WO2025258409A1 - 光学フィルタ及び撮像装置 - Google Patents

光学フィルタ及び撮像装置

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WO2025258409A1
WO2025258409A1 PCT/JP2025/019443 JP2025019443W WO2025258409A1 WO 2025258409 A1 WO2025258409 A1 WO 2025258409A1 JP 2025019443 W JP2025019443 W JP 2025019443W WO 2025258409 A1 WO2025258409 A1 WO 2025258409A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
optical filter
wavelength
glass
multilayer film
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/019443
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English (en)
French (fr)
Inventor
和規 浅田
賢一 梅田
遊矢 小松
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters

Definitions

  • the present invention relates to an optical filter and an imaging device, and in particular to an optical filter that suppresses an increase in reflectance in the light transmission wavelength range when light is incident obliquely, and has high reflectance in the infrared range, and an imaging device equipped with such an optical filter.
  • Optical filters are attracting attention in fields such as analytical equipment, medical equipment, imaging equipment, and lighting equipment because they allow the reflection, absorption, and transmission of light in specific wavelength ranges.
  • the optical filter is constructed by placing a dielectric multilayer film on a substrate, and the dielectric multilayer film is constructed by alternately stacking layers made of a dielectric material with a high refractive index (e.g., TiO 2 ) and layers made of a dielectric material with a low refractive index (e.g., SiO 2 ).
  • a dielectric material with a high refractive index e.g., TiO 2
  • layers made of a dielectric material with a low refractive index e.g., SiO 2
  • optical characteristics such as reflection, absorption, and transmission of light in optical filters equipped with dielectric multilayer films often change depending on the angle of incident light. For this reason, for example, while the desired optical characteristics may be obtained for light with an incident angle close to the normal direction, the desired optical characteristics may not be obtained for light with an incident angle that deviates significantly from the normal direction.
  • Patent Document 1 discloses a near-infrared cut filter, which includes a transparent substrate having a first surface, an optical multilayer film provided on the first surface side of the transparent substrate, a first matching film provided on the first surface side of the transparent substrate, and a second matching film provided on the outermost side of the first surface, the optical multilayer film having an alternate laminate structure of high refractive index layers and low refractive index layers and having a function of reflecting near-infrared rays, the first and second matching films having a function of suppressing reflection of visible light, the first matching film being provided on the optical multilayer film or between the transparent substrate and the optical multilayer film, and in the near-infrared cut filter, the specular reflectance of light incident from the second matching film side at an incident angle of 5° is defined as a first reflectance R1 , the specular reflectance of light incident from the second matching film side at an incident angle of 40° is defined as a second reflectance R2 , and an approximation line of the first reflectance R1
  • the optical filter obtained from the configuration described in Patent Document 1 (the near-infrared cut filter in Patent Document 1) has high reflectance in the infrared region when light is obliquely incident, it cannot necessarily be said that the increase in reflectance in the light transmission wavelength region (the visible light region in Patent Document 1) is sufficiently suppressed.
  • the present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide an optical filter that suppresses an increase in reflectance in the light transmission wavelength range when light is incident obliquely, and that has high reflectance in the infrared range, as well as an imaging device equipped with such an optical filter.
  • an optical filter comprising a substrate, a dielectric multilayer film provided on a first surface of the substrate, and a concave-convex layer provided on the surface of the dielectric multilayer film, and by setting the optical filter, the dielectric multilayer film, and the concave-convex layer each within a predetermined characteristic range, thereby completing the present invention.
  • the present invention is a technology that represents a dramatic advance over conventional technology in that (1) a roughened layer (moth-eye structure) that prevents reflection over a wide band is provided to a dielectric multilayer film that cuts light by reflection, and (2) a roughened layer (moth-eye structure) that is a non-interfering film is provided to a dielectric multilayer film that precisely controls the optical interference between reflected lights between the multilayer films, rather than improving the characteristics by further adjusting the interference.
  • a roughened layer that prevents reflection over a wide band
  • a dielectric multilayer film that cuts light by reflection
  • a roughened layer (moth-eye structure) that is a non-interfering film is provided to a dielectric multilayer film that precisely controls the optical interference between reflected lights between the multilayer films, rather than improving the characteristics by further adjusting the interference.
  • An optical filter comprising: a substrate; a dielectric multilayer film provided on a first surface of the substrate and having k dielectric layers (where k is a natural number of 2 or more); and a concavo-convex layer provided on a surface of the dielectric multilayer film opposite to the substrate, the concavo-convex layer having a plurality of microstructures each consisting of a concavo-convex structure, the optical filter has a wavelength range from wavelength ⁇ 1 to wavelength ⁇ 2 in which the reflectance of light incident from the concave-convex layer side at an incident angle of 5° is 80% or more,
  • the substrate is glass, The optical filter according to any one of [1] to [6] above, wherein the glass comprises at least one selected from the group consisting of phosphate glass, fluorophosphate glass, borosilicate glass, and alkali-free glass.
  • a resin film is further provided on the second surface of the substrate, The optical filter according to any one of the above [1] to [7], wherein the resin film contains a near-infrared absorbing dye.
  • optical filter according to [8] above further comprising another concavo-convex layer having a plurality of microstructures consisting of concaves and convexes on the surface of the resin film opposite to the substrate.
  • An imaging device comprising the optical filter according to any one of [1] to [10] above.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a cross section of an optical filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a cross section of an optical filter according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a cross section of an optical filter according to yet another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a cross section of an optical filter according to still another embodiment of the present invention.
  • 5 shows simulation results of the reflectance (wavelengths of 300 to 1300 nm) of the optical filters of Examples 1 to 3 when light is incident on the optical filters of Examples 1 to 3 at an angle of 5°.
  • 1 shows simulation results of the reflectance (wavelengths of 300 to 1300 nm) of the optical filters of Examples 10 to 12 when light is incident on the optical filters of Examples 10 to 12 at an angle of 5°.
  • 1 shows simulation results of the reflectance (wavelengths of 300 to 1300 nm) of the optical filters of Examples 10 to 12 when light is incident on the optical filters of Examples 10 to 12 at an angle of 60°.
  • 13 shows the results of a simulation of the reflectance (wavelengths of 350 to 1200 nm) of the optical filter of Example 13 when light is incident on the optical filter of Example 13 at an angle of 5° or 60°.
  • “5°” means “5°”
  • 60°” means “60°” (the same applies below).
  • 10 shows the results of a simulation of the transmittance (wavelengths of 350 to 1200 nm) of the optical filter of Example 14 when light is incident on the optical filter of Example 14 at an angle of 0° or 60°.
  • 10 shows the results of a simulation of the reflectance (wavelengths of 350 to 1200 nm) of the optical filter of Example 15 when light is incident on the optical filter of Example 15 at an angle of 5° or 60°.
  • 10 shows the results of a simulation of the transmittance (wavelengths of 350 to 1200 nm) of the optical filter of Example 15 when light is incident on the optical filter of Example 15 at an angle of 0° or 60°.
  • 10 shows the results of a simulation of the reflectance (wavelengths of 300 to 1200 nm) of the optical filter of Example 16 when light is incident on the optical filter of Example 16 at an angle of 5° or 60°.
  • 10 shows the results of a simulation of the reflectance (wavelengths of 300 to 1200 nm) of the optical filter of Example 17 when light is incident on the optical filter of Example 17 at an angle of 5° or 60°.
  • 10 shows the results of a simulation of the reflectance (wavelengths of 300 to 1200 nm) of the optical filter of Example 18 when light is incident on the optical filter of Example 18 at an angle of 5° or 60°.
  • the present invention will be described in detail below.
  • the preferred definitions can be adopted arbitrarily, and it can be said that a combination of preferred definitions is more preferred.
  • the expression "XX to YY” means “XX or more and YY or less.”
  • the lower and upper limits described in stages can be independently combined.
  • the description "preferably 10 to 90, more preferably 30 to 60” can be combined with the “preferable lower limit (10)” and the “more preferable upper limit (60)” to form “10 to 60.”
  • the upper or lower limit of the numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
  • the optical filter of this embodiment comprises at least a substrate, a dielectric multilayer film, and a concave-convex layer, and may or may not further comprise, as necessary, a resin film, another dielectric film including one or more dielectric layers separate from the dielectric multilayer film (hereinafter sometimes simply referred to as "another dielectric film”), another concave-convex layer separate from the concave-convex layer (hereinafter sometimes simply referred to as "another concave-convex layer”), etc.
  • the wavelength ⁇ c is not particularly limited, but is preferably 700 to 1200 nm, more preferably 800 to 1100 nm, and particularly preferably 900 to 1000 nm. If the wavelength ⁇ c is equal to or greater than the lower limit of the above range, only infrared light is likely to be reflected, whereas if the wavelength ⁇ c is equal to or less than the upper limit of the above range, unwanted reflection in the visible light region caused by other optical interference effects is likely to be suppressed.
  • the average refractive index of the substrate at wavelengths of 300 to 1300 nm is not particularly limited, but is preferably 1.4 to 2.5, more preferably 1.5 to 2.0, and particularly preferably 1.6 to 1.9.
  • the average refractive index is equal to or greater than the lower limit of the above range and equal to or less than the upper limit, the optical design of the dielectric multilayer film to be disposed on the substrate becomes easier.
  • the term "average refractive index” means the average value of refractive indexes measured by spectroscopic ellipsometry (M-2000, manufactured by J.A. Woollam Co.) at wavelengths of 300 to 1300 nm.
  • the substrate is not particularly limited as long as it can achieve the desired optical characteristics of the optical filter, and examples include glass, resin, etc. These may be used alone or in combination of two or more types. Of these, glass is preferred from the standpoint of heat resistance.
  • the type of glass is not particularly limited, and examples include phosphate glass, fluorophosphate glass, borosilicate glass, alkali-free glass, soda-lime glass, and quartz glass. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, phosphate glass, fluorophosphate glass, borosilicate glass, and alkali-free glass are preferred. Furthermore, if the optical filter is intended to block infrared rays, phosphate glass and fluorophosphate glass are preferred from the viewpoint of efficient absorption of infrared rays.
  • phosphate glass means glass in which the content of P2O5 in phosphate glass, expressed in mol% on an oxide basis, is 40 mol% or more and the content of fluorine atoms in phosphate glass is less than 3 mass% relative to 100 mass% of the content of component elements other than fluorine atoms contained in the phosphate glass.
  • the components that the phosphate glass may contain and their preferred contents are described below. In this specification, unless otherwise specified, the contents of each component that the phosphate glass may contain, as well as the total content, are expressed as mass % on an oxide basis.
  • P 2 O 5 is a main component that forms glass and is a component that enhances near-infrared light blocking properties.
  • the P 2 O 5 content in phosphate glass is preferably 50 to 80 mass%, more preferably 52 to 78 mass%, even more preferably 54 to 77 mass%, even more preferably 56 to 76 mass%, and particularly preferably 60 to 75 mass%. If the content is at least the lower limit of the above range, near-infrared light blocking properties are likely to be improved, while if it is at most the upper limit of the above range, problems such as reduced weather resistance are less likely to occur.
  • Al 2 O 3 is a main component that forms glass and is a component that increases the strength of the glass, etc.
  • the content of Al 2 O 3 in phosphate glass is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 mass%, more preferably 6 to 18 mass%, even more preferably 7 to 17 mass%, still more preferably 8 to 17 mass%, and particularly preferably 9 to 16.5 mass%. If the content is equal to or greater than the lower limit of the above range, the strength of the glass is likely to be high, and if the content is equal to or less than the upper limit of the above range, problems such as glass instability are less likely to occur.
  • R 2 O (wherein R 2 O is at least one component selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, and Cs 2 O) is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, stabilizing glass, and the like.
  • the total content of R 2 O ( ⁇ R 2 O) in phosphate glass is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 20 mass%, more preferably 1 to 20 mass%, even more preferably 2 to 20 mass%, still more preferably 3 to 20 mass%, and particularly preferably 4 to 20 mass%.
  • the content When the content is at least the lower limit of the above range, it tends to contribute to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, stabilizing glass, and the like, while when the content is at most the upper limit of the above range, problems such as glass instability are less likely to occur.
  • Li 2 O is a component that contributes to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, stabilizing the glass, etc.
  • the Li 2 O content in the phosphate glass is preferably 0 to 15 mass%, more preferably 0 to 8 mass%, even more preferably 0 to 7 mass%, still more preferably 0 to 6 mass%, and particularly preferably substantially no Li 2 O is contained.
  • the Li 2 O content is at least the lower limit of the above range, it will be easier to contribute to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, stabilizing the glass, etc., whereas if the Li 2 O content is at most the upper limit of the above range, problems such as glass instability and reduced near-infrared cutting ability will be less likely to occur.
  • substantially free of specific components means that the components are not intentionally added, and does not exclude the inclusion of components that are unavoidably mixed in from raw materials, etc., to the extent that they do not affect the desired properties.
  • Na 2 O is a component that contributes to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, stabilizing the glass, etc.
  • the content of Na 2 O in the phosphate glass is not particularly limited, but is preferably 0 to 15 mass %, more preferably 0.5 to 14 mass %, even more preferably 1 to 13 mass %, and particularly preferably 2 to 13 mass %.
  • Na 2 O tends to contribute to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, stabilizing the glass, etc.
  • problems such as glass instability are less likely to occur.
  • K 2 O is a component that contributes to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, etc.
  • the content of K 2 O in the phosphate glass is preferably 0 to 15 mass%, more preferably 0.5 to 14 mass%, even more preferably 1 to 13 mass%, and particularly preferably 2 to 13 mass%. If the content is at least the lower limit of the above range, K 2 O will more easily contribute to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, etc., while if the content is at most the upper limit of the above range, problems such as glass instability are less likely to occur.
  • Rb 2 O is a component that contributes to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, etc.
  • the content of Rb 2 O in the phosphate glass is not particularly limited, but is preferably 0 to 15 mass %, more preferably 0.5 to 14 mass %, even more preferably 1 to 13 mass %, and particularly preferably 2 to 13 mass %. If the content is at least the lower limit of the above range, Rb 2 O will readily contribute to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, etc., whereas if the content is at most the upper limit of the above range, problems such as glass instability are less likely to occur.
  • Cs 2 O is a component that contributes to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, etc.
  • the content of Cs 2 O in the phosphate glass is not particularly limited, but is preferably 0 to 15 mass %, more preferably 0.5 to 14 mass %, even more preferably 1 to 13 mass %, and particularly preferably 2 to 13 mass %. If the content is at least the lower limit of the above range, Cs 2 O will readily contribute to lowering the melting temperature of the glass, lowering the liquidus temperature of the glass, etc., whereas if the content is at most the upper limit of the above range, problems such as glass instability are less likely to occur.
  • the phosphate glass contains at least two components selected from the group consisting of Li2O , Na2O , K2O , Rb2O , and Cs2O .
  • the total content ( ⁇ R 2 O) of R 2 O (where R 2 O is at least two components selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, and Cs 2 O) in the phosphate glass is not particularly limited, but is preferably more than 7 mass% and 18 mass% or less, more preferably 7.5 to 17 mass%, even more preferably 8 to 16 mass%, still more preferably 8.5 to 15 mass%, and particularly preferably 9 to 14 mass%.
  • the content is at least the lower limit of the above range, the weather resistance of the glass is likely to be improved, while if it is at most the upper limit of the above range, problems such as glass instability, reduced near-infrared blocking ability, and reduced strength of the glass are less likely to occur.
  • R'O (where R'O is at least one component selected from the group consisting of CaO, MgO, BaO, SrO, and ZnO) is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, stabilizing glass, and increasing the strength of glass.
  • R'O is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, stabilizing glass, and increasing the strength of glass.
  • a content above the lower limit of the above range contributes more easily to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, stabilizing glass, and increasing the strength of glass.
  • a content below the upper limit of the above range is less likely to cause problems such as glass instability, reduced near-infrared blocking properties, reduced short-wavelength infrared transmittance, and reduced glass strength.
  • the above-mentioned phosphate glass contains substantially no divalent cations other than Cu. The reasons for this are explained below.
  • the phosphate glass contains CuO
  • light in the near-infrared region is blocked by the optical absorption of Cu ions .
  • This optical absorption occurs due to electronic transitions between d orbitals of Cu ions split by the electric field of O ions .
  • Preventing the symmetry of the O ions from decreasing promotes the splitting of the d orbitals, preventing optical absorption due to electronic transitions between the split d orbitals. This prevents a weakening of the light absorption ability in the near-infrared region and an increase in the light absorption ability in the short-wavelength infrared region.
  • the strength of the electric field of a cation increases as the valence of the ion increases. Therefore, by avoiding the addition of oxides containing divalent cations other than Cu to the glass, it is possible to prevent a decrease in the near-infrared blocking properties and a decrease in the transmittance of short-wavelength infrared rays.
  • CaO is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, stabilizing glass, and increasing the strength of glass.
  • the CaO content in phosphate glass is preferably 0-10% by mass, more preferably 0-8% by mass, even more preferably 0-6% by mass, even more preferably 0-5% by mass, and particularly preferably contains essentially no CaO. If the content is below the upper limit of the above range, problems such as glass instability, reduced near-infrared blocking properties, and reduced transmittance of short-wavelength infrared rays are less likely to occur.
  • MgO is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, stabilizing glass, and increasing the strength of glass.
  • MgO content in phosphate glass is preferably 0-15% by mass, more preferably 0-13% by mass, even more preferably 0-10% by mass, even more preferably 0-9% by mass, and particularly preferably contains essentially no MgO. If the content is below the upper limit of the above range, problems such as glass instability, reduced near-infrared blocking properties, and reduced transmittance of short-wavelength infrared rays are less likely to occur.
  • BaO is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, and stabilizing glass.
  • the BaO content in phosphate glass is preferably 0-10% by mass, more preferably 0-8% by mass, even more preferably 0-6% by mass, even more preferably 0-5% by mass, and particularly preferably substantially no BaO is contained.
  • the BaO content may be 0.1% by mass or more. If the BaO content is below the upper limit of the above range, problems such as glass instability, reduced near-infrared blocking properties, and reduced transmittance of short-wavelength infrared rays are less likely to occur.
  • SrO is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass, lowering the liquidus temperature of glass, and stabilizing glass.
  • SrO content in phosphate glass, but it is preferably 0-10% by mass, more preferably 0-8% by mass, even more preferably 0-7% by mass, and particularly preferably contains substantially no SrO. If the content is below the upper limit of the above range, problems such as glass instability, reduced near-infrared blocking properties, and reduced transmittance of short-wavelength infrared rays are less likely to occur.
