JP2004354735A

JP2004354735A - 光線カットフィルタ

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Publication number: JP2004354735A
Application number: JP2003152751A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Kameda; 英一亀田
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16
Also published as: TWI296695B; US20050253048A1; US7387840B2; CN100392440C; CN1697987A; TW200506272A; WO2004106995A1

Abstract

【課題】予め設定した波長帯域、例えば可視域内において、透過率が急峻に変移するのを防止して人の目に近い透過率特性を得る。
【解決手段】赤外線カットフィルタ１は、水晶板２と、この水晶板２一面上に形成される多層膜３とからなる。多層膜３は、高屈折率材料からなる第１薄膜３１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２とが交互に複数積層されてなる。多層膜３は、水晶板２一面側から順に、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃから構成されている。これら積層される第１薄膜３１と第２薄膜３２との膜厚が異なることにより各層それぞれの厚さが異なる。この各層は、順にその厚さが増すよう構成されている。多層膜３には、可視域内において透過率が急峻に変移するのを防止する急峻防止手段が備えられている。この急峻防止手段により、透過率が急峻に変移する変移波長帯域に変極点Ｘが形成される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め設定した波長帯域の光線を不透過とする光線カットフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に代表される電子カメラの光学系は、光軸に沿って被写体側より、結合光学系、赤外線カットフィルタ、光学ローパスフィルタ、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＭＯＳ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像デバイスが順に配設されてなる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここでいう撮像デバイスは、図１３に示すように、人の目が視認可能な波長帯域の光線（可視光線）よりも広い波長帯域の光線に応答する感度特性を有している。つまり、可視光線に加えて、赤外域や紫外域の光線にも応答してしまう。なお、図１３（ａ）は人の目の感度特性を示しており、図１３（ｂ）は一般的なＣＣＤの感度特性を示している。
【０００４】
このように、人の目は、暗所において４００〜６２０ｎｍ程度の範囲の波長の光線に応答し、明所において４２０〜７００ｎｍ程度の範囲の波長の光線に応答する。これに対し、ＣＣＤでは、４００〜７００ｎｍの範囲の波長の光線だけでなく、４００ｎｍ未満の波長の光線や７００ｎｍを越える波長の光線にも応答する。
【０００５】
このため、下記する特許文献１に記載の撮像デバイスのように、ＣＣＤのほかに赤外線カットフィルタを設けて、撮像デバイスに赤外域の光線を到達させないようにし、人の目に近い撮像画像が得られるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２０９５１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ここでいう赤外線カットフィルタとしては、これまで、可視光線を透過し且つ赤外線を吸収する赤外線吸収ガラスや、可視光線を透過し且つ赤外線を反射する赤外線カットコートなどがある。
【０００８】
赤外線吸収ガラスとしては、例えば、銅イオン等の色素を分散させた青色ガラスが掲げられる。
【０００９】
赤外線カットコートとしては、例えば、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５等の高屈折率物質と、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２等の低屈折率物質とを透明基板上に交互に積層して数十層とした誘電体多層膜が掲げられる。
【００１０】
これら赤外線吸収ガラスと赤外線カットコートとを図１４を用いて以下に説明する。なお、図１４（ａ）は撮像デバイスに赤外線吸収ガラスを用いた場合の透過率特性を示し、図１４（ｂ）は赤外線カットコートを用いた場合の透過率特性を示している。
【００１１】
まず、赤外線吸収ガラスを用いた場合、図１４（ａ）に示すように、可視域から赤外域に亘って、人の目の感度特性に近い「緩やかに透過率が下降する特性」を得ることができる。
【００１２】
しかし、赤外線吸収ガラスを用いた場合、透過率を略０％とするポイントを７００ｎｍに合わせ込むことが難しく、図１４（ａ）に示す赤外線吸収ガラスの場合、７５０ｎｍ程度の光線をも透過させてしまうことになる。つまり、赤外域の光線のカットが不完全で、この赤外域の画像を撮像デバイスが撮像してしまうことになる。
