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CN104871047B - 近红外线截止滤光片 - Google Patents

近红外线截止滤光片 Download PDF

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CN104871047B
CN104871047B CN201380067183.2A CN201380067183A CN104871047B CN 104871047 B CN104871047 B CN 104871047B CN 201380067183 A CN201380067183 A CN 201380067183A CN 104871047 B CN104871047 B CN 104871047B
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Abstract

本发明提供一种能抑制光相对于近红外线截止滤光片的入射角大时对摄像图像的影响的近红外线截止滤光片。该近红外线截止滤光片具备至少透过可见波长区域的光的基板，以及在所述基板的至少一面上的由重复层叠膜构成的红外线反射层，该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L构成，或者由高折射率膜H和中折射率膜M和低折射率膜L构成，其特征在于，具有如下所述的光透射特性：R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率的最大值和最小值之差在0.05以下。

Description

近红外线截止滤光片
技术领域
本发明涉及一种近红外线截止滤光片，特别是涉及具备形成于基板上的电介质多层膜的近红外线截止滤光片。
背景技术
在数码照相机和数码摄像机等中使用CCD(电荷耦合元件，Charge CoupledDevice)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal OxideSemiconductor)图像传感器等(以下称为固体摄像元件)。这些固体摄像元件的光的灵敏度特性与人类的视觉灵敏度特性相比，对红外光具有较强的灵敏度。于是，在数码照相机和数码摄像机等中，利用近红外线截止滤光片进行光谱修正。
作为近红外线截止滤光片，例如使用含有Cu2+离子作为着色成分的氟磷酸类玻璃等近红外线吸收型的彩色玻璃滤光片。然而，单靠彩色玻璃滤光片无法充分地截止近红外区域的光，因此现在正在研究具有近红外区域的光的截止特性的电介质多层膜。
电介质多层膜通过在透明基板上交替层叠由高折射率的电介质(例如TiO2)构成的薄膜和由低折射率的电介质(例如SiO2)构成的薄膜而形成。采用这种电介质多层膜的近红外线滤光片利用多层膜的干涉效果来实现红外光的反射，从而抑制红外光的透射。
已知采用电介质多层膜的近红外线截止滤光片的光谱特性的入射角依赖性高。提出了一种近红外线截止滤光片，其中，关于近红外线截止滤光片的光谱特性，将从短波长侧的透射频带到长波长侧的反射频带的跃迁区域的透射率为50％时的波长记作半值波长的情况下，入射角为0°的半值波长和入射角为25°的半值波长的位移量(变动量)小，入射角依赖性得到了缓解(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007-183525号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
近年来，由于数码照相机、手机、智能手机等电子设备的薄壁化，这些电子设备中内置的摄像装置也进行着低型面化，光学透镜和近红外线截止滤光片和固体摄像元件彼此之间的间隔变得非常小。因此，固体摄像元件上有来自更宽的角度的光入射。
此外，作为固体摄像元件，越来越多地使用背面照射型CMOS传感器。背面照射型CMOS传感器的结构是透过彩色滤光片的光不经由配线层入射至光电二极管，入射的光量多，能进行灵敏度高的摄像。另一方面，因为不会因配线层导致光的损失，所以倾斜入射至光电二极管的光多。
如此，固体摄像元件存在光以比以往更大的角度入射的倾向，要求开发出具有能应对大入射角的光透射特性的近红外线截止滤光片。
本发明人考察了使用电介质多层膜的近红外线截止滤光片的光的入射角与光谱特性的关系，结果发现，入射角大到超过30°的情况下，在可见波长区域内会发生当入射角在30°以下时无法见到的透射率的局部下降。预计可见波长区域的透射率的局部下降会对摄像图像的色调造成不良影响。
专利文献1中记载的近红外线截止滤光片虽然能抑制入射角从0°变化至25°时的半值波长的位移量，但根本未考虑到入射角增大时的可见波长区域的透射率的局部下降的发生。此外，半值波长的位移和可见波长区域的透射率的局部下降随着入射角的增大，表现出的影响更大，即便在入射角25°时能抑制入射角依赖性，在入射角超过25°时也不一定能同样地应对。
以往，关于使用电介质多层膜的近红外线截止滤光片的光的入射角与光谱特性的关系，认为抑制半值波长的位移量能抑制入射角依赖性。然而，如上所述，可见波长区域的透射率的局部下降会破坏透过近红外线截止滤光片的光的颜色的平衡，导致摄像图像的色调与外观有差异，这些现象在入射角非常大时显著地表现出来，以往完全没有考虑过。
本发明是鉴于上述课题而完成的发明，其目的是提供一种能抑制光相对于近红外线截止滤光片的入射角大时对摄像图像的影响的近红外线截止滤光片。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明将以下的构成作为技术内容。
(1)一种近红外线截止滤光片，其具备至少透过可见波长区域的光的基板，以及在所述基板的至少一面上的由重复层叠膜构成的红外线反射层；该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L构成，或者由高折射率膜H和中折射率膜M和低折射率膜L’构成，所述低折射率膜L由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成，所述中折射率膜M由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成，所述低折射率膜L’由波长500nm处的折射率比中折射率膜M的构成材料小的构成材料构成，其特征在于，
具有如下所述的光透射特性：分别用下式(1)～(3)算出R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率，其中的最大值和最小值之差在0.05以下；
(T(R0)-T(R40))/T(R0)···(1)
(T(G0)-T(G40))/T(G0)···(2)
(T(B0)-T(B40))/T(B0)···(3)
式中，将600～620nm的波长带记作R区域，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域，
将垂直入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(R0)、T(G0)和T(B0)，
将40°入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(R40)、T(G40)和T(B40)。
(2)一种近红外线截止滤光片，其具备至少透过可见波长区域的光的基板，以及在所述基板的至少一面上的由重复层叠膜构成的红外线反射层；该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L构成，其特征在于，
具有如下所述的光透射特性：分别用下式(1)～(3)算出R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率，其中的最大值和最小值之差在0.04以下；
(T(R0)-T(R40))/T(R0)···(1)
(T(G0)-T(G40))/T(G0)···(2)
(T(B0)-T(B40))/T(B0)···(3)