  • ZnO is a component that contributes to lowering the melting temperature of glass and the liquidus temperature of glass.
  • the ZnO content in phosphate glass is preferably 0 to 15% by mass, more preferably 0 to 13% by mass, even more preferably 0 to 10% by mass, even more preferably 0 to 9% by mass, and particularly preferably substantially no ZnO is contained. If the content is below the upper limit of the above range, problems such as poor glass meltability, reduced near-infrared blocking properties, and reduced transmittance of short-wavelength infrared rays are less likely to occur.
  • CuO is a component that contributes to blocking near-infrared rays.
  • the CuO content in phosphate glass is preferably 4% to 20% by mass, more preferably 4 to 19.5% by mass, even more preferably 5 to 19% by mass, even more preferably 6 to 18.5% by mass, and particularly preferably more than 7% by mass and 18% by mass or less. If the content is at or above the lower limit of the above range, near-infrared rays are more easily blocked, and if the content is at or below the upper limit of the above range, problems such as reduced transmittance in the visible light range and reduced transmittance in the short-wavelength infrared range are less likely to occur. Furthermore, when the glass is substantially free of divalent cations other than Cu, a CuO content of more than 7% by mass can further improve near-infrared blocking properties and short-wavelength infrared transmittance.
  • B2O3 is a component that promotes glass stabilization.
  • the B2O3 content in phosphate glass is preferably 10 mass% or less, more preferably 9 mass% or less, even more preferably 8 mass% or less, even more preferably 7 mass% or less, still more preferably 6 mass% or less, and particularly preferably substantially no B2O3 is contained. If the content is below the upper limit of the above range, problems such as deterioration in the weather resistance of the glass, deterioration in near-infrared blocking ability, and deterioration in short-wavelength infrared transmittance are less likely to occur.
  • F is an effective component for improving weather resistance, but it is an environmentally hazardous substance and there is a risk of reducing near-infrared blocking properties, so it is preferable that it does not contain substantially any F.
  • the phosphate glass may contain, for example, SiO2 , GeO2, ZrO2 , SnO2 , TiO2, CeO2 , WO3 , Y2O3 , La2O3 , Gd2O3 , Yb2O3 , Nb2O5 , etc. , from the viewpoint of improving the weather resistance of the glass. These may be used alone or in combination of two or more .
  • the total content of these elements in the phosphate glass is not particularly limited, but from the viewpoint of preventing problems such as a decrease in near-infrared blocking ability and a decrease in short-wavelength infrared transmittance, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, even more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less.
  • Fe2O3 , Cr2O3 , Bi2O3 , NiO , V2O5 , MnO2 , and CoO are all components that , when present in the glass, reduce the transmittance of near-ultraviolet light. Addition of these components in excess may reduce the transmittance of visible light from the ultraviolet region, so it is preferable that these components are not substantially contained in the glass.
  • MoO3 is a component that promotes an improvement in the transmittance of glass in the visible region. The reason why MoO3 can improve the transmittance of glass in the visible region will be described below. It is known that Mo exists as Mo 6+ in glass. However, when Mo and Cu are co-doped in phosphate glass, Cu + in the glass releases electrons to become Cu 2+ (Cu + ⁇ Cu 2+ +e - ), and Mo 6+ receives the electrons released by Cu + and becomes Mo 5+ (Mo 6+ +e - ⁇ Mo 5+ ). This reduces the proportion of Cu + (monovalent), which has absorption characteristics in the wavelength range of 300 to 600 nm , and improves the transmittance in the visible region.
  • the content of MoO3 in the phosphate glass is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 mass%, more preferably 0.02 to 9 mass%, even more preferably 0.03 to 8 mass%, even more preferably 0.04 to 7 mass%, and particularly preferably 0.05 to 6 mass%. If the content is equal to or greater than the lower limit of the above range, the transmittance of the glass in the visible region is likely to be improved, while if the content is equal to or less than the upper limit of the above range, problems such as a decrease in near-infrared blocking ability and the generation of devitrified foreign matter in the glass are less likely to occur.
  • fluorophosphates glass means glass in which the content of P5 + in the fluorophosphates glass is 20% by mass or more and the content of F- in the fluorophosphates glass is 3% by mass or more relative to 100% by mass of the content of component elements other than F- contained in the fluorophosphates glass.
  • the thickness of the substrate is preferably 0.05 to 2 mm, more preferably 0.1 to 1 mm, and especially preferably 0.2 to 0.5 mm. If the thickness is above the lower limit of the above range, it becomes easier to ensure the strength of the glass, and if it is below the upper limit of the above range, it becomes easier to reduce the weight of the part.
  • the method for producing the substrate is not particularly limited, and any suitable method can be used.
  • An example of a method for producing a substrate (glass) will be described below.
  • the raw materials are weighed and mixed so that the substrate (glass) has the desired composition range (mixing process).
  • This raw material mixture is placed in a crucible and heated and melted in an electric furnace at a temperature of 700 to 1300°C (melting process). After thorough stirring and clarification, the mixture is poured into a mold, cut, polished, and formed into a flat plate of the desired thickness (forming process).
  • the sum of the coefficients A i coefficients A 1 to A k
  • the dielectric multilayer film has the property of reflecting light of a predetermined wavelength.
  • the number of layers k of the dielectric multilayer film is not particularly limited as long as it is a natural number of 2 or more, but is preferably 10 to 100, more preferably 20 to 70, and particularly preferably 30 to 60. When the number is equal to or greater than the lower limit of the above range, the reflectance at ⁇ c is easily improved, and when the number is equal to or less than the upper limit of the above range, the dielectric multilayer film is easily produced.
  • high-refractive index layers and low-refractive index layers may be alternately stacked, or high-refractive index layers and low-refractive index layers do not have to be alternately stacked. From the perspective of forming a highly reflective region, it is preferable that high-refractive index layers and low-refractive index layers are alternately stacked.
  • the material for the high refractive index layer is not particularly limited, and examples thereof include materials having a refractive index of 1.9 or more at wavelength ⁇ c , such as titanium oxide ( TiO2 ), tantalum oxide ( Ta2O5 ), niobium oxide ( Nb2O5 ), zirconium oxide ( ZrO2 ), and silicon nitride ( Si3N4 ). These may be used alone or in combination of two or more . Furthermore, as long as the refractive index is 1.9 or more at wavelength ⁇ c , the material may contain an additive. Among these, titanium oxide ( TiO2 ) and niobium oxide ( Nb2O5 ) are preferred from the viewpoint of obtaining a higher refractive index.
  • the low refractive index layer is not particularly limited, and examples thereof include materials having a refractive index of 1.6 or less at a wavelength ⁇ c , such as silicon oxide and magnesium fluoride. These may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, as long as the refractive index is 1.6 or less at a wavelength ⁇ c , the layer may contain an additive. Among these, silicon oxide is preferred from the viewpoints of film hardness, adhesion between dielectric multilayer films, and the like.
  • the physical film thickness of the dielectric multilayer film is preferably 500 to 8000 nm, more preferably 1500 to 6000 nm, and especially preferably 2000 to 4000 nm.
  • a thickness above the lower limit of the above range makes it easier to produce a dielectric multilayer film with good optical properties, while a thickness below the upper limit of the above range contributes to improved production efficiency.
  • the sum of the coefficients A i (coefficients A 1 to A k ) is not particularly limited as long as it is 10 or more, but is preferably 10 to 80, more preferably 13 to 70, even more preferably 17 to 50, and particularly preferably 17 to 30.
  • it is equal to or greater than the lower limit of the above range, it becomes easier to prepare a dielectric multilayer film having good optical properties, and when it is equal to or less than the upper limit of the above range, it tends to contribute to improving production efficiency.
  • the dielectric multilayer film is not particularly limited, but preferably has a repeating structure of four-layer units in which high-refractive index layers and low-refractive index layers are alternately laminated, and the QWOT of the high-refractive index layer at a wavelength of 500 nm is QH , and the QWOT of the low-refractive index layer at a wavelength of 500 nm is QL , and the physical film thickness from the substrate side is expressed as ( aQH , bQL , cQH , dQL ) n , and the physical film thickness of the jth four-layer unit in the n-times four-layer unit repeating structure is expressed as ( ajQH , bjQL , cjQH , djQL ), the average value of the coefficients a1 to an is 1.5 to 2.5, and the average value of the average value of the coefficients b1 to bn , the average value of the coefficients c1 to
  • a, b, c, and d are coefficients in the basic four-layer unit, and represent how many times the physical thickness of each layer in the basic four-layer unit is compared to that of QWOT. Therefore, a n Q H , b n Q L , c n Q H , and d n Q L respectively represent the physical thickness of each layer in the four-layer unit.
  • the average values of the coefficients a1 to an , b1 to bn , c1 to cn, and d1 to dn can be calculated using the following formulas (1) to (4), where n is a natural number equal to or greater than 1.
  • n there are no particular restrictions on the value of n as long as it is a natural number of 1 or greater, but it is preferably 5 to 20, more preferably 7 to 17, and especially preferably 8 to 12. If it is at or above the lower limit of the above range, it becomes easier to improve the reflectance in the high reflectance region, and if it is at or below the upper limit of the above range, it becomes easier to contribute to improving production efficiency.
  • the average value of the coefficients a1 to an is not particularly limited, but is preferably 1.5 to 2.5, more preferably 1.6 to 2.5, and particularly preferably 1.7 to 2.4. If the average value is equal to or greater than the lower limit of the above range, it becomes easier to suppress the formation of a reflection region in the visible region, and if the average value is equal to or less than the upper limit of the above range, it becomes easier to form a reflection region in the near-infrared region.
  • the average value of the coefficients b1 to bn is not particularly limited, but is preferably 1.0 or less, more preferably 0.1 to 0.8, and particularly preferably 0.3 to 0.7. If the average value is equal to or greater than the lower limit of the above range, a uniform thin film is easily formed, and if the average value is equal to or less than the upper limit of the above range, high reflection performance is easily achieved in the reflection region.
  • the average value of the coefficients c1 to cn is not particularly limited, but is preferably 1.0 or less, more preferably 0.1 to 0.8, and particularly preferably 0.2 to 0.5. If the average value is equal to or greater than the lower limit of the above range, the film thickness is sufficient and a stable thin film can be easily formed, and if the average value is equal to or less than the upper limit of the above range, high reflection performance can be easily achieved in the reflection region.
  • the average value of the coefficients d1 to dn is not particularly limited, but is preferably 1.0 or less, more preferably 0.1 to 0.8, and particularly preferably 0.3 to 0.7. If the average value is equal to or greater than the lower limit of the above range, the film thickness is sufficient and a stable thin film can be easily formed, and if the average value is equal to or less than the upper limit of the above range, high reflection performance can be easily achieved in the reflection region.
  • the average values of the coefficients b1 to bn , the average values of the coefficients c1 to cn , and the average values of the coefficients d1 to dn are not particularly limited, but are preferably 1.0 or less, more preferably 0.2 to 0.8, and particularly preferably 0.35 to 0.75. If the average value is equal to or greater than the lower limit of the above range, it becomes easier to suppress the formation of a reflection region in the visible region, and if the average value is equal to or less than the upper limit of the above range, it becomes easier to form a reflection region in the near-infrared region.
  • the structure of the multilayer (pth to kth layers) on the concave-convex layer side in the dielectric multilayer film is not particularly limited, but it is preferable that it functions as a dielectric antireflection layer between media of the following two refractive indexes:
  • the two refractive indices refer to the average value nHLavg of the refractive indices of the first to (p-1) layers in the dielectric multilayer film and the refractive index nbottom of the position in the concave-convex layer closest to the dielectric multilayer film, and refer to a configuration that provides low reflection between media having these two refractive indices, i.e., a multilayer having the property of preventing light reflection.
  • the pth to kth layers are preferably dielectric antireflection layers as described above.
  • the reflectance in the light-transmitting region may be higher than in a configuration in which the concave-convex layer is not disposed, when light is incident from the concave-convex layer side at an incident angle of 5°.
  • the mechanism by which the reflectance increases is unclear, but it is thought that this is because reflected light that was previously canceled out by optical interference is no longer canceled out due to the change in optical interference caused by the provision of the concave-convex layer.
  • the increase in reflectance be suppressed from the perspective of improving the transmittance of the transmitting region.
  • the present inventors have conducted extensive research and have found that by assuming that the pth to kth layers are made of two media, in particular an average value nHLavg of the refractive indexes of the first to (p-1)th layers in the dielectric multilayer film, and a refractive index nbottom of the position in the concave-convex layer closest to the dielectric multilayer film, and designing the layers so that the reflectance is reduced between them, it is possible to suppress changes in optical interference in the light transmission region when light is incident from the concave-convex layer side at an incident angle of 5°, and to reduce the reflectance.
  • the reflectance in the light transmission region when light is incident from the uneven layer side at an incident angle of 5° is improved, as in the structures of Examples 2, 5, 8, and 11 described later, compared to structures in which an uneven layer is simply placed on the structures of Examples 3, 6, 9, and 12 described later.
  • the number of layers in the dielectric antireflection layer is preferably 4 to 10, more preferably 5 to 9, and especially preferably 6 to 8. If the number is equal to or greater than the lower limit of the above range, it becomes easier to expand the wavelength range of antireflection in the dielectric antireflection layer, and if it is equal to or less than the upper limit of the above range, it becomes easier to improve productivity.
  • the method for producing the dielectric multilayer film is not particularly limited, and any suitable method can be used, including, for example, sputtering, vacuum deposition, ion-assisted vacuum deposition, and CVD. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, sputtering, vacuum deposition, and ion-assisted vacuum deposition are preferred from the standpoint of excellent control over the physical film thickness when forming the layers of the dielectric multilayer film.
  • the concave-convex layer has a plurality of microstructures formed of concaves and convexes on a plane, and has a region in which the space filling rate increases continuously from the light incident side (air layer side) toward the substrate side, so that the refractive index of the concave-convex layer increases continuously from the light incident side toward the substrate.
  • the uneven layer has a continuously changing refractive index, and therefore has the property of preventing reflection of a specific wavelength.
  • the pitch width (peak-to-peak distance) of the uneven layer is not particularly limited, but is preferably ⁇ c /4 or less, more preferably ⁇ c /6 or less, and particularly preferably ⁇ c /8 or less. If it is below the upper limit of the above range, scattering of light in the transmission band is unlikely to occur.
  • the pitch width (the distance between the peaks of the convex portions) means the distance from the center of one convex portion to the center of the nearest other convex portion. If the pitch width is not uniform, that is, if there are multiple values for the pitch width, the average value of these values is considered to be the pitch width.
  • the uneven layer may have a region with a constant space filling rate (i.e., a constant refractive index), since a sufficient anti-reflection effect for a predetermined wavelength can be obtained as long as there is no large change in the refractive index within the uneven layer.
  • the structure of the microstructure portion consisting of the recesses and projections may be a regular structure or an irregular structure. From the viewpoint of suppressing the generation of diffracted light in a specific direction, an irregular structure is preferable.
  • the thickness of the uneven layer (the average height of the microstructure portion consisting of unevenness) is not particularly limited, but is preferably ⁇ c /8 or more, more preferably ⁇ c /6 or more, and particularly preferably ⁇ c /4 or more.
  • ⁇ c /8 or more is 200 to 350 nm, more preferably 220 to 320 nm, and particularly preferably 250 to 300 nm.
  • the thickness is at least the lower limit of the above range, an anti-reflection effect is more likely to be obtained over the entire visible light region, and if it is at most the upper limit of the above range, an increase in the aspect ratio is suppressed, making production easier and also making it easier to suppress a decrease in transmittance due to scattering caused by the configuration and randomness of the uneven layer.
  • the refractive index of the surface of the uneven layer is not particularly limited, provided that the refractive index of the first surface of the uneven layer facing the dielectric multilayer film (hereinafter sometimes simply referred to as the "first surface of the uneven layer”) is n1 , and the refractive index of the second surface of the uneven layer facing the dielectric multilayer film (hereinafter sometimes simply referred to as the "second surface of the uneven layer”) is n2.
  • first surface of the uneven layer the refractive index of the first surface of the uneven layer facing the dielectric multilayer film
  • second surface of the uneven layer is n2.
  • n1 > n2 .
  • the value of n1 is not particularly limited, but is preferably 1.2 to 2.4, more preferably 1.3 to 2.0, and particularly preferably 1.4 to 1.7.
  • n1 When n1 is equal to or greater than the lower limit of the above range, a change in refractive index is easily formed, and when n1 is equal to or less than the upper limit of the above range, the antireflection function is easily improved.
  • the value of n2 is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 1.2, more preferably 1.0 to 1.1, and particularly preferably 1.0 to 1.05.
  • n2 is equal to or greater than the lower limit of the above range, a change in refractive index is easily produced, and when n2 is equal to or less than the upper limit of the above range, the antireflection function is easily improved.
  • the refractive index of the uneven layer is not particularly limited, where n(t) is the refractive index of the uneven layer at a distance t from the first surface of the uneven layer and T is the thickness of the uneven layer.
  • n(t) is the refractive index of the uneven layer at a distance t from the first surface of the uneven layer
  • T is the thickness of the uneven layer.
  • the optical thickness of the uneven layer is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining a good antireflection function, it is preferably ⁇ c /8 or more, more preferably ⁇ c /6 or more, and particularly preferably ⁇ c /4 or more.
  • the material contained in the uneven layer is not particularly limited, and examples thereof include Al, Mg, Zn, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, Al and Mg are preferred from the viewpoint of reaction rate.
  • the total content of the above materials is not particularly limited, but is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, and particularly preferably 30 to 50% by mass, relative to 100% by mass of the uneven layer. If the content is equal to or greater than the lower limit of the above range, a stable structure is easily formed, and if the content is equal to or less than the upper limit of the above range, a structure with high transmittance is easily formed.
  • the method for producing the uneven layer is not particularly limited, and any appropriate method can be used, for example, etching treatment, imprint processing, hydrothermal treatment of an aluminum-based film, etc.
  • hydrothermal treatment of an aluminum-based film which is one example of a method for producing an uneven layer, will be described.
  • a film containing aluminum oxide (alumina) is formed on the first surface of a substrate by vacuum deposition or liquid phase (sol-gel) deposition.
  • the film is then treated with steam or hot water to convert the surface layer into boehmite (plate-like crystallization), forming a rough layer.
  • the refractive index of the rough layer is approximately 1 on the light incident side and increases continuously toward the first surface of the rough layer, with the maximum refractive index ranging from 1.35 to 1.58.
