WO2013015303A1 - 光学部材 - Google Patents

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refractive index
index layer
multilayer film
dielectric multilayer
optical member
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French (fr)
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大澤　光生
雅宏 森
克司 三宅
克司 上條
満幸 舘村
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Optical Coatings Japan
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Optical Coatings Japan
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
    • G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/286—Interference filters comprising deposited thin solid films having four or fewer layers, e.g. for achieving a colour effect

Definitions

  • the present invention relates to an optical member having a dielectric multilayer film.
  • An imaging device such as a digital still camera images a subject using a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS image sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor Semiconductor Image Sensor).
  • a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS image sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor Semiconductor Image Sensor).
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS image sensor Complementary Metal Oxide Semiconductor Semiconductor Image Sensor
  • a filter used for such applications is required to have a high light transmittance in the visible wavelength range.
  • a plurality of high refractive index layers and low refractive index layers are alternately stacked.
  • a dielectric multilayer film is used.
  • a filter having a dielectric multilayer film has an incident angle dependency of light, and when applied to an imaging device, the cutoff wavelength moves depending on the incident angle of light incident on the filter through an imaging lens.
  • the color may change between the center and the periphery of the photographed image.
  • incident angle dependency of light is simply referred to as incident angle dependency.
  • a first dielectric multilayer film and a second dielectric multilayer film are provided, and the width of the reflection band of the first dielectric multilayer film is set to the second dielectric multilayer film.
  • the position of the short wavelength side edge of the second dielectric multilayer film is between the short wavelength side edge and the long wavelength side edge of the reflection band of the first dielectric multilayer film.
  • a method is known in which the average refractive index of the entire first dielectric multilayer film is made higher than the average refractive index of the entire second dielectric multilayer film.
  • Patent Document 2 is such an example.
  • a first selective transmission multilayer film composed of a high refractive index layer and a medium refractive index layer, and a second selective transmission multilayer composed of a high refractive index layer and a low refractive index layer having a large refractive index ratio A method of combining with a membrane is known. In such a method, the incidence angle dependency is reduced by the first selective transmission multilayer film including the high refractive index layer and the medium refractive index layer.
  • Patent Document 3 is such an example.
  • a method of using a high dielectric multilayer film in combination with a dielectric multilayer film having a low average refractive index composed of a high refractive index layer and a low refractive index layer is also known. It needs to be formed and is not necessarily excellent in productivity.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, and is a dielectric multilayer in which a high refractive index layer having a refractive index of 2 or more and a low refractive index layer having a refractive index of 1.6 or less are alternately laminated.
  • an object is to reduce the incident angle dependency.
  • the optical member of the present invention is a unit refractive index layer formed of a transparent base, a high refractive index layer having a refractive index of 2 or more, and a low refractive index layer having a refractive index of 1.6 or less. And a dielectric multilayer film in which a plurality of layers are stacked.
  • the total number of the unit refractive index layers in the dielectric multilayer film is 15 or more, and the optical film thickness of the high refractive index layer in the unit refractive index layer is n H d H ,
  • the optical film thickness of the low refractive index layer is n L d L
  • the number of unit refractive index layers satisfying n H d H / n L d L ⁇ 3 in the dielectric multilayer film is 10 or more. It is characterized by that.
  • the optical member of the present invention has a dielectric multilayer film in which a plurality of unit refractive index layers each including a high refractive index layer having a refractive index of 2 or more and a low refractive index layer having a refractive index of 1.6 or less are laminated.
  • the total number of unit refractive index layers in the dielectric multilayer film is 15 or more, and the number of unit refractive index layers in the dielectric multilayer film satisfying n H d H / n L d L ⁇ 3 By setting it to 10 or more, the incident angle dependency can be effectively reduced.
  • FIG. 3 is a diagram showing the spectral transmittance of the optical member of Example 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing the spectral transmittance of the optical member of Example 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing the spectral transmittance of the optical member of Example 3.
  • FIG. 10 is a diagram showing the spectral transmittance of the optical member of Example 4.
  • the optical member 1 of the present invention includes a transparent substrate 2 and a dielectric multilayer film 3 formed on the transparent substrate 2.
  • the dielectric multilayer film 3 is formed by laminating a plurality of unit refractive index layers 33 including a high refractive index layer 31 having a refractive index of 2 or more and a low refractive index layer 32 having a refractive index of 1.6 or less.
  • the refractive index means a refractive index for light having a wavelength of 550 nm.
  • the optical member 1 of the present invention is characterized in that the total number of unit refractive index layers 33 in the dielectric multilayer film 3 is 15 or more. Further, when the optical film thickness of the high refractive index layer 31 in the unit refractive index layer 33 is n H d H and the optical film thickness of the low refractive index layer 32 is n L d L , n H d in the dielectric multilayer film 3 is obtained.
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H / n L d L ⁇ 3 is 10 or more.
  • the dielectric multilayer film 3 does not necessarily need to be composed only of the unit refractive index layer 33.
  • the unit refractive index layer 33 is formed in one or both of the thickness direction, that is, the stacking direction of the unit refractive index layers 33.
  • the high refractive index layer 31 or the low refractive index layer 32 may be present alone.
  • n H d H / n L d L may be the same or different from each other.
  • such a dielectric multilayer film 3 may be referred to as a first dielectric multilayer film 3.
  • the refractive index is increased by setting the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 3 in the dielectric multilayer film 3 to 10 or more.
  • the incident angle dependency can be effectively reduced. Specifically, the difference between the 50% transmission wavelength at the incident angle of 0 ° and the 50% transmission wavelength at the incident angle of 30 ° in the cutoff band between the transmission band and the reflection band, usually in the cutoff band near 650 nm.
  • the difference may be referred to as an infrared-side half-value wavelength shift amount or simply a wavelength shift amount.
  • the number of the unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 5 is 10 or more from the viewpoint of more effectively reducing the incident angle dependency. It is preferable.
  • the number of unit refractive index layers 33 to be formed is preferably larger from the viewpoint of reducing the incident angle dependency and improving the transmittance ripple, that is, the flatness of the spectral transmittance.
  • the total number of unit refractive index layers 33 in the dielectric multilayer film 3 is preferably 30 or more, and more preferably 35 or more.
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 3, preferably n H d H / n L d L ⁇ 5 in the dielectric multilayer film 3 is preferably 15 or more. 18 or more is more preferable.
  • the difference between the 50% transmission wavelength at an incident angle of 0 ° and the 50% transmission wavelength at an incident angle of 30 °, particularly in the cutoff band near 650 nm, is 16 nm or less. It is easy to reduce the transmittance ripple.
  • the number of unit refractive index layers 33 to be formed is preferably large from the viewpoint of shielding the infrared region, but is preferably suppressed from the viewpoint of productivity. Therefore, the total number of unit refractive index layers 33 in the dielectric multilayer film 3 is preferably 45 or less, and more preferably 40 or less.
  • n H d H / n L d L ⁇ 3 in the dielectric multilayer film 3 preferably the number of layers of the n H d H / n L d L ⁇ 5 units refractive index layer 33 that satisfies is preferably 35 or less 30 or less is more preferable.
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying 5 ⁇ n H d H / n L d L ⁇ 8 is preferably 10 or more, and more preferably 15 or more.
  • the difference between the 50% transmission wavelength at the incident angle of 0 ° and the 50% transmission wavelength at the incident angle of 30 ° in the cutoff band near 650 nm is set to 16 nm or less, and the transmittance ripple is reduced. It's easy to do.
  • the average n H d H / n L d L which is the average value of n H d H / n L d L in the whole of the rate layer 33 is preferably 4.5 to 6.
  • the average n H d H / n L d L is preferably 4.5 to 5.3.
  • n H d H / n L d L of each unit refractive index layer 33 in the dielectric multilayer film 3 is not necessarily limited as long as the above conditions are satisfied, but is preferably 0.1 to 25, more preferably 0.2 to 20. .
  • n H d H / n L d L ⁇ 3 preferably n H d H / n L d L ⁇ 5. More preferably, 5 ⁇ n H d H / n L d L ⁇ 8 is satisfied.
  • the average optical thickness n H d H is the average value of the optical thickness n H d H of the high refractive index layer 31 in the dielectric multilayer film 3 is preferably 200 ⁇ 310 nm, more preferably 210 ⁇ 300 nm.
  • the average optical thickness n L d L is the average value of the optical thickness n L d L of the low refractive index layer 32 in the dielectric multilayer film 3 is preferably 40 ⁇ 70 nm, more preferably 40 ⁇ 65 nm.
  • thickness n H d average optical thickness n H d H is the average value of H is preferably 210 ⁇ 270 nm, more preferably 220 ⁇ 260 nm.
  • the average optical thickness n L d L is the average value of the optical thickness n L d L of the low refractive index layer 32 in the dielectric multilayer film 3 is preferably 45 ⁇ 70 nm, more preferably 45 ⁇ 65 nm.
  • the optical film thickness n H d H of each high refractive index layer 31 in the dielectric multilayer film 3 is not necessarily limited as long as the above conditions are satisfied, but is preferably 10 to 350 nm.
  • the optical film thickness n L d L of each low refractive index layer 32 in the dielectric multilayer film 3 is not necessarily limited as long as the above conditions are satisfied, but is preferably 10 to 140 nm.
  • the constituent material of the high refractive index layer 31 is not necessarily limited as long as the refractive index is 2 or more, and examples thereof include TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and composite oxides thereof.
  • the constituent material of the low refractive index layer 32 is not necessarily limited as long as the refractive index is 1.6 or less, and examples thereof include SiO 2 , MgF 2 , and composite oxides thereof.
  • the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 can contain an additive for adjusting the refractive index within a range satisfying the refractive index.
