專利名稱：光學(xué)濾波器及攝像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像設(shè)備和光學(xué)濾波器，該光學(xué)濾波器被布置 在攝影鏡頭與圖像傳感器之間，削弱被引導(dǎo)到圖像傳感器的光 束的高頻成分并且適于截止該光束的紅外成分。
背景技術(shù)：
在如數(shù)字式照相機(jī)等傳統(tǒng)攝像設(shè)備中，在圖像傳感器的前
濾波器抑制偽色(false color)的產(chǎn)生，該偽色是由由電荷耦 合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)構(gòu)成的圖 像傳感器中的被攝體像的偽信號(pseudo signal)引起的。紅 外吸收濾波器使圖像傳感器的感光度接近人眼的感光度。
由于光學(xué)濾波器的前表面被暴露于空氣中，因此，在空氣 中漂浮和在照相機(jī)中產(chǎn)生的如灰塵等異物不可避免地附著到光 學(xué)濾波器的前表面。結(jié)果，與被攝體像一起拍攝異物的像，使 得圖像品質(zhì)劣化。
在防止異物附著到光學(xué)濾波器或者在去除附著到光學(xué)濾波 器的異物時(shí)，以下方法是有效的。
(1) 對光學(xué)濾波器施加振動使得異物被抖落的方法。
(2) 去除光學(xué)濾波器的靜電從而防止異物附著的方法。
(3) 涂覆光學(xué)濾波器的表面使得異物難以附著到光學(xué)濾波器 的方法。
關(guān)于抖落附著到光學(xué)低通濾波器的異物的方法(1),日本 特開2007-134801號公報(bào)論述了如下技術(shù)光學(xué)低通濾波器被 布置成粘附到壓電元件，以跟隨壓電元件伸縮。
5關(guān)于防止靜電荷積聚在光學(xué)濾波器上的方法(2),日本特 開2005-148379號公報(bào)論述了如下技術(shù)距光學(xué)濾波器的抗反 射(AR)膜的表面為兩層以上的至少一層由如氧化銦錫(ITO) 等導(dǎo)電性膜形成。日本特開2007-193264號公報(bào)也論述了如下 技術(shù)形成ITO膜以增加涂層的表面的導(dǎo)電性。
關(guān)于涂覆光學(xué)濾波器的表面使得異物難以附著到光學(xué)濾波 器的方法(3),日本特開2006-163275號公報(bào)論述了如下技術(shù) 涂層由氟化鎂(MgF2)或含有氟的高分子材料形成。因此，可 以減少光學(xué)濾波器的表面能，并且可以由鼓風(fēng)機(jī)(air blower) 容易地去除異物。
一般地，與圖像傳感器的像素對應(yīng)的濾色器的陣列基于由 四個(gè)RGBG像素形成的Bayer陣列。當(dāng)一個(gè)點(diǎn)波束進(jìn)入光學(xué)低 通濾波器時(shí)，通過進(jìn)行將 一個(gè)點(diǎn)波束分成四個(gè)點(diǎn)波束的4點(diǎn)圖 像分離來抑制攝影圖像上的偽色的產(chǎn)生。
圖14示出了通過將四個(gè)光學(xué)構(gòu)件接合在一起以進(jìn)行4點(diǎn)圖 像分離而形成的一般的光學(xué)濾波器的構(gòu)造。雙折射晶體板300 由如晶體等雙折射材料制成，并且轉(zhuǎn)角為0。以沿水平方向進(jìn)行2 點(diǎn)分離的雙折射晶體板被用于晶體板300。紅外吸收濾波器301 使如CCD等圖像傳感器的光語感光度與人眼的感光度基本上 一致。由晶體制成的消偏光4反(depolarization plate, X/4波 長板)3 0 2使通過雙折射晶體板3 0 0而直線偏光的被攝體光束消 偏光。雙折射晶體板303的轉(zhuǎn)角是90°。如果被攝體光束通過雙 折射晶體板303，則沿上下方向進(jìn)行點(diǎn)像分離。通過具有上述 構(gòu)造的光學(xué)濾波器并且被分成四點(diǎn)的被攝體光束最終進(jìn)入圖像 傳感器106。因此，抑制攝影圖像的偽色的產(chǎn)生。蓋玻璃(cover glass ) 309將圖像傳感器106的光接收部106a密封在封裝部 106b內(nèi)。一般地，在雙折射晶體板300的面對攝影鏡頭側(cè)的表面上 形成大約四十層紫外(UV)線-紅外(IR)線截止涂層401, 并且可以通過與紅外吸收濾波器301的波長吸收特性相互作用 來獲得進(jìn)入圖像傳感器106的光的期望的光譜透射率。另外， 在雙折射晶體板303的面對圖像傳感器側(cè)的表面以及蓋玻璃 309的兩個(gè)表面上形成抗反射用的AR涂層402,以減少被攝體 光路上的各介質(zhì)的界面處的反射光。
由于形成了許多層UV-IR截止涂層401,因此，去除附著于 沉積裝置的內(nèi)壁的不必要的沉積材料的定時(shí)對于保持光學(xué)性能 和生產(chǎn)效率是非常重要的。如Si02和Ti02等沉積材料通常被用 于UV-IR截止涂層和AR涂層。然而，由于氟基材料是樹脂，因 此，這兩種沉積材料在如沉積物質(zhì)的基板溫度和沉積材料的加
熱溫度等沉積條件方面是非常不同的。因此，就生產(chǎn)效率而言， 難以在一次處理中進(jìn)^亍這些沉積材并牛的沉積。此外，在沉積氟 基材料之后，需要比平常更頻繁地清潔內(nèi)壁，使得附著到沉積 裝置的內(nèi)壁的材料不會影響隨后的沉積。如果不頻繁地清潔內(nèi) 壁，則殘留的氟基材料可能污染如Si02和Ti02等沉積材料。結(jié) 果，可能導(dǎo)致如模糊的增加、光譜的異常和缺陷的增加等性能 劣化。此外，頻繁的清潔直接導(dǎo)致低通濾波器的制造成本的增 加。
此外，為了防止異物由于靜電而附著，可以在光學(xué)基材上 形成透明的導(dǎo)電性膜(氧化銦錫(ITO)膜)，使得靜電荷不會 積聚在光學(xué)濾波器上。然而，當(dāng)由作為用于沉積光學(xué)薄膜的一 般裝置的真空沉積裝置來沉積透明的導(dǎo)電性膜時(shí)，沉積裝置需 要滿足如在室中形成氧氣氣氛等需要。為此， 一般由濺射方法 來沉積透明的導(dǎo)電性膜，并且需要在處理時(shí)設(shè)置專門用于沉積 透明的導(dǎo)電性膜的沉積裝置。因此，需要形成于光學(xué)濾波器的面對攝影鏡頭側(cè)的表面并 且無需使用透明的導(dǎo)電性膜也不會積聚靜電荷的沉積膜，此外， 需要能夠高品質(zhì)且低成本地制造光學(xué)濾波器的沉積膜，該光學(xué) 濾波器可以通過在其最外層上形成異物附著防止膜來抑制異物 的附著。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種光學(xué)濾波器，其被布置在圖像
傳感器的前方，該光學(xué)濾波器包括第一光學(xué)構(gòu)件；以及第二 光學(xué)構(gòu)件，其比第一光學(xué)構(gòu)件靠近圖像傳感器地布置，其中，
在第一光學(xué)構(gòu)件的入射面上形成抗反射多層膜，在抗反射多層 膜的最外層形成由含氟材料制成的膜，并且在第一光學(xué)構(gòu)件的 出射面和第二光學(xué)構(gòu)件的入射面之間形成二向色多層膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種光學(xué)濾波器，其被布置在圖 像傳感器的前方，該光學(xué)濾波器包括光學(xué)構(gòu)件；抗反射多層 膜，其形成在光學(xué)構(gòu)件的入射面上；以及二向色多層膜，其形 成在光學(xué)構(gòu)件的出射面上，其中，在抗反射多層膜的最外層形 成由含氟材料制成的膜。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面， 一種攝像設(shè)備，其包括第一光 學(xué)構(gòu)件，其被布置在圖像傳感器的前方；以及第二光學(xué)構(gòu)件， 其被布置在第一光學(xué)構(gòu)件的出射面?zhèn)炔⑶椅挥趫D像傳感器的前 方，其中，在第一光學(xué)構(gòu)件的入射面上形成抗反射多層膜，在 抗反射多層膜的最外層形成由含氟材料制成的膜，并且在第一 光學(xué)構(gòu)件的出射面和第二光學(xué)構(gòu)件的入射面之間形成二向色多 層膜。
通過以下參照附圖對典型實(shí)施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明的 其它特征和方面將變得明顯。
