M307135 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係有關-種光學系統，尤指—種用於攝影裝置之紅外線截止 光學系統。 【先前技術】 按，人類視覺具有可感知400〜奈米（nm)可見光，但對波長 • 超過700奈米（腿）之紅外線卻無法感知的特性，* CCD (Ch零 C〇U_Device ’電荷耦合元件）等影像感測器則具有不僅對可見光， 而且對波長直到l_nm之紅外線也具有良好感光度的敏感特性，所感 光的紅外線會導致圖像清晰度降低或圖像劣化。故，為使紅外線不入 射到CCD等影像感測器，有必要在影像感測器的入射側配置一紅外線 截止裝置。該紅外線截止裝置可為—光學低猶波器（〇LpF，
LowPass Filter)或-以平板玻璃為基質之紅外截止遽光片（砂，虹说 • Fllter)。該等紅外線截止裝置具有可使可見光透過而阻擋紅外線透過之 特性，故可關紅外·人CCD成像面而造細财清晰的問題，並 減輕由紅精成的餘色調，核職CCD的彩色顧性能，而 可得到與人類視覺特性相近之彩色圖像。 光學低通渡波器OLPF是由高品質的光學石英水晶片、增透膜、紅 外截止渡光片（如吸收式魏玻璃）等精練合而成。在鏡頭元件和 CCD影像感·之間加設〇LpF，可防止CCD影佩廳由於畫素間 隔而產生的偽色與波紋，改善紅外線對^^成像的影響，使影像更清 5 M307135 晰穩定。
然而，近年來，隨著CCD技術的快速發展、CCD晝素數不斷提昇。 CCD晝素數目越多，單一感測器尺寸越大，收集到的圖像就越清晰。 因此，光學低通濾波器OLPF已漸不需要，但為避免紅外線進入CCD 成像面，仍需在CCD前增設一以平板玻璃為基質之紅外截止濾光片 ICF。 紅外截止渡光片包括吸收型和反射型。其中，吸收型紅外截止漁光 片係在玻片中含有吸收紅外線的金屬離子。此種吸收型紅外截止濾光 片具有從波長550nm到750nm之間透過率逐漸下降的特性。雖然通過 該透過率特性能再現接近人類視覺敏感特性之自然顏色，然為獲得良 好的透過轉性，需把玻片的厚度加王到既定厚度以上，從而使攝影 裝置小型化之需求難以實現。 反射型紅外截止濾光片則係在玻片上形成有反射紅外線的光學多 層媒。該等多層膜係由高折射率材質形成之薄膜和由低折射率材質形 成之薄膜交替層好層而形成。由於反射型紅外截止濾光片之厚度較 薄，故較易實現攝影裝置之小型化。 然而，由於該反射型紅外截止濾光片係設於CCD與鏡頭系統之 間’來自被攝物之入射光束以近似垂直狀態（入射角為〇度）入射後， 經由鏡頭純人射至紅外截止據光片時，光束已多呈發散狀態，光線 入射角變較大’故紅外線_鱗降低，反射紅外線之效果較差。另， 在攝μ置之光學系統中額外增設—反射型紅外截止濾、光片作為一光 6 M307135 子P件亦增力口 了系統之製造與組裝成本，而較不經濟。 、疋X由上可知，上述習知之紅外線截止裝置，在實際使用上，顯 然仍具有不便與缺失存在，而可待加以改善者。 【新型内容】 本創作之主要目的在於提供_種紅外線截止光料統，該光學系統 的個或多個透鏡面上係鍍有紅外線反射膜，鍍膜面之曲率中心係與 中心入射絲線期邊人射主絲之交驗於_，以實現最佳之紅 外線濾光效果。 本創作之另-目的在於提供—種紅外線截止光學系統，該光學系統 的一個或夠透鏡面上顧有紅外線反賴，可省略單歡置之紅外 線截止裝置，從而降低成本，提升競爭力。 