JP2019200399A - 光学フィルタおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の小型化（薄厚化）を実現するとともに、衝撃耐性および光学機能を維持可能とし、かつ、反射色が調整された光学フィルタを提供する。【解決手段】第１の主面および該第１の主面に対向する第２の主面を有し、可視域の光を透過する透明基板１１と、第１の主面に設けられ、第２の主面に設けられ、少なくとも近赤外域の光を吸収する近赤外線吸収能を有する吸収層１２と、吸収層に積層して設けられ、可視域の光を透過し、紫外域および近赤外域の光を反射する反射層１３と、を有し、透明基板の厚さが０．２〜０．５ｍｍ、かつ、第１の主面および第２の主面の少なくとも一方の主面の面強度が１７０Ｎ以上である光学フィルタ１０。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、可視領域の光を透過し、近紫外領域および近赤外領域の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、さらに該撮像装置を備えた携帯機器に関する。

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、人間の視感度に合わせて色調を良好に再現し、かつ鮮明な画像を得るために、可視領域の光を透過し、近紫外領域および近赤外領域の光を遮蔽する光学フィルタが用いられている。

図１５には、従来の一実施形態である携帯機器２００において、撮像装置２１０が搭載された部分を模式的に示す断面図（部分拡大図）である。具体的には、撮像装置２１０と、カバーガラス２６と、携帯機器の筐体２７とを示している。ここで、撮像装置２１０は、固体撮像素子２１と、光学フィルタ２２と、撮像レンズ２３と、これらを収容する撮像装置の筺体２４と、撮像装置の筐体２４の内側に設けられ、撮像レンズ２３を所定の位置に固定するレンズユニット２５と、を有し、固体撮像素子２１と撮像レンズ２３は光軸Ｘに沿って配置されている。撮像装置２１０に対して光を入射する方向に、カバーガラス２６と、それを固定する携帯機器の筐体２７と、が配置されている。

ここで、固体撮像素子２１は、撮像レンズ２３を通過した光を電気信号に変換する電子部品であり、具体的にはＣＣＤやＣＭＯＳ等が使用される。

カバーガラス２６は、落下や摩耗などの機械的負荷に伴う撮像レンズの損傷を防いでいる。カバーガラス２６を透過して撮像装置２１０に入射した光は、撮像レンズ２３および光学フィルタ２２を透過して固体撮像素子２１に受光され、固体撮像素子２１により電気信号に変換され、この電気信号は画像信号として出力される。

なお、図１５に示す撮像装置２１０では、撮像レンズ２３として１個のレンズからなる構成を模式的に示しているが、広い視野角（低Ｆナンバー）で高解像度を実現するために複数のレンズを組み合わせた構成とすることも一般的に行われる。

このような携帯機器としては、携帯電話やスマートフォン、モバイルパソコンなどが例示され、このような携帯機器に搭載される撮像装置は、近年、より小型化と高機能化が進められ、光学フィルタの薄厚化も求められている。

紫外光および近赤外光を遮蔽する従来の光学フィルタとしては、近赤外線吸収色素を透明樹脂に分散させた近赤外線吸収層と誘電体多層膜からなる反射型の選択波長遮蔽層を具備した光学フィルタの構成例や（例えば、特許文献１参照）、吸収型ガラスからなる透明基材と紫外線吸収剤および近赤外線吸収剤を含有する透明樹脂からなる吸収層と反射層とからなる光学フィルタの構成例が（例えば、特許文献２参照）、知られている。

このような従来の光学フィルタの構成例として、図１６Ａに、従来の光学フィルタ２２Ａの構成断面図の一例を模式的に示した。この光学フィルタ２２Ａには、ＣｕＯを添加したフツリン酸塩系の吸収型ガラス１２ｃの、撮像レンズ２３側の表面に誘電体多層膜からなる近赤外波長域および紫外波長域に反射波長帯を有する反射層１３が形成され、固体撮像素子２１側の表面に紫外線吸収剤および近赤外線吸収剤を含有する透明樹脂からなる吸収層１２ｂと反射防止膜１４が形成されている。

この光学フィルタ２２Ａにおいては、カバーガラス２６、撮像レンズ２３および光学フィルタ２２を透過して固体撮像素子２１に到達する光のうち、固体撮像素子２１の受光面で反射された光が光学フィルタ２２で再度反射されて固体撮像素子２１に到達する迷光とならないように、近赤外および紫外波長域の反射率が高い反射層１３を吸収型ガラス１２ｃの撮像レンズ２３側に、近赤外および紫外波長域を吸収する吸収層１２ｂを固体撮像素子２１側に配置される。また、吸収層１２ｂと空気との界面で発生する反射光を低減し、可視波長域の透過率を向上するため、反射防止膜１４を吸収層１２ｂの表面に形成している。

また、擦れても傷がつきにくく耐擦傷性の強い反射防止膜が形成されたカバーガラスが知られている（例えば、特許文献３参照）。カバーガラス２６として、このようなカバーガラスを使用するのが好ましく、携帯機器の落下や衝突などの機械的負荷に伴い破壊や変形され難い。このカバーガラス２６としては、化学強化ガラス（例えば、特許文献４参照）の使用が好ましいが、石英、水晶、サファイア等の化学強化をしていないガラスや、ポリカーボネート等の樹脂材料などを用いてもよい。サファイアは基材の強度あるいは硬度の点から特に好ましい。カバーガラス２６の光入射面には、耐擦傷性の強い反射防止膜や、指紋が付着し難いまたは目立ち難い防指紋効果のあるコーティングなどを形成することが好ましい。さらに、光出射面には可視波長域の反射防止膜が必要に応じて施されている。

ここで用いられるカバーガラス２６の厚さｔは、耐衝撃性を維持するため厚いほど好ましいが、携帯機器の薄型化の点では０．５ｍｍ以下が好ましい。一方、カバーガラス２６の耐衝撃性は、ガラスのボールオンリング曲げ試験により求められる面強度Ｆ（ＢＯＲ強度：単位Ｎ）で比較され、面強度Ｆは厚さｔの二乗に比例するため、厚さｔは厚いほど耐衝撃性は高い。カバーガラス２６の面強度Ｆは１７０Ｎ以上が好ましい。例えば、厚さｔ＝０．３ｍｍのサファイアを用いたカバーガラス２６では、ボールオンリング曲げ試験で略２１０Ｎ程度の面強度が確認されている。

国際公開第２０１２−１６９４４７号 国際公開第２０１６−１１４３６３号 国際公開第２０１３−１８３４５７号 国際公開第２０１５−００８７６６号

ところで、撮像装置のさらなる小型化に必要な光学フィルタの薄厚化は、衝撃耐性の確保や光学特性の維持の点で限界に近づきつつある。そこで、携帯機器全体として薄厚化するために、例えば、カバーガラスを省略し、図１６Ａに示す従来の光学フィルタ２２Ａを、カバーガラスの代わりに用いることが考えられる。しなしながら、この場合、光学フィルタとしての強度を確保している吸収型ガラス１２ｃの面強度が従来のカバーガラス２６の面強度より著しく劣るため、耐衝撃性を十分に確保することができない問題が考えられる。

さらに、この場合、光入射面側の吸収型ガラス１２ｃ表面に形成された反射層１３により、７００〜１１００ｎｍの近赤外波長帯の入射光が反射され、分光反射率に応じた反射色となるが、入射角０〜３０°の入射光に対しては視感度の高い４２０〜６７０ｎｍの可視波長域における反射層１４の反射率は低く問題はない。図１５に示す従来の撮像装置２１０では、光学フィルタ２２に入射する光の入射角は撮像レンズ２３のＦナンバーで規定され、０〜３０°程度のため鮮明な反射色となっていない。しかし、光学フィルタ２２Ａをカバーガラスの代わりに用いる場合、入射角の増加に伴い近赤外反射波長帯が短波長側にシフトし、入射角４５°以上では６５０ｎｍ以上の赤色波長域の反射率が５０％以上と大きくなり、鮮明な反射色として視認される。その結果、カバーガラス全体の反射色が赤色域に限定され、携帯機器の筐体の反射色と調和しない外観となってしまう場合がある。

また、図１６Ａをカバーガラスとして用いる場合の強度を改善したものとして、従来のカバーガラスに光学フィルタ２２Ａを一体化させることも考えられ、このような構成の一例として、図１６Ｂには、カバーガラスと一体化した光学フィルタ２２Ｂの断面図を模式的に示した。この光学フィルタ２２Ｂは、カバーガラス２６と、そのカバーガラス２６の撮像装置側に光学フィルタ２２Ａをそのまま設けた構成である。なお、このとき、カバーガラス２６と光学フィルタ２２Ａとを接着させるための接着層１６を設けている。

この光学フィルタ２２Ｂのような構成とすることで、強度は改善されるものの、反射光に関する特性は変わらず、やはりカバーガラス全体の反射色が赤色域に限定され、携帯機器の反射色と調和しない外観となってしまう場合がある点は上記光学フィルタ２２Ａと同様である。

そこで、本発明は、携帯機器に搭載される撮像装置の小型化（薄厚化）を実現するとともに、衝撃耐性および光学機能を維持可能とする光学フィルタの提供を目的とする。また、反射色が調整されており、カバーガラスの外観が携帯機器の筐体と違和感のない意匠性に調整された光学フィルタの提供を目的とする。さらに、該光学フィルタを備えた撮像装置、さらに該撮像装置を備えた携帯機器の提供を目的とする。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、携帯機器の撮像装置部分で使用される衝撃耐性の確保されたカバーガラスに、光学フィルタの機能を一体化することで、耐衝撃性を確保しつつ光学機能を確保し、撮像装置内の光学フィルタを無くすことを可能とする光学フィルタを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の光学フィルタは、第１の主面および該第１の主面に対向する第２の主面を有し、可視域の光を透過する透明基板と、前記第２の主面に設けられ、少なくとも近赤外域の光を吸収する近赤外線吸収能を有する吸収層と、前記吸収層に積層して設けられ、可視域の光を透過し、紫外域および近赤外域の光を反射する反射層と、を有する光学フィルタであって、前記透明基板の厚さが０．２〜０．５ｍｍ、かつ、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方の主面の面強度が１７０Ｎ以上であることを特徴とする。

本発明の光学フィルタによれば、耐衝撃性および光学機能を良好に維持し、携帯機器等に搭載される撮像装置の部品として用いることで、撮像装置の小型化（薄型化）を実現可能とできる。また、所定の特性を有する構成とすることで外部からの紫外線を含む広い波長帯域の光照射に対しても安定したフィルタ機能を示し、携帯機器に搭載される撮像装置のカバーガラスとして好適に用いることができる。この光学フィルタは、光学フィルタの機能が付与されたカバーガラスからの反射光の色温度が白色光（６５００Ｋ）より高温となり、青みがかった白に近い外観色にできる。

