WO2014065373A1 - 光学フィルタ部材およびこれを備えた撮像装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an optical filter member and an imaging device including the same.
  • a structure in which an optical film is formed on the surface of a base made of a light-transmitting material as a component that blocks infrared rays included in a wavelength range outside the visible range An optical filter member having the following is used.
  • an imaging filter is used, and thus an optical filter that blocks infrared rays is used.
  • the optical film in the optical filter member is a dielectric multilayer film in which two types of optical layers having different refractive indexes are alternately stacked over, for example, 40 to 50 layers.
  • the imaging apparatus may include a lens that collects light on the optical filter member. (For example, see Patent Document 1.)
  • the distance between the lens and the optical filter member has been reduced, and the light incident on the central region of the optical filter member and the light incident on the peripheral region of the optical filter member
  • the difference in the incident angle of light is increasing.
  • the dielectric multilayer film that constitutes the optical film has different optical characteristics depending on the difference in the incident angle of light, and the difference in color between the central region and the peripheral region of the captured image tends to occur due to the difference in the incident angle of light. This may affect the image quality.
  • the optical filter member there is a demand for improving the image quality of the image by improving the transmittance of visible light in a desired wavelength range.
  • An optical filter member includes a base made of a light-transmitting material and an optical film provided on the surface of the base, and the optical film has a plurality of dielectrics each having a different refractive index.
  • a first dielectric multilayer film having a first light transmission range in a wavelength range of visible light;
  • the second dielectric multilayer film has a second light transmission range included in the first light transmission range and a higher average refractive index than the first dielectric multilayer film,
  • the dielectric multilayer film 3 includes the second light transmission range, has an upper limit wavelength higher than the upper limit wavelength of the first light transmission range, and is twice the center wavelength of the second light transmission range. It has a third light transmission range that blocks light of a wavelength, and the second dielectric multilayer film is in contact with the substrate. And which are provided on the same main surface side of the substrate with the first dielectric multilayer film or the third dielectric multilayer film.
  • An imaging device includes the optical filter member having the above-described configuration and an imaging element provided below the optical filter member.
  • optical filter member In the optical filter member according to one aspect of the present invention, a change in optical characteristics due to a difference in light incident angle is reduced, and a desired light transmission range can be secured.
  • the imaging apparatus can improve the image quality of a captured image by including an optical filter member.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion indicated by reference numeral A in the optical filter member shown in FIG. 2.
  • (A) is a graph which shows the transmission characteristic of the 2nd dielectric multilayer film in the optical filter member of embodiment of this invention
  • (b) is a graph which shows the transmission characteristic of the 3rd dielectric multilayer film. is there.
  • (A) is a graph which shows the transmission characteristic at the time of permeate
  • (b) is a 1st dielectric material.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion of a second dielectric multilayer film indicated by a symbol B in the optical filter member shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is another example of an enlarged view of a portion of the second dielectric multilayer film indicated by B in the optical filter member shown in FIG. 3.
  • (A) is a graph which shows an example of thickness distribution of the high-refractive-index layer and low-refractive-index layer of the 1st dielectric multilayer film in the optical filter member of embodiment of this invention
  • (b) is this It is a graph which shows an example of thickness distribution of the high-refractive-index layer and low-refractive-index layer of the 2nd and 3rd dielectric multilayer film in the optical filter member of embodiment of invention.
  • (A) is a graph which shows an example of thickness distribution of the high refractive index layer and low refractive index layer of the 2nd and 1st dielectric multilayer film in the optical filter member shown in FIG.
  • FIG. 10 is a graph showing an example of thickness distribution of the high refractive index layer and the low refractive index layer of the second and third dielectric multilayer films in the optical filter member shown in FIG. 9.
  • A is a schematic diagram for demonstrating the function to reduce a stress difference in the 2nd dielectric multilayer film in the optical filter member shown in FIG. 2
  • (b) is in the optical filter member shown in FIG.
  • It is a schematic diagram for demonstrating the function to reduce a stress difference in the 2nd dielectric multilayer film.
  • It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the optical filter member in the imaging device shown in FIG.
  • FIG. 1 is a graph which shows an example of thickness distribution of the high refractive index layer and low refractive index layer of the 1st dielectric multilayer film in the optical filter member shown in FIG. 12,
  • FIG. 4 is a graph showing an example of thickness distribution of the high refractive index layer and the low refractive index layer of the second and third dielectric multilayer films in the optical filter member shown in FIG.
  • It is a schematic diagram for demonstrating the function of the stress adjustment layer of the 2nd dielectric multilayer of the optical filter member shown in FIG. (A) to (d) are longitudinal sectional views showing structures obtained by respective steps in the method of manufacturing the optical filter member shown in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of the optical filter member shown in FIG.
  • the imaging device As shown in FIG. 1, the imaging device according to the embodiment of the present invention is provided with an element mounting member 1, an imaging element 2 mounted on the element mounting member 1, and an upper side of the imaging element 2. And an optical filter member 3.
  • the optical filter member 3 blocks a specific wavelength range in the light incident on the imaging device. In this embodiment, the optical filter member 3 blocks light in the infrared wavelength range, for example.
  • the optical filter member 3 in this embodiment will be described with reference to FIGS. Other configurations of the imaging apparatus will be described later. 2 to 7, the second dielectric multilayer film 33 is provided on the same main surface side of the substrate 31 together with the third dielectric multilayer film 34, and the first dielectric multilayer film 32 is provided. Shows an example provided on the other main surface side of the base 31.
  • the optical filter member 3 includes a base 31 made of a colorless and transparent flat plate, and an optical film provided on the surface of the base 31.
  • the optical film includes a first dielectric multilayer film 32, a second dielectric multilayer film 33, and a third dielectric multilayer film 34 in which a plurality of dielectric layers having different refractive indexes are laminated.
  • the first dielectric multilayer film 32 is provided in contact with one main surface of the base 31, and the second dielectric multilayer film 33 is provided in contact with the other main surface of the base 31.
  • the third dielectric multilayer film 34 is provided on the second dielectric multilayer film 33.
  • the base 31 is made of, for example, a glass material such as borosilicate glass, a material having birefringence such as lithium niobate, crystal or sapphire, or a polymer material such as acrylic resin.
  • the container made of a metal having a melting point higher than the melting temperature of the glass, preferably a container capable of effectively preventing the penetration of impurities, when the glass raw material is made of glass.
  • a container capable of effectively preventing the penetration of impurities, when the glass raw material is made of glass.
  • After being poured into (for example, platinum (Pt)), it is gradually cooled over several days to form a block shape. Thereafter, it is cut into a predetermined plate thickness and outer dimensions. Thereafter, lapping is performed using an abrasive made of alumina or the like, and optical polishing is performed using an abrasive made of alumina, cerium oxide, or the like, whereby the substrate 31 can be obtained.
  • borosilicate glass becomes a material with excellent heat resistance or chemical resistance by adding boric acid to the glass raw material, and it is suitable as a material with few optical defects because it has a transparent, flat and nonporous surface. Used for.
  • Such a borosilicate glass can be formed into a light-transmitting flat substrate with little variation in plate thickness without polishing by producing a molten high-purity glass raw material by a downdraw method.
  • the lithium niobate, quartz or sapphire is made of a single crystal by artificially growing the seed crystal in a growth furnace at high pressure and high temperature.
  • the wafer is cut into a wafer using a wire saw, a band saw, or the like so that the cut surface is at a predetermined angle with respect to the crystal axis.
  • the base 31 preferably has a thickness included in the range of 0.03 mm to 0.5 mm, for example.
  • the base 31 has a thickness of 0.03 mm or more, the strength as a structural material can be maintained when the base 31 is used as a lid of the imaging device, and the internal imaging device 2 can be hermetically sealed. it can. Further, the strength of the base 31 can be sufficiently obtained.
  • the thickness of the base 31 is 0.5 mm or less, the thickness can be reduced, and the height of the imaging device can be reduced.
  • the reflectance of the base 31 is about several percent over the range from 200 nm to 1200 nm.
  • the first dielectric multilayer film 32 has a first light transmission range W1 in the wavelength range of visible light.
  • Visible light here means light included in a wavelength range from 350 nm to 830 nm, for example.
  • the first light transmission range W1 is a range from about 380 nm to about 700 nm at a transmittance of 50%. It is. In FIG. 5B, the first light transmission range W1 is indicated by the symbol W1.
  • the first dielectric multilayer film 32 has a reduced transmittance of ultraviolet rays included in a wavelength range smaller than 400 nm, and more than 700 nm.
  • the transmittance of infrared rays included in a large wavelength range is reduced.
  • the first dielectric multilayer film 32 includes a first low refractive index dielectric layer 32a and a first high refractive index dielectric layer 32b.
  • the first high refractive index dielectric layer 32b is made of a dielectric material having a refractive index of 1.7 or more
  • the first low refractive index dielectric layer 32a is made of a dielectric material having a refractive index of 1.6 or less.
  • the first dielectric multilayer film 32 includes 40 to 50 layers of the first low refractive index dielectric layer 32a and the first high refractive index dielectric layer 32b by vapor deposition or sputtering. In this manner, a plurality of layers are alternately stacked.
  • the first dielectric multilayer film 32 has, for example, a wavelength at half the peak transmittance of the first dielectric multilayer film 32 (when the transmittance is 50%) on the infrared region side of the first light transmission range W1. Is shifted to the shorter wavelength side by about 40 nm when the incident angle is 40 degrees than when the incident angle is 0 degrees.
  • the first dielectric multilayer film 32 has the wavelength at the half value of the peak transmittance on the infrared region side of the first light transmission range W1 shifted by about 40 nm to the short wavelength side. become.
  • the shift amount is large, the incident angle dependency increases.
  • the second dielectric multilayer film 33 has a second light transmission range W2 included in the first light transmission range W1.
  • the second light transmission range W2 is a range from about 410 nm to about 660 nm at a transmittance of 50%. It is.
  • the second light transmission range W2 is indicated by reference numeral W2.
  • the second dielectric multilayer film 33 has a higher average refractive index than the first dielectric multilayer film 32.
  • the second dielectric multilayer film 33 includes a plurality of dielectric layers. 2 low-refractive-index dielectric layer 33a and second high-refractive-index dielectric layer 33b, and the second low-refractive-index dielectric layer 33a is the dielectric material of the first low-refractive-index dielectric layer 32a. There is a method of using a dielectric material having a refractive index higher than the refractive index.
  • the thickness ratio of the plurality of dielectric layers (second high-refractive index dielectric layer 33a and second low-refractive index dielectric layer 33b) constituting the second dielectric multilayer film 33 and the first dielectric There is a method in which the thickness ratios of the plurality of dielectric layers (the first high-refractive index dielectric layer 32a and the first low-refractive index dielectric layer 32b) constituting the multilayer film 32 are made different. For example, there is a method of setting a thickness of a dielectric layer having a higher refractive index among a plurality of dielectric layers to be relatively thicker than that of a dielectric layer having a lower refractive index.
  • each of the first dielectric multilayer film 32 and the second dielectric multilayer film 33 includes a plurality of dielectrics of silicon oxide (SiO 2 : low refractive index layer) and titanium oxide (TiO 2 : high refractive index layer). If a layer, the second dielectric silicon oxide relative to titanium oxide in the multilayer film 33 of silicon oxide with respect to (TiO 2) of titanium oxide in a thickness ratio of (SiO 2) first dielectric multilayer film 32 (TiO 2) (TiO 2) (TiO 2) (TiO 2) ( By making it smaller than the thickness ratio of SiO 2 ), the second dielectric multilayer film 33 can have an average refractive index higher than that of the first dielectric multilayer film 32.
  • the second dielectric multilayer film 33 Since the second dielectric multilayer film 33 has an average refractive index higher than that of the first dielectric multilayer film 32, the second dielectric multilayer film 33 becomes the first dielectric multilayer film 32. In comparison, the influence of the light incident angle on the light transmittance is reduced.
  • the second dielectric multilayer film 33 has a reduced transmittance of ultraviolet rays included in a wavelength range smaller than 400 nm, and more than 650 nm.
  • the transmittance of infrared rays included in a large wavelength range is reduced.
  • the second dielectric multilayer film 33 includes a second low refractive index dielectric layer 33a and a second high refractive index dielectric layer 33b.
  • the second high refractive index dielectric layer 33b is made of a dielectric material having a refractive index of 2.0 or more, and the second low refractive index dielectric layer 33a is refracted by the dielectric material of the second high refractive index dielectric layer 33b. It is made of a dielectric material whose rate is smaller than 0.1.
  • the second dielectric multilayer film 33 is formed from 40 to 50 layers of the second low refractive index dielectric layer 33a and the second high refractive index dielectric layer 33b by vapor deposition or sputtering. In this manner, a plurality of layers are alternately stacked.
  • the second dielectric multilayer film 33 has, for example, a wavelength at a half value of the peak transmittance of the second dielectric multilayer film 33 on the infrared region side of the second light transmission range W2 (when the transmittance is 50%). (Wavelength) is shifted to the shorter wavelength side by about 20 nm when the incident angle is 40 degrees than when the incident angle is 0 degrees. That is, when the incident angle is 40 degrees, the second dielectric multilayer film 33 has the wavelength at the half value of the peak transmittance on the infrared region side of the second light transmission range W2 shifted by about 20 nm to the short wavelength side. become.
  • the wavelength at the half value of the peak transmittance on the infrared region side of the second light transmission range W2 of the second dielectric multilayer film 33 is the same as that of the first dielectric multilayer film 32.
  • the red of the second light transmission range W2 of the second dielectric multilayer film 33 is set.
  • the wavelength at the half value of the peak transmittance on the outer region side is the wavelength at the half value of the peak transmittance in the light transmission range when the light passes through the optical films of the first dielectric multilayer film 32 and the second dielectric multilayer film 33. Therefore, the angle dependency of the transmittance with respect to the incident angle of the optical film can be reduced.
  • the optical film has the second light transmission range W2 in the first light transmission range W1 (the first light transmission range W1 is included in the wavelength range of visible light. ), And the second dielectric multilayer film 33 has a higher average refractive index than that of the first dielectric multilayer film 32. The difference in hue between the vicinity of the center and the periphery is reduced, and the image quality of the image is improved.