  • the optical filter of this embodiment may include a resin film, another dielectric film, another uneven layer, etc., in addition to the substrate, the dielectric multilayer film, and the uneven layer described above.
  • the optical filter preferably includes a resin film from the viewpoint of improving adhesion and protecting the substrate.
  • the optical filter preferably includes another dielectric film from the viewpoint of adjusting optical characteristics and improving adhesion.
  • the optical filter preferably includes another uneven layer from the viewpoint of suppressing an increase in reflectance in the transmission wavelength range of light.
  • the position of the resin film is not particularly limited, but is preferably on the second surface of the substrate (24 in FIG. 2, 34 in FIG. 3, 45 in FIG. 4).
  • the resin film is not particularly limited, but if the purpose of using the optical filter is to cut near-infrared rays, it preferably contains a near-infrared absorbing dye in order to impart the property of absorbing near-infrared rays to the optical filter.
  • the near-infrared absorbing dye is not particularly limited, and examples thereof include squarylium dyes, phthalocyanine dyes, cyanine dyes, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, squarylium dyes and cyanine dyes are preferred from the viewpoint of further enhancing near-infrared absorbing ability.
  • the resin film is not particularly limited, but if the purpose of using the optical filter is to cut ultraviolet rays, it preferably contains an ultraviolet absorbing dye in order to impart the property of absorbing ultraviolet rays to the optical filter.
  • the ultraviolet absorbing dye is not particularly limited, and examples thereof include oxazole dyes, merocyanine dyes, cyanine dyes, naphthalimide dyes, oxadiazole dyes, oxazine dyes, oxazolidine dyes, naphthalic acid dyes, styryl dyes, anthracene dyes, cyclic carbonyl dyes, and triazole dyes. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, merocyanine dyes are preferred from the viewpoint of improving heat resistance and ultraviolet absorbing ability.
  • the resin constituting the resin film is not particularly limited, and examples include polyester resin, acrylic resin, epoxy resin, ene-thiol resin, polycarbonate resin, polyether resin, polyarylate resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyparaphenylene resin, polyarylene ether phosphine oxide resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyolefin resin, cyclic olefin resin, polyurethane resin, polystyrene resin, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyimide resin, polycarbonate resin, polyester resin, and acrylic resin are preferred from the viewpoints of spectroscopic properties, glass transition point (Tg), and adhesion.
  • Tg glass transition point
  • the thickness of the resin film is preferably 0.3 to 10.0 ⁇ m, more preferably 0.5 to 5 ⁇ m, and especially preferably 0.7 to 4 ⁇ m. If the thickness is at or above the lower limit of the above range, it becomes easier to achieve the desired optical characteristics, and if it is at or below the upper limit of the above range, an increase in the aspect ratio is suppressed, making manufacturing easier and making it easier to reduce the haze value of the optical filter.
  • the method for producing the resin film is not particularly limited, and any suitable method can be used. An example of the method for producing the resin film will be described below.
  • the resin film can be formed by dissolving or dispersing the dye, the resin or the raw material components of the resin, and the components to be blended as needed in a solvent to prepare a coating liquid, which is then applied to a support, dried, and cured as needed.
  • the support is not particularly limited, and may be a substrate included in an optical filter, or a peelable support used only when forming the resin film.
  • the solvent may be a dispersion medium that can stably disperse the resin film components, or a solvent that can dissolve the resin film components.
  • the coating liquid may also contain a surfactant to prevent voids caused by tiny bubbles, depressions caused by the adhesion of foreign matter, and repellency during the drying process.
  • a surfactant for application of the coating liquid, methods such as dip coating, cast coating, and spin coating can be used. After the coating liquid is applied to the support, a resin film is formed by drying. Furthermore, if the coating liquid contains resin raw material components, a curing process such as heat curing or photocuring may be carried out.
  • the position of the other dielectric film that can be provided in the optical filter of this embodiment is not particularly limited, but is preferably on the second surface of the substrate (FIGS. 2 to 4).
  • the other dielectric film may be provided on the second surface of the substrate in a single layer or in multiple layers, and if multiple layers are provided, the other dielectric films may be different or may be the same type of other dielectric films.
  • the other dielectric film may be provided on the resin film as shown in 25 of FIG. 2, 35 of FIG. 3, and 46 of FIG. 4, or may be provided on the substrate as shown in 44 of FIG. 4, or may be provided on all of these (44 and 46 of FIG. 4).
  • the other dielectric film having the above property (ii) is not particularly limited, but from the viewpoint of its properties, it is preferable to place it between the resin film and the other uneven layer described later (35 in FIG. 3).
  • the other dielectric film having the above property (iii) is not particularly limited, but from the viewpoint of its properties, it is preferable to dispose it on the substrate (44 in FIG. 4).
  • the other dielectric films having the above properties may be used alone or in combination of two or more.
  • the other dielectric film is not particularly limited, and may be a single layer or a multilayer.
  • the number of layers is not particularly limited, but is preferably 4 to 20, more preferably 4 to 15, and particularly preferably 4 to 10.
  • the number is equal to or greater than the lower limit of the above range, desired optical properties are easily obtained, and when the number is equal to or less than the upper limit of the above range, productivity is easily improved.
  • the physical film thickness of the other dielectric film is preferably 5 to 2000 nm, more preferably 10 to 500 nm, and especially preferably 50 to 200 nm. If the thickness is above the lower limit of the above range, it becomes easier to obtain the desired optical properties, and if the thickness is below the upper limit of the above range, productivity tends to improve.
  • the other concave-convex layer that can be provided in the optical filter of this embodiment is preferably disposed on the surface of the resin film opposite to the substrate (36 in FIG. 3 and 47 in FIG. 4).
  • the structure of the microstructure portion consisting of the unevenness of the other uneven layer, the thickness of the other uneven layer, the uneven height difference of the other uneven layer, the width of the convex portion of the other uneven layer, the width of the concave portion of the other uneven layer, the refractive index of the surface of the other uneven layer, the refractive index of the other uneven layer, the optical thickness of the other uneven layer, the materials contained in the other uneven layer, and the manufacturing method of the other uneven layer, please refer to the description of the uneven layer above.
  • the optical filter of this embodiment is not particularly limited, but from the perspective of application to imaging devices, etc., it is preferable that it has the characteristic of cutting infrared rays.
  • the optical filter of this embodiment has the characteristic of cutting off light in the infrared region
  • the optical filter satisfy the following spectral characteristics (i-1) to (i-4).
  • i-1) In the spectral transmittance curve at an incident angle of 0°, the average transmittance at wavelengths of 450 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the transmittance in the visible light region and making it suitable for application to imaging devices and the like, it is preferably 80.0% or more, more preferably 83.0% or more, and particularly preferably 86.0% or more.
  • the average transmittance at wavelengths of 1000 to 1200 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the shielding property in the near-infrared region and suitable application to imaging devices and the like, it is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, and particularly preferably 2.0% or less.
  • the optical filter of the present embodiment has the characteristic of cutting off light in the infrared region
  • the optical filter satisfy the following spectral characteristics (i-5) to (i-7) in addition to the above spectral characteristics (i-1) to (i-4).
  • spectral transmittance curve at an incident angle of 60° the average transmittance at wavelengths of 450 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the transmittance in the visible light region at oblique incidence and suitable application to imaging devices and the like, it is preferably 75.0% or more, more preferably 78.0% or more, even more preferably 80.0% or more, and particularly preferably 82.0% or more.
  • the average transmittance at wavelengths of 700 to 1000 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the shielding property in the near-infrared region at oblique incidence and suitable application to imaging devices and the like, it is preferably 4.0% or less, more preferably 1.0% or less, and particularly preferably 0.1% or less.
  • the optical filter of the present embodiment has the characteristic of cutting off light in the infrared region
  • the optical filter satisfy the following spectral characteristics (i-8) to (i-10) in addition to the above spectral characteristics (i-1) to (i-4) and (i-5) to (i-7).
  • the average reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the transmittance in the visible light region and suitably applying the film to imaging devices and the like, it is preferably 4.0% or less, more preferably 3.0% or less, and particularly preferably 2.0% or less.
  • the maximum reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the transmittance in the visible light region and suitably applying the film to imaging devices and the like, it is preferably 7.0% or less, more preferably 6.0% or less, and particularly preferably 4.0% or less.
  • the maximum reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing reflection in the visible light region at oblique incidence and suitable application to imaging devices and the like, it is preferably 15.0% or less, more preferably 14.0% or less, and particularly preferably 12.0% or less.
  • the optical filter of the present embodiment has the characteristic of cutting off light in the infrared region, there are no particular limitations, but it is more preferable that the optical filter satisfies the following spectral characteristics (i-11) to (i-12) in addition to the above spectral characteristics (i-1) to (i-4), (i-5) to (i-7), and (i-8) to (i-10).
  • the absolute value of the difference in average transmittance at wavelengths of 450 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing changes in spectral characteristics at oblique incidence and obtaining good color reproducibility in an imaging device or the like, it is preferably 9.0% or less, more preferably 8.0% or less, even more preferably 7.0% or less, and particularly preferably 6.0% or less.
  • the absolute value of the difference in maximum transmittance at wavelengths of 450 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing changes in spectral characteristics at oblique incidence and obtaining good color reproducibility in an imaging device or the like, it is preferably 7.0% or less, more preferably 6.0% or less, and particularly preferably 5.0% or less.
  • the optical filter of the present embodiment has the characteristic of cutting off light in the infrared region
  • the optical filter satisfy the following spectral characteristics (i-13) to (i-14) in addition to the above spectral characteristics (i-1) to (i-4), (i-5) to (i-7), (i-8) to (i-10), and (i-11) to (i-12).
  • the absolute value of the difference in average reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing changes in spectral characteristics at oblique incidence and obtaining good color reproducibility in an imaging device or the like, it is preferably 7.0% or less, more preferably 6.0% or less, and particularly preferably 5.0% or less.
  • the absolute value of the difference in maximum reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing changes in spectral characteristics at oblique incidence and obtaining good color reproducibility in an imaging device or the like, it is preferably 13.0% or less, more preferably 11.0% or less, and particularly preferably 9.0% or less.
  • the optical filter of this embodiment is not particularly limited and can be applied to, for example, an imaging device such as a digital still camera.
  • the optical filter of this embodiment suppresses an increase in reflectance in the light transmission wavelength range when light is obliquely incident, and has high reflectance in the infrared range, so that an imaging device of this embodiment equipped with the optical filter has good color reproducibility.
  • the imaging device may further include a solid-state imaging element and an imaging lens in addition to the optical filter of this embodiment, and the optical filter may be disposed, for example, between the imaging lens and the solid-state imaging element.
  • the optical filter may also be directly attached to the solid-state imaging element and/or imaging lens of the imaging device, for example, via an adhesive layer.
  • the spectral characteristics of optical filters were verified using optical thin film simulation software (TFCalc, manufactured by Software Spectra, Inc.)
  • TFCalc optical thin film simulation software
  • the refractive index of each film at a wavelength of 500 nm was used as a representative value, but the simulation was performed taking into consideration the wavelength dependency of the refractive index and the dependency of the film formation conditions.
  • the refractive index has wavelength dependency known as dispersion. For example, in the wavelength range of 300 to 1300 nm, the shorter the wavelength, the higher the refractive index of the film material constituting the optical filter, and the longer the wavelength, the lower the refractive index.
  • the relationship between wavelength and refractive index is not linear and is generally expressed using approximate equations such as Hartmann and Sellmeier.
  • Example 1 An optical filter having the structure shown in FIG. 1 was assumed.
  • the substrate was assumed to be alkali-free glass, with a refractive index of 1.52 over the entire wavelength range (300 to 1300 nm). Note that reflection on the second surface of the substrate was not taken into consideration in the simulation. Titanium oxide ( TiO2 ) or niobium oxide ( Nb2O5 ) was used as the material for the high refractive index layer, and silicon oxide ( SiO2 ) was used as the material for the low refractive index layer.
  • TiO2 titanium oxide
  • Nb2O5 niobium oxide
  • SiO2 silicon oxide
  • the simulation was performed under the assumption that the refractive index of titanium oxide ( TiO2 ) at a wavelength of 500 nm was 2.47, the refractive index of niobium oxide ( Nb2O5 ) at a wavelength of 500 nm was 2.40, and the refractive index of silicon oxide ( SiO2 ) at a wavelength of 500 nm was 1.48.
  • the concave-convex layer had an optical thickness of 321.0 nm, was made of an alumina film formed by hydrothermal treatment, and was 272 nm thick, with the refractive index varying from 1.50 to 1.22 from 0 nm to 54.4 mm, and from 1.50 to 1.00 from 54.4 mm to 272 nm (the air layer side).
  • the simulation was performed by approximating the concave-convex layer to 50 thin films of 5.44 nm stacked together.
  • the continuous change in the refractive index of the concave-convex layer was simulated by approximating the change by stacking 50 thin films of 5.44 nm each with a different refractive index.
  • the dielectric multilayer film had 26 layers, and the 21st to 26th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to have a layer structure different from the general layer structure of Example 3 described later, that is, the 21st to 26th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to function as dielectric antireflection layers compatible with the concave-convex layer, and the simulation was performed.
  • Example 1 The composition of Example 1 is shown in Table 1.
  • the "coefficient for 500 nm" in Table 1 indicates how many times the physical film thickness of each layer is compared to that of a QWOT at 500 nm (the same applies to the following tables).
  • Example 2 was simulated in the same manner as Example 1, except that, instead of adjusting the 21st to 26th layers of the dielectric multilayer film in Example 1 so that they function as dielectric antireflection layers compatible with the uneven layer, the 21st to 26th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to have the same layer structure as the general layer structure of Example 3 described below, that is, adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized in the absence of the uneven layer.
  • the composition of Example 2 is shown in Table 2.
  • Example 3 was simulated in the same manner as Example 2, except that the uneven layer in Example 2 was not provided.
  • the composition of Example 3 is shown in Table 3.
  • Example 4 was simulated in the same manner as Example 1, except that in Example 1, the dielectric multilayer film was the dielectric multilayer film (25 layers) shown in Table 4 below, and the 19th to 25th layers of the dielectric multilayer film had a layer structure different from the general layer structure of Example 6 described later, that is, the 19th to 25th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to function as dielectric antireflection layers compatible with the uneven layer. Note that the dielectric multilayer film of Example 6 described later was adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized when there was no uneven layer. The composition of Example 4 is shown in Table 4.
  • Example 5 was simulated in the same manner as Example 4, except that, instead of adjusting the 19th to 25th layers of the dielectric multilayer film in Example 4 so that they function as dielectric antireflection layers compatible with the uneven layer, the 19th to 25th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to have the same layer structure as the general layer structure of Example 6 described below, that is, adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized in the absence of the uneven layer.
  • the composition of Example 5 is shown in Table 5.
  • Example 6 Example 6 was simulated in the same manner as Example 5, except that the uneven layer in Example 5 was not provided.
  • the composition of Example 6 is shown in Table 6.
  • Example 7 In Example 1, the dielectric multilayer film was the dielectric multilayer film (number of layers: 54) shown in Table 7 below, and the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to have a layer structure different from the general layer structure of Example 9 described later, that is, the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to function as dielectric antireflection layers compatible with the concave-convex layer, and other than that, the simulation was performed in a manner similar to that of Example 1.
  • the dielectric multilayer film of Example 9 described later was adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized when there was no concave-convex layer.
  • the composition of Example 7 is shown in Table 7.
  • Example 8 was simulated in the same manner as Example 7, except that, instead of adjusting the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film in Example 7 so that they function as dielectric antireflection layers compatible with the uneven layer, the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to have the same layer structure as the general layer structure of Example 9 described below, that is, adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized in the absence of the uneven layer.
  • the composition of Example 8 is shown in Table 8.
  • Example 9 was simulated in the same manner as Example 8, except that the uneven layer in Example 8 was not provided.
  • the composition of Example 9 is shown in Table 9.
  • Example 10 was simulated in the same manner as Example 1, except that in Example 1, the dielectric multilayer film was the dielectric multilayer film (number of layers: 54) shown in Table 10 below, and the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film had a layer structure different from the general layer structure of Example 12 described later, that is, the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to function as dielectric antireflection layers compatible with the uneven layer. Note that the dielectric multilayer film of Example 12 described later was adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized in the absence of the uneven layer. Note that the simulation was performed with the refractive index of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) at a wavelength of 500 nm set to 2.40. The composition of Example 10 is shown in Table 10.
  • Nb 2 O 5 refractive index of niobium oxide
  • Example 11 was simulated in the same manner as Example 10, except that, instead of performing the simulation using a dielectric multilayer film in which the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were adjusted so that they function as dielectric antireflection layers compatible with the uneven layer in Example 10, the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were simulated using a dielectric multilayer film having the same layer structure as the general layer structure of Example 12 described below, i.e., the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized in the absence of the uneven layer.
  • the composition of Example 11 is shown in Table 11.
  • Example 12 Example 12 was simulated in the same manner as Example 11, except that the uneven layer in Example 11 was not provided.
  • the composition of Example 12 is shown in Table 12.
  • Example 13 In Example 13, an optical filter having the structure shown in FIG. 2 was assumed. The simulation was performed assuming that the substrate was phosphate glass (the composition of phosphate glass is 68.73 mass% P2O5 , 11.36 mass% Al2O3 , 3.16 mass% Na2O , 9.06 mass% K2O , and 7.68 mass% CuO, based on 100 mass% oxides) with a thickness of 0.3 mm. The simulation was performed based on the refractive index and extinction coefficient of the substrate obtained using a spectroscopic ellipsometry (M-2000, manufactured by J.A. Woollam).
  • M-2000 spectroscopic ellipsometry
  • the material of the high refractive index layer and its refractive index at a wavelength of 500 nm, the material of the low refractive index layer and its refractive index at a wavelength of 500 nm, and the uneven layer were assumed to be the same as those in Example 1.
  • the simulation was performed assuming that the resin film (24 in FIG. 2) provided on the second surface of the substrate was a polyimide resin with a thickness of 3 ⁇ m.
  • the resin was assumed to contain 2.3 mass% of a near-infrared absorbing dye (squarylium dye) having a structure represented by the following structural formula (1) relative to 100 mass% of the resin film, and 2.1 mass% of an ultraviolet absorbing dye (merocyanine dye) having a structure represented by the following structural formula (2) relative to 100 mass% of the resin film.
  • the simulation was performed based on the refractive index and extinction coefficient of the resin film obtained using a spectroscopic ellipsometry (M-2000, manufactured by J.A. Woollam Co.).
