JP4404568B2 - 赤外線カットフィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子等を備えた撮像機器に用いられる赤外線カットフィルタおよびその製造方法に関し、詳しくは、光学多層膜を用いた反射タイプの赤外線カットフィルタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の視覚が波長７００ナノメートル（以下、ｎｍと表記する）程度を超える赤外線を感じない感度特性であるのに対し、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)は波長１１００ｎｍ程度までの赤外線を感じる感度特性を有する。そのため、ＣＣＤなどの固体撮像素子等を備えた撮像機器には、赤外線カットフィルタが用いられている。この赤外線カットフィルタは、可視光を透過するとともに、赤外線の透過を抑制する特性を有する。これによって、撮像機器は、ＣＣＤ等による赤外線の撮像を抑制し、人間の視覚の感度特性に近い画像を得ることができる。
【０００３】
赤外線カットフィルタとしては、吸収タイプと反射タイプとがある。このうち吸収タイプの赤外線カットフィルタは、赤外線を吸収する金属イオンをガラスに含有させたものである。この吸収タイプは、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する。この透過率特性によって、人間の視覚の感度特性に近い自然な色再現が可能であるが、良好な透過率特性を得るためには、ガラスの厚さを所定の厚み以上にする必要があり、撮像機器のコンパクト化を困難にしていた。
【０００４】
一方、反射タイプの赤外線カットフィルタは、赤外線を反射する光学多層膜をガラスに成膜したものである。この反射タイプは、撮像機器が備える他の光学部品に多層膜をコーティングすることによって実現でき、多層膜の厚さも薄いため、撮像機器をコンパクトにすることは容易である。しかし、通常の光学多層膜フィルタは、透過帯域から不透過帯域にかけて透過率が急減する透過率特性であるため、人間の視覚の感度特性に近い自然な色再現が困難であるという問題があった。
【０００５】
従来、かかる透過率特性の問題を解決した反射タイプの赤外線カットフィルタが知られている。この赤外線カットフィルタは、３４層以上で構成された光学多層膜の各層をそれぞれ所定の光学膜厚で成膜することによって、吸収タイプの赤外線カットフィルタと同様に波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する。
【０００６】
下記文献には、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する反射タイプの赤外線カットフィルタが記載されている。
【特許文献１】
特開２０００−３１４８０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる反射タイプの赤外線カットフィルタは、３４層以上と多くの薄膜の層によって光学多層膜を構成する必要がある。そのため、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが、光学多層膜全体としての透過率特性に与える影響が大きくなってしまう。その結果、安定した透過率特性を有する製品を製造することが困難であった。したがって、かかる赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストが増加してしまう問題があった。
【０００８】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる反射タイプの赤外線カットフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記した課題を解決するため、本発明の赤外線カットフィルタは、高屈折率材料から成る高屈折率薄膜と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜とが交互に複数積層された多層膜を、透明基板上に成膜した赤外線カットフィルタであって、
前記多層膜は、１６以上３２以下の前記薄膜の層から構成され、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層は、前記高屈折率薄膜であり、
前記多層膜の最終層は、前記低屈折率薄膜であり、
設計波長λを７５０ナノメートルとするとき、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜され、
前記多層膜の前記透明基板側から第３層ないし所定の層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜され、
前記所定の層と前記最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜され、
前記最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜され、
前記所定の層は、前記多層膜の前記透明基板側から第６層または第７層であることを特徴とする。
【００１０】
かかる赤外線カットフィルタによれば、１６層以上３２層以下の光学多層膜によっても、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を得ることができる。そのため、光学薄膜を３４層以上積層していた従来の赤外線カットフィルタと比べて、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが透過率特性に与える影響を抑制することができる。その結果、安定した製品を製造する困難性を緩和することができる。したがって、赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる。また、所定の層を、多層膜の透明基板側から第６層または第７層とすることによって、人間の視覚により近い透過率特性を得ることができる。
【００１１】
上記の構成を有する本発明の赤外線カットフィルタは、以下の態様を採ることもできる。
【００１２】
また、中間屈折率材料から成る中間屈折率薄膜を、前記透明基板と前記多層膜との間に設けても良い。かかる赤外線カットフィルタによれば、剥離材を用いて透明基板と多層膜とを容易に剥離することができる。その結果、多層膜の成膜を失敗した場合であっても、再成膜を容易に行うことができる。また、透明基板と多層膜との密着性を向上させることができる。また、透明基板と第１層の高屈折率薄膜との屈折率差に起因する可視帯域における透過率のリップルを抑制することができる。
【００１３】
また、前記高屈折率薄膜は、ＴｉＯ2から成り、前記低屈折率薄膜は、ＳｉＯ2またはＭｇＦ2から成るとしても良い。また、前記中間屈折率薄膜は、Ａｌ2Ｏ3から成るとしても良い。これらの材料の成膜技術は、一般に知られ実施されている。そのため、特殊な成膜技術を用いることなく既存設備を利用して製造することができる。
【００１４】
また、本発明の赤外線カットフィルタの製造方法は、高屈折率材料から成る高屈折率薄膜と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜とが交互に複数積層された多層膜を、透明基板上に成膜した赤外線カットフィルタの製造方法であって、
１６以上３２以下の前記多層膜を構成する前記薄膜を、前記透明基板上に積層する工程であって、設計波長λを７５０ナノメートルとするとき、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層を、（λ／４）以上の光学膜厚の高屈折率薄膜で成膜し、
前記多層膜の前記透明基板側から第２層を、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜し、
前記多層膜の前記透明基板側から第３層ないし所定の層を、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜し、