  • examples include O 3 , ZnO, ZrO 2 , NiO, ITO (Indium Tin Oxide), ATO (Antimony doped Tin Oxide), and MgO.
  • the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 are preferably made of a single constituent material.
  • the film thickness adjusting mechanism for forming the dielectric multilayer film 3 only needs to correspond to two constituent materials, and only two types of film materials are available, so productivity in the film forming process is increased. Can be improved.
  • the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 are formed by, for example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion beam method, an ion plating method, or a CVD method. According to these forming methods, each refractive index layer can be formed relatively easily while controlling the thickness of each refractive index layer with high accuracy. Further, since the sputtering method or the ion plating method is a so-called plasma atmosphere treatment, the adhesion of the dielectric multilayer film 3 to the transparent substrate 2 can be improved.
  • the transparent substrate 2 may be either colorless or colored, and the shape thereof is not particularly limited as long as it transmits light in the visible wavelength range.
  • a plate shape, a film shape, a block Shape, lens shape and the like For example, a plate shape, a film shape, a block Shape, lens shape and the like.
  • the constituent material of the transparent substrate 2 is glass, crystal, crystal such as lithium niobate, sapphire, polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetate copolymer And polyolefin resins such as norbornene resin, polyacrylate and polymethyl methacrylate, urethane resin, vinyl chloride resin, fluororesin, polycarbonate resin, polyvinyl butyral resin, and polyvinyl alcohol resin. These materials may have an absorption characteristic for at least one of the ultraviolet wavelength region and the infrared wavelength region.
  • polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetate copolymer
  • polyolefin resins such as norbornene resin, polyacrylate and polymethyl methacrylate, urethane resin, vinyl chloride resin, fluor
  • Glass can be used by appropriately selecting characteristics such as the presence or absence of an alkali component and the size of a linear expansion coefficient from a transparent material in the visible wavelength range in consideration of an apparatus to be used, a place where the glass is disposed, and the like.
  • Borosilicate glass is preferable because it is easy to process and can suppress generation of scratches and foreign matters on the optical surface, and glass containing no alkali component is preferable because of good adhesion and weather resistance.
  • the glass may be an absorption type glass having absorption in an infrared wavelength region in which CuO or the like is added to fluorophosphate glass or phosphate glass.
  • the transparent substrate 2 preferably has absorption in the infrared wavelength region.
  • the transparent substrate 2 has absorption in the infrared wavelength region, so that color correction close to human visibility characteristics can be performed.
  • the dielectric multilayer film 3 is used for the purpose of complementing a portion where the transparent substrate 2 is not sufficiently absorbed. By using the dielectric multilayer film 3, spectral characteristics with low incident angle dependency can be obtained, and thus the spectral characteristics of the transparent substrate 2 are not adversely affected. Therefore, it is possible to obtain the optical member 1 having good characteristics as a near-infrared cut filter for an imaging device.
  • Crystals such as quartz, lithium niobate, and sapphire are used as low-pass filters and wave plates for reducing moiré and false colors in imaging devices such as digital still cameras, digital video cameras, surveillance cameras, in-vehicle cameras, and webcams.
  • the optical member 1 is provided with functions of a low-pass filter and a wave plate, and for example, the imaging device can be reduced in size and thickness.
  • a cover for protecting a solid-state image sensor is hermetically attached to a solid-state image sensor or a solid-state image sensor package in the image pickup apparatus.
  • this cover By using this cover as the transparent substrate 2, the infrared ray shielding function can be imparted to the cover, and the incident angle dependency can be reduced.
  • the material for the cover include crystal, glass, and resin, but crystal or glass is preferable from the viewpoint of heat resistance.
  • the resin is selected, a material having excellent heat resistance, for example, an organic-inorganic hybrid material containing an acrylic resin, a silicone resin, a fluororesin, silsesquioxane, or the like is preferable.
  • the dielectric multilayer film 3 may include the following adjustment unit.
  • the dielectric multilayer film 3 is capable of obtaining a spectral characteristic having a low incident angle dependency.
  • the infrared half-value wavelength shift amount can be further reduced.
  • the infrared-side half-value wavelength shift amount of the optical member 1 can be 10 nm or less.
  • the adjustment unit is characterized by high dependence on the incident angle in the spectral characteristics by itself, and waveform deformation at oblique incidence. Specifically, the near-infrared-side half-wavelength waveform by the adjustment unit changes greatly with oblique incidence, resulting in a smaller wavelength shift amount near the near-infrared-side half-value wavelength due to the entire dielectric multilayer film 3. .
  • the waveform shift near the half-infrared wavelength near the infrared side due to the dielectric multilayer film 3 other than the adjustment unit shifts in parallel in a similar shape with oblique incidence, but the waveform shift by the adjustment unit is accompanied by waveform deformation, that is, not in a similar shape. shift.
  • the wavelength shift amount is basically small, and the wavelength shift amount of the near-infrared half-value wavelength can be extremely reduced by utilizing waveform deformation. It should be noted that such waveform deformation at the time of oblique incidence of the adjusting portion is caused by a change in the optical film thickness accompanying a change in the incident angle.
  • the adjustment unit is composed of at least a part of a high refractive index layer 31 having a refractive index of 2 or more and a low refractive index layer 32 having a refractive index of 1.6 or less in the dielectric multilayer film 3.
  • refractive index layer 31 and the total number of layers and the low refractive index layer 32 is 10 or more layers, and the average optical thickness of T H of the high refractive index layer 31, and an average optical thickness of the low refractive index layer 32 T L
  • T H / T L is 1.5 or less, it is preferable. By setting it as such, it can be set as the above-mentioned spectral characteristics.
  • the average optical film thickness TL of the low refractive index layer 32 is obtained by dividing the total optical film thickness of the low refractive index layer 32 constituting the adjustment unit by the number of layers of the low refractive index layer 32 constituting the adjustment unit. It is a thing.
  • the adjustment part does not necessarily need to be continuously formed of 10 layers or more, and may be formed by being divided into two or more parts. When formed in a divided manner, the number of layers in at least one portion is preferably 10 or more. In the case of being divided and formed, it is not always necessary that T H / T L is 1.5 or less for each part, and T H / T L is 1. It only needs to be 5 or less.
  • the total number of layers in the adjustment unit is preferably as the fundamental number increases because it becomes easier to obtain the predetermined spectral characteristics, but is preferably 100 layers or less and more preferably 50 layers or less from the viewpoint of productivity.
  • T H / TL is not necessarily limited as long as it is 1.5 or less, but is preferably 1.0 or less and more preferably 0.9 or less because predetermined spectral characteristics are easily obtained.
  • T H / T L is usually preferably 0.1 or more, and more preferably 0.3 or more.
  • the average wavelength shift amount at a transmittance of 1 to 95% in the infrared cut-off region with and without using the adjusting portion in the dielectric multilayer film 3 is almost the same. This is presumably because the influence on the waveform shift at oblique incidence in the dielectric multilayer film 3 is dominated by the spectral characteristics due to the configuration of the dielectric multilayer film 3 other than the adjustment section.
  • the adjustment unit can be used to reduce the waveform shift in the region where the transmittance exceeds 50%, and thereby the incident angle in the red wavelength range. Since the dependency can be reduced, it is possible to contribute to image improvement in the imaging apparatus.
  • the optical member 1 having the adjusting portion has the following spectral characteristics. That is, it is preferable that the shift amount in the wavelength region where the near-infrared transmittance is 50% to 90% when the incident angle ⁇ is changed from 0 ° to 30 ° is 10 nm or less. Thereby, the wavelength shift of the red wavelength range (near 630 nm) is suppressed, which can contribute to image improvement in the imaging apparatus.
  • the near-infrared half-value wavelength is preferably in the range of 600 to 700 nm and more preferably in the range of 620 to 680 nm when the incident angle ⁇ is 0 °.
  • the optical member 1 has a transparent substrate 2 on the side opposite to the main surface on which the first dielectric multilayer film 3 is provided, as shown in FIG.
  • a second dielectric multilayer film 4 can be provided on the main surface to shield the longer wavelength region of the ultraviolet wavelength region and the infrared wavelength region.
  • a plurality of unit refractive index layers 43 each including a high refractive index layer 41 having a refractive index of 2 or more and a low refractive index layer 42 having a refractive index of 1.6 or less are stacked.
  • the total number of unit refractive index layers 43 in the second dielectric multilayer film 4 is preferably 3 or more, and more preferably 4 or more, from the viewpoint of effectively shielding light in the ultraviolet wavelength region and infrared wavelength region.
  • the total number of unit refractive index layers 43 in the second dielectric multilayer film 4 is preferably 55 or less, more preferably 50 or less, from the viewpoint of productivity and the like.
  • n H d H / n L d L which is an average value of n H d H / n L d L of the entire unit refractive index layer 43 in the second dielectric multilayer film 4 is 0.8 to 1.5. Is preferable, and 0.9 to 1.4 is more preferable.
  • the n H d H / n L d L value of each unit refractive index layer 43 in the second dielectric multilayer film 4 is not necessarily limited as long as the above conditions are satisfied, but is preferably 0.1 to 10, 1 to 8 are preferred.
  • the average optical thickness n H d H is the average value of the optical thickness n H d H of the high refractive index layer 41 of the second dielectric multilayer film 4 is preferably 100 ⁇ 250 nm, more preferably 120 ⁇ 230 nm.
  • the average optical thickness n L d L is the average value of the optical thickness n L d L of the low refractive index layer 42 of the second dielectric multilayer film 4 is preferably 100 ⁇ 230nm, 120 ⁇ 210nm Gayori preferable.
  • the optical film thickness n H d H of each high refractive index layer 41 in the second dielectric multilayer film 4 is not necessarily limited as long as the above conditions are satisfied, but is preferably 10 to 310 nm, and more preferably 15 to 300 nm.
