CN103827705B

CN103827705B - 近红外线截止滤波器

Info

Publication number: CN103827705B
Application number: CN201280045595.1A
Authority: CN
Inventors: 馆村满幸
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: KR20140068982A; WO2013042738A1; TW201319632A; TWI561858B; JPWO2013042738A1; JP6003895B2; CN103827705A

Abstract

本发明提供一种入射角度依赖性得到抑制、并且可见光区域的透射带以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张的近红外线截止滤波器。近红外线截止滤波器具备：透明基板；和设置于该透明基板的至少一个主表面且具有折射率为2.0以上的折射率不同的两种以上的膜和折射率为1.70以下的膜的光学多层膜。光学多层膜的垂直入射条件下的分光特性是，具有在400～700nm的波长范围内平均透射率为85％以上的透射带，以及在其紫外侧和近红外侧的平均透射率分别为5％以下的阻止带。光学多层膜具有用于形成该透射带的透射带构成部和用于形成上述阻止带的阻止带构成部。

Description

近红外线截止滤波器

技术领域

本发明涉及近红外线截止滤波器，特别涉及在透明基板上具有光学多层膜的近红外线截止滤波器。

背景技术

数码照相机和摄像机等中所使用的CCD和CMOS等固体摄像元件的光谱灵敏度与人类的感光灵敏度特性相比，对近红外光具有较强的灵敏度，所以需要使用近红外线截止滤波器进行光谱修正。以往，作为近红外线截止滤波器，使用例如含有Cu²⁺离子作为着色成分的氟磷酸盐类玻璃等近红外线吸收型的彩色玻璃滤波器，但是单独使用彩色玻璃滤波器时不能充分截止近红外区域和紫外区域的光，所以通常并用具有近红外截止特性的光学多层膜。

该情况下，例如，使可见光透过的透射带的紫外侧的半值波长由光学多层膜决定，近红外侧的半值波长由彩色玻璃滤波器决定。其原因在于，光学多层膜的光谱波形存在伴随入射角度的增加而向紫外侧位移的倾向，合理的是尽可能利用入射角度依赖性小的彩色玻璃滤波器的光谱波形，同时用光学多层膜将彩色玻璃滤波器不能截止的波长区域截止。

但是，伴随着因数码照相机和摄像机等的小型化而引起的入射角度广角化，光学多层膜在对象频带内的角度依赖性的问题变得显著。具体而言，CCD、CMOS所必需的400～700nm的透射带中，由光学多层膜所形成的紫外侧的阻止带到透射带的透射率开始上升的位置与近红外侧的阻止带到透射带的透射率开始上升的位置偏离，从而，对画质产生影响的频带的光量发生变化。

以往，对于光学多层膜，已知如果入射角度增大，则存在光谱波形向紫外侧移动的入射角度依赖性。入射角度依赖性是在棱镜等所使用的分色镜等领域内一直以来就存在的大问题，并提出了减低入射角度依赖性的技术(例如，参照专利文献1～3)。

这些方法均是利用了折射率较高的膜其分光的角度依赖性较小这一点。专利文献1中公开的方法是，去除光学多层膜中通常会采用的折射率较低从而会导致角度依赖性增大的SiO₂膜，使高折射率膜之间的折射率差较小，由此来形成光学多层膜，抑制入射角度依赖性。专利文献2中公开的方法是，作为低折射率膜，使用比SiO₂膜的折射率稍高的Al₂O₃膜等来抑制透射带到近红外侧的阻止带中的截止波长的入射角度依赖性，而且通过截止波长位于较长的长波侧的通常结构的光学多层膜来补足伴随折射率差减小而引起的阻止带減少。专利文献3中公开的方法是，通过将低折射率膜替换为具有比SiO₂膜更大的折射率的Al₂O₃膜等，而且增大光学膜厚比中TiO₂膜等高折射率膜的比例，从而更高效地降低角度依赖性。

这些方法中的基本思路是，在高折射率膜、低折射率膜交替的多层膜中，通过增加高折射率膜的比率或增大低折射率膜的折射率来抑制由低折射率膜引起的入射角度依赖性。

本发明人对这些技术进行研究后发现，这些技术在用于近红外线截止滤波器时并不充分。近红外线截止滤波器中，例如，由于与近红外线吸收型的彩色玻璃滤波器并用，所以必须在可见光区域中具有非常宽的透射带，且在该透射带的紫外侧和近红外侧必须具有宽的阻止带，而且紫外侧的透射率开始上升的位置和近红外侧的透射率开始下降的位置上的两个截止波长的入射角度依赖性都要很小。

对于增大低折射率膜的折射率的方法，如果不极端地增大折射率，则无法充分抑制入射角度依赖性，如果过度地增大低折射率膜的折射率，则高折射率膜与低折射率膜的折射率差变得过小，透射带变得过宽，另一方面，阻止带的透射率降低不充分，且变得非常窄，特别是不能充分形成紫外区域侧的阻止带。不增大低折射率膜的折射率而使高折射率膜与低折射率膜的光学膜厚比中高折射率膜的比率过大时，虽然能够充分扩张阻止带，但透射带变窄。由此，目前尚未得到能同时满足近红外线截止滤波器所必不可少的透射带的扩张、紫外侧和近红外侧的截止波长的入射角度依赖性的抑制、以及紫外侧和近红外侧的阻止带的扩张的近红外线截止滤波器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开平7-27907号公报

专利文献2:日本专利特开平11-202127号公报

专利文献3:日本专利特开2008-20563号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于上述技术问题而完成的发明，其目的在于提供入射角度依赖性得到抑制，并且透射带以及紫外侧和近红外侧的阻止带得到扩张的近红外线截止滤波器。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的近红外线截止滤波器具备：透明基板；和光学多层膜，该光学多层膜设置于该透明基板的至少一个主表面，且具有折射率为2.0以上的折射率不同的两种以上的膜和折射率为1.70以下的膜。

该光学多层膜的垂直入射条件下的分光特性是，具有在400～700nm的波长范围内平均透射率为85％以上的透射带，以及在该透射带的紫外侧和近红外侧的平均透射率分别为5％以下的阻止带。透射带的紫外侧的半值波长与近红外侧的半值波长的差为200nm以上。此外，垂直入射条件与30°入射条件下的分光特性中的透射带的半值波长的差以紫外侧的半值波长计小于10nm，以近红外侧的半值波长计小于20nm。该光学多层膜具有构成透射带的透射带构成部和构成阻止带的阻止带构成部。

对于上述表示数值范围的“～”，只要没有特定地定义，则以包括记载于其前后而作为下限值及上限值的数值的涵义来使用，以下在说明书中，也以同样的涵义使用“～”。

透明基板较好是由例如在近红外波长区域具有吸收的材料构成。

透射带构成部的第一形态是具有折射率为2.0以上的高折射率膜、折射率为2.0以上且小于高折射率膜的折射率的中折射率膜、和折射率为1.70以下的低折射率膜。高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数为50层以上。此外，将高折射率膜的平均光学膜厚记作T_H、将中折射率膜的平均光学膜厚记作T_M、将低折射率膜的平均光学膜厚记作T_L时，T_H/T_L为2以上，且T_M/T_L为2以上。

第一形态的透射带构成部中的中折射率膜由等效膜构成，该等效膜由具有与该透射带构成部中的高折射率膜相同的折射率的膜、和与具有与该透射带构成部中的低折射率膜相同的折射率的膜构成。

透射带构成部的第二形态是具有折射率为2.0以上的高折射率膜和折射率为2.0以上且低于高折射率膜的折射率的中折射率膜的重复结构，并且在所述透明基板侧的相反侧的主表面侧部分设有具备折射率为1.7以下的低折射率膜的波纹调整部(日文：リップル調整部)。将高折射率膜的平均光学膜厚记作T_H、将中折射率膜的平均光学膜厚记作T_M时，T_H/T_M为1.2以上或0.7以下。高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数为40层以上。

第二形态的透射带构成部中的中折射率膜由等效膜构成，该等效膜由具有与该透射带构成部中的高折射率膜相同的折射率的膜、和与具有与该透射带构成部中的低折射率膜相同的折射率的膜构成。

阻止带构成部较好是在垂直入射条件下的分光特性中，具有将光学多层膜和透射带构成部的分光特性中的透射带包含在内的透射带，并且具有光学多层膜和透射带构成部的分光特性中的紫外侧的半值波长以下的紫外侧的半值波长、以及与光学多层膜的分光特性中的近红外侧的半值波长相比大7nm以上的近红外侧的半值波长。

