CN101950096A - 成像光学***和成像装置 - Google Patents

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Abstract

一种成像光学***，包括：光控制元件，其由含染料颜料的二色性客-主液晶形成，并被布置在光路上用于调整对于图像感测器件的入射光量；以及滤光片，其被布置在光路上，并包括红外吸收材料，所述滤光片具有满足以下条件(1)、(2)、(3)的光谱透射率(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05其中TIRCF(540)、TIRCF(580)、TIRCF(640)、TIRCF(700)分别是滤光片对于具有540nm、580nm、640nm、700nm波长的光的光谱透射率。

Description

成像光学***和成像装置
技术领域
本发明涉及成像光学***和成像装置的技术领域，具体地涉及其中使用调整对于图像感测器件的入射光量的光控制元件以及包括红外吸收材料的滤光片来确保期望的白平衡而不管光控制元件的密度(density)、以及来实现关于红色区域的期望的颜色再现性的技术领域。
背景技术
近来存在对于具有维持的高分辨率的成像装置(如数字摄像机和数字照相机)的小型化的需要。
为了满足此需要，已经提出了包括小型化的成像光学***和作为图像感测器件而安装的高密度CCD(电荷耦合器件)或高密度CMOS(互补金属氧化物半导体)的成像装置。
但是，将成像光学***小型化降低了孔径光阑的光圈面积(aperture area)，因此由于衍射现象产生了很大的图像恶化。
在一些成像装置中，例如通过使用致动器机械地驱动光圈片(aperture blade)或ND(中性)滤光片的机械可变光阑(iris)***来实现调整对于图像感测器件的入射光量的光量控制机制。使用机械可变光阑***的这种类型成像装置需要大的空间来布置可变光阑***，并且不能被小型化到足够的水平。
作为对策，其他类型的成像装置使用诸如液晶或EC(电致变色)材料的电化学材料的光控制元件来调整对于带有电可变光阑***的图像感测器件的入射光量(例如见JP-A-7-20529、JP-A-11-326894和日本专利No.3918500)。
发明内容
因为成像装置在不同的环境条件下使用，所以配备了电可变光阑***的成像装置需要能够在-20℃到80℃的温度条件下进行期望的白平衡调整。
但是，在-20℃到80℃的温度条件下的这种期望的白平衡调整对于在JP-A-7-20529和JP-A-11-326894中描述的配备了电可变光阑***的成像装置是困难的。
对于期望的白平衡调整，在日本专利No.3918500中描述的成像装置使用由含染料颜料的二色性客-主液晶(dye pigment-containing dichroic guest-host liquid crystal)形成的光控制元件来调整对于图像感测器件的入射光量。
通常，二色性客-主液晶的光控制元件的光谱透射率特性是：随着密度增加，使得在600nm到700nm波长附近的红光区域中的光谱透射率变得高于较短波长侧的区域中的光谱透射率。具体地，随着光控制元件的密度增加，对于600nm和更高波长的光的光谱透射率变得明显大于具有在600nm以下的波长的较短波长侧的光谱透射率(见图11)。
在图11中，D1、D2和D3表示不同密度的光控制元件，D1具有最低的密度，并且D3具有最高的密度。例如，光谱透射率的值是在波长540nm时D1＝87.5％、D2＝45.4％以及D3＝10.0％。
如上所述，在二色性客-主液晶的光控制元件中，光谱透射率变得在红色区域中高于在较短波长侧的区域。因此，在红色区域中，光强度变得过高，这带来对期望的白平衡调整的妨碍。
在日本专利No.3918500中描述的成像装置着眼于光谱透射率变得在红色区域高于较短波长侧的区域的此特性，并试图通过在630nm附近的红色区域的较短波长侧设置截止波长来进行期望的白平衡调整。
但是，因为在日本专利No.3918500中描述的成像装置在630nm附近的红色区域的较短波长侧设置了截止波长，所以输出画面和视频中的红色的再现性在600nm到700nm的波长范围内尤其恶化。
图12是其中在630nm波长附近的较短波长侧设置了截止波长的现有技术的滤光片的光谱透射率的图形表示。
