特許 6202229 光学フィルタおよび撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202229

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】光学フィルタおよび撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/22 20060101AFI20170914BHJP

   G02B 5/26 20060101ALI20170914BHJP

   G02B 5/28 20060101ALI20170914BHJP

   H01L 27/146 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/22

   G02B5/26

   G02B5/28

   H01L27/146 D

【請求項の数】19

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2017-513016(P2017-513016)

(86)(22)【出願日】2016年4月21日

(86)【国際出願番号】JP2016062658

(87)【国際公開番号】WO2016171219

(87)【国際公開日】20161027

【審査請求日】2017年3月3日

(31)【優先権主張番号】特願2015-88818(P2015-88818)

(32)【優先日】2015年4月23日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】旭硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大井 好晴

(72)【発明者】

【氏名】塩野 和彦

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 麻奈

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 翔子

(72)【発明者】

【氏名】保高 弘樹

【審査官】 大竹 秀紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１９１３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５９５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８３５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３５２５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／２２

Ｇ０２Ｂ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大を有する近赤外吸収剤を含み、下記（ｉ−１）の要件を満たす吸収層と、下記（ｉｉ−１）の要件を満たす誘電体多層膜からなる反射層と、を有することを特徴とする光学フィルタ。
（ｉ−１）前記吸収極大を示す波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で６２０〜６７０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）を有する。
（ｉｉ−１）６７０〜１２００ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近赤外反射帯域を有し、前記近赤外反射帯域より短波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｓ偏光成分の光の透過率が５０％となる波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）が、前記波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）より長波長側にある。

【請求項2】

前記反射層が、下記（ｉｉ−２）の要件を満たす請求項１に記載の光学フィルタ。
（ｉｉ−２）前記近赤外反射帯域より短波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が５０％となる波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）と、前記波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）との関係が、０ｎｍ＜λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）−λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）≦２０ｎｍである。

【請求項3】

前記吸収層が、下記（ｉ−２）および（ｉ−３）の要件を満たす請求項１または２記載の光学フィルタ。
（ｉ−２）６４０〜７００ｎｍの波長領域に透過率が１５％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ１５％）を有し、かつλＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）＜λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ１５％）＜λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）である。
（ｉ−３）７４０〜８４０ｎｍ波長領域に透過率５０％となる波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％）と透過率１５％となる波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）を有し、かつλ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）＜λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％）である。

【請求項4】

前記吸収層は、３７０〜４０５ｎｍ波長領域に吸収極大を有する近紫外吸収剤を含むとともに、下記（ｉ−４）の要件を満たし、かつ前記反射層が、下記（ｉｉ−３）の要件を満たす請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
（ｉ−４）前記吸収極大を示す波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で４００〜４２０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を有する。
（ｉｉ−３）３００〜４２０ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近紫外反射帯域を有し、前記近紫外反射帯域の長波長側で透過率が５０％となる波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔ５０％）が、前記波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）より短波長側にある。

【請求項5】

前記吸収層が、下記（ｉ−５）の要件を満たし、前記反射層が、下記（ｉｉ−４）の要件を満たす請求項４に記載の光学フィルタ。
（ｉ−５）前記波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側に透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を有する。
（ｉｉ−４）前記近紫外反射帯域の長波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が５０％となる波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔｐ５０％）が、前記波長λＳｈ（ＤＵ＿Ｔ５０％）より長波長側にある。

【請求項6】

前記反射層は、７００〜１２００ｎｍの波長領域内の第１の波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる第１の近赤外反射帯域を有する第１の反射層と、７００〜１２００ｎｍの波長領域内の前記第１の波長領域より短波長側の第２の波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる第２の近赤外反射帯域を有する第２の反射層を有し、前記第１の近赤外反射帯域と前記第２の近赤外反射帯域で前記近赤外反射帯域が構成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。

【請求項7】

前記第１の反射層と前記第２の反射層とを離間して備える請求項６に記載の光学フィルタ。

【請求項8】

前記吸収層が７４０〜８４０ｎｍ波長領域に透過率１５％となる波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）を有し、前記波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）が、前記第２の近赤外反射帯域の短波長側で、入射角０°で入射する光の透過率が１５％となる波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔ１５％）より、長波長側にある請求項６または７に記載の光学フィルタ。

【請求項9】

前記第１の近赤外反射帯域の長波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が１５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ１５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長である請求項６〜８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。

【請求項10】

６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大を有する第１の近赤外吸収剤と、８００〜９２０ｎｍの波長領域に吸収極大を有する第２の近赤外吸収剤とを含み、下記（Ｉ−１）の要件を満たす吸収層と、下記（ＩＩ−１）の要件を満たす誘電体多層膜からなる反射層と、を有することを特徴とする光学フィルタ。
（Ｉ−１）前記第１の近赤外吸収剤が吸収極大を示す波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で６２０〜６７０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）を有し、前記第２の近赤外吸収剤が吸収極大を示す波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で９００〜９７０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）を有し、λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）＜λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）である。
（ＩＩ−１）６７０〜１２００ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近赤外反射帯域を有し、前記近赤外反射帯域の短波長側で透過率が５０％となる波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）と、前記波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）と、前記波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）との関係が、
λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）＜λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）
であり、かつ前記近赤外反射帯域の長波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が１５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ１５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長である。

【請求項11】

前記吸収層は、３７０〜４０５ｎｍ波長領域に吸収極大を有する近紫外吸収剤を含むとともに、下記（Ｉ−２）の要件を満たし、かつ前記反射層が、下記（ＩＩ−２）の要件を満たす請求項１０に記載の光学フィルタ。
（Ｉ−２）前記吸収極大を示す波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で４００〜４２０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を有する。
（ＩＩ−２）３００〜４２０ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近紫外反射帯域を有し、前記近紫外反射帯域より長波長側で透過率が５０％となる波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔ５０％）が、前記波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）より短波長側にある。

【請求項12】

前記吸収層が、下記（Ｉ−３）の要件を満たし、前記反射層が、下記（ＩＩ−３）の要件を満たす請求項１１に記載の光学フィルタ。
（Ｉ−３）前記波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側に透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を有する。
（ＩＩ−３）前記近紫外反射帯域の長波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が５０％となる波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔｐ５０％）が、前記波長λＳｈ（ＤＵ＿Ｔ５０％）より長波長側にある。

【請求項13】

前記反射層において、前記近赤外反射帯域の短波長側で、入射角０°で入射する光の透過率が１５％となる波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ１５％）より、前記吸収層において、前記波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で、透過率が１５％となる波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ１５％）が、長波長側にある請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の光学フィルタ。

【請求項14】

６８０〜７５０ｎｍの波長領域で、入射角０°と３０°におけるｐ偏光における透過率差の平均値ΔＴｐ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）およびｓ偏光における透過率差の平均値ΔＴｓ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）がいずれも１．３％以下である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。

【請求項15】

１０００〜１１５０ｎｍの波長領域で、入射角０°と３０°におけるｐ偏光における透過率差の平均値ΔＴｐ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）およびｓ偏光における透過率差の平均値ΔＴｓ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）がいずれも１０％以下である請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。

【請求項16】

下記要件（１）〜（３）の少なくとも１つを満たす請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
（１）入射角０°の分光透過率曲線において、４４０〜６００ｎｍの波長領域における平均透過率が８０％以上である。
（２）入射角０°の分光透過率曲線において、３５０〜４００ｎｍの波長領域の平均透過率が５％以下である。
（３）入射角０°の分光透過率曲線において、７００〜１１５０ｎｍの波長領域の平均透過率が５％以下である。

【請求項17】

前記吸収層および前記反射層が、ガラス基板の片面または両面に備えられた請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学フィルタ。

【請求項18】

前記ガラス基板が、Ｃｕを含有するフツリン酸塩系ガラスまたはリン酸塩系ガラスからなる請求項１７に記載の光学フィルタ。

【請求項19】

請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光学フィルタを備えたことを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

可視光を透過し、近赤外光を遮断する光学フィルタ、および該光学フィルタを備えた撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルスチルカメラ等に搭載されるＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置では、色調を良好に再現し、かつ鮮明な画像を得るために、可視光を透過し、近赤外光を遮蔽する光学フィルタ（近赤外カットフィルタ）が用いられている。
かかる光学フィルタにおいて、とくに、良好な色調再現性を得るためには、可視光を透過させるとともに、紫外光および近赤外光を遮断する分光透過率曲線を示すことが求められる。
従来、このような光学フィルタとして、近赤外吸収色素を含有する（光）吸収層と、紫外波長領域および赤外波長領域の光を遮断する誘電体多層膜からなる（光）反射層とを備えたものが知られている。これは、誘電体多層膜そのものが、入射する光の角度によって分光透過率曲線が変化（シフト）する。そのため、このような光学フィルタは、その変化を解消するように、透過率の入射角依存性が極めて小さい近赤外吸収色素を含有する吸収層の吸収波長領域を重ねて、光の入射角の依存性を抑制し色再現性に優れる分光透過率曲線を得ようとしたものである（例えば、特許文献１〜３等参照）。

【0003】

しかし、誘電体多層膜は、入射する光の角度が大きくなるにしたがい、偏光成分によっても光学特性に差が出てくる。すなわち、ｓ偏光成分とｐ偏光成分の分光透過率曲線が異なってくる。上記の特許文献は、斜入射（例えば、３０°）光に対する分光透過率曲線を示し、垂直入射（０°）光の分光透過率曲線との差分が小さくなることを開示しているが、偏光成分に関する具体的な記載はない。そして、特定の偏光成分（ｓ偏光成分またはｐ偏光成分）に着目したとき、従来の光学フィルタは、シフト量が大きくなり、入射する光の偏光成分に起因した斜入射による分光透過率曲線のシフトが十分に解消されていなかった。ここでいうシフト（量）とは、とくに分光透過率曲線のうち、透過率の立ち上がりや立ち下がりに見られる波長の変化（量）に相当する。

【0004】

このため、従来の光学フィルタは、偏光成分による入射角依存性が発生するという問題があった。とくに、光学フィルタは、可視域と近赤外域の境界の７００ｎｍ付近で透過から遮断に遷移する領域において、光の入射角依存性と偏光依存性が大きくなると、固体撮像素子での高精度な色再現性が得られない。さらに、光学フィルタは、固体撮像素子の感度の最長波長となる１１５０ｎｍ付近において、偏光依存性のために透過率が高まると、固体撮像素子が本来感知すべきではない波長の光量（ノイズ）を感知することで高精度な色再現性が得られない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１９０５５３号公報

【特許文献2】特開２０１４−０５２４８２号公報

【特許文献3】国際公開第２０１４/００２８６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明は、斜入射時における偏光依存性が抑制された光学フィルタ、とくに、可視域と近赤外域の境界の７００ｎｍ付近で透過から遮断に遷移する領域の偏光依存性が抑制された光学フィルタ、さらに、固体撮像素子の感度の最長波長となる１１５０ｎｍ付近において、偏光依存性による透過率の増大が抑制された光学フィルタ、および該光学フィルタを備えた撮像画像の色再現性に優れる撮像装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る光学フィルタは、６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大を有する第１の近赤外吸収剤を含み、下記（ｉ−１）の要件を満たす吸収層と、下記（ｉｉ−１）の要件を満たす誘電体多層膜からなる反射層と、を有することを特徴とする。
（ｉ−１）前記吸収極大を示す波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で６２０〜６７０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）を有する。
（ｉｉ−１）６７０〜１２００ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近赤外反射帯域を有し、前記近赤外反射帯域より短波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｓ偏光成分の光の透過率が５０％となる波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）が、前記波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）より長波長側にある。

【0008】

また、本発明の他の態様に係る光学フィルタは、６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大を有する第１の近赤外吸収剤と、８００〜９２０ｎｍの波長領域に吸収極大を有する第２の近赤外吸収剤とを含み、下記（Ｉ−１）の要件を満たす吸収層と、下記（ＩＩ−１）の要件を満たす誘電体多層膜からなる反射層と、を有することを特徴とする光学フィルタ。
（Ｉ−１）前記第１の近赤外吸収剤が吸収極大を示す波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で６２０〜６７０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）を有し、前記第２の近赤外吸収剤が吸収極大を示す波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で９００〜９７０ｎｍの波長領域に透過率が５０％となる波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）を有し、λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）＜λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）である。
（ＩＩ−１）６７０〜１２００ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近赤外反射帯域を有し、前記近赤外反射帯域の短波長側で透過率が５０％となる波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）と、前記波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）と、前記波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）との関係が、
λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）＜λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）
であり、かつ前記近赤外反射帯域の長波長側で、入射角３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が１５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ１５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長である。

【0009】

本発明のさらに他の態様に係る撮像装置は、上記いずれかの光学フィルタを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、斜入射時における偏光依存性が抑制された光学フィルタ、とくに、可視域と近赤外域の境界の７００ｎｍ付近で透過から遮断に遷移する領域における偏光依存性による透過率の変化が抑制され、固体撮像素子の感度の最長波長となる１１５０ｎｍ付近における偏光依存性による透過率の増大が抑制された光学フィルタが得られる。また、そのような光学フィルタを用いた色再現性に優れる撮像装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】第１の実施形態の光学フィルタの一例を示す断面図である。

【図1B】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。

【図1C】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。

【図1D】第１の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。

【図2】ＵＶ吸収剤（ＤＵ）と第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を含む吸収層の分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図3A】高屈折率ｎ_Ｈ＝２．３５、低屈折率ｎ_Ｌ＝１．４５の誘電体膜を交互に屈折率ｎ_Ｓ＝１．５の透明基板上に、光学膜厚が波長λ_０に対してλ_０／４となるよう２１層積層した場合の分光透過率の計算結果で、波長λに対して横軸をｇ＝λ_０／λとして表記したグラフである。

【図3B】図３Ａに示す計算結果において、横軸を波長λで表記したグラフである。

【図4】表２に示す誘電体多層膜からなる反射層の分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図5】表３に示す誘電体多層膜からなる反射層の分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図6】透明基板の片面に表２に示す誘電体多層膜からなる反射層を、他方の面に表３に示す誘電体多層膜からなる反射層を形成した、反射型フィルタの分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図7】透明基板の片面に表２に示す誘電体多層膜からなる反射層と、表３に示す誘電体多層膜からなる反射層を一体に形成した、反射型フィルタの分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図8A】第２の実施形態の光学フィルタの一例を示す断面図である。