阻止带构成部的第一形态具有折射率为2以上的高折射率膜和折射率为1.7以下的低折射率膜的重复结构。

阻止带构成部的第二形态具有用于构成紫外侧的阻止带的紫外侧阻止带构成部、和用于构成近红外侧的阻止带的近红外侧阻止带构成部。紫外侧阻止带构成部具有折射率为2以上的高折射率膜和折射率为1.7以下的低折射率膜的重复结构。近红外侧阻止带构成部具有折射率为2.0以上的高折射率膜、折射率为2.0以上且小于高折射率膜的折射率的中折射率膜、和折射率为1.70以下的低折射率膜。这些高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数为30层以上。

近红外侧阻止带构成部中的中折射率膜可采用等效膜，该等效膜由具有与该近红外侧阻止带构成部中的高折射率膜相同的折射率的膜、和与具有与近红外侧阻止带构成部中的低折射率膜相同的折射率的膜构成。

构成光学多层膜的折射率为2.0以上的折射率不同的两种以上的膜可由例如TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、或它们的复合氧化物构成。此外，折射率为1.70以下的膜可由例如SiO₂、MgF₂、或它们的复合氧化物构成。

光学多层膜通过例如蒸镀或溅射而形成。

发明的效果

根据本发明，通过例如设置具有特定的透射带构成部和阻止带构成部的光学多层膜，可提供入射角度依赖性得到抑制、并且可见光区域的透射带以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张的近红外线截止滤波器。

附图说明

图1是表示本发明的近红外线截止滤波器的一例的剖视图。

图2是表示透明基板采用无色透明玻璃时的例1的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图3是表示透明基板采用近红外线截止玻璃时的例1的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图4是表示例1的透射带构成部的分光透射率的图。

图5是表示例1的阻止带构成部的分光透射率的图。

图6是表示透明基板采用无色透明玻璃时的例2的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图7是表示透明基板采用近红外线截止玻璃时的例2的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图8是表示例2的透射带构成部的分光透射率的图。

图9是表示透明基板采用无色透明玻璃时的例3的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图10是表示透明基板采用近红外线截止玻璃时的例3的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图11是表示例3的透射带构成部的分光透射率的图。

图12是表示透明基板采用无色透明玻璃时的例4的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图13是表示透明基板采用近红外线截止玻璃时的例4的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图14是表示例4的透射带构成部的分光透射率的图。

图15是表示例5的层叠膜的分光透射率的图。

图16是表示例6的层叠膜的分光透射率的图。

图17是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=1:1:4)的分光透射率的图。

图18是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=1:1:2)的分光透射率的图。

图19是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=2:2:2)的分光透射率的图。

图20是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=4:4:2)的分光透射率的图。

图21是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=8:8:2)的分光透射率的图。

图22是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=8:5:2)的分光透射率的图。

图23是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=8:3:2)的分光透射率的图。

图24是表示例7的层叠膜(T_H:T_M:T_L=3:8:2)的分光透射率的图。

图25是表示例8的层叠膜(T_H:T_M=1:1)的分光透射率的图。

图26是表示例8的层叠膜(T_H:T_M=1.2:1)的分光透射率的图。

图27是表示例8的层叠膜(T_H:T_M=2:1)的分光透射率的图。

图28是表示例8的层叠膜(T_H:T_M=4:1)的分光透射率的图。

图29是表示例8的层叠膜(T_H:T_M=1:1.5)的分光透射率的图。

图30是表示例8的层叠膜(T_H:T_M=1:1.3)的分光透射率的图。

图31是表示例9的层叠膜的分光透射率的图。

图32是表示透明基板采用无色透明玻璃时的例10的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图33是表示透明基板采用近红外线截止玻璃时的例10的近红外线截止滤波器的分光透射率的图。

图34是表示例11的层叠膜的分光透射率的图。

图35是表示例12的层叠膜的分光透射率的图。

图36是表示例13的层叠膜的分光透射率的图。

图37是表示例14的层叠膜(T_H:T_L=1:1)的分光透射率的图。

图38是表示例14的层叠膜(T_H:T_L=4:1)的分光透射率的图。

图39是表示例14的层叠膜(T_H:T_L=8:1)的分光透射率的图。

图40是表示例14的层叠膜(T_H:T_L=8:1、将短波长侧对齐的情况)的分光透射率的图。

图41是表示采用本发明的近红外线截止滤波器的摄像装置的一例的剖视图。

具体实施方式

以下对本发明的近红外线截止滤波器的实施方式进行说明。

图1是表示近红外线截止滤波器的一实施方式的示意剖视图。

近红外线截止滤波器1例如具有透明基板2，在其一个主表面具有光学多层膜3。光学多层膜3如图1所示可以设置在透明基板2的一个主表面上，另外虽然未图示，但也可以分割后设置在透明基板2的各主表面上。该光学多层膜3至少具有折射率为2.0以上的折射率不同的两种以上的膜、和折射率为1.70以下的膜。另外，关于本发明中的折射率，只要无特别限定，就是指对波长550nm的光的折射率。

光学多层膜3在垂直入射条件下的分光特性满足以下的条件。即、具有在400～700nm的波长范围内平均透射率为85％以上的透射带、以及在该透射带的紫外侧和近红外侧的平均透射率分别为5％以下的阻止带。透射带的紫外侧的半值波长与近红外侧的半值波长之差为200nm以上。此外，垂直入射条件与30°入射条件下的分光特性中的透射带的半值波长之差以紫外侧的半值波长计小于10nm，以近红外侧的半值波长计小于20nm。

另外，光学多层膜3在垂直入射条件下的光谱特性中，较好是还满足以下的条件。即、透射带的紫外侧的半值波长与近红外侧的半值波长之差为300nm以下。紫外侧的半值波长较好是在390～430nm的范围内，近红外侧的半值波长较好是在640～720nm的范围内。此外，紫外侧的阻止带的波长宽度较好是30nm以上，近红外侧的阻止带的波长宽度较好是250nm以上。

这里，透射带的范围、即用于计算平均透射率的范围是指：从透射带向着紫外侧的阻止带的过程中透射率开始降低时的波长(紫外侧的基点)与从透射带向着近红外侧的阻止带的过程中透射率开始降低时的波长(近红外侧的基点)之间的范围。

阻止带的范围、即用于计算平均透射率和宽度的范围采用以下的范围。即、紫外侧的阻止带的范围是从紫外侧的阻止带向着透射带的过程中透射率开始上升时的波长(透射带侧的基点)与向着该紫外侧的过程中透射率第一次达到40％的时候透射率开始上升时的波长(紫外侧的基点)之间的范围。近红外侧的阻止带的范围则是从近红外侧的阻止带向着透射带的过程中透射率开始上升时的波长(透射带侧的基点)与向着该近红外侧的过程中透射率第一次达到40％的时候透射率开始上升时的波长(近红外侧的基点)之间的范围。

满足这种条件的光学多层膜3包括例如构成透射带的透射带构成部和构成阻止带的阻止带构成部。构成光学多层膜3的透射带构成部和阻止带构成部例如可以同时设置在透明基板2的一个主表面上，或者也可以在透明基板2的一个主表面设置透射带构成部，而在另一个主表面上设置阻止带构成部。在透明基板2的一个主表面上设置透射带构成部和阻止带构成部的情况下，在该透明基板2上的层叠顺序没有特别限定。

此外，阻止带构成部可以分割成例如紫外侧阻止带构成部和近红外侧阻止带构成部来设置，它们可以全部设置在透明基板2的一个主表面侧，也可以分开设置在透明基板2的两个主表面侧。全部设置在透明基板2的一个主表面侧的情况下，例如以夹着透射带构成部的方式进行设置。此外，在分开设置在透明基板2的两个主表面侧的情况下，可以将紫外侧阻止带构成部和近红外侧阻止带构成部中的任一个设置在任一主表面侧，而且，对于相对于透明基板2而与透射带构成部设置在同一主表面侧的构件，其与透射带构成部的层叠顺序也没有特别限定。

(透明基板)

透明基板2只要是至少能使可见光波长区域的光透射的材料即可，无特别限定，可例举例如玻璃、水晶、铌酸锂、蓝宝石等的结晶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙酯共聚合物等聚烯烃树脂、降冰片烯树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂等。