  • the optical film thickness n L d L of each low refractive index layer 42 in the second dielectric multilayer film 4 is not necessarily limited as long as the above conditions are satisfied, but is preferably 5 to 310 nm, and more preferably 10 to 300 nm.
  • the constituent material of the high refractive index layer 41 is not necessarily limited as long as the refractive index is 2 or more. Examples thereof include TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and composite oxides thereof.
  • the constituent material of the low refractive index layer 42 is not necessarily limited as long as the refractive index is 1.6 or less, and examples thereof include SiO 2 , MgF 2 , and composite oxides thereof.
  • the high refractive index layer 41 and the low refractive index layer 42 can contain an additive for adjusting the refractive index within a range satisfying the refractive index.
  • examples include O 3 , ZnO, ZrO 2 , NiO, ITO (Indium Tin Oxide), ATO (Antimony doped Tin Oxide), and MgO.
  • the high refractive index layer 41 and the low refractive index layer 42 are formed by, for example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion beam method, an ion plating method, or a CVD method. According to these forming methods, each refractive index layer can be formed relatively easily while controlling the thickness of each refractive index layer with high accuracy. Further, since the sputtering method or the ion plating method is a so-called plasma atmosphere treatment, the adhesion of the second dielectric multilayer film 4 to the transparent substrate 2 can be improved.
  • the optical member 1 has a difference between a 50% transmission wavelength at an incident angle of 0 ° and a 50% transmission wavelength at an incident angle of 30 ° in a cutoff band between a transmission band and a reflection band, usually in a cutoff band near 650 nm. Is preferably 20 nm or less, and more preferably 18 nm or less.
  • the layer of the unit refractive index layer 33 that satisfies n H d H / n L d L ⁇ 3, preferably n H d H / n L d L ⁇ 5, in the first dielectric multilayer film 3.
  • the number By setting the number to 10 or more, more preferably 15 or more, and even more preferably 18 or more, for example, the difference between the 50% transmission wavelength at an incident angle of 0 ° and the 50% transmission wavelength at an incident angle of 30 ° is reduced to 16 nm or less. You can also.
  • the optical member 1 is used as, for example, a near-infrared cut filter such as a digital still camera, a digital video camera, a surveillance camera, an in-vehicle camera, a web camera, or an automatic exposure meter, that is, a visibility correction filter.
  • a near-infrared cut filter such as a digital still camera, a digital video camera, a surveillance camera, an in-vehicle camera, a web camera
  • an automatic exposure meter that is, a visibility correction filter.
  • the optical member 1 is disposed, for example, between an imaging lens and a solid-state imaging device.
  • the automatic exposure meter for example, it is arranged in front of the light receiving element.
  • the optical member 1 is arranged such that the main surface side on which the first dielectric multilayer film 3 is laminated is the light incident side, for example, the imaging lens side when it is arranged between the imaging lens and the solid-state imaging device. Is done. By adopting such an arrangement, it is possible to effectively reduce the incident angle dependency and suppress a change in color at the center portion and the peripheral portion of the captured image.
  • the optical member 1 may be disposed at a position away from the front surface of the solid-state imaging device, or may be directly attached to the solid-state imaging device or the package of the solid-state imaging device, as already described.
  • a cover that protects the solid-state imaging device may be used as the optical member 1. Further, it may be directly attached to a low-pass filter using a crystal such as quartz or lithium niobate for reducing moire and false color.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an imaging apparatus having a solid-state imaging device.
  • the imaging device 50 includes, for example, a solid-state imaging device 51, a cover glass 52, a lens group 53, a diaphragm 54, and a housing 55 for fixing them.
  • the lens group 53 is disposed on the imaging surface side of the solid-state imaging device 51, and includes, for example, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4.
  • the stop 54 is disposed between the third lens L3 and the fourth lens L4.
  • the cover glass 52 is disposed on the lens group 53 side of the solid-state image sensor 51 and protects the solid-state image sensor 51 from the external environment.
  • the solid-state imaging device 51 is an electronic component that converts light that has passed through the lens group 53 into an electrical signal, and is, for example, a CCD or a CMOS.
  • the solid-state image sensor 51, the cover glass 52, the lens group 53, and the stop 54 are disposed along the optical axis x.
  • the imaging device 50 In the imaging device 50, light incident from the subject side passes through the first lens L 1, the second lens L 2, the third lens L 3, the diaphragm 54, the fourth lens L 4, and the cover glass 52, and the solid-state imaging device. 51 is incident.
  • the solid-state image sensor 51 converts the incident light into an electric signal and outputs it as an image signal.
  • the optical member 1 is used as, for example, the cover glass 52 and the lens group 53, that is, the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, or the fourth lens L4.
  • the first dielectric multilayer film 3 and the second dielectric multilayer film 4 of the optical member 1 use the cover glass or lens group of a conventional imaging device as the transparent base material 2, and the surface of the transparent base material 2. Is provided.
  • optical member 1 will be described more specifically with reference to examples.
  • Example 1 A TiO 2 film as a high refractive index layer 31 and an SiO 2 film as a low refractive index layer 32 are formed on one surface of a 1 mm thick soda glass plate as the transparent substrate 2 as shown in Tables 1 to 3.
  • the first dielectric multilayer film 3 is formed by alternately laminating. Further, as shown in Tables 4 to 6, the TiO 2 film as the high refractive index layer 41 and the SiO 2 film as the low refractive index layer 42 are alternately stacked on the other surface of the transparent substrate 2.
  • the dielectric multilayer film 4 is formed, and the optical member 1 is manufactured.
  • the total number of layers including the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 is 76, that is, the total number of unit refractive index layers 33 is 38, n H d
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H 2 / n L d L ⁇ 3 is 28, and the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 5 is 25, 5 ⁇ n
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H d H / n L d L ⁇ 8 is 23, the average n H d H / n L d L is 4.8, the average optical film thickness n H d H is 232 nm, The average optical film thickness n L d L is 54 nm.
  • the total number of layers of the high refractive index layer 41 and the low refractive index layer 42 is 90, that is, the total number of unit refractive index layers 43 is 45, and the average n H d H / N L d L is 1.2, the average optical film thickness n H d H is 143 nm, and the average optical film thickness n L d L is 145 nm.
  • the transmittance in the range of 350 to 395 nm is less than 3%, and the average transmittance in the range of 430 to 630 nm is 95% or more.
  • the minimum transmittance is 90% or more, the average transmittance in the range of 700 to 1000 nm is less than 0.1%, the maximum transmittance in the same range is less than 0.5%, and the average transmittance in the range of 1000 to 1100 nm is 0.00. Less than 5%, the maximum transmittance in the same range is less than 2%, and the transmittance is 50% within the range of 415 ⁇ 10 nm and the range of 650 ⁇ 6 nm.
  • a TiO 2 film and a SiO 2 film are alternately laminated on one surface of a glass plate similar to the glass plate used in Example 1 to shield the infrared wavelength region.
  • a multilayer film is formed.
  • the TiO 2 film and the SiO 2 film are alternately laminated on the other surface of the glass plate as shown in Tables 4-6. Then, a dielectric multilayer film for shielding the ultraviolet wavelength region and the infrared wavelength region is formed to manufacture an optical member.
  • ⁇ 0 is the central wavelength 760 nm of the reflection band.
  • a TiO 2 film and a SiO 2 film are alternately laminated on one surface of a glass plate similar to the glass plate used in Example 1 to shield the infrared wavelength region.
  • a multilayer film is formed.
  • the TiO 2 film and the SiO 2 film are alternately laminated on the other surface of the glass plate as shown in Tables 4-6. Then, a dielectric multilayer film for shielding the ultraviolet wavelength region and the infrared wavelength region is formed to manufacture an optical member.
  • ⁇ 0 is the central wavelength of the reflection band, 680 nm.
  • FIG. 4 shows the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 0 ° in the wavelength range of 600 to 700 nm and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 30 ° for the optical members of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. Indicates the rate.
  • FIG. 4 shows the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 0 ° in the wavelength range of 600 to 700 nm and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 30 ° for the optical members of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. Indicates the rate.
  • the refractive index of the high refractive index layer takes wavelength dependency into consideration.
  • the number of layers is 10 or more, specifically at n H d H / n L d L ⁇ 3 layer number which satisfies the 28, n H d H / n L d L ⁇ 5 number of layers is 25 to satisfy the
  • the difference between the 50% transmission wavelength when the incident angle ⁇ is 0 ° and the 50% transmission wavelength when the incident angle ⁇ is 30 ° in the cutoff band near 650 nm is 16 nm.
  • the incident angle dependency can be effectively reduced.
  • the optical member 1 of Example 1 can effectively reduce the incident angle dependency, and can effectively improve the transmittance ripple, that is, the flatness of the spectral transmittance.
  • Example 2 As shown in Table 13, a TiO 2 film as the high refractive index layer 31 and an SiO 2 film as the low refractive index layer 32 are alternately formed on one surface of a 1 mm thick soda glass plate as the transparent substrate 2. By stacking, the first dielectric multilayer film 3 is formed, and the optical member 1 is manufactured.
  • the total number of layers including the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 is 30, that is, the total number of unit refractive index layers 33 is 15, n H d
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H 1 / n L d L ⁇ 3 is 13, and the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 5 is 12, 5 ⁇ n
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H d H / n L d L ⁇ 8 is 12, the average n H d H / n L d L is 5.5, the average optical film thickness n H d H is 283 nm, The average optical film thickness n L d L is 48 nm.
  • the transmittance in the range of 360 to 395 nm is less than 3%, and the average transmittance in the range of 430 to 630 nm is 95% or more.
  • the minimum transmittance is 90% or more, and the transmittance is 50% within the range of 415 ⁇ 10 nm and 650 ⁇ 6 nm.