式中，将600～620nm的波长带记作R区域，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域，
将垂直入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(R0)、T(G0)和T(B0)，
将40°入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(R40)、T(G40)和T(B40)。
(3)一种近红外线截止滤光片，其具备至少透过可见波长区域的光的基板，以及在所述基板的至少一面上的由重复层叠膜构成的红外线反射层；该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L构成，或者由高折射率膜H和中折射率膜M和低折射率膜L’构成，所述低折射率膜L由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成，所述中折射率膜M由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成，所述低折射率膜L’由波长500nm处的折射率比中折射率膜M的构成材料小的构成材料构成，其特征在于，
具有如下所述的光透射特性：用下式(4)～(5)算出的G区域和B区域的平均透射率的下降率均在0.09以下；
(T(G0)-T(G45))/T(G0)···(4)
(T(B0)-T(B45))/T(B0)···(5)
式中，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域，
将垂直入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(G0)和T(B0)，
将45°入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(G45)和T(B45)。
(4)一种近红外线截止滤光片，其具备至少透过可见波长区域的光的基板，以及在所述基板的至少一面上的由重复层叠膜构成的红外线反射层；该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L构成，其特征在于，
具有如下所述的光透射特性：用下式(4)～(5)算出的G区域和B区域的平均透射率的下降率均在0.09以下；
(T(G0)-T(G45))/T(G0)···(4)
(T(B0)-T(B45))/T(B0)···(5)
式中，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域，
将垂直入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(G0)和T(B0)，
将45°入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(G45)和T(B45)。
(5)上述(1)所述的近红外线截止滤光片，其中，所述近红外线截止滤光片的光透射特性为：用上式(1)～(3)算出的下降率均在0.05以下。
(6)上述(1)～(5)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述基板含有吸收近红外线的材质。
(7)上述(1)～(6)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述红外线反射层在50层以下。
(8)上述(1)～(7)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述近红外线截止滤光片的光透射特性为：40°入射条件下的G区域和B区域的波长带的光透射率的最小值均在85％以上。
(9)上述(1)～(8)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述近红外线截止滤光片的光透射特性为：40°入射条件下的1200nm的波长的光透射率在10％以下。
(10)上述(1)～(9)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述红外线反射层具有多个以(HL)^n表示的重复层叠膜，该多个重复层叠膜的光透射特性为：垂直入射条件下的950～1150nm的波长带的光透射率的最大值在10％以下；这里，H是指高折射率膜，L是指低折射率膜，n是指2以上的自然数，^n是指(HL)重复n次的构成。
(11)上述(1)、(3)、(5)～(9)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述红外线反射层具有多个以(LMH)^n表示的重复层叠膜，该多个重复层叠膜的光透射特性为：垂直入射条件下的950～1150nm的波长带的光透射率的最大值在10％以下；这里，H是指高折射率膜，M是指中折射率膜，L是指低折射率膜，n是指2以上的自然数。
(12)上述(1)～(11)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述基板是氟磷酸盐类玻璃或磷酸盐类玻璃。
(13)上述(1)、(3)、(5)～(12)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述高折射率膜含有选自TiO2、Ta2O5、Nb2O5及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料，中折射率膜含有选自Al2O3、Y2O3及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料，并且所述低折射率膜含有选自SiO2、MgF2及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料。
(14)上述(1)～(12)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，所述高折射率膜含有选自TiO2、Ta2O5、Nb2O5及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料，并且所述低折射率膜含有选自SiO2、MgF2及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料。
(15)上述(1)～(14)中任一项所述的近红外线截止滤光片，其中，在所述基板的正面具备红外线反射层，在基板的背面具备防反射膜或红外线反射层。
发明的效果
通过本发明，可提供一种能抑制光相对于近红外线截止滤光片的入射角大时对摄像图像的影响的近红外线截止滤光片。
附图的简单说明
图1是本发明的第一实施方式的近红外线截止滤光片的剖视图。
图2是本发明的红外线反射层的剖视图。
图3是表示摄像装置的基本结构的剖视图。
图4是表示实施例1中记载的近红外线截止滤光片的0°入射、40°入射以及45°入射条件下的光透射特性的图。
图5是表示实施例2中记载的近红外线截止滤光片的0°入射、40°入射以及45°入射条件下的光透射特性的图。
图6是表示实施例3中记载的近红外线截止滤光片的0°入射、40°入射以及45°入射条件下的光透射特性的图。
图7是表示实施例4中记载的近红外线截止滤光片的0°入射、40°入射以及45°入射条件下的光透射特性的图。
图8是表示实施例5中记载的近红外线截止滤光片的0°入射、40°入射以及45°入射条件下的光透射特性的图。
图9是表示实施例6中记载的近红外线截止滤光片的0°入射以及40°入射条件下的光透射特性的图。
图10是表示实施例7中记载的近红外线截止滤光片的0°入射以及40°入射条件下的光透射特性的图。
图11是表示比较例1中记载的近红外线截止滤光片的0入射、30°入射以及40°入射、45°入射条件下的光透射特性的图。
实施发明的方式
(第一实施方式)
图1是第一实施方式的近红外线截止滤光片10A(以下有时称为IRCF10)的剖视图。如图1所示，IRCF10具备基板11和设置于基板11的至少一方的主面的红外线反射层12。另外，第一实施方式的IRCF10中，红外线反射层12设置于基板11的一方的主面。