作为透明基板2，优选是由特别在近红外波长区域具有吸收的材料构成。通过使用这样的在近红外波长区域具有吸收的透明基板2，可以制成与人的感光灵敏度特性接近的透明基板。此外，光学多层膜3的入射角度依赖性得到抑制，并且透射带得到扩张，通过该扩张后的透射带，可以有效地发挥在近红外波长区域具有吸收的透明基板2的特性。即、为了使在近红外波长区域具有吸收的透明基板2的特性有效地发挥，对于光学多层膜3，要求紫外侧的半值波长在390～430nm的范围内，优选在400～420nm的范围内，要求近红外侧的半值波长在640～720nm的范围内，优选在670～710nm的范围内。以往的将高折射率膜和低折射率膜交替层叠而得的光学多层膜的透射带不一定足够宽，难以获得这样的半值波长，但是光学多层膜3能够形成宽的透射带，所以能够获得这样的半值波长。

作为在近红外波长区域具有吸收的透明基板2，可例举例如在氟磷酸盐类玻璃或磷酸盐类玻璃中添加有CuO等的近红外线吸收型玻璃。此外，可例举在树脂材料中添加有吸收近红外线的吸收剂的透明基板。作为吸收剂，可例举例如染料、颜料、金属络合物类化合物，具体可例举酞菁类化合物、萘酞菁类化合物、二硫醇金属络合物类化合物。

(透射带构成部)

透射带构成部是形成光学多层膜3的光谱特性中的透射带、即可见光区域的透射带的透射带构成部。具体而言，透射带构成部通过形成比阻止带构成部的光谱特性中的透射带更窄的透射带，从而形成光学多层膜3的光谱特性中的透射带。透射带构成部由于抑制入射角度依赖性并且透射带的宽度(波长)较宽，所以可以抑制光学多层膜3的入射角度依赖性并且增宽透射带。作为透射带构成部，可例举以下示出的第一形态和第二形态。

(第一形态的透射带构成部)

第一形态的透射带构成部具有折射率为2.0以上的高折射率膜、折射率为2.0以上且小于高折射率膜的折射率的中折射率膜、和折射率为1.70以下的低折射率膜。高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数为50层以上。此外，将高折射率膜的平均光学膜厚记作T_H、将中折射率膜的平均光学膜厚记作T_M、将低折射率膜的平均光学膜厚记作T_L时，T_H/T_L为2以上且T_M/T_L为2以上。

这里，光学膜厚在将膜的折射率记作n、将物理膜厚记作d[nm]时，可通过nd[nm]而算出。此外，平均光学膜厚通过如下方法算出：对于同种膜、例如所有高折射率膜等膜，计算出光学膜厚nd[nm]后，将这些光学膜厚nd[nm]的总和除以该膜的层数而算出。

作为光学多层膜，将作为高折射率膜的TiO₂膜和作为低折射率膜的SiO₂膜交替层叠，通过增大它们的平均光学膜厚的比率中TiO₂膜的平均光学膜厚的比例，可抑制入射角度依赖性，并且能形成足够宽的阻止带。但是，对于这样的光学多层膜，透射带不一定足够宽，无法确保CCD和CMOS等固体摄像元件中使用的近红外线截止滤波器所要求的透射带的宽度。

根据第一形态的透射带构成部，通过采用由高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜构成的透射带构成部，使其总层数为50层以上，而且使平均光学膜厚的比T_H/T_L为2以上且T_M/T_L为2以上，从而可形成入射角度依赖性小、且具有足够宽度的透射带。

透射带构成部的层数只要是50层以上而没有特别限定，特别是考虑到与在近红外具有吸收的透明基板的并用，为了减少对彩色玻璃侧的光谱波形的影响，自阻止带到透射带的上升沿越陡越好，从该方面考虑，优选为60以上，更优选为70以上。对层数的上限值没有特别限定，但通常层数增多时生产性下降，所以优选为150以下，更优选为100以下。

对于平均光学膜厚的比T_H/T_L、T_M/T_L，各自只要在2以上就无特别限定，但从形成入射角度依赖性更小、且具有足够宽度的透射带的观点考虑，T_H/T_L优选为2.3以上、更优选2.5以上，T_M/T_L优选为2.3以上、更优选2.5以上。

另外，对T_H/T_L、T_M/T_L的上限值不必有限制，但优选全都在10以下、更优选5以下。例如，如果T_H/T_L或T_M/T_L增大，则低折射率膜的光学膜厚相对地减小，对于低折射率膜那样的折射率小的膜，如果光学膜厚变小则成膜时的膜厚控制变得困难。优选通过使T_H/T_L及T_M/T_L为10以下、更优选为5以下，从而可制得生产性优异的膜。

另外，对T_H/T_M没有特别限定，但通过改变该比率能调整紫外侧阻止带的大小，从减小入射角度依赖性的观点考虑，优选使T_H/T_M为1以上，从增大透射带的宽度的观点考虑，优选使T_H/T_M为3以下、更优选为2.5以下。

关于高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，将高折射率膜记作H、将中折射率膜记作M、将低折射率膜记作L时，例如按照形成如下的基本单元的重复结构的方式进行层叠。

基本单元:[HML]

基本单元:[LMHML]

透射带构成部不一定必须严格地形成上述的基本单元的重复结构。例如，在低折射率膜那样折射率小的情况下，如果光学膜厚变小则成膜时的膜厚控制变困难，所以也可以是例如省略多个低折射率膜的一部分，由此形成高折射率膜和中折射率膜多数连续的部分。基本单元[LMHML]的重复结构具有对称形状，可获得宽的透射带，因而优选。另一方面，基本单元[HML]的重复结构不一定能获得宽的透射带，但各膜的平均光学膜厚的自由度较高，因而优选。

另外，关于基本单元[LMHML]的重复结构，因为相邻的基本单元的两个L连续，所以可以表示为[2LMHM]或者将两个L视为一个L而表示为[LMHM]，但本发明的平均光学膜厚终究是以成膜后的最终形态下的状态为基准而算出的，由同一物质构成的连续的膜作为一个膜来理解，算出物理膜厚和层数，利用它们算出平均光学膜厚。

作为高折射率膜、中折射率膜，只要是由折射率为2.0以上的材料构成的膜就无特别限定，优选可例举例如由TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、或它们的复合氧化物构成的膜。作为高折射率膜，优选折射率为2.3以上的膜，更优选折射率为2.4以上的膜。作为这样的膜，优选可例举由TiO₂(折射率2.45)构成的膜。作为中折射率膜，只要是小于高折射率膜的折射率的膜即可，无特别限定，但优选折射率为2以上且小于2.3的膜，更优选折射率为2.2以下的膜。作为这样的膜，优选可例举由Ta₂O₅(折射率2.13)构成的膜。

作为低折射率膜，只要是由折射率为1.7以下的材料构成的膜就没有特别限定，优选可例举例如由SiO₂、MgF₂、或它们的复合氧化物构成的膜。

透射带构成部由于层数多、总膜厚也大，所以从膜物质的易获得性、光谱特性、耐候性、强度等各种理由考虑，优选可使用如上所述的TiO₂、Ta₂O₅、SiO₂、MgF₂等。

透射带构成部中的中折射率膜并不一定局限于由单一的膜构成，也可以由等效膜构成，该等效膜例如由具有与高折射率膜相同的折射率的膜、和具有与低折射率膜相同的折射率的膜构成。如果采用等效膜，例如即使在成膜装置中能成膜的膜种为两种的情况下，也能够实质上形成中折射率膜，因而优选。

利用等效膜的情况下，低折射率膜虽然增加，但由于其增加量少，而且高折射率膜也增加，所以入射角度依赖性实质上没有增大。另外，利用等效膜的情况下，层数增加或物理膜厚为10nm以下的极薄的层增多，所以成膜时的膜厚控制变得困难，因此较好是只在成膜装置中能成膜的膜种为两种的情况这样有限制的情况下利用。