  • M-2000 spectroscopic ellipsometry
  • the other dielectric film corresponding to 25 in FIG. 2, was simulated assuming a dielectric anti-reflection layer compatible with air.
  • the simulation was performed using a dielectric multilayer film in which the number of layers was 54 and the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film had a layer structure different from the general layer structure of Example 15 described later, i.e., a dielectric multilayer film in which the 49th to 54th layers of the dielectric multilayer film were adjusted to function as dielectric antireflection layers compatible with the concave-convex layer.
  • the dielectric multilayer film of Example 15 described later was adjusted so that the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm would be minimized when there was no concave-convex layer.
  • the number of layers of the other dielectric films was set to 9, and the simulation was carried out.
  • the composition of Example 13 is shown in Table 13.
  • Example 14 In Example 14, an optical filter having the structure shown in FIG. 3 was assumed. Example 14 was simulated in the same manner as Example 13, except that in Example 13, another uneven layer corresponding to 36 in FIG. 3 was further provided and the number of layers of the other dielectric film was changed from 9 to 4. The composition of Example 14 is shown in Table 14.
  • Example 15 was simulated in the same manner as Example 13, except that the uneven layer in Example 13 was not provided, and a dielectric multilayer film was used that was adjusted so that the reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm was minimized when no uneven layer was provided, as described above.
  • the composition of Example 15 is shown in Table 15.
  • Example 16 was simulated in the same manner as Example 7, except that the number of layers in the dielectric multilayer film contributing to reflection was changed from 54 to 14 in Example 7. The sum of the coefficients Ai (coefficients A1 to Ak ) was 7.46.
  • the optical filter of Example 16 was found to be unsuitable as a reflective film because the maximum value of the light reflectance (wavelengths 300 to 1200 nm) when light was incident from the concave-convex layer side at an incident angle of 5° was less than 80% (Fig. 19).
  • the composition of Example 16 is shown in Table 16.
  • Example 17 was simulated in the same manner as Example 7, except that the number of layers in the dielectric multilayer film contributing to reflection was changed from 54 to 18 in Example 7.
  • the sum of the coefficients Ai (coefficients A1 to Ak ) was 9.46.
  • the optical filter of Example 17 had a maximum light reflectance (wavelengths of 300 to 1200 nm) of 80% or more when light was incident from the concave-convex layer side at an incident angle of 5°, but was less than 90% (Figure 20), and therefore it was found to be an unsuitable film as a reflective film when compared with Example 18, which will be described later.
  • the composition of Example 17 is shown in Table 17.
  • Example 18 was simulated in the same manner as Example 7, except that the number of layers in the dielectric multilayer film contributing to reflection was changed from 54 to 22 in Example 7. The sum of the coefficients Ai (coefficients A1 to Ak ) was 11.43.
  • the optical filter of Example 18 was found to be a film more suitable as a reflective film than Example 17, because the maximum value of the light reflectance (wavelengths 300 to 1200 nm) was 90% or more when light was incident from the concave-convex layer side at an incident angle of 5° (Figure 21).
  • the composition of Example 18 is shown in Table 18.
  • QH represents the QWOT at a wavelength of 500 nm of the high refractive index layer
  • QL represents the QWOT at a wavelength of 500 nm of the low refractive index layer.
  • “Wavelength ⁇ c " in Table 19 means the average value of wavelength ⁇ 1 and wavelength ⁇ 2
  • “wavelength ⁇ 1 " and “wavelength ⁇ 2 " are results obtained by simulation and mean the shortest wavelength (wavelength ⁇ 1) and the longest wavelength (wavelength ⁇ 2 ) in the wavelength range where the reflectance of light is 80% or more when light is incident from the concave-convex layer side of the optical filter at an incident angle of 5°.
  • the reflectance of light when light is incident from the concave-convex layer side of the optical filter at an incident angle of 5 °, the reflectance of light is less than 80%, so the shortest wavelength in the wavelength range where the reflectance is 70% or more was taken as wavelength ⁇ 1 and the longest wavelength in the wavelength range was taken as wavelength ⁇ 2 , and wavelength ⁇ c was calculated.
  • the "reflectance at 5° incidence” and “reflectance at 60° incidence” in Table 19 are average values of the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm among the reflectance at wavelengths of 300 to 1300 nm obtained by simulation when light was incident on each optical filter at the above angles.
  • the "maximum reflectance at wavelengths of 700 to 1300 nm at 5° incidence” in Table 19 indicates the maximum value of reflectance at wavelengths of 700 to 1300 nm among the reflectance at wavelengths of 300 to 1300 nm obtained by simulating light incident at an angle of 5° on each optical filter. Note that when the “maximum reflectance at wavelengths of 700 to 1300 nm at 5° incidence” is 90% or higher, it can be said that the filter has high reflectance in the infrared region. On the other hand, when the "maximum reflectance at wavelengths of 700 to 1300 nm at 5° incidence” is less than 90%, it cannot be said that the filter has high reflectance in the infrared region.
  • the refractive indices of titanium oxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and silicon oxide (SiO 2 ) at wavelength ⁇ c were determined by using the wavelength ⁇ c obtained above and referring to known literature.
  • the optical filters of the present invention were found to suppress an increase in reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm (light transmission wavelength range) when light was incident at an angle of 60° (when incident obliquely), compared to the optical filter not of the present invention (Example 3).
  • 18 also exhibited the effect of sufficiently suppressing the increase in reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm (light transmission wavelength range) when light was incident at an angle of 60° (when incident obliquely) (the increase in reflectance relative to the reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm when light was incident at an angle of 5°). Furthermore, as can be seen from the evaluation results of the optical filters shown in Table 19, the optical filters of Examples 1 to 15 and 18 were found to have high reflectance in the infrared region, while the optical filters of Examples 16 and 17 were found not to have high reflectance in the infrared region.
  • the optical filters of Examples 1 and 2, Examples 4 and 5, Examples 7 and 8, Examples 10 and 11, Examples 13 and 14, and Example 18 suppress an increase in reflectance in the light transmission wavelength range when light is incident obliquely, and have high reflectance in the infrared range.
  • Example 1 which is an optical filter including a dielectric anti-reflection layer that matches the uneven layer in the dielectric multilayer film, has a reduced reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm (light transmission wavelength range) when light is incident at an angle of 5°, compared to Example 2, which is an optical filter that does not include a dielectric anti-reflection layer that matches the uneven layer in the dielectric multilayer film (having a dielectric multilayer film that minimizes the reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm when there is no uneven layer).
  • Example 4 an optical filter in which the dielectric multilayer film includes a dielectric antireflection layer that matches the uneven layer
  • Example 5 an optical filter in which the dielectric multilayer film does not include a dielectric antireflection layer that matches the uneven layer (a dielectric multilayer film with a reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm that is minimal when the uneven layer is not present)
  • Example 7 an optical filter in which the dielectric multilayer film includes a dielectric antireflection layer that matches the uneven layer
  • Example 8 an optical filter in which the dielectric multilayer film does not include a dielectric antireflection layer that matches the uneven layer (a dielectric multilayer film with a reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm that is minimal when the uneven layer is not present)
  • Example 10 an optical filter in which the dielectric multilayer film includes a dielectric antireflection layer that matches the uneven layer
  • Example 11 an optical filter in which the dielectric multilayer film does not
  • optical characteristics (i-1) to (i-14) were determined using the results obtained from simulations (FIGS. 13 to 18).
  • the determined optical characteristics (i-1) to (i-14) are shown in Table 20.
  • (i-1) The average transmittance in the wavelength range of 450 to 600 nm was determined in the spectral transmittance curve at an incident angle of 0°. If the average transmittance of (i-1) is 80.0% or more, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • (i-2) The average transmittance in the wavelength range of 700 to 1000 nm was determined in the spectral transmittance curve at an incident angle of 0°. If the average transmittance in (i-2) is 2.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • (i-3) The average transmittance in the wavelength range of 1000 to 1200 nm was determined in the spectral transmittance curve at an incident angle of 0°. If the average transmittance in (i-3) is 5.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • (i-4) The average reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm was determined in the spectral reflectance curve at an incident angle of 60°. If the average reflectance in (i-4) is 8.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • (i-5) The average transmittance in the wavelength range of 450 to 600 nm was determined in the spectral transmittance curve at an incident angle of 60°. If the average transmittance of (i-5) is 75.0% or more, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • (i-6) The average transmittance in the wavelength range of 700 to 1000 nm was determined in the spectral transmittance curve at an incident angle of 60°. If the average transmittance in (i-6) is 4.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • (i-7) The average transmittance in the wavelength range of 1000 to 1200 nm was determined in the spectral transmittance curve at an incident angle of 60°. If the average transmittance of (i-7) is 7.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • the average reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm was determined in the spectral reflectance curve at an incident angle of 5°. If the average reflectance of (i-8) is 4.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • the maximum reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm was determined in the spectral reflectance curve at an incident angle of 5°. If the maximum reflectance of (i-9) is 7.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • the maximum reflectance in the wavelength range of 420 to 600 nm was determined in the spectral reflectance curve at an incident angle of 60°.
  • the maximum reflectance of (i-10) is 15.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • (i-11) The absolute value of the difference in average transmittance at wavelengths of 450 to 600 nm was calculated for the spectral transmittance curves at incident angles of 0° and 60°. If the absolute value of the difference in average transmittance in (i-11) is 9.0% or less, it can be said that the filter is suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • the absolute value of the difference in maximum transmittance at wavelengths of 450 to 600 nm was calculated for the spectral transmittance curves at incident angles of 0° and 60°.