(基板11)
基板11的材料较好是至少透过可见波长区域的光、吸收近红外波长区域的光。其原因在于，通过使用吸收近红外波长区域的光的基板11，可获得与人类的视觉灵敏度特性相近的画质。
另外，作为吸收近红外波长区域的光的透明基板11，可例举例如在氟磷酸盐类玻璃或磷酸盐类玻璃中含有Cu2+(铜离子)的吸收型玻璃。
此外，也可以使用在树脂材料中含有吸收近红外线的吸收剂的透明基板。作为吸收剂，可例举例如染料、颜料、金属络合物类化合物，具体可例举酞菁类化合物、萘酞菁类化合物、二硫醇金属络合物类化合物。
此外，作为基板11，也可以使用在透过可见波长区域的光的玻璃基板的主面层叠有含有吸收近红外线的色素的树脂层的玻璃。
基板11的形状可以是平板状，也可以成形为曲面。此外，作为基板11，也可以是至少一方的光学面为凹状或凸状的光学透镜。此时，红外线反射层12形成于光学透镜的光学面。
(红外线反射层12的结构)
如图2(A)、(B)所示，红外线反射层12A由重复层叠膜构成，该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L(由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成)构成，此外，红外线反射层12B由重复层叠膜构成，该重复层叠膜由高折射率膜H和中折射率膜M(由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成)和低折射率膜L’(由波长500nm处的折射率比中折射率膜M的构成材料小的构成材料构成)构成。
另外，本说明书中，折射率是指对波长500nm的光的折射率。
高折射率膜的构成材料的折射率例如较好为2以上，更好为2.2～2.7。作为这样的构成材料，可例举例如TiO2、Nb2O5(折射率:2.38)、Ta2O5或它们的复合氧化物等。
此外，中折射率膜的构成材料的折射率例如较好是大于1.6、小于2，更好为1.62～1.92。作为这样的构成材料，可例举例如Al2O3、Y2O3(折射率:1.81)或它们的复合氧化物、Al2O3和ZrO2的混合物膜(折射率:1.67)等。此外，中折射率膜显然也可以用由高折射率膜和低折射率膜组合而成的等价膜来代替。另外，虽然超出了上述折射率范围，但只要使用折射率2.3以上的TiO2等作为高折射率膜，就可以将折射率2.18左右的Ta2O5作为中折射率膜来构成红外反射层。这种结构虽然在光学设计上几乎没有优势，但另一方面，物理耐久性和热稳定性优异，根据情况有时会选择这种结构。
此外，低折射率膜的构成材料的折射率例如较好为1.6以下，更好为1.36～1.50。作为这样的构成材料，可例举例如SiO2、MgF2、它们的复合氧化物等。
高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜中可以含有用于调整折射率的添加剂。作为添加剂，可例举例如SiO2、Al2O3、CeO2、FeO2、HfO2、In2O3、MgF2、Nb2O5、SnO2、Ta2O5、TiO2、Y2O3、ZnO、ZrO2、NiO、ITO(氧化铟锡(Indium Tin Oxide))、ATO(掺锑氧化锡(Antimony dopedTin Oxide))、MgO等。
构成红外线反射层12A的高折射率膜和低折射率膜的总层数、或者构成红外线反射层12B的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数较好为50层以下。如此可提高近红外线截止滤光片的生产性。更好为45层以下，特好为15～40层。
构成红外线反射层12A的高折射率膜和低折射率膜的总层厚、或者构成红外线反射层12B的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层厚较好为6.0μm以下。由此，在基板11的一个面上设置红外线反射层12的情况下，可抑制由红外线反射层12的内部应力引起的近红外线截止滤光片的翘曲。更好为5.5μm以下，特好为2.0～3.8μm。
此外，红外线反射层12也可以分别分开设置于基板11的一个面和另一个面。此时，通过使电介质多层膜的内部应力在基板11的一个面和另一个面上抵消，可抑制近红外线截止滤光片的翘曲。
构成红外线反射层12A的高折射率膜和低折射率膜、以及构成红外线反射层12B的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜可通过溅射法、真空蒸镀法、离子束法、离子镀法或CVD法形成，特好是通过溅射法、真空蒸镀法或离子束法形成。红外线反射层12A、12B是形成固体摄像元件的光接收所用的波长频带的层，对于各波长带的反射条件要求高精度。为了实现这一点，重要的是高折射率膜和低折射率膜、或者高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的膜厚精度。溅射法、真空蒸镀法、离子束法等在形成薄膜时的膜厚控制方面优异，因此较佳。
在基板11上，除了红外线反射层12以外，为了提高基板11与红外线反射层12的密合性，也可以设置含有MgF2或氧化铝以及氧化锆的复合氧化物、镧钛酸盐(La2Ti2O7)的单层膜或多层膜作为附着力强化层。
此外，为了赋予近红外线截止滤光片以导电性，也可以在红外线反射层12的表面侧(空气侧)设置由ITO等的薄膜构成的防静电层。
此外，为了使灰尘等异物不易附着在近红外线截止滤光片上，也可以在红外线反射层12的表面侧(空气侧)设置由含有氟成分等的薄膜构成的异物附着抑制层。
(近红外线截止滤光片的光透射特性)
接着，对近红外线截止滤光片的光透射特性进行说明。另外，第一实施方式的IRCF10中，基板11具有吸收近红外线的波长的特性。因此，近红外线截止滤光片的光透射特性是指由基板11和红外线反射层12两者得到的IRCF10的光透射特性。
此外，本发明中，仅在基板的一个面上形成红外线反射层的情况下，在基板的另一个面上形成防反射膜，认为基板和空气层的界面上实质上没有光的反射损失。
IRCF10是具备由重复层叠膜构成的红外线反射层的近红外线截止滤光片、该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L(由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成)构成、或者由高折射率膜H和中折射率膜M(由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成)和低折射率膜L’(由波长500nm处的折射率比中折射率膜M的构成材料小的构成材料构成)构成的情况下，具有如下所述的光透射特性：分别用下式(1)～(3)算出R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率，其中的最大值和最小值之差在0.05以下。
此外，IRCF10是具备由重复层叠膜构成的红外线反射层的近红外线截止滤光片、该重复层叠膜由上述高折射率膜H和低折射率膜L构成的情况下，具有如下所述的光透射特性：分别用下式(1)～(3)算出R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率，其中的最大值和最小值之差在0.04以下。
(T(R0)-T(R40))/T(R0)···(1)
(T(G0)-T(G40))/T(G0)···(2)
(T(B0)-T(B40))/T(B0)···(3)
式中，将600～620nm的波长带记作R区域，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域。并且，将垂直入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(R0)、T(G0)和T(B0)，将40°入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(R40)、T(G40)和T(B40)。
对于IRCF10的光透射特性如上所述的理由在下文中进行说明。
