专利名称：多层介质膜滤光镜及其制造方法以及固体摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在数字照相机等中作为红外线去除用滤光镜等而使用的多层介质膜滤光镜及其制造方法以及使用该滤光镜的固体摄像设备。
背景技术：
作为摄像机和数字照相机等固体摄像元件，普遍使用CCD(ChargeCoupled Device电荷耦合元件)。CCD在较宽波长范围内对光具有灵敏度，不仅在可视光区域，在红外光区域(750nm～2500nm)对光的灵敏度也很好。但是，在通常的照相机用途中，不需要人眼看不到的红外区域，近红外线如果入射到固体摄像元件中，则会产生分辨率下降及图像不均等问题。因此，在摄像机等光学系统中插入有色玻璃等红外线去除滤光镜，以去除入射光中的近红外线。
因近年来对摄像机和数字照相机的小型化的需求，例如在专利文献1中提出了在构成光学系统的镜头上附加作为红外线去除滤光镜的功能的技术。另外，在专利文献2中，提出了通过将红外滤光镜作成透镜形状，使射向固体摄像元件的入射光线的入射角变小的技术。
红外线去除滤光镜中具有将吸收红外线的物质渗入到基材中的吸收型滤光镜和利用多层介质膜干涉而使红外线反射的干涉型滤光镜。干涉型滤光镜是通过形成多层介质膜而形成，所以，可以形成在各种基材表面上，有利于光学系统的小型化。另外，具有可以提高必要波长的透过率，且成本低、分光特性的自由度高的特点。
因此，在专利文献3中，提出了以下的技术使反射红外线的多层介质膜所构成的红外线去除滤光镜和镜头或低通滤光镜一体化，以省略作为部件的红外线去除滤光镜，实现光学系统的小型化。
另一方面，固体摄像元件在多数情况下，为了防止灰尘附着被封装在壳体内，作为固体摄像设备来使用。固体摄像设备的壳体上装配有用于使光通向固体摄像元件且能够密封壳体的防尘盖。
因此，考虑到如图6示意性地表示的固体摄像设备600那样，通过在将固体摄像元件130封入到壳体110内的防尘盖620上设置去除红外线的多层介质膜621，可以省略作为部件的红外线去除滤光镜，以实现光学系统的小型化。
特开2002-40234[专利文献2]特开2002-341241[专利文献3]特开平5-207350号公报然而，多层介质膜621具有因角度不同而改变特性的角度依赖性。如图6所示，透过光学系统610的光通过设置了多层介质膜621的防尘玻璃620聚光到固体摄像元件130上。通过光学系统610的光轴的光L0入射到固体摄像元件的130的中心，射向多层介质膜621的入射角是0，但是，向固体摄像元件130的端部侧入射的光线L1以相对于多层介质膜621为θ1的入射角入射。
图7表示用于去除红外线的多层介质膜的分光特性。随着入射角变大，主要是650nm附近的下降沿的波长向短波侧大幅度移动。图8是表示以入射角为0时的下降沿的透光率为50％的波长为基准，下降沿的透光率为50％的波长相对于入射角的变动曲线图。随着入射角变大，下降沿的波长向短波侧偏移，红色被去除。随着向固体摄像元件130的端部侧移动，入射角变大，因此，在利用固体摄像元件130将光学像转换成电信号的图像中，随着从中心部向周边部移动，显示出颜色变强的倾向，使画面颜色出现不均匀。
发明内容
本发明就是鉴于以上的情况而提出的，其目的在于提供一种可以使相对于反射红外线等规定波长用的多层介质膜的光线的入射角尽量小，且使多层介质膜的角度依赖性尽量减少的多层介质膜滤光镜。
另外，本发明的目的还在于提供一种能够以低成本制造该多层介质膜滤光镜的多层介质膜滤光镜的制造方法。