前記所定の層と、前記多層膜の前記透明基板側から最終層との間の層を、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜し、
前記最終層を、（λ／４）以下の光学膜厚の低屈折率薄膜で成膜し、
前記所定の層を、前記多層膜の前記透明基板側から第６層または第７層とする、工程を備えることを特徴とする。
【００１５】
かかる赤外線カットフィルタの製造方法によれば、１６層以上３２層以下の多層膜を成膜することによって、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する赤外線カットフィルタを製造することができる。そのため、光学薄膜を３４層以上積層していた従来の赤外線カットフィルタと比べて、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが透過率特性に与える影響を抑制することができる。その結果、安定した製品を製造する困難性を緩和することができる。したがって、赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成及び作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用した赤外線カットフィルタの一実施形態について説明する。
【００１７】
はじめに、本発明の一形態である第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０について説明する。図１は、第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の概略構成を示す説明図である。赤外線カットフィルタ１０は、高屈折率材料から成る高屈折率薄膜２１０と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜２２０とが交互に複数積層された多層膜２００を、ガラス基板１００上に成膜して構成されている。この多層膜２００は、１６以上２６以下のこれらの薄膜の層から構成されている。ガラス基板１００側から数えて多層膜２００の第１層は高屈折率薄膜２１０であり、最終層（図１に示す第ｎ層）は低屈折率薄膜２２０である。即ち、多層膜２００は、１６以上３２以下の偶数の層から構成され、これらの層のうち、奇数層が高屈折率薄膜２１０であり、偶数層が低屈折率薄膜２２０である。以下の説明では、多層膜２００を構成する薄膜の層を、ガラス基板１００側から順に第１層，第２層，・・・，最終層という。
【００１８】
ガラス基板１００は、透明な水晶である。なお、このガラス基板１００は、光学ローパスフィルタなどの光学部品であっても良い。高屈折率薄膜２１０には、高屈折率材料として二酸化チタン（ＴｉＯ2）が用いられている。低屈折率薄膜２２０には、低屈折率材料として二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）が用いられている。
【００１９】
次に、第１ないし第６の実施例における多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚について説明する。図２は、第１の実施例における１６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図３は、第２の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図４は、第３の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図５は、第４の実施例における２２層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図６は、第５の実施例における２４層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図７は、第６の実施例における２６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図２ないし図７には、多層膜２００を構成する薄膜の層ごとに、「層」，「材料」，「光学膜厚」が示されている。この「光学薄膜」の値は、各層の内部での光の波長を１とした場合の厚さを示す。
【００２０】
図２ないし図７に示す多層膜２００を構成する各薄膜は、設計波長λを７５０ｎｍとして、（λ／４）を中心とした光学膜厚で成膜されている。多層膜２００の第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学薄膜で成膜されている。第３層ないし所定の層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。この所定の層は、図４に示す第３実施例における２０層の多層膜２００では第７層であり、第３実施例を除く多層膜２００では第６層である。この所定の層と最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜されている。最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。なお、各層の物理的な膜厚は、「（設計波長λ）×（光学膜厚）／（薄膜の材料の屈折率）」で表される。ここで、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の屈折率は、「約2.3」であり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の屈折率は、「約1.46」であることが知られている。
【００２１】
次に、第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性について説明する。図８は、第１ないし第６の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。図８は、横軸に光の波長をとり、縦軸に透過率をとる。図８中の曲線Ｌａ〜Ｌｆは、図２ないし図７に示した多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す。図８中の曲線Ｌｇは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性を示す。即ち、曲線Ｌｇは、人間の視覚の感度特性に近い自然な色再現をする上で理想的な透過率特性を示す。
【００２２】
図８に示すように、それぞれの赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌａ〜Ｌｆは、波長帯域４００〜５５０ｎｍで透過率が９０％以上である。波長帯域５５０〜７５０ｎｍで透過率が漸減して、波長帯域７５０〜１０５０ｎｍで透過率がほぼ１０％以下に収まる。このように、第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌａ〜Ｌｆは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性Ｌｇとほぼ同様の特性を有する。なお、図８から明らかな通り、より多くの薄膜の層で構成した多層膜２００ほど、透過率特性のリップルを抑制することができる。
【００２３】
以上説明した第１ないし第６の実施例の赤外線カットフィルタ１０によれば、１６層以上２６層以下の多層膜２００によっても、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を得ることができる。そのため、光学薄膜を３４層以上積層していた従来の赤外線カットフィルタと比べて、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが透過率特性に与える影響を抑制することができる。その結果、安定した製品を製造する困難性を緩和することができる。したがって、赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる。なお、第１ないし第６の実施例では、１６層以上２６層以下の多層膜２００を示したが、２８層以上３２層以下の多層膜２００についても、同様の透過率特性を得ることができる。また、各層の光学膜厚の値は、図２ないし図７に示した値に限るものではなく、得ようとする透過率特性や製造効率などを考慮して、前述した各層の膜厚の条件範囲で種々の変更が可能である。