包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的 一部分的附圖與說明一 起示出了本發(fā)明的典型實(shí)施方式、特征和方面，用來解釋本發(fā) 明的原理。
圖l示出了根據(jù)第 一典型實(shí)施方式的數(shù)字式單鏡頭反光照 相機(jī)的示意性構(gòu)造。
圖2是示出根據(jù)第一典型實(shí)施方式的數(shù)字式單鏡頭反光照 相機(jī)的示意性構(gòu)造的電氣方框圖。
圖3是示出根據(jù)第一典型實(shí)施方式的數(shù)字式單鏡頭反光照 相機(jī)的操作的流程圖。
圖4是第一典型實(shí)施方式的圖像傳感器和光學(xué)濾波器的周 圍部分的放大剖視圖。
圖5是示意性示出第一典型實(shí)施方式的第一光學(xué)構(gòu)件的厚 度方向的樣子的放大圖。
圖6是示出沉積在晶體基板上的UV-IR多層膜的截面的放 大的SEM照片。
圖7示出了帶電實(shí)驗(yàn)的概要。
圖8示出了第一典型實(shí)施方式的圖像傳感器和光學(xué)濾波器 中的重影光路。
圖9示出了各光學(xué)元件的光譜透射率的特性曲線。
圖IO是第二典型實(shí)施方式的圖像傳感器和光學(xué)濾波器的 周圍部分的放大剖視圖。
圖ll是第三典型實(shí)施方式的圖像傳感器和光學(xué)濾波器的 周圍部分的放大剖視圖。
圖12是第四典型實(shí)施方式的圖像傳感器和光學(xué)濾波器的 周圍部分的放大剖視圖。
圖13是第五典型實(shí)施方式的圖像傳感器和光學(xué)濾波器的
9周圍部分的放大剖視圖。
圖14示出了光學(xué)濾波器的構(gòu)成例。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的各種典型實(shí)施方式、特 征和方面。
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式的數(shù)字式單鏡 頭反光照相機(jī)(下文中被稱為"數(shù)字式照相機(jī)")的示意性構(gòu)造。 在圖l中，中央處理器(CPU) IOI控制數(shù)字式照相機(jī)的操作。
攝影鏡頭10 5通過聚焦攝影被攝體光而在圖像傳感器10 6 上形成圖像。攝影鏡頭105被內(nèi)置于可拆卸地安裝到數(shù)字式照 相機(jī)的主體的鏡頭單元中。圖像傳感器106是以CCD為代表的 圖像傳感器。焦平面快門133控制從攝影鏡頭105到達(dá)圖像傳感 器106的攝影被攝體光的量。
由半透射主鏡121和副鏡122將攝影被攝體光的 一部分引 導(dǎo)到已知的相位差型焦點(diǎn)檢測單元。因此，能夠檢測由攝影鏡 頭105形成為圖像的被攝體光的焦點(diǎn)相對于圖像傳感器106的 光接收面朝哪個(gè)方向和錯(cuò)位多少作為散焦量。相位差型焦點(diǎn)檢 測單元包括物鏡123、 二次成像透鏡124和焦點(diǎn)檢測用的CCD 線傳感器119。相位差型焦點(diǎn)檢測單元能夠檢測取景器屏幕上 的沿上下方向和水平方向以3 x 5矩陣形式或任意組合布置的 15個(gè)區(qū)域的焦點(diǎn)。
攝影鏡頭驅(qū)動單元125被設(shè)置在鏡頭單元中。根據(jù)獲得的 散焦量考慮攝影鏡頭105的透鏡驅(qū)動靈敏度(透鏡固有的控制 精度)，CPU101向攝影鏡頭驅(qū)動單元125發(fā)送用于驅(qū)動攝影鏡 頭10 5的驅(qū)動量脈沖。攝影鏡頭驅(qū)動單元12 5根據(jù)發(fā)送的脈沖驅(qū) 動脈沖馬達(dá)，并且將攝影鏡頭105驅(qū)動到聚焦位置以進(jìn)行自動的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
數(shù)字式照相機(jī)包括接目透鏡126;五棱鏡127,其是用于 使像翻轉(zhuǎn)的光學(xué)翻轉(zhuǎn)單元；以及聚焦板128,其被置于攝影鏡 頭105的與圖像傳感器106的成像面等價(jià)的成像面。通過攝影鏡 頭105的被攝體光被半透射主鏡121反射并且在聚焦板128上成 像。因此，形成通過透鏡(TTL)的光學(xué)取景器，通過該光學(xué) 取景器，攝影者/使用者可以經(jīng)由五棱鏡127和接目透鏡126看 到形成于聚焦板128上的被攝體像。
數(shù)字式照相機(jī)包括成像透鏡130和測量攝影被攝體的可見 光的亮度的測光傳感器131。由成像透鏡130將形成在聚焦板 128上的被攝體像二次形成在測光傳感器131上。測光傳感器 131具有沿上下方向和水平方向被分成3 x 5矩陣形式的光接收 區(qū)域，并且將取景器的視野(被攝體區(qū)域)的主要區(qū)域分成3 x 5矩陣形式的區(qū)域。
光學(xué)濾波器F被布置在攝影鏡頭105和圖像傳感器106之 間，削弱被引導(dǎo)到圖像傳感器106的光束的高頻成分，并且截 止光束的紅外成分。光學(xué)濾波器F包括如下所述的多個(gè)光學(xué)構(gòu) 件300至303。布置在攝影鏡頭105側(cè)的雙折射晶體板300通過 從外部施加的振動來去除附著到其表面上的如灰塵等異物。
外部顯示單元132由薄膜晶體管(TFT)彩色液晶形成。
如果攝影者/使用者按下釋放開關(guān)114 (參見圖2),則半透 射主鏡121退避到攝影鏡頭105的光路外，并且焦平面快門133 控制由攝影鏡頭105聚集的被攝體光量。此外，在由圖像傳感 器106將光光電地轉(zhuǎn)換成被攝體像之后，在如閃速存儲器等記 錄介質(zhì)上記錄作為圖像數(shù)據(jù)的被攝體像。此外，在顯示單元132 上顯示作為已攝影的圖像的被攝體像。
圖2是示出根據(jù)第一典型實(shí)施方式的數(shù)字式照相機(jī)的示意性構(gòu)造的電氣方框圖，并且用相同的附圖標(biāo)記表示與圖l所示
的元件相同的元件。存儲控制程序的只讀存儲器(ROM) 102、 隨機(jī)存取存儲器(RAM) 103、數(shù)據(jù)存儲單元104、圖像處理 單元108、振動控制單元109、液晶顯示器(LCD)控制單元lll、 釋放開關(guān)114、直流/直流(DC/DC )轉(zhuǎn)換器117、焦點(diǎn)檢測控 制單元120、攝影鏡頭驅(qū)動單元125以及測光傳感器131被連接 到CPUIOI。
在一個(gè)實(shí)施方式中，圖像傳感器控制單元107和圖像傳感 器106被連接到圖像處理單元108。圖像傳感器106的有效像素 的凄t量是大纟々8，200，000 (3504 x 2336 )。顯示馬區(qū)動單元112禾口 顯示單元132被連接到LCD控制單元111。顯示單元132顯示通 過轉(zhuǎn)換由圖像傳感器106拍攝的圖像獲得的320x240像素的圖 像。供給電源的電池116被連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器117。
振動元件(壓電元件)305被接合固定到光學(xué)濾波器F的布 置于攝影鏡頭105側(cè)的雙折射晶體板300,并且產(chǎn)生振動以去除 異物。振動控制單元109包括使振動元件305振動的電路。由于 在日本特開2007-134801號公報(bào)中說明了對振動元件305的控 制，因此，本文將不對其進(jìn)行說明。然而，CPU101向振動控 制單元10 9發(fā)出進(jìn)行振動控制的命令。
CPU101基于存儲在ROM102中的控制程序進(jìn)行各種控 制。在控制中，存在讀取從圖像處理單元108輸出的攝影圖像 的信號、并且進(jìn)行向RAM103傳送直接內(nèi)存訪問(DMA)的處 理。此外，存在從RAM103向顯示驅(qū)動單元112 DMA傳送數(shù)據(jù) 的處理。此外，存在以聯(lián)合圖像專家組(JPEG)文件格式壓 縮圖像數(shù)據(jù)并且在數(shù)據(jù)存儲單元10 4中存儲圖像數(shù)據(jù)的處理。 另外，CPU101指示圖像傳感器106、圖像傳感器控制單元107、 圖像處理單元108、以及LCD控制單元111改變數(shù)字圖像處理和
12獲取的數(shù)據(jù)的像素?cái)?shù)。
