[实用新型]隔红外滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及隔红外滤波器技术领域，具体涉及一种用浸涂蓝墨水的玻璃作为基底的隔红外滤波器。

背景技术

CCD(电荷耦合元件)是最常用的图像传感器，其光敏感波长约为400nm到1100nm。顾名思义，隔红外滤波器就是要截止掉红外光，因为CCD能对波长400～700nm的可见光和波长700～1100nm的红外光同时成像，但可见光图像一般为彩色，红外光图像为黑白，两幅图像人眼看起来是不一样的，若不把红外光隔离掉，两幅图像叠加后会使可见光图像变模糊了；况且，红外光是一种热光，会导致CCD升温，产生的热噪声会使图像的分辨率和对比度退化，以上两点说明拍摄系统中隔红外光滤波器是绝对不可缺失的。其次，CCD虽不会对波长小于400nm的紫外光感受出图像，但由于紫外光的光子能量高，长期照射会降低CCD的使用寿命，故隔红外光滤波器必须具有隔紫外光的功能。目前隔红外光和隔紫外光都是靠光学薄膜实现的，但光学薄膜从干涉原理上讲势必存在角度效应，这会造成相同颜色的物体由于进入相机的入射光角度不同而产生明显的色差，并造成亮度不匀，为此，隔红外光滤波器迄今还必须用一块吸收型的蓝玻璃或蓝塑料作为基底来稳定透射-截止过渡波长，消除角度效应引起的波长漂移，从而消除图像色差和亮度不匀。

但是，现有技术常用的蓝玻璃(如日本Hoya生产的QB51)或蓝塑料(日本JSR生产的FLXL100AA)或多或少地都存在着一些缺陷。对蓝玻璃基底而言：(1)透射-截止过渡区陡度差，牺牲了一部分光能；(2)为适当增加过渡区陡度，需增加蓝玻璃厚度，这会产生较大的像差；(3)这种蓝玻璃早期只有日本独家供应，价格很贵；(4)蓝玻璃的膨胀系数大、机械应力大、脆性，镀膜后切割成小片时极易破碎；(5)蓝玻璃是通过对玻璃进行离子着色而成，离子的化学不稳定性易造成蓝玻璃发雾生霉；(6)重量重、体积大，在智能手机等应用中受到限制；(7)蓝玻璃在整个红外区截止，不能用于日夜兼用 的双通道滤波器中。而对蓝塑料基底而言，(1)典型蓝塑料基底的厚度约为0.1mm，在缓解像差的同时，带来了滤光片应力造成的基底变形难题；(2)蓝塑料是一种有机材料，而光学薄膜是无机材料，两者附着极易失败，或者说，滤光片很难镀到蓝塑料基底上去；(3)蓝塑料基底的刚性差，在隔红外滤波器面积较大时应用受到限制。以上可以看出，蓝玻璃和蓝塑料两种基底具有互补性，蓝塑料基本上克服了蓝玻璃的缺点，但蓝玻璃的重要优点却在蓝塑料中变成了缺点。

一直以来，人们期待能找到一种性能优良、价格便宜的其他玻璃、塑料或其他新材料、新技术来替换现用滤波器的蓝玻璃或蓝塑料，但迄今仍无法实现。本实用新型提出用浸涂蓝墨水染料的玻璃作为基底来替换现用滤波器的蓝玻璃或蓝塑料，由于采用酸性墨水蓝配制而成的三苯甲烷系材料价格便宜，加上浸渍法涂制成本低廉，这种在光学玻璃上浸涂塑料薄膜的基底同时兼有蓝玻璃和蓝塑料的特点，受到市场的青睐。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种用浸涂蓝墨水的玻璃作为基底的隔红外滤波器，以用于手机拍摄系统和安防电视系统等。由于这种浸涂蓝墨水染料的玻璃基底能够使滤波器透射-截止过渡区的波长漂移减小到接近于零，而且机械、化学性质稳定，因而可以替代现有隔红外滤波器中的蓝玻璃或蓝塑料基底。

如前所述，滤波器的隔红外和隔紫外功能都必须依靠光学薄膜来实现，但是与吸收型截止不同，干涉型的光学薄膜具有固有的角度效应，即在拍摄视场中央区域的光线入射角很小，所以隔红外滤波器透射-截止过渡区向短波长的移动量也很小，但在拍摄视场的边缘区域，由于光线入射角逐渐增加到最大，过渡区向短波长的移动量也逐渐增大到最大，这意味着拍摄图像会从中央向边缘区域产生色差和亮度的渐变。

蓝玻璃基底或蓝塑料基底的共同功效是：提供一个不随光线入射角变化的稳定的透射-截止过渡区，该过渡区中透射率为50％的波长约为650nm。因为这个透射-截止过渡区是由蓝玻璃基底或蓝塑料基底的特征吸收形成的，所以这个透射率为50％处的波长650nm不会因目标图像的光线入射角变化而产生漂移，因而能使以不同入射角进入拍摄镜头的图像获得均匀的彩色和相同 的亮度。