图13是在变化光控制元件的密度的情况下、图12的滤光片与二色性客-主液晶的光控制元件组合使用时的光谱透射率特性的图形表示。
如图13所示，在现有技术的成像装置中，光谱透射率在630nm到680nm波长的红色区域中朝向更长的波长侧突然降低，并且在较高密度时明显的峰出现在630nm附近。
为了对成像光学***中的所有密度的光控制元件实现期望的白平衡调整，期望当光控制元件的密度改变时，每个波长处的光谱透射率的值通过相同的因子而变化。
具体地，例如，当对于D1、D2和D3的光谱透射率在600nm波长是P1、P2和P3、并且在630nm波长是Q1、Q2和Q3时，期望P和Q满足以下关系。
(d)P1/P2＝Q1/Q2
(e)P2/P3＝Q2/Q3
(f)P1/P3＝Q1/Q3
在日本专利No.3918500中描述的成像装置不满足这些等式(d)、(e)和(f)。
因此红色区域中的白平衡调整不充分。
从而，存在对于如下成像光学***和成像装置的需要：其可以确保在-20℃到80℃的温度条件下的期望的白平衡而不管光控制元件的密度，并可以实现关于红色区域的期望的颜色再现性。
根据本发明的实施例，提供了一种成像光学***，其包括：
光控制元件，其由含染料颜料的二色性客-主液晶形成，并被布置在光路上用于调整对于图像感测器件的入射光量；以及
滤光片，其被布置在光路上，并包括红外吸收材料，
所述滤光片具有满足以下条件(1)、(2)、(3)的光谱透射率
(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05
(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5
(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05
其中
TIRCF(540)是滤光片对于具有540nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(580)是滤光片对于具有580nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(640)是滤光片对于具有640nm波长的光的光谱透射率，以及
TIRCF(700)是滤光片对于具有700nm波长的光的光谱透射率。
在该成像光学***中，光控制元件调整对于图像感测器件的入射光量，并且滤光片的红外吸收材料至少吸收红外线的一些。
在该成像光学***中，优选为滤光片提供反射紫外线和红外线的多层膜。
通过为滤光片提供反射紫外线和红外线的多层膜，对于图像处理，可以将滤光片的光谱透射特性优化到在仅利用红外吸收材料的情况下不可能达到的程度。
在该成像光学***中，优选为布置在光路上的非滤光片元件提供反射紫外线和红外线的多层膜。
通过为布置在光路上的非滤光片元件提供反射紫外线和红外线的多层膜，对于图像处理，可以将滤光片的光谱透射特性优化到在仅利用红外吸收材料的情况下不可能达到的程度。
在该成像光学***中，优选光控制元件和滤光片彼此相邻地被布置在光路上的图像感测器件和最靠近被摄体布置的镜头之间。
通过其中光控制元件和滤光片彼此相邻地被布置在光路上的图像感测器件和最靠近被摄体布置的镜头之间的安排，光控制元件被布置在使得主光线和***光线彼此靠近的位置。
在该成像光学***中，优选红外吸收玻璃被用于滤光片。
通过将红外吸收玻璃用于滤光片，滤光片可以抵挡由于温度改变引起的空间(dimensional)改变的影响。
在该成像光学***中，优选环烯树脂(cyclic olefin resin)被用作滤光片的基本材料。
利用环烯树脂作为滤光片的基本材料，在-20℃到80℃的温度条件下对于滤光片可以确保高稳定性。
在该成像光学***中，优选环烯树脂包含花青素颜料或青色素颜料作为红外吸收材料。
利用所包含的花青素颜料或青色素颜料作为环烯树脂中的红外吸收材料，在极端的温度条件下可以稳定红外吸收材料的属性。
根据本发明的另一实施例，提供了一种成像装置，包括：图像感测器件，其将光学图像转换成电信号；光控制元件，其由含染料颜料的二色性客-主液晶形成，并被布置在光路上用于调整对于图像感测器件的入射光量；以及滤光片，其被布置在光路上，并包括红外吸收材料，所述滤光片具有满足以下条件(1)、(2)、(3)的光谱透射率
(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05