  • the average refractive index of the entire first dielectric multilayer film 32 is n32
  • the average refractive index of the entire second dielectric multilayer film 33 is n33
  • the dielectrics of the first and second high refractive index dielectric layers 32b and 33b The refractive index of each layer of the body material and the dielectric material of the first and second low refractive index dielectric layers 32a and 33a is n1, n2, n3 and n4, and the number of layers is p1, p2, p3 and p4.
  • the average refractive indexes n32 and n33 can be expressed as the following mathematical formulas 1 and 2. Note that n33> n32.
  • the first and second dielectric multilayer films 32 and 33 at least a part of the plurality of dielectric layers is made of the same dielectric material, and is the same in both the first and second dielectric multilayer films 32 and 33.
  • the dielectric layer made of a dielectric material is in contact with the substrate 31, the bonding strength of the first dielectric multilayer film 32 and the second dielectric multilayer film 33 to the substrate 31 can be improved.
  • the first and second dielectric multilayer films 32 and 33 include the following three examples of structures in which at least a part of a plurality of dielectric layers are made of the same dielectric material.
  • the first example is a structure in which the low refractive index dielectric layer and the high refractive index dielectric layer of the plurality of dielectric layers of the first and second dielectric multilayer films 32 and 33 are made of the same dielectric material.
  • the first dielectric multilayer film 32 is composed of a silicon oxide layer (SiO 2 layer: low refractive index layer) and a titanium oxide layer (TiO 2 layer: high refractive index layer)
  • the second dielectric multilayer film 33 is This is a case of a silicon oxide layer (SiO 2 layer: low refractive index layer) and a titanium oxide layer (TiO 2 layer: high refractive index layer).
  • the substrate 31 contains silicon oxide (SiO 2 ) as a main component
  • a silicon oxide layer SiO 2 layer: low refractive index layer
  • SiO 2 layer low refractive index layer
  • the second example is a dielectric material in which one of the low-refractive index dielectric layer and the high-refractive index dielectric layer among the plurality of dielectric layers of the first and second dielectric multilayer films 32 and 33 is the same. It is the structure which consists of. In this case, the other of the low refractive index dielectric layer and the high refractive index dielectric layer may be made of different dielectric materials.
  • the first dielectric multilayer film 32 is composed of a silicon oxide layer (SiO 2 layer: low refractive index layer) and a tantalum pentoxide layer (high refractive index layer), and the second dielectric multilayer film 33 is a silicon oxide layer.
  • the substrate 31 contains silicon oxide (SiO 2 ) as a main component
  • a silicon oxide layer SiO 2 layer: low refractive index layer
  • the bonding strength of the first dielectric multilayer film 32 and the second dielectric multilayer film 33 to the substrate 31 can be improved.
  • the third example is a low refractive index dielectric layer of one of the first and second dielectric multilayer films 32 and 33, and the first and second dielectric multilayer films 32,
  • the other dielectric multilayer film of 33 has a structure made of the same dielectric material.
  • the third dielectric multilayer film 34 includes a third low-refractive-index dielectric layer 34a and a third high-refractive-index dielectric layer 34a, and has a third light transmission range W3.
  • the third light transmission range W3 includes the second light transmission range W2, and is a range through which light having a wavelength twice the center wavelength of the second light transmission range W2 does not pass. Further, the third light transmission range W3 has an upper limit wavelength higher than the upper limit wavelength of the first light transmission range W1. As shown in FIG.
  • the third light transmission range W3 is a range from about 420 nm to about 920 nm at a transmittance of 50%. It is. In FIG. 4B, the third light transmission range is indicated by the symbol W3. Also, “not passing light of a certain wavelength” means that the transmittance of light of that wavelength is less than 10%.
  • the third light transmission range W3 is designed so that light having a wavelength twice the center wavelength of the second light transmission range W2 does not pass through the third dielectric multilayer film 34. This is to block light in the wavelength range W4 that is transmitted through the second dielectric multilayer film 33. As shown in FIG. 5A, the wavelength of light transmitted through the second dielectric multilayer film 33 and the third dielectric multilayer film 34 is blocked in the wavelength range W4.
  • the third dielectric multilayer film 34 includes the second light transmission range W2 of the second dielectric multilayer film 33, and the third light transmission range W3 is the second light transmission range.
  • the second dielectric multilayer film 33 and the third dielectric multilayer film 34 are formed on the same main surface side of the base 31, and the second dielectric multilayer film 33 and Both of the third dielectric multilayer films 34 are formed on the lower surface side of the base 31.
  • the second dielectric multilayer film 33 and the third dielectric multilayer film 34 are formed on the same main surface side of the base 31, for example, the second light transmission of the second dielectric multilayer film 33 is performed.
  • the third light transmission range W3 is set to the second value. Even when designed to be twice the light transmission range W2, the second dielectric multilayer film 33 and the third dielectric multilayer film 34 are formed under the same film forming conditions, so that the second dielectric multilayer film 33 is formed.
  • the third light transmission range W3 has a lower limit wavelength that is the same as the lower limit wavelength of the second light transmission range, so that a desired light transmission range can be obtained.
  • the desired light transmission range is the second light transmission range W2.
  • the deposition conditions of the second dielectric multilayer film 33 and the third dielectric multilayer film 34 are different, and the lower limit wavelength of the third light transmission range W3 of the third dielectric multilayer film 34 is, for example,
  • the second dielectric multilayer film 33 is shifted to a longer wavelength side than the lower limit wavelength of the second light transmission range W2
  • a part of the second light transmission range W2 is scraped, that is, the second light transmission range.
  • a part of the range becomes a range where light is not transmitted, and a desired second light transmission range W2 cannot be secured.
  • the third light transmission range W3 includes the lower limit wavelength of the second light transmission range W2, so that a part of the second light transmission range W2 can be made difficult to be cut.
  • the first dielectric multilayer film 32, the second dielectric multilayer film 33, and the third dielectric multilayer film 34 are preferably formed by an ion beam assisted deposition method.
  • the optical filter member 3 in which the above is combined has a reduced transmittance of ultraviolet rays included in a wavelength range smaller than 400 nm, and more than 650 nm.
  • the transmittance of infrared rays included in the large wavelength range is reduced.
  • the transmittance of the optical filter member 3 at each wavelength is the transmittance of the substrate 31 at each wavelength, the transmittance of the first dielectric multilayer film 32, the transmittance of the second dielectric multilayer film 33, and the third dielectric. This is the product of the transmittance of the multilayer film 34.
  • the substrate 31 has a substantially flat transmittance in the range from the visible light range to 1200 nm, and therefore, there is no need to consider in this range.
  • High refractive index suitable for the first high refractive index dielectric layer 32b of the first dielectric multilayer film 32 and the third high refractive index dielectric layer 34b of the third dielectric multilayer film 34 is 1.7 or more.
  • dielectric materials include tantalum pentoxide (refractive index: 2.16), titanium oxide (refractive index: 2.52), niobium pentoxide (refractive index: 2.33), lanthanum oxide (refractive index: 1.88), or zirconium oxide (refractive index).
  • the low refractive index dielectric material having a refractive index of 1.6 or less suitable for the first low refractive index dielectric layer 32a and the third low refractive index dielectric layer 34a is, for example, silicon oxide.
  • the first and third high refractive index dielectric layers 32b From the mechanical characteristics such as hardness or stability, and the optical characteristics such as refractive index necessary for providing a function as a desired optical filter, the first and third high refractive index dielectric layers 32b, It is desirable to use titanium oxide as 34b and silicon oxide as the first and third low refractive index dielectric layers 32a and 34a.
  • the second low refractive index dielectric layer 33a has the first low refractive index.
  • a method for using a dielectric material having a refractive index higher than that of the dielectric material of the dielectric layer 32a is, for example, the second low-refractive-index dielectric layer 33a as in the first dielectric multilayer film 32 as shown in FIG.
  • the high refractive index dielectric material of the second high refractive dielectric layer 33b having a refractive index of 2.0 or more suitable for the second dielectric multilayer film 33 include tantalum pentoxide (refractive index: 2.16), oxidation There is titanium (refractive index: 2.52), niobium pentoxide (refractive index: 2.33), zirconium oxide (refractive index: 2.40), etc., and a second low refractive index that is 0.1 or more smaller than a dielectric material having a high refractive index.
  • low refractive index dielectric material for the dielectric layer 33a examples include tantalum pentoxide (refractive index: 2.16), niobium pentoxide (refractive index: 2.33), and oxide for titanium oxide (refractive index: 2.52). There are zirconium (refractive index: 2.40) or silicon oxide (refractive index: 1.46).
  • each of them may be used in accordance with the refractive index of the dielectric material to be used, but in order to reduce the angle dependency of the second dielectric multilayer film 33, the second height of the second dielectric multilayer film 33 is increased.
  • Titanium oxide is used as the second high-refractive-index dielectric layer 33b, and second low-refractive index is used from the viewpoint of mechanical characteristics and optical characteristics such as refractive index necessary for providing a function as a desired optical filter.
  • tantalum pentoxide as the dielectric constant layer 33a.
  • the thickness ratio of the plurality of dielectric layers constituting the second dielectric multilayer film 33 and the thickness ratio of the plurality of dielectric layers constituting the first dielectric multilayer film 32 are made different. Specifically, in the structure in which the dielectric layer in part B of FIG. 3 is enlarged, for example, as shown in FIG. 7, the thickness of the second high refractive index dielectric layer 33b is changed to the second low refractive index dielectric. In this method, the thickness of the layer 33a is set to be relatively thick.
  • the dielectric layer that can be regarded as the low refractive index layer by the equivalent film theory is the second low refractive index dielectric layer 33a and only the both sides thereof, and the high refractive index layer included in the low refractive index dielectric layer. It is the part 33b2, and its thickness can be regarded as Lt0 + 2 ⁇ Ht2. Therefore, the actual thickness Ht0 of the second high-refractive-index dielectric layer 33b is regarded as the deemed high-refractive-index dielectric layer part 33b1, and twice as high as the high-refractive-index part 33b2 included in the low-refractive index dielectric layer. Since Ht1 + 2 ⁇ Ht2, the dielectric thickness Lt0 of the actual first low refractive index dielectric layer 33a can be set relatively high.
  • the first dielectric multilayer film 32, the second dielectric multilayer film 33, and the third dielectric multilayer film 34 all have the same composition as the high refractive index dielectric layer having the same composition. Since the third composition is not contained in a minute amount in each of the other dielectric layers, a factor that affects the filter characteristics can be obtained. It is possible to reduce and to form stable optical characteristics.
  • the substrate 31 is often made of glass material or quartz, and the optical film is made of silicon oxide having high adhesion strength with the glass material or quartz as the second low refractive dielectric layer 33a formed directly on the substrate 31. Since it can be used, the adhesion strength of the film is increased, and the penetration of moisture and the like can be further prevented, so that the reliability is improved.
  • the optical film is preferably formed by ion beam assisted deposition.
  • the ion beam assisted vapor deposition method is a vacuum vapor deposition method in which cation irradiation is used in combination with a vacuum vapor deposition method that is a film forming process.
  • positive ions are used, and the positive ions are generated from, for example, plasma obtained by introducing both an inert gas composed of argon and an active gas composed of oxygen gas into the ion source of the apparatus. Things are used.
  • the base 31 is placed in a vapor deposition dome installed in a vacuum vapor deposition apparatus, and in order to obtain an optically good optical film, oxygen is sufficiently added so as not to cause oxygen deficiency. Then, vacuum deposition is performed while using cation irradiation in a state where the vacuum degree in the vacuum deposition apparatus is set to about 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa.
  • the surface temperature of the substrate 31 when the optical film is formed in the vacuum evaporation apparatus is controlled by measuring the temperature in the vicinity of the substrate 31 with a thermocouple, and a temperature range of 30 to 350 ° C. using a heating wire heater or the like. To a degree.
  • the second dielectric multilayer film 33 is provided on the same main surface side of the base 31 together with the third dielectric multilayer film 34, and the first dielectric multilayer film 32 is provided on the other main surface side of the base 31.
  • the first dielectric multilayer film 32 is formed on the entire surface of one main surface of the base 31 or in a desired region facing the image sensor 2 by masking, for example,
  • the refractive index dielectric layer 32a and the first high refractive index dielectric layer 32b are sequentially deposited alternately.
  • the second low refractive index dielectric layer 33a and the second are sequentially deposited alternately, and then a third low-index dielectric layer 33 is formed to form a third dielectric multilayer film 33 on the second dielectric multilayer film 33.
  • the body layers 34a and the third high refractive index dielectric layers 34b are alternately deposited.
  • the mother optical filter member 3 ′ to be the optical filter member 3 on which the optical film is formed is obtained by sequentially applying the dielectric layers while using the cation irradiation together.
  • the first, second, and third dielectric multilayer films 32, 33, and 34 are each deposited with a total of about 10 to 50 dielectric layers, for example.
  • the gas molecules of the vapor deposition material are excited to obtain a large kinetic energy.
  • the gas molecules move in a wide area on the surface of the adherend, and are moved along with the movement of the wide area.
  • the probability of finding a lower energy state on the dressing surface is greatly increased.
  • the vapor deposition material molecules are uniformly deposited on the surface of the adherend without agglomeration, and the vapor deposition material molecules present in the periphery agglomerate closely to form a nucleus without forming nuclei. Can be formed. Therefore, for example, in the optical film, the penetration of moisture in the atmosphere is suppressed, and the possibility that the optical film is peeled off from the substrate 31 that is the adherend is reduced.
  • the dielectric layer directly formed on the surface of the substrate 31 is preferably a silicon oxide film having high adhesion to the glass material because adhesion between the substrate 31 and the optical film is improved.
  • the imaging apparatus according to the present embodiment includes the optical filter member 3 described above, the change in optical characteristics due to the difference in the incident angle of light in the optical filter member 3 is reduced. Has been improved.
  • the second dielectric multilayer film 33 is provided together with the third dielectric multilayer film 34 on the same main surface side of the base 31, and the first dielectric multilayer film 32 is the other main multilayer 31.
  • the example provided on the surface side has been described.
  • the second dielectric multilayer film 33 is provided on the same main surface side of the base 31 together with the first dielectric multilayer film 32, and the third dielectric multilayer film 34 is the base.
  • the structure provided in the other main surface side of 31 may be sufficient.
  • the second dielectric multilayer film 33 is provided in contact with one main surface of the base 31, and the third dielectric multilayer film 34 is in contact with the other main surface of the base 31. Is provided.
