專利名稱：紅外截止濾光片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種既能透過可見光區(qū)域的光線又能截止紅外線的紅外截止濾光片。
背景技術：
在以一般的攝像機或數碼相機等為代表的電子相機的光學系統(tǒng)中，從被攝體側開始沿著光軸依次配置有成像光學系統(tǒng)、紅外截止濾光片、光學低通濾波器、(XD(ChargeCoupled Device,電稱合器)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)等攝像器件(例如參照專利文獻I)。在此所說的攝像器件具有能夠響應波長頻帶比人眼可視的光線的波長頻帶(可見光區(qū)域)更寬的光線的靈敏度特性，除了能響應可見光區(qū)域的光線之外，還能響應紅外線區(qū)域的光線。具體而言，人眼在暗處能夠響應波長在400nm 620nm左右的范圍內的光線，在明處能夠響應波長在420nm 700nm左右的范圍內的光線。而與此相比，例如，CXD不僅能夠響應波長在400nm 700nm范圍的光線，還能響應波長超過700nm的光線。因此，在下列專利文獻I中記載的攝像器件中，除了作為攝像器件的CXD之外，還設置了紅外截止濾光片，以使紅外線區(qū)域的光線無法到達攝像器件，從而獲得接近于人眼所看到的圖像的攝像圖像。到目前為止，作為在此所說的紅外截止濾光片，存在既能透過可見光區(qū)域的光線(可見光)又能吸收紅外線區(qū)域的光線(紅外線)的紅外線吸収玻璃、和既能透過可見光又能反射紅外線的紅外截止涂層等。作為紅外線吸収玻璃，例如，可列舉使銅離子等色素分散的藍色玻璃。作為紅外截止涂層，例如，可列舉在透明基板上，將Ti02、ZrO2, Ta2O5, Nb2O5等有高折射率的物質與Si02、MgF2等有低折射率的物質交互地疊層為數十層而得到的電介質多層膜。以下，參照圖7及圖8，對這些紅外線吸収玻璃和紅外截止涂層進行說明。圖7表示厚度不同的兩個紅外線吸収玻璃的透光特性LU、L12。具體而言，顯示Lll的透光特性的紅外線吸収玻璃的厚度是顯示L12的透光特性的紅外線吸収玻璃的厚度的一半以下。在采用紅外線吸収玻璃作為紅外截止濾光片的情況下，如圖7的Lll及L12所示那樣，從可見光區(qū)域直至紅外線區(qū)域，能夠獲得與人眼的靈敏度特性相近的“透光率平緩減小的特性”。另外，比較Lll與L12可知，紅外線吸収玻璃的厚度越薄，其在可見光區(qū)域的透光率、特別是在600nm 700nm的波長頻帶的透光率越高。例如，具有圖7的Lll所示的透光特性的紅外線吸収玻璃對于波長為700nm的光線具有10 %左右的透光率，并能透過波長為750nm左右的光線。因此，不能充分截止紅外線區(qū)域的光線，從而使攝像器件拍攝到人眼感覺不到的紅外線區(qū)域的圖像。相對于此，厚度為具有Lll所示的透光特性的紅外線吸収玻璃的2倍以上的紅外線吸収玻璃則如L12的透光特性所示那樣，對于波長為700nm的光線的透光率約為0%，能夠充分截止波長超過700nm的光線。因而，在現(xiàn)有的紅外截止濾光片中，采用具有L12所示的透光特性的紅外線吸収玻璃。然而，作為紅外截止濾光片，在使用了具有L12所示的透光特性的紅外線吸収玻璃的情況下，透光特性顯示出，對于600nm的波長，透光率約為50%，因而，與使用具有對于640nm的波長透光率約為50%的Lll所示的透光特性的紅外線吸収玻璃的情況相比，對于波長為600nm 700nm的紅色可見光而言，透光率較低，會出現(xiàn)不能使紅色可見光充分透過這樣的問題。C⑶或CMOS等攝像器件的成像元件對于紅色的靈敏度比藍色或綠色低。因此，若紅色可見光不能充分透過，則成像元件不能充分察覺到紅色，從而使攝像器件拍攝到的圖像成為紅色較弱的暗淡圖像。