依據本創作之目的而提供之紅外線截止光學系統包含複數個透 鏡，其中至少-個透鏡面上财紅外線反射膜嗜膜面之選擇原則為 該鑛膜面之醇中心和中心人射主光線及周邊人射主光線之交點在同 側，如此可使得CCD成像面上的偏紅色光線分佈平均，增強⑽之彩 色還原性能。優選鍍咖為該纽中滿足上述特定條件且光線入射角 最小之透鏡面。 與習知技術相比，在本創作光學系統中，藉由在一個或多個透鏡面 上直接鑛-紅外線反射膜，可省略習用的單獨設置之紅外線截止裝置 而節約成本。該鐘膜面之曲率中心係與中心入射主光線及周邊入射主 M307135 光線之交點位於同侧，可實現最佳之紅外線濾、光效果。 【實施方式】 請參考第-圖，係爲本創作紅外線截止光學系統之第一實施例。该 紅外線截止光學祕1G包含—鄰近物端設置之新月透鏡1與一鄰近像 端設置之雙凸透鏡2。該新月透鏡i具有第一表面u與第二表面η， 其中鄰近物端之第-表面11财—紅外線反細。該雙凸透鏡2具有 第-表面21與第二表® 22。新月透鏡i第一表面u的曲率中心位於 系統光軸上的ci點處。藉由在新月透鏡！第—表面u上錢一紅外線 反射膜’可使可見光透過而阻n外線之透過，故可限制紅外線進入 CCD成像面而造成圖像不清晰，並減輕由紅外線所造成的偏紅色調， 有效增強CCD的彩色還原性能，而可得到與人類視覺特性相近之彩色 圖像。 入射該光學系統10之中心入射主光線ai與周邊入射主光線bii、 bu在經由新月透鏡1與雙凸透鏡2折射後，交會於系統光軸上的di 點處。由第一圖可見，在本實施例中，該新月透鏡丨鍍有紅外線反射 膜之第一表面11的曲率中心C1係位於中心入射主光線ai與周邊入射 主光線bu、b12的交點D1同側，即鍍膜面η的右側。如此，可使系統 之紅外線濾光達到較佳效果。 為增強紅外線反射效果，亦可在雙凸透鏡2的第一表面21進一步 鍍製一紅外線反射膜。該第一表面21滿足其曲率中心與中心入射主光 M307135 線七及周邊入射主光線bii、匕2的交點Di位於同側的特定條件。該第 表面21的曲率中心係位於系統光軸上的點處，與交點位於雙 凸透鏡2第—表面21的右側。故，在第-實施例的光學系統1〇中， 除於新月透鏡1第—表面11上鑛紅外線反射膜之外，亦可進-步在雙 凸透鏡2 H面21 ±鍍製_紅外線反纏。韻賴面為凸透鏡 2之第-表面21，因巾心人射主光線力及周邊人射主光線^ ★入射 第表面21日寸相對幸父垂直，即，入射角相對較小，如此可較均一地 反射紅外線’而提升紅外線之截止效果。當然，設置多個紅外線反射 鍍膜面可使系統之紅外_光效果最佳化，但會相應增加—定之成本。 "本創作之紅外線反射膜可藉由高折射率材質形成的薄膜及低折射 率材質域的薄膜父替層疊多層而形成。形成該紅外線反射膜的高折 稗層的材貝有Tl〇2、也〇5、他〇5、加2等，低折射率層的材質則 有 Si〇2、A12〇3、MgF2 等。 為將n折射率層和崎射率層交魏麟舰上，通常湖物理成 膜法’亦可採料通的真空驗法，但優選採用可穩定控制膜的折射 ^ 光特倾時間變化小的朗離子加速紐或離子電鐘 *賤射4由於成膜層的折射料光學常數因成膜方法、成膜條件 *素而有所不同’故需在鑛製前正確測定成膜層的光學常數。 第二圖所示係爲本創作紅外線截止光學系統之第二實施例。該紅外 線截止光料統20包含—鄰近物驢置之雙凸透鏡3與-氣像端設 置之雙凹透鏡4。該雙凸透鏡3具有第一表面31和第二表面32。該雙 9 M307135 j、有第表面41和第二表面42。雙凸透鏡3位於系統最左側 ^第一表面^與雙凹透鏡4之第_表面41均鍍有—紅外線反射膜。 