  • the first dielectric multilayer film 32 is provided on the second dielectric multilayer film 33.
  • the transmittance of ultraviolet rays included in the wavelength range smaller than 400 nm is reduced, and further, in the wavelength range larger than 650 nm.
  • the transmittance of the contained infrared rays is reduced.
  • each dielectric multilayer film is as follows. First, the second dielectric multilayer film 33 is formed on the surface of the substrate 31, and then the first dielectric multilayer film 32 or the third dielectric multilayer film 34 is formed. If formed, the second dielectric multilayer film 33 has the greatest influence on the incident angle dependency of the optical filter member 3, so that the second dielectric multilayer film 33 has a high flatness before the substrate 31 is bent by the stress of the dielectric multilayer film. By forming the second dielectric multilayer film 33, it becomes easy to form a vapor deposition film of each dielectric multilayer film on the entire surface of the substrate 31, so that the film thickness variation within the surface of the optical filter member 3 can be reduced. Etc. are small and preferable. *
  • the second dielectric multilayer film 33 is provided on the same main surface side of the base 31 together with the first dielectric multilayer film 32 or the third dielectric multilayer film 34. .
  • the second dielectric multilayer film 33 has a function of reducing the difference in stress caused by the difference in the structure of the dielectric layer on the upper surface and the lower surface of the base 31 as a function different from the optical characteristics.
  • the second dielectric multilayer film 33 can reduce the difference in stress between the upper surface and the lower surface.
  • the first dielectric multilayer film 32 and the third dielectric multilayer film 34 are formed on the same main surface side of the substrate 31, the main surface of the substrate 31 on the side where the dielectric multilayer film is not formed. Even if the second dielectric multilayer film 33 is formed, the stress applied to both main surfaces of the substrate 1 cannot be sufficiently reduced.
  • the second dielectric multilayer film 33 includes a force F32 applied to the base 31 by the first dielectric multilayer film 32 provided on the upper surface of the base 31, and the base 31.
  • the third dielectric multilayer film 34 provided on the lower surface of the substrate 31 reduces the difference from the force F34 applied to the substrate 31, thereby reducing the warp of the substrate 31. That is, the second dielectric multilayer film 33 is for reducing the total difference between the force F32 and the force F34.
  • the values of the force F32 and the force F34 are different, but this is used in the first dielectric multilayer film 32 and the third dielectric multilayer film 34. It depends on the dielectric material being used or the intended light transmission range.
  • the low-refractive index dielectric layer shown in FIGS. 8 and 10 is made of silicon oxide (SiO 2 ) and the high-refractive index dielectric layer is made of titanium oxide (TiO 2 ), it is inherent during film formation. The stress is larger in silicon oxide (SiO 2 ). Focusing on this low refractive index dielectric layer made of silicon oxide (SiO 2 ), in order to reduce the angle dependency of the optical filter member 3, the average refractive index of the second dielectric multilayer film 33 is set to the first refractive index. Therefore, the thickness of the first low refractive index dielectric layer 33a in the second dielectric multilayer film 33 is significantly reduced.
  • the second dielectric multilayer film 33 is provided on the same main surface side of the substrate 31 together with the first dielectric multilayer film 32 or the third dielectric multilayer film 34, the silicon oxide having a large residual stress. Since the thickness of the (SiO 2 ) layer is smaller than that of the first dielectric multilayer film 32 and the second dielectric multilayer film 34, the residual stress of the second dielectric multilayer film 33 is reduced to the first dielectric multilayer film 33. It is much smaller than the multilayer film 32 and the third dielectric multilayer film 34. As a result, since the force F33 applied to the base 31 is smaller than F32 and F34, the balance of the forces received by the upper and lower surfaces of the base 31 does not deviate greatly, so that the base 31 is greatly warped. .
  • the thickness of the silicon oxide film (SiO 2 layer) directly formed on the surface of the substrate 31 by adjusting the thickness of the silicon oxide film (SiO 2 layer) directly formed on the surface of the substrate 31, the difference between F32 and the sum of the forces F33 and F34.
  • the warp of the base 31 can be further reduced.
  • the silicon oxide film (SiO 2 layer) formed directly on the surface of the base 31 has little effect on the optical characteristics of the dielectric multilayer film, so that the difference in stress applied to both main surfaces of the base 31 is large. The stress can be adjusted without changing the optical characteristics by adjusting the thickness.
  • the thickness of the base 31 is 0.1 mm, and the first, second and third dielectrics
  • the optical filter member 3 is formed on the base 31 so that the total thickness of the multilayer films 32, 33, and 34 is 0.013 mm
  • the original three-point bending strength is measured from either side.
  • the optical filter member 3 stronger than the three-point bending strength of the substrate 31 alone was obtained.
  • 0.013 mm is a thickness exceeding 10% of the thickness of the base 31.
  • the second dielectric multilayer film 33 may include a stress control layer 33a 1.
  • the “stress adjusting layer 33a 1 ” here refers to the first dielectric multilayer film 32 provided on the upper surface of the substrate 31, the second dielectric multilayer film 33 provided on the lower surface of the substrate 31, and the third dielectric film 33. Due to the difference in the dielectric layer structure from the dielectric multilayer film 34, the difference in stress generated on the upper surface and the lower surface of the base 31 can be reduced.
  • Stress adjusting layer 33a 1 is part of the second dielectric plurality of first low-refractive-index dielectric layer 33a of the multilayer film 33, the thickness of the other of the first low refractive index dielectric layer 33a Is different. Stress adjusting layer 33a 1, as can reduce the difference between stress generated in the upper and lower surfaces of the base 31, the film thickness is designed to be different from the other of the first low refractive index dielectric layer 33a.
  • the stress adjusting layer 33a 1 includes the force F32 applied to the base 31 by the first dielectric multilayer film 32 provided on the upper surface of the base 31, and the second and third dielectric multilayer films provided on the lower face of the base 31.
  • the difference between the forces F33 and F34 applied to the base 31 by the 33 and 34 is reduced, and the warp of the base 31 is reduced. That is, the stress adjustment layer 33a 1 is for reducing the difference between F32 and the sum of the forces F33 and F34.
  • the low-refractive index dielectric layer shown in FIG. 12 is made of silicon oxide (SiO 2 ) and the high-refractive index dielectric layer is made of titanium oxide (TiO 2 ), the stress inherent in the film formation is oxidized. Silicon (SiO 2 ) is larger. Accordingly, when attention is paid to the low refractive index dielectric layer made of silicon oxide (SiO 2 ), in order to realize the required optical characteristics, the low refractive index dielectric layer of the second dielectric multilayer film 33 The thickness is extremely small.
  • the optical film has the stress adjustment layer 33a 1 having a larger film thickness than the other low refractive index dielectric layers in the second dielectric multilayer film 33. The difference between F32 and the sum of forces F33 and F34 is reduced.
  • the stress adjustment layer 33a 1 is provided in the first layer in contact with the base 31 in the thickness direction of the second dielectric multilayer layer 33, and the base 31 and the stress adjustment layer 33a 1 have a difference in refractive index from each other. There if it is formed by a relatively small material can reduce the influence on the optical characteristics due to the difference in refractive index between the substrate 31 and the stress control layer 33a 1.
  • the stress adjustment layer 33a 1 is preferably made of the same material as the main component of the base 31.
  • the stress adjustment layer 33a 1 is also preferably made of silicon oxide (SiO 2 ). With such a structure, it is possible to reduce the influence on the optical characteristics due to the difference in refractive index between the substrate 31 and the stress control layer 33a 1.
  • the second dielectric multilayer film 33 includes a plurality of second low-refractive index dielectric layers 33a made of silicon oxide (SiO 2 ) and a plurality of second dielectric layers made of titanium oxide (TiO 2 ).
  • the high-refractive-index dielectric layer 33b is composed of silicon oxide (SiO 2 ) as a main component
  • the stress adjustment layer 33a 1 is composed of silicon oxide (SiO 2 ).
  • the bonding strength of the stress adjustment layer 33a 1 to the substrate 31 is high.
  • the stress adjustment layer 33a 1 is less likely to be peeled off from the base 31, and the optical characteristics of the optical filter member 3 can be improved.
  • the optical film of the optical filter member 3 can be checked for film thickness, composition, crystal state of the film, etc. by using a transmission electron microscope.
  • each refractive index can be confirmed from the film composition using literatures and the like.
  • the element mounting member 1 includes a substrate 11 and a frame 12 joined to the substrate 11 so as to sandwich the lead terminal 13 therebetween.
  • the substrate 11 is made of a ceramic such as an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), a mullite sintered body, a steatite sintered body, or an aluminum nitride sintered body.
  • a ceramic such as an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), a mullite sintered body, a steatite sintered body, or an aluminum nitride sintered body.
  • the substrate 11 can be manufactured as follows. For example, if the substrate 11 is made of an aluminum oxide sintered body, first, an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant are added to the raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide. Mixing to make a mud, this mud is granulated using a spray drying method known in the art. Next, the granules are press-molded with a press mold having a predetermined shape to produce a production mold body, and the production mold body is fired at a high temperature of about 1500 ° C. to form the substrate 11. In addition, a green sheet is produced using the slurry, and the green sheet is punched with a punching die or the like to obtain an appropriate size. The generated shape may be a predetermined thickness by stacking a plurality of green sheets.
  • the frame body 12 is joined to the outer peripheral portion of the mounting portion of the image pickup device 2. However, if the outer peripheral portion facing the frame body 12 is also flattened, the frame body 12 is difficult to tilt. Therefore, the base 11 and the frame body 12 are preferably bonded to each other, and the optical filter member 3 bonded on the base 11 and the frame body 12 is also preferable because it is difficult to tilt with respect to the image sensor 2.
  • the lead terminal 13 is made of a metal material such as Fe—Ni—Co alloy, Fe—Ni alloy, copper (Cu), or copper alloy. From the viewpoint of airtight reliability, a material having a thermal expansion coefficient that reduces the difference between the thermal expansion coefficient of the lead terminal 13 and the substrate 11 is preferable, and if the substrate 11 is made of an aluminum oxide sintered body, for example, Fe-42% Ni alloy is preferred.
  • the lead terminal 13 is preferably provided with a nickel plating layer and a gold plating layer sequentially deposited on the surface in order to prevent corrosion or improve conductivity.
  • the lead terminal 13 forms a lead frame by punching a plate made of the above metal material using a mold.
  • the lead frame has a shape in which a plurality of lead terminals 13 are extended so as to extend inward from the inner periphery of the frame. After connecting to the substrate 11, the lead frame becomes a plurality of lead terminals 13 by separating the frame. .
  • the lead frame can also be manufactured by etching. If a lead frame-shaped resist film is formed on a metal plate and the lead terminal 13 is made of copper, for example, the resist film can be prepared by etching with ferric chloride and then peeling off the resist film. .
  • the frame 12 is made of a ceramic such as an aluminum oxide sintered body (alumina ceramics), a mullite sintered body, a steatite sintered body, or an aluminum nitride sintered body, like the substrate 11. It can be produced by a method similar to that described above. It is preferable to use the same material for the frame 12 and the substrate 11 because the thermal expansion coefficients are the same, so that it is difficult for thermal stress generated between them to be applied to the bonding material 14 or the lead terminal 13 therebetween.
  • a ceramic such as an aluminum oxide sintered body (alumina ceramics), a mullite sintered body, a steatite sintered body, or an aluminum nitride sintered body, like the substrate 11. It can be produced by a method similar to that described above. It is preferable to use the same material for the frame 12 and the substrate 11 because the thermal expansion coefficients are the same, so that it is difficult for thermal stress generated between them to be applied to the bonding material 14 or the lead terminal 13 therebetween.
  • the frame body 12 is less likely to tilt with respect to the substrate 11. Further, since the optical filter member 3 is joined to the frame body 12, it is difficult to tilt with respect to the frame body 12. As described above, the imaging device is bonded to each other in a state in which the base body 11, the frame body 12, and the optical filter member 3 are not easily tilted. As a result, the optical filter member 3 is bonded so as not to tilt with respect to the imaging device 2. Therefore, it is preferable.
  • the joining material 14 joins the substrate 11 and the frame body 12 with the lead terminal 13 interposed therebetween, and a glass material or a resin material can be used.
  • the bonding material 14 may be a low melting glass such as PbO glass, PbO—SiO glass, BiO—SiO glass, PO—SiO glass, or BO—SiO glass as a glass material.
  • the bonding material 14 includes a resin material such as an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, or a polyetherimide resin. In any case, the bonding material 14 contains a filler such as an inorganic powder such as silica in order to make the thermal expansion coefficient close to the thermal expansion coefficient of the substrate 11 or the frame 12. Also good.
  • the bonding material 14 is a low-melting glass, for example, a glass component containing 56 to 66% by mass of lead oxide, 4 to 14% by mass of boron oxide, 1 to 6% by mass of silicon oxide, and 1 to 11% by mass of zinc oxide.
  • a glass paste is obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent and solvent to the powder obtained by adding 4 to 15% by mass of a zirconium oxide silica compound powder as a filler.
  • the glass paste is printed and applied to the lower surface of the frame 12 to a predetermined thickness by a printing method such as a screen printing method, and this is fired at a temperature of about 430 ° C., thereby attaching the low melting point glass to the frame 12.
  • the frame 12 is placed on the substrate 11 with the low melting point glass facing down, and the bonding material 14 is remelted by heating to about 470 ° C. with a heating device such as a tunnel type atmospheric furnace or oven.
  • a heating device such as a tunnel type atmospheric furnace or oven.
  • the periphery of each lead terminal 13 sandwiched between the upper surface of the substrate 11 and the outer peripheral edge of the frame 12 is covered with a bonding material 14, and cooled to solidify the low melting point glass.
  • the frame body 12 and the lead terminal 13 are firmly joined to the substrate 11 to form the element mounting member 1.
  • the bonding material 14 is a resin
  • 10 to 30% by mass of tetrahydromethyl phthalic anhydride as a curing agent is added to a main agent made of a liquid epoxy resin of bisphenol A type, and silica powder is used as a filler.
  • a colorant such as carbon black and an organic solvent such as 2-methoxyethanol are added and mixed to obtain an epoxy resin paste.