【００１３】
次に、赤外線カットコートを用いた場合、図１４（ｂ）に示すように、可視域から赤外域に亘って「透過率が急峻に減少する特性」を得ることができるので、透過率を略０％とするポイントを７００ｎｍに合わせ込むことが容易である。
【００１４】
しかしながら、このように急峻に透過率が変移するものでは、人の目が感じる色合いとは異なった色合いで撮像デバイスでの撮像が行われてしまうことになる。
【００１５】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、予め設定した波長帯域、例えば可視域において、透過率が急峻に変移するのを防止して人の目に近い透過率特性を得る光線カットフィルタを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明にかかる光線カットフィルタは、透明基板と、この透明基板上に形成される多層膜とからなり、多層膜は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなる光線カットフィルタにおいて、前記多層膜に、予め設定した波長帯域内において透過率が急峻に変移するのを防止するために、透過率が急峻に変移する変移波長帯域の波長に変極点を形成する急峻防止手段が備えられたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、変極点を形成する急峻防止手段が設けられているので、予め設定した波長帯域、例えば可視域において、透過率が急峻に変移するのを防止して人の目に近い透過率特性を得ることが可能となる。そのため、人の目が感じる色合いに近い色合いで撮像デバイスでの撮像を行うことができ、色の再現性の向上を図ることが可能となる。なお、ここでいう第１薄膜と第２薄膜とが交互に複数積層されるとは、第１薄膜と第２薄膜とが交互に連続して積層されることを意味するのではなく、他の媒体、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる薄膜などが挿入されていてもよい。
【００１８】
上記構成において、上記多層膜は、上記透明基板側から順に序数詞で定義される複数層から構成され、前記各層は、それぞれ上記第１薄膜と上記第２薄膜とが積層されて構成され、これら積層される上記第１薄膜と上記第２薄膜との光学膜厚が異なることにより前記各層それぞれの厚さが異なり、上記急峻防止手段は、前記層のうち、少なくとも１つ以上の層において積層された上記第１薄膜と上記第２薄膜との光学膜厚が略同一であるとともに、その他の層において積層された上記第１薄膜と上記第２薄膜との光学膜厚が上記透明基板側から漸次増加されるよう前記各層それぞれにおける上記各薄膜の光学膜厚が設定されてなってもよい。
【００１９】
この場合、急峻防止手段は、複数層のうち、少なくとも１つ以上の層において積層された第１薄膜と第２薄膜との光学膜厚が略同一であるとともに、その他の層において積層された第１薄膜と第２薄膜との光学膜厚が透明基板側から漸次増加されるよう各層それぞれにおける各薄膜の光学膜厚が設定されてなるので、透過率が急峻に変移する変移波長帯域の波長に変極点を形成することが可能となる。
【００２０】
具体的に、上記構成において、上記層は、第１層、第２層、第３層から構成されるとともに、これら第１層、第２層、第３層は、順にその厚さが増すよう構成され、上記第１薄膜と上記第２薄膜の光学膜厚が略同一である層は、上記第２層と上記第３層であり、上記その他の層は、上記第１層であってもよい。
【００２１】
この場合、第１層、第２層、第３層は、順にその厚さが増すよう構成され、第１薄膜と第２薄膜の光学膜厚が略同一である層は、第２層と第３層であり、その他の層は、第１層であるので、透過率が高い領域、例えば、透過率９０％付近において透過率が急峻に変移するのを防止することが可能となる。
【００２２】
また、上記構成において、上記層は、第１層、第２層、第３層から構成されるとともに、これら第１層、第２層、第３層は、順にその厚さが増すよう構成され、上記第１薄膜と上記第２薄膜の光学膜厚が略同一である層は、上記第１層と上記第３層であり、上記その他の層は、上記第２層であってもよい。
【００２３】
この場合、第１層、第２層、第３層は、順にその厚さが増すよう構成され、第１薄膜と第２薄膜の光学膜厚が略同一である層は、第１層と第３層であり、その他の層は、第２層であるので、透過率が低い領域、例えば、透過率３０％付近において透過率が急峻に変移するのを防止することが可能となる。
【００２４】
また、上記構成において、上記透明基板一面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の波長に対応した上記多層膜が形成され、上記透明基板他面上に、紫外域から可視域に亘る帯域の波長に対応した上記多層膜が形成されてもよい。
【００２５】
この場合、透明基板一面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の波長に対応した多層膜が形成され、透明基板他面上に、紫外域から可視域に亘る帯域の波長に対応した多層膜が形成されるので、紫外域から可視域を通して赤外域に至る可視可能な全帯域において透過率が急峻に変移するのを防止することが可能となる。