  • the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 0 ° and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 30 ° were determined by optical simulation.
  • FIG. 6 shows the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 0 ° in the wavelength range of 350 to 1100 nm, and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 30 °.
  • the refractive index of the high refractive index layer takes wavelength dependency into consideration.
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 3 in the first dielectric multilayer film 3 is 13, and n H d H / n L
  • the 50% transmission wavelength and the incident angle ⁇ are 30 ° when the incident angle ⁇ is 0 ° in the cutoff band near 650 nm.
  • the difference from the 50% transmission wavelength can be 16 nm, and the incident angle dependency can be effectively reduced.
  • Example 3 On one surface of a near-infrared cut filter glass (NF-50 glass manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., having a glass thickness of 0.3 mm) as the transparent substrate 2, TiO as the high refractive index layer 31 as shown in Tables 14 to 16 2 film and the SiO 2 film as a low-refractive index layer 32 to form the first dielectric multilayer film 3 stacked alternately. Further, as shown in Table 17, a TiO 2 film as the high refractive index layer 41 and an SiO 2 film as the low refractive index layer 42 are alternately laminated on the other surface of the transparent substrate 2 to form the second The dielectric multilayer film 4 is formed, and the optical member 1 is manufactured.
  • NF-50 glass manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. having a glass thickness of 0.3 mm
  • the total number of layers including the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 is 76, that is, the total number of unit refractive index layers 33 is 38, n H d
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H 2 / n L d L ⁇ 3 is 28, and the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 5 is 20, 5 ⁇ n
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H d H / n L d L ⁇ 8 is 17, the average n H d H / n L d L is 5.1, the average optical film thickness n H d H is 247 nm, The average optical film thickness n L d L is 58 nm.
  • the total number of layers including the high refractive index layer 41 and the low refractive index layer 42 is 12, that is, the total number of unit refractive index layers 43 is 6, and the average n H d H / N L d L is 1.1, the average optical film thickness n H d H is 211 nm, and the average optical film thickness n L d L is 190 nm.
  • the transmittance in the range of 350 to 395 nm is less than 3%, and the average transmittance in the range of 430 to 545 nm is 95% or more.
  • the minimum transmittance is 90% or more, the average transmittance in the range of 700 to 1000 nm is less than 0.1%, the maximum transmittance in the same range is less than 0.5%, and the average transmittance in the range of 1000 to 1100 nm is 0.00. Less than 5%, the maximum transmittance in the same range is less than 2%, and the transmittance is 50% within the range of 415 ⁇ 10 nm and the range of 640 ⁇ 6 nm.
  • the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 0 ° and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 30 ° were determined by optical simulation.
  • FIG. 7 shows the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 0 ° in the wavelength range of 400 to 1100 nm, and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 30 °.
  • the refractive index of each refractive index layer does not consider wavelength dependence.
  • the optical member 1 of Example 3 in which the transparent substrate 2 was changed also has an incident angle ⁇ with respect to a 50% transmission wavelength of 638 nm when the incident angle ⁇ in the cutoff band is 0 °.
  • the 50% transmission wavelength when the incident angle ⁇ is 30 ° can be 635 nm, and the 20% transmission wavelength 686 nm when the incident angle ⁇ is 0 ° in the same cutoff band.
  • the wavelength can be 671 nm, and the incident angle dependency can be effectively reduced.
  • Comparative Example 3 As shown in Tables 18 and 19, mainly a TiO 2 film and an Al 2 O 3 film are alternately laminated on one surface of a glass plate similar to the glass plate used in Example 1 for shielding the infrared wavelength region.
  • the dielectric multilayer film is formed.
  • the films described in the layer numbers 1, 2, and 35 are adjustment layers, and the film having the layer numbers 3 to 34 is a dielectric multilayer film for shielding the infrared wavelength region.
  • the TiO 2 film and the SiO 2 film are alternately laminated on the other surface of the glass plate as shown in Tables 4-6.
  • a dielectric multilayer film for shielding the ultraviolet wavelength region and the infrared wavelength region is formed to manufacture an optical member.
  • the infrared multi-layer shielding dielectric multilayer films shown in Tables 18 and 19 have a high refractive index layer and a middle refractive index layer (made of constituent materials having a refractive index of more than 1.6 and less than 2). This is a repeated configuration.
  • Comparative Example 4 As shown in Tables 18 and 19, TiO 2 films and Al 2 O 3 films similar to those of Comparative Example 3 are alternately laminated on one surface of a glass plate similar to the glass plate used in Example 1. A dielectric multilayer film for shielding the outer wavelength region is formed. The difference from Comparative Example 3 is that no dielectric multilayer film is formed on the other surface of the glass plate.
  • the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 0 ° and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 30 ° were determined by optical simulation.
  • 8 and 9 show the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 0 ° in the wavelength range of 300 to 1300 nm, and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 30 °.
  • the refractive index of each refractive index layer takes wavelength dependency into consideration.
  • the 50% transmission wavelength and the incident angle ⁇ are 30 ° when the incident angle ⁇ is 0 ° in the cutoff band near 650 nm.
  • the difference from the 50% transmission wavelength is as large as 22 nm, and the incident angle dependency cannot be reduced.
  • Example 4 On one surface of a 1 mm thick soda glass plate as the transparent substrate 2, a TiO 2 film as a high refractive index layer 31 and an SiO 2 film as a low refractive index layer 32 as shown in Tables 20 and 21.
  • the first dielectric multilayer film 3 is formed by alternately stacking, and the optical member 1 is manufactured.
  • the total number of layers including the high refractive index layer 31 and the low refractive index layer 32 is 42, that is, the total number of unit refractive index layers 33 is 21, n H d
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H 1 / n L d L ⁇ 3 is 13, and the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 5 is 13, 5 ⁇ n
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying H d H / n L d L ⁇ 8 is 8, the average n H d H / n L d L is 5.2, and the average optical film thickness n H d H is 99.
  • the average optical film thickness n L d L is 45.8 nm and 45.8 nm.
  • the layer numbers 1 to 10 and 29 to 42 of the first dielectric multilayer film 3 also function as an adjusting unit.
  • the adjustment unit is T H / TL is 0.87.
  • the transmittance in the range of 360 to 395 nm is less than 3%, and the average transmittance in the range of 430 to 630 nm is 95% or more.
  • the minimum transmittance is 90% or more in the range of 415 ⁇ 10 nm, specifically in the range of 415 to 416 nm, and in the range of 650 ⁇ 15 nm, specifically in the range of 660 to 661 nm. % Has a point.
  • the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 0 ° and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ was 30 ° were determined by optical simulation.
  • FIG. 10 shows the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 0 ° in the wavelength range of 350 to 1100 nm, and the spectral transmittance when the incident angle ⁇ is 30 °.
  • the refractive index of each refractive index layer takes wavelength dependency into consideration.
  • the number of unit refractive index layers 33 satisfying n H d H / n L d L ⁇ 3 in the first dielectric multilayer film 3 is 13, and n H d H / n L
  • the 50% transmission wavelength and the incident angle ⁇ are 30 ° when the incident angle ⁇ is 0 ° in the cutoff band near 650 nm.
  • the difference from the 50% transmission wavelength can be 8 nm, and the incident angle dependency can be effectively reduced.
  • the waveform shift between the incident angle ⁇ of 0 ° and the incident angle ⁇ of 30 ° in the cutoff band near 650 nm is parallel. In other words, it is considered that the waveform is deformed.
  • the wavelength shift amount when the incident angle ⁇ in this range changes from 0 ° to 30 ° is 10 nm. It can be seen that the amount of wavelength shift is very small.
  • the wavelength region where the near infrared transmittance is less than 50% has a larger wavelength shift amount than the wavelength shift amount in the wavelength region where the transmittance is 50 to 90%. Therefore, by using a part of the first dielectric multilayer film 3 as an adjustment unit, the wavelength shift amount depending on the incident angle on the near infrared side is made non-uniform, and the incident angle dependency of the wavelength range in the red region is reduced. Can be small.
  • SYMBOLS 1 Optical member, 2 ... Transparent base material, 3 ... 1st dielectric multilayer film, 4 ... 2nd dielectric multilayer film, 31 ... High refractive index layer, 32 ... Low refractive index layer, 41 ... High refractive index Layer, 42 ... low refractive index layer, 50 ... imaging device, 51 ... solid-state imaging device, 52 ... cover glass, 53 ... lens group, 54 ... stop, 55 ... casing.

