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JP7326738B2 - Near-infrared cut filter - Google Patents
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Description

本発明は、近赤外線カットフィルタに関し、特に、透明基板上に光学多層膜を有する近赤外線カットフィルタに関する。 The present invention relates to a near-infrared cut filter, and more particularly to a near-infrared cut filter having an optical multilayer film on a transparent substrate.

デジタルカメラやデジタルビデオ等には、Charge Coupled Device(CCD)イメージセンサやComplementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)イメージセンサ等(以下、固体撮像素子と称する。)が使用される。しかしながら、これら固体撮像素子の分光特性は、人間の視感度特性に比べて赤外光に強い感度を有する。そこで、デジタルカメラやデジタルビデオ等では、近赤外線カットフィルタによる分光補正を行っている。 Charge Coupled Device (CCD) image sensors, Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) image sensors, etc. (hereinafter referred to as solid-state imaging devices) are used in digital cameras, digital videos, and the like. However, the spectral characteristics of these solid-state imaging devices have greater sensitivity to infrared light than human visibility characteristics. Therefore, in digital cameras, digital videos, etc., spectral correction is performed using a near-infrared cut filter.

近年、デジタルカメラやデジタルビデオの代替としてスマートフォンが使用されるようになっており、固体撮像素子が搭載される機器筐体の厚さが薄くなっている。さらに、スマートフォンの薄型化や小型化に伴って、機器筐体の厚さはさらに薄くなる傾向である。そのため、筐体内に設けられた固体撮像素子に対して、より広角度(高入射角)から光が入射されるようになった。 In recent years, smartphones have come to be used as a substitute for digital cameras and digital videos, and the thickness of device housings in which solid-state imaging devices are mounted is becoming thinner. Furthermore, as smartphones become thinner and more compact, the thickness of device housings tends to become even thinner. For this reason, light has come to enter the solid-state imaging device provided in the housing from a wider angle (higher incident angle).

前述の光学多層膜は、光の入射角度が大きくなる(光学多層膜の法線方向に対する、入射する光の角度が大きくなる)と、光の透過特性が短波長側にシフトすることが知られている。また、光学多層膜を透過した光では、高入射角の光の可視光領域の透過率が部分的に下がるという現象(以下、本明細書においては「斜入射リップル」という)も観測されていた。通常の固体撮像装置では、光の入射角度は0°から35°程度までを配慮すればよい。しかしながら、上記したような筐体の薄型化によって光の入射角度はより大きくなってきており、このような高入射角の光に対しても所望の光学特性を備えることが求められてきている。そのため、高入射角において、所望の光学特性が得られる光学フィルタが求められている。 It is known that the above-described optical multilayer film shifts the light transmission characteristics to the short wavelength side as the incident angle of light increases (the angle of incident light with respect to the normal direction of the optical multilayer film increases). ing. In addition, in the light transmitted through the optical multilayer film, a phenomenon in which the transmittance of light at a high incident angle in the visible light region partially decreases (hereinafter referred to as "grazing incidence ripple" in the present specification) has also been observed. . In a normal solid-state imaging device, the incident angle of light should be considered from 0° to 35°. However, the incidence angle of light is becoming larger due to the thinning of the housing as described above, and it is required to provide desired optical characteristics even for light of such a high incidence angle. Therefore, there is a demand for an optical filter that provides desired optical characteristics at high incident angles.

ここで、上記した斜入射リップルにおいては、光の入射角度が大きくなるに従い、透過率の落ち込み量も大きくなるという問題があった。このような問題に対して、例えば、光の入射角度が大きい場合にも、光学多層膜による斜入射リップルを抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Here, in the oblique incidence ripple described above, there is a problem that as the incident angle of light increases, the drop in transmittance also increases. In order to address such a problem, for example, a technique has been proposed for suppressing oblique incident ripples by means of an optical multilayer film even when the incident angle of light is large (see, for example, Patent Document 1).

日本国特許第6119747号公報Japanese Patent No. 6119747

しかしながら、高入射角度の光による斜入射リップルの抑制を達成する構成では、高精度で斜入射リップルを抑制するほど、光学多層膜の膜総数が多くなる傾向があり、生産性を損ない易いという課題があった。 However, in a configuration that achieves suppression of oblique incident ripple caused by light with a high incident angle, the total number of optical multilayer films tends to increase as the oblique incident ripple is suppressed with higher accuracy, which tends to impair productivity. was there.

本発明は上記した課題を解決するためになされたもので、比較的少ない層数の光学多層膜を用い、高入射角の光による斜入射リップルを抑制することができる近赤外線カットフィルタを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a near-infrared cut filter that uses an optical multilayer film with a relatively small number of layers and is capable of suppressing oblique incident ripple caused by light with a high incident angle. for the purpose.

本発明の近赤外線カットフィルタは、透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方の主面上に設けられた第1の光学多層膜とを備える近赤外線カットフィルタであって、前記第1の光学多層膜は、波長500nmにおける屈折率が1.8以上2.21以下の中屈折率膜と、波長500nmにおける屈折率が1.45以上1.49以下の低屈折率膜とが交互に積層されてなり、前記中屈折率膜と前記低屈折率膜の組み合わせ単位を5以上35以下の数で有し、前記第1の光学多層膜は、0°で入射した光の透過が制限される波長範囲の中心波長が890nm以上1200nm以下であり、その波長範囲の幅が100nm以上300nm以下であることを特徴とする。 A near-infrared cut filter of the present invention is a near-infrared cut filter comprising a transparent substrate and a first optical multilayer film provided on at least one main surface of the transparent substrate, wherein the first optical multilayer In the film, a medium refractive index film having a refractive index of 1.8 or more and 2.21 or less at a wavelength of 500 nm and a low refractive index film having a refractive index of 1.45 or more and 1.49 or less at a wavelength of 500 nm are alternately laminated. The number of combination units of the medium refractive index film and the low refractive index film is 5 or more and 35 or less, and the first optical multilayer film has a wavelength range in which transmission of light incident at 0° is restricted. has a central wavelength of 890 nm or more and 1200 nm or less, and a width of the wavelength range of 100 nm or more and 300 nm or less.

本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、前記低屈折率膜は、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム及びフッ化イットリウムから選ばれる1種以上の化合物、又はこれらの化合物の1種以上を含む混合物からなることが好ましく、前記中屈折率膜は、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、ランタンチタン酸塩、硫化亜鉛、酸化チタン、及び酸化アルミニウムから選ばれる1種以上の化合物、又はこれらの化合物の1種以上を含む混合物からなることが好ましい。 In the near-infrared cut filter of the present invention, the low refractive index film is at least one compound selected from silicon oxide, magnesium fluoride, calcium fluoride and yttrium fluoride, or a mixture containing at least one of these compounds. The medium refractive index film is preferably composed of one or more compounds selected from zirconium oxide, tantalum oxide, yttrium oxide, lanthanum titanate, zinc sulfide, titanium oxide, and aluminum oxide, or It preferably consists of a mixture containing one or more.

本発明の近赤外線カットフィルタは、前記透明基板の少なくとも一方の主面上に第2の光学多層膜を備え、前記第2の光学多層膜は、波長500nmにおける屈折率が2.21を超え2.8以下の高屈折率膜と、前記低屈折率膜とが互いに交互に積層されてなり、前記高屈折率膜と前記低屈折率膜の組み合わせ単位を3以上30以下の数で有し、前記第2の光学多層膜は0°で入射した光の透過が制限される波長範囲の中心波長が700nm以上890nm未満であり、その波長範囲の幅が100nm以上300nm以下であることが好ましい。 The near-infrared cut filter of the present invention comprises a second optical multilayer film on at least one main surface of the transparent substrate, and the second optical multilayer film has a refractive index exceeding 2.21 at a wavelength of 500 nm. .A high refractive index film of 8 or less and the low refractive index film are alternately laminated, and the number of combination units of the high refractive index film and the low refractive index film is 3 or more and 30 or less, It is preferable that the second optical multilayer film has a center wavelength of 700 nm or more and less than 890 nm in a wavelength range in which transmission of light incident at 0° is restricted, and a width of the wavelength range of 100 nm or more and 300 nm or less.

本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、前記高屈折率膜は酸化タンタル、酸化チタン及び酸化ニオブから選ばれる1種以上の化合物又はこれらの化合物の1種以上を含む混合物からなることが好ましい。 In the near-infrared cut filter of the present invention, the high refractive index film is preferably made of one or more compounds selected from tantalum oxide, titanium oxide and niobium oxide, or a mixture containing one or more of these compounds.

本発明の近赤外線カットフィルタは、前記第1の光学多層膜及び第2の光学多層膜の少なくとも1種を、複数有することが好ましい。 The near-infrared cut filter of the present invention preferably has a plurality of at least one of the first optical multilayer film and the second optical multilayer film.

本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、前記透明基板は、ガラス、ガラスセラミックス、水晶、樹脂及びサファイアから選ばれる1つ以上の材料からなることが好ましい。 In the near-infrared cut filter of the present invention, the transparent substrate is preferably made of one or more materials selected from glass, glass ceramics, crystal, resin and sapphire.

本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、前記透明基板は、近赤外領域の波長の光を吸収する性質を有することが好ましい。 In the near-infrared cut filter of the present invention, the transparent substrate preferably has a property of absorbing light with wavelengths in the near-infrared region.

本発明の近赤外線カットフィルタは、0°で入射した光に対して、波長430nm~600nmの範囲に光を透過する透過帯を有し、波長750nm~1000nmの範囲に光の透過を制限する阻止帯を有し、前記透過帯における0°で入射した光の平均透過率と40°で入射した光の平均透過率との差(0°で入射した光の平均透過率-40°で入射した光の平均透過率)が3%以下であることが好ましい。 The near-infrared cut filter of the present invention has a transmission band that transmits light in the wavelength range of 430 nm to 600 nm with respect to light incident at 0 °, and a blocking that limits the transmission of light in the wavelength range of 750 nm to 1000 nm. The difference between the average transmittance of light incident at 0° and the average transmittance of light incident at 40° in the transmission band (average transmittance of light incident at 0° -40° The average light transmittance) is preferably 3% or less.

本発明の近赤外線カットフィルタにおいて、前記第1の光学多層膜と第2の光学多層膜の合計層数は90層以下であることが好ましい。 In the near-infrared cut filter of the present invention, the total number of layers of the first optical multilayer film and the second optical multilayer film is preferably 90 or less.

本明細書において、「ないし」の用語及び「~」の符号は、その左側の数値以上右側の数値以下の範囲を表す。また、近赤外線とは、例えば波長750nm~1300nmの範囲の光を表す。 In this specification, the term "to" and the sign "to" represent a range from the numerical value on the left to the numerical value on the right. Further, near-infrared rays represent light having a wavelength in the range of 750 nm to 1300 nm, for example.