這樣，在將紅外線吸収玻璃用作紅外截止濾光片的情況下，無法既使紅色可見光充分透過，又使透光率約為0%的點對應700nm。另外，在將紅外截止涂層用作紅外截止濾光片的情況下，如圖8的L13所示那樣，能夠獲得從可見光區(qū)域直至紅外線區(qū)域“透光率急劇減小的特性”。因此，容易實現(xiàn)既使紅色可見光充分透過，又使透光率約為0%的點對應700nm。然而，紅外截止涂層不是通過吸收紅外線來截止紅外線，而是通過反射紅外線來截止紅外線。因此，紅外截止涂層會促使因該紅外截止涂層與成像光學系統(tǒng)之間發(fā)生的光的重復反射而引起的重影發(fā)生。專利文獻I日本特開2000-209510號公報

發(fā)明內容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種既能使波長為600nm 700nm的紅色可見光充分透過，又能截止波長超過700nm的光線，并且還能抑制重影發(fā)生的、紅外截止濾光片。本發(fā)明所涉及的紅外截止濾光片是截止紅外線的紅外截止濾光片，其特征在于包括吸収紅外線的紅外線吸収體、和反射紅外線的紅外線反射體，所述紅外線吸収體具有，對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長，透光率為50%的透光特性，所述紅外線反射體具有，對于670nm 690nm的波長頻帶內的波長，透光率為50%的透光特性，所述紅外線反射體顯示50%的透光率時的波長，比所述紅外線吸収體顯示50%的透光率時的波長更長，通過所述紅外線吸収體和所述紅外線反射體的組合，該紅外截止濾光片的透光特性顯示出，對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長，透光率為50% ;對于700nm的波長，透光率低于5%?；谠摷t外截止濾光片，通過將具有對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長透光率為50%的透光特性的紅外線吸収體，與具有對于670nm 690nm的波長頻帶內的波長透光率為50%的透光特性的紅外線反射體相組合，能夠獲得靈敏度特性接近于人眼的透光特性，即，從可見光區(qū)域直至紅外線區(qū)域，透光率平緩減??；對于700nm的波長，透光率約為0%。另外，在本發(fā)明的紅外截止濾光片中，作為紅外線吸収體，采用具有對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長透光率為50%的透光特性的紅外線吸収體，例如，具有圖7的Lll所示的透光特性的紅外線吸収玻璃，通過使紅外線吸収體的紅外線吸収作用與紅外線反射體的紅外線反射作用相組合，能夠使透光率約為0% (低于5%)的點對應700nm。因此，與具有圖7的L12所示的透光特性的紅外線吸収玻璃所構成的現(xiàn)有的紅外截止濾光片相比，本發(fā)明的紅外截止濾光片在可見光區(qū)域，特別是在600nm 700nm的波長頻帶，能夠維持較高的透光率。換言之，既能截止波長超過700nm的紅外線，又能讓足以使攝像器件的成像元件察覺到的足夠量的紅色光線(波長為600nm 700nm的光線)透過。因而，通過將本發(fā)明的紅外截止濾光片應用于攝像器件的紅外截止濾光片，能夠克服成像元件對于紅色靈敏度較弱，從而使攝像器件所拍攝的圖像容易成為暗淡的圖像這一缺陷。另外，通過將紅外線反射體與紅外線吸収體組合，本發(fā)明的紅外截止濾光片能夠抑制紅外線反射體所反射的光的量。具體而言，紅外線反射體3的半波長(透光率為50%的波長)比紅外線吸収體2的半波長更長，通過用紅外線吸収體2吸收紅外線，能夠抑制紅外線反射體3所反射的光(紅外光)的量。因此，能夠抑制因紅外線反射體對光的反射而引起的重影發(fā)生。另外，具有對于640nm的波長透光率為50%的、圖7的Lll所示的透光特性的紅外線吸収玻璃的厚度為，用作現(xiàn)有的紅外截止濾光片的、具有圖7的L12所示的透光特性的紅外線吸収玻璃的厚度的一半以下。由此可知，作為構成本發(fā)明的紅外截止濾光片的、具有對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長透光率為50%的透光特性的紅外線吸収體，可以采用厚度比具有圖7的L12所示的透光特性的現(xiàn)有的紅外線吸収玻璃所構成的紅外截止濾光片更薄的紅外線吸収體。