【００２４】
次に、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０について説明する。第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０は、低屈折率薄膜２２０に低屈折率材料としてフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）が用いられている点が第２および第３の実施例と異なり、その他の構成は同様である。第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の概略構成は、前述の図１に示した通りである。高屈折率薄膜２１０には、高屈折率材料として二酸化チタン（ＴｉＯ2）が用いられている。低屈折率薄膜２２０には、低屈折率材料として二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）に変えてフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）が用いられている。
【００２５】
次に、第７および第８の実施例における多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚について説明する。図９は、第７の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図１０は、第８の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図９および図１０には、多層膜２００を構成する薄膜の層ごとに、「層」，「材料」，「光学膜厚」が示されている。この「光学薄膜」の値は、各層の内部での光の波長を１とした場合の厚さを示す。
【００２６】
図９および図１０に示す多層膜２００を構成する各薄膜は、設計波長λを７５０ｎｍとして、（λ／４）を中心とした光学膜厚で成膜されている。多層膜２００の第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学薄膜で成膜されている。第３層ないし第６層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。第６層と最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜されている。最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。なお、各層の物理的な膜厚は、「（設計波長λ）×（光学膜厚）／（薄膜の材料の屈折率）」で表される。ここで、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の屈折率は、「約2.3」であり、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）の屈折率は、「約1.38」であることが知られている。
【００２７】
次に、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性について説明する。図１１は、第７および第８の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。図１１は、横軸に光の波長をとり、縦軸に透過率をとる。図１１中の曲線Ｌｈは、図９に示した第７実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０の透過率特性を示す。図１１中の曲線Ｌｉは、図１０に示した第８実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０の透過率特性を示す。図１１中の曲線Ｌｇは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性を示す。
【００２８】
図１１に示すように、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌｈ，Ｌｉは、波長帯域４００〜５５０ｎｍで透過率が９０％以上である。波長帯域５５０〜７５０ｎｍで透過率が漸減して、波長帯域７５０〜１０５０ｎｍで透過率がほぼ１０％以下に収まる。このように、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌｈ，Ｌｉは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性Ｌｇとほぼ同様の特性を有する。
【００２９】
以上説明した第７および第８の実施例の赤外線カットフィルタ１０によれば、第１ないし第６の実施例と同様の効果を奏することができる。なお、第７および第８の実施例においては、１８層および２０層の多層膜２００を示したが、１６層および２２層以上３２層以下の多層膜２００についても、同様の透過率特性を得ることができる。また、各層の光学膜厚の値は、図９および図１０に示した値に限るものではなく、得ようとする透過率特性や製造効率などを考慮して、前述した各層の膜厚の条件範囲で種々の変更が可能である。
【００３０】
次に、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０について説明する。図１２は、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の概略構成を示す説明図である。第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０は、ガラス基板１００と多層膜２００との間に中間屈折率材料から成る中間屈折率薄膜３００を設けた点が、第３の実施例における赤外線カットフィルタ１０と異なり、その他の構成は同様である。中間屈折率薄膜３００には、中間屈折率材料として酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が用いられている。
【００３１】
次に、第９の実施例における多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚について説明する。図１３は、第９の実施例における１層の中間屈折率薄膜３００と２０層の多層膜２００とを構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図１３には、多層膜２００を構成する薄膜の層ごとに、「層」，「材料」，「光学膜厚」が示されている。この「光学薄膜」の値は、各層の内部での光の波長を１とした場合の厚さを示す。
【００３２】
図１３に示す多層膜２００を構成する各薄膜は、設計波長λを７５０ｎｍとして、（λ／４）を中心とした光学膜厚で成膜されている。中間屈折率薄膜３００は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。多層膜２００の第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学薄膜で成膜されている。第３層ないし第６層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。第６層と最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜されている。最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。なお、各層の物理的な膜厚は、「（設計波長λ）×（光学膜厚）／（薄膜の材料の屈折率）」で表される。ここで、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の屈折率は「約2.3」であり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の屈折率は「約1.46」であり、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の屈折率は「約1.64」であることが知られている。