焦點(diǎn)檢測控制單元12 0對從焦點(diǎn)檢測用的 一 對C C D線傳感 器119獲得的電壓進(jìn)行模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換，并且向CPU101發(fā)送 該電壓。此外，在CPU101的指示下，焦點(diǎn)檢測控制單元120 對CCD線傳感器119的累積時(shí)間和自動增益控制(AGC)進(jìn)行 控制。CPU101通過處理從焦點(diǎn)檢測控制單元120發(fā)送的信號算 出從主要被攝體的焦,泉檢測的當(dāng)前狀態(tài)到主要被攝體處于對好 焦的狀態(tài)的透鏡驅(qū)動量。然后，CPU向攝影鏡頭驅(qū)動單元125 發(fā)出指示。攝影鏡頭驅(qū)動單元125基于該指示通過使設(shè)置在攝 影鏡頭105中的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)透鏡移動而使主要被攝體對好焦。
測光傳感器13l檢測被攝體的亮度，并且向CPU101發(fā)送信 號。CPU101基于亮度信息算出曝光量，并且確定攝影鏡頭105 的快門速度和光圏值中的一者或者兩者。
CPU101還控制與釋放開關(guān)114的操作相關(guān)的攝影操作的 指示以及向DC/DC轉(zhuǎn)換器117輸出用于控制到各元件的電源的 供給的控制信號的處理。
RAM103包括圖4象光柵化區(qū)域(image rasterization area) 103a、工作區(qū)域103b、視頻隨機(jī)存取存儲器(VRAM) 103c以及臨時(shí)退避區(qū)；或(temporary retreating area ) 103d。 圖像光柵化區(qū)域10 3 a被用作臨時(shí)存儲從圖像處理單元10 8發(fā)送 的攝影圖像(YUV數(shù)字信號)和從數(shù)據(jù)存儲單元104讀取的 JPEG壓縮圖像數(shù)據(jù)的臨時(shí)緩沖器。此外，圖像光柵化區(qū)域103a 被用作用于圖像壓縮處理和圖像解壓縮處理的圖像的專用工作 區(qū)域。工作區(qū)域103b被用于各種程序。VRAM103c存儲將在顯 示單元132上顯示的顯示數(shù)據(jù)。臨時(shí)退避區(qū)域103d被用于臨時(shí) 保存各種數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)存儲單元104是閃速存儲器。數(shù)據(jù)存儲單元104以文件形式存儲由CPU 101進(jìn)行JPEG壓縮的攝影圖像數(shù)據(jù)、參照用途 的各種附屬數(shù)據(jù)等。
在一個(gè)實(shí)施方式中，圖像傳感器控制單元107包括定時(shí) 發(fā)生器，其向圖像傳感器106供給傳送時(shí)鐘信號和快門信號； 電路，其去除從圖像傳感器輸出的信號的噪聲并且進(jìn)行增益處 理；以及A/D轉(zhuǎn)換電路，其將模擬信號轉(zhuǎn)換成10位數(shù)字信號。
在一個(gè)實(shí)施方式中，圖像處理單元108對從圖像傳感器控 制單元10 7輸出的10位數(shù)字信號進(jìn)行如伽瑪轉(zhuǎn)換、色空間轉(zhuǎn)換、 白平衡、自動曝光(AE)、閃光校正等圖像處理，并且輸出具 有YUV格式(4:2:2)的8位數(shù)字信號。
LCD控制單元lll接收從圖像處理單元108傳送的YUV數(shù) 字圖像數(shù)據(jù)或者通過對數(shù)據(jù)存儲單元104中的圖像文件進(jìn)行 JPEG解壓縮獲得的YUV數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。此外，在YUV數(shù)字圖 像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成R G B數(shù)字信號之后，L C D控制單元111向顯示 驅(qū)動單元112輸出RGB數(shù)字信號。顯示驅(qū)動單元112進(jìn)行控制以 驅(qū)動顯示單元132。
釋放開關(guān)114用于指示攝影操作的開始。釋放開關(guān)114根據(jù) 釋放按鈕(未示出)的加壓力具有兩階段的切換位置。當(dāng)檢測 到第一位置(SW1-0N)時(shí)，如白平衡和AE等照相機(jī)設(shè)定被鎖 定。當(dāng)檢測到第二位置(SW2-0N)時(shí)，獲得被攝體像信號。
電池116是可再次充電的二次電池或者干電池。此外，乂人 電池116向DC/DC轉(zhuǎn)換器117供給電源，通過增加電壓并且進(jìn)行 調(diào)整產(chǎn)生多個(gè)電源，并且向包括CPU101的各元件供給所需電 壓的電源。DC/DC轉(zhuǎn)換器117能夠在CPU101的控制下控制各 電壓的供給開始和停止。
下面將參照圖3說明根據(jù)本典型實(shí)施方式的數(shù)字式照相機(jī) 的操作。CPU101讀取并且執(zhí)行存儲在ROM102中的控制程序，以進(jìn)行以下操作。
首先，在步驟S200中，如果在數(shù)字式照相機(jī)未操作時(shí)接通 電源開關(guān)(未示出)，則接通數(shù)字式照相機(jī)的電源。在步驟S201 中，由振動元件305使光學(xué)濾波器F的雙折射晶體板300振動， 從而去除如灰塵等異物。
在步驟S202中，按下并且保持釋放按鈕，直到釋放開關(guān)114 的SW1被接通。如果在步驟S202中接通SW1 (在步驟S202中 為是)，則在步驟S203中，由測光傳感器131獲得被分成3 x 5 矩陣形式或者任意組合的攝影被攝體的亮度信息，并且該亮度 信息被存儲在存儲器中?；谠诓襟ES203中獲得的被攝體的亮 度信息，通過預(yù)定的測光算法的計(jì)算來確定攝影鏡頭的光圏值 和快門速度、即數(shù)字式照相機(jī)的曝光值。由從測光傳感器131 獲得的3 x 5矩陣形式或者任意組合的亮度信息計(jì)算最佳曝光 值的算法可以是簡單的平均，或者可以是通過對與在步驟S206 中確定的焦點(diǎn)才企測區(qū)域?qū)?yīng)的測光區(qū)域進(jìn)行最大加權(quán)而進(jìn)行的 計(jì)算。
在步驟S204中，判斷數(shù)字式照相機(jī)的焦點(diǎn)檢測區(qū)域選擇模 式是否被設(shè)定成手動模式。如果焦點(diǎn)檢測區(qū)域選擇模式被設(shè)定 成手動模式(在步驟S204中為是)，則攝影者/使用者能夠通過 操作開關(guān)撥盤(未示出)任意選擇多個(gè)焦點(diǎn)檢測區(qū)域中的一個(gè)。 此外，如果焦點(diǎn)檢測區(qū)域選擇模式被設(shè)定成自動模式(在步驟 S204中為否)，則處理前進(jìn)到步驟S205。在步驟S205中，基于 與相位差型焦點(diǎn)4企測單元的15個(gè)焦點(diǎn)4全測區(qū)域顯示單元對應(yīng) 的焦點(diǎn)檢測區(qū)域處的散焦量，用于自動選擇焦點(diǎn)檢測區(qū)域的子 程序選擇上述15個(gè)焦點(diǎn)檢測區(qū)域中的一個(gè)?？梢钥紤]用于自動 選擇焦點(diǎn)檢測區(qū)域的一些算法，但是，對于多點(diǎn)AF照相機(jī)，用
于對中央焦點(diǎn)檢測區(qū)域進(jìn)行加權(quán)的已知的近點(diǎn)優(yōu)先算法是有效
15的。不管焦點(diǎn)檢測區(qū)域選擇模式被設(shè)定成手動模式還是自動模
式，在步驟S205或S206中，結(jié)果都確定一個(gè)焦點(diǎn)檢測區(qū)域。
然后，在步驟S207中，由在步驟S205或S206中確定的焦 點(diǎn)檢測區(qū)域處獲得的焦點(diǎn)檢測偏差(散焦量)和安裝在數(shù)字式 照相機(jī)上的攝影鏡頭105的透鏡驅(qū)動靈敏度來確定將最終獲得 的透鏡移動距離。此外，在驅(qū)動透鏡之前的狀態(tài)下，根據(jù)CCD 線傳感器119的信號向攝影鏡頭驅(qū)動單元125發(fā)送信號，使得攝 影鏡頭105被驅(qū)動預(yù)定距離。