本発明によれば、比較的少ない層数の光学多層膜を用い、高入射角の光による斜入射リップルを抑制することができる近赤外線カットフィルタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a near-infrared cut filter that can suppress oblique incident ripple caused by light with a high incident angle by using an optical multilayer film having a relatively small number of layers.

図1は、実施形態に係る近赤外線カットフィルタを表す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a near-infrared cut filter according to an embodiment. 図2は、近赤外線カットフィルタが備える光学多層膜の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical multilayer film included in a near-infrared cut filter. 図3は、実施例1の近赤外線カットフィルタの0°入射光及び40°入射光に対する光学特性を表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the optical characteristics of the near-infrared cut filter of Example 1 for 0° incident light and 40° incident light. 図4は、実施例2の近赤外線カットフィルタの0°入射光及び40°入射光に対する光学特性を表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the optical characteristics of the near-infrared cut filter of Example 2 with respect to 0° incident light and 40° incident light. 図5は、実施例3の近赤外線カットフィルタの0°入射光及び40°入射光に対する光学特性を表すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the optical characteristics of the near-infrared cut filter of Example 3 with respect to 0° incident light and 40° incident light. 図6は、比較例の近赤外線カットフィルタの0°入射光及び40°入射光に対する光学特性を表すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the optical characteristics of the near-infrared cut filter of the comparative example for 0° incident light and 40° incident light.

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る近赤外線カットフィルタ10の断面図である。図2は、近赤外線カットフィルタ10が備える第1の光学多層膜12の断面図である。近赤外線カットフィルタ10は、近赤外線の透過を制限する。そのため近赤外線カットフィルタ10では、近赤外線の波長範囲において0°で入射した光の平均透過率が5%以下であることが好ましい。以下、図1及び図2を参照して近赤外線カットフィルタ10の構成について説明する。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a near-infrared cut filter 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the first optical multilayer film 12 included in the near-infrared cut filter 10. FIG. The near-infrared cut filter 10 limits transmission of near-infrared rays. Therefore, the near-infrared cut filter 10 preferably has an average transmittance of 5% or less for light incident at 0° in the near-infrared wavelength range. The configuration of the near-infrared cut filter 10 will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

図1に示すように、近赤外線カットフィルタ10は、透明基板11と、第1の光学多層膜12と、第2の光学多層膜13を備える。近赤外線カットフィルタ10は、透明基板11の一方の主面に第1の光学多層膜12を備え、第1の光学多層膜12上に第2の光学多層膜13を備えている。近赤外線カットフィルタの構成は、これに限定されず、透明基板11の一方の主面に第1の光学多層膜12を備え、他方の主面に第2の光学多層膜13を備えていてもよい。また、第1の光学多層膜12と、第2の光学多層膜13の順序についても限定されず、図1に示す近赤外線カットフィルタ10のように第1の光学多層膜12が透明基板11側に配置されてもよく、図示しないが第2の光学多層膜13が透明基板11側に配置されてもよい。 As shown in FIG. 1 , the near-infrared cut filter 10 includes a transparent substrate 11 , a first optical multilayer film 12 and a second optical multilayer film 13 . The near-infrared cut filter 10 has a first optical multilayer film 12 on one main surface of a transparent substrate 11 and a second optical multilayer film 13 on the first optical multilayer film 12 . The configuration of the near-infrared cut filter is not limited to this. good. Also, the order of the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 is not limited. , or the second optical multilayer film 13 (not shown) may be placed on the transparent substrate 11 side.

ここで、一般的に、厚さ(物理膜厚)dを有する膜の光学膜厚は、nd×cosθ(θは垂直入射を0°とした光の入射角度、nは膜の屈折率である。)で表される。上記式によれば、光学膜厚は膜への光の入射角度θに依存し、θが大きくなるほど小さくなる。ここで、光学多層膜による可視光領域の局所的な透過率減少(いわゆる斜入射リップル)の発生は、入射角が大きくなることによる光学膜厚の減少の度合いが、屈折率の異なる膜の間で相違することに起因すると考えられる。 Here, in general, the optical film thickness of a film having a thickness (physical film thickness) d is nd×cos θ (where θ is the incident angle of light with normal incidence at 0°, n is the refractive index of the film ). According to the above formula, the optical film thickness depends on the incident angle θ of light to the film, and decreases as θ increases. Here, the occurrence of a local decrease in transmittance in the visible light region due to the optical multilayer film (so-called oblique incidence ripple) is due to the degree of decrease in the optical film thickness due to an increase in the incident angle. It is thought that this is due to the difference in

例えば高屈折率膜Hと低屈折率膜Lとで考えると、上記したとおり、入射角度θの増大に伴って、高屈折率膜Hと低屈折率膜Lにおける光学膜厚がそれぞれcosθに比例して減少する。このとき、入射角度θの増大に伴う光学膜厚減少の影響は屈折率nが小さいほど大きいために、入射角度θが増大すると、高屈折率膜Hと低屈折率膜Lの光学膜厚の比率がθ=0°で設計した物理膜厚の比率よりも大きくずれてしまう。その結果として高屈折率膜Hと低屈折率膜Lの光学膜厚の比率ずれによる斜入射リップルが発生すると考えられる。また、斜入射リップルは、例えば入射角度0°において光学多層膜が光の透過を制限する波長範囲の中心波長の1/2の波長付近に発生することも分かった。 For example, considering the high refractive index film H and the low refractive index film L, as described above, as the incident angle θ increases, the optical film thicknesses of the high refractive index film H and the low refractive index film L are proportional to cos θ. and decrease. At this time, since the smaller the refractive index n, the greater the effect of the decrease in the optical film thickness due to the increase in the incident angle θ, when the incident angle θ increases, the optical film thicknesses of the high-refractive-index film H and the low-refractive-index film L decrease. The ratio deviates greatly from the physical film thickness ratio designed at θ=0°. As a result, it is considered that an oblique incident ripple occurs due to a difference in the optical film thickness ratio between the high refractive index film H and the low refractive index film L. It has also been found that oblique incidence ripples are generated in the vicinity of half the central wavelength of the wavelength range in which the optical multilayer film limits the transmission of light, for example, at an incident angle of 0°.

さらに、入射角度θの増大による光学多層膜の光の透過特性の短波長側へのシフトと同程度で、斜入射リップルの発生領域も入射角度θの増大によって、入射角度0°(垂直入射)における斜入射リップル発生領域から、短波長側にシフトすることが分かった。このような知見に基づいて、実施形態の近赤外線カットフィルタは、第1の光学多層膜12と第2の光学多層膜13について以下に説明する構成を採用した。 Furthermore, the increase in the incident angle θ shifts the light transmission characteristics of the optical multilayer film to the short wavelength side, and the oblique incidence ripple generation region also increases with the incident angle θ of 0° (vertical incidence). It was found that the grazing incidence ripple generation region in λ shifts to the short wavelength side. Based on such findings, the near-infrared cut filter of the embodiment employs the configuration described below for the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 .

第1の光学多層膜12は、可視光領域の概ね波長440nm~650nm、好ましくは500nm~560nm(G領域)における斜入射リップルの透過率の落ち込み量を低減する構成である。そのため、0°で入射した光が透過を制限される波長範囲(以下、「阻止帯」と表す。)の中心波長は、第1の光学多層膜12においては890nm~1200nmである。 The first optical multilayer film 12 is configured to reduce the drop in the transmittance of oblique incident ripples in the visible light region, which generally has a wavelength of 440 nm to 650 nm, preferably 500 nm to 560 nm (G region). Therefore, the center wavelength of the wavelength range in which the transmission of light incident at 0° is limited (hereinafter referred to as “stopband”) is 890 nm to 1200 nm in the first optical multilayer film 12 .

第1の光学多層膜12で構成される阻止帯は、幅が100nm~300nmである。阻止帯の幅は、100nm未満であると、近赤外線カットフィルタの阻止帯を構成するための別の光学多層膜を多数設ける必要が生じ、近赤外線カットフィルタを製作する際のコストが高くなるおそれがある。阻止帯の幅が300nm超であると、光学多層膜の設計的には有利となる。しかしながら、第1の光学多層膜12の中屈折率膜Mと低屈折率膜Lとが交互に積層された構成は、2種の膜の屈折率差が小さいことから本質的に阻止帯は大きくなりにくい。そのため、単一の第1の光学多層膜12で300nmを超える阻止帯を構成すべく設計すると、所望の屈折率の中屈折率膜M、低屈折率膜Lでは設計的に困難である。 The stopband formed by the first optical multilayer film 12 has a width of 100 nm to 300 nm. If the width of the stopband is less than 100 nm, it will be necessary to provide a large number of separate optical multilayer films for forming the stopband of the near-infrared cut filter, which may increase the cost of manufacturing the near-infrared cut filter. There is A stopband width of more than 300 nm is advantageous in designing an optical multilayer film. However, in the structure in which the medium refractive index films M and the low refractive index films L are alternately laminated in the first optical multilayer film 12, the stopband is essentially large because the refractive index difference between the two types of films is small. Hard to become. Therefore, if the single first optical multilayer film 12 is designed to form a stopband of more than 300 nm, it is difficult to design the medium refractive index film M and the low refractive index film L with desired refractive indices.

なお、近赤外線カットフィルタが複数の第1の光学多層膜12を有する場合、それら複数の第1の光学多層膜12の各々が形成する阻止帯の幅及び中心波長が全て前述の範囲である。すなわち、赤外領域に300nmを超える阻止帯をもつ近赤外線カットフィルタとする場合、各々阻止帯の幅が100nm~300nmであり、中心波長が相違する複数の第1の光学多層膜12により近赤外線カットフィルタ10の阻止帯を構成することが好ましい。 When the near-infrared cut filter has a plurality of first optical multilayer films 12, the width and center wavelength of the stopband formed by each of the plurality of first optical multilayer films 12 are all within the ranges described above. That is, in the case of a near-infrared cut filter having a stopband exceeding 300 nm in the infrared region, the width of each stopband is 100 nm to 300 nm, and the plurality of first optical multilayer films 12 having different center wavelengths cut near-infrared rays. It is preferable to configure the stopband of the cut filter 10 .

ここで、阻止帯は、上記したように0°で入射した光の平均透過率が5%以下となる波長領域であることが好ましい。阻止帯における平均透過率が5%以下であることで、本実施形態の近赤外線カットフィルタを固体撮像素子に用いた場合に自然な色調の撮像画像を得易い。なお、近赤外線カットフィルタ10において、第1の光学多層膜12の阻止帯の中心波長及び阻止帯の幅は以下のように測定することができる。後述する第2の光学多層膜13においても同様である。 Here, the stopband is preferably a wavelength region in which the average transmittance of light incident at 0° is 5% or less, as described above. Since the average transmittance in the stopband is 5% or less, it is easy to obtain an image with a natural color tone when the near-infrared cut filter of the present embodiment is used in a solid-state imaging device. In the near-infrared cut filter 10, the center wavelength of the stopband and the width of the stopband of the first optical multilayer film 12 can be measured as follows. The same applies to the second optical multilayer film 13 to be described later.