本発明の撮像装置および携帯機器は、上記本発明の光学フィルタを有するため、小型化（薄型化）でき、かつ、安定したフィルタ機能により、安定した撮像が可能である。

第１の実施形態の構成例を示す光学フィルタの断面図である。 第２の実施形態の構成例を示す光学フィルタの断面図である。 第３の実施形態の構成例を示す光学フィルタの断面図である。 第４の実施形態の構成例を示す光学フィルタの断面図である。 第１の実施形態の光学フィルタと撮像装置が搭載された携帯機器の構成例を模式的に示す断面図である。 本実施形態の光学フィルタに用いる透明基板の第１の主面の反射防止膜の分光反射率の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる透明基板の第１の主面の反射防止膜の分光反射率の他の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる透明基板の第２の主面の反射防止膜の分光反射率の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる透明基板の第２の主面の反射防止膜の分光反射率の他の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる近赤外線吸収色素を含有する近赤外線吸収層の分光透過率の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる近紫外線吸収色素を含有する近紫外線吸収層の分光透過率の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる近赤外線吸収色素および近紫外線吸収色素を含有する吸収層の分光透過率の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる着色材料を、高濃度に含有した吸収層の分光透過率の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる着色材料を低濃度に含有した吸収層が１０％反射率の反射層上に形成された分光反射率の例を示すグラフである。 本実施形態の光学フィルタに用いる可視域を透過するとともに紫外線帯域および近赤外線帯域を反射により遮蔽する反射層の分光透過率の例を示すグラフである。 実施例１の光学フィルタの分光透過率の例を示すグラフである。 実施例１の光学フィルタの分光反射率の例を示すグラフである。 実施例２の光学フィルタの分光透過率の例を示すグラフである。 実施例２の光学フィルタの分光反射率の例を示すグラフである。 実施例３の光学フィルタの分光透過率の例を示すグラフである。 実施例３の光学フィルタの分光反射率の例を示すグラフである。 実施例４の光学フィルタの分光反射率の例を示すグラフである。 比較例の光学フィルタの分光反射率の例を示すグラフである。 従来例の光学フィルタを内蔵した撮像装置とカバーガラスが搭載された携帯機器の一部分の例を模式的に示す断面図である。 従来例の光学フィルタの例を模式的に示す断面図である。 従来例の光学フィルタを従来のカバーガラスに一体化させた例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明について実施形態を参照しながら説明する。なお、本明細書において、波長記載のない屈折率は、特に断らない限り、２０℃における波長５８９ｎｍの光に対する屈折率を意味する。

［光学フィルタ］
本発明の光学フィルタは、上記のように、第１の主面および該第１の主面に対向する第２の主面を有し、可視域の光を透過する透明基板と、第２の主面に設けられ、少なくとも近赤外域の光を吸収する近赤外線吸収能を有する吸収層と、吸収層に積層して設けられ、可視域の光を透過し、紫外域および近赤外域の光を反射する反射層と、を有する光学フィルタであり、透明基板について所定の特性を満たすものである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態である光学フィルタは、図１Ａに示したように、透明基板１１と、吸収層１２と、反射層１３と、反射防止膜１４と、を有する光学フィルタ１０である。以下、これらの各構成について詳細に説明する。

（透明基板）
第１の実施形態で用いられる透明基板１１は、少なくとも４２０〜６６０ｎｍの可視域の光を透過する材料からなり、第１の主面と該第１の主面に対向する第２の主面を有する透明基板である。

この透明基板１１は、携帯機器の落下や衝突に伴う衝撃に対し割れなどの破壊が生じにくい高い耐衝撃性能と、摩耗等に伴い表面の傷や変質が生じ難く、少なくとも４２０〜６６０ｎｍの可視域の光を透過する材料であることが好ましく、従来、携帯機器の撮像装置部分に用いられているカバーガラスを用いることができる。

この透明基板１１は、透光性を有する材料であればよく、例えば、一般的なガラス、ガラスセラミックス、石英、水晶、サファイアや、ポリカーボネート等の樹脂材料が挙げられる。これらの材料の中でも、サファイアは、基板の強度または硬度の観点から好ましい。また、ガラスとしては強化ガラス、特に化学強化ガラスが好ましい。

化学強化ガラスとしては、具体的には、Ｄｒａｇｏｎｔｒａｉｌ（登録商標）（旭硝子社製：商品名）、ＧＯＲＩＬＬＡ（登録商標） Ｇｌａｓｓ（コーニング社製：商品名）、ＳＣＨＯＴＴ Ｘｅｎｓａｔｉｏｎ（登録商標） Ｃｏｖｅｒ（ショット社製：商品名）、ＳＣＨＯＴＴ Ｘｅｎｓａｔｉｏｎ（登録商標） Ｃｏｖｅｒ ３Ｄ（ショット社製：商品名）等が挙げられる。化学強化されたガラスの組成については、例えば、上記した特許文献３、４に記載されている。また、耐衝撃性に優れ高硬度のガラスセラミックス（結晶化ガラス)の具体例としてナノセラム（登録商標）（オハラ社製：商品名）等が挙げられる。

また、透明基板１１は、その厚さが０．２〜０．５ｍｍであり、かつ、そのボールオンリング試験による面強度が１７０Ｎ以上のものとする。ここで、透明基板１１の厚さは０．２〜０．４ｍｍが好ましく、また、透明基板１１のＢＯＲ面強度は１７０Ｎ以上が好ましい。この面強度は、第１の主面および第２の主面の少なくとも一方の主面で満たしていればよい。このような厚さと面強度とを確保することで、透明基板の耐衝撃性を良好なものとし、光学フィルタを撮像装置のカバーガラスとしての使用に好適なものとできる。ボールオンリング試験によるガラス板の面強度測定については、以下のように評価できる。
（ボールオンリング試験）
ガラス板を直径３０ｍｍ、接触部が曲率半径２．５ｍｍの丸みを持つステンレスからなるリング上に配置し、該ガラス板に直径１０ｍｍの鋼からなる球体を接触させた状態で、該球体を静的荷重条件下で該リングの中心に荷重するボールオンリング（Ｂａｌｌ ｏｎ Ｒｉｎｇ；ＢＯＲ）試験により測定したＢＯＲ強度Ｆ（Ｎ）で評価する。
例えば、ＳＵＳ３０４製の受け治具（直径３０ｍｍ、接触部の曲率Ｒ２．５ｍｍ、接触部は焼入れ鋼、鏡面仕上げ）の上に、サンプルとなるガラス板を水平に設置し、このガラス板の中央領域をＳＵＳ３０４製の加圧治具（焼入れ鋼、直径１０ｍｍ、鏡面仕上げ）で、下降速度 １．０ｍｍ／ｍｉｎで加圧したとき、ガラス板が破壊された際の、破壊荷重（Ｎ）をＢＯＲ強度とし、２０回測定の平均値をＢＯＲ平均強度とする。ただし、ガラス板の破壊起点がボール押し付け位置より２ｍｍ以上離れている場合は、平均値算出のためのデータより除外する。
本明細書における面強度は、このＢＯＲ平均強度を意味する。

（反射防止膜）
第１の実施形態で用いられる反射防止膜１４は、第１の主面に設けられ、可視域の光の反射を防止する膜である。この反射防止膜１４は、本実施形態において任意の構成要素であり、設けてもよいし、設けなくてもよい。

反射防止膜１４は、この種の光学フィルタに用いられる公知の反射防止膜が挙げられ、誘電体多層膜や中間屈折率媒体、屈折率が漸次的に変化するモスアイ構造等が挙げられる。なかでも光学的効率、生産性の観点から誘電体多層膜の使用が好ましい。反射防止層に用いられる誘電体多層膜は、一般に反射層に使用される誘電体層膜と同様に低屈折率膜と高屈折率膜を交互に積層して得られる。

さらに、反射防止膜１４は、可視域の光に対する分光反射率において、入射角０〜４５°、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｓが、入射角０〜４５°、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｌより大きな値となる膜であることが好ましい。このようにすることで、反射防止膜１４における反射光の色温度が白色光（６５００Ｋ）より高温となり、青みがかった白に近い外観色とできる。また、このような膜とするために、反射防止膜１４は多層膜構成とすることが好ましい。このようにすることで、光学フィルタ１０の分光反射率についても同等の特性が得られやすくなる。

光学フィルタ１０の分光反射率は、屈折率の異なる材料の界面で発生するフレネル反射光の総和に相当する。すなわち、図１Ａに示した光学フィルタ１０の分光反射率Ｒｔは、透明基板１１と空気との界面に形成された反射防止膜１４の分光反射率Ａ、透明基板１１と吸収層１２の界面の分光反射率Ｂ、吸収層１２と空気との界面に形成された反射層１３の分光反射率Ｃに依存する。Ｒｔは単純な総和（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）ではなく、反射界面間の多重反射および吸収層１２の分光透過率を考慮した反射率に対応するため、各界面個別の分光反射率計算値Ａ、Ｂ、Ｃのみで光学フィルタ１０全体の外観色を特定できないが、個別の膜や層の分光反射率が所定の条件（平均値Ｒ_Ｓと平均値Ｒ_Ｌ）を満たせば、光学フィルタ１０全体の分光反射率も同様の反射色に調整できる。

なお、上記平均値Ｒ_ＳとＲ_Ｌは、透明基板１１の表面に反射防止膜１４を形成し、拡散面となるように粗面化した後黒塗りされた裏面を有するサンプルを形成し、分光光度計を用いて、反射防止膜１４側から波長４２０〜６６０ｎｍの入射光の入射角を０〜４５°まで変化させて、分光反射率を測定し、上記条件での平均値を算出すればよい。また、光学フィルタ１０の分光反射率については、反射防止膜１４側からの入射光に対して、同様に分光反射率を測定し、平均値を算出すればよい（このとき、反射防止層１４の粗面化、黒塗りの処理は不要）。なお、分光反射率の波長刻みは１０ｎｍ以下が好ましく、入射角刻みは１５°の４点平均値、あるいは入射角０°と３０°と４５°の３点平均値としてもよい。

また、反射防止膜１４は、光学フィルタを携帯機器等の撮像装置に用いる場合、通常携帯機器の外表面側に、外部環境に露出するように配置される。したがって、様々な物と接触したり擦れたりするため、それが原因で光学フィルタの光学特性が低下するおそれがある。そのため、そのような光学特性の低下を抑制するために、接触や擦れによって傷がつきにくい耐擦傷性の高い反射防止膜１４とするのが好ましい。

なお、基材の強度あるいは硬度の観点からサファイアを透明基板１１に用いる場合、傷がつきにくい耐擦傷性の強い表面であるため、強度等の観点からはそのままでもよいが、サファイアは屈折率が１．７７と大きなため、空気との界面の垂直入射光のフレネル反射率が７．７％となり、屈折率が略１．５０の通常のガラスに比べ略２倍の光損失となってしまう。したがって、サファイアを用いた場合であっても、耐擦傷性を維持しつつ、残留反射を低減するために上記のような反射防止膜１４を形成することが好ましい。

