WO2011158635A1 - 赤外線カットフィルタ - Google Patents

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WO2011158635A1
WO2011158635A1 PCT/JP2011/062225 JP2011062225W WO2011158635A1 WO 2011158635 A1 WO2011158635 A1 WO 2011158635A1 JP 2011062225 W JP2011062225 W JP 2011062225W WO 2011158635 A1 WO2011158635 A1 WO 2011158635A1
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infrared
wavelength
transmittance
cut filter
light transmission
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PCT/JP2011/062225
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秀史 齊藤
大西　学
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株式会社大真空
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Definitions

  • the present invention relates to an infrared cut filter that transmits light in the visible range and cuts infrared rays.
  • an imaging optical system In an optical system of an electronic camera typified by a general video camera or a digital still camera, an imaging optical system, an infrared cut filter, an optical low-pass filter, a CCD (Charge Coupled Device) or CCD from the subject side along the optical axis.
  • An imaging device such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) is sequentially disposed (for example, refer to Patent Document 1).
  • the imaging device here has a sensitivity characteristic that responds to light in a wider wavelength band than light in the wavelength band (visible range) visible to the human eye. In addition to the visible range, light in the infrared range Also respond to.
  • the human eye responds to light having a wavelength in the range of about 400 nm to 620 nm in the dark place and responds to light having a wavelength in the range of about 420 nm to 700 nm in the bright place.
  • a CCD responds to light having a wavelength in the range of 400 nm to 700 nm and further to light having a wavelength exceeding 700 nm.
  • an infrared cut filter is provided in addition to the CCD that is the imaging device so that infrared rays do not reach the imaging device, and the captured image is close to the human eye. Is to be obtained.
  • transmits the light ray (visible light) of visible region and absorbs the light ray (infrared ray) of infrared region, and permeate
  • an infrared cut coat to do.
  • the infrared absorbing glass for example, blue glass in which a pigment such as copper ion is dispersed is listed.
  • a high refractive index material such as TiO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , and Nb 2 O 5 and a low refractive index material such as SiO 2 and MgF 2 are alternately formed on a transparent substrate.
  • a dielectric multilayer film having several tens of layers is listed.
  • FIG. 7 shows light transmission characteristics L11 and L12 of two infrared absorbing glasses having different thicknesses. Specifically, the thickness of the infrared absorption glass showing the light transmission characteristics of L11 is set to be half or less of the thickness of the infrared absorption glass showing the light transmission characteristics of L12.
  • infrared absorbing glass is used as the infrared cut filter, as shown by L11 and L12 in FIG. 7, “a characteristic that the transmittance gradually decreases, close to the sensitivity characteristic of the human eye, from the visible region to the infrared region. Can be obtained. Further, as can be seen from the comparison between L11 and L12, the transmittance in the visible region of the infrared absorbing glass, particularly the transmittance in the wavelength band of 600 nm to 700 nm, is higher as the thickness is thinner.
  • the infrared absorbing glass having the light transmission characteristic indicated by L11 in FIG. 7 has a transmittance of about 10% with respect to a light beam having a wavelength of 700 nm and transmits a light beam having a wavelength of about 750 nm. For this reason, the infrared rays cannot be sufficiently cut, and the imaging device is caused to pick up an infrared region image that cannot be detected by human eyes.
  • the transmittance with respect to a light beam having a wavelength of 700 nm is about It is 0%, and it is possible to sufficiently cut light having a wavelength exceeding 700 nm.
  • an infrared absorbing glass having the light transmission characteristics shown in L12 has been used for the conventional infrared cut filter.
  • the transmittance is about 650 nm at a wavelength of 640 nm because the light transmission characteristics are about 50% at a wavelength of 600 nm.
  • the transmittance for red visible light having a wavelength of 600 nm to 700 nm is low, and the red visible light is sufficiently transmitted.
  • An imaging element of an imaging device such as a CCD or a CMOS has a lower red sensitivity than blue or green. For this reason, if the transmission of red visible light is insufficient, the image sensor cannot sufficiently detect red, and the image captured by the imaging device is a dark image with weak redness.
  • the point at which the transmittance was about 0% could not be adjusted to 700 nm while sufficiently transmitting red visible light.
  • the infrared cut coat does not absorb and block infrared rays but reflects and blocks infrared rays. For this reason, the infrared cut coat urges generation of a ghost due to repeated reflection of light between the infrared cut coat and the imaging optical system.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and is capable of cutting light having a wavelength exceeding 700 nm while sufficiently transmitting red visible light having a wavelength of 600 nm to 700 nm, and
  • An object of the present invention is to provide an infrared cut filter that can suppress the generation of ghosts.
  • An infrared cut filter is an infrared cut filter that cuts infrared rays, and includes an infrared absorber that absorbs infrared rays and an infrared reflector that reflects infrared rays, and the infrared absorber has a wavelength of 620 nm to 670 nm.
  • the infrared reflector has a light transmission characteristic with a transmittance of 50% at a wavelength in the wavelength band of 670 nm to 690 nm;
  • the wavelength at which the infrared reflector exhibits a transmittance of 50% is longer than the wavelength at which the infrared absorber exhibits a transmittance of 50%.
  • the wavelength may be 620 nm to 670 nm. It has a light transmission characteristic that the transmittance is 50% at a wavelength in the band and the transmittance is less than 5% at a wavelength of 700 nm.
  • an infrared absorber exhibiting a light transmission characteristic having a transmittance of 50% at a wavelength in the wavelength band of 620 nm to 670 nm, and a transmittance of 50% at a wavelength in the wavelength band of 670 nm to 690 nm.
  • the transmittance gradually decreases from the visible range to the infrared range, and the sensitivity characteristic of the human eye has a transmittance of about 0% at a wavelength of 700 nm. It is possible to obtain light transmission characteristics close to.
  • the infrared absorber includes an infrared absorber having a light transmission characteristic with a transmittance of 50% at a wavelength in the wavelength band of 620 nm to 670 nm, for example, L11 in FIG.
  • Infrared absorbing glass having light transmission characteristics is used, and the point at which the transmittance becomes about 0% (less than 5%) is that the infrared absorbing action of the infrared absorbing body is combined with the infrared reflecting action of the infrared reflecting body. Therefore, it is adjusted to 700 nm.
  • the infrared cut filter of the present invention is higher in the visible region, particularly in the wavelength band of 600 nm to 700 nm, as compared with the conventional infrared cut filter made of infrared absorbing glass having the light transmission characteristics shown in L12 of FIG.
  • the transmittance can be maintained. That is, it is possible to transmit a sufficient amount of red light (wavelength of 600 nm to 700 nm) that can be sensed by the imaging device of the imaging device while cutting infrared rays having a wavelength exceeding 700 nm.
  • the infrared cut filter of the present invention to the infrared cut filter of the image pickup apparatus, the red sensitivity of the image pickup device is weak, and the disadvantage that the image picked up by the image pickup device tends to be a dark image can be solved. It becomes possible.
  • the amount of light reflected by the infrared reflector is suppressed by combining the infrared reflector with the infrared reflector.
  • the half-value wavelength (wavelength at which the transmittance is 50%) of the infrared reflector 3 is longer than the half-value wavelength of the infrared absorber 2, and the infrared reflector 3 absorbs infrared rays, thereby causing the infrared reflector 3 to
  • the amount of reflected light (infrared light) is suppressed. For this reason, generation
  • the thickness of the infrared absorbing glass having the light transmission characteristics shown in L11 of FIG. 7 having a transmittance of 50% at a wavelength of 640 nm has the light transmission characteristics shown in L12 of FIG. 7 used as a conventional infrared cut filter. As taught that the thickness is less than half of the thickness of the infrared absorbing glass, an infrared ray having a light transmission characteristic with a transmittance of 50% at a wavelength within the wavelength band of 620 nm to 670 nm constituting the infrared cut filter of the present invention.
  • an absorber having a thickness smaller than that of an infrared cut filter made of a conventional infrared absorbing glass having a light transmission characteristic indicated by L12 in FIG. 7 can be used. For this reason, with the same thickness or thin thickness as a conventional infrared cut filter composed only of an infrared absorber, the infrared ray is cut while sufficiently transmitting red visible light, and in the visible range, An infrared cut filter having near light transmission characteristics can be provided.
  • the infrared absorber has a light transmission characteristic such that the transmittance is 10% to 40% at a wavelength of 700 nm, and the infrared reflector has a transmittance at a wavelength of 700 nm. It may have a light transmission characteristic of less than 15%.
  • an infrared absorber having a light transmission characteristic with a transmittance of 10% to 40% at a wavelength of 700 nm, and an infrared reflector having a light transmission characteristic with a transmittance of less than 15% at a wavelength of 700 nm In combination, it is possible to reliably obtain high transmittance in the wavelength band of red visible light (600 nm to 700 nm).
  • the infrared reflector exhibits a transmittance of 80% or more at each wavelength within the wavelength band of 450 nm to 650 nm, and an average of the transmittance in the wavelength band of 450 nm to 650 nm. You may have the light transmission characteristic which is 90% or more.
  • the light transmission characteristic depending on the light transmission characteristic of the infrared absorber is obtained in the wavelength band of 450 nm to 650 nm. Therefore, the transmittance gradually decreases from the visible region to the infrared region, and the wavelength of 700 nm is reduced.
  • Light transmission characteristics close to the sensitivity characteristics of the human eye with a transmittance of about 0% at the wavelength can be obtained, and also high transmittance in the visible range, particularly in the wavelength band of red visible light (600 nm to 700 nm). Can be obtained.
  • one infrared reflector may be provided on one main surface of the one infrared absorber.
  • the imaging device incorporating the infrared cut filter can be reduced in thickness.
  • an infrared cut filter capable of cutting light having a wavelength exceeding 700 nm while sufficiently transmitting red visible light having a wavelength of 600 nm to 700 nm and suppressing generation of a ghost.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus using the infrared cut filter according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view showing a schematic configuration of the infrared reflector of the infrared cut filter according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing the light transmission characteristics of the infrared cut filter according to Example 1 of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the light transmission characteristics of the infrared cut filter according to Example 2 of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the light transmission characteristics of the infrared cut filter according to Example 3 of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus using the infrared cut filter according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the light transmission characteristics of the infrared absorbing glass.
  • FIG. 8 is a diagram showing the light transmission characteristics of the infrared cut coat.
  • the infrared cut filter 1 As shown in FIG. 1, the infrared cut filter 1 according to the first exemplary embodiment is disposed between the imaging optical system 4 and the imaging device 5 arranged along the optical axis of the imaging optical path in the imaging apparatus.
  • the infrared cut filter 1 is formed by bonding an infrared absorber 2 that transmits visible light and absorbs infrared light, and an infrared reflector 3 that transmits visible light and reflects infrared light. That is, the infrared cut filter 1 is configured such that one infrared reflector 3 is provided on one main surface of one infrared absorber 2 (another main surface 212 of an infrared absorbing glass 21 described later).
  • the infrared absorber 2 is formed by forming an antireflection film 22 (AR coating) on one main surface 211 of the infrared absorbing glass 21.