【００３３】
次に、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性について説明する。図１４は、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性を示す説明図である。図１４は、横軸に光の波長をとり、縦軸に透過率をとる。図１４中の曲線Ｌｃは、図８に示した第３の実施例における２０層の赤外線カットフィルタ１０の透過率特性を示す。図１４中の曲線Ｌｃ＊は、図１３に示した第９の実施例における２１層の赤外線カットフィルタ３０の透過率特性を示す。図１４中の曲線Ｌｇは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性を示す。
【００３４】
図１４に示すように、赤外線カットフィルタ３０の透過率特性Ｌｃ＊は、波長帯域４００〜５５０ｎｍで透過率が９０％以上である。波長帯域５５０〜７５０で透過率が漸減して、波長帯域７５０〜１０５０ｎｍで透過率がほぼ１０％以下に収まる。このように、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性Ｌｃ＊は、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性Ｌｇとほぼ同様の特性を有する。さらに、赤外線カットフィルタ３０の透過率特性Ｌｃ＊は、第３の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌｃと比べて、波長帯域４００〜５５０ｎｍの可視光領域における透過率のリップルが小さい。
【００３５】
以上説明した第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０によれば、第３の実施例と同様の効果を奏する上、ガラス基板１００と第１層の高屈折率薄膜２１０との屈折率差に起因する可視帯域における透過率のリップルを抑制することができる。また、剥離材を用いてガラス基板１００と多層膜２００とを容易に剥離することができる。その結果、多層膜２００の成膜を失敗した場合であっても、再成膜を容易に行うことができる。また、ガラス基板１００と多層膜２００との密着性を向上させることができる。なお、第９の実施例においては、第３の実施例における２０層の赤外線カットフィルタ１０に中間屈折率薄膜３００を設けた構成としたが、１６層以上３２層以下の第１ないし第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０に中間屈折率薄膜３００を設けても、同様の効果を奏することができる。また、各層の光学膜厚の値は、図１３に示した値に限るものではなく、得ようとする透過率特性や製造効率などを考慮して、前述した各層の膜厚の条件範囲で種々の変更が可能である。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。例えば、ガラス基板１００は水晶に限らず、高屈折率材料より屈折率の小さい基板であれば良いし、光学部品と一体化するのではなく、赤外線カットフィルタ単体としても良い。また、高屈折率材料には二酸化チタン（ＴｉＯ2）に限らず、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5），二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）等を用いても良い。また、低屈折率材料には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）等を用いても良い。また、低屈折率材料に代えて中間屈折率材料である酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等を用いても良い。また、これらの材料は、それぞれ単独としてではなく混合物として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】 第１の実施例における１６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図３】 第２の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図４】 第３の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図５】 第４の実施例における２２層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図６】 第５の実施例における２４層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図７】 第６の実施例における２６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図８】 第１ないし第６の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。
【図９】 第７の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図１０】 第８の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図１１】 第７および第８の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。
【図１２】 第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の概略構成を示す説明図である。
【図１３】 第９の実施例における１層の中間屈折率薄膜３００と２０層の多層膜２００とを構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図１４】 第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，３０…赤外線カットフィルタ
１００…ガラス基板
２００…多層膜
２１０…高屈折率薄膜
２２０…低屈折率薄膜
３００…中間屈折率薄膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子等を備えた撮像機器に用いられる赤外線カットフィルタおよびその製造方法に関し、詳しくは、光学多層膜を用いた反射タイプの赤外線カットフィルタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の視覚が波長７００ナノメートル（以下、ｎｍと表記する）程度を超える赤外線を感じない感度特性であるのに対し、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)は波長１１００ｎｍ程度までの赤外線を感じる感度特性を有する。そのため、ＣＣＤなどの固体撮像素子等を備えた撮像機器には、赤外線カットフィルタが用いられている。この赤外線カットフィルタは、可視光を透過するとともに、赤外線の透過を抑制する特性を有する。これによって、撮像機器は、ＣＣＤ等による赤外線の撮像を抑制し、人間の視覚の感度特性に近い画像を得ることができる。
【０００３】
赤外線カットフィルタとしては、吸収タイプと反射タイプとがある。このうち吸収タイプの赤外線カットフィルタは、赤外線を吸収する金属イオンをガラスに含有させたものである。この吸収タイプは、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する。この透過率特性によって、人間の視覚の感度特性に近い自然な色再現が可能であるが、良好な透過率特性を得るためには、ガラスの厚さを所定の厚み以上にする必要があり、撮像機器のコンパクト化を困難にしていた。
【０００４】