なかでも耐擦傷性の強い反射防止膜１４が好ましく、このような膜の構成および製法については、例えば、上記特許文献３に例示されているものが挙げられる。また、上記特許文献３に例示されている厚さ２０ｎｍ未満の防汚コーティング層（ＡＦＰ（アンチフィンガープリント）と呼ばれる）を反射防止膜１４の表面に形成することにより、指紋などの油性汚れの付着に伴う撮像装置の画質劣化を低減することもできる。

反射防止膜１４の一構成例を表１に示す。ここでは、サファイアの第１の主面上に高屈折率透明誘電体膜Ｔａ_２Ｏ_５と低屈折率透明誘電体膜ＳｉＯ_２を交互に積層し、表面保護層として、Ｓｎ含有ＳｉＯ_２膜が成膜されている。この反射防止膜１４の入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率の計算結果を、それぞれ実線、点線、一点鎖線で図３Ａに示す。ここで、反射防止膜１４において、入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率は、それぞれ図３ＡのＲ（０）、Ｒ（３０）、Ｒ（４５）に対応する。誘電体多層膜の構成を調整することにより、可視域で反射防止効果を示すとともに、５７０〜６６０ｎｍの長波長域に比べ４２０〜５６０ｎｍの短波長域の残留反射が大きくなる反射防止膜とできるため、反射色の色調を調整でき、青みがかった白に近い色にできる。

なお、反射防止膜１４は、屈折率ｎの単層誘電体膜からなり、その膜厚ｄを調整して光学膜厚ｎ×ｄを設定することにより反射色を変えることができる。透明基板１１の屈折率をｎ_Ｇ、雰囲気媒質の屈折率をｎ_０とすると、波長λの光が垂直入射した場合、透明基板１１と誘電体膜の界面および雰囲気媒質と誘電体膜の界面のフレネル振幅反射率ｒ_１とｒ_２は、ｒ_１＝（ｎ_Ｇ−ｎ）／（ｎ_Ｇ＋ｎ）およびｒ_２＝（ｎ−ｎ_０）／（ｎ＋ｎ_０）となる。ｒ_１とｒ_２は光路長差２ｎｄによる位相差δ＝２π×２ｎｄ／λで干渉し、エネルギー反射率Ｒは
Ｒ＝｜ｒ_１＋ｒ_２×ｅ^−ｉδ｜^２＝｜ｒ_１−ｒ_２｜^２＋４ｒ_１×ｒ_２×ｃｏｓ^２（δ／２）
と近似できる。すなわち、誘電体膜の光学膜厚ｎｄがλ／４の奇数倍となる波長λでＲ＝｜ｒ_１−ｒ_２｜^２となり、光学膜厚ｎｄがλ／２の自然数倍となる波長λでＲ＝｜ｒ_１＋ｒ_２｜^２となり、他の波長ではエネルギー反射率Ｒが｜ｒ_１−ｒ_２｜^２〜｜ｒ_１＋ｒ_２｜^２の値となる。

雰囲気媒質が空気で透明基板がサファイアである反射防止膜１４の場合、ｎ_０＝１．０、ｎ_Ｇ＝１．７７のため、ｎ_０＜ｎ＜ｎ_Ｇを満たす誘電体膜ではｒ_１＞０、ｒ_２＞０のため、光学膜厚ｎｄがλ／４の奇数倍で最少反射率Ｒ＝｜ｒ_１−ｒ_２｜^２の反射防止膜となる。さらに、ｎ＝（ｎ_０×ｎ_Ｇ）^１／２＝１．３２で反射率Ｒ＝０となる。

例えば、λ_Ｇ＝５２０ｎｍで光学膜厚ｎｄ＝λ_Ｇとすると、λ_Ｂ≒４２０ｎｍおよびλ_Ｒ≒７００ｎｍでは、ｎｄ≒５×λ_Ｂ／４≒３×λ_Ｒ／４となるため、波長λ_Ｇでは残留反射率が最大で、波長λ_Ｂおよびλ_Ｒでは残留反射率が最少の反射防止膜となる。入射角が０°から増加するに従い、最大反射率および最少反射率の波長は短波長側にシフトするが、ｎｄ＝λ_Ｇとなる波長を緑色近傍に設定することで反射色は緑〜緑青となる。

反射防止膜１４が表２に示すＭｇＦ_２単層のとき、入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率の計算結果を、それぞれ実線、点線、一点鎖線で図３Ｂに示す。

このとき、反射防止膜１４において、入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率は図３ＢのＲ（０）、Ｒ（３０）、Ｒ（４５）に対応し、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ５．２％、６．１％、６．１％、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは５．８％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値はそれぞれ２．８％、１．０％、１．２％、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは１．６％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、この反射防止膜１４の反射光の色温度が白色光より高温となり、青緑がかった白に近い外観色の意匠性を示す。

（吸収層）
第１の実施形態に用いられる吸収層１２は、透明基板１１の第２の主面に設けられ、少なくとも近赤外域の光を吸収する近赤外線吸収能を有する層である。この吸収層１２は、後述する固体撮像素子において受光する光を人間の視感度に近づけるためのものであり、可視域の長波長側である波長６５０〜７２０ｎｍにおける分光感度を補正する機能を有する。この吸収層１２は、入射角に依存しない分光吸収特性を有するため、撮影画像の色ムラを生じ難くする作用を奏する。

ここで、吸収層１２は、公知の吸収層と同一の構成とすることができる。このような吸収層の一例として、例えば、近赤外線吸収剤を含有させた透明樹脂で形成された単層構造の吸収層、近赤外線吸収剤および近紫外線吸収剤を含有させた透明樹脂で形成された単層構造の吸収層、近赤外線吸収剤を含有する透明樹脂で形成された層と近紫外線吸収剤を含有する透明樹脂で形成された層とを積層した複層構造の吸収層、さらに上記構成に近赤外線吸収型ガラスの層を組み合わせて積層した吸収層、等が挙げられる。このような吸収層１２は、例えば、特許文献１に例示されている材料および構成とすることで得ることができる。

以下、吸収層１２として、近赤外線吸収剤および近紫外線吸収剤を含有させた透明樹脂で形成された単層構造の吸収層について説明する。このような吸収層１２は、近赤外線吸収剤および近紫外線吸収剤を透明樹脂に溶解した塗工液を透明基板１１上に塗布し、乾燥、硬化させて得ることができる。

このとき、近赤外線吸収剤としては、公知の近赤外線吸収剤を用いることができ、例えば、下記一般式（Ｆ１）で示されるスクアリリウム系化合物からなる近赤外線吸収色素が好ましいものとして挙げられる。

ただし、式（Ｆ１）中の記号は以下のとおりである。
Ｒ^１およびＲ^２は互いに連結して窒素原子と共に５員環または６員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環（環Ａ）を形成しているか、Ｒ^２およびＲ^５は互いに連結して窒素原子と共に５員環または６員環の環構成原子として酸素原子を含んでもよい複素環（環Ｂ）を形成している。複素環を形成していない場合の、Ｒ^１およびＲ^５は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、臭素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい炭素数６〜１０のアリール基または置換基を有していてもよい炭素数７〜１１のアルアリール基を示す。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。

Ｒ^４およびＲ^６は、それぞれ独立して、水素原子、−ＮＲ^７Ｒ^８（Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、または−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^９（Ｒ^９は、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基または炭素数６〜１０のアリール基））を示す。
Ｒ^３は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を示す。

波長域４００〜１０００ｎｍの吸収スペクトルにおいて、吸収ピーク波長が７００ｎｍの近赤外線吸収色素を用い、波長７００ｎｍの透過率が２％以下で、波長６５０ｎｍの透過率が約５０％となるように、透明樹脂中の近赤外線吸収色素濃度を設定している。

近赤外線吸収剤や近紫外線吸収剤を含有させる透明樹脂として、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。

透明樹脂からなる吸収層は、吸収剤が均一濃度に分散されるとともに有効面内で均一な分光透過率が得られる膜厚に設定する。透明樹脂材料および成膜方法にもよるが、膜厚は１〜５０μｍが好ましく、材料使用量低減および含有異物の影響軽減の観点から２〜２０μｍがさらに好ましい。

吸収剤を室温で攪拌・溶解して透明樹脂中に均一濃度に分散する塗工液を作製し、スピンコートやダイコートなどの成膜方法により透明基板上に均一な膜厚に塗布した後、加熱乾燥させて吸収層としてもよい。また、後述するエネルギー線硬化樹脂を用いてもよい。

上記のような近赤外線吸収色素を含有する透明樹脂（近紫外線吸収剤は含有しない）を用いて得られる膜厚１０μｍの吸収層の分光透過率の一例を図５Ａに実線で示す。なお、ここで示した分光透過率は、空気界面のフレネル反射を補正し、内部透過率とした計算例である。点線は吸収層を往復透過したときの分光透過率計算値である。

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の厚さ方向に吸収剤濃度Ｃで均一に分散された吸収層の厚さをＬとすると、吸収層の分光透過率Ｔ（λ）は、Ｔ（λ）＝ｅｘｐ（−４πκＬ／λ）で示される。ここで、α＝４πκ／λは吸収係数であり、常用対数を用いて表記する場合はＴ（λ）＝１０^−βＬとなり、βはαにｌｏｇ_１０（ｅ）＝０．４３４を乗じた値に相当する。ここで、吸光度は−ｌｏｇ_１０｛Ｔ(λ)｝＝βＬで示される。吸収係数αおよびβは、吸収層中の吸収剤濃度Ｃ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Ｃおよび吸収層の厚さＬにより調整でき、複数の吸収剤を含む場合も同様である。したがって、スクアリリウム系化合物からなる近赤外線吸収色素が所定濃度Ｃで含有された膜厚Ｌ＝１０μｍの透明樹脂からなる吸収層の往路分光透過率と、膜厚Ｌ＝２０μｍに相当する往復路分光透過率が算出される。

この吸収層１２は、さらに近紫外線吸収剤として近紫外線吸収色素を含有させた吸収層（近赤外線及び近紫外線の吸収層）としてもよい。後述する固体撮像素子の分光感度において、人間の視感度が及ばない波長３５０〜４００ｎｍの光を遮断するために近紫外線吸収剤を用いることが有効である。この近紫外線吸収剤を含有させた吸収層１２は、入射角に依存しない分光吸収特性を有するため、撮影画像の色ムラを生じ難くする作用を奏する。

ここで、近紫外線吸収剤として用いられる近紫外線吸収色素および該色素を含有する透明樹脂の材料は、公知の近紫外線吸収層と同一の構成とすることができ、例えば、近紫外線吸収剤として特許文献２に例示されている材料および構成とすることができる。