  • the filter is suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • the absolute value of the difference in average reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm was calculated for the spectral reflectance curves at incident angles of 5° and 60°. If the absolute value of the difference in average reflectance in (i-13) above is 7.0% or less, it can be said to be suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • the absolute value of the difference in maximum reflectance at wavelengths of 420 to 600 nm was calculated for the spectral reflectance curves at incident angles of 5° and 60°. If the absolute value of the difference in maximum reflectance in (i-14) above is 13.0% or less, it can be said that the filter is suitable as an optical filter for blocking infrared rays.
  • the optical filters of the present invention were found to have all of the optical properties (i-1) to (i-14) within the range considered suitable for an optical filter intended to cut infrared light.
  • the optical filter not of the present invention was found to not have the optical properties (i-4) and (i-10) to (i-14) within the range considered suitable for an optical filter intended to cut infrared light. From the above, it can be said that the optical filters of the present invention (Examples 13 and 14) are more suitable as optical filters for blocking infrared rays than the optical filter (Example 15) which is not of the present invention.
  • First optical filter 11 Substrate 12 Dielectric multilayer film 13 Concave-convex layer 20 Second optical filter 21 Substrate 22 Dielectric multilayer film 23 Concave-convex layer 24 Resin film 25 Other dielectric film 30
  • Third optical filter 31 Substrate 32 Dielectric multilayer film 33 Concave-convex layer 34 Resin film 35 Other dielectric film 36 Other concave-convex layer 40
  • Fourth optical filter 41 Substrate 42 Dielectric multilayer film 43 Concave-convex layer 44 Other dielectric film 45 Resin film 46 Other dielectric film 47 Other concave-convex layer

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Abstract

基板と、前記基板の第１の表面上に設けられ、誘電体層をｋ（ここで、ｋは２以上の自然数）層有する誘電体多層膜と、前記誘電体多層膜の前記基板と反対側の表面上に設けられ、凹凸からなる微細構造部を複数個有する凹凸層と、を備える光学フィルタであって、前記光学フィルタは、前記凹凸層側から５°の入射角度で入射する光の反射率が８０％以上となる波長λ１から波長λ２までの波長域を有し、前記波長λ１及び前記波長λ２の平均を波長λｃとし、前記誘電体多層膜の前記基板側からｉ（ｉ＝１～ｋ）番目の誘電体層を第ｉ層とし、第ｉ層の波長λｃにおけるＱＷＯＴをＱｉとし、第ｉ層の物理膜厚をＡｉＱｉとする場合、係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和が１０以上である、光学フィルタ。

Description

光学フィルタ及び撮像装置
　本発明は、光学フィルタ及び撮像装置に関し、特に、光の斜入射時において、光の透過波長域における反射率の増加が抑制され、且つ、赤外線領域において高い反射率を有する光学フィルタ及び該光学フィルタを備える撮像装置に関する。
　光学フィルタは、特定波長域における光の反射、吸収、透過等を可能とするため、分析機装置分野、医療装置分野、撮像装置分野、照明装置分野等で注目されているフィルタである。
　一般に、上記光学フィルタは、基板上に誘電体多層膜を設置することにより構成され、上記誘電体多層膜は、高屈折率の誘電体（例えば、ＴｉＯ２）からなる層と、低屈折率の誘電体（例えば、ＳｉＯ２）からなる層とを、交互に積層することにより構成される。
　誘電体多層膜を備えた光学フィルタにおいては、しばしば、光の反射、吸収、透過等の光学特性が入射光の角度に依存して変化することが知られている。このため、例えば、法線方向に近い入射角を有する光に対しては、所望の光学特性が得られても、法線方向から大きくずれた入射角を有する光に対しては、所望の光学特性が得られないという問題が生じることがある。
　例えば、特許文献１には、近赤外線カットフィルタであって、第１の表面を有する透明基板と、該透明基板の前記第１の表面の側に設けられた光学多層膜と、前記透明基板の前記第１の表面の側に設けられた第１の整合膜と、前記第１の表面の最も外側に設置された第２の整合膜と、を有し、前記光学多層膜は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層構造を有し、近赤外線を反射させる機能を有し、前記第１及び第２の整合膜は、可視光の反射を抑制する機能を有し、前記第１の整合膜は、前記光学多層膜の上、または前記透明基板と前記光学多層膜の間に設置され、当該近赤外線カットフィルタにおいて、前記第２の整合膜の側から、５゜の入射角度で入射する光の正反射率を第１反射率Ｒ１とし、前記第２の整合膜の側から、４０゜の入射角度で入射する光の正反射率を第２反射率Ｒ２とし、波長４８０ｎｍ～６８０ｎｍの範囲における前記第１反射率Ｒ１の近似直線をｙ１とし、波長４５０ｎｍ～６５０ｎｍの範囲における前記第２反射率Ｒ２の近似直線をｙ２としたとき、波長４８０ｎｍ～６８０ｎｍの範囲において、同一波長での前記第１反射率Ｒ１と前記近似直線ｙ１の値の間の差の絶対値の最大値ΔＲ１は、５％未満であり、波長４５０ｎｍ～６５０ｎｍの範囲において、同一波長での前記第２反射率Ｒ２と前記近似直線ｙ２の値の間の差の絶対値の最大値ΔＲ２は、６％未満である、近赤外線カットフィルタが、広い入射角度範囲において、可視光領域における反射率を有意に抑制できることを開示している。
特開２０２１－１８４０２２号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されているような構成から得られる光学フィルタ（特許文献１における、近赤外線カットフィルタ）は、光の斜入射時において、赤外線領域において高い反射率を有するものの、光の透過波長域（特許文献１における、可視光領域）における反射率の増加が十分に抑制されているとは必ずしも言えなかった。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、光の斜入射時において、光の透過波長域における反射率の増加が抑制され、且つ、赤外線領域において高い反射率を有する光学フィルタ及び該光学フィルタを備える撮像装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、基板と、基板の第１の表面に設けられた誘電体多層膜と、誘電体多層膜の表面に設けられた凹凸層と、を備える光学フィルタであって、光学フィルタ、誘電体多層膜、及び凹凸層をそれぞれ所定の特性範囲内とすることで上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
　なお、本願発明は、（１）反射によって光をカットする誘電体多層膜に対して、広帯域で反射を防止する凹凸層（モスアイ構造）を付与している点、及び（２）多層膜間での反射光同士の光学干渉を精密に制御している誘電体多層膜に対して、さらに干渉を調整することで特性を向上させるのではなく、非干渉性の膜である凹凸層（モスアイ構造）を付与している点で、従来技術に対して飛躍的に進歩した技術である。
　本発明は、下記の通りである。
〔１〕基板と、前記基板の第１の表面上に設けられ、誘電体層をｋ（ここで、ｋは２以上の自然数）層有する誘電体多層膜と、前記誘電体多層膜の前記基板と反対側の表面上に設けられ、凹凸からなる微細構造部を複数個有する凹凸層と、を備える光学フィルタであって、
　前記光学フィルタは、前記凹凸層側から５°の入射角度で入射する光の反射率が８０％以上となる波長λ１から波長λ２までの波長域を有し、
　前記波長λ１及び前記波長λ２の平均を波長λｃとし、前記誘電体多層膜の前記基板側からｉ（ｉ＝１～ｋ）番目の誘電体層を第ｉ層とし、第ｉ層の波長λｃにおけるＱＷＯＴをＱｉとし、第ｉ層の物理膜厚をＡｉＱｉとする場合、係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和が１０以上である、光学フィルタ。
〔２〕前記凹凸層の前記誘電体多層膜側の第１の表面の屈折率をｎ１とし、前記凹凸層の前記誘電体多層膜と反対側の第２の表面の屈折率をｎ２とした場合、ｎ１＞ｎ２であり、
　前記凹凸層の光学厚みがλｃ／８より大きい、上記〔１〕に記載の光学フィルタ。
〔３〕前記凹凸層の第１の表面から距離ｔの位置の前記凹凸層の屈折率をｎ（ｔ）とし、前記凹凸層の厚みをＴとした場合、０＜ａ＜ｂ＜Ｔを満たす任意の位置ａ，ｂが、ｎ（ａ）≧ｎ（ｂ）＞ｎ２≧１を満たす、上記〔２〕に記載の光学フィルタ。
〔４〕前記波長λｃは、７００～１２００ｎｍである、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔５〕前記凹凸層は、Ａｌ、Ｍｇ、及びＺｎからなる群より選択される少なくとも１種を含む、上記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔６〕前記誘電体多層膜は、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層され、
　前記高屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴをＱＨ、前記低屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴをＱＬとした場合、
　前記基板側から、
　物理膜厚が（ａＱＨ、ｂＱＬ、ｃＱＨ、ｄＱＬ）ｎで表される４層単位の繰り返し構造を有し、
　ｎ回の４層単位の繰り返し構造のうちｊ番目の４層単位の物理膜厚を（ａｊＱＨ、ｂｊＱＬ、ｃｊＱＨ、ｄｊＱＬ）と表する場合、
　前記係数ａ１～ａｎの平均値が、１．５～２．５であり、
　前記係数ｂ１～ｂｎの平均値、前記係数ｃ１～ｃｎの平均値、及び前記係数ｄ１～ｄｎの平均値を平均した値が、１．０以下である、上記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔７〕前記基板は、ガラスであり、
　前記ガラスが、リン酸ガラス、フツリン酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、及び無アルカリガラスからなる群より選択される少なくとも１種を含む、上記〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔８〕前記基板の第２の表面上に樹脂膜をさらに備え、
　前記樹脂膜は近赤外線吸収色素を含有する、上記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔９〕前記基板の第２の表面上に他の誘電体膜をさらに備える、上記〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の光学フィルタ。
〔１０〕前記樹脂膜の前記基板と反対側の表面上に、凹凸からなる微細構造部を複数個有する他の凹凸層をさらに備える、上記〔８〕に記載の光学フィルタ。
〔１１〕上記〔１〕～〔１０〕のいずれかに記載の光学フィルタを備える撮像装置。
　本発明によれば、光の斜入射時において、光の透過波長域における反射率の増加が抑制され、且つ、赤外線領域において高い反射率を有する光学フィルタ及び該光学フィルタを備える撮像装置を提供できる。
本発明の一実施形態による光学フィルタの断面を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態による光学フィルタの断面を模式的に示した図である。 本発明のさらに別の実施形態による光学フィルタの断面を模式的に示した図である。 本発明のさらにまた別の実施形態による光学フィルタの断面を模式的に示した図である。 例１～３の光学フィルタに光が５゜で入射したときにおける、例１～３の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。なお、図５において、縦軸の「Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ」は「反射率」を意味し、横軸の「Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ」は「波長」を意味し、「Ｅｘａｍｐｌｅ１～３」は、それぞれ、「例１～３」を意味する（以下、同様）。 例１～３の光学フィルタに光が６０゜で入射したときにおける、例１～３の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例４～６の光学フィルタに光が５゜で入射したときにおける、例４～６の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例４～６の光学フィルタに光が６０゜で入射したときにおける、例４～６の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例７～９の光学フィルタに光が５゜で入射したときにおける、例７～９の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例７～９の光学フィルタに光が６０゜で入射したときにおける、例７～９の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１０～１２の光学フィルタに光が５゜で入射したときにおける、例１０～１２の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１０～１２の光学フィルタに光が６０゜で入射したときにおける、例１０～１２の光学フィルタの反射率（波長３００～１３００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１３の光学フィルタに光が５°又は６０゜で入射したときにおける、例１３の光学フィルタの反射率（波長３５０～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。なお、図１３において、「５ｄｅｇ」は「５°」を意味し、「６０ｄｅｇ」は「６０°」を意味する（以下、同様）。 例１３の光学フィルタに光が０°又は６０゜で入射したときにおける、例１３の光学フィルタの透過率（波長３５０～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。なお、図１４において、縦軸の「Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ」は「透過率」を意味し、「０ｄｅｇ」は「０°」を意味する（以下、同様）。 例１４の光学フィルタに光が５°又は６０゜で入射したときにおける、例１４の光学フィルタの反射率（波長３５０～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１４の光学フィルタに光が０°又は６０゜で入射したときにおける、例１４の光学フィルタの透過率（波長３５０～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１５の光学フィルタに光が５°又は６０゜で入射したときにおける、例１５の光学フィルタの反射率（波長３５０～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１５の光学フィルタに光が０°又は６０゜で入射したときにおける、例１５の光学フィルタの透過率（波長３５０～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１６の光学フィルタに光が５°又は６０゜で入射したときにおける、例１６の光学フィルタの反射率（波長３００～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１７の光学フィルタに光が５°又は６０゜で入射したときにおける、例１７の光学フィルタの反射率（波長３００～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。 例１８の光学フィルタに光が５°又は６０゜で入射したときにおける、例１８の光学フィルタの反射率（波長３００～１２００ｎｍ）のシミュレーション結果である。
　以下、本発明について詳細に説明する。
　本明細書において、好ましいとされている規定は任意に採用でき、好ましいもの同士の組み合わせはより好ましいといえる。
　本明細書において、「ＸＸ～ＹＹ」との記載は、「ＸＸ以上ＹＹ以下」を意味する。
　本明細書において、好ましい数値範囲（例えば、含有量等の範囲）について、段階的に記載された下限値及び上限値は、それぞれ独立して組み合わせ得る。例えば、「好ましくは１０～９０、より好ましくは３０～６０」という記載から、「好ましい下限値（１０）」と「より好ましい上限値（６０）」とを組み合わせて、「１０～６０」とすることもできる。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
　本明細書において、「波長λｃ」とは、波長λ１及び波長λ２の平均の値を意味し、「波長λ１」及び「波長λ２」とは、光が光学フィルタの凹凸層側から５°の入射角度で入射した際、光の反射率が８０％以上となる波長域の最短波長（波長λ１）及び最長波長（波長λ２）を意味する。
　本明細書において、「ＱＷＯＴ」とは、対象波長の１／４の光学厚みを意味する。
　本明細書において、「基板の第１の表面」とは、光が入射する側の基板の表面を意味し、「基板の第２の表面」とは、光が入射する側と反対側の基板の表面を意味する。
　本明細書において、「高屈折率層」とは、波長λｃにおける屈折率が１．９以上の層を意味し、「低屈折率層」とは、波長λｃにおける屈折率が１．６以下の層を意味する。
　本明細書において、「厚さ」とは、特記事項がない限り、物理的な厚さ（物理膜厚）を意味する。
　本明細書において、上記「厚さ」及び「物理膜厚」とは、走査型電子顕微鏡ＳＥＭを用いて、画像から測定された値を意味する。
　本明細書において、誘電体多層膜の層数は基板側の層から数えられるものとし、誘電体多層膜の「第１層」とは、誘電体多層膜を構成する層のうち、最も基板に近い層を意味する。
　本明細書において、ガラスの「酸化物基準の質量％表示」とは、蛍光Ｘ線分析装置（株式会社リガク社製、ＺＳＸ　ＰｒｉｍｕｓII）を用いてＦＰ法により測定された値、又はＣＰ発光分光分析装置（株式会社島津製作所社製、ＩＣＰＥ－９０００）を用いて検量線法により測定された値を意味する。
　本明細書において、「赤外線」及び「赤外線領域」とは、波長７００～３０００ｎｍの光を意味する。また、本明細書において、「赤外線をカット」及び「赤外線カット」とは、上記赤外線領域の波長を、反射及び吸収等の作用により、透過させないことを意味する。
　本明細書において、「近赤外線」及び「近赤外線領域」とは、波長７００～１２００ｎｍの光を意味する。また、本明細書において、「近赤外線をカット」及び「近赤外線カット」とは、上記近赤外線領域の波長を、反射及び吸収等の作用により、透過させないことを意味する。
　本明細書において、「紫外線」及び「紫外線領域」とは、波長２００～３５０ｎｍの光を意味する。また、本明細書において、「紫外線をカット」及び「紫外線カット」とは、上記赤外線領域の波長を、反射及び吸収等の作用により、透過させないことを意味する。
　本明細書において、「可視光」及び「可視光領域」とは、波長３５０～７００ｎｍの光を意味する。
［光学フィルタ］
　本発明の実施形態（以下、単に、「本実施形態」と称することもある。）の光学フィルタは、基板と、上記基板の第１の表面上に設けられ、誘電体層をｋ（ここで、ｋは２以上の自然数）層有する誘電体多層膜と、上記誘電体多層膜の上記基板と反対側の表面上に設けられ、凹凸からなる微細構造部を複数個有する凹凸層と、を備える光学フィルタであって、上記光学フィルタは、上記凹凸層側から５°の入射角度で入射する光の反射率が８０％以上となる波長λ１から波長λ２までの波長域を有し、上記波長λ１及び上記波長λ２の平均を波長λｃとし、上記誘電体多層膜の上記基板側からｉ（ｉ＝１～ｋ）番目の誘電体層を第ｉ層とし、第ｉ層の波長λｃにおけるＱＷＯＴをＱｉとし、第ｉ層の物理膜厚をＡｉＱｉとする場合、係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和が１０以上である。斯かる構成を有することにより、光の斜入射時において、光の透過波長域における反射率の増加が抑制され、且つ、赤外線領域において高い反射率を有する。
　すなわち、本実施形態の光学フィルタは、少なくとも、基板と、誘電体多層膜と、凹凸層と、を備え、必要に応じて、樹脂膜、上記誘電体多層膜とは別個の誘電体層を１以上含む他の誘電体膜（以下、単に、「他の誘電体膜」と称することもある）、上記凹凸層とは別個の他の凹凸層（以下、単に、「他の凹凸層」と称することもある）等をさらに備えていてもよく、備えていなくてもよい。
　上記波長λｃの波長域としては、特に制限はないが、好ましくは７００～１２００ｎｍ、より好ましくは８００～１１００ｎｍ、特に好ましくは９００～１０００ｎｍである。上記範囲の下限値以上であると、赤外光のみを反射しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、他の光学干渉の効果によって生じる可視光領域の不要な反射を抑制しやすくなる。
＜基板＞
　上記基板の波長３００～１３００ｎｍにおける平均屈折率としては、特に制限はないが、好ましくは１．４～２．５、より好ましくは１．５～２．０、特に好ましくは１．６～１．９である。上記範囲の下限値以上上限値以下であると、基板上に配置する誘電体多層膜の光学設計を容易にしやすくなる。
　なお、上記「平均屈折率」とは、分光エリプソメトリー（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、Ｍ－２０００）により測定された波長３００～１３００ｎｍにおける屈折率を平均にした値を意味する。
　上記基板としては、光学フィルタが所望の光学特性を実現可能であれば、特に制限はなく、例えば、ガラス、樹脂等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。これらの中でも、耐熱性の観点から、ガラスが好ましい。
　上記ガラスの種類としては、特に制限はなく、例えば、リン酸ガラス、フツリン酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、石英ガラス等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。これらの中でも、リン酸ガラス、フツリン酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスが好ましい。また、上記光学フィルタが赤外線のカットを目的とするものであれば、赤外線を効率よく吸収するという観点から、リン酸ガラス、フツリン酸ガラスが好ましい。
（リン酸ガラス）
　本明細書において、「リン酸ガラス」とは、酸化物基準のモル％表示でのリン酸ガラスにおけるＰ２Ｏ５の含有量が４０モル％以上であり、且つ、リン酸ガラスにおけるフッ素原子の含有量が、リン酸ガラス中に含まれるフッ素原子以外の成分元素の含有量１００質量％に対し、３質量％未満であるガラスを意味する。
　上記リン酸ガラスが含み得る各成分及びその好適な含有量（酸化物基準の質量％表示）について以下に説明する。本明細書において、特記しない限り、リン酸ガラスが含み得る各成分の含有量、及び合計含有量は、酸化物基準の質量％表示とする。
