專利名稱：一種具有鍍膜遮罩的成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種日夜型攝像裝置，特別是涉及一種具有鍍膜遮罩的成像裝置。
背景技術(shù)：
目前防盜監(jiān)視用的日夜型攝像裝置，是把攝像成像模組與紅外光源模組合在一起，再 同時置放在一鋁制外殼體內(nèi)，鋁制外殼體前端鑲?cè)胍粋€單層或雙層透明玻璃片作為保護(hù)遮 罩，白天人們可以通過透明玻璃片清楚看到透明玻璃片后的攝像鏡頭以及作為紅外光源的 紅外發(fā)光二極管ILED (Infrared Light Emitting Diode)，很容易暴露出防盜監(jiān)視攝像 裝置的位置與動作狀況。
近年來，全球各地治安敗壞、歐美地區(qū)的恐怖活動往往造成政府公共設(shè)施上安裝更多 安全的監(jiān)視攝像機(jī)，用以對惡徒進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆阑寂c嚇阻，例如社區(qū)、都會區(qū)街道、賣場與 其他的公共場所等，遇有竊盜、性侵或重大事件時可由監(jiān)視攝像機(jī)所攝錄的影像加以觀察 與還原真相狀況。
但是，科技的進(jìn)步連帶使得竊賊惡徒或恐怖份子的惡行知識與技巧也有所進(jìn)步，明顯 的例子是偷竊破壞監(jiān)視攝像機(jī)或刻意回避各處監(jiān)視地點(diǎn)。因此，偽裝隱藏防盜監(jiān)視型的攝 像裝置是現(xiàn)在歐美與全球其他國家地區(qū)迫切需求的安全裝置。
防盜監(jiān)視的攝像裝置為了使環(huán)境光線不足的地方也可以攝像成像通常都配備有輔助 的光源，例如紅外光源與其他可見光照明燈。常見的是把紅外光源安置圍繞在攝像鏡頭四 周的日夜型攝像裝置。
國際市場上攝像監(jiān)控防盜閉路電視行業(yè)中，出現(xiàn)大量稱為高速球攝像機(jī)(Speed Dome Camera)的產(chǎn)品，其產(chǎn)品中特色是攝像機(jī)均設(shè)置有一半球型的透明遮罩保護(hù)攝像機(jī)鏡頭。 近年來為了防止有心人的故意回避鏡頭或某些需求有必要將攝像機(jī)鏡頭隱藏，讓人不容易 看到攝像機(jī)。
一種現(xiàn)有技術(shù)是1974年公開的第3， 819, 856號美國發(fā)明專利，該發(fā)明專利在攝像機(jī) 的透明球罩內(nèi)凹表面上鍍有Cr(金屬鉻)，使從透明球罩外表面看透明球罩內(nèi)是不透明的。 這是以Cr的半透明度來做攝像機(jī)的隱藏。
另一種現(xiàn)有技術(shù)是1973年公開的第3, 739， 703號美國發(fā)明專利，該發(fā)明專利在透明 球罩內(nèi)放置一不透明遮罩(an叩叫ue mask)用以遮著從透明球罩進(jìn)入的入射光。
還有一種現(xiàn)有技術(shù)是1980年公開的第4， 225， 881號美國發(fā)明專利，該發(fā)明專利的攝 像機(jī)的外罩是鍍銀的高反射金屬，以氧化硅依序鍍在銀膜上，用以保護(hù)銀膜以及控制光譜 的反應(yīng)。而氧化硅又被一塑料涂層保護(hù)，在塑料涂層或是在氧化硅涂層是鍍有一種材料， 像黑色漆，用以吸收外罩內(nèi)的反射。
如上先前技術(shù)揭露有關(guān)遮蔽攝像機(jī)的方法是鍍金屬薄膜，像第3, 819， 856號是以鍍半 透明度的金屬鉻Cr來做攝像機(jī)的隱藏，像第4,225，881號外罩是鍍銀的高反射金屬。再 如第3, 739, 703號是在透明球罩內(nèi)放置一不透明遮罩用以遮著從透明球罩進(jìn)入的入射光， 所以，其中不透明遮罩是不透光的。
鍍鉻Cr、鍍銀Ag等稱為鍍金屬反射膜。由于鍍鉻呈現(xiàn)淺茶色隱藏效果不佳，而鍍銀 又容易氧化，因此目前有人以金屬鋁A1取代。
一般金屬反射膜的優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡單，工作的波長范圍寬反射帶比較寬；缺點(diǎn)是光 損耗大，反射率不可能很高，提高反射率就降低穿透率影響成像品質(zhì)。更重要的是金屬膜 (金、銀、鉻與鋁)對紅外有很高的吸收帶，使鍍有金屬膜的遮罩無法(或不容易)通過 紅外，監(jiān)視用攝像機(jī)很難在夜間(環(huán)境光線不足)攝取到紅外影像。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種具有鍍膜遮罩的成像裝置，該裝置中的攝像機(jī)穿透一鍍膜遮罩后 在白天與夜間仍可成像，而且該鍍膜遮罩具有隱藏功能。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種具有鍍膜遮罩的成像裝置，包括
一外殼體、置于該外殼體內(nèi)部的成像膜組板，所述成像膜組板至少包含一成像鏡頭，其特 點(diǎn)是，'在所述外殼體的前端鑲有一鍍膜遮罩，該鍍膜遮罩對可見光波域具有高反射與低穿
透的分光比，對紅外波域具有高穿透率；所述成像鏡頭貼近于該鍍膜遮罩的背面。
上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述外殼體的形狀為圓筒型、方型或橢圓形。 上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述鍍膜遮罩的鍍膜材料為二氧化硅或二氧化
鈦，且鍍膜遮罩可見光的穿透率為10% 40%。
上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述鍍膜遮罩的基材為透明聚碳酸樹脂。 上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述鍍膜遮罩的基材為透明玻璃。 上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述成像裝置還包含鏡頭遮光圈套，該鏡頭遮
光圈套套入成像鏡頭的四周，其前端緊貼鍍膜遮罩。
上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述成像裝置還包含紅外光源膜組，該紅外光 源膜組為一中央有一空心圓的印刷電路板，其空心圓的圓孔用以套入成像鏡頭，在印刷電 路板的圓周圍布置有復(fù)數(shù)只的紅外發(fā)光光源。
上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述紅外光源膜組發(fā)射的中心波長在880rim 至950nm之間。
上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，所述成像裝置還包含黑色遮罩片，該黑色遮罩 片中央開出一空心圓孔，用以套入成像鏡頭，遮住紅外發(fā)光光源。
上述具有鍍膜遮罩的成像裝置，其中，在所述成像膜組板上附加有一可切換紅外截止 濾光片與紅外通過濾光片的雙濾片切換裝置，所述雙濾片切換裝置包含有一對電磁鐵，分 別固定在長方型雙濾片切換裝置的兩端； 一對普通磁鐵，分別對應(yīng)于電磁鐵上，其中一普 通磁鐵黏著于紅外截止濾光片上，另一普通磁鐵黏著于紅外通過濾光片上。
本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效
果
1. 本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩的成像裝置由于鍍膜遮罩外表面在外殼體前方造成鏡面 高反射，使人眼看不到鍍膜遮罩后的紅外光源模組、與成像模組板，達(dá)到隱藏與裝飾功效。