【図8B】第２の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。

【図8C】第２の実施形態の光学フィルタの他の例を示す断面図である。

【図9】ＵＶ吸収剤（ＤＵ）と第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）と第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）を含む吸収層の分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図10】本発明の撮像装置の一例を概略的に示す断面図である。

【図11】実施例１の光学フィルタの分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図12】実施例２の光学フィルタの分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図13A】実施例１の光学フィルタの６８０〜７６０ｎｍの波長領域における分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図13B】比較例１の光学フィルタの６８０〜７６０ｎｍの波長領域における分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図14A】実施例１の光学フィルタの１０００〜１２５０ｎｍの波長領域における分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図14B】比較例２の光学フィルタの１０００〜１２５０ｎｍの波長領域における分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【図15】実施例３の光学フィルタの分光透過率の計算結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態を説明する。

【0013】

（第１の実施形態）
本実施形態の光学フィルタ（以下、第１の実施形態の説明中、「本フィルタ」ともいう）は、吸収層および反射層を有し、該反射層は誘電体多層膜からなる。

【0014】

吸収層は、本フィルタの中に１層有してもよく、２層以上有してもよい。２層以上有する場合、各層は同じ構成であっても異なってもよい。一例を挙げれば、一方の層を、後述するような近赤外吸収剤（以下、「ＮＩＲ吸収剤」と略記することもある）を含む樹脂からなる近赤外吸収層とし、もう一方の層を、後述するような近紫外吸収剤（以下、「ＵＶ吸収剤」と略記することもある）を含む樹脂からなる近紫外吸収層としてもよい。また、吸収層は、それ自体が基板（樹脂基板）として機能するものであってもよい。

【0015】

誘電体多層膜からなる反射層は、吸収層と同様、１層有してもよく、２層以上有してもよい。２層以上有する場合、各反射層は同じ構成であっても異なってもよいが、通常、反射帯域の異なる複数の反射層で構成される。これら各反射層を構成する各誘電体多層膜中の各膜の光学膜厚の平均値は、反射帯域に応じて異なる。一例を挙げれば、一方の反射層を、近赤外域（７００〜１２００ｎｍ）の短波長側領域の光を遮蔽する近赤外反射層とし、もう一方の反射層を、近赤外域の長波長側領域および近紫外域の両領域の光を遮蔽する近赤外・近紫外反射層としてもよい。

【0016】

本フィルタは、透明基板をさらに有してもよい。この場合、上記吸収層と上記反射層は、透明基板の同一主面上に有してもよく、異なる主面上に有してもよい。吸収層と反射層を同一主面上に有する場合、これらの積層順はとくに限定されない。

【0017】

本フィルタは、また他の機能層を有してもよい。他の機能層としては、例えば可視域の透過率損失を抑制する反射防止層が挙げられる。とくに、吸収層が最表面の構成をとる場合には、吸収層と空気との界面で反射による可視光透過率損失が発生するため、吸収層上に反射防止層を設けることが好ましい。なお、その場合、反射防止層は、吸収層の最表面だけでなく、吸収層の側面全体も覆う構成としてもよい。側面全体も覆うことで、吸収層の防湿効果を高めることができる。

【0018】

以下、本フィルタの構成例を、図面を用いて説明する。

【0019】

図１Ａは、吸収層１１の両主面上にそれぞれ第１の反射層１２ａおよび第２の反射層１２ｂを備えた光学フィルタ１０の構成例である。
図１Ｂは、吸収層１１の一方の主面上に第１の反射層１２ａおよび第２の反射層１２ｂを備えた光学フィルタ２０の構成例である。
なお、「吸収層１１の一方の主面上に、第１の反射層１２ａ等の他の層を備える」とは、吸収層１１に接触して他の層が備わる場合に限らず、吸収層１１と他の層との間に、別の機能層が備わっている場合も含むものとする。以下の構成も同様である。ここで、光学フィルタ１０、光学フィルタ２０における吸収層１１は、この場合、透明基板としての機能を併せ持ってもよい。
図１Ｃは、透明基板１３の両主面上にそれぞれ第１の反射層１２ａおよび第２の反射層１２ｂを備え、第２の反射層１２ｂ上に吸収層１１および反射防止層１４を順に備えた光学フィルタ３０の構成例である。
図１Ｄは、透明基板１３の一方の主面上に第１の反射層１２ａおよび第２の反射層１２ｂを備え、透明基板１３の他方の主面上に吸収層１１および反射防止層１４を備えた光学フィルタ４０の構成例である。
図１Ａ〜図１Ｄは、いずれも２層の構成の異なる反射層が設けられている例である。前述のように、例えば、第１の反射層１２ａが上述した近赤外域の長波長側領域および近紫外域の光を遮蔽する近赤外・近紫外反射層で、第２の反射層１２ｂが上述した近赤外域の短波長側領域を遮蔽する近赤外反射層であってよい。第１の反射層１２ａと第２の反射層１２ｂの位置は特に限定されない。

【0020】

本フィルタは、下記要件（１）〜（３）の少なくとも１つを満たすことが好ましく、少なくとも２つを満たすことがより好ましい。下記（１）〜（３）の要件すべてを満たすことがより一層好ましい。

【0021】

（１）入射角０°の分光透過率曲線において、４４０〜６００ｎｍの波長領域における平均透過率が８０％以上である。
（２）入射角０°の分光透過率曲線において、３５０〜４００ｎｍの波長領域の平均透過率が５％以下である。
（３）入射角０°の分光透過率曲線において、７００〜１１５０ｎｍの波長領域の平均透過率が５％以下である。
上記（１）において、平均透過率は９０％以上が好ましい。また、上記（２）において、平均透過率は３％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。さらに、上記（３）において、平均透過率は３％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。

【0022】

また、入射角０°の分光透過率曲線における、４４０〜６００ｎｍの波長領域における透過率は、６０％以上であればよく、７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。また、入射角０°の分光透過率曲線における、３５０〜４００ｎｍの波長領域の透過率は、１０％以下であればよく、５％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。さらに、入射角０°の分光透過率曲線における、７００〜１１５０ｎｍの波長領域の透過率は、１０％以下であればよく、５％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。

【0023】

次に、本フィルタを構成する、吸収層、反射層、透明基板および反射防止層について説明する。

【0024】

＜吸収層＞
吸収層は、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）と、透明樹脂（Ｂ）とを含有する層であり、典型的には、透明樹脂（Ｂ）中にＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）が均一に溶解または分散した層である。なお、吸収層は、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）以外の吸収剤、例えば、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含有してもよい。また、第２の実施形態で説明するＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）を含有してもよい（以下、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を「第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）」、ＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）を「第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）」ともいう）。
ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を含む吸収層の光学的性質は、屈折率ｎと消衰係数κを用いた複素屈折率ｎ−ｉκで表され、吸収剤固有の消衰係数κの波長（λ）依存性に応じた光吸収にともない分光透過率が変化する。吸収剤が透明樹脂中に厚さ方向に均一に分散された吸収層の厚さをｄとすると、吸収層の分光透過率Ｔ（λ）は、Ｔ（λ）＝ｅｘｐ（−４πκｄ／λ）で記述される。ここで、α＝４πκ／λは吸収係数であり、常用対数を用いて透過率を表記する場合はＴ（λ）＝１０^−βｄとなり、吸収係数βはαにｌｏｇ_１０（ｅ）＝０．４３４を乗じた値に相当する。このとき、吸光度Ａは−ｌｏｇ_１０｛Ｔ(λ)｝＝βｄと記載される。吸収係数αおよびβは吸収層中の吸収剤濃度により変化する。すなわち、吸収層の分光透過率は吸収層中の吸収剤濃度および吸収層の厚さｄを変えることにより調整できる。

【0025】

本実施形態においては、６００〜７００ｎｍの波長領域の分光感度を人間の眼の分光感度に相当する比視感度の等色関数に近似させるとともに、７００〜１１５０ｎｍの近赤外光を遮断し、４４０〜６００ｎｍの可視光が高透過率となるように、吸収層を設計することが望まれる。

【0026】

しかし、消衰係数κの波長依存性は吸収剤に固有な特性であり、可視域で高透過率を維持し、広い近赤外域を吸収により十分に遮断することは一般に難しい。そのため、本フィルタは、６００〜７００ｎｍの波長領域の分光透過率曲線を等色関数に近似させるとともに、７００ｎｍ以上の近赤外域のうち短波長側の領域をＮＩＲ吸収剤により遮断し、ＮＩＲ吸収剤により遮断できない近赤外域の長波長側の領域を後述する反射層により遮断する構成とする。

【0027】

したがって、本実施形態の光学フィルタにおける吸収層は、ＮＩＲ吸収剤を透明樹脂（Ｂ）に溶解または分散して作製した樹脂膜の３５０〜１２００ｎｍの吸収スペクトルにおいて、６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有するＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を用いる。また、吸収層は、吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で６２０〜６７０ｎｍの波長領域内に透過率５０％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）を有するようにＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の濃度と厚さｄを設定する。さらに好ましくは、吸収層は、吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で６４０〜７００ｎｍの波長領域内に透過率１５％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ１５％）を有し、λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で７４０〜８４０ｎｍの波長領域内に透過率１５％となる波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）と透過率５０％となる波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％）（ただし、λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）＜λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％））を有し、入射角０°の分光透過率曲線において４４０〜６００ｎｍ波長領域の平均透過率が８０％以上となるように、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の濃度と厚さｄを設定する。

【0028】

ここで、本フィルタが、ＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子におけるＲｅｄの色再現性を重視した撮像装置用の光学フィルタの場合、吸収層は、６００〜７００ｎｍ波長領域の分光感度が等色関数ｘ（λ）に近似されるようにＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を選択し、かつ吸収層中の濃度と厚さｄの調整を行うことが好ましい。また、固体撮像素子の感度を重視する撮像装置用の光学フィルタの場合、６００〜７００ｎｍの波長領域がより高透過率で７００ｎｍ以上の波長は吸収する急峻な分光透過率を示すＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の選択が好ましい。

【0029】

単一化合物のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）は、近赤外域の吸収特性として特定の波長領域に高い吸収を有し、可視域で吸収が小さく、さらに吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で透過率が増加（吸収が低下）するものが多い。そのため、単一化合物からなるＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）は、広い波長領域の入射光を十分に吸収することは難しい。しかし、本実施形態の光学フィルタは、前述の第１の反射層と第２の反射層のような複数の反射層を備えることで、広い波長領域の入射光を遮断できる。なお、吸収層は、吸収極大波長が異なる複数の化合物を用いて吸収波長領域を拡大する構成でもよい。ただし、吸収層が、複数のＮＩＲ吸収剤を含有し、可視域におけるＮＩＲ吸収剤固有の残留吸収を有すると、可視域の透過率を低下させる場合があるため、これらを考慮してＮＩＲ吸収剤を選択し、さらに、吸収層中の濃度および吸収層の厚さも考慮する。

【0030】

本実施形態の光学フィルタに好適なＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の具体例としては、ＫＯＤＡＫ社のＩＲＤシリーズの０５、２２、５７、６７等、Ｅｐｏｌｉｎ社のＥｐｏｌｉｇｈｔ^ＴＭシリーズの５５４８、５７６８、６０８４等、ＱＣＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社のＮＩＲシリーズの７５７Ａ、７６２Ａ、７７５Ｂ、７７８Ａ、７８３Ｃ等、Ｅｘｃｉｔｏｎ社のＡＢＳ６９４、ＡＢＳ６９１等、Ｈ．Ｗ．Ｓａｎｄｓ社のＳＤＡシリーズの１３７２、３５１７、４２３１、４６５３、５０２７、５９６６、６３９０、６３９６、７２５１、８０６４およびＳＤＢ３４１０等（以上、商品名）が挙げられる。これらはいずれも、前述した吸収スペクトルにおいて、６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有するとともに、４４０〜６００ｎｍの可視域の光吸収がほとんどないことから、本実施形態のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）として好適である。

【0031】

また、下記一般式（Ａ１）で示されるスクアリリウム系化合物も、本実施形態のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）として好適である。

【0032】

【化1】

【0033】

式（Ａ１）中の記号は以下のとおりである。
Ｘは、独立して１つ以上の水素原子が炭素数１〜１２のアルキル基またはアルコキシ基で置換されていてもよい下記式（１）または式（２）で示される２価の有機基である。
−（ＣＨ_２）_ｎ１− …（１）
式（１）中ｎ１は、２または３である。
−（ＣＨ_２）_ｎ２−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ３− …（２）
式（２）中、ｎ２とｎ３はそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ｎ２＋ｎ３は１または２である。
Ｒ^１は、独立して飽和環構造を含んでもよく、分岐を有してもよい炭素数１〜１２の飽和もしくは不飽和炭化水素基、炭素数３〜１２の飽和環状炭化水素基、炭素数６〜１２のアリール基または炭素数７〜１３のアルアリール基を示す。
Ｒ^２およびＲ^３は、独立して水素原子、ハロゲン原子、または、炭素数１〜１０のアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。
Ｒ^４は、独立して１つ以上の水素原子がハロゲン原子、水酸基、カルボキシ基、スルホ基、またはシアノ基で置換されていてもよく、炭素原子間に不飽和結合、酸素原子、飽和もしくは不飽和の環構造を含んでよい、少なくとも１以上の分岐を有する炭素数５〜２５の炭化水素基である。

【0034】

上記一般式（Ａ１）で表される化合物は、可視域と近赤外域との境界付近の吸収スペクトルにおける傾斜が急峻であり、かつ近赤外光に対する遮蔽能も高い。そのため、吸収層は、該化合物を少量添加しても優れた吸収特性を有し、光学フィルタの薄型化および小型化が図れる。さらに、上記一般式（Ａ１）で表される化合物は、耐熱性に優れるため、熱プロセス中の分光透過率の変化も抑制できる。