近紫外線吸収剤としては、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。

近紫外線吸収剤の具体例としては、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）、等が例示できる。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、本実施形態の光学フィルタの近紫外線吸収剤として好適である。

なお、波長域４００〜１０００ｎｍの吸収スペクトルにおいて、吸収ピーク波長が３８８ｎｍの近紫外線吸収剤を含有する透明樹脂（近赤外線吸収剤は含有しない）を用いて得られる膜厚１０μｍの吸収層の分光透過率の一例を図５ｂに実線で示す。なお、ここで示した分光透過率は、空気界面のフレネル反射を補正し、内部透過率とした計算例である。点線は吸収層を往復透過したときの分光透過率計算値である。

ここでは、波長３８８ｎｍの透過率が５％以下で、波長４００ｎｍの透過率が約５０％となるように、透明樹脂中の近紫外線吸収剤濃度を設定した。

そして、吸収層として、近赤外線吸収能と近紫外線吸収能を有するようにした場合（近赤外線吸収剤および近紫外線吸収剤を同一の透明樹脂に含有した吸収層とした場合、近赤外線吸収剤を含有する透明樹脂からなる層と近紫外線吸収剤を含有する透明樹脂からなる層とをそれぞれ積層して形成した場合等）、吸収層の分光透過率は図５Ａと図５Ｂの積に相当する図５Ｃの実線(往路)および点線（往復）で近似できる。

（反射層）
本発明の第１の実施形態で用いる反射層１３は、可視域の光を透過し、紫外域および近赤外域の光を反射する反射層である。この反射層１３としては、公知の反射層と同一の構成とすることができる。

この反射層１３としては、光学フィルタ１０の可視域である波長４２０〜６００ｎｍの光の透過率を９０％以上に維持するとともに、光学フィルタ１０の近赤外域である波長７００〜１１００ｎｍの光の透過率を１０％以下となるように反射により遮断することが好ましい。

このとき、可視域の光の透過率を好ましくは９５％以上、近赤外域の光の透過率を好ましくは５％以下、より好ましくは２％以下、とする。

なお、図１Ａに示す光学フィルタ１０では、反射層１３は、吸収層１２を覆い、表面が空気と接する位置（最表面）に形成した構成を示すが、さらに透明基板１１の第２の主面上に形成してもよい。その場合、入射角０°にて近赤外域の長波長域である９５０〜１１００ｎｍの光を反射する反射層１３ａを透明基板１１の第２の主面上に形成し、近赤外域の短波長域である７００〜９５０ｎｍの光を反射する反射層１３ｂを吸収層１２が空気と接する位置（最表面）に成膜する。このような構成とすることによって、反射層１３ａと反射層１３ｂの分光透過率を合成して波長７００〜１１００ｎｍの近赤外線帯域を遮断できる。

反射層１３をこのような分離構成とすることにより、入射角が増加したときに反射層１３ａの反射波長帯が短波長側にシフトしても７００ｎｍ以下の可視域に達しないため可視域の長波長側反射は増加しない。また、反射層１３ｂの反射波長帯が短波長側にシフトしても吸収層１２を往復透過することで可視域と近赤外域の遷移波長域における反射層１３ｂの反射光が吸収層１２に吸収され、色温度の低い反射色とならないため好ましい。

このような反射層１３（１３ａ、１３ｂ含む）は、高屈折率ｎ_Ｈの透明誘電体膜と低屈折率ｎ_Ｌの透明誘電体膜を交互に、各層の光学膜厚（屈折率ｎ×膜厚ｄ）が反射波長帯の波長λ程度以下となるように積層した誘電体多層膜により構成される。反射層の構成および分光透過率は、例えば、特許第６２０２２２９号公報に例示されているものが挙げられる。なお、可視域の顕著な透過率低下を及ぼさない薄い膜厚とした金属膜を多層膜の構成要素としてもよい。

ここで、反射層１３は、その分光反射率として、入射角０〜４５°、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｓが、入射角０〜４５°、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｌより大きな値となる多層膜構成とすることが好ましい。このようにすることで、光学フィルタ１０の分光反射率についても同等の特性が得られやすくなり、反射光を青みがかった白に近い外観色となるようにできる。

表３に、波長８４０ｎｍにおける屈折率ｎ_ｓ＝１．６４の透明樹脂層上に、高屈折率ｎ_Ｈ＝２．２５のＴｉＯ_２膜と低屈折率ｎ_Ｌ＝１．４５のＳｉＯ_２膜を交互に４９層積層した反射層１３の多層膜構成の一例を示す。

この４９層の多層膜構成とした反射層の分光透過率の計算値を、入射角０°を実線で、入射角３０°を点線で図７に示す。波長３５０〜１１００ｎｍにおいて透過率５０％以下となる反射帯は、入射角０°で３５０〜３９８ｎｍおよび７３９〜１１００ｎｍが、入射角３０°でそれぞれ３５０〜３８６ｎｍおよび７０８〜１１００ｎｍにシフトする。波長４００〜７００ｎｍの可視透過波長域の平均透過率は、入射角０°と３０°でそれぞれ９８．５％および９７．７％となっている。

上記のように得られた光学フィルタ１０は、その反射防止膜１４側からの入射光に対する分光反射率において、入射角０〜４５°、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｓが、入射角０〜４５°、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｌよりも大きいものである。このようにすることで、光学フィルタ１０における反射光の色温度が白色光（６５００Ｋ）より高温となり、青みがかった白に近い外観色とできる。

この特性を満たすために、上記したように、光入射側に配置された吸収層１２を有する反射層１３や反射防止膜１４のいずれかにおいて同等の特性（前記平均値Ｒ_Ｓが前記平均値Ｒ_Ｌよりも大きい）を満たす構成とするのが好ましく、吸収層１２を有する反射層１３および反射防止膜１４のそれぞれが同等の特性（前記平均値Ｒ_Ｓが前記平均値Ｒ_Ｌよりも大きい）を有するものとすることがより好ましい。

（第２の実施形態）
図１Ｂに示す光学フィルタ２０は、第１の主面上に反射防止膜１４を備えた透明基板１１と、透明基板１１の第２の主面上に、近赤外吸収能を有する吸収層１２と、近赤外線吸収型ガラス１２ｃと、反射層１３とがこの順番で積層された光学フィルタ２０の構成例である。すなわち、第１の実施形態の光学フィルタ１０に対して、吸収層１２と反射層１３との間に、近赤外線吸収型ガラス１２ｃを付加して構成された光学フィルタである。

ここで、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しているため説明を省略する。以下、相違点のみ説明する。

ここで用いる近赤外線吸収型ガラス１２ｃは、フツリン酸塩系ガラスやリン酸塩系ガラス等にＣｕＯ等を添加した公知の近赤外線吸収型のガラスが挙げられる。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。

ＣｕＯを含有する赤外線吸収型ガラスの最大吸収波長は８５０〜９５０ｎｍの近赤外域内に有り、６２０〜１１００ｎｍの広い波長域で吸収を示すため、ＣｕＯの含有率を調整することにより最少透過率波長が略９００ｎｍで、５０％以下の分光透過率を広い近赤外域で示す吸収層となる。ＣｕＯを含有する吸収型ガラスの具体的な組成例や製品例は、例えば、上記特許文献２に例示されているものを用いることができる。

ここで、近赤外線吸収型ガラス１２ｃの厚さは、構成する材料にも依存するが、０．０３〜１ｍｍが好ましく、取扱いおよび薄型化の点から、０．０５〜０．５ｍｍがより好ましい。

このように、吸収層１２に近赤外線吸収型ガラス１２ｃを組み合わせることで、吸収層１２のみでは吸収されない７５０〜１１００ｎｍの近赤外波長域の入射光を吸収できるため、反射層１３の近赤外反射帯による遮光と併せて、撮像レンズ２３および固体撮像素子２１に到達する近赤外迷光成分が低減する。その結果、鮮明な画像を得ることができる。また、近赤外線吸収型ガラスの波長６５０〜７２０ｎｍにおける分光透過率から人間の眼の分光感度に効果的に補正することができる。

（第３の実施形態）
図１Ｃに示す光学フィルタ３０は、第１の主面上に反射防止膜１４を備えた透明基板１１と、透明基板１１の第２の主面上に、近紫外線吸収剤を含有する近紫外線吸収層１２ａと、赤外線吸収型ガラス１２ｃと、近赤外線吸収剤を含有する吸収層１２ｂと、反射層１３とがこの順番で積層された光学フィルタ３０の構成例である。すなわち、第１の実施形態の光学フィルタ１０に対して、吸収層１２の代わりに、近赤外線吸収能を有する層（１２ｂ、１２ｃ）と、近紫外線吸収能を有する層（１２ａ）とを、それぞれ機能を分離した複数の層構造とした設けた光学フィルタである。

ここで、第１の実施形態および第２の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しているため説明を省略する。以下、相違点のみ説明する。

近紫外線吸収層１２ａは、透明樹脂に近紫外線吸収剤を含有させてなる。この近紫外線吸収層１２ａは、後述する固体撮像素子の分光感度において、波長３５０〜４００ｎｍを人間の眼の分光感度に補正する近紫外線吸収色素を含有した透明樹脂からなる近紫外線吸収層１２ａである。この近紫外線吸収層１２ａは、透明基板１１と近赤外線吸収型ガラス１２ｃとを接着する接着層としても機能する。

また、近赤外域の光については、近赤外線吸収色素を含有した透明樹脂からなる吸収層１２ｂと近赤外線吸収型ガラス１２ｃとを組み合わせて形成することで、後述する波長６５０〜７２０ｎｍの光を人間の眼の分光感度に効果的に補正することができる。

そして、このように、近紫外線吸収層１２ａと、近赤外線吸収層１２ｂおよび近赤外線吸収型ガラス１２ｃとを、それぞれ異なる層として形成することで、特に、波長３５０〜４００ｎｍの光を遮断するために必要な近紫外線吸収色素の含有量の調整が可能となるため、近赤外線吸収剤と近紫外線吸収剤とを同一の樹脂に含有させる場合と比べて、十分な遮断性を確保できる。

ここで、近紫外線吸収層１２ａに用いる透明樹脂は、その硬化物の屈折率が、１．４５以上が好ましい。この屈折率は１．５以上がより好ましく、１．６以上が特に好ましい。透明樹脂の屈折率の上限は特にないが、入手のしやすさ等から１．７２程度が好ましい。

透明樹脂としては、具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィン（ＣＯＰ）などの熱可塑性樹脂や、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の熱硬化性樹脂、アクリルやエポキシなどのエネルギー線硬化性樹脂を用いることができる。

熱硬化性樹脂やエネルギー線硬化性樹脂を用いる場合には、オリゴマーやモノマーなどの重合前駆体化合物（以下、重合性化合物とも呼ぶ）の段階で、近紫外線吸収剤を添加し、その後硬化すればよい。これらの中でも、成形性の観点から実質的に溶剤を含まないエネルギー線硬化性樹脂が好ましく用いられる。エネルギー線硬化樹脂を用いることで、カバー基材を被せて硬化することが可能になるため、樹脂材料の表面の平坦度を高くすることができる。

エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化樹脂等が挙げられる。このような重合性化合物としては、重合反応により硬化して硬化物となるような成分であれば、特に制限なく使用可能である。例えば、ラジカル重合型の硬化性樹脂、カチオン重合型の硬化性樹脂、ラジカル重合型の硬化性化合物（モノマー）が特に制限なく使用可能である。これらの中でも、重合速度や後述する成形性の観点から、ラジカル重合型の硬化性化合物（モノマー）が好ましい。ラジカル重合型の硬化性樹脂としては、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリロイルアミノ基、（メタ）アクリロイル基、アリルオキシ基、アリル基、ビニル基、ビニルオキシ基等の炭素−炭素不飽和二重結合を有する基を有する樹脂等が挙げられる。

紫外線硬化を行う場合は、光重合開始剤を用いることが好ましく、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類およびチオキサントン類などから適宜選択される光重合開始剤が好ましく用いられる。光重合開始剤は、１種または２種以上を組み合わせて使用できる。

光重合開始剤の量は、重合性組成物の全体量に対して０．０１質量％〜５質量％とすることが好ましく、０．１質量％〜２質量％とすることが特に好ましい。

本実施形態においては、重合性化合物は、特に限定されるものではないが、エトキシ化ｏ−フェニルフェノールアクリレート、メタクリル酸２−（パーフルオロヘキシル）エチル、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカン（メタ）アクリレート、トリシクロデカンメタノール（メタ）アクリレート、トリシクロデカンエタノール（メタ）アクリレート、１−アダマンチルアクリレート、１−アダマンチルメタノールアクリレート、１−アダマンチルエタノールアクリレート、２−メチル−２−アダマンチルアクリレート、２−エチル−２‐アダマンチルアクリレート、２−プロピル−２−アダマンチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレートなどの単官能化合物や、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、イソボニルジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジエタノールジ（メタ）アクリレート、アダマンタンジアクリレート、アダマンタンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートなどの二官能化合物や、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなどの三官能化合物、ペンタエリスルトールテトラ（メタ）アクリレートなどの四官能化合物、ジペンタエリスルトールヘキサ（メタ）アクリレートなどの六官能化合物等が挙げられる。

重合性化合物は１種類または２種類以上を含んでいても構わない。単官能化合物のみを用いる場合は、成形後の離型時に凝集破壊を起こす場合があるので、二官能以上の多官能化合物を含むことが好ましい。重合性化合物中における多官能化合物は１質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、さらに１０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。多官能化合物の量が１質量％未満の場合は、凝集破壊を改善できる効果が不十分であり、９０質量％を超える場合には、重合後の収縮が大きく問題になる場合がある。

また、上記の炭素−炭素不飽和二重結合を有する官能基以外にエポキシ基のような開環反応を起こす重合性化合物も用いることができる。このような化合物は重合収縮が小さいため、成形型により精密成形を可能にするだけでなく、反りを低減することができる。特に例示はしないが、この場合にも、単官能化合物のみでは、成形後の離型時に凝集破壊を起こす場合があるので、二官能以上の多官能化合物を含むことが好ましい。重合性化合物組中における多官能化合物は１質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、さらに１０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。

また、ディスプレイの表示部分に粘接着剤として使用される、シート状の粘着テープのＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）や、液状の紫外線硬化樹脂ＯＣＲ（Optical Clear Resin）を用いてもよい。接着層に用いる透明樹脂は、波長４２０〜６８０ｎｍの可視波長域で光学的に均一で透明であって、剥がれや発泡などの接着不良が無く、様々な使用環境下でも寸法変化しない材料が好ましい。

近赤外線吸収層１２ｂは、第１の実施形態で説明した光学フィルタ１０の吸収層１２で説明したように、近赤外線吸収剤を透明樹脂に含有して設けることができる。基本的には、第１の実施形態における吸収層１２と同一の構成として設けられるが、本実施形態においては、この近赤外線吸収層１２ｂには近紫外線吸収剤を含有させることなく、光学的には近赤外線吸収能を有するだけの層として設ける。

このようにすることで、同一の透明樹脂に近赤外線吸収剤と近紫外線吸収剤を含有させる場合、含有量に制約が生じるため高い吸収遮光性が得られないといった課題、具体的には、波長６５０〜７２０ｎｍを人間の眼の分光感度に補正するために必要な近赤外線吸収色素を含有した透明樹脂とした場合、近紫外線吸収色素の含有量は制限されることがあるが、上記構成のようにそれぞれ異なる層とすることで、波長３５０〜４００ｎｍの吸収性が低下して遮断性が不十分となることを解消できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、透明基板と吸収層の間にさらに反射防止膜を形成したものである。図１Ｄでは、第１の主面上に反射防止膜１４を、第２の主面上に第２の反射防止膜１５を備えた透明基板１１と、該第２の反射防止膜１５上に、近紫外線吸収層１２ａと、近赤外線吸収型ガラス１２ｃと、近赤外線吸収層１２ｂと、反射層１３とをこの順番で積層した光学フィルタ４０の構成例である。すなわち、第３の実施形態に対して、透明基板１１と近紫外線吸収層１２ａとの間に反射防止膜１５を設けた点に特徴を有する。

この光学フィルタ４０において、第２の反射防止膜１５は、透明基板１１と近紫外線吸着層１２ａの屈折率の相違が大きな場合に界面で発生するフレネル反射を低減することを目的として設けられる。この第２の反射防止膜１５は、光学フィルタの反射光は青みがかった白に近い外観色となるように、第２の反射防止膜１５の分光反射率は、入射角０〜４５°、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｓが、入射角０〜４５°、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｌより大きな値となる多層膜構成とする。

なお、第２の反射防止膜１５は反射防止膜１４および透明基板１１を透過する波長３５０〜１１００ｎｍの入射光の内、波長３５０〜４１０ｎｍの近紫外域内または波長８００〜１１００ｎｍの近赤外域内に反射帯域を有する波長選択反射の機能を有してもよい。その結果、反射層１３で担う反射帯域幅が減るため反射層の膜厚および層数を減らすことができる。

この第２の反射防止膜１５の構成例を表４に示す。ここでは、サファイアの第２の主面上に高屈折率透明誘電体膜Ｔａ_２Ｏ_５と低屈折率透明誘電体膜ＳｉＯ_２とを交互に積層して形成されている。この第２の反射防止膜１５について、入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率の計算結果を、それぞれ実線、点線、一点鎖線で図４Ａに示す。誘電体多層膜の構成を調整することにより、可視域で反射防止効果を示すとともに、５７０〜６６０ｎｍの長波長域に比べ４２０〜５６０ｎｍの短波長域の残留反射が大きくなる反射防止膜となるため、反射色は青みがかった白に近い色となる。

第２の反射防止膜１５に対応する雰囲気媒質が透明樹脂で透明基板がサファイアの場合、例えばｎ_０＝１．５２、ｎ_Ｇ＝１．７７とすると、ｎ_０とｎ_Ｇの屈折率差が小さなためフレネル反射率は１％以下と低く、反射防止膜の効果はほとんどない。反射色を制御するために単層誘電体膜を形成する場合、特定の波長域の反射率が高くなるよう、ｎ_０＜ｎ_Ｇ＜ｎを満たす誘電体膜を用いてカラー反射膜とすることが有効となる。ここでは、ｒ_１＝（ｎ_Ｇ−ｎ）／（ｎ_Ｇ＋ｎ）＜０、ｒ_２＝（ｎ−ｎ_０）／（ｎ＋ｎ_０）＞０のため、エネルギー反射率Ｒ＝｜ｒ_１−ｒ_２｜^２＋４ｒ_１×ｒ_２×ｃｏｓ^２（δ／２）は、光学膜厚ｎｄがλ／２の自然数倍となる波長λで最少反射率Ｒ＝｜ｒ_１＋ｒ_２｜^２、光学膜厚ｎｄがλ／４の奇数倍となる波長λで最大反射率Ｒ＝｜ｒ_１−ｒ_２｜^２となる。

例えば、表５に示すように、誘電体膜としてＺｒＯ_２（ｎ＝２．０６）を用いてλ_Ｇ＝５４０ｎｍで光学膜厚ｎｄ＝３×λ_Ｇ／４となる膜厚ｄとすると、波長λ_Ｇでは反射率が最大で、波長λ_Ｂ≒４２０ｎｍおよびλ_Ｒ＞７００ｎｍで反射率が最少となる反射防止膜１５の代替膜（カラー反射膜）となる。入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率の計算結果をそれぞれ実線、点線、一点鎖線で図４Ｂに示す。したがって、ｎｄ＝３×λ_Ｇ／４となる波長λ_Ｇを緑色近傍に設定することで反射色は緑〜緑青となる。他の波長λ_Ｇに対応する膜厚ｄに設定することにより、異なる反射色のカラー反射膜とすることができる。

このとき、反射防止膜（カラー反射膜）１５において、入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率は図４ＢのＲ（０）、Ｒ（３０）、Ｒ（４５）に対応し、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ３．５％、４．４％、５．５％、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは４．５％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値はそれぞれ３．５％、２．５％、１．８％、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは２．５％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、この反射防止膜１５の反射光の色温度が白色光より高温となり、青緑がかった白に近い外観色の意匠性を示す。

本発明の実施形態として上記したように第１〜第４の実施形態をそれぞれ説明したが、各実施形態において、吸収層を形成する際に用いる透明樹脂に波長４２０〜６８０ｎｍの可視波長域内に吸収を有するカラー色素を含有させてもよい。ここでカラー色素は、近紫外線吸収剤を含有させる吸収層１２、近紫外線吸収層１２ａが好ましい。

このようにカラー色素を用いると、光学フィルタの反射色を調整できるため、携帯機器等のカバーガラスとして用いたとき、その外観を携帯機器の筐体と違和感のない意匠性に調整することができる。

上記のようにカラー色素を含有させることにより、光学フィルタ１０〜４０の反射色をカラー化することもできる。ここで、人間が特定波長の色味を認識するためには、可視域内において特定カラー波長の光吸収率がそれ以外の波長域の光吸収率に比べて低いことが前提で、反射防止層１４から入射する可視光が透明基板１１および吸収層１２（近紫外線吸収層１２ａ、近赤外線吸収型ガラス１２ｃ、近赤外線吸収層１２ｂを含む）を透過し、反射層１３で反射されて再び吸収層１２（近紫外線吸収層１２ａ、近赤外線吸収型ガラス１２ｃ、近赤外線吸収層１２ｂを含む）および透明基板１１を透過して人間が色味を認識する。可視波長域で反射層１３の残留反射率が一定とすると、吸収層１２（近紫外線吸収層１２ａ、近赤外線吸収型ガラス１２ｃ、近赤外線吸収層１２ｂを含む）を往復透過する分光透過率がカラー波長の色を決める。