  • AR coating antireflection film 22
  • the infrared absorbing glass 21 is a blue glass in which a pigment such as copper ions is dispersed, and for example, a rectangular thin glass having a thickness of 0.2 mm to 1.2 mm is used.
  • the antireflection film 22 with respect to one main surface 211 of the infrared absorbing glass 21, a single layer made of MgF 2, multilayer film made of Al 2 O 2 and ZrO 2 and MgF 2 Prefecture, TiO 2 and SiO 2 It is formed by vacuum-depositing any one of the multilayer films composed of the above by a known vacuum deposition apparatus (not shown).
  • the antireflection film 22 performs a vapor deposition operation while monitoring the film thickness, and closes a shutter (not shown) provided near the vapor deposition source (not shown) when the predetermined film thickness is reached. This is done by stopping the deposition.
  • Such an antireflection film 22 is formed so as to have a refractive index larger than the refractive index of the atmosphere (about 1.0) and smaller than the refractive index of the infrared absorbing glass 21 in the N atmosphere. .
  • Such an infrared absorber 2 has a light transmission characteristic in which the transmittance is 50% at a wavelength in the wavelength band of 620 nm to 670 nm and the transmittance is 10% to 40% at a wavelength of 700 nm. Note that in the light transmission characteristics of the infrared absorber 2 described above, the transmittance has a maximum value of 90% or more at a wavelength within the wavelength band of 400 nm to 550 nm.
  • the infrared reflector 3 has an infrared reflecting film 32 formed on one main surface 311 of the transparent substrate 31.
  • the transparent substrate 31 is a colorless transparent glass that transmits visible light and infrared light, for example, a rectangular thin plate glass having a thickness of 0.2 mm to 1.0 mm.
  • the infrared reflection film 32 is a multilayer film in which a plurality of first thin films 321 made of a high refractive index material and a plurality of second thin films 322 made of a low refractive index material are alternately stacked.
  • the TiO 2 used in the first thin film 321 has been using the SiO 2 to the second thin film 322, the odd layer in TiO 2, an even layer with SiO 2, the final layer is SiO While a 2, film design, if the final layer is a SiO 2, odd-numbered layers is in SiO 2, the even layer may be a TiO 2.
  • the infrared reflecting film 32 As a method of manufacturing the infrared reflecting film 32, TiO 2 and SiO 2 are alternately vacuum-deposited on a main surface 311 of the transparent substrate 31 by using a known vacuum deposition apparatus (not shown), and shown in FIG. Such a method of forming the infrared reflecting film 32 is used.
  • the film thickness of each thin film 321 and 322 is adjusted by performing a vapor deposition operation while monitoring the film thickness, and when a predetermined film thickness is reached, a shutter (not shown) provided in the vicinity of the vapor deposition source (not shown) is closed. For example, the deposition of the deposition material (TiO 2 , SiO 2 ) is stopped.
  • the infrared reflection film 32 includes a plurality of layers defined by ordinal numbers in order from the one main surface 311 side of the transparent substrate 31, one layer, two layers, three layers in the first embodiment. ⁇ It is composed of.
  • Each of the first layer, the second layer, the third layer,... Is formed by laminating a first thin film 321 and a second thin film 322.
  • the first thin film 321 and the second thin film 322 to be laminated have different optical thicknesses so that the thicknesses of the first layer, the second layer, the third layer,.
  • the optical film thickness here is calculated
  • the infrared reflector 3 exhibits a transmittance of 80% or more at each wavelength within the wavelength band of 450 nm to 650 nm, and exhibits an average transmittance of 90% or more in the wavelength band of 450 nm to 650 nm.
  • the transmittance is 50% at a wavelength in the wavelength band of 670 nm to 690 nm, and the transmittance is less than 15% at a wavelength of 700 nm.
  • the wavelength at which the infrared reflector 3 exhibits 50% transmittance is longer than the wavelength at which the infrared absorber 2 exhibits 50% transmittance.
  • the infrared cut filter 1 including the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 has a thickness of 0.4 mm to 1.6 mm, for example. That is, the total thickness of the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 is, for example, 0, for the thickness of the infrared absorber glass 21 constituting the infrared absorber 2 and the thickness of the transparent substrate 31 constituting the infrared reflector 3. 4 mm to 1.6 mm.
  • the infrared cut filter 1 has a transmittance of 90% or more at a wavelength within a wavelength band of 450 nm to 550 nm, and a wavelength of 620 nm to 670 nm due to the combination of the light transmission characteristics of the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 described above.
  • the light transmission characteristic is such that the transmittance is 50% at a wavelength in the band and the transmittance is less than 5% at a wavelength of 700 nm.
  • Examples 1 to 3 Specific examples of the infrared cut filter 1 according to Embodiment 1 are shown below as Examples 1 to 3, and the wavelength characteristics and configurations of the infrared cut filters 1 according to Examples 1 to 3 are shown in FIGS. Tables 1 to 3 below show.
  • Example 1 a glass plate having a thickness of 0.8 mm and a refractive index of about 1.5 in N atmosphere was used as the infrared absorbing glass 21 with blue glass in which a pigment such as copper ions was dispersed. . Then, an Al 2 O 3 film having a refractive index of 1.6 in the N atmosphere, a ZrO 2 film having a refractive index of 2.0 in the N atmosphere, and a Nr atmosphere in the main surface 211 of the infrared absorbing glass 21 Infrared absorber 2 was obtained by forming each film constituting antireflection film 22 by vacuum deposition in the order of the MgF 2 film having a refractive index of 1.4.
  • the infrared absorber 2 has light transmission characteristics as indicated by L1 in FIG.
  • the incident angle of the light beam is 0 degree, that is, the light beam is vertically incident.
  • the infrared absorbing glass 21 has a transmittance of 90% or more in the wavelength band of 400 nm to 550 nm, a decrease in the transmittance in the wavelength band of 550 nm to 700 nm, and a transmittance of 50% at a wavelength of about 640 nm.
  • the light transmission characteristic has a transmittance of about 17% at a wavelength of.
  • the transparent substrate 31 of the infrared reflector 3 a glass plate having a refractive index of 1.5 in the N atmosphere and a thickness of 0.3 mm was used. Further, as the first thin film 321 constituting the infrared reflecting film 32, TiO 2 having a refractive index of 2.30 in the N atmosphere is used, and as the second thin film 322, the refractive index in the N atmosphere is 1.46. SiO 2 was used, and the center wavelength thereof was 688 nm.
  • the optical film thickness of each of the thin films 321 and 322 is set to a value as shown in Table 1 by the method for manufacturing the infrared reflecting film 32 composed of 40 layers.
  • the respective thin films 321 and 322 were formed, and the infrared reflector 3 was obtained.
  • Table 1 shows the composition of the infrared reflecting film 32 of the infrared cut filter 1 and the optical film thickness of each thin film (first thin film 321 and second thin film 322).
  • the infrared reflector 3 has a light transmission characteristic as indicated by L2 in FIG. That is, the light transmission characteristics of the infrared reflector 3 (infrared reflective film 32) show a transmittance of about 100% in the wavelength band of 395 nm to 670 nm (wavelength band including the wavelength band of 450 nm to 650 nm), and the wavelength is When the wavelength exceeds about 670 nm, the transmittance sharply decreases, and the transmittance is 50% at a wavelength of about 680 nm, and the transmittance is about 4% at a wavelength of 700 nm.
  • the infrared cut filter 1 according to Example 1 having a thickness of 1.1 mm is obtained by bonding the other main surface 312 of the transparent substrate 31 to the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21. Obtained.
  • the infrared cut filter 1 according to Example 1 has the light transmission characteristics indicated by L3 in FIG. 3 in which the light transmission characteristics of the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 are combined. That is, the infrared cut filter 1 of Example 1 has a transmittance of 90% or more in the wavelength band of 400 nm to 550 nm, a decrease in the transmittance in the wavelength band of 550 nm to 700 nm, and a transmittance of 50 at a wavelength of about 640 nm. %, And has a light transmission characteristic such that the transmittance is about 0% at a wavelength of 700 nm.
  • Example 2 a glass plate having a thickness of 0.55 mm and a refractive index of about 1.5 in the N atmosphere was used as the infrared absorbing glass 21 with blue glass in which a pigment such as copper ions was dispersed. . Then, an Al 2 O 3 film having a refractive index of 1.6 in the N atmosphere, a ZrO 2 film having a refractive index of 2.0 in the N atmosphere, and a Nr atmosphere in the main surface 211 of the infrared absorbing glass 21 Infrared absorber 2 was obtained by forming each film constituting antireflection film 22 by vacuum deposition in the order of the MgF 2 film having a refractive index of 1.4.
  • the infrared absorber 2 has light transmission characteristics as indicated by L5 in FIG.
  • the incident angle of the light beam is 0 degree, that is, the light beam is vertically incident.
  • the infrared absorbing glass 21 has a transmittance of 90% or more in the wavelength band of 400 nm to 550 nm, a decrease in the transmittance in the wavelength band of 550 nm to 700 nm, and a transmittance of 50% at a wavelength of about 650 nm.
  • the transparent substrate 31 of the infrared reflector 3 a glass plate having a refractive index of 1.5 in the N atmosphere and a thickness of 0.3 mm was used. Further, as the first thin film 321 constituting the infrared reflecting film 32, TiO 2 having a refractive index of 2.30 in the N atmosphere is used, and as the second thin film 322, the refractive index in the N atmosphere is 1.46. SiO 2 was used, and the center wavelength thereof was 748 nm.
  • the optical film thickness of each of these thin films 321 and 322 is set to a value as shown in Table 2, and the manufacturing method of the infrared reflecting film 32 composed of 40 layers described above is applied to one main surface 311 of the transparent substrate 31. Thus, the respective thin films 321 and 322 were formed, and the infrared reflector 3 was obtained.
  • Table 2 shows the composition of the infrared reflecting film 32 of the infrared cut filter 1 and the optical film thickness of each thin film (first thin film 321 and second thin film 322).
  • the infrared reflector 3 has light transmission characteristics as indicated by L6 in FIG.
  • the light transmission characteristics of the infrared reflector 3 have an average transmittance of 10% or less in the wavelength band of 380 nm to 420 nm, and when the wavelength exceeds 430 nm, the transmittance sharply increases.
  • the transmittance is about 100% (average 90% or more), and when the wavelength exceeds about 670 nm, the transmittance decreases sharply.
  • the light transmission characteristic is such that the transmittance is 50% at a wavelength of about 680 nm and the transmittance is about 3% at a wavelength of 700 nm.
  • the infrared cut filter 1 according to Example 2 having a thickness of 0.85 mm is obtained by bonding the other main surface 312 of the transparent substrate 31 to the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21. Obtained.
  • the infrared cut filter 1 according to Example 2 has a light transmission characteristic indicated by L7 in FIG. 4 in which the light transmission characteristics of the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 are combined. That is, the infrared cut filter 1 of Example 2 is configured to cut light in a wavelength band of 380 nm to 420 nm in addition to light having a wavelength exceeding 700 nm, and has a transmittance in the wavelength band of 380 nm to 420 nm.