作为中折射率膜，在将高折射率膜记作H、将低折射率膜记作L时，是以LHL的方式制作的膜、和以HLH的方式制作的膜这两种。但是，无论是哪种情况，在将折射率n_M、物理膜厚d_M的膜替换成折射率n_Hn_Ln_H的顺序的情况下，物理膜厚变为如下所述。

d_H=d_M*q_H

d_L=d_M*q_L

q_H、q_L是各膜厚相对于QWOT(quarterwaveopticalthickness：四分之一波长光学厚度)的系数，是由各膜的构成物质的折射率算出的系数，只要不改变折射率即为常数。另外，折射率由于具有波长依赖性，所以选出代表的波长，例如，用TiO₂膜和SiO₂膜制成作为中折射率膜的Ta₂O₅膜。

在使Ta₂O₅的折射率为2.150331(波长500nm)、使TiO₂的折射率为2.50232(波长500nm)、使SiO₂的折射率为1.483155(波长500nm)的情况下，替代Ta₂O₅膜而使用的TiO₂膜、SiO₂膜的比率在将Ta₂O₅膜的物理膜厚记作1时，为d_L:d_H:d_L=0.2348:0.48876:0.2348、或d_H:d_L:d_H=0.39853:0.1794:0.39853。

(第二形态的透射带构成部)

第二形态的透射带构成部具有折射率为2.0以上的高折射率膜和折射率为2.0以上且小于高折射率膜的折射率的中折射率膜的重复结构，并且在透明基板2侧的相反侧的主表面侧部分具备具有折射率为1.7以下的低折射率膜的波纹调整部。将高折射率膜的平均光学膜厚记作T_H、将中折射率膜的平均光学膜厚记作T_M时，T_H/T_M为1.2以上或0.7以下。高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数为40层以上。

对于将高折射率膜和中折射率膜交替层叠而得的膜，也能够形成入射角度依赖性小、且具有足够宽度的透射带。该情况下，高折射率膜和中折射率膜达到40层左右的情况下，近红外侧的阻止带的宽度足够，但是在通常的构成、即T_H/T_M=1.00左右的情况下，紫外侧的阻止带的宽度非常窄。假如阻止带完全消失的情况下，也可以考虑使用作为长通滤波器的UV截止滤波器，但由于紫外侧的阻止带的宽度即使非常小，也作为阻止带而存在，所以这反而可能会成为波纹的原因，需要调整方法。

通过使T_H/T_M的比率与通常的构成相比偏离两成左右，即通过使T_H/T_M为1.2以上或0.7以下，可在紫外侧形成足够宽的阻止带，通过改变该比率也可调整阻止带的宽度。由此，在以高折射率膜和中折射率膜的重复结构为基本结构的膜中，可形成入射角度依赖性小、且具有足够宽度的透射带，并且可确保具有足够宽度的阻止带。根据第二形态的透射带构成部，特别是由高折射率膜和中折射率膜构成重复结构，重复结构中基本上不包含低折射率膜，所以与第一形态的透射带构成部相比容易抑制入射角度依赖性。此外，通过使T_H/T_M为1.2以上，也能够非常明确紫外侧的阻止带。

透射带构成部的层数只要为40以上就没有特别限定，但从使紫外侧和近红外侧的阻止带足够宽的观点考虑，优选为45以上，更优选50以上。对层数的上限值没有特别限定，但通常层数增多时生产性、光谱、外观品质下降，所以优选为150以下，更优选100以下。

平均光学膜厚之比T_H/T_M只要在1.2以上或0.7以下就没有特别限定，对于达到1.2以上的T_H/T_M，从增大紫外侧的阻止带的宽度的观点考虑，优选为1.5以上，更优选2以上。此外，对其上限值不一定要限定，但如果增大则近红外侧的阻止带的宽度变窄，为了增大该近红外侧的阻止带的宽度，需要增加层数，所以优选为5以下，更优选为4以下。另一方面，对于达到0.7以下的T_H/T_M，如果T_H/T_M减小，则紫外侧的阻止带的宽度变宽，但近红外侧的阻止带的宽度变窄，为了增大该近红外侧的阻止带的宽度，需要增加层数，所以优选为0.3以上。

作为高折射率膜、中折射率膜，只要折射率差为0.1以上就能够得到规定的效果，但如果折射率差小则必须增加层数，生产性下降，所以优选折射率差为0.2以上，更优选为0.3以上。作为高折射率膜、中折射率膜，只要是形成规定的折射率差的组合就没有特别限定，优选可例举例如由TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、或它们的复合氧化物构成的膜。作为高折射率膜，优选折射率为2.3以上的膜，更优选折射率为2.4以上的膜。作为这样的膜，优选可例举由TiO₂(折射率2.45)构成的膜。作为中折射率膜，只要是小于高折射率膜的折射率的膜即可，无特别限定，但优选折射率为2以上且小于2.3的膜，更优选折射率为2.2以下的膜。作为这样的膜，优选可例举由Ta₂O₅(折射率2.13)构成的膜。

另外，高折射率膜和中折射率膜的重复结构不能充分抑制波纹的产生，所以在透明基板2侧的相反侧的主表面侧部分设置有具有折射率为1.7以下的低折射率膜的波纹调整部。波纹调整部具有至少一层低折射率膜，可以是设置于透射带构成部的最终层侧(透明基板2侧的相反侧的主表面侧，以下也称为外侧)的一层低折射率膜，也可以是2～9层由一层低折射率膜、和设置在其外侧的高折射率膜或中折射率膜或这些高折射率膜和中折射率膜的重复结构构成的膜。另外，该重复结构可以具有其他的低折射率膜。透射带构成部中，包括这样的波纹调整部在内的层数只要为40以上即可。

在透射带构成部，从进一步抑制波纹产生的目的考虑，可以在透明基板2侧的部分设置折射率为1.7以下的低折射率膜。这些用于抑制波纹产生的低折射率膜较好是包括上述波纹调整部中的低折射率膜在内共形成1～9层。

透射带构成部中的中折射率膜并不一定局限于由单一的膜构成，也可以由等效膜构成，该等效膜例如由具有与高折射率膜相同的折射率的膜、和具有与低折射率膜相同的折射率的膜构成。如果采用等效膜，例如即使在成膜装置中能成膜的膜种为两种的情况下，也能够形成中折射率膜，因而优选。

(阻止带构成部)

阻止带构成部是形成光学多层膜3的光谱特性中的阻止带、具体而言是形成紫外侧和近红外侧的阻止带的部分。即、上述的透射带构成部主要形成光学多层膜3的光谱特性中的透射带及其两侧的截止带，不一定能形成足够宽的阻止带，但通过阻止带构成部可进行阻止带的宽度的扩张。

阻止带构成部在例如垂直入射条件下的光谱特性中，具有将光学多层膜3的光谱特性中的透射带包含在内的透射带。此外，阻止带构成部具有光学多层膜3和上述透射带构成部的光谱特性中的紫外侧的半值波长以下的紫外侧的半值波长，并且具有与光学多层膜和上述透射带构成部的光谱特性中的近红外侧的半值波长相比大7nm以上的近红外侧的半值波长。

通过采用这样的阻止带构成部，即使在入射角度发生变化的情况下，也可以得到将由透射带构成部形成的透射带包含在内的透射带，结果是可制成入射角度依赖性得到抑制、并且可见光区域的透射带以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张的光学多层膜3。

即、入射角度变化的情况下，由阻止带构成部形成的近红外侧的半值波长与由光学多层膜3或透射带构成部形成的近红外侧的半值波长相比，容易发生大幅位移。通过在垂直入射条件下的光谱特性中，使由阻止带构成部形成的近红外侧的半值波长比由光学多层膜3或透射带构成部形成的近红外侧的半值波长大7nm以上，从而即使在入射角度发生变化的情况下，也能够使由阻止带构成部形成的近红外侧的半值波长与由光学多层膜3或透射带构成部形成的近红外侧的半值波长不重叠。优选的上限是50nm以下，更优选的下限是14nm以上。

另一方面，由阻止带构成部形成的紫外侧的半值波长与由光学多层膜3或透射带构成部形成的紫外侧的半值波长相比不一定会有大的变化，所以在垂直入射条件下的光谱特性中，只要是在由光学多层膜3或透射带构成部所形成的紫外侧的半值波长以下，则即使在入射角度发生变化的情况下，也不会与由光学多层膜3或透射带构成部形成的紫外侧的半值波长重叠。

作为这样的阻止带构成部，可例举以下示出的第一形态和第二形态。另外，阻止带构成部的形态不取决于透射带构成部的形态，可以采用任一种形态。

(第一形态的阻止带构成部)