摄像装置的基本结构如图3所示，由让光入射的光学透镜(L1～L4)、从入射的光中将近红外的波长的光截止的近红外线截止滤光片140、接收光并进行光电转换的固体摄像元件110构成。另外，实际上也具备用于抑制波纹的低通滤光片、用于防止固体摄像元件上的异物附着的覆盖玻璃等，但将它们省略。
接着，对固体摄像元件的基本结构进行说明。入射至固体摄像元件的光透过微透镜、彩色滤光片、配线层，被光电二极管接收。彩色滤光片仅使接收的光中的所要的波长区域的光入射至光电二极管，例如由含有使用有机物的颜料或染料的树脂膜构成。此外，RGB的各彩色滤光片在平面上以适当的图案(例如拜耳(Bayer)排列)配置。
入射至光电二极管的光经光电转换后，取出各颜色信号，对该颜色信号进行运算处理，从而形成彩色图像数据，得到摄像图像。
上述固体摄像元件的结构中，在决定摄像图像的色彩表现这一点上，非常重要的是如何设定RGB的各彩色滤光片的光透射特性(透过的光的波长带和透射率)以及各颜色信号的相对强度。因此，各彩色滤光片的光透射特性和颜色信号的运算处理方法根据摄像装置个别设定。
基本上讲，各彩色滤光片的光透射特性和颜色信号的运算处理方法设定为针对基本垂直于固体摄像元件入射的光能得到所要的色彩表现。
因此，光相对于固体摄像元件倾斜入射时，如果各颜色(R、G、B)的波长带的光量的平衡与垂直入射时相差很大，则摄像元件可能无法表现出意图表现的色彩。
本发明的近红外线截止滤光片具备由重复层叠膜构成的红外线反射层、该重复层叠膜由上述高折射率膜H和低折射率膜L构成、或者由高折射率膜H和中折射率膜M和低折射率膜L’构成的情况下，具有如下所述的光透射特性：通过(T(R0)-T(R40))/T(R0)、(T(G0)-T(G40))/T(G0)、(T(B0)-T(B40))/T(B0)算出R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率，其中的最大值和最小值之差在0.05以下。
此外，本发明的近红外线截止滤光片具备由重复层叠膜构成的红外线反射层、该重复层叠膜由上述高折射率膜H和低折射率膜L构成的情况下，具有如下所述的光透射特性：平均透射率的下降率的最大值和最小值之差在0.04以下。
另外，下降率是对R区域、G区域、B区域分别进行计算，在此基础上算出这3个下降率的最大值和最小值之差。如此，关于IRCF10的光透射特性，光倾斜入射至近红外线截止滤光片时，在R区域、G区域和B区域的各波长带中，下降率的偏差小，光垂直入射时和倾斜入射时的RGB的颜色的平衡不会破坏。因此，可以用固体摄像元件获得所要的色彩表现的摄像图像。
关于IRCF10是具备由重复层叠膜构成的红外线反射层的近红外线截止滤光片、该重复层叠膜由上述高折射率膜H和低折射率膜L构成、或者由高折射率膜H和中折射率膜M和低折射率膜L’构成的情况下的光透射特性，如果上述平均透射率的下降率的最大值和最小值之差大于0.05，则透过IRCF10的光垂直入射时和40°入射时，RGB的各波长带的平均透射率的下降率之差增大，难以用固体摄像元件获得所要的色彩表现的摄像图像。此外，关于IRCF10是具备由重复层叠膜构成的红外线反射层的近红外线截止滤光片、该重复层叠膜由上述高折射率膜H和低折射率膜L构成的情况下的光透射特性，如果上述平均透射率的下降率的最大值和最小值之差大于0.04，则透过IRCF10的光垂直入射时和40°入射时，RGB的各波长带的平均透射率的下降率之差增大，难以用固体摄像元件获得所要的色彩表现的摄像图像。上述平均透射率的下降率的最大值和最小值之差较好为0.03以下，更好为0.02以下。
IRCF10的光透射特性较好是在40°入射条件下，G区域(500～560nm的波长带)和B区域(440～480nm的波长带)的波长带的光透射率的最小值均在85％以上。
关于使用光学多层膜的红外线反射层的光透射特性，以往已知伴随着光的倾斜入射、光透射特性朝R区域的短波长侧迁移的现象。因此，考虑到光透射特性的变化，也研究了用图像处理装置进行修正处理等。然而，根据膜结构和入射角度的不同，伴随着光的倾斜入射的G区域和B区域的光透射特性的变化在不确定的位置上以透射性减小的形式表现出来，因此无法用图像处理装置进行修正处理。
关于IRCF10的光透射特性，通过使40°入射条件下的G区域和B区域的波长带的透射率的最小值在一定值以上，光倾斜入射至近红外线截止滤光片时，在G区域和B区域的波长带中不存在光透射率局部降低的波长，因此可以用固体摄像元件获得所要的色彩表现的摄像图像。
IRCF10的光透射特性在40°入射条件下的G区域和B区域的波长带的光透射率的最小值较好是均在88％以上，更好是均在90％以上。
IRCF10的光透射特性较好是40°入射条件下的1200nm的波长的光透射率在10％以下。电介质多层膜中，如果入射的光的入射角度增大(例如从垂直入射变成40°入射时)，则光透射特性有朝短波长侧迁移的倾向。因此，通过使40°入射条件下的1200nm的波长的光透射率取上述数值，即使在光倾斜入射至近红外线截止滤光片时，也能充分截止近红外线的波长。40°入射条件下的1200nm的波长的光透射率较好为20％以下，更好为15％以下。
(红外线反射层的膜结构和光透射特性)
上述红外线反射层具有多个以(HL)^n(H是指高折射率膜，L是指低折射率膜，n是指2以上的自然数，^n是指(HL)重复n次的构成)表示的重复层叠膜，该多个重复层叠膜与基板的吸收特性组合而成的最终的光透射特性为：垂直入射条件下的950～1150nm的波长带的光透射率的最大值较好为10％以下，更好为3％以下。
此外，上述红外线反射层具有多个以(L’MH)^n(H是指高折射率膜，M是指中折射率膜，L是指低折射率膜，n是指2以上的自然数，^n是指(L’MH)重复n次的构成)表示的重复层叠膜，该多个重复层叠膜与基板的吸收特性组合而成的最终的光透射特性为：垂直入射条件下的950～1150nm的波长带的光透射率的最大值较好为10％以下，更好为3％以下。
对上述红外线反射层较好是具有多个重复层叠膜的理由进行说明。
光倾斜入射至近红外线截止滤光片时，可见区域的波长的光透射率减小的主要原因在于构成950～1150nm的波长的阻止带(上述波长范围内的垂直入射条件的光透射率的最大值在10％以下)的红外线反射层(重复层叠膜)。
另外，本发明中，上述高折射率膜H是指由高折射率材料构成的波长500nm处的QWOT(Quarter-wave Optical Thickness，1/4波长光学膜厚膜)。上述中折射率膜M是指由中折射率材料构成的波长500nm处的QWOT。上述低折射率膜L和上述低折射率膜L’是指由低折射率材料构成的波长500nm处的QWOT。
反射950～1150nm的波长带的光的红外线反射层由单一的重复层叠膜((HL)^n(H是指高折射率膜，L是指低折射率膜，n是指2以上的自然数，^n是指(HL)重复n次的构成)或者(L’MH)^n(H是指高折射率膜，M是指中折射率膜，L’是指低折射率膜，n是指2以上的自然数，^n是指(L’MH)重复n次的构成)构成的情况下，在可见区域的某一波长处发生急剧的光透射率下降。
与之相对，反射950～1150nm的波长的光的红外线反射层由多个重复层叠膜构成的情况下，虽然在可见区域的某一波长处可观察到光透射率的下降，但因为由各重复层叠膜引起的光透射率下降的波长不同，所以其结果是光透射率的下降量减小。即，红外线反射层由多个重复层叠膜构成的情况下，与由单一的重复层叠膜构成的情况相比，光透射率下降不集中于特定的波长处，而是分散于多个波长处，因此其结果是，可抑制可见区域的波长的光透射率的下降。
此外，上述红外线反射层较好是具备以下式(6)或(7)表示的膜结构的重复层叠膜。
a1(HL)^n1a2(HL)^n2a3(HL)^n3...am(HL)^nm···(6)
a1(HML’)^n1a2(HML’)^n2a3(HML’)^n3...am(HML’)^nm···(7)
式中，n1～nm和m是2以上的自然数，a1～am中的不同的任意两者的比值在1.04以上的有1个以上。