、、 第表面31之曲率中心為位於系統光軸上的C3點，雙凹 透、兄第表面41之曲率中心為位於系統光抽上的以點。由第二圖 "見曲率中心〇、C4與中心人射主光線a2及周邊人射主光線b21、 22的又』D2均位於同側。曲率中心C3與交點D2係位於雙凸透鏡3 第表面31之右側，而曲率中心a與交點μ則係位於雙凹透鏡4 第一表面41之左側。 第三圖所示係爲本創作紅外線截止光學系統之第三實施例。該紅外 線截止光學祕30包含4個透鏡，分別為—鄰近物端設置之新月透鏡 6凸透鏡7、一平凸透鏡8及一鄰近像端設置之平凸透鏡9。中心 入射主光線的及周邊入射主光線係交會於位於系統光軸上的點 D3 °該新月透鏡6鄰近物端之表面61鍍有一紅外線反射膜，其曲率中 心係位於系統光軸上之C6點，與光線交點D3共同位於表面&之左 側。該凸透鏡7位於像端之表面72鍍有一紅外線反射膜，其曲率中心 係位於系統光軸上之C7點，與光線交點D3共同位於表面72之左側。 該平凸透鏡8位於像端之表面82亦鍍有一紅外線反射膜，其曲率中心 係位於糸統光軸上之C8點’與光線交點D3亦共同位於表面&之左 側。在本實施例中，優選鍍膜面為凸透鏡8之表面82，因中心入射主 光線a3及周邊入射主光線、br入射該表面82時相對較垂直，即， 入射角相對較小。 M307135 本創作紅外顧止光學纽的主制奴構成触蝴、數位攝影 機内部的影像_1!(感光元件）之透鏡魏的全部或—部分。利用 X在透鏡表Φ上的紅外線反射膜，本創作可在人射罐物端)即對入射光 進订紅外線阻斷。阻斷了紅外線的人射光進人影像感·後，影像感 測器將其轉換輕信號，並制電子部件生成與人眼視髓性相吻合 之彩色圖像信號輸出。 如前所述，本創作之紅外、_止光學系統藉由在—個衫個透鏡面 上設置紅外線反細，使鱗透鏡除具有透鏡的基本功能之外，還進 一步具有阻斷紅外線之功能，故可省略習用之紅外線截止裝置，而可 實現低成本和小型化。 更為重要的是，本創作之紅外線截止光學系統藉由在一個或多個透 鏡面上設置紅外線反射膜，該等鍍膜面之選擇滿足其曲率中心和中心 入射主光線及周邊入射主光線之交點位於同側的特定條件，如此可取 知最佳之紅外線滤光效果’使得CCD成像面上的偏紅色光線分佈平均， 增強CCD之彩色還原性能。優選鐘膜面為中心及周邊入射主光線入射 時基本呈垂直狀態之透鏡表面，即，光線入射角相對較小之透鏡表面， 以較均一地反射紅外線，而提升紅外線之截止效果。 以上所揭示的，僅係本創作的較佳實施方式而已，不能以此來限定 本創作實施的範圍，本技術領域内的一般技術人員根據本創作所作的 均等變化，以及本領域内技術人員熟知的改進，都應仍屬於本專利所 涵蓋的範圍。 11 M307135 【圖式簡單說明】 第一圖係本創作紅外線截止光學系統之第一實施例。 第二圖係本創作紅外線截止光學系統之第二實施例。 第三圖係本創作紅外線截止光學系統之第三實施例。 【主要元件符號說明】 新月透鏡 1、6 雙凸透鏡 2、3 雙凹透鏡 4 凸透鏡 7
平凸透鏡 8、9 光線交點 D1、D2、D3 中心入射主光線七、a2、a3 紅外截止光學系統10、20、30 第一表面 11、21、3卜4卜61 第二表面 12、22、32、42、72、82 曲率中心 a、C2、C3、C4、C6、C7、C8 周邊入射主光線 bii、bi2、b2l、b22、b3l、b32
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