特許 7573332 赤外線カットフィルタ、カメラ構造、赤外線カットフィルタの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-17

(45)【発行日】2024-10-25

(54)【発明の名称】赤外線カットフィルタ、カメラ構造、赤外線カットフィルタの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/22 20060101AFI20241018BHJP

   G02B 5/28 20060101ALI20241018BHJP

   G02B 1/111 20150101ALI20241018BHJP

   G02B 5/26 20060101ALI20241018BHJP

   G02B 1/118 20150101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

G02B5/22

G02B5/28

G02B1/111

G02B5/26

G02B1/118

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2024508591

(86)(22)【出願日】2024-01-19

(86)【国際出願番号】 JP2024001513

【審査請求日】2024-02-09

(31)【優先権主張番号】P 2023018220

(32)【優先日】2023-02-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523046291

【氏名又は名称】株式会社ＴＫＳＦ

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】小泉 達也

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 大刀夫

【審査官】藤岡 善行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３４５６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２００７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平１１－５０８３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１１４３６３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／２２

Ｇ０２Ｂ ５／２８

Ｇ０２Ｂ １／１１１

Ｇ０２Ｂ ５／２６

Ｇ０２Ｂ １／１１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

デジタルカメラに用いられる赤外線カットフィルタであって、
高屈折率樹脂による高屈折率層と低屈折率樹脂による低屈折率層が交互に積層されて構成される近赤外線反射フィルタと、
色素を含有する光透過性樹脂又は色素が塗布される光透過性樹脂で構成される赤外線吸収膜フィルタと、
前記近赤外線反射フィルタ及び／又は前記赤外線吸収膜フィルタにおける空気と接する表面に形成される反射防止部と、
を備え、
前記近赤外線反射フィルタにおける前記高屈折率層及び前記低屈折率層の合計層数が２００以上であり、
前記近赤外線反射フィルタ単体で、入射光の波長が増大するのに伴って光の透過率が減少して５０％となる波長を反射膜カットオフ波長と定義するとき、入射光の入射角が０°となる場合における前記反射膜カットオフ波長が、７５０ｎｍ～８８０ｎｍの範囲内であり、
前記赤外線吸収膜フィルタは、６８５ｎｍから８００ｎｍの波長域で透過率が２％以下であり、
前記反射防止部は、光透過性樹脂の表面に凹凸が形成される構造であることを特徴とする赤外線カットフィルタ。

【請求項2】

前記近赤外線反射フィルタ単体は、入射光の入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときにおける前記反射膜カットオフ波長の波長変動幅が１７０ｎｍ以下であり、
前記近赤外線反射フィルタ単体は、入射光の波長４４０ｎｍを基準藍色波長と定義するとき、前記入射光の入射角を６０°とした場合における前記基準藍色波長の透過率が７０％以上であることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項3】

前記高屈折率樹脂、前記低屈折率樹脂、前記赤外線吸収膜フィルタを構成する光透過性樹脂が、有機樹脂で構成されることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項4】

前記反射防止部が、有機樹脂で構成されることを特徴とする、
請求項３に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項5】

前記高屈折率層及び／又は前記低屈折率層の各層厚は、１０ｎｍ～３００ｎｍの範囲内であることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項6】

前記近赤外線反射フィルタの全体厚さが、１００μｍ以下であることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項7】

前記近赤外線反射フィルタと前記赤外線吸収膜フィルタが一体化されていることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項8】

前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂の少なくともいずれかが前記色素を含有することで、前記赤外線吸収膜フィルタを兼ねることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項9】

前記近赤外線反射フィルタと前記赤外線吸収膜フィルタが、互いに接合されて一体化されており、
前記近赤外線反射フィルタにおける前記赤外線吸収膜フィルタと反対側の表面に、第一の前記反射防止部が形成され、
前記赤外線吸収膜フィルタにおける前記近赤外線反射フィルタと反対側の表面に、第二の前記反射防止部が形成されることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項10】

前記近赤外線反射フィルタ、前記赤外線吸収膜フィルタ、及び前記反射防止部の合計厚が３００μｍ以下となることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項11】

前記近赤外線反射フィルタ、前記赤外線吸収膜フィルタ、及び前記反射防止部の合計厚を基準として、前記近赤外線反射フィルタの膜厚占有率が２０％以上となることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項12】

前記近赤外線反射フィルタ、前記赤外線吸収膜フィルタ、及び前記反射防止部の合計厚を基準として、前記赤外線吸収膜フィルタの膜厚占有率が２０％以上となることを特徴とする、
請求項１１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項13】

入射光の波長４５０ｎｍ～５００ｎｍを低波長透過帯域と定義し、
前記近赤外線反射フィルタ単体において、前記低波長透過帯域における入射光の平均透過率を反射膜低波長透過率と定義するとき、
入射光の入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときにおける前記反射膜低波長透過率が７５％以上となることを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項14】

前記近赤外線反射フィルタ及び／又は前記赤外線吸収膜フィルタを構成する樹脂が、紫外線吸収剤を含有することを特徴とする、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタ。

【請求項15】

光の入射側に配置される光学レンズ群と、前記光学レンズ群を介して入射した光を受光する撮像素子と、を備えるデジタルカメラ構造であって、
前記光学レンズ群と前記撮像素子の間に、請求項１に記載の赤外線カットフィルタが配置されることを特徴とする、
カメラ構造。

【請求項16】

光の入射側から順番に、カバーガラス、光学レンズ群、撮像素子を備えるデジタルカメラ構造であって、
請求項１に記載の赤外線カットフィルタを備えており、
前記カバーガラスと前記光学レンズ群の間に前記近赤外線反射フィルタが配置され、
前記光学レンズ群と前記撮像素子の間に前記赤外線吸収膜フィルタが配置されることを特徴とする、
カメラ構造。

【請求項17】

前記カバーガラスに、前記近赤外線反射フィルタが貼り付けられていることを特徴とする、
請求項１６に記載のカメラ構造。

【請求項18】

デジタルカメラ用の赤外線カットフィルタの製造方法であって、
合計層数が２００以上となる高屈折率樹脂による高屈折率層及び低屈折率樹脂による低屈折率層を共押し出し成形によって交互に積層して近赤外線反射フィルタを形成する反射膜製造工程と、
前記近赤外線反射フィルタに対して、色素を含有する光透過性樹脂又は色素が塗布される吸収膜用光透過性樹脂で構成される赤外線吸収膜フィルタを積層又は貼り合わせる一体化工程と、
空気と接する表面に対して、光透過性樹脂の凹凸を有する反射防止膜を形成する反射防止膜付加工程と、
前記反射膜製造工程、前記一体化工程及び前記反射防止膜付加工程の完了後に、少なくとも前記近赤外線反射フィルタ、前記赤外線吸収膜フィルタ及び前記反射防止膜をカット加工又は打ち抜き加工によって所望形状とするチップ加工工程と、
を備え、
前記近赤外線反射フィルタ単体で、入射光の波長が増大するのに伴って光の透過率が減少して５０％となる波長を反射膜カットオフ波長と定義するとき、入射光の入射角が０°となる場合における前記反射膜カットオフ波長が、７５０ｎｍ～８８０ｎｍの範囲内であり、
前記赤外線吸収膜フィルタは、６８５ｎｍから８００ｎｍの波長域で透過率が２％以下であることを特徴とする赤外線カットフィルタの製造方法。

【請求項19】

前記反射膜製造工程及び前記一体化工程として、前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂に加えて、赤外線を吸収する色素を含有する光透過性樹脂を共押し出し成形することで、前記高屈折率樹脂による高屈折率層及び前記低屈折率樹脂による低屈折率層が交互に積層される近赤外線反射フィルタ、並びに、前記光透過性樹脂による赤外線吸収膜フィルタを一体成形することを特徴とする、
請求項１８に記載の赤外線カットフィルタの製造方法。

【請求項20】

前記反射膜製造工程及び前記一体化工程として、前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂のいずれか一方に赤外線を吸収する色素を含有させてから、前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂を共押し出し成形することで、前記高屈折率樹脂による高屈折率層及び前記低屈折率樹脂による低屈折率層が交互に積層される近赤外線反射フィルタ、前記高屈折率層及び前記低屈折率層における前記色素を含有する側による赤外線吸収膜フィルタを一体成形することを特徴とする、
請求項１８に記載の赤外線カットフィルタの製造方法。