阻止帯の中心波長は、阻止帯を構成する光学多層膜の各層の光学的膜厚の中心波長の平均値として算出されるものをいう。中心波長λの阻止帯を持つ光学多層膜(異なる屈折率の光学膜の繰り返し構成)は、d=λ/(4×n)cosθの数式で表される。ここで、dは物理膜厚、nは膜の屈折率、θは光の入射角度をいう。前述のとおり、斜入射リップルは、入射角度0°において光学多層膜が光の透過を制限する波長範囲の中心波長の1/2の波長付近に発生するが、これは膜の屈折率が一定であることを前提としている。しかしながら、実際は膜の屈折率は波長により変化する(波長依存性がある)。具体的には、膜の屈折率は、光の波長が短い場合の方が、高い場合と比べて大きい。そのため、斜入射リップルは、入射角度0°において光学多層膜が光の透過を制限する波長範囲の中心波長の1/2の波長よりもやや長波長側に発生する。 The center wavelength of the stopband is calculated as the average value of the center wavelengths of the optical film thicknesses of the layers of the optical multilayer film forming the stopband. An optical multilayer film (repeated structure of optical films with different refractive indices) having a stopband with a central wavelength λ is represented by the formula d=λ/(4×n) cos θ. Here, d is the physical film thickness, n is the refractive index of the film, and θ is the incident angle of light. As described above, the oblique incidence ripple occurs in the vicinity of half the central wavelength of the wavelength range in which the optical multilayer film limits the transmission of light at an incident angle of 0°. It is assumed that there is However, the refractive index of the film actually changes with the wavelength (has wavelength dependence). Specifically, the refractive index of the film is greater when the wavelength of light is short than when the wavelength of light is high. Therefore, the oblique-incidence ripple occurs at a wavelength slightly longer than half the central wavelength of the wavelength range in which the optical multilayer film limits the transmission of light at an incident angle of 0°.

このような技術的な背景があるため、光学多層膜の阻止帯の中心波長は光の光学特性からのみ算出するのではなく、上記数式を用い、膜の物理膜厚と屈折率により算出する。また、阻止帯の幅は、第1の光学多層膜12もしくは第2の光学多層膜13のそれぞれの光学特性において、0°で入射した光の透過率が30%となる最大波長と最短波長との差をいうものである。 Because of this technical background, the center wavelength of the stopband of the optical multilayer film is not calculated only from the optical properties of light, but is calculated from the physical film thickness and refractive index of the film using the above formula. In addition, the width of the stop band is the maximum wavelength and the shortest wavelength at which the transmittance of light incident at 0° is 30% in the respective optical characteristics of the first optical multilayer film 12 or the second optical multilayer film 13. It means the difference between

上記阻止帯を実現するために、第1の光学多層膜12は、波長500nmにおける屈折率が1.8~2.21の中屈折率膜Mと、波長500nmにおける屈折率が1.45~1.49の低屈折率膜Lとが交互に積層された構造である。そして、第1の光学多層膜12は、中屈折率膜Mと低屈折率膜Lの組み合わせ単位を1又は複数有する。このような構成の光学多層膜を、中屈折率膜をM、低屈折率膜をL、これらの組み合わせ単位をML、組み合わせ単位の繰り返し数をkとして、[ML]^で表す。繰り返し数kは、5~35が好ましい。中屈折率膜Mと低屈折率膜Lの組み合わせ単位(ML)の繰り返し数kが35より多いと、所定の波長範囲における透過率を低くすることができるが、多すぎると生産性を損なうことがある。また、繰り返し数kが5未満であると、十分に透過率が低い阻止帯を形成することが難しい。また、そのためkは5~34であることが好ましく、5~33であることがより好ましい。 In order to realize the stopband, the first optical multilayer film 12 includes a medium refractive index film M having a refractive index of 1.8 to 2.21 at a wavelength of 500 nm and a refractive index of 1.45 to 1 at a wavelength of 500 nm. It is a structure in which low refractive index films L of .49 are alternately laminated. The first optical multilayer film 12 has one or a plurality of combination units of the middle refractive index film M and the low refractive index film L. An optical multilayer film having such a configuration is represented by [ML]^ k , where M is a medium refractive index film, L is a low refractive index film, ML is a combination unit thereof, and k is the number of repetitions of the combination unit. The repetition number k is preferably 5-35. When the repetition number k of the combination unit (ML) of the medium refractive index film M and the low refractive index film L is more than 35, the transmittance in a predetermined wavelength range can be lowered, but if it is too large, the productivity is impaired. There is Moreover, when the repetition number k is less than 5, it is difficult to form a stopband with a sufficiently low transmittance. Therefore, k is preferably 5 to 34, more preferably 5 to 33.

ここで、第1の光学多層膜12を構成する中屈折率膜Mの波長500nmにおける屈折率を1.8~2.21とした理由について説明する。0°で入射した光の阻止帯の中心波長が940nmである、(ML)^の構造の光学多層膜の光学特性をシミュレーションソフト(TF-Calc)にて検証した。ここで、中屈折率膜Mは波長500nmにおける屈折率が1.8、2.0、2.21、2.3、2.5の5種類について、低屈折率膜Lは波長500nmにおける屈折率を1.48とし、kは15として検証した。つまり、上記検証によって、中屈折率膜Mの屈折率を相違させた場合の光学特性の変化(特に斜入射リップル発生)を確認した。その結果、上記光学多層膜に50°で入射した光の、波長400~450nmにおける最小透過率は、中屈折率膜Mの屈折率1.8では87.5%、屈折率2.0では71.9%、2.21では52.1%、屈折率2.3では41.6%、屈折率2.5では28.3%であった。これらより、中屈折率膜の屈折率と波長400~450nmにおける最小透過率とは相関があり、この最小透過率が屈折率2.5(高屈折率膜に相当)の場合と比較し、光量減少率(100-最小透過率)が67%以下になる屈折率2.21を第1の光学多層膜12の中屈折率膜Mの屈折率の上限とした。また、屈折率が1.8の場合は、最小透過率が高いものの、屈折率が1.8未満となると阻止帯の幅が狭くなることから、屈折率1.8を第1の光学多層膜12の中屈折率膜Mの屈折率の下限とした。 Here, the reason why the refractive index of the medium refractive index film M constituting the first optical multilayer film 12 at a wavelength of 500 nm is set to 1.8 to 2.21 will be explained. The optical characteristics of the optical multilayer film having the structure of (ML)^ k , in which the center wavelength of the stopband of light incident at 0° is 940 nm, were verified using simulation software (TF-Calc). Here, the medium refractive index film M has a refractive index of 1.8, 2.0, 2.21, 2.3, and 2.5 at a wavelength of 500 nm, and the low refractive index film L has a refractive index of 500 nm. was set to 1.48 and k was set to 15. That is, through the above verification, changes in optical characteristics (especially occurrence of oblique incidence ripple) were confirmed when the refractive index of the medium refractive index film M was changed. As a result, the minimum transmittance at a wavelength of 400 to 450 nm for light incident on the optical multilayer film at 50° was 87.5% when the refractive index of the medium refractive index film M was 1.8, and 71% when the refractive index was 2.0. .9%, 52.1% at 2.21, 41.6% at a refractive index of 2.3, and 28.3% at a refractive index of 2.5. From these, there is a correlation between the refractive index of the medium refractive index film and the minimum transmittance at a wavelength of 400 to 450 nm. The upper limit of the refractive index of the medium refractive index film M of the first optical multilayer film 12 was defined as a refractive index of 2.21 at which the rate of decrease (100-minimum transmittance) was 67% or less. When the refractive index is 1.8, the minimum transmittance is high, but when the refractive index is less than 1.8, the width of the stopband becomes narrow. 12, the lower limit of the refractive index of the medium refractive index film M.

第1の光学多層膜12は、低屈折率膜Lと中屈折率膜Mの屈折率が上記した範囲であることで、G領域における斜入射リップルを抑制することができる。斜入射リップルを抑制する点で、第1の光学多層膜12を構成する中屈折率膜Mの屈折率は1.9~2.1が好ましく、2.0程度がもっとも好ましい。 In the first optical multilayer film 12, since the refractive indices of the low refractive index film L and the medium refractive index film M are within the ranges described above, it is possible to suppress oblique incidence ripples in the G region. From the viewpoint of suppressing oblique incident ripples, the refractive index of the medium refractive index film M constituting the first optical multilayer film 12 is preferably 1.9 to 2.1, and most preferably about 2.0.

低屈折率膜Lは、波長500nmにおける屈折率が1.45~1.49となる材料からなるものであれば特に限定されない。このような低屈折率膜Lの材料としては、酸化ケイ素(SiO等)、フッ化マグネシウム(MgF等)、フッ化カルシウム(CaF等)、フッ化イットリウム(YF等)等を使用することができる。これらの化合物は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、低屈折率膜Lの材料として、これらの化合物の1種以上を含む混合物を使用してもよい。このような混合物としては、上記化合物とその他の金属酸化物の混合物、例えば、酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合物などである。この場合の混合物は、2種以上の金属酸化物の混合物であってもよく、2種以上の金属の複合酸化物であってもよい。例えば、酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合物は、SiとAlの任意の比率の混合酸化物であってもよく、酸化ケイ素と酸化アルミニウムの任意の比率の混合物であってもよい。また、低屈折率膜Lは、屈折率が1.45~1.49であれば、添加物を含有していても構わない。 The low refractive index film L is not particularly limited as long as it is made of a material having a refractive index of 1.45 to 1.49 at a wavelength of 500 nm. Silicon oxide ( SiO2, etc.), magnesium fluoride ( MgF2, etc.), calcium fluoride ( CaF2, etc.), yttrium fluoride (YF3 , etc.), etc. are used as materials for such a low refractive index film L. can do. These compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Also, as the material of the low refractive index film L, a mixture containing one or more of these compounds may be used. Such mixtures include mixtures of the above compounds with other metal oxides, such as mixtures of silicon oxide and aluminum oxide. The mixture in this case may be a mixture of two or more metal oxides, or a composite oxide of two or more metals. For example, a mixture of silicon oxide and aluminum oxide may be a mixed oxide of Si and Al in any ratio, or a mixture of silicon oxide and aluminum oxide in any ratio. Further, the low refractive index film L may contain additives as long as the refractive index is 1.45 to 1.49.