  • the transmittance sharply increases, the transmittance is 90% or more in the wavelength band of 450 nm to 550 nm, and the transmittance decreases in the wavelength band of 550 nm to 700 nm.
  • the light transmission characteristic is such that the transmittance is 50% at a wavelength of 650 nm and the transmittance is about 0% at a wavelength of 700 nm.
  • Example 3 a glass plate having a thickness of 0.45 mm and a refractive index of about 1.5 in the N atmosphere was used as the infrared absorbing glass 21 with blue glass in which a pigment such as copper ions was dispersed. . Then, an Al 2 O 3 film having a refractive index of 1.6 in the N atmosphere, a ZrO 2 film having a refractive index of 2.0 in the N atmosphere, and a Nr atmosphere in the main surface 211 of the infrared absorbing glass 21 Infrared absorber 2 was obtained by forming each film constituting antireflection film 22 by vacuum deposition in the order of the MgF 2 film having a refractive index of 1.4.
  • the infrared absorber 2 has light transmission characteristics as indicated by L8 in FIG.
  • the incident angle of the light beam is 0 degree, that is, the light beam is vertically incident.
  • the infrared absorption glass 21 has a transmittance of 90% or more in the wavelength band of 400 nm to 550 nm, a decrease in the transmittance in the wavelength band of 550 nm to 700 nm, and a transmittance of 50% at a wavelength of about 670 nm.
  • the light transmission characteristic has a transmittance of about 34% at a wavelength of.
  • Example 1 As the transparent substrate 31 of the infrared reflector 3, a glass plate having a refractive index of 1.5 in N atmosphere and a thickness of 0.3 mm was used as in Example 1. Similarly to Example 1, TiO 2 having a refractive index of 2.30 in the N atmosphere is used as the first thin film 321 constituting the infrared reflecting film 32, and the refraction in the N atmosphere is used as the second thin film 322. SiO 2 having a ratio of 1.46 was used, and the center wavelength thereof was 688 nm.
  • the optical film thickness of each of these thin films 321 and 322 is set to the value shown in Table 1 above.
  • the thin films 321 and 322 were formed on one main surface 311 of 31 to obtain the infrared reflector 3.
  • the infrared reflector 3 has light transmission characteristics as indicated by L9 in FIG. As described above, in Example 3, the infrared reflector 3 was obtained in the same manner as in Example 1. However, the infrared reflector 3 (infrared reflective film 32) of Example 3 was obtained in Example 1 due to manufacturing errors.
  • This light transmission characteristic L9 is slightly different from the light transmission characteristic L2 (see FIG. 3) of the infrared reflector 3 (infrared reflective film 32). Specifically, the light transmission characteristic L9 of the infrared reflector 3 (infrared reflective film 32) of Example 3 shows a transmittance of 90% or more in the wavelength band of 400 nm to 440 nm, and within the wavelength band of 450 nm to 650 nm.
  • the infrared reflector 3 infrared reflective film 32
  • the light transmission characteristics of the infrared reflector 3 show that when the wavelength exceeds about 670 nm, the transmittance sharply decreases, and shows a transmittance of 50% at a wavelength of about 680 nm. Shows a transmittance of about 5%.
  • the infrared cut filter 1 according to Example 3 having a thickness of 0.75 mm is obtained by bonding the other main surface 312 of the transparent substrate 31 to the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21. Obtained.
  • the infrared cut filter 1 according to Example 3 has a light transmission characteristic indicated by L10 in FIG. 5 in which the light transmission characteristics of the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 are combined.
  • the infrared cut filter 1 of Example 3 has an average transmittance of 90% or more in the wavelength band of 400 nm to 550 nm, the transmittance decreases in the wavelength band of 550 nm to 700 nm, and the transmittance at a wavelength of about 670 nm.
  • the infrared cut filter 1 As shown in the light transmission characteristics L3, L7, and L10 (see FIGS. 3 to 5) of the infrared cut filters 1 of Examples 1 to 3 described above, the infrared cut filter 1 according to the first embodiment has an infrared absorber. 2 and the infrared reflector 3, the transmittance is 90% or more at a wavelength in the wavelength band of 450 nm to 550 nm, and the transmittance is 50% at a wavelength in the wavelength band of 620 nm to 670 nm. Light transmission characteristics can be obtained with a transmittance of about 0% (less than 5%) at the wavelength.
  • the transmittance in the wavelength band of 380 nm to 420 nm specifically, the transmittance in the wavelength band influenced by ultraviolet rays that are invisible to human eyes. Since the average is suppressed to 10% or less, the light transmission characteristics closer to the human eye sensitivity characteristics can be obtained as compared with the infrared cut filters according to the first and third embodiments.
  • the light transmission characteristics L3, L7, and L10 of the infrared cut filters 1 according to Examples 1 to 3 shown in FIGS. 3 to 5 will be described more specifically by comparison with the light transmission characteristics L4 of the conventional infrared cut filter.
  • a conventional infrared cut filter having a light transmission characteristic indicated by L4 in FIGS. 3 to 5 is composed of an infrared absorber in which an antireflection film is formed on both surfaces of an infrared absorption glass.
  • the point at which the transmittance is about 0% is set to 700 nm by setting the thickness of the infrared absorbing glass, which is an infrared absorber, to 1.6 mm.
  • the thickness is less than half that of a conventional infrared cut filter (infrared absorber) having L4 light transmission characteristics, and the visible region, particularly 600 nm to Infrared reflector 3 is combined with infrared absorber 2 having a higher transmittance than a conventional infrared cut filter in the wavelength band of 700 nm, that is, infrared absorber 2 having light transmission characteristics indicated by L1, L5, or L8.
  • the point at which the transmittance is about 0% is set to 700 nm.
  • the light transmission characteristics L3, L7, and L10 of the infrared cut filter 1 according to Examples 1 to 3 are the same as the light transmission characteristics L4 of the conventional infrared cut filter in the visible light range, particularly in the wavelength band of 600 nm to 700 nm. Compared with high transmittance. Further, in the light transmission characteristics L3, L7, and L10 of the infrared cut filter 1 according to Examples 1 to 3, the transmittance with respect to a light beam having a wavelength of 700 nm is more 0 than the light transmission characteristic L4 of the conventional infrared cut filter. %.
  • the transmittance at a wavelength of 600 nm is about 55%
  • the transmittance is about 50% at a wavelength of about 605 nm
  • the transmittance is about 605 nm. 7.5%
  • the transmittance is about 3% at a wavelength of 700 nm.
  • the transmittance at a wavelength of 600 nm is about 75%, and the transmittance is about 50% at a wavelength of about 640 nm.
  • the transmittance is about 20% at a wavelength of 675 nm, and the transmittance is about 0% at a wavelength of 700 nm.
  • the transmittance at a wavelength of 600 nm is about 80%, the transmittance is about 50% at a wavelength of about 650 nm, and 675 nm.
  • the transmittance is about 30% at the wavelength, and the transmittance is about 0% at the wavelength of 700 nm. Furthermore, in the light transmission characteristic L10 (see FIG. 5) of the infrared cut filter 1 according to Example 3, the transmittance at a wavelength of 600 nm is about 85%, the transmittance is about 50% at a wavelength of about 670 nm, and 675 nm. The transmittance is about 40% at the wavelength, and the transmittance is about 0% at the wavelength of 700 nm.
  • the light transmission characteristics L3, L7, and L10 of the infrared cut filters 1 according to Examples 1 to 3 are 600 nm to 700 nm, particularly 600 nm, compared with the light transmission characteristics L4 of the conventional infrared cut filter.
  • the transmittance at a wavelength band of ⁇ 675 nm is high, and the transmittance at a wavelength of 700 nm is close to 0%. That is, the infrared cut filter 1 according to Examples 1 to 3 sufficiently transmits red visible light having a wavelength of 600 nm to 700 nm while sufficiently cutting infrared light exceeding 700 nm as compared with the conventional infrared cut filter.
  • the imaging device 5 can capture an image with a stronger reddish hue than in the past, and can be used in a dark place. It becomes possible to capture an image brightly.
  • the amount of light reflected by the infrared reflector 2 is suppressed by combining the infrared reflector 2 with the infrared reflector 3.
  • the half-value wavelength of the infrared reflector 3 is about 680 nm as shown in FIG. 3, and is longer than the half-value wavelength (about 640 nm) of the infrared absorber 2.
  • the half value wavelength of the infrared reflector 3 is about 680 nm as shown in FIG.
  • the half-value wavelength of the infrared reflector 3 is about 680 nm as shown in FIG. 5 and is longer than the half-value wavelength (about 670 nm) of the infrared absorber 2.
  • the half-value wavelength of the infrared reflector 3 (the wavelength at which the transmittance is 50%) is longer than the half-value wavelength of the infrared absorber 2, and the infrared absorber 2 at the intersection P where the transmittance curves indicating the light transmission characteristics L1, L5 and L8 of the infrared ray 3 and the transmittance curves indicating the light transmission characteristics L2, L6 and L9 of the infrared reflector 3 intersect (the transmission of the infrared absorber 2).
  • the wavelength at which the rate and the transmittance of the infrared reflector 3 are the same) is longer than the half-value wavelength of the infrared absorber 2.
  • the transmittance of the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 at the wavelength of the intersection P is 50% or less. For this reason, in the infrared cut filter 1 according to the first to third embodiments, the amount of light reflected by the infrared reflector 3 is suppressed by the absorption of infrared rays by the infrared absorber 2, and the amount of light reflected by the infrared reflector 2 is reduced. Generation of flare and ghost due to reflection is suppressed.
  • the half-value wavelength of the infrared reflector 3 is longer than the half-value wavelength of the infrared absorber 2, and the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3
  • the half-value wavelength of the infrared cut filter 1 by the combination is configured to substantially match the half-value wavelength of the infrared absorber 2.
  • the half-wavelength of the infrared cut filter 1 is set by the infrared absorber 2 with less variation in transmittance due to design error compared to the infrared reflector 3, in manufacturing the infrared cut filter 1
  • the infrared reflector 3 exhibits a transmittance of 80% or more at each wavelength within the wavelength band of 450 nm to 650 nm, and 450 nm to 650 nm.
  • the light transmission characteristic has an average transmittance of 90% or more in the wavelength band.
  • the infrared cut filter 1 can obtain light transmission characteristics depending on the light transmission characteristics of the infrared absorber 2 in the wavelength band of 450 nm to 650 nm, so that the transmittance gradually decreases from the visible range to the infrared range.
  • the infrared reflector 3 has a transmittance of 90% or more with respect to the light beam having the half-value wavelength of the infrared absorber 2 so that the half-value wavelength of the infrared cut filter 1 and the half-value wavelength of the infrared absorber 2 substantially coincide with each other. Therefore, the infrared cut filter 1 is provided with a light transmission characteristic close to the sensitivity characteristic of the human eye whose transmittance gradually decreases at a wavelength of 550 nm to 700 nm of the infrared absorber. The light transmission characteristic close to the sensitivity characteristic is obtained.
  • the infrared absorber 2 can be configured with a thickness smaller than that of the conventional infrared cut filter having the light transmission characteristics indicated by L4. For this reason, the thickness of the infrared cut filter 1 can be the same as the conventional infrared cut filter or thinner than the conventional infrared cut filter.
  • the infrared cut filter 1 ⁇ / b> A according to the second embodiment is arranged between the imaging optical system 4 and the imaging device 5 arranged along the optical axis of the imaging optical path in the imaging apparatus.
  • the infrared cut filter 1A includes an infrared absorber 2A that absorbs infrared rays and an infrared reflector 3A that reflects infrared rays.
  • the infrared absorber 2A and the infrared reflector 3A are disposed apart from each other between the imaging optical system 4 and the imaging device 5 arranged along the optical axis of the imaging optical path. Note that the infrared absorber 2A is disposed closer to the imaging optical system 4 than the infrared reflector 3A.
  • the infrared absorber 2A is formed by forming antireflection films 22 on both main surfaces 211 and 212 of the infrared absorbing glass 21.
  • the infrared absorbing glass 21 is a blue glass in which a pigment such as copper ion is dispersed, as in the infrared absorbing glass 21 of the infrared absorber 2 shown in the first embodiment, and has a thickness of 0.2 mm to 1 mm, for example. .2mm square sheet glass is used.
  • the antireflection film 22 with respect to both main surfaces 211 and 212 of the infrared absorbing glass 21, a single layer made of MgF 2, multilayer film made of Al 2 O 2 and ZrO 2 and MgF 2 Prefecture, TiO 2 and SiO 2 is formed by vacuum deposition using a known vacuum deposition apparatus (not shown).
  • the antireflection film 22 performs a vapor deposition operation while monitoring the film thickness, and closes a shutter (not shown) provided near the vapor deposition source (not shown) when the predetermined film thickness is reached. This is done by stopping the deposition.
  • Such an antireflection film 22 is formed so as to have a refractive index larger than the refractive index of the atmosphere (about 1.0) and smaller than the refractive index of the infrared absorbing glass 21 in the N atmosphere. .
  • Such an infrared absorber 2A has the same light transmission characteristics as the infrared absorber 2 of the first embodiment because it uses the same infrared absorbing glass 21 as that of the first embodiment. That is, it has a light transmission characteristic in which the transmittance is 50% at a wavelength in the wavelength band of 620 nm to 670 nm and the transmittance is 10% to 40% at a wavelength of 700 nm. In the light transmission characteristics of such an infrared absorber 2A, the transmittance has a maximum value of 90% or more at a wavelength in the wavelength band of 400 nm to 550 nm.
  • the infrared reflector 3A has an infrared reflection film 32 formed on one main surface 311 of the transparent substrate 31 and an antireflection film 33 formed on the other main surface 312. As shown in FIG. 6, the infrared reflector 3 ⁇ / b> A is arranged such that the surface on the infrared reflective film 32 side faces the imaging device 5 in the imaging apparatus.
  • the transparent substrate 31 is a colorless transparent glass that transmits visible light and infrared rays, similar to the transparent substrate 31 shown in the first embodiment, for example, a rectangular thin plate glass having a thickness of 0.2 mm to 1.0 mm. I use it.
  • the infrared reflective film 32 As the infrared reflective film 32, a plurality of first thin films 321 made of a high refractive index material similar to the infrared reflective film 32 shown in the first embodiment and a plurality of second thin films 322 made of a low refractive index material are alternately laminated. A multilayer film is used.
  • Such an infrared reflector 3A has the same light transmission characteristics as the infrared reflector 3 of the first embodiment since the infrared reflector 32 similar to that of the first embodiment is formed on the transparent substrate 31. That is, the infrared reflector 3A exhibits a transmittance of 80% or more at each wavelength within the wavelength band of 450 nm to 650 nm, and exhibits an average transmittance of 90% or more in the wavelength band of 450 nm to 650 nm, and is 670 nm to 690 nm.
  • the light transmittance is 50% at a wavelength within the wavelength band of, and the transmittance is less than 15% at a wavelength of 700 nm.
  • the wavelength at which the infrared reflector 3A exhibits a transmittance of 50% is longer than the wavelength at which the infrared absorber 2 exhibits a transmittance of 50%.
  • the antireflection film 22 performs a vapor deposition operation while monitoring the film thickness, and closes a shutter (not shown) provided near the vapor deposition source (not shown) when the predetermined film thickness is reached. This is done by stopping the deposition.
  • Such an antireflection film 33 is formed so as to have a refractive index larger than the refractive index of the atmosphere (about 1.0) and smaller than the refractive index of the transparent substrate 31 in the N atmosphere.
  • the total thickness of the infrared absorber 2A and the infrared reflector 3A is, for example, 0.4 to 1.6 mm. That is, the thickness of the infrared absorber glass 21 constituting the infrared absorber 2 and the thickness of the transparent substrate 31 constituting the infrared reflector 3 are, for example, the sum of the thicknesses of the infrared absorber 2 and the infrared reflector 3 being 0. 0. 0. It is appropriately adjusted so as to be 4 mm to 1.6 mm.
  • the light transmission characteristics similar to those of the infrared cut filter 1 according to the first embodiment can be obtained by combining the light transmission characteristics of the infrared absorber 2A and the infrared reflector 3A. That is, light having a transmittance of 90% or more at a wavelength in the wavelength band of 450 nm to 550 nm, a transmittance of 50% at a wavelength in the wavelength band of 620 nm to 670 nm, and a transmittance of less than 5% at a wavelength of 700 nm. Transmission characteristics are obtained.
  • the infrared cut filter 1A according to the second embodiment can obtain the same light transmission characteristics as those of the infrared cut filter 1 according to the first embodiment, and thus the same as the infrared cut filter 1 according to the first embodiment. There is an effect.
  • a glass plate is used as the transparent substrate 31, but the present invention is not limited to this.
  • a quartz plate can be used as long as the substrate can transmit light.
  • the transparent substrate 31 may be a birefringent plate or a birefringent plate composed of a plurality of sheets. Moreover, you may comprise the transparent substrate 31 combining a quartz plate and a glass plate.
  • TiO 2 is used for the first thin film 321, but the present invention is not limited to this, and it is only necessary that the first thin film 321 is made of a high refractive material.
  • ZrO 2 , TaO 2 , Nb 2 O 2 or the like may be used.
  • SiO 2 is used for the second thin film 322, the present invention is not limited to this, and the second thin film 322 may be made of a low refractive material, and for example, MgF 2 or the like may be used.
  • the infrared cut filters 1 and 1A of Embodiments 1 and 2 are arranged in the imaging apparatus so that the infrared absorbers 2 and 2A are located closer to the imaging optical system 4 than the infrared reflectors 3 and 3A.
  • the infrared cut filters 1 and 1A may be arranged so that the infrared reflectors 3 and 3A are located closer to the imaging optical system 4 than the infrared absorbers 2 and 2A.
  • the infrared cut filters 1 and 1A when the infrared cut filters 1 and 1A are arranged so that the infrared absorbers 2 and 2A are positioned on the imaging optical system 4 side, the light reflected by the infrared reflectors 3 and 3A is infrared rays. Since the light can be absorbed by the absorbers 2 and 2A, the image is reflected by the infrared reflectors 3 and 3A as compared with the case where the infrared reflectors 3 and 3A are arranged on the imaging optical system 4 side. The amount of light scattered by the optical system 4 can be reduced, and the occurrence of ghost can be suppressed.
  • the infrared absorbers 2 and 2A are provided on the imaging optical system 4 side.
  • the distance between the infrared reflectors 3 and 3A and the imaging device 5, more specifically, the distance between the foreign matter generated in the infrared reflectors 3 and 3A during the manufacturing process and the imaging device 5 is larger than the case where the imaging device 5 is disposed. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image due to the foreign matter.
  • the infrared absorbers 2 and 2A one main surface 211 of the infrared absorbing glass 21 or one having the antireflection film 22 formed on both main surfaces 211 and 212 is used.
  • the infrared absorbers 2 and 2A referred to in the present invention are not limited to this.
  • the antireflection film 22 may not be formed. That is, you may use the infrared rays absorption glass in which the antireflection film is not formed as an infrared rays absorber.
  • the infrared reflector 3 is formed by forming the infrared reflecting film 32 on the one principal surface 311 of the transparent substrate 31 bonded to the other principal surface 212 of the infrared absorbing glass 21.
  • the infrared reflector 3A the one in which the infrared reflecting film 32 is formed on one main surface 311 of the transparent substrate 31 and the antireflection film 33 is formed on the other main surface 312 is used.
  • the infrared reflectors 3 and 3A are not limited to this.
  • an infrared reflecting film formed on the surface of infrared absorbing glass may be used as an infrared reflector.
  • the infrared reflecting film 32 is formed on one main surface 311 of the transparent substrate 31 bonded to the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21, but the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21.
  • an infrared reflection film 32 as an infrared absorber may be directly formed.
  • TiO 2 and SiO 2 are alternately vacuum-deposited on the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21, so that the infrared reflecting film 32 as an infrared absorber becomes the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21. It may be formed.
  • the infrared reflective film 32 is formed directly on the other main surface 212 of the infrared absorbing glass 21, the infrared cut filter 1 can be thinned.
  • the antireflection film 33 is formed on the other main surface 312 of the transparent substrate 31.
  • the refractive index in the atmosphere of the transparent substrate 31 is substantially the same as the refractive index in the atmosphere.
  • the antireflection film 33 may not be formed.
  • the present invention can be applied to an infrared cut filter that transmits light in the visible range and cuts infrared rays.