【0035】

また、４００〜４５０ｎｍの可視域における固体撮像素子の分光感度は、固体撮像素子のＢｌｕｅ用画素に形成されたＢｌｕｅカラーフィルタにより比視感度の等色関数ｚ（λ）に近似される。そして、人間の眼に感度がない３５０〜４００ｎｍの近紫外光の一部も、Ｂｌｕｅカラーフィルタを透過し固体撮像素子で検知され、高精度な色再現性の妨げになる場合がある。したがって、吸収層は、３５０〜４００ｎｍの近紫外光を遮断し、４２０ｎｍ以上の可視域で高透過率となるように、前述した吸収スペクトルにおいて、３７０〜４０５ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有するＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含むことが好ましい。
さらに、吸収層は、上記吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で４００〜４２０ｎｍの波長領域内に透過率５０％となる波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を有し、入射角０°の分光透過率曲線、すなわち、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）のみを含む吸収層の主面に垂直に入射する光の分光透過率曲線において、４４０〜６２０ｎｍの波長帯域の平均透過率が９０％以上、好ましくは９５%以上となるように、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の種類、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の（吸収層中の）濃度、および厚さｄを設定することが好ましい。

【0036】

なお、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含む吸収層は、３７０〜４４０ｎｍの波長領域における最小透過率波長と最大透過率波長の間隔が狭い、すなわち透過率の変化が急峻であるほど、可視光の損失が減少し好ましい。しかし、このような急峻な変化を得るためには、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の濃度を増加させる必要があり、その場合、可視域におけるＵＶ吸収剤（ＤＵ）固有の残留吸収を有すると、可視光の透過率が低下する場合がある。したがって、そのようなＵＶ吸収剤を用いる場合、吸収層は、４４０〜６２０ｎｍの波長領域の平均透過率が上記範囲になるように、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の種類、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の（吸収層中の）濃度、および厚さｄを設定することが好ましい。

【0037】

本実施形態の光学フィルタに好適なＵＶ吸収剤（ＤＵ）の具体例としては、Ｈ．Ｗ．Ｓａｎｄｓ社のＳＤＡ３３８２およびＭＳＡ３１４４、ＱＣＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社のＵＶ３８６ＡおよびＵＶ３８６ＢやＵＶ３８６Ａ、Ｃｈｉｂａ社のＴＩＮＵＶＩＮ４７９（以上、商品名）、メロシアニン系色素、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、オキザニリド系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、無機系紫外線吸収剤等が挙げられる。これらはいずれも、前述した吸収スペクトルにおいて、３７０〜４０５ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有するとともに、４４０〜７００ｎｍの可視域の光吸収がほとんどなく、かつ３９０〜４２０ｎｍの波長領域で比較的急峻な透過率変化が得られることから、本フィルタのＵＶ吸収剤（ＤＵ）として好適である。

【0038】

ＵＶ吸収剤として、例えば、上記ＳＤＡ３３８２を用いた場合、吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）は３８７ｎｍである。そして、該ＵＶ吸収剤の濃度を調整することにより、吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で透過率１５％となる波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ１５％）を３９４ｎｍ、透過率５０％となる波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を４０２ｎｍ、透過率７０％となる波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ７０％）を４０７ｎｍに設定できる。

【0039】

図２は、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）として吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）が７７５ｎｍのＮＩＲ７７５Ｂを用い、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）として前述のＳＤＡ３３８２を用い、これらの吸収層中の濃度および厚さｄを調整して算出した吸収層の分光透過率曲線の一例である。図２は、吸収層と空気との一つの界面で発生する略４％程度のフレネル反射損失は考慮しておらず、分光透過率は吸収層の内部透過率に相当する。言い換えると図２は、吸収層の界面に所定の反射防止層を備える場合における分光透過率曲線に相当する。

【0040】

図２のとおり、例示した吸収層は、近紫外域の３６３〜３９３ｎｍの透過率が１０％以下、可視域の４０４ｎｍと６３３ｎｍで透過率が略５０％で、４１０〜６３０ｎｍ波長領域の平均透過率が略８５％、近赤外域の７００〜８００ｎｍの透過率が略５％以下の分光透過率を示す。

【0041】

図２に示した吸収層の分光透過率曲線は、入射光の入射角依存性がほとんどない。したがって、上記吸収層を備えることにより、可視域と近紫外域との境界領域、および可視域と近赤外域との境界領域において、発散および集束する入射光に対しても安定した分光透過率曲線が得られる。

【0042】

また、吸収層は、少なくともＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）と透明樹脂（Ｂ）を含有する。透明樹脂（Ｂ）としては、種々の樹脂材料を使用できる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エン・チオール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリパラフェニレン樹脂、ポリアリーレンエーテルフォスフィンオキシド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、およびポリエステル樹脂等が挙げられる。透明樹脂は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。

【0043】

上記の中でも、透明性、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）やＵＶ吸収剤（ＤＵ）等の透明樹脂（Ｂ）に対する溶解性、および耐熱性の観点から、透明樹脂は、ガラス転移点（Ｔｇ）の高い樹脂が好ましい。具体的には、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド樹脂、およびエポキシ樹脂から選ばれる１種以上が好ましい。さらに、透明樹脂は、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂から選ばれる１種以上がより好ましい。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等が好ましい。

【0044】

吸収層中の吸収剤の全量に対するＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）およびＵＶ吸収剤（ＤＵ）の割合は、３〜１００質量％が好ましい。また、透明樹脂（Ｂ）１００質量部に対し、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）およびＵＶ吸収剤（ＤＵ）は、合計で０．０１〜２０質量部が好ましく、０．０５〜１５質量部がより好ましく、１〜１０質量部がより一層好ましい。

【0045】

＜反射層＞
本実施形態の光学フィルタは、上記ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）、あるいは上記ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）およびＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含有する吸収層のみが波長選択的な光遮断性を有する構成の場合、ＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子が感度を有する３５０〜１１５０ｎｍの波長領域の入射光のうち、略３５０〜３９０ｎｍの近紫外域、および略８００〜１１５０ｎｍの近赤外域の入射光の遮断性が不十分である。したがって、本フィルタは、さらに、低屈折率の誘電体膜と高屈折率の誘電体膜とを交互に積層した誘電体多層膜からなる反射層を備える。本フィルタは、反射層を備えることで、不要な波長の光の遮断性を向上させ、ＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子は略４００〜７００ｎｍの可視域内の光のみを検知できるようになる。なお、以下、高屈折率の誘電体膜は、「高屈折率膜」ともいい、低高屈折率の誘電体膜は、「低屈折率膜」ともいう。

【0046】

反射層は、吸収層に比べると、斜入射する光に対し入射角に依存して分光透過率曲線が変化する、入射角依存性が大きい。そのため、反射層および吸収層を含む本フィルタの入射角依存性は、反射層の入射角依存性によって支配的に表れる傾向がある。また、反射層は、入射する光の角度が大きくなるにしたがい、偏光成分による分光透過率曲線の相違が生ずる、偏光依存性もある。したがって、本フィルタは、これらの入射角依存性や偏光依存性が、撮像装置のカラー画像の色再現性に影響することなく、吸収層による可視域の分光透過率曲線をできるだけ維持するとともに、不要な波長の光の遮断性を向上させるように設計する。

【0047】

前述のように反射層は、高屈折率膜（屈折率：ｎ_Ｈ）と低屈折率膜（屈折率：ｎ_Ｌ）とを、それぞれ入射光の波長と同程度以下の膜厚ｄ_Ｈおよびｄ_Ｌで交互に積層した誘電体多層膜からなる。該反射層は、垂直入射（入射角θ＝０°）における波長λ_０の反射率Ｒ（λ_０）が最大となる条件は、誘電体膜界面で生じるフレネル反射が光干渉により強め合う構成である。具体的には、各誘電体膜の光学膜厚（屈折率ｎ×膜厚ｄ）がλ_０×（２ｍ−１）／４となる構成を有する。ここで、ｍは自然数で、ｍ＝１のとき光学膜厚は最小値λ_０／４となる。
反射層は、使用する誘電体材料が使用波長領域で透明な場合、反射光以外の入射光は透過するため、波長λ_０の透過率Ｔ（λ_０）＝１−Ｒ（λ_０）が最小透過率となる。

【0048】

また、誘電体膜界面のフレネル反射率は（ｎ_Ｈ−ｎ_Ｌ）^２／（ｎ_Ｈ＋ｎ_Ｌ）^２で表記され、屈折率差（ｎ_Ｈ−ｎ_Ｌ）が大きく、平均屈折率（ｎ_Ｈ＋ｎ_Ｌ）／２が小さな２種の誘電体材料の組み合わせにより、反射波長帯域の反射率は増す。同じ理由で、可視域で透明な光学ガラスや光学樹脂等からなる透明基板の屈折率ｎ_Ｓは、一般に１．４〜１．６程度のため、透明基板界面の誘電体膜および屈折率ｎ_０＝１の空気界面の誘電体膜には屈折率ｎ_Ｓより大きな屈折率ｎ_Ｈの高屈折率誘電体を用いて層数を（２ｐ＋１）とすることで、少ない層数で高い反射率が得られ好ましい。ここで、ｐは自然数である。
このとき、波長λ_０の反射率Ｒ（λ_０）は次式（１）で記載される。

【数1】

すなわち、多層膜の層数（２ｐ＋１）が多い程、反射率Ｒ（λ_０）は増加する。
また、ｇ＝λ_０／λと定義すると、最大反射波長はｇが奇数となるλ＝λ_０／（２ｍ−１）で、最大反射波長を中心に反射率５０％以上の反射帯域幅Δｇは式（２）で記載される。なお、反射帯域全幅は２×Δｇに相当する。

【数2】

すなわち、屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌが大きい程、少ない層数で広い反射帯域幅Δｇが得られるとともに、同じ層数で比較するとより低い透過率が得られる。したがって、屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌが大きな誘電体材料の組み合わせが遮光性の高い反射層として有効である。
なお、本明細書において、単に「反射帯域」または「反射帯域幅」というときは、とくに断らない限り、反射率５０％以上（つまり、透過率５０%以下）の反射帯域または反射帯域幅を意味する。

【0049】

図３Ａは、屈折率ｎ_Ｓ＝１．５の透明基板上に、ｎ_Ｈ＝２．３５、ｎ_Ｌ＝１．４５の誘電体膜を交互に光学膜厚ｎ_Ｈ×ｄ_Ｈおよびｎ_Ｌ×ｄ_Ｌがλ_０＝１１００ｎｍに対してλ_０／４となるよう２１層積層した場合の分光透過率の計算結果である。ここでは、横軸の波長をｇ＝λ_０／λで記す。ｇ＝１（λ＝λ_０）とｇ＝３（λ＝λ_０／３）で最大反射率（すなわち、最小透過率）となり、反射帯域幅Δｇ＝０．１５２が得られる。
なお、本明細書において、透明基板や吸収層について屈折率を記載するときは、とくに断らない限り、２０℃における波長５８９ｎｍの光に対する屈折率をいう。
図３Ｂは、横軸を波長λで表記したグラフで同じ計算結果である。この例では、近赤外域の波長λ_０＝１１００ｎｍ周辺の略９５０〜１３２０ｎｍの波長領域で反射率５０％以上の反射帯域が形成され、近紫外域の波長λ＝λ_０／３＝３６７ｎｍ周辺の略３４０〜３９０ｎｍの波長領域で反射率５０％以上の反射帯域が形成される。
上記計算は、波長の変化に対する屈折率を一定と仮定しているが、実際の誘電体材料の屈折率は材料固有の波長依存性（分散）を有し、短波長ほど高屈折率となり光学膜厚がその分増加する。そのため、ｇ＝３の波長がλ_０／３であるｇ＝３±Δｇの反射帯域は、ｇ＝１の波長がλ_０であるｇ＝１±Δｇの反射帯域に近づくよう長波長側にシフトする。

【0050】

ここで、反射層を構成する誘電体多層膜が、近赤外域の波長λ_０に対し光学膜厚がλ_０／４となるよう、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に積層した設計を考える。このとき該設計が、近赤外域の波長λ_０の周辺および近紫外域の波長λ_０／３の周辺に生成される反射帯域を利用することにより、４００ｎｍ以下および７００ｎｍ以上の波長領域において、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）では十分吸収できない波長領域の透過光を遮断できる。
具体的に該設計は、ｇ＝１（反射極大波長λ＝λ_０）の反射帯域を遮断したい近赤外域に、ｇ＝３（反射極大波長λ＝λ_０／３）の反射帯域を遮断したい近紫外域になる誘電体多層膜の構成とすることで、層数を少なく、かつ、総膜厚を薄くできる。このような設計は、後述する第１の反射層（ＵＡ１）により実現できる。これにより、吸収剤による材料固有の吸収では十分遮断できない不要な波長領域の光を有効に遮断できる光学フィルタが得られる。

【0051】

本フィルタの反射層は、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）のみ、もしくは、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）およびＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）のみ、を含む吸収層では遮断できない略８００〜１１５０ｎｍの近赤外域の光を遮断するため、以下の設計を取り入れる必要がある。すなわち、反射層は、単一波長λ_０の光学膜厚λ_０／４からなる誘電体多層膜で生成される反射作用により遮断するため、反射率５０％以上（透過率５０%以下）となる反射帯域幅Δλ_ＮＩＲは３５０ｎｍ以上が必要となる。また、反射層を構成する誘電体多層膜は、入射角３０°までの斜入射にともなう反射波長帯域の短波長側へのシフトを考慮すると、０°入射における反射帯域幅Δλ_ＮＩＲは略４００ｎｍ以上が好ましい。

【0052】

誘電体多層膜は、例えば、屈折率ｎ_Ｓ＝１．５０の透明基板上に屈折率ｎ_Ｈ・ｎ_Ｌ・・・ｎ_Ｌ・ｎ_Ｈの順に光学膜厚λ_０／４（λ_０＝１０００ｎｍ）で積層した構成を考える。このとき、該誘電体多層膜は、近紫外域および近赤外域の分光透過率をｎ_Ｈとｎ_Ｌの数値および層数を変えて計算した結果、４００ｎｍ以上の反射帯域幅Δλ_ＮＩＲを得るために、「屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌ＞１．７」を満足する誘電体材料の組み合わせに限定される。一方で、該誘電体多層膜が「屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌ≦１．７」の組み合わせから構成される場合、層数を増やしても反射帯域幅Δλ_ＮＩＲの拡大および９９％以上の反射率（すなわち、透過率１％以下の遮断能）は得られない。なお、Δλ_ＮＩＲは、本フィルタにおける反射層の近赤外域における反射帯域幅を意味する。