(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5
(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05
其中
TIRCF(540)是滤光片对于具有540nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(580)是滤光片对于具有580nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(640)是滤光片对于具有640nm波长的光的光谱透射率，以及
TIRCF(700)是滤光片对于具有700nm波长的光的光谱透射率。
利用包含满足条件(1)、(2)、(3)的红外吸收材料的滤光片，可以确保期望的白平衡，并且关于红色区域可以实现期望的颜色再现性。
根据本发明的另一实施例的成像光学***包括：光控制元件，其由含染料颜料的二色性客-主液晶形成，并被布置在光路上用于调整对于图像感测器件的入射光量；以及滤光片，其被布置在光路上，并包括红外吸收材料，所述滤光片具有满足以下条件(1)、(2)、(3)的光谱透射率
(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05
(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5
(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05
其中
TIRCF(540)是滤光片对于具有540nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(580)是滤光片对于具有580nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(640)是滤光片对于具有640nm波长的光的光谱透射率，以及
TIRCF(700)是滤光片对于具有700nm波长的光的光谱透射率。
以此方式，可以确保期望的白平衡并且关于红色区域可以实现期望的颜色再现性。
在根据本发明的实施例的成像光学***中，通过为滤光片提供反射紫外线和红外线的多层膜，可以改善图像质量。
在根据本发明的实施例的成像光学***中，通过为布置在光路上的非滤光片元件提供反射紫外线和红外线的多层膜，可以改善图像质量。
在根据本发明的实施例的成像光学***中通过彼此相邻地布置在光路上的图像感测器件和最靠近被摄体布置的镜头之间的光控制元件和滤光片，可以抑制成像光学***的分辨率的恶化。
在根据本发明的实施例的成像光学***中，不管温度改变如何，对于滤光片使用红外吸收材料确保了期望的表面精度及由此的期望的光学性能。
在根据本发明的实施例的成像光学***中，使用环烯树脂作为滤光片的基本材料确保了在-20℃到80℃的温度条件下的高稳定性及由此的期望的白平衡。
在根据本发明的实施例的成像光学***中，使用所包含的花青素颜料或青色素颜料作为环烯树脂中的红外吸收材料可以在极端温度条件下稳定红外吸收材料的属性。
根据本发明的另一实施例的成像装置包括：图像感测器件，其将光学图像转换成电信号；光控制元件，其由含染料颜料的二色性客-主液晶形成，并被布置在光路上用于调整对于图像感测器件的入射光量；以及滤光片，其被布置在光路上，并包括红外吸收材料，所述滤光片具有满足以下条件(1)、(2)、(3)的光谱透射率
(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05
(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5
(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05
其中
TIRCF(540)是滤光片对于具有540nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(580)是滤光片对于具有580nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(640)是滤光片对于具有640nm波长的光的光谱透射率，以及