Abstract

　波長が６００ｎｍ～７００ｎｍの赤色の可視光線を十分に透過しつつ、波長が７００ｎｍを超える光線をカットすることができ、且つ、ゴーストの発生を抑制することができる赤外線カットフィルタを提供する　赤外線カットフィルタ１を赤外線吸収体２と赤外線反射体３とから構成する。ここで、赤外線吸収体２は、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を示し、赤外線反射体３は、６７０ｎｍ～６９０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を示し、赤外線反射体３が５０％の透過率を示す波長は、赤外線吸収体２が５０％の透過率を示す波長よりも長く、赤外線吸収体２と赤外線反射体３の組み合わせにより、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が５％未満となる光透過特性を示す。

Description

赤外線カットフィルタ
　本発明は、可視域の光線を透過し、且つ赤外線をカットする赤外線カットフィルタに関する。
　一般的なビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に代表される電子カメラの光学系では、光軸に沿って被写体側より、結像光学系、赤外線カットフィルタ、光学ローパスフィルタ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像デバイスが順に配設されている（例えば、特許文献１参照。）。
　ここでいう撮像デバイスは、人の目が視認可能な波長帯域（可視域）の光線よりも広い波長帯域の光線に応答する感度特性を有しており、可視域に加えて、赤外域の光線にも応答する。
　具体的には、人の目は、暗所において４００ｎｍ～６２０ｎｍ程度の範囲の波長の光線に応答し、明所において４２０ｎｍ～７００ｎｍ程度の範囲の波長の光線に応答する。これに対し、例えば、ＣＣＤは、４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲の波長の光線に加えて、さらに、７００ｎｍを越える波長の光線にも応答する。
　このため、下記する特許文献１に記載の撮像デバイスでは、撮像デバイスであるＣＣＤのほかに赤外線カットフィルタを設けて、撮像デバイスに赤外域の光線を到達させないようにし、人の目に近い撮像画像が得られるようにしている。
特開２０００－２０９５１０号公報
　ところで、ここでいう赤外線カットフィルタとしては、これまで、可視域の光線（可視光線）を透過し且つ赤外域の光線（赤外線）を吸収する赤外線吸収ガラスや、可視光線を透過し且つ赤外線を反射する赤外線カットコートなどがある。
　赤外線吸収ガラスとしては、例えば、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスが掲げられる。
　赤外線カットコートとしては、例えば、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｎｂ2Ｏ5 等の高屈折率物質と、ＳｉＯ2 、ＭｇＦ2 等の低屈折率物質とを透明基板上に交互に積層して数十層とした誘電体多層膜が掲げられる。
　これら赤外線吸収ガラスと赤外線カットコートとを図７及び図８を用いて以下に説明する。
　図７は、厚さの異なる２つの赤外線吸収ガラスの光透過特性Ｌ１１，Ｌ１２を示している。具体的には、Ｌ１１の光透過特性を示す赤外線吸収ガラスの厚みは、Ｌ１２の光透過特性を示す赤外線吸収ガラスの厚みの半分以下とされている。
　赤外線カットフィルタとして、赤外線吸収ガラスを用いた場合、図７のＬ１１及びＬ１２に示すように、可視域から赤外域に亘って、人の目の感度特性に近い「緩やかに透過率が減少する特性」を得ることができる。また、Ｌ１１とＬ１２の比較から認められるように、赤外線吸収ガラスの可視域での透過率、特に、６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域における透過率は、厚みが薄いほど高い。
　例えば、図７のＬ１１に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスは、７００ｎｍの波長の光線に対して約１０％の透過率を有しており、７５０ｎｍ程度の波長の光線を透過する。このため、赤外域の光線を十分にカットすることができず、撮像デバイスに、人の目が感知できない赤外域の画像を撮像させてしまう。
　これに対して、Ｌ１１に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスの２倍以上の厚みを有する赤外線吸収ガラスでは、Ｌ１２の光透過特性に示されるように、７００ｎｍの波長の光線に対する透過率が約０％であり、７００ｎｍを超える波長の光線を十分にカットすることが可能である。
　よって、従来の赤外線カットフィルタには、Ｌ１２に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスが用いられていた。
　しかし、赤外線カットフィルタとして、Ｌ１２に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスを用いた場合には、６００ｎｍの波長で透過率が約５０％となる光透過特性を示すため、６４０ｎｍの波長で透過率が約５０％となるＬ１１に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスを用いた場合に比べて、波長が６００ｎｍ～７００ｎｍの赤色の可視光線に対する透過率が低く、赤色の可視光線を十分に透過させることができないという不都合を生じる。ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像デバイスの撮像素子は、青色や緑色に比べて、赤色の感度が低い。このため、赤色の可視光線の透過が不十分であると、撮像素子で赤色を十分に感知することができず、撮像デバイスで撮像した画像は赤みの弱い暗い画像となる。
　このように、赤外線カットフィルタとして赤外線吸収ガラスを用いた場合には、赤色の可視光線を十分に透過しつつ、透過率が約０％となるポイントを７００ｎｍに合わせることができなかった。
　次に、赤外線カットフィルタとして赤外線カットコートを用いた場合、図８のＬ１３に示すように、可視域から赤外域に亘って「透過率が急峻に減少する特性」を得ることができる。このため、赤色の可視光線を十分に透過しつつ、透過率が約０％となるポイントを７００ｎｍに合わせ込むことが容易である。
　しかしながら、赤外線カットコートは、赤外線を吸収して遮断するのではなく、赤外線を反射して遮断するものである。このため、赤外線カットコートは、当該赤外線カットコートと結像光学系との間で光の反射が繰り返されることに起因するゴーストの発生を促していた。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、波長が６００ｎｍ～７００ｎｍの赤色の可視光線を十分に透過しつつ、波長が７００ｎｍを超える光線をカットすることができ、且つ、ゴーストの発生を抑制することができる赤外線カットフィルタを提供することを目的とする。
　本発明に係る赤外線カットフィルタは、赤外線をカットする赤外線カットフィルタであって、赤外線を吸収する赤外線吸収体と、赤外線を反射する赤外線反射体とを備え、前記赤外線吸収体は、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を有し、前記赤外線反射体は、６７０ｎｍ～６９０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を有し、前記赤外線反射体が５０％の透過率を示す波長は、前記赤外線吸収体が５０％の透過率を示す波長よりも長く、前記赤外線吸収体と前記赤外線反射体の組み合わせにより、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が５％未満となる光透過特性を有することを特徴とする。
　この赤外線カットフィルタによれば、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を示す赤外線吸収体と、６７０ｎｍ～６９０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を示す赤外線反射体との組み合わせにより、可視域から赤外域に亘って、緩やかに透過率が減少し、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる人の目の感度特性に近い光透過特性を得ることができる。
　また、本発明の赤外線カットフィルタにおいて、赤外線吸収体には、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を示す赤外線吸収体、例えば、図７のＬ１１に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスが用いられており、透過率が約０％（５％未満）となるポイントは、赤外線吸収体での赤外線吸収作用に赤外線反射体での赤外線反射作用を組み合わせることにより、７００ｎｍに合わせられている。このため、本発明の赤外線カットフィルタは、図７のＬ１２に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスからなる従来の赤外線カットフィルタと比べて、可視域、特に、６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で、高い透過率を維持することができる。つまり、波長が７００ｎｍを超える赤外線をカットしつつ、撮像デバイスの撮像素子で感知し得る十分な量の赤色の光線（波長が６００ｎｍ～７００ｎｍの光線）を透過させることができる。よって、撮像装置の赤外線カットフィルタに、本発明の赤外線カットフィルタを適用することで、撮像素子の赤色の感度が弱く、撮像デバイスで撮像した画像が暗い画像になり易いという欠点を解消することが可能となる。
　また、本発明の赤外線カットフィルタでは、赤外線反射体に赤外線吸収体を組み合わせることで、赤外線反射体によって反射される光の量が抑制されている。具体的には、赤外線反射体３の半値波長（透過率が５０％となる波長）が赤外線吸収体２の半値波長よりも長く、赤外線吸収体２での赤外線の吸収により、赤外線反射体３によって反射される光（赤外光）の量が抑制される。このため、赤外線反射体での光の反射によるゴーストの発生を抑制することができる。
　また、６４０ｎｍの波長で透過率が５０％となる図７のＬ１１に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスの厚みが、従来の赤外線カットフィルタとして用いられる図７のＬ１２に示す光透過特性を有する赤外線吸収ガラスの厚みの半分以下であることに教示されるように、本発明の赤外線カットフィルタを構成する６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を有する赤外線吸収体には、図７のＬ１２に示す光透過特性を有する従来の赤外線吸収ガラスからなる赤外線カットフィルタよりも厚みの薄いものを使用できる。このため、赤外線吸収体のみで構成された従来の赤外線カットフィルタと同じ厚み又は薄い厚みで、赤色の可視光線を十分に透過しつつ、赤外線をカットし、且つ、可視域において、人の目に近い光透過特性を有する赤外線カットフィルタを提供できる。
　また、本発明に係る赤外線カットフィルタにおいて、赤外線吸収体は、７００ｎｍの波長で透過率が１０％～４０％となる光透過特性を有し、前記赤外線反射体は、７００ｎｍの波長で透過率が１５％未満となる光透過特性を有してもよい。
　この赤外線カットフィルタでは、７００ｎｍの波長で透過率が１０％～４０％となる光透過特性を示す赤外線吸収体と、７００ｎｍの波長で透過率が１５％未満となる光透過特性を示す赤外線反射体との組み合わせにより、赤色の可視光線の波長帯域（６００ｎｍ～７００ｎｍ）で高い透過率を確実に得ることができる。
　また、本発明に係る赤外線カットフィルタにおいて、前記赤外線反射体は、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域内の各波長で８０％以上の透過率を示し、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域での透過率の平均が９０％以上である光透過特性を有してもよい。
　この赤外線カットフィルタでは、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域で赤外線吸収体の光透過特性に依存した光透過特性が得られるから、可視域から赤外域に亘って、緩やかに透過率が減少し、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる人の目の感度特性に近い光透過特性を得ることができる上に、可視域、特に、赤色の可視光線の波長帯域（６００ｎｍ～７００ｎｍ）で高い透過率を得ることができる。
　また、本発明に係る赤外線カットフィルタにおいて、１つの前記赤外線吸収体の一主面に、１つの前記赤外線反射体が設けられていてもよい。
　この赤外線カットフィルタでは、１つの赤外線吸収体の一主面に１つの赤外線反射体が設けられているから、赤外線吸収体と赤外線反射体とが個別に設けられてなる赤外線カットフィルタと比べて、薄型化が可能であり、当該赤外線カットフィルタが内蔵される撮像装置を薄型化することができる。
　本発明によれば、波長が６００ｎｍ～７００ｎｍの赤色の可視光線を十分に透過しつつ、波長が７００ｎｍを超える光線をカットすることができ、且つ、ゴーストの発生を抑制することができる赤外線カットフィルタを提供することができる。