第一形态的阻止带构成部具有折射率为2以上的高折射率膜和折射率为1.7以下的低折射率膜的重复结构。此外，将高折射率膜的平均光学膜厚记作T_H、将低折射率膜的平均光学膜厚记作T_L时，T_H/T_L较好是小于2。

通过采用这样的构成，可形成将光学多层膜3的光谱特性中的透射带、即透射带构成部的光谱特性中的透射带包含在内的透射带，此外，可形成光学多层膜3和上述透射带构成部的光谱特性中的紫外侧的半值波长以下的紫外侧的半值波长，并且可形成与光学多层膜3和上述透射带构成部的光谱特性中的近红外侧的半值波长相比大7nm以上的近红外侧的半值波长。即、T_H/T_L为2以上的情况下，入射角度依赖性容易抑制，但透射带变窄。通过使T_H/T_L小于2，不一定能抑制入射角度依赖性，但可形成将光学多层膜3和透射带构成部的光谱特性中的透射带包含在内的宽透射带。

作为阻止带构成部的层数，从得到足够宽的透射带和阻止带、以及规定的半值波长的观点考虑，优选20以上，更优选25以上。对层数的上限值没有特别限定，但通常层数增多时生产性下降，所以优选为150以下，更优选为100以下。

关于平均光学膜厚之比T_H/T_L，只要小于2就没有特别限定，如果考虑获得足够宽的透射带和阻止带、特别是宽的阻止带，可以采用相对于设计阻止带时的设计上的中心波长，T_H/T_L比率为1左右的通常的膜设计方法。若考虑如前所述的以抑制入射角度依赖性为目的增加T_H/T_L会引起阻止带减小，则是显而易见的。

作为高折射率膜，只要是由折射率为2.0以上的材料构成的膜就无特别限定，优选可例举例如由TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、或它们的复合氧化物构成的膜。作为高折射率膜，优选折射率为2.3以上的膜，更优选折射率为2.4以上的膜。作为这样的膜，优选可例举由TiO₂(折射率2.45)构成的膜。

(第二形态的阻止带构成部)

第二形态的阻止带构成部具有用于构成紫外侧的阻止带的紫外侧阻止带构成部、和用于构成近红外侧的阻止带的近红外侧阻止带构成部。紫外侧阻止带构成部具有折射率为2以上的高折射率膜和折射率为1.7以下的低折射率膜的重复结构。近红外侧阻止带构成部具有折射率为2.0以上的高折射率膜、折射率为2.0以上且小于高折射率膜的折射率的中折射率膜、和折射率为1.70以下的低折射率膜，高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数为30层以上。

对于第二形态的阻止带构成部，也能形成将光学多层膜3的光谱特性中的透射带、即透射带构成部的光谱特性中的透射带包含在内的透射带，此外，也能形成光学多层膜3和上述透射带构成部的光谱特性中的紫外侧的半值波长以下的紫外侧的半值波长、以及与光学多层膜3和上述透射带构成部的光谱特性中的近红外侧的半值波长相比大7nm以上的近红外侧的半值波长。

一般而言，光学多层膜的光谱特性优选为近红外侧的阻止带较宽、入射角增大时透射带中的波纹产生少。上述的透射带构成部均采用了抑制入射角度依赖性的技术，所以能够在一定程度上抑制波纹的产生，但在未采用该技术的阻止带构成部依然会产生波纹。第一形态的阻止带构成部不一定能够充分抑制这样的波纹。如果采用第二形态的阻止带构成部，则能够充分扩张透射带和阻止带的宽度，并且抑制波纹的产生。

紫外侧阻止带构成部具有如上所述的折射率为2以上的高折射率膜和折射率为1.7以下的低折射率膜的重复结构。

从形成足够宽的紫外侧的阻止带的观点考虑，紫外侧阻止带构成部的层数优选为15以上，更优选20以上。对层数的上限值没有特别限定，但通常层数增多时生产性下降，所以优选为60以下，更优选为40以下。

近红外侧阻止带构成部是具有折射率为2.0以上的高折射率膜、折射率为2.0以上且小于高折射率膜的折射率的中折射率膜、和折射率为1.70以下的低折射率膜。这些高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总层数为30层以上。

近红外侧阻止带构成部的层数只要在30以上就没有特别限定，从形成具有更充分宽度的近红外侧的阻止带的观点考虑，优选为40以上，更优选60以上。对层数的上限值没有特别限定，但通常层数增多时生产性下降，所以优选为150以下，更优选为100以下。

基本单元:[HML]

基本单元:[LMHML]

采用如上所述的重复结构的情况下，从得到足够宽的阻止带的观点考虑，平均光学膜厚T_H、平均光学膜厚T_M、平均光学膜厚T_L可以采用通常膜设计时的比率大小，即：以HML为基本单元的部分的T_H:T_M:T_L=1:1:1左右，以LMHML为基本单元的部分的T_H:T_M:T_L=1:1:2左右。另外，后者的T_L比率为2是因为LMHML的重复结构中LL重叠，所以最终的膜设计中比率为2，但基本的思路没有改变，仍是T_H:T_M:T_L=1:1:1。对于详细内容在下文中描述。另外，这里采用通常的比率是基于以下考虑：第一形态的透射带构成部的说明中叙述的入射角度依赖性减小的方法中，如果增大T_H、T_M的比率，则阻止带变窄，所以对光学膜厚比率不作大的改变。

此外，阻止带构成部较好是对于上述重复结构使用两个以上的设计波长来实现阻止带扩张这样通常的方法。该情况下，上述比率分别根据每个设计上的中心波长来设定。

近红外侧阻止带构成部将较宽范围的近红外区域截止，但作为CCD、CMOS用途的近红外线截止滤波器，较好是可截止到更长的波长侧。优选为截止900nm以上，更优选截止1100nm以上，进一步优选截止1150nm以上。使用上述方法的情况下，能够扩张到更长波长侧的阻止区域，并且在入射角度增大时抑制波纹的产生。

另外，近红外侧阻止带构成部不一定必须严格地形成上述基本单元的重复结构。例如，在低折射率膜那样折射率较小的情况下，如果光学膜厚变小则成膜时的膜厚控制变困难，所以也可以是例如省略多个低折射率膜的一部分，由此形成高折射率膜和中折射率膜多数连续的部分。

近红外侧阻止带构成部中的中折射率膜并不一定局限于由单一的膜构成，也可以由等效膜构成，该等效膜例如由具有与高折射率膜相同的折射率的膜、和具有与低折射率膜相同的折射率的膜构成。如果采用等效膜，例如即使在成膜装置中能成膜的膜种为两种的情况下，也能够形成中折射率膜，因而优选。

光学多层膜3、即透射带构成部及阻止带构成部可通过溅射法、真空蒸镀法、离子束法、离子电镀法、CVD法形成，特别优选的是通过溅射法、真空蒸镀法形成。透射带是CCD、CMOS等固体摄像元件受光时使用的波长带，其位置精度很重要。通过利用溅射法、真空蒸镀法形成，从而可抑制波长位移，提高位置精度。

近红外线截止滤波器1可被用作例如数字静像照相机、数字摄像机、监视照相机、车载用照相机、网络照相机等摄像装置和自动曝光器等中的视觉灵敏度修正滤波器。数字静像照相机、数字摄像机、监视照相机、车载用照相机、网络照相机等摄像装置中，例如配置在摄像透镜和固体摄像元件之间。自动曝光器中，例如配置在受光元件的前表面。

摄像装置的情况下，可以在离开固体摄像元件前表面的位置上配置近红外线截止滤波器1，也可以直接贴附在固体摄像元件或固体摄像元件的外壳上，也可以将保护固体摄像元件的防护盖作为近红外线截止滤波器1。此外，也可以直接贴附在使用了用于减少波纹和伪彩色的水晶或铌酸锂等结晶的低通滤波器上。

图41是示意地表示具有固体摄像元件的摄像装置的一实施方式的剖视图。摄像装置50包括例如固体摄像元件51、防护玻璃52、透镜组53、光圈54、及将它们固定的框体55。

透镜组53配置在固体摄像元件51的摄像面侧，包括例如第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。光圈54配置在第三透镜L3和第四透镜L4之间。防护玻璃52配置在固体摄像元件51的透镜组53侧，保护固体摄像元件51免受外部环境的损害。固体摄像元件51是将通过透镜组53的光转换为电信号的电子元器件，例如是CCD或CMOS等。固体摄像元件51、防护玻璃52、透镜组53和光圈54沿着光轴x配置。