2. 成像模組板面對著鍍膜遮罩的背面可以攝取到良好彩色、黑白影像的成像品質(zhì)。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)日夜型攝像機(jī)的外觀示意圖1A是本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩的成像裝置的外觀示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)日夜型攝像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2A是本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩的成像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是鍍膜遮罩樣品A的光譜圖3A是鍍膜遮罩樣品B的光譜圖4是基本工業(yè)彩色學(xué)的示意圖4A是三原色光與三色料關(guān)系的示意圖5是現(xiàn)有技術(shù)日夜型攝像機(jī)光譜圖5A是紅外通過濾光片光譜圖6是本實(shí)用新型成像裝置加裝一雙濾片切換裝置后的示意圖6A是雙濾片切換裝置在切入紅外截止濾光片時的示意圖6B是雙濾片切換裝置在切入紅外通過濾光片時的示意圖； 圖7是薄膜反射率與光學(xué)厚度的變化關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
以下參見附圖具體說明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式-
請參見圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)日夜型彩色攝像機(jī)的外觀示意圖，外觀上看似像一圓筒型
的外殼體10，在外殼體10前方鑲有一透明玻璃片100。透過透明玻璃片100可清楚看到 透明玻璃片100內(nèi)有一成像鏡頭20、與布置在成像鏡頭20的四周圍的復(fù)數(shù)只紅外發(fā)光二 極管IRLED 30以及一CDS光敏電阻(會依光線的強(qiáng)弱而改變電阻值)31。
其中外殼體10的形狀在市場上除了圓筒型以外，也可以是方型、橢圓形等其他各種 的立體空間。本實(shí)施例采用圓筒型。
紅外發(fā)光二極管30發(fā)射的中心波長常見有兩種 一種是850nm，對影像感測器感應(yīng) 效果較好，但有紅爆(發(fā)光時肉眼可看到紅光點(diǎn)，容易曝露光源位置)現(xiàn)象。另一種是 940nm，對影像感測器感應(yīng)效果較差，但無紅爆現(xiàn)象。有些廠商也生產(chǎn)其他規(guī)格產(chǎn)品，像 880 nm、 950nm等。其中880 nm的紅爆現(xiàn)象比850nm不明顯，而950nm與940腿性能幾 乎一樣。
本實(shí)施例的紅外發(fā)光二極管30是購用型名為GL-520的產(chǎn)品數(shù)十顆，環(huán)氧樹脂包裝， 中心波長950 nm，幅射角度士56度，每顆最大功率120mW。
當(dāng)紅外發(fā)光二極管30的只數(shù)增加或由復(fù)數(shù)只組合后的總功率達(dá)到一定的程度(例如 IOW)就有必要加裝散熱裝置。當(dāng)CDS光敏電阻31的設(shè)計(jì)，是在環(huán)境照度低于某一設(shè)定值 (例如為10Lux)時輸出信號驅(qū)動紅外發(fā)光二極管30。
圖1A為本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩的成像裝置的外觀示意圖。
因?yàn)?，由圖1的透明玻璃片IOO被移除取出后改裝置成如圖1A的一鍍膜遮罩。因此， 從外觀看己經(jīng)看不到在鍍膜遮罩200后的成像鏡頭20、紅外發(fā)光二極管30以及CDS光敏 電阻31。
參見圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)日夜型攝像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包含有一透明玻璃片100、紅 外發(fā)光二極管30、 一紅外光源模組30a、 一成像模組板40、 一鏡頭遮光圈套20a、 一成像 鏡頭20、以及可說明可見光的L1、 L2與可代表紅外的Lla、 L2a等的代表光線。
透明玻璃片IOO是鑲在外殼體(常見的是鋁制圓筒狀)IO前方(如圖l)，用以保護(hù)
外殼體10內(nèi)的一紅外光源模組30a與一成像模組板40。
紅外光源模組30a是在一片中央有一空心圓的印刷電路板的圓周圍布置有復(fù)數(shù)只的 紅外發(fā)光二極管30。其空心圓的圓孔用以套入成像鏡頭20。使紅外光源模組30a發(fā)射紅 外的方向與成像鏡頭20接受入射光的方向有相同的方向。
由于紅外科技的快速進(jìn)步，紅外光源模組30a不一定僅是限制于紅外發(fā)光二極管30 作為發(fā)光源，例如具有豐富紅外的鹵素?zé)簟１緦?shí)施為方便起見采用習(xí)知的紅外發(fā)光二極管 30作為發(fā)光源。 一般可發(fā)射紅外的光源基本上都可作為紅外光源模組30a。
成像模組板40包含有一成像鏡頭20、 一黑色鏡頭遮光的圈套20a。實(shí)際上， 一般的 成像模組板40還包含有習(xí)知的一控制電路與一影像感測器等在圖中并未繪出。
首先，因?yàn)橥该鞑Ａ?00是透明的，所以可見光Ll與L2可通過透明玻璃片100 使人眼睛可看到透明玻璃片100背面的紅外發(fā)光二極管30與成像鏡頭20。
也因?yàn)橥该鞑Ａ?00是透明的，所以可見光L2與紅外L2a也可通過使可見光L2 與紅外L2a可以進(jìn)入成像鏡頭20后成像(彩色或黑白的影)。
黑色的鏡頭遮光圈套20a主要是套入成像鏡頭20的四周，使成像鏡頭20不會被紅 外發(fā)光二極管30發(fā)射的紅外在透明玻璃片IOO上造成的反光(俗稱光害)再次進(jìn)入成像 鏡頭20，通常在大功率的紅外發(fā)光二極管30比較會有強(qiáng)烈的反射紅外。
參見圖2A所示為本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩成像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)與圖2現(xiàn)有 技術(shù)日夜型攝像裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)所包含的結(jié)構(gòu)相似。例如，均是包含有一紅外光源模組30a、 與一成像模組板40。以及可說明可見光L1、 L2與紅外Lla、 L2a的代表性光線。
圖2與圖2A主要不同的結(jié)構(gòu)是
圖2有一片透明玻璃片100而圖2A沒有。取而代之的是，圖2A有一片鍍膜遮罩200。 另外還有一片黑色遮罩片300。
鍍膜遮罩200是在一厚度為3mm的透明基板，例如為透明青玻璃(也可以是其他光學(xué) 級樹脂，例如聚碳酸酯樹脂PC， Polycarbonate)上鍍有介電質(zhì)薄膜，以介電質(zhì)薄膜干涉 效應(yīng)造成廣域的入射光適當(dāng)?shù)胤殖蓛傻拦饴返姆止忡R效果，一道入射光入射在基板介面時 有一部份穿透基板介面，另一部份自基板介面反射。其中，鍍膜遮罩200的鍍膜膜材是采 用對可見光與紅外均可通過的材料。
黑色遮罩片300是由兩種或兩種以上透明色料混入透明樹脂后射出或壓鑄成型的薄 片。黑色遮罩片300是一種可阻擋可見光但不阻擋紅外的材料。在黑色遮罩片300中央如 同紅外光源模組30a上的中央一樣，開出有一空心圓孔用以套入成像鏡頭20，然后遮住
紅外發(fā)光二極管30。
有關(guān)圖2A的鍍膜遮罩200以及黑色遮罩片300將在后面再繼續(xù)詳述。
如圖2A所示，可見光Ll到達(dá)鍍膜遮罩200后分成兩道光。其中一道光Lll在入射到 鍍膜遮罩200時反射(高反射率)回去，另一道光L12則穿透(低穿透率)鍍膜遮罩200。
Lll的反射讓人眼感覺到鍍膜遮罩200的表面好像一面亮麗的鏡子。
L12的穿透到達(dá)黑色遮罩片300后被黑色遮罩片300吸收掉。
可見光L2到達(dá)鍍膜遮罩200也分成兩道光。其中一道光穿透(低穿透率)鍍膜遮罩 200后進(jìn)入成像鏡頭20后成像(彩色影像)。
同樣，紅外L2a (可能是其他紅外光源發(fā)射的紅外)也可穿透鍍膜遮罩200進(jìn)入成像 鏡頭20后成像(黑白影像)。其中，紅外發(fā)光二極管30發(fā)射的紅外Lla穿透鍍膜遮罩200 碰到物體再反射回來進(jìn)入成像鏡頭20后成像(黑白影像)。
