光学元件、光学系统和图像拾取装置制造方法及图纸

本公开涉及光学元件、光学系统和图像拾取装置。光学元件包括基板和被提供在基板上的多层膜。多层膜对于以0°的入射角入射的具有470nm至630nm的波长的光具有75％以上的平均透射率，以及对于以0°的入射角入射的具有1550nm的波长的光具有10％以下的透射率。多层膜包括交替层叠的由第一材料制成的层和由第二材料制成的层，以及设置在最外侧的由第三材料制成的最终层，并且满足预定条件。

【技术实现步骤摘要】
光学元件、光学系统和图像拾取装置
本专利技术涉及光学元件、光学系统和图像拾取装置。
技术介绍
LiDAR(光检测和测距)是一种用于测量照射的激光束撞击物体并从物体返回的时间以及用于测量到物体的距离和方向的技术。为了观察远处的物体，有必要增加激光束的强度，但是增强的激光束会损害人的视网膜。另一方面，具有1550nm的波长的激光束被水吸收，因此，如果有的话，撞击人的眼球的激光束会被眼球中的水吸收并且不会到达视网膜。因此，近年来，具有1550nm的波长的激光束已越来越多地被用于LiDAR。数字相机使用对包括可见范围的从200nm至1100nm的波长具有灵敏度的图像传感器。可以在图像传感器的前表面上设置截止(cut)具有420nm以下的波长的紫外波段和具有680nm以上的波长的红外波段中的光的光学元件，以便使该灵敏度等于人眼的灵敏度。日本专利特许公开No.(“JP”)2019-28421公开了一种滤光器，该滤光器对从425nm至620nm的波长具有80％以上的平均透射率，以及对从700nm至1200nm的波长具有12.5％以下的最大透射率。当在相同的地方使用LiDAR和数字相机时，如果用于LiDAR的具有1550nm的高强度波长的激光束在维持其强度的同时到达图像传感器，那么图像传感器可能被损坏。JP2019-28421没有提及滤光器在1550nm的波长处的特性。假设在JP2019-28421中公开的滤光器由于其使用光吸收材料代替电介质多层膜的干涉并且透射率从1100nm到1200nm的波长增加的事实而没有吸收太多1550nm的波长。因此，不清楚当JP2019-28421中公开的滤光器被设置在图像传感器的前表面上时是否可以防止具有1550nm的波长的激光束到达图像传感器。
技术实现思路
本专利技术提供了光学元件、光学系统和图像拾取装置，它们中的每一个在维持可见范围中的高透射率的同时截止具有1550nm的波长的光。根据本专利技术的一个方面的光学元件包括基板和被提供在基板上的多层膜。多层膜对于以0°的入射角入射的具有470nm至630nm的波长的光具有75％以上的平均透射率，以及对于以0°的入射角入射的具有1550nm的波长的光具有10％以下的透射率。多层膜包括交替层叠的由第一材料制成的层和由第二材料制成的层，以及设置在最外侧的由第三材料制成的最终层。满足以下条件表达式：1.35≤nm≤1.801.90≤nh≤2.501.15≤nl≤1.50其中nm是第一材料的折射率，nh是第二材料的折射率，以及nl是第三材料的折射率。根据本专利技术的另一方面的光学元件包括基板和被提供在基板上的多层膜。多层膜对于以0°的入射角入射的具有470nm至630nm的波长的光具有75％以上的平均透射率，以及对于以0°的入射角入射的具有1550nm的波长的光具有10％以下的透射率。存在满足以下条件表达式的m/8个以上的整数：480≤d2i-1≤6001.8≤d2i/d2i-1≤2.2其中m是从基板的一侧算起的多层膜中的层的序数(order)，i是满足2≤i≤(m-1)/2的整数，d2i-1(nm)是第(2i-1)层的光学厚度，以及d2i(nm)是第2i层的光学厚度。各自具有上述光学元件之一的光学系统和图像拾取装置也构成本专利技术的另外的方面。本专利技术的其它特征将从以下参考附图对示例性实施例的描述变得清楚。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的光学元件的示意性截面图。图2图示了光学元件的透射率特性(示例4)。图3A和图3B是与图1中图示的光学元件不同的光学元件的示意性截面图。图4图示了第一1550nm截止膜的透射率特性(示例1至示例7)。图5图示了可见范围抗反射膜的透射率特性(示例1和示例5)。图6图示了根据示例1的光学元件的透射率特性。图7图示了第一IR截止膜的透射率特性(示例2和示例5)。图8图示了根据示例2的光学元件的透射率特性。图9图示了UV截止膜的透射率特性(示例3以及示例5至示例7)。图10图示了根据示例3的光学元件的透射率特性。图11图示了UV-IR截止膜的透射率特性(示例4)。图12图示了根据示例5的光学元件的透射率特性。图13图示了第二IR截止膜的透射率特性(示例6)。图14图示了第三IR截止膜的透射率特性(示例6)。图15图示了根据示例6的光学元件的透射率特性。图16图示了第四IR截止膜的透射率特性(示例7)。