Landscapes

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Abstract

　光学部材１は、透明基材２と、該透明基材２に形成され、屈折率が２以上の高屈折率層３１と屈折率が１．６以下の低屈折率層３２とからなる単位屈折率層３３が複数積層された誘電体多層膜３とを有する。光学部材１は、特に、誘電体多層膜３における単位屈折率層３の全層数が１５以上、かつ単位屈折率層３における高屈折率層３１の光学膜厚をｎＨｄＨ、低屈折率層３２の光学膜厚をｎＬｄＬとしたとき、誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３の層数が１０以上である。

Description

光学部材
　本発明は、誘電体多層膜を有する光学部材に関する。
　デジタルスチルカメラ等の撮像装置では、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)等の固体撮像素子を用いて被写体を撮像している。これらの固体撮像素子は可視域から１１００ｎｍ付近の近赤外波長域に亘る分光感度を有しており、単体では良好な色再現性を得ることができないことから、赤外波長域の光を遮蔽するフィルタを用いて人の通常の視感度に補正している。すなわち、撮像レンズから固体撮像素子までの光路中に赤外波長域の光を遮蔽するフィルタを設けている。このような用途に用いられるフィルタには、可視波長域の光の透過率が高いことが要求され、例えば、特許文献１にあるように高屈折率層と低屈折率層とを交互に複数積層した誘電体多層膜が用いられる。
　しかしながら、誘電体多層膜を有するフィルタは、光の入射角依存性を有しており、撮像装置に適用した場合、撮像レンズを通してフィルタに入射する光の入射角によってカットオフ波長が移動するため、撮影した画像の中心部と周辺部とで色目が変化することがある。以下、光の入射角依存性は単に入射角依存性という。
　入射角依存性を低減する方法として、例えば第１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層膜とを設け、第１の誘電体多層膜の反射帯域の幅を第２の誘電体多層膜の反射帯域の幅より狭くするとともに、第２の誘電体多層膜の短波長側エッジの位置を第１の誘電体多層膜の反射帯域の短波長側エッジと長波長側エッジとの間とし、特に第１の誘電体多層膜全体の平均屈折率を第２の誘電体多層膜全体の平均屈折率よりも高くする方法が知られている。このような方法では、平均屈折率が高い第１の誘電体多層膜によって入射角依存性を低減し、第２の誘電体多層膜と合わせて広い反射帯域を確保する。特許文献２はこのような例である。
　また、ダイクロイックミラーとして、高屈折率層と中屈折率層とからなる第１の選択透過多層膜と、屈折率比の大きい高屈折率層と低屈折率層とからなる第２の選択透過多層膜とを組み合わせる方法が知られている。このような方法では、高屈折率層と中屈折率層とからなる第１の選択透過多層膜によって入射角依存性を低減する。特許文献３はこのような例である。
特開２００８－０７０８２５号公報 特開２００７－１８３５２５号公報 特開平１１－２０２１２７号公報
　特許文献２にも記載されるように、単に誘電体多層膜の平均屈折率を高くした場合、例えば、ＴｉＯ２からなる高屈折率層と、ＳｉＯ２よりも屈折率の高いＴａ２Ｏ５等からなる中屈折率層とを交互に繰り返し積層した場合、反射帯域の幅が狭く、かつ反射率が低くなりやすい。このため、特許文献２、３に記載されるように、ＴｉＯ２からなる高屈折率層とＳｉＯ２よりも屈折率の高いＴａ２Ｏ５等からなる中屈折率層とからなる平均屈折率が高い誘電体多層膜と、高屈折率層と低屈折率層とからなる平均屈折率が低い誘電体多層膜とを併用する方法も知られているが、構成材料の異なる屈折率層を追加で形成する必要があり、必ずしも生産性に優れない。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、屈折率が２以上の高屈折率層と屈折率が１．６以下の低屈折率層とを交互に積層した誘電体多層膜を有する光学部材において、入射角依存性の低減を目的とする。
　本発明の光学部材は、透明基材と、前記透明基材に形成され、屈折率が２以上の高屈折率層と屈折率が１．６以下の低屈折率層とからなる単位屈折率層が複数積層された誘電体多層膜とを有する。本発明の光学部材は、特に、前記誘電体多層膜における前記単位屈折率層の全層数が１５以上、かつ前記単位屈折率層における前記高屈折率層の光学膜厚をｎＨｄＨ、前記低屈折率層の光学膜厚をｎＬｄＬとしたとき、前記誘電体多層膜におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層の層数が１０以上であることを特徴とする。
　本発明の光学部材によれば、屈折率が２以上の高屈折率層と屈折率が１．６以下の低屈折率層とからなる単位屈折率層が複数積層された誘電体多層膜を有するものであって、誘電体多層膜における単位屈折率層の全層数を１５以上、かつ誘電体多層膜におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層の層数を１０以上とすることで、入射角依存性を効果的に低減できる。
本発明の光学部材の一実施形態を示す断面図。 本発明の光学部材の他の実施形態を示す断面図。 本発明の光学部材が適用される撮像装置の一実施形態を示す断面図。 実施例１、比較例１、２の光学部材の分光透過率を示す図。 実施例１の光学部材の分光透過率を示す図。 実施例２の光学部材の分光透過率を示す図。 実施例３の光学部材の分光透過率を示す図。 比較例３の光学部材の分光透過率を示す図。 比較例４の光学部材の分光透過率を示す図。 実施例４の光学部材の分光透過率を示す図。
　以下、本発明の光学部材について説明する。本発明の光学部材１は、透明基材２と、この透明基材２に形成された誘電体多層膜３とを有する。誘電体多層膜３は、屈折率が２以上の高屈折率層３１と屈折率が１．６以下の低屈折率層３２とからなる単位屈折率層３３が複数積層されて構成される。なお、屈折率は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率を意味する。
　本発明の光学部材１は、誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数が１５以上であることを特徴とする。また、単位屈折率層３３における高屈折率層３１の光学膜厚をｎＨｄＨ、低屈折率層３２の光学膜厚をｎＬｄＬとしたとき、誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数が１０以上であることを特徴とする。
　なお、誘電体多層膜３は、必ずしも単位屈折率層３３のみから構成される必要はなく、厚さ方向、すなわち単位屈折率層３３の積層方向の一方または双方に、単位屈折率層３３を構成しない単独で存在する高屈折率層３１または低屈折率層３２を有してもよい。また、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する１０以上の単位屈折率層３３については、互いにｎＨｄＨ／ｎＬｄＬが同一であってもよいし、異なってもよい。以下では、このような誘電体多層膜３を第１の誘電体多層膜３と記すことがある。
　本発明の光学部材１によれば、特に誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数を１０以上とすることで、屈折率が２以上の高屈折率層３１と屈折率が１．６以下の低屈折率層３２とからなる単位屈折率層３３を複数積層するものにおいて、入射角依存性を効果的に低減できる。具体的には、透過帯域と反射帯域との間のカットオフ帯域、通常は６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角０°における５０％透過波長と入射角３０°における５０％透過波長との差を例えば１６ｎｍ以下に低減できる。以下、上記差を赤外線側半値波長シフト量または単に波長シフト量と記す場合がある。本発明の光学部材１においては、入射角依存性をより効果的に低減する観点から、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数が１０以上であることが好ましい。
　誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数、および誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は、入射角依存性を低減するとともに、透過率リップル、すなわち分光透過率の平坦性を改善する観点から、より多いことが好ましい。例えば、誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数は、３０以上が好ましく、３５以上がより好ましい。また、誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は、１５以上が好ましく、１８以上がより好ましい。誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数、および誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数を上記範囲とすることで、特に６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角０°における５０％透過波長と入射角３０°における５０％透過波長との差を１６ｎｍ以下に低減するとともに、透過率リップルを低減しやすい。
　誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数、および誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は、赤外域遮蔽の観点からは多いことが好ましいが、生産性の観点からは抑制することが好ましい。従って、誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数は４５以下が好ましく、４０以下がより好ましい。また、誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は、３５以下が好ましく、３０以下がより好ましい。
　また、誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３は、５≦ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≦８を満足することが好ましい。誘電体多層膜３における５≦ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≦８を満足する単位屈折率層３３の層数は、１０以上が好ましく、１５以上がより好ましい。このようなものとすることで、６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角０°における５０％透過波長と入射角３０°における５０％透過波長との差を１６ｎｍ以下とするとともに、透過率リップルを低減しやすい。
　誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全体、すなわちｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３とｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ＜３である単位屈折率層３３とを合わせた全体におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの平均値である平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは４．５～６が好ましい。特に、誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数が多い場合、例えば誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数が３０以上の場合、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは４．５～５．３が好ましい。
　誘電体多層膜３における個々の単位屈折率層３３のｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは、上記条件を満たせば必ずしも制限されないが、０．１～２５が好ましく、０．２～２０が好ましい。なお、上記したように、誘電体多層膜３における１０以上の単位屈折率層３３については、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足し、より好ましくは５≦ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≦８を満足する。
　誘電体多層膜３における高屈折率層３１の光学膜厚ｎＨｄＨの平均値である平均光学膜厚ｎＨｄＨは、２００～３１０ｎｍが好ましく、２１０～３００ｎｍがより好ましい。誘電体多層膜３における低屈折率層３２の光学膜厚ｎＬｄＬの平均値である平均光学膜厚ｎＬｄＬは、４０～７０ｎｍが好ましく、４０～６５ｎｍがより好ましい。特に、誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数が多い場合、例えば誘電体多層膜３における単位屈折率層３３の全層数が３０以上の場合、高屈折率層３１の光学膜厚ｎＨｄＨの平均値である平均光学膜厚ｎＨｄＨは、２１０～２７０ｎｍが好ましく、２２０～２６０ｎｍがより好ましい。また、誘電体多層膜３における低屈折率層３２の光学膜厚ｎＬｄＬの平均値である平均光学膜厚ｎＬｄＬは、４５～７０ｎｍが好ましく、４５～６５ｎｍがより好ましい。