　Ｐ２Ｏ５は、ガラスを形成する主成分であり、近赤外線カット性を高めるための成分である。リン酸ガラスにおけるＰ２Ｏ５の含有量としては、特に制限はないが、好ましくは５０～８０質量％、より好ましくは５２～７８質量％、さらに好ましくは５４～７７質量％、さらに好ましくは５６～７６質量％、特に好ましくは６０～７５質量％である。上記範囲の下限値以上であると、近赤外線カット性が向上しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、耐候性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　Ａｌ２Ｏ３は、ガラスを形成する主成分であり、ガラスの強度を高める等のための成分である。リン酸ガラスにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量としては、特に制限はないが、好ましくは５～２０質量％、より好ましくは６～１８質量％、さらに好ましくは７～１７質量％、さらに好ましくは８～１７質量％、特に好ましくは９～１６．５質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの強度が高くなりやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる等の問題が生じにくくなる。
　Ｒ２Ｏ（ただし、Ｒ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、及びＣｓ２Ｏからなる群より選択される少なくとも１種の成分）は、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＲ２Ｏの合計（ΣＲ２Ｏ）の含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０．５～２０質量％、より好ましくは１～２０質量％、さらに好ましくは２～２０質量％、さらに好ましくは３～２０質量％、特に好ましくは４～２０質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる等の問題が生じにくくなる。
　Ｌｉ２Ｏは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＬｉ２Ｏの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０～８質量％、さらに好ましくは０～７質量％、さらに好ましくは０～６質量％、特に好ましくはＬｉ２Ｏを実質的に含有しないことである。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる、近赤外性カット性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　なお、本明細書において、「特定の成分を実質的に含有しない」とは、意図して添加しないという意味であり、原料等から不可避的に混入し、所期の特性に影響を与えない程度の含有を排除するものではない。
　Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＮａ２Ｏの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０．５～１４質量％、さらに好ましくは１～１３質量％、特に好ましくは２～１３質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる等の問題が生じにくくなる。
　Ｋ２Ｏは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＫ２Ｏの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０．５～１４質量％、さらに好ましくは１～１３質量％、特に好ましくは２～１３質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする等に寄与しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる等の問題が生じにくくなる。
　Ｒｂ２Ｏは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＲｂ２Ｏの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０．５～１４質量％、さらに好ましくは１～１３質量％、特に好ましくは２～１３質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする等に寄与しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる等の問題が生じにくくなる。
　Ｃｓ２Ｏは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＣｓ２Ｏの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０．５～１４質量％、さらに好ましくは１～１３質量％、特に好ましくは２～１３質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする等に寄与しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる等の問題が生じにくくなる。
　上記Ｒ２Ｏで示すアルカリ金属成分は、各成分を二種類以上同時に添加することでガラス中において混合アルカリ効果が生じ、Ｒ＋イオンの移動度が減少する。それによりガラスが水と接触した際に、水分子中のＨ＋イオンとガラス中のＲ＋イオンのイオン交換によって生じる水和反応を阻害し、ガラスの耐候性が向上する。そのため、リン酸ガラスは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、及びＣｓ２Ｏからなる群より選択される少なくとも２種の成分を含むのが好ましい。この場合、リン酸ガラスにおけるＲ２Ｏ（ただし、Ｒ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、及びＣｓ２Ｏからなる群より選択される少なくとも２種の成分）の合計（ΣＲ２Ｏ）の含有量としては、特に制限はないが、好ましくは７質量％超１８質量％以下、より好ましくは７．５～１７質量％、さらに好ましくは８～１６質量％、さらに好ましくは８．５～１５質量％、特に好ましくは９～１４質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの耐候性が向上しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる、近赤外線カット性が低下する、ガラスの強度が低下する等の問題が生じにくくなる。
　Ｒ’Ｏ（ただし、Ｒ’ＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、及びＺｎＯからなる群より選択される少なくとも１種の成分）は、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる、ガラスの強度を高める等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＲ’Ｏの合計（ΣＲ’Ｏ）の含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０～１３質量％、さらに好ましくは０～１１質量％、さらに好ましくは０～９質量％、特に好ましくは０～８質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる、ガラスの強度を高める等に寄与しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定になる、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する、ガラスの強度が低下する等の問題が生じにくくなる。
　上記リン酸ガラスにおいては、Ｃｕ以外の２価の陽イオンを実質的に含有しないことが好ましい。その理由を以下に述べる。
　上記リン酸ガラスがＣｕＯを含む場合、Ｃｕ２＋イオンの光吸収によって近赤外線領域の光がカットされる。その光吸収はＯ２－イオンの電場によって分裂したＣｕ２＋イオンのｄ軌道間の電子遷移によって生じる。ｄ軌道の分裂を抑制するには、Ｃｕ２＋イオン回りに存在するＯ２－イオンの対称性が低下するのを防止する必要がある。例えば、Ｏ２－イオンの回りに陽イオンが存在すると、陽イオンの電場によってＯ２－イオンが引き寄せられ、Ｏ２－イオンの対称性が低下するので、Ｏ２－イオンの対称性が低下するのを防止する必要がある。Ｏ２－イオンの対称性が低下するのを防止することにより、ｄ軌道の分裂が促進され、それぞれ分裂したｄ軌道間の電子遷移による光吸収が生じるのを防止して、近赤外域の光吸収能が弱まるのを防止すると共に、短波長赤外域の光吸収能が強まるのを防止することができる。陽イオンの電場の強さはイオンの価数が大きいと強くなるため、特にＣｕ以外の２価の陽イオンを含む酸化物をガラス中に添加しないようにすることにより、近赤外線カット性が低下するのを防止すると共に、短波長赤外線の透過性が低下するのを防止することができる。
　ＣａＯは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる、ガラスの強度を高める等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＣａＯの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１０質量％、より好ましくは０～８質量％、さらに好ましくは０～６質量％、さらに好ましくは０～５質量％、特に好ましくはＣａＯを実質的に含有しないことである。上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定となる、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　ＭｇＯは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる、ガラスの強度を高める等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＭｇＯの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０～１３質量％、さらに好ましくは０～１０質量％、さらに好ましくは０～９質量％、特に好ましくはＭｇＯを実質的に含有しないことである。上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定となる、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　ＢａＯは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＢａＯの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１０質量％、より好ましくは０～８質量％、さらに好ましくは０～６質量％、さらに好ましくは０～５質量％、特に好ましくはＢａＯを実質的に含有しないことである。ＢａＯの含有量は０．１質量％以上であってもよい。上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定となる、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　ＳｒＯは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする、ガラスを安定化させる等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＳｒＯの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１０質量％、より好ましくは０～８質量％、さらに好ましくは０～７質量％、特に好ましくはＳｒＯを実質的に含有しないことである。上記範囲の上限値以下であると、ガラスが不安定となる、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　ＺｎＯは、ガラスの溶融温度を低くする、ガラスの液相温度を低くする等に寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＺｎＯの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０～１５質量％、より好ましくは０～１３質量％、さらに好ましくは０～１０質量％、さらに好ましくは０～９質量％、特に好ましくはＺｎＯを実質的に含有しないことである。上記範囲の上限値以下であると、ガラスの溶解性が悪化する、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　ＣｕＯは、近赤外線カットに寄与する成分である。リン酸ガラスにおけるＣｕＯの含有量としては、特に制限はないが、好ましくは４質量％～２０質量％、より好ましくは４～１９．５質量％、さらに好ましくは５～１９質量％、さらに好ましくは６～１８．５質量％、特に好ましくは７質量％超１８質量％以下である。上記範囲の下限値以上であると、近赤外線をカットしやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、可視光域の透過率が低下する、短波長赤外域の透過率が低下する等の問題が生じにくくなる。また、ガラスがＣｕ以外の２価の陽イオンを実質的に含有しない場合、ＣｕＯの含有量が７質量％超であることで、近赤外線のカット性と短波長赤外線の透過性をより高めることができる。
　Ｂ２Ｏ３は、ガラスの安定化を促す成分である。リン酸ガラスにおけるＢ２Ｏ３の含有量としては、特に制限はないが、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは９質量％以下、さらに好ましくは８質量％以下、さらに好ましくは７質量％以下、さらに好ましくは６質量％以下、特に好ましくはＢ２Ｏ３を実質的に含有しないことである。上記範囲の上限値以下であると、ガラスの耐候性が悪化する、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する等の問題が生じにくくなる。
　上記リン酸ガラスにおいて、Ｆは耐候性を上げるために有効な成分ではあるが、環境負荷物質であることや近赤外線カット性が低下する恐れがあるため、Ｆを実質的に含有しないことが好ましい。
　上記リン酸ガラスは、ガラスの耐候性を向上させる観点から、例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＷＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５等を含んでいてもよい。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。リン酸ガラスにおけるこれらの合計の含有量としては、特に制限はないが、近赤外線カット性が低下する、短波長赤外線の透過性が低下する等の問題が生じにくいという観点から、好ましくは５質量％以下、より好ましくは４質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下、特に好ましくは１質量％以下である。
　上記リン酸ガラスにおいて、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、及びＣｏＯは、いずれもガラス中に存在することで、近紫外線の透過性を低下させる成分である。これらの成分を過剰に添加することで紫外域よりの可視透過率を低下させるおそれがあるため、これらの成分は、実質的にガラス中に含有しないことが好ましい。
　ＭｏＯ３は、ガラスの可視領域の透過率の向上を促す成分である。ＭｏＯ３が、ガラスの可視領域の透過率を向上させる得る理由を、以下に記載する。
　Ｍｏは、ガラス中でＭｏ６＋で存在することが知られている。しかしながら、リン酸ガラスにおいてＭｏとＣｕとを共添加すると、ガラス中のＣｕ＋が電子を放出しＣｕ２＋となり（Ｃｕ＋→Ｃｕ２＋＋ｅ－）、Ｃｕ＋が放出した電子をＭｏ６＋が受け取りＭｏ５＋となる（Ｍｏ６＋＋ｅ－→Ｍｏ５＋）。これにより、波長３００～６００ｎｍ付近に吸収特性を有するＣｕ＋（１価）の存在割合が減少し、可視領域の透過率が向上する。
　リン酸ガラスにおけるＭｏＯ３の含有量としては、特に制限はないが、好ましくは０．０１～１０質量％、より好ましくは０．０２～９質量％、さらに好ましくは０．０３～８質量％、さらに好ましくは０．０４～７質量％、特に好ましくは０．０５～６質量％である。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの可視領域の透過率の向上を促しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、近赤外線カット性が低下する、ガラスに失透異物が発生する等の問題が生じにくくなる。
（フツリン酸ガラス）
　本明細書において、「フツリン酸ガラス」とは、フツリン酸ガラスにおけるＰ５＋の含有量が２０質量％以上であり、且つ、フツリン酸ガラスにおけるＦ－の含有量が、フツリン酸ガラス中に含まれるＦ－以外の成分元素の含有量１００質量％に対し、３質量％以上であるガラスを意味する。
　上記基板の厚さとしては、特に制限はないが、好ましくは０．０５～２ｍｍ、より好ましくは０．１～１ｍｍ、特に好ましくは０．２～０．５ｍｍである。上記範囲の下限値以上であると、ガラスの強度を確保しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、部品の軽量化がしやすくなる。
　上記基板の製造方法としては、特に制限はなく、適宜任意の方法を用いることができる。以下、基板（ガラス）の製造方法の一例について説明する。
　基板（ガラス）が所望の組成範囲になるように原料を秤量、混合する（混合工程）。この原料混合物をルツボに収容し、電気炉内において７００～１３００℃の温度で加熱溶解する（溶解工程）。十分に撹拌・清澄した後、金型内に鋳込み、切断・研磨して所定の肉厚の平板状に成形する（成形工程）。
＜誘電体多層膜＞
　誘電体多層膜としては、前記基板の第１の表面上に設けられ、誘電体層をｋ（ここで、ｋは２以上の自然数）層有し、且つ、誘電体多層膜の前記基板側からｉ（ｉ＝１～ｋ）番目の誘電体層を第ｉ層とし、第ｉ層の波長λｃにおけるＱＷＯＴをＱｉとし、第ｉ層の物理膜厚をＡｉＱｉとする場合、係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和が１０以上である限り、特に制限はなく、上記光学フィルタの機能、使用目的等に合わせて適した誘電体多層膜を用いることができる。
　なお、上記誘電体多層膜は所定の波長を反射する性質を有する。
　上記誘電体多層膜の層数ｋとしては、２以上の自然数である限り、特に制限はないが、好ましくは１０～１００、より好ましくは２０～７０、特に好ましくは３０～６０である。上記範囲の下限値以上であると、λｃにおける反射率を向上しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、誘電体多層膜を製造しやすくなる。
　上記誘電体多層膜の層構成としては、特に制限はなく、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されていてもよく、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されていなくてもよい。高反射領域を形成する観点から、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されていることが好ましい。
　上記高屈折率層の材料としては、特に制限はなく、波長λｃにおいて、屈折率が１．９以上となる材料、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。また、波長λｃにおいて、屈折率が１．９以上であれば、添加物を含有していてもよい。これらの中でも、より高い屈折率が得られる観点から、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）が好ましい。
　上記低屈折率層としては、特に制限はなく、波長λｃにおいて、屈折率が１．６以下となる材料、例えば、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。また、波長λｃにおいて、屈折率が１．６以下であれば、添加物を含有していてもよい。これらの中でも、膜の硬度、誘電体多層膜間の密着性等の観点から、酸化ケイ素が好ましい。
　上記誘電体多層膜の物理膜厚としては、特に制限はないが、好ましくは５００～８０００ｎｍ、より好ましくは１５００～６０００ｎｍ、特に好ましくは２０００～４０００ｎｍである。上記範囲の下限値以上であると、良好な光学特性を有する誘電体多層膜を作製しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、生産効率の向上に寄与しやすくなる。
　上記係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和としては、１０以上である限り、特に制限はないが、好ましくは１０～８０、より好ましくは１３～７０、さらに好ましくは１７～５０、特に好ましくは１７～３０である。上記範囲の下限値以上であると、良好な光学特性を有する誘電体多層膜を作製しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、生産効率の向上に寄与しやすくなる。
　上記誘電体多層膜としては、特に制限はないが、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層され、上記高屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴをＱＨ、上記低屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴをＱＬとした場合、基板側から、物理膜厚が（ａＱＨ、ｂＱＬ、ｃＱＨ、ｄＱＬ）ｎで表される４層単位の繰り返し構造を有し、ｎ回の４層単位の繰り返し構造のうちｊ番目の４層単位の物理膜厚を（ａｊＱＨ、ｂｊＱＬ、ｃｊＱＨ、ｄｊＱＬ）と表する場合、上記係数ａ１～ａｎの平均値が、１．５～２．５であり、上記係数ｂ１～ｂｎの平均値、上記係数ｃ１～ｃｎの平均値、及び上記係数ｄ１～ｄｎの平均値を平均した値が、１．０以下であることが好ましい。
　ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、基本４層単位における係数であり、基本４層単位における各層の物理膜厚がＱＷＯＴの何倍であるかを表している。そのため、ａｎＱＨ、ｂｎＱＬ、ｃｎＱＨ、ｄｎＱＬは、それぞれ、４層単位の各層の物理膜厚を示す。
　なお、係数ａ１～ａｎの平均値、係数ｂ１～ｂｎの平均値、係数ｃ１～ｃｎの平均値、及び係数ｄ１～ｄｎの平均値は下記（１）～（４）式で算出できる値である。また、ｎは１以上の自然数である。
　係数ａ１～ａｎの平均値＝（ａ１＋ａ２＋・・・＋ａｎ）／ｎ・・・（１）
　係数ｂ１～ｂｎの平均値＝（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂｎ）／ｎ・・・（２）
　係数ｃ１～ｃｎの平均値＝（ｃ１＋ｃ２＋・・・＋ｃｎ）／ｎ・・・（３）
　係数ｄ１～ｄｎの平均値＝（ｄ１＋ｄ２＋・・・＋ｄｎ）／ｎ・・・（４）
　上記ｎの数値としては、１以上の自然数である限り、特に制限はないが、好ましくは５～２０、より好ましくは７～１７、特に好ましくは８～１２である。上記範囲の下限値以上であると、高反射率の領域における反射率を向上しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、生産効率の向上に寄与しやすくなる。
　上記係数ａ１～ａｎの平均値としては、特に制限はないが、好ましくは１．５～２．５、より好ましくは１．６～２．５、特に好ましくは１．７～２．４である。上記範囲の下限値以上であると、可視領域への反射領域の形成を抑制しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、近赤外域に反射領域を形成しやすくなる。
　上記係数ｂ１～ｂｎの平均値としては、特に制限はないが、好ましくは１．０以下、より好ましくは０．１～０．８、特に好ましくは０．３～０．７である。上記範囲の下限値以上であると、均一な薄膜を形成しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、反射領域において高い反射性能を発現しやすくなる。
　上記係数ｃ１～ｃｎの平均値としては、特に制限はないが、好ましくは１．０以下、より好ましくは０．１～０．８、特に好ましくは０．２～０．５である。上記範囲の下限値以上であると、十分な膜厚であるため安定した薄膜を形成しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、反射領域において高い反射性能を発現しやすくなる。
　上記係数ｄ１～ｄｎの平均値としては、特に制限はないが、好ましくは１．０以下、より好ましくは０．１～０．８、特に好ましくは０．３～０．７である。上記範囲の下限値以上であると、十分な膜厚であるため安定した薄膜を形成しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、反射領域において高い反射性能を発現しやすくなる。
　上記係数ｂ１～ｂｎの平均値、係数ｃ１～ｃｎの平均値、及び係数ｄ１～ｄｎの平均値を平均した値としては、特に制限はないが、好ましくは１．０以下、より好ましくは０．２～０．８、特に好ましくは０．３５～０．７５である。上記範囲の下限値以上であると、可視領域への反射領域の形成を抑制しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、近赤外域に反射領域を形成しやすくなる。
　上記誘電体多層膜中の凹凸層側における多層（第ｐ～ｋ層）の構成としては、特に制限はないが、下記に示す２種の屈折率の媒質間に対する誘電体反射防止層として機能することが好ましい。
　なお、上記２種の屈折率とは、誘電体多層膜中の第１～（ｐ－１）層の屈折率の平均値ｎＨＬａｖｇと、凹凸層中の誘電体多層膜に最も近い位置の屈折率ｎｂｏｔｔｏｍとを示しており、その２つの屈折率を持つ媒質の間で低反射となるような構成、すなわち、光の反射を防止する性質を有する多層を意味する。
　上記第ｐ～ｋ層を上記に示すような誘電体反射防止層とすることが好ましい理由を以下に記載する。
　本発明者らは、本実施形態に係る光を反射する性質を有する誘電体多層膜上に、凹凸層を配置する場合、凹凸層側から光が５°の入射角度で入射した際に、光透過領域における反射率が、凹凸層を配置しない構成よりも増加する場合があることを見出した。反射率が増加するメカニズムは、定かではないが、従来は光学干渉により打ち消されていた反射光が、凹凸層の配置による光学干渉の変化によって打ち消されなくなったためであると考えられる。当該反射率の増加は、透過領域の透過率を向上する観点から抑制されることが好ましい。
