CN108415112A - 全日型复合滤光元件 - Google Patents
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Abstract
一种全日型复合滤光元件，于一透光基板的表面上形成一干涉型红外线截止滤光膜和一红外光吸收材料层，该干涉型红外线截止滤光膜和红外光吸收材料层在透光基板上以有序或无序的方式堆叠，该干涉型红外线截止滤光膜的镀膜层数控制在5～100层，厚度为0.3μm～7μm，如此，不仅能避免波长为400nm～700nm的可见光段于光线为大角度入射时不会有炫光出现，波长为850nm或940nm的红外光段于光线为大角度入射时也可以确实通过，提供影像感光器于白天或夜晚均可感光。
Description
技术领域
本发明有关一种全日型复合滤光元件，特别是指设有干涉型红外线截止滤光膜和红外光吸收材料层的复合滤光元件，当波长为400nm～700nm间的可见光段于光线为30度入射时不会有炫光(flare)出现，波长为850nm或940nm的红外光段于光线为30度入射时也可以确实通过。
背景技术
一般摄影镜头，是在一镜头座内部设置多数光学镜片、滤光片及影像传感器，以数字相机而言，其内部所设的滤光片即是以过滤红外线为主的红外线截止滤光片(infraredcut filter，IRCF)，借由阻止红外线通过，避免影像传感器(电荷耦合装置(CCD)或互补式金属氧化半导体(CMOS))被干扰，借此修正影像传感器的色偏现象。
传统滤光片是在一玻璃材料的表面镀上一层可反射红外线(波长为700nm～1200nm)的红外线膜，由于红外线经过红外线膜反射后会在多数光学镜片之间重复反射和折射，而且因为部份红外线仍然会穿过该红外线膜，使得影像传感器在感测到红外线时会产生炫光及鬼影等现像，影响影像感测的质量。为了改善此种情形，具有吸收红外线特性的蓝玻璃滤光片乃被开发使用。
现有的蓝玻璃滤光片，是利用蓝色波长具有较高穿透率，对红橙色波长的穿透率较低等特性，被使用于修正颜色、表现蓝色或需要低反射的光学仪器设备上。一般蓝玻璃滤光片是在玻璃原料中添加铁、镍等配方后熔制为玻璃砖，再经切锯、研磨及抛光等加工程序所制成。
然而，由于现有蓝玻璃是在玻璃原料中混入其他材质所制成，其厚度无法做得很薄，多为0.3mm-1mm之间，并且因为其材料本身对水气的吸收较为严重，仅能耐摄氏120℃左右的温度，故其材料可靠性明显不足。
再者，如图1所示，现有滤光元件，在光线以30度入射时，影像感光器的边缘光谱会发生偏移，而会有炫光产生，导致波长为850nm或940nm的红外光无法通过，且无法用于夜间感测。为此，业者乃必须分别制作使红外光无法通过的日型光学镜片及供波长为850nm或940nm的红外光能够通过的夜型光学镜片，但是如此不仅会造成成本上的增加，维修保养也较为不易。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种全日型复合滤光元件，使波长为400nm～700nm的可见光段于光线为大角度(30度)入射时不会有炫光出现，波长为850nm或940nm的红外光段于光线为大角度(30度)入射时也可以通过。
本发明采用的技术方案如下：
一种全日型复合滤光元件，于一透光基板的表面上设一红外光吸收材料层和一干涉型红外线截止滤光膜；该红外光吸收材料层为含有环己酮、环氧树脂、含金属颜料成份的蓝色染料，该干涉型红外线截止滤光膜层数为5～100层，其厚度为0.3μm～7μm；借此，波长为400nm～700nm的可见光段于光线为30度入射时不会有炫光发生，波长为850nm或940nm的红外光段于光线为30度入射时也能够通过。
依本发明的全日型复合滤光元件，使波长为400nm～700nm间的可见光段于光线为30度入射时不会有炫光出现，波长为850nm或940nm的红外光段于光线为30度入射时也可以确实通过，并且其厚度能符合超薄型化要求，以及可同时用于日间感测及夜间感测。
依本发明的全日型复合滤光元件，其实施时可为仅供波长为400nm～700nm的可见光段通过的前单一波段形，或波长为400nm～700nm间的可见光段和波长为850nm或940nm的红外光段均可通过的双波段形，或仅波长为850nm以后的红外光段通过的后单一波段形，为本发明的又一目的。
至于本发明的详细构造，应用原理，作用与功效，则请参照下列依附图所作的说明即可得到完全的了解。
附图说明
图1为现有滤光元件的波长-穿透率特性表示图。
图2为本发明的全日型复合滤光元件的结构剖面示意图。
图3为本发明的全日型复合滤光元件的波长-穿透率特性表示图。
图4为本发明的全日型复合滤光元件与现有相互比对的波长-穿透率
特性表示图。
图5为本发明的复合型滤光元件的第二实施例剖面示意图。
附图标记说明：
100：全日型复合滤光元件
200：透光基板