此外，與在步驟S206中確定的焦點(diǎn)檢測區(qū)域?qū)?yīng)的焦點(diǎn)檢 測區(qū)域顯示單元(未示出)被點(diǎn)亮，并且顯示被攝體區(qū)域中的 攝影鏡頭105對好焦的位置。在步驟S208中，當(dāng)攝影者/使用者 看見取景器的顯示聚焦的視野、并且繼續(xù)接通SW1 (在步驟 S208中為是)時(shí)，處理前進(jìn)到步驟S209。在步驟S209中，如 果按下釋放按鈕并且接通SW2 (步驟S209中為是)，則處理前 進(jìn)到步驟S210。在步驟S209中，信號被發(fā)送到快門控制單元 (未示出)、光圏驅(qū)動單元(未示出)以及圖像傳感器控制單元 107,并且進(jìn)行已知的攝影操作。
如果在步驟S208中判斷出SW1被斷開(在步驟S208中為 否)，則處理返回到步驟S202并且SW1等待被接通。此外，在 步驟S209中，如果判斷出SW2未被接通(在步驟S209中為否)， 則處理返回到步驟S208并且SW2等待被接通。
在攝影操作中，首先，經(jīng)由馬達(dá)控制單元(未示出)對馬 達(dá)通電，半透射主鏡121被向上傾斜，并且攝影鏡頭105的光圈 被縮小。然后，對快門133的磁體通電并且打開快門133的第一 簾幕，使得被攝體光開始積聚在圖像傳感器106中。在經(jīng)過預(yù) 定的快門速度的時(shí)間之后，通過對磁體通電并且閉合快門133 的后簾幕來終止圖像傳感器106中的被攝體光的積聚。然后，再次對馬達(dá)通電，使得半透射主鏡121向下傾斜并且對快門施 力。因此，結(jié)束快門釋放序列的一系列操作(攝影操作)。通過 上述操作，來自被攝體像的光積聚在圖像傳感器106中。
在一個(gè)實(shí)施方式的步驟S211中，由步驟S210的攝影操作對 暴露于圖像傳感器106的被攝體像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并且在圖像 處理單元108中將該被攝體像轉(zhuǎn)換成具有大約8,200,000 (3504x2336 )像素的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲在 RAM103a中。具有3504x2336像素并且被存儲在RAM103a中 的圖像數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成將被顯示在顯示單元132上的具有 320x240像素的圖像數(shù)據(jù)，并且該圖像數(shù)據(jù)再次被存儲在用于 顯示的VRAM103c中。當(dāng)在顯示單元132上顯示具有320x240 像素的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，攝影者/使用者能夠確認(rèn)攝影圖像。此外， 對具有3504 x 2336^f象素并且^皮存^f諸在RAM103a中的圖4象數(shù)字 數(shù)據(jù)進(jìn)行JPEG壓縮處理，然后，在數(shù)據(jù)存儲單元104(如 CompactFlash⑧等記錄介質(zhì))中記錄作為圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)字 數(shù)據(jù)。
在步驟S212中，判斷在顯示圖像的同時(shí)SW1是接通還是斷 開。如果SW1被接通(在步驟S212中為是)，則顯示單元132 的整個(gè)圖像顯示被熄滅(off),處理返回到步驟S209,并且SW2 等待被接通。如果SW1未被接通(在步驟S212中為否)，則處 理返回到步驟S202并且SW1等待被接通。
下面將參照圖4至圖9詳細(xì)說明光學(xué)濾波器F。圖4是圖像傳 感器106和光學(xué)濾波器F的周圍部分的放大剖視圖。根據(jù)本典型 實(shí)施方式的數(shù)字式照相機(jī)采用進(jìn)行4點(diǎn)圖像分離以抑制在圖像 傳感器的濾色器的陣列(Bayer陣列)上產(chǎn)生攝影圖像的偽色 的光學(xué)低通濾波器。
在一個(gè)實(shí)施方式中，雙折射晶體板300的轉(zhuǎn)角為0°，并且雙折射晶體板300沿水平方向?qū)⒈粩z體像分成兩個(gè)像(水平2點(diǎn) 分離)。當(dāng)切削角是45。的晶體的厚度是lmm時(shí)，由晶體的雙折 射作用引起的點(diǎn)像分離的寬度是大約5.87pm。因此，可以通過 用值5.87乘以晶體的厚度來成比例地容易地算出分離的必要寬 度。雙折射晶體板300形成第一光學(xué)構(gòu)件。
紅外吸收濾波器3 01用于使圖像傳感器10 6的光譜感光度 與人眼的感光度基本上一致。由晶體制成的消偏光板302 (X/4 波長板)使通過雙折射晶體板300直線偏光的被攝體光束消偏 光，以再次將被攝體光束恢復(fù)到圓偏光，并且發(fā)出被攝體光束。 紅外吸收濾波器301和消偏光板302彼此接合并且形成第二光 學(xué)構(gòu)件。
在一個(gè)實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)角為90。的雙折射晶體板303沿上下 方向?qū)⒈粩z體像分成兩個(gè)像(上下2點(diǎn)分離)。雙折射晶體板303 形成第三光學(xué)構(gòu)件。雙折射晶體板303被接合到陶瓷封裝部 106b,該陶資封裝部106b用于保護(hù)圖^f象傳感器106的光接收部 (光接收芯片)106a。
如上所述，振動元件3 0 5被接合固定到雙折射晶體板3 0 0 的上端。振動元件305使雙折射晶體板300振動，從而可以去除 附著到雙折射晶體板300的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面的如灰 塵等異物。振動元件305是壓電體和內(nèi)部電極交替層疊的層疊 壓電元件。由于在振動元件的層疊方向上產(chǎn)生大的振幅(位移)， 因此，能夠使雙折射晶體板300在與攝影光軸正交的方向上顯 著地振動和移位。
如上所述，由包括第一至第三光學(xué)構(gòu)件的光學(xué)濾波器F實(shí) 現(xiàn)低通濾波器的效果和紅外吸收(可見度校正)的效果。如果 光學(xué)濾波器由如上所述的三個(gè)光學(xué)構(gòu)件形成，則能夠獲得以下 效果。更具體地，通過僅使產(chǎn)生振動以去除異物的第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板300)及其形狀最優(yōu)化，該光學(xué)構(gòu)件能夠有 效地產(chǎn)生振動。另外，可以通過用作為光學(xué)濾波器的一部分的 第三光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板303 )代替圖14所示的光學(xué)濾波 器的圖像傳感器的蓋玻璃309來減小制造成本。
下面將說明第 一 至第三光學(xué)構(gòu)件的構(gòu)造。保持構(gòu)件3 0 7被 布置在第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板300)與第二光學(xué)構(gòu)件(由 紅外吸收濾波器301和消偏光板302形成的接合體)之間。被置 于保持構(gòu)件3 0 7與雙折射晶體板3 0 0之間的彈性構(gòu)件3 0 4由彈性 體(高分子材料)制成。通過由具有彈性的金屬板形成的加壓 構(gòu)件3 0 6使雙折射晶體板3 0 0壓靠彈性構(gòu)件3 0 4,使得雙折射晶 體板300被浮動地保持成在保持構(gòu)件307上。因此，雙折射晶體 板300能夠?qū)?yīng)于壓電元件305的伸縮而振動，并且能夠防止由 于振動造成的雙折射晶體板300的損壞。此外，用彈性構(gòu)件304 密封雙折射晶體板300的四邊附近和保持構(gòu)件307，使得不形成 間隙。因此，雙折射晶體板300的出射面與紅外吸收濾波器301 的入射面被密封。包括第一和第二光學(xué)構(gòu)件的濾波器單元和第 三光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板303 )彼此緊密接觸并且被粘合片 308固定，從而異物不會進(jìn)入濾波器單元和第三構(gòu)件之間的間 隙。
根據(jù)上述構(gòu)造，光學(xué)濾波器F的有效光學(xué)范圍可以被配置 于密封空間，使得一旦組裝濾波器單元，異物就不會從外部進(jìn) 入。