中屈折率膜Mは、波長500nmにおける屈折率が1.8~2.21となる材料からなるものであれば特に限定されない。このような中屈折率の材料としては、酸化ジルコニウム(ZrO等)、酸化タンタル(Ta等)、酸化イットリウム(Y等)、ランタンチタン酸塩(LaTi等)、硫化亜鉛(ZnS等)、酸化チタン(Ti、Ti、TiO、TiO等)、酸化アルミニウム(Al等)等を使用することができる。これらの化合物は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、中屈折率膜Mの材料として、これらの化合物の1種以上を含む混合物を使用してもよい。このような混合物としては、上記化合物とその他の金属酸化物の混合物、例えば、酸化ジルコニウムと酸化タンタルの混合物、酸化ジルコニウムと酸化チタンの混合物等である。この場合の混合物は、2種以上の金属酸化物の混合物であってもよく、2種以上の金属の複合酸化物であってもよい。例えば、酸化ジルコニウムと酸化タンタルの混合物は、ZrとTaの任意の比率の混合酸化物であってもよく、酸化ジルコニウムと酸化タンタルの任意の比率の混合物であってもよい。また、酸化ジルコニウムと酸化チタンの混合物も同様に、ZrとTiの任意の比率の混合酸化物であってもよく、酸化ジルコニウムと酸化チタンの任意の比率の混合物であってもよい。中屈折率膜Mは、屈折率が1.8~2.21であれば、添加物を含有していても構わない。 The medium refractive index film M is not particularly limited as long as it is made of a material having a refractive index of 1.8 to 2.21 at a wavelength of 500 nm. Such medium refractive index materials include zirconium oxide (such as ZrO2 ) , tantalum oxide ( such as Ta2O5 ) , yttrium oxide (such as Y2O3 ), lanthanum titanate ( La2Ti2O7 etc.), zinc sulfide ( ZnS etc.), titanium oxide ( Ti4O7 , Ti2O3 , TiO , TiO2 etc. ), aluminum oxide ( Al2O3 etc.) and the like can be used. These compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Moreover, as the material of the medium refractive index film M, a mixture containing one or more of these compounds may be used. Examples of such mixtures include mixtures of the above compounds and other metal oxides, such as mixtures of zirconium oxide and tantalum oxide, and mixtures of zirconium oxide and titanium oxide. The mixture in this case may be a mixture of two or more metal oxides, or a composite oxide of two or more metals. For example, a mixture of zirconium oxide and tantalum oxide may be a mixed oxide of Zr and Ta in any ratio, or a mixture of zirconium oxide and tantalum oxide in any ratio. Similarly, the mixture of zirconium oxide and titanium oxide may be a mixed oxide of Zr and Ti in any ratio, or may be a mixture of zirconium oxide and titanium oxide in any ratio. The medium refractive index film M may contain additives as long as the refractive index is 1.8 to 2.21.

第1の光学多層膜12において、もっとも透明基板11側に配置される膜は、中屈折率膜M又は低屈折率膜Lのいずれであってもよい。 In the first optical multilayer film 12, the film arranged closest to the transparent substrate 11 may be either the medium refractive index film M or the low refractive index film L.

第1の光学多層膜12を構成する中屈折率膜M及び低屈折率膜Lの一層あたりの物理膜厚は、基本的にはそれぞれの膜の屈折率と第1の光学多層膜12の中心波長により決定され、さらに波形調整などの目的で適宜調整されるものであり、中屈折率膜M及び低屈折率膜Lの全合計物理膜厚(第1の光学多層膜12の物理膜厚)は、例えば、1μm~20μmである。第1の光学多層膜12を構成する中屈折率膜M及び低屈折率膜Lの合計層数は、近赤外線カットフィルタの生産性を高くする観点から、70層以下が好ましく、より好ましくは50層以下であり、特に好ましくは10~45層である。なお、第1の光学多層膜12を構成する複数の中屈折率膜M及び低屈折率膜Lは、物理膜厚及び屈折率がいずれも互いに異なっていてもよく同一であってもよい。また、中屈折率膜Mは、等価膜にて構成してもよい。等価膜は、具体的には、高屈折率膜Hと低屈折率膜Lとを交互に積層して、中屈折率膜Mの屈折率の範囲に構成された膜である。例えば、1つの中屈折率膜Mを高屈折率膜H/低屈折率膜L/高屈折率膜Hの3層構成に置き換えることができる。 The physical thickness of each layer of the medium refractive index film M and the low refractive index film L constituting the first optical multilayer film 12 is basically determined by the refractive index of each film and the center of the first optical multilayer film 12. It is determined by the wavelength and further adjusted appropriately for the purpose of waveform adjustment, etc., and the total physical thickness of the medium refractive index film M and the low refractive index film L (physical thickness of the first optical multilayer film 12) is, for example, 1 μm to 20 μm. The total number of layers of the medium refractive index film M and the low refractive index film L constituting the first optical multilayer film 12 is preferably 70 layers or less, more preferably 50 layers, from the viewpoint of increasing the productivity of the near-infrared cut filter. layer or less, particularly preferably 10 to 45 layers. Note that the plurality of medium refractive index films M and low refractive index films L constituting the first optical multilayer film 12 may have different physical thicknesses and may have the same refractive index. Also, the medium refractive index film M may be composed of an equivalent film. Specifically, the equivalent film is a film formed by alternately laminating a high refractive index film H and a low refractive index film L so as to have a refractive index within the range of the medium refractive index film M. For example, one medium refractive index film M can be replaced with a three-layer structure of high refractive index film H/low refractive index film L/high refractive index film H.

第2の光学多層膜13は、可視光領域の概ね波長400nm~500nm、好ましくは440nm~480nm(B領域)における斜入射リップルの発生を抑制する構成である。そのため、第2の光学多層膜13の阻止帯の中心波長は700nm以上890nm未満である。 The second optical multilayer film 13 is configured to suppress the occurrence of oblique incidence ripples in the visible light region, which generally has a wavelength of 400 nm to 500 nm, preferably 440 nm to 480 nm (B region). Therefore, the central wavelength of the stopband of the second optical multilayer film 13 is 700 nm or more and less than 890 nm.

また、第2の光学多層膜13は、阻止帯の幅が100nm~300nmである。阻止帯の幅は、小さすぎると、近赤外線カットフィルタの阻止帯を構成するための別の光学多層膜を設ける必要が生じ、近赤外線カットフィルタを製作する際のコストが高くなるおそれがある。また、阻止帯の幅は、大きすぎると、製造上使用できる高屈折率膜H、低屈折率膜Lの選択肢がほぼないおそれがある。 The second optical multilayer film 13 has a stopband width of 100 nm to 300 nm. If the width of the stopband is too small, it becomes necessary to provide a separate optical multilayer film for forming the stopband of the near-infrared cut filter, which may increase the cost of manufacturing the near-infrared cut filter. Also, if the width of the stopband is too large, there is a risk that there will be almost no choice between the high refractive index film H and the low refractive index film L that can be used in manufacturing.

上記阻止帯を実現するために、第2の光学多層膜13は、波長500nmにおける屈折率が2.21を超え2.8以下の高屈折率膜Hと、低屈折率膜Lとが交互に積層された構造である。そして、高屈折率膜Hと低屈折率膜Lの組み合わせ単位(HL)を1又は複数有する。このような構成の光学多層膜を、高屈折率膜をH、低屈折率膜をL、これらの組み合わせ単位をHL、組み合わせ単位の繰り返し数をmとして、[HL]^で表す。繰り返し数mは、3~30が好ましい。高屈折率膜Hと低屈折率膜Lの組み合わせ単位(HL)の繰り返し数mが30より多いと、所定の波長範囲における透過率を低くすることができるが、生産性を損なうことがある。また、繰り返し数mが3未満であると、十分に透過率が低い阻止帯を形成することが難しい。そのため、mは、3~29であることが好ましく、3~28であることがより好ましい。 In order to realize the stopband, the second optical multilayer film 13 is composed of a high refractive index film H having a refractive index of more than 2.21 and not more than 2.8 at a wavelength of 500 nm and a low refractive index film L alternately. It is a laminated structure. It has one or a plurality of combination units (HL) of the high refractive index film H and the low refractive index film L. An optical multilayer film having such a structure is represented by [HL]^ m , where H is a high refractive index film, L is a low refractive index film, HL is a combination unit thereof, and m is the number of repetitions of the combination unit. The number of repetitions m is preferably 3-30. When the repetition number m of the combination unit (HL) of the high refractive index film H and the low refractive index film L is more than 30, the transmittance in a predetermined wavelength range can be lowered, but the productivity may be impaired. Moreover, when the repetition number m is less than 3, it is difficult to form a stopband with a sufficiently low transmittance. Therefore, m is preferably 3-29, more preferably 3-28.

屈折率の差が比較的大きい高屈折率膜Hと低屈折率膜Lの組み合わせでは、斜入射リップル値が大きくなり易い傾向である。そこで、第2の光学多層膜13の阻止帯の中心波長及び幅を上記した範囲にすることで、第2の光学多層膜13に起因する斜入射リップルを可視光領域の短波長側(例えば、波長400nm以上440nm未満の範囲)、あるいは可視光領域よりも短波長側(例えば、波長400nm未満の範囲)にシフトさせる。そのために、可視光領域内での斜入射リップルを抑制することができる。なお、近赤外線カットフィルタが複数の第2の光学多層膜13を有する場合、それら複数の第2の光学多層膜13の各々が形成する阻止帯の幅及び中心波長が全て前述の範囲である。 A combination of the high refractive index film H and the low refractive index film L, which have a relatively large difference in refractive index, tends to increase the oblique incidence ripple value. Therefore, by setting the center wavelength and width of the stopband of the second optical multilayer film 13 to the range described above, the oblique incident ripple caused by the second optical multilayer film 13 is reduced to the short wavelength side of the visible light region (for example, (wavelength range of 400 nm or more and less than 440 nm), or to a shorter wavelength side than the visible light region (for example, wavelength range of less than 400 nm). Therefore, oblique incident ripples in the visible light region can be suppressed. When the near-infrared cut filter has a plurality of second optical multilayer films 13, the width and center wavelength of the stopband formed by each of the plurality of second optical multilayer films 13 are all within the ranges described above.