【請求項21】

前記チップ加工工程の前に実施され、遮光マスクを印刷するマスク付加工程を備えることを特徴とする、
請求項１８に記載の赤外線カットフィルタの製造方法。

【請求項22】

前記一体化工程では、ロール状の前記近赤外線反射フィルタ及びロール状の前記赤外線吸収膜フィルタを、ラミネート装置に供給して一体化し、ロール状に巻き取ることを特徴とする、
請求項１８に記載の赤外線カットフィルタの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はデジタル撮像装置等に設けられる赤外線カットフィルタに関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＭＯＳ画像センサが実用化されフィルムカメラに代わってデジタルカメラが主力となって四半世紀が経つ。デジタルカメラは、現在、スマートフォンをはじめとする携帯情報端末をはじめ車載カメラ、Webカメラ、セキュリティ装置などに欠かせないものとなっている。デジタルカメラは、旧来のレンズ交換カメラと同等の大きさとなる高級一眼レフデジタルカメラから、これとは容積比１／４００ほどでスマートフォンに内蔵される小型カメラモジュールに至るまで、その大きさの幅は極めて大きくなっている。生産量を見ると、スマートフォン等に内蔵される小型カメラモジュールの方が圧倒的に多く、直近の１０年間では、小型カメラモジュールの生産量は、専用デジタルカメラと比較して約７００倍にも拡大しており、現在、推定６０億個／年程度まで生産が拡大している。しかも、かつてはスマートフォンに単一の小型カメラモジュールが搭載されていたが、現在では多眼化が進み、一台のスマートフォンに３～５個の小型カメラモジュールが搭載されている。多眼化した理由は、スマートフォンの薄型化が進展し、小型カメラモジュールの光軸方向の搭載スペースが限られるため、超広角から望遠までのレンズ機能を一つの小型カメラモジュールで担うことは難しくなり、分散させたためである。ちなみに、高級一眼レフデジタルカメラ等では、光軸方向に十分な空間容積が維持されるので、単一のレンズモジュールで、超広角から望遠までの機能を実現することが可能である。

【0003】

一方、小型カメラモジュール内のＣＭＯＳセンサの感度曲線が、可視光の波長領域（３８０ｎｍ～７８０ｎｍ）を超えて、近赤外域（波長約１．１μｍ）にまで広がっていることから、そのままで撮影された画像は人間の目視画像と異なる色調になる。そのためＣＭＯＳ画像センサには、近赤外光（ＮＩＲ）をカットする赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）が不可欠となる。デジタルカメラの黎明期では、近赤外光反射多層膜のみの赤外線カットフィルタを使用したが、ゴーストフレアやシェーディングなどによる画質劣化が生じやすい。そこで現在の赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）では、近赤外光吸収フィルタを含めた組み合わせに移行している。

【0004】

赤外線カットフィルタは、通常、ＣＭＯＳ画像センサとレンズモジュールの間に装着される。赤外線カットフィルタは、近赤外光を吸収して熱エネルギに変換する近赤外線吸収フィルタ、無機誘電体多層膜からなる近赤外線反射フィルタ、これらと空気との境界面に形成される反射防止膜の組み合わせで構成される（例えば、特開２００６－１８２５８６参照）。

【0005】

赤外線カットフィルタの特性は、近赤外線吸収フィルタの特性、近赤外線反射フィルタの特性、反射防止膜の特性の３つの部材の個別特性の合成値となる。赤外線カットフィルタには、近赤外線吸収フィルタ、近赤外線反射フィルタ、反射防止膜を合体して一枚となる一体化構造と、近赤外線吸収フィルタと近赤外線反射フィルタが光路内で分離配置される構造が存在するが、互いの合成特性値が変わることはない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

現在の小型カメラモジュールは、光軸方向の厚さが８ｍｍ程度となっており、その中に６～７枚のレンズ、各種フィルタ、ＣＭＯＳ画像センサ、可動幅１．５ｍｍのレンズアクチュエータなどの構成素子が組み込まれる。それ故、構成素子同士の素子間距離が極限まで接近し、素子間の反復反射によるゴーストフレアなどによる画質劣化が生じ易い。

【0007】

同時に、小型カメラモジュールでも、解像度を高めるニーズが高いため、ＣＭＯＳ画像センサのピクセルピッチを２μｍ以下に狭めたＣＭＯＳ画像センサ（特に１μｍ以下としたサブμＣＭＯＳ画像センサ）を搭載した機種が増えている。結果、高解像度化のトレードオフとして、花びら状のゴースト画像が映り込む現象が発生する。結果、小型カメラモジュールは画質劣化の問題を多く抱えており、小型カメラモジュールの開発リードタイムが長びく要因となっている。

【0008】

本発明は、斯かる実情に鑑み、ゴーストフレア、シェーディングなどの画質劣化を抑制し、かつ、量産性を高めた赤外線カットフィルタを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成する本発明は、デジタルカメラに用いられる赤外線カットフィルタであって、高屈折率樹脂による高屈折率層と低屈折率樹脂による低屈折率層が交互に積層されて構成される近赤外線反射フィルタと、色素を含有する光透過性樹脂又は色素が塗布される光透過性樹脂で構成される赤外線吸収膜フィルタを備えることを特徴とする赤外線カットフィルタである。

【0010】

上記赤外線カットフィルタに関連して、更に、前記近赤外線反射フィルタ及び／又は前記赤外線吸収膜フィルタにおける空気と接する表面に形成される反射防止部を備えることを特徴としてもよい。

【0011】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記高屈折率樹脂、前記低屈折率樹脂、前記赤外線吸収膜フィルタを構成する光透過性樹脂が、有機樹脂で構成されることを特徴としてもよい。

【0012】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記高屈折率樹脂、前記低屈折率樹脂、前記赤外線吸収膜フィルタを構成する光透過性樹脂及び前記反射防止部が、有機樹脂で構成されることを特徴としてもよい。

【0013】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタは、前記高屈折率層と前記低屈折率層が共押し出し加工されたものであることを特徴としてもよい。

【0014】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記高屈折率層及び／又は前記低屈折率層の各層厚は、１０ｎｍ～３００ｎｍの範囲内であることを特徴としてもよい。

【0015】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の合計層数は、３０以上であることを特徴としてもよい。

【0016】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタの全体厚さが、１００μｍ以下であることを特徴としてもよい。

【0017】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタと前記赤外線吸収膜フィルタが一体化されていることを特徴としてもよい。

【0018】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂の少なくともいずれかが前記色素を含有することで、前記赤外線吸収膜フィルタを兼ねることを特徴としてもよい。

【0019】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記反射防止部は、前記光透過性樹脂の表面に凹凸が形成される構造であることを特徴としてもよい。

【0020】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記反射防止部は、低屈折率樹脂膜と高屈折率樹脂膜が交互積層された多層膜構造であることを特徴としてもよい。

【0021】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタにおける複数の前記高屈折率層と複数の前記低屈折率層の一部が、前記反射防止部の前記低屈折率樹脂膜と前記高屈折率樹脂膜を兼ねることを特徴としてもよい。

【0022】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタと前記赤外線吸収膜フィルタが、互いに接合されて一体化されており、前記近赤外線反射フィルタにおける前記赤外線吸収膜フィルタと反対側の表面に、第一の前記反射防止膜が形成され、前記赤外線吸収膜フィルタにおける前記近赤外線反射フィルタと反対側の表面に、第二の前記反射防止膜が形成されることを特徴としてもよい。

【0023】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記反射防止部は、光透過性樹脂の表面に凹凸が形成されるモスアイ構造であることを特徴としてもよい。

【0024】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタ、前記赤外線吸収膜フィルタ、及び前記反射防止部の合計厚が３００μｍ以下となることを特徴としてもよい。

【0025】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタ、前記赤外線吸収膜フィルタ、及び前記反射防止部の合計厚を基準として、前記近赤外線反射フィルタの膜厚占有率が２０％以上となることを特徴としてもよい。

【0026】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタ、前記赤外線吸収膜フィルタ、及び前記反射防止部の合計厚を基準として、前記赤外線吸収膜フィルタの膜厚占有率が２０％以上となることを特徴としてもよい。

【0027】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタ単体で、入射光の波長が増大するのに伴って光の透過率が減少して５０％となる波長を反射膜カットオフ波長と定義するとき、入射光の入射角が０°となる場合における前記反射膜カットオフ波長が、７５０ｎｍ～９００ｎｍの範囲内となることを特徴としてもよい。

【0028】

上記赤外線カットフィルタに関連して、前記近赤外線反射フィルタ単体で、入射光の波長が増大するのに伴って光の透過率が減少して５０％となる波長を反射膜カットオフ波長と定義するとき、入射光の入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときにおける前記反射膜カットオフ波長の波長変動幅が１５０ｎｍ以下となることを特徴としてもよい。

【0029】

上記赤外線カットフィルタに関連して、入射光の波長４４０ｎｍを基準藍色波長と定義するとき、前記近赤外線反射フィルタ単体は、前記入射光の入射角を６０°とした場合における前記基準藍色波長の透過率が７０％以上となることを特徴としてもよい。

【0030】

上記赤外線カットフィルタに関連して、入射光の波長４５０ｎｍ～５００ｎｍを低波長透過帯域と定義し、前記近赤外線反射フィルタ単体において、前記低波長透過帯域における入射光の平均透過率を反射膜低波長透過率と定義するとき、入射光の入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときにおける前記反射膜低波長透過率が７５％以上となることを特徴としてもよい。