  • This epoxy resin is printed and applied to the lower surface of the frame 12 to a predetermined thickness by a printing method such as a screen printing method, and the solvent is dried at a temperature of about 60 ° C. to 80 ° C. to adhere the resin layer to the frame 12. .
  • the frame 12 is placed on the substrate 11 with the bonding material 14 facing down, heated by a tunnel-type atmosphere furnace or a heating device such as an oven, and held at a peak temperature of about 150 ° C. for 1 hour, By melting the resin layer and covering the periphery of each lead terminal 13 sandwiched between the upper surface of the substrate 11 and the outer peripheral edge of the frame 12 with resin, the frame 12 and the lead terminals 13 are attached to the substrate 11.
  • the element mounting member 1 is firmly bonded.
  • the element mounting member 1 and the optical filter member 3 thus manufactured are generally joined via the adhesive 5 made of an ultraviolet curable epoxy resin or a thermosetting epoxy resin.
  • the adhesive 5 made of an ultraviolet curable epoxy resin or a thermosetting epoxy resin.
  • the element mounting member 1 and the optical filter member 3 are bonded to the element mounting member 1 by a conventionally known screen printing method or dispensing method.
  • it is carried out by applying to the optical filter member 3 and superimposing them on each other, and then applying heating at a temperature of 90 to 150 ° C. for 60 to 90 minutes.
  • the image sensor 2 is, for example, a CCD or a CMOS.
  • the imaging element 2 is fixed to the upper surface of the element mounting member 1 with a conductive adhesive made of an epoxy resin containing silver powder, for example.
  • the imaging element 2 has an electrode connected to a terminal of the element mounting member 1 by a bonding wire 4 made of gold or the like. Then, the optical filter member 3 is bonded to the element mounting member 1 with the adhesive 5 so as to close the opening of the element mounting member 1 to obtain an imaging device.
  • the manufacturing method of the optical filter member 3 includes a first low-refractive-index dielectric layer 32a and a first low-refractive-index dielectric layer 32a on one main surface side of a mother base 31 'made of a colorless and transparent flat plate.
  • a plurality of first high refractive index dielectric layers 32b are alternately stacked to form a first dielectric multilayer film 32 on the other main surface side, and a second low refractive index dielectric layer 33a and a second high refractive index dielectric layer 32b.
  • a plurality of refractive index dielectric layers 33b are alternately stacked to form a second dielectric multilayer film 33, and then a third low refractive index dielectric layer 34a and a third high refractive index dielectric layer 34b.
  • a third dielectric multilayer film 34 is deposited and formed by alternately laminating a plurality of layers. In this manner, the first dielectric multilayer film 32 is deposited, the second dielectric multilayer film 33 and the third dielectric multilayer film 34 are continuously deposited, and the mother optical filter member 3 ′ is formed. And the step of fixing the other main surface of the mother optical filter member 3 ′ to the adhesive sheet 71 whose outer peripheral portion is supported by the frame body 72, as shown in FIG. 15 (b). As shown in FIG.
  • FIG. 15D shows a step of forming a groove 3a ′ that divides the base optical filter member 3 ′ into a plurality of optical filter member regions by irradiating the film 32 with an ultraviolet laser and scanning. A step of cleaving the base optical filter member 3 ′ along the groove 3a ′. Yes.
  • the first dielectric multilayer films 32 in the adjacent optical filter member regions are arranged via the grooves 3a ′, so that the first dielectric multilayer films 32 come into contact with each other during the manufacturing process. Is reduced. Even when the optical filter member 3 is formed by bringing a flat-plate mother optical filter member 3 ′ having an optical film formed on the main surface of the mother optical filter member 3 ′ into close contact with the adhesive sheet 71, the optical filter member 3 with few foreign matters is produced. Can be produced.
  • the groove 3a ′ is formed by irradiating the ultraviolet laser, the laser light is reflected at a high rate exceeding 85% of the wavelength of the ultraviolet laser irradiated by the optical film formed on the surface of the base 31 ′.
  • the ultraviolet laser needs to emit energy that can be processed even if it is reflected. Also, since the reflectance changes during processing, it is difficult to adjust the ultraviolet laser, but the optical film formed on the surface of the base substrate 31 'absorbs or transmits 15% or more of the wavelength of the irradiated ultraviolet laser. In this case, an ultraviolet laser can be used effectively for forming the groove 3 ', and a change in reflectance during processing is reduced, so that adjustment of the ultraviolet laser is facilitated, which is preferable.
  • the adhesive sheet 71 generally has a two-layer structure of a support sheet and an adhesive layer provided on one side surface thereof.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive sheet 71 is not particularly limited, but is usually 30 to 300 ⁇ m, preferably 50 to 100 ⁇ m.
  • the pressure-sensitive adhesive for the pressure-sensitive adhesive layer can be selected from compounds constituting a general-purpose pressure-sensitive adhesive as a pressure-sensitive adhesive component. For example, rubber-based, acrylic-based, silicone-based, urethane-based, polyester-based or Examples thereof include polyvinyl ether adhesives.
  • a pressure-sensitive adhesive component may be provided with an absorptivity imparting agent for increasing the absorption rate of the laser beam to form a pressure-sensitive adhesive.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited, but is usually 1 to 100 ⁇ m, preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the frame body 72 is usually a frame-like body in which a linear portion or a groove for positioning is formed on the outer periphery, and is a jig for positioning the mother optical filter member 3 ′ via the adhesive sheet 71. By using such a jig, mass productivity or reproducibility can be improved.
  • the frame 72 can be manufactured by etching a metal plate of about 0.5 mm to 1 mm.
  • the frame 72 may be manufactured by injection molding with a thermoplastic resin using a mold.
  • the frame 72 is bonded via the pressure-sensitive adhesive layer, and the mother optical filter member 3 ′ is attached to the pressure-sensitive adhesive layer at the center.
  • the mass productivity or reproducibility of the laser processing process can be improved.
  • the laser device is a device that generates light having a uniform wavelength and phase.
  • processing is performed using a laser having an ultraviolet wavelength of 266 nm.
  • Processing can be performed using a carbon dioxide gas laser having a wavelength of about 10 ⁇ m.
  • the spot diameter can be reduced smaller than when a carbon dioxide laser is used. This is preferable because the influence on the periphery of the portion irradiated with the laser is small, and the region where good characteristics of the optical film can be obtained can be widened.
  • the first dielectric multilayer film 32 on the upper surface of the base optical filter member 3 ′ made of a glass material fixed to the frame body 72 via the adhesive sheet 71 is focused.
  • a laser beam is irradiated to form a groove 3a ′ in the mother optical filter member 3 ′.
  • the energy of the ultraviolet laser beam that has passed through the first dielectric multilayer film 32 is converted into heat at the surface portion of the mother optical filter member 3 'to melt a part of the surface portion of the mother optical filter member 3'.
  • the first dielectric multilayer film 32 is partially evaporated by the heat generated on the surface portion of the base optical filter member 3 '.
  • the 266nm ultraviolet laser can reduce the spot diameter to about 20 ⁇ m, and the general glass material absorbs the ultraviolet laser and does not pass through the glass material. Accurate dimensional processing can be performed. Further, in the portion where the groove 3a ′ is formed by irradiation with the ultraviolet laser, the first dielectric multilayer film 32 and the base 31 are welded at a part of the side surface to form an integral glassy layer. Since the infiltration of moisture from the side surface is prevented, the structure has a small change in optical characteristics with time.
  • the base optical filter member 3 ′ is cleaved to form the optical filter member 3 by pushing up directly below the respective grooves 3 a ′ from the back surface of the adhesive sheet 71.
  • the optical filter member 3 can be produced by picking up the optical filter member 3 by curing the pressure-sensitive adhesive sheet 71 by applying ultraviolet light from the back surface of the pressure-sensitive adhesive sheet 71 and reducing the adhesiveness.
  • the mother optical filter member 3 ′ can be cut using a dicing saw. In that case, the first dielectric multilayer film 32 and the base 31 are not welded.
  • the base 31 made of a glass material contains, for example, a large amount of an alkali metal component and has a relatively weak composition against moisture, moisture is applied to the upper and lower surfaces of the base 31 as shown in FIG. It is preferable to form the barrier film 35 having a property that it is difficult to pass through.
  • a part of the first to third dielectric multilayer films 32, 33, 34 in the thickness direction has a function as a barrier layer, so that it can be relatively free of moisture. This is effective when a glass material having a weak composition is used as the substrate 31.
  • some of the plurality of high-refractive index dielectric layers and low-refractive index dielectric layers are formed by an ion beam assisted deposition method to be amorphous. A part of the plurality of high-refractive index dielectric layers and low-refractive index dielectric layers is made amorphous, so that it becomes difficult for moisture to pass therethrough.
  • An example of a structure in which the first to third dielectric multilayer films 32, 33, 34 all have a function as a barrier layer includes a plurality of high-refractive index dielectric layers and low-refractive index dielectrics. Some of the layers are made amorphous by ion beam assisted deposition.
  • the optical filter member 3 includes a barrier film 35 having a property of preventing moisture from passing through, or the first to third dielectric multilayer films 32, 33, and 34 have a function as a barrier layer.
  • the substrate 31 made of a glass material having a relatively weak property against moisture has reduced surface deterioration.
  • the first to third dielectric multilayer films 32, 33, The possibility of 34 peeling or the like is further reduced.

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Abstract

【課題】光の入射角の違いによる画像の質に対する影響を低減させる。 【解決手段】光学フィルタ部材は、透光性材料からから成る基体31と、基体31の表面に設けられた光学膜とを含んでいる。光学膜は、それぞれ屈折率の異なる複数の誘電体層が積層されている第１、第２および第３の誘電体多層膜32～34を含んでいる。第１の誘電体多層膜32は、可視光の波長範囲における第１の光透過範囲Ｗ１を有している。第２の誘電体多層膜33は、第１の光透過範囲Ｗ１内に含まれる第２の光透過範囲Ｗ２を有するとともに、第１の誘電体多層膜32よりも高い平均屈折率を有している。第３の誘電体多層膜34は、第２の光透過範囲Ｗ２を含んでおり、第２の光透過範囲Ｗ２の中心波長の２倍の波長の光を遮断する。第２の誘電体多層膜33が、第１の誘電体多層膜32または前記第３の誘電体多層膜34とともに、基体の同じ主面側に設けられている。

Description

光学フィルタ部材およびこれを備えた撮像装置
　本発明は、光学フィルタ部材およびこれを備えた撮像装置に関するものである。
　例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の撮像素子を有するカラー撮像装置等において、可視領域外の波長範囲に含まれる赤外線を遮断する部品として、透光性材料から成る基体の表面に光学膜が形成された構造を有する光学フィルタ部材が用いられている。カラー撮像装置等において、可視領域外の波長範囲に含まれる赤外線が撮像素子に入射されると、撮像の精度が低下するため、赤外線を遮断する光学フィルタが用いられている。光学フィルタ部材における光学膜は、互いに屈折率の異なる２種類の光学層が、例えば、40～50層に渡って交互に積層された誘電体多層膜である。なお、撮像装置は、光学フィルタ部材に光を集めるレンズを有することがある。（例えば、特許文献１を参照。）
特開2008－60121号公報
　近年の撮像装置の薄型化に伴って、レンズと光学フィルタ部材との間の距離が狭まってきており、光学フィルタ部材の中央領域に入射される光と光学フィルタ部材の周辺領域に入射される光とで光の入射角の違いが大きくなってきている。光学膜を構成する誘電体多層膜は、光の入射角の違いによって異なる光学特性を有するものであり、光の入射角の違いによって撮像画像の中心領域と周辺領域の色合いに差が出やすくなり、画像の画質に影響を与える場合がある。また、光学フィルタ部材に関しては、可視光における所望の波長範囲の光の透過率を向上させて、画像の画質を向上させたいという要求もある。
　本発明の一つの態様による光学フィルタ部材は、透光性材料からから成る基体と、基体の表面に設けられた光学膜とを備えており、光学膜が、それぞれ屈折率の異なる複数の誘電体層が積層されている第１、第２および第３の誘電体多層膜を含んでおり、第１の誘電体多層膜が、可視光の波長範囲における第１の光透過範囲を有しており、第２の誘電体多層膜が、第１の光透過範囲内に含まれる第２の光透過範囲を有するとともに、第１の誘電体多層膜よりも高い平均屈折率を有しており、第３の誘電体多層膜が、第２の光透過範囲を含んでおり、第１の光透過範囲の上限波長よりも高い上限波長を有するとともに、第２の光透過範囲の中心波長の２倍の波長の光を遮断する第３の光透過範囲を有しており、第２の誘電体多層膜は基体に接しており、第１の誘電体多層膜または第３の誘電体多層膜とともに前記基体の同じ主面側に設けられている。
　本発明の他の態様による撮像装置は、上記構成の光学フィルタ部材と、光学フィルタ部材の下方に設けられた撮像素子とを含んでいる。
　本発明の一つの態様による光学フィルタ部材は、光の入射角の違いによる光学特性の変化が低減されており、かつ所望の光透過範囲確保することができる。
　本発明の他の態様による撮像装置は、光学フィルタ部材を含むことによって、撮像画像の画質を向上させることができる。
本発明の実施形態における撮像装置を示す縦断面図である。 図１に示す撮像装置における光学フィルタ部材を示す縦断面図である。 図２に示す光学フィルタ部材において符号Ａによって示された部分の拡大図である。 （ａ）は、本発明の実施形態の光学フィルタ部材における第２の誘電体多層膜の透過特性を示すグラフであり、（ｂ）は、第３の誘電体多層膜の透過特性を示すグラフである。 （ａ）は、本発明の実施形態の光学フィルタ部材における第２および第３の誘電体多層膜の両方を透過した場合の透過特性を示すグラフであり、（ｂ）は、第１の誘電体多層膜の透過特性を示すグラフであり、（ｃ）は、光学フィルタ部材の透過特性を示すグラフである。 図３に示す光学フィルタ部材において符号Ｂによって示された第２の誘電体多層膜の部分の拡大図である。 図３に示す光学フィルタ部材において符号Ｂによって示された第２の誘電体多層膜の部分の拡大図の他の例である。 （ａ）は、本発明の実施形態の光学フィルタ部材における第１の誘電体多層膜の高屈折率層と低屈折率層との厚みの分布の一例を示すグラフであり、（ｂ）は本発明の実施形態の光学フィルタ部材における第２および第３の誘電体多層膜の高屈折率層と低屈折率層との厚みの分布の一例を示すグラフである。 図１に示す撮像装置における光学フィルタ部材の他の例を示す縦断面図である。 （ａ）は、図９に示す光学フィルタ部材における第２および第１の誘電体多層膜の高屈折率層と低屈折率層との厚みの分布の一例を示すグラフであり、（ｂ）は、図９に示す光学フィルタ部材における第２および第３の誘電体多層膜の高屈折率層と低屈折率層との厚みの分布の一例を示すグラフである。 （ａ）は、図２に示す光学フィルタ部材における第２の誘電体多層膜において応力差を低減する機能を説明するための模式図であり、（ｂ）は、図９に示す光学フィルタ部材における第２の誘電体多層膜において応力差を低減する機能について説明するための模式図である。 図１に示す撮像装置における光学フィルタ部材の他の例を示す縦断面図である。 （ａ）は、図１２に示す光学フィルタ部材における第１の誘電体多層膜の高屈折率層と低屈折率層との厚みの分布の一例を示すグラフであり、（ｂ）は、図１２に示す光学フィルタ部材における第２および第３の誘電体多層膜の高屈折率層と低屈折率層との厚みの分布の一例を示すグラフである。 図１２に示す光学フィルタ部材の第２の誘電体多層膜の応力調整層の機能について説明するための模式図である。 （ａ）～（ｄ）のそれぞれは図２に示された光学フィルタ部材の製造方法において各工程によって得られる構造物を示す縦断面図である。 図２に示す光学フィルタ部材の他の例を示す縦断面図である。
　以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
　図１に示されているように、本発明の実施形態における撮像装置は、素子搭載用部材１と、素子搭載用部材１に搭載された撮像素子２と、撮像素子２の上方に設けられた光学フィルタ部材３とを含んでいる。光学フィルタ部材３は、撮像装置に入射される光における特定の波長範囲の遮断を行うものである。本実施形態において、光学フィルタ部材３は、例えば、赤外線の波長範囲の光を遮断するものである。
　まず、本実施形態における光学フィルタ部材３について図２～図７を参照して説明する。撮像装置におけるその他の構成については後述する。なお、図２～図７においては、第２の誘電体多層膜33が、第３の誘電体多層膜34とともに基体31の同じ主面側に設けられており、第１の誘電体多層膜32が基体31の他方主面側に設けられている例を示している。
　光学フィルタ部材３は、無色透明の平板から成る基体31と、基体31の表面に設けられた光学膜とを含んでいる。光学膜は、それぞれ屈折率の異なる複数の誘電体層が積層されている第１の誘電体多層膜32、第２の誘電体多層膜33および第３の誘電体多層膜34を含んでいる。
　第１の誘電体多層膜32は、基体31の一方の主面に接して設けられており、第２の誘電体多層膜33は、基体31の他方の主面に接して設けられている。第３の誘電体多層膜34は、第２の誘電体多層膜33上に設けられている。
　基体31は、例えば、ホウケイ酸ガラス等のガラス材料、ニオブ酸リチウム、水晶またはサファイア等の複屈折を有する材料、あるいは、アクリル樹脂等の高分子材料から成る。
　基体31は、ガラス材料から成る場合に、溶融させた高純度のガラス原料をガラスの溶融温度よりも融点が高い金属から成る容器内、好ましくは、不純物の溶け込みを効果的に防止できるような容器（例えば、白金（Ｐｔ））内に流し込んだ後、数日に渡って徐冷却し、ブロック状に形成される。しかる後、所定の板厚および外形寸法に切断する。その後アルミナ等から成る研磨材を用いてラップ研磨を行ない、さらにアルミナ、酸化セリウム等から成る研磨材を用いて光学研磨することにより基体31とすることができる。このようにして作製することで、撮像素子２に悪影響を及ぼすα線を発生する不純物が高純度のガラス原料に溶け込むことを防止することができる。
　また、ホウケイ酸ガラスは、ガラス原料にホウ酸を加えることで耐熱性または耐薬品性に優れる材料となり、さらに透明で平坦な無孔性の表面を有することから光学的に欠陥の少ない材料として好適に用いられる。
　このようなホウケイ酸ガラスは、溶融した高純度のガラス原料をダウンドロー法によって作製することにより、無研磨にて板厚のバラツキの少ない透光性平面基板とすることができる。
　また、基体31がニオブ酸リチウム、水晶またはサファイアから成る場合には、ニオブ酸リチウム、水晶またはサファイアは、高圧高温にした育成炉内で種結晶に人工的に結晶成長させることにより単結晶からなるブロックを得た後、切り出し面が結晶軸に対して所定の角度となるようにワイヤーソーやバンドソー等を用いてウエハーに切り出される。
　そして、このウエハーを所定の板厚および外形寸法に切断するとともに、各稜線部を機械的に切削することによりＣ面加工を行なった後、アルミナ等から成る研磨材を用いてラップ研磨を行ない、さらに、アルミナ、酸化セリウム等から成る研磨材を用いて光学研磨することにより、ニオブ酸リチウム、水晶、またはサファイアは、透光性平面基板とすることができ、基体31となる。
　基体31は、例えば、0.03ｍｍ以上0.5ｍｍ以下の範囲に含まれる厚みを有することが好ましい。基体31の厚みが0.03ｍｍ以上であることによって、基体31を撮像装置の蓋体として使用した場合に構造材としての強度を保つことができ、内部の撮像素子２を気密に封止することができる。また、基体31の強度も十分に得ることができる。基体31の厚みが0.5ｍｍ以下であることによって、薄型化を図ることができ、撮像装置の低背化を実現できる。なお、基体31の反射率は、200ｎｍから1200ｎｍまでの範囲にわたって数パーセント程度である。　第１の誘電体多層膜32は、可視光の波長範囲における第１の光透過範囲Ｗ１を有している。ここでいう可視光とは、例えば、350ｎｍから830ｎｍまでの波長範囲に含まれる光のことをいう。図５（ｂ）に示されているように、一つの例における第１の誘電体多層膜32において、第１の光透過範囲Ｗ１は、透過率50％において、約380ｎｍから約700ｎｍまでの範囲である。なお、図５（ｂ）において、第１の光透過範囲Ｗ１が、符号Ｗ１によって示されている。
　第１の誘電体多層膜32は、図５（ｂ）に示されているように、400ｎｍよりも小さい波長範囲に含まれる紫外線の透過率が低減されているものであり、さらに、700ｎｍよりも大きい波長範囲に含まれる赤外線の透過率が低減されているものである。このようなフィルタ特性を得るために、第１の誘電体多層膜32は、第１の低屈折率誘電体層32ａと第１の高屈折率誘電体層32ｂとを含んでいる。第１の高屈折率誘電体層32ｂは屈折率が1.7以上の誘電体材料から成り、第１の低屈折率誘電体層32ａは屈折率が1.6以下の誘電体材料から成る。
　そして、第１の誘電体多層膜32は、蒸着法またはスパッタリング法等を用いて、第１の低屈折率誘電体層32ａおよび第１の高屈折率誘電体層32ｂを40～50層に渡って順次交互に複数層積層することにより形成される。第１の誘電体多層膜32は、例えば、第１の光透過範囲Ｗ１の赤外領域側において、第１の誘電体多層膜32のピーク透過率の半値における波長（透過率が50％のときの波長）が、入射角０度の時に比べて、入射角が40度の場合におよそ40ｎｍ短波長側にずれるものである。すなわち、入射角が40度の時に、第１の誘電体多層膜32は、第１の光透過範囲Ｗ１の赤外領域側のピーク透過率の半値における波長が短波長側におよそ40ｎｍシフトすることになる。なお、シフト量が大きいと入射角依存性が大きくなる。
　第２の誘電体多層膜33は、第１の光透過範囲Ｗ１内に含まれる第２の光透過範囲Ｗ２を有している。図４（ａ）に示されているように、一つの例における第２の誘電体多層膜33において、第２の光透過範囲Ｗ２は、透過率50％において、約410ｎｍから約660ｎｍまでの範囲である。なお、図４（ａ）において、第２の光透過範囲Ｗ２が、符号Ｗ２によって示されている。
　また、第２の誘電体多層膜33は、第１の誘電体多層膜32よりも高い平均屈折率を有している。第２の誘電体多層膜33の平均屈折率を第１の誘電体多層膜32の平均屈折率よりも高くするために、例えば、第２の誘電体多層膜33が複数の誘電体層の第２の低屈折率誘電体層33ａと第２の高屈折率誘電体層33ｂとを含み、第２の低屈折率誘電体層33ａが第1の低屈折率誘電体層32ａの誘電体材料の屈折率より高い屈折率を有する誘電体材料を使用する方法がある。
　また、第２の誘電体多層膜33を構成する複数の誘電体層（第２の高屈折率誘電体層33ａおよび第２の低屈折率誘電体層33ｂ）の厚み比率と第１の誘電体多層膜32を構成する複数の誘電体層（第１の高屈折率誘電体層32ａおよび第１の低屈折率誘電体層32ｂ）の厚み比率とを異ならせる方法がある。例えば、複数の誘電体層のうち屈折率の高い方の誘電体層の厚みを屈折率の低い方の誘電体層の厚みに対して相対的に厚くなるように設定する方法がある。
　例えば、第１の誘電体多層膜32および第２の誘電体多層膜33が、それぞれ酸化珪素（ＳｉＯ２：低屈折率層）および酸化チタン（ＴｉＯ２：高屈折率層）という複数の誘電体層から成る場合、第２の誘電体多層膜33における酸化チタン（ＴｉＯ２）に対する酸化珪素（ＳｉＯ２）の厚み比率を第１の誘電体多層膜32における酸化チタン（ＴｉＯ２）に対する酸化珪素（ＳｉＯ２）の厚み比率よりも小さくすることによって、第２の誘電体多層膜33は、平均屈折率を第１の誘電体多層膜32の平均屈折率よりも高くすることができる。
　第２の誘電体多層膜33が第１の誘電体多層膜32よりも高い平均屈折率を有していることによって、第２の誘電体多層膜33は、第１の誘電体多層膜32に比べて、光の入射角による光の透過率に対する影響が低減される。
　第２の誘電体多層膜33は、図４（ａ）に示されているように、400ｎｍよりも小さい波長範囲に含まれる紫外線の透過率が低減されているものであり、さらに、650ｎｍよりも大きい波長範囲に含まれる赤外線の透過率が低減されているものである。このようなフィルタ特性を得るために、第２の誘電体多層膜33は、第２の低屈折率誘電体層33ａと第２の高屈折率誘電体層33ｂとを含んでいる。第２の高屈折率誘電体層33ｂは屈折率が2.0以上の誘電体材料から成り、第２の低屈折率誘電体層33ａは第２の高屈折率誘電体層33ｂの誘電体材料より屈折率が0.1以上小さい誘電体材料から成る。
　そして、第２の誘電体多層膜33は、蒸着法またはスパッタリング法等を用いて、第２の低屈折率誘電体層33ａおよび第２の高屈折率誘電体層33ｂを40～50層に渡って順次交互に複数層積層することにより形成される。
　第２の誘電体多層膜33は、例えば、第２の光透過範囲Ｗ２の赤外領域側において、第２の誘電体多層膜33のピーク透過率の半値における波長（透過率50％のときの波長）が、入射角０度の時に比べて、入射角が40度の場合におよそ20ｎｍ短波長側にずれるものである。すなわち、入射角が40度の時に、第２の誘電体多層膜33は、第２の光透過範囲Ｗ２の赤外領域側のピーク透過率の半値における波長が短波長側におよそ20ｎｍシフトすることになる。
　予め予測される最大の入射角度においても、第２の誘電体多層膜33の第２の光透過範囲Ｗ２の赤外領域側のピーク透過率の半値における波長を第１の誘電体多層膜32の第１の光透過範囲Ｗ１の赤外領域側のピーク透過率の半値における波長より短波長側に設定しておくことで、第２の誘電体多層膜33の第２の光透過範囲Ｗ２の赤外領域側のピーク透過率の半値における波長を、光が第１の誘電体多層膜32および第２の誘電体多層膜33の光学膜を通る際の光透過範囲のピーク透過率の半値における波長とすることができるので、光学膜の入射角に対する透過率の角度依存性を小さくすることができる。
　このように、光学フィルタ部材３において、光学膜は、第２の光透過範囲Ｗ２が第１の光透過範囲Ｗ１（第１の光透過範囲Ｗ１は、可視光の波長範囲内に含まれている）内に含まれており、第２の誘電体多層膜33が第１の誘電体多層膜32よりも高い平均屈折率を有していることによって、撮像装置は、光の入射角の違いによって、中心付近と周辺での色合いの差が低減されて、画像の画質が向上する。
　第１の誘電体多層膜32全体の平均屈折率をｎ32、第２の誘電体多層膜33全体の平均屈折率をｎ33とし、第１および第２の高屈折率誘電体層32ｂ、33ｂの誘電体材料および第１および第２の低屈折率誘電体層32ａ、33ａの誘電体材料の各層の屈折率をｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４とし、各層の層数をｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４とし、各層の厚みをｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４とした場合に、平均屈折率ｎ32、ｎ33は、以下の数式１および２のように表すことができる。なお、ｎ33＞ｎ32である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　第１および第２の誘電体多層膜32、33は、複数の誘電体層の少なくとも一部が同じ誘電体材料から成り、第１および第２の誘電体多層膜32、33の両方において、同じ誘電体材料から成る誘電体層が基体31に接している場合には、第１の誘電体多層膜32および第２の誘電体多層膜33の基体31に対する接合強度を向上させることができる。
　第１および第２の誘電体多層膜32、33は、複数の誘電体層の少なくとも一部が同じ誘電体材料から成る構造としては次の３つの例がある。
　１つ目の例は、第１および第２の誘電体多層膜32、33の複数の誘電体層の低屈折率誘電体層と高屈折率誘電体層とが同じ誘電体材料から成る構造である。例えば、第１の誘電体多層膜32が酸化珪素層（ＳｉＯ２層：低屈折率層）および酸化チタン層（ＴｉＯ２層：高屈折率層）から成り、第２の誘電体多層膜33が酸化珪素層（ＳｉＯ２層：低屈折率層）および酸化チタン層（ＴｉＯ２層：高屈折率層）から成る場合である。例えば、基体31が酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分として含んでいる場合、第１および第２の誘電体多層膜32、33の両方において、酸化珪素層（ＳｉＯ２層：低屈折率層）が基体31に接していると、第１の誘電体多層膜32および第２の誘電体多層膜33の基体31に対する接合強度を向上させることができる。
　２つ目の例は、第１および第２の誘電体多層膜32、33の複数の誘電体層のうち低屈折率誘電体層および高屈折率誘電体層のうちの一方が同じ誘電体材料から成る構造である。この場合、低屈折率誘電体層および高屈折率誘電体層のうちの他方は異なる誘電体材料から成っていてもよい。例えば、第１の誘電体多層膜32が酸化珪素層（ＳｉＯ２層：低屈折率層）および五酸化タンタル層（高屈折率層）から成り、第２の誘電体多層膜33が酸化珪素層（ＳｉＯ２層：低屈折率層）および酸化チタン層（ＴｉＯ２層：高屈折率層）であるから成る場合である。例えば、基体31が酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分として含んでいる場合、第１および第２の誘電体多層膜32、33の両方において、酸化珪素層（ＳｉＯ２層：低屈折率層）が基体31に接していると、第１の誘電体多層膜32および第２の誘電体多層膜33の基体31に対する接合強度を向上させることができる。
　３つ目の例は、第１および第２の誘電体多層膜32、33のうちの一方の誘電体多層膜の低屈折率誘電体層と、第１および第２の誘電体多層膜32、33のうちの他方の誘電体多層膜の高屈折率誘電体層とが、同じ誘電体材料から成る構造である。　第３の誘電体多層膜34は、第３の低屈折率誘電体層34ａと第３の高屈折率誘電体層34ａとを含んでおり、第３の光透過範囲Ｗ３を有している。第３の光透過範囲Ｗ３は、第２の光透過範囲Ｗ２を含んでおり、第２の光透過範囲Ｗ２の中心波長の２倍の波長の光は通さない範囲となっている。また、第３の光透過範囲Ｗ３は、第１の光透過範囲Ｗ１の上限波長よりも高い上限波長を有している。図４（ｂ）に示されているように、一つの例における第３の誘電体多層膜34において、第３の光透過範囲Ｗ３は、透過率50％において、約420ｎｍから約920ｎｍまでの範囲である。なお、図４（ｂ）において、第３の光透過範囲が、符号Ｗ３によって示されている。また、ある波長の光を通さないとは、その波長の光の透過率が10％未満であることを言う。
　ここで、第３の光透過範囲Ｗ３が第２の光透過範囲Ｗ２の中心波長の２倍の波長の光は通さないように設計されているのは、第３の誘電体多層膜34によって、第２の誘電体多層膜33において透過する波長範囲Ｗ４の光を遮断するためである。第２の誘電体多層膜33および第３の誘電体多層膜34を透過する光の波長は、図５（ａ）に示されているように、波長範囲Ｗ４において光が遮断されている。
　光学フィルタ部材３において、第３の誘電体多層膜34が、第２の誘電体多層膜33の第２の光透過範囲Ｗ２を含んでおり、第３の光透過範囲Ｗ３が第２の光透過範囲Ｗ２の中心波長の２倍の波長の光を遮断することによって、第２の誘電体多層膜33だけでは遮断できない波長範囲の光を第３の誘電体多層膜34によって遮断することができる。
　図３に示された例において、第２の誘電体多層膜33および第３の誘電体多層膜34は、基体31の同じ主面側に形成されており、第２の誘電体多層膜33および第３の誘電体多層膜34の両方が、基体31の下面側に形成されている。
　第２の誘電体多層膜33と第３の誘電体多層膜34とが基体31の同じ主面側に形成されていることによって、例えば、第２の誘電体多層膜33の第２の光透過範囲Ｗ２の下限波長（例えば、400ｎｍ）と第３の誘電体多層膜34の第３の光透過範囲Ｗ３の下限波長（例えば、400ｎｍ）とを基準に第３の光透過範囲Ｗ３を第２の光透過範囲Ｗ２の２倍に設計しても、第２の誘電体多層膜33と第３の誘電体多層膜34とが同様の成膜条件にて形成されることによって、第２の誘電体多層膜33の第２の光透過範囲Ｗ２の下限波長と第３の誘電体多層膜34の第３の光透過範囲Ｗ３の下限波長とのずれが低減されるので、所望の光透過範囲を確保することができる。また、第３の光透過範囲Ｗ３は、第２の光透過範囲の下限波長と同じ下限波長を有することにより、所望の光透過範囲を得ることができる。
　ここでいう所望の光透過範囲とは、第２の光透過範囲Ｗ２のことである。仮に、例えば、第２の誘電体多層膜33と第３の誘電体多層膜34との成膜条件が異なって、第３の誘電体多層膜34の第３の光透過範囲Ｗ３の下限波長が第２の誘電体多層膜33の第２の光透過範囲Ｗ２の下限波長よりも長波長側にずれると、第２の光透過範囲Ｗ２の一部が削られて、すなわち、第２の光透過範囲のうちの一部が光透過しない範囲となり、所望の第２の光透過範囲Ｗ２を確保することができなくなる。第３の光透過範囲Ｗ３は、第２の光透過範囲Ｗ２の下限波長を含むことで、第２の光透過範囲Ｗ２の一部を削られにくくすることができる。
　なお、後述するように、第１の誘電体多層膜32、第２の誘電体多層膜33および第３の誘電体多層膜34は、イオンビームアシスト蒸着法によって形成されることが好ましい。　以上を組み合わせた光学フィルタ部材３は、図５（ｃ）に示されているように、400ｎｍよりも小さい波長範囲に含まれる紫外線の透過率が低減されているものであり、さらに、650ｎｍよりも大きい波長範囲に含まれる赤外線の透過率が低減されているものとなる。各波長における光学フィルタ部材３の透過率は各波長での基体31の透過率、第１の誘電体多層膜32の透過率、第２の誘電体多層膜33の透過率および第３の誘電体多層膜34の透過率の積となる。なお、基体31は、可視光範囲から1200ｎｍまでの範囲ではほぼフラットの透過率となるのでこの範囲では考慮しなくてもよい。
　このように、光学膜における光入射角の影響を低減させることによって、光学フィルタ部材３全体における光入射角の影響を低減させることができる。
　第１の誘電体多層膜32の第１の高屈折率誘電体層32ｂおよび第３の誘電体多層膜34の第３の高屈折率誘電層34ｂに好適な屈折率が1.7以上の高屈折率誘電体材料としては、例えば五酸化タンタル（屈折率：2.16）、酸化チタン（屈折率：2.52）、五酸化ニオブ（屈折率：2.33）、酸化ランタン（屈折率：1.88）または酸化ジルコニウム（屈折率：2.40）等があり、第１の低屈折率誘電体層32ａおよび第３の低屈折率誘電体層34ａに好適な屈折率が1.6以下の低屈折率誘電体材料としては、例えば、酸化珪素（屈折率：1.46）、フッ化ランタン（屈折率：1.59）またはフッ化マグネシウム（屈折率：1.38）等がある。硬さまたは安定性等の機械的特性、および所望の光学フィルタとしての機能を付与するために必要となる屈折率等の光学的特性から、第１および第３の高屈折率誘電体層32ｂ、34ｂとしては酸化チタンを、第１および第３の低屈折率誘電体層32ａ、34ａとしては酸化珪素を用いることが望ましい。
　そして、第２の誘電体多層膜33の平均屈折率を第１の誘電体多層膜32の平均屈折率より高くする方法として、第２の低屈折率誘電体層33ａが第1の低屈折率誘電体層32ａの誘電体材料の屈折率より高い屈折率を有する誘電体材料を使用する方法がある。この場合は、図３のＢ部の誘電体層を拡大した構造は、例えば、図６に示すように第1の誘電体多層膜32と同様に、第２の低屈折率誘電体層33ａと第２の高屈折率誘電体層33ｂのそれぞれの物理膜厚をLt0、Ht0とし、それぞれの屈折率をnL0、nH0とすると、光学膜厚は、ほぼ同じ光学膜厚となるように、Lt0×nL0＝Ht0×nH0とする。
　なお、具体的な物質としては以下の様な誘電体材料が使用される。第２の誘電体多層膜33に好適な屈折率が2.0以上の第２の高屈折誘電体層33ｂの高屈折率の誘電体材料としては、例えば、五酸化タンタル（屈折率：2.16）、酸化チタン（屈折率：2.52）、五酸化ニオブ（屈折率：2.33）または酸化ジルコニウム（屈折率：2.40）等があり、屈折率が高屈折率の誘電体材料より0.1以上小さい第２の低屈折率誘電体層33ａの低屈折率誘電体材料としては、例えば、酸化チタン（屈折率：2.52）に対しては、五酸化タンタル（屈折率：2.16）、五酸化ニオブ（屈折率：2.33）、酸化ジルコニウム（屈折率：2.40）または酸化珪素（屈折率：1.46）等がある。