図１は、実施の形態１に係る赤外線カットフィルタを用いてなる撮像装置の概略構成を示す概略模式図である。 図２は、実施の形態１に係る赤外線カットフィルタの赤外線反射体の概略構成を示す部分拡大図である。 図３は、実施の形態１の実施例１に係る赤外線カットフィルタの光透過特性を示す図である。 図４は、実施の形態１の実施例２に係る赤外線カットフィルタの光透過特性を示す図である。 図５は、実施の形態１の実施例３に係る赤外線カットフィルタの光透過特性を示す図である。 図６は、実施の形態２に係る赤外線カットフィルタを用いてなる撮像装置の概略構成を示す概略模式図である。 図７は、赤外線吸収ガラスの光透過特性を示す図である。 図８は、赤外線カットコートの光透過特性を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　＜実施の形態１＞
　本実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタ１は、図１に示すように、撮像装置において、撮像光路の光軸に沿って配列された結像光学系４と撮像デバイス５との間に配置される。
　この赤外線カットフィルタ１は、可視光線を透過し、且つ赤外線を吸収する赤外線吸収体２と、可視光線を透過し、且つ赤外線を反射する赤外線反射体３とが接着されてなる。つまり、赤外線カットフィルタ１は、１つの赤外線吸収体２の一主面（後述する赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２）に、１つの赤外線反射体３が設けられた構成とされている。
　赤外線吸収体２は、赤外線吸収ガラス２１の一主面２１１に反射防止膜２２（ＡＲコート）が形成されてなる。
　赤外線吸収ガラス２１としては、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスで、例えば、厚さが０．２ｍｍ～１．２ｍｍの方形薄板状のガラスが使用される。
　また、反射防止膜２２は、赤外線吸収ガラス２１の一主面２１１に対して、ＭｇＦ2からなる単層、Ａｌ2Ｏ2とＺｒＯ2とＭｇＦ2とからなる多層膜、ＴｉＯ2とＳｉＯ2とからなる多層膜のいずれかの膜を周知の真空蒸着装置（図示省略）によって真空蒸着することにより形成される。なお、反射防止膜２２は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源（図示省略）近傍に設けられたシャッター（図示省略）を閉じるなどして蒸着物質の蒸着を停止することにより行われる。このような反射防止膜２２は、Ｎ大気中において、大気の屈折率（約１．０）よりも大きく、且つ、赤外線吸収ガラス２１の屈折率よりも小さい屈折率を有するように形成されている。
　このような赤外線吸収体２は、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となって、７００ｎｍの波長で透過率が１０％～４０％となる光透過特性を有する。なお、このような赤外線吸収体２の光透過特性において、透過率は、４００ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域内の波長で９０％以上の最大値となる。
　赤外線反射体３は、透明基板３１の一主面３１１に赤外線反射膜３２が形成されてなる。
　透明基板３１としては、可視光線及び赤外線を透過する無色透明ガラスで、例えば、厚さが０．２ｍｍ～１．０ｍｍの方形薄板状のガラスを使用している。
　赤外線反射膜３２は、図２に示すように、高屈折率材料からなる第１薄膜３２１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２２とが交互に複数積層された多層膜である。なお、この実施の形態１では、第１薄膜３２１にＴｉＯ2を用い、第２薄膜３２２にＳｉＯ2を用いていており、奇数層がＴｉＯ2で、偶数層がＳｉＯ2で、最終層がＳｉＯ2となっているが、膜設計上、最終層がＳｉＯ2であれば、奇数層がＳｉＯ2で、偶数層がＴｉＯ2となっていてもよい。
　この赤外線反射膜３２の製造方法としては、透明基板３１の一主面３１１に対して、周知の真空蒸着装置（図示省略）によってＴｉＯ2とＳｉＯ2とを交互に真空蒸着し、図２に示すような赤外線反射膜３２を形成する方法が用いられる。なお、各薄膜３２１，３２２の膜厚調整は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源（図示省略）近傍に設けられたシャッター（図示省略）を閉じるなどして蒸着物質（ＴｉＯ2 、ＳｉＯ2）の蒸着を停止することにより行われる。
　また、赤外線反射膜３２は、図２に示すように、透明基板３１の一主面３１１側から順に序数詞で定義される複数層、本実施の形態１では１層、２層、３層・・・から構成されている。これら１層、２層、３層・・・それぞれの層は、第１薄膜３２１と第２薄膜３２２とが積層されて構成されている。これら積層される第１薄膜３２１と第２薄膜３２２との光学膜厚が異なることにより１層、２層、３層・・・それぞれの厚さが異なる。なお、ここでいう光学膜厚は、下記する数式１により求められる。
　［数式１］
　Ｎｄ＝ｄ×Ｎ×４／λ（Ｎｄ：光学膜厚、ｄ：物理膜厚、Ｎ：屈折率、λ：中心波長）
　本実施の形態において、赤外線反射体３は、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域内の各波長で８０％以上の透過率を示し、この４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域で平均９０％以上の透過率を示して、６７０ｎｍ～６９０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が１５％未満となる光透過特性を有する。また、この赤外線反射体３が５０％の透過率を示す波長は、赤外線吸収体２が５０％の透過率を示す波長よりも長い。
　このような赤外線吸収体２と赤外線反射体３とからなる赤外線カットフィルタ１は、例えば０．４ｍｍ～１．６ｍｍの厚さを有する。つまり、赤外線吸収体２を構成する赤外線吸収体ガラス２１の厚み、及び赤外線反射体３を構成する透明基板３１の厚みは、赤外線吸収体２と赤外線反射体３の厚みの合計が、例えば、０．４ｍｍ～１．６ｍｍとなる。
　そして、赤外線カットフィルタ１は、上記した赤外線吸収体２及び赤外線反射体３の光透過特性の組み合わせにより、４５０ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が９０％以上となり、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となって、７００ｎｍの波長で透過率が５％未満となる光透過特性を有する。
　この実施の形態１に係る赤外線カットフィルタ１の具体例を、実施例１～３として以下に示し、実施例１～３に係る各赤外線カットフィルタ１の波長特性及び構成を、図３～５及び以下表１～３に示す。
　－実施例１－
　本実施例１では、赤外線吸収ガラス２１として、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスで、厚さが０．８ｍｍで、Ｎ大気中における屈折率が約１．５のガラス板を用いた。そして、この赤外線吸収ガラス２１の一主面２１１に、Ｎ大気中における屈折率が１．６のＡｌ2Ｏ3膜、Ｎ大気中における屈折率が２．０のＺｒＯ2膜、Ｎ大気中における屈折率が１．４のＭｇＦ2膜の順に、反射防止膜２２を構成する各膜を真空蒸着により形成して赤外線吸収体２を得た。
　この赤外線吸収体２は、図３のＬ１に示すような光透過特性を有する。なお、この実施例１では、光線の入射角を０度、すなわち光線を垂直入射させている。
　つまり、赤外線吸収ガラス２１は、４００ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域での透過率が９０％以上で、５５０ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で透過率が減少し、約６４０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約１７％となる光透過特性を有する。
　赤外線反射体３の透明基板３１としては、Ｎ大気中における屈折率が１．５で、厚みが０．３ｍｍのガラス板を用いた。また、赤外線反射膜３２を構成する第１薄膜３２１として、Ｎ大気中における屈折率が２．３０であるＴｉＯ2を用い、第２薄膜３２２として、Ｎ大気中における屈折率が１．４６であるＳｉＯ2を用い、これらの中心波長を６８８ｎｍとした。
　これら各薄膜３２１，３２２各々の光学膜厚が、表１に示すような値になるようにした上記した４０層からなる赤外線反射膜３２の製造方法により、透明基板３１の一主面３１１に対して、各薄膜３２１，３２２を形成し、赤外線反射体３を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１は、赤外線カットフィルタ１の赤外線反射膜３２の組成及び各薄膜（第１薄膜３２１、第２薄膜３２２）の光学膜厚を示している。
　この赤外線反射体３は、図３のＬ２に示すような光透過特性を有する。つまり、赤外反射体３（赤外線反射膜３２）の光透過特性は、３９５ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域（４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域を含む波長帯域）で、約１００％の透過率を示し、波長が約６７０ｎｍを超えると急峻に透過率が減少して約６８０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約４％となる光透過特性を有する。
　そして、図１に示すように、赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に、透明基板３１の他主面３１２を接着することにより、厚みが１．１ｍｍの実施例１に係る赤外線カットフィルタ１を得た。
　この実施例１に係る赤外線カットフィルタ１は、赤外線吸収体２及び赤外線反射体３の光透過特性が組み合わさった図３のＬ３に示す光透過特性を有する。つまり、実施例１の赤外線カットフィルタ１は、４００ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域での透過率が９０％以上で、５５０ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で透過率が減少し、約６４０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる光透過特性を有する。
　－実施例２－
　本実施例２では、赤外線吸収ガラス２１として、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスで、厚さが０．５５ｍｍで、Ｎ大気中における屈折率が約１．５のガラス板を用いた。そして、この赤外線吸収ガラス２１の一主面２１１に、Ｎ大気中における屈折率が１．６のＡｌ2Ｏ3膜、Ｎ大気中における屈折率が２．０のＺｒＯ2膜、Ｎ大気中における屈折率が１．４のＭｇＦ2膜の順に、反射防止膜２２を構成する各膜を真空蒸着により形成して赤外線吸収体２を得た。
　この赤外線吸収体２は、図４のＬ５に示すような光透過特性を有する。なお、この実施例２では、光線の入射角を０度、すなわち光線を垂直入射させている。
　つまり、赤外線吸収ガラス２１は、４００ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域での透過率が９０％以上で、５５０ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で透過率が減少し、約６５０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約２５％となる光透過特性を有する。
　赤外線反射体３の透明基板３１としては、Ｎ大気中における屈折率が１．５で、厚みが０．３ｍｍのガラス板を用いた。また、赤外線反射膜３２を構成する第１薄膜３２１として、Ｎ大気中における屈折率が２．３０であるＴｉＯ2を用い、第２薄膜３２２として、Ｎ大気中における屈折率が１．４６であるＳｉＯ2を用い、これらの中心波長を７４８ｎｍとした。
　これら各薄膜３２１，３２２各々の光学膜厚が、表２に示すような値になるようにした上記した４０層からなる赤外線反射膜３２の製造方法により、透明基板３１の一主面３１１に対して、各薄膜３２１，３２２を形成し、赤外線反射体３を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２は、赤外線カットフィルタ１の赤外線反射膜３２の組成及び各薄膜（第１薄膜３２１、第２薄膜３２２）の光学膜厚を示している。
　この赤外線反射体３は、図４のＬ６に示すような光透過特性を有する。つまり、赤外線反射体３（赤外線反射膜３２）の光透過特性は、３８０ｎｍ～４２０ｎｍの波長帯域での透過率が平均１０％以下で、波長が４３０ｎｍを超えると急峻に透過率が上昇して、４５０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域（４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域を含む波長帯域）で、約１００％（平均９０％以上）の透過率を示し、波長が約６７０ｎｍを超えると急峻に透過率が減少して約６８０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約３％となる光透過特性を有する。
　そして、図１に示すように、赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に、透明基板３１の他主面３１２を接着することにより、厚みが０．８５ｍｍの実施例２に係る赤外線カットフィルタ１を得た。
　この実施例２に係る赤外線カットフィルタ１は、赤外線吸収体２及び赤外線反射体３の光透過特性が組み合わさった図４のＬ７に示す光透過特性を有する。つまり、実施例２の赤外線カットフィルタ１は、７００ｎｍを超える波長の光に加えて、３８０ｎｍ～４２０ｎｍの波長帯域の光をカットする構成とされており、３８０ｎｍ～４２０ｎｍの波長帯域での透過率が平均１０％以下で、波長が４３０ｎｍを超えると急峻に透過率が上昇して、４５０ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域で透過率が９０％以上となり、５５０ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で透過率が減少し、約６５０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる光透過特性を有する。