以a1(HL)^n1a2(HL)^n2a3(HL)^n3...am(HL)^nm或a1(HML’)^n1a2(HML’)^n2a3(HML’)^n3...am(HML’)^nm表示的多个重复层叠膜中，a1～am中的不同的任意两者的比值在1.04以上的必须有1个以上。其原因在于，通过使a1～am中的不同的任意两者的比值互不相同，可使发生由各重复层叠膜引起的光透射率下降的波长互不相同。藉此，可获得抑制上述可见范围的波长的光透射率的下降这一效果。
另外，当m＝2时，a1～am中的不同的任意两者的比值是指a1/a2或a2/a1中的某一方在1.04以上。当m为3以上时，是指a1～am的任意组合中，其比值在1.04以上的有1个以上。
(第二实施方式)
接着，对本发明的第二实施方式进行说明。
第二实施方式的近红外线截止滤光片20A(以下有时称为IRCF20)具备基板21和设置于基板21的至少一方的主面的红外线反射层22。另外，第二实施方式的IRCF20中，红外线反射层22设置于基板21的一方的主面。
第二实施方式的IRCF20除了基板21不吸收近红外波长区域的光以外，与上述第一实施方式的IRCF10相同，因此仅对不同点进行说明，对重复的点省略说明。
(基板21)
基板21的材料只要是至少透过可见波长区域和近红外波长区域的光的材料即可，无特别限定。作为基板21的材料，可例举例如玻璃、水晶、铌酸锂、蓝宝石等结晶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃树脂、降冰片烯树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂等。
例如使用玻璃作为基板21的情况下，较好是使用超白平板玻璃，该超白平板玻璃除了从原料和制造工序中不可避免地混入的情况外，不有意地含有吸收可见波长区域和近红外波长区域的光的成分。
(近红外线截止滤光片的光透射特性)
接着，对近红外线截止滤光片的光透射特性进行说明。
IRCF20的光透射特性与上述IRCF10的光透射特性相同。IRCF20的基板21不具有吸收近红外线的波长的特性，因此IRCF20的光透射特性是指红外线反射膜22的光透射特性。对于IRCF20的光透射特性省略说明。
IRCF20可以在粘贴于固体摄像元件的封装上、防止异物附着于固体摄像元件的覆盖玻璃或抑制波纹等的低通滤光片的表面设置红外线反射膜22，从而构成近红外线截止滤光片。如此，可获得具有多种功能的构件，削减摄像装置的构件个数。
(第三实施方式)
接着，对本发明的第三实施方式进行说明。
第三实施方式的近红外线截止滤光片30A(以下有时称为IRCF30)具备基板31和设置于基板31的至少一方的主面的红外线反射层32。另外，第三实施方式的IRCF30中，红外线反射层32设置于基板31的一方的主面。
第三实施方式的IRCF30除了光透射特性以外，可采用与上述第一实施方式的IRCF10和第二实施方式的IRCF20的结构。以下，仅对不同的光透射特性进行说明，对与其它实施方式重复的点省略说明。
(近红外线截止滤光片的光透射特性)
IRCF30具有如下所述的光透射特性：用下式(4)～(5)算出的G区域和B区域的平均透射率的下降率均在0.09以下。
(T(G0)-T(G45))/T(G0)···(4)
(T(B0)-T(B45))/T(B0)···(5)
式中，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域，
将垂直入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(G0)和T(B0)，
将45°入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(G45)和T(B45)。
如第一实施方式中所述，关于使用光学多层膜的红外线反射层的光透射特性，以往已知伴随着光的倾斜入射、光透射特性朝R区域的短波长侧迁移的现象。因此，考虑到光透射特性的变化，也研究了用图像处理装置进行修正处理等。然而，根据膜结构和入射角度的不同，伴随着光的倾斜入射的G区域和B区域的光透射特性的变化在不确定的位置上以透射性减小的形式表现出来，因此无法用图像处理装置进行修正处理。
IRCF30的光透射特性是：在G区域和B区域的波长带中，光从0°入射条件变成45°入射条件时的光透射率的下降率均在0.09以下，因此光倾斜入射至近红外线截止滤光片时，在G区域和B区域的波长带中不存在光透射率局部降低的波长，所以可以用固体摄像元件获得所要的色彩表现的摄像图像。
实施例
以下，采用实施例对本发明进行更详细地说明，这些实施例并不是限定性地解释本发明。
实施例的近红外线截止滤光片具备基板和由重复层叠膜构成的红外线反射层，该重复层叠膜设置于基板的至少一个面，由高折射率膜和中折射率膜和低折射率膜构成，或者由高折射率膜和低折射率膜构成。
对于这些IRCF，实施例1至实施例5以及比较例1中用光学薄膜模拟软件(TFCalc，Software Spectra公司制)进行检验。
此外，本发明中使用波长500nm处的各膜的折射率作为代表值，但考虑到折射率的波长依赖性进行模拟。
另外，实施例6和实施例7中，用规定的成膜装置实际测定在玻璃基板上设置重复层叠膜而得的近红外线截止滤光片的光谱特性，进行检验。
折射率存在被称为色散等的波长依赖性。例如，在300～1300nm的波长范围内，本发明的膜物质等存在波长越短折射率越大、波长越长折射率越小的倾向。这些波长－折射率的关系不是线性关系，一般多用哈特曼(Hartmann)、赛尔梅尔(Sellmeier)等近似公式表示。
此外，膜物质的折射率(色散)根据各种成膜方法、成膜条件等而变化。因此，通过蒸镀法、离子辅助蒸镀法、溅射法等实际进行成膜，将所得各膜的折射率的色散数据用于以下模拟。
另外，以下的实施例和比较例中所示的膜结构的膜厚是指物理膜厚。
此外，膜结构的膜层数的数字中，1为基板侧，膜层数的数字最大的一侧为空气侧。
(实施例1)
实施例1中，以近红外线吸收玻璃(AGC科技玻璃株式会社(AGCテクノグラス社)制，商品名:NF-50T(0.3mm)，氟磷酸盐类玻璃)为基板，在该基板的正面设置由将高折射率膜H(TiO2)和低折射率膜L(SiO2)交替层叠而成的重复层叠膜构成的红外线反射层，在基板的背面设置由6层构成的防反射膜(AR)，制成近红外线截止滤光片。对于所得的近红外线截止滤光片模拟光谱特性。另外，TiO2的折射率采用2.467，SiO2的折射率采用1.483。
实施例1的红外线反射层的重复层叠的膜结构示于表1。此外，实施例1的防反射膜的重复层叠的膜结构示于表2。
[表1]
[表2]
膜层数 膜材料 膜厚[nm]
1 TiO2 12.73
2 SiO2 32.8
3 TiO2 57.04
4 SiO2 6
5 TiO2 38.54
6 SiO2 86.46
图4是实施例1的近红外线截止滤光片的光谱特性的模拟结果。图4中，纵轴为透射率，横轴为波长。图4中所示为垂直(0°)入射条件、40°入射条件以及45°入射条件的模拟结果。
由模拟的结果求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°及45°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和45°入射条件的平均透射率的下降率。它们示于表10。
实施例1的近红外线截止滤光片中，表1所示的膜结构的膜层数19～36所示的重复层叠膜使得950～1150nm的波长带的光透射率的最大值达到10％以下。这些膜的构成中具有多个以(HL)^n表示的重复层叠膜。于是，由这些重复层叠膜引起的可见区域的波长处的光透射率的下降所发生的位置处于不同的波长，因此可见区域的波长处的光透射率的下降得到抑制，G区域和B区域的光透射率的最小值均达到85％以上。
(实施例2)
实施例2中，使用与实施例1相同的基板，在该基板的正面设置由高折射率膜H(TiO2)和中折射率膜M(Al2O3)和低折射率膜L’(SiO2)重复交替层叠而构成的红外线反射层，在基板的背面设置与实施例1相同的由6层构成的防反射膜(AR)，制成近红外线截止滤光片。对于所得的近红外线截止滤光片模拟光谱特性。
另外，TiO2的折射率采用2.467，SiO2的折射率采用1.483，Al2O3的折射率采用1.638，Al2O3+ZrO2(氧化铝和氧化锆的复合氧化物膜)的折射率采用1.646。
