光學(xué)濾光片及包括該光學(xué)濾光片的攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及光學(xué)濾光片及包括該光學(xué)濾光片的攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 攝像裝置，如攝像機(jī)，是通過利用CMOS傳感器將入射光轉(zhuǎn)換成電信號來顯示圖像。 為了能在攝像機(jī)上顯示因高像素化所帶來的高畫質(zhì)圖像，在攝像頭主體上趨于采用最新研 發(fā)的BSI式(Back Side Illuminated type，背面照射型)CMOS傳感器，以此代替現(xiàn)在普遍采 用的FSI式(Front Side Illuminated type，表面照射型）CMOS傳感器。就FSI式CMOS傳感器 而言，由于電路形成在光電二極管(ph〇t 〇di〇de，ro)的上面，因而會出現(xiàn)部分光被遮擋的現(xiàn) 象。與此相反，對BSI式CMOS傳感器而言，為了增強(qiáng)與光的接觸，在光電二極管的下面配置電 路，由于與FSI式CMOS傳感器相比能夠接收更多的入射光，因而具有使圖像的亮度提高70% 或以上的效果。因此，800萬象素或以上的攝像機(jī)通常趨于采用BSI式CMOS傳感器。
[0003] 這種BSI式CMOS傳感器的結(jié)構(gòu)能讓那些入射角比FSI式CMOS傳感器還要大的光射 進(jìn)光電二極管。
[0004]通常，CMOS傳感器可以感應(yīng)那些無法用肉眼看到的波段內(nèi)的光，但由于這種波段 的光會使圖像失真，比起肉眼觀看，圖像被顯示為其他顏色。為了防止這種現(xiàn)象，會在CMOS 傳感器的前表面上使用光學(xué)濾光片。然而，現(xiàn)有的光學(xué)濾光片會根據(jù)光的入射角的不同而 具有不同的透過光譜，從而存在會使圖像失真的問題。
[0005] 【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0006] (專利文獻(xiàn)1)日本專利公開號2008-106836。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問題
[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)濾光片，該光學(xué)濾光片可以 通過降低由光的入射角造成的色差來提高顏色再現(xiàn)性。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種包括所述光學(xué)濾光片的攝像裝置。
[0010] 技術(shù)方案
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)濾光片的特征在于， 所述光學(xué)濾光片包括光吸收層和近紅外線反射層，所述光吸收層的最大吸收波長在670~ 720nm波長范圍內(nèi)，所述近紅外線反射層的透過率為50%的波長在690~720nm波長范圍內(nèi)， 且所述光學(xué)濾光片滿足以下公式1。
[0012]【公式1】
[0013] Δ E* < 1.5
[0014] 其中，ΔΕ$表示相對于所述光學(xué)濾光片垂直入射并透過所述光學(xué)濾光片的光與相 對于所述光學(xué)濾光片的垂直方向呈30度角入射并透過所述光學(xué)濾光片的光之間的色差。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種包括本發(fā)明的光 學(xué)濾光片的攝像裝置。
[0016] 有益效果
[0017] 所述的光學(xué)濾光片不會降低可見光區(qū)域的透過率，而且可以防止因光的入射角的 變化而出現(xiàn)光學(xué)濾光片的透光光譜發(fā)生偏移的現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0018] 圖1展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)濾光片的層壓結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0019] 圖2~6分別展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)濾光片的光透過率的光譜的圖 表。
[0020] 圖7~8分別展示了根據(jù)對比實(shí)施例的光學(xué)濾光片的光透過率的光譜的圖表。
[0021] 圖9展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)濾光片的光吸收層的最大吸收波長(λ) 和根據(jù)光吸收層厚度的A 的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 在本發(fā)明中，"入射角"是指，入射到光學(xué)濾光片的光與該光學(xué)濾光片的垂直方向 之間形成的夾角。隨著攝像裝置的像素逐漸增大，所需的入射光的光量也會增加。因此，最 近，攝像裝置不僅需要接收垂直入射于光學(xué)濾光片的光，還需要接收那些相對于垂直方向 以30度或以上的角度入射的光。
[0023] 此外，在本發(fā)明中，" △ E#是指，相對于所述光學(xué)濾光片垂直入射并透過所述光學(xué) 濾光片的光與相對于所述光學(xué)濾光片的垂直方向呈30度角入射并透過所述光學(xué)濾光片的 光之間的色差。
[0024] 通常，透過光學(xué)濾光片的光可分成實(shí)質(zhì)上平行于入射光的光和散射的光。此時(shí)，將 所述實(shí)質(zhì)上平行于入射光的光的透過率稱為正透過率(Transmittance )，而將所述散射的 光的透過率稱為擴(kuò)散透過率(Diffuse Transmittance)。通常，光的透過率在概念上包括正 透過率和擴(kuò)散透過率，然而本發(fā)明中的光的透過率僅指正透過率。