作為具有導(dǎo)電性的抗反射多層膜的抗反射涂層(AR涂層) 400被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板300)的面對攝影鏡 頭105側(cè)的表面(攝影光束的入射面)上。AR涂層400在最外 層(最外表面)具有由含氟材料制成的異物附著防止膜。此外， 作為具有截止紅外光和紫外光的效果的二向色(dichroic)多層膜的UV-IR截止涂層401被沉積在第 一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體 板300)的面對圖像傳感器106側(cè)的表面(攝影光束的出射面) 上，以改進(jìn)攝影圖像的色彩再現(xiàn)性。
通常的抗反射涂層(AR涂層)402形成在第二光學(xué)構(gòu)件(由 紅外吸收濾波器301和消偏光^反302形成的^妾合體)的兩個(gè)表面 上以及被接合到圖像傳感器106的第三光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體 板303 )的兩個(gè)表面上。
由含氟材料制成的異物附著防止膜的下層不是由通常的 UV-IR截止涂層形成而是由AR涂層400形成、并且形成在光學(xué) 濾波器F的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面上的原因有兩個(gè)。
第一個(gè)原因如下由于AR涂層400的層數(shù)比UV-IR截止涂 層的層數(shù)少一個(gè)數(shù)量級，因此，幾乎不產(chǎn)生分散到除了對象物 之外的其它部分的沉積材沖牛的孩i:粒、即灰塵。因此，如果沉積 抗反射材料，則沉積室的清潔周期比沉積UV-IR截止材料時(shí)沉 積室的清潔周期長。在沉積抗反射材料之后沉積氟材料和在沉 積U V-1R截止材料之后沉積氟材料的兩種情況下，沉積室的清 潔周期比未沉積氟材料時(shí)沉積室的清潔周期短。如果在清潔周 期短的U V-1R截止材料沉積之后沉積氟材料，則進(jìn) 一 步縮短了 清潔周期。因此，生產(chǎn)效率顯著劣化。在本典型實(shí)施方式中， 在清潔周期較長的抗反射材料沉積之后沉積氟材料。因此，能 夠在不使生產(chǎn)效率顯著劣化的情況下沉積氟材料。
第二個(gè)原因如下UV-IR截止涂層401不是形成在第一光學(xué) 構(gòu)件(雙折射晶體板300)的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面(攝影 光束的入射面)上，而是形成在被第一和第二光學(xué)構(gòu)件密封的 空間中的表面上。因此，即使UV-IR截止涂層401帶靜電，異物 也不會附著到UV-IR截止涂層401。因此，UV-IR截止涂層401 不需要具有導(dǎo)電性。在本典型實(shí)施方式中，由于UV-IR截止涂
20層401不需要具有導(dǎo)電性，因此，可以通過可靠性和光學(xué)性能 比通常的真空沉積優(yōu)異的離子輔助沉積來沉積U V-1R截止涂層 401。
將參照圖5進(jìn)一 步說明UV-IR截止涂層401和包括形成于 第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板300 )的表面上的異物附著防止 膜的AR涂層400。圖5是示意性示出雙折射晶體板300的沿厚度 方向的樣子的放大圖。雙折射晶體板300的實(shí)際厚度是大約 1 mm,作為沉積層的沉積材料的Si02或者Ti02的 一 層的厚度是 大約100nm。
首先，將說明包括異物附著防止膜的AR涂層400。在雙折 射晶體板3 0 0的面對攝影鏡頭10 5側(cè)的表面上形成在真空沉積 中通過交替層疊Si02膜和Ti02膜形成的五層AR涂層400，并且 在AR涂層400的最外層上形成異物附著防止膜400a。
下面將說明異物附著防止膜400a。用含有氟原子的材料涂 覆基材的表面能有效地防止異物的附著。由于氟原子的半徑和 極化率小，因此，在所有元素中，電負(fù)性(electro-negativity ) 是最高的。此外，由于碳與氟之間的鍵的結(jié)合能非常大，因此， 碳與氟之間的4定具有優(yōu)異的耐熱性和耐光性。此外，由于碳與 氟之間的鍵的極化率小，因此，分子間的內(nèi)聚力也小，使得可 以減小表面自由能。表面自由能與由于范德華力導(dǎo)致的分散項(xiàng) 成分(variance term component )、 與庫侖靜電力相關(guān)的才及性 項(xiàng)成分、基于氫結(jié)合力的項(xiàng)以及如其它金屬結(jié)合力等分子間力 相關(guān)。用具有小表面自由能的氟基材料涂覆能有效地防止如灰 塵等異物的附著。
期望含有通過用氟置換烴基的氫獲得的全氟烷基的化合 物、例如全氟烷基硅烷被用作氟基材料。此外，如在日本特開 2006-163275號7>才艮所說明的那樣，盡管不能獲得與涂覆氟基樹脂相同的效果，但是，使用作為氟化合物的一種并且通常用
作表面涂覆用的沉積材料的M g F 2也適于防止異物的附著。
然而，如果異物附著防止膜4 0 0 a僅形成在基板的表面上， 則不能充分地防止異物的附著。如果設(shè)置在異物附著防止膜 400a的下方的膜、即本典型實(shí)施方式中的AR涂層帶電，則異 物易于由于靜電力而附著。下面將說明設(shè)置在異物附著防止膜 400a的下方的AR涂層。
通過最常用的通常的真空沉積來沉積圖5所示的形成A R涂 層的Si02和Ti02。如果通過真空沉積來沉積這些沉積材料，則 每種沉積材料的沉積層呈多孔狀。圖6的上方的圖示出了該形 狀。圖6示出了通過掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的沉積在晶 體基板上的UV-IR多層膜的截面。如圖6的上方的圖所示，Ti02 膜清晰地呈多孔狀。此外，圖6的下方的圖示出了通過作為真 空沉積的一種的離子輔助沉積使用Si02和Ta20s (沉積材料) 形成的UV-IR多層膜的截面。發(fā)現(xiàn)與通常的真空沉積的涂層 相比，形成使用Si02和Ta205的致密膜。
根據(jù)離子輔助沉積，在真空沉積期間，用具有數(shù)百eV的氣 體離子照射基板，使得能夠形成致密的沉積膜。相反地，對于 通常的真空沉積，以下是通常已知的。更具體地，由于形成的 多孔質(zhì)層具有低密度和吸水性，因此，當(dāng)沉積層含有水分時(shí)， 沉積層的折射率和涂層的光譜特性改變。此外，由于這些多孔 質(zhì)層吸收水分，因此，沉積層的電阻可能改變。
進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)測量當(dāng)雙折射晶體板300的沉積面被強(qiáng)制 帶電并且通過導(dǎo)線被接地到地電平時(shí)沉積面上是否殘留電荷 (成為0V)。圖7示出了實(shí)驗(yàn)的概要。在圖7中，為雙折射晶體 板3 0 0的沉積面提供電荷的帶電直流裝置可以通過使帶電棒靠 近晶體板移動而容易地使晶體板帶電。接著，使表面電位計(jì)的探針靠近雙折射晶體板300的沉積面，以檢查沉積面帶有500V 以上的電壓。然后，通過導(dǎo)線將沉積面接地到地電平。進(jìn)行如 下實(shí)驗(yàn)由表面電位計(jì)再次測量電荷是否殘留在沉積面上(成 為0V ),并且判斷電荷是否從雙折射晶體板300的沉積面消失。 表l示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過在晶體板上施加各種涂層來形 成樣品。UV-IR1是如下的一般UV-IR截止涂層在最外表面上
形成Si02膜，并且在該Si02膜的下方朝向晶體基板交替層疊四
十層的厚度均是大約100nm的TiO2膜和SiO2膜。通過通常的真 空沉積形成UV-IR1。 UV-IR2是如下的UV-IR截止涂層在最 外表面上形成Si02膜，并且在該Si02膜的下方朝向晶體基板交 替層疊四十層的厚度均是大約100nm的Ta205膜和SiOJ莫，并 且UV-IR2與UV-IR1具有相同的光譜規(guī)格(spectral specification )。通過離子輔助沉積形成UV-IR2 。作為這兩種 涂層樣品的帶電實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，由于通過導(dǎo)線接地導(dǎo)致通過通常 的真空沉積形成的U V-1R1涂層中的電荷消失，使得沉積面的電 位為0V。然而，通過離子輔助沉積形成的UV-IR2涂層中的多 數(shù)電荷未改變，并且未#1去除。