图17图示了根据示例7的光学元件的透射率特性。图18是根据示例8的光学系统的示意性截面图。图19是数字相机的透视图，该数字相机是根据示例9的说明性图像拾取装置。图20图示了第二1550nm截止膜的透射率特性(示例10)。图21图示了第三1550nm截止膜的透射率特性(示例10)。图22图示了第四1550nm截止膜的透射率特性(示例10)。图23图示了第一比较光学多层膜的透射率特性(比较示例)。图24图示了第二比较光学多层膜的透射率特性(比较示例)。具体实施方式现在参考附图，将给出根据本专利技术的实施例的详细描述。各个附图中的对应元件将由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。图1是根据本专利技术的一个实施例的光学元件100的示意性截面图。光学元件100包括透明基板(基板)10并且用于选择波长，该透明基板10在一个光学表面(第一表面)上具有光学多层膜(多层膜)1并且在另一个光学表面(第二表面)上具有光学多层膜(多层膜)2，光学多层膜1具有透射率特性。光学多层膜2是根据预期应用来确定的，并且可以具有任何膜结构。透射率特性的以下描述将讨论以0°(度)的入射角入射在光学元件100上的具有300nm至1800nm的波长的光。光学多层膜1在470nm至630nm的可见波长范围内具有75％以上的平均透射率，并且在用于LiDAR的1550nm的波长处具有10％以下的透射率。光学多层膜1可以在420nm至680nm的波长处具有80％以上的平均透射率，并且在1550nm的波长处具有5％以下的透射率。光学多层膜1可以具有对从700nm至1000nm的波长具有10％以下的透射率的波段。通过具有这样的波段，以少量的层和材料，光学多层膜1可以具有在420nm至680nm的波长处示出80％以上的平均透射率并且在1550nm的波长处示出10％以下的透射率的膜结构。光学多层膜1在470nm至630nm的波长处的最大反射率与最小反射率之间的差异可以在8％以内。在可见范围内，如果每个波长处的反射率差异大，那么色彩平衡会变差。光学多层膜1的层数可以是14以上且81以下。当层数小于14时，难以获得期望的透射率特性。当层数为82以上时，由于形成每个层时的膜厚度误差引起的特性分散(characteristicscattering)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学元件，包括：/n基板；以及/n多层膜，所述多层膜被提供在基板上，/n其中所述多层膜对于以0°的入射角入射的具有470nm至630nm的波长的光具有75％以上的平均透射率，以及对于以0°的入射角入射的具有1550nm的波长的光具有10％以下的透射率，/n其特征在于，所述多层膜包括交替层叠的由第一材料制成的层和由第二材料制成的层，以及设置在最外侧的由第三材料制成的最终层，以及/n其中满足以下条件表达式：/n1.35≤n

【技术特征摘要】
20190607 JP 2019-1072421.一种光学元件，包括：
基板；以及
多层膜，所述多层膜被提供在基板上，
其中所述多层膜对于以0°的入射角入射的具有470nm至630nm的波长的光具有75％以上的平均透射率，以及对于以0°的入射角入射的具有1550nm的波长的光具有10％以下的透射率，
其特征在于，所述多层膜包括交替层叠的由第一材料制成的层和由第二材料制成的层，以及设置在最外侧的由第三材料制成的最终层，以及
其中满足以下条件表达式：
1.35≤nm≤1.80
1.90≤nh≤2.50
1.15≤nl≤1.50
其中nm是第一材料的折射率，nh是第二材料的折射率，以及nl是第三材料的折射率。


2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述多层膜对于以0°的入射角入射的具有420nm至680nm的波长的光的平均透射率为80％以上。


3.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述多层膜在470nm至630nm的波长处的最大反射率与最小反射率之间的差异在8％以内。


4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述多层膜具有其中透射率在700nm至1000nm的波长处为10％以下的波段。


5.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述多层膜具有14层至81层，包括14层和81层。


6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田和枝，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP