CN101013253A - 图像拾取系统 - Google Patents

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CN101013253A CNA2007100061486A CN200710006148A CN101013253A CN 101013253 A CN101013253 A CN 101013253A CN A2007100061486 A CNA2007100061486 A CN A2007100061486A CN 200710006148 A CN200710006148 A CN 200710006148A CN 101013253 A CN101013253 A CN 101013253A
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Abstract

一种包括一个或多个光学元件的图像拾取系统，在800至1200nm波长λ处的反射率的最大值为30％或更大的红外截止覆层形成在光学元件的至少两个光学表面上。

Description

图像拾取系统
技术领域
本发明涉及一种图像拾取系统。具体地说，本发明涉及一种具有红外截止功能的图像拾取系统。
背景技术
在用于数字静物照相机和数字摄像机的光学系统中，使用诸如CCD或CMOS的光接收元件。这些光接收元件不仅在可见区域内具有高灵敏度而且在红外区域内也具有高灵敏度。因此，为了提供接近于可见度的光接收特性，需要截止具有800至1200nm波长λ的光。常规地，已经使用了其中许多高折射率材料和低折射率材料交替层叠在玻璃基底上的红外截止滤光片。
可是，红外截止滤光片形成在玻璃基底上的光学元件价格昂贵。而且，因为玻璃基底厚，因此很难完全满足近来对于更小、更薄的光学系统的需求。已知一种通过在图像拾取系统透镜中最外侧透镜的一个表面上形成红外截取滤光片来提供更小且更薄的光学系统的技术(例如，日本未审专利公开No.10-10423)。
可是，在图像拾取系统透镜由塑料制成的情况下，当形成由多个用于截止具有800至1200nm波长λ的光的覆层所构成的层叠薄膜时，因为破裂或压力等引起的表面变形等危险，而存在重大的技术难题。此外，当用作图像拾取系统透镜的玻璃透镜覆有多个红外截止滤光片时，存在上述覆层的成本与玻璃基底的红外截止覆层的成本相同的问题。
发明内容
针对上述问题提出本发明。本发明的一个目的是提供一种具有红外截止功能的图像拾取系统，其适用于更小且更薄的光学系统及其成本的降低。
为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，图像拾取系统包括一个或多个光学元件，其中在800至1200nm波长λ处的反射率的最大值为30％或更大的红外截止覆层形成在光学元件的至少两个光学表面上。
优选地，在图像拾取系统中，光学元件的至少一个光学表面在玻璃基底上具有红外截止覆层。
优选地，在图像拾取系统中，光学元件的至少一个光学表面在塑料薄膜上具有红外截止覆层。
优选地，在图像拾取系统中，光学元件的至少一个光学表面或至少两个光学表面在图像拾取透镜上具有红外截止覆层。
在该情况下，优选地，其上形成有红外截止覆层的图像拾取透镜优选由塑料制成。
优选地，在图像拾取系统中，图像拾取系统具有层叠结构，其中当设计波长为λ0，低折射率层的折射率为nL，低折射率层的厚度为dL，高折射率层的折射率为nH，高折射率层的厚度为dH，并且每层的红外截止覆层从空气一侧依次被编号为第一层、第二层、第三层......时，红外截止覆层满足以下条件：
800nm≤λ0≤1200nm
1.3≤nL≤1.6
1.8≤nH≤2.3
第一层满足0.08λ0≤nLdL≤0.17λ0，
第二层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0，并且
第三层满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
在此情况下，优选地，第四层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0。
在此情况下，优选地，第五层满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
