[发明专利]光学元件、成像光学系统和成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件、成像光学系统和成像设备的技术领域，具体地涉及调整成像器件上入射光的光谱特性以期望地提高诸如红色区域中的彩色再现性之类的特性的技术领域。

背景技术

成像设备(如数码摄像机和数码相机)在保持画面和视频的图像质量的情况下的小型化已经成为近来的需求。

为了满足这种需求，已经提出了这样的成像设备：其包括小型化的成像光学系统以及作为成像器件安装的高密度CCD(电荷耦合器件)或高密度CMOS(互补金属氧化物半导体)。

一般而言，已知了很多技术，它们实现高分辨率以提高使用成像器件的成像光学系统中的图像质量。除了高分辨率以外，提高图像质量涉及另一个重要因素——对于画面和视频的期望的彩色再现性。保证期望的彩色再现性的成功或失败极大地受光路上布置的光学元件的光谱特性影响。

例如，在现有技术的一个成像设备中，将具有红外吸收作用的光学元件布置在成像光学系统的光路上(参见，例如，JP-A-2004-345680)。在提供有这种光学元件的成像设备中，对于光学元件来说，需要保证期望的光谱特性。

响应于旨在成像光学系统或容纳成像光学系统的镜筒的小型化的潮流，存在在镜筒的光学构件处(特别在包括干扰紫外线和红外线的多层式膜的光学元件处)由于光反射导致反射重影(reflection ghost)出现的不断增大的趋势。因此，反射重影的抑制对于同时实现高图像质量和小型化很重要。

图10到图12是现有技术的光学元件的光谱特性的图形表示。在每一幅图中，上部曲线图表示波长与光谱透射率之间的关系，而下部曲线图表示波长与每一表面上的光谱反射率之间的关系。在下部曲线图中，符号A和B分别表示光学元件的物侧表面和像侧表面。

图10表示光学元件的测量值，所述光学元件包括：基底材料，其由透明玻璃片形成；光谱调整多层式膜，其形成在基底材料的物侧表面上；以及防反射膜，其形成在基底材料的像侧表面上。

图11和图12表示两种类型的光学元件的测量值，所述两种类型的光学元件包括：基底材料，其由红外吸收玻璃形成；光谱调整多层式膜，其形成在基底材料的物侧表面上；以及防反射膜，其形成在基底材料的像侧表面上。

如图10中所示，在使用用于基底材料的透明玻璃片的光学元件中，光谱透射率在650nm附近突然变化，这是因为基底材料不具有红外吸收作用。因此，与图11和图12中表示的光学元件不同，不必要的光入射到成像器件上。

已知易于导致红色反射重影的光的波长是从大约600nm到大约680nm。在图10到图12中表示的所有光学元件中，在该波长区域中光谱反射率很高，并且红色反射重影有可能出现。

发明内容

包括具有红外吸收作用的光学元件的现有技术的成像设备具有可以实现高图像质量的高分辨率。然而，红色反射重影使得彩色再现性不够。

进一步，由于成像光学系统的光路上布置的光学元件具有一定的厚度，因此阻止了成像设备在尺寸上充分地减小。

因此，存在可以解决前述问题、且可以在红色区域中实现期望的彩色再现性同时实现小型化的光学元件、成像光学系统和成像设备的需求。

根据本发明的实施例，提供了一种光学元件，包括：

基底材料，由具有红外吸收作用的膜状树脂材料形成；以及

多层式膜，其调整光谱特性，并形成在基底材料的物侧表面和像侧表面上。

将所述光学元件布置在成像光学系统的光路上，并且所述光学元件具有这种特性：在物侧表面和像侧表面上的其光谱透射率以及其光谱反射率满足如下条件(1)到(4)

(1)0.75＜T_IRCF(600)/T_IRCF(540)＜0.95

(2)615＜λ_LT50％＜670

(3)|T_IRCF(700)/T_IRCF(540)|＜0.05

(4)680≤λ_LR50％，

其中

T_IRCF(600)是具有600nm波长的光的光谱透射率，

T_IRCF(540)是具有540nm波长的光的光谱透射率，

λ_LT50％是在50％光谱透射率处的近红外光的波长，

T_IRCF(700)是具有700nm波长的光的光谱透射率，以及