因此，能夠提供厚度相同于或薄于只由紅外線吸収體構成的現(xiàn)有的紅外截止濾光片的厚度，而既能使紅色可見光充分透過，又能截止紅外線，且在可見光區(qū)域中具有與人眼相近的透光特性的紅外截止濾光片。另外，也可以是，在本發(fā)明所涉及的紅外截止濾光片中，所述紅外線吸収體具有，對于700nm的波長，透光率為10% 40%的透光特性，所述紅外線反射體具有，對于700nm的波長，透光率低于15%的透光特性。通過將具有對于700nm的波長透光率為10% 40%的透光特性的紅外線吸収體、與具有對于700nm的波長透光率低于15%的透光特性的紅外線反射體相組合，該紅外截止濾光片能夠在紅色可見光的波長頻帶(600nm 700nm)切實地獲得較高的透光率。另外，也可以是，在本發(fā)明所涉及的紅外截止濾光片中，所述紅外線反射體具有，對于450nm 650nm的波長頻帶內的各波長，透光率為80%以上；在450nm 650nm的波長頻帶，透光率平均為90%以上的透光特性。該紅外截止濾光片由于能夠獲得在450nm 650nm的波長頻帶依存于紅外線吸収體的透光特性的透光特性，所以能夠獲得從可見光區(qū)域直至紅外線區(qū)域透光率平緩減小；對于700nm的波長透光率約為0%這樣的、靈敏度特性接近于人眼的透光特性，而且在可見光區(qū)域，特別是紅色可見光的波長頻帶(600nm 700nm)，能夠獲得較高的透光率。另外，也可以是，在本發(fā)明所涉及的紅外截止濾光片中，在一個所述紅外線吸収體的一主面上，設置一個所述紅外線反射體。由于在一個紅外線吸収體的一主面上設置一個紅外線反射體，所以與由單獨設置的紅外線吸収體和紅外線反射體構成的紅外截止濾光片相比，該紅外截止濾光片能被制造得更薄，從而能使內裝了該紅外截止濾光片的攝像裝置實現(xiàn)薄型化。發(fā)明的效果基于本發(fā)明，能夠提供既能使波長為600nm 700nm的紅色可見光充分透過，又能截止波長超過700nm的光線，還能抑制重影發(fā)生的紅外截止濾光片。


圖I是表示使用了實施方式一所涉及的紅外截止濾光片的攝像裝置的概要結構的概要示意圖。圖2是表示實施方式一所涉及的紅外截止濾光片的紅外線反射體的概要結構的局部擴大圖。圖3是表示實施方式一的實施例一所涉及的紅外截止濾光片的透光特性的圖。
圖4是表示實施方式一的實施例二所涉及的紅外截止濾光片的透光特性的圖。圖5是表示實施方式一的實施例三所涉及的紅外截止濾光片的透光特性的圖。圖6是表示使用了實施方式二所涉及的紅外截止濾光片的攝像裝置的概要結構的概要示意圖。圖7是表示紅外線吸収玻璃的透光特性的圖。圖8是表示紅外截止涂層的透光特性的圖?！锤綀D標記說明〉
1、IA紅外截止濾光片
2、2A紅外線吸収體
2 I紅外線吸収玻璃
211、2 12 主面
22反射防止膜
3、3A紅外線反射體
3I透明基板 3 11、3 12 主面
32紅外線反射膜 3 2 1 第I薄膜
32 2第2薄膜
33反射防止膜
4成像光學系統(tǒng)
5攝像器件
具體實施方式
以下，結合附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。<實施方式一 >本實施方式一所涉及的紅外截止濾光片I如圖I所示那樣，在攝像裝置中，被配置在沿拍攝光路的光軸排列的成像光學系統(tǒng)4和攝像器件5之間。該紅外截止濾光片I由紅外線吸収體2和紅外線反射體3粘合而成，其中，紅外線吸収體2既能透過可見光，又能吸収紅外線；紅外線反射體3既能透過可見光，又能反射紅外線。換言之，紅外截止濾光片I是通過在一個紅外線吸収體2的一主面(后述的紅外線吸収玻璃21的另一主面212)上設置一個紅外線反射體3而構成的。紅外線吸収體2是通過在紅外線吸収玻璃21的一主面211上形成反射防止膜22 (AR涂層)而構成的。 作為紅外線吸収玻璃21,可使用銅離子等使色素分散的藍色玻璃,例如,厚度為0. 