在此情况下，优选地，第六层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0。
在此情况下，优选地，第七层满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
在此情况下，优选地，第八层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0。
根据本发明，能够提供一种具有红外截止功能的图像拾取系统，其适于更小且更薄的光学系统及其成本的降低。
附图说明
通过下文给出的详细描述以及附图将更完全地理解本发明，其中，所述附图仅作为示例并且不作为对本发明的限制的，所述附图中：
图1是本实施例的图像拾取系统的透镜的截面图；
图2是根据例1的图像拾取系统的透镜的截面图；
图3是示出了例1和例3中红外截止滤光片的反射特性的图；
图4是示出了例1中其上设置有红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图；
图5是根据例1的图像拾取系统的透镜的截面图；
图6是示出了例2中其上设置有红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图；
图7是根据例3的图像拾取系统的透镜的截面图；
图8是示出了例3中其上设置有防反射覆层的透镜表面的反射特性的示图；
图9是示出了其上设置有用于本发明的红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图；
图10是示出了其上设置有用于本发明的红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图；
图11是示出了其上设置有用于本发明的红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图；
图12是示出了其上设置有用于本发明的红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图；
图13是示出了其上设置有用于本发明的红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图；和
图14是示出了其上设置有用于本发明的红外截止覆层的透镜表面的反射特性的示图。
具体实施方式
下文中，将参考附图描述根据本发明的图像拾取系统的一个实施例。然而，所示例子不限制本发明的范围。
图1是示出了根据本实施例的照相(图像拾取)系统的透镜组(在该情况下是变焦透镜)的结构的图。如图1所示，图像拾取系统从物侧(空气侧)按顺序包括光阑S，第一透镜L1，第二透镜L2和盖板CP(例如光学低通滤波器，IR截止滤光片，用于保护CCD表面的盖玻片)。在它们中，第一透镜L1和第二透镜L2分别是其中凸面被设置在物侧的新月形透镜，并且具有正的折射率。第一透镜L1和第二透镜L2可以是塑料透镜或玻璃透镜。而且，两个透镜之一可以是塑料透镜，另一个可以是玻璃透镜。
在塑料透镜的情况下，有可能提供具有低成本的非球面并提供低成本的图像拾取系统。另一方面，在玻璃透镜的情况下，有可能得到的优点在于：折射率高，由于温度改变引起的性能和形状的变化小，以及由于双折射引起的影响小等。
在本实施例中的光学元件的光学表面上，其中，在800至1200nm波长λ处的反射率的最大值为30％或更大的红外截止覆层形成在至少两个光学表面上。红外截止覆层是对可见范围内的光通量具有良好透射率而对近红外范围内的光通量具有足够低透射率的覆层。
本发明的红外截止覆层优选具有层叠结构，当假定设计波长为λ0，低折射率层的折射率为nL，低折射率层的厚度为dL，高折射率层的折射率为nH，高折射率层的厚度为dH，并且每层的红外截止覆层从空气一侧依次被编号为第一层、第二层、第三层......时，满足以下条件：
800nm≤λ0≤1200nm
1.3≤nL≤1.6
1.8≤nH≤2.3
第一层满足0.08λ0≤nLdL≤0.17λ0，
第二层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0，并且
第三层满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