摄像装置50中，自被摄体侧入射的光通过第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光圈54、第四透镜L4和防护玻璃52入射至固体摄像元件51。固体摄像元件51将该入射的光转换成电信号，作为图像信号输出。

近红外线截止滤波器1可被用作例如防护玻璃52、透镜组53、即第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3或第四透镜L4。换言之，采用以往的摄像装置的防护玻璃或透镜组作为透明基板2，将近红外线截止滤波器1的光学多层膜3设置在该透明基板2的表面。通过将近红外线截止滤波器1用于摄像装置50的防护玻璃52或透镜组53，能够抑制入射角度依赖性，并且将可见光区域的透射带以及紫外区域和近红外区域的阻止带扩张，提高其特性。

实施例

以下，参照实施例进行更具体的说明。

例1～4是本发明的近红外线截止滤波器的实施例。此外，例5～14是对于各构成的层叠膜，利用光学模拟算出各入射角下的光谱透射率的实施例。

(例1)

近红外线截止滤波器采用如下构成：在透明基板的一个主表面具有成为光学多层膜的一部分的透射带构成部，在另一主表面具有成为光学多层膜的一部分的阻止带构成部。这里，透明基板采用无色透明玻璃(肖特公司(ショット社)制，商品名:D263、厚度:0.3mm)、或近红外线截止玻璃(旭硝子株式会社(旭硝子社)制，商品名:NF-50T、厚度:0.26mm)。

透射带构成部采用具有表1所示构成的第一形态的透射带构成部。表中的层数是自透明基板侧起的层数。这里，在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，透射带构成部基本上是由[LMHML]的基本单元构成的，层数为84层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为119.1nm，Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M为138.7nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为45.3nm，T_H/T_L=2.6、T_M/T_L=3.1。

阻止带构成部采用具有表2所示构成的第二形态的阻止带构成部。这里，阻止带构成部中，1～22层是紫外侧阻止带构成部，23～93层是近红外侧阻止带构成部。在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，紫外侧阻止带构成部基本上是由[HL]的基本单元构成的，层数为22层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为55.4nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为117.0nm，T_H/T_L=0.47。

在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，近红外侧阻止带构成部基本上是由[LMHML]的基本单元构成的，层数为70层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为119.5nm，Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M为95.4nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为224.2nm，T_H/T_L=0.5、T_M/T_L=0.4。

[表1]

[表2]

对于该近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。图2中示出透明基板采用无色透明玻璃时的光谱透射率，图3中示出透明基板采用近红外线截止玻璃时的光谱透射率。此外，图4中示出无色透明玻璃上仅形成有透射带构成部时的光谱透射率，图5中示出无色透明玻璃上仅形成有阻止带构成部时的光谱透射率。

此外，表3中示出近红外线截止滤波器的光谱透射率(透明基板采用无色透明玻璃(图2))中的主要数值。此外，表4、5中示出透射带构成部、阻止带构成部的光谱透射率(图4、5)中的主要数值。

[表3]

[表4]

[表5]

根据图2可知，如果采用该近红外线截止滤波器，可确认入射角度依赖性得到抑制，并且透射带、以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张，此外入射角度增大时波纹的产生也得到抑制。该近红外线截止滤波器具有非常宽的透射带，所以适合与近红外线截止玻璃等吸收型彩色玻璃并用。

(例2)

近红外线截止滤波器采用如下构成：在透明基板的一个主表面形成成为光学多层膜的一部分的透射带构成部，在另一个主表面形成成为光学多层膜的一部分的阻止带构成部。这里，透明基板、阻止带构成部与例1相同。

透射带构成部采用具有表6所示的构成的第二形态的透射带构成部。这里，在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M时，透射带构成部基本上是由[HM]的基本单元构成的。此外，层数为52层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为210.7nm，Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M为171.4nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为191.3nm，T_H/T_M=1.2。

[表6]

对于该近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。图6中示出透明基板采用无色透明玻璃时的光谱透射率，图7中示出透明基板采用近红外线截止玻璃时的光谱透射率。此外，图8中示出在无色透明玻璃上仅形成有透射带构成部时的光谱透射率。

此外，表7中示出近红外线截止滤波器的光谱透射率(透明基板采用无色透明玻璃(图6))中的主要数值。此外，表8中示出透射带构成部的光谱透射率(图8)中的主要数值。

[表7]

[表8]

根据图6可知，对于该近红外线截止滤波器，也可确认入射角度依赖性得到抑制，并且可见光区域的透射带、以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张，此外入射角度增大时波纹的产生也得到抑制。关于该近红外线截止滤波器，与例1、即具有第一形态的透射带构成部相比，特别是入射角度依赖性得到抑制，所以优选。

(例3)

透射带构成部采用具有表9所示的构成的第一形态的透射带构成部。这里，在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，透射带构成部基本上是由[HML]的基本单元构成的。此外，层数为84层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为223.8nm，Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M为117.5nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为30.4nm，T_H/T_L=7.4、T_M/T_L=3.9。

[表9]

对于该近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。图9中示出透明基板采用无色透明玻璃时的光谱透射率，图10中示出透明基板采用无近红外线截止玻璃时的光谱透射率。此外，图11中示出在无色透明玻璃上仅形成有透射带构成部时的光谱透射率。

此外，表10中示出近红外线截止滤波器的光谱透射率(透明基板采用无色透明玻璃(图9))中的主要数值。此外，表11中示出透射带构成部的光谱透射率(图11)中的主要数值。

[表10]

[表11]

根据图9可知，对于该近红外线截止滤波器，也可确认入射角度依赖性得到抑制，并且可见光区域的透射带、以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张，此外入射角度增大时波纹的产生也得到抑制。关于该近红外线截止滤波器，与例1的近红外线截止滤波器、即具有第一形态的透射带构成部且该第一形态的透射带构成部具有[LMHML]的基本单元的重复结构的近红外线截止滤波器相比，透射带的宽度稍窄，但由于基本上由[HML]的基本单元构成，所以各膜的平均光学膜厚的自由度高，因而优选。

(例4)

透射带构成部采用具有表12所示的构成的第二形态的透射带构成部。这里，与例2同样，在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M时，透射带构成部基本上是由[HM]的基本单元构成的。此外，层数为59层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为245.7nm，Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M为137.0nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为126.0nm，T_H/T_M=1.8。

[表12]

对于该近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。图12中示出透明基板采用无色透明玻璃时的光谱透射率，图13中示出透明基板采用近红外线截止玻璃时的光谱透射率。此外，图14中示出在无色透明玻璃上仅形成有透射带构成部时的光谱透射率。

此外，表13中示出近红外线截止滤波器的光谱透射率(透明基板采用无色透明玻璃(图12))中的主要数值。此外，表14中示出透射带构成部的光谱透射率(图14)中的主要数值。

[表13]

[表14]

根据图12可知，对于该近红外线截止滤波器，也可确认入射角度依赖性得到抑制，并且可见光区域的透射带、以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张，此外入射角度增大时波纹的产生也得到抑制。对于该近红外线截止滤波器，与例2的近红外线截止滤波器、即具有同样形态的透射带构成部(第二形态的透射带构成部)的近红外线截止滤波器相比，T_H/T_M更大，所以紫外侧的阻止带的宽度更宽，阻止带变得更明确。

(例5)

对于在作为透明基板的无色透明玻璃上仅具有与例1的阻止带构成部的构成相同的层叠膜的近红外线截止滤波器(无透射带构成部)，通过光学模拟算出入射角θ为0°、30°、40°时的光谱透射率。图15中示出结果。

层叠膜如上所说明的那样，1～22层是紫外侧阻止带构成部，23～93层是近红外侧阻止带构成部。通常，对于阻止带构成部，入射角度增大时在透射带容易产生波纹，特别是在想要扩大近红外侧的阻止带时，容易产生波纹。如果采用该阻止带构成部、特别是近红外侧阻止带构成部，通过设为例如T_H/T_L=0.5、T_M/T_L=0.4，能够扩大近红外侧的阻止带，并且还能够抑制入射角度增大时波纹的产生。

(例6)

对于在作为透明基板的无色透明玻璃上具有表15示出的构成的层叠膜的近红外线截止滤波器(无阻止带构成部)，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。