【００２６】
さらに、上記構成において、上記第１薄膜と上記第２薄膜の光学膜厚が略同一である層における上記第１薄膜と上記第２薄膜との光学膜厚が、微量に変化するよう設定されてもよい。
【００２７】
この場合、第１薄膜と第２薄膜の光学膜厚が略同一である層における第１薄膜と第２薄膜との光学膜厚が、微量に変化するよう設定されているので、透過率が急峻に変移する変移波長帯域以外の予め設定した波長帯域内において、外部ノイズなどにより微量に変移する透過率の変移量を抑えることが可能となる。
【００２８】
また、上記構成において、上記急峻防止手段は、上記各層の間もしくはその両端に少なくとも１層以上の調整層が積層されてなり、上記調整層により、上記各層間によって急峻に変移する透過率の変移量が抑えられてもよい。
【００２９】
この場合、調整層が積層され、調整層により、各層間によって急峻に変移する透過率の変移量が抑えられるので、変極点を形成するのにより好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施の形態では、光線カットフィルタとして赤外線カットフィルタに本発明を適用した場合を示す。
【００３１】
＜実施の形態１＞
本実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタ１は、図１（ａ）に示すように、透明基板である水晶板２と、この水晶板２一面上に形成される多層膜３とからなる。
【００３２】
多層膜３は、高屈折率材料からなる第１薄膜３１と、低屈折率材料からなる第２薄膜３２とが交互に複数積層されてなる。すなわち、水晶板２一面側から数えて奇数番目の層が第１薄膜３１により構成され、偶数番目の層が第２薄膜３２により構成されている。なお、この実施の形態１では、第１薄膜にＴｉＯ_２を用い、第２薄膜にＳｉＯ_２を用いている。
【００３３】
この多層膜３の製造方法として、水晶板２一面に対して、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２とが周知の真空蒸着装置（図示省略）によって交互に真空蒸着され、図１（ａ）に示すような多層膜３が形成される。なお、各薄膜３１、３２の膜厚調整は、膜厚をモニタしながら蒸着動作を行い、所定の膜厚に達したところで蒸着源（図示省略）近傍に設けられたシャッター（図示省略）を閉じるなどして蒸着物質（ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２）の蒸着を停止することにより行われる。
【００３４】
また、多層膜３は、図１（ｂ）に示すように、水晶板２一面側から順に序数詞で定義される複数層、本実施の形態１では第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃから構成されている。これら第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃそれぞれの層は、第１薄膜３１と第２薄膜３２とが積層されて構成されている。これら積層される第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が異なることにより第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃそれぞれの厚さが異なる。また、これら第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃは、順にその厚さが増すよう構成されている。なお、ここでいう光学膜厚は、下記する数式１により求められる。
【００３５】
［数式１］
Ｎｄ＝ｄ×Ｎ×４／λ
（Ｎｄ：光学膜厚、ｄ：物理膜厚、Ｎ：屈折率、λ：中心波長）
また、多層膜３には、予め設定した波長帯域内において透過率が急峻に変移するのを防止する急峻防止手段が備えられている。この急峻防止手段により、図２に示すような透過率が急峻に変移する変移波長帯域の波長に変極点Ｘが形成される。なお、本実施の形態１でいう予め設定した波長帯域とは、可視域（４００〜７００ｎｍ）のことを示す。
【００３６】
急峻防止手段は、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃのうちいずれか２つの層において積層された第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が略同一であるとともに、その他の層において積層された第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が水晶板２側から漸次増加されるよう第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃそれぞれにおける各薄膜３１、３２の光学膜厚が設定されてなる。
【００３７】
また、急峻防止手段は、図１（ｂ）に示すように、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの間と、その両端に調整層３ｄが積層されてなる。この調整層３ｄにより、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの各層間によって急峻に変移する透過率の変移量が抑えられる。