【0053】

したがって、誘電体多層膜が「屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌ≦１．７」であって、比較的大きい実用的な高／低屈折率誘電体材料を用いる場合、下記の構成としてもよい。すなわち反射層は、反射帯域の最大反射波長λ_０が異なる２種の光学膜厚λ_０／４の誘電体多層膜からなる構成とする。そして、それぞれの誘電体多層膜は、例えば、１つの誘電体多層膜により生成される近赤外域の反射帯域幅を略２００ｎｍとし、２種の誘電体多層膜で略４００ｎｍの反射帯域幅Δλ_ＮＩＲを確保するように設計してもよい。
具体的には、近赤外域の短波長側である略７５０〜９５０ｎｍの反射帯域用の第２の反射層（Ａ２）と、近赤外域の長波長側である略９５０〜１１５０ｎｍの反射帯域用の第１の反射層（ＵＡ１）の２種の誘電体多層膜を用いる。そして、反射帯域が、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％）を含むようにして、近赤外域を反射する構成とする。

【0054】

表１は、上記計算により、近赤外域の波長λ_０＝１０００ｎｍ近傍で表中の透過率条件を満足する反射帯域幅が２００ｎｍとなる屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌと誘電体多層膜の層数との関係を示した表である。

【0055】

【表1】

【0056】

表１から明らかなように、１つの誘電体多層膜は、２１〜３１層と比較的少ない層数でも、２００ｎｍ以上の帯域で、透過率０．１％以下（反射率９９．９％）を実現する反射帯域幅が得られる。すなわち、１つの誘電体多層膜は、屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌが１．４７以上の高／低屈折率誘電体材料を用いる前提で、屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌが大きな程少ない層数で高い遮断性能が得られる。

【0057】

また、１つの誘電体多層膜は、ｇ＝３に対応する波長λ_０／３の近紫外域にも、ｇ＝１に対応する波長λ_０の近赤外域と同じ幅Δｇの２倍に相当する反射帯域幅Δλ_ＮＵＶを有する。なお、Δλ_ＮＵＶは、本フィルタにおける反射層の近紫外域において反射率５０％以上（透過率５０％以下）となる反射帯域幅を意味する。また、屈折率波長分散を考慮した実際の反射帯域幅Δλ_ＮＵＶは、屈折率波長分散を考慮しない場合の反射帯域幅に比べて広くなる。

【0058】

反射層に要求される反射帯域の透過率は、ＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子の分光感度や信号処理回路のノイズを含む映像信号のダイナミックレンジにより異なる。１つの誘電体多層膜が３１層以下で透過率０．１％以下の反射帯域を実現する例を挙げると、７００〜１２００ｎｍの近赤外域における屈折率比ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌが１．４７以上で、４００〜７００ｎｍの波長領域で透明で光学特性が安定な誘電体膜材料として、ｎ_Ｌ≦１．４６のＳｉＯ_２とｎ_Ｈ≧２．１５のＴｉＯ_２の組み合わせがある。なお、低屈折率膜は、ＳｉＯ_２以外に、Ｎａ_５Ａｌ_３Ｆ_１４、Ｎａ_３ＡｌＦ_６、ＭｇＦ_２等のフッ化物を用いればｎ_Ｌ≦１．３８が得られる。さらに、低屈折率膜は、芯物質（コア）が空孔で殻物質（シェル）がＳｉＯ_２からなる粒径２０ｎｍ以下のコア・シェル型中空粒子の集合体を含む材料を用いれば、ｎ_Ｌ＝１．３０レベルが得られる。また、高屈折率膜は、ＴｉＯ_２以外にＴａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ等を用いればｎ_Ｈ≧２．１５が得られる。

【0059】

なお、誘電体多層膜は、ｇ＝３およびｇ＝１となる反射帯域に対し、ｇ＝３とｇ＝１の反射帯域の中間領域のように、ｇ＝２ｍの偶数値となる波長λ_ｔ＝λ_０／（２ｍ）において、各誘電体膜は光学膜厚λ_０／４＝ｍ×（λ_ｔ／２）となる。この場合、各誘電体膜界面のフレネル反射が光干渉しない条件となるため、誘電体多層膜がない構成と略同じとなり、透明基板と空気との界面におけるフレネル反射と同じ反射率となる。
また、ｇ＝３−Δｇからｇ＝１＋Δｇの波長領域は透過帯域であるが、波長λ_ｔ＝λ_０／（２ｍ）と異なる波長では各誘電体膜界面で生じるフレネル反射の光干渉強度が波長に応じて変化し、図３Ａに示すような周期的な透過率変動（リップル）が表れる。
このような可視透過帯域中のリップルを低減し透過率を向上させるために、誘電体多層膜は、（２ｐ＋１）層の誘電体多層膜と透明基板や空気との界面に、光学膜厚がλ_０／４より薄い誘電体膜を追加した構成が有効である。また、誘電体多層膜は、前述の高／低屈折率誘電体材料以外に、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２等の中間屈折率の誘電体材料を用いてもよい。さらに、反射層は、光学膜厚λ_０／４の設計波長λ_０をシフトした誘電体多層膜に分割した構成や、各誘電体膜の光学膜厚をλ_０／４から略±１０％以下程度変動させた構成とすること等によって、透過率変動の振幅や残留反射を低減できる。

【0060】

本実施形態では上述したように、反射層は２種の反射層、すなわち第１の反射層（ＵＡ１）および第２の反射層（Ａ２）を備える構成にできる。以下、この反射層の入射角依存性について説明する。

【0061】

誘電体多層膜からなる反射層は、空気中から入射角θで波長λの光が入射したとき、スネル屈折則により、高屈折率膜（屈折率：ｎ_Ｈ）中および低屈折率膜（屈折率：ｎ_Ｌ）中の入射角θ_Ｈと入射角θ_Ｌは次式で関係付けられる。
ｓｉｎ（θ）＝ｎ_Ｈ×ｓｉｎ（θ_Ｈ）＝ｎ_Ｌ×ｓｉｎ（θ_Ｌ） …（３）

【0062】

入射光は、入射基板面の法線と入射光方位ベクトルを含む入射面に対し、入射面内に光電場振動を有するｐ偏光（ＴＭ偏光）と入射面に直交する光電場振動を有するｓ偏光（ＴＥ偏光）が定義される。各偏光成分に対する実効屈折率η（ｐ）とη（ｓ）は異なり、ｎ_Ｈおよびｎ_Ｌに対し、それぞれ次式で関係付けられる。なお、η_Ｈ（ｐ）は、高屈折率膜中のｐ偏光に対する実効屈折率、η_Ｌ（ｐ）は、低屈折率膜中のｐ偏光に対する実効屈折率を示し、η_Ｈ（ｓ）は、高屈折率膜中のｓ偏光に対する実効屈折率、η_Ｌ（ｓ）は、低屈折率膜中のｓ偏光に対する実効屈折率を示す。
η_Ｈ（ｐ）＝ｎ_Ｈ／ｃｏｓ（θ_Ｈ）、η_Ｈ（ｓ）＝ｎ_Ｈ×ｃｏｓ（θ_Ｈ） …（４ａ）
η_Ｌ（ｐ）＝ｎ_Ｌ／ｃｏｓ（θ_Ｌ）、η_Ｌ（ｓ）＝ｎ_Ｌ×ｃｏｓ（θ_Ｌ） …（４ｂ）
また、誘電体膜界面で生じるフレネル反射の干渉に影響する高屈折率および低屈折率の各誘電体膜の光路長位相差δ_Ｈ、δ_Ｌは、斜入射にともない次式のように記載されるため、いずれも減少する。
δ_Ｈ＝２π×ｎ_Ｈ×ｄ_Ｈ×ｃｏｓ（θ_Ｈ）／λ …（５ａ）
δ_Ｌ＝２π×ｎ_Ｌ×ｄ_Ｌ×ｃｏｓ（θ_Ｌ）／λ …（５ｂ）
すなわち、入射角０°の光学膜厚ｎ_Ｈｄ_Ｈ＝ｎ_Ｌｄ_Ｌ＝λ_０／４が、入射角θ（≠０°）では（λ_０／４）×ｃｏｓ（θ_Ｈ）および（λ_０／４）×ｃｏｓ（θ_Ｌ）に変化するため、最大反射率の波長λ_０が近似的にλ_０×｛ｃｏｓ（θ_Ｈ）＋ｃｏｓ（θ_Ｌ）｝／２の短波長側にシフトする。
なお、δ_Ｈは、高屈折率膜の光路長位相差、δ_Ｌは、低屈折率膜の光路長位相差を示す。

【0063】

また、反射率５０％以上の反射帯域幅Δｇも、入射光の偏光成分、すなわちｐ偏光とｓ偏光とで異なる。式（２）において、ｎ_Ｈの代わりに、式（４ａ）のη_Ｈ（ｐ）とη_Ｈ（ｓ）、ｎ_Ｌの代わりに式（４ｂ）のη_Ｌ（ｐ）とη_Ｌ（ｓ）を用いると、屈折率比（ｎ_Ｈ／ｎ_Ｌ）が、ｐ偏光ではｃｏｓ（θ_Ｌ）／ｃｏｓ（θ_Ｈ）、ｓ偏光ではｃｏｓ（θ_Ｈ）／ｃｏｓ（θ_Ｌ）を積算した値になる。ここで、ｎ_Ｈ＞ｎ_Ｌのため斜入射時（θ＞０°）は式（３）よりθ_Ｌ＞θ_Ｈで、ｃｏｓ（θ_Ｌ）＜ｃｏｓ（θ_Ｈ）となるため、入射角θの増加にともない（ｎ_Ｈ ／ｎ_Ｌ）の値がｐ偏光では減少し、ｓ偏光では増加する。
したがって、垂直入射（θ＝０°）を基準に入射角θの増加にともない、ｓ偏光に対する反射帯域幅Δｇ（ｓ）は拡大し、ｐ偏光に対する反射帯域幅Δｇ（ｐ）は縮小する。
また、入射角θに応じて実効屈折率が、式（４ａ）および式（４ｂ）に記述される偏光依存性を有するため、式（１）に示した最大反射率となる波長λ_０の反射率Ｒ（λ_０）も入射偏光に依存して変化する。そのため反射率Ｒ（λ_０）は、入射角θの増加にともない、ｓ偏光に対して増加し、ｐ偏光に対して減少する。

【0064】

すなわち、近赤外反射帯域幅Δλ_ＮＩＲにおける透過率５０％の波長λＳｈと波長λＬｏ（ただし、λＳｈ＜λＬｏ）は、入射角θの増加にともない短波長側にシフトし、そのシフト量は入射偏光（ｐ、ｓ）に応じて異なる。ここで、入射角の増加にともなって波長λＳｈがシフトした最短波長は、最大入射角におけるｓ偏光の波長λＳｈ（ｓ）に相当する。また、入射角の増加にともなって波長λＬｏがシフトした最短波長は、最大入射角におけるｐ偏光の波長λＬｏ（ｐ）に相当する。このように、最大入射角において透過率５０％を示す最短波長の偏光成分は、反射帯域の短波長側の領域と長波長側の領域とで対象が異なる。

【0065】

次に、第２の反射層（Ａ２）において、入射角θが０°〜３０°まで変化したときの近赤外反射帯域で透過率５０％となるｐ偏光に対する短波長側の波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）および長波長側の波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）と、ｓ偏光に対する短波長側の波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）および長波長側の波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）を計算する。このとき、第２の反射層（Ａ２）は、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を含む吸収層における可視域の長波長側の分光透過率曲線が、第２の反射層（Ａ２）における分光透過率の入射角依存性と偏光依存性による光学フィルタ全体の分光透過率曲線の変化が小さくなるように設計する。該設計では、とくに光学フィルタ全体の分光透過率曲線のうち、可視域の長波長側における分光透過率曲線の変化（透過から遮断への遷移）が抑制できるとよい。
一般に、誘電体多層膜からなる反射層において、透過から遮断へ遷移する分光透過率曲線は、入射角θの増加にともない短波長側に変化するシフト量が増すとともに、ｓ偏光成分がｐ偏光成分に比べより大きくシフトし、そのシフト量の差は反射層の誘電体多層膜構成に依存する。ここで、上記近赤外反射帯域における波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）と波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）との間に次の関係があることが好ましい。
０ｎｍ＜λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）−λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）≦２０ｎｍ（好ましくは１５ｎｍ）

【0066】

本実施形態の光学フィルタは、入射角θが０°〜３０°の入射光に対する分光透過率曲線の変化を抑制する場合、第２の反射層（Ａ２）は、以下のように設計するとよい。
すなわち、第２の反射層（Ａ２）において、入射角θ＝０°における近赤外反射帯域の短波長側で透過率５０％の最短波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔ５０％）は、入射角θの増加にともない短波長にシフトし、最大入射角θ＝３０°におけるｓ偏光成分、すなわち上記の波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）が最短波長に相当する。そのため、第２の反射層（Ａ２）は、波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）が波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）より長波長側に位置するような誘電体多層膜構成とする。
一方、遮断から透過へ遷移する分光透過率曲線は、入射角θの増加にともない短波長側に変化するシフト量は増すとともに、ｐ偏光成分がｓ偏光成分に比べより大きくシフトする。したがって、入射角θ＝０°における近赤外反射帯域の長波長側で透過率５０％の最短波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔ５０％）は、入射角θの増加にともない短波長にシフトし、最大入射角θ＝３０°におけるｐ偏光成分、すなわち波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）が最短波長に相当する。そのため、第１の反射層（ＵＡ１）は、その反射帯域が入射角θ＝０°〜３０°に対し波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）を含むような誘電体多層膜構成とする。