高屈折率膜Hは、波長500nmにおける屈折率が2.21を超え2.8以下となる材料からなるものであれば特に限定されない。このような高屈折率膜Hの材料としては、酸化タンタル(Ta等)、酸化チタン(Ti、Ti、TiO、TiO等)、酸化ニオブ(Nb等)などを使用することができる。高屈折率膜Hの材料として、これらの化合物の1種以上を含む混合物を使用してもよい。また、高屈折率膜Hは、上記した1種の材料のみからなってもよく、2種以上の材料で構成されてもよい。また、屈折率が2.21を超え2.8以下であれば、添加物を含有していても構わない。 The high refractive index film H is not particularly limited as long as it is made of a material having a refractive index of more than 2.21 and less than or equal to 2.8 at a wavelength of 500 nm. Materials for such a high refractive index film H include tantalum oxide (Ta 2 O 5 etc.), titanium oxide (Ti 4 O 7 , Ti 2 O 3 , TiO, TiO 2 etc.), niobium oxide (Nb 2 O 5 etc.) can be used. As a material for the high refractive index film H, a mixture containing one or more of these compounds may be used. Further, the high refractive index film H may be composed of only one kind of material described above, or may be composed of two or more kinds of materials. Also, if the refractive index exceeds 2.21 and is 2.8 or less, it may contain an additive.

ここで、酸化タンタルや酸化チタンは、成膜条件や成膜方法などを適宜調整することにより、得られた膜の波長500nmにおける屈折率を1.8~2.21とすることも、2.21を超え2.8以下とすることもできる Here, tantalum oxide and titanium oxide can be adjusted to have a refractive index of 1.8 to 2.21 at a wavelength of 500 nm by appropriately adjusting the film forming conditions and film forming method. It can be more than 21 and less than or equal to 2.8

第2の光学多層膜13において、もっとも透明基板11側に配置される膜は、高屈折率膜H又は低屈折率膜Lのいずれであってもよい。 In the second optical multilayer film 13, either the high refractive index film H or the low refractive index film L may be the film arranged closest to the transparent substrate 11 side.

第2の光学多層膜13を構成する高屈折率膜H及び低屈折率膜Lの一層あたりの物理膜厚は、基本的にはそれぞれの膜の屈折率と第2の光学多層膜13の中心波長にてより決定され、さらに波形調整などの目的で適宜調整されるものであり、高屈折率膜H及び低屈折率膜Lの全合計物理膜厚(第2の光学多層膜13の物理膜厚)は、例えば、2μm~10μmである。第2の光学多層膜13の物理膜厚は近赤外線カットフィルタの薄型化の観点から薄い方が好ましい。第2の光学多層膜13を構成する高屈折率膜H及び低屈折率膜Lの合計層数は、近赤外線カットフィルタの生産性を高くする観点から、60層以下が好ましく、より好ましくは50層以下であり、特に好ましくは6~45層である。なお、第2の光学多層膜13を構成する複数の高屈折率膜H及び低屈折率膜Lは物理膜厚及び屈折率がいずれも互いに異なっていてもよく同一であってもよい。 The physical thickness of each layer of the high refractive index film H and the low refractive index film L constituting the second optical multilayer film 13 is basically determined by the refractive index of each film and the center of the second optical multilayer film 13 The total physical thickness of the high refractive index film H and the low refractive index film L (physical film of the second optical multilayer film 13 thickness) is, for example, 2 μm to 10 μm. The physical film thickness of the second optical multilayer film 13 is preferably thin from the viewpoint of thinning the near-infrared cut filter. The total number of layers of the high refractive index film H and the low refractive index film L constituting the second optical multilayer film 13 is preferably 60 layers or less, more preferably 50 layers, from the viewpoint of increasing the productivity of the near-infrared cut filter. layer or less, particularly preferably 6 to 45 layers. The physical thickness and refractive index of the plurality of high refractive index films H and low refractive index films L constituting the second optical multilayer film 13 may be different from each other or may be the same.

また、透明基板11の両表面に第1の光学多層膜12と第2の光学多層膜13がそれぞれ配置される場合、両表面の第1の光学多層膜12の合計物理膜厚と第2の光学多層膜13の合計物理膜厚は互いにできるだけ近いほうが好ましい。近赤外線カットフィルタの薄型化のために、透明基板11が極めて薄くされる場合、透明基板11の両表面の第1の光学多層膜12及び第2の光学多層膜13の物理膜厚が大きく異なると、近赤外線カットフィルタ10に、物理膜厚の小さい光学多層膜光学多層膜側が凸状となる反りが生じることがあるためである。 When the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 are respectively arranged on both surfaces of the transparent substrate 11, the total physical film thickness of the first optical multilayer film 12 on both surfaces and the second It is preferable that the total physical film thicknesses of the optical multilayer film 13 are as close to each other as possible. When the transparent substrate 11 is made extremely thin in order to make the near-infrared cut filter thinner, the physical film thicknesses of the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 on both surfaces of the transparent substrate 11 are greatly different. This is because the near-infrared cut filter 10 may be warped in such a manner that the optical multilayer optical film side having a smaller physical film thickness becomes convex.

近赤外線カットフィルタ10の生産性を高くする観点から、第1の光学多層膜12と第2の光学多層膜13の合計層数は90層以下であることが好ましく、60層以上85層以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of increasing the productivity of the near-infrared cut filter 10, the total number of layers of the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 is preferably 90 or less, more preferably 60 or more and 85 or less. It is more preferable to have

近赤外線カットフィルタ10は、第1の光学多層膜12、第2の光学多層膜13をそれぞれ複数有していてもよい。特に、第1の光学多層膜12を2つ以上有することが好ましい。上記したとおり、第1の光学多層膜12は、阻止帯の幅が比較的狭いが、近赤外線カットフィルタ10が第1の光学多層膜12を複数備えることで、より広範な波長範囲の光の透過を制限することができる。 The near-infrared cut filter 10 may have a plurality of first optical multilayer films 12 and second optical multilayer films 13, respectively. In particular, it is preferable to have two or more first optical multilayer films 12 . As described above, the first optical multilayer film 12 has a relatively narrow stopband width, but the near-infrared cut filter 10 includes a plurality of the first optical multilayer films 12, so that light in a wider wavelength range can be emitted. Permeation can be limited.

さらに、第1の光学多層膜12、第2の光学多層膜13をそれぞれ複数有する場合、本発明者が過去に特許出願した日本国特許第567063号公報に記載したとおり、各々の光学多層膜が相違する中心波長をもつ阻止帯を構成することで、より高い可視波長域の斜入射リップルの抑制効果が得られるため特に好ましい。
なお、近赤外線カットフィルタ10は、複数の第1の光学多層膜12を有する場合、これら複数の第1の光学多層膜12は、それぞれ透明基板11の同一の主面上にあってもよく、異なる主面上にあってもよい。
Furthermore, when a plurality of first optical multilayer films 12 and second optical multilayer films 13 are provided, each optical multilayer film has Forming stopbands having different center wavelengths is particularly preferable because a higher effect of suppressing oblique incident ripples in the visible wavelength range can be obtained.
In addition, when the near-infrared cut filter 10 has a plurality of first optical multilayer films 12, the plurality of first optical multilayer films 12 may be on the same main surface of the transparent substrate 11, They may be on different major surfaces.

第1の光学多層膜12及び第2の光学多層膜13を構成する高屈折率膜H、中屈折率膜M、低屈折率膜Lは、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法により形成することができるが、特に、スパッタリング法、真空蒸着法により形成することが好ましい。透過帯は、CCD、CMOS等の固体撮像素子の受光に利用される波長帯域であり、その物理膜厚の精度が重要となる。スパッタリング法、真空蒸着法は、薄膜を形成する際の物理膜厚制御に優れる。このため、第1の光学多層膜12及び第2の光学多層膜13を構成する高屈折率膜H、中屈折率膜M、低屈折率膜Lの物理膜厚の精度を高めることができ、その結果、斜入射リップルを抑制することができる。 The high refractive index film H, the medium refractive index film M, and the low refractive index film L constituting the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 are formed by, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion beam method, an ion Although it can be formed by a plating method or a CVD method, it is particularly preferably formed by a sputtering method or a vacuum deposition method. The transmission band is a wavelength band used for light reception by solid-state imaging devices such as CCD and CMOS, and the accuracy of the physical film thickness is important. The sputtering method and the vacuum deposition method are excellent in physical film thickness control when forming a thin film. Therefore, the accuracy of the physical thickness of the high refractive index film H, the medium refractive index film M, and the low refractive index film L constituting the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 can be improved. As a result, oblique incidence ripple can be suppressed.

なお、付着力強化層、最表面層(空気側)での帯電防止層など、光学多層膜を構成する層以外の層が、第1の光学多層膜12及び第2の光学多層膜13に含まれていてもよい。また、第1の光学多層膜12及び第2の光学多層膜13の他に、調整層を備えてもよい。調整層は、第1の光学多層膜12及び第2の光学多層膜13と透明基板11との間、もしくは、第1の光学多層膜12及び第2の光学多層膜13よりも空気側、もしくは第1の光学多層膜12と第2の光学多層膜13との間に適宜設けられるものである。調整層は、異なる屈折率を積層することにより生じる、光学特性(透過率)の周期的増減(リップルと称する)を抑制するものである。このリップルは、前述の斜入射リップルとは明確に相違し、光の斜入射による角度依存性を持つものではない。調整層を用いることで、斜入射リップルに起因するものを除き、近赤外線カットフィルタにおける光学特性の透過帯をより平坦にすることができる。 In addition, the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 include layers other than the layers constituting the optical multilayer film, such as the adhesion strength layer and the antistatic layer on the outermost surface layer (air side). It may be In addition to the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13, an adjustment layer may be provided. The adjustment layer is between the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 and the transparent substrate 11, or on the air side of the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13, or It is appropriately provided between the first optical multilayer film 12 and the second optical multilayer film 13 . The adjustment layer suppresses periodic fluctuations (referred to as ripples) in optical characteristics (transmittance) caused by stacking layers with different refractive indices. This ripple is clearly different from the above-described oblique incidence ripple, and does not have angular dependence due to oblique incidence of light. By using the adjustment layer, the transmission band of the optical characteristics of the near-infrared cut filter can be made flatter, except for those caused by oblique incident ripples.

透明基板11は、少なくとも可視波長域の光を透過できるものであれば特に限定されない。透明基板11の材料として、例えば、ガラス、ガラスセラミックス、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイア等の結晶、樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等)等が挙げられる。また、透明基板11としては上記したうちの2種以上の材料からなる複合体であってもよい。 The transparent substrate 11 is not particularly limited as long as it can transmit at least light in the visible wavelength range. Examples of materials for the transparent substrate 11 include glass, glass ceramics, crystal, lithium niobate, crystals such as sapphire, resins (polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT) and other polyester resins, polyethylene, polypropylene, ethylene acetate, etc.). polyolefin resins such as vinyl copolymers, acrylic resins such as norbornene resins, polyacrylates and polymethyl methacrylates, urethane resins, vinyl chloride resins, fluororesins, polycarbonate resins, polyvinyl butyral resins, polyvinyl alcohol resins, etc.). Also, the transparent substrate 11 may be a composite made of two or more of the above materials.