如果內(nèi)設(shè)有CDS感應(yīng)器來感應(yīng)驅(qū)動紅外光源模組30a時，其設(shè)計(jì)的設(shè)定值在相同于圖 2的環(huán)境照度下要提高一些。(例如在圖2的環(huán)境照度下設(shè)定值為lOLux，則在圖2A的環(huán) 境照度下調(diào)整為40Lux)。理由是如圖2A所示，入射光L2在到達(dá)鍍膜遮罩200后分成兩 道光,其中一道光穿透進(jìn)入CDS感應(yīng)器時實(shí)際上比圖2的環(huán)境照度下少了一道反射出去的 光能。CDS感應(yīng)器會誤會成是環(huán)境照度變暗了因而驅(qū)動。
有時也把CDS感應(yīng)器裝置在鍍膜遮罩200的外部，或者移除CDS感應(yīng)器改為一手動開 關(guān)用手動控制，或者以人體紅外熱感應(yīng)器(俗稱PIR)取代也都可以驅(qū)動紅外光源模組30a。
本實(shí)施例為方便試驗(yàn)制作了兩片鍍膜遮罩200包括有兩個不同光譜圖的樣品A與樣品 B等兩片。
兩片樣品A與樣品B都是以厚度為3mm的透明玻璃為基材(如果用聚碳酸酯樹脂PC 為基材時，要以俗稱冷鍍方式鍍膜，其鍍膜設(shè)備與技術(shù)較高)，以二氧化鈦0102)與二氧 化硅(Si02)的二種高低不同折射率材料為膜材，將膜材交替蒸鍍在透明玻璃上。
請參閱圖3為所述鍍膜遮罩200樣品A的光譜圖。
請參閱圖3A為所述鍍膜遮罩200樣品B的光譜圖。
圖3與圖3A的主要參數(shù)如下列 (1)縱坐標(biāo)為穿透率百分比T % ; (2)橫坐標(biāo)為光譜波長(單位nm)。 (a)白光環(huán) 境、(b)正面入射角(0度)、(c)參考波長為450 nm、 (d)以四分之一波方式設(shè)計(jì)。
圖3與圖3A的光譜圖曲線中，在可見光范圍400 nm 700 nm間的穿透率約為20%， 其曲線并非完全的一均勻直線。 一般折射率愈大，則反射率越大。在可見光部份不同顏色
的光折射率n依序從小變大屬于正色散情形，但是變動幅度很小，如圖3與圖3A的光譜 所示的變動幅度(非平滑直線)很小對本裝置的攝像成像品質(zhì)(色偏)沒影響。
圖3與圖3A的光譜圖曲線中，對紅外有很高的穿透率，在波長范圍720 nm 1100 nm 間的曲線有兩個不同處；圖3中在720 nm處往上爬升到約850 nm為最高峰持續(xù)到1, 000 nm后再往下降。而圖3A中在780 nm處往上爬升到約900 nm為最高峰持續(xù)到1, 000nm。
本實(shí)用新型將光譜圖的主要參數(shù)與下列膜層設(shè)計(jì)完成后，再轉(zhuǎn)交委托鍍膜廠商制作的
A鍍有:二十—二層
第一層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0. 5500;
第二層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=0.5100;
第三層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0. 7700;
第四層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=0. 3300;
第五層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1. 1800;
第六層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=0. 4600;
第七層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.7500;
第八層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=0. 7800;
第九層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.2000;
第十層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.薩;
第十一層鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.9000;
第十二層鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=0.8100;
第十三層鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=2.4300;
第十四層鍍—二氧化硅，光學(xué)膜厚=0.5100;
第十五層鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.8400;
第十六層鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.8900;
第十七層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.6300;
第十八層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=2.3100;
第十九層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0. 7300;
第二十層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=2. 1900;
第二十一層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=4.2000; 第二十二層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.0500 。
本實(shí)用新型將光譜圖的主要參數(shù)與下列膜層設(shè)計(jì)完成后，又再委托鍍膜廠制作的樣品
B鍍有二十五層
第一層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=5.0000; 第二層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0. 1600; 第三層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=0.8600; 第四層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.3600; 第五層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1. 1500; 第六層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.5600; 第七層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=0.5700; 第八層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.9800; 第九層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=0.5500; 第十層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.4800; 第十一層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.0000; 第十二層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.6200; 第十三層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=3.1000; 第十四層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.0300; 第十五層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.0000; 