表3的重复层叠的膜结构中，膜层数1(Al2O3+ZrO2:59.39nm)是用于提高红外线反射层与基板的密合性的层。因此，红外线反射层由膜层数2～56构成。另外，膜层数1不起到红外线反射层的作用。
实施例2的红外线反射层的重复层叠的膜结构示于表3。
[表3]
图5是实施例2的近红外线截止滤光片的光谱特性的模拟结果。图5中，纵轴为透射率，横轴为波长。图5中所示为垂直(0°)入射条件、40°入射条件以及45°入射条件的模拟结果。
由模拟的结果求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°及45°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和45°入射条件的平均透射率的下降率。它们示于表10。
(实施例3)
实施例3中，以近红外线吸收玻璃(AGC科技玻璃株式会社制，商品名:NF-50T(0.25mm)，氟磷酸盐类玻璃)为基板，在该基板的正面设置由高折射率膜H(TiO2)和中折射率膜M(Ta2O5)和低折射率膜L’(SiO2)重复交替层叠而构成的红外线反射层，在基板的背面设置与正面的膜结构不同的、由将高折射率膜H和中折射率膜M和低折射率膜L’交替层叠而成的重复层叠膜构成的红外线反射层，制成近红外线截止滤光片。对于所得的近红外线截止滤光片模拟光谱特性。
另外，TiO2的折射率采用2.467，SiO2的折射率采用1.483，Ta2O5的折射率采用2.194，MgF2的折射率采用1.424。
表4的重复层叠的膜结构中，膜层数1(TiO2:10nm)和膜层数2(MgF2:170nm)是用于提高红外线反射层与基板的密合性的层。因此，红外线反射层由膜层数3～86构成。另外，膜层数1和膜层数2不起到红外线反射层的作用。
实施例3的红外线反射层的重复层叠的膜结构示于表4和表5。
[表4]
[表5]
图6是实施例3的近红外线截止滤光片的光谱特性的模拟结果。图6中，纵轴为透射率，横轴为波长。图6中所示为垂直(0°)入射条件、40°入射条件以及45°入射条件的模拟结果。
由模拟的结果求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°及45°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和45°入射条件的平均透射率的下降率。它们示于表10。
(实施例4)
实施例4中，使用与实施例1相同的基板，在该基板的正面设置由将高折射率膜H(TiO2)和低折射率膜L(SiO2)交替层叠而成的重复层叠膜构成的红外线反射层，在基板的背面设置与实施例1相同的由6层构成的防反射膜(AR)，制成近红外线截止滤光片。对于所得的近红外线截止滤光片模拟光谱特性。
另外，TiO2的折射率采用2.368，SiO2的折射率采用1.456，Al2O3+ZrO2(氧化铝和氧化锆的复合氧化物膜)的折射率采用1.663。
表6的重复层叠的膜结构中，膜层数1(Al2O3+ZrO2：16.4nm)是用于提高红外线反射层与基板的密合性的层。因此，红外线反射层由膜层数2～39构成。另外，膜层数1不起到红外线反射层的作用。
实施例4的红外线反射层的重复层叠的膜结构示于表6。
[表6]
膜层数 膜材料 膜厚[nm] 膜层数 膜材料 膜厚[nm] 膜层数 膜材料 膜厚[nm]
1 Al2O3+ZrO2 16.4 14 TiO2 83.61 27 SiO2 164.25
2 TiO2 7.55 15 SiO2 142.86 28 TiO2 101.02
3 SiO2 32.5 16 TiO2 83.38 29 SiO2 181.75
4 TiO2 103.39 17 SiO2 144.32 30 TiO2 118.95
5 SiO2 157.33 18 TiO2 84.13 31 SiO2 193.82
6 TiO2 88.38 19 SiO2 144.88 32 TiO2 119.98
7 SiO2 146.14 20 TiO2 84.99 33 SiO2 195.08
8 TiO2 86.51 21 SiO2 147.6 34 TiO2 120.41
9 SiO2 143.31 22 TiO2 90.86 35 SiO2 194.74
10 TiO2 84.06 23 SiO2 162.58 36 TiO2 118.99
11 SiO2 143.21 24 TiO2 107.85 37 SiO2 193.36
12 TiO2 83.34 25 SiO2 185.81 38 TiO2 118.08
13 SiO2 142.14 26 TiO2 107.64 39 SiO2 97.99
图7是实施例4的近红外线截止滤光片的光谱特性的模拟结果。图7中，纵轴为透射率，横轴为波长。图7中所示为垂直(0°)入射条件、40°入射条件以及45°入射条件的模拟结果。
由模拟的结果求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°及45°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和45°入射条件的平均透射率的下降率。它们示于表10。
(实施例5)
实施例5中，使用与实施例1相同的基板，在该基板的正面设置由将高折射率膜H(TiO2)和低折射率膜L(SiO2)交替层叠而成的重复层叠膜构成的红外线反射层，在基板的背面设置与实施例1相同的由6层构成的防反射膜(AR)，制成近红外线截止滤光片。对于所得的近红外线截止滤光片模拟光谱特性。
另外，TiO2的折射率采用2.368，SiO2的折射率采用1.456，Al2O3+ZrO2(氧化铝和氧化锆的复合氧化物膜)的折射率采用1.663。
表7的重复层叠的膜结构中，膜层数1(Al2O3+ZrO2：16.4nm)是用于提高红外线反射层与基板的密合性的层。因此，红外线反射层由膜层数2～39构成。另外，膜层数1不起到红外线反射层的作用。
实施例5的红外线反射层的重复层叠的膜结构示于表7。
[表7]
膜层数 膜材料 膜厚[nm] 膜层数 膜材料 膜厚[nm] 膜层数 膜材料 膜厚[nm]
1 Al2O3+ZrO2 10 14 TiO2 102.65 27 SiO2 142.38
2 TiO2 13.34 15 SiO2 164.06 28 TiO2 83.34
3 SiO2 38.57 16 TiO2 104.2 29 SiO2 141.19
4 TiO2 123.28 17 SiO2 187.87 30 TiO2 83.82
5 SiO2 191.33 18 TiO2 108.58 31 SiO2 142.27
6 TiO2 118.55 19 SiO2 164.16 32 TiO2 84.68
7 SiO2 196.67 20 TiO2 90.52 33 SiO2 141.88
8 TiO2 119.29 21 SiO2 149.57 34 TiO2 85.28
9 SiO2 196.82 22 TiO2 84.88 35 SiO2 145.21
10 TiO2 119.34 23 SiO2 144.7 36 TiO2 87.14
11 SiO2 195.64 24 TiO2 84.45 37 SiO2 150.07
12 TiO2 118.1 25 SiO2 143.34 38 TiO2 86.01
13 SiO2 187.94 26 TiO2 82.67 39 SiO2 75.47
图8是实施例5的近红外线截止滤光片的光谱特性的模拟结果。图8中，纵轴为透射率，横轴为波长。图8中所示为垂直(0°)入射条件、40°入射条件以及45°入射条件的模拟结果。
由模拟的结果求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°及45°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和45°入射条件的平均透射率的下降率。它们示于表10。
(实施例6)
实施例6中，使用与实施例1相同的基板，在该基板的正面设置由实施例5中记载的重复层叠膜构成的红外线反射层(同表7)，在基板的背面设置与实施例1相同的由6层构成的防反射膜(AR)，制成近红外线截止滤光片，实际测定光谱特性。