透明基板11としては、特に、近赤外波長域の光を吸収するものが好ましい。近赤外波長域の光を吸収する透明基板11を用いることで、人間の視感度特性に近い画質を得ることができるためである。なお、近赤外波長域の光を吸収する透明基板11としては、例えば、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラスにCu2+(イオン)が添加されたCuO含有フツリン酸塩ガラス又はCuO含有リン酸塩ガラス(以下、これらをまとめて「CuO含有ガラス」ともいう。)が挙げられる。 As the transparent substrate 11, a substrate that absorbs light in the near-infrared wavelength region is particularly preferable. This is because by using the transparent substrate 11 that absorbs light in the near-infrared wavelength region, it is possible to obtain an image quality that is close to the visibility characteristics of humans. As the transparent substrate 11 that absorbs light in the near-infrared wavelength region, for example, fluorophosphate glass, CuO-containing fluorophosphate glass in which Cu 2+ (ions) are added to phosphate-based glass, or CuO-containing Phosphate glass (hereinafter collectively referred to as "CuO-containing glass") may be mentioned.

また、近赤外波長域の光を吸収する透明基板11としては、透明樹脂を形成する樹脂材料中に近赤外線を吸収する吸収剤を添加したものを使用してもよい。吸収剤としては、例えば、染料、顔料、金属錯体系化合物が挙げられ、具体的には、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物が挙げられる。 As the transparent substrate 11 that absorbs light in the near-infrared wavelength range, a resin material that forms a transparent resin to which an absorber that absorbs near-infrared rays is added may be used. Examples of absorbents include dyes, pigments, and metal complex compounds, and specific examples include phthalocyanine compounds, naphthalocyanine compounds, and dithiol metal complex compounds.

また、近赤外線カットフィルタ10の近赤外光の吸収性能を高めるために、透明基板11の表面に、上記近赤外線吸収基板と同様の材料を用いて、近赤外線吸収色素及び透明樹脂を含む近赤外線吸収層を形成してもよい。この場合、近赤外線吸収層は、透明基板11と、第1の光学多層膜12の間、又は透明基板11と第2の光学多層膜13の間に形成される。また、近赤外線吸収層は透明基板11の少なくとも一方の主面に形成されてもよく、両方の主面に形成されてもよい。 In addition, in order to enhance the near-infrared light absorption performance of the near-infrared cut filter 10, a material similar to that of the near-infrared absorbing substrate is used on the surface of the transparent substrate 11, and a near-infrared absorbing pigment and a transparent resin containing a near-infrared absorbing pigment and a transparent resin are used. An infrared absorbing layer may be formed. In this case, the near-infrared absorbing layer is formed between the transparent substrate 11 and the first optical multilayer film 12 or between the transparent substrate 11 and the second optical multilayer film 13 . Also, the near-infrared absorption layer may be formed on at least one main surface of the transparent substrate 11, or may be formed on both main surfaces.

近赤外線カットフィルタ10は、波長430nm~600nmの領域に透過帯を有し、波長750nm~1000nmの領域に阻止帯を有することが好ましい。さらに、近赤外線カットフィルタ10の透過帯における光の0°入射した光(0°入射時)の平均透過率と40°で入射した光(40°入射時)の平均透過率との差(0°入射光の平均透過率-40°入射光の平均透過率)が3%以下であることが好ましい。上記平均透過率の差が3%以下であることで、高入射角の光を透過した場合と0°入射の光を透過した場合とでの光学特性の相違を小さくすることができ、例えば、固体撮像素子にて所望の色表現の撮像画像を得ることが可能となる。なお、透過帯とは、0°で入射した光の平均透過率が85%以上となる波長領域をいう。 The near-infrared cut filter 10 preferably has a transmission band in the wavelength range of 430 nm to 600 nm and a stop band in the wavelength range of 750 nm to 1000 nm. Furthermore, the difference (0 The average transmittance of .degree. incident light-average transmittance of 40.degree. incident light) is preferably 3% or less. When the difference in average transmittance is 3% or less, it is possible to reduce the difference in optical characteristics between the case of transmitting light with a high incident angle and the case of transmitting light with an incident angle of 0°. It is possible to obtain a captured image with desired color representation by the solid-state imaging device. Note that the transmission band refers to a wavelength region in which the average transmittance of light incident at 0° is 85% or more.

また、近赤外線カットフィルタ10は、透過帯における光の0°入射時の透過率の最小値と40°入射時の透過率の最小値との差(0°入射時の最小透過率-40°入射時の最小透過率)が5%以下であることが好ましい。これにより、高入射角で光が入射した場合の斜入射リップルの発生を著しく抑制することができる。 The near-infrared cut filter 10 also measures the difference between the minimum transmittance at 0° incidence and the minimum transmittance at 40° incidence (minimum transmittance at 0° incidence −40° The minimum transmittance at the time of incidence) is preferably 5% or less. As a result, it is possible to significantly suppress the occurrence of oblique incidence ripples when light is incident at a high incident angle.

入射角度θで入射した光の平均透過率及び最小透過率は、例えば、近赤外線カットフィルタ10の分光透過率を、分光光度計を用いて測定して算出することができる。具体的には、平均透過率は、所定の波長範囲での透過率の測定値の相加平均として算出することができる。また、最小透過率は所定の波長範囲の透過率の最小値として測定することができる。 The average transmittance and minimum transmittance of light incident at the incident angle θ can be calculated, for example, by measuring the spectral transmittance of the near-infrared cut filter 10 using a spectrophotometer. Specifically, the average transmittance can be calculated as the arithmetic mean of the transmittance measurements over a given wavelength range. Also, the minimum transmittance can be measured as the minimum value of transmittance in a predetermined wavelength range.

以上説明した実施形態の近赤外線カットフィルタによれば、比較的少ない光学多層膜の層数で高入射角の光による斜入射リップルを抑制することができる。 According to the near-infrared cut filter of the embodiment described above, it is possible to suppress the oblique incident ripple caused by light with a high incident angle with a relatively small number of optical multilayer films.

次に実施例を参照して具体的に説明する。なお、以下に述べる各物質の屈折率は、波長500nmにおける屈折率をいうものである。 Next, specific description will be given with reference to examples. Note that the refractive index of each substance described below refers to the refractive index at a wavelength of 500 nm.

(実施例1)
本実施例に係る近赤外線カットフィルタは、透明基板(近赤外線吸収ガラス、板厚0.3mm、商品名:NF-50、AGCテクノグラス社製)と、透明基板の一方の面に設けられた光学多層膜とを備える。この光学多層膜は、上記透明基板表面側から、[ML]^k1の構造の光学多層膜と[HL]^m1の構造の光学多層膜を順に積層した構造である。また、透明基板の他方の面に、[HL]^m2からなる光学多層膜(反射防止膜)を備える。なお、上記透明基板表面側から第1層、第2層、第57層~第60層は、[ML]^k1の構造の膜と[HL]^m1の構造の膜のいずれにも属さない調整層である。
各光学多層膜が形成する阻止帯の中心波長は、各層の阻止帯の中心波長の平均値である。
各光学多層膜が形成する阻止帯の幅は、透過率が30%となる最大波長と最小波長との差である。
(Example 1)
The near-infrared cut filter according to this example was provided on a transparent substrate (near-infrared absorbing glass, plate thickness 0.3 mm, trade name: NF-50, manufactured by AGC Techno Glass Co., Ltd.) and one surface of the transparent substrate. and an optical multilayer film. This optical multilayer film has a structure in which an optical multilayer film having a structure of [ML] ̂k1 and an optical multilayer film having a structure of [H 1 L] ̂m1 are laminated in this order from the transparent substrate surface side. Also, an optical multilayer film (antireflection film) made of [H 2 L] ̂m2 is provided on the other surface of the transparent substrate. The first layer, the second layer, and the 57th to 60th layers from the transparent substrate surface side may be either a film having a structure of [ML] ̂k1 or a film having a structure of [H 1 L] ̂m1 . It is a coordination layer that does not belong to.
The center wavelength of the stopband formed by each optical multilayer film is the average value of the center wavelength of the stopband of each layer.
The width of the stopband formed by each optical multilayer film is the difference between the maximum wavelength and the minimum wavelength at which the transmittance is 30%.

[ML]^k1は、中屈折率膜Mが酸化ジルコニウム(ZrO、屈折率:2.058)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)であり、k1が18、合計36層の繰り返し積層構造である。[ML]^k1の阻止帯の中心波長は1038.6nmであり、阻止帯の幅は100nm~300nmの範囲内である。 In [ML]^ k1 , the medium refractive index film M is zirconium oxide (ZrO 2 , refractive index: 2.058), the low refractive index film L is silicon oxide (SiO 2 , refractive index: 1.483), and k1 is a repeated laminated structure of 18 layers, totaling 36 layers. The center wavelength of the stopband of [ML]^ k1 is 1038.6 nm and the width of the stopband is in the range of 100 nm to 300 nm.

[HL]^m1は、高屈折率膜Hが酸化タンタル(Ta、屈折率:2.211)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)からなる、m1が9、合計18層の繰り返し積層構造である。[HL]^m1の阻止帯の中心波長は815.7nmであり、阻止帯の幅は100nm~300nmの範囲内である。 In [H 1 L] m1 , the high refractive index film H 1 is tantalum oxide (Ta 2 O 5 , refractive index: 2.211), and the low refractive index film L is silicon oxide (SiO 2 , refractive index: 1.483 ), m1 is 9, and a total of 18 layers are repeatedly laminated. The center wavelength of the stopband of [H 1 L] m1 is 815.7 nm and the width of the stopband is in the range of 100 nm to 300 nm.

他方の面に設けられた光学多層膜([HL]^m2)は、高屈折率膜Hが酸化チタン(TiO、屈折率:2.467)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)からなる、m2が3で、合計6層の繰り返し積層構造である。 In the optical multilayer film ([H 2 L]^ m 2 ) provided on the other surface, the high refractive index film H 2 is titanium oxide (TiO 2 , refractive index: 2.467), and the low refractive index film L is silicon oxide. (SiO 2 , refractive index: 1.483), m2 is 3, and a total of 6 layers are repeatedly stacked.