构成红外截止覆层的层数不受限制。然而，从红外截止覆层的空气侧的偶数层优选满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0，且编号为第三层或更大的奇数层优选满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
可替换地，本发明的图像拾取系统也可以通过将其中具有高折射率的树脂和具有低折射率的树脂交替层叠在塑料薄膜上的红外截止滤光片，和其中800至1200nm波长λ处的最大反射率的值为30％或更大的红外截止覆层的图像拾取系统透镜结合起来而形成。取代塑料膜，其中800至1200nm波长λ处的最大反射率的值为30％或更大的红外截止覆层可以形成在多个表面上。
对于整个图像拾取系统很重要的是将红外区域中的透射率设置为接近于0％或将透射率减小到对于预定的CCD或CMOS灵敏度没有影响的水平。
当红外截止覆层提供在多个表面上时，整个图像拾取系统的红外区域(800至1200nm)的透射率可以通过如下所示的方法进行计算。当假定红外截止覆层形成在四个表面上并且每个红外区域具有x1，x2，x3和x4的反射率时，透射率可以通过下述公式表示：透射率≈(1-x1)(1-x2)(1-x3)(1-x4)。例如，在x1＝x2＝x3＝x4＝0.6(反射率60％)的情况下，透射率通过下述公式表示：透射率≈(1-0.6)4＝0.0256，透射率减小到约2.6％。尽管考虑实际透射率由于表面中引起的多次反射可能稍微高于上述值，但是透射率可以通过上述计算公式近似得到。
如上所述，根据本发明，有可能通过结合具有红外截止功能的多个图像拾取系统来截止具有800至1200nm波长λ的近红外区域的光。
[例子]
(例1：在塑料膜和图像拾取系统透镜的四个表面上形成红外截止覆层)
将参考图2描述根据例1的光学系统。
为了截止入射到CCD上的红外线，具有80层的红外截止滤光片IRCF设置在塑料膜基底上，在滤光片中高折射率树脂(n＝1.8)和低折射率树脂(n＝1.5)交替层叠。反射特性在图3中示出。在利用塑料膜的红外截止滤光片的情况下，由于高折射率树脂和低折射率树脂之间的折射率差不能太大，因此红外截止滤光片不能保证红外线可以被截止的宽波段，且覆盖800至1200nm波长λ的范围是困难的。从而，使用通过结合塑料透镜的第一透镜L1和塑料透镜的第二透镜L2而形成的图像拾取系统，其中在第一透镜上，互补形成有在800至1200nm波长λ中具有30％或更大的最大反射率值的红外截止覆层IRC1和IRC2，在第二透镜上形成有红外截止覆层IRC3和IRC4。红外截止覆层IRC1至IRC4分别通过交替层叠主要由TiO2构成的材料和主要由SiO2构成的材料以便在塑料透镜上形成六层来制备。图4示出了分别在第一透镜L1的一个表面和第二透镜L2的一个表面处的反射特性。如图4所示，第一透镜L1和第二透镜L2的每个表面在可见光区域中的400至700nm波长λ中具有足够的抗反射性能。尽管第一透镜L1和第二透镜L2的每个表面在800至1200nm波长λ处具有大约40％的最大反射率值，并且不能对于单个元件中的常规红外截止滤光片提供所需的足够性能，但是通过在四个表面处设置具有图4的特性的红外截止覆层并将这些覆层与具有图3特性的塑料膜型红外截止滤光片IRCF结合，在800至1200nm波长λ中的反射率也可以设置成很高。如上所述，根据例1，由于具有图4的特性的红外截止覆层IRC1至IRC4形成在图像拾取系统透镜的四个表面上，以及结合塑料膜型红外截止滤光片IRCF，因此有可能提供一种对于可见光具有足够抗反射性能且对于800至1200nm的波长λ具有高反射率的图像拾取系统。结果，有可能防止红外线进入CCD。
(例2：在图像拾取系统透镜的多个表面上形成红外截止覆层)
将参考图5描述根据例2的光学系统。
为了截止入射到CDD上的光线，使用通过将塑料透镜的第一透镜L1和塑料透镜的第二透镜L2结合而形成的图像拾取系统，其中在第一透镜上，形成有在800至1200nm波长λ中具有30％或更大的最大反射率值的红外截止覆层IRC1和IRC2，在第二透镜上形成有红外截止覆层IRC3和IRC4。红外截止覆层IRC1至IRC4分别通过交替层叠主要由TiO2构成的材料和主要由SiO2构成的材料以便在塑料透镜上形成八层来制备。图6示出了分别在第一透镜L1的一个表面和第二透镜L2的一个表面处的反射特性。如图6所示，第一透镜L1和第二透镜L2的每个表面在可见光区域中的400至700nm波长λ中具有足够的抗反射性能。尽管第一透镜L1和第二透镜L2的每个表面在800至1200nm波长λ处具有大约60％的最大反射率值，并且不能对于常规红外截止滤光片提供所需的足够性能，但是通过在图像拾取系统透镜的四个表面上形成具有图6的特性的红外截止覆层IRC1至IRC4，有可能提供对于可见光具有足够抗反射性能以及对于800至1200nm的波长λ具有高反射率的图像拾取系统。结果，有可能防止红外线进入CCD。