【0031】

上記目的を達成する本発明は、前記近赤外線反射フィルタ及び／又は前記赤外線吸収膜フィルタを構成する樹脂が、紫外線吸収剤を含有することを特徴としてもよい。

【0032】

上記目的を達成する本発明は、光の入射側に配置される光学レンズ群と、前記光学レンズ群を介して入射した光を受光する撮像素子と、を備えるデジタルカメラ構造であって、前記光学レンズ群と前記撮像素子の間に、上記赤外線カットフィルタが配置されることを特徴とする、カメラ構造である。

【0033】

上記目的を達成する本発明は、光の入射側から順番に、カバーガラス、光学レンズ群、撮像素子を備えるデジタルカメラ構造であって、上記の赤外線カットフィルタを備えており、前記カバーガラスと前記光学レンズ群の間に前記近赤外線反射フィルタが配置され、前記光学レンズ群と前記撮像素子の間に前記赤外線吸収膜フィルタが配置されることを特徴とする、カメラ構造である。

【0034】

上記カメラ構造に関連して、前記カバーガラスに、前記近赤外線反射フィルタが貼り付けられていることを特徴としてもよい。

【0035】

上記目的を達成する本発明は、デジタルカメラ用の赤外線カットフィルタの製造方法であって、高屈折率樹脂による高屈折率層及び低屈折率樹脂による低屈折率層を共押し出し成形によって交互に積層して近赤外線反射フィルタを形成する反射膜製造工程と、少なくとも前記近赤外線反射フィルタをカット加工又は打ち抜き加工によって所望形状とするチップ加工工程と、を備えることを特徴とする赤外線カットフィルタの製造方法である。

【0036】

上記赤外線カットフィルタの製造方法に関連して、前記近赤外線反射フィルタに対して、色素を含有する光透過性樹脂又は色素が塗布される吸収膜用光透過性樹脂で構成される赤外線吸収膜フィルタを積層又は貼り合わせる一体化工程を備えることを特徴としてもよい。

【0037】

上記赤外線カットフィルタの製造方法に関連して、前記反射膜製造工程では、前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂に加えて、赤外線を吸収する色素を含有する光透過性樹脂を共押し出し成形することで、前記高屈折率樹脂による高屈折率層及び前記低屈折率樹脂による低屈折率層が交互に積層される近赤外線反射フィルタ、並びに、前記光透過性樹脂による赤外線吸収膜フィルタを一体成形することを特徴としてもよい。

【0038】

上記赤外線カットフィルタの製造方法に関連して、前記反射膜製造工程では、前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂のいずれか一方に赤外線を吸収する色素を含有させてから、前記高屈折率樹脂及び前記低屈折率樹脂を共押し出し成形することで、前記高屈折率樹脂による高屈折率層及び前記低屈折率樹脂による低屈折率層が交互に積層される近赤外線反射フィルタ、前記高屈折率層及び前記低屈折率層における前記色素を含有する側による赤外線吸収膜フィルタを一体成形することを特徴としてもよい。

【0039】

上記赤外線カットフィルタの製造方法に関連して、前記チップ加工工程の前に実施され、空気と接する表面に反射防止膜を形成する反射防止膜付加工程を備えることを特徴としてもよい。

【0040】

上記赤外線カットフィルタの製造方法に関連して、前記チップ加工工程の前に実施され、遮光マスクを印刷するマスク付加工程を備えることを特徴としてもよい。

【0041】

上記赤外線カットフィルタの製造方法に関連して、前記一体化工程では、ロール状の前記近赤外線反射フィルタ及びロール状の前記赤外線吸収膜フィルタを、ラミネート装置に供給して一体化し、ロール状に巻き取ることを特徴としてもよい。

【発明の効果】

【0042】

本発明によれば、ゴーストフレア、シェーディングなどの画質劣化が抑制され、かつ、量産効率を飛躍的に高められた赤外線カットフィルタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】本発明の第一実施形態の赤外線カットフィルタの断面図である。

【図2】同赤外線カットフィルタの近赤外線反射フィルタを拡大して示す断面図である。

【図3】同近赤外線反射フィルタの透過特性を示す分光グラフである。

【図4】比較説明となる従来の近赤外線反射フィルタの透過特性を示す分光グラフである。

【図5】第一実施形態の追加実施例にかかる近赤外線反射フィルタの波長別の入射角依存特性を示すグラフである。

【図6】比較例１の近赤外線反射フィルタの波長別の入射角依存特性を示すグラフである。

【図7】比較例２の近赤外線反射フィルタの波長別の入射角依存特性を示すグラフである。

【図8】第一実施形態の赤外線カットフィルタの赤外線吸収膜フィルタの吸収特性を示す分光グラフである。

【図9】第一実施形態の赤外線カットフィルタの反射防止膜の断面形状及び屈折率を拡大して示す図である。

【図10】同反射防止膜の透過特性および反射特性を示す分光グラフである。

【図11】貼り合わせ工程で用いられるラミネート装置の構造を示す側面図である。

【図12】反射防止膜付加工程で用いられる成膜装置の構造を示す側面図である。

【図13】第一実施形態の赤外線カットフィルタの全体の光学特性を示す分光グラフである。

【図14】比較例３の赤外線カットフィルタの全体の光学特性を示す分光グラフである。

【図15】第一実施形態の赤外線カットフィルタを組み込んだカメラモジュールの断面図である。

【図16】（Ａ）は本発明の第二実施形態の赤外線カットフィルタの断面図であり、（Ｂ）は同赤外線カットフィルタを組み込んだカメラモジュールの断面図である。

【図17】（Ａ）は本発明の第三実施形態の赤外線カットフィルタの断面図であり、（Ｂ）は本発明の第四実施形態の赤外線カットフィルタの断面図であり、（Ｃ）は第五実施形態の赤外線カットフィルタの断面図である。

【図18】（Ａ）は本発明の第六実施形態の赤外線カットフィルタの断面図であり、（Ｂ）は本発明の第七実施形態の赤外線カットフィルタの断面図であり、（Ｃ）は第八実施形態の赤外線カットフィルタの断面図である。

【図19】（Ａ）は図１５で示す本実施形態のカメラモジュールで撮影した画像であり、（Ｂ）は比較例となる従来のカメラモジュールで撮影した画像である。

【図20】（Ａ）は図１５で示す本実施形態のカメラモジュールで撮影した画像であり、（Ｂ）は比較例となる従来のカメラモジュールで撮影した画像である。

【図21】従来のカメラモジュールで撮影した画像である。

【図22】（Ａ）は本発明の第九実施形態の赤外線カットフィルタの断面図であり、（Ｂ）は同赤外線カットフィルタを組み込んだカメラ構造の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

【0045】

本発明の第一実施形態となる赤外線カットフィルタ１の断面構造を図１に示す。赤外線カットフィルタ１は、デジタルカメラ用の赤外線カットフィルタであって、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１と、反射防止膜（反射防止部）Ｆａｒ１と、遮光マスクＭを備える。近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１は、反射膜用高屈折率樹脂による高屈折率層と反射膜用低屈折率樹脂による低屈折率層が交互に積層されて構成される。赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１は、色素を含有する吸収膜用光透過性樹脂又は色素が塗布される吸収膜用光透過性樹脂で構成される。反射防止膜Ｆａｒ１は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１及び／又は赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１における空気と接する表面に形成され、反射防止用光透過性樹脂によって構成される。以下、各部材について個別に詳述する。

【0046】

＜近赤外線反射フィルタ＞

【0047】

（本実施形態の膜構造）
本実施形態の近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１は、図２に拡大して示すように、反射膜用高屈折率樹脂による高屈折率層Ｈｉｎｄと反射膜用低屈折率樹脂による低屈折率層Ｌｉｎｄが交互に積層されて構成される。高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄの多層形成は、共押し出し工法（Co-Extrusion）やスピンコート法を採用できる。本実施形態では、Ｔダイを用いる共押し出し工法を採用する。共押し出し工法では、反射膜用高屈折率樹脂と反射膜用低屈折率樹脂を積層構成に合わせた層数分だけ一緒に押し出し、これらを合流させつつＴダイからフィルム状に流出させることで、製膜とラミネート（相互貼り合わせ）を同時に行うものである。なお、この際、Ｔダイの内部で高屈折率層Ｈｉｎｄ及び低屈折率層Ｌｉｎｄの各単層をフィルム状にしてから合流させるマルチマニホールド法と、各単層をフィルム状にする前に反射膜用高屈折率樹脂と反射膜用低屈折率樹脂を合流させてから、Ｔダイの内部でまとめてフィルム状にするフィードブロック法等があるが、いずれを採用してもよい。共押し出し工法によれば、単体ではフィルム状にすることが困難な１μｍ以下の膜厚の高屈折率層Ｈｉｎｄ及び低屈折率層Ｌｉｎｄを、百層以上（例えば数百層）或いは千層以上の状態で交互に積層可能となり、更には、長尺の近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１として一時的にロールに巻き取ることも可能となる。なお、ここではＴダイを用いる共押し出し工法を紹介するが、インフレーション法による共押し出し工法を採用してもよい。