上記の近赤外線カットフィルタの透明基板の一方の面に設けられた光学多層膜([ML]^k1と[HL]^m1)の構成を表1に示す。また、近赤外線カットフィルタの透明基板の他方の面に設けられた光学多層膜([HL]^m2)の構成を表2に示す。表1および表2において、膜層数は透明基板側からの層の序数であり、膜厚は物理膜厚を示す。また、λ=4×nd×cosθ(λ:中心波長、n:屈折率、d:物理膜厚、θ:光の入射角度)の式を用いて、各層の中心波長を算出した。
この近赤外線カットフィルタについて、光学多層膜([ML]^k1と[HL]^m1)側から入射した光の、入射角0°及び40°における光学特性を、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。結果を図3に示す。
Table 1 shows the configuration of the optical multilayer films ([ML] ̂k1 and [ H1L ] ̂m1 ) provided on one side of the transparent substrate of the near-infrared cut filter. Table 2 shows the configuration of the optical multilayer film ([H 2 L] ̂m2 ) provided on the other surface of the transparent substrate of the near-infrared cut filter. In Tables 1 and 2, the film layer number is the ordinal number of layers from the transparent substrate side, and the film thickness indicates the physical film thickness. Also, the central wavelength of each layer was calculated using the formula λ=4×nd×cos θ (λ: central wavelength, n: refractive index, d: physical film thickness, θ: incident angle of light).
For this near-infrared cut filter, the optical characteristics of light incident from the optical multilayer film ([ML] ^ k1 and [H 1 L] ^ m1 ) sides at incident angles of 0° and 40° were measured using optical thin film simulation software (TFCalc , Software Spectra). The results are shown in FIG.

Figure 0007326738000001
Figure 0007326738000001

Figure 0007326738000002
Figure 0007326738000002

なお、図3より、本実施例の近赤外線カットフィルタは、0°で入射した光に対して、430~600nmの波長範囲に平均透過率が85%以上となる透過帯と、透過帯の近赤外側に、750~1000nmの波長範囲において平均透過率が5%以下の領域の阻止帯とを有すると算出される。 As can be seen from FIG. 3, the near-infrared cut filter of this example has a transmission band in which the average transmittance is 85% or more in the wavelength range of 430 to 600 nm with respect to light incident at 0°, and a transmission band near the transmission band. It is calculated to have a stopband in the region of an average transmittance of 5% or less in the wavelength range of 750 to 1000 nm in the infrared region.

(実施例2)
本実施例に係る近赤外線カットフィルタは、実施例1にて用いたものと同様の透明基板と、透明基板の一方の面に設けられた光学多層膜とを備える。光学多層膜は、上記透明基板表面側から、[ML]^k2の構造の膜と[HL]^m3の構造の膜を順に積層した構造である。なお、上記透明基板表面側から第1層、第2層、第57層、第58層は、[ML]^k2の構造の膜と[HL]^m3の構造の膜のいずれにも属さない調整層である。上記の近赤外線カットフィルタの透明基板の一方の面に設けられた光学多層膜の構成を表3に示す。また、透明基板の他方の面には実施例1にて用いたものと同様の光学多層膜([HL]^m2からなる反射防止膜)を備える。この近赤外線カットフィルタについて、光学多層膜([ML]^k2と[[HL]^m3)側から入射した光の、入射角0°、40°における光学特性を、光学薄膜シミュレーションソフト(TFCalc、Software Spectra社製)を用いて検証によって測定した。結果をそれぞれ図4に示す。
(Example 2)
A near-infrared cut filter according to this example includes a transparent substrate similar to that used in Example 1, and an optical multilayer film provided on one surface of the transparent substrate. The optical multilayer film has a structure in which a film having a structure of [ML] ̂k2 and a film having a structure of [H 2 L] ̂m3 are laminated in order from the transparent substrate surface side. The first layer, second layer, 57th layer, and 58th layer from the surface side of the transparent substrate may be either a film having a structure of [ML] ̂k2 or a film having a structure of [H 2 L] ̂m3 . It is a coordination layer that does not belong to. Table 3 shows the configuration of the optical multilayer film provided on one surface of the transparent substrate of the near-infrared cut filter. Further, the other surface of the transparent substrate is provided with the same optical multilayer film (anti-reflection film made of [H 2 L]̂m 2 ) as used in Example 1. For this near-infrared cut filter, the optical characteristics of light incident from the optical multilayer film ([ML] ^ k2 and [[H 2 L] ^ m3 ) sides at incident angles of 0° and 40° were calculated using optical thin film simulation software ( It was measured by verification using TFCalc, manufactured by Software Spectra). The results are shown in FIG. 4, respectively.

[ML]^k2は、中屈折率膜Mが酸化ジルコニウム(ZrO、屈折率:2.058)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)であり、k2が19、合計38層の繰り返し積層構造である。[ML]^k2の阻止帯の中心波長は1064.3nmであり、阻止帯の幅は100nm~300nmの範囲内である。 In [ML]^ k2 , the medium refractive index film M is zirconium oxide (ZrO 2 , refractive index: 2.058), the low refractive index film L is silicon oxide (SiO 2 , refractive index: 1.483), and k2 is 19, which is a repeated laminated structure of 38 layers in total. The center wavelength of the stopband of [ML]^ k2 is 1064.3 nm and the width of the stopband is in the range of 100 nm to 300 nm.

[HL]^m3は、高屈折率膜Hが酸化チタン(TiO、屈折率:2.467)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)からなる、m3が8、合計16層の繰り返し積層構造である。[HL]^m3の阻止帯の中心波長は800.1nmであり、阻止帯の幅は100nm~300nmの範囲内である。 [H 2 L]^ m3 is composed of titanium oxide (TiO 2 , refractive index: 2.467) as the high refractive index film H 2 and silicon oxide (SiO 2 , refractive index: 1.483) as the low refractive index film L. m3 is 8, a total of 16 layers of repeated laminated structure. The center wavelength of the stopband of [H 2 L] m3 is 800.1 nm, and the width of the stopband is in the range of 100 nm to 300 nm.

Figure 0007326738000003
Figure 0007326738000003

なお、図4より、本実施例の近赤外線カットフィルタは、0°で入射した光に対して、430~600nmの波長範囲に平均透過率が85%以上となる透過帯と、透過帯の近赤外側に、750~1000nmの波長範囲において平均透過率が5%以下の領域の阻止帯とを有すると算出される。 As can be seen from FIG. 4, the near-infrared cut filter of this example has a transmission band in which the average transmittance is 85% or more in the wavelength range of 430 to 600 nm with respect to light incident at 0°, and a transmission band near the transmission band. It is calculated to have a stopband in the region of an average transmittance of 5% or less in the wavelength range of 750 to 1000 nm in the infrared region.

(実施例3)
本実施例に係る近赤外線カットフィルタは、実施例1にて用いたものと同様の透明基板と、透明基板の一方の面に[HL]^m4の構造の光学多層膜と、その上に紫外線カットフィルタを備える。なお、上記透明基板の一方の面における基板表面側から第1層~第6層は、[HL]^m4の構造の膜に属さない調整層である。また、他方の面に[ML]^k3の構造の光学多層膜を備える。なお、上記透明基板の他方の面における基板表面側から第1層~第6層、第43層~第46層は、[ML]^k3の構造の膜に属さない調整層である。上記の近赤外線カットフィルタの透明基板の一方の面に設けられた光学多層膜([HL]^m4)の構成を表4に、他方の面に設けられた光学多層膜([ML]^k3)の構成を表5に示す。この近赤外線カットフィルタについて、光学多層膜([HL]^m4)側から入射した光の、入射角0°、40°における光学特性を、光学薄膜シミュレーションソフト(TFCalc、Software Spectra社製)を用いて検証によって測定した。結果をそれぞれ図5に示す。
(Example 3)
The near-infrared cut filter according to this example includes a transparent substrate similar to that used in Example 1, an optical multilayer film having a structure of [H 2 L]^ m4 on one surface of the transparent substrate, and equipped with an ultraviolet cut filter. Note that the first to sixth layers from the substrate surface side on one surface of the transparent substrate are adjustment layers that do not belong to the film having the structure of [H 2 L] ̂m4 . Also, an optical multilayer film having a structure of [ML] ̂k3 is provided on the other surface. Note that the 1st to 6th layers and the 43rd to 46th layers from the substrate surface side on the other surface of the transparent substrate are adjustment layers that do not belong to the film having the structure of [ML]^ k3 . Table 4 shows the configuration of the optical multilayer film ([H 2 L]^ m4 ) provided on one side of the transparent substrate of the near-infrared cut filter, and the optical multilayer film ([ML] ^ k3 ) is shown in Table 5. For this near-infrared cut filter, the optical characteristics of light incident from the optical multilayer film ([H 2 L]^ m 4 ) side at incident angles of 0° and 40° were measured using optical thin film simulation software (TFCalc, manufactured by Software Spectra). was measured by verification using The results are shown in FIG. 5, respectively.

[HL]^m4は、高屈折率膜Hが酸化チタン(TiO、屈折率:2.467)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)からなる、m4が8、合計16層の繰り返し積層構造である。[HL]^m4の阻止帯の中心波長は795.3nmであり、阻止帯の幅は255nmである。なお、紫外線カットフィルタの阻止帯の中心波長は、330.6nmである。 In [H 2 L] m4 , the high refractive index film H is made of titanium oxide (TiO 2 , refractive index: 2.467), and the low refractive index film L is made of silicon oxide (SiO 2 , refractive index: 1.483). , m4 is 8, and a total of 16 layers are repeatedly laminated. The center wavelength of the stopband of [H 2 L] m4 is 795.3 nm and the width of the stopband is 255 nm. The center wavelength of the blocking band of the ultraviolet cut filter is 330.6 nm.

[ML]^k3は、中屈折率膜Mが酸化ジルコニウム(ZrO、屈折率:2.058)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)であり、k3が18、合計36層の繰り返し積層構造である。[ML]^k3の阻止帯の中心波長は1039.7nmであり、阻止帯の幅は100nm~300nmの範囲内である。 In [ML]^ k3 , the medium refractive index film M is zirconium oxide (ZrO 2 , refractive index: 2.058), the low refractive index film L is silicon oxide (SiO 2 , refractive index: 1.483), and k3 is a repeated laminated structure of 18 layers, totaling 36 layers. The center wavelength of the stopband of [ML]^ k3 is 1039.7 nm and the width of the stopband is in the range of 100 nm to 300 nm.

Figure 0007326738000004
Figure 0007326738000004

Figure 0007326738000005
Figure 0007326738000005

なお、図5より、本実施例の近赤外線カットフィルタは、0°で入射した光に対して、430~600nmの波長範囲に平均透過率が85%以上となる透過帯と、透過帯の近赤外側に、750~1000nmの波長範囲において平均透過率が5%以下の領域の阻止帯とを有すると算出される。 As can be seen from FIG. 5, the near-infrared cut filter of this example has a transmission band in which the average transmittance is 85% or more in the wavelength range of 430 to 600 nm with respect to light incident at 0°, and a transmission band near the transmission band. It is calculated to have a stopband in the region of an average transmittance of 5% or less in the wavelength range of 750 to 1000 nm in the infrared region.