第十六層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=2.9700; 第十七層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.0500; 第十八層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.4500; 第十九層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.4500; 第二十層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.4600; 第二十一層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.4500; 第二十二層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.4400; 第二十三層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=2.2200; 第二十四層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.4200;
第二十五層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=3.0700 。
如圖3與圖3A所示鍍膜遮罩200有20%的穿透率，所以鍍膜遮罩200是屬于一種半 透明的。如果把鍍膜遮罩200面向光源亮一點(diǎn)的地方，人眼通過鍍膜遮罩200看過去就可 清楚看到對面的景物。所以，對鍍膜遮罩200本身來說它是半透明的。如果，把鍍膜遮罩 200擺放在桌面(或其他不透明物面作背景)上，人眼看到大部份的反射(80%)使鍍膜
遮罩200就像一面鏡子，人眼看到自己的影像。
今曰在薄膜光學(xué)上，我們很容易由向量法或?qū)Ъ{軌跡法在光學(xué)級基板上，鍍折射率高
低交互變化的多層四分之一波膜堆可獲得預(yù)期的穿透率Ty。。而且理論上也同時可以證明
用相同多膜層數(shù)，四分之一波膜堆比非四分之一波膜堆所得到的反射率R。/。要高。而膜層 數(shù)越多則反射率也越大，也就是說，很容易控制穿透與反射的比例。
目前現(xiàn)有可用的鍍膜材料在可見光區(qū)高折射率小于等于2.4而低折射率大于等于 1.35，所以單一的四分之一波膜堆的高反射帶的寬度是有限的。因此，要滿足本實(shí)施例在 可見光區(qū)能夠像金屬模一樣有較寬的反射帶，有必要將全介電質(zhì)膜高反射帶拓寬。
拓寬的方法其中之一，是使膜系之每層厚度有規(guī)則的遞增(可依等比級數(shù)或等差級 數(shù))，如此可使很寬的區(qū)域內(nèi)的任何波長都有足夠多的膜層，其光學(xué)厚度也足夠接近四分 之一波。不過如此做成的高反射區(qū)反射率會有許多下降的波紋，必須用優(yōu)化法再行優(yōu)化。 其它的方法還有將一個中心波長稍短的四分之一波膜堆棧加在另一個四分之一波膜堆上。
有關(guān)鍍膜的設(shè)計(jì)基本上可從標(biāo)準(zhǔn)膜系開始著手，例如高反射鏡不管波寬大小或單或雙 波數(shù)，都一律以四分之一波膜堆基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)。當(dāng)初始設(shè)計(jì)無法滿足需求的光學(xué)成效時，就 利用目前商用設(shè)計(jì)的電腦軟件來優(yōu)化或合成。有些優(yōu)化所用的是數(shù)學(xué)技巧而且不斷的改進(jìn) 中。例如最常用的有簡形優(yōu)化法、最小平方調(diào)適法以及合成法。
本實(shí)施例就是將設(shè)計(jì)好的各膜層參數(shù)數(shù)據(jù)，再委托廠商以真空蒸鍍完成的樣品A與樣 品B的鍍膜遮罩200，主要涉及鍍膜遮罩200的應(yīng)用，而其中的鍍膜過程與相關(guān)技術(shù)未涉
及本實(shí)用新型專利范圍。
如圖3與圖3A的光譜圖曲線中，對可見光波域(400nm 700nm)形成反射率約為80% 與穿透率約為20%的分光效果。對紅外確有很高的穿透率約為99% (由于玻璃材質(zhì)與鍍膜 作業(yè)上的過程，事實(shí)上經(jīng)分光譜儀測試約92%)。
對紅外的穿透率在90%以上在實(shí)際應(yīng)用上已經(jīng)足夠，若有特殊需求想增加紅外照射強(qiáng) 度通常只要把紅外發(fā)光二極管30功率提高就可應(yīng)付。
縱然對紅外有很高的穿透率，還是要移除攝像機(jī)內(nèi)置的紅外截止濾光片IPF (Infrared cut filter)才能發(fā)揮效果，否則穿通過去的紅外在紅外截止濾光片被截止 而無法進(jìn)入影像感測器上感測成像。
本實(shí)施例為方便試驗(yàn)也制作了一片黑色遮罩片300。
請參閱圖4為基本工業(yè)彩色學(xué)的示意圖。
請參閱圖4A為三原色光與三色料關(guān)系的示意圖。
圖4中，其中三個大圓圖分別為青色(C)Cyan、洋紅(M)Magenta、與黃色(Y) Yellow。 三個小橢圓形圖分別為藍(lán)色(B)、紅(R)、與綠色(G)。
把青色(C)、洋紅(M)、與黃色(Y)等三原色依相同比例成份混合可組成黑色色體 (如中央所示的Black)。同樣再把藍(lán)色(B)、紅(R)、與綠色(G)等三原色依相同比例 成份混合也可組成黑色色體(如中央所示的Black)。
再如果把藍(lán)色(B)、紅(R)、與綠色(G)等三原色依不相同比例成份混合也可組成 黑色色體。例如再將黃色(Y)料和藍(lán)色(B)料兩色料相混合也可以得到黑色(Black)， 洋紅色(M)料與綠色(G)料相混合也可以得到黑色(Black),青色(C)料與紅色(R) 料相混合也可以得到黑色(Black)。
以上的黑色(如中央所示的Black)雖不完全有一樣的黑度，但可稱為黑色或類似黑。
在印刷工業(yè)上把青色(C)、洋紅(M)與黃色(Y)等三原色依相同比例成分混合可組 成黑色，但這并非純正的黑色，其所謂的CMYK的K就是純正的黑色。 一般這種純正的黑 色稱為碳黑。由此可知，將一種、兩種或三種色料混合可得黑色色料。
由彩色學(xué)上可知圖4A所示的白光W (White)的三原色分別是主要中心波長在700nm 的紅光RED，主要中心波長在520nm的綠光GREEN以及主要中心波長在460nm的藍(lán)光BLUE， 分別簡稱RGB的三色光所組成?；旧希伾缤?紅色的香蘋果" 一樣，是一種人類的 生理感覺。它的存在有賴于觀察者親身的感受。例如說，沒有空氣的存在，人們感受不到 蘋果的香味。沒有光線的存在，人們感受不到蘋果的紅色?？梢姽獾牟ㄩL約從380nm 780nm (光譜圖常也有稱為400nm 700rim)，經(jīng)過三陵鏡會分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、 紫排列的彩色可見光。理論上波長627nm 780nm范圍是紅色、589nm 627nm是橙色、 550nm 589nm是黃色、480nm 550nm是綠色、450nm 480nm是藍(lán)色、380nm 450nm是紫 色。比紅色更長波稱為紅外(IR)，比紫色更短波稱為紫外線。
如圖4A試驗(yàn)，白光W (White)通過青色(C) Cyan透明色板時紅光(R)被吸收，綠 光(G)與藍(lán)光(B)通過。綠光(G)與藍(lán)光(B)通過洋紅(M)透明色板時綠光(G)又 被吸收，僅剩藍(lán)光(B)通過。當(dāng)藍(lán)光(B)通過黃色(Y)透明色板時藍(lán)光(B)被吸收。 白光W (White)通過青色(C) Cyan、洋紅(M)、黃色(Y)等三透明色板最后變成黑色 (Bk)。簡單表示如下
(Y) + (M) + (C) = (Bk) 二 (W) - (R) _ (G) - (B)
上面分別的三個透明原色板的"透明"必須具有一定程度的透明度，不具透明的原色 板無法通過可見光也無法通過紅外光。
