[发明专利]摄像设备及光学滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种摄像设备和光学滤波器。更具体地，本发明涉及一种包括布置在图像传感器和照相镜头(photographiclens)之间以抑制可能由于图像传感器上的被摄体图像的假(pseudo)信号而产生的伪色现象的光学低通滤波器的摄像设备并且涉及一种光学滤波器。

背景技术

在用于在电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体传感器(CMOS)等图像传感器上形成被摄体图像的传统的摄像光学系统中，通常使用光学低通滤波器来限制被摄体反射光的高空间频率成分并去除可能由于假信号而出现的不同于被摄体反射光的颜色成分。

在这点上，广泛使用了利用多个相互层叠的晶体板的双折射效应(birefringent effect)的光学低通滤波器。然而，晶体板折射率的各向异性并不那么高。因此，为了获得要被限制的预定空间频率，通常需要使用厚度约为1mm的晶体板。

在传统的方法中，总共由三个晶体板，即，两个双折射晶体板和布置在该两个双折射晶体板之间的λ/4波板，构成光学低通滤波器。另外，将红外光消除(infrared-light cut)滤波器接合至具有上述结构的光学低通滤波器。将这样的光学低通滤波器固定在保持架中。结果，在传统方法中，光学低通滤波器的总厚度可能变大。因此，变得难以减小设备的尺寸和重量。另外，由于增加的象差(aberration)或重影(ghosts)等有害现象，光学性能可能劣化。

另一方面，已知有铌酸锂(lithium niobate)等具有高水平的折射率的各向异性的材料。当使用该材料时，由于折射率的各向异性高，获得要被限制的预定空间频率所需要的厚度可以远薄于在晶体板的情况下的厚度。

然而，在使用铌酸锂的情况下，技术上难以实现适当薄的光学低通滤波器。另外，技术上难以适当地层叠光学低通滤波器的组件。结果，使用铌酸锂的光学低通滤波器的制造成本可能增加。

另一方面，日本专利特开平08-122708公开了一种涉及聚合物的(polymeric)光学低通滤波器的方法。更具体地，日本专利特开平08-122708所公开的方法涉及具有与晶体板相同的双折射效应的光学各向异性聚合物膜。

另外，日本专利特开平10-186284公开了一种用于使用具有消偏振效应(depolarization effect)的聚酰亚胺(polyimide)膜来替代使用由晶体构成的通常的λ/4波板的方法。通过这种方法，将从光学低通滤波器的双折射板发出的光束的偏振状态转换成近似圆偏振光束。

另外，丙烯酸树脂(acrylic resin)，即，包含红外光吸收物(absorbent)的红外光吸收膜已有市售。红外光吸收膜具有与红外光吸收玻璃的光学性能相当的光学性能。

上述膜状滤波器和红外光吸收膜是容易制造的。可以容易地减小包括使用上述材料的红外光吸收滤波器的光学低通滤波器的尺寸和重量。另外，可以减少其制造成本。

然而，使用上述树脂膜的光学滤波器的环境抗耐性(尤其对湿度的抗耐性)差。更具体地，与石英等晶体材料相比，树脂基板容易吸收水气。因此，如果树脂基板被暴露到空气中，则树脂基板吸收水气。因此，树脂基板的光学性能可能很容易下降并且这样的光学滤波器的光学性能会很容易劣化。

为解决该问题，日本专利特开2004-301891公开了一种用于制造具有改善了环境抗耐性的光学低通滤波器的方法。在上面的日本专利中公开的光学低通滤波器包括夹在具有高的湿度抗耐性的透明玻璃或红外光吸收玻璃等光学部件之间的光学各向异性聚合物膜(树脂基板)。

另外，在将防反射蒸发膜(anti-reflection evaporated film)涂覆在构成光学滤波器的光学树脂膜的表面上的情况下，蒸发膜的粘附力可能比玻璃板或晶体板的粘附力小。因此，涂覆在光学树脂膜的表面上的蒸发膜可能容易剥离(delaminate)。

关于通过在日本专利特开2004-301891中公开的方法所生成的光学低通滤波器，膜表面不暴露到外部，因此，不需要对膜面提供防反射涂层。因此，日本专利特开2004-301891所公开的方法在解决上述问题上是有效的。

通常，与图像传感器的像素相对应的传统颜色滤波器阵列是基于由RGBG四像素构成的拜尔(Bayer)阵列。在这种情况下，可以通过采用光学低通滤波器进行四点图像分割来抑制在所拍摄的图像中的伪色现象。在四点图像分割中，将入射到光学低通滤波器上的单点光束分割成四点光束。

图7示出由四个层叠的光学部件制成的普通光学低通滤波器进行四点图像分割的例子。