2mm I. 2mm的方形薄板狀的玻璃。另外，反射防止膜22是通過用公知的真空蒸鍍裝置(省略圖示)，對紅外線吸収玻璃21的一主面211，真空蒸鍍由MgF2構成的單層、由Al202、Zr02和MgF2構成的多層膜、及由TiO2和SiO2構成的多層膜中的任一種膜而形成的。另外，反射防止膜22是通過一邊監(jiān)視膜的厚度一邊進行蒸鍍操作，當膜達到規(guī)定的厚度時，關閉設置在蒸鍍源(省略圖示)附近的遮擋門(省略圖示)等，以停止蒸鍍物質的蒸鍍來進行的。這樣的反射防止膜22被形成為，在N大氣中，折射率大于大氣的折射率(約I. 0)、且小于紅外線吸収玻璃21的折射率。這樣的紅外線吸収體2具有，對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長，透光率為50%;對于700nm的波長，透光率為10% 40%的透光特性。另外，在這樣的紅外線吸収體2的透光特性中，對于400nm 550nm的波長頻帶內的波長，透光率的最大值在90%以上。紅外線反射體3是通過在透明基板31的一主面311上形成紅外線反射膜32而得到的。作為透明基板31，使用了可透過可見光及紅外線的無色透明玻璃，例如，厚度為0. 2mm I. Omm的方形薄板狀的玻璃。紅外線反射膜32如圖2所示那樣，是將由高折射率材料構成的第I薄膜321和由低折射率材料構成的第2薄膜322交替地疊層為多層的多層膜。另外，在該實施方式一中，第I薄膜321采用TiO2 ;第2薄膜322采用Si02，奇數層為TiO2 ;偶數層為SiO2 ;最后一層為SiO2，但在膜的設計中，只要最后一層是SiO2，也可以使奇數層為SiO2 ;偶數層為Ti02。作為該紅外線反射膜32的制造方法，可采用對透明基板31的一主面311用公知的真空蒸鍍裝置(省略圖示)將TiO2和SiO2交替地進行真空蒸鍍，來形成圖2所示的紅外線反射膜32的方法。另外，各薄膜321、322的膜厚度的調節(jié)是通過一邊監(jiān)視膜的厚度一邊進行蒸鍍操作，當膜達到規(guī)定的厚度時，關閉設置在蒸鍍源(省略圖示)附近的遮擋門(省略圖示)等，以停止蒸鍍物質(Ti02、Si02)的蒸鍍來進行的。另外，紅外線反射膜32如圖2所示那樣，是由從透明基板31的一主面311側開始依次用序數詞定義的多個層(本實施方式一中是I層、2層、3層…)構成的。這些I層、2層、3層…的各個層是由第I薄膜321和第2薄膜322疊層而構成的。由于這些疊層的第I薄膜321和第2薄膜322的光學膜厚度不同，I層、2層、3層…的各個層的厚度不同。另外，在此所說的光學膜厚度可根據下列數式I求出。
Nd = dXNX4/X [數式 I](Nd :光學膜厚度；d :物理膜厚度；N :折射率；\ :中心波長)在本實施方式中，紅外線反射體3具有，對于450nm 650nm的波長頻帶內的各波長，透光率為80%以上；在該450nm 650nm的波長頻帶，透光率平均為90%以上；對于670nm 690nm的波長頻帶內的波長，透光率為50% ;對于700nm的波長，透光率低于15%的透光特性。另外，該紅外線反射體3顯示出50%的透光率時的波長，比紅外線吸収體2顯不出50%的透光率時的波長更長。這樣的紅外線吸収體2和紅外線反射體3所構成的紅外截止濾光片I例如有0. 4mm I. 6mm的厚度。換言之，構成紅外線吸収體2的紅外線吸収體玻璃21的厚度、及構成紅外線反射體3的透明基板31的厚度為，使紅外線吸収體2和紅外線反射體3的厚度的總和例如為0. 4mm I. 6mmo