由圖4原理將一種、兩種或三種色料混合可得黑色色料，再將此黑色色料混入透明光 學(xué)級PC (Polycarbonate)聚碳酸酯樹脂射出成型后切割完成了一片黑色遮罩片300。
光學(xué)級聚碳酸酯樹脂與其他在工業(yè)用塑料中透明性好的樹脂，例如PMMA (透明度 93%)、 PC (透明度88%)、 PS (透明度89%)、 CR-39 (透明度90%)、 SAN樹脂(透明度90%)、 MS樹脂(透明度90%、聚_4甲基戊烯-(TPX)(透明度〉90%)。另夕卜，像聚甲烯酸甲酯、 苯乙烯共聚物(MAS)、 PET、 PP以及PVC等透明度均很好，僅要找到可相容的透明色料也 可適用作為黑色遮罩片300的基材。透明樹脂首先必須有高透明度，必然要求表面質(zhì)量要 求嚴(yán)格，盡量不要有任何斑紋、氣孔、泛白、霧暈、黑點(diǎn)、變色、光澤不佳等缺陷。其透 明以及表面光滑的目的主要是可以讓紅外順利通過，避免或減少散射，也就是說，鍍膜遮 罩200阻擋可見光但不阻擋紅外。這就可再說明如圖2A所示，L12穿透鍍膜遮罩200到 達(dá)黑色遮罩片300后被黑色遮罩片300吸收掉；同樣，紅外L2a也可穿透鍍膜遮罩200 后進(jìn)入成像鏡頭20后成像。
圖2A所示的鍍膜遮罩200要如圖1A所示緊密鑲在外殼體10的前方，不要有空隙讓 外部不需要的光進(jìn)入外殼體10內(nèi)造成不必要的干涉或反光影響成像品質(zhì)。
如圖2A所示如果移除掉黑色遮罩片300，會如何？
如圖2A所示，L12穿透鍍膜遮罩200到達(dá)紅外發(fā)光二極管30上，如果紅外發(fā)光二極 管30是以透明樹脂封裝的，則有時會在透明樹脂的封裝上造成些微的反光。如果人眼靠 近鍍膜遮罩200，這個反光就反射到人眼而被人發(fā)現(xiàn)。如果人眼離開鍍膜遮罩200有一段 距離，人眼就看不到這個反光。
如果鍍膜遮罩200的安裝位置需裝設(shè)在與人有近距離時，鍍膜遮罩200后在紅外發(fā)光 二極管30的上方遮掩一黑色遮罩片300，就可避免紅外發(fā)光二極管30上的反光被人眼近 處看到。
目前，市場上有出現(xiàn)一種染深藍(lán)色的紅外發(fā)光二極管30，這種深藍(lán)色的紅外發(fā)光二 極管30就算移除掉黑色遮罩片300，人眼靠近鍍膜遮罩200也不容易看到這個反光。
鍍膜遮罩200鑲在外殼體10上，在斜角度(例如45度視角)光下人眼靠近鍍膜遮罩 200仔細(xì)看，也會看到外殼體10內(nèi)部的反光，這時加入一片黑色遮罩片300在鍍膜遮罩 200后面，也可起到遮住這內(nèi)部反光的效果。
所以，黑色遮罩片300的"黑色"作用就是要吸收掉對人眼的可見光。如果在無可見 光反光的情況下就不一定要有黑色遮罩片300的存在。
目.前，市場上CCD或Cmos影像感測器常見黏貼有一濾光片稱為光學(xué)低通濾光片OLPF
(Optical low pass filter),因?yàn)镺LPF牽涉了相當(dāng)多還在專利保護(hù)階段的技術(shù)，OLPF 的好壞等于直接決定了成像畫質(zhì)的主要關(guān)鍵，許多生產(chǎn)廠商都將此一信息列為機(jī)密嚴(yán)格控 管。OLPF的t果工作用來過濾輸入光線中不同頻率波K光訊號，以傳送至CCD,并旦避 免不同頻訊號F擾到CCD對色彩的判讀.
光學(xué)低通濾光片通常有三至五片玻璃，其中有一片稱為紅外吸收玻璃用來吸收紅外 的，作用與紅外截止濾光片一樣阻擋紅外的通過。具有光學(xué)低通濾光片的攝像機(jī)要在夜間 (環(huán)境光線不足)時必須移除紅外吸收玻璃，否則紅外無法通過。
目前的光學(xué)低通濾光片已經(jīng)允許部份的、相對較多的IR通過，例如Nikon的D70/ D70s以至于后來的D50。
事實(shí)上許多內(nèi)置的紅外截止濾光片都是不能夠百分之百將紅外隔絕的，只要我們另外 增加一紅外光源輔助下還是可以攝取到紅外的黑白影像(好像目前職業(yè)攝像師所用的照相 機(jī)在鏡頭外加裝一黑色的紅外截止濾光鏡一樣)。
近年來流行的一般日夜型攝像機(jī)聲稱日夜均可攝像，白天(環(huán)境光線充足)可攝取可 見光的彩色影像而在夜間(環(huán)境光線不足)可攝取紅外的黑白影像。主要是其濾光感測的 范圍除了可見光以外也包含有一部份紅外，如圖5。
請參閱圖5為現(xiàn)有技術(shù)日夜型攝像機(jī)的光譜圖。
常見的一般日夜型攝像機(jī)如圖5所示在紅外部份是在中心波長為850 nm的部份。所 以，夜間在對應(yīng)紅外光源輔助下可以攝取紅外的黑白影像。
在實(shí)際應(yīng)用市場上，這種紅外輔助光源發(fā)射的紅外以850 mn為中心波長的占絕大多 數(shù)，眾所周知使用850 nm紅外發(fā)光二極管主要缺點(diǎn)是人眼可看到"紅爆"容易暴露出紅 外攝像機(jī)的位置。相對的，紅外輔助光源發(fā)射的紅外以940 nm為中心波長的使用者占少 數(shù)，主要缺點(diǎn)是紅外感應(yīng)的效率相對很低，大約是850 nm的三分之一。但其相對優(yōu)點(diǎn)是 無"紅爆"的現(xiàn)象。所以，較具隱密性。
近年來國際市場上也出現(xiàn)880 nm，其紅爆現(xiàn)象比850 nm小很多，其對紅外感應(yīng)的效 率比940歷高一些。對本裝置而言相對是較理想的選擇。
一般常見的成像像感測器主要分為CCD (Charge-Co叩led Device)光電荷耦合器件和 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路兩 種。
由于CCD與CMOS目前的技術(shù)對波長范圍在400nm l，000nm的可見光與紅外均可感 應(yīng)，因此在足夠環(huán)境照度下大都可攝取到可見光的彩色影像與紅外的黑白影像。對于不可
見的紅外影像通常是在可見光環(huán)境照度不足下，藉助紅外光源照射被攝物的反射成像。 因?yàn)橐话愠Ｒ姷某上窀袦y器可感應(yīng)從可見光一直延伸至紅外區(qū)。例如CCD攝像機(jī)對于
紅光區(qū)非常敏感，攝取可見光影像時會有一點(diǎn)偏紅，必須加裝一紅外截止濾光片濾去紅外
光才能得到真實(shí)的色彩。
請參閱圖5A為紅外通過濾光片的光譜圖。
如圖5A，光譜圖上看到約760nm以后通過。至于從哪里的波長以后通過起各廠家并 無一定界限，在780 nm或在680 nm起在本裝置均可稱為紅外通過濾光片54。
為了在環(huán)境照度充足(白天)下可以攝取到真實(shí)的色彩，以及在環(huán)境照度不充足(夜 間)下可以攝取到紅外的黑白影像。近年來較高檔的監(jiān)視攝像機(jī)內(nèi)部都放置有俗稱雙濾片 切換的裝置。
雙濾片切換裝置是指一紅外截止濾光片53與一光學(xué)玻璃片可相互切換的裝置。其切 換的方式常見的有兩種 一種是小型直流馬達(dá)驅(qū)動，另一種是磁鐵磁力驅(qū)動。
濾光片濾光方式常見的有兩種 一種是利用材料的吸收把不要的光吸收，另一種是利 用鍍膜選取需要的波段。
利用材料的吸收其價(jià)錢與制作技術(shù)相對比較低，但是只能讓一個或一部份光譜通過， 而其他光譜都濾掉。利用鍍膜相對較貴，但是可以選擇一部分光譜通過或是一部分光譜不 能通過，濾光效果相對也比較好。
雙濾片切換裝置主要作用是環(huán)境照度充足下在影像感測器前切入紅外截止濾光片，使 入射的入射光濾除掉紅外的部份，讓剩余的可見光進(jìn)入可以攝取到真實(shí)的色彩。環(huán)境照度 不充足下在影像感測器前切入光學(xué)玻璃片(移除紅外截止濾光片)，使入射的入射光包含 紅外與部份的可見光進(jìn)入，可以攝取到紅外的黑白影像。
也就是說光學(xué)玻璃片是透明的，對可見光與紅外都可通過。早期置入的光學(xué)玻璃片其 目的僅是要達(dá)成"移除紅外截止濾光片"時，可以減少光程差。
本實(shí)施例為了在環(huán)境照度充足下， 一方面要可以攝取到真實(shí)的色彩，另一方面也要可 以攝取到單純的紅外影像。就把雙濾片切換裝置中的光學(xué)玻璃片移除，取而代之的是一紅 外通過濾光片。