【００３８】
また、本実施の形態１では、第１薄膜３１と第２薄膜３２の光学膜厚が略同一である層は、第２層３ｂと第３層３ｃであり、その他の層は、第１層３ａである。また、第１薄膜３１と第２薄膜３２の光学膜厚が略同一である層である第２層３ｂと第３層３ｃとにおける第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が、赤外線カットフィルタ１の波長特性を微調整するため、微量に変化するよう設定されている。
【００３９】
上記した構成により、本実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタ１では、図２に示すような透過率特性が得られる。
【００４０】
この実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタ１の波長特性を実際に測定した。次に、その測定結果を示す。
【００４１】
＜実施例１＞
本実施例１では、透明基板として、屈折率が１．５４である水晶板２を用いている。また、第１薄膜３１として、屈折率が２．３０であるＴｉＯ_２を用い、第２薄膜３１として、屈折率が１．４６であるＳｉＯ_２を用い、これらの中心波長を７００ｎｍとしている。
【００４２】
これら各薄膜３１、３２各々の光学膜厚が、表１に示すような値になるように上記した４０層からなる多層膜３の製造方法により各薄膜３１、３２が形成され、図３に示すような透過特性が得られる。なお、この実施例１では、光線の入射角を０度、すなわち光線を垂直入射させている。
【００４３】
【表１】

表１は、赤外線カットフィルタ１の多層膜３の組成及び各薄膜３１、３２の光学膜厚を示している。
【００４４】
また、この実施例１では、表１に示すように、多層膜３の４０層のうち、１、１１、１２、１８〜２２、４０層が調整層３ｄとして構成されている。
【００４５】
図３に示すように、この実施例１にかかる赤外線カットフィルタ１では、波長が約５５０ｎｍの光線から約６５０ｎｍの光線まで透過率が徐々に減少していくことがわかる。つまり、可視域から赤外域に亘る帯域にかけて徐々に透過率が減少し、透過率が急峻に減少するのを防止していることがわかる。
【００４６】
上記したようにこの赤外線カットフィルタ１によれば、変極点Ｘを形成する急峻防止手段が設けられているので、可視域から赤外域に亘る帯域において、透過率が急峻に変移するのを防止して人の目に近い透過率特性を得ることができる。そのため、人の目が感じる色合いに近い色合いで撮像デバイスでの撮像を行うことができ、色の再現性の向上を図ることができる。
【００４７】
また、急峻防止手段は、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃのうちいずれか２つの層において積層された第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が略同一であるとともに、その他の層において積層された第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が水晶板２側から漸次増加されるよう第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃそれぞれにおける各薄膜の光学膜厚が設定されてなるので、透過率が急峻に変移する変移波長帯域の波長に変極点を形成することができる。
【００４８】
また、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃは、順にその厚さが増すよう構成され、第１薄膜３１と第２薄膜３２の光学膜厚が略同一である層は、第２層３ｂと第３層３ｃであり、その他の層は、第１層３ａであるので、透過率が高い領域、例えば、図２に示すように、透過率９０％付近において透過率が急峻に変移するのを防止することができる。
【００４９】
また、第２層３ｂと第３層３ｃとにおける第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が、微量に変化するよう設定されているので、透過率が急峻に変移する変移波長帯域以外の予め設定した波長帯域内において、微量（例えば、表１に示す光学膜厚Ｎｄには表示されない有効数字以下の値）に変移する透過率の変移量を抑えることができる。
【００５０】
また、調整層３ｄが積層され、調整層３ｄにより第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの各層間によって急峻に変移する透過率の変移量が抑えられるので、変極点Ｘを形成するのにより好ましい。
【００５１】
なお、本実施の形態１では、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成しているが、これに限定されるものではなく、紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜を形成してもよい。この場合、可視域では、図４に示すような波長が形成され、紫外域から可視域に亘る帯域では人の目に近い透過率特性が得られる。
【００５２】