　本発明者らは、鋭意検討を重ね、上記第ｐ～ｋ層を特に誘電体多層膜中の第１～（ｐ－１）層の屈折率の平均値ｎＨＬａｖｇと、凹凸層中の誘電体多層膜に最も近い位置の屈折率ｎｂｏｔｔｏｍの２つの媒質を仮定し、それらの間で反射率が低減するように設計することよって、凹凸層側から光が５°の入射角度で入射したときにおける光透過領域における光学干渉の変化を抑制し、反射率を低減できることを見出した。
　上記誘電体多層膜中の第１～（ｐ－１）層の屈折率の平均値ｎＨＬａｖｇと、上記凹凸層中の誘電体多層膜に最も近い位置の屈折率ｎｂｏｔｔｏｍとの間で低反射となるように構成する（例１，４，７，１０）ことで、後述する例２，５，８，１１の構成のように、後述する例３，６，９，１２の構成に凹凸層を単純に乗せただけの構成よりも、凹凸層側から光が５°の入射角度で入射した際の、光透過領域における反射率が改善する。
　上記誘電体反射防止層の層数としては、特に制限なく、好ましくは４～１０、より好ましくは５～９、特に好ましくは６～８である。上記範囲の下限値以上であると、誘電体反射防止層における反射防止の波長領域を拡張しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、生産性が向上しやすくなる。
　上記誘電体多層膜の製造方法としては、特に制限はなく、適宜任意の方法を用いることができ、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンアシスト真空蒸着法、ＣＶＤ法等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。これらの中でも、誘電体多層膜の層を形成する際の物理膜厚制御に優れる観点から、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンアシスト真空蒸着法が好ましい。
＜凹凸層＞
　凹凸層としては、誘電体多層膜の基板と反対側の表面上に設けられ、凹凸からなる微細構造部を複数個有する限り、特に制限はなく、上記光学フィルタの機能、使用目的等に合わせて適した凹凸層を用いることができる。
　また、上記凹凸層は、凹凸からなる微細構造部を複数、平面上に有しており、光入射側（空気層側）から基板側に向かって空間充填率が連続的に高くなる領域を有する。よって、凹凸層の屈折率は、光入射側から基板に向かって連続的に増加する。
　なお、屈折率が大きく変化する界面が存在する場合には光は界面で反射するが、凹凸層は、上記のように、屈折率が連続的に変化するため、所定波長の反射を防止する性質を有する。
　上記凹凸層のピッチ幅（凸部の山頂間隔）としては、特に制限はないが、好ましくはλｃ／４以下、より好ましくはλｃ／６以下、特に好ましくはλｃ／８以下である。上記範囲の上限値以下であると、透過帯域の光の散乱が生じにくくなる。
　ここで、上記ピッチ幅（凸部の山頂間隔）とは、一の凸部の中心から最近接した他の凸部の中心までの幅を意味する。なお、上記ピッチ幅が均一でない場合、すなわち、上記ピッチ幅の値が複数存在する場合は、それらの値の平均値を上記ピッチ幅とみなすものとする。
　上記凹凸層としては、凹凸層中に屈折率の大きな変化がなければ、所定波長の反射防止効果を十分に得ることができるため、空間充填率が一定（つまり屈折率が一定）の領域を有していてもよい。
　また、上記凹凸からなる微細構造部の構造としては、規則的な構造でもよく、不規則な構造でもよい。特定方向に回折光が発生するのを抑制する観点から、不規則な構成であることが好ましい。
　上記凹凸層の厚さ（凹凸からなる微細構造部の高さの平均値）としては、特に制限はないが、好ましくはλｃ／８以上、より好ましくはλｃ／６以上、特に好ましくはλｃ／４以上である。特に、可視光領域において反射防止効果を得る場合には、２００～３５０ｎｍ、より好ましくは２２０～３２０ｎｍ、特に好ましくは２５０～３００ｎｍである。上記範囲の下限値以上であると、可視領域全体に対し反射防止効果が得られやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、縦横比の増大が抑えられ製造が容易になり易くなるとともに、凹凸層の構成やランダム性に起因した散乱による透過率の減少が抑制しやすくなる。
　上記凹凸層の表面の屈折率としては、凹凸層の誘電体多層膜側の第１の表面（以下、単に、「凹凸層の第１の表面」と称することもある）の屈折率をｎ１とし、凹凸層の誘電体多層膜と反対側の第２の表面（以下、単に、「凹凸層の第２の表面」と称することもある）の屈折率をｎ２とした場合、特に制限はないが、透過帯域における反射防止機能の観点から、好ましくはｎ１＞ｎ２である。
　また、上記ｎ１の値としては、特に制限はないが、好ましくは１．２～２．４、より好ましくは１．３～２．０、特に好ましくは１．４～１．７である。ｎ１が上記範囲の下限値以上であると、屈折率の変化を形成しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、反射防止機能を向上しやすくなる。
　上記ｎ２の値としては、特に制限はないが、好ましくは１．０～１．２、より好ましくは１．０～１．１、特に好ましくは１．０～１．０５である。ｎ２が上記範囲の下限値以上であると、屈折率の変化を形成やすくなり、上記範囲の上限値以下であると、反射防止機能を向上しやすくなる。
　上記凹凸層の屈折率としては、凹凸層の第１の表面から距離ｔの位置の凹凸層の屈折率をｎ（ｔ）とし、凹凸層の厚みをＴとした場合、特に制限はないが、透過帯域における斜入射時の反射を抑制する観点から、好ましくは０＜ａ＜ｂ＜Ｔを満たす任意の位置ａ，ｂが、ｎ（ａ）≧ｎ（ｂ）＞ｎ２≧１を満たすことである。
　上記凹凸層の光学厚みとしては、特に制限はないが、良好な反射防止機能を得る観点から、好ましくはλｃ／８以上、より好ましくはλｃ／６以上、特に好ましくはλｃ／４以上である。
　上記凹凸層が含む材料としては、特に制限はなく、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。これらの中でも、反応速度の観点から、Ａｌ、Ｍｇが好ましい。
　上記材料の合計含有量としては、特に制限はないが、凹凸層１００質量％中、好ましくは１０～８０質量％、より好ましくは２０～６０質量％、特に好ましくは３０～５０質量％である。上記範囲の下限値以上であると、安定した構造を形成しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、透過率の高い構造を形成しやすくなる。
　上記凹凸層の製造方法としては、特に制限はなく、適宜任意の方法を用いることができ、例えば、エッチング処理、インプリント加工、アルミニウム系膜の水熱処理等が挙げられる。以下、凹凸層の製造方法の一例である、アルミニウム系膜の水熱処理について説明する。
　基板の第一の表面上に、真空成膜法又は液相法（ゾルゲル法）により、酸化アルミニウム（アルミナ）を含有する膜を成膜する。そして、その膜を水蒸気処理又は温水処理し、表層をベーマイト化（板状結晶化）して、凹凸層を形成する。この方法で作製した場合、凹凸層の屈折率は光入射側でほぼ１となり、凹凸層の第１の表面側に向かって連続的に上昇し、屈折率の最大値は１．３５～１．５８の範囲となる。
＜樹脂膜、他の誘電体膜、他の凹凸層＞
　本実施形態の光学フィルタとしては、上述した基板、誘電体多層膜、及び凹凸層以外に、樹脂膜、他の誘電体膜、他の凹凸層等を備えていてもよい。
　光学フィルタは、密着性向上及び基板保護の観点から、樹脂膜を備えていることが好ましい。
　光学フィルタは、光学特性の調整及び密着性向上の観点から、他の誘電体膜を備えていることが好ましい。
　光学フィルタは、光の透過波長域における反射率の増加を抑制する観点から、他の凹凸層を備えていることが好ましい。
（樹脂膜）
　樹脂膜の配置位置としては、特に制限はないが、基板の第２の表面上が好ましい（図２の２４、図３の３４、図４の４５）。
　上記樹脂膜としては、特に制限はないが、光学フィルタの使用目的が近赤外線をカットすることであれば、光学フィルタに近赤外線を吸収する性質を付与する観点から、近赤外線吸収色素を含有することが好ましい。
　上記近赤外線吸収色素としては、特に制限はなく、例えば、スクアリリウム色素、フタロシアニン色素、シアニン色素等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。これらの中でも、近赤外線の吸収能をより高くする観点から、スクアリリウム色素、シアニン色素が好ましい。
　上記樹脂膜としては、特に制限はないが、光学フィルタの使用目的が紫外線をカットすることであれば、光学フィルタに紫外線を吸収する性質を付与する観点から、紫外線吸収色素を含有することが好ましい。
　上記紫外線吸収色素としては、特に制限は無く、オキサゾール色素、メロシアニン色素、シアニン色素、ナフタルイミド色素、オキサジアゾール色素、オキサジン色素、オキサゾリジン色素、ナフタル酸色素、スチリル色素、アントラセン色素、環状カルボニル色素、トリアゾール色素等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。これらの中でも、耐熱性や紫外線の吸収能をより高くする観点から、メロシアニン色素が好ましい。
　上記樹脂膜を構成する樹脂としては、特に制限はなく、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。これらは、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。これらの中でも、分光特性、ガラス転移点（Ｔｇ）、及び密着性の観点から、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
　上記樹脂膜の厚さとしては。特に制限はないが、好ましくは０．３～１０．０μｍ、より好ましくは０．５～５μｍ、特に好ましくは０．７～４μｍである。上記範囲の下限値以上であると、所望の光学特性を実現しやすくなり、上記範囲の上限値以下であると、縦横比の増大が抑えられ製造が容易になり易くなるとともに、光学フィルタのヘイズ値を低減させやすくなる。
　上記樹脂膜の製造方法としては、特に制限はないが、適宜任意の方法を用いることができる。以下、樹脂膜の製造方法の一例について説明する。
　樹脂膜は、色素と、樹脂又は樹脂の原料成分と、必要に応じて配合される各成分とを、溶媒に溶解又は分散させて塗工液を調製し、これを支持体に塗工し乾燥させ、さらに必要に応じて硬化させて形成できる。上記支持体は、特に制限はなく、光学フィルタに含まれる基板でもよいし、樹脂膜を形成する際にのみ使用する剥離性の支持体でもよい。また、溶媒は、樹脂膜成分を安定に分散できる分散媒、又は樹脂膜成分を溶解できる溶媒であればよい。
　また、塗工液は、微小な泡によるボイド、異物等の付着による凹み、乾燥工程でのはじき等の改善のため界面活性剤を含んでもよい。さらに、塗工液の塗工には、例えば、浸漬コーティング法、キャストコーティング法、スピンコート法等を使用できる。上記塗工液を支持体上に塗工後、乾燥させることにより樹脂膜が形成される。また、塗工液が樹脂の原料成分を含有する場合、さらに熱硬化、光硬化等の硬化処理を行う。
（他の誘電体膜）
　本実施形態の光学フィルタが備え得る他の誘電体膜の配置位置としては、特に制限はないが、基板の第２の表面上が好ましい（図２～４）。
　上記他の誘電体膜としては、基板の第２の表面上に１つだけ設けてもよく、複数設けてもよく、複数設ける場合は、異なる他の誘電体膜を設けてもよく、同種の他の誘電体膜を設けてもよい。
　また、上記他の誘電体膜は、図２の２５、図３の３５、及び図４の４６のように上述した樹脂膜上に設けてもよく、図４の４４のように基板上に設けてもよく、これら全てに設けてもよい（図４の４４及び４６）。
　上記他の誘電体膜としては、特に制限はなく、（ｉ）特定波長の反射を防止する性質を有するものであってもよく、（ｉｉ）他の誘電体膜の両表面上に配置されたもの（例えば、樹脂膜及び後述する他の凹凸層）間の密着性を向上させる性質を有するものであってもよく、（ｉｉｉ）他の誘電体膜に被覆されたもの（例えば、基材）を保護する性質を有するものであってもよい。
　上記（ｉ）の性質を有する他の誘電体膜は、特に制限はないが、空気界面での反射を抑制する観点から、樹脂膜上に配置することが好ましい（図２の２５、図３の３５、及び図４の４６）。
　上記（ｉｉ）の性質を有する他の誘電体膜は、特に制限はないが、その性質上の観点から、樹脂膜及び後述する他の凹凸層間に配置することが好ましい（図３の３５）。
　上記（ｉｉｉ）の性質を有する他の誘電体膜は、特に制限はないが、その性質上の観点から、基材上に配置することが好ましい（図４の４４）。
　また、上記性質を有した他の誘電体膜は、１種単独でもよく、２種以上が併用されていてもよい。
　上記他の誘電体膜としては、特に制限はなく、単層であってもよく、多層であってもよい。
　上記他の誘電体膜が多層である場合、その層数としては、特に制限はないが、好ましくは４～２０、より好ましくは４～１５、特に好ましくは４～１０である。上記範囲の下限値以上であると、所望の光学特性を得やすくなり、上記範囲の上限値以下であると、生産性が向上しやすくなる。
　上記他の誘電体膜が多層である場合、その層構成としては、特に制限はなく、例えば、上述した誘電体多層膜の層構成（当該層構成に用いられる高屈折率層及び低屈折率層の材料も含む）に関する記載を参照できる。
　上記他の誘電体膜の物理膜厚としては、特に制限はないが、好ましくは５～２０００ｎｍ、より好ましくは１０～５００ｎｍ、特に好ましくは５０～２００ｎｍである。上記範囲の下限値以上であると、所望の光学特性を得やすくなり、上記範囲の上限値以下であると、生産性が向上しやすくなる。
　上記他の誘電体膜の製造方法としては、特に制限はなく、適宜任意の方法を用いることができ、例えば、上述した誘電体多層膜の製造方法に関する記載を参照できる。
（他の凹凸層）
　本実施形態の光学フィルタが備え得る他の凹凸層の配置位置としては、上記樹脂膜の上記基板と反対側の表面上が好ましい（図３の３６、及び図４の４７）。
　上記他の凹凸層のピッチ幅、他の凹凸層の凹凸からなる微細構造部の構造、他の凹凸層の厚さ、他の凹凸層の凹凸高低差、他の凹凸層の凸部の幅、他の凹凸層の凹部の幅、他の凹凸層の表面の屈折率、他の凹凸層の屈折率、他の凹凸層の光学厚み、他の凹凸層が含む材料、及び他の凹凸層の製造方法については、上述した凹凸層に関する記載を参照できる。
　本実施形態の光学フィルタは、特に制限はないが、撮像装置等に適用する観点から、赤外線をカットする特徴を有していることが好ましい。
　本実施形態の光学フィルタが赤外線領域をカットする特徴を有している場合、特に制限はないが、下記（ｉ－１）～（ｉ－４）の分光特性を満たすことが好ましい。
　（ｉ－１）入射角０°における分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの平均透過率が、特に制限はないが、可視光領域の透過性を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは８０．０％以上、より好ましくは８３．０％以上、特に好ましくは８６．０％以上である。
　（ｉ－２）入射角０°における分光透過率曲線において、波長７００～１０００ｎｍの平均透過率が、特に制限はないが、近赤外領域の遮蔽性を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは２．０％以下、より好ましくは、１．０％以下、特に好ましくは０．５％以下である。
　（ｉ－３）入射角０°における分光透過率曲線において、波長１０００～１２００ｎｍの平均透過率が、特に制限はないが、近赤外領域の遮蔽性を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、特に好ましくは２．０％以下である。
　（ｉ－４）入射角６０°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの平均反射率が、特に制限はないが、斜入射時の可視光領域の反射を抑制し、撮像装置等において良好な色再現性を得る観点から、好ましくは８．０％以下、より好ましくは７．０％以下、さらに好ましくは６．０％以下、特に好ましくは５．０％以下である。
　本実施形態の光学フィルタが赤外線領域をカットする特徴を有している場合、特に制限はないが、上記（ｉ－１）～（ｉ－４）の分光特性に加えて、下記（ｉ－５）～（ｉ－７）の分光特性を満たすことがより好ましい。
　（ｉ－５）入射角６０°における分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの平均透過率が、特に制限はないが、斜入射時の可視光領域の透過性を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは７５．０％以上、より好ましくは７８．０％以上、さらに好ましくは８０．０％以上、特に好ましくは８２．０％以上である。
　（ｉ－６）入射角６０°における分光透過率曲線において、波長７００～１０００ｎｍの平均透過率が、特に制限はないが、斜入射時の近赤外領域の遮蔽性を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは４．０％以下、より好ましくは１．０％以下、特に好ましくは０．１％以下である。
　（ｉ－７）入射角６０°における分光透過率曲線において、波長１０００～１２００ｎｍの平均透過率が、特に制限はないが、斜入射時の近赤外領域の遮蔽性を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは７．０％以下、より好ましくは３．０％以下、特に好ましくは１．０％以下である。
　本実施形態の光学フィルタが赤外線領域をカットする特徴を有している場合、特に制限はないが、上記（ｉ－１）～（ｉ－４）及び上記（ｉ－５）～（ｉ－７）の分光特性に加えて、下記（ｉ－８）～（ｉ－１０）の分光特性を満たすことがさらに好ましい。
　（ｉ－８）入射角５°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの平均反射率が、特に制限はないが、可視光領域の透過率を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは４．０％以下、より好ましくは３．０％以下、特に好ましくは２．０％以下である。
　（ｉ－９）入射角５°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの最大反射率が、特に制限はないが、可視光領域の透過率を高め、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは７．０％以下、より好ましくは６．０％以下、特に好ましくは４．０％以下である。
　（ｉ－１０）入射角６０°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの最大反射率が、特に制限はないが、斜入射時の可視光領域の反射を抑制し、撮像装置等に好適に適用する観点から、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１４．０％以下、特に好ましくは１２．０％以下である。
　本実施形態の光学フィルタが赤外線領域をカットする特徴を有している場合、特に制限はないが、上記（ｉ－１）～（ｉ－４）、上記（ｉ－５）～（ｉ－７）及び上記（ｉ－８）～（ｉ－１０）の分光特性に加えて、下記（ｉ－１１）～（ｉ－１２）の分光特性を満たすことがさらに好ましい。
　（ｉ－１１）入射角０°と６０°とにおける分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの平均透過率の差の絶対値が、特に制限はないが、斜入射時の分光特性の変化を抑制し、撮像装置等において良好な色再現性を得る観点から、好ましくは９．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは７．０％以下、特に好ましくは６．０％以下である。
　（ｉ－１２）入射角０°と６０°とにおける分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの最大透過率の差の絶対値が、特に制限はないが、斜入射時の分光特性の変化を抑制し、撮像装置等において良好な色再現性を得る観点から、好ましくは７．０％以下、より好ましくは６．０％以下、特に好ましくは５．０％以下である。
　本実施形態の光学フィルタが赤外線領域をカットする特徴を有している場合、特に制限はないが、上記（ｉ－１）～（ｉ－４）、上記（ｉ－５）～（ｉ－７）、上記（ｉ－８）～（ｉ－１０）、及び上記（ｉ－１１）～（ｉ－１２）の分光特性に加えて、下記（ｉ－１３）～（ｉ－１４）の分光特性を満たすことが特に好ましい。
　（ｉ－１３）入射角５°と６０°とにおける分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの平均反射率の差の絶対値が、特に制限はないが、斜入射時の分光特性の変化を抑制し、撮像装置等において良好な色再現性を得る観点から、好ましくは７．０％以下、より好ましくは６．０％以下、特に好ましくは５．０％以下である。
　（ｉ－１４）入射角５°と６０°とにおける分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの最大反射率の差の絶対値が、特に制限はないが、斜入射時の分光特性の変化を抑制し、撮像装置等において良好な色再現性を得る観点から、好ましくは１３．０％以下、より好ましくは１１．０％以下、特に好ましくは９．０％以下である。
［撮像装置］
　本実施形態の光学フィルタは、特に制限はなく、例えば、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用できる。本実施形態の光学フィルタは、光の斜入射時において、光の透過波長域における反射率の増加が抑制され、且つ、赤外線領域において高い反射率を有しているので、上記光学フィルタを備えた本実施形態の撮像装置は、良好な色再現性を有する。
　上記撮像装置は、本実施形態の光学フィルタの他に、固体撮像素子と、撮像レンズと、をさらに有し、上記光学フィルタは、例えば、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置されてもよい。また、上記光学フィルタは、例えば、粘着層を介して、撮像装置の固体撮像素子及び／又は撮像レンズ等に直接貼着されてもよい。
　以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能である。
　例１～２、例４～５、例７～８、例１０～１１、例１３～１４、例１８が実施例、例３、例６、例９、例１２、例１５～１７が比較例である。
［光学フィルタの分光特性］
　光学フィルタの分光特性は、光学薄膜シミュレーションソフト（ＴＦＣａｌｃ、Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｓｐｅｃｔｒａ社製）を用いて検証した。また、本発明では波長５００ｎｍにおける各膜の屈折率を代表値として使用しているが、シミュレーション上は屈折率の波長依存性及び成膜条件依存性を考慮してシミュレーションを行った。
　屈折率には、分散等と呼ばれる波長依存性がある。例えば、３００～１３００ｎｍの波長範囲において、光学フィルタを構成する膜物質等では、波長が短いほど屈折率が大きく、波長が長くなると屈折率は小さくなる傾向がある。これら波長と屈折率との関係は線形関係ではなく、一般的にはＨａｒｔｍａｎｎ、Ｓｅｌｌｍｅｉｅｒ等の近似式を用いて表されることが多い。また、膜物質の屈折率（分散）は、各種成膜条件によって変わる。そのため、蒸着法、イオンアシスト蒸着法、スパッタ法等で実際に成膜を行い、得られた各膜の屈折率の分散データを以下のシミュレーションにて用いた。
［光学フィルタの設計］
（例１）
　例１は、図１に示す構造の光学フィルタを想定した。
　基板は、無アルカリガラスを想定し、全波長域（波長３００～１３００ｎｍ）における屈折率１．５２とした。なお、基板の第２の表面における反射は、シミュレーションに考慮しないこととした。
　高屈折率層の材料としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を使用し、低屈折率層の材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を使用した。なお、酸化チタン（ＴｉＯ２）の波長５００ｎｍにおける屈折率を２．４７とし、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の波長５００ｎｍにおける屈折率を２．４０とし、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の波長５００ｎｍにおける屈折率を１．４８としてシミュレーションした。
　凹凸層としては、光学厚み３２１．０ｎｍ、素材はアルミナ膜を水熱処理することにより形成され、厚さ２７２ｎｍであって、厚さ０ｎｍから５４．４ｍｍにかけて、屈折率が１．５０から１．２２へと変化し、５４．４ｍｍから２７２ｎｍ（空気層側）にかけて、屈折率が１．５０から１．００へと変化するものを想定し、凹凸層を５．４４ｎｍの薄膜が５０層積み重なったものと近似してシミュレーションした。すなわち、凹凸層の屈折率の連続的な変化を、屈折率の異なる５．４４ｎｍの薄膜を５０層積み重ねることによって近似してシミュレーションした。
　誘電体多層膜としては、層数を２６とし、誘電体多層膜の第２１層～第２６層が、後述する例３の一般的な層構成とは異なる層構成、すなわち、誘電体多層膜の第２１層～第２６層を凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整してシミュレーションした。なお、後述する例３の誘電体多層膜は、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整されている。
　例１の構成を表１に示す。
　なお、表１に記載の「５００ｎｍに対する係数」とは、各層の物理膜厚が５００ｎｍにおけるＱＷＯＴの何倍であるかを表している（以降の表においても同様）。
（例２）
　例１において、誘電体多層膜の第２１層～第２６層を凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整してシミュレーションする代わりに、誘電体多層膜の第２１層～第２６層が、後述する例３の一般的な層構成と同じ層構成、すなわち、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整してシミュレーションしたこと以外は、例１と同様な方法にて、例２をシミュレーションした。
　例２の構成を表２に示す。
（例３）
　例２において、凹凸層を設けていないこと以外は、例２と同様な方法にて、例３をシミュレーションした。
　例３の構成を表３に示す。
（例４）