着色材料であるカラー色素は、樹脂材料に溶解した染料であってもよいし、樹脂材料に分散した有機顔料でもよい。耐久性や光沢感などの要求に応じ適宜選択することができる。

有機顔料としては、公知の有機顔料を用いることができ、例えば、参考文献１（相原次郎、大倉研監修、「機能性顔料の技術と応用展開」，株式会社シーエムシー出版，２００４年９月，ｐ．２４６）に記載の顔料を適宜用いることができる。その際、観測される色味を調整する目的で、複数の顔料を樹脂材料に添加することができる。
ここでは赤緑青の３色について、以下、着色材料を例示して説明する。

赤色着色材料としては、アントラセン系、ジケトピロロピロール系、キナクリドン系、アゾ（ビスアゾ）系、キサンテン系、ペリレン系、アントラキノン系などの着色材料を用いることができる。

ジケトピロロピロール系としては、pigment red 254、pigment red 255、pigment red 256、pigment red 270、pigment red 272、pigment orange 71、pigment orange 73等が挙げられる。キナクリドン系としては、pigment red 122、pigment red 202、pigment red 206、pigment red 207、pigment red 209、pigment orange 48、pigment orange 49等が挙げられる。アゾ（ビスアゾ）系としては、pigment red 17、pigment red 21、pigment red 22、pigment red 23、pigment red 31、pigment red 32、pigment red 37、pigment red 38、pigment red 60、pigment red 112、pigment red 114、pigment red 144、pigment red 146、pigment red 150、pigment red 166、pigment red 187、pigment red 188、pigment red 214、pigment red 220、pigment red 221、pigment red 253、pigment red 266、pigment red 268、pigment red 269などが挙げられる。キサンテン系としては、pigment red 81、pigment red 169等が挙げられる。ペリレン系としては、pigment red 123、pigment red 149、pigment red 178、pigment red 179、pigment red 190、pigment red 224、pigment red 242などが挙げられる。アントラキノン系としては、pigment red 168、pigment red 177、pigment red 216等が挙げられる。

緑色着色材料としては、フタロシアニン系、ナフトキノン系、アントラセン系、トリアリールメタン系などを用いることができる。また、黄色着色材料と青色着色材料を配合することで緑色としてもよい。

フタロシアニン系としては、pigment green 7、pigment green 36、pigment green 58などが挙げられる。ナフトキノン系としては、pigment green 8等が挙げられる。アントラセン系としては、pigment green 47、pigment green 54等が挙げられる。トリアリールメタン系としては、pigment green 1、pigment green 4等が挙げられる。

青色着色材料としては、トリアリールメタン系、フタロシアニン系、アントラキノン系などが挙げられる。

トリアリールメタン系としては、pigment blue 1、pigment blue 9、pigment blue 24、pigment blue 56、pigment blue 61などが挙げられる。フタロシアニン系としては、pigment blue 15、pigment blue 16などが挙げられる。アントラキノン系としては、pigment blue 60などが挙げられる。

図６Ａに、赤色着色樹脂材料（以下、Ｒ樹脂とも呼ぶ）と緑色着色樹脂材料（以下、Ｇ樹脂とも呼ぶ）と青色着色樹脂材料（以下、Ｂ樹脂とも呼ぶ）の分光透過率の一例を、それぞれ“Ｒ”と“Ｇ”と“Ｂ”で示す。赤色着色樹脂材料としてアクリロイルモルフォリン、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートを用い、緑色着色樹脂材料としてアクリロイルモルフォリン、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートを用い、青色着色樹脂材料としてアクリロイルモルフォリン、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートを用い、４００〜７００ｎｍの可視域における最少透過率が２％以下となるように各着色樹脂材料が分散される樹脂材料中の含有量および樹脂材料の厚みを調整している。

吸収層１２、近紫外線吸収層１２ａの樹脂材料中における着色材料の割合（含有率）は、添加する着色材料の重量あたりの吸収の大きさとバインダーとなる樹脂材料の厚みとに依存するが、含有率が少ないと所望の色が発現しないため好ましくない。また、含有率が多いと光学フィルタ１０〜４０および撮像レンズ２３を透過して固体撮像素子２１に入射する可視波長域内で特定波長域の画像光が低下するため好ましくない。

例えば、吸収層、近紫外線吸収層の波長４２０〜６８０ｎｍの可視波長域における平均透過率が９０％以上、好ましくは９５％以上で、着色材料の光吸収に伴う特定波長域の最少透過率が７０〜９０％の範囲内となるように、着色材料の含有率を調整する。また、上記特定波長域を除く上記可視波長域における平均透過率に対し、上記特定波長域の平均透過率が５％以上低くなる着色材料の含有率とすると所望の色が認識されるため好ましい。通常は０．１質量％から５質量％とする。

上述のＲ樹脂、Ｇ樹脂、Ｂ樹脂において、４００〜7００ｎｍの可視域における最少透過率が略９０％程度となるように着色材料の含有率を調整する。このとき、４００〜７００ｎｍの可視域が着色樹脂層を透過して反射率１０％の反射面で反射されて再び着色樹脂層を透過して反射光が検知される場合、分光反射率の計算結果を図６Ｂに示す。Ｒ樹脂は６００〜７００ｎｍの赤色波長域で略１０％の最大反射率となり、Ｇ樹脂は視感度の高い５００〜５５０ｎｍの緑色波長域で略９．５％の最大反射率となり、Ｂ樹脂は４５０〜５００ｎｍの青色波長域で略１０％の最大反射率となっている。

すなわち、吸収層１２の樹脂材料中に着色材料を含有させることで、本実施形態の撮像装置において視認される反射色を、光学フィルタ機能が付与されたカバーガラスなどの反射面の分光特性とは独立に調整することができる。ここで、反射色は前述のＲ樹脂、Ｇ樹脂、Ｂ樹脂の含有率を調整することで任意の外観色を生成できる。

光学フィルタに要求される光学機能は、人間の眼が感度を有する可視域の入射光は損失少なく透過し、人間の眼は感度を有しないが固体撮像素子２１が感度を有する近紫外線域および近赤外線域の入射光を遮断することであり、波長域では３５０〜４００ｎｍおよび７００〜１１００ｎｍの波長帯の遮断が要求される。視感度の高い４２０〜６２０ｎｍの可視波長域は特に高透過率を維持し、可視長波長域の６２０〜６８０ｎｍでは徐々に透過率が低下する視感度特性に近い分光透過率が色再現性の点で好ましい。

（光学フィルタの光学特性）
次に、サファイア基板１１上に、図５Ｃに分光透過率を例示した吸収層１２（近紫外線吸収剤と近赤外線吸収剤とを同一の透明樹脂に含有させた吸収層）と、図７に分光透過率を例示した反射層１３が形成された図１Ａの積層構造である光学フィルタ１０の光学特性を調べた。この光学フィルタ１０に対し、サファイア基板１１側からの入射光に対する分光透過率の計算結果を図８に示す。実線は入射角０°、点線は入射角３０°に対応する。なお、サファイア基板１１の第１の主面に形成される反射防止膜１４の反射率はゼロと仮定し、その影響を無視している。

図８より、略３８０ｎｍ以下の近紫外線波長域と略６９０〜１１００ｎｍの近赤外線波長域の入射光の透過を遮断し、略４２０〜６００ｎｍの可視波長域の入射光を透過率９０％以上で透過する。また、透過率５０％の波長が略４００ｎｍおよび略６５０ｎｍで、入射角０〜３０°で分光透過率変化がほとんど無い光学フィルタ１０が得られる。

次に、近赤外線吸収層１２ｂおよび反射層１３を備えた吸収型ガラス１２ｃと、第１の主面上に反射防止膜１４を備えた透明基板１１の第２の主面とを、近紫外線吸収層１２ａにより接合した図１Ｃの積層構造である光学フィルタ３０の光学特性を調べた。この光学フィルタ３０に対し、サファイア基板１１側からの入射光に対する分光透過率の計算結果を図１０に示す。実線は入射角０°、点線は入射角３０°に対応する。なお、サファイア基板１１の第１の主面に形成される反射防止膜１４の反射率はゼロと仮定し、その影響を無視している。

ここでは吸収型ガラス１２ｃとしてＣｕＯ含有フツリン酸塩系ガラスを用い、近赤外線波長域で吸収最大となる波長８５０ｎｍにおける透過率が略２５％となるようにＣｕＯ濃度を調整している。また、図５Ａに分光透過率を例示する近赤外線吸収剤が含有された近赤外線吸収層１２ｂと、図５Ｂに分光透過率を例示する近紫外線吸収剤が含有された近紫外線吸収層１２ａを用いている。近紫外線吸収層１２ａと近赤外線吸収層１２ｂと近赤外線吸収型ガラス１２ｃとからなる吸収層全体の分光透過率は、図５Ｃと近赤外線吸収型ガラス１２ｃの分光透過率の積に対応する。

これら図８および図１０より、光学フィルタ３０は、光学フィルタ１０の分光透過率に比べ、５７０〜６８０ｎｍの波長域の透過率は低下するが、視感度により近い分光透過率曲線が得られ、入射角０〜３０°で分光透過率変化がほとんど無い光学フィルタとなる。

［撮像装置および携帯機器］
本発明の一実施形態である撮像装置および携帯機器について図面を参照しながら説明する。

図２は、一実施形態である携帯機器１００において、撮像装置１１０が搭載された部分を模式的に示す断面図（部分拡大図）である。この携帯機器１００は、携帯機器の筐体２７の内部に、撮像装置１１０を収容をしており、撮像装置１１０は、固体撮像素子２１と、撮像レンズ２３と、これらを収容する撮像装置の筐体２４と、撮像装置の筐体２４の内側に設けられ、撮像レンズ２３を所定の位置に固定するレンズユニット２５と、光学フィルタ１０と、を有し、固体撮像素子２１と撮像レンズ２３は光軸Ｘに沿って配置されている。また、光学フィルタ１０は携帯機器の筐体２７にカバーガラスとして固定されている。

図１５に示す従来の携帯機器２００との相違は、撮像装置２１０に内蔵された光学フィルタ２２が、本実施形態の携帯機器１００では、その機能をカバーガラスに一体化された光学フィルタ１０として確保し、撮像装置１１０の外部の携帯機器１００の筐体２７に固定されている点にある。その結果、撮像装置１１０の撮像レンズ２３が固定されているレンズユニット２５と固体撮像素子２１の間隔を短縮でき、撮像装置１１０の小型、低背化が可能となる。さらに、耐衝撃性が確保されたカバーガラスに光学フィルタ機能が付与されているため、従来の光学フィルタ２２の薄厚化に伴う耐衝撃性の低下も回避できる。
このとき、光学フィルタ１０は、筐体２７の開口部に設けられるが、筐体２７と光学フィルタ１０の表面が揃うように設けてもよいし、筐体２７の内側または外側の開口部に固定してもよく、筐体２７の外側の開口部に設けることが好ましい。このとき、光学フィルタ１０を構成する透明基板は、吸収層や反射層を支持する支持部材の作用に加えて、携帯機器に用いられる保護部材としても働くこととなる。