另外，TiO2的折射率采用2.368，SiO2的折射率采用1.456，Al2O3+ZrO2(氧化铝和氧化锆的复合氧化物膜)的折射率采用1.663。红外线反射层和防反射膜用加热蒸镀装置成膜。
图9是实施例6的近红外线截止滤光片的光谱特性的实测值。图9中，纵轴为透射率，横轴为波长。图9中所示为垂直(0°)入射条件以及40°入射条件的实测值。
由实测值求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。它们示于表10。
表7的重复层叠的膜结构中，膜层数1(Al2O3+ZrO2:16.4nm)是用于提高红外线反射层与基板的密合性的层。因此，红外线反射层由膜层数2～39构成。另外，膜层数1不起到红外线反射层的作用。
(实施例7)
实施例7中，使用与实施例1相同的基板，在该基板的正面设置由将高折射率膜H(TiO2)和低折射率膜L(SiO2)交替层叠而成的重复层叠膜构成的红外线反射层，在基板的背面设置与实施例1相同的由6层构成的防反射膜(AR)，制成近红外线截止滤光片，实际测定光谱特性。
另外，TiO2的折射率采用2.368，SiO2的折射率采用1.456，Al2O3+ZrO2(氧化铝和氧化锆的复合氧化物膜)的折射率采用1.663，MgF2的折射率采用1.424。
图10是实施例7的近红外线截止滤光片的光谱特性的实测值。图10中，纵轴为透射率，横轴为波长。图10中所示为垂直(0°)入射条件以及40°入射条件的实测值。
由实测值求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。它们示于表10。
红外线反射层的膜层数1、2以及防反射膜用加热蒸镀装置成膜，红外线反射层的膜层数3～40用IAD(离子辅助蒸镀法)成膜。
表8的重复层叠的膜结构中，膜层数1(Al2O3+ZrO2:10nm)和膜层数2(MgF2:70nm)是用于提高红外线反射层与基板的密合性的层。因此，红外线反射层由膜层数3～40构成。因此，膜层数1和膜层数2不起到红外线反射层的作用。
实施例7的红外线反射层的重复层叠的膜结构示于表8。
[表8]
(比较例1)
比较例1中，使用与实施例1相同的基板，在该基板的正面设置由将高折射率膜H(TiO2)和低折射率膜L(SiO2)交替层叠而成的重复层叠膜构成的红外线反射层，在基板的背面设置与实施例1相同的由6层构成的防反射膜(AR)，制成近红外线截止滤光片。对于所得的近红外线截止滤光片模拟光谱特性。
另外，TiO2的折射率采用2.361，SiO2的折射率采用1.465。
比较例1的红外线反射层的重复层叠的膜结构示于表9。
[表9]
图11是比较例1的近红外线截止滤光片的光谱特性的模拟结果。图11中，纵轴为透射率，横轴为波长。图11中所示为垂直(0°)入射条件、30°入射条件、40°入射条件以及45°入射条件的模拟结果。
由模拟的结果求出垂直入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、40°及45°入射时的R区域、G区域和B区域的波长带的平均透射率、以及40°入射时的G区域和B区域的波长带的最小值。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和40°入射条件的平均透射率的下降率，算出它们的最大值和最小值之差。
此外，由上述各区域的平均透射率求出0°入射条件和45°入射条件的平均透射率的下降率。
它们汇总示于表10。表11中，记作“－”的地方表示未测定。
[表10]
项目 项目的说明 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 比较例1
T(R0)[％] R区域、0°入射时的平均透射率 68.63 68.92 87.57 68.63 68.56 68.25 70.02 68.88
T(R40)[％] R区域、40°入射时的平均透射率 65.55 65.90 84.66 65.32 65.34 65.90 67.00 65.45
T(G0)[％] G区域、0°入射时的平均透射率 95.99 96.55 98.26 95.86 95.86 94.65 95.15 96.36
T(G40)[％] G区域、40°入射时的平均透射率 92.18 92.93 95.91 91.52 93.55 91.56 92.67 90.24
T(G45)[％] G区域、45°入射时的平均透射率 89.79 90.27 94.13 88.77 91.71 - - 87.35
T(B0)[％] B区域、0°入射时的平均透射率 97.72 97.62 98.58 97.35 97.23 94.23 96.34 97.43
T(B40)[％] B区域、40°入射时的平均透射率 94.49 94.15 96.71 94.13 95.47 91.69 93.06 85.53
T(B45)[％] B区域、45°入射时的平均透射率 90.31 91.49 94.32 90.20 91.67 - - 82.08
(T(R0)-T(R40))/T(R0) R区域的下降率(40°入射时) 0.045 0.044 0.033 0.048 0.047 0.034 0.043 0.050
(T(G0)-T(G40))/T(G0) G区域的下降率(40°入射时) 0.040 0.037 0.024 0.045 0.024 0.033 0.026 0.064
(T(B0)-T(B40))/T(B0) B区域的下降率(40°入射时) 0.033 0.036 0.019 0.033 0.019 0.027 0.034 0.122
下降率的最大值和最小值之差 40°入射时的 0.012 0.008 0.014 0.015 0.029 0.008 0.017 0.072
(T(G0)-T(G45))/T(G0) G区域的下降率(45°入射时) 0.065 0.064 0.042 0.074 0.043 - - 0.095
(T(B0)-T(B45))/T(B0) B区域的下降率(45°入射时) 0.069 0.068 0.040 0.070 0.046 - - 0.202
MIN(G40)[％] G区域、40°入射时的透射率的最小值 88.07 88.07 95.02 88.00 89.38 88.35 90.78 83.44
MIN(B40)[％] B区域、40°入射时的透射率的最小值 92.79 92.79 95.37 93.22 93.18 90.00 91.11 71.92
由表10的结果可知，实施例的各近红外线截止滤光片中，光从0°入射时和从40°入射时的R区域、G区域和B区域的光透射率的下降率均在0.05以下，这些下降率的最大值和最小值之差也在0.04以下。因此，与光从0°入射时相比，光从40°入射时，在R区域、G区域和B区域的任一个区域中下降率都没有特异性地降低，因此可抑制对摄像图像的色调的影响。
与之相对，比较例1的近红外线截止滤光片中，光从0°入射时和从40°入射时的R区域、G区域和B区域的光透射率的下降率均大于0.05，这些下降率的最大值和最小值之差也高达0.072。特别是B区域的光透射率的下降率为0.122，与R区域和G区域相比下降率大。因此，与光从0°入射时相比，光从40°入射时，蓝色波长的光减少，因此有摄像图像的色调的变化加大之虞。
此外，比较例1的近红外线截止滤光片在30°入射条件下的光透射特性如下所述。R区域的下降率为0.024，G区域的下降率为0.016，B区域的下降率为0.038，且下降率的最大值和最小值之差为0.022。因此可以说，比较例1的近红外线截止滤光片在光30°入射条件下的光透射特性与各实施例的近红外线截止滤光片在光40°入射条件下的光透射特性没有很大差异。
即，本发明的近红外线截止滤光片在40°入射条件下，能实现现有的近红外线截止滤光片在30°入射条件下的光透射特性，可以认为光的斜入射特性优异。
由表10的结果可知，实施例1～5的各近红外线截止滤光片中，光从0°入射时和从45°入射时的G区域和B区域的光透射率的下降率均在0.09以下。因此，与光从0°入射时相比，光从45°入射时，在G区域和B区域的任一个区域中下降率都没有降低，因此可抑制对摄像图像的色调的影响。