(例3：在塑料膜和图像拾取系统透镜的三个表面上形成红外截止覆层)
将参考图7描述根据例3的光学系统。
为了截止入射到CCD上的红外线，具有80层的红外截止滤光片IRCF设置在塑料膜基底上，其中，在所述红外截止滤光片IRCF中，高折射率树脂(n＝1.8)和低折射率树脂(n＝1.5)交替层叠。反射特性在图3中示出。在塑料膜类型的红外截止滤光片的情况下，由于高折射率树脂和低折射率树脂之间的折射率差不能太大，因此红外截止滤光片不能保证红外线可以被截止的宽波段，且覆盖800至1200nm波长λ的范围是困难的。
从而，使用通过将塑料透镜的第一透镜L1和塑料透镜的第二透镜L2相结合而形成的图像拾取系统，其中在第一透镜上，互补形成有在800至1200nm波长λ中具有30％或更大的最大反射率值的红外截止覆层IRC1和IRC2，在第二透镜上形成有红外截止覆层IRC3和抗反射覆层ARC。红外截止覆层IRC1至IRC3分别通过交替层叠主要由TiO2构成的材料和主要由SiO2构成的材料以便在塑料透镜上形成八层来制备。其上形成有红外截止覆层的透镜表面具有与图2相同的反射特性，且反射特性在图6中示出。如图6所示，第一透镜L1和第二透镜L2的每个表面在可见光区域中的400至700nm波长λ中具有足够的抗反射性能。尽管第一透镜L1和第二透镜L2的每个表面在800至1200nm波长λ处具有大约60％的最大反射率值，并且不能对于常规红外截止滤光片提供所需的足够性能，但是通过在三个表面处设置具有图6的特性的红外截止覆层以及将这些覆层与具有图3特性的塑料膜型红外截止滤光片IRCF相结合，在800至1200nm波长λ中的反射率也可以设置为很高。如上所述，根据例3，由于具有图6的特性的红外截止覆层IRC1至IRC3形成在图像拾取系统透镜的第一、第二和第三表面这三个表面上，并结合有塑料膜型红外截止滤光片IRCF，因此有可能提供对于可见光具有足够抗反射性能且对于800至1200nm的波长λ具有高反射率的图像拾取系统。结果，有可能防止红外线进入CCD。在透镜的第四表面上，形成有图8中示出的常规抗反射覆层ARC。其层结构在表1中示出。
表1
设计波长λ0＝1000nm
层编号  材料 折射率(n) 物理厚度(d) 光学厚度(nd/λ0)
 基底     1.52
    4  TiO2     2.15     33.5     0.072
    3  SiO2     1.47     189.5     0.279
    2  TiO2     2.15     121.5     0.261
    1  SiO2     1.47     87.1     0.128
 空气     1
为什么常规抗反射覆层仅形成在第四表面上，不同于第一表面至第三表面上的原因如下所述。如图像拾取系统的结构图中所示，仅第四表面在透镜周围具有小曲率，并且该表面沿倾斜方向显著倾斜。结果，通过常规蒸发使均匀覆层形成在边缘是困难的。在这种情况下，边缘部分的厚度变薄，且反射特性移动到短波长一侧。因此，很难提供足够的抗反射特性。然而，通过改变蒸发方法或通过使用另一种膜形成方法，例如溅射，该问题可以解决。
在下文中，将解释具体的层结构和用于本发明的红外截止覆层的反射特性。
(红外截止覆层1)
在可见区域中作用为抗反射膜以及在红外区域中作用为红外截止滤光片的覆层形成在图像拾取系统透镜的一个光学表面上。具体地说，覆层通过交替层叠主要由SiO2构成的低折射率材料和主要由TiO2构成的高折射率材料以便形成六层来制备。真空蒸发方法用作膜形成方法。然而，也可以使用其它方法，例如溅射或涂覆。表2示出了所述层结构。图9示出了图像拾取系统透镜的一个表面的反射特性。覆层的每一层从空气侧(图像拾取系统透镜的最上表面)顺序编号为第一层，第二层等。