进而，本发明的目的还在于提供一种将该多层介质膜滤光镜作为防尘盖来使用的固体摄像元件设备。
为了达到上述目的，本发明之一提供一种多层介质膜滤光镜，其特征在于，具有透光性基板，至少一面侧具有平坦面；多层介质膜，形成在上述透光性基板的上述平坦面上，用于反射特定波长的光；树脂制聚光透镜，贴合在上述透光性基板的至少一面侧。
由于很难在曲面上形成多层介质膜，所以，透光性基板的成膜面必须是平坦的。粘贴在透光性基板的表面上的树脂制聚光透镜，根据射向多层介质膜的倾斜角使入射光线折射，使其向光轴侧聚光，因此，可以使相对于多层介质膜的光线的入射角尽量小，且使多层介质膜的角度依赖性尽量减少。
本发明之二的多层介质膜滤光镜，其特征在于，在上述第1多层介质膜滤光镜中，上述透光性基板至少具有一片双折射片。
由于使用一片双折射片或多片双折射片构成光学低通滤光镜，所以可以将透光性基板作为低通滤光镜，可以提供一种被兼用为光学低通滤光镜的多层介质膜滤光镜。
本发明之三的多层介质膜滤光镜，其特征在于，在上述第1多层介质膜滤光镜中，上述透光性基板是光学低通滤光镜，其具有第1双折射片、第2双折射片、夹在该第1双折射片和第2双折射片之间的作为1/4波长片的高分子薄膜。
该光学低通滤光镜是4点分离型、且高性能，而且，双折射片比由3片构成的以往的光学低通滤光镜薄，所以，可以使滤光镜变薄。
本发明之四的多层介质膜滤光镜，其特征在于，在上述第1多层介质膜滤光镜中，上述透光性基板是用于吸收特定光的吸收型滤光镜。
通过组合用于吸收特定波长的光的吸收型滤光镜和用于反射特定波长的光的多层介质膜，由多层介质膜反射的反射光被其他部件反射，再入射的杂散光被吸收型滤光镜吸收，可以完全防止向固体摄像元件反射。
本发明之五的多层介质膜滤光镜，其特征在于，在上述第1～4任意一种多层介质膜滤光镜中，上述树脂制聚光透镜的外面是非球面。
通过使聚光透镜的光学面为非球面，可以获得能良好校正各种像差的聚光透镜，可以获得良好的图像。
本发明之六的多层介质膜滤光镜，其特征在于，在上述第1～5任意一种多层介质膜滤光镜中，设半值是表示上述多层介质膜最大透光率的一半的透光率的波长，该半值为650±30nm。
通过将半值设定为650±30nm，可以除去固体摄像元件中的有害的近红外线，可以起到作为红外线去除滤光镜的功能。
本发明之七提供一种多层介质膜滤光镜的制造方法，其特征在于，具有成形工序，准备好在一面侧或两面上设有用于反射特定波长的光的多层介质膜的板状透光性基板、和具有形成了用于复制聚光透镜的形状的多个凹型模穴部的成形面的凸面成形模具，制作将上述板状透光性基板与上述凸面成形模具的上述成型面组合的复合透镜成形模具，在该复合透镜成形模具的凹型模穴部中填充固化性组合物，并使其固化；切断工序，在分开上述凸面成形模具之后，按照通过使形成在上述透光性基板表面上的上述固化性组成物固化而形成的每个树脂制聚光透镜，切断上述透光性基板。
在这种成形工序中，通过一次成形可以在透光性基板的表面上形成多个树脂制聚光透镜。另外，通过在切断工序中切出这些每个聚光透镜，可以简单地制造出多个多层介质膜滤光镜。因此，可以用低成本来制造多层介质膜滤光镜。
本发明之八提供一种固体摄像设备，包括具有开口部的壳体；被固定在上述壳体内并面向上述开口部的固体摄像元件；和封闭上述开口部的透光性防尘盖，其特征在于，上述防尘盖是多层介质膜滤光镜，其具有板状透光性基板；形成在上述透光性基板的至少一面侧的用于反射特定波长的光的多层介质膜；和贴合在上述透光性基板的入射侧的面上的树脂制聚光透镜。
通过将固体摄像设备的防尘盖作为本发明的多层介质膜滤光镜，可以在防尘盖上附加作为尽量减少角度依赖性的红外线去除滤光镜的功能。