TIRCF(700)是滤光片对于具有700nm波长的光的光谱透射率。
以此方式，可以确保期望的白平衡，并且关于红色区域可以实现期望的颜色再现性。
附图说明
图1是图示结合图2到图10示出的根据本发明的实施例的成像装置的配置的示意图。
图2是图示成像装置的另一配置的示意图。
图3是图示成像装置的另一配置的示意图。
图4是结合图5示出的根据第一例子的滤光片的光谱透射率特性的图形表示。
图5是在变化光控制元件的密度的情况下与该光控制元件组合使用的滤光片的光谱透射率特性的图形表示。
图6是结合图7示出的根据第二例子的滤光片的光谱透射率特性的图形表示。
图7是在变化光控制元件的密度的情况下与该光控制元件组合使用的滤光片的光谱透射率特性的图形表示。
图8是结合图9示出的根据第三例子的滤光片的光谱透射率特性的图形表示。
图9是在变化光控制元件的密度的情况下与该光控制元件组合使用的滤光片的光谱透射率特性的图形表示。
图10是图示本发明的实施例的成像装置的框图。
图11是由二色性客-主液晶形成的光控制元件的光谱透射率特性的例子的图形表示。
图12是其中在红光区域的较短波长侧设置了截止波长的现有技术的滤光片的光谱透射率的图形表示。
图13是在变化光控制元件的密度的情况下与二色性客-主液晶的光控制元件组合使用的图12的滤光片的光谱透射率特性的图形表示。
具体实施方式
以下参考附图描述本发明的成像光学***和成像装置的实施例。
以下描述的各实施例是基于本发明的实施例的成像装置应用于数字照相机以及本发明的实施例的成像光学***应用于数字照相机的成像光学***。
应该注意，本发明可应用的范围不仅限于数字照相机和数字照相机的成像光学***。例如，本发明可应用于广大范围的数字摄像机、并入蜂窝电话、个人计算机和PDA(个人数字助理)中的相机、以及在各种相机中提供的成像光学***。
[整体配置]
如图1所示，成像装置(数字照相机)1包括例如布置在光路上的三个镜头元件2和诸如CCD和CMOS的图像感测器件3。图1所示的成像装置1具有三元件的配置；但是，这仅仅是例子，并且成像装置1可以包括任意数量的镜头元件2。
光控制元件4和滤光片5被布置在光路上，在图像感测器件3和布置在最靠近被摄体(subject)的镜头元件2中的最靠近被摄体的镜头2a之间彼此相邻。例如，光控制元件4被布置在滤光片5的图像侧。
光控制元件4可以被布置在滤光片5的对象(object)侧。
防护玻璃6布置在光控制元件4和图像感测器件3之间。孔径光阑7布置在从对象侧到图像侧的顺序中第二布置的镜头元件(第二镜头元件)2的图像侧。
[光控制元件的配置]
光控制元件4由包含染料颜料的二色性客-主液晶形成。二色性客-主液晶的光控制元件4是在成像装置1的工作温度下(例如在-20℃到80℃的温度条件下)经历属性值的最小可能改变的电化学材料。
光控制元件4被用作调整对于图像感测器件3的入射光量的电可变光阑***。光控制元件4根据所施加的电压变化其密度，并随着密度改变，变化入射在图像感测器件3上的光的光谱透射率。
[滤光片的配置]
滤光片5是包括红外吸收材料的红外截止滤光片。红外滤光片5中包含的红外吸收材料满足以下条件(1)、(2)和(3)。
(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05
(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5
(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05
其中
TIRCF(540)是滤光片对于具有540nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(580)是滤光片对于具有580nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(640)是滤光片对于具有640nm波长的光的光谱透射率，以及
TIRCF(700)是滤光片对于具有700nm波长的光的光谱透射率。
条件(1)、(2)、(3)指定了滤光片5从红色区域到近红外区域的光谱透射特性。
在条件(1)的范围之上和之下，在波长580nm附近的光量相对于在其他可见光区域中的光量变得过于不平衡，使得难以调整红色再现时的白平衡。此外，由于图像处理中引入的过度的电信号增益，将存在色噪声(chromic noise)的大量入射，导致图像质量恶化。