AR1是形成有包括Si02膜、Zr02膜和Al203膜的三層的抗 反射涂層，其中，Si02膜形成在最外面上，Zr02膜和Al203膜 形成在Si02膜的下方。當(dāng)在AR1涂層上進(jìn)行帶電實(shí)驗(yàn)時(shí)，未去 除電荷。
AR2是具有與UV-IR1的膜構(gòu)造類似的膜構(gòu)造的AR涂層， 其中，在表面上形成Si02膜，朝向晶體基板交替層疊五層的厚 度均是大約100nm的Ti02膜和SiCM莫，并且在表面層的Si02 膜上形成厚度是大約100nm的MgF2膜作為最外表面層的異物 附著防止膜。在AR2涂層上進(jìn)行帶電實(shí)驗(yàn)，并且可以確認(rèn)電荷 被去除。另外，在AR3涂層上進(jìn)行帶電實(shí)驗(yàn)，在該AR3涂層中，厚度為大約10nm的氟基材料膜代替AR2涂層的MgF2膜作為異 物附著防止膜形成在最外層上，并且可以確認(rèn)電荷被去除。 [表l]
涂層名稱沉積材料沉積方法除電
uv-miSi02， Ti02通常的真空沉積〇
UV-IR2Si02， Ta2()5離子輔助沉積X
AR1SiO2， Zr02, A1203通常的真空沉積X
AR2MgF2, Si02, Ti02通常的真空沉積〇
AR3氟基材料，Si02, Ti02通常的真空沉積〇
通過上述說明，通過通常的真空沉積在晶體基板上交替形
成Si02膜和Ti02膜的具有多孔質(zhì)Ti02膜結(jié)構(gòu)的涂層能夠通過 使沉積面接地而去除電荷。另外，由含有氟或者M(jìn)gF2(氟化鎂) 的高分子材料制成并且形成在形成于涂層表面的S i O 2膜上的 異物附著防止膜的層不會阻止電荷的去除。
在本典型實(shí)施方式中，為了防止異物附著到雙折射晶體板 300 ，通過真空沉積在雙折射晶體壽反300上交替形成由Si02和 Ti02 (沉積層的沉積材料)制成的膜，并且在其最外層上形成 異物附著防止膜400a。因此，可以提供不產(chǎn)生靜電力并且具有 低表面自由能的AR涂層400，換句話說，可以提供異物不容易 附著的AR涂層400。
下面將說明UV-IR截止涂層401。由于僅通過紅外吸收濾波 器301不能使圖像傳感器的光譜感光度與人眼的感光度一致， 因此，為了截止預(yù)定波長區(qū)域，設(shè)置UV-IR截止涂層401。更具 體地，UV-IR截止涂層截止以下三個(gè)波長區(qū)域。即，截止400nm
24附近的波長區(qū)域，以減少攝影鏡頭105的藍(lán)色的滲色。急劇截 止被紅外吸收濾波器301緩慢吸收并且變暗淡的700nm(紅光) 附近的波長區(qū)域。截止超過1000nm (紅外區(qū)域)的波長區(qū)域， 在該波長區(qū)域中，紅外吸收濾波器301的透射率逐漸增加。
如圖5所示，UV-IR截止涂層401具有在最外表面上形成 的Si02膜；和在該Si02膜的下方通過真空沉積朝向晶體基板交 替層疊的大約40層的厚度均為大約lOOnm的Si02膜和TiOJ莫。 作為可選方案，UV-IR截止涂層也可以具有在最外表面上形 成的Si02膜；和在該Si02膜的下方通過離子輔助沉積朝向晶體 基板層疊的大約40層的Ta2CM莫和SiCM莫。
如上所述，AR涂層400被布置在包括紅外吸收濾波器301 的光學(xué)濾波器F的前表面上，并且利用抗靜電效果來防止異物 的附著。相反地，由于UV-IR截止涂層401被布置在光學(xué)濾波器 F的內(nèi)部，因此，無需考慮帶電。因此，能夠通過離子輔助沉 積來形成U V-1R截止涂層4 01,該離子輔助沉積能夠形成具有高 強(qiáng)度和光譜特性難以改變的致密膜并且顯著有利于光譜特性和 環(huán)境可信賴性。
在圖4中，UV-IR截止涂層401被布置在雙折射晶體板300 的后表面(面對圖像傳感器106側(cè)的表面)上，但是，UV-IR 截止涂層401也可以被布置在紅外吸收濾波器301的面對攝影 鏡頭105側(cè)的表面(即，面對雙折射晶體板300的后表面的表面) 上。
此外，當(dāng)?shù)诙鈱W(xué)構(gòu)件的紅外吸收濾波器301和消偏光板 302被布置在翻轉(zhuǎn)位置(前后顛倒)時(shí)，第二光學(xué)構(gòu)件的功能 完全相同。當(dāng)紅外吸收濾波器301和消偏光板302被翻轉(zhuǎn)時(shí)， UV-IR截止涂層40 l被布置在消偏光板302的面對攝影鏡頭105 側(cè)的表面上、即面對雙折射晶體板3 0 0的后表面的表面上。換句話說，UV-IR截止涂層401形成在第一光學(xué)構(gòu)件的后表 面(面對圖像傳感器106側(cè)的表面)上或者形成在第二光學(xué)構(gòu) 件的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面上。將參照圖8和圖9說明該構(gòu) 造的原因。
圖8僅示出了圖4的光學(xué)元件，并且光學(xué)元件的配置和形成 在光學(xué)元件的表面上的涂層與如圖4所述的相同。圖9示出了 UV-IR截止涂層401的光譜透射率、紅外吸收濾波器301的透射 率、以及這兩個(gè)透射率的合成透射率的特性曲線。由合成透射 率來確定進(jìn)入圖像傳感器106的被攝體光的光譜。如圖9所示， UV-IR截止涂層401被設(shè)計(jì)成使得紅外透射率在波長為670nm 附近為50%。換句話說，UV-IR截止涂層401的反射率在波長為 670nm以上的紅外區(qū)域高(50%以上)。此外，反射率在波長為 400至670nm處^^中制在2o/o內(nèi)。
圖8將說明來自被攝體的點(diǎn)光(spot light)如何作為重影 光進(jìn)入圖像傳感器106 (被攝像)。在一個(gè)實(shí)施方式中，從攝影 鏡頭105進(jìn)入的來自被攝體的點(diǎn)光通過雙折射晶體板300、紅外 吸收濾波器301和消偏光板302。然后，該點(diǎn)光通過雙折射晶體 板303并且進(jìn)入圖像傳感器106的光接收部106a。 一般地，AR 涂層400和402中的每一方的反射率在波長為400至700nm的 可見光范圍內(nèi)是大約1%以下，但是，光接收部106a的反射率 在寬范圍上較高(大約6%)。從而，在光接收部106a的表面上 的點(diǎn)A1處產(chǎn)生反射光束。該反射光束返回到光學(xué)濾波器F。然
圍內(nèi)高，即在波長為670至700nm的可見光范圍內(nèi)為50%以上。 因此，在點(diǎn)A1處反射的點(diǎn)光束在點(diǎn)A2處被再次反射，并且再次 進(jìn)入圖像傳感器106的光接收部106a的表面上的點(diǎn)A3。結(jié)果， 在攝影圖像中，在作為焦點(diǎn)對準(zhǔn)的被攝體的點(diǎn)光附近產(chǎn)生未對焦并且直徑基本上對應(yīng)于點(diǎn)A1和A3之間的距離的重影光。
在點(diǎn)A1處被反射的點(diǎn)光束進(jìn) 一 步兩次通過紅外吸收濾波 器301直到最終到達(dá)點(diǎn)A3。紅外吸收濾波器301的透射率在波 長為670至700nm處超過100/。。因此，當(dāng)光接收部106a的表面 上的點(diǎn)A3處的反射率是6。/。并且UV-IR截止涂層401在波長為 670至700nm處的平均反射率是75%時(shí)，重影光的強(qiáng)度被削弱 到0.045% ( =6%x0.75x0.1x0.1 )。此夕卜，在形成有AR涂層的 介質(zhì)的各界面處反射的光也作為重影光進(jìn)入圖像傳感器106。 然而，由于AR涂層400的反射率是大約10/。，因此，重影光的強(qiáng) 度在波長為400至700nm的可見光范圍內(nèi)是0.06% (=6%x0.01 )。在與界面數(shù)量對應(yīng)的五個(gè)表面上產(chǎn)生重影光。 因此，當(dāng)重影光彼此重疊時(shí)，在400至700nm的可見光波長中 具有平坦光鐠并且強(qiáng)度是直接光的強(qiáng)度的大約0.3%至0.4%的 重影光被拍攝而不會產(chǎn)生不舒適感。
在本典型實(shí)施方式中，UV-IR截止涂層401的沉積面被布置 在雙折射晶體才反300的后表面上。然而，只要位于雙折射晶體