图1(a)～(c)是表示本发明的多层介质膜滤光镜的各种实施方式的剖面图。
图2是表示本发明的固体摄像元件设备的一个实施方式的结构的剖面图。
图3是说明本发明的可以减小多层介质膜滤光镜的入射角的功能的光路图。
图4(a)～(d)是说明本发明的多层介质膜滤光镜的制造方法的工序的流程图。
图5是比较例(a)和实施例(b)的镜头剖面图。
图6是对以往的防尘盖中的入射角进行说明的光路图。
图7是表示多层介质膜的分光透光率的一例的曲线图。
图8是表示多层介质膜的角度依赖性的曲线图。
图中1、1b、1c、1d多层介质膜滤光镜；2、2a透光性基板；3多层介质膜；4树脂制聚光透镜；21第1双折射片；22第2双折射片；23高分子薄膜(1/4波长片)；100固体摄像设备；110壳体；120开口部；130固体摄像元件140外部连接配线。
具体实施例方式
以下，对本发明的多层介质膜滤光镜及其制造方法以及固体摄像设备的实施方式进行说明，但是，本发明本不限于以下的实施方式。
图1表示本发明的多层介质膜滤光镜的一个实施方式的剖面构造。图1(a)所示的多层介质膜滤光镜1是具有如下结构的复合透镜，即，在两面是平坦面的板状透光性基板2的一面侧形成多层介质膜3，在多层介质膜3上，贴合作为树脂制聚光透镜4的树脂制平凸透镜的平坦面。
图1(b)所示的多层介质膜滤光镜1b是具有如下结构的复合透镜，即，在两面为平坦面的板状透光性基板2的一面侧形成多层介质膜3，在与形成多层介质膜3的面相反侧的面上，贴合作为树脂制聚光透镜4的树脂制平凸透镜的平坦面。
这些多层介质膜滤光镜1、1b只在板状透光性基板2的一面侧设有多层介质膜3，只在透光性基板2的一面侧具有树脂制聚光透镜4，但是，也可以在透光性基板2的两面设置多层介质膜3和树脂制聚光透镜4。
图2表示使用图1(a)所示的多层介质膜滤光镜1作为防尘盖的固体摄像设备的一例的剖面构造。
该固体摄像设备100适用于数字照相机和数字摄像机等，是将光学图像转换成电信号的固体影像传感器。固体摄像设备100具有由陶瓷或树脂等的绝缘性材料构成的凹型的壳体110，该壳体110具备用于入射由未图示的光学系统所聚集的光的开口部120。壳体110的底面中央用贴合剂固定有与开口部120相对置的CCD或CMOS等固体摄像元件130。固体摄像元件130将多个像素排列成二维形状。将连接壳体110的内部和外部的外部连接布线140贯穿壳体100的侧壁设置，固体摄像元件130和外部连接布线通过连接线141构成电连接。壳体110的开口部120的内周壁形成有阶梯部111，相对于该阶梯部111，本发明的多层介质膜滤光镜1的树脂制聚光透镜4被配置安装在外侧的入射侧。通过夹在多层介质膜滤光镜1和阶梯部111之间的封装剂150封闭开口部120，以使多层介质膜滤光镜2作为防尘盖，密封壳体110，防止灰尘进入。
图3是对本发明的多层介质膜滤光镜可以减小射向多层介质膜的入射角进行说明的光路图。通过了用凸透镜示意性地表示的光学系统610的外部光线向简略图示的固体摄像设备100的固体摄像元件130入射。通过光学系统610光轴的光线L0通过树脂制聚光透镜4垂直入射到多层介质膜3上，进而入射到固体摄像元件130的中心。相对于多层介质膜3的入射角是0°。另一方面，入射到固体摄像元件130的端部的光线L2通过存在于多层介质膜3的入射侧的树脂制聚光透镜4折射，使其向光轴侧聚光，以比没有树脂制聚光透镜4时的图6所示的入射角θ1小的入射角θ2向多层介质膜3入射，通过了多层介质膜3的光入射到固体摄像元件130上。