一方、反射タイプの赤外線カットフィルタは、赤外線を反射する光学多層膜をガラスに成膜したものである。この反射タイプは、撮像機器が備える他の光学部品に多層膜をコーティングすることによって実現でき、多層膜の厚さも薄いため、撮像機器をコンパクトにすることは容易である。しかし、通常の光学多層膜フィルタは、透過帯域から不透過帯域にかけて透過率が急減する透過率特性であるため、人間の視覚の感度特性に近い自然な色再現が困難であるという問題があった。
【０００５】
従来、かかる透過率特性の問題を解決した反射タイプの赤外線カットフィルタが知られている。この赤外線カットフィルタは、３４層以上で構成された光学多層膜の各層をそれぞれ所定の光学膜厚で成膜することによって、吸収タイプの赤外線カットフィルタと同様に波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する。
【０００６】
下記文献には、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する反射タイプの赤外線カットフィルタが記載されている。
【特許文献１】
特開２０００−３１４８０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる反射タイプの赤外線カットフィルタは、３４層以上と多くの薄膜の層によって光学多層膜を構成する必要がある。そのため、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが、光学多層膜全体としての透過率特性に与える影響が大きくなってしまう。その結果、安定した透過率特性を有する製品を製造することが困難であった。したがって、かかる赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストが増加してしまう問題があった。
【０００８】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる反射タイプの赤外線カットフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記した課題を解決するため、本発明の赤外線カットフィルタは、高屈折率材料から成る高屈折率薄膜と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜とが交互に複数積層された多層膜を、透明基板上に成膜した赤外線カットフィルタであって、
前記多層膜は、１６以上３２以下の前記薄膜の層から構成され、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層は、前記高屈折率薄膜であり、
前記多層膜の最終層は、前記低屈折率薄膜であり、
設計波長λを７５０ナノメートルとするとき、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜され、
前記多層膜の前記透明基板側から第３層ないし所定の層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜され、
前記所定の層と前記最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜され、
前記最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜され、
前記所定の層は、前記多層膜の前記透明基板側から第６層または第７層であることを特徴とする。
【００１０】
かかる赤外線カットフィルタによれば、１６層以上３２層以下の光学多層膜によっても、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を得ることができる。そのため、光学薄膜を３４層以上積層していた従来の赤外線カットフィルタと比べて、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが透過率特性に与える影響を抑制することができる。その結果、安定した製品を製造する困難性を緩和することができる。したがって、赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる。また、所定の層を、多層膜の透明基板側から第６層または第７層とすることによって、人間の視覚により近い透過率特性を得ることができる。
【００１１】
上記の構成を有する本発明の赤外線カットフィルタは、以下の態様を採ることもできる。
【００１２】
また、中間屈折率材料から成る中間屈折率薄膜を、前記透明基板と前記多層膜との間に設けても良い。かかる赤外線カットフィルタによれば、剥離材を用いて透明基板と多層膜とを容易に剥離することができる。その結果、多層膜の成膜を失敗した場合であっても、再成膜を容易に行うことができる。また、透明基板と多層膜との密着性を向上させることができる。また、透明基板と第１層の高屈折率薄膜との屈折率差に起因する可視帯域における透過率のリップルを抑制することができる。
【００１３】
また、前記高屈折率薄膜は、ＴｉＯ2から成り、前記低屈折率薄膜は、ＳｉＯ2またはＭｇＦ2から成るとしても良い。また、前記中間屈折率薄膜は、Ａｌ2Ｏ3から成るとしても良い。これらの材料の成膜技術は、一般に知られ実施されている。そのため、特殊な成膜技術を用いることなく既存設備を利用して製造することができる。
【００１４】
また、本発明の赤外線カットフィルタの製造方法は、高屈折率材料から成る高屈折率薄膜と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜とが交互に複数積層された多層膜を、透明基板上に成膜した赤外線カットフィルタの製造方法であって、
１６以上３２以下の前記多層膜を構成する前記薄膜を、前記透明基板上に積層する工程であって、設計波長λを７５０ナノメートルとするとき、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層を、（λ／４）以上の光学膜厚の高屈折率薄膜で成膜し、
前記多層膜の前記透明基板側から第２層を、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜し、
前記多層膜の前記透明基板側から第３層ないし所定の層を、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜し、
前記所定の層と、前記多層膜の前記透明基板側から最終層との間の層を、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜し、
前記最終層を、（λ／４）以下の光学膜厚の低屈折率薄膜で成膜し、
前記所定の層を、前記多層膜の前記透明基板側から第６層または第７層とする、工程を備えることを特徴とする。
【００１５】
かかる赤外線カットフィルタの製造方法によれば、１６層以上３２層以下の多層膜を成膜することによって、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する赤外線カットフィルタを製造することができる。そのため、光学薄膜を３４層以上積層していた従来の赤外線カットフィルタと比べて、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが透過率特性に与える影響を抑制することができる。その結果、安定した製品を製造する困難性を緩和することができる。したがって、赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成及び作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用した赤外線カットフィルタの一実施形態について説明する。
【００１７】