【0067】

また、第１の反射層（ＵＡ１）において、入射角θが０°〜３０°まで変化したときの近赤外反射帯域で透過率５０％となるｐ偏光に対する短波長側の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔｐ５０％）および長波長側の波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ５０％）と、ｓ偏光に対する短波長側の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔｓ５０％）および長波長側の波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｓ５０％）を計算する。そして、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）は、最大入射角θ＝３０°で、第２の反射層（Ａ２）の波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）に対し、第１の反射層（ＵＡ１）の近赤外反射帯域の短波長側で、ｐ偏光に対する透過率５０％の最短波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔｐ５０％）が、λＳｈ（Ａ１＿Ｔｐ５０％）＜λＬｏ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）となるように設計する。このように、反射層は、第２の反射層（Ａ２）と第１の反射層（ＵＡ１）を併用することにより、入射角θが０°〜３０°の入射光に対し、４００ｎｍ以上にわたる（近赤外域の）反射帯域幅Δλ_ＮＩＲを確保できる。
また、反射帯域のうち長波長領域ほど入射角増加にともなう分光透過率曲線の短波長シフト量が大きい。そのため、入射角θ＝０°において、第２の反射層（Ａ２）の波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔ５０％）が、第１の反射層（ＵＡ１）の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）より長波長側に位置するように、それぞれの誘電体多層膜を構成する。すなわち、λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）＜λＬｏ（Ａ２＿Ｔ５０％）となるように誘電体多層膜を設計すれば、λＳｈ（Ａ１＿Ｔｐ５０％）＜λＬｏ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）を満たし、所定の広い近赤外反射帯域幅Δλ_ＮＩＲを確保できる。

【0068】

なお、本実施形態の光学フィルタは、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を含む吸収層の波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）から波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％）までの透過率を３％以下に低減するため、第２の反射層（Ａ２）の入射角θ＝０°における近赤外反射帯域で透過率１５％となる短波長側の波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔ１５％）が、前述の波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）より短波長側に位置するよう、第２の反射層（Ａ２）を設計することが好ましい。さらに、波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）から波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％）の透過率を０．３％以下に低減するため、第２の反射層（Ａ２）の入射角θ＝０°における近赤外反射帯域で透過率１％となる短波長側の波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔ１％）が、前述の波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）より短波長側に位置するよう、第２の反射層（Ａ２）を設計することが好ましい。

【0069】

また、近赤外反射帯域の長波長側でも分光透過率の入射角依存性、偏光依存性を考慮して、入射角θ＝３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が１５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ１５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長となるよう、第１の反射層（ＵＡ１）を設計することが好ましい。また、入射角θ＝３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長となるよう、第１の反射層（ＵＡ１）を設計することがさらに好ましい。
すなわち、第１の反射層（ＵＡ１）は、入射角θ＝０°〜３０°の入射光に対して近赤外反射帯域の長波長側で透過率１５％または透過率５％の最短波長が、入射角θ＝３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が１５％または透過率５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ１５％）または波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ５％）である。そのため第１の反射層（ＵＡ１）は、該波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ１５％）または該波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長側に位置するように設計する。なお、固体撮像素子の分光感度の最長波長は、１１５０ｎｍであり、本実施形態の光学フィルタは、波長１１５０ｎｍまでの分光透過率曲線について、第１の反射層（ＵＡ１）における分光透過率曲線の入射角依存性、偏光依存性の影響を抑制できる。

【0070】

また、本実施形態の光学フィルタは、第２の反射層（Ａ２）と第１の反射層（ＵＡ１）それぞれの反射光および透過光が干渉しない間隔を隔てて配置したとき、第２の反射層（Ａ２）と第１の反射層（ＵＡ１）の入射角０°における近赤外反射帯域の境界領域である波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）から波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔ５０％）までの透過率を所定の透過率ｘ％以下に低減するため、下記のように設計するとよい。すなわち、本フィルタは、入射角θ＝０°における第２の反射層（Ａ２）の近赤外反射帯域で透過率ｘ％となる長波長側の波長λＬｏ（Ａ２＿Ｔｘ％）が、入射角θ＝０°における第１の反射層（ＵＡ１）の近赤外反射帯域で透過率ｘ％となる短波長側の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔｘ％）より長波長側に位置するよう第２の反射層（Ａ２）および第１の反射層（ＵＡ１）を設計する。ここで、ｘ％は３％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。

【0071】

また、第１の反射層（ＵＡ１）の近赤外反射帯域と同様に、入射角θが０°〜３０°まで変化したとき、近紫外反射帯域で透過率が５０％となる、ｐ偏光に対する短波長側の波長λＳｈ（Ｕ１＿Ｔｐ５０％）および長波長側の波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔｐ５０％）と、ｓ偏光に対する短波長側の波長λＳｈ（Ｕ１＿Ｔｓ５０％）および長波長側の波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔｓ５０％）を計算する。そして、第１の反射層（ＵＡ１）は、入射角θが０°〜３０°まで変化したとき、近紫外反射帯域の長波長側で透過率５０％となる最長波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔ５０％）が、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含む吸収層の吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で透過率５０％となる波長４００〜４２０ｎｍの範囲における波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）に対し、短波長側に位置するように設計すればよい。

【0072】

さらに、第１の反射層（ＵＡ１）は、固体撮像素子の画素毎に形成されたＲＧＢカラーフィルタを透過する３５０〜４００ｎｍの波長領域で、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含む吸収層により十分に吸収できない３５０ｎｍから吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）までの波長領域の入射光を遮断する。そのため、第１の反射層（ＵＡ１）は、入射角θが０°〜３０°まで変化したとき、近紫外反射帯域の短波長側で透過率５０％の最長波長である入射角θ＝０°の波長λＳｈ（Ｕ１＿Ｔ５０％）が３５０ｎｍより短波長側に位置するように設計することが好ましい。なお、第１の反射層（ＵＡ１）は、使用する誘電体（ＴｉＯ_２）膜の近紫外域の短波長側の吸収や、第２の反射層（Ａ２）の近紫外域における反射等によっても、３５０ｎｍ近傍の波長領域の光の透過を低減できる。

【0073】

次に、第１の反射層（ＵＡ１）および第２の反射層（Ａ２）の具体的な設計例を示す。
なお、本例の光学フィルタは透明基板を含むが、計算に用いる透明基板はいずれも３５０〜１１５０ｎｍの波長領域で光吸収および光散乱のない基板を前提としている。実際に用いる透明基板は、後述するように、可視域で光学的に吸収、散乱の少ないものであれば使用可能であり、レンズ等の非平面を有する基板であってもよい。

【0074】

表２は、屈折率ｎ_Ｓ＝１．５１の透明基板の一方の面に形成した第１の反射層（ＵＡ１）の設計例である。反射層の表面は空気に面する。
本例の第１の反射層（ＵＡ１）は、略３５０〜４００ｎｍの近紫外域と略８５０〜１１５０ｎｍの近赤外域に反射帯域が生じるように、設計波長λ_０＝１０３３ｎｍに対し、ｎ_Ｈ＝２．３６のＴｉＯ_２膜とｎ_Ｌ＝１．４５のＳｉＯ_２膜を交互に光学膜厚ｎ_Ｈｄ_Ｈとｎ_Ｌｄ_Ｌが略λ_０／４となる２３層構成とした。
また、第１の反射層（ＵＡ１）は、可視透過帯域のリップルを低減するため、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２の２３層膜における各層の光学膜厚をλ_０／４から±１０％程度ずらした構成としている。
さらに、第１の反射層（ＵＡ１）は、略４００〜７００ｎｍの可視透過帯域のリップル低減および反射防止効果が生じるように、λ_０／４より薄い光学膜厚で、空気と該２３層膜との界面にＳｉＯ_２膜を、透明基板と該２３層膜との界面にＳｉＯ_２膜とＴｉＯ_２膜の２層を、それぞれ追加し、合計２６層とした誘電体多層膜である。

【0075】

【表2】

【0076】

図４は、表２に示す第１の反射層（ＵＡ１）について、ＴｉＯ_２膜とＳｉＯ_２膜の屈折率波長分散を考慮して、入射角θ＝０°、入射角θ＝３０°におけるｐ偏光、入射角θ＝３０°におけるｓ偏光の各分光透過率を計算した結果である。なお、計算結果は、透明基板片面の空気界面で発生する反射損失は考慮していないが、実際には、後述する反射防止層により可視域の反射損失を同レベルに低減できる。
図４に示すように、本設計例の第１の反射層（ＵＡ１）は、入射角θ＝０°〜３０°の入射光に対し、略８４４〜１２５６ｎｍの近赤外域と略３５０〜３８６ｎｍの近紫外域で透過率５０％以下、略８６２〜１２２２ｎｍの近赤外域と略３５０〜３８２ｎｍの近紫外域で透過率１５％以下となる反射帯域を有し、４００〜７００ｎｍの可視域で平均透過率９８％以上を示す。
第１の反射層（ＵＡ１）は、光学膜厚が略λ_０／４となるように、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２とを２３層の交互多層膜とした構成では、近赤外反射帯域の最小透過率が０．０２％レベルだが、層数を増やすことで最小透過率をさらに低下させ０．０２％未満を実現できる。

【0077】

表３は、透明基板と、透明基板の一方の面に第１の反射層（ＵＡ１）を有し、透明基板の他方の面に第２の反射層（Ａ２）を有し、さらにその上に、透明樹脂（Ｂ）にＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）とＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含有する吸収層を備える構成における、第２の反射層（Ａ２）の設計例である。
ここで吸収層は、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）としてＮＩＲ７７５Ｂと、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）としてＳＤＡ３３８２を含む例を考える。このとき、第２の反射層（Ａ２）は、該吸収層と第１の反射層（ＵＡ１）のみでは反射帯域が確保できない波長を含む略８００〜９５０ｎｍに反射帯域が与えられるように設計する。
第２の反射層（Ａ２）は、設計波長λ_０＝９４０ｎｍに対し、ｎ_Ｈ＝２．３７のＴｉＯ_２膜とｎ_Ｌ＝１．４５のＳｉＯ_２膜を交互に光学膜厚ｎ_Ｈｄ_Ｈとｎ_Ｌｄ_Ｌが略λ_０／４となる２１層構成とした。
また、第２の反射層（Ａ２）は、可視透過帯域のリップルを低減するため、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２の２１層膜における各層の光学膜厚をλ_０／４から±１０％程度ずらした構成としている。
さらに、第２の反射層（Ａ２）は、略４００〜７００ｎｍの可視透過帯域のリップル低減および反射防止効果が生じるように、透明基板と該２１層膜との界面、および吸収層と該２１層膜との界面にそれぞれ、各層がλ_０／４より薄い光学膜厚となるＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２の３層膜を追加し、合計２７層とした誘電体多層膜である。なお、透明基板と吸収層の透明樹脂の波長９４０ｎｍにおける屈折率は、１．５１と設定している。

【0078】

【表3】

【0079】

図５は、表３に示す第２の反射層（Ａ２）について、ＴｉＯ_２膜とＳｉＯ_２膜の屈折率波長分散を考慮して、入射角θ＝０°、入射角θ＝３０°におけるｐ偏光、入射角θ＝３０°におけるｓ偏光の各分光透過率を計算した結果である。なお、計算結果は、透明基板片面および吸収層表面の空気界面で発生する反射損失は考慮していないが、実際には、後述する反射防止層により可視域の反射損失を同レベルに低減できる。
図５に示すように、本設計例の第２の反射層（Ａ２）は、入射角θ＝０°〜３０°の入射光に対し、略７６０〜１１４０ｎｍの近赤外域で透過率５０％以下、略７７４〜１０２６ｎｍの近赤外域で透過率１５％以下となる反射帯域を有し、４００〜７００ｎｍの可視域は９５％以上の透過率を有する。
第２の反射層（Ａ２）は、光学膜厚が略λ_０／４となるように、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２とを２１層の交互多層膜とした構成では、近赤外反射帯域の最小透過率が０．１％レベルだが、層数を増やすことで最小透過率をさらに低下させ０．１％未満を実現できる。

【0080】

次に、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）を含む光学フィルタの分光透過率の計算結果を示す。第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）は、図１Ａ、図１Ｃの例に示すように、吸収層、透明基板等の両主面にそれぞれ成膜する場合、それらの反射層の間隔が入射光の可干渉長より短い配置では２種の反射層で発生する反射光の干渉を考慮する必要がある。一方、これらの間隔が、入射光の可干渉長より長い配置では干渉しないため反射光の干渉を考慮する必要はない。
光学フィルタを搭載した撮像装置において、被写体から撮像装置に入射する光は可干渉長の短い自然光であるため、光学フィルタが、厚さ略３０μｍ以上の吸収層、透明基板等の両主面に、それぞれ、第１の反射層（ＵＡ１）および第２の反射層（Ａ２）を備える場合、分光透過率は干渉を考慮しない計算に対応する。

【0081】

図６は、この場合の第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）を含む光学フィルタの分光透過率曲線（入射角θ＝０°、入射角θ＝３０°でｐ偏光、入射角θ＝３０°でｓ偏光）の計算結果である。ここでは、図１Ｃの光学フィルタ３０において、吸収層１１が吸収剤を含まない透明樹脂のみからなる場合に相当する。
図６に示すように、本設計例は、入射角θ＝０°〜３０°の入射光に対し、略３５０〜３８６ｎｍの近紫外域および略７５６〜１２７２ｎｍの近赤外域で透過率５０％以下、略３５０〜３８２ｎｍの近紫外域および略７７０〜１２４４ｎｍの近赤外域で透過率１５％以下、４００〜７００ｎｍの可視域で平均透過率９８％以上を示す反射型フィルタとなる。

【0082】

一方、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）は、図１Ｂ、図１Ｄの例に示すように、吸収層、透明基板等の同一主面上に積層する場合、それぞれの誘電体多層膜界面の反射光が干渉するため、分光透過率は第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）を連続した１つの光干渉多層膜構造として計算できる。このとき、個別に設計した第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）とを単に積層した反射型フィルタは、透過帯域や反射帯域にリップルが生じ、特性劣化を招く場合がある。該反射型フィルタは、かかる積層にともなうリップルを低減するため、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）の境界や空気との界面、吸収層との界面等における誘電体膜の膜厚や各誘電体多層膜の膜厚を調整することが好ましい。

【0083】

図７は、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）を連続して積層し、ＴｉＯ_２膜とＳｉＯ_２膜を５３層交互に積層した誘電体多層膜からなる反射層について、分光透過率曲線（入射角θ＝０°、入射角θ＝３０°でｐ偏光、入射角θ＝３０°でｓ偏光）を計算した結果である。なお、図７の計算結果は、第１の反射層（ＵＡ１）が、λ_０＝１０６０ｎｍで光学膜厚が略λ_０／４となる２３層構成を、第２の反射層（Ａ２）が、λ_０＝９２５ｎｍで光学膜厚が略λ_０／４となる２１層構成、をそれぞれ基本とし、可視域の透過率向上およびリップル低減のため、表２に示す誘電体多層膜と表３に示す誘電体多層膜の光学膜厚を調整した誘電体多層膜の分光透過率曲線である。図７に示す分光透過率曲線は、透明基板片面の空気界面で発生する反射損失は考慮していないが、実際には、後述する反射防止層により可視域の反射損失を同レベルに低減できる。