また、本実施の形態１では、水晶板２一面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、水晶板２一面上に可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成するとともに、水晶板２他面上に紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成してもよい。この場合、可視域では、図５に示すような波長が形成され、人の目に近い透過率特性が得られる。また、水晶板２他面上に可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成するとともに、水晶板２一面上に紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成しても同一の透過率特性が得られる。
【００５３】
また、本実施の形態１では、透明基板に水晶板２を用いているが、これに限定されるものではなく、光線が透過可能な基板であれば、例えばガラス板であってもよい。また、水晶板２も限定されるものではなく、単板の水晶板、例えば複屈折板であってもよく、複数枚からなる複屈折板であってもよい。
【００５４】
また、本実施の形態１では、第１薄膜３１にＴｉＯ_２を用いているが、これに限定されるものではなく、第１薄膜３１が高屈折率材料からなっていればよく、例えば、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５等を用いてよい。また、第２薄膜３２にＳｉＯ_２を用いているが、これに限定されるものではなく、第２薄膜３２が低屈折率材料からなっていればよく、例えば、ＭｇＦ_２等を用いてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態１では、予め設定した波長帯域を、可視域としているが、これに限定されるものではなく、波長帯域を任意の他の帯域、また、可視域のうちさらに限定した帯域に設定してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態１では、急峻防止手段が、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの間と、その両端に調整層３ｄが積層されてなるが、これに限定されるものではなく、例えば、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとのいずれかの層間によって急峻に変移する透過率の変移量を抑えるために、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの間と、その両端のいずれか任意の位置に調整層３ｄが積層されてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態１では、図２に示すように、変極点Ｘが透過率６０、９６％に設定されているが、これは便宜上設定した値にすぎず、これに限定されることではない。
【００５８】
また、本実施の形態１では、多層膜３を第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃと３層から構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、３層以上の層から構成されてもよい。この場合、さらに多くの変極点Ｘを形成することができ、より好ましい。さらに、第１層３ａと第２層３ｂから構成されてもよく、この場合、紫外域から可視域に渡る帯域に対応させるのに好ましい。
【００５９】
また、本実施例１では、多層膜３は４０層から構成されているが、その層数は限定されるものではない。
【００６０】
＜実施の形態２＞
実施の形態２にかかる赤外線カットフィルタは、上記した実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタ１と、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃ、調整層３ｄの点で異なるだけで他の構成は同じ構成からなる。そのため、この実施の形態２では、この異なる第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃ、調整層３ｄについて説明し、同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態２にかかる赤外線カットフィルタ１の構成である多層膜は、図１（ｂ）に示すように、水晶板２一面側から順に、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃから構成されている。これら第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃそれぞれの層は、第１薄膜３１と第２薄膜３２とが積層されて構成されている。これら積層される第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が異なることにより第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃそれぞれの厚さが異なる。また、これら第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃは、順にその厚さが増すよう構成されている。
【００６２】