【0048】

反射膜用高屈折率樹脂及び反射膜用低屈折率樹脂は、隣接膜同士で互いに屈折率の異なる透明な樹脂であれば、様々なものを選択できる。例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂（例：ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン樹脂、セルローズ系樹脂、オレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、ビニル系樹脂などから少なくとも二種を選択できる。

【0049】

反射膜用高屈折率樹脂としては、例えば、屈折率が１．５３以上となる樹脂、具体的にはポリエステル樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂から選択することが好ましく、より好ましくは屈折率が１．５６以上となる樹脂、具体的にはポリスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂から選択する。

【0050】

反射膜用低屈折率樹脂は、屈折率が１．５３未満となる樹脂、具体的にはビニル系樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル系樹脂、セルローズ系樹脂、フッ素系樹脂から選択することが好ましく、より好ましくは屈折率が１．５０未満となる樹脂、具体的にはビニル系樹脂（ポリビニルアルコール）、ポリプロピレン樹脂、アクリル系樹脂（例：ポリメチルメタクリレート系樹脂）、セルローズ系樹脂、フッ素系樹脂を選択する。なお、これらの樹脂から選択された複数樹脂、又は、これらの樹脂と他の樹脂とを（共）重合させたコポリマーを採用して、屈折率を調整しても良い。更に、交互に積層される高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄに関して、複数の高屈折率層Ｈｉｎｄが全て同一樹脂材料にする必要はなく、同様に、複数の低屈折率層Ｌｉｎｄが全て同一樹脂材料にする必要はない。

【0051】

更に、屈折率を微調整するために、反射膜用高屈折率樹脂及び／又は反射膜用低屈折率樹脂に対して、屈折率調整用の添加剤を付加してもよく、更に、複数種類の樹脂を混ぜることで屈折率を調整することもできる。更に耐紫外線性を向上させるために、反射膜用高屈折率樹脂及び／又は反射膜用低屈折率樹脂に、硫黄化合物などのクエンチャー（消光色素）を添加してもよい。

【0052】

高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄの各膜厚は、反射をしたい波長（または波長帯域）をλとして、λ／４の厚み以下で形成することが好ましい。例えば、本実施形態では、６００ｎｍ～１２００ｎｍの波長λの範囲の光を反射することが求められるので、高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄの各層厚は、例えば４００ｎｍ以下の範囲内に設定される。

【0053】

反射膜用高屈折率樹脂と反射膜用低屈折率樹脂を採用する場合、従来の誘電体膜と比較して屈折率差を小さく設定せざるを得ないことから、各境界単位の近赤外光の反射率が小さくなる。そこで近赤外光の高反射率を実現するためにも、本実施形態では、各膜厚を小さくすると同時に層数を増大させる。より具体的に、本実施形態では、高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄの各層厚は、例えば２００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｎｍ以下、更に好ましくは８０ｎｍ以下、一層好ましくは５０ｎｍ以下とする。本実施形態では２０ｎｍ以下の１５ｎｍにする。また、交互に積層される高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄの全層数は、３０層以上にすることが好ましく、更に好ましましくは１００層以上にし、より好ましくは２００層以上とする。一層好ましくは３００層以上とし、例えば４００層を採用する。

【0054】

各膜厚を小さくすることで、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の全体膜厚は、１００μｍ以下となるようにすることが好ましく、更に好ましくは５０μｍ以下とする。なお、量産時のハンドリングの観点から、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の全体膜厚は、１０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上とすることが好ましい。

【0055】

以上の通り、本実施形態の赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１は、有機樹脂が基材となっていることから、材料選定、添加剤や樹脂混合による屈折率調整が容易である。つまり、高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄの屈折率差の設定が自由に行える。更に、共押し出し加工法を採用することで、各膜厚を１μｍ以下の膜制御が可能になる。また、後述する型抜き加工時に、膜特性が劣化しないで済むという利点も得られる。

【0056】

（反射特性）
図３に、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の単体の反射特性を示す。ここで、入射光の波長が増大するのに伴って、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の光の透過率が減少して５０％となる波長を「反射膜カットオフ波長」と定義する。入射光の入射角が０°（つまり、膜に対して垂直入射光）となる場合の反射膜カットオフ波長は、７５０ｎｍ～９００ｎｍの範囲内に設定される。より詳細に同反射膜カットオフ波長は、７５０ｎｍ～８８０ｎｍの範囲内に設定され、更に詳細には、同反射膜カットオフ波長が７７０ｎｍ～８８０ｎｍの範囲内に設定され、一層詳細には、同反射膜カットオフ波長が７８０ｎｍ～８８０ｎｍの範囲内に設定される。

【0057】

また、本実施形態では、入射光の入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときにおける反射膜カットオフ波長の変動幅（波長シフト量）Ｓｒｅｆ１が１７０ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下、より好ましくは１２０ｎｍ以下、更に好ましくは１００ｎｍ以下となる。つまり、入射角０°の反射膜カットオフ波長と、入射角６０°の反射膜カットオフ波長の波長差が１５０ｎｍ以下となる。カメラモジュールを薄肉化すればする程、入射角の大きい光が近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１まで到達しやすくなるが、本実施形態の、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１では、反射膜カットオフ波長の短波長側への波長シフト量Ｓｒｅｆ１が抑制されているので、高品質な撮像を実現できる。なお、入射角６０°の反射膜カットオフ波長は、６５０ｎｍ以上に設定されることが望ましく、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の入射角６０°の吸収膜カットオフ波長より小さくならないで済むので、撮像結果に乱れが生じにくい。

【0058】

更に、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の光の透過率が減少して１０％以下となる波長域を「反射膜全反射波長域」と定義する。入射角０°の反射膜全反射波長域Ｗｒｅｆ１は、概ね７９０ｎｍ～１１００ｎｍとなる。なお、反射膜全反射波長域Ｗｒｅｆ１は、入射角によって短波長側に変動（シフト）するが、その変動量は、反射膜カットオフ波長の波長シフト量Ｓｒｅｆ１に近似する。

【0059】

次に、入射光の波長４４０ｎｍを基準藍色波長と定義するとき、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１単体は、入射光の入射角を６０°とした場合における基準藍色波長の透過率が７０％以上となる。結果、入射角変動によって藍色成分が減少する従来の不具合を低減できる。更に、入射光の波長４５０ｎｍ～５００ｎｍを低波長帯域と定義し、低波長帯域における入射光の平均透過率を反射膜低波長透過率と定義する。近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１は、入射光の入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときにおける反射膜低波長透過率が常に７５％以上となる。つまり、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１単体において、透過率５０％の反射膜カットオン波長から、反射膜カットオフまでの範囲を反射膜透過帯域Ｔｒｅｆ１と定義する場合、反射膜透過帯域Ｔｒｅｆ１の矩形波形形状における低波長側の角領域ＴＲ１の形状が、入射角が０°～６０°で変動しても、常に安定する（長波長側の角形状は、短波長側にシフト移動する）。結果、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１は、入射角が増大しても、低波長帯域成分が乱れる現象（いわゆるリップル現象）を低減できる。

【0060】

（従来との比較説明）
従来の近赤外線反射フィルタは、一方面に赤外線吸収膜フィルタ材料を塗布したブルーガラスの他方面に対して、ＰＶＤプロセスによって無機誘電体多層膜を形成して、赤外線反射機能を実現している。図４に従来の近赤外線反射フィルタ単体の光学特性を示す。従来の近赤外線反射フィルタは、入射光の入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときにおける反射膜カットオフ波長の変動幅（波長シフト量）Ｓｒｅｆｔが１５０ｎｍ以上となる。特に入射角６０°になると、分光特性の波形に乱れ・リップルが生じやすい。これは、入射光に関して、その振動面が伝搬面と一致するＰ成分と、その振動面が伝搬面に垂直な面と一致するＳ成分に分けた場合、誘電体多層膜に対する入射角が増大すると、Ｐ成分とＳ成分で透過特性にズレが生じることに起因している。その結果、従来の近赤外線反射フィルタの反射膜カットオフ波長は、６５０ｎｍ未満となるので、赤外線吸収膜フィルタの入射角６０°の吸収膜カットオフ波長より小さくなってしまい、撮像結果にも乱れを生じさせる。また、入射光の波長４４０ｎｍを基準藍色波長と定義するとき、従来の近赤外線反射フィルタは、入射光の入射角を６０°とした場合における基準藍色波長の透過率に乱れが生じ、６０％以下となる場合もある。結果、入射角変動によって藍色成分が減少する。更に、入射光の波長４５０ｎｍ～５００ｎｍの低波長帯域において、従来の近赤外線反射フィルタでは、入射光の入射角が６０°となる場合、平均透過率が７５％未満となり、しかもリップルが増大する。