当将设计波长设置为1000nm的波长λ0时，第一层由作为低折射率材料、厚度为0.128λ0的SiO2构成，第二层由作为高折射率材料、厚度为0.261λ0的TiO2构成，以及第三层由作为低折射率材料、厚度为0.279λ0的SiO2构成。在该层结构中，第一层、第四层、第五层和第六层主要作用为抗反射膜，第二层和第三层主要作用为红外截止滤光片。具体地说，将第二层和第三层设计成在1000nm的红外线波长λ0处具有约0.25λ0的厚度。
通过如上所述的结构，第二层和第三层在500nm的可见光波长λ1中分别具有约0.5λ1的厚度。这些层可以在光学薄膜中被认为是不存在的层。此外，抗反射性能在可见区域中不受抑制。另一方面，第二层和第三层在1000nm的红外线波长λ0中分别具有约0.25λ0的厚度。这些层在光学薄膜中具有反射膜的基本结构。此外，反射率可以在红外区域中提高。
表2
设计波长λ0＝1000nm
层编号   材料   折射率(n)  物理厚度(d) 光学厚度(nd/λ0)
  基底     1.52
    6   TiO2     2.15     25.3     0.054
    5   SiO2     1.47     38.2     0.056
    4   TiO2     2.15     33.5     0.072
    3   SiO2     1.47     189.5     0.279
    2   TiO2     2.15     121.5     0.261
    1   SiO2     1.47     87.7     0.128
  空气     1
(红外截止覆层2)
在可见区域中作用为抗反射膜以及在红外区域中作用为红外截止滤光片的覆层形成在图像拾取系统透镜的一个光学表面上。具体地说，覆层通过交替层叠主要由SiO2构成的低折射率材料和主要由TiO2构成的高折射率材料以便形成六层来制备。真空蒸发方法用作膜形成方法。然而，也可以使用其它方法，例如溅射或涂覆。表3示出了所述层结构。图10示出了图像拾取系统透镜的一个表面的反射特性。覆层的每一层从空气侧(图像拾取系统透镜的最上表面)顺序编号为第一层、第二层等。
当设计波长设置为1000nm的波长λ0时，第一层由作为低折射率材料、厚度为0.130λ0的SiO2构成，第二层由作为高折射率材料、厚度为0.260λ0的TiO2构成，第三层由作为低折射率材料、厚度为0.253λ0的SiO2构成，以及第四层由作为高折射率材料、厚度为0.271λ0的TiO2构成。在该层结构中，第一层、第五层和第六层主要作用为抗反射膜，第二层、第三层和第四层主要作用为红外截止滤光片。特别是，将第二层、第三层和第四层设计成在1000nm的红外线波长λ0中具有约0.25λ0的厚度。
通过如上所述的结构，第二层至第四层在500nm的可见光波长λ1中分别具有约0.5λ1的厚度。这些层可以在光学薄膜中被认为是不存在的层。此外，抗反射性能在可见区域中不受抑制。另一方面，第二层至第四层在1000nm的红外线波长λ0中分别具有约0.25λ0的厚度。这些层在光学薄膜中具有反射膜的基本结构。此外，反射率可以在红外区域中提高。
表3
设计波长λ0＝1000nm
层编号  材料 折射率(n) 物理厚度(d) 光学厚度(nd/λ0)
 基底     1.52
    6  TiO2     2.15     11.4     0.025
    5   SiO2     1.47     34.1     0.050
    4   TiO2     2.15     126.3     0.271
    3   SiO2     1.47     172.2     0.253
    2   TiO2     2.15     121.1     0.260
    1   SiO2     1.47     88.8     0.130
  空气     1
(红外截止覆层3)
在可见区域中作用为抗反射膜以及在红外区域中作用为红外截止滤光片的覆层形成在图像拾取系统透镜的一个光学表面上。具体地说，覆层通过交替层叠主要由SiO2构成的低折射率材料和主要由TiO2构成的高折射率材料以便形成八层来制备。真空蒸发方法用作膜形成方法。然而，也可以使用其它方法，例如溅射或涂覆。表4示出了所述层结构。图11示出了图像拾取系统透镜的一个表面的反射特性。覆层的每一层从空气侧(图像拾取系统透镜的最上表面)顺序编号为第一层、第二层等。