　－実施例３－
　本実施例３では、赤外線吸収ガラス２１として、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスで、厚さが０．４５ｍｍで、Ｎ大気中における屈折率が約１．５のガラス板を用いた。そして、この赤外線吸収ガラス２１の一主面２１１に、Ｎ大気中における屈折率が１．６のＡｌ2Ｏ3膜、Ｎ大気中における屈折率が２．０のＺｒＯ2膜、Ｎ大気中における屈折率が１．４のＭｇＦ2膜の順に、反射防止膜２２を構成する各膜を真空蒸着により形成して赤外線吸収体２を得た。
　この赤外線吸収体２は、図５のＬ８に示すような光透過特性を有する。なお、この実施例２では、光線の入射角を０度、すなわち光線を垂直入射させている。
　つまり、赤外線吸収ガラス２１は、４００ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域での透過率が９０％以上で、５５０ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で透過率が減少し、約６７０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約３４％となる光透過特性を有する。
　赤外線反射体３の透明基板３１としては、実施例１と同様に、Ｎ大気中における屈折率が１．５で、厚みが０．３ｍｍのガラス板を用いた。また、実施例１と同様に、赤外線反射膜３２を構成する第１薄膜３２１として、Ｎ大気中における屈折率が２．３０であるＴｉＯ2を用い、第２薄膜３２２として、Ｎ大気中における屈折率が１．４６であるＳｉＯ2を用い、これらの中心波長を６８８ｎｍとした。
　これら各薄膜３２１，３２２各々の光学膜厚が、実施例１と同様に、上記表１に示すような値になるようにした上記した４０層からなる赤外線反射膜３２の製造方法により、透明基板３１の一主面３１１に対して、各薄膜３２１，３２２を形成し、赤外線反射体３を得た。
　この赤外線反射体３は、図５のＬ９に示すような光透過特性を有する。上記した通り、本実施例３では、実施例１と同様にして赤外線反射体３を得たが、製造誤差により、本実施例３の赤外線反射体３（赤外線反射膜３２）は、実施例１の赤外線反射体３（赤外線反射膜３２）の光透過特性Ｌ２（図３参照）と若干異なる光透過特性Ｌ９を有する。具体的には、本実施例３の赤外線反射体３（赤外線反射膜３２）の光透過特性Ｌ９は、４００ｎｍ～４４０ｎｍの波長帯域において９０％以上の透過率を示し、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域内（具体的には、４９０ｎｍ～５４０ｎｍの波長帯域）においてリップルの発生を示すものの、このようなリップルが発生する波長帯域においても、８０％以上の透過率を示し、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域で平均９０％以上の透過率を示す。また、赤外線反射体３（赤外線反射膜３２）の光透過特性は、波長が約６７０ｎｍを超えると急峻に透過率が減少して、約６８０ｎｍの波長で５０％の透過率を示し、７００ｎｍの波長で約５％の透過率を示す。
　そして、図１に示すように、赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に、透明基板３１の他主面３１２を接着することにより、厚みが０．７５ｍｍの実施例３に係る赤外線カットフィルタ１を得た。
　この実施例３に係る赤外線カットフィルタ１は、赤外線吸収体２及び赤外線反射体３の光透過特性が組み合わさった図５のＬ１０に示す光透過特性を有する。つまり、実施例３の赤外線カットフィルタ１は、４００ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域での透過率の平均が９０％以上で、５５０ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で透過率が減少し、約６７０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる光透過特性を有する。
　上記した実施例１～３の赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ３，Ｌ７，Ｌ１０（図３～５参照）に示されるように、本実施の形態１に係る赤外線カットフィルタ１では、赤外線吸収体２と赤外線反射体３との組み合わせにより、４５０ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が９０％以上となり、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となって、７００ｎｍの波長で透過率が約０％（５％未満）となる光透過特性を得ることができる。つまり、可視域から赤外域に亘って、緩やかに透過率が減少し、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる人の目の感度特性に近い光透過特性を得ることができる。特に、実施例２に係る赤外線カットフィルタ１では、上記の通り、３８０ｎｍ～４２０ｎｍの波長帯域の透過率、具体的には、人間の目には見えない紫外線が影響を及ぼす波長帯域の透過率が平均１０％以下に抑えられているため、実施例１及び３に係る赤外線カットフィルタと比べて、より人の目の感度特性に近い光透過特性を得ることができる。
　図３～５に示す実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ３，Ｌ７，Ｌ１０を、従来の赤外線カットフィルタの光透過特性Ｌ４との比較により、より具体的に説明する。
　図３～５のＬ４に示す光透過特性を有する従来の赤外線カットフィルタは、赤外線吸収ガラスの両面に反射防止膜が形成されてなる赤外線吸収体で構成されたものである。この従来の赤外線カットフィルタでは、赤外線吸収体である赤外線吸収ガラスの厚みを１．６ｍｍとすることで、透過率が約０％となるポイントが７００ｎｍに合わせられている。
　これに対して、実施例１～３の赤外線カットフィルタ１では、Ｌ４の光透過特性を有する従来の赤外線カットフィルタ（赤外線吸収体）の半分以下の厚さで、且つ、可視域、特に６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域において、従来の赤外線カットフィルタよりも高い透過率を示す赤外線吸収体２、即ち、Ｌ１、Ｌ５、又はＬ８に示す光透過特性を有する赤外線吸収体２に、赤外線反射体３を組み合わせることで、透過率が約０％となるポイントが７００ｎｍに合わせられている。
　このため、実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ３，Ｌ７，Ｌ１０は、可視光域、特に、６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域で、従来の赤外線カットフィルタの光透過特性Ｌ４と比べて高い透過率を示す。また、実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ３，Ｌ７，Ｌ１０において、７００ｎｍの波長の光線に対する透過率は、従来の赤外線カットフィルタの光透過特性Ｌ４と比べて、より０％に近いものとなっている。
　具体的には、従来の赤外線カットフィルタの光透過特性Ｌ４では、６００ｎｍの波長での透過率が約５５％で、約６０５ｎｍの波長で透過率が５０％となり、６７５ｎｍの波長で透過率が約７．５％となって、７００ｎｍの波長で透過率が約３％となる。
　これに対し、実施例１に係る赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ３（図３参照）では、６００ｎｍの波長での透過率が約７５％で、約６４０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、６７５ｎｍの波長で透過率が約２０％となって、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる。また、実施例２に係る赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ７（図４参照）では、６００ｎｍの波長での透過率が約８０％で、約６５０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、６７５ｎｍの波長で透過率が約３０％となって、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる。さらに、実施例３に係る赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ１０（図５参照）では、６００ｎｍの波長での透過率が約８５％で、約６７０ｎｍの波長で透過率が５０％となり、６７５ｎｍの波長で透過率が約４０％となって、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる。
　このように、実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１の光透過特性Ｌ３，Ｌ７，Ｌ１０は、従来の赤外線カットフィルタの光透過特性Ｌ４と比べて、６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域、特に、６００ｎｍ～６７５ｎｍの波長帯域での透過率が高く、且つ、７００ｎｍの波長での透過率が０％に近いものとなっている。つまり、実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１は、従来の赤外線カットフィルタに比べ、７００ｎｍを超える赤外線を十分にカットしつつ、波長が６００ｎｍ～７００ｎｍの赤色の可視光線を十分に透過させることができるものであることが認められる。このため、実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１が撮像装置に搭載されると、撮像デバイス５で、従来に比べて、赤みの強い色合いで画像を撮像することが可能となり、暗所の画像を明るく撮像することが可能となる。
　また、本実施の形態１に係る赤外線カットフィルタ１では、赤外線反射体３に赤外線吸収体２を組み合わせることで、赤外線反射体２によって反射される光の量が抑制されている。具体的には、実施例１の赤外線カットフィルタ１において、赤外線反射体３の半値波長は、図３に示すように、約６８０ｎｍであり、赤外線吸収体２の半値波長（約６４０ｎｍ）よりも長い。また、実施例２の赤外線カットフィルタ１において、赤外線反射体３の半値波長は、図４に示すように、約６８０ｎｍであり、赤外線吸収体２の半値波長（約６５０ｎｍ）よりも長い。さらに、実施例３の赤外線カットフィルタ１において、赤外線反射体３の半値波長は、図５に示すように、約６８０ｎｍであり、赤外線吸収体２の半値波長（約６７０ｎｍ）よりも長い。このように、実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１において、赤外線反射体３の半値波長（透過率が５０％となる波長）は、赤外線吸収体２の半値波長よりも長く、赤外線吸収体２の光透過特性Ｌ１，Ｌ５，Ｌ８を示す透過率曲線と、赤外線反射体３の光透過特性Ｌ２，Ｌ６，Ｌ９を示す透過率曲線とが交差する交差点Ｐの波長（赤外線吸収体２の透過率と赤外線反射体３の透過率とが同一となる波長）は、赤外線吸収体２の半値波長よりも長い。また、上記交差点Ｐの波長での赤外線吸収体２及び赤外線反射体３の透過率は、５０％以下である。このため、実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１では、赤外線吸収体２での赤外線の吸収により、赤外線反射体３によって反射される光の量が抑制され、赤外線反射体２での光の反射によるフレア及びゴーストの発生が抑制される。
　また、本実施の形態１の実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１では、赤外線反射体３の半値波長が赤外線吸収体２の半値波長よりも長く、赤外線吸収体２と赤外線反射体３の組み合わせによる赤外線カットフィルタ１の半値波長が、赤外線吸収体２の半値波長にほぼ一致するように構成されている。つまり、赤外線反射体３に比べて設計誤差による透過率のばらつきの少ない赤外線吸収体２により、赤外線カットフィルタ１の半値波長が設定される構成とされているため、当該赤外線カットフィルタ１の製造において、製造時の設計誤差による赤外線カットフィルタの光透過特性のばらつきを低減させることが可能となる。
　また、本実施の形態１の実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１において、赤外線反射体３は、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域内の各波長で８０％以上の透過率を示し、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域での透過率の平均が９０％以上である光透過特性を有している。このため、赤外線カットフィルタ１では、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域で赤外線吸収体２の光透過特性に依存した光透過特性が得られるから、可視域から赤外域に亘って、緩やかに透過率が減少し、７００ｎｍの波長で透過率が約０％となる人の目の感度特性に近い光透過特性を得ることができる上に、可視域、特に、赤色の可視光線の波長帯域（６００ｎｍ～７００ｎｍ）で高い透過率を得ることができる。