紅外截止濾光片ICF (Infrared Cut filter)與紅外通過濾光片IPF (Infrared Pass filter)是相對的。ICF不讓紅外通過，IPF是讓紅外通過。
入射光通過雙濾片切換裝置，切入ICF時是通過可見光，而切入IPF時是通過紅外。 可見光與紅外因波長不同，入射光的成像會失焦。例如切入ICF時影像很清楚但是切入
IPF時影像有點(diǎn)模糊不清有失焦(焦點(diǎn)跑掉了)現(xiàn)象。
為減少失焦現(xiàn)象，本實(shí)施例是把ICF鏡片厚度作成O. 5mm而把ICF鏡片厚度作成0.4mm 的不同厚度。試驗(yàn)結(jié)果失焦不明顯。
因此，再將設(shè)計(jì)好的各膜層參數(shù)數(shù)據(jù)再委托廠商鍍膜完成一紅外截止濾光片。 請參閱圖5A為紅外通過濾光片光譜圖。 光譜圖的主要參數(shù)如下列 (1)縱坐標(biāo)為穿透率百分比T。/。； (2)橫坐標(biāo)為光譜波長(單位nm)。 (a)白光環(huán)境、 (b)正面入射角(0度)、(c)參考波長為460 nm. 、 (d)以四分之一波方式設(shè)計(jì)。 圖5A紅外通過濾光片膜層設(shè)計(jì)共有四十三層。
第一層:鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0. 7100
第二層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1. 1000
第二層鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1. 1000
第四層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.1000
第五層鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0. 8600;第六層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=0. 9600
第七層:鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.0200
第八層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.0700
第九層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0. 8800
第十層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=0. 9400
第十一層鍍:二氧化鈦，光學(xué)膜厚=0.9800;第十二層鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.0900;
第十三層鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1. 0300;第十四層鍍—二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.1000;
第十五層鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.0100;
第十六層鍍—二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.0000;
第十七層:鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.1200;
第十八層:鍍—二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.6100;
第十九層鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.3300;
第二十層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.2400;
第二十一層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=1.2700;
第二十二層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚= 第二十三層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚= 第二十四層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚二 第二十五層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚= 第二十六層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚= 第二十七層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚= 第二十八層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚= 第二十九層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚= 第三十層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.
1.6900 0. 7500 1400 1200 1900 5700 3900 4800 5600;
第三十一層:鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=L 4900
第三十二層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=」t. 6000
第三十三層:鍍—二氧化鈦，光學(xué)膜厚=l. 6000
第三十四層:鍍—二氧化硅，光學(xué)膜厚=L 2300
第三十五層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=L.9700
第三十六層:鍍-二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.2000
第三十七層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=L.9000
第三十八層:鍍—二氧化硅，光學(xué)膜厚=L. 2000
第三十九層:鍍-二氧化鈦，光學(xué)膜厚=L. 5900
5500; 1. 2400; 2.2900; 0,3000 。
所以780 nm以后的紅外逐漸上升通過到850
第四十層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚=1.
第四十一層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚= 第四十二層鍍二氧化硅，光學(xué)膜厚= 第四十三層鍍二氧化鈦，光學(xué)膜厚=
由光譜圖看到在780 nm以前均被砍掉， nm后幾乎高穿透。
鍍膜后切片完成一 IPF紅外通過濾光片54。
如圖6是在圖2A的紅外光源模組30a與成像模組板40之間，附加一雙濾片切換裝置50。
如圖6A所示， 一種雙濾片切換裝置50包含有一對電磁鐵51a與52a，分別固定在長 方型雙濾片切換裝置50的兩端、有一對普通磁鐵51b與52b分別對應(yīng)于電磁鐵51a與52a 上。其中，普通磁鐵51b黏著于紅外截止濾光片53上、普通磁鐵52b黏著于紅外通過濾
光片54上。
當(dāng)電磁鐵51a通電時，產(chǎn)生磁力吸引普通磁鐵51b，使紅外截止濾光片53移動到雙 濾片切換裝置50的一端。同理，當(dāng)電磁鐵52a通電時，產(chǎn)生磁力吸引普通磁鐵52b，使 紅外通過濾光片54移動到雙濾片切換裝置50的另一端。
雙濾片切換裝置50的切換電源可使紅外截止濾光片53與紅外通過濾光片54在雙濾 片切換裝置50內(nèi)移動(如圖作上下移動)。