当将设计波长设置为1000nm的波长λ0时，第一层由作为低折射率材料、厚度为0.130λ0的SiO2构成，第二层由作为高折射率材料、厚度为0.260λ0的TiO2构成，第三层由作为低折射率材料、厚度为0.259λ0的SiO2构成，第四层由作为高折射率材料、厚度为0.274λ0的TiO2构成，以及第五层由作为低折射率材料、厚度为0.285λ0的SiO2构成。在该层结构中，第一层、第六层、第七层和第八层主要作用为抗反射膜，第二层、第三层、第四层和第五层主要作用为红外截止滤光片。具体地说，将第二层、第三层、第四层和第五层设计成在1000nm的红外线波长λ0中具有约0.25λ0的厚度。
通过如上所述的结构，第二层至第五层在500nm的可见光波长λ1中分别具有约0.5λ1的厚度。这些层可以在光学薄膜中被认为是不存在的层。此外，抗反射性能在可见区域中不受抑制。另一方面，第二层至第五层在1000nm的红外线波长λ0中分别具有约0.25λ0的厚度。这些层在光学薄膜中具有反射膜的基本结构。此外，反射率可以在红外区域中提高。
表4
设计波长λ0＝1000nm
层编号 材料 折射率(n) 物理厚度(d) 光学厚度(nd/λ0)
 基底     1.52
    8  TiO2     2.15     20.7     0.045
    7  SiO2     1.47     44.5     0.065
    6  TiO2     2.15     27.6     0.059
    5  SiO2     1.47     193.7     0.285
    4  TiO2     2.15     127.4     0.274
    3  SiO2     1.47     176.2     0.259
    2  TiO2     2.15     121.1     0.260
    1  SiO2     1.47     88.2     0.130
 空气     1
(红外截止覆层4)
在可见区域中作用为抗反射膜以及在红外区域中作用为红外截止滤光片的覆层形成在图像拾取系统透镜的一个光学表面上。具体地说，覆层通过交替层叠主要由SiO2构成的低折射率材料和主要由TiO2构成的高折射率材料以便形成八层来制备。真空蒸发方法用作膜形成方法。然而，也可以使用其它方法，例如溅射或涂覆。表5示出了所述层结构。图12示出了图像拾取系统透镜的一个表面的反射特性。覆层的每一层从空气侧(图像拾取系统透镜的最上表面)顺序编号为第一层、第二层等。
当将设计波长设置为1000nm的波长λ0时，第一层由作为低折射率材料、厚度为0.133λ0的SiO2构成，第二层由作为高折射率材料、厚度为0.258λ0的TiO2构成，第三层由作为低折射率材料、厚度为0.257λ0的SiO2构成，第四层由作为高折射率材料、厚度为0.256λ0的TiO2构成，第五层由作为低折射率材料、厚度为0.257λ0的SiO2构成，以及第六层由作为高折射率材料、厚度为0.280λ0的TiO2构成。在该层结构中，第一层、第七层和第八层主要作用为抗反射膜，第二层、第三层、第四层、第五层和第六层主要作用为红外截止滤光片。具体地说，将第二层、第三层、第四层、第五层和第六层设计成在1000nm的红外线波长λ0中具有约0.25λ0的厚度。
通过如上所述的结构，第二层至第六层在500nm的可见光波长λ1中分别具有约0.5λ1的厚度。这些层可以在光学薄膜中被认为是不存在的层。此外，抗反射性能在可见区域中不禁止。另一方面，第二层至第六层在1000nm的红外线波长λ0中分别具有约0.25λ0的厚度。这些层在光学薄膜中具有反射膜的基本结构。此外，反射率可以在红外区域中提高。
表5
设计波长λ0＝1000nm
  层编号  材料   折射率(n)  物理厚度(d) 光学厚度(nd/λ0)
 基底     1.52
    8  TiO2     2.15     14.2     0.030
    7  SiO2     1.47     36.0     0.053
    6  TiO2     2.15     130.2     0.280
    5  SiO2     1.47     175.1     0.257
    4  TiO2     2.15     119.1     0.256
    3  SiO2     1.47     175.2     0.257
    2  TiO2     2.15     120.2     0.258
    1  SiO2     1.47     90.5     0.133