与之相对，比较例1的近红外线截止滤光片中，光从0°入射时和从45°入射时的G区域和B区域的光透射率的下降率均大于0.09。特别是B区域的光透射率的下降率高达0.202，与G区域相比下降率之差大。因此，与光从0°入射时相比，光从45°入射时，蓝色波长的光减少，因此有摄像图像的色调的变化加大之虞。
产业上的利用可能性
本发明可提供一种能抑制光的入射角大时对摄像图像的影响的近红外线截止滤光片。因此，适合用作为数码照相机和数码摄像机等的固体摄像元件(例如CCD图像传感器和CMOS图像传感器等)的近红外线截止滤光片。
另外，在这里引用2012年12月28提出申请的日本专利申请2012-287084号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。
符号的说明
10、10A、20A、30A…近红外线截止滤光片、11、21、31…透明基板、12、22、32…光学多层膜、100…摄像装置、110…固体摄像元件、120…覆盖玻璃、130…透镜组、140…近红外线截止滤光片、150…筐体、L1～L4…透镜。

Claims (12)

1.一种近红外线截止滤光片，其具备至少透过可见波长区域的光的基板，以及在所述基板的至少一面上的由重复层叠膜构成的红外线反射层；该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L构成，或者由高折射率膜H和中折射率膜M和低折射率膜L’构成，所述低折射率膜L由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成，所述中折射率膜M由波长500nm处的折射率比高折射率膜H的构成材料小的构成材料构成，所述低折射率膜L’由波长500nm处的折射率比中折射率膜M的构成材料小的构成材料构成，其特征在于，
具有如下所述的光透射特性：
分别用下式(1)～(3)算出R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率，其中的最大值和最小值之差在0.05以下，
(T(R0)-T(R40))/T(R0)…(1)
(T(G0)-T(G40))/T(G0)…(2)
(T(B0)-T(B40))/T(B0)…(3)
式中，将600～620nm的波长带记作R区域，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域，
将垂直入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(R0)、T(G0)和T(B0)，
将40°入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(R40)、T(G40)和T(B40)；并且
用下式(4)～(5)算出的G区域和B区域的平均透射率的下降率均在0.09以下，
(T(G0)-T(G45))/T(G0)…(4)
(T(B0)-T(B45))/T(B0)…(5)
将45°入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(G45)和T(B45)。
2.一种近红外线截止滤光片，其具备至少透过可见波长区域的光的基板，以及在所述基板的至少一面上的由重复层叠膜构成的红外线反射层；该重复层叠膜由高折射率膜H和低折射率膜L构成，其特征在于，
具有如下所述的光透射特性：
分别用下式(1)～(3)算出R区域、G区域和B区域的平均透射率的下降率，其中的最大值和最小值之差在0.05以下，
(T(R0)-T(R40))/T(R0)…(1)
(T(G0)-T(G40))/T(G0)…(2)
(T(B0)-T(B40))/T(B0)…(3)
式中，将600～620nm的波长带记作R区域，将500～560nm的波长带记作G区域，并且将440～480nm的波长带记作B区域，
将垂直入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别记作T(R0)、T(G0)和T(B0)，
将40°入射条件下的R区域、G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(R40)、T(G40)和T(B40)；并且
用下式(4)～(5)算出的G区域和B区域的平均透射率的下降率均在0.09以下，
(T(G0)-T(G45))/T(G0)…(4)
(T(B0)-T(B45))/T(B0)…(5)
将45°入射条件下的G区域和B区域的各平均透射率分别定义为T(G45)和T(B45)。
3.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述基板含有吸收近红外线的材质。
4.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述红外线反射层在50层以下。
5.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述近红外线截止滤光片的光透射特性为：40°入射条件下的G区域和B区域的波长带的光透射率的最小值均在85％以上。
6.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述近红外线截止滤光片的光透射特性为：40°入射条件下的1200nm的波长的光透射率在10％以下。
7.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述红外线反射层具有多个以(HL)^n表示的重复层叠膜，该多个重复层叠膜的光透射特性为：垂直入射条件下的950～1150nm的波长带的光透射率的最大值在10％以下；这里，H是指高折射率膜，L是指低折射率膜，n是指2以上的自然数，^n是指(HL)重复n次的构成。
8.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述红外线反射层具有多个以(L’MH)^n表示的重复层叠膜，该多个重复层叠膜的光透射特性为：垂直入射条件下的950～1150nm的波长带的光透射率的最大值在10％以下；这里，H是指高折射率膜，M是指中折射率膜，L’是指低折射率膜，n是指2以上的自然数，^n是指(L’MH)重复n次的构成。
9.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述基板是氟磷酸盐类玻璃或磷酸盐类玻璃。
10.如权利要求1所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述高折射率膜含有选自TiO2、Ta2O5、Nb2O5及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料，中折射率膜含有选自Al2O3、Y2O3及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料，并且所述低折射率膜含有选自SiO2、MgF2及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料。
11.如权利要求2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，所述高折射率膜含有选自TiO2、Ta2O5、Nb2O5及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料，并且所述低折射率膜含有选自SiO2、MgF2及它们的复合氧化物的至少一种作为构成材料。
12.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤光片，其特征在于，在所述基板的正面具备红外线反射层，在基板的背面具备防反射膜或红外线反射层。
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