止涂層401的沉積面就可以形成在任何面上。例如，UV-IR截止 涂層4 01的沉積面可以被i殳置在紅外吸收濾波器3 01的入射面 (面對攝影鏡頭105側(cè)的表面)上。在該情況下，重影光的尺 寸稍微減小并且重影光的強(qiáng)度增加，但是拍攝基本上同樣的重影光。
將說明當(dāng)UV-IR截止涂層401比紅外吸收濾波器301更靠 近圖像傳感器106布置時(shí)的重影光的強(qiáng)度。作為例子，假定 UV-IR截止涂層401形成在消偏光板302的面對圖像傳感器106 側(cè)的表面上，并且將考慮重影光的強(qiáng)度。在圖8中，在光接收 部106a的表面上的點(diǎn)Al處產(chǎn)生的6%的反射光束被在波長為670至700nm處具有75。/。的高平均反射率的消偏光板302的表 面反射。然后，反射光束原樣進(jìn)入光接收部106a。如果在670 至700nm的相同波長處計(jì)算反射率，則獲得4.5°/0 ( =6%x0.75 ) 的高強(qiáng)度。由于在其它界面的反射率為0.06%的五個(gè)面上產(chǎn)生 重影光，因此，重疊的重影光的強(qiáng)度在400至700nm的可見光 范圍上是大約5% 。重疊的重影光在670至700nm的波長處的強(qiáng) 度占大約90%。結(jié)果，在攝影圖像中，在作為對好焦的被攝體 的點(diǎn)光附近產(chǎn)生紅重影光，該紅重影光具有基本上對應(yīng)于點(diǎn)A1 和B2之間的距離的直徑并且具有比上述例子小的尺寸和高很 多的強(qiáng)度，使得圖像品質(zhì)顯著劣化。
因此，為了使重影光不明顯，對于圖像品質(zhì)，比紅外吸收 濾波器301更靠近攝影鏡頭105地布置UV-IR截止涂層401是重要的。
以下將參照圖IO說明根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方式。圖 10是圖像傳感器106和光學(xué)濾波器F的周圍部分的放大剖視圖， 并且對應(yīng)于第一典型實(shí)施方式的圖4。用相同的附圖標(biāo)記表示 與圖4所示的元件相同的元件。
第一和第二典型實(shí)施方式的不同之處在于除了第一典型
實(shí)施方式的第二光學(xué)構(gòu)件是由紅外吸收濾波器301和消偏光板 302形成的接合體之外，第二典型實(shí)施方式的第二光學(xué)構(gòu)件還 包括轉(zhuǎn)角為90。的雙折射晶體板303。也就是說，第二典型實(shí)施 方式的第二光學(xué)構(gòu)件包括彼此接合的三個(gè)光學(xué)元件。
第一和第二典型實(shí)施方式的相同之處在于最外層包括異
物附著防止膜的AR涂層400被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶 體板300 )的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面上，并且UV-IR截止涂 層4 01被沉積在第 一 光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板3 0 0 )的后表面上。 然而，由于由第二典型實(shí)施方式的第一和第二光學(xué)元件來完成低通效果，因此，蓋玻璃(保護(hù)玻璃)309用于保護(hù)圖像傳感 器106的光接收部106a。與第一典型實(shí)施方式類似，形成UV-IR 截止涂層401的表面可以不是雙折射晶體板300的后表面，而是 第二光學(xué)元件的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面(攝影光束的入射 面)。
在第二典型實(shí)施方式中可以使用一般的圖像傳感器，在該 圖像傳感器中，蓋玻璃309被用于圖像傳感器106。因此，選擇 圖像傳感器的制造商的自由度增加，這有利于圖像傳感器的供 應(yīng)和減少圖像傳感器的成本。這是因?yàn)樵诘谝坏湫蛯?shí)施方式 中，為了制造雙折射晶體板303被高可靠性地安裝到陶瓷封裝 部106b的圖像傳感器，要使陶瓷封裝部106b的材料的線膨脹系 數(shù)盡可能接近晶體的線膨脹系數(shù)。
以下將參照圖11說明根據(jù)本發(fā)明的第三典型實(shí)施方式。圖 11是圖像傳感器106和光學(xué)濾波器F的周圍部分的放大剖視圖， 并且對應(yīng)于第 一典型實(shí)施方式的圖4。用相同的附圖標(biāo)記表示 與圖4所示的元件相同的元件。
第一和第三典型實(shí)施方式的不同之處在于第三典型實(shí)施 方式的第二光學(xué)構(gòu)件僅包括紅外吸收濾波器301。
第一和第三典型實(shí)施方式的相同之處在于最外層包括異 物附著防止膜的AR涂層400被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶 體板300)的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面上，并且UV-IR截止涂 層401被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶體板300 )的后表面上。 此外，與第二典型實(shí)施方式類似，由蓋玻璃309保護(hù)圖像傳感 器106。
在第三典型實(shí)施方式中，僅設(shè)置一個(gè)雙折射晶體板，從而 僅進(jìn)行水平2點(diǎn)像分離。因此，不能獲得沿上下方向的低通效 果，并且增加了產(chǎn)生偽色的可能性。然而，由于可以去除兩塊晶體板，因此，第三典型實(shí)施方式適于便宜的數(shù)字式照相機(jī)。
可以使用轉(zhuǎn)角是90°的雙折射晶體板代替轉(zhuǎn)角是0。的雙折射晶體板。
以下將參照圖12說明根據(jù)本發(fā)明的第四典型實(shí)施方式。圖 12是圖像傳感器106和光學(xué)濾波器F的周圍部分的放大剖視圖 并且對應(yīng)于第一典型實(shí)施方式的圖4。用相同的附圖標(biāo)記表示 與圖4所示的元件相同的元件。
第一和第四典型實(shí)施方式的不同之處在于與第三典型實(shí)
施方式類似，第二光學(xué)構(gòu)件僅是紅外吸收濾波器301。此外， 紅外吸收濾波器301被接合到圖像傳感器106并且用于保護(hù)圖 像傳感器106的光接收芯片106a。
第一和第四典型實(shí)施方式的相同之處在于最外層包括異
物附著防止膜的AR涂層400被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶 體板300 )的面對攝影鏡頭105側(cè)的表面(攝影光束的入射面) 上，并且UV-IR截止涂層401被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(雙折射晶 體板300)的后表面上。
在第四典型實(shí)施方式中，與第三典型實(shí)施方式類似，進(jìn)行 水平2點(diǎn)像分離。然而，由于不需要蓋玻璃309,因此，可以進(jìn) 一步減少制造成本。此外，需要從線膨脹系數(shù)接近UV-IR截止 涂層401的線膨脹系數(shù)的材料中選擇用于陶瓷封裝部106b的材 料。
以下將參照圖13說明根據(jù)本發(fā)明的第五典型實(shí)施方式。圖 13是圖像傳感器106和光學(xué)濾波器F的周圍部分的放大剖視圖， 并且對應(yīng)于第 一典型實(shí)施方式的圖4。用相同的附圖標(biāo)記表示 與圖4所示的元件相同的元件。
在第五典型實(shí)施方式中，第二光學(xué)構(gòu)件是具有以下結(jié)構(gòu)的 光學(xué)濾波器以與圖14所示的方式類似的方式使包括轉(zhuǎn)角為0°的雙折射晶體板300、紅外吸收濾波器301、消偏光板302和轉(zhuǎn) 角為90。的雙折射晶體板303的四個(gè)光學(xué)元件接合。通常的抗反 射涂層402形成在具有四元件接合結(jié)構(gòu)的光學(xué)濾波器的前表面 上。