【0084】

図７に示すように、該反射層は、入射角θ＝０°〜３０°の入射光に対し、略３５０〜３８４ｎｍの近紫外域および略７４８〜１２４０ｎｍの近赤外域で透過率５０％以下、略３５０〜３８２ｎｍの近紫外域および略７９４〜１２２６ｎｍの近赤外域で透過率１５％以下、４００〜７００ｎｍの可視域で平均透過率９８％以上を示す。

【0085】

上記のように、反射層は、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）を透明基板の両主面に分離形成してなる構成、および透明基板の一方の主面に一体形成してなる構成のいずれの場合も、入射角θ＝０°〜３０°の入射光に対し、略７９４〜１１５０ｎｍの近赤外域と略３５０〜３８２ｎｍの近紫外域で透過率１５％以下に遮断し、それにより略４００〜７００ｎｍの可視域で平均透過率９８％以上を示す反射型フィルタが得られる。

【0086】

第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）は、これらが透明基板の同一主面上に連続して有する場合、誘電体多層膜を連続して成膜できるため生産性が向上する。しかし、本フィルタは、前述したように、充填密度の高い高信頼性の誘電体膜を形成しようとすると、膜応力にともない透明基板に歪みが生じ易くなるため、膜応力を低減する成膜条件での作製が必要となる場合がある。また、本フィルタは、誘電体膜の層数が多いほど干渉リップルが生じ易くなるため、リップル発生を抑制した多層膜設計、および設計を再現する高精度の膜厚制御が必要となる場合がある。

【0087】

一方、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）は、これらが透明基板の両主面に分離して有する場合、表面と裏面と２回に分けて成膜することで生産性が低下する場合がある。しかし、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）とが、同一誘電体材料を用いて同一製法により形成することで各誘電体多層膜の応力は同レベルとなるため、透明基板両面の膜応力が互いに打ち消すように作用し、充填密度の高い高屈折率の誘電体膜を含めても歪みを抑制しやすい。さらに、充填密度の高い誘電体膜は、環境変化にともなう光学特性変化が少ないため高い信頼性も得やすい。また、入射光の可干渉長より厚い透明基板を用いれば第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）との間の干渉リップルが生じにくい。その結果、第１の反射層（ＵＡ１）と第２の反射層（Ａ２）は、個々の誘電体多層膜の設計を調整することなく、２つの誘電体多層膜間の干渉を無視して多重反射のみを考慮した計算により分光透過率を求めることができる。

【0088】

以上、上記の光学フィルタ（反射型フィルタ）は、入射角θが０°〜３０°の斜入射光を想定した反射層の誘電体多層膜における分光透過率の計算例および構成例を示したが、入射角θの範囲が異なる場合は、それに応じた分光透過率の変化を考慮した多層膜構成とすればよい。

【0089】

＜透明基板＞
光学フィルタに透明基板を用いる場合、透明基板は、略４００〜７００ｎｍの可視光を透過するものであれば、構成する材料はとくに制限されない。近赤外域や近紫外域の光を吸収する基材であってもよい。例えば、ガラスや結晶等の無機材料や、樹脂等の有機材料が挙げられる。また、厚さは、構成する材料にも依存するが、０．０３〜５ｍｍが好ましく、薄型化の観点からは、０．０３〜０．５ｍｍがより好ましい。また、透明基板は、光学フィルタとしての光学特性、機械特性等の長期にわたる信頼性に係る形状安定性の観点、フィルタ製造時のハンドリング性等から無機材料が好ましい。加工性の観点から、板厚０．０５〜０．５ｍｍのガラスが好ましい。

【0090】

透明基板として使用できる樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。

【0091】

透明基板として使用できるガラスとしては、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等にＣｕＯ等を添加した吸収型のガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が挙げられる。なお、「リン酸塩ガラス」には、ガラスの骨格の一部がＳｉＯ_２で構成されるケイリン酸塩ガラスも含むものとする。また、透明基板に使用できる結晶材料としては、水晶、ニオブ酸リチウム、サファイヤ等の複屈折性結晶が挙げられる。

【0092】

フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等にＣｕＯ等を添加した吸収型のガラスを透明基板として用いる場合、ＣｕＯ等の添加濃度や基板厚を調整することにより、７００〜１１５０ｎｍの近赤外域における吸収型ガラスの透過率を２０％以下にできる。このため、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）や第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）を含有する吸収層では遮断できない近赤外光に対する遮光性を改善できる。また、誘電体多層膜からなる反射層に要求される近赤外域の反射率を緩和（すなわち、低反射率化）できるため、少ない層数で同等の遮光性を有する光学フィルタが得られる。あるいは、同じ構成の誘電体多層膜からなる反射層を用いた場合、遮光性が向上するため、該光学フィルタを搭載した撮像装置画質を向上できる。

【0093】

なお、本フィルタの一例となる光学フィルタ４０、後述する光学フィルタ６０、７０が、透明基板１３としてガラスや吸収型ガラスを用いる場合、ガラスまたは吸収型ガラス（透明基板１３）と、吸収層１１との間に図示しない誘電体層を有してもよい。誘電体層は、誘電体材料で構成される層であり、その厚さは３０ｎｍ以上が好ましい。誘電体層を有することで、本フィルタにおける吸収層１１の耐久性を向上できる。誘電体層の厚さは１００ｎｍ以上がより好ましく、２００ｎｍ以上がさらに好ましい。誘電体層の厚さの上限はとくにないが、設計のしやすさや製造の容易さの観点から該厚さは２０００ｎｍ以下が好ましく、１０００ｎｍ以下がより好ましい。

【0094】

誘電体層は、例えば、ガラスからなる透明基板にＮａ原子やＫ原子等のアルカリ原子が含まれ、そのアルカリ原子が吸収層１１に拡散することで吸収層１１の光学特性や耐候性を劣化させ得る場合に、アルカリバリア膜として機能し、本フィルタの耐久性を向上できる。上記の場合、誘電体層の材料として、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_３等が好適である。

【0095】

また、本フィルタの一例となる光学フィルタ４０、後述する光学フィルタ６０、７０は、透明基板１３と吸収層１１との間に、密着膜を有してもよい。密着膜としては、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＬａＦ_３、ＮｄＦ_３、ＣｅＦ_３、Ｎａ_５Ａｌ_３Ｆ_１４、Ｎａ_３ＡｌＦ_６、ＡｌＦ_３、ＢａＦ_２およびＹＦ_３から選ばれる少なくとも１つの材料を含む膜から選択できる。このように、透明基板１３と吸収層１１との間には、上記の誘電体層（アルカリバリア膜）もしくは密着膜、または、該誘電体層と該密着膜との両方を備えてもよい。

【0096】

ここで、透明基板に使用されるＣｕＯを含有するガラスは、例えば、ＷＯ２０１４／３０６２８Ａ１に記載されているものが使用できる。

【0097】

透明基板の光学特性は、吸収層、反射層等と積層して得られる光学フィルタとして、前述した光学特性を有し得るものが好ましい。

【0098】

＜反射防止層＞
反射防止層は、吸収層の表面に形成される場合、空気と、吸収層との界面で屈折率差に応じて生じる４％程度のフレネル反射損失を、略４００〜７００ｎｍ可視域全域で入射角０°〜３０°の入射光に対し、略１．５％以下の反射率に低減する機能が得られる構成が好ましい。また、反射防止層は、透明基板の一方の面が空気と接する光学フィルタの構成でも、透明基板と空気との間に備えられるとよく、反射層と同様、可視域で透明な誘電体材料を用い、薄膜の光干渉を利用して反射防止効果を得るのが一般的である。とくに、略４００〜７００ｎｍの可視域全域で有効な反射防止効果を得るためには、例えば、屈折率の異なる誘電体膜を３〜９層で総膜厚が２００〜４００ｎｍ程度となるように積層すればよい。誘電体多層膜からなる反射防止層を吸収層の表面に直接形成する場合、吸収層の透明樹脂の劣化を抑制するため、低膜応力となる成膜条件および総膜厚を薄くする設計が好ましい。

【0099】

また、反射防止層としては、モスアイ構造と呼ばれる反射防止構造を吸収層の表面に形成したものでもよい。モスアイ構造は、例えば、空気界面から吸収層内部に向かって屈折率が緩やかに変化するように、吸収層表面に反射防止する可視波長よりも短い周期で円錐構造や角錐構造を形成する。なお、吸収層を構成する透明樹脂の波長５８９ｎｍにおける屈折率が１．４〜１．６であれば、周期が略１００〜２００ｎｍで、高さが略２００〜４００ｎｍの錘体構造となるように、予め転写用のモスアイ構造が表面加工されたガラス成形型や樹脂成形型等の金型を用い、吸収層表面を成形固化することにより、モスアイ構造からなる反射防止層を作製できる。
また、吸収層は、構成する透明樹脂材料が金型離型性等で微細金型を用いた成形に適さない場合、吸収層上に、特性の異なる透明樹脂材料を成膜し、この樹脂膜に対しモスアイ構造を形成してもよい。かかる樹脂膜の形成によって、耐久性を向上できる効果もある。モスアイ構造は、薄膜の光干渉を利用した反射防止膜に比べ、真空プロセスが不要なため生産性が向上でき、また、膜応力の影響が軽減できる。

【0100】

さらに、反射防止層は、ＳｉＯ_２やＭｇＦ_２を、ナノサイズの微細粒子で粗な構造を形成可能なゾル−ゲル法等の成膜法によりさらに屈折率を低下させ、屈折率ｎが１．２〜１．３の誘電体膜としてもよい。この場合、該反射防止層は屈折率が１．４〜１．６の透明樹脂に対し、単層で可視域（略４００〜７００ｎｍ）の残留反射が１％以下にできる。ここで、反射防止層は、低屈折率膜の光学膜厚を可視域の中心波長５０９ｎｍ（＝２×４００×７００／（４００＋７００））の１／４である１２７ｎｍとすれば、波長５０９ｎｍで最小反射率となる。また、該低屈折率膜の屈折率が透明樹脂の屈折率の平方根に近いほど最小反射率がゼロに近づく。

【0101】

本実施形態の光学フィルタは、可視域のうち６００〜７００ｎｍの波長領域では、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を含む光吸収層の分光透過率により、人間の眼の比視感度分光曲線に近似できる。また、本フィルタは、反射層における分光透過率曲線が入射角、入射偏光に依存して短波長側にシフトしても、吸収層における６００〜７００ｎｍの波長領域における分光透過率曲線を維持するように働くため、近赤外域は、吸収層と反射層によって入射角、入射偏光に大きく影響されずに遮断できる。

【0102】

本フィルタは、近赤外域で透過率５０％となる波長について、入射角θ＝０°と３０°におけるｓ偏光およびｐ偏光の、４通りの条件を与える。このとき、６２０〜６７０ｎｍの波長領域において、最短となる条件の波長Ｓｈ（Ｔ５０％）と最長となる条件の波長Ｌｏ（Ｔ５０％）との差は、２ｎｍ以下であればよく、１ｎｍ以下が好ましく、０．５ｎｍ以下がさらに好ましく、略０ｎｍが最も好ましい。
また、本フィルタは、６８０〜７５０ｎｍの波長領域で、入射角θ＝０°と３０°との、各偏光（ｓ、ｐ）における透過率差の平均値ΔＴｐ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）、ΔＴｓ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）は、１．３％以下であればよく、１．１％以下が好ましく、１．０％以下がさらに好ましく、０．９％以下がより一層好ましい。なお、上記各偏光（ｓ、ｐ）における透過率差の平均値は、例えば、６８０〜７５０ｎｍの範囲の１０ｎｍ毎における各偏光でのθ＝０°と３０°との差（合計８点）を平均することにより算出できる。

【0103】

また、本フィルタは、１０００〜１１５０ｎｍの波長領域で、入射角θ＝０°と３０°との、各偏光（ｓ、ｐ）における透過率差の平均値ΔＴｐ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）、ΔＴｓ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）は、１０％以下であればよく、５％以下が好ましく、２．０％以下であればより好ましく、１．５％以下がさらに好ましく、１．０％以下がより一層好ましく、０．７％以下が最も好ましい。なお、上記各偏光（ｓ、ｐ）における透過率差の平均値は、例えば、１０００〜１１５０ｎｍの範囲の１０ｎｍ毎における各偏光でのθ＝０°と３０°との差（合計１６点）を平均することにより算出できる。本指標（ΔＴｐ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）、ΔＴｓ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}））は、後述する第２の実施形態の光学フィルタにも適用できる。

【0104】

さらに、吸収層が、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含むと、３００〜４２０ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近紫外吸収帯域を有する。ここで、反射層における、入射角０°に対し近紫外吸収帯域の長波長側で透過率が５０％となる波長λＬｏ（Ｕ１＿Ｔ５０％）が、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）より短波長側に設けると、略４００〜４４０ｎｍの可視域で、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含む吸収層の分光透過率曲線により、人間の眼の青色等色関数分光曲線に近似できる。このように、本フィルタは、斜入射光に対する反射層の分光透過率が入射角、入射偏光に依存して短波長側にシフトしても、吸収層における分光透過率曲線を維持するように働く。そのため、本フィルタは、近紫外域における吸収層の遮断が不十分な場合でも、反射層により入射角、入射偏光に大きく影響されずに遮断できる。

【0105】

また、吸収層が波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を有し、入射角θが０°〜３０°まで変化したときを考える。このとき、反射層が近紫外反射帯域の短波長側で透過率が５０％となる最長波長λＳｈ（Ｕ１＿Ｔ５０％）を３５０ｎｍ以下とした場合には、反射層の分光透過率が入射角、入射偏光に依存して短波長側にシフトしても、３５０ｎｍ以上の近紫外域は、吸収層と反射層によって入射角、入射偏光に大きく依存せず遮断できる。