(比較例)
比較例に係る近赤外線カットフィルタは、実施例1にて用いたものと同様の透明基板と、透明基板の一方の面に[HL]^の構造の光学多層膜、他方の面に[HL]^の構造の光学多層膜(反射防止膜)を備える。両面の光学多層膜は、それぞれ、膜を構成する高屈折率膜Hと低屈折率膜Lの材料が同じで膜総数が異なる。上記の近赤外線カットフィルタの透明基板の一方の面に設けられた光学多層膜の構成を表6に、他方の面に設けられた光学多層膜の構成を表7に示す。この近赤外線カットフィルタについて、光学多層膜([HL]^)側から入射した光の、入射角0°及び40°における光学特性を、光学薄膜シミュレーションソフト(TFCalc、Software Spectra社製)を用いて検証によって測定した。結果をそれぞれ図6に示す。
(Comparative example)
The near-infrared cut filter according to the comparative example includes a transparent substrate similar to that used in Example 1, an optical multilayer film having a structure of [H 2 L] ^ x on one surface of the transparent substrate, and An optical multilayer film (antireflection film) having a structure of [H 2 L] ̂z is provided. In the optical multilayer films on both sides, the materials of the high refractive index film H2 and the low refractive index film L constituting the films are the same, but the total number of films is different. Table 6 shows the structure of the optical multilayer film provided on one surface of the transparent substrate of the near-infrared cut filter, and Table 7 shows the structure of the optical multilayer film provided on the other surface. For this near-infrared cut filter, the optical characteristics of light incident from the optical multilayer film ([H 2 L]^ x ) side at incident angles of 0° and 40° were measured using optical thin film simulation software (TFCalc, manufactured by Software Spectra). was measured by verification using The results are shown in FIG. 6, respectively.

[HL]^は、高屈折率膜Hが酸化チタン(TiO、屈折率:2.467)、低屈折率膜Lが酸化珪素(SiO、屈折率:1.483)からなる、xが19、合計38層の繰り返し積層構造である。 [H 2 L]^ x is composed of titanium oxide (TiO 2 , refractive index: 2.467) for the high refractive index film H 2 and silicon oxide (SiO 2 , refractive index: 1.483) for the low refractive index film L. , x is 19, and a total of 38 layers are repeatedly stacked.

[HL]^は、zが3、合計6層の繰り返し積層構造である。 [H 2 L] ̂z is a repeated laminated structure with z being 3 and a total of 6 layers.

Figure 0007326738000006
Figure 0007326738000006

Figure 0007326738000007
Figure 0007326738000007

実施例1~3及び比較例の近赤外線カットフィルタの光学特性を表8に示す。光学特性としては、波長430nm~600nmにおける光の0°入射時の平均透過率と40°入射時の平均透過率との差(0°入射時の平均透過率-40°入射時の平均透過率)、波長430nm~600nmにおける光の0°入射時の最小透過率と40°入射時の最小透過率との差(0°入射時の最小透過率-40°入射時の最小透過率)である。 Table 8 shows the optical properties of the near-infrared cut filters of Examples 1 to 3 and Comparative Example. As an optical characteristic, the difference between the average transmittance at 0° incidence and the average transmittance at 40° incidence of light with a wavelength of 430 nm to 600 nm (average transmittance at 0° incidence - average transmittance at 40° incidence ), the difference between the minimum transmittance at 0° incidence and the minimum transmittance at 40° incidence of light at a wavelength of 430 nm to 600 nm (minimum transmittance at 0° incidence - minimum transmittance at 40° incidence). .

Figure 0007326738000008
Figure 0007326738000008

表8に示されるように、本実施例の近赤外線カットフィルタは、比較例の近赤外線カットフィルタに比べて、可視光透過帯において0°入射光と40°入射光との平均透過率の差が極めて少なく、比較的少ない層数の光学多層膜を用い、高入射角の光による斜入射リップルを抑制できることがわかる。 As shown in Table 8, the near-infrared cut filter of this example has a difference in average transmittance between 0° incident light and 40° incident light in the visible light transmission band, compared to the near-infrared cut filter of the comparative example. is extremely small, and an optical multilayer film having a relatively small number of layers can be used to suppress oblique incident ripples due to light at a high incident angle.

本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、2017年12月28日出願の日本特許出願2017-253468に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-253468 filed on December 28, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.

10…近赤外線カットフィルタ、11…透明基板、12…第1の光学多層膜、13…第2の光学多層膜、L…低屈折率膜、M…中屈折率膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Near-infrared cut filter, 11... Transparent substrate, 12... First optical multilayer film, 13... Second optical multilayer film, L... Low refractive index film, M... Medium refractive index film.

Claims (8)

透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方の主面上に設けられた第1の光学多層膜とを備える近赤外線カットフィルタであって、
前記第1の光学多層膜は、
波長500nmにおける屈折率が1.8以上2.21以下の中屈折率膜と、波長500nmにおける屈折率が1.45以上1.49以下の低屈折率膜とが交互に積層されてなり、
前記中屈折率膜と前記低屈折率膜の組み合わせ単位を5以上35以下の数で有し、
前記第1の光学多層膜は、0°で入射した光の透過が制限される波長範囲の中心波長が890nm以上1200nm以下であり、その波長範囲の幅が100nm以上300nm以下であり、
前記近赤外線カットフィルタは、前記透明基板の少なくとも一方の主面上に第2の光学多層膜を備え、
前記第2の光学多層膜は、波長500nmにおける屈折率が2.21を超え2.8以下の高屈折率膜と、前記低屈折率膜とが互いに交互に積層されてなり、
前記高屈折率膜と前記低屈折率膜の組み合わせ単位を3以上30以下の数で有し、
前記第2の光学多層膜は、0°で入射した光の透過が制限される波長範囲の中心波長が700nm以上890nm未満であり、その波長範囲の幅が100nm以上300nm以下であり、
前記近赤外線カットフィルタは、0°で入射した光に対して、波長430nm~600nmの範囲に光を透過する透過帯を有し、波長750nm~1000nmの範囲に光の透過を制限する阻止帯を有し、
前記波長430nm~600nmの範囲に光を透過する透過帯における0°で入射した光の平均透過率と40°で入射した光の平均透過率との差(0°で入射した光の平均透過率-40°で入射した光の平均透過率)が3%以下である、
ことを特徴とする近赤外線カットフィルタ。
A near-infrared cut filter comprising a transparent substrate and a first optical multilayer film provided on at least one main surface of the transparent substrate,
The first optical multilayer film is
A medium refractive index film having a refractive index of 1.8 to 2.21 at a wavelength of 500 nm and a low refractive index film having a refractive index of 1.45 to 1.49 at a wavelength of 500 nm are alternately laminated,
having a combination unit of the medium refractive index film and the low refractive index film in a number of 5 or more and 35 or less,
In the first optical multilayer film, the center wavelength of the wavelength range in which the transmission of light incident at 0° is restricted is 890 nm or more and 1200 nm or less, and the width of the wavelength range is 100 nm or more and 300 nm or less;
The near-infrared cut filter comprises a second optical multilayer film on at least one main surface of the transparent substrate,
The second optical multilayer film is formed by alternately laminating a high refractive index film having a refractive index of more than 2.21 and 2.8 or less at a wavelength of 500 nm and the low refractive index film,
Having a combination unit of the high refractive index film and the low refractive index film in a number of 3 or more and 30 or less,
In the second optical multilayer film, the center wavelength of the wavelength range in which the transmission of light incident at 0° is restricted is 700 nm or more and less than 890 nm, and the width of the wavelength range is 100 nm or more and 300 nm or less,
The near-infrared cut filter has a transmission band that transmits light in a wavelength range of 430 nm to 600 nm for light incident at 0°, and a stop band that limits light transmission in a wavelength range of 750 nm to 1000 nm. have
The difference between the average transmittance of light incident at 0° and the average transmittance of light incident at 40° in the transmission band that transmits light in the wavelength range of 430 nm to 600 nm (average transmittance of light incident at 0° The average transmittance of light incident at -40°) is 3% or less,
A near-infrared cut filter characterized by:
前記波長430nm~600nmの範囲に光を透過する透過帯は、0°で入射した光の平均透過率が85%以上である請求項1に記載の近赤外線カットフィルタ。 2. The near-infrared cut filter according to claim 1, wherein the transmission band for transmitting light in the wavelength range of 430 nm to 600 nm has an average transmittance of 85% or more for light incident at 0°. 前記低屈折率膜は、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム及びフッ化イットリウムから選ばれる1種以上の化合物、又はこれらの化合物の1種以上を含む混合物からなり、前記中屈折率膜は、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、ランタンチタン酸塩、硫化亜鉛、酸化チタン及び酸化アルミニウムから選ばれる1種以上の化合物、又はこれらの化合物の1種以上を含む混合物からなる請求項1または請求項2に記載の近赤外線カットフィルタ。 The low refractive index film is made of one or more compounds selected from silicon oxide, magnesium fluoride, calcium fluoride and yttrium fluoride, or a mixture containing one or more of these compounds, and the medium refractive index film is , zirconium oxide, tantalum oxide, yttrium oxide, lanthanum titanate, zinc sulfide, titanium oxide and aluminum oxide, or a mixture containing one or more of these compounds. Item 3. The near-infrared cut filter according to item 2. 前記高屈折率膜は酸化タンタル、酸化チタン及び酸化ニオブから選ばれる1種以上の化合物、又はこれらの化合物の1種以上を含む混合物からなる請求項1または請求項2に記載の近赤外線カットフィルタ。 3. The near-infrared cut filter according to claim 1, wherein the high refractive index film comprises one or more compounds selected from tantalum oxide, titanium oxide and niobium oxide, or a mixture containing one or more of these compounds. . 前記第1の光学多層膜及び第2の光学多層膜の少なくとも1種を、複数有する請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。 The near-infrared cut filter according to any one of claims 1 to 4, comprising a plurality of at least one of the first optical multilayer film and the second optical multilayer film. 前記透明基板は、ガラス、ガラスセラミックス、水晶、樹脂及びサファイアから選ばれる1つ以上の材料からなる請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。 The near-infrared cut filter according to any one of claims 1 to 5, wherein the transparent substrate is made of one or more materials selected from glass, glass ceramics, crystal, resin and sapphire. 前記透明基板は、近赤外領域の波長の光を吸収する性質を有する請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。 The near-infrared cut filter according to any one of claims 1 to 6, wherein the transparent substrate has a property of absorbing light with a wavelength in the near-infrared region. 前記第1の光学多層膜と第2の光学多層膜の合計層数は90層以下である請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の近赤外線カットフィルタ。 8. The near-infrared cut filter according to claim 1 , wherein the total number of layers of said first optical multilayer film and said second optical multilayer film is 90 layers or less.
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