此外，由S-BSL7制成并且具有良好光學(xué)特性的玻璃板310 形成第一光學(xué)構(gòu)件。最外層包括異物附著防止膜的AR涂層400 被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(玻璃板310)的面對攝影鏡頭105側(cè)的 表面上，并且UV-IR截止涂層401被沉積在第一光學(xué)構(gòu)件(玻璃 板310)的后表面上。此外，在本典型實(shí)施方式中，玻璃板310 是為了去除附著到玻璃板的面對攝影鏡頭10 5側(cè)的表面上的異 物而振動的對象。
在第五典型實(shí)施方式中，當(dāng)使用于去除異物的振動產(chǎn)生最 優(yōu)化時(shí)，不需要考慮包括傳統(tǒng)紅外吸收濾波器和光學(xué)低通濾波 器的光學(xué)濾波器F。在振動產(chǎn)生中，僅與作為振動對象的玻璃 板310相關(guān)的參數(shù)，如材料、厚度和形狀、以及振動元件的驅(qū) 動電壓和驅(qū)動波形等需要被確定和優(yōu)化。 一 旦使振動最優(yōu)化， 即使改變光學(xué)濾波器F的規(guī)格，也不需要改變振動機(jī)構(gòu)。
雖然已經(jīng)參照典型實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但是，應(yīng)該理 解，本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施方式。所附權(quán)利要求書的 范圍將符合最寬的解釋，以包含所有變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。
3權(quán)利要求
1.一種光學(xué)濾波器，其被布置在圖像傳感器的前方，所述光學(xué)濾波器包括第一光學(xué)構(gòu)件；以及第二光學(xué)構(gòu)件，其比所述第一光學(xué)構(gòu)件靠近所述圖像傳感器地布置，其中，在所述第一光學(xué)構(gòu)件的入射面上形成抗反射多層膜，在所述抗反射多層膜的最外層形成由含氟材料制成的膜，并且在所述第一光學(xué)構(gòu)件的出射面和所述第二光學(xué)構(gòu)件的入射面之間形成二向色多層膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，在所 述抗反射多層膜中形成Si02膜和TiOJ莫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所述 抗反射多層膜的最外層由含有全氟烷基的化合物制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所述 抗反射多層膜的最外層由MgF2制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，通過 真空沉積形成Si02膜和Ti02膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，通過 離子輔助沉積來沉積所述二向色多層膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所述 第二光學(xué)構(gòu)件吸收紅外成分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所述 抗反射多層膜具有導(dǎo)電性。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所述 光學(xué)濾波器還包括保持構(gòu)件，其被構(gòu)造成保持所述第一和第二光學(xué)構(gòu)件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所述 第一光學(xué)構(gòu)件的出射面和所述第二光學(xué)構(gòu)件的入射面之間的間 隙被密封。
11. 一種光學(xué)濾波器，其被布置在圖像傳感器的前方，所 述光學(xué)濾波器包括光學(xué)構(gòu)件；抗反射多層膜，其形成在所述光學(xué)構(gòu)件的入射面上；以及 二向色多層膜，其形成在所述光學(xué)構(gòu)件的出射面上， 其中，在所述抗反射多層膜的最外層形成由含氟材料制成 的膜。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所 述抗反射多層膜包括形成為多孔質(zhì)膜狀的Si02和Ti02。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所 述抗反射多層膜的最外層由含有全氟烷基的化合物制成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所 述抗反射多層膜的最外層由MgF2制成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，通 過真空沉積在所述抗反射多層膜中形成Si02膜和TiOJ莫。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，通 過離子輔助沉積來沉積所述二向色多層膜。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光學(xué)濾波器，其特征在于，所 述光學(xué)構(gòu)件被保持為能夠振動，并且封。
18. —種攝像設(shè)備，其包括第一光學(xué)構(gòu)件，其被布置在圖像傳感器的前方；以及 第二光學(xué)構(gòu)件，其被布置在所述第一光學(xué)構(gòu)件的出射面?zhèn)炔⑶椅挥谒鰣D像傳感器的前方，其中，在所述第一光學(xué)構(gòu)件的入射面上形成抗反射多層膜， 在所述抗反射多層膜的最外層形成由含氟材料制成的膜，并且在所述第一光學(xué)構(gòu)件的出射面和所述第二光學(xué)構(gòu)件的入射 面之間形成二向色多層膜。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述 抗反射多層膜包括形成為多孔質(zhì)膜狀的Si02和Ti02。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述 抗反射多層膜的最外層由含有全氟烷基的化合物制成。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述 抗反射多層膜的最外層由MgF2制成。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攝像設(shè)備，其特征在于，通過 真空沉積在所述抗反射多層膜中交替形成SiOJ莫和Ti02膜。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攝像設(shè)備，其特征在于，通過 離子輔助沉積來沉積所述二向色多層膜。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述 抗反射多層膜具有導(dǎo)電性。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述 攝像設(shè)備還包括保持構(gòu)件，其被構(gòu)造成保持所述第一和第二光學(xué)構(gòu)件；以及振動單元，其被構(gòu)造成使所述第一光學(xué)構(gòu)件振動。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述 第一光學(xué)構(gòu)件的出射面和所述第二光學(xué)構(gòu)件的入射面之間的間 隙被密封。
全文摘要
光學(xué)濾波器及攝像設(shè)備。該光學(xué)濾波器被布置在圖像傳感器的前方。該光學(xué)濾波器包括第一光學(xué)構(gòu)件；以及第二光學(xué)構(gòu)件，其比第一光學(xué)構(gòu)件靠近圖像傳感器地布置。在第一光學(xué)構(gòu)件的入射面上形成抗反射多層膜。在抗反射多層膜的最外層形成由含氟材料制成的膜。在第一光學(xué)構(gòu)件的出射面和第二光學(xué)構(gòu)件的入射面之間形成二向色多層膜。
文檔編號G02B1/10GK101598828SQ20091014238
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者入江良昭 申請人:佳能株式會社