　それぞれ使用する誘電体材料の屈折率に応じて使用すれば良いが、第２の誘電体多層膜33の角度依存性を小さくするためには、第２の誘電体多層膜33の第２の高屈折誘電体層33ｂの高屈折率の誘電体材料と第２の低屈折率誘電体層33ａの低屈折率の誘電体材料の平均の屈折率が大きいほど好ましいが、硬さまたは安定性等の機械的特性、および所望の光学フィルタとしての機能を付与するために必要となる屈折率等の光学的特性から、第２の高屈折率誘電体層33ｂとしては酸化チタンを、第２の低屈折率誘電体層33ａとしては五酸化タンタルを用いることが望ましい。　また、第２の誘電体多層膜33を構成する複数の誘電体層の厚み比率と第１の誘電体多層膜32を構成する複数の誘電体層の厚み比率とを異ならせる方法がある。具体的には、図３のＢ部の誘電体層を拡大した構造は、例えば、図７に示すように、第２の高屈折率誘電体層33ｂの厚みを第２の低屈折率誘電体層33ａの厚みに対して相対的に厚くなるように設定する方法である。この場合には、例えば、等価膜理論により低屈折率層とみなせる誘電体層は、第２の低屈折率誘電体層33ａとその両側のみなし低屈折率誘電体層に含まれる高屈折率層部位33ｂ2とであり、その厚みは、Lt0＋２×Ht2とみなすことができる。そのため、実際の第２の高屈折率誘電体層33ｂの厚みHt0は、みなし高屈折率誘電体層部位33b1とみなし低屈折率誘電体層に含まれる高屈折層部位33b2の2倍を加えた、Ht1＋２×Ht2となるため、実際の第１の低屈折率誘電体層33ａの誘電体厚みLt0に対し、相対的に高く設定できるようになる。
　このように設定することによって、第１の誘電体多層膜32、第２の誘電体多層膜33および第３の誘電体多層膜34は、全て同じ組成の高屈折率の誘電体層と同じ組成の低屈折率の誘電体層との厚みの組み合わせで形成できるようになり、第３の組成が他の各誘電体層に微量に含有することがなくなるので、よりフィルタ特性に影響を与える要因を少なくでき安定した光学特性を形成できるようになる。
　また、光学膜は、誘電体層の組成が２種類になることで、工数も減少する。また、基体31はガラス材料または水晶が多く使用されており、光学膜は、基体31に直接形成される第２の低屈折誘電体層33ａとして、ガラス材料または水晶と密着強度の強い酸化珪素を使用することが出来るようになるので、膜の密着強度が高くなり、水分の浸透等をより防ぐことができるようになるので信頼性が向上する。
　上述のように、光学膜は、イオンビームアシスト蒸着法によって形成されることが好ましい。イオンビームアシスト蒸着法は、成膜プロセスである真空蒸着法に陽イオンの照射を併用する真空蒸着法である。イオンビームアシスト法では陽イオンが使用され、陽イオンは、例えば、アルゴンからなる不活性ガスと酸素ガスからなる活性ガスとの両方を装置のイオン源に導入してプラズマとしたものから生成されたものが用いられる。
　イオンビームアシスト蒸着法では、例えば、基体31を真空蒸着装置内に設置した蒸着用ドーム内に配置し、光学的に良質な光学膜を得るために、酸素欠乏を起こさないように十分に酸素を供給し、そして、真空蒸着装置内を１×10-３Ｐａ程度の真空度に設定された状態で陽イオンの照射を併用しながら真空蒸着が行なわれる。真空蒸着装置内にて光学膜が形成される際の基体31の表面温度は、熱電対により基体31付近の温度を計測することにより管理され、電熱線ヒーター等を用いて温度範囲30～350℃程度に保持される。
　第２の誘電体多層膜33が、第３の誘電体多層膜34とともに基体31の同じ主面側に設けられ、第１の誘電体多層膜32が基体31の他の主面側に設けられている場合には、例えば、基体31の一方の主面の全面あるいはマスキングをして撮像素子２に対向する所望の領域に、第1の誘電体多層膜32を形成するために第１の低屈折率誘電体層32ａと第１の高屈折率誘電体層32ｂとを順次交互に被着する。そして、他方の主面の全面あるいはマスキングをして撮像素子２に対向する所望の領域に、第２の誘電体多層膜33を形成するために第２の低屈折率誘電体層33ａと第２の高屈折率誘電体層33ｂとを順次交互に被着し、次に、第２の誘電体多層膜33上に第３の誘電体多層膜33を形成するために第３の低屈折率誘電体層34ａと第３の高屈折率誘電体層34ｂとを順次交互に被着する。このように、陽イオンの照射を併用しながら順次交互に誘電体層を被着することにより、光学膜を形成した光学フィルタ部材３となる母光学フィルタ部材３’が得られる。なお、第１、第２および第３の誘電体多層膜32、33、34は、例えば、それぞれ合計10～50層程度の誘電体層が被着される。
　陽イオンが真空中を飛来する蒸着物質の気体分子に衝突することによって、蒸着物質の気体分子は、励起されて大きな運動エネルギーを得る。そして、この大きな運動エネルギーを得た蒸着物質の気体分子は、被着材である基体31の表面に到達すると、被着材の表面の広い領域を移動するとともに、広い領域の移動に伴って被着材表面のより低いエネルギー状態にある場所を見つけ出す確率が大幅に増大する。これによって、蒸着物質の分子同士が凝集することなく被着材の表面に均一に被着し、周辺に存在する蒸着物質の分子同士が凝集して核を形成することなく緻密に充填した光学膜を形成することができる。したがって、例えば、光学膜は、大気中の水分が浸透することが抑制されており、被着材である基体31から剥がれる可能性が低減される。
　なお、基体31の表面に直接形成される誘電体層は、ガラス材料との密着性の高い酸化珪素膜であると、基体31と光学膜との密着性が向上するため好ましい。　また、本実施形態における撮像装置は、上述の光学フィルタ部材３を含んでいることによって、光学フィルタ部材３において光の入射角の違いによる光学特性の変化が低減されており、撮像画像の質に関して向上されている。
　以上のように、第２の誘電体多層膜33が、第３の誘電体多層膜34とともに基体31の同じ主面側に設けられ、第１の誘電体多層膜32が基体31の他の主面側に設けられている例を説明した。図９および図１０で示すように、第２の誘電体多層膜33が、第１の誘電体多層膜32とともに基体31の同じ主面側に設けられ、第３の誘電体多層膜34が基体31の他の主面側に設けられている構成であってもよい。
　この場合には、第２の誘電体多層膜33は、基体31の一方の主面に接して設けられており、第３の誘電体多層膜34は、基体31の他方の主面に接して設けられている。第１の誘電体多層膜32は、第２の誘電体多層膜33上に設けられている。
　このような構成であっても、図５（ｃ）に示すように、400ｎｍよりも小さい波長範囲に含まれる紫外線の透過率が低減されているものであり、さらに、650ｎｍよりも大きい波長範囲に含まれる赤外線の透過率が低減されているものとなる。このように、光学膜における光入射角の影響を低減させることによって、光学フィルタ部材３全体における光入射角の影響を低減させることができる。
　各誘電体多層膜の作成の順序としては、最初に基体31の表面に第２の誘電体多層膜33を形成し、その後第１の誘電体多層膜32または第３の誘電体多層膜34を形成するようにすると、第２の誘電体多層膜33は光学フィルタ部材３の入射角度依存性に最も影響が大きいので、誘電体多層膜の応力によって湾曲する前の平面度の高い基体31に対して第２の誘電体多層膜33を形成することで、基体31の全面に各誘電体多層膜の蒸着膜が均一に形成されやすくなるので、光学フィルタ部材３の面内での膜厚のばらつき等が小さくなり好ましい。　　　
　第２の誘電体多層膜33は、図２および図９に示すように、第１の誘電体多層膜32または第３の誘電体多層膜34とともに基体31の同じ主面側に設けられている。第２の誘電体多層膜33は、光学特性とは別の機能として、基体31の上面および下面において、誘電体層の構造の違いによって生じる応力の差を低減する機能を有している。例えば、基体31の上面に設けられた第１の誘電体多層膜32と基体31の下面に設けられた第３の誘電体多層膜34との誘電体層構造の違いによって、基体31の上面および下面には応力が生じる可能性があり、第２の誘電体多層膜33は、この上面および下面における応力の差を低減し得るものである。基体31の同じ主面側に第１の誘電体多層膜32と第３の誘電体多層膜34とが形成された場合には、誘電体多層膜の形成されていない側の基体31の主面に第２の誘電体多層膜33を形成したとしても、基体１の両主面に加わる応力を十分に低減し得ない。
　ここで、図１１（ａ）および図１１（ｂ）を参照して、第２の誘電体多層膜33が応力の差を低減する機能について説明する。図１１（ａ）および図１１(ｂ)では、第２の誘電体多層膜33は、基体31の上面に設けられた第１の誘電体多層膜32が基体31に与える力Ｆ32と、基体31の下面に設けられた第３の誘電体多層膜34が基体31に与える力Ｆ34との差異を低減させて、基体31の反りを低減させるものである。すなわち、第２の誘電体多層膜33は、力Ｆ32と力Ｆ34との合計の差異を低減させるためのものである。なお、図１１（ａ）と図１１（ｂ）で、力Ｆ32と力Ｆ34との値が異なっているが、これは第１の誘電体多層膜32と第３の誘電体多層膜34で使用している誘電体材料または目的とする光透過範囲等によって変わるものである。
　例えば、図８および図１０に示されている低屈折率誘電体層が酸化珪素（ＳｉＯ２）から成るとともに高屈折率誘電体層が酸化チタン（ＴｉＯ２）から成る場合、成膜時に内在する応力は酸化珪素（ＳｉＯ２）の方が大きい。この酸化珪素（ＳｉＯ２）から成る低屈折率誘電体層に着目すると、光学フィルタ部材３の角度依存性を小さくするために、第２の誘電体多層膜33の平均での屈折率を第１の誘電体多層膜32の平均屈折率より高くしているので、第２の誘電体多層膜33における第１の低屈折率誘電体層33ａの厚みは大幅に小さくなっている。
　そのため、第２の誘電体多層膜33が、第１の誘電体多層膜32または第３の誘電体多層膜34とともに基体31の同じ主面側に設けられていれば、残留応力の大きい酸化珪素（ＳｉＯ２）層の厚みが第１の誘電体多層膜32や第２の誘電体多層膜34に比べて小さいことで、第２の誘電体多層膜33の残留応力は、第１の誘電体多層膜32や第３の誘電体多層膜34より大幅に小さくなる。その結果、基体31に与えられる力Ｆ33は、Ｆ32やＦ34に比べると小さいために、基体31の上下面が受ける力のバランスが大きくずれないので、基体31が大きく反ってしまうことが低減される。
　また、図８および図１０に示された例において、基体31の表面に直接形成される酸化珪素膜（ＳｉＯ２層）の厚みを調整することによって、Ｆ32と力Ｆ33およびＦ34の合計との差異を低減することで基体31の反りをより小さくすることができる。なお、基体31の表面に直接形成される酸化珪素膜（ＳｉＯ２層）は誘電体多層膜の光学特性にほとんど影響を与えないので、基体31の両主面に加わる応力差が大きくなる場合には厚みを調整することで光学特性を変えずに応力を調整することができる。
　本発明においては、光学フィルタ部材３の両主面に加わる応力差を小さくすることができるため、上記例において、基体31の厚みが0.1ｍｍであり、第１、第２および第３の誘電体多層膜32、33、34の合計の厚みが0.013ｍｍの厚みとなるように光学フィルタ部材３を基体31に形成した場合には、どちらの面から３点曲げ強度を測定しても、元の基体31単体の３点曲げ強度より強い光学フィルタ部材３が得られた。なお、0.013ｍｍは、基体31の厚みの10%を越える厚みである。
　また、図１２および図１３に示されているように、第２の誘電体多層膜33は、応力調整層33ａ１を含んでいてもよい。ここでいう“応力調整層33ａ１”とは、基体31の上面に設けられた第１の誘電体多層膜32と基体31の下面に設けられた第２の誘電体多層膜33および第３の誘電体多層膜34との誘電体層構造の違いによって、基体31の上面および下面に生じる応力の差を低減し得るものである。
　応力調整層33ａ１は、第２の誘電体多層膜33の複数の第１の低屈折率誘電体層33ａの一部であり、他の第１の低屈折率誘電体層33ａとは膜厚の異なるものである。応力調整層33ａ１は、基体31の上面および下面に生じる応力の差を低減し得るように、他の第１の低屈折率誘電体層33ａとは膜厚が異なるように設計されている。
　ここで、図１３を参照して、応力調整層33ａ１の機能について説明する。応力調整層33ａ１は、基体31の上面に設けられた第１の誘電体多層膜32が基体31に与える力Ｆ32と、基体31の下面に設けられた第２および第３の誘電体多層膜33および34が基体31に与える力Ｆ33およびＦ34との差異を低減させて、基体31の反りを低減させるものである。すなわち、応力調整層33ａ１は、Ｆ32と、力Ｆ33およびＦ34の合計との差異を低減させるためのものである。
　例えば、図１２に示されている低屈折率誘電体層が酸化珪素（ＳｉＯ２）から成るとともに高屈折率誘電体層が酸化チタン（ＴｉＯ２）から成る場合、成膜時に内在する応力は酸化珪素（ＳｉＯ２）の方が大きい。そこで、この酸化珪素（ＳｉＯ２）から成る低屈折率誘電体層に着目してみると、求められる光学特性を実現するために、第２の誘電体多層膜33における低屈折率誘電体層の厚みが極端に小さくなっている。
　この状態で、応力調整層33ａ１がない場合には、基体31に与えられる力Ｆ33が極端に小さくなり、基体31の上下面が受ける力のバランスが大きくずれて、基体31が大きく反ってしまう可能性がある。しかしながら、図１２に示された例において、光学膜は、第２の誘電体多層膜33における他の低屈折率誘電体層よりも膜厚の大きい応力調整層33ａ１を有していることによって、Ｆ32と力Ｆ33およびＦ34の合計との差異が低減されている。
　応力調整層33ａ１は、第２の誘電体多層層33の厚み方向において基体31に接している第１層目に設けられており、基体31と応力調整層33ａ１とが互いに屈折率の差が比較的小さい材料によって形成されている場合には、基体31と応力調整層33ａ１との屈折率の差による光学特性への影響を低減させることができる。
　この点においては、応力調整層33ａ１は、基体31の主成分と同じ材料から成ることが好ましい。例えば、基体31の主成分が酸化珪素（ＳｉＯ２）である場合、応力調整層33ａ１も酸化珪素（ＳｉＯ２）から成ることが好ましい。このような構造であると、基体31と応力調整層33ａ１との屈折率の差による光学特性への影響を低減させることができる。
　本実施形態の例において、第２の誘電体多層膜33は、酸化珪素（ＳｉＯ２）から成る複数の第２の低屈折率誘電体層33ａと酸化チタン（ＴｉＯ２）から成る複数の第２の高屈折率誘電体層33ｂとを含んでおり、基体31の主成分が酸化珪素（ＳｉＯ２）であって、かつ応力調整層33ａ１は酸化珪素（ＳｉＯ２）から成る。基体31の主成分が酸化珪素（ＳｉＯ２）から成り応力調整層33ａ１が基体31の主成分と同じ酸化珪素（ＳｉＯ２）から成る場合は、基体31に対する応力調整層33ａ１の接合強度が向上されて、例えば、応力調整層33ａ１が基体31から剥がれにくくなり、光学フィルタ部材３における光学特性を向上させることができる。
　また、光学フィルタ部材３の光学膜は、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope）を用いることで、膜厚、組成、膜の結晶状態等を確認することができる。なお、膜組成を特定することによって、その膜組成から文献等を用いてそれぞれの屈折率を確認することができる。
　ここから、撮像装置における光学フィルタ部材３以外の構成について説明する。
　素子搭載用部材１は、基板11と、リード端子13を挟むように基板11に接合された枠体12とを含んでいる。
　基板11は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、ムライト質焼結体、ステアタイト焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成るものである。
　基板11は、以下のようにして作製することができる。例えば、基板11が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ、溶剤および可塑剤、分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のスプレードライ法を用いて顆粒にする。次いで、この顆粒を所定の形状のプレス金型により紛体プレス成型して生成型体を作製し、生成型体を約1500℃の高温で焼成することにより基板11となる。また、上記泥漿物を用いてグリーンシートを作製して、グリーンシートを打ち抜き金型等により打ち抜くなどして適当な大きさにすることで生成形体を得ることができる。生成形体は複数のグリーンシートを積層して所定の厚みにしてもよい。
　この基板11の表面は、ラップ研磨加工等により平坦にして、20μｍ以下の平坦度にしておくと、撮像素子２を搭載した際に傾きやゆがみが発生しにくくなるので好ましい。基板11は、撮像素子２の搭載部の外周部に枠体12が接合されるが、枠体12が対向する外周部の部分も平坦にしておくと、枠体12が傾きにくくなる。したがって、基体11と枠体12とが良好に接合されて、その上に接着される光学フィルタ部材３も撮像素子２に対して傾きにくくなるので好ましい。
　リード端子13は、例えば、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金やＦｅ－Ｎｉ合金，銅（Ｃｕ）または銅合金等の金属材料から成るものである。気密信頼性の観点からは、リード端子13、基板11の熱膨張係数との差が小さくなる熱膨張係数を有する材料が好ましく、基板11が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、例えば、Ｆｅ－42％Ｎｉ合金が好ましい。リード端子13は、腐食防止または導電性の向上のために、表面にニッケルめっき層および金めっき層を順次被着させておくとよい。