ここで、上記撮像装置１１０を備える携帯機器は、特に制限されず、公知の携帯機器に適用可能である。この携帯機器としては、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、スマートフォン、モバイルパソコン、ヘッドマウントディスプレイ等のウェアラブル機器が例示できる。

以下、本発明の光学フィルタについて、その具体的な構成例および特性例を示した実施例に基づいて説明する。

（実施例１）
図１Ａに示す構成の光学フィルタ１０を以下のように製造する。
透明基板１１として、高強度および耐摩耗性を有し、通常のガラスと比べると傷や割れが少なく、安定した光学特性を備えた厚さ０．３ｍｍのサファイアを用いる。

サファイアの屈折率ｎ_ｄ＝１．７６８（波長５８８ｎｍ）は通常の白板ガラスに比べて大きく、空気界面におけるフレネル反射損失が７．７％と大きなため、スパッタ法によりサファイアの第１の主面上に高屈折率透明誘電体膜としてｎ_Ｈ＝２．１４のＴａ_２Ｏ_５と低屈折率透明誘電体膜としてｎ_Ｌ＝１．４６のＳｉＯ_２を交互に積層して、反射防止膜１４を形成する。さらに、反射防止膜の表面保護層（図示せず）として、厚さ１０ｎｍ、屈折率１．５１のＳｎ含有ＳｉＯ_２膜をスパッタ法により成膜する。ここで、反射防止膜１４の構成は表１に示したものとした。

このとき、反射防止膜１４において、入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率は図３ＡのＲ（０）、Ｒ（３０）、Ｒ（４５）に対応し、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ１．０％、０．８％、１．１％、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは１．０％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値がはそれぞれ０．３％、０．３％、０．８％、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは０．４％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、この反射防止膜１４の反射光の色温度が白色光より高温となり、青みがかった白に近い外観色の意匠性を示す。

入射光を色温度６５００ＫのＣＩＥ標準Ｄ６５白色光源として、反射防止膜１４の分光反射率からＣＩＥ色度座標およびＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系色度数を算出した結果を表６に示す。入射角０°、３０°、４５°の色度座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は白色光源値（０．３１３、０．３２９）より高温度に相当し、ｂ^＊が−４．５以下のため青白い色合いとなる。

なお、表面保護層としてＳｎ含有ＳｉＯ_２膜の代わりに、厚さ３ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を成膜してもよい。

また、表面保護層の上に、フッ素系撥油剤（ダイキン工業社製、商品名「オプツールＤＳＸ」）を成膜して厚さ７ｎｍの防汚コーティング層としてもよい。

次に、サファイア透明基板１１の第２の主面に吸収層１２を成膜する。ポリエステル樹脂（大阪ガスケミカル（株）製 商品名：ＯＫＰ８５０ＯＫＰ８５０；屈折率１．６４）の１５質量％シクロヘキサノン溶液に、シランカップリング剤１−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］ウレアを添加し溶解させる。さらに、この樹脂溶液に、スクアリリウム系化合物からなる近赤外線吸収色素と近紫外線吸収剤としてメロシアニン系色素を樹脂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溶解させ、吸収層１２を形成するための塗工液を調整する。

スクアリリウム系化合物およびメロシアニン系色素として、以下の式（Ｆ１１−２）と式（Ｍ−２）で記載された材料を用いる。

この塗工液を、上記サファイア基板の反第２の主面に、スピンコート法により塗布し、加熱して厚さ１０μｍの吸収層を形成する。その結果、６８０〜７５０ｎｍの近赤外線波長域および３６０〜４００ｎｍの近紫外線波長域が吸収層１２の吸収により遮断できる。

なお、サファイア基板とポリエステル樹脂の界面で発生するフレネル反射は、屈折率差が略０．１程度と小さなため、０．２％以下となり、反射色として視認されない。

この後、吸収層１２の表面に真空蒸着法により、上述の実施形態に例示した反射層１３を成膜する。具体的には、波長８４０ｎｍで高屈折率ｎ_Ｈ＝２．２５のＴｉＯ_２膜と低屈折率ｎ_Ｌ＝１．４５のＳｉＯ_２膜を交互に積層した表３に示す４９層の多層膜構成としている。

このようにして得られる光学フィルタ１０の分光透過率は、吸収層１２と反射層１３全体の分光透過率を示す図８において、反射防止膜１４の分光透過率の影響を考慮して算出する。４００〜７００ｎｍの可視域における反射防止膜１４の反射率は、入射角０〜４５°に対して２％以下のため、光学フィルタ１０の分光透過率は図８に相当する。

サファイア基板１１側からの入射光に対する光学フィルタ１０の分光反射率を、反射防止膜１４の分光反射率の影響を考慮して計算した結果を図９に示す。具体的には、反射防止膜１４の反射率、サファイア基板１１と吸収層１２の界面の反射率、吸収層１２の透過率および反射層１３の反射率を基に光学フィルタ１０全体の分光反射率を算出した。

上記のようにして得られた光学フィルタ１０において、入射角が０°、３０°、４５°の反射率は、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ２．３％、２．２％、８．５％となり、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは４．３％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値がそれぞれ０．９％、１．１％、７．８％となり、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは３．３％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、光学フィルタ１０の反射光の色温度が白色光より高温となり、青みがかった白に近い外観色の意匠性を示す。

入射光を色温度６５００ＫのＣＩＥ標準Ｄ６５白色光源として、光学フィルタ１０の分光反射率からＣＩＥ色度座標およびＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系色度数を算出した結果を表７に示す。入射角０°、３０°、４５°の色度座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は白色光源値（０．３１３、０．３２９）より高温度に相当し、ｂ^＊が−１１．４以下のため青白い色合いとなる。

（実施例２）
図１Ｂに示す光学フィルタ２０を以下のように製造する。
ここで、ＣｕＯを添加したフツリン酸塩系ガラスを用い、厚さ０．２ｍｍで８５０〜９５０ｎｍの近赤外波長域の最小透過率が略２５％となるようにＣｕＯ濃度が調整された近赤外線吸収型ガラス１２ｃを用いている。

なお、反射防止膜１４、吸収層１２および反射層１３など他の構成は実施例１の光学フィルタ１０と同一であるため説明を省略する。

光学フィルタ２０では、近赤外線吸収型ガラス１２ｃの空気界面側に反射層１３が成膜され、吸収層１２がサファイアからなる透明基板１１と近赤外線吸収型ガラス１２ｃの接着剤として機能する。

このようにして得られる光学フィルタ２０の分光透過率は、吸収層１２と近赤外線吸収型ガラス１２ｃと反射層１３全体の分光透過率を示す図１０において、反射防止膜１４の分光透過率の影響を考慮して算出する。４００〜７００ｎｍの可視域における反射防止膜１４の反射率は、入射角０〜４５°に対して２％以下のため、光学フィルタ２０の分光透過率は図１０に相当する。

サファイア基板１１側からの入射光に対する光学フィルタ２０の分光反射率を、反射防止膜１４の分光反射率の影響を考慮して計算した結果図１１に示す。

図９に示す光学フィルタ１０に分光反射率に比べ、入射角４５°における６２０〜６７０ｎｍの反射率が近赤外線吸収型ガラス１２ｃの吸収の影響で減少し、相対的に４２０〜５１０ｎｍの反射光の比率が増加する。

光学フィルタ２０に対する、入射角が０°、３０°、４５°の反射率は、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ２．３％、２．２％、８．５％となり、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは４．３％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値がそれぞれ０．７％、０．８％、４．７％となり、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは２．１％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、光学フィルタ２０の反射光の色温度が白色光より高温となり、青みがかった白に近い外観色の意匠性を示す。

入射光を色温度６５００ＫのＣＩＥ標準Ｄ６５白色光源として、光学フィルタ１０の分光反射率からＣＩＥ色度座標およびＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系色度数を算出した結果を表８表示す。光学フィルタ２０の入射角０°、３０°、４５°の色度座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は白色光源値（０．３１３、０．３２９）より高温度に相当し、ｂ^＊が−１２．２以下のため青白い色合いとなる。

（実施例３）
図１Ｃに示す光学フィルタ３０を以下のように製造する。

近紫外線吸収剤が含有された透明樹脂からなる近紫外線吸収層１２ａと近赤外線吸収剤が含有された透明樹脂からなる近赤外線吸収層１２ｂを近赤外線吸収型ガラス１２ｃの両面に分離して形成し、吸収層として構成している。

スクアリリウム系化合物からなる近赤外線吸収色素のみを含有する樹脂溶液からなる塗工液を調整し、近赤外線吸収型ガラス１２ｃの片面にスピンコート法により塗布し、加熱して厚さ１０μｍの近赤外線吸収層１２ｂを形成する。樹脂溶液は実施例１と同じ材料を用い、近赤外線吸収層１２ｂが図５Ａに示す分光透過率となるよう近赤外線吸収剤の含有濃度が調整されている。

次に、第１の主面に反射防止膜１４が成膜されたサファイア透明基板１１の第２の主面に近紫外線吸収剤が含有された透明樹脂からなる近紫外線吸収層１２ａを形成する。
近紫外線吸収層１２ａは、近赤外線吸収型ガラス１２ｃとサファイア透明基板１１の接着剤としても機能させるため、近紫外線吸収剤として実施例１と同じメロシアニン系色素を含有する紫外線硬化樹脂を用いる。サファイア透明基板１１の第２の主面に、近紫外線吸収剤が均一濃度で含有された硬化前のラジカル重合型の硬化性化合物（モノマー）を塗布した後、近赤外線吸収型ガラス１２ｃの近赤外線吸収層１２ｂが形成されていない主面と接合する。さらに、サファイア透明基板１１の第１の主面側から紫外線を照射して硬化性化合物を重合固化することにより、近赤外線吸収型ガラス１２ｃがサファイア透明基板１１に一体化された光学フィルタ３０となる。

ラジカル重合型の硬化性樹脂としてエポキシ基を有する重合性化合物を用い、全体量に対して０．１質量％〜２質量％の光重合開始剤を含有する。なお、近紫外線吸収層１２ａの膜厚は１〜２０μｍが好ましく、２〜１０μｍがさらに好ましい。なお、近紫外線吸収層１２ａおよび近赤外線吸収層１２ｂに用いる吸収剤、反射防止膜１４、近赤外線吸収型ガラス１２ｃおよび反射層１３など他の構成は実施例２の光学フィルタ２０と同一であるため説明を省略する。