　誘電体多層膜３における個々の高屈折率層３１の光学膜厚ｎＨｄＨは、上記条件を満たすものであれば必ずしも制限されないが、１０～３５０ｎｍが好ましい。誘電体多層膜３における個々の低屈折率層３２の光学膜厚ｎＬｄＬについても、上記条件を満たすものであれば必ずしも制限されないが、１０～１４０ｎｍが好ましい。
　高屈折率層３１の構成材料は、屈折率が２以上であれば必ずしも制限されないが、例えば、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、これらの複合酸化物等が挙げられる。また、低屈折率層３２の構成材料についても、屈折率が１．６以下であれば必ずしも制限されないが、例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、これらの複合酸化物等が挙げられる。高屈折率層３１、低屈折率層３２には、上記屈折率を満たす範囲内で、屈折率を調整するための添加剤を含有させることができる。添加剤としては、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＦｅＯ２、ＨｆＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＦ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＮｉＯ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ　ｄｏｐｅｄ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＭｇＯ等が挙げられる。
　前記高屈折率層３１および前記低屈折率層３２は、それぞれ単一の構成材料からなることが好ましい。このようにすることで、誘電体多層膜３を形成する際の膜厚調整機構が２つの構成材料にのみ対応すればよく、また膜材料も２種類のみとなるため、成膜工程における生産性を向上させることが可能となる。
　高屈折率層３１、低屈折率層３２は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法により形成する。これらの形成方法によれば、各屈折率層の厚さを高精度に制御しながら、各屈折率層を比較的容易に形成できる。また、スパッタリング法やイオンプレーティング法は、いわゆるプラズマ雰囲気処理であることから、透明基材２に対する誘電体多層膜３の密着性を向上できる。
　透明基材２は、無色および有色のいずれであってもよく、可視波長域の光を透過するものであれば、その形状は特に限定されるものではなく、例えば、板状、フィルム状、ブロック状、レンズ状等が挙げられる。
　透明基材２の構成材料としては、ガラス、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の結晶、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。これらの材料は、紫外波長域および赤外波長域の少なくとも一方に対して吸収特性を有するものであってもよい。
　ガラスは、可視波長域で透明な材料から、使用する装置、配置する場所等を考慮して、アルカリ成分の有無や線膨張係数の大きさ等の特性を適宜選択して使用できる。硼珪酸ガラスは、加工が容易で、光学面における傷や異物等の発生を抑制できるために好ましく、アルカリ成分を含まないガラスは、接着性、耐候性等が良好なために好ましい。また、ガラスとしては、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラスにＣｕＯ等が添加された赤外波長域に吸収を有する吸収型のガラスであってもよい。
　透明基板２は、赤外波長域に吸収を有することが好ましい。本発明の光学部材１を撮像装置用の近赤外線カットフィルタとして用いる場合、透明基板２が赤外波長域に吸収を有することで、人の視感度特性に近い色補正が可能となる。誘電体多層膜３は、透明基板２の吸収が十分でない部分を補完する目的で用いられる。誘電体多層膜３を用いることで、入射角依存性の低い分光特性が得られるため、透明基板２の分光特性に悪影響を及ぼすことがない。そのため、撮像装置用の近赤外線カットフィルタとして良好な特性を有する光学部材１を得ることが可能となる。
　水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の結晶は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載用カメラ、ウェブカメラ等の撮像装置において、モアレや偽色を低減するためのローパスフィルタや波長板として使用されており、光学部材１にローパスフィルタや波長板の機能を付与し、例えば撮像装置を小型化および薄型化できる。
　撮像装置における固体撮像素子または固体撮像素子パッケージには、一般に固体撮像素子を保護するためのカバーが気密封着される。このカバーを透明基材２として利用することで、該カバーに赤外線遮蔽機能を付与するとともに、入射角依存性を低減できる。カバーの材料としては、結晶、ガラス、樹脂が挙げられるが、耐熱性の観点から結晶またはガラスが好ましい。樹脂を選択する場合、耐熱性に優れる材料、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シルセスキオキサン等を含有する有機無機ハイブリッド材料等が好ましい。
　誘電体多層膜３は、以下の調整部を含んでもよい。誘電体多層膜３は、入射角依存性が低い分光特性が得られるものであるが、その一部の構成を調整部とすることで、特に赤外線側半値波長シフト量をより小さくすることができる。例えば、調整部を含む誘電体多層膜３によれば、光学部材１の赤外線側半値波長シフト量を１０ｎｍ以下にできる。
　調整部は、単独での分光特性における入射角依存性が高く、斜入射時に波形変形を生じることが特徴である。具体的には、調整部による近赤外側半値波長付近の波形が斜入射とともに大きく変化することで、誘電体多層膜３の全体による近赤外側半値波長付近の波長シフト量が結果的に小さくなる。調整部以外の誘電体多層膜３による近赤外側半値波長付近の波形シフトは斜入射とともに相似形で平行にシフトするが、調整部による波形シフトは波形変形を伴いながら、つまり相似形でない形でシフトする。これらを組み合わせることで、基本的には波長シフト量が小さく、かつ波形変形を利用することで近赤外側半値波長の波長シフト量を極めて小さくすることが可能である。なお、このような調整部の斜入射時の波形変形は、入射角度の変化に伴う光学的膜厚変化から生じている。
　調整部は、誘電体多層膜３における屈折率が２以上の高屈折率層３１と屈折率が１．６以下の低屈折率層３２との少なくとも一部から構成されるものであって、高屈折率層３１と低屈折率層３２との合計層数が１０層以上、かつ、高屈折率層３１の平均光学膜厚をＴＨ、低屈折率層３２の平均光学膜厚をＴＬとしたとき、ＴＨ／ＴＬが１．５以下のものが好ましい。このようなものとすることで、上記したような分光特性とすることができる。
　なお、高屈折率層３１の平均光学膜厚ＴＨは、調整部を構成する高屈折率層３１の光学膜厚の合計を、調整部を構成する高屈折率層３１の層数で除したものである。同様に、低屈折率層３２の平均光学膜厚ＴＬは、調整部を構成する低屈折率層３２の光学膜厚の合計を、調整部を構成する低屈折率層３２の層数で除したものである。ここで、調整部は、必ずしも１０層以上が連続して形成される必要はなく、２以上の部分に分割して形成されてもよい。分割して形成される場合、少なくとも１つの部分の層数は１０層以上であることが好ましい。また、分割して形成される場合、それぞれの部分については必ずしもＴＨ／ＴＬが１．５以下となっている必要はなく、全ての部分を合わせた全体についてＴＨ／ＴＬが１．５以下となっていればよい。
　調整部の合計層数は、基本的に多くなるほど所定の分光特性を得やすくなるために好ましいが、生産性等の観点から１００層以下が好ましく、５０層以下が好ましい。また、ＴＨ／ＴＬについても、１．５以下であれば必ずしも制限されないが、所定の分光特性を得やすいことから１．０以下が好ましく、０．９以下がより好ましい。ＴＨ／ＴＬは、通常、０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましい。
　誘電体多層膜３で調整部を用いた場合と用いない場合との赤外側カットオフ領域の透過率１～９５％での平均波長シフト量はほとんど変わらない。これは、誘電体多層膜３における斜入射での波形シフトへの影響は、調整部以外の誘電体多層膜３の構成による分光特性が支配的であるためと考えられる。しかしながら、光学部材を撮像装置用の近赤外線カットフィルタとして用いる場合には、調整部を用いることで透過率が５０％を超える領域の波形シフトを小さくでき、これにより赤色域の波長範囲の入射角依存性を小さくすることができるため、撮像装置における画像向上に寄与することができる。
　上記観点から、調整部を有する光学部材１は、以下の分光特性を有することが好ましい。すなわち、入射角θが０°から３０°に変化した際の近赤外側の透過率が５０％～９０％となる波長領域のシフト量が１０ｎｍ以下になることが好ましい。これにより、赤色域の波長範囲（６３０ｎｍ付近）の波長シフトが抑制され、撮像装置における画像向上に寄与することができる。また、この効果を得るために、近赤外側半値波長は、入射角θが０°のとき６００～７００ｎｍの範囲にあることが好ましく、６２０～６８０ｎｍの範囲にあることがより好ましい。
　光学部材１には、上記した第１の誘電体多層膜３に加えて、図２に示すように、透明基材２の第１の誘電体多層膜３が設けられる主面とは反対側の主面に、紫外波長域および赤外波長域の長波長側の領域を遮蔽する第２の誘電体多層膜４を設けることができる。
　第２の誘電体多層膜４としては、屈折率が２以上の高屈折率層４１と屈折率が１．６以下の低屈折率層４２とからなる単位屈折率層４３を複数積層したものが挙げられる。第２の誘電体多層膜４における単位屈折率層４３の全層数は、紫外線波長域および赤外波長域の光を効果的に遮蔽する観点から、３以上が好ましく、４以上がより好ましい。また、第２の誘電体多層膜４における単位屈折率層４３の全層数は、生産性等との観点から、５５以下が好ましく、５０以下がより好ましい。
　第２の誘電体多層膜４における単位屈折率層４３の全体のｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの平均値である平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは、０．８～１．５が好ましく、０．９～１．４がより好ましい。また、第２の誘電体多層膜４における個々の単位屈折率層４３のｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ値は、上記条件を満たせば必ずしも制限されないが、０．１～１０が好ましく、０．１～８が好ましい。
　第２の誘電体多層膜４における高屈折率層４１の光学膜厚ｎＨｄＨの平均値である平均光学膜厚ｎＨｄＨは、１００～２５０ｎｍが好ましく、１２０～２３０ｎｍがより好ましい。また、第２の誘電体多層膜４における低屈折率層４２の光学膜厚ｎＬｄＬの平均値である平均光学膜厚ｎＬｄＬは、１００～２３０ｎｍが好ましく、１２０～２１０ｎｍがより好ましい。
　第２の誘電体多層膜４における個々の高屈折率層４１の光学膜厚ｎＨｄＨは、上記条件を満たせば必ずしも制限されないが、１０～３１０ｎｍが好ましく、１５～３００ｎｍがより好ましい。第２の誘電体多層膜４における個々の低屈折率層４２の光学膜厚ｎＬｄＬについても、上記条件を満たせば必ずしも制限されないが、５～３１０ｎｍが好ましく、１０～３００ｎｍがより好ましい。
　高屈折率層４１の構成材料は、屈折率が２以上であれば必ずしも制限されないが、例えば、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、これらの複合酸化物等が挙げられる。また、低屈折率層４２の構成材料についても、屈折率が１．６以下であれば必ずしも制限されないが、例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、これらの複合酸化物等が挙げられる。高屈折率層４１、低屈折率層４２には、上記屈折率を満たす範囲内で、屈折率を調整するための添加剤を含有させることができる。添加剤としては、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＦｅＯ２、ＨｆＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＦ２、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＮｉＯ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ　ｄｏｐｅｄ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＭｇＯ等が挙げられる。
　高屈折率層４１、低屈折率層４２は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法により形成する。これらの形成方法によれば、各屈折率層の厚さを高精度に制御しながら、各屈折率層を比較的容易に形成できる。また、スパッタリング法やイオンプレーティング法はいわゆるプラズマ雰囲気処理であることから、透明基材２に対する第２の誘電体多層膜４の密着性を向上できる。