はじめに、本発明の一形態である第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０について説明する。図１は、第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の概略構成を示す説明図である。赤外線カットフィルタ１０は、高屈折率材料から成る高屈折率薄膜２１０と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜２２０とが交互に複数積層された多層膜２００を、ガラス基板１００上に成膜して構成されている。この多層膜２００は、１６以上２６以下のこれらの薄膜の層から構成されている。ガラス基板１００側から数えて多層膜２００の第１層は高屈折率薄膜２１０であり、最終層（図１に示す第ｎ層）は低屈折率薄膜２２０である。即ち、多層膜２００は、１６以上３２以下の偶数の層から構成され、これらの層のうち、奇数層が高屈折率薄膜２１０であり、偶数層が低屈折率薄膜２２０である。以下の説明では、多層膜２００を構成する薄膜の層を、ガラス基板１００側から順に第１層，第２層，・・・，最終層という。
【００１８】
ガラス基板１００は、透明な水晶である。なお、このガラス基板１００は、光学ローパスフィルタなどの光学部品であっても良い。高屈折率薄膜２１０には、高屈折率材料として二酸化チタン（ＴｉＯ2）が用いられている。低屈折率薄膜２２０には、低屈折率材料として二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）が用いられている。
【００１９】
次に、第１ないし第６の実施例における多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚について説明する。図２は、第１の実施例における１６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図３は、第２の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図４は、第３の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図５は、第４の実施例における２２層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図６は、第５の実施例における２４層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図７は、第６の実施例における２６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図２ないし図７には、多層膜２００を構成する薄膜の層ごとに、「層」，「材料」，「光学膜厚」が示されている。この「光学薄膜」の値は、各層の内部での光の波長を１とした場合の厚さを示す。
【００２０】
図２ないし図７に示す多層膜２００を構成する各薄膜は、設計波長λを７５０ｎｍとして、（λ／４）を中心とした光学膜厚で成膜されている。多層膜２００の第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学薄膜で成膜されている。第３層ないし所定の層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。この所定の層は、図４に示す第３実施例における２０層の多層膜２００では第７層であり、第３実施例を除く多層膜２００では第６層である。この所定の層と最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜されている。最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。なお、各層の物理的な膜厚は、「（設計波長λ）×（光学膜厚）／（薄膜の材料の屈折率）」で表される。ここで、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の屈折率は、「約2.3」であり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の屈折率は、「約1.46」であることが知られている。
【００２１】
次に、第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性について説明する。図８は、第１ないし第６の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。図８は、横軸に光の波長をとり、縦軸に透過率をとる。図８中の曲線Ｌａ〜Ｌｆは、図２ないし図７に示した多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す。図８中の曲線Ｌｇは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性を示す。即ち、曲線Ｌｇは、人間の視覚の感度特性に近い自然な色再現をする上で理想的な透過率特性を示す。
【００２２】
図８に示すように、それぞれの赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌａ〜Ｌｆは、波長帯域４００〜５５０ｎｍで透過率が９０％以上である。波長帯域５５０〜７５０ｎｍで透過率が漸減して、波長帯域７５０〜１０５０ｎｍで透過率がほぼ１０％以下に収まる。このように、第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌａ〜Ｌｆは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性Ｌｇとほぼ同様の特性を有する。なお、図８から明らかな通り、より多くの薄膜の層で構成した多層膜２００ほど、透過率特性のリップルを抑制することができる。
【００２３】
以上説明した第１ないし第６の実施例の赤外線カットフィルタ１０によれば、１６層以上２６層以下の多層膜２００によっても、波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を得ることができる。そのため、光学薄膜を３４層以上積層していた従来の赤外線カットフィルタと比べて、各層に生じる成膜時の光学膜厚のばらつきが透過率特性に与える影響を抑制することができる。その結果、安定した製品を製造する困難性を緩和することができる。したがって、赤外線カットフィルタの製造にかかる時間やコストを削減し、製造効率を向上させることができる。なお、第１ないし第６の実施例では、１６層以上２６層以下の多層膜２００を示したが、２８層以上３２層以下の多層膜２００についても、同様の透過率特性を得ることができる。また、各層の光学膜厚の値は、図２ないし図７に示した値に限るものではなく、得ようとする透過率特性や製造効率などを考慮して、前述した各層の膜厚の条件範囲で種々の変更が可能である。
【００２４】
次に、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０について説明する。第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０は、低屈折率薄膜２２０に低屈折率材料としてフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）が用いられている点が第２および第３の実施例と異なり、その他の構成は同様である。第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の概略構成は、前述の図１に示した通りである。高屈折率薄膜２１０には、高屈折率材料として二酸化チタン（ＴｉＯ2）が用いられている。低屈折率薄膜２２０には、低屈折率材料として二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）に変えてフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）が用いられている。
【００２５】
