[发明专利]光学低通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学低通滤波器(此后，有时简称为“低通滤波器”)，且更具体而言涉及一种设置有涂层的光学低通滤波器，该涂层有效用于红外阻挡、抗反射等。

背景技术

近年来，对于电存储图像来说，例如静态摄像机(still video camera)或摄像机的成像设备变得迅速流行。对于这样的成像设备，通过照相机镜头形成的物体的图像通过例如CCD和CMOS的成像装置被转换为每个像素的电信号，且结果被存储在记录媒介中作为图像数据。

对于这样的成像设备，因为成像装置包括在光接收表面上的规则排列的像素，所以当用于成像的物体具有接近由像素间距确定的采样空间频率的任何空间频率成分时，在物体的图像数据中显示波纹(moire)。此外，因为成像装置具有不同于人眼的光谱灵敏度，且具有对可见辐射及红外辐射的高灵敏度，所以需要从对物体的辐射中除去任何红外辐射。因此，通常在照相机镜头与成像装置之间设置低通滤波器和红外阻挡滤波器。

这里的问题是，例如低通滤波器和红外阻挡滤波器的光学装置均由绝缘材料制成，因此，由于容易由压电效应和热电效应引起的静电积累(staticbuildup)而容易粘附污垢和灰尘。问题是，当这些光学装置粘附污垢和灰尘时，污垢和灰尘的阴影可能被成像装置捕捉。如果这成为事实，污垢和灰尘越靠近成像装置，该污垢和灰尘就越被聚焦。因此，该污垢和灰尘在捕捉的图像中被清晰地察觉。特别是对于例如其中照相机镜头可更换的单镜头反射照相机(single-lens reflex camera)来说，在更换镜头时污垢和灰尘很可能进入照相机，因此容易引起上述问题。

为了防止由静电积累引起的污垢和灰尘的粘附，出于除去静电的目的提出了在光学装置例如低通滤波器的表面上形成透明导电膜的方法。然而，如果该透明导电膜是金属或其他的涂层膜，因为金属涂层膜具有高折射率，因此光将在金属涂层膜上被反射，从而引起新的问题，即减少进入成像装置的对物体辐射的光量。

考虑到上述问题，例如在专利文献1中，提出了通过在低通滤波器的底表面上形成透明导电膜以及在该导电膜上方的抗反射膜来抑制低通滤波器表面上的反射。

专利文献1 JP-A-2002-33468

发明内容

采用上述技术，低通滤波器的表面确实得到保护，不受污垢和灰尘的粘附，并避免了其上的光反射，然而，采用上述技术需要单独设置例如红外阻挡滤波器的光学装置。这导致了对设备尺寸减小的限制。此外，组成部件的数量大，且因此生产率不高。

考虑到上述问题而提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种光学低通滤波器，其能够有效防止由静电积累引起的污垢和灰尘的粘附，而不增加组成部件和制造工艺的数量。

本发明的另一目的是提供一种成像单元和成像装置，其组成部件的数量小、生产率高、可以减小尺寸且能够产生高图像质量。

为了实现上述目的，本发明的光学低通滤波器设置有基底材料和形成在该基底材料的光进入表面侧的涂层。该涂层包括依次交替设置在彼此上的高折射层和低折射层，用于反射或通过特定波长范围的光，至少所述高折射层之一由透明导电材料制成，从而防止污垢和灰尘粘附到所述涂层。

这里，涂层可以是阻挡红外辐射的涂层。

此外，考虑到通过在涂层的表面提供导电性来更大程度地抑制污垢和灰尘的粘附，优选最外侧的高折射层由所述透明导电材料制成。此外，对于形成在由透明导电材料制成的高折射层外部的折射层来说，希望总层厚为140nm或更小。

此外，考虑到抑制在由透明导电材料制成的高折射层上的光反射损失，同时保持涂层的表面导电性，高折射层的层厚优选在200到300nm范围。

此外，考虑到抑制涂层导致的在可见光区域的光反射损失，在与透明导电材料制成的高折射层接触的基底材料侧上的低折射层的层厚优选在140到220nm范围。

此外，考虑到抑制光吸收，优选透明导电材料是氧化铟和氧化锡的混合物，且氧化铟的混合比例是90重量百分比或更高。

优选地，最外侧的所述低折射层构建为至少MgF₂层和SiO₂层两层的等同层，且MgF₂层和SiO₂层从外侧依次设置。这里，优选MgF₂层和SiO₂层的层厚每个都在20到80nm范围内。

根据实现上述目的的本发明的成像单元特征在于包括上述光学低通滤波器中的任何一个和成像装置，在该成像单元中，光学低通滤波器的涂层连接到地电势。

此外，本发明的成像装置特征在于包括上述成像单元。