サファイア基板１１側からの入射光に対する光学フィルタ３０の分光透過率および分光反射率は実施例２とほぼ同じとなる。近紫外線吸収層１２ａと近赤外線吸収層１２ｂを分離して形成するため、接着剤としても機能する吸収層１２ａに使用する樹脂の選択肢が拡がるので、特性を向上しやすい。

（実施例４）
実施例１の光学フィルタ１０において、近紫外線吸収剤および近赤外線吸収剤が含有された透明樹脂からなる吸収層に、さらに緑色着色材料としてアクリロイルモルフォリン、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートを含有させた光学フィルタを製造する。

緑色着色剤量の含有量は、緑色着色材料のみを含有させた透明樹脂において、４２０〜６６０ｎｍ可視域の透過率の最大値と最小値の差が略１０％となるように緑色着色材料の含有量が調整されている。

さらに、反射層１３の４２０〜６６０ｎｍの可視域における入射角０°および３０°における反射率が略１０％となるように多層膜の膜厚を調整している。また、反射防止膜１４は４２０〜６６０ｎｍの可視域における入射角０°の残留反射が０．５％以下となるように調整されている。他の構成は実施例１の光学フィルタ１０と同一であるため説明を省略する。

サファイア基板１１側からの入射光に対する光学フィルタ１０の４００〜７００ｎｍ波長域の分光透過率および分光反射率の計算結果を図１２Ａと図１２Ｂに示す。入射角が０°、３０°、４５°について、実線、点線、一点鎖線で示す。

入射光を色温度６５００ＫのＣＩＥ標準Ｄ６５白色光源として、光学フィルタ１０の分光反射率からＣＩＥ色度座標およびＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系色度数を算出した結果を表９に示す。入射角０°、３０°、４５°の色度座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は、白色光源値（０．３１３、０．３２９）よりＸｎ値が小さく、Ｙｎ値が大きい。また、ａ^＊が−１５．８以下のため緑から青緑の色合いとなる。すなわち、着色材料を透明樹脂に含有させることで材料固有の反射色に調整できる。

（実施例５）
図１Ｄに示す光学フィルタ４０を以下のように製造する。
サファイアからなる透明基板１１の第２の主面上に表４に示す構成の反射防止膜１５を形成する。このとき、反射防止膜１５において、入射角が０°、３０°、４５°の分光反射率は図４ＡのＲ（０）、Ｒ（３０）、Ｒ（４５）に対応し、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ１．３％、０．６％、０．２％、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは０．７％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値はそれぞれ０．１％、０．０％、０．２％、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは０．１％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、この反射防止膜１５の反射光の色温度が白色光より高温となり、青みがかった白に近い外観色の意匠性を示す。
吸収層１２ａおよび吸収層１２ｂ、反射防止膜１４、吸収型ガラス１２ｃおよび反射層１３など他の構成は実施例３の光学フィルタ３０と同一であるため説明を省略する。

サファイアからなる透明基板１１側からの入射光に対する光学フィルタ４０の４００〜７００ｎｍ波長域の分光反射率の計算結果を図１３に示す。入射角が０°、３０°、４５°について、実線、点線、一点鎖線で示す。

上記のようにして得られた光学フィルタ４０において、入射角が０°、３０°、４５°の反射率は、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ３．６％、２．７％、８．７％となり、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは５．０％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値がそれぞれ０．８％、０．９％、４．９％となり、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは２．２％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、光学フィルタ４０の反射光の色温度が白色光より高温となり、青みがかった白に近い外観色の意匠性を示す。

入射光を色温度６５００ＫのＣＩＥ標準Ｄ６５白色光源として、光学フィルタ１０の分光反射率からＣＩＥ色度座標およびＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系色度数を算出した結果を表１０に示す。入射角０°、３０°、４５°の色度座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は白色光源値（０．３１３、０．３２９）より高温度に相当し、ｂ^＊が−１９．６以下のため青い色合いとなる。

（比較例）
図１Ａに示す光学フィルタ１０に対し、サファイアからなる透明基板１１の第２の主面上に形成する吸収層１２と反射層１３の順番を逆にした構成について以下に考察する。この構成は、図１６Ａおよび図１６Ｂに例示したように、従来のカバーガラスに光学フィルタ２２Ａを一体化した光学フィルタ２２Ｂに相当する。

すなわち、第１の主面上に反射防止膜１４が成膜された透明基板１１の第２の主面上に、反射層１３を成膜し、さらに反射層１３上に吸収層１２を形成する。なお、吸収層１２の空気界面において生じる略６％のフレネル反射を低減するため反射防止膜を形成してもよい。吸収層１２、反射層１３および反射防止膜１４など他の構成は、上記積層順が異なる以外は実施例１の光学フィルタ１０と同一であるため説明を省略する。

透明基板１１側からの入射光に対する光学フィルタ１０の４００〜７００ｎｍ波長域の分光反射率の計算結果を図１４に示す。入射角が０°、３０°、４５°について、実線、点線、一点鎖線で示す。

上記の光学フィルタにおいて、入射角が０°、３０°、４５°の反射率は、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値がそれぞれ３．７％、３．６％、１５．２％となり、入射角全体（０°、３０°、４５°）の平均値Ｒ_Ｓは７．５％である。一方、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値がそれぞれ２．１％、２．５％、２６．７％となり、入射角全体の平均値Ｒ_Ｌは１０．４％である。したがって、Ｒ_Ｓ＞Ｒ_Ｌのため、光学フィルタの反射光の色温度が白色光より低温となり、赤みがかった白に近い外観色の意匠性を示す。

比較例の光学フィルタの構成では、反射層１３の反射光が吸収層１２で吸収されることなく入射光側から出射し、入射角が０°から３０°および４５°と増加するのに伴い、近赤外波長域の反射光が可視波長域側にシフトするため、赤色反射光が増加する。

入射光を色温度６５００ＫのＣＩＥ標準Ｄ６５白色光源として、光学フィルタ１０の分光反射率からＣＩＥ色度座標およびＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系色度数を算出した結果を表１１に示す。入射角０°、３０°、４５°の色度座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は、白色光源値（０．３１３、０．３２９）よりＹｎ値が小さい。また、ａ^＊およびｂ^＊の平均値が２３．１と−２０．９のため、青赤の色合いに対応し、入射角の増加に伴ない赤反射色が強まり、視認される色合いが実施例１〜５と異なる。なお、分光透過率は実施例１の光学フィルタ１０とほぼ同じである。

以上より、本実施形態の構成を有する光学フィルタは、その強度を確保しつつ、光学特性を維持し、かつ、色味を調整可能としたものである。

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。特に、本発明の光学フィルタは携帯機器に搭載される小型な撮像装置に用いることが有用である。

１０、２０、３０、４０： 光学フィルタ
１１： 透明基板
１２： 吸収層
１２ａ： 近紫外線吸収剤を含有する透明樹脂からなる近紫外線吸収層
１２ｂ： 近赤外線吸収剤を含有する透明樹脂からなる近赤外線吸収層
１２ｃ： 近赤外線吸収型ガラス
１３： 反射層
１４： 反射防止膜
１５： 反射防止膜または誘電体膜
１６： 接着層
２１： 固体撮像素子
２２： 光学フィルタ
２３： 撮像レンズ
２４： 撮像装置の筐体
２５： レンズユニット
２６： カバーガラス
２７： 携帯機器の筐体
１００、２００： 携帯機器
１１０、２１０： 撮像装置

Claims (16)

1. 第１の主面および該第１の主面に対向する第２の主面を有し、可視域の光を透過する透明基板と、
   前記第２の主面に設けられ、少なくとも近赤外域の光を吸収する近赤外線吸収能を有する吸収層と、
   前記吸収層に積層して設けられ、可視域の光を透過し、近紫外域および近赤外域の光を反射する反射層と、
   を有する光学フィルタであって、
   前記透明基板の厚さが０．２〜０．５ｍｍ、かつ、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方の主面の面強度が１７０Ｎ以上であることを特徴とする光学フィルタ。
2. 前記第１の主面に設けられ、可視域の光の反射を防止する第１の反射防止膜を有し、
   前記光学フィルタの、前記第１の反射防止膜側からの入射光に対する分光反射率において、入射角０〜４５°、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｓが、入射角０〜４５°、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｌよりも大きい請求項１に記載の光学フィルタ。
3. 前記吸収層が、近赤外線吸収剤を含有し、可視域の光を透過する透明樹脂からなる請求項１または２に記載の光学フィルタ。
4. 前記吸収層が、さらに近紫外線吸収剤を含有する請求項３に記載の光学フィルタ。
5. 前記吸収層が、近赤外線吸収剤を含有し、可視域の光を透過する透明樹脂と、近赤外域の光を吸収し、可視域の光を透過する近赤外線吸収型ガラスと、を積層してなる請求項１または２に記載の光学フィルタ。
6. 前記吸収層が、前記第２の主面から、近紫外線吸収剤を含有し、可視域の光を透過する透明樹脂からなる近紫外線吸収層と、近赤外域の光を吸収し、可視域の光を透過する近赤外線吸収型ガラスと、近赤外線吸収剤を含有し、可視域の光を透過する透明樹脂からなる近赤外線吸収層と、を積層してなる請求項１または２に記載の光学フィルタ。
7. 前記近紫外線吸収層が、可視域における所定の波長域の光を吸収するカラー吸収剤を含有する請求項６に記載の光学フィルタ。
8. 前記反射層が、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜を積層した多層膜構造を有し、入射角０〜４５°、波長４２０〜５６０ｎｍの分光反射率平均値Ｒ_Ｓが、入射角０〜４５°、波長５７０〜６６０ｎｍの分光反射率平均値Ｒ_Ｌよりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
9. 前記透明基板と前記吸収層との間に、第２の反射防止膜を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
10. 前記第１の反射防止膜または前記第２の反射防止膜が、分光反射率において、入射角０〜４５°、波長４２０〜５６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｓが、入射角０〜４５°、波長５７０〜６６０ｎｍの平均値Ｒ_Ｌより大きいことを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
11. 前記透明基板の屈折率ｎ_Ｇは、前記近紫外線吸収層の屈折率ｎ_Ｃよりも大きな値を有し、前記第２の反射防止膜はその屈折率が前記屈折率ｎ_Ｇ〜ｎ_Ｃの範囲内の単層誘電体膜であることを特徴とする請求項９または１０に記載の光学フィルタ。
12. 前記吸収層上に前記反射層を備える請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
13. 請求項１〜１２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。
14. 請求項１３に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置の前記光学フィルタを固定するとともに、前記撮像装置を内部に収容する携帯機器用の筐体と、
    を有することを特徴とする携帯機器。
15. 前記光学フィルタは、前記筐体の外側の開口部に固定されている請求項１４に記載の携帯機器。
16. 前記透明基板は、前記携帯機器に用いられる保護部材、ならびに、前記吸収層および前記反射層を支持する支持部材を兼用する請求項１４または１５に記載の携帯機器。

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