這樣，通過將上述紅外線吸収體2與紅外線反射體3的透光特性相組合，紅外截止濾光片I的透光特性顯示出，對于450nm 550nm的波長頻帶內的波長，透光率在90%以上；對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長，透光率為50% ;對于700nm的波長，透光率低于5%。以下，用實施例一 三來示出本實施方式一所涉及的紅外截止濾光片I的具體例，實施例一 三所涉及的各紅外截止濾光片I的波長特性及結構如圖3 5及以下的表I 2所示。實施例一在本實施例一中，作為紅外線吸収玻璃21，采用為銅離子等使色素分散的藍色玻璃、且厚度為0. 8mm、在N大氣中的折射率約為I. 5的玻璃板。然后，在該紅外線吸収玻璃21的一主面211上，按照在N大氣中的折射率為1.6的Al2O3膜、在N大氣中的折射率為2.0的ZrO2膜、在N大氣中的折射率為I. 4的MgF2膜的順序，通過真空蒸鍍而形成構成反射防止膜22的各個膜，便能獲得紅外線吸収體2。該紅外線吸収體2具有圖3的LI所示的透光特性。另外，在該實施例一中，使光線的入射角為0度，S卩，使光線垂直入射。換言之，紅外線吸収玻璃21具有，對于400nm 550nm的波長頻帶，透光率為90%以上；對于550nm 700nm的波長頻帶，透光率減??；對于約640nm的波長，透光率為50%;對于700nm的波長，透光率約為17%的透光特性。作為紅外線反射體3的透明基板31，采用在N大氣中的折射率為I. 5、厚度為0. 3mm的玻璃板。另外，作為構成紅外線反射膜32的第I薄膜321，采用在N大氣中的折射率為2. 30的TiO2 ;作為第2薄膜322，采用在N大氣中的折射率為I. 46的SiO2，并使它們的中心波長為688nm。采用使這些薄膜321、322各自的光學膜厚度成為表I所示的值那樣的、上述的制造由40層構成的紅外線反射膜32的方法，在透明基板31的一主面311上形成各薄膜321、322，便得到紅外線反射體3。[表 I]
權利要求
1.一種截止紅外線的紅外截止濾光片，其特征在于 包括吸収紅外線的紅外線吸収體、和反射紅外線的紅外線反射體， 所述紅外線吸収體具有，對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長，透光率為50%的透光特性， 所述紅外線反射體具有，對于670nm 690nm的波長頻帶內的波長，透光率為50%的透光特性， 所述紅外線反射體顯示出50%的透光率時的波長，比所述紅外線吸収體顯示出50%的透光率時的波長更長， 通過所述紅外線吸収體和所述紅外線反射體的組合，該紅外截止濾光片的透光特性顯示出，對于620nm 670nm的波長頻帶內的波長，透光率為50 % ;對于700nm的波長，透光率低于5%。
2.如權利要求I所述的紅外截止濾光片，其特征在于 所述紅外線吸収體具有，對于700nm的波長，透光率為10% 40%的透光特性， 所述紅外線反射體具有，對于700nm的波長，透光率低于15%的透光特性。
3.如權利要求I或2所述的紅外截止濾光片，其特征在于 所述紅外線反射體具有，對于450nm 650nm的波長頻帶內的各波長，透光率為80%以上；在450nm 650nm的波長頻帶，透光率平均為90%以上的透光特性。
4.如權利要求I至3中任一項所述的紅外截止濾光片，其特征在于 在一個所述紅外線吸収體的一主面上，設置有一個所述紅外線反射體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紅外截止濾光片，其既能使波長為600nm～700nm的紅色可見光充分透過，又能截止波長超過700nm的光線，而且還能抑制重影發(fā)生。紅外截止濾光片(1)由紅外線吸収體(2)和紅外線反射體(3)構成。在此，紅外線吸収體(2)顯示出對于620nm～670nm的波長頻帶內的波長透光率為50％的透光特性，紅外線反射體(3)顯示出對于670nm～690nm的波長頻帶內的波長透光率為50％的透光特性，紅外線反射體(3)顯示出50％的透光率時的波長比紅外線吸収體(2)顯示出50％的透光率時的波長更長，通過紅外線吸収體(2)與紅外線反射體(3)的組合，透光特性顯示出，對于620nm～670nm的波長頻帶內的波長透光率為50％；對于700nm的波長透光率低于5％。
文檔編號G02B5/22GK102985856SQ201180030229
公開日2013年3月20日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者齊藤秀史, 大西學 申請人:株式會社大真空