　また、赤外線カットフィルタ１の半値波長と赤外線吸収体２の半値波長とがほぼ一致するように、赤外線反射体３は、赤外線吸収体２の半値波長の光線に対して９０％以上の透過率を示すように構成されているから、赤外線吸収体の５５０ｎｍ～７００ｎｍの波長で徐々に透過率が減少する人の目の感度特性に近い光透過特性が、赤外線カットフィルタ１に備えられ、人の目の感度特性に近い光透過特性が得られる。
　さらに、実施の形態１の実施例１～３に係る赤外線カットフィルタ１において、赤外線吸収体２は、Ｌ４に示す光透過特性を有する従来の赤外線カットフィルタよりも薄い厚みで構成することができる。このため、赤外線カットフィルタ１の厚みを、従来の赤外線カットフィルタと同じか、この従来の赤外線カットフィルタよりも薄くすることができる。
　＜実施の形態２＞
　本実施の形態２に係る赤外線カットフィルタ１Ａは、図６に示すように、撮像装置において、撮像光路の光軸に沿って配列された結像光学系４と撮像デバイス５との間に配置される。
　本実施の形態２に係る赤外線カットフィルタ１Ａは、図６に示すように、赤外線を吸収する赤外線吸収体２Ａと、赤外線を反射する赤外線反射体３Ａとからなる。
　撮像装置において、赤外線吸収体２Ａと赤外線反射体３Ａは、撮像光路の光軸に沿って配列された結像光学系４と撮像デバイス５との間に、離間して配置される。なお、赤外線吸収体２Ａは、赤外線反射体３Ａよりも結像光学系４の側に配置される。
　この赤外線吸収体２Ａは、赤外線吸収ガラス２１の両主面２１１，２１２に、反射防止膜２２が形成されてなる。
　赤外線吸収ガラス２１としては、実施の形態１で示した赤外線吸収体２の赤外線吸収ガラス２１と同様に、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスで、例えば、厚さが０．２ｍｍ～１．２ｍｍの方形薄板状のガラスを使用している。
　また、反射防止膜２２は、赤外線吸収ガラス２１の両主面２１１，２１２に対して、ＭｇＦ2からなる単層、Ａｌ2Ｏ2とＺｒＯ2とＭｇＦ2とからなる多層膜、ＴｉＯ2とＳｉＯ2とからなる多層膜のいずれかの膜を周知の真空蒸着装置（図示省略）によって真空蒸着することにより形成される。なお、反射防止膜２２は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源（図示省略）近傍に設けられたシャッター（図示省略）を閉じるなどして蒸着物質の蒸着を停止することにより行われる。このような反射防止膜２２は、Ｎ大気中において、大気の屈折率（約１．０）よりも大きく、且つ、赤外線吸収ガラス２１の屈折率よりも小さい屈折率を有するように形成されている。
　このような赤外線吸収体２Ａは、実施の形態１と同様の赤外線吸収ガラス２１を用いてなることから、実施の形態１の赤外線吸収体２と同様の光透過特性を有する。つまり、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となって、７００ｎｍの波長で透過率が１０％～４０％となる光透過特性を有する。なお、このような赤外線吸収体２Ａの光透過特性において、透過率は、４００ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域内の波長で９０％以上の最大値となる。
　また、赤外線反射体３Ａは、透明基板３１の一主面３１１に赤外線反射膜３２が形成され、他主面３１２に反射防止膜３３が形成されてなる。この赤外線反射体３Ａは、撮像装置において、図６に示すように、赤外線反射膜３２側の面が撮像デバイス５と対向するように配置される。
　透明基板３１としては、実施の形態１で示した透明基板３１と同様の可視光線及び赤外線を透過する無色透明ガラスで、例えば、厚さが０．２ｍｍ～１．０ｍｍの方形薄板状のガラスを使用している。
　赤外線反射膜３２としては、実施の形態１で示した赤外線反射膜３２と同様の高屈折率材料からなる第１薄膜３２１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２２とが交互に複数積層された多層膜が使用されている。
　このような赤外線反射体３Ａは、実施の形態１と同様の赤外線反射膜３２が透明基板３１に形成されていることから、実施の形態１の赤外線反射体３と同様の光透過特性を有する。つまり、赤外線反射体３Ａは、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域内の各波長で８０％以上の透過率を示し、この４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域で平均９０％以上の透過率を示して、６７０ｎｍ～６９０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が１５％未満となる光透過特性を有する。また、この赤外線反射体３Ａが５０％の透過率を示す波長は、赤外線吸収体２が５０％の透過率を示す波長よりも長い。
　反射防止膜３３は、透明基板３１の他主面３１２に対して、ＭｇＦ2からなる単層、Ａｌ2Ｏ2とＺｒＯ2とＭｇＦ2とからなる多層膜、ＴｉＯ2とＳｉＯ2とからなる多層膜のいずれかの膜を周知の真空蒸着装置（図示省略）によって真空蒸着することにより形成される。なお、反射防止膜２２は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源（図示省略）近傍に設けられたシャッター（図示省略）を閉じるなどして蒸着物質の蒸着を停止することにより行われる。このような反射防止膜３３は、Ｎ大気中において、大気の屈折率（約１．０）よりも大きく、且つ、透明基板３１の屈折率よりも小さい屈折率を有するように形成されている。
　また、このような赤外線吸収体２Ａの厚みと赤外線反射体３Ａの厚みの合計は、例えば、０．４～１．６ｍｍとされている。つまり、赤外線吸収体２を構成する赤外線吸収体ガラス２１の厚み、及び赤外線反射体３を構成する透明基板３１の厚みは、赤外線吸収体２と赤外線反射体３の厚みの合計が、例えば０．４ｍｍ～１．６ｍｍとなるように、適宜調整されている。
　そして、赤外線カットフィルタ１Ａでは、上記した赤外線吸収体２Ａ及び赤外線反射体３Ａの光透過特性の組み合わせにより、実施の形態１に係る赤外線カットフィルタ１と同様の光透過特性が得られる。即ち、４５０ｎｍ～５５０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が９０％以上となり、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が５％未満となる光透過特性が得られる。
　このように、実施の形態２に係る赤外線カットフィルタ１Ａでは、実施の形態１に係る赤外線カットフィルタ１と同様の光透過特性が得られるから、実施の形態１に係る赤外線カットフィルタ１と同様の効果を奏する。
　なお、上記した実施の形態１及び２では、透明基板３１としてガラス板を用いているが、これに限定されるものではなく、光線が透過可能な基板であれば、例えば、水晶板であってもよい。また、透明基板３１は、複屈折板であってもよく、複数枚からなる複屈折板であってもよい。また、水晶板とガラス板を組み合わせて透明基板３１を構成してもよい。
　また、実施の形態１及び２では、第１薄膜３２１にＴｉＯ2を用いているが、これに限定されるものではなく、第１薄膜３２１が高屈折材料からなっていればよく、例えば、ＺｒＯ2、ＴａＯ2、Ｎｂ2Ｏ2等を用いてもよい。また、第２薄膜３２２にＳｉＯ2を用いているが、これに限定されるものではなく、第２薄膜３２２が低屈折材料からなっていればよく、例えば、ＭｇＦ2等を用いてもよい。
　また、実施の形態１及び２の赤外線カットフィルタ１，１Ａは、撮像装置において、赤外線吸収体２，２Ａが赤外線反射体３，３Ａよりも結像光学系４の側に位置するように配置されているが、これに限定されるものではない。即ち、赤外線カットフィルタ１，１Ａは、赤外線反射体３，３Ａが赤外線吸収体２，２Ａよりも結像光学系４の側に位置するように配置されてもよい。
　例えば、撮像装置において、赤外線カットフィルタ１，１Ａを、結像光学系４の側に赤外線吸収体２，２Ａが位置するように配置した場合、赤外線反射体３，３Ａにより反射された光を赤外線吸収体２，２Ａで吸収することができるので、結像光学系４の側に赤外線反射体３，３Ａが位置するように配置した場合と比べ、赤外線反射体３，３Ａにより反射されて結像光学系４を散乱する光の量を低減させることができ、ゴーストの発生を抑制することができる。一方、赤外線カットフィルタ１，１Ａを、結像光学系４の側に赤外線反射体３，３Ａが位置するように配置した場合には、結像光学系４の側に赤外線吸収体２，２Ａが位置するように配置した場合と比べ、赤外線反射体３，３Ａと撮像デバイス５の距離、具体的には、製造過程で赤外線反射体３，３Ａ内に発生した異物と撮像デバイス５の距離が離れるので、異物による映像の劣化を抑えることができる。
　また、実施の形態１及び２では、赤外線吸収体２，２Ａとして、赤外線吸収ガラス２１の一主面２１１又は両主面２１１，２１２に反射防止膜２２が形成されたものが用いられているが、本発明でいう赤外線吸収体２，２Ａはこれに限定されるものではない。例えば、赤外線吸収ガラス２１の大気中における屈折率が、大気の屈折率とほぼ同じである場合には、反射防止膜２２は形成されていなくてよい。つまり、反射防止膜が形成されていない赤外線吸収ガラスを赤外線吸収体として用いてもよい。
　また、実施の形態１では、赤外線反射体３として、赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に接着された透明基板３１の一主面３１１に赤外線反射膜３２を形成したものが用いられ、実施の形態２では、赤外線反射体３Ａとして、透明基板３１の一主面３１１に赤外線反射膜３２が形成され、他主面３１２に反射防止膜３３が形成されたものが用いられているが、本発明でいう赤外線反射体３，３Ａはこれに限定されるものではない。例えば、赤外線吸収ガラスの表面に形成された赤外線反射膜を赤外線反射体としてもよい。
　つまり、実施の形態１では、赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に接着された透明基板３１の一主面３１１に赤外線反射膜３２を形成しているが、赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に直接、赤外線吸収体としての赤外線反射膜３２が形成されていてもよい。具体例としては、赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に、ＴｉＯ2とＳｉＯ2とを交互に真空蒸着することにより、赤外線吸収体としての赤外線反射膜３２が赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に形成されていてもよい。このように赤外線吸収ガラス２１の他主面２１２に直接、赤外線反射膜３２を形成すれば、赤外線カットフィルタ１を薄型化することができる。
　また、実施の形態２では、透明基板３１の他主面３１２に反射防止膜３３が形成されているが、透明基板３１の大気中における屈折率が、大気の屈折率とほぼ同じである場合には、反射防止膜３３は形成されていなくてよい。
　なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　また、この出願は、２０１０年６月１８日に日本で出願された特願２０１０－１３９６８６に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
　本発明は、可視域の光線を透過し、且つ赤外線をカットする赤外線カットフィルタに適用することが可能である。
　１，１Ａ　赤外線カットフィルタ
　２，２Ａ　赤外線吸収体
　２１　赤外線吸収ガラス
　２１１，２１２　主面
　２２　反射防止膜
　３，３Ａ　赤外線反射体
　３１　透明基板
　３１１，３１２　主面
　３２　赤外線反射膜
　３２１　第１薄膜
　３２２　第２薄膜
　３３　反射防止膜
　４　結像光学系
　５　撮像デバイス

Claims (4)

  1. 　赤外線をカットする赤外線カットフィルタであって、
    　赤外線を吸収する赤外線吸収体と、赤外線を反射する赤外線反射体とを備え、
    　前記赤外線吸収体は、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を有し、
    　前記赤外線反射体は、６７０ｎｍ～６９０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となる光透過特性を有し、
    　前記赤外線反射体が５０％の透過率を示す波長は、前記赤外線吸収体が５０％の透過率を示す波長よりも長く、
    　前記赤外線吸収体と前記赤外線反射体の組み合わせにより、６２０ｎｍ～６７０ｎｍの波長帯域内の波長で透過率が５０％となり、７００ｎｍの波長で透過率が５％未満となる光透過特性を有することを特徴とする赤外線カットフィルタ。
  2. 　請求項１に記載の赤外線カットフィルタであって、
    　前記赤外線吸収体は、７００ｎｍの波長で透過率が１０％～４０％となる光透過特性を有し、
    　前記赤外線反射体は、７００ｎｍの波長で透過率が１５％未満となる光透過特性を有することを特徴とする赤外線カットフィルタ。
  3. 　請求項１又は２に記載の赤外線カットフィルタであって、
    　前記赤外線反射体は、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域内の各波長で８０％以上の透過率を示し、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長帯域での透過率の平均が９０％以上である光透過特性を有することを特徴とする赤外線カットフィルタ。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか１つに記載の赤外線カットフィルタであって、
    　１つの前記赤外線吸収体の一主面に、１つの前記赤外線反射体が設けられていることを特徴とする赤外線カットフィルタ。
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