また、多層膜３には、予め設定した波長帯域内において透過率が急峻に変移するのを防止する急峻防止手段が備えられている。この急峻防止手段により、図６に示すような透過率が急峻に変移する変移波長帯域の波長に変極点Ｘが形成される。
【００６３】
急峻防止手段は、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃのうちいずれか２つの層において積層された第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が略同一であるとともに、その他の層において積層された第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が水晶板２側から漸次増加されるよう第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃそれぞれにおける各薄膜の光学膜厚が設定されてなる。
【００６４】
また、急峻防止手段は、図１（ｂ）に示すように、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの間と、その両端に調整層３ｄが積層されてなる。この調整層３ｄにより、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの各層間によって急峻に変移する透過率の変移量が抑えられる。
【００６５】
また、本実施の形態２では、第１薄膜３１と第２薄膜３２の光学膜厚が略同一である層は、第１層３ａと第３層３ｃであり、その他の層は、第２層３ｂである。
【００６６】
また、第１薄膜３１と第２薄膜３２の光学膜厚が略同一である層である第１層３ａと第３層３ｃとにおける第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が、赤外線カットフィルタ１の波長特性を微調整するため、微量に変化するよう設定されている。
【００６７】
上記した構成により、本実施の形態２にかかる赤外線カットフィルタ１では、図６に示すような透過率特性が得られる。
【００６８】
この実施の形態２にかかる赤外線カットフィルタ１の波長特性を実際に測定した。次に、その測定結果を示す。
【００６９】
＜実施例２＞
本実施例２では、透明基板として、屈折率が１．５４である水晶板２を用いている。また、第１薄膜３１として、屈折率が２．３０であるＴｉＯ_２を用い、第２薄膜３１として、屈折率が１．４６であるＳｉＯ_２を用い、これらの中心波長を７００ｎｍとしている。
【００７０】
これら各薄膜３１、３２各々の光学膜厚が、表２に示すような値になるように上記した４０層からなる多層膜３の製造方法により各薄膜３１、３２が形成され、図７に示すような透過特性が得られる。なお、この実施例２では、光線の入射角を０度、すなわち光線を垂直入射させている。
【００７１】
【表２】

表２は、赤外線カットフィルタ１の多層膜３の組成及び各薄膜３１、３２の光学膜厚を示している。
【００７２】
また、この実施例２では、表２に示すように、多層膜３の４０層のうち、１、２、１０、１１、１８〜２２、４０層を調整層３ｄとして構成している。
【００７３】
図７に示すように、この実施例２にかかる赤外線カットフィルタ１では、波長が約６５０ｎｍの光線から約７００ｎｍの光線まで透過率が徐々に減少していくことがわかる。つまり、可視域から赤外域に亘る帯域にかけて徐々に透過率が減少し、透過率が急峻に減少するのを防止していることがわかる。
【００７４】
上記したようにこの赤外線カットフィルタ１によれば、上記した本実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタ１と同様の作用効果を有する。
【００７５】
また、本実施の形態１と異なる作用効果として、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃが、順にその厚さが増すよう構成され、第１薄膜３１と第２薄膜３２の光学膜厚が略同一である層が、第１層３ａと第３層３ｃであり、その他の層が、第２層３ｂであるので、透過率が低い領域、例えば、図６に示すように、透過率３０％付近において透過率が急峻に変移するのを防止することができる。
【００７６】
また、第１層３ａと第３層３ｃとにおける第１薄膜３１と第２薄膜３２との光学膜厚が、微量に変化するよう設定されているので、透過率が急峻に変移する変移波長帯域以外の予め設定した波長帯域内において、微量（例えば、表２に示す光学膜厚Ｎｄには表示されない有効数字以下の値）に変移する透過率の変移量を抑えることができる。
【００７７】
また、調整層３ｄが積層され、調整層３ｄにより第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの各層間によって急峻に変移する透過率の変移量が抑えられるので、変極点Ｘを形成するのにより好ましい。
【００７８】
なお、本実施の形態２では、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成しているが、これに限定されるものではなく、紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜を形成してもよい。この場合、可視域では、図８に示すような波長が形成され、紫外域から可視域に亘る帯域では人の目に近い透過率特性が得られる。