在条件(2)的范围以上，在波长640nm附近的光量变得太大，并且当光控制元件5的密度增加时，红色区域中的光强度变得过高。这使得期望的白平衡调整很困难。
另一方面，在条件(2)的范围以下，红色区域中的光强度变得太低，导致红色再现时图像质量的恶化。
在条件(3)的范围以上，在波长700nm附近的光量变得太大，并且图像感测器件3上的入射光量在近红外区域变得过大。这对于输出画面和视频中的红色的再现性是不利的。
因此，利用包括满足前述条件(1)、(2)、(3)的红外吸收材料的滤光片5，可以确保期望的白平衡，并且关于红色区域可以实现期望的颜色再现性。
此外，利用红外吸收材料，滤光片5能够降低在图像光学***中产生的重影(ghost)，特别是红色反射重影，使得能够通过降低的重影改善图像质量。
优选地，至少在滤光片5的一侧形成反射紫外线和红外线的多层膜。
在滤光片5配备了反射紫外线和红外线的多层膜的情况下，对于图像处理，可以将滤光片5的光谱透射特性优化到在仅利用红外吸收材料的情况下不可能达到的范围，使得能够改善图像质量。
反射紫外线和红外线的多层膜的位置不限于滤光片5的一侧，并且例如可以在滤光片5的两侧都形成多层膜。
此外，可以为光学元件或者不同于滤光片5的一些其他组件提供反射紫外线和红外线的多层膜。例如，当诸如低通滤光片的另一滤光片被布置在成像装置1中时，可以为布置在光路上的低通滤光片或者包括光控制元件4和保护玻璃6在内的各种其他光学元件提供多层膜。
当为光学元件或者不同于滤光片5的一些其他组件提供反射紫外线和红外线的多层膜时，也可以改善图像质量。
如上所述，在成像装置1中，光控制元件4和滤光片5彼此相邻地被布置在光路上的图像感测器件3和最靠近被摄体布置的镜头2a之间。
与其中光控制元件4被布置在孔径光阑7的附近使得主光线和***光线远离的安排相比，通过将光控制元件4和滤光片5彼此相邻地布置在镜头2a和图像感测器件3之间，可以抑制成像光学***的分辨率的恶化，并可以降低在制造时或者响应于温度改变可能发生的后焦点偏离的量。
此外，当成像装置1的成像光学***是其中镜头元件2的至少一个沿着光轴移动的变焦(zoom)镜头光学***时，当光控制元件4和滤光片5彼此相邻地被布置在光路上的图像感测器件3和最靠近被摄体布置的镜头2a之间时，可以将光控制元件4和滤光片5提供为非可移动元件。因此，通过将光控制元件4和滤光片5布置在镜头2a和图像感测器件3之间，可以简化成像装置1的机制。此外，因为光控制元件4和滤光片5并不占据镜头元件2的移动路径或者镜头元件2之间的空间，因此成像装置1可以在尺寸上降低而在变焦范围上增加。
通常，包括图像感测器件的成像装置被设计为类似于被摄体侧的远心(telecentric)***，以便使得变焦镜头光学***的场亮度均匀。被设计为类似于被摄体侧的远心***，通过允许在成像光学***(变焦镜头光学***)中的图像感测器件和最靠近被摄体布置的镜头之间的空间相对容易地形成的光学设计，可以降低成像光学***的大小。
这样的空间可以用于将光控制元件4和滤光片5彼此相邻地布置在成像装置1中的光路上的图像感测器件3和最靠近被摄体布置的镜头2a之间，使得能够容易地减少成像装置1的大小。
例如可以使用红外吸收玻璃形成滤光片5。利用由红外吸收玻璃形成的滤光片5，因为玻璃材料抵挡了由于温度改变引起的空间改变的影响，所以可以维持期望的表面精度而不管温度改变，并且可以维持期望的光学性能而不管温度改变。此外，通过使用红外吸收玻璃，可以改善滤光片5的强度。
可以使用树脂材料(例如环烯树脂)作为基本材料来形成滤光片5。
环烯树脂是具有大量优点的材料，包括良好的光学属性(高透射性、低双折射性、高阿贝数等)、高抗温性和低吸水性。因此，通过使用环烯树脂作为滤光片5的基本材料，在-20℃到80℃的温度条件下可以获得高稳定性，并可以确保期望的白平衡。
此外，因为树脂材料没有玻璃材料贵，所以使用树脂材料作为滤光片5的基本材料可以降低成像装置1的制造成本。
此外，因为环烯树脂具有极好的成型性，所以可以利用例如0.3mm或更小的厚度形成滤光片5。因此，使用环烯树脂作为滤光片5的基本材料，可以降低成像装置1的大小和厚度。
当使用环烯树脂作为滤光片5的基本材料时，优选将树脂与在近红外区具有光学吸收属性的着色剂(如花青素颜料或者青色素颜料)混合作为红外吸收材料。