另外，该层叠膜基本上是将第一形态的透射带构成部中的中折射率膜替换成等效膜而得的。替换成等效膜之前的构成是，将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，基本上具有L[LMHML]^25的构成([LMHML]^25表示[LMHML]的基本单元重复25次而得的构成)，并且在将TiO₂膜的平均光学膜厚记作T_H、将Ta₂O₅膜的平均光学膜厚记作T_M、将SiO₂膜的平均光学膜厚记作T_L时，T_H:T_M:T_L=8:4:1。另外，将基本单元间所形成的LL的重叠部分一并视作L时，T_H:T_M:T_L=8:4:2。

替换成等效膜是指将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜用TiO₂膜和SiO₂膜替换，替换后的构成的层数为98层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为144.5nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为47.3nm，T_H/T_L=3.1。图16中示出结果。此外，表16中示出光谱透射率中的主要数值。

[表15]

[表16]

如果将透射带构成部的中折射率膜替换成等效膜，则透射带变得稍窄。这是由以下原因引起的，即、等效膜是以特定波长的折射率为前提将膜厚分割，所以无视折射率的波长依赖性，从而无法完全再现L[LMHML]^25的理想模型。因此，如果通过最优化处理进行增宽透射带的调整，则在该过程中层数将减少。即便如此，与例1的透射带构成部相比，层数还是增加，增加了物理膜厚为10nm左右或比其更小的极薄的膜，实际的膜厚控制非常困难。另一方面，抑制入射角度依赖性的效果与例1的透射带构成部那样不具有等效膜的情况相比稍差，但大体上可控制在误差范围内。即、即使在使用等效膜的情况下，也能够再现包括入射角度依赖性的抑制在内的大部分的特性。

(例7)

对于在作为透明基板的无色透明玻璃上具有表17～24示出的各种构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。

另外，关于各层叠膜，在将TiO₂膜记作H、将Ta₂O₅膜记作M、将SiO₂膜记作L时，基本上具有L[LMHML]^25的构成，但改变了TiO₂膜的平均光学膜厚T_H、Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M、SiO₂膜的平均光学膜厚T_L的比率，且有一部分被用作第一形态的透射带构成部。结果示于图17～24。此外，将近红侧截止波长的透射率10％附近波长的位移量汇总示于表25中。

[表17]

T_H:T_M:T_L＝1:1:4

[表18]

T_H:T_M:T_L＝1:1:2

[表19]

T_H:T_M:T_L＝2:2:2

[表20]

T_H:T_M:T_L＝4:4:2

[表21]

T_H:T_M:T_L＝8:8:2

[表22]

T_H:T_M:T_L＝8:5:2

[表23]

T_H:T_M:T_L＝8:3:2

[表24]

T_H:T_M:T_L＝3:8:2

[表25]

如果增大T_H、T_M的比率，则入射角依赖性减小。将T_H、T_M以同比率增大的情况下，如果相对于T_L为等倍以上，则算出波长位移量控制在-19nm。但是，因为是没有进行波纹调整等的非常单纯的构成，所以实际上如果入射角度增大则会发生PS分离，透射率高的部分与低的部分的差异在透射率高的部分会变大，从而需要有一定程度的余地。因而，再考虑例1的结果，T_H/T_L、T_M/T_L都为2以上是优选的数值。

关于上限，从波长位移的观点出发，无需考虑上限，但是由于T_L相对下降的关系下、即折射率低的SiO₂膜的膜厚降低使得膜厚控制变得困难等，所以优选T_H/T_L、T_M/T_L都在5以下。另外，对于不同的比率，紫外侧的阻止带的宽度会变窄，或者透射带的宽度稍有变化，再结合例1的结果，优选在上述范围内。

(例8)

对于在作为透明基板的无色透明玻璃上具有表26所示的各构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。

另外，各层叠膜在将TiO₂膜记作H、将Ta₂O₅膜记作M、将SiO₂膜记作L时，基本上具有0.5L/[MH]^25/0.5L的构成，并通过将各TiO₂膜、各Ta₂O₅膜按照分别基本上达到相同光学膜厚的条件进行层叠，通过改变该光学膜厚，从而改变TiO₂膜的平均光学膜厚T_H与Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M的比率，一部分形成第二形态的透射带构成部。结果示于图25～30中。此外，将近红侧截止波长的透射率50％附近的位移量汇总示于表27中。

[表26]

[表27]

设置于初始层和最终层的SiO₂膜是作为波纹调整部而设置的，但由于与形成截止波长的部分无关，所以对波长位移几乎无影响。另外，波长位移是近红侧截止波长的透射率50％附近的波长位移。关于该层叠膜，由于基本构成中没有作为低折射率膜的SiO₂膜，所以波长位移小。T_H的比率越大，位移量越小，但无论是增大还是减小，如果比率过度增大，则近红外侧的阻止带变小，所以必须增加层数。另外，T_H:T_M中T_H的比率较大的情况下如果比率大于T_H:T_M=1.2:1，T_M的比率大的情况下如果比率大于T_H:T_M=1:1.5，则紫外侧的阻止带变得明确。

因而，优选提高T_H的比率，并且使比率达到一定程度以上，但是如果将T_H和T_M的比率过度增大，则一方的膜厚变得极薄，例如，由于近红侧的阻止带变小而需要增加层数等。因此，对T_H/T_M的范围不一定必须限定，但在T_H的比率大的情况下，优选为1.2以上，更优选1.5以上，进一步优选2.0以上。此外，其上限值优选为5.0以下，更优选4.0以下。另一方面，对于T_M的比率大的膜，虽然不一定有积极利用的理由，但能够充分使用，T_H/T_M优选为0.7以下、0.3以上。

(例9)

对于在作为透明基板的无色透明玻璃上具有表28所示的构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。

另外，该层叠膜在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，基本上由[HL]的基本单元构成，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为109.8nm、SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为41.1nm、T_H/T_L为2.7，例如是可应用于第二形态的阻止带构成部中的紫外侧阻止带构成部的层叠膜。结果示于图31中。

[表28]

层数	膜物质	nd
			1	TiO₂	51.48
2	SiO₂	47.23
			3	TiO₂	123.08
4	SiO₂	31.81
			5	TiO₂	124.60
6	SiO₂	34.90
			7	TiO₂	123.43
8	SiO₂	39.37
			9	TiO₂	122.81
10	SiO₂	34.84
			11	TiO₂	127.00
12	SiO₂	37.90
			13	TiO₂	119.81
14	SiO₂	38.81
			15	TiO₂	129.28
16	SiO₂	32.26
			17	TiO₂	119.88
18	SiO₂	42.83
			19	TiO₂	124.31
20	SiO₂	16.64
			21	TiO₂	134.32
22	SiO₂	95.59
			23	TiO₂	17.84

如果采用层叠膜，则紫外区域的阻止带变窄。虽未图示，但如果提高T_H/T_L中的T_H的比率，则紫外区域的阻止带变得更窄。例5中的1～22层的紫外侧阻止带构成部能够截止300～400nm，但是该层叠膜对于300～350nm的截止并不充分。

(例10)

对于在透明基板的一个主表面上具有表29所示的构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。

透明基板采用与例1同样的透明基板。层叠膜在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，基本上由[HL]的基本单元构成，层数为50层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为185.8nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为197.8nm，T_H/T_L=0.9。关于该层叠膜，在透明基板上单独形成时，成为本发明的近红外线截止滤波器的比较例。图32中示出透明基板采用无色透明玻璃时的光谱透射率，图33中示出透明基板采用近红外线截止玻璃时的光谱透射率。此外，表30中示出光谱透射率(透明基板采用无色透明玻璃(图32))中的主要数值。

[表29]

[表30]

关于该层叠膜，确认虽然能够充分确保透射带和阻止带的宽度，但是入射角度依赖性大，而且透射带中的波纹也大。

(例11)

对于在透明基板的一个主表面上具有表31所示的构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。

透明基板采用与例1同样的透明基板(无色透明玻璃)。层叠膜在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，基本上由[LMHML]的基本单元构成，层数为96层，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为81.2nm，Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M为93.5nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为150.4nm，T_H/T_L=0.5、T_M/T_L=0.6。图34中示出光谱透射率。此外，表32中示出光谱透射率中的主要数值。

[表31]

[表32]