次に、第７および第８の実施例における多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚について説明する。図９は、第７の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図１０は、第８の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図９および図１０には、多層膜２００を構成する薄膜の層ごとに、「層」，「材料」，「光学膜厚」が示されている。この「光学薄膜」の値は、各層の内部での光の波長を１とした場合の厚さを示す。
【００２６】
図９および図１０に示す多層膜２００を構成する各薄膜は、設計波長λを７５０ｎｍとして、（λ／４）を中心とした光学膜厚で成膜されている。多層膜２００の第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学薄膜で成膜されている。第３層ないし第６層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。第６層と最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜されている。最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。なお、各層の物理的な膜厚は、「（設計波長λ）×（光学膜厚）／（薄膜の材料の屈折率）」で表される。ここで、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の屈折率は、「約2.3」であり、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）の屈折率は、「約1.38」であることが知られている。
【００２７】
次に、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性について説明する。図１１は、第７および第８の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。図１１は、横軸に光の波長をとり、縦軸に透過率をとる。図１１中の曲線Ｌｈは、図９に示した第７実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０の透過率特性を示す。図１１中の曲線Ｌｉは、図１０に示した第８実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０の透過率特性を示す。図１１中の曲線Ｌｇは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性を示す。
【００２８】
図１１に示すように、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌｈ，Ｌｉは、波長帯域４００〜５５０ｎｍで透過率が９０％以上である。波長帯域５５０〜７５０ｎｍで透過率が漸減して、波長帯域７５０〜１０５０ｎｍで透過率がほぼ１０％以下に収まる。このように、第７および第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌｈ，Ｌｉは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性Ｌｇとほぼ同様の特性を有する。
【００２９】
以上説明した第７および第８の実施例の赤外線カットフィルタ１０によれば、第１ないし第６の実施例と同様の効果を奏することができる。なお、第７および第８の実施例においては、１８層および２０層の多層膜２００を示したが、１６層および２２層以上３２層以下の多層膜２００についても、同様の透過率特性を得ることができる。また、各層の光学膜厚の値は、図９および図１０に示した値に限るものではなく、得ようとする透過率特性や製造効率などを考慮して、前述した各層の膜厚の条件範囲で種々の変更が可能である。
【００３０】
次に、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０について説明する。図１２は、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の概略構成を示す説明図である。第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０は、ガラス基板１００と多層膜２００との間に中間屈折率材料から成る中間屈折率薄膜３００を設けた点が、第３の実施例における赤外線カットフィルタ１０と異なり、その他の構成は同様である。中間屈折率薄膜３００には、中間屈折率材料として酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が用いられている。
【００３１】
次に、第９の実施例における多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚について説明する。図１３は、第９の実施例における１層の中間屈折率薄膜３００と２０層の多層膜２００とを構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。図１３には、多層膜２００を構成する薄膜の層ごとに、「層」，「材料」，「光学膜厚」が示されている。この「光学薄膜」の値は、各層の内部での光の波長を１とした場合の厚さを示す。
【００３２】
図１３に示す多層膜２００を構成する各薄膜は、設計波長λを７５０ｎｍとして、（λ／４）を中心とした光学膜厚で成膜されている。中間屈折率薄膜３００は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。多層膜２００の第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学薄膜で成膜されている。第３層ないし第６層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。第６層と最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜されている。最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜されている。なお、各層の物理的な膜厚は、「（設計波長λ）×（光学膜厚）／（薄膜の材料の屈折率）」で表される。ここで、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の屈折率は「約2.3」であり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の屈折率は「約1.46」であり、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の屈折率は「約1.64」であることが知られている。
【００３３】
次に、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性について説明する。図１４は、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性を示す説明図である。図１４は、横軸に光の波長をとり、縦軸に透過率をとる。図１４中の曲線Ｌｃは、図８に示した第３の実施例における２０層の赤外線カットフィルタ１０の透過率特性を示す。図１４中の曲線Ｌｃ＊は、図１３に示した第９の実施例における２１層の赤外線カットフィルタ３０の透過率特性を示す。図１４中の曲線Ｌｇは、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性を示す。
【００３４】
図１４に示すように、赤外線カットフィルタ３０の透過率特性Ｌｃ＊は、波長帯域４００〜５５０ｎｍで透過率が９０％以上である。波長帯域５５０〜７５０で透過率が漸減して、波長帯域７５０〜１０５０ｎｍで透過率がほぼ１０％以下に収まる。このように、第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性Ｌｃ＊は、吸収タイプの赤外線カットフィルタの透過率特性Ｌｇとほぼ同様の特性を有する。さらに、赤外線カットフィルタ３０の透過率特性Ｌｃ＊は、第３の実施例における赤外線カットフィルタ１０の透過率特性Ｌｃと比べて、波長帯域４００〜５５０ｎｍの可視光領域における透過率のリップルが小さい。
