価基準は、画像の色味が均一なものを、Ｅ～Ａの５段階で評価した。画像面内色分布の高い評価順にＥ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａとした。
以下、実施例に用いた塗布液等を説明する。

＜液処方＞
（塗布液Ａ：光配向膜）
光配向材料Ｅ－１ の１％水溶液を使用。

（塗布液Ｂ：１／４波長板形成用塗布液）
下記の成分を混合し、下記組成の１／４波長板形成用塗布液を調製した。
・液晶化合物１（下記構造）： ８０質量部
・液晶化合物２（下記構造）： ２０質量部
・水平配向剤２ ０．１質量部
・水平配向剤１ ０．００７質量部
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ ＯＸＥ０１（ＢＡＳＦ社製）
１．０質量部
・溶媒（メチルエチルケトン） 溶質濃度が３０質量％となる量

（塗布液Ｃの調製：コレステリック液晶用塗布液の調製）
以下に示す各成分を混合し、塗布液Ｃを調製した。
・液晶化合物１（下記構造）： １００質量部
・キラル剤１（下記構造）： １０質量部
・水平配向剤１（下記構造）： ０．０２質量部
・水平配向剤２（下記構造）： ０．０５質量部
・光ラジカル開始剤１（下記構造）： ４質量部
・重合禁止剤１（下記構造）： １質量部
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）： １６０質量部

光ラジカル開始剤１（ＢＡＳＦ社製 ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７（下記構造））

重合禁止剤１（ＢＡＳＦ社製 ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（下記構造））

＜プロセス条件＞
［実施例１］
（光配向膜）
ガラス板に光配向膜用塗布液をスピンコート塗布し、１００℃で１分間乾燥した。得られた塗布膜に、空気下にて、空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を１６０Ｗ／ｃｍ^２で照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子（Ｍｏｘｔｅｋ社製， ＰｒｏＦｌｕｘ ＰＰＬ０２）をセットして、さらにコレステリック液晶用マスクに合わせ、偏光方位を０°、４５°および９０°に変化させて３回露光を行った。これにより、図３に示す位相差層と同じパターンを露光した。
なお、コレステリック液晶用マスクの露光マスク面と光配向膜の間の距離を２００μｍに設定した。この際に用いる紫外線の照度はＵＶ－Ａ領域（波長３８０ｎｍ～３２０ｎｍの積算）において１００ｍＷ／ｃｍ^２、照射量はＵＶ－Ａ領域において１０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

（１／４波長板）
パターン処理された上述の光配向膜上に１／４波長板形成用塗布液をワイヤーバーを用いて塗布した。塗布後、乾燥させて、光配向膜を温度３０℃のホットプレート上に置き、フュージョンＵＶシステムズ株式会社製無電極ランプ「Ｄバルブ」（６０ｍＷ／ｃｍ^２）にて６秒間、紫外光を照射し、液晶相を固定して、膜厚約１．０μｍの位相差層を得た。位相差層は、1／４波長の位相差を与える。

（コレステリック液晶層）
上述の位相差層上に塗布液Ｃを塗布し、塗膜に対して、酸素雰囲気下、室温にて、開口部を有する黒色のマスクを介して一定時間、紫外光を照射した。
マスクは、青色反射領域では４ｍＪ／ｃｍ^２、緑色反射領域では１０ｍＪ／ｃｍ^２、赤色反射領域では２０ｍＪ／ｃｍ^２で紫外光が照射されるように黒色度を設定した。

次いで、上述の塗膜が形成された位相差層を１００℃のホットプレート上に１分間静置することにより、塗膜に熱処理を施し、コレステリック液晶相の状態とした。
次いで、熱処理後の塗膜に対し、窒素雰囲気下（酸素濃度５００ｐｐｍ以下）、室温にて一定時間紫外光を照射して、塗膜を硬化することにより、膜厚２μｍのコレステリック液晶層を形成した。これにより、図２に示す反射層と同じパターンの反射層を得た。なお、上述の工程を経て得られたコレステリック液晶層は、右円偏光反射性の反射領域を有する。
硬化工程では、紫外光の光源に「ＥＸＥＣＵＲＥ３０００－Ｗ」（ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ（株）社製）を用いた。
実施例１では、反射層の数を３とし、反射層の反射中心波長を連続的に変化させておらず、グラデーションパターンとしなかった。なお、グラデーションパターンとしなかったものを、下記表１では「グラデーションパターン」を「なし」と記載した。