 空气     1
(红外截止覆层5)
在可见区域中作用为抗反射膜以及在红外区域中作用为红外截止滤光片的覆层形成在图像拾取系统透镜的一个光学表面上。具体地说，覆层通过交替层叠主要由SiO2构成的低折射率材料和主要由TiO2构成的高折射率材料以便形成十层来制备。真空蒸发方法用作膜形成方法。然而，也可以使用其它方法，例如溅射或涂覆。表6示出了所述层结构。图13示出了图像拾取系统透镜的一个表面的反射特性。覆层的每一层从空气侧(图像拾取系统透镜的最上表面)顺序编号为第一层、第二层等。
当将设计波长设置为1000nm的波长λ0时，第一层由作为低折射率材料、厚度为0.136λ0的SiO2构成，第二层由作为高折射率材料、厚度为0.272λ0的TiO2构成，第三层由作为低折射率材料、厚度为0.268λ0的SiO2构成，第四层由作为高折射率材料、厚度为0.277λ0的TiO2构成，第五层由作为低折射率材料、厚度为0.264λ0的SiO2构成，第六层由作为高折射率材料、厚度为0.267λ0的TiO2构成，以及第七层由作为低折射率材料、厚度为0.287λ0的SiO2构成。在该层结构中，第一层、第八层、第九层和第十层主要作用为抗反射膜，第二层、第三层、第四层、第五层、第六层和第七层主要作用为红外截止滤光片。具体地说，将第二层、第三层、第四层、第五层、第六层和第七层设计成在1000nm的红外线波长λ0中具有约0.25λ0的厚度。
通过如上所述的结构，第二层至第七层在500nm的可见光波长λ1中分别具有约0.5λ1的厚度。这些层可以在光学薄膜中被认为是不存在的层。此外，抗反射性能在可见区域中不受抑制。另一方面，第二层至第七层在1000nm的红外线波长λ0中分别具有约0.25λ0的厚度。这些层在光学薄膜中具有反射膜的基本结构。此外，反射率可以在红外区域中提高。
表6
设计波长λ0＝1000nm
  层编号  材料   折射率(n)  物理厚度(d) 光学厚度(nd/λ0)
 基底     1.52
    10  TiO2     2.15     22.5     0.048
    9  SiO2     1.47     45.1     0.066
    8  TiO2     2.15     30.4     0.065
    7  SiO2     1.47     195.5     0.287
    6  TiO2     2.15     124.0     0.267
    5  SiO2     1.47     179.8     0.264
    4  TiO2     2.15     129.0     0.277
    3  SiO2     1.47     182.3     0.268
    2  TiO2     2.15     126.7     0.272
    1  SiO2     1.47     92.9     0.136
 空气     1
(红外截止覆层6)
在可见区域中作用为抗反射膜以及在红外区域中作用为红外截止滤光片的覆层形成在图像拾取系统透镜的一个光学表面上。具体地说，覆层通过交替层叠主要由SiO2构成的低折射率材料和主要由TiO2构成的高折射率材料以便形成十层来制备。真空蒸发方法用作膜形成方法。然而，也可以使用其它方法，例如溅射或涂覆。表7示出了层结构。图14示出了图像拾取系统透镜的一个表面的反射特性。覆层的每一层从空气侧(图像拾取系统透镜的最上表面)顺序编号为第一层、第二层等。
当将设计波长设置为1000nm的波长λ0时，第一层由作为低折射率材料、厚度为0.125λ0的SiO2构成，第二层由作为高折射率材料、厚度为0.274λ0的TiO2构成，第三层由作为低折射率材料、厚度为0.267λ0的SiO2构成，第四层由作为高折射率材料、厚度为0.269λ0的TiO2构成，第五层由作为低折射率材料、厚度为0.267λ0的SiO2构成，第六层由作为高折射率材料、厚度为0.264λ0的TiO2构成，第七层由作为低折射率材料、厚度为0.267λ0的SiO2构成，以及第八层由作为高折射率材料、厚度为0.284λ0的TiO2构成。在该层结构中，第一层、第九层和第十层主要作用为抗反射膜，第二层、第三层、第四层、第五层、第六层、第七层和第八层主要作用为红外截止滤光片。具体地说，将第二层、第三层、第四层、第五层、第六层、第七层和第八层设计成在1000nm的红外线波长λ0中具有约0.25λ0的厚度。