【0061】

なお、参考であるが、本実施形態の樹脂フィルムによる赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１に対して、ＰＶＤプロセスでその表裏に無機誘電体多層膜を形成しようとすると、その後のダイシング工程を含めて高レベルの技術と経験を要し、歩留まりの低下が生じやすい。具体的に、ＰＶＤプロセスでは、無機誘電体多層膜内に必ず微小欠陥が発生し、全品検査によって事後的に取り除く必要がある。更に、ダイシング工程では、無機誘電体多層が剥離しやすいので、これについても全品検査によって剥離状態を目視確認しなければならない。つまり、量産の観点からは、樹脂フィルムとＰＶＤプロセスの相性は極めて悪い。

【0062】

（追加実施例）
本実施形態の近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１として、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリメチルメタクリレート系樹脂を用いて２００層の高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率層Ｌｉｎｄを形成し、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の全厚を５０μｍとした。結果、入射光の入射角が０°のときの反射膜カットオフ波長が８５０ｎｍとなった。図５に示すように、可視光（Ｒ：赤６３０ｎｍ、Ｇ：緑５４６ｎｍ、Ｂ：青４３６ｎｍ）の全てにおいて、入射角が増大しても、全体的に透明度（透過率）が高い状態を維持しており、目視では反射による干渉色は認められなかった。しかも、入射角が５０°～６０°の範囲でも、透過率７５％以上を維持しており、その極端な低下が生じずに、比較的なめらかな減少傾向となる。なお、ＲＧＢのうち短波長のＢ帯が、残りのＲ帯及びＧ帯に比して数ポイント乖離が認められるが、その乖離量は画質的に問題ない範囲であると共に、その乖離幅が全入射角にわたって安定しているので、入射角変動による画質変化が生じにくい。

【0063】

（比較例１）
図６に、比較例１となる近赤外線反射フィルタの光学特性を示す。この比較例１では、完全に透明となる光学ガラス板にＰＶＤプロセスによって無機誘電体多層膜を形成し、無機誘電体多層膜の入射角０°時の反射膜カットオフ波長を７８０ｎｍに調整した。この近赤外線反射フィルタでは、入射角が５０°を超えると、Ｒ帯の透過率が急激に低下し、入射角７０°で完全に失われる。これは、反射膜カットオフ波長が、入射角増大に伴って低波長側に波長シフトして、Ｒ帯の光が反射されてしまうことによる。なお、この近赤外線反射フィルタの場合、目視でも容易に赤色の干渉色が観察できた。従来の近赤外線反射フィルタと吸収膜と組み合わせた赤外線カットフィルタをカメラモジュールに組み込み、実写によって画質チェックしたところ、画像の周辺部（つまり、入射角が大きくなる領域）で相対的にグリーンが強くなり、典型的な赤不足の色シェーディングが認められた。

【0064】

（比較例２）
図７に、比較例２となる近赤外線反射フィルタの光学特性を示す。この比較例２では、光学ガラス板にＰＶＤプロセスによって無機誘電体多層膜を形成し、無機誘電体多層膜の入射角０°時の反射膜カットオフ波長を８５０ｎｍに調整した。この場合、目視では干渉色は認められなくなった。ＲＧＢ透過率の入射角依存性を見ると、ＲＧＢ同士の相互乖離が少ないものの、入射角が４０°以上になると、ＲＧＢ全体の透過率の低下現象が発生し、入射角が６０°になるとＲＧＢ全ての透過率が６５％まで低下する。つまり、Ｒ帯単独の透過率低下現象は発生しないが、全体的な透過量不足が生じることがわかる。

【0065】

＜赤外線吸収膜フィルタ＞

【0066】

（膜構造）
本実施形態の赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１は、いわゆるブルーフィルム構造（吸収膜用光透過性樹脂に近赤外光吸収色素を加えたもの）を採用する。赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の膜厚は、１００μｍ以下が好ましく、望ましくは５０μｍ以下とする。なお、量産途中のハンドリングの観点から、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の膜厚は１０μｍ以上とすることが好ましく、更に好ましくは３０μｍ以上とする。

【0067】

近赤外光吸収機能を有する有機色素としては、アゾ系化合物、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、ジイモニウム系化合物などを用いることができる。赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を構成する吸収膜用光透過性樹脂（有機色素にとってのバインダや基材と称することもできる）は、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂（例：ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン樹脂、セルローズ系樹脂（例：セルローストリアセテート）、オレフィン系樹脂（例：シクロオレフィン、ポリオレフィン）、フッ素系樹脂、ビニル系樹脂、などの有機ポリマーを用いる。吸収膜用光透過性樹脂は、複数の樹脂を混合してもよく、また上記樹脂のモノマーを用いた共重合体であってもよい。また、吸収膜用光透過性樹脂は、可視光領域の光に対して透過率の高いものであればよく、有機色素との相性、成膜プロセス、コスト等を考慮して選択される。また、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の耐紫外線性を向上させるために、吸収膜用光透過性樹脂に硫黄化合物などのクエンチャー（消光色素）を添加してもよい。

【0068】

（吸収特性）
図８に、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１単体の吸収特性を示す。赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の特性は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１との相関関係で設定される。赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１は４００ｎｍから７００ｎｍの可視光波長領域で、人間の可視感度曲線に近い透過特性を有し、かつ、６８５ｎｍから８００ｎｍの波長域で透過率が２％以下、望ましくは１％以下となる。このように、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１単体において、透過率が２％以下となる領域を光吸収領域Ｗａｂ１と定義すると、入射角を０°～３０°の範囲で変動する近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１側の反射膜カットオフ波長変動領域は、全て、この光吸収領域内に収まるように設定される。なお、より望ましい赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１としては、６８５ｎｍから８５０ｎｍの波長域で透過率が２％以下となるようにし、更に望ましくは、６８５ｎｍから９００ｎｍの波長域で透過率が２％以下となるようにする。

【0069】

更に、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１側の反射膜全反射波長域Ｗｒｅｆ１（例：７９０ｎｍ～１１００ｎｍ）と重なっている、８００ｎｍから１１５０ｎｍの波長領域においても、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１単体の最大透過率が６０％以下、望ましくは最大透過率が４０％以下に設定される。同様に赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１は、８００ｎｍから１１５０ｎｍの波長領域の平均透過率が４０％以下、望ましくは２５％以下に設定される。

【0070】

なお、本実施形態では、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を組み合わせることで、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１のみでは２％以下に吸収しきれない８００ｎｍ以上の長さの波長の光を、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１でカット（反射）することで、自然な色合いの画像を取得することが可能になる。一方で、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１だけで近赤外領域の全ての光をカット（反射）しようとすると、既述の通り、入射光の入射角が大きくなることで反射膜カットオフ波長が短波長側に波長シフト（移動）してしまう。そこで、短波長側の赤外線カットは、入射角依存性のない赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を組み合わせて実現することで、７００ｎｍから１１５０ｎｍの広域の赤外線カット特性が光の入射角に依存しない赤外線カットフィルタ１を構成することが可能になる。

【0071】

ここで、入射光の波長が増大するのに伴って、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１単体の光の透過率が減少して５０％となる波長を「吸収膜カットオフ波長」と定義する。吸収膜カットオフ波長は、入射光の入射角にほとんど依存しない。吸収膜カットオフ波長は、６００ｎｍ～６８０ｎｍの範囲内に設定される。また、吸収膜カットオフ波長は、入射角を０°～６０°の範囲で変化させたときの近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１側の反射膜カットオフ波長の最低値よりも、常に小さくなるように設定される。

【0072】

（従来との比較説明）
従来の赤外線吸収膜フィルタは、基材としてリン酸ガラスに適量のＣｕを添加した所謂ブルーガラスが活用されている。このブルーガラスは、好ましい近赤外光吸収特性を得ることができる。しかし、ブルーガラスを薄肉化すると、ブルーガラスの銅イオン溶解量が限られる結果、近赤外光の吸収能不足が生じる。そのために、別途、ブルーガラスの一方の表面に対して、スピンコート等によって、赤外線吸収インクを塗布して補助的な赤外線吸収膜フィルタを形成し、全体としてブルーガラスの赤外線吸収不足を補っている。結果、生産工程が大幅に増大する結果となっている。