［実施例２］
実施例２は、実施例１に対して、位相差層および反射層のパターンが異なる以外は、実施例１と同じとした。なお、実施例２の反射層のパターンは、図８に示す反射層のパターンと同じであり、実施例２の位相差層のパターンは、図９に示す位相差層のパターンと同じである。実施例２では、反射層の数を９とし、反射層の反射中心波長を連続的に変化させておらず、グラデーションパターンとしなかった。

［実施例３］
実施例３は、実施例１に対して、位相差層および反射層のパターンが異なる以外は、実施例１と同じとした。なお、実施例３の反射層のパターンは、図１０に示す反射層のパターンと同じである。実施例３では、反射層の数を１５とし、反射層の反射中心波長を連続的に変化させておらず、グラデーションパターンとしなかった。

［実施例４］
実施例４は、実施例１に対して、以下を変更した以外は、実施例１と同じとした。なお、実施例４の反射層のパターンは、図１１に示す反射層のパターンと同じである。実施例４では、反射層を１０００個設けた。
光配向膜に、下記コレステリック液晶の円形グラデーションパターンに合わせてλ／４位相差の遅相軸が０°～９０°に変化するように、１００～２００μｍの半径間隔を１５°おきに偏光軸を回転させながら露光した。具体的には、半径位置１００μｍ、１１５μｍ、１３０μｍ、１４５μｍ、１６０μｍ、１７５μｍおよび１９０μｍの各位置を中心として、それぞれ１０μｍ幅で０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°および９０°の偏光軸として露光した。
また、コレステリック液晶のマスクパターンを照射量が４０～０ｍＪ／ｃｍ^２に連続的に変化するように黒色度を変化させたマスクを用いた。
上述のマスクにおいて、照射量１５ｍＪ／ｃｍ^２、４ｍＪ／ｃｍ^２、および０ｍＪ／ｃｍ^２のそれぞれのマスクパターンは、図２６に示すような同心円状のパターンとし、円の直径をそれぞれ１７５μｍ、１３０μｍ、１００μｍの円形とした。また、マスクにおいて、直径が２００μｍ以上の外側の領域では照射量が０ｍＪ／ｃｍ^２となるように調整した。実施例４では、反射層の数を１０００とし、反射層の反射中心波長を連続的に変化させてグラデーションパターンとした。なお、グラデーションパターンとしたものを、下記表１では「グラデーションパターン」を「あり」と記載した。

［実施例５］
実施例５は、実施例１に対して、以下を変更した以外は、実施例１と同じとした。なお、実施例５の反射層のパターンは、図１５に示す反射層のパターンと同じである。実施例５のパターン位相差層のパターンは、図１６に示すパターンと同じである。実施例５では、反射層を１０００個設けた。
光配向膜に、反射層のコレステリック液晶の同心円状のパターンに合わせて、λ／４位相差の遅相軸が０°、４５°および９０°に変化させて３回露光を行った。これにより、図１６に示す位相差層と同じパターンを露光した。具体的には、円の半径位置１００μｍ、１３０μｍ、１７５μｍの各位置を中心として、それぞれ０°、４５°および９０°の偏光軸として露光した。
また、コレステリック液晶のマスクには、照射量が１５ｍＪ／ｃｍ^２、４ｍＪ／ｃｍ^２、および０ｍＪ／ｃｍ^２となる黒色度を変化させた同心円状のパターンのマスクを用いた。同心円状のパターンのマスクは、光配向膜への露光パターンと同様に、円の直径をそれぞれ１７５μｍ、１３０μｍ、１００μｍの円形とした。また、同心円状のパターンのマスクは、直径が２００μｍ以上の外側の領域では照射量が０ｍＪ／ｃｍ^２となるように調整した。実施例５では、反射層の数を１０００とし、反射層の反射中心波長を連続的に変化させておらず、グラデーションパターンとしなかった。

［比較例１］
比較例１は、実施例１に対して、位相差層の遅相軸の方向を０°だけにした以外は、実施例１と同じとした。比較例１では、位相差層の遅相軸の方向を反射層の反射中心波長に対応させなかった。また、比較例１ではグラデーションパターンはない。

表１に示すように、実施例１～５は、マルチスペクトル画像を取得することができ、かつ画像面内色分布も良好であった。
比較例１は、反射層の構成は実施例１と同じであるが、位相差層の遅相軸の方向が異なるため、マルチスペクトル画像を取得できず、かつ画像面内色分布も悪かった。
反射層の形態が同じであり、かつグラデーションパターンがない実施例１～３では、反射層の数が多い方が画像面内分布の結果が良好であった。
また、実施例１～３および５と、実施例４とから、グラデーションパターンの方、すなわち、反射層の反射中心波長が連続的に変化する方が画像面内色分布が良好であった。

１０、１０ａ 撮像装置
１２ フィルター
１４ 偏光イメージセンサー
１６ 処理部
１８ 光学系
２０ 光学フィルター層
２１、２３ 支持基板
２２ パターン位相差層
２４、２４Ｂ、２４Ｇ、２４Ｒ 反射層
２５、２７、６８ 領域
２６ 位相差層
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 位相差層
２８ 区画
２９ 遅相軸
３０ 第１のレンズ群
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ レンズ
３２ 第２のレンズ群
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ レンズ
３４ 第２のレンズ群
４０ ピクセルアレイ層
４１ フォトダイオード
４２ 偏光フィルター素子アレイ層
４３ 偏光フィルター素子
４４ マイクロレンズアレイ層
４５ マイクロレンズ
５０ 信号処理部
５２ 画像生成部
５４ 記憶部
６０ 塗布膜
６１ 位相差膜
６２ 塗膜
６４、６６ マスク
６５ 開口部
６７ 同心円状のパターン
遅相軸 Ａａ、Ａｂ、Ａｃ
Ｄ 方向
Ｌ 光軸
Ｏｊ 被写体
ＰＢ 画素ブロック
Ｐｉ 画素
αｂ、αｃ 角

Claims (7)

1. 光学フィルター層と、前記光学フィルター層と積層される、パターン位相差層とを有するフィルターであって、
   前記光学フィルター層は、コレステリック液晶層で構成された反射層を少なくとも３つ有し、前記各反射層は、互いに反射中心波長が異なり、
   前記パターン位相差層は、前記光学フィルター層を透過した光に対して、λ／４の位相差を与える機能を有し、前記各反射層の前記反射中心波長に対応した互いに異なる方向の遅相軸を有し、
   前記光学フィルター層は少なくとも３つの区画を有し、前記各区画に前記反射層が設けられ、前記各区画の前記反射層は、互いに前記反射中心波長が異なり、
   前記λ／４の位相差は、制御波長域の中心波長の１／４の長さ、前記制御波長域の中心波長×ｎ±前記制御波長域の中心波長の１／４（ｎは０または１以上の整数）、または反射層の反射波長の１／４の長さである、フィルター。
2. 光学フィルター層と、前記光学フィルター層と積層される、パターン位相差層とを有するフィルターであって、
   前記光学フィルター層は、コレステリック液晶層で構成された反射層を少なくとも３つ有し、前記各反射層は、互いに反射中心波長が異なり、
   前記パターン位相差層は、前記光学フィルター層を透過した光に対して、λ／４の位相差を与える機能を有し、前記各反射層の前記反射中心波長に対応した互いに異なる方向の遅相軸を有し、
   前記光学フィルター層は少なくとも３つの区画を有し、前記各区画に、前記反射中心波長が異なる複数の反射層が並べて設けられており、
   前記λ／４の位相差は、制御波長域の中心波長の１／４の長さ、前記制御波長域の中心波長×ｎ±前記制御波長域の中心波長の１／４（ｎは０または１以上の整数）、または反射層の反射波長の１／４の長さである、フィルター。
3. 光学フィルター層と、前記光学フィルター層と積層される、パターン位相差層とを有するフィルターであって、
   前記光学フィルター層は、少なくとも２つ以上の異なる反射中心波長を有するコレステリック液晶層で構成された、反射層を有し、
   前記パターン位相差層は、前記光学フィルター層を透過した光に対して、λ／４の位相差を与える機能を有し、前記各反射層の前記反射中心波長に対応した互いに異なる方向の遅相軸を有し、
   前記光学フィルター層は少なくとも１つの区画を有し、前記区画に前記反射層が設けられており、
   前記コレステリック液晶層は、螺旋ピッチが連続的に変化して前記反射中心波長が前記反射層の表面の二次元面内で連続的に変化しており、
   前記λ／４の位相差は、制御波長域の中心波長の１／４の長さ、前記制御波長域の中心波長×ｎ±前記制御波長域の中心波長の１／４（ｎは０または１以上の整数）、または反射層の反射波長の１／４の長さである、フィルター。
4. 前記光学フィルター層の前記区画は、三角形状であり、前記三角形状の前記区画は、それぞれの１つの頂点を合わせて配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルター。
5. 前記光学フィルター層の前記区画は、円形状である、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルター。
6. 前記光学フィルター層の前記区画は、円形状であり、前記円形状の前記区画の中心を起点にして放射状に、前記反射中心波長が異なる複数の前記反射層が設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルター。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルターと、前記フィルターを通過した光を結像する結像素子と、前記結像素子により結像された光が入力される偏光イメージセンサーとを有する撮像装置。