【0106】

（第２の実施形態）
本実施形態の光学フィルタ（以下、第２の実施形態の説明中、「本フィルタ」ともいう）は、吸収層、および誘電体多層膜からなる反射層を有する。

【0107】

図８Ａ〜図８Ｃに、本フィルタの構成例を示すが、本フィルタの構成は、これらの例に限定されない。

【0108】

図８Ａは、吸収層１１の一方の主面上に第１の反射層１２ａを備えた構成例である。
図８Ｂは、透明基板１３の一方の主面上に吸収層１１を備え、透明基板１３の他方の主面上に第１の反射層１２ａを備えた構成例である。
図８Ｃは、透明基板１３の一方の主面上に第１の反射層１２ａを備え、透明基板１３の他方の主面上に吸収層１１および反射防止層１４を備えた構成例である。
なお、本実施形態では、重複する説明を避けるため、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

【0109】

（吸収層）
吸収層は、第１の実施形態で用いた第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）と、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）と、透明樹脂（Ｂ）とを含有する層であり、典型的には、透明樹脂（Ｂ）中に第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）および第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）が均一に溶解または分散した層である。吸収層は、さらに、第１の実施形態で用いたＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含有してもよい。
第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）は、第１の実施形態と同様に、透明樹脂（Ｂ）に溶解または分散して作製した樹脂膜の３５０〜１２００ｎｍの吸収スペクトルにおいて、６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有する。
第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）は、前記吸収スペクトルにおいて、８００〜９２０ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有する。
ＵＶ吸収剤（ＤＵ）は、第１の実施形態と同様に、前記吸収スペクトルにおいて、３７０〜４０５ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有する。

【0110】

そして、吸収層は、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）より短波長側で６２０〜６７０ｎｍの波長領域内に透過率が５０％となる波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）を有する。さらに吸収層は、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の吸収極大波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で９００〜９７０ｎｍの波長領域内に透過率が５０％となる波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）を有し、かつλＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）＜λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）＜λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）の関係を満足するように、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）および第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の各濃度と厚さｄを設定する。
また、吸収層は、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）を含有する場合、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の吸収極大波長λ（ＤＵ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で４００〜４２０ｎｍの波長領域内に透過率が５０％となる波長λＬｏ（ＤＵ＿Ｔ５０％）を有するように、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）の濃度と厚さｄを設定する。

【0111】

本フィルタの吸収層は、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を含む透明樹脂の透過率が５０％以下となる近赤外吸収帯域（波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）〜波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％））と、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）を含む透明樹脂の透過率が５０％以下となる近赤外吸収帯域（波長λＳｈ（ＤＢ＿Ｔ５０％）〜波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％））との間で、以下の関係を満たすことが好ましい。
λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ５０％）＜λＳｈ（ＤＢ＿Ｔ５０％）≦λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ５０％）＜λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）
上記の関係を満たすことにより、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の吸収帯域と第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の吸収帯域との境界領域で吸収層の透過率を２５％以下にできる。
また、本フィルタの吸収層は、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）を含む透明樹脂の透過率が１５％以下となる近赤外吸収帯域（波長λＳｈ（ＤＡ＿Ｔ１５％）〜波長λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％））と、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）を含む透明樹脂の透過率が１５％以下となる近赤外吸収帯域（波長λＳｈ（ＤＢ＿Ｔ１５％）〜波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ１５％））との間で、以下の関係を満たすことがより好ましい。
λＳｈ（ＤＢ＿Ｔ１５％）≦λＬｏ（ＤＡ＿Ｔ１５％）
上記の関係を満たすことにより、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）の吸収帯域と第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の吸収帯域との境界領域で吸収層の透過率を３％以下にできる。
第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）としては、例えば、前述の吸収スペクトルにおいて、８００〜９２０ｎｍの波長領域に吸収極大を有するものが使用できる。その具体例としては、ＫＯＤＡＫ社のＩＲＤシリーズの０４、７９等、Ｅｐｏｌｉｎ社のＥｐｏｌｉｇｈｔ^ＴＭシリーズの５５４７、５５８８等、ＱＣＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社のＮＩＲシリーズの９０７B、９１０Ｃ等、Ｈ．Ｗ．Ｓａｎｄｓ社のＳＤＡ８６３０等、Ｅｘｃｉｔｏｎ社のＮＰ８００、ＩＲＡ８６８等（以上、商品名）が挙げられる。

【0112】

例えば、吸収層が、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）として吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）が７７５ｎｍのＮＩＲ７７５Ｂを含み、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）として吸収極大波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）が８６０ｎｍのＥｐｏｌｉｇｈｔ^ＴＭ５５８８を含む場合、吸収により透過率２％以下まで遮断できる近赤外域を７００〜９００ｎｍ程度まで拡大できる。図９は、このような吸収層に、さらに、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）として前述のＳＤＡ３３８２を加えた吸収層の分光透過率曲線の例である。分光透過率曲線は、吸収層中の各ＮＩＲ吸収剤、ＵＶ吸収剤の濃度および厚さｄを調整して算出した。図９は、吸収層と空気との一つの界面で発生する略４％程度のフレネル反射損失は考慮しておらず、分光透過率は吸収層の内部透過率に相当する。図９は、吸収層の界面に所定の反射防止層を備える場合における分光透過率曲線に相当する。

【0113】

図９のとおり、上記例の吸収層は、近紫外域の３６３〜３９３ｎｍの透過率が１０％以下、可視域の４０４ｎｍと６２５ｎｍで透過率が略５０％で、４１０〜６３０ｎｍの波長領域の平均透過率が略７７％、近赤外域の６９０〜９００ｎｍの透過率が略５％以下の分光透過率を示す。

【0114】

図９に示した吸収層の分光透過率曲線は、入射光の入射角依存性がほとんどない。したがって、上記吸収層を備えることにより、可視域と近紫外域との境界領域、および可視域と近赤外域との境界領域において、発散および集束する入射光に対しても安定した分光透過率曲線が得られる。

【0115】

なお、第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）および第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）は、それぞれ１種のＮＩＲ吸収剤を単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。さらに、ＵＶ吸収剤（ＵＶ）を用いる場合も、１種のＵＶ吸収剤を単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。しかし、吸収層は、複数種の吸収剤を併用する場合、可視域における吸収剤固有の残留吸収を有すると可視域の透過率を低下させるため、可視域への影響を考慮して吸収剤を選択することが好ましく、さらに、濃度および厚さについても考慮することが好ましい。
吸収層中の吸収剤の全量に対するＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）およびＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の割合は、３〜１００質量％が好ましい。また、透明樹脂（Ｂ）１００質量部に対し、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）とＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）は、合計で０．０１〜２０質量部が好ましく、０．０５〜１５質量部がより好ましく、１〜１０質量部がより一層好ましい。

【0116】

本実施形態の光学フィルタの吸収層は、前記吸収スペクトルにおいて、６６０〜７８５ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有する第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）と、８００〜９２０ｎｍの波長領域に吸収極大波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）を有する第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）を含む。こうすることで、該吸収層は、近赤外吸収帯域を７００〜９００ｎｍと拡張でき、本実施形態の光学フィルタは後述するように、１層の反射層（第１の反射層（ＵＡ１））のみで、７００〜１１５０ｎｍの近赤外域を遮断できる。また、吸収層が、さらにＵＶ吸収剤（ＤＵ）も含有した場合、さらに３５０〜４００ｎｍの近紫外域を吸収できる。このように、本実施形態の光学フィルタは、反射層が第２の反射層（Ａ２）を含むことを必須としないので、薄膜化、生産性の向上や応力緩和の効果が期待できる。

【0117】

（反射層）
上記のように、本実施形態の光学フィルタの吸収層は、近赤外吸収帯域を略７００〜９００ｎｍに拡張できる。このため、本フィルタは、反射層として、６７０〜１１５０ｎｍの波長領域に入射角０°で入射する光に対する透過率が５０％以下となる近赤外反射帯域を有する第１の反射層（ＵＡ１）（のみ）を備える構成にできる。
第１の反射層（ＵＡ１）は、吸収層における吸収による遮断と反射層における反射による遮断が、それぞれの層の境界波長領域で有効に機能させるようにする。そのため、第１の反射層（ＵＡ１）は、第１の実施形態と同様に、入射角、入射偏光依存性による分光透過率曲線の短波長側シフトを考慮して設計する。

【0118】

すなわち、第１の反射層（ＵＡ１）は、入射角θ＝０°〜３０°の入射光に対して近赤外反射帯域の短波長側における透過率５０％の最長波長は入射角θ＝０°の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）である。そのため、第１の反射層（ＵＡ１）は、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の吸収極大波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側で透過率が５０％となる波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）が、波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）より長波長側に、かつ波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）が波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）より長波長側に位置するよう誘電体多層膜を設計する。このとき、入射角θの増加にともなって第１の反射層（ＵＡ１）の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ５０％）は短波長側にシフトするが、吸収層の近赤外吸収帯域内であるため、光学フィルタの分光透過率曲線の変化を抑制できる。

【0119】

この場合、本実施形態の光学フィルタは、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の吸収帯域における波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）から波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）までの波長領域の透過率を３％以下に低減するため、第１の反射層（ＵＡ１）は、入射角θ＝０°における近赤外反射帯域で透過率が１５％となる短波長側の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ１５％）が、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の吸収帯域の長波長側で透過率が１５％となる波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ１５％）より短波長側に位置する設計が好ましい。また、本実施形態の光学フィルタは、波長λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）から波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ５０％）までの波長領域の透過率を０．３％以下に低減するため、第１の反射層（ＵＡ１）は、入射角θ＝０°における近赤外反射帯域で透過率１％となる短波長側の波長λＳｈ（Ａ１＿Ｔ１％）が、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）の吸収帯域の長波長側で透過率が１５％となる波長λＬｏ（ＤＢ＿Ｔ１５％）より短波長側に位置する設計がより好ましい。

【0120】

また、第１の実施形態と同様に、第１の反射層（ＵＡ１）は、近赤外反射帯域の長波長側でも分光透過率の入射角依存性、偏光依存性を考慮して、入射角３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が１５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ１５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長となるように設計することが好ましい。また、入射角θ＝３０°で入射する光のうちｐ偏光成分の光の透過率が５％となる波長λＬｏ（Ａ１＿Ｔｐ５％）が、波長１１５０ｎｍより長波長となるよう、第１の反射層（ＵＡ１）を設計することがさらに好ましい。このように設計することで、本フィルタは、波長１１５０ｎｍまでの分光透過率曲線について、第１の反射層（ＵＡ１）における分光透過率曲線の入射角依存性、偏光依存性の影響を抑制できる。

【0121】

本実施形態の光学フィルタは、誘電体多層膜からなる１層の反射層のみで、３５０〜４００ｎｍの近紫外域、および９００〜１１５０ｎｍの近赤外域の光を遮断でき、さらに光の入射角や入射偏光に大きく影響されずに遮断できる。このため、薄膜化や、生産性の向上、応力緩和の効果等が期待できる。

【0122】

なお、吸収極大波長がλ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）である第１のＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）における透過率５０％以下の吸収波長帯域幅をΔλ（ＤＡ）、吸収極大波長がλ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）である第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）における透過率５０％以下の吸収波長帯域幅をΔλ（ＤＢ）とする。このとき、λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）とλ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）の波長間隔が吸収波長帯域幅の平均値｛Δλ（ＤＡ）＋Δλ（ＤＢ）｝／２より大きい場合、λ（ＤＢ＿Ｔ_ｍｉｎ）とλ（ＤＡ＿Ｔ_ｍｉｎ）との間の波長領域内の一部領域で所定レベル以上の透過光が生じ、ノイズ増大や色再現性劣化の原因となることがある。その場合、本フィルタはさらに、第２の反射層（Ａ２）を併用した光学フィルタの構成としてもよい。該構成は、第２のＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）により８００〜９００ｎｍの波長領域の透過率が低減されるため、この波長領域に対する第２の反射層（Ａ２）の反射率のターゲットは、第１の実施形態における第２の反射層（Ａ２）比べて緩和(すなわち、低反射率も適用可)できる。その結果、この場合の第２の反射層（Ａ２）は、第１の実施形態における第２の反射層（Ａ２）に比べて、少ない層数および総膜厚の薄い誘電体多層膜構成にできるため、成膜時間を短縮し、かつ膜応力を低減できる。

【0123】

また、以上説明した各実施形態の光学フィルタは、例えば、撮像レンズと固体撮像素子との間に配置される。また、該光学フィルタは、撮像装置の固体撮像素子、撮像レンズ等に粘着剤層を介して直接貼着しても使用できる。
図１０は、図１Ｃに示す光学フィルタ３０を用いた撮像装置の一例を示す。撮像装置１００は、ＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子２１と、その前面に配置された光学フィルタ３０および撮像レンズ２３と、これらを固定する筐体２４とを有する。撮像レンズ２３は、筐体２４の内側にさらに設けられたレンズユニット２２により固定されている。光学フィルタ３０は、撮像レンズ２３側に第１の反射層（ＵＡ１）が位置するように配置されている。固体撮像素子２１と、撮像レンズ２３とは、光軸Ｘに沿って配置されている。光学フィルタ３０を設置する際の向きや位置は、設計に応じて適宜選択される。

【実施例】

【0124】

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

【0125】

［実施例１］
図１Ｃに示す光学フィルタ３０を製造する。
表２に示した構成の誘電体多層膜からなる第１の反射層１２ａと、表３に示した構成の誘電体多層膜からなる第２の反射層１２ｂを、屈折率１．５２で厚さ１００μｍの透明樹脂（シクロオレフィンポリマー）フィルムからなる透明基板１３を挟持するように形成する。
図５に示す分光透過率曲線から明らかなように、第２の反射層１２ｂは、波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）が略７３４ｎｍ、波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）が略７２０ｎｍであり、したがって、λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）−λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）は１４ｎｍである。
次いで、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）としてＮＩＲ７７５Ｂと、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）としてＳＤＡ３３８２とを含む吸収層１１を、第２の反射層１２ｂの表面に形成する。すなわち、ＮＩＲ７７５ＢおよびＳＤＡ３３８２と、屈折率１．４９のアクリル樹脂の１５質量％シク口ヘキサノン溶液とを、ＮＩＲ７７５ＢおよびＳＤＡ３３８２がアクリル樹脂１００質量部に対して合計で０．０１〜２０質量部となる範囲で適宜調整して混合した後、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得る。得られた塗工液を、透明樹脂フィルムからなる透明基板１３の第２の反射層１２ｂが成膜された表面にダイコート法により塗布し、１５０℃で３０分間加熱乾燥させ膜厚１０μｍの近紫外・近赤外吸収層１１を形成する。さらに、吸収層１１の空気界面に、Ａｌ_２Ｏ_３膜、ＺｒＯ_２膜およびＭｇＦ_２膜を順に積層して３層からなる反射防止層１４を形成し、入射角θ＝０°〜３０°の４００〜７００ｎｍの可視域の入射光に対し残留反射率を１．５％以下とする。
これにより、図１１、図１３Ａおよび図１４Ａに示す分光透過率曲線（入射角θ＝０°、入射角θ＝３０°のｐ偏光およびｓ偏光）を有する光学フィルタ３０が得られる。なお、図１１は、３５０〜１１５０ｎｍの波長領域の分光透過率曲線、図１３Ａは、６８０〜７６０ｎｍの波長領域の分光透過率曲線、図１４Ａは、１０００〜１２５０ｎｍの波長領域の分光透過率曲線である。