雙濾片切換裝置50有一入射光L50可以入射的光視窗Lw，光視窗Lw開口的面積與 紅外截止濾光片53、紅外通過濾光片54等相同。
雙濾片切換裝置50正常運(yùn)作時，光視窗Lw每次僅出現(xiàn)有一紅外截止濾光片53或者 是一紅外通過濾光片54，若同時出現(xiàn)兩片各一部份則表示雙濾片切換裝置50不正常運(yùn)作。
假設(shè)光視窗Lw出現(xiàn)紅外截止濾光片53時，則稱為切入紅外截止濾光片53。同樣， 光視窗Lw出現(xiàn)紅外通過濾光片54時，則稱為切入紅外通過濾光片54。
入射光L50包含有可見光與紅外。
若在可見光明顯大于紅外情況下
切入紅外截止濾光片53時可攝取到真實(shí)的彩色影像；
切入紅外通過濾光片54時可攝取到微弱(有雪花班點(diǎn)狀)的紅外影像。
若在可見光大約等于紅外情況下
切入紅外截止濾光片53時可攝取到真實(shí)的彩色影像；
切入紅外通過濾光片54時可攝取到較佳的紅外影像。
若在可見光明顯小于紅外情況下
切入紅外截止濾光片53時可攝取到微弱的彩色影像；
切入紅外通過濾光片54時可攝取到較佳的紅外影像。
所以，
在可見光明顯大于紅外情況下，就切入紅外截止濾光片53。 在可見光明顯小于紅外情況下，就切入紅外通過濾光片54。
其中，入射光L50包含有可見光與紅外，何者較大？何者較小？在習(xí)知的應(yīng)用上常借 由一光敏電阻31對環(huán)境光(一般是可見光)不同而輸出不同阻抗數(shù)值轉(zhuǎn)換后設(shè)定控制。 例如， 一般控制在相對環(huán)境照度為10Lux時光敏電阻31控制電路啟動紅外發(fā)光二極管30 與雙濾片切換裝置50，點(diǎn)亮紅外發(fā)光二極管30與切入紅外通過濾光片54。為更精確測出 環(huán)境照度的需求，常將光敏電阻31設(shè)置在成像鏡頭20的附近，光敏電阻感應(yīng)面與成像鏡
頭20的光入射面同方向，如圖1。
圖6A為雙濾片切換裝置50在切入紅外截止濾光片53時之示意圖，用以區(qū)分圖6B。 圖6B為雙濾片切換裝置50在切入紅外通過濾光片54時之示意圖。
在本實(shí)用新型成像裝置中，若光敏電阻31是設(shè)置在外殼10內(nèi)如圖1A，光敏電阻31 對光的感應(yīng)在通過鍍膜遮罩200明顯與透明玻璃100不同。
同樣10Lux照度通過鍍膜遮罩200 (例如在穿透率為20%時)后僅剩余2Lux。因此， 設(shè)置在本實(shí)用新型裝置內(nèi)的光敏電阻31，啟動設(shè)定數(shù)值應(yīng)調(diào)高到50Lux。
請參閱圖7為薄膜反射率R。/。與光學(xué)厚度的變化關(guān)系圖。
由光學(xué)薄膜干涉現(xiàn)象可知，當(dāng)光垂直入射單層膜時，且光學(xué)厚度Nd (為薄膜反射率 與薄膜厚度的乘積)為(2A。/2)、入o、 (3入。/2)…，膜層對波長的反光強(qiáng)度不變；若光學(xué) 厚度Nd為(入 /4)、 (3入()/4)、 (5入。/4)…，反射率將為極大值或極小值，且其值決 定于膜的折射率n是大于還是小于基板的折射率nS 。當(dāng)n 〉 nS時，反射率為極大值， 在n〈nS時，反射率為極小值，如圖7所示。由圖7可見， 一層光學(xué)厚度為入射光波長 四分之一奇數(shù)倍，讓反射波形成破壞性干涉，即可得反射率為O的減反射效果。但對其他 波長的反射率并非為O，因而為了在可見光范圍可得寬廣的反射率通常都是多層結(jié)構(gòu)，適 當(dāng)選擇膜層的折射率與膜層設(shè)計(jì)就可得到適當(dāng)?shù)姆瓷渎?。由圖7可見分析可見， 一層光學(xué) 厚度為四分之一波長，且折射率夠低的薄膜，可作為抗反射膜，使表面反射率降低，例如 在玻璃(BK" n = 1.53)表面鍍上單層氟化鎂(MgF2， n = 1.38)，即為一種簡單結(jié)構(gòu)的 抗反射膜。相對的，若在玻璃表面鍍上一層折射率足夠高的材料，它將大大增加玻璃表面 的反射率，因此這種薄膜可作為一種很好的分光鏡，單層的二氧化鈦(Ti02， n = 2.2)或 硫化鋅(ZnS， n = 2.35)薄膜常作為這種用途，反射率約可達(dá)30%左右。
基本上單層膜的疊加就是多層膜。當(dāng)使用多層薄膜時，可以依照我們的需求，運(yùn)用高 低折射率薄膜堆疊，做各式各樣的薄膜設(shè)計(jì)，以產(chǎn)生我們所要求的光學(xué)特性。常見的如抗 反射鏡、高反射鏡、分光鏡、截止濾光鏡、帶通濾光鏡、帶止濾光鏡等等。而電腦的出現(xiàn)， 不但使光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)(電腦輔助軟件)更為方便，且光學(xué)薄膜的相關(guān)研究更是一日千里。 至今，光學(xué)薄膜制作的困難點(diǎn)已經(jīng)很少出現(xiàn)在設(shè)計(jì)上，只要特性要求合理，總是能設(shè)計(jì)出 適用的多層膜結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵的問題在于薄膜制鍍工藝的改進(jìn)，如何精確地控制每一層的厚度 和折射率，以得到期望的光學(xué)性質(zhì)和機(jī)械特性，甚至考量制作的量產(chǎn)化及成本的降低，另 外如薄膜材料的開發(fā)、先進(jìn)鍍膜技術(shù)的開發(fā)與薄膜的量測等，皆為薄膜工程上所要探討的 重要課題。
本實(shí)用新型的鍍膜遮罩200是以電腦輔助的光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)制作的多層薄膜結(jié)構(gòu)。 至于，鍍膜遮罩200的"鏡子"的鏡面效果，反射率越大則鏡面效果越好。但是，提
高反射率就會降低穿射率。
如果降低穿射率后在一般的環(huán)境下會影響成像品質(zhì)變差，這就要再提高穿射率。提高 穿射率就降低鏡面效果。
要"提高鏡子的鏡面效果"以及要"得到最佳成像品質(zhì)"是不容易同時兼顧的。如何 在拿揑同時兼顧的最佳平衡點(diǎn)，對成品經(jīng)銷商而言并無一定的標(biāo)準(zhǔn)。尤其對不同的照明環(huán)
境，例如24小時高照明經(jīng)營的大賣場或經(jīng)常是低照度的地下停車場等都有不同的兼顧之 最佳平衡點(diǎn)。
請?jiān)倩仡櫳厦嫒缬蓤D3與圖3A的光譜圖所制作的樣品A與樣品B具有20%穿射率， 是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，但并非限制在剛好20%。在實(shí)際測試環(huán)境中穿射率在20%與 23%之間并無多大差異。甚至于在大賣場的環(huán)境下測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)穿射率在20%與40%之間也 并無多大差異，這完全端視環(huán)境的照度。
就一般實(shí)驗(yàn)而言，反射率大于穿透率就可顯示出有"鏡子"的鏡面效果。也就是說， 穿透率在10%與40%之間是一般環(huán)境下較實(shí)用的范圍。
穿透率在10%不是不行，僅是一般環(huán)境照度(例如約200 Lux)下使用者對成像品質(zhì) 變差比較不可接受而已。但是，對于最近出品的高解析度低照度的CCD攝像機(jī)例如，韓國 三星Samsung編號SDB-40規(guī)格顯示以Fl. 2鏡頭彩色最低照度為0. 3Lux、黑白(夜間) 最低照度為0.002 Lux，這在以穿射率在10%時的確可攝取到令人滿意的品質(zhì)，這是屬于 高階產(chǎn)品。對于低階的CMOS例如IO萬像素而言，要達(dá)到滿意的品質(zhì)約穿射率在40%或以 上，這種低階的CMOS已逐漸退出市場。對CMOS例如30萬像素者穿射率在20%時在環(huán)境 照度約300 Lux下確也可攝取到令人滿意的品質(zhì)。
鍍膜遮罩200除可應(yīng)用在室內(nèi)以外，也可以設(shè)置應(yīng)用在室外。僅是用在室外比用在室 內(nèi)所附加的裝置設(shè)備相對較多，常見的方式是在外殼體IO上方前緣加一凸出遮陽板用以 遮掩強(qiáng)烈的太陽光，避免直接反射到人眼造成人眼視覺的干涉。
綜上觀之，本實(shí)用新型的具有鍍膜遮罩的成像裝置，適用隱藏監(jiān)視攝像。
一般日夜型攝像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩的成像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 主要不同的結(jié)構(gòu)與效果是
一般日夜型攝像裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如圖2)有一片透明玻璃片100;本實(shí)用新型具有鍍 膜遮罩的成像裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如圖2A)有一片鍍膜遮罩200。透明玻璃片IOO會使外殼體
10內(nèi)部的成像模組板40與紅外光源模組30a明顯曝露，而鍍膜遮罩200可使外殼體10 內(nèi)的成像模組板40與紅外光源模組30a達(dá)到隱藏。
如圖1與圖2A所示，本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩的成像裝置除了包含有一鍍膜遮罩200 還有一成像模組板40。
其中，鍍膜遮罩200上是在一透明基材(玻璃或PC樹脂)上鍍有一多層介電質(zhì)薄膜 (如圖3與圖3A)，它對紅外(如圖2與圖2A的Lla、 L2a)可以通過，而對可見光(如 圖2與圖2A的L1、 L2)形成一具有高反射率(R%)與低穿透率(T%)的分光比(例如圖 3與圖3A的I^80y。與T-2090。高反射率(R%)的可見光(80%)使鍍膜遮罩200外表面所 反射的光呈現(xiàn)亮麗的反射鏡面。低穿透率(T%)的可見光(20%)可穿透鍍膜遮罩200進(jìn) 入成像鏡頭20成像，穿透率在10%與40%之間在普遍的環(huán)境下為較佳實(shí)施例。
成像模組板40有一成像鏡頭20，此成像鏡頭20貼近于鍍膜遮罩200的背面(如圖 2A)。如果成像鏡頭20的鏡頭凸出不易貼近于鍍膜遮罩200的背面時可以套入一鏡頭遮光 圈套20a,以免紅外的反光進(jìn)入成像鏡頭20。
成像模組板40上可附加有一雙濾片切換裝置50，可切換紅外截止濾光片53與紅外 通過濾光片54的雙濾光片。
成像模組板40上可附加有一紅外光源模組30a。
成像模組板40設(shè)置在一外殼體10內(nèi)。
外殼體10形狀可以是圓筒型、方型、橢圓形等其他各種的立體空間。
其中，黑色遮罩片300的作用就是要吸收不必要的可見光，達(dá)成一種遮罩的功能。因 此，黑色遮罩片300可說是鍍膜遮罩200的一輔助品，在某些場合才有機(jī)會用到。
紅外光源模組30a也可以獨(dú)立置放于外殼體10的外部。目前市場上的紅外發(fā)光二極 管30發(fā)射的中心波長有850nm、 880nm、與950nm等。紅外光源模組30a板上可以采用單 獨(dú)一種、或兩種、或三種之混合。對本實(shí)施例的紅外光源模組30a而言，其發(fā)射的中心波 長以880nm、與950nm為宜。
以上的實(shí)施方式，熟習(xí)此技藝的人士可由本說明書所揭示之內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新 型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型具有鍍膜遮罩的成像裝置亦可藉由其他不同的具體實(shí)施 例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng) 細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本實(shí)用新型之精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
權(quán)利要求1、一種具有鍍膜遮罩的成像裝置，適用于攝影，包括一外殼體(10)、置于該外殼體(10)內(nèi)部的成像膜組板(40)，所述成像膜組板(40)至少包含一成像鏡頭(20)，其特征在于，在所述外殼體(10)的前端鑲有一鍍膜遮罩(200)，該鍍膜遮罩對可見光波域具有高反射與低穿透的分光比，對紅外波域具有高穿透率；所述成像鏡頭(20)貼近于該鍍膜遮罩(200)的背面。
2. 如權(quán)利要求l所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，所述外殼體(10)的形 狀為圓筒型、方型或橢圓形。
3、如權(quán)利要求1所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，所述鍍膜遮罩(200) 的鍍膜材料為二氧化硅或二氧化鈦，且鍍膜遮罩(200)可見光的穿透率為10% 40%。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，所述鍍膜遮罩(200)的 基材為透明聚碳酸樹脂。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，所述鍍膜遮罩(200)的 基材為透明玻璃。
6. 如權(quán)利要求l所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，該成像裝置還包含鏡頭 遮光圈套(20a)，該鏡頭遮光圈套(20a)套入成像鏡頭(20)的四周，其前端緊貼鍍膜 遮罩(200)。
7. 如權(quán)利要求1所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，該成像裝置還包含紅外光 源膜組(30a)，該紅外光源膜組(30a)為一中央有一空心圓的印刷電路板，其空心圓的 圓孔用以套入成像鏡頭(20)，在印刷電路板的圓周圍布置有復(fù)數(shù)只的紅外發(fā)光光源。
8. 如權(quán)利要求7所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，所述紅外光源膜組(30a) 發(fā)射的中心波長在880nm至950nm之間。
9. 如權(quán)利要求1所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，該成像裝置還包含黑色遮 罩片(300)，該黑色遮罩片(300)中央開出一空心圓孔，用以套入成像鏡頭(20)，遮住 紅外發(fā)光光源。
10. 如權(quán)利要求1所述的具有鍍膜遮罩的成像裝置，其特征在于，在所述成像膜組板(40) 上附加有一可切換紅外截止濾光片(53)與紅外通過濾光片(54)的雙濾片切換裝置(50)， 所述雙濾片切換裝置(50)包含有一對電磁鐵(51a)與(52a)，分別固定在長方型雙濾 片切換裝置(50)的兩端； 一對普通磁鐵(51b)與(52b)，分別對應(yīng)于電磁鐵(51a)與 (52a)上，其中所述普通磁鐵(51b)黏著于紅外截止濾光片(53)上，所述普通磁鐵(52b) 黏著于紅外通過濾光片(54)上。'
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有鍍膜遮罩的成像裝置，包括一外殼體、置于該外殼體內(nèi)部的成像膜組板，所述成像膜組板至少包含一成像鏡頭，其特點(diǎn)是，在所述外殼體的前端鑲有一鍍膜遮罩，所述成像鏡頭貼近于該鍍膜遮罩的背面。本實(shí)用新型成像裝置的鍍膜遮罩是在透明基板上鍍有多層介電質(zhì)薄膜，利用光學(xué)干涉原理對紅外呈現(xiàn)高穿透率以及對可見光呈現(xiàn)低穿透率、高反射率的分光效果，低穿透率使鍍膜遮罩后的彩色攝影機(jī)可成像，高反射率使鍍膜遮罩達(dá)到隱藏裝飾的功能。
文檔編號G02B7/00GK201203743SQ20082010522
公開日2009年3月4日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者謝基生 申請人:謝基生