这样，树脂制聚光透镜4起到了降低入射角透镜的作用。因此，树脂制聚光透镜4必须像凸透镜那样具有正的光焦度，并且，必须配置在多层介质膜3的入射侧。树脂制聚光透镜4不仅可以减小相对于多层介质膜3的入射角，而且也可以减小相对于固体摄像元件130的入射角。以上的说明是对具有多层介质膜3介于树脂制聚光透镜4和透光性基板2之间的构造的多层介质膜滤光镜1进行的说明，但是，将树脂制平凸透镜的平坦面贴合在与形成多层介质膜3的面相反侧的面上来作为树脂制聚光透镜4的多层介质膜滤光镜1b也是相同的。
本发明的多层介质膜滤光镜1、1b由于可以减小随着向固体摄像元件130的端部侧移动而增大的相对多层介质膜3的入射角，因此，可以降低多层介质膜3的角度依赖性，可以降低固体摄像元件130所转换的图像中心和周边的色调差，使图像的色调均一化。另外，如果要通过光学系统来减小入射角，则在光学系统的设计中会产生难以解决的问题，但是，使用该方法，可以减轻光学系统的负担，提高光学系统设计的自由度。进而，由于树脂制聚光透镜4通过铸件重合而形成，所以容易使凸面的球面非球面化，通过非球面化，可以得到对各种像差经过了良好校正的聚光透镜，可以获得良好的图像。而且，本发明的多层介质膜滤光镜1可以用后述的低成本的制造方法来制造，所以，在成本上是有利的。
作为构成多层介质膜1、1b的透光性基板2，为了在反射规定波长的数十层多层介质膜3的成膜过程中形成优良的薄膜，有时候将基板加热到200度左右的温度，因此优选具有耐受该成膜过程的耐热性物质。另外，很难在曲面上对反射规定波长的数十层多层介质膜3进行均匀地成膜。因此，形成透光性基板2的多层介质膜的面必须是平坦的，其他的面可以是像透镜状那样的曲面。一般情况下，作为透光性基板2，优选至少外表面由耐热性的无机材料构成的两面平坦的板状基板。
作为透光性基板2的具体例子，可以举出白板、硼硅酸盐玻璃、光学玻璃等透明的非晶体无机玻璃板，在这些无机玻璃板中渗入用于吸收特定波长光线的物质的吸收型滤光镜板，水晶，铌酸锂等由一片双折射片构成的光学低通滤光镜，使用多片双折射片的光学低通滤光镜，在两片双折射片间夹入作为1/4波长片的高分子薄膜构造的光学低通滤光镜。光学低通滤光镜配置在固体摄像元件的入射侧，通过将入射到固体摄像元件上的光线分成两点或四点来除去高空间频率成分，从而具备了除去虚信号，抑制水平线的锯齿状，在黑白格条纹上带颜色的现象的功能。
图1(c)所示的多层介质膜滤光镜1c示出了使用如下的光学低通滤光镜的例子，作为透光性基板2，具有第1双折射片21、第2双折射片22、夹在这两个第1双折射片21和第2双折射片22之间的作为1/4波长的高分子薄膜23。
第1双折射片21和第2双折射片22是水晶、铌酸锂等具有双折射性的结晶板，二者可以都使用水晶板，也可以使用水晶和铌酸锂的组合，或者还可以组合其他的双折射片等不同材料来使用。所谓双折射，是指将入射的光分离成具有相互垂直的振动方向的两束光的现象。高分子薄膜23由通过一轴延伸法形成的塑料薄膜构成，通过考虑双折射性来适当选择薄膜厚度，可以起到1/4波长片的作用。1/4波长片是具有将通过的光的常光线成分和异常光线成分间的相位偏移四分之一周期的厚度的薄片，具有将平面偏光变成圆偏光的功能。由于该光学低通滤光镜是4点分离且高性能，并且双折射片比3片构成的以往的光学低通滤光镜薄，所以，可以使滤光镜变薄。另外，在不像这样要求性能的情况下，可以只使用一片双折射片构成2点分离型的光学低通滤光镜。
通过利用光学低通滤光镜构成光学透过性基板2，可以在多层介质膜滤光镜1上附加作为光学低通滤光镜的功能。其结果，可以减少部件数，以实现小型化。
另外，作为透光性基板2，使用吸收型滤光镜，通过组合用于吸收特定波长的光的吸收型滤光镜和用于反射特定波长的光的多层介质膜3而形成多层介质膜滤光镜，由此，由多层介质膜3反射的反射光被其他部件反射后再入射的杂散光被吸收型滤光镜吸收，可以完全防止向固体摄像元件反射。
构成本发明的多层介质膜滤光镜1的多层介质膜3具有在透光性基板2上交替叠层高折射率层和低折射率层的构造。
作为构成多层介质膜3的高折射率层的材料，使用TiO2(n＝2.4)、Ta2O5(n＝2.1)、Nb2O5(n＝2.2)、ZrO2(n＝2.05)、Ta2O5(n＝2.1)等，作为低折射率层的材料，使用SiO2(n＝1.46)、Al2O3(n＝1.63)、MgF2(n＝1.38)等。折射率根据波长而不同，上述折射率是波长为500nm时的值。
膜厚的基本设计，一般是，作为使用分别相同的光学膜厚来交替地重复叠层高折射率层和低折射率层的重复交替层，表示成(0.5H、1L、0.5H)S。此处，将要去除的波长的中心附近的波长作为设计波长，将光学厚度nd＝1/4设为1个单位，将高折射率层(H)的膜厚表示成1H，同样将低折射率层(L)表示成1L。S是被称为叠层数的反复的次数，表示周期性地反复括号内的结构。实际叠层的层数为2S+1，当S值变大时，由反射向透射变化的上升沿特性(陡峭性)变得陡峭。作为S值，从3～20左右的范围内选定。利用该重复交替层，决定了被去除的特定波长。
为了提高在透光频带中的透光率，使被称为波纹(ripple)的光透光率的凹凸变成平坦的特性，反复改变交替层的基板附近和介质附近的各层的膜厚，进行最佳设计。因此，表示成0.5LH…HL(HL)SHL…H、0.5L。另外，在高折射率层使用TiO2等时，比起将最外层以高折射率层终结，更多情况下是将环境耐受特性更好的SiO2追加在最外层来进行设计。由于与基板相接的层有时也与基板发生反应而使特性劣化，所以，有时也将化学稳定的SiO2追加在第1层上。使用市场销售的软件就能够对这种多层膜去除滤光镜进行理论设计(参考文献OPTRONICS杂志1999 No.5 p.175-190)。
为了在透光性基板上交替形成高折射率层和低折射率层，一般使用物理成膜法，也可以使用通常的真空蒸镀法，但是优选采用可以控制膜的折射率稳定性，制成在保管·使用环境变化的条件下分光特性的经时变化小的膜的离子辅助蒸镀法和离子电镀法、溅射法。真空蒸镀法是在真空中加热薄膜材料使其蒸发，使蒸发粒子堆积在基板上而形成薄膜的方法。离子电镀法是使蒸发粒子离子化，利用电场加速，使其附着在基板上的方法，具有APS(Advanced Plasma Source)、EBEP(Electron BeamExcited Plasma)法、RF(Radio Frquency)直接基板印加法(在成膜室内产生高频气体等离子体的状态下，进行反应性的真空蒸镀的方法)等方式。溅射法是通过使电场加速的离子冲击薄膜材料来撞击出薄膜材料的溅射，使薄膜材料蒸发，将蒸发粒子堆积在基板上的薄膜形成方法。成膜层的折射率等的光学常数因成膜方法、成膜条件等而不同，所以，必须在制造前准确测定成膜层的光学常数。
为了将多层介质膜3例如作为红外线去除滤光镜，优选表示最大透光率一半的透光率的波长的半值范围为650±30nm。通过设定该半值，可以有效地阻断向固体摄像元件入射的近红外线。
具有图7所示的分光透光率的多层介质膜具体地按以下的顺序进行成膜。透光性基板使用BK7(折射率nd＝1.52的白板玻璃)。所使用的成膜材料是，高折射率层(H)为Ta2O5、低折射率层(L)为SiO2，成膜方法使用RF离子电镀装置(昭和真空株式会社制)。
膜厚λ＝755nm，其结构为从基板侧开始依次为，1.141H、1.088L、1.03H、1.01L、(0.994H、0.994L)6、1.024H、1.077L、1.309H、0.175L、1.368H、1.241L、1.273H、1.277L、(1.275H、1.276L)6、1.257H、1.278L、1.254H、0.626L共40层。
另外，优选在透光性基板2的未设置多层介质膜3的面上、进而在树脂制聚光透镜4的外表面上形成反射防止膜。反射防止膜由单层或多层的无机覆膜、有机覆膜构成。也可以是无机覆膜和有机覆膜的多层构造。作为无机覆膜的材质，可以列举出SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、Ta2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3等无机物，这些可以单独使用，也可以并用2种或2种以上。另外，在采用多层膜结构的情况下，优选最外层为SiO2。
作为无机覆膜的多层膜结构，可以是从透光性基板侧开始ZrO2层和SiO2层的总的光学膜厚为λ/4、ZrO2层的光学膜厚为λ/4、最上层的SiO2层的光学膜厚为λ/4的4层构造。此处，λ是设计波长，通常使用520nm。
无机覆膜的成膜方法可以采用例如真空蒸镀法、离子电镀法、溅射法、CVD法、在饱和溶液中通过化学反应而析出的方法等。
无机覆膜的材质例如可以列举出FFP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等。成膜方法除了真空蒸镀法之外，还可以使用旋转涂布法、浸涂法等量产性良好的涂布方法来成膜。
另外，隔着多层介质膜3或者直接形成在透光性基板2上的树脂制聚光透镜4的形状被设计成使射向多层介质膜3的入射角减小。树脂制聚光透镜4可以通过一般的复合透镜制造方法形成在透光性基板2上。例如，将透光性基板2作为一个成形模具，通过组合具有凸面成形模具的凹型模穴部的平坦的成形面和形成有透光性基板2的树脂制聚光透镜4的平坦面来制作成复合透镜成形模具，其中，凸面成形模具具有用于复制树脂制聚光透镜4的凸面的凹型模穴部。复合透镜成形模具的凹型模穴部中填充有热固化性或紫外线固化性树脂组成物，树脂组成物因热或紫外线而固化，通过使凸面成形模具从透光性基板中脱离，可以在透光性基板2上制造出与树脂制聚光透镜4接合的复合透镜。树脂制聚光透镜4的光学面的形状通过复制凹型模穴部的面形状而形成。树脂制聚光透镜4可以形成在透光性基板2的一面侧或两面上。当形成在两面上时，具有如下的功能一个树脂制聚光透镜对从多层介质膜3出射的光进行折射，因此，例如可以减小射向固体摄像元件130的入射角。
接下来，参照图4，对能够以低成本制造本发明的多层介质膜滤光镜的多层介质膜滤光镜的制造方法进行说明。该多层介质膜滤光镜的制造方法主要有成形工序和切断工序。
首先，如图4(a)所示，准备构成复合透镜成形模具的大面积的透光性基板2a和凸面成形模具5。在透光性基板2a的一面侧或两面预先形成用于反射特定波长的光的多层介质膜3。这是由于贴合上树脂制聚光透镜4之后，由于构成树脂制聚光透镜4的树脂的耐热性低，所以，很难成膜出多层介质膜3。另外，也可以事先在透光性基板2a的一面侧形成反射防止膜。理想的是，事先使用硅烷偶联剂对形成有透光性基板2a的树脂制聚光透镜4的面进行处理，使透光性基板2a与树脂制聚光透镜4之间保持良好的粘合性。