　光学部材１は、透過帯域と反射帯域との間のカットオフ帯域、通常は６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域において、入射角０°における５０％透過波長と入射角３０°における５０％透過波長との差が２０ｎｍ以下であることが好ましく、１８ｎｍ以下であることがより好ましい。光学部材１においては、第１の誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数を１０以上、より好ましくは１５以上、さらに好ましくは１８以上とすることで、例えば入射角０°における５０％透過波長と入射角３０°における５０％透過波長との差を１６ｎｍ以下に低減することもできる。
　光学部材１は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載用カメラ、ウェブカメラ等の撮像装置や自動露出計等の近赤外線カットフィルタ、すなわち視感度補正フィルタとして用いられる。デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、車載用カメラ、ウェブカメラ等の撮像装置においては、光学部材１は、例えば撮像レンズと固体撮像素子との間に配置される。自動露出計においては、例えば受光素子の前面に配置される。
　通常、光学部材１は、第１の誘電体多層膜３が積層された主面側が光線入射側、例えば撮像レンズと固体撮像素子との間に配置される場合の撮像レンズ側となるように配置される。このような配置とすることで、入射角依存性を効果的に低減し、撮影される画像の中心部と周辺部とにおける色目の変化を抑制できる。
　撮像装置では、固体撮像素子の前面から離れた位置に光学部材１を配置してもよいし、固体撮像素子、または固体撮像素子のパッケージに直接貼着してもよいし、既に説明したように固体撮像素子を保護するカバーを光学部材１としてもよい。また、モアレや偽色を低減するための水晶やニオブ酸リチウム等の結晶を使用したローパスフィルタに直接貼着してもよい。
　図３は、固体撮像素子を有する撮像装置の一実施形態を概略的に示す断面図である。撮像装置５０は、例えば、固体撮像素子５１、カバーガラス５２、レンズ群５３、絞り５４、およびこれらを固定する筐体５５を有する。
　レンズ群５３は、固体撮像素子５１の撮像面側に配置され、例えば、第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、および第４のレンズＬ４を有する。絞り５４は、第３のレンズＬ３と第４のレンズＬ４との間に配置される。カバーガラス５２は、固体撮像素子５１のレンズ群５３側に配置され、外部環境から固体撮像素子５１を保護する。固体撮像素子５１は、レンズ群５３を通過した光を電気信号に変換する電子部品であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等である。固体撮像素子５１、カバーガラス５２、レンズ群５３、および絞り５４は、光軸ｘに沿って配置される。
　撮像装置５０では、被写体側より入射した光は、第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、絞り５４、第４のレンズＬ４、およびカバーガラス５２を通って固体撮像素子５１に入射する。この入射した光を固体撮像素子５１が電気信号に変換し、画像信号として出力する。
　光学部材１は、例えば、カバーガラス５２、レンズ群５３、すなわち第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、もしくは第４のレンズＬ４として用いられる。言い換えれば、光学部材１の第１の誘電体多層膜３や第２の誘電体多層膜４は、従来の撮像装置のカバーガラスやレンズ群を透明基材２とし、この透明基材２の表面に設けられる。撮像装置５０のカバーガラス５２やレンズ群５３に光学部材１を適用することで、入射角依存性を効果的に低減し、撮影される画像の中心部と周辺部とにおける色目の変化を抑制できる。
　以下、実施例を参照して光学部材１についてより具体的に説明する。
（実施例１）
　透明基材２としての厚さ１ｍｍのソーダガラス板の一方の表面に、表１～３に示すように高屈折率層３１としてのＴｉＯ２膜と低屈折率層３２としてのＳｉＯ２膜とを交互に積層して第１の誘電体多層膜３を形成する。また、該透明基材２の他方の表面に、表４～６に示すように高屈折率層４１としてのＴｉＯ２膜と低屈折率層４２としてのＳｉＯ２膜とを交互に積層して第２の誘電体多層膜４を形成し、光学部材１を製造する。
　なお、第１の誘電体多層膜３については、高屈折率層３１と低屈折率層３２とを合わせた全層数は７６、すなわち単位屈折率層３３の全層数は３８、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数は２８、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は２５、５≦ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≦８を満足する単位屈折率層３３の層数は２３、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは４．８、平均光学膜厚ｎＨｄＨは２３２ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは５４ｎｍとする。
　第２の誘電体多層膜４については、高屈折率層４１と低屈折率層４２とを合わせた全層数は９０、すなわち単位屈折率層４３の全層数は４５、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは１．２、平均光学膜厚ｎＨｄＨは１４３ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは１４５ｎｍとする。
　また、実施例１の光学部材１は、入射角θが０°のときにおいて、３５０～３９５ｎｍの範囲における透過率が３％未満、４３０～６３０ｎｍの範囲における平均透過率が９５％以上、同範囲における最低透過率が９０％以上、７００～１０００ｎｍの範囲における平均透過率が０．１％未満、同範囲における最大透過率が０．５％未満、１０００～１１００ｎｍの範囲における平均透過率が０．５％未満、同範囲における最大透過率が２％未満を満たし、かつ４１５±１０ｎｍの範囲内および６５０±６ｎｍの範囲内に透過率が５０％となる点を有するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
（比較例１）
　実施例１で使用したガラス板と同様のガラス板の一方の表面に、表７～９に示すようにＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とを交互に積層して赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜を形成する。また、該ガラス板の他方の表面に、実施例１の光学部材１における第２の誘電体多層膜４と同様、表４～６に示すようにＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とを交互に積層して紫外線波長域および赤外波長領域遮蔽用の誘電体多層膜を形成し、光学部材を製造する。なお、表７～９に示される赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜は、基本的に各屈折率膜の光学膜厚をλ０／４としたものである。ここで、λ０は反射帯域の中心波長７６０ｎｍである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
（比較例２）
　実施例１で使用したガラス板と同様のガラス板の一方の表面に、表１０～１２に示すようにＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とを交互に積層して赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜を形成する。また、該ガラス板の他方の表面に、実施例１の光学部材１における第２の誘電体多層膜４と同様、表４～６に示すようにＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とを交互に積層して紫外線波長域および赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜を形成し、光学部材を製造する。なお、表１０～１２に示される赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜は、基本的に各屈折率膜の光学膜厚を５λ０／４としたものである。ここで、λ０は反射帯域の中心波長６８０ｎｍである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　次に、実施例１、比較例１、２の光学部材について、光学シミュレーションにより、入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を求めた。図４に、実施例１、比較例１、２の光学部材について、６００～７００ｎｍの波長範囲における入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を示す。また、図５に、実施例１の光学部材について、３００～１２００ｎｍの波長範囲における入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を示す。なお、前記光学シミュレーションにおいて、高屈折率層の屈折率は、波長依存性を考慮した。
　図４からも明らかなように、第１の誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３、好ましくはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数が１０以上、具体的にはｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する層数が２８、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する層数が２５である実施例１の光学部材１については、６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角θが０°のときの５０％透過波長と入射角θが３０°のときの５０％透過波長との差を１６ｎｍとでき、入射角依存性を効果的に低減できる。また、図５から明らかなように、実施例１の光学部材１については、入射角依存性を効果的に低減できるとともに、透過率リップル、すなわち分光透過率の平坦性も効果的に改善できる。
（実施例２）
　透明基材２としての厚さ１ｍｍのソーダガラス板の一方の表面に、表１３に示すように高屈折率層３１としてのＴｉＯ２膜と低屈折率層３２としてのＳｉＯ２膜とを交互に積層して第１の誘電体多層膜３を形成し、光学部材１を製造する。
　なお、第１の誘電体多層膜３については、高屈折率層３１と低屈折率層３２とを合わせた全層数は３０、すなわち単位屈折率層３３の全層数は１５、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数は１３、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は１２、５≦ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≦８を満足する単位屈折率層３３の層数は１２、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは５．５、平均光学膜厚ｎＨｄＨは２８３ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは４８ｎｍとする。
　また、実施例２の光学部材１は、入射角θが０°のときにおいて、３６０～３９５ｎｍの範囲における透過率が３％未満、４３０～６３０ｎｍの範囲における平均透過率が９５％以上、同範囲における最低透過率が９０％以上、４１５±１０ｎｍの範囲内および６５０±６ｎｍの範囲内に透過率が５０％となる点を有するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　次に、実施例２の光学部材１について、光学シミュレーションにより、入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を求めた。図６に、３５０～１１００ｎｍの波長範囲における入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を示す。なお、前記光学シミュレーションにおいて、高屈折率層の屈折率は、波長依存性を考慮した。
　図６からも明らかなように、第１の誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数が１３、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数が１２であるものについても、６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角θが０°のときの５０％透過波長と入射角θが３０°のときの５０％透過波長との差を１６ｎｍにでき、入射角依存性を効果的に低減できる。
