[发明专利]大角度入射无半波孔的红外截止滤光片及其膜系设计方法

说明书

本发明涉及一种大角度入射无半波孔的红外截止滤光片及其膜系设计方法，包括基板、第一膜堆、第二膜堆和第三膜堆，第一膜堆沉积在基板上表面，第二膜堆设置于第一膜堆上表面，第三膜堆设置于第二膜堆上表面，其中第一膜堆、第二膜堆的同一膜堆中的高折射率材料膜层和低折射率材料膜层的光学厚度系数曲线形状相同，0~π的正弦波形或π~2π的正弦波形。第三膜堆的光学厚度系数曲线形状相反。本发明制备得到的红外截止滤光片在入射角度为0~40°时，可见波长区域的透过率未发生局部下降，无半波孔，且400‑650nm波段的平均透过率大于94%，保证了透过红外截止滤光片的光的颜色的平衡，从而使得成像色彩真实。

技术领域

本发明涉及一种大角度入射无半波孔的红外截止滤光片及其膜系设计方 法，属于光学薄膜技术领域。

背景技术

在手机摄像头中，位于影像感测器CCD或CMOS前的红外截止滤光片， 能够有效滤除红外线通过可见光线，从而产生正常色彩的影像，是摄像头中的 一个关键元器件。随着手机像素的不断提高，从成像清晰、色彩还原真实、蓝 光补偿、减少镜间反射等方面对红外截止滤光片提出了越来越高的要求。滤光 片本身的几何尺寸相对较小，而所拍摄对象的几何尺寸比镜头的几何尺寸大很 多，这样拍摄对象的反射光很大一部分将以一定的入射角度进入镜头，而不完 全是垂直入射。再加上近年来，由于数码照相机、智能手机等电子设备的薄壁 化，这些电子设备中内置的摄像装置也进行着低型面化，光学透镜、红外截止 滤光片和固体摄像元件彼此之间的间隔变得非常小。因此，固体摄像元件上有 来自更大角度的光入射，这就要求开发出具有能应对大角度的光透射特性的红 外截止滤光片。

当今困扰人们的难题是采用电介质多层膜的红外截止滤光片的光谱特性的 入射角依赖性高，入射角0°时，透过率曲线在可见波长区域内较平坦，而当入 射角大到30°或超过30°时，可见波长区域内的透过率曲线发生振荡，透过率 局部下降和出现半波孔(在滤光片的实际制备中往往会在带通区域，即反射带 中心波长的一半处出现一个反射峰，一般称之为半波孔，也有称它为滤光片的 半波跌落)。可见波长区域的透过率的局部下降和半波孔的出现会对摄像图像的 RGB色调色品造成瘦身、缺失等不良影响。

已有专利中记载的红外截止滤光片虽然能抑制入射角从0°到30°时的中 心波长的偏移，但未考虑到入射角增大时，可见波长区域的透过率的局部下降 和半波孔的出现。此外，中心波长的偏移和可见波长区域的透过率的局部下降 随着入射角的增大，表现出的影响更大。以往，关于使用电介质层多层膜的红 外线截止滤光片的光的入射角与光谱特性的关系，认为抑制中心波长的偏移量 能抑制入射角依赖性。然而，如上所述，可见波长区域的透过率的局部下降和 半波孔的出现会破坏透过红外截止滤光片的光的颜色的平衡，导致摄像图像的 色调与外观有差异，这些现象在入射角非常大时显著的表现出来。

发明内容

本发明的目的是为了解决大角度AOI＝0～40°入射时，可见波长区域的透过 率的局部下降和半波孔的出现的问题，提供了一种能有效抑制光相对于红外截 止滤光片的入射角(AOI＝0～40°)大时对摄像图像影响的红外截止滤光片及其膜 系设计方法。