关于该层叠膜，波长位移稍微变大。此外，入射角θ为0～30°时的P、S分离较大，其影响出现在近红外侧。因此，在透射率超过50％的部分和未超过50％的部分的位移量不同。

(例12)

对于在透明基板的一个主表面上具有表33所示的构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。

透明基板采用与例1同样的透明基板(无色透明玻璃)。层叠膜是在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为中折射率膜的Ta₂O₅膜记作M时，基本上由[HM]的基本单元构成，是将各折射率膜制成相同光学膜厚而得的层叠膜，层数为52层，在第1层和第52层具有作为波纹调整膜的SiO₂膜，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为188.6nm，Ta₂O₅膜的平均光学膜厚T_M为185.2nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为107.5nm，T_H/T_M=1。图35中示出光谱透射率。此外，表34中示出光谱透射率中的主要数值。

[表33]

[表34]

关于该层叠膜，确认虽然能够扩大透射带的宽度，还能够抑制入射角度依赖性，但是紫外侧的阻止带没有充分显现。

(例13)

对于在透明基板的一个主表面上具有表35所示的构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、入射角θ为30°时的光谱透射率、及入射角θ为40°时的光谱透射率。

透明基板采用与例1同样的透明基板。层叠膜是在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，基本上由[HL]的基本单元构成的，层数为44层，第1～23层形成近红外侧阻止带构成部，第23层以上成为紫外侧阻止带构成部。紫外侧阻止带构成部中，TiO₂膜的平均光学膜厚T_H为223nm，SiO₂膜的平均光学膜厚T_L为221.1nm，T_H/T_L=1。图36中示出光谱透射率。此外，表36中示出光谱透射率中的主要数值。另外，关于该层叠膜，例如可用作第一形态的阻止带构成部。

[表35]

[表36]

关于该层叠膜，入射角度增大时波纹的产生有些增大，但透射带及阻止带的宽度有一定程度的扩大。

(例14)

对于在透明基板的一个主表面上具有表37所示的构成的层叠膜的近红外线截止滤波器，通过光学模拟，算出入射角θ为0°时的光谱透射率、及入射角θ为30°时的光谱透射率。另外，在近红侧截止波长的透射率10％附近确认到波长位移。

透明基板采用与例1同样的透明基板。层叠膜是在将作为高折射率膜的TiO₂膜记作H、将作为低折射率膜的SiO₂膜记作L时，基本上具有[HL]的构成，将各TiO₂膜、各SiO₂膜按照达到基本上相同的光学膜厚的条件进行层叠，层数为53层，T_H/T_L为1～8。图37～40中示出光谱透射率。

[表37]

对于作为高折射率膜的TiO₂膜和作为低折射率膜的SiO₂膜的重复结构，虽然也能够通过提高TiO₂膜的平均光学膜厚T_H来抑制入射角度依赖性，但不能确保透射带的宽度。即、图37～39中将近红外侧截止波长位置对齐，但例如与例7的透射带比较时，变窄约20nm左右。如果使透射带的宽度朝短波长侧移动，则容易变得更窄。图40中示出了将短波长侧对齐的情况，长波长侧的上升沿为650nm左右，例如，与例1的情况比较时，例1在695nm左右开始上升，所以窄了30～40nm左右。

产业上利用的可能性

根据本发明，可提供一种入射角度依赖性得到抑制、并且可见光区域的透射带以及紫外区域和近红外区域的阻止带得到扩张的近红外线截止滤波器。该近红外线截止滤波器可用于数码照相机及摄像机等中所使用的CCD和CMOS等固体摄像元件用的用途。

这里引用2011年9月21日提出申请的日本专利申请2011-206574号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容作为本发明的说明书的揭示。

符号的说明

1…近红外线截止滤波器、2…透明基板、3…光学多层膜、具有3的光学多层膜3、50…摄像装置、51…固体摄像元件、52…防护玻璃、53…透镜组、54…光圈、55…框体。

Claims

1.一种近红外线截止滤波器，其具备透明基板、和设置于所述透明基板的至少一个主表面且具有折射率为2.0以上的折射率不同的两种以上的膜和折射率为1.70以下的膜的光学多层膜，其特征在于，

所述光学多层膜的垂直入射条件下的分光特性是，具有在400～700nm的波长范围内平均透射率为85％以上的透射带，以及所述透射带的紫外侧和近红外侧的平均透射率分别为5％以下的阻止带；

所述透射带的紫外侧的半值波长与近红外侧的半值波长的差为200nm以上；

垂直入射条件与30°入射条件的分光特性中，所述透射带的半值波长的差在紫外侧小于10nm，在近红外侧小于20nm；

所述光学多层膜具有构成所述透射带的透射带构成部和构成所述阻止带的阻止带构成部。

2.如权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述透明基板由在近红外波长区域具有吸收的材料构成。

3.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，

所述透射带构成部具有折射率为2.0以上的高折射率膜、折射率为2.0以上且小于所述高折射率膜的折射率的中折射率膜、和折射率为1.70以下的低折射率膜，

所述高折射率膜、所述中折射率膜和所述低折射率膜的总层数为50层以上，

当将所述高折射率膜的平均光学膜厚记作T_H、将所述中折射率膜的平均光学膜厚记作T_M、将所述低折射率膜的平均光学膜厚记作T_L时，T_H/T_L为2以上、且T_M/T_L为2以上。

4.如权利要求3所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述中折射率膜由等效膜构成，该等效膜由具有与所述高折射率膜相同的折射率的膜、和具有与所述低折射率膜相同的折射率的膜构成。

5.如权利要求1或2所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，

所述透射带构成部具有折射率为2.0以上的高折射率膜和折射率为2.0以上且低于所述高折射率膜的折射率的中折射率膜的重复结构，并且在所述透明基板侧的相反侧的主表面侧部分具备具有折射率为1.7以下的低折射率膜的波纹调整部，

当将所述高折射率膜的平均光学膜厚记作T_H、将所述中折射率膜的平均光学膜厚记作T_M时，T_H/T_M为1.2以上或0.7以下，所述高折射率膜、所述中折射率膜和所述低折射率膜的总层数为40层以上。

6.如权利要求5所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述中折射率膜由等效膜构成，该等效膜由具有与所述高折射率膜相同的折射率的膜、和具有与所述低折射率膜相同的折射率的膜构成。

7.如权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述阻止带构成部的垂直入射条件下的分光特性中，具有包括所述光学多层膜的分光特性中的透射带的透射带，并且具有所述光学多层膜和所述透射带构成部的分光特性中的紫外侧的半值波长以下的紫外侧的半值波长、以及与所述光学多层膜和所述透射带构成部的分光特性中的近红外侧的半值波长相比大7nm以上的近红外侧的半值波长。

8.如权利要求7所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述阻止带构成部具有折射率为2以上的高折射率膜和折射率为1.7以下的低折射率膜的重复结构。

9.如权利要求7所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，

所述阻止带构成部具有用于构成所述紫外侧的阻止带的紫外侧阻止带构成部、和用于构成所述近红外侧的阻止带的近红外侧阻止带构成部；

所述紫外侧阻止带构成部具有折射率为2以上的高折射率膜和折射率为1.7以下的低折射率膜的重复结构；

所述近红外侧阻止带构成部具有折射率为2.0以上的高折射率膜、折射率为2.0以上且小于所述高折射率膜的折射率的中折射率膜、和折射率为1.70以下的低折射率膜；

所述高折射率膜、所述中折射率膜和所述低折射率膜的总层数为30层以上。

10.如权利要求9所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述近红外侧阻止带构成部中的所述中折射率膜由等效膜构成，该等效膜由具有与所述高折射率膜相同的折射率的膜、和具有与所述低折射率膜相同的折射率的膜构成。

11.如权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，构成所述光学多层膜的折射率为2.0以上的折射率不同的两种以上的膜由TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、或它们的复合氧化物构成，所述折射率为1.70以下的膜由SiO₂、MgF₂、或它们的复合氧化物构成。

12.如权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述光学多层膜通过蒸镀或溅射而形成。

13.如权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述透射带的紫外侧的半值波长在390～430nm的范围内，所述透射带的近红外侧的半值波长在640～720nm的范围内。

14.如权利要求1所述的近红外线截止滤波器，其特征在于，所述透射带的紫外侧的半值波长与近红外侧的半值波长的差为200nm以上、300nm以下。