通过如上所述的结构，第二层至第八层在500nm的可见光波长λ1中分别具有约0.5λ1的厚度。这些层可以在光学薄膜中被认为是不存在的层。此外，抗反射性能在可见区域中不受抑制。另一方面，第二层至第八层在1000nm的红外线波长λ0中分别具有约0.25λ0的厚度。这些层在光学薄膜中具有反射膜的基本结构。此外，反射率可以在红外区域中提高。
表7
设计波长λ0＝1000nm
  层编号  材料   折射率(n)   物理厚度(d) 光学厚度(nd/λ0)
 基底     1.52
    10  TiO2     2.15     12.9     0.028
    9  SiO2     1.47     38.1     0.056
    8  TiO2     2.15     131.9     0.284
    7  SiO2     1.47     181.6     0.267
    6  TiO2     2.15     122.7     0.264
    5  SiO2     1.47     181.4     0.267
    4  TiO2     2.15     125.1     0.269
    3  SiO2     1.47     181.3     0.267
    2  TiO2     2.15     127.6     0.274
    1  SiO2     1.47     84.8     0.125
空气     1
2006年1月31日提交的日本专利申请号2006-22464的整个公开，包括说明书，权利要求，附图和摘要全部在此引为参考。

Claims (13)

1.一种包括一个或多个光学元件的图像拾取系统，其中，在800至1200nm波长λ处的反射率的最大值为30％或更大的红外截止覆层形成在光学元件的至少两个光学表面上。
2.根据权利要求1所述的图像拾取系统，其中，所述光学元件的至少一个光学表面在玻璃基底上具有红外截止覆层。
3.根据权利要求1所述的图像拾取系统，其中，所述光学元件的至少一个光学表面在塑料膜上具有红外截止覆层。
.4.根据权利要求1所述的图像拾取系统，其中，所述光学元件的至少一个光学表面在图像拾取透镜上具有红外截止覆层。
5.根据权利要求1所述的图像拾取系统，其中，所述光学元件的至少两个光学表面在图像拾取透镜上具有红外截止覆层。
6.根据权利要求4所述的图像拾取系统，其中，其上形成有红外截止覆层的图像拾取透镜由塑料制成。
7.根据权利要求5所述的图像拾取系统，其中，其上形成有红外截止覆层的图像拾取透镜由塑料制成。
8.根据权利要求1所述的图像拾取系统，其中，所述图像拾取系统具有层叠结构，其中，当设计波长为λ0，低折射率层的折射率为nL，低折射率层的厚度为dL，高折射率层的折射率为nH，高折射率层的厚度为dH，并且每层的红外截止覆层从空气一侧依次被编号为第一层、第二层、第三层……时，所述红外截止覆层满足以下条件：
800nm≤λ0≤1200nm
1.3≤nL≤1.6
1.8≤nH≤2.3
第一层满足0.08λ0≤nLdL≤0.17λ0，
第二层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0，以及
第三层满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
9.根据权利要求8所述的图像拾取系统，其中，第四层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0。
10.根据权利要求9所述的图像拾取系统，其中，第五层满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
11.根据权利要求10所述的图像拾取系统，其中，第六层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0。
12.根据权利要求11所述的图像拾取系统，其中，第七层满足0.2λ0≤nLdL≤0.3λ0。
13.根据权利要求12所述的图像拾取系统，其中，第八层满足0.2λ0≤nHdH≤0.3λ0。
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