【００７９】
また、本実施の形態２では、水晶板２一面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、水晶板２一面上に可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成するとともに、水晶板２他面上に紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成してもよい。この場合、可視域では、図９に示すような波長が形成され、人の目に近い透過率特性が得られる。また、水晶板２他面上に可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成するとともに、水晶板２一面上に紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする多層膜３を形成しても同一の透過率特性が得られる。
【００８０】
また、水晶板２一面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする上記した実施の形態１にかかる多層膜３を形成するとともに、水晶板２他面上に、紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする本実施の形態２にかかる多層膜３を形成してもよい。この場合、可視域では、図１０に示すような波長が形成され、撮像装置と組み合わせたときに人の目に近い透過率特性が得られる。また、水晶板２一面上に、紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする上記した実施の形態１にかかる多層膜３を形成するとともに、水晶板２他面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする本実施の形態２にかかる多層膜３を形成してもよい。この場合、可視域では、図１１に示すような波長が形成され、撮像装置と組み合わせたときに人の目に近い透過率特性が得られる。なお、この例では、水晶板２一面上に、上記した実施の形態１にかかる多層膜３を、水晶板２他面上に、本実施の形態２にかかる多層膜３を形成しているが、これに限定されるものではなく、水晶板２一面上に、本実施の形態２にかかる多層膜３を、水晶板２他面上に、上記した実施の形態１にかかる多層膜３を形成してもよい。
【００８１】
また、本実施の形態２では、急峻防止手段が、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの間と、その両端に調整層３ｄが積層されてなるが、これに限定されるものではなく、例えば、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとのいずれかの層間によって急峻に変移する透過率の変移量を抑えるために、第１層３ａと第２層３ｂと第３層３ｃとの間と、その両端のいずれか任意の位置に調整層３ｄが積層されてもよい。
【００８２】
また、本実施の形態２では、図６に示すように、変極点Ｘが透過率４０％に設定されているが、これは便宜上設定した値にすぎず、これに限定されることではない。
【００８３】
また、本実施の形態２では、多層膜３を第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃと３層から構成しているが、これに限定されるものではなく、第１層３ａと第２層３ｂとから構成されてもよく、この場合、紫外域から可視域に渡る帯域に対応させるのに、好ましい。また、多層膜３が３層以上の層から構成されてもよい。この場合、さらに多くの変極点Ｘを形成することができ、より好ましい。例えば、水晶板２一面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする上記した実施の形態１及び本実施の形態２にかかる多層膜３を形成するとともに、水晶板２他面上に、紫外域から可視域に亘る帯域の光線をカットすることを対象とする上記した実施の形態１及び本実施の形態２にかかる多層膜３を形成してもよい。この場合、可視域では、図１２に示すような波長が形成され、撮像装置と組み合わせたときの人の目に近い透過率特性を得るのに、より好ましい。なお、この例では、水晶板２一面上に、上記した実施の形態１にかかる多層膜３を、水晶板２他面上に、本実施の形態２にかかる多層膜３を形成しているが、これに限定されるものではなく、水晶板２一面上に、本実施の形態２にかかる多層膜３を、水晶板２他面上に、上記した実施の形態１にかかる多層膜３を形成してもよい。
【００８４】
また、本実施例２では、多層膜３は４０層から構成されているが、その層数は限定されるものではない。
【００８５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明にかかる光線カットフィルタによれば、予め設定した波長帯域、例えば可視域において、透過率が急峻に変移するのを防止して人の目に近い透過率特性を得ることができる。
【００８６】