【0073】

＜反射防止膜（反射防止部）＞

【0074】

（膜構造）
反射防止膜Ｆａｒ１は、ここでは反射防止用光透過性樹脂によって構成される。この反射防止膜Ｆａｒ１は、カメラモジュールにとって、画質や明るさを維持するのに不可欠なものとなる。特に小型カメラモジュールの場合、光学素子間の距離が極限まで狭くなっているので、ゴーストやフレアをはじめ様々な画像ノイズが生じ易いが、この反射防止膜Ｆａｒ１によって画像ノイズを低減できる。

【0075】

反射防止膜Ｆａｒ１は、その基本構造として、低屈折率樹脂による「単層膜構造」、屈折率の異なる樹脂膜（低屈折率膜と高屈折率膜）を交互積層し、光を熱に変換して吸収機能を持たせる「多層膜構造」、樹脂表面を多孔質状にすることで低屈折率を形成する「多孔質低屈折率膜構造」、樹脂表面を多孔質状にし、その空気占有率を光軸方向（膜厚方向）に傾斜させて屈折率傾斜を生じさせる「多孔質傾斜屈折率構造」、樹脂表面に突端が細くなる微小突起（モスアイ）を形成して光軸方向（膜厚方向）に屈折率傾斜を生じさせる「モスアイ傾斜屈折率構造」等を採用できる。なお「モスアイ傾斜屈折率構造」では、微小突起（モスアイ）を規則的に配列される規則的モスアイ構造と、高さやピッチが異なる不規則な微小突起を形成する「ランダムモスアイ構造」があるが、いずれも採用できる。

【0076】

反射防止膜Ｆａｒ１は、後述するロール・ツー・ロール製造工程を採用する観点から、「多層膜構造」、「モスアイ傾斜屈折率構造」を採用することが好ましい。ここでは図９に示すような、規則的モスアイ構造を採用している。屈折率傾斜は、突起の基端において反射防止用光透過性樹脂の屈折率となり、突起の突端で空気の屈折率となる。反射防止用光透過性樹脂としては、例えば、紫外線硬化性樹脂を採用し、硬化前の液状の紫外線硬化性樹脂を基材（ここでは近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１又は赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１）に塗布し、モスアイ形状を有する転写フィルム又は転写ロールを押し当てながら紫外線を照射することで、表面にモスアイ形状を転写形成する。「モスアイ傾斜屈折率構造」は、入射光の波長範囲の影響や、入射角変動の影響を受けにくいという利点がある。微細突起のサイズは、突起高さを２μｍ以下、突起同士のピッチ（格子間隔）を２μｍ以下とすることが好ましい。更に好ましくは、突起高さを１μｍ以下、突起同士のピッチ（格子間隔）を１μｍ以下とし、一層望ましくは、突起高さを０．５μｍ以下、突起同士のピッチ（格子間隔）を０．５μｍ以下とする。

【0077】

反射防止膜Ｆａｒ１を「多層膜構造」とする場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の高屈折率層Ｈｉｎｄにおける表面側の一部と、低屈折率層Ｌｉｎｄの表面側の一部が、反射防止膜Ｆａｒ１の低屈折率膜と高屈折率膜の役割を兼ねることができる。つまり、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１における表面近傍において、反射防止膜Ｆａｒ１の機能を同時に発揮させる。

【0078】

なお、本実施形態の近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１は、膜自体が樹脂で構成されていることから、従来の無機誘電体多層膜と比較して、それ自体の表面反射が大幅に抑制される。結果、この近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の表面反射状態と、「モスアイ傾斜屈折率構造」の組み合わせにより、一層、良好な反射防止機能を得ることができ、画像品質が飛躍的に向上する。

【0079】

（透過特性及び反射特性）
図１０に、反射防止膜Ｆａｒ１の分光特性を示す。本図では、透過率Ｔｍとして、入射角６°（Ｔｍ６）、入射角１５°（Ｔｍ１５）、入射角３０°（Ｔｍ３０）、入射角４５°（Ｔｍ４５）、入射角６０°（Ｔｍ６０）の分光特性と、反射率Ｒｍとして、入射角６°（Ｒｍ６）、入射角１５°（Ｒｍ１５）、入射角３０°（Ｒｍ３０）、入射角４５°（Ｒｍ４５）、入射角６０°（Ｒｍ６０）の分光特性を示す。

【0080】

可視光領域（４００ｎｍ～７００ｎｍ）の透過率Ｔｍは、入射角が０°から４５°の範囲に亘って９５％以上となり、反射率Ｒｍは３％以下、望ましくは１％以下となる。更に、入射角が６０°であっても、可視光領域の透過率Ｔは９０％以上となり、反射率Ｒは５％以下となる。ちなみに可視光領域の平均透過率は９９．２％となり、平均反射率は０．８％となる。

【0081】

＜赤外線カットフィルタの製造方法＞
次に、赤外線カットフィルタ１の製造方法について説明する。

【0082】

（反射防止膜製造工程）
まず、共押し出し工法（Co-Extrusion）によって近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１を製造する。共押し出し機から押し出されたシートは、延伸装置によって１軸（縦方向）延伸又は２軸（縦方向及び幅方向）延伸することで近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１となる。完成した近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１は、一時的にロール状に巻き取ることが好ましい。

【0083】

（赤外線吸収膜フィルタ製造工程）
有機色素を含有させた吸収膜用光透過性樹脂を用い、押し出し工法によって赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を製造する。押し出し機から押し出されたシートは、延伸装置によって１軸（縦方向）延伸又は２軸（縦方向及び幅方向）延伸することで赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１となる。完成した赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１は、一時的にロール状に巻き取ることが好ましい。

【0084】

（貼り合わせ工程）
図１１に示すように、ロール・ツー・ロール構造のラミネート装置ＲＳを利用して、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を貼り合わせる。具体的には、ロール状の近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１及び赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を繰り出して、接着剤塗布装置ＣＴによっていずれかの表面に接着剤を塗布し、両膜を、一対の加熱式のラミネートロールＲＲで挟み込んで押圧して両膜を貼り合わせる。貼り合わせた近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１は、再度、ロール状に巻き取ることが好ましい。接着剤塗布装置ＣＴで塗布する接着剤としては、熱硬化タイプ光学用接着剤を用いることができる。

【0085】

（反射防止膜付加工程）
図１２に示すように、ロール・ツー・ロール構造の成膜装置ＭＳを利用して、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の外表面と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の外表面に反射防止膜Ｆａｒ１を形成する。具体的には、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の外表面に第一コーター装置ＣＴ１によって反射防止用光透過性樹脂（紫外線硬化性樹脂）を塗布し、第一転写ロールＰＲ１を押し当てながら紫外線ＵＶ１を照射して硬化させることで、モスアイ傾斜屈折率構造を有する第一反射防止膜Ｆａｒ１を形成する。続いて、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の外表面に第二コーター装置ＣＴ２によって反射防止用光透過性樹脂を塗布し、第二転写ロールＰＲ２を押し当てながら紫外線ＵＶ２を照射して硬化させることで、モスアイ傾斜屈折率構造を有する第二反射防止膜Ｆａｒ１を形成する。結果、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１、一対の反射防止膜Ｆａｒ１が一体化された全ポリマー構造の赤外線カットフィルタ用のシート材が完成する。完成したシート材は、一時的にロール状に巻き取ることが好ましい。

【0086】

（遮光マスク印刷工程）
図１２の工程を経た赤外線カットフィルタ用のシート材を、所望の矩形シートにカットして枚葉状態にしてから、印刷装置を利用して、額縁状の遮光マスクを枚葉印刷する。遮光マスクは、ＣＭＯＳ画素センサにとって余分な周縁光をブロックする役割を担う。例えば、矩形シートに対して、格子状又は千鳥状に、合計１００個以上、望ましくは３００個以上の遮光マスクを印刷する。なお、遮光マスクは、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１側に印刷する場合と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１側に印刷する場合のいずれかを選択できるが、ここでは赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１側に印刷している。矩形シートのサイズは特に限定されないが、量産効率の観点から、少なくとも縦１５０ｍｍ以上、横１５０ｍｍ以上の大判サイズが好ましく、更に望ましくは、縦２００ｍｍ以上、横２００ｍｍ以上、更に望ましくは縦３００ｍｍ以上、横３００ｍｍ以上とすることが好ましい。なお、従来のブルーガラス構造の赤外線カットフィルタの場合、ガラス基板のハンドリング上の問題から、ガラス板のサイズは縦１００ｍｍ以下、横１００ｍｍ以下に限られていた。

【0087】

（チップ加工工程）
遮光マスクが印刷された矩形シートは、全て、有機樹脂によって構成されている。従って、矩形シートをプレス側の打抜き装置を利用して所望形状（例えば、縦数ミリ、横数ミリの矩形形状）に打ち抜くことで、複数の赤外線カットフィルタ１の個片にチップ加工する。結果、図１に示される赤外線カットフィルタ１が完成する。なお、打抜き刃としては、矩形シートを挟み込む両方の型（ダイ）に刃を設ける両刃構造とすることで、周縁のバリ等の発生を抑制することが好ましい。矩形シートが有機樹脂で構成されているので、ガラスや無機誘電体膜等と比較して、チップ加工時における異物（破片）混入も極めて少ない。なお、両刃構造のダイに限られず、片刃構造のダイであってもよい。更に、プレス打抜きに限られず、カッター等を利用したダイシングを採用することもできる。