【0126】

［実施例２］
図１Ｄに示す光学フィルタ４０を製造する。
表２に示した構成の誘電体多層膜からなる第１の反射層１２ａと表３に示した構成の誘電体多層膜からなる第２の反射層１２ｂを一体化した構成の反射層を、厚さ２００μｍのソーダライムガラスからなる透明基板１３の一方の主面に形成する。
図７に示す分光透過率曲線から明らかなように、第１の反射層１２ａと第２の反射層１２ｂを一体化した構成の反射層は、波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）が略７２２ｎｍ、波長λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）が略７１２ｎｍであり、したがってλＳｈ（Ａ２＿Ｔｐ５０％）−λＳｈ（Ａ２＿Ｔｓ５０％）は１０ｎｍである。
次いで、透明基板１３の他方の主面に、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）としてＮＩＲ７７５Ｂと、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）としてＳＤＡ３３８２とを含む吸収層１１を形成する。すなわち、ＮＩＲ７７５ＢおよびＳＤＡ３３８２と、屈折率１．５９のポリ力一ボネー卜樹脂の１０質量％シク口ペンタノン溶液とを、ＮＩＲ７７５ＢおよびＳＤＡ３３８２がポリカーボネート樹脂１００質量部に対して合計で０．０１〜２０質量部となる範囲で適宜調整して混合した後、室温にて攪拌・溶解することで塗工液を得る。得られた塗工液を、透明基板１３の反射層が成膜されていない表面にダイコート法により塗布し、１５０℃で３０分間加熱乾燥させ膜厚１０μｍの近紫外・近赤外吸収層１１を形成する。さらに、吸収層１１の空気界面に、ＴｉＯ_２膜とＳｉＯ_２膜を交互に積層して４層からなる反射防止層１４を形成し、入射角θ＝０°〜３０°の４００〜７００ｎｍの可視域の入射光に対し残留反射率を１．５％以下とする。
これにより、図１２に示す分光透過率曲線（入射角θ＝０°、入射角θ＝３０°のｐ偏光およびｓ偏光）を有する光学フィルタ４０が得られる。

【0127】

図１１および図１２から明らかなように、実施例１の光学フィルタ３０および実施例２の光学フィルタ４０は、下記の特性を有する。すなわち、これらの光学フィルタは、人間の眼は感度を有しないがＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子は感度を有する近紫外域３５０〜４００ｎｍと近赤外域７００〜１１５０ｎｍの入射光を入射角０°〜３０°において遮断し、可視域の４００〜４５０ｎｍおよび６００〜７００ｎｍにおける分光透過率の入射角０°〜３０°における変動がほとんどなく、人間の眼の比視感度に対応した等色関数に近似した分光感度曲線を示し、４４０〜６００ｎｍ可視域で８９％以上の高い平均透過率が得られる。
とくに、これらの光学フィルタは、入射光がｓ偏光またはｐ偏光に偏った画像光で、斜入射する場合でも、分光透過率曲線の変化は僅かで安定した特性が維持できる。中でも、図１３Ａにおいて、入射角が０°から３０°に変化したときのｓ偏光成分のシフト量が大きく低減されている（透過率１０％で、シフト量が略０ｎｍである）ことからも明らかなように、可視域の長波長側における偏光成分に依存した分光透過率曲線の変化（透過から遮断への遷移）を抑制できる。なお、実施例１の光学フィルタ３０および実施例２の光学フィルタ４０は、ΔＴｐ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）、ΔＴｓ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）は、いずれも０．９％以下である。
また、第１の反射層１２ａは、少ない層数および総膜厚の誘電体多層膜構成で、３５０〜４００ｎｍ近紫外域と９５０〜１１５０ｎｍ近赤外域に反射帯域を生成するとともに、反射帯域の最小透過率が０．１％以下となる高い遮断特性が実現できるため、薄膜化、多層膜応力の低減および生産性向上に有効である。
さらに、実施例１の光学フィルタ３０では、透明樹脂フィルム基板１１の一方の主面に第１の反射層（ＵＡ１）１２ａ、他方の主面に第２の反射層（Ａ２）１２ｂを成膜する。そのため、高密度で多層膜応力の大きい高信頼性の誘電体膜を用いても多層膜応力が両面で均等化されやすく、透明樹脂フィルム基板１１の歪みが少なく透過波面収差の劣化が少ない安定した光学性能が実現できる。
その結果、本フィルタは、図１０に例示したようなＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子を用いた撮像装置の光学フィルタとすることで、色再現性の優れた画像が安定して得られる。

【0128】

［比較例１］
実施例１の第２の反射層１２ｂに代えて、入射角３０°のｐ偏光で、透過率５０％の波長（第２の反射層１２ｂのλＳｈ（Ａ２−Ｔｐ５０％に対応）が略７１９ｎｍとなるように設計、調整した誘電体多層膜からなる反射層を形成する以外は、実施例１と同様にして光学フィルタを得る。
図１３Ｂは、この比較例１の、６８０〜７６０ｎｍの波長領域における入射角０°と入射角３０°の入射光に対する偏光毎の分光透過率曲線の計算結果を示すグラフである。

【0129】

図１３Ａ（実施例１）と図１３Ｂ（比較例１）の比較から明らかなように、比較例１の光学フィルタは、実施例１に比べ、６９０〜７３０ｎｍ波長領域における入射角に依存した分光透過率の変動が増大する。すなわち、比較例１では、６８０〜７５０ｎｍ波長領域における１０ｎｍ毎の入射角０°と入射角３０°に対する透過率差の和を波長数８で割った「透過率差の平均値」の計算結果は、ｐ偏光でΔＴｐ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）＝０．８４％、ｓ偏光でΔＴｓ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）＝１．５７％となる。一方、実施例１では、ΔＴｐ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）＝０．３９％、ｓ偏光ではΔＴｓ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）＝０．８９％となり、入射偏光に関わらず１．３％以内の差（変化）に収まっている。その結果、比較例１の光学フィルタは、図１０に例示したような撮像装置に用いた場合、色再現性に劣る撮像画像となる。

【0130】

［比較例２］
実施例１の第１の反射層１２ａに代えて、入射角３０°のｓ偏光で、透過率１５％の波長（第１の反射層１２ａのλＬｏ（ＵＡ１−Ｔｓ１５％に対応）が略１１５０ｎｍとなるように設計、調整した誘電体多層膜からなる反射層（入射角３０°のｐ偏光で、透過率１５％の波長（第１の反射層１２ａの波長λＬｏ（ＵＡ１−Ｔｐ１５％）に対応）は略１１１０ｎｍで、波長１１５０ｎｍより短波長側になる）を形成する以外は、実施例１と同様にして光学フィルタを得る。
図１４Ｂは、この比較例２の、１０００〜１２５０ｎｍの波長領域における入射角０°と入射角３０°の入射光に対する偏光毎の分光透過率曲線の計算結果を示すグラフである。

【0131】

図１４Ａ（実施例１）と図１４Ｂ（比較例２）の比較から明らかなように、比較例２の光学フィルタは、実施例１に比べ、ＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子が感度を有する１０４０〜１１５０ｎｍ波長領域における入射角に依存した分光透過率の変動が増大する。すなわち、比較例２では、１０００〜１１５０ｎｍ波長領域における１０ｎｍ毎の入射角０°と入射角３０°に対する透過率差の和を波長数１６で割った「透過率差の平均値」の計算結果は、ｐ偏光でΔＴｐ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）＝１２．２％、ｓ偏光でΔＴｓ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）＝２．５％となる。一方、実施例１では、ΔＴｐ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）＝０．６％、ｓ偏光ではΔＴｓ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）＝０．０％となり、入射偏光に関わらず１０％以内の差（変化）に収まっている。
さらに、上記波長領域の入射角０°と入射角３０°のｐ偏光およびｓ偏光に対する平均透過率ＴＡｖｒ_{１０００−１１５０}（０°）、ＴｐＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）、ＴｓＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）が、比較例２ではＴＡｖｒ_{１０００−１１５０}（０°）＝３．１％、ＴｐＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）＝１５．３％、ＴｓＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）＝４．４％となる。一方、実施例１では、ＴＡｖｒ_{１０００−１１５０}（０°）＝０．０％、ＴｐＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）＝０．６％、ＴｓＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）＝０．０％となり、１．０％以内の平均透過率に収まっている。その結果、比較例２の光学フィルタは、図１０に例示したような撮像装置に用いた場合、色再現性に劣る撮像画像となる。

【0132】

［実施例３］
図８Ｃに示す光学フィルタ７０を製造する。
表２に示した構成の誘電体多層膜からなる第１の反射層１２ａを、厚さ２００μｍのソーダライムガラスからなる透明基板１３の一方の主面に形成する。
次いで、透明基板１３の他方の主面に、ＮＩＲ吸収剤（ＤＡ）としてＮＩＲ７７５Ｂと、ＵＶ吸収剤（ＤＵ）としてＳＤＡ３３８２と、ＮＩＲ吸収剤（ＤＢ）としてＥｐｏｌｉｇｈｔ５５８８とを含む吸収層１１を形成する。すなわち、ＮＩＲ７７５Ｂ、ＳＤＡ３３８２およびＥｐｏｌｉｇｈｔ５５８８と、屈折率１．５２のシクロオレフィン樹脂の２５質量％トルエン溶液とを、ＮＩＲ７７５ＢおよびＳＤＡ３３８２がポリカーボネート樹脂１００質量部に対して合計で０．０１〜２０質量部となる範囲で適宜調整して混合した後、室温にて揖梓・溶解することで塗工液を得る。得られた塗工液を、透明基板１３の反射層が成膜されていない表面にダイコート法により塗布し、７０℃で１０分間加熱後、さらに１１０℃で１０分間加熱して膜厚２２μｍの近紫外・近赤外吸収層１１を形成する。さらに、吸収層１１の空気界面に、ＴｉＯ_２膜とＳｉＯ_２膜を交互に積層して４層からなる反射防止層１４を形成し、入射角θ＝０°〜３０°の４００〜７００ｎｍの可視域の入射光に対し残留反射率を１．５％以下とする。
これにより、図１５に示す分光透過率曲線（入射角θ＝０°、入射角θ＝３０°のｐ偏光およびｓ偏光）を有する光学フィルタが得られる。

【0133】

図１５から明らかなように、実施例３の光学フィルタ７０は、下記の特性を有する。すなわち、この光学フィルタ７０は、人間の眼は感度を有しないがＲＧＢカラーフィルタ付き固体撮像素子は感度を有する近紫外域３５０〜４００ｎｍと近赤外域７００〜１１５０ｎｍの入射光を入射角０°〜３０°において遮断する。また、可視域の４００〜４５０ｎｍおよび６００〜７００ｎｍにおける分光透過率の入射角θ＝０°〜３０°における変動がほとんどなく、人間の眼の比視感度に対応した等色関数に近似した分光感度曲線を示し、４４０〜６００ｎｍの可視域で８２％以上の高い平均透過率が得られる。
なお、ΔＴｐ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）、ΔＴｓ（Ａｖｒ_{６８０−７５０}）は、それぞれ０．１％、０．２％で、いずれも１．３％以下の差（変化）に収まっており、また、ΔＴｐ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}）、ΔＴｓ（Ａｖｒ_{１０００−１１５０}））も、それぞれ０．６％、０．０％で、いずれも１０％以下の差（変化）に収まっている。
さらに、ＴＡｖｒ_{１０００−１１５０}（０°）＝０．０％、ＴｐＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）＝０．６％、ＴｓＡｖｒ_{１０００−１１５０}（３０°）＝０．０％となり、１．０％以内の平均透過率に収まっている。

【0134】

実施例３の吸収層は、実施例１および実施例２の吸収層に比べ近赤外吸収帯域が略６９０〜９００ｎｍと広い。そのため、実施例３の光学フィルタ７０は、８００〜１０００ｎｍの波長領域を反射する第２の反射層１２ｂが不要となり、３５０〜４００ｎｍ近紫外域および９００〜１１５０ｎｍの近赤外域を反射する第１反射層１２ａのみの反射層で遮断機能を実現できる。
すなわち、実施例３の光学フィル７０は、実施例１や実施例２の約半分の総膜厚・層数の誘電体多層膜からなる反射層を用いても、入射角θ＝０°〜３０°の波長領域３５０〜１１５０ｎｍの入射光に対して安定した分光透過率特性を示す光学フィルタをなっている。
また、実施例３の光学フィルタは、実施例１および実施例２の光学フィルタと同様に、入射光がｓ偏光またはｐ偏光に偏った画像光で斜入射する場合でも、分光透過率曲線の変化は僅かで安定した特性が維持できる。
その結果、本フィルタは、図１０に例示したような撮像装置の光学フィルタとすることで、色再現性に優れた撮像画像が安定して得られる。

【産業上の利用可能性】

【0135】

本発明の光学フィルタは、固体撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）を用いたデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話カメラ等の撮像装置に用いられる光学フィルタとして有用である。

【符号の説明】

【0136】

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０…光学フィルタ、１１…吸収層、１２ａ…（第１の）反射層、１２ｂ…（第２の）反射層、１３…透明基板、１４…反射防止層、２１…固体撮像素子、２２…レンズユニット、２３…撮像レンズ、２４…筐体、１００…撮像装置。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15】