すなわち、本発明にかかる光線カットフィルタによれば、多層膜に、予め設定した波長帯域内において透過率が急峻に変移するのを防止するために、透過率が急峻に変移する変移波長帯域の波長に変極点を形成する急峻防止手段が備えられているので、予め設定した波長帯域、例えば可視域において、透過率が急峻に変移するのを防止して人の目に近い透過率特性を得ることができる。そのため、人の目が感じる色合いに近い色合いで撮像デバイスでの撮像を行うことができ、色の再現性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタの構成を示す模式図であり、（ｂ）は、本実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタの概略構成図である。
【図２】本実施の形態１にかかる赤外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図３】本実施例１にかかる赤外線カットフィルタの透過率特性を示す図である。
【図４】本実施の形態１にかかる紫外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図５】本実施の形態１にかかる紫外線および赤外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図６】本実施の形態２にかかる赤外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図７】本実施例２にかかる赤外線カットフィルタの透過率特性を示す図である。
【図８】本実施の形態２にかかる紫外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図９】本実施の形態２にかかる紫外線および赤外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図１０】本実施の形態１、２にかかる紫外線および赤外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図１１】本実施の形態１、２にかかる紫外線および赤外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図１２】本実施の形態１、２にかかる紫外線および赤外線カットフィルタの透過率特性を示す概略図である。
【図１３】（ａ）は、人の目の感度特性を示す図であり、（ｂ）は、一般的なＣＣＤの感度特性を示す図である。
【図１４】（ａ）は、赤外線吸収ガラスの透過率特性を示す図であり、（ｂ）は、赤外線カットコートの透過率特性を示す図である。
【符号の説明】
１光線カットフィルタ（赤外線カットフィルタ）
２透明基板（水晶板）
３多層膜
３１第１薄膜
３２第２薄膜
３ａ第１層
３ｂ第２層
３ｃ第３層
３ｄ調整層
Ｘ変極点

Claims

透明基板と、この透明基板上に形成される多層膜とからなり、多層膜は、高屈折率材料からなる第１薄膜と、低屈折率材料からなる第２薄膜とが交互に複数積層されてなる光線カットフィルタにおいて、
前記多層膜に、予め設定した波長帯域内において透過率が急峻に変移するのを防止するために、透過率が急峻に変移する変移波長帯域の波長に変極点を形成する急峻防止手段が備えられたことを特徴とする光線カットフィルタ。
請求項１に記載の光線カットフィルタにおいて、
前記多層膜は、前記透明基板側から順に序数詞で定義される複数層から構成され、
前記各層は、それぞれ前記第１薄膜と前記第２薄膜とが積層されて構成され、これら積層される前記第１薄膜と前記第２薄膜との光学膜厚が異なることにより前記各層それぞれの厚さが異なり、
前記急峻防止手段は、前記層のうち、少なくとも１つ以上の層において積層された前記第１薄膜と前記第２薄膜との光学膜厚が略同一であるとともに、その他の層において積層された前記第１薄膜と前記第２薄膜との光学膜厚が前記透明基板側から漸次増加されるよう前記各層それぞれにおける前記各薄膜の光学膜厚が設定されてなることを特徴とする光線カットフィルタ。
請求項２に記載の光線カットフィルタにおいて、
前記層は、第１層、第２層、第３層から構成されるとともに、これら第１層、第２層、第３層は、順にその厚さが増すよう構成され、
前記第１薄膜と前記第２薄膜の光学膜厚が略同一である層は、前記第２層と前記第３層であり、前記その他の層は、前記第１層であることを特徴とする光線カットフィルタ。
請求項２に記載の光線カットフィルタにおいて、
前記層は、第１層、第２層、第３層から構成されるとともに、これら第１層、第２層、第３層は、順にその厚さが増すよう構成され、
前記第１薄膜と前記第２薄膜の光学膜厚が略同一である層は、前記第１層と前記第３層であり、前記その他の層は、前記第２層であることを特徴とする光線カットフィルタ。
請求項２に記載の光線カットフィルタにおいて、
前記透明基板一面上に、可視域から赤外域に亘る帯域の波長に対応した前記多層膜が形成され、前記透明基板他面上に、紫外域から可視域に亘る帯域の波長に対応した前記多層膜が形成されることを特徴とする光線カットフィルタ。
請求項２乃至５のいずれかに記載の光線カットフィルタにおいて、
前記第１薄膜と前記第２薄膜の光学膜厚が略同一である層における前記第１薄膜と前記第２薄膜との光学膜厚が、微量に変化するよう設定されることを特徴とする光線カットフィルタ。
請求項２乃至６のいずれかに記載の光線カットフィルタにおいて、
前記急峻防止手段は、前記各層の間もしくはその両端に少なくとも１層以上の調整層が積層されてなり、
前記調整層により、前記各層間によって急峻に変移する透過率の変移量が抑えられることを特徴とする光線カットフィルタ。