【0088】

（外観検査工程）
本実施形態の赤外線カットフィルタ１の場合、既述の量産工程において部材同士のばらつきが殆ど発生しないので、全品検査ではなく、一部の素子に限定した検査を行うことで、品質を保証することができる。

【0089】

＜赤外線カットフィルタの全体構造及び特性＞
図１に示される赤外線カットフィルタ１は、全てが有機樹脂によって構成されており、ガラス基材や誘電体多層膜を含まない。結果、製造工程を大幅に簡素化できると同時に、量産時の光学特性を安定させることができる。例えば、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１と、反射防止膜Ｆａｒ１のそれぞれの膜厚を１００μｍ以下とすることで、赤外線カットフィルタ１の全体厚を３００μｍ以下にできる。結果、カメラモジュールの低背化を実現できる。なお、本実施形態では、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１と、反射防止膜Ｆａｒ１のそれぞれの膜厚を５０μｍ以下とすることで、全体厚を１５０μｍ以下にしており、具体的には、全体厚を１００μｍ以下にしている。なお、赤外線カットフィルタ１の全体膜厚は、カメラモジュールの組み立て時のハンドリング上の観点から、３０μｍ以上とすることが望ましい。この際、赤外線カットフィルタ１の全体厚を、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の厚みと、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の厚みに分散させることができる結果、ロール・ツー・ロールによる量産時に、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１のハンドリング特性と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１のハンドリング特性の双方を向上させることができる。この観点から、赤外線カットフィルタ１の全体厚を１００％とした場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の膜厚占有率を２０％以上とし、望ましくは３０％以上とする。同様に、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の膜厚占有率を２０％以上とし、望ましくは３０％以上とする。また、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の膜厚差を、１００μｍ以下とすることが好ましく、望ましくは８０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下とする。

【0090】

図１３に、本実施形態の赤外線カットフィルタ１の光学特性を示す。可視光領域（４００ｎｍ～７００ｎｍ）における５０％カットオンから５０％カットオフに至る透過帯Ｑの透過率は、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の分光特性がほぼそのまま反映されている。特に、入射角が０°から６０°まで変化しても、この透過帯Ｑの透過率の分光特性が殆ど変化しておらず、リップルも少ない。とりわけ、波長４４０ｎｍの基準藍色波長や、波長４５０ｎｍ～５００ｎｍの低波長帯域に関しては、入射角が６０°となっても、その透過率の落ち込み量はわずかである。結果、撮像した画像において、シェーディングやゴーストの発生が大幅に抑制される。更に、赤外線領域は、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の光吸収領域Ｗａｂ１（図８参照）と、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の反射膜全反射波長域Ｗｒｅｆ１（図３参照）の組み合わせによって、全体の７００ｎｍ～１１５０ｎｍに亘って低い透過率が維持されることがわかる。つまり、撮像した画像内に赤外線映像が写り込んでしまうことを抑制できる。

【0091】

（比較例３）
図１４に、本実施形態と同じ赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１（図８）と、比較例１で示した従来の近赤外線反射フィルタ（図４）を組み合わせた赤外線カットフィルタの光学特性を示す。この赤外線カットフィルタでは、可視光領域（４００ｎｍ～７００ｎｍ）の透過率について、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の分光特性が反映されているものの、波長４４０ｎｍの基準藍色波長や、波長４５０ｎｍ～５００ｎｍの低波長帯域について、従来の近赤外線反射フィルタに起因するリップルが発生している。更に入射角が６０°になると、可視光領域（４００ｎｍ～７００ｎｍ）の全体的な透過率が減少し、特に、可視光領域波長４４０ｎｍの基準藍色波長や、波長４５０ｎｍ～５００ｎｍの低波長帯域の透過率が大幅に落ち込むと同時にリップルが大きくなる。結果、撮像した画像において、周縁にシェーディングやゴーストが発生しやすい。

【0092】

＜カメラモジュールに対する組み込み＞
図１５に、第一実施形態の赤外線カットフィルタ１を組み込んだカメラモジュール２０を示す。カメラモジュール２０は、カメラ構造として、光学レンズ群となるレンズユニット５０と、レンズユニット５０を保持するレンズキャリア４０と、自動焦点機能を実現するためにレンズユニット５０を軸方向に移動させるマグネットホルダ３０と、レンズユニット５０を介して入射した光を受光する撮像素子７０と、撮像素子７０が実装される基板８０と、レンズユニット５０と撮像素子７０の間に配置される赤外線カットフィルタ１を備える。

【0093】

このカメラモジュール２０では、赤外線カットフィルタ１が薄肉構造であり、更に、レンズユニット５０と撮像素子７０に接近させることができるので、低背化を実現できる。更に、撮像素子７０となるＣＭＯＳ画像センサのピクセルピッチを２μｍ以下、望ましくは１μｍ以下としても、画質劣化が生じにくい。なお、赤外線カットフィルタ１と撮像素子７０のクリアランスを０．５ｍｍ以下、望ましくは０．３ｍｍ以下に接近させることができる。同様に、赤外線カットフィルタ１とレンズユニット５０のクリアランスを０．５ｍｍ以下、望ましくは０．３ｍｍ以下に接近させることができる。

【0094】

なお、特に図示しないが、カメラモジュール２０の光入射側に、カバーガラスを配置してもよい。このカバーガラスには、屈折率の異なる誘電体を交互に複数積層して形成される誘電体多層膜を形成することが好ましい。誘電体多層膜は、真空蒸着によってカバーガラスの内側に積層する。この誘電体多層膜によって、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の反射機能を補うことができる。

【0095】

＜撮影実験＞
カメラモジュール２０を利用して被写体を撮影した画像を図１９（Ａ）及び図２０（Ａ）に示す。モジュール２０の構成要素の反復反射によって発生する虚像が殆ど発生しない。一方、従来の赤外線カットフィルタを組み込んだカメラモジュールで撮影した画像を図１９（Ｂ）、図２０（Ｂ）及び図２１に示す。図１９（Ｂ）及び図２０（Ｂ）の画像では、はなびら状（放射状）に広がるゴースト像ＧＳＴ－Ａや、風船状に形成されるゴースト像ＧＳＴ－Ｂが形成された。また図２１の画像では、画像の周縁部分が、中央部分と比較して緑色となる色シェーディング領域ＳＨＤが形成された。この色シェーディング領域ＳＨＤは、赤外線カットフィルタに対する外光の入射角が大きくなる領域と一致しており、Ｒ（赤色）とＢ（藍色）の透過率が減少して赤色と藍色の減光が顕著となり、その反作用として、Ｇ（緑色）が強調されることを意味している。

【0096】

次に、図１６（Ａ）に本発明の第二実施形態にかかる赤外線カットフィルタ１０１を示す。この赤外線カットフィルタ１０１は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が分離しており、各々の両表面に反射防止膜Ｆａｒ１が形成される。つまり、赤外線カットフィルタ１０１は、両表面に反射防止膜Ｆａｒ１を有する近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１となる反射部材ＲＥＦと、両表面に反射防止膜Ｆａｒ１を有する赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１となる吸収部材ＡＢを、互いに独立して備える。また、ここでは吸収部材ＡＢ側に、遮光マスクＭが印刷される。なお、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１、反射防止膜Ｆａｒ１の構成は、第一実施形態の赤外線カットフィルタ１と同じであるので、ここでの説明を省略する。また、赤外線カットフィルタ１０１全体の光学特性は、第一実施形態の赤外線カットフィルタ１と殆ど同じである。

【0097】

吸収部材ＡＢと反射部材ＲＥＦが独立しているため、組み立て時の各々のハンドリング性から、吸収部材ＡＢの膜厚は、５０μｍ～１００μｍの範囲内が好ましく、反射部材ＲＥＦの膜厚は、５０μｍ～１００μｍの範囲内が好ましい。

【0098】

図１６（Ｂ）に、赤外線カットフィルタ１０１を組み込んだカメラモジュール１２０を示す。カメラモジュール１２０は、光学レンズ群となるレンズユニット５０と、レンズユニット５０を保持するレンズキャリア４０と、自動焦点機能を実現するためにレンズユニット５０を軸方向に移動させるマグネットホルダ３０と、レンズユニット５０を介して入射した光を受光する撮像素子７０と、撮像素子７０が実装される基板８０と、レンズユニット５０と撮像素子７０の間に配置される吸収部材ＡＢと、レンズユニット５０の光入射側に配置される反射部材ＲＥＦを備える。つまり、カメラモジュール１２０は、赤外線カットフィルタ１の吸収部材ＡＢと反射部材ＲＥＦが分離配置される。反射部材ＲＥＦは、いわゆるカバーガラスの内側に貼り付けてもよい。また、反射部材ＲＥＦは、レンズユニット５０における光学レンズ群の途中に挿入されてもよい。なお、ここでは特に図示しないが、レンズユニット５０と撮像素子７０の間に反射部材ＲＥＦを配置し、レンズユニット５０の光入射側に吸収部材ＡＢを配置してもよい。