　リード端子13は、例えば、上記金属材料から成る板材を、金型を用いた打ち抜き加工によりリードフレームを形成する。リードフレームは、複数のリード端子13が枠の内周から内側に延出するように展開された形状を有しており、基板11に接続した後に枠を切り離すことにより複数のリード端子13となる。リードフレームは、エッチング加工により作製することもできる。金属板の上にリードフレーム形状のレジスト膜を形成して、例えば、リード端子13が銅から成る場合であれば、塩化第二鉄によりエッチングした後にレジスト膜を剥離することにより作製することができる。
　枠体12は、基板11と同様に酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、ムライト質焼結体、ステアタイト焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等のセラミックスから成るものであり、基板11と同様の方法で作製することができる。枠体12と基板11とを同じ材料を用いると、熱膨張係数が同じになるのでこれらの間に発生する熱応力がその間の接合材14またはリード端子13に加わりにくくなるので好ましい。
　枠体12は、表面をラップ研磨加工等により平坦にして、20μｍ以下の平坦度にしておくと、基板11に対して傾きにくくなる。また、光学フィルタ部材３は、枠体12に接合されているので、枠体12に対して傾きにくくなる。このように、撮像装置は、基体11、枠体12および光学フィルタ部材３が傾きにくい状態で互いに接合されるので、結果として、光学フィルタ部材３が撮像素子２に対して傾かないように接着されるので好ましい。
　接合材14は、リード端子13を間に挟んで基板11と枠体12とを接合しており、ガラス材料または樹脂材料を用いることができる。接合材14は、ガラス材料としては、ＰｂＯ系ガラス、ＰｂＯ－ＳｉＯ系ガラス、ＢｉＯ－ＳｉＯ系ガラス、ＰＯ－ＳｉＯ系ガラスまたはＢＯ－ＳｉＯ系ガラス等の低融点ガラスがある。接合材14は、樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂等がある。いずれの場合も、接合材14は、熱膨張係数を基板11または枠体12の熱膨張係数に近いものとするために、例えば、シリカのような無機粉末等のフィラーを含有するものであってもよい。
　接合材14が低融点ガラスである場合は、例えば、酸化鉛56～66質量％、酸化硼素４～14質量％、酸化珪素１～６質量％および酸化亜鉛１～11質量％を含むガラス成分に、フィラーとして酸化ジルコニウムシリカ系化合物の粉末を４～15質量％添加した粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合してガラスペーストを得る。このガラスペーストをスクリーン印刷法等の印刷法により枠体12の下面に所定厚みに印刷塗布し、これを約430℃の温度で焼成することによって枠体12に低融点ガラスを被着させる。
　この枠体12を、基板11の上に低融点ガラスを下にして載置し、トンネル式の雰囲気炉またはオーブン等の加熱装置で約470℃に加熱することで接合材14を再溶融させて基板11の上面と枠体12の外周縁部に挟まれた各リード端子13の周囲を接合材14で覆い、冷却して低融点ガラスを固化させる。これによって、枠体12およびリード端子13が基板11に強固に接合されて素子搭載用部材１となる。
　接合材14が樹脂である場合は、例えば、ビスフェノールＡ型の液状エポキシ樹脂からなる主剤に対し、硬化剤としてテトラヒドロメチル無水フタル酸を外添加で10～30質量％添加し、フィラーとしてシリカ粉末を外添加で30～80質量％添加し、カーボンブラック等の着色剤、２－メトキシエタノール等の有機溶剤を添加混合してエポキシ樹脂ペーストを得る。このエポキシ樹脂をスクリーン印刷法等の印刷法により枠体12の下面に所定厚みに印刷塗布し、これを約60℃～80℃の温度で溶剤を乾燥させ枠体12に樹脂層を被着させる。
　この枠体12を、基板11の上に接合材14を下にして載置し、トンネル式の雰囲気炉またはオーブン等の加熱装置で加熱してピーク温度約150℃で１時間保持することにより、樹脂層を溶融させて基板11の上面と枠体12の外周縁部に挟まれた各リード端子13の周囲を樹脂で覆った後に硬化させることにより、枠体12およびリード端子13が基板11に強固に接合されて素子搭載用部材１となる。
　以上のようにして、作製された素子搭載用部材１と光学フィルタ部材３との接合は、一般的に紫外線硬化型エポキシ樹脂もしくは熱硬化型エポキシ樹脂等から成る接着剤５を介して行なわれる。素子搭載用部材１と光学フィルタ部材３との接合は、例えば、接着剤５として熱硬化型エポキシ樹脂を用いる場合、従来周知のスクリーン印刷法またはディスペンス法等で接着剤５を素子搭載用部材１または光学フィルタ部材３に塗布し、互いに重ねあわせた後、90～150℃の温度で60～90分間加重し加熱することによって行われる。　撮像素子２は、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等である。撮像素子２は、例えば、銀粉末を含有するエポキシ樹脂から成る導電性接着剤によって素子搭載用部材１の上面に接着して固定される。撮像素子２は、電極が素子搭載用部材１の端子に金などからなるボンディングワイヤ４で接続される。そして、素子搭載用部材１の開口部を塞ぐように光学フィルタ部材３を接着剤５で素子搭載用部材１に接着することで撮像装置となる。
　以下、光学フィルタ部材３の製造方法について図１５を参照して説明する。なお、以下では、図２に示すような光学フィルタ部材３の製造方法について説明する。
　光学フィルタ部材３の製造方法は、図１５（ａ）に示されているように、無色透明の平板から成る母基体31’の一方主面側に、第１の低屈折率誘電体層32ａと第１の高屈折率誘電体層32ｂとを交互に複数層積層して第1の誘電体多層膜32を、他方主面側に、第２の低屈折率誘電体層33ａと第２の高屈折率誘電体層33ｂとを交互に複数層積層して第２の誘電体多層膜33を、引き続き、第３の低屈折率誘電体層34ａと第３の高屈折率誘電体層34ｂとを交互に複数層積層して第３の誘電体多層膜34を被着形成する。このように、第１の誘電体多層膜32を被着し、第２の誘電体多層膜33と第３の誘電体多層膜34とを連続して被着形成し、母光学フィルタ部材３’を形成する工程と、図１５（ｂ）に示されているように、外周部が枠体72に支持された粘着シート71に母光学フィルタ部材３’の他方主面を密着させて固定する工程と、図１５（ｃ）に示されているように、母光学フィルタ部材３’に複数の光学フィルタ部材領域が縦横に配列されており、この母光学フィルタ部材３’の第1の誘電体多層膜32側に紫外線レーザを照射して走査することにより、母光学フィルタ部材３’を複数の光学フィルタ部材領域に区分するような溝３ａ’を形成する工程と、図１５（ｄ）に示されているように、溝３ａ’に沿って母光学フィルタ部材３’を割断する工程とを含んでいる。
　これにより、隣接する光学フィルタ部材領域の第１の誘電体多層膜32は溝３ａ’を介して配置されることになるので、製造工程中に第１の誘電体多層膜32同士が接触することが低減される。母光学フィルタ部材３’の主面上に光学膜を形成した平板状の母光学フィルタ部材３’を粘着シート71に密着させて光学フィルタ部材３を作成しても、異物の少ない光学フィルタ部材３を作製することができる。紫外線レーザを照射することで溝３ａ’を形成する際に、母基体31’の表面に形成された光学膜が照射する紫外線レーザの波長の85％を越える高い割合でレーザ光を反射する場合には、紫外線レーザは、反射されても加工できるエネルギーを照射する必要がある。また、加工中には反射率が変化するため紫外線レーザの調整も難しくなるが、母基体31’の表面に形成された光学膜が照射された紫外線レーザの波長を15％以上吸収もしくは透過するものであると、紫外線レーザを溝３´形成に効果的に使用することができるとともに、加工中の反射率の変化も小さくなるので、紫外線レーザの調整も容易になるので好ましい。
　粘着シート71は、一般的に、支持シートと、その片側表面上に設けた粘着剤層との２層構造からなる。粘着シート71の厚さは、特に限定されるものではないが、通常30～300μｍであり、好ましくは50～100μｍである。　粘着剤層用の粘着剤は、感圧接着剤成分として、汎用の感圧接着剤を構成する化合物より選択することができ、例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系、ポリエステル系またはポリビニルエーテル系の接着剤等を挙げることができる。場合によっては、感圧接着剤成分にレーザ光線の吸収率を高めるための吸収性付与剤を付与して粘着剤としてもよい。粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、通常１～100μｍであり、好ましくは５～50μｍである。
　枠体72は、通常、位置決めするための直線部または溝が外周に形成された枠状体であり、粘着シート71を介して母光学フィルタ部材３’を位置決めするための治具である。このような治具を用いることで、量産性または再現性を向上させることができる。枠体72は、0.5ｍｍ～１ｍｍ程度の金属板をエッチング加工で作製することができる。また、枠体72は、金型を用いて熱可塑性樹脂で射出成型して作製してもよい。
　支持シート上に粘着剤層を形成して粘着シート71としたものを枠体72に粘着剤層を介して接着し、その中央に母光学フィルタ部材３’を粘着剤層に貼り付けることで、レーザ加工工程の量産性または再現性を向上させることができる。
　レーザ装置は、波長および位相が揃った光を発生させる装置であり、本実施形態では、266ｎｍの紫外線波長を持つレーザを用いて加工を行なった。１０μｍ程度の波長を持つ炭酸ガスレーザーを用いて加工することができるが、紫外線レーザを用いた場合には、炭酸ガスレーザーを使用した場合に比べてスポット径をより小さく絞ることができるので、紫外線レーザを当てた部分の周囲への影響が小さく、光学膜の良好な特性が得られる領域を広くすることができるので好ましい。
　本実施形態で用いられるレーザダイシング装置では、枠体72に粘着シート71を介して固定したガラス材料から成る母光学フィルタ部材３’の上面の第１の誘電体多層膜32に対し焦点が合うようレーザ光線を照射し、母光学フィルタ部材３’に溝３ａ’を形成する。第１の誘電体多層膜32を透過した紫外線レーザのエネルギーは、母光学フィルタ部材３’の表面部において熱に変換されて母光学フィルタ部材３’の表面部の一部を溶かす。第１の誘電体多層膜32は、母光学フィルタ部材３’の表面部において発生した熱によって部分的に蒸発される。
　266ｎｍの紫外線レーザは、スポット径を20μｍ程度に絞ることができ、また、一般的なガラス材料が紫外線レーザを吸収してガラス材料を透過しないので、粘着シート71に熱の影響を与えにくく、高精度な寸法加工を行なうことができる。また、紫外線レーザが照射されて溝３ａ´が形成された部分では、第１の誘電体多層膜32と基体31とが側面の一部分で溶着して一体のガラス質層となっていることで、側面からの水分の浸入を阻止するので光学特性の径時変化が少ない構造となる。
　次に、粘着シート71の裏面からそれぞれの溝３ａ’の真下を押し上げることで、母光学フィルタ部材３’を割断し光学フィルタ部材３とする。
　次に、粘着シート71の裏面から紫外線光を当てることで、粘着シート71を硬化させ、粘着性を低下させ、光学フィルタ部材３をピックアップすることで、光学フィルタ部材３を作製することができる。なお、母光学フィルタ部材３´の切断には、ダイシングソーを用いて切り離すこともできる。その場合には、第１の誘電体多層膜32と基体31が溶着することはない。
　また、ガラス材料から成る基体31が、例えば、アルカリ金属成分を多く含み、比較的に水分に対して弱い組成である場合には、図１６に示すように、基体31の上下面側に水分を通しにくい性質を有するバリア膜35を形成することが好ましい。
　また、図２または図９の光学膜の構造において、第１～第３の誘電体多層膜32、33、34の厚み方向の一部分がバリア層としての機能を有することによって、比較的に水分に対して弱い組成のガラス材料を基体31として用いた場合に効果的である。その構造の例としては、複数の高屈折率誘電体層および低屈折率誘電体層の一部がイオンビームアシスト蒸着法によって形成されてアモルファス化されているものがある。複数の高屈折率誘電体層および低屈折率誘電体層の一部がアモルファス化されることによって、水分が通りにくくなる。
　また、第１～第３の誘電体多層膜32、33、34の厚み方向の全部がバリア層としての機能を有する構造の例としては、複数の高屈折率誘電体層および低屈折率誘電体層の全部がイオンビームアシスト蒸着法によって形成されてアモルファス化されているものがある。
　本実施形態における光学フィルタ部材３において、水分を通しにくい性質を有するバリア膜35を含んでいる場合または第１～第３の誘電体多層膜32、33、34がバリア層としての機能を有している場合には、比較的に水分に対して弱い性質を有するガラス材料から成る基体31は、表面の劣化が低減されており、例えば、第１～第３の誘電体多層膜32、33、34の剥がれ等が生じる可能性がより低減される。
　１・・・・・素子搭載用部材
　２・・・・・撮像素子
　３、３Ａ・・・・・光学フィルタ部材
　　31・・・・・基体
　　32・・・・・第１の誘電体多層膜
　　32ａ・・・・第１の低屈折率誘電体層
　　32ｂ・・・・第１の高屈折率誘電体層
　　33・・・・・第２の誘電体多層膜
　　33ａ・・・・第２の低屈折率誘電体層
　　　33a1・・・・応力緩和層
　　33ｂ・・・・第２の高屈折率誘電体層
　　　33b1・・・・みなし高屈折率誘電体層部位
　　　33b2・・・・みなし低屈折率誘電体層に含まれる高屈折率層部位
　　34・・・・・第３の誘電体多層膜
　　34ａ・・・・第３の低屈折率誘電体層
　　34ｂ・・・・第３の高屈折率誘電体層
　　35・・・・・バリア膜
　４・・・・・ボンディングワイヤ
　５・・・・・接着剤

Claims (10)

  1. 　透光性材料からから成る基体と、
    該基体の表面に設けられた光学膜とを備えており、
    該光学膜が、それぞれ屈折率の異なる複数の誘電体層が積層されている第１、第２および第３の誘電体多層膜を含んでおり、
    前記第１の誘電体多層膜が、可視光の波長範囲における第１の光透過範囲を有しており、
    前記第２の誘電体多層膜が、前記第１の光透過範囲内に含まれる第２の光透過範囲を有するとともに、前記第１の誘電体多層膜よりも高い平均屈折率を有しており、
    前記第３の誘電体多層膜が、前記第２の光透過範囲を含んでおり、前記第１の光透過範囲の上限波長よりも高い上限波長を有するとともに、前記第２の光透過範囲の中心波長の２倍の波長の光を遮断する第３の光透過範囲を有しており、
    前記第２の誘電体多層膜は前記基体に接しており、前記第１の誘電体多層膜または前記第３の誘電体多層膜とともに前記基体の同じ主面側に設けられていることを特徴とする光学フィルタ部材。
  2. 　前記第２の誘電体多層膜が、前記第３の誘電体多層膜とともに前記基体の同じ主面側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ部材。
  3. 　前記第１および第２の誘電体多層膜の前記複数の誘電体層の少なくとも一部が同じ材料であり、
    前記第１および第２の誘電体多層膜の両方において、同じ材料である前記誘電体層が前記基体に接していることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ部材。
  4. 　前記第２の誘電体多層膜が、酸化珪素からなる複数の第１の誘電体層と酸化チタンからなる複数の第２の誘電体層とを含んでおり、
    前記基体が主成分として酸化珪素を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム部材。
  5. 　前記第２の誘電体多層膜が応力調整層を有していることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ部材。
  6. 　前記応力調整層が、前記第２の誘電体多層膜の厚み方向において前記基体に接している第１層目に設けられており、前記基体の主成分と同じ材料を含んでいることを特徴とする請求項５に記載の光学フィルタ。
  7. 　前記第２の誘電体多層膜が、酸化珪素からなる複数の第１の誘電体層と酸化チタンからなる複数の第２の誘電体層とを含んでおり、
    前記基体が主成分として酸化珪素を含んでおり、
    前記応力調整層が、酸化珪素を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の光学フィルム部材。
  8. 　前記光学膜が、イオンビームアシスト蒸着法によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ部材。
  9. 　前記光学膜の表面に設けられたバリア層をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ部材。
  10. 　請求項１に記載の光学フィルタ部材と、
    該光学フィルタ部材の下方に設けられた撮像素子とを備えていることを特徴とする撮像装置。
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