【００３５】
以上説明した第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０によれば、第３の実施例と同様の効果を奏する上、ガラス基板１００と第１層の高屈折率薄膜２１０との屈折率差に起因する可視帯域における透過率のリップルを抑制することができる。また、剥離材を用いてガラス基板１００と多層膜２００とを容易に剥離することができる。その結果、多層膜２００の成膜を失敗した場合であっても、再成膜を容易に行うことができる。また、ガラス基板１００と多層膜２００との密着性を向上させることができる。なお、第９の実施例においては、第３の実施例における２０層の赤外線カットフィルタ１０に中間屈折率薄膜３００を設けた構成としたが、１６層以上３２層以下の第１ないし第８の実施例における赤外線カットフィルタ１０に中間屈折率薄膜３００を設けても、同様の効果を奏することができる。また、各層の光学膜厚の値は、図１３に示した値に限るものではなく、得ようとする透過率特性や製造効率などを考慮して、前述した各層の膜厚の条件範囲で種々の変更が可能である。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。例えば、ガラス基板１００は水晶に限らず、高屈折率材料より屈折率の小さい基板であれば良いし、光学部品と一体化するのではなく、赤外線カットフィルタ単体としても良い。また、高屈折率材料には二酸化チタン（ＴｉＯ2）に限らず、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5），二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）等を用いても良い。また、低屈折率材料には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）等を用いても良い。また、低屈折率材料に代えて中間屈折率材料である酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等を用いても良い。また、これらの材料は、それぞれ単独としてではなく混合物として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１ないし第６の実施例における赤外線カットフィルタ１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】 第１の実施例における１６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図３】 第２の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図４】 第３の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図５】 第４の実施例における２２層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図６】 第５の実施例における２４層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図７】 第６の実施例における２６層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図８】 第１ないし第６の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。
【図９】 第７の実施例における１８層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図１０】 第８の実施例における２０層の多層膜２００を構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図１１】 第７および第８の実施例における多層膜２００を備えた赤外線カットフィルタ１０のそれぞれの透過率特性を示す説明図である。
【図１２】 第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の概略構成を示す説明図である。
【図１３】 第９の実施例における１層の中間屈折率薄膜３００と２０層の多層膜２００とを構成する各薄膜の光学膜厚の一例を示す説明図である。
【図１４】 第９の実施例における赤外線カットフィルタ３０の透過率特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，３０…赤外線カットフィルタ
１００…ガラス基板
２００…多層膜
２１０…高屈折率薄膜
２２０…低屈折率薄膜
３００…中間屈折率薄膜
Claims (6)
- 高屈折率材料から成る高屈折率薄膜と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜とが交互に複数積層された多層膜を、透明基板上に成膜した赤外線カットフィルタであって、
前記多層膜は、１６以上３２以下の前記薄膜の層から構成され、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層は、前記高屈折率薄膜であり、
前記多層膜の最終層は、前記低屈折率薄膜であり、
設計波長λを７５０ナノメートルとするとき、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層および第２層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜され、
前記多層膜の前記透明基板側から第３層ないし所定の層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜され、
前記所定の層と前記最終層との間の層は、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜され、
前記最終層は、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜され、
前記所定の層は、前記多層膜の前記透明基板側から第６層または第７層である、赤外線カットフィルタ。 - 前記高屈折率薄膜は、ＴｉＯ２から成り、
前記低屈折率薄膜は、ＳｉＯ２またはＭｇＦ２から成る、請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。 - 中間屈折率材料から成る中間屈折率薄膜を、前記透明基板と前記多層膜との間に設けた請求項１または請求項２に記載の赤外線カットフィルタ。
- 前記中間屈折率薄膜は、Ａｌ２Ｏ３から成る請求項３に記載の赤外線カットフィルタ。
- 波長５５０ｎｍから７５０ｎｍにかけて透過率が漸減する透過率特性を有する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の赤外線カットフィルタ。
- 高屈折率材料から成る高屈折率薄膜と、低屈折率材料から成る低屈折率薄膜とが交互に複数積層された多層膜を、透明基板上に成膜した赤外線カットフィルタの製造方法であって、
１６以上３２以下の前記多層膜を構成する前記薄膜を、前記透明基板上に積層する工程であって、設計波長λを７５０ナノメートルとするとき、
前記多層膜の前記透明基板側から第１層を、（λ／４）以上の光学膜厚の高屈折率薄膜で成膜し、
前記多層膜の前記透明基板側から第２層を、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜し、
前記多層膜の前記透明基板側から第３層ないし所定の層を、（λ／４）以下の光学膜厚で成膜し、
前記所定の層と、前記多層膜の前記透明基板側から最終層との間の層を、（λ／４）以上の光学膜厚で成膜し、
前記最終層を、（λ／４）以下の光学膜厚の低屈折率薄膜で成膜し、
前記所定の層を、前記多層膜の前記透明基板側から第６層または第７層とする、工程を備える赤外線カットフィルタの製造方法。
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