例如，存在许多关于花青素颜料的抗温性和抗光性的改善的报告(例如见JP-A-2003-292810)。此外，因为花青素颜料是天然的着色剂，并被认为即使在极端的温度条件下也具有稳定的可靠性，因此不像人造着色剂，花青素颜料可以容易地克服环境影响。
已经将成像装置1描述为例如包括三个镜头元件2。但是，例如，可以将光控制元件4和滤光片5提供在成像装置1A或成像装置1B中，如下所述(见图2和图3)。
如图2所示，成像装置1A包括例如布置在光路上的五个镜头元件2A以及诸如CCD和CMOS的图像感测器件3。最靠近被摄体布置的镜头元件2A包括以向右的角度将光路偏向(bend)的棱镜2b。
光控制元件4和滤光片5被布置在光路上，彼此相邻地在图像感测器件3和在最靠近被摄体的镜头元件2A中的最靠近被摄体布置的镜头2c之间。例如光控制元件4被布置在滤光片5的图像侧。
光控制元件4可以被布置在滤光片5的对象侧。
保护玻璃6被布置在光控制元件4和图像感测器件3之间。孔径光阑7被布置在按从对象侧到图像侧的顺序第三个布置的镜头元件(第三镜头元件)2A的图像侧。
包括棱镜2b的成像装置1A可以在厚度方面降低，因为棱镜以向右的角度将光路偏向。
如图3所示，成像装置1B包括例如布置在光路上的四个镜头元件2B和诸如CCD和CMOS的图像感测器件3。
光控制元件4和滤光片5被布置在光路上，彼此相邻地在图像感测器件3和在最靠近被摄体的镜头元件2B中的最靠近被摄体布置的镜头2d之间。例如光控制元件4被布置在滤光片5的对象侧。
光控制元件4可以被布置在滤光片5的图像侧。
保护玻璃6被布置在光控制元件4和图像感测器件3之间。孔径光阑7被布置在按从对象侧到图像侧的顺序第三个布置的镜头元件(第三镜头元件)2B的对象侧。
低通滤光片8相对于光轴方向被提供在滤光片5的两个表面上。
在配备了低通滤光片8的成像装置1B中，低通滤光片8可以防止产生莫尔条纹(moire fringe)。
[例子]
下面参考图4到图9描述光控制元件4和滤光片5的具体例子。
图4和图5是根据第一例子的图形表示，其中图4表示滤光片5的光谱透射特性，图5表示在变化光控制元件4的密度的情况下与光控制元件4组合使用的滤光片5的光谱透射特性。
在图5中，D1、D2和D3表示不同密度的光控制元件，D1具有最低密度，D3具有最高密度。
在第一例子中，TIRCF(580)/TIRCF(540)＝0.798，TIRCF(640)/TIRCF(540)＝0.265，并且|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＝0.010，满足条件(1)、(2)、(3)。
如图4和图5所示，在红色区域(600nm到700nm的波长)中，朝向更长的波长侧光谱透射率逐渐降低。
在该成像光学***中，优选当光控制元件4的密度改变时，每个波长处的光谱透射率的值变化相同的因子，以便对于所有密度的光控制元件4实现期望的白平衡调整。
如图5所示，例如，对于D1、D2、D3的光谱透射率在600nm的波长时是A1、A2、A3，在625nm的波长时是B1、B2、B3，在650nm的波长时是C1、C2、C3。
在此，认为A、B、C如下相互关联。
(a)A1/A2＝B1/B2＝C1/C2
(b)A2/A3＝B2/B3＝C2/C3
(c)A1/A3＝B1/B3＝C1/C3
在第一例子中，基本满足所有的这些等式(a)、(b)、(c)，意味着当光控制元件4的密度改变时，红色区域中每个波长处的光谱透射率的值按基本相同的因子变化。
在第一例子中，满足了条件(1)、(2)和(3)，并且在红色区域的较短波长侧没有设置截止波长。
即，在第一例子中，无论光控制元件4的密度如何，可以确保期望的白平衡，并且关于红色区域可以实现期望的颜色再现性。
图6和图7是根据第二例子的图形表示，其中图6表示滤光片5的光谱透射特性，图7表示在变化光控制元件4的密度的情况下与光控制元件4组合使用的滤光片5的光谱透射特性。
在图7中，D1、D2和D3表示不同密度的光控制元件，D1具有最低密度，D3具有最高密度。
在第二例子中，TIRCF(580)/TIRCF(540)＝0.927，TIRCF(640)/TIRCF(540)＝0.337，以及|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＝0.000，满足条件(1)、(2)、(3)。