[0025] 具體地，所述ΔΕ#是一種用于由CIE(國際照明委員會，Commission Internationale de L'Eclairage)規(guī)定的用作顏色值的CIE Lab色彩空間中的概念，且在 本發(fā)明中援引了此概念。所述CIE Lab色彩空間是指，用來顯示通過人的視覺可感知的色差 的色坐標(biāo)空間。在CIE Lab色彩空間中，通過設(shè)計(jì)，使兩種不同顏色之間的距離與人所能感 知的色差形成比例關(guān)系。
[0026] CIE Lab色彩空間中的色差指，在CIE Lab色彩空間中兩種顏色之間的距離。亦即， 距離遠(yuǎn)表示色差大，距離越近則表示幾乎沒有色差。這種色差可以用ΔΕ$表示。
[0027]可用3種坐標(biāo)值，即用表示在CIE色彩空間中的任意位置。廣表示亮度，當(dāng)f =0時(shí)會顯示黑色，而當(dāng)L$= 100時(shí)會顯示白色。，表示具有相應(yīng)色坐標(biāo)的顏色在純洋紅色 (pure magenta)與純綠色（pure green)之間更偏向于哪一邊，b*表示具有相應(yīng)色坐標(biāo)的顏 色在純黃色(pure yellow)與純藍(lán)色(pure blue)之間更偏向于哪一邊。
[0028] a*的范圍為-a~+a。a*的最大值(a*max)表示純洋紅色(pure magenta)，a*的最小 值(a+min)表示純綠色(pure green)。例如，當(dāng)a#值為負(fù)數(shù)時(shí)，表示顏色偏向于純綠色，而當(dāng) a*值為正數(shù)時(shí)，表示顏色偏向于純洋紅色。當(dāng)比較￡1* = 80與￡1：1： = 50時(shí)，表示￡1：1：=80要比￡1：1： = 50 離純洋紅色更近。
[0029] b*的范圍為_b~+b。!/的最大值(b*max)表不純黃色(pure yellow)，b*的最小值(b* min)表示純藍(lán)色(pure blue)。例如，當(dāng)值為負(fù)數(shù)時(shí)，表示顏色偏向于純黃色，而當(dāng)值為 正數(shù)時(shí)，表示顏色偏向于純藍(lán)色。
[0030] 當(dāng)比較b* = 50與b* = 20時(shí)，b* = 50要比b* = 20離純黃色更近。
[0031] 通常，當(dāng)ΔΕ%1.5或以下時(shí)，幾乎無法用人的視覺感知色差，而當(dāng)ΔΕ%0.5或以 下時(shí)，根本無法用人的視覺感知色差。然而，當(dāng)A 過1.5時(shí)，有可能用人的視覺感知色 差，而當(dāng)A 超過2.0或以上時(shí)，能用人的視覺清楚地感知色差。例如，工廠在生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)， 如將△ El隹持在0.8-1.2的話，表明對工廠的產(chǎn)線管理保持在無法用人的視覺感知產(chǎn)品的 色差的水平上。
[0032] 通過以下公式a，可計(jì)算色坐標(biāo)為（Ll'al'bl，的任意顏色E1與色坐標(biāo)為（L2' a2*，b2*)的另一任意顏色E2之間的色差ΔΕ*。
[0033] 【公式a】
[0034]
[0035] 其中，Af表示任意兩種顏色(E1，E2)在色坐標(biāo)中的Ll$與L2$之差。此外，示 E1與E2在色坐標(biāo)中的al$與a2$之差，Δ P表示E1與E2在色坐標(biāo)中的bl$與b2$之差。
[0036]在本發(fā)明中，"可見光區(qū)域的動態(tài)范圍（dynamic range)"是指，CMOS傳感器能在屏 幕上能充分顯示出來的光的范圍。當(dāng)與顏色表現(xiàn)無關(guān)的紅外線區(qū)域的光透過光學(xué)濾光片并 入射到CMOS傳感器上時(shí)，用于顏色表現(xiàn)所需的可見光區(qū)域的動態(tài)范圍將會縮小。當(dāng)可見光 區(qū)域的動態(tài)范圍縮小時(shí)，將會出現(xiàn)無法區(qū)分陰暗區(qū)域的圖像的現(xiàn)象，從而難以表現(xiàn)真實(shí)的 圖像，因此應(yīng)該最大程度降低紅外線區(qū)域的光透過率。此外，CMOS傳感器中的干擾(noise) 主要由電路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，尤其，熱干擾(thermal noise)是主要原因。由于透過光學(xué)濾光片的 紅外線區(qū)域的光是使CMOS傳感器產(chǎn)熱的主要原因，因此需最大程度降低光學(xué)濾光片的紅外 線區(qū)域的光透過率。
[0037] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)濾光片，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所訴光學(xué)濾光片可包括光吸收層 和近紅外線反射層，所述光吸收層的最大吸收波長在670~720nm的波長范圍內(nèi)，所述近紅 外線反射層的透過率為50%的波長在690~720nm的波長范圍內(nèi)，且所述光學(xué)濾光片滿足以 下公式1。
[0038] 【公式1】
[0039] Δ E* < 1.5
[0040] 其中，ΔΕ$表示相對于所述光學(xué)濾光片垂直入射并透過所述光學(xué)濾光片的光與相 對于所述光學(xué)濾光片的垂直方向呈30度角入射并透過所述光學(xué)濾光片的光之間的色差。 [0041 ]所述光學(xué)濾光片的光吸收層的