（実施例３）
　透明基材２としての近赤外線カットフィルタガラス（旭硝子株式会社製ＮＦ－５０ガラスでガラス厚みは０．３ｍｍ）の一方の表面に、表１４～１６に示すように高屈折率層３１としてのＴｉＯ２膜と低屈折率層３２としてのＳｉＯ２膜とを交互に積層して第１の誘電体多層膜３を形成する。また、該透明基材２の他方の表面に、表１７に示すように高屈折率層４１としてのＴｉＯ２膜と低屈折率層４２としてのＳｉＯ２膜とを交互に積層して第２の誘電体多層膜４を形成し、光学部材１を製造する。
　なお、第１の誘電体多層膜３については、高屈折率層３１と低屈折率層３２とを合わせた全層数は７６、すなわち単位屈折率層３３の全層数は３８、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数は２８、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は２０、５≦ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≦８を満足する単位屈折率層３３の層数は１７、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは５．１、平均光学膜厚ｎＨｄＨは２４７ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは５８ｎｍとする。
　第２の誘電体多層膜４については、高屈折率層４１と低屈折率層４２とを合わせた全層数は１２、すなわち単位屈折率層４３の全層数は６、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは１．１、平均光学膜厚ｎＨｄＨは２１１ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは１９０ｎｍとする。
　また、実施例３の光学部材１は、入射角θが０°のときにおいて、３５０～３９５ｎｍの範囲における透過率が３％未満、４３０～５４５ｎｍの範囲における平均透過率が９５％以上、同範囲における最低透過率が９０％以上、７００～１０００ｎｍの範囲における平均透過率が０．１％未満、同範囲における最大透過率が０．５％未満、１０００～１１００ｎｍの範囲における平均透過率が０．５％未満、同範囲における最大透過率が２％未満を満たし、かつ４１５±１０ｎｍの範囲内および６４０±６ｎｍの範囲内に透過率が５０％となる点を有するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　次に、実施例３の光学部材１について、光学シミュレーションにより、入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を求めた。図７に、４００～１１００ｎｍの波長範囲における入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を示す。なお、前記光学シミュレーションにおいて、各屈折率層の屈折率は、波長依存性を考慮していない。
　図７からも明らかなように、透明基材２を変更した実施例３の光学部材１についても、カットオフ帯域における入射角θが０°のときの５０％透過波長６３８ｎｍに対して入射角θが３０°のときの５０％透過波長を６３５ｎｍにでき、また同カットオフ帯域における入射角θが０°のときの２０％透過波長６８６ｎｍに対して入射角θが３０°のときの２０％透過波長を６７１ｎｍにでき、入射角依存性を効果的に低減できる。
（比較例３）
　実施例１で使用したガラス板と同様のガラス板の一方の表面に、表１８、１９に示すように主としてＴｉＯ２膜とＡｌ２Ｏ３膜とを交互に積層して赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜を形成する。なお、層番号の１、２、３５に記載される膜は調整層であり、層番号の３～３４からなる膜が赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜である。また、該ガラス板の他方の表面に、実施例１の光学部材１における第２の誘電体多層膜４と同様、表４～６に示すようにＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とを交互に積層して紫外線波長域および赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜を形成し、光学部材を製造する。なお、表１８、１９に示される赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜は、高屈折率層と中屈折率層（屈折率が１．６を超え、２未満の構成材料からなる）との繰り返し構成である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
（比較例４）
　実施例１で使用したガラス板と同様のガラス板の一方の表面に、表１８、１９に示すように比較例３と同様のＴｉＯ２膜とＡｌ２Ｏ３膜とを交互に積層して赤外波長域遮蔽用の誘電体多層膜を形成する。なお、比較例３との相違点は、ガラス板の他方の表面に誘電体多層膜を形成していないことである。
　次に、比較例３、４の光学部材１について、光学シミュレーションにより、入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を求めた。図８および図９に、３００～１３００ｎｍの波長範囲における入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を示す。なお、前記光学シミュレーションにおいて、各屈折率層の屈折率は、波長依存性を考慮している。
　図８および図９からも明らかなように、本発明を満足しない光学部材については、６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角θが０°のときの５０％透過波長と入射角θが３０°のときの５０％透過波長との差が２２ｎｍと大きく、入射角依存性を低減することができない。
（実施例４）
　透明基材２としての厚さ１ｍｍのソーダガラス板の一方の表面に、表２０、２１に示すように高屈折率層３１としてのＴｉＯ２膜と低屈折率層３２としてのＳｉＯ２膜とを交互に積層して第１の誘電体多層膜３を形成し、光学部材１を製造する。
　なお、第１の誘電体多層膜３については、高屈折率層３１と低屈折率層３２とを合わせた全層数は４２、すなわち単位屈折率層３３の全層数は２１、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数は１３、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数は１３、５≦ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≦８を満足する単位屈折率層３３の層数は８、平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬは５．２、平均光学膜厚ｎＨｄＨは９９．４ｎｍ、平均光学膜厚ｎＬｄＬは７５．８ｎｍとする。
　また、第１の誘電体多層膜３の層番号１～１０及び２９～４２は調整部としても機能する。該調整部は、該調整部に含まれる高屈折率層３１の平均光学膜厚をＴＨ、該調整部に含まれる低屈折率層３２の平均光学膜厚をＴＬとしたとき、ＴＨ／ＴＬが０．８７である。
　また、実施例４の光学部材１は、入射角θが０°のときにおいて、３６０～３９５ｎｍの範囲における透過率が３％未満、４３０～６３０ｎｍの範囲における平均透過率が９５％以上、同範囲における最低透過率が９０％以上、４１５±１０ｎｍの範囲内、具体的には４１５～４１６ｎｍの範囲内、および６５０±１５ｎｍの範囲内、具体的には６６０～６６１ｎｍの範囲内に透過率が５０％となる点を有するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
 ＊：調整部としても機能するもの。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
 ＊：調整部としても機能するもの。
　次に、実施例４の光学部材１について、光学シミュレーションにより、入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を求めた。図１０に、３５０～１１００ｎｍの波長範囲における入射角θが０°のときの分光透過率、および入射角θが３０°のときの分光透過率を示す。なお、前記光学シミュレーションにおいて、各屈折率層の屈折率は、波長依存性を考慮している。
　図１０からも明らかなように、第１の誘電体多層膜３におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層３３の層数が１３、ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層３３の層数が１３であるものについても、６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角θが０°のときの５０％透過波長と入射角θが３０°のときの５０％透過波長との差を８ｎｍにでき、入射角依存性を効果的に低減できる。
　これは、第１の誘電体多層膜３の一部を調整部として用いたことにより、６５０ｎｍ付近のカットオフ帯域における入射角θが０°と入射角θが３０°との波形シフトが平行とならず、波形が変形していることに起因していると考えられる。具体的には、図１０に示すとおり、近赤外側の透過率が５０～９０％となる波長領域において、この範囲における入射角θが０°から３０°に変化した場合の波長シフト量は１０ｎｍ以下であり、波長シフト量が非常に小さいことがわかる。また、近赤外線の透過率が５０％未満となる波長領域は、前記透過率が５０～９０％となる波長領域の波長シフト量と比べ、波長シフト量が大きい。よって、第１の誘電体多層膜３の一部を調整部とすることで、近赤外側の入射角に依存する波長シフト量を不均一化させ、赤色域の波長範囲の入射角依存性を小さくすることができる。
　１…光学部材、２…透明基材、３…第１の誘電体多層膜、４…第２の誘電体多層膜、３１…高屈折率層、３２…低屈折率層、４１…高屈折率層、４２…低屈折率層、５０…撮像装置、５１…固体撮像素子、５２…カバーガラス、５３…レンズ群、５４…絞り、５５…筐体。

Claims (11)

  1. 　透明基材と、前記透明基材に形成され、屈折率が２以上の高屈折率層と屈折率が１．６以下の低屈折率層とからなる単位屈折率層が複数積層された誘電体多層膜とを有する光学部材であって、
    　前記誘電体多層膜における前記単位屈折率層の全層数が１５以上、かつ前記単位屈折率層における前記高屈折率層の光学膜厚をｎＨｄＨ、前記低屈折率層の光学膜厚をｎＬｄＬとしたとき、前記誘電体多層膜におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧３を満足する単位屈折率層の層数が１０以上であることを特徴とする光学部材。
  2. 　前記誘電体多層膜における前記単位屈折率層の全層数が１５以上、かつ前記誘電体多層膜における前記ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層の層数が１０以上である請求項１記載の光学部材。
  3. 　前記誘電体多層膜における前記単位屈折率層の全層数が３０以上、かつ前記誘電体多層膜における前記ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬ≧５を満足する単位屈折率層の層数が１５以上である請求項２記載の光学部材。
  4. 　前記誘電体多層膜における前記単位屈折率層の全体におけるｎＨｄＨ／ｎＬｄＬの平均値である平均ｎＨｄＨ／ｎＬｄＬが４．５～５．３である請求項２または３記載の光学部材。
  5. 　前記誘電体多層膜は、前記高屈折率層および前記低屈折率層の一部から構成される合計層数が１０層以上の調整部を有するものであって、前記調整部は、前記調整部に含まれる前記高屈折率層の平均光学膜厚をＴＨ、前記調整部に含まれる前記低屈折率層の平均光学膜厚をＴＬとしたとき、ＴＨ／ＴＬが１．５以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光学部材。
  6. 　透過帯域と反射帯域との間のカットオフ帯域における入射角０°における５０％透過波長と入射角３０°における５０％透過波長との差が２０ｎｍ以下である請求項１乃至５のいずれか１項記載の光学部材。
  7. 　前記高屈折率層は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、およびこれらの複合酸化物から選ばれる１種からなり、前記低屈折率層は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、およびこれらの複合酸化物から選ばれる１種からなる請求項１乃至６のいずれか１項記載の光学部材。
  8. 　前記透明基材は板状である請求項１乃至７のいずれか１項記載の光学部材。
  9. 　前記透明基材はレンズ状である請求項１乃至８のいずれか１項記載の光学部材。
  10. 　前記透明基材は赤外波長域に吸収を有する請求項１乃至９のいずれか１項記載の光学部材。
  11. 　視感度補正フィルタとして用いられることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の光学部材。
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