　例１において、誘電体多層膜を下記表４に示す誘電体多層膜（層数２５）とし、誘電体多層膜の第１９層～第２５層が、後述する例６の一般的な層構成とは異なる層構成、すなわち、誘電体多層膜の第１９層～第２５層を凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整してシミュレーションしたこと以外は、例１と同様な方法にて、例４をシミュレーションした。なお、後述する例６の誘電体多層膜は、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整されている。
　例４の構成を表４に示す。
（例５）
　例４において、誘電体多層膜の第１９層～第２５層を凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整してシミュレーションする代わりに、誘電体多層膜の第１９層～第２５層が、後述する例６の一般的な層構成と同じ層構成、すなわち、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整してシミュレーションしたこと以外は、例４と同様な方法にて、例５をシミュレーションした。
　例５の構成を表５に示す。
（例６）
　例５において、凹凸層を設けていないこと以外は、例５と同様な方法にて、例６をシミュレーションした。
　例６の構成を表６に示す。
（例７）
　例１において、誘電体多層膜を下記表７に示す誘電体多層膜（層数５４）とし、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が、後述する例９の一般的な層構成とは異なる層構成、すなわち、誘電体多層膜の第４９層～第５４層を凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整してシミュレーションしたこと以外は、例１と同様な方法にて、例７をシミュレーションした。なお、後述する例９の誘電体多層膜は、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整されている。
　例７の構成を表７に示す。
（例８）
　例７において、誘電体多層膜の第４９層～第５４層を凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整してシミュレーションする代わりに、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が、後述する例９の一般的な層構成と同じ層構成、すなわち、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整してシミュレーションしたこと以外は、例７と同様な方法にて、例８をシミュレーションした。
　例８の構成を表８に示す。
（例９）
　例８において、凹凸層を設けていないこと以外は、例８と同様な方法にて、例９をシミュレーションした。
　例９の構成を表９に示す。
（例１０）
　例１において、誘電体多層膜を下記表１０に示す誘電体多層膜（層数５４）とし、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が、後述する例１２の一般的な層構成とは異なる層構成、すなわち、誘電体多層膜の第４９層～第５４層を凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整してシミュレーションしたこと以外は、例１と同様な方法にて、例１０をシミュレーションした。なお、後述する例１２の誘電体多層膜は凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整されている。なお、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の波長５００ｎｍにおける屈折率を、２．４０としてシミュレーションした。
　例１０の構成を表１０に示す。
（例１１）
　例１０において、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整した誘電体多層膜を用いてシミュレーションする代わりに、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が、後述する例１２の一般的な層構成と同じ層構成、すなわち、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整した誘電体多層膜を用いてシミュレーションしたこと以外は、例１０と同様な方法にて、例１１をシミュレーションした。
　例１１の構成を表１１に示す。
（例１２）
　例１１において、凹凸層を設けていないこと以外は、例１１と同様な方法にて、例１２をシミュレーションした。
　例１２の構成を表１２に示す。
（例１３）
　例１３は、図２に示す構造の光学フィルタを想定した。
　基板は、リン酸ガラス（リン酸ガラスの組成は、酸化物基準１００質量％中、Ｐ２Ｏ５　６８．７３質量％、Ａｌ２Ｏ３　１１．３６質量％、Ｎａ２Ｏ　３．１６質量％、Ｋ２Ｏ　９．０６質量％、ＣｕＯ　７．６８質量％である）であり、厚さ０．３ｍｍを想定して、シミュレーションを実施した。なお、上記シミュレーションは、上記基板に対して、分光エリプソメトリー（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、Ｍ－２０００）を用いて取得した屈折率及び消衰係数に基づいて実施した。
　高屈折率層の材料及び波長５００ｎｍにおける屈折率、低屈折率層の材料及び波長５００ｎｍにおける屈折率、並びに凹凸層は例１と同様なものを想定した。
　基板の第２の表面上に備えられた樹脂膜（図２の２４）は、ポリイミド樹脂であり、厚さ３μｍを想定して、シミュレーションを実施した。また、上記樹脂は下記構造式（１）で表される構造を有する近赤外線吸収色素（スクアリリウム色素）を、樹脂膜１００質量％中、２．３質量％、及び下記構造式（２）で表される構造を有する紫外線吸収色素（メロシアニン色素）を、樹脂膜１００質量％中、２．１質量％含有させた樹脂膜を想定した。なお、上記シミュレーションは、上記樹脂膜に対して、分光エリプソメトリー（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製、Ｍ－２０００）を用いて取得した屈折率及び消衰係数に基づいて実施した。
　図２の２５に該当する他の誘電体膜は、空気に適合する誘電体反射防止層を想定してシミュレーションした。
　誘電体多層膜の層数を５４とし、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が、後述する例１５の一般的な層構成とは異なる層構成、すなわち、誘電体多層膜の第４９層～第５４層が凹凸層に適合する誘電体反射防止層として機能するように調整した誘電体多層膜を用いてシミュレーションした。なお、後述する例１５の誘電体多層膜は、凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整されている。
　他の誘電体膜の層数を９とし、シミュレーションした。
　例１３の構成を表１３に示す。

・・・構造式（１）

・・・構造式（２）
（例１４）
　例１４は、図３に示す構造の光学フィルタを想定した。
　例１３において、図３の３６に該当する他の凹凸層をさらに備え、他の誘電体膜の層数を９から４に変更したこと以外は、例１３と同様な方法にて、例１４をシミュレーションした。
　例１４の構成を表１４に示す。
（例１５）
　例１３において、凹凸層を設けていないこと、及び上述したように凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となるように調整した誘電体多層膜を用いたこと以外は、例１３と同様な方法にて、例１５をシミュレーションした。
　例１５の構成を表１５に示す。
（例１６）
　例７において、反射に寄与している誘電体多層膜の層数を５４から１４にしたこと以外は、例７と同様な方法にて、例１６をシミュレーションした。係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和は７．４６だった。例１６の光学フィルタは、光が凹凸層側から５°の入射角度で入射した際における光の反射率（波長３００～１２００ｎｍ）の最大値が８０％未満であるため（図１９）、反射膜として適さない膜であることが分かった。
　例１６の構成を表１６に示す。
（例１７）
　例７において、反射に寄与している誘電体多層膜の層数を５４から１８にしたこと以外は、例７と同様な方法にて、例１７をシミュレーションした。係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和は９．４６だった。例１７の光学フィルタは、光が凹凸層側から５°の入射角度で入射した際における光の反射率（波長３００～１２００ｎｍ）の最大値が８０％以上であるが、９０％未満であるため（図２０）、後述する例１８と比較した場合には反射膜として適さない膜であることが分かった。
　例１７の構成を表１７に示す。
（例１８）
　例７において、反射に寄与している誘電体多層膜の層数を５４から２２にしたこと以外は、例７と同様な方法にて、例１８をシミュレーションした。係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和は１１．４３だった。例１８の光学フィルタは、光が凹凸層側から５°の入射角度で入射した際における光の反射率（波長３００～１２００ｎｍ）の最大値が９０％以上であるため（図２１）、例１７よりも反射膜として適する膜であることが分かった。
　例１８の構成を表１８に示す。
［光学フィルタの評価］
　上記各例で設計した各光学フィルタについて、シミュレーションより取得した結果（図５～１３、１５、１７、及び１９～２１）及び該結果を基に算出した値を表１９に示す。
　上記各光学フィルタは、その誘電体多層膜の層数及び高屈折率層の材料の差異から、例１～３のグループ、例４～６のグループ、例７～９のグループ、例１０～１２のグループ、赤外線領域の波長を吸収する樹脂膜を備えた光学フィルタである例１３～１５のグループ、並びに、係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和が１０前後の光学フィルタである例１６～１８のグループに分類でき、本発明の効果（光の斜入射時において、光の透過波長域における反射率の増加を抑制する）については、上記グループごとに検証することとする。
　上記各光学フィルタにおける誘電体多層膜の各層の物理膜厚が（ａＱＨ、ｂＱＬ、ｃＱＨ、ｄＱＬ）で表される基本４層単位の開始層及び終了層については、例１～３は第３層及び第２２層とし、例４～６は第４層及び第１９層とし、例７及び例１０は第９層及び第４８層とし、例８及び例１１～１２は第９層及び第５２層とし、例１３～１４は第３層及び第２２層とし、例１６～１７は第１層及び第１２層とし、例１８は第１層及び第２０層とした。なお、上記基本４層単位以外の層は、基板と空気若しくは凹凸層との間の反射防止機能を最適化するための層、又は、反射率スペクトルの形状を調整するための層であるため、基本４層単位に含めないこととした。また、係数ａ１～ａｎの平均値、係数ｂ１～ｂｎの平均値、係数ｃ１～ｃｎの平均値、係数ｄ１～ｄｎの平均値、並びに係数ｂ１～ｂｎの平均値、係数ｃ１～ｃｎの平均値、及び係数ｄ１～ｄｎの平均値を平均した値は、上記基本４層単位の５００ｎｍに対する係数（表１～１２に記載）を係数ａ、係数ｂ、係数ｃ、係数ｄとして算出した。なお、ＱＨは高屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴを表し、ＱＬは低屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴを表す。
　表１９に記載の「波長λｃ」とは、波長λ１及び波長λ２の平均の値を意味し、「波長λ１」及び「波長λ２」とは、シミュレーションにより得られた結果であって、光が光学フィルタの凹凸層側から５°の入射角度で入射した際、光の反射率が８０％以上となる波長域の最短波長（波長λ１）及び最長波長（波長λ２）を意味する。なお、例１６の光学フィルタにおいては、光が光学フィルタの凹凸層側から５°の入射角度で入射した際、光の反射率が８０％未満であるため、反射率７０％以上となる波長域における最短波長を波長λ１とし、上記波長域における最長波長を波長λ２とし、波長λｃを求めた。
　表１９に記載の「５°入射時における反射率」及び「６０°入射時における反射率」は、各光学フィルタに対し上記角度で光を入射した際のシミュレーションによって得られた波長３００～１３００ｎｍにおける反射率のうち、波長４２０～６００ｎｍにおける反射率を平均した値である。
　表１９に記載の「５°入射時における波長７００～１３００ｎｍの最大反射率」は、各光学フィルタに対し５°の角度で光を入射した際のシミュレーションによって得られた波長３００～１３００ｎｍにおける反射率のうち、波長７００～１３００ｎｍにおける反射率の最大値を示す。なお、「５°入射時における波長７００～１３００ｎｍの最大反射率」が、９０％以上である場合、赤外線領域において高い反射率を有すると言える。一方、「５°入射時における波長７００～１３００ｎｍの最大反射率」が、９０％未満である場合、赤外線領域において高い反射率を有するとは言えない。
　酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の波長λｃにおける屈折率は、上記より得られた波長λｃを用いて、公知文献等を参照することにより求めた。
　表１９に示した光学フィルタの評価結果から分かるように、本発明である光学フィルタ（例１～２）は、本発明でない光学フィルタ（例３）と比べ、光の６０°入射時（斜入射時）において、波長４２０～６００ｎｍ（光の透過波長域）における反射率の増加（光の５°入射時において、波長４２０～６００ｎｍにおける反射率に対する増加）を抑制することが認められた。これは、例４～５（本発明である光学フィルタ）と例６（本発明でない光学フィルタ）とを比べても、例７～８（本発明である光学フィルタ）と例９（本発明でない光学フィルタ）とを比べても、例１０～１１（本発明である光学フィルタ）と例１２（本発明でない光学フィルタ）とを比べても、例１３～１４（本発明である光学フィルタ）と例１５（本発明でない光学フィルタ）とを比べても、同様なことが認められた。なお、１８（本発明である光学フィルタ）も、また、光の６０°入射時（斜入射時）において、波長４２０～６００ｎｍ（光の透過波長域）における反射率の増加（光の５°入射時において、波長４２０～６００ｎｍにおける反射率に対する増加）を十分に抑制する効果が認められた。
　また、表１９に示した光学フィルタの評価結果から分かるように、例１～１５及び例１８の光学フィルタは、赤外線領域において高い反射率を有していることが認められた。一方、例１６及び例１７の光学フィルタは、外線領域において高い反射率を有していないことが認められた。
　以上より、例１～２、例４～５、例７～８、例１０～１１、例１３～１４、例１８の光学フィルタは、光の斜入射時において、光の透過波長域における反射率の増加が抑制され、且つ、赤外線領域において高い反射率を有すると言える。
　上記に加え、誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含む光学フィルタである例１は、誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含まない（凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となる誘電体多層膜を備える）光学フィルタである例２に比べ、光の５°入射時において、波長４２０～６００ｎｍ（光の透過波長域）における反射率が低減されていることが認められた。これは、例４（誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含む光学フィルタ）と例５（誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含まない（凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となる誘電体多層膜を備える）光学フィルタ）とを比べても、例７（誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含む光学フィルタ）と例８（誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含まない（凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となる誘電体多層膜を備える）光学フィルタ）とを比べても、例１０（誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含む光学フィルタ）と例１１（誘電体多層膜に凹凸層に適合する誘電体反射防止層を含まない（凹凸層がない場合に波長４２０～６００ｎｍの反射率が最小となる誘電体多層膜を備える）光学フィルタ）とを比べても、同様なことが認められた。
［光学フィルタの赤外線カット評価］
　上記例１３～１５で設計した光学フィルタについて、シミュレーションより取得した結果（図１３～１８）を用いて、下記（ｉ－１）～（ｉ－１４）の光学特性を求めた。求めた（ｉ－１）～（ｉ－１４）の光学特性は表２０に示す。
　（ｉ－１）入射角０°における分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの平均透過率を求めた。上記（ｉ－１）の平均透過率が８０．０％以上であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－２）入射角０°における分光透過率曲線において、波長７００～１０００ｎｍの平均透過率を求めた。上記（ｉ－２）の平均透過率が２．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－３）入射角０°における分光透過率曲線において、波長１０００～１２００ｎｍの平均透過率を求めた。上記（ｉ－３）の平均透過率が５．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－４）入射角６０°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの平均反射率を求めた。上記（ｉ－４）の平均反射率が８．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－５）入射角６０°における分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの平均透過率を求めた。上記（ｉ－５）の平均透過率が７５．０％以上であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－６）入射角６０°における分光透過率曲線において、波長７００～１０００ｎｍの平均透過率を求めた。上記（ｉ－６）の平均透過率が４．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－７）入射角６０°における分光透過率曲線において、波長１０００～１２００ｎｍの平均透過率を求めた。上記（ｉ－７）の平均透過率が７．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－８）入射角５°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの平均反射率を求めた。上記（ｉ－８）の平均反射率が４．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－９）入射角５°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの最大反射率を求めた。上記（ｉ－９）の最大反射率が７．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－１０）入射角６０°における分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの最大反射率を求めた。上記（ｉ－１０）の最大反射率が１５．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－１１）入射角０°と６０°とにおける分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの平均透過率の差の絶対値を求めた。上記（ｉ－１１）の平均透過率の差の絶対値が９．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－１２）入射角０°と６０°とにおける分光透過率曲線において、波長４５０～６００ｎｍの最大透過率の差の絶対値を求めた。上記（ｉ－１２）の最大透過率の差の絶対値が７．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－１３）入射角５°と６０°とにおける分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの平均反射率の差の絶対値を求めた。上記（ｉ－１３）の平均反射率の差の絶対値が７．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　（ｉ－１４）入射角５°と６０°とにおける分光反射率曲線において、波長４２０～６００ｎｍの最大反射率の差の絶対値を求めた。上記（ｉ－１４）の最大反射率の差の絶対値が１３．０％以下であれば、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適しているといえる。
　表２０に示した光学フィルタの赤外線カット評価の結果から分かるように、本発明である光学フィルタ（例１３～１４）は、（ｉ－１）～（ｉ－１４）の光学特性を、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適するとされる範囲で、全て備えていることが認められた。一方で、本発明でない光学フィルタ（例１５）は、（ｉ－４）、及び（ｉ－１０）～（ｉ－１４）の光学特性を、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適するとされる範囲で、備えていないことが認められた。
　以上より、本発明である光学フィルタ（例１３～１４）は、本発明でない光学フィルタ（例１５）と比べ、赤外線カットを目的とした光学フィルタとして適していると言える。
１０　第１の光学フィルタ
１１　基板
１２　誘電体多層膜
１３　凹凸層
２０　第２の光学フィルタ
２１　基板
２２　誘電体多層膜
２３　凹凸層
２４　樹脂膜
２５　他の誘電体膜
３０　第３の光学フィルタ
３１　基板
３２　誘電体多層膜
３３　凹凸層
３４　樹脂膜
３５　他の誘電体膜
３６　他の凹凸層
４０　第４の光学フィルタ
４１　基板
４２　誘電体多層膜
４３　凹凸層
４４　他の誘電体膜
４５　樹脂膜
４６　他の誘電体膜
４７　他の凹凸層

Claims (11)

  1. 　基板と、前記基板の第１の表面上に設けられ、誘電体層をｋ（ここで、ｋは２以上の自然数）層有する誘電体多層膜と、前記誘電体多層膜の前記基板と反対側の表面上に設けられ、凹凸からなる微細構造部を複数個有する凹凸層と、を備える光学フィルタであって、
    　前記光学フィルタは、前記凹凸層側から５°の入射角度で入射する光の反射率が８０％以上となる波長λ１から波長λ２までの波長域を有し、
    　前記波長λ１及び前記波長λ２の平均を波長λｃとし、前記誘電体多層膜の前記基板側からｉ（ｉ＝１～ｋ）番目の誘電体層を第ｉ層とし、第ｉ層の波長λｃにおけるＱＷＯＴをＱｉとし、第ｉ層の物理膜厚をＡｉＱｉとする場合、係数Ａｉ（係数Ａ１～Ａｋ）の総和が１０以上である、光学フィルタ。
  2. 　前記凹凸層の前記誘電体多層膜側の第１の表面の屈折率をｎ１とし、前記凹凸層の前記誘電体多層膜と反対側の第２の表面の屈折率をｎ２とした場合、ｎ１＞ｎ２であり、
    　前記凹凸層の光学厚みがλｃ／８より大きい、請求項１に記載の光学フィルタ。
  3. 　前記凹凸層の第１の表面から距離ｔの位置の前記凹凸層の屈折率をｎ（ｔ）とし、前記凹凸層の厚みをＴとした場合、０＜ａ＜ｂ＜Ｔを満たす任意の位置ａ，ｂが、ｎ（ａ）≧ｎ（ｂ）＞ｎ２≧１を満たす、請求項２に記載の光学フィルタ。
  4. 　前記波長λｃは、７００～１２００ｎｍである、請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
  5. 　前記凹凸層は、Ａｌ、Ｍｇ、及びＺｎからなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
  6. 　前記誘電体多層膜は、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層され、
    　前記高屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴをＱＨ、前記低屈折率層の波長５００ｎｍにおけるＱＷＯＴをＱＬとした場合、
    　前記基板側から、
    　物理膜厚が（ａＱＨ、ｂＱＬ、ｃＱＨ、ｄＱＬ）ｎで表される４層単位の繰り返し構造を有し、
    　ｎ回の４層単位の繰り返し構造のうちｊ番目の４層単位の物理膜厚を（ａｊＱＨ、ｂｊＱＬ、ｃｊＱＨ、ｄｊＱＬ）と表する場合、
    　前記係数ａ１～ａｎの平均値が、１．５～２．５であり、
    　前記係数ｂ１～ｂｎの平均値、前記係数ｃ１～ｃｎの平均値、及び前記係数ｄ１～ｄｎの平均値を平均した値が、１．０以下である、請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
  7. 　前記基板は、ガラスであり、
    　前記ガラスが、リン酸ガラス、フツリン酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、及び無アルカリガラスからなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
  8. 　前記基板の第２の表面上に樹脂膜をさらに備え、
    　前記樹脂膜は近赤外線吸収色素を含有する、請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
  9. 　前記基板の第２の表面上に他の誘電体膜をさらに備える、請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
  10. 　前記樹脂膜の前記基板と反対側の表面上に、凹凸からなる微細構造部を複数個有する他の凹凸層をさらに備える、請求項８に記載の光学フィルタ。
  11. 　請求項１又は２に記載の光学フィルタを備える撮像装置。
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