凸面成形模具5的用于复制树脂制聚光透镜4的凸面的凹型模穴部51具有如图4(c)所示的被配置成多个矩阵状的平坦的成形面52。凹型模穴部51的镜面被研磨成可以复制树脂制聚光透镜4的凸面的规定光学面的形状。凸面成形模具5可以用金属或无机玻璃类制作。凸面成形模具5的凹型模穴部51也可以分别改变其凹面的形状和直径，形成多种树脂制聚光透镜4。凸面成形模具5和透光性基板2a的形状、大小相同，相互组合时可以重叠在一起。
接着，如图4(b)所示，将凸面成形模具5的平坦的成形面52与形成透光性基板2的树脂制聚光透镜4的平坦面重合，事先在凸面成形模具5的凹型模穴部51中填充光固化性树脂组成物6，然后再将凸面成形模具5与透光性基板2a重合，或者，将凸面成形模具5与透光性基板2a重合之后，在凹型模穴部51中填充光固化性树脂组成物6。并且，如果透光性基板2a侧或凸面成形模具5是玻璃制的，则从凸面成形模具5侧或其两侧照射紫外线，使凹型模穴部51内的光固化性树脂组成物6固化。
接下来，如图4(c)所示，从透光性基板2a分离凸面成形模具5，在透光性基板2a的一面侧通过使光固化性树脂组成物固化而形成的多个岛状的树脂制聚光透镜4被配置成矩阵状，可以获得分别与透光性基板2a接合的多个获取成形板7。
接下来，也可以在与形成该多个获取成形板7的树脂制聚光透镜4的面相反侧的面上形成反射防止膜。通过在多个获取成形板7上形成反射防止膜，可以同时在多个多层介质膜滤光镜上成膜，使成膜成本降低。
接下来，在切断工序中，沿着图4(c)的虚线所示的切断线8，通过切割，按各个树脂制聚光透镜4来切开透光性基板2a，由此，切出并制作成多个多层介质膜滤光镜1d。这样制造出的多层介质膜1d具有如下的构造四边形的光透性基板2的一面侧与圆形树脂制聚光透镜4接合。
根据这种多层介质膜滤光镜的制造方法，利用一次成膜工序，在大面积的透光性基板2a上成膜出多层介质膜3，由此，可以利用一次成膜工序，在多个多层介质膜滤光镜上成膜，可以降低多层介质膜的成膜成本。另外，在成形工序中，可以通过一次成形，在透光性基板2a的表面上形成多个树脂制聚光透镜4。进而，反射防止膜的形成也通过一次成膜工序，在大面积的透光性基板2a上成膜，由此，可以利用一次成膜工序，在多个多层介质膜滤光镜上成膜，可以降低反射防止膜的成膜成本。另外，在切断工序中，按照这些树脂制聚光透镜4来进行切出，由此，可以简单地制造多个多层介质膜滤光镜1。因此，可以用低成本来制造多层介质膜滤光镜1。
关于向距离大小为1/3.6inch(对角5mm)的固体摄像元件的中心2.5mm的点上入射的光线，具有大致相同视角的多层介质膜滤光镜的比较例的设计数据如表1所示，实施例的设计数据如表2所示。另外，图5(a)表示比较例的透镜剖面图，图5(b)表示实施例的透镜剖面图。在透镜剖面图中，Ri(i表示从1开始的整数)依次表示从入射侧向固体摄像元件侧的透镜面号码，di(i表示从1开始的整数)依次表示从入射侧向固体摄像元件侧的主光轴上的透镜的中心厚度和透镜间的空气间隔(mm)。表1和表2中，表示图5所示的透镜剖面图中的各透镜面Ri的曲率半径R(mm)、各透镜的中心厚度和各透镜间的空气间隔di(mm)、从入射侧向固体摄像元件侧依次相对于第i个光学材料的d线的折射率Nd和阿贝数Vd。另外，表1和表2的下部分表示下述非球面式中的非球面系数k、A4、A6、A8、A10。
z=cr21+1-(1+k)c2r2+A4r4+A6r6+A8r8+A10r10]]>其中，z是曲面的坐标值，r是与光轴正交方向上的距离光轴的距离，c是透镜顶点的曲率，k、A4、A6、A8、A10分别是非球面系数。