如图6和图7所示，在红色区域(600nm到700nm的波长)中，朝向较长波长侧光谱透射率逐渐降低。
如图7所示，例如，对于D1、D2、D3的光谱透射率在600nm波长时是A1、A2、A3，在625nm波长时是B1、B2、B3，在650nm波长时是C1、C2、C3。
在此，认为A、B、C如下相互关联。
(a)A1/A2＝B1/B2＝C1/C2
(b)A2/A3＝B2/B3＝C2/C3
(c)A1/A3＝B1/B3＝C1/C3
在第二例子中，基本满足所有的这些等式(a)、(b)、(c)，意味着当光控制元件4的密度改变时，红色区域中每个波长处的光谱透射率的值按基本相同的因子变化。
在第二例子中，满足了条件(1)、(2)和(3)，并且在红色区域的较短波长侧没有设置截止波长。
即，在第二例子中，无论光控制元件4的密度如何，可以确保期望的白平衡，并且关于红色区域可以实现期望的颜色再现性。
图8和图9是根据第三例子的图形表示，其中图8表示滤光片5的光谱透射特性，图9表示在变化光控制元件4的密度的情况下与光控制元件4组合使用的滤光片5的光谱透射特性。
在图9中，D1、D2和D3表示不同密度的光控制元件，D1具有最低密度，D3具有最高密度。
在第三例子中，TIRCF(580)/TIRCF(540)＝0.927，TIRCF(640)/TIRCF(540)＝0.337，以及|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＝0.000，满足条件(1)、(2)和(3)。
如图8和图9所示，在红色区域(600nm到700nm的波长)中，朝向较长波长侧光谱透射率逐渐降低。
如图9所示，例如，对于D1、D2、D3的光谱透射率在600nm波长时是A1、A2、A3，在625nm波长时是B1、B2、B3，在650nm波长时是C1、C2、C3。
在此，认为A、B、C如下相互关联。
(a)A1/A2＝B1/B2＝C1/C2
(b)A2/A3＝B2/B3＝C2/C3
(c)A1/A3＝B1/B3＝C1/C3
在第三例子中，基本满足所有的这些等式(a)、(b)和(c)，意味着当光控制元件4的密度改变时，红色区域中每个波长处的光谱透射率的值按基本相同的因子变化。
在第三例子中，满足了条件(1)、(2)和(3)，并且在红色区域的较短波长侧没有设置截止波长。
即，在第三例子中，无论光控制元件4的密度如何，可以确保期望的白平衡，并且关于红色区域可以实现期望的颜色再现性。
[成像装置的实施例]
图10是图示作为本发明的成像装置的实施例的数字照相机的框图。
成像装置(数字照相机)100包括：具有成像功能的照相机块10、执行诸如对捕捉的图像信号的模拟-数字转换的信号处理的照相机信号处理器20、执行图像信号的记录和再现的图像处理器30、被提供用于显示诸如捕捉的图像的信息的LCD(液晶显示器)40、执行图像信号向存储卡1000写入和从存储卡1000读取的R/W(读取器/写入器)50、控制成像装置100的整体操作的CPU(中央处理单元)60、例如包括由用户操纵以执行所需操作的各种开关的输入部分70、以及控制被布置在照相机块10中的镜头的驱动的镜头驱动控制器80。
例如，照相机块10包括：包括变焦镜头11的成像光学***和诸如CCD和CMOS的图像感测器件12。
照相机信号处理器20执行各种类型的信号处理，包括来自成像器件的输出信号的数字转换、噪声移除、图像质量补偿和转换成亮度和色差信号。
例如，图像处理器30基于预定图像数据格式执行图像信号的压缩编码和解压缩解码、以及执行诸如分辨率的数据规格的转换。
LCD 40显示诸如输入部分70上的用户操纵的状态和捕捉的图像的信息。
R/W50将由图像处理器30编码的图像数据写到存储卡1000中，并从存储卡1000读取记录的图像数据。
CPU 60用作控制处理器，基于例如来自输入部分70的输入命令信号控制成像装置100的每个电路块。
例如，输入部分70包括用于操纵快门的快门释放按钮以及用于选择操作模式的选择开关，并响应于用户操纵向CPU 60输出所输入的命令信号。
例如，镜头驱动控制器80基于来自CPU 60的控制信号来控制驱动变焦镜头11中的镜头的马达。
存储卡1000例如是可分离地提供给与R/W 50连接的插槽的半导体存储器。
下面描述成像装置1000的操作。