【0099】

なお、特に図示しないが、カメラモジュール１２０の光入射側に、カバーガラスを配置してもよい。このカバーガラスには、屈折率の異なる誘電体を交互に複数積層して形成される誘電体多層膜を形成することが好ましい。誘電体多層膜は、真空蒸着によってカバーガラスの内側に積層する。この誘電体多層膜によって、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の反射機能を補うことができる。

【0100】

図１７（Ａ）に本発明の第三実施形態にかかる赤外線カットフィルタ２０１を示す。この赤外線カットフィルタ２０１は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜の内部に、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が挿入されている。従って、両表面は近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１となっており、各々の表面に反射防止膜Ｆａｒ１が形成される。換言すると、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜が２群以上に分かれており、その群の間に赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が介在される。この場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜を群単位で共押し出し工法（Co-Extrusion）で製造し、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を挟み込むようにして貼り合わせてもよい。また、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と反射防止膜Ｆａｒ１の全体を、共押し出し工法（Co-Extrusion）で一体的に製造してもよい。ここでは、単層の赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を挿入する場合を例示したが、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を多層構造としてもよい。また、複数の赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を、複数群となる近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の間に分散配置してもよい。

【0101】

図１７（Ｂ）に本発明の第四実施形態にかかる赤外線カットフィルタ３０１を示す。この赤外線カットフィルタ３０１は、複数層に分散形成される赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の内部に、多層構造の近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１が挿入されている。従って、両表面は赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１となっており、各々の表面に反射防止膜Ｆａｒ１が形成される。この場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜を群単位で共押し出し工法（Co-Extrusion）で製造し、これを複数の赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１で挟み込むようにして貼り合わせてもよい。また、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と反射防止膜Ｆａｒ１の全体を、共押し出し工法（Co-Extrusion）で一体的に製造してもよい。ここでは、一群の赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を挿入する場合を例示したが、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を多群構造としてもよい。

【0102】

図１７（Ｃ）に本発明の第五実施形態にかかる赤外線カットフィルタ４０１を示す。この赤外線カットフィルタ４０１は、複数層に分散形成される赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１と、多層構造となる複数群で分散形成される近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１が、交互に積層されている。この場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜を群単位で共押し出し工法（Co-Extrusion）で製造し、複数の赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を交互に貼り合わせてもよい。また、複数群の近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と複数層の反射防止膜Ｆａｒ１の全体を、共押し出し工法（Co-Extrusion）で一体的に製造してもよい。

【0103】

図１８（Ａ）に本発明の第六実施形態にかかる赤外線カットフィルタ５０１を示す。この赤外線カットフィルタ５０１は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の反射膜用低屈折率樹脂に、近赤外光吸収機能を有する有機色素を含有させることで、低屈折率層Ｌｉｎｄが赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を兼ねるようにしたものである。結果、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層内に分散配置されることになる。この場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜を共押し出し工法（Co-Extrusion）で製造すれば、同時に赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が重畳形成される。共押し出し工法（Co-Extrusion）において、二種類の樹脂を用いるだけで済むので、生産効率が高められる。なお、ここでは低屈折率層Ｌｉｎｄ側に近赤外光吸収機能を有する有機色素を含有させる場合を例示したが、高屈折率層Ｈｉｎｄ側に有機色素を含有させても良い。

【0104】

図１８（Ｂ）に本発明の第七実施形態にかかる赤外線カットフィルタ６０１を示す。この赤外線カットフィルタ６０１は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の反射膜用低屈折率樹脂及び反射膜用高屈折率樹脂の双方に、近赤外光吸収機能を有する有機色素を含有させることで、低屈折率層Ｌｉｎｄ及び高屈折率層Ｈｉｎｄの双方が赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を兼ねるようにしたものである。結果、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１全体が、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を兼ねることになる。この場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜を共押し出し工法（Co-Extrusion）で製造すれば、同時に赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が重畳形成される。

【0105】

図１８（Ｃ）に本発明の第八実施形態にかかる赤外線カットフィルタ７０１を示す。この赤外線カットフィルタ７０１は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の反射膜用低屈折率樹脂及び反射膜用高屈折率樹脂の双方の一部に、近赤外光吸収機能を有する有機色素を含有させることで、低屈折率層Ｌｉｎｄ及び高屈折率層Ｈｉｎｄの双方が赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を兼ねるようにしたものである。ここでは、ＣＭＯＳ画素センサ側（図示省略）に近い低屈折率層Ｌｉｎｄ及び高屈折率層Ｈｉｎｄに、有機色素を含有させている。結果、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の一部の多層群が、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を兼ねることになる。この場合、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の多層膜を共押し出し工法（Co-Extrusion）で製造すれば、同時に赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が重畳形成される。

【0106】

図２２（Ａ）に本発明の第九実施形態にかかる赤外線カットフィルタ９０１を示す。この赤外線カットフィルタ９０１は、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１が分離しており、赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の両表面に反射防止膜Ｆａｒ１が形成される。一方、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１は、撮像装置の内部機構を外界から保護するカバーガラス２１５の内側に貼り付けられている。カバーガラス２１５は、光を透過する透明基板として結晶化ガラス１３０を使用する。なお、カバーガラス２１５と赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１の間に、屈折率の異なる誘電体を交互に複数積層して形成される誘電体多層膜を介在させてもよい。誘電体多層膜は、真空蒸着によってカバーガラス２１５の内側に積層すればよい。この誘電体多層膜によって、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１の反射機能を補うことができる。

【0107】

図２２（Ｂ）に、赤外線カットフィルタ９０１を組み込んだカメラ構造を示す。当該カメラ構造は、カバーガラス２１５と、カメラモジュール９２０を備える。カメラモジュール９２０は、光学レンズ群となるレンズユニット５０と、レンズユニット５０を保持するレンズキャリア４０と、自動焦点機能を実現するためにレンズユニット５０を軸方向に移動させるマグネットホルダ３０と、レンズユニット５０を介して入射した光を受光する撮像素子７０と、撮像素子７０が実装される基板８０と、レンズユニット５０と撮像素子７０の間に配置される吸収部材ＡＢと、カバーガラス２１５の内側に貼り付けられる反射部材ＲＥＦを備える。なお、カバーガラス２１５は、スマートフォン等の撮像装置の筐体２０に固定される。

【0108】

本実施形態の赤外線カットフィルタ１では、反射防止膜（反射防止部）Ｆａｒ１を樹脂材料とする場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。反射防止膜（反射防止部）Ｆａｒ１を、従来の無機誘電体多層膜で構成してもよい。この場合、図１１に示すように、ロール・ツー・ロール構造のラミネート装置ＲＳを利用して、近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を貼り合わせた後、このフィルムを所望サイズとなるシート状に裁断して、真空蒸着工程によってシート表面に無機誘電体多層膜を形成すればよい。

【0109】

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0110】

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、９０１ 赤外線カットフィルタ
２０ カメラモジュール
３０ マグネットホルダ
４０ レンズキャリア
５０ レンズユニット
７０ 撮像素子
８０ 基板
１２０ カメラモジュール
ＡＢ 吸収部材
ＣＴ 接着剤塗布装置
ＣＴ１ 第一コーター装置
ＣＴ２ 第二コーター装置
Ｆａｂ１ 赤外線吸収膜フィルタ
Ｆａｒ１ 反射防止膜
Ｆｒｅｆ１ 近赤外線反射フィルタ
Ｈｉｎｄ 高屈折率層
Ｌｉｎｄ 低屈折率層
Ｍ 遮光マスク
ＭＳ 成膜装置
ＰＲ１ 第一転写ロール
ＰＲ２ 第二転写ロール
ＲＥＦ 反射部材
ＲＲ ラミネートロール
ＲＳ ラミネート装置

【要約】

デジタルカメラに用いられる赤外線カットフィルタ１であって、高屈折率樹脂による高屈折率層Ｈｉｎｄと低屈折率樹脂による低屈折率層Ｌｉｎｄが交互に積層されて構成される近赤外線反射フィルタＦｒｅｆ１と、色素を含有する光透過性樹脂又は色素が塗布される光透過性樹脂で構成される赤外線吸収膜フィルタＦａｂ１を備えるようにした。これにより、ゴーストフレア、シェーディングなどの画質劣化が抑制され、かつ、量産効率を飛躍的に高められた赤外線カットフィルタを提供する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】