21：上表面
22：下表面
301：红外光吸收材料层
302：干涉型红外线截止滤光膜
303：第二干涉型红外线截止滤光膜
400：抗反射膜
具体实施方式
本发明的全日型复合滤光元件，如图2所示，该全日型复合滤光元件100，包括一透光基板200，该透光基板200可为玻璃基板或硅晶圆(silicon wafer)基板。如图所示，该透光基板200具有一上表面21和一下表面22，其上表面21和下表面22相对。其上表面21的上方形成一红外光吸收材料层301，红外光吸收材料层301的上方形成一干涉型红外线截止滤光(IRCF)膜302，其下表面上则形成一第二干涉型红外线截止滤光膜303。
其红外光吸收材料层301为含有环己酮(cyclohexanone)、环氧树脂(epoxyresin)、含金属颜料(metal-containing pigment)成份的蓝色染料，其具有吸收红外光的特性，降低红外光波段的穿透率，以避免产生炫光、鬼影等现象。
该干涉型红外线截止滤光膜302为多层所形成，其层数为5～100层，其厚度为0.3μm～7μm。
本发明的全日型复合滤光元件，借由上述构成，如图3所示，当波长为400nm～700nm的可见光段于光线为大角度(30度)入射时，可避免于影像感光器的周边产生炫光；波长为850nm或940nm的红外光段于光线为大角度(30度)入射时也可以确实通过。因此，本发明的全日型复合滤光元件可同时用于日间感测与夜间感测。
图4为本发明的全日型复合滤光元件和现有具有红外线截止滤光膜特性的蓝玻璃的波长-穿透率特性表示图。如该图所示，在可见光的波长范围(400nm～700nm)，本发明的全日型复合滤光元件和现有蓝玻璃同样都可达到95％～98％的穿透率。
本发明的全日型复合滤光元件，其透光基板200的厚度可以达到0.145mm～0.3mm，红外光吸收材料层301的厚度可为2μm，干涉型红外线截止滤光膜302的厚度可为2.5μm，故整体可以做得很薄。
本发明的全日型复合滤光元件，其实施时又可以如图5所示，在干涉型红外线截止滤光膜302的上表面，被覆一层抗反射膜400，使入射光的反射减少，提升穿透率。
实施时，红外光吸收材料层可设于干涉型红外线截止滤光膜的上方或下方。红外光吸收材料层和干涉型红外线截止滤光也可设于透光基板的一面或两面。
本发明的全日型复合滤光元件，实施时，于波长-穿透率特性表示图上所表现的波形可为仅供波长为400nm～700nm的可见光段通过的前单一波段形，或波长为400nm～700nm的可见光段和波长为850nm或940nm的红外光段均可通过的双波段形。
如图3所示，当波长-穿透率特性表示图为仅供波长为400nm～700nm的可见光段通过的前单一波段形时，50％透光率(T50)为650nm(经过微调，则可为620nm～680nm)，而700nm～1100nm的Tmax(特定区间内的最高穿透率)小于等于3％。
如图3所示，当波长-穿透率特性表示图为供波长为400nm～700nm的可见光段，以及波长为850nm或940nm的红外光段均可通过的双波段形时，50％透光率(T50)为650nm，830nm或930nm，而700nm～800nm的Tmax(特定区间内的最高穿透率)小于等于3％。而且，其穿通波段，在830nm～870nm区间内的平均穿透率为20％～98％；在920nm～950nm区间内的平均穿透率为98％～20％；970nm～1100nm的Tmax(特定区间内的最高穿透率)小于等于3％。
综上所述，本发明的全日型复合滤光元件，确能改善现有滤光元件的缺点。
以上所述者乃是本发明较佳具体的实施例，若依本发明的构想所作的改变，其产生的功能作用，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内，合予陈明。
Claims (4)
1.一种全日型复合滤光元件，于一透光基板的表面上设一红外光吸收材料层和一干涉型红外线截止滤光膜；其特征在于：该红外光吸收材料层为含有环己酮、环氧树脂、含金属颜料成份的蓝色染料，该干涉型红外线截止滤光膜层数为5～100层，其厚度为0.3μm～7μm；借此，波长为400nm～700nm的可见光段于光线为30度入射时不会有炫光发生，波长为850nm或940nm的红外光段于光线为30度入射时也能够通过。
2.如权利要求1所述的全日型复合滤光元件，其特征在于，红外光吸收材料层设于干涉型红外线截止滤光膜的上方或下方。
3.如权利要求1所述的全日型复合滤光元件，其特征在于，红外光吸收材料层和干涉型红外线截止滤光膜设于透光基板的一面或两面。
4.如权利要求1所述的全日型复合滤光元件，其特征在于，红外光吸收材料层的上表面形成一抗反射膜或一第二干涉型红外线截止滤光膜。
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