在CPU 60的控制下，在用于捕捉的待机模式期间，照相机块10中的捕捉的图像信号经由照相机信号处理器20输出到LCD 40，并被显示为相机直达(through)图像。在从输入部分70输入了用于变焦的输入命令信号时，CPU 60将控制信号输出到镜头驱动控制器80，并且在镜头驱动控制器80的控制下移动变焦镜头11中的预定镜头。
当响应于来自输入部分70的输入命令信号而操作相机块10的快门(未示出)时，相机信号处理器20将捕捉的图像信号输出到图像处理器30用于压缩编码，并且该信号被转换成预定数据格式的数字数据。转换的数据被输出到R/W 50，并被写到存储卡1000中。
注意，例如当输入部分70的快门释放按钮被按下一半或者全部按下用于记录(捕捉)时，执行对焦，此时镜头驱动控制器80基于来自CPU 60的控制信号移动变焦镜头11中的预定镜头用于对焦。
为了再现存储卡1000中记录的图像数据，R/W 50根据输入部分70的操纵从存储卡1000读取预定图像数据，并在通过图像处理器30的解压缩解码之后，再现图像信号被输出到LCD 40，并显示再现的图像。
在优选实施例中描述的元件的具体形状和配置自然仅仅是示例性的，并被描述用于简单地体现本发明。因此本发明的在前描述不将被认为是限制本发明的技术范围。
本申请包含与2009年7月8日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-161471有关的主题，通过引用将其全部内容合并于此。

Claims (8)

1.一种成像光学***，包括：
光控制元件，其由含染料颜料的二色性客-主液晶形成，并被布置在光路上用于调整对于图像感测器件的入射光量；以及
滤光片，其被布置在光路上，并包括红外吸收材料，
所述滤光片具有满足以下条件(1)、(2)、(3)的光谱透射率
(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05
(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5
(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05
其中
TIRCF(540)是滤光片对于具有540nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(580)是滤光片对于具有580nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(640)是滤光片对于具有640nm波长的光的光谱透射率，以及
TIRCF(700)是滤光片对于具有700nm波长的光的光谱透射率。
2.如权利要求1所述的成像光学***，其中为所述滤光片提供了反射紫外线和红外线的多层膜。
3.如权利要求1所述的成像光学***，其中为布置在光路上的非滤光片光学元件提供反射紫外线和红外线的多层膜。
4.如权利要求1所述的成像光学***，其中将所述光控制元件和滤光片彼此相邻地布置在光路上的所述图像感测器件和最靠近被摄体布置的镜头之间。
5.如权利要求1所述的成像光学***，其中红外吸收玻璃被用于所述滤光片。
6.如权利要求1所述的成像光学***，其中环烯树脂被用作所述滤光片的基本材料。
7.如权利要求6所述的成像光学***，其中所述环烯树脂包含花青素颜料或青色素颜料作为红外吸收材料。
8.一种成像装置，包括：
图像感测器件，其将光学图像转换成电信号；
光控制元件，其由含染料颜料的二色性客-主液晶形成，并被布置在光路上用于调整对于图像感测器件的入射光量；以及
滤光片，其被布置在光路上，并包括红外吸收材料，
所述滤光片具有满足以下条件(1)、(2)、(3)的光谱透射率
(1)0.6＜TIRCF(580)/TIRCF(540)＜1.05
(2)0.1＜TIRCF(640)/TIRCF(540)＜0.5
(3)|TIRCF(700)/TIRCF(540)|＜0.05
其中
TIRCF(540)是滤光片对于具有540nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(580)是滤光片对于具有580nm波长的光的光谱透射率，
TIRCF(640)是滤光片对于具有640nm波长的光的光谱透射率，以及
TIRCF(700)是滤光片对于具有700nm波长的光的光谱透射率。
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