非球面数据
非球面数据
在该比较例的设计中，向距离固体摄像元件中心2.5mm的点上入射的光线，在防尘盖表面的入射角为19.9°，但是，在实施例的设计中，为16.9°，入射角可以小3°。其结果，可以改善图像的颜色不均。
本发明的多层介质膜滤光镜可以用于阻挡红外线光入射到数字照相机等固体摄像元件的去除红外线的用途。
本发明的多层介质膜滤光镜的制造方法可以用于以低成本来制造该多层介质膜滤光镜的用途。
本发明的固体摄像元件设备可以用于将数字照相机等光学设备的光学图像转换成电信号的用途。
权利要求
1.一种多层介质膜滤光镜，其特征在于，具有透光性基板，至少在一面侧具有平坦面；多层介质膜，形成在上述透光性基板的上述平坦面上，用于反射特定波长的光；和树脂制聚光透镜，贴合在上述透光性基板的至少一面侧。
2.根据权利要求1所述的多层介质膜滤光镜，其特征在于，上述透光性基板至少具有一片双折射片。
3.根据权利要求1所述的多层介质膜滤光镜，其特征在于，上述透光性基板是光学低通滤光镜，其具有第1双折射片、第2双折射片和夹在该第1双折射片和第2双折射片之间的作为1/4波长片的高分子薄膜。
4.根据权利要求1所述的多层介质膜滤光镜，其特征在于，上述透光性基板是用于吸收具有特定波长的光的吸收型滤光镜。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的多层介质膜滤光镜，其特征在于，上述树脂制聚光透镜的外表面形成为非球面。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的多层介质膜滤光镜，其特征在于，设半值是表示上述多层介质膜最大透光率的一半的透光率的波长，该半值为650±30nm。
7.一种多层介质膜滤光镜的制造方法，其特征在于，包括成形工序，准备好在一面侧或两面上设有用于反射特定波长的光的多层介质膜的板状透光性基板、和具有形成了用于复制聚光透镜的形状的多个凹型模穴部的成形面的凸面成形模具，制作将上述板状透光性基板与上述凸面成形模具的上述成型面组合的复合透镜成形模具，在该复合透镜成形模具的凹型模穴部中填充固化性组合物，并使其固化；切断工序，在分开上述凸面成形模具之后，按照通过使形成在上述透光性基板表面上的上述固化性组成物固化而形成的每个树脂制聚光透镜，切断上述透光性基板。
8.一种固体摄像设备，包括具有开口部的壳体；被固定在上述壳体内并面向上述开口部的固体摄像元件；和封闭上述开口部的透光性防尘盖，其特征在于，上述防尘盖是多层介质膜滤光镜，其具有板状透光性基板；形成在上述透光性基板的至少一面侧的用于反射特定波长的光的多层介质膜；和贴合在上述透光性基板的入射侧的面上的树脂制聚光透镜。
全文摘要
本发明提供一种多层介质膜滤光镜。多层介质膜滤光镜(1)具有透光性基板(2)，在至少一面侧具有平坦面；多层介质膜(3)，形成在透光性基板(2)的平坦面上，用于反射特定波长的光；树脂制聚光透镜(4)，贴合在上述透光性基板(2)的至少一面侧。由此，可以使向反射红外线等规定的波长的多层介质膜入射的光线的入射角保持尽量小，尽量减少多层介质膜的角度依赖性。另外，还可以将该多层介质膜滤光镜作为固体摄像元件设备(100)的防尘盖来使用。
文档编号H04N5/335GK1657980SQ200510008410
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月17日
发明者向山浩行, 小松朗, 平山正己 申请人:精工爱普生株式会社