背景技術(shù):
當(dāng)今,可拍照的手機(jī)攝像頭、計(jì)算機(jī)內(nèi)置攝像頭、汽車攝像頭及監(jiān)視器攝像頭等數(shù)碼光學(xué)成像設(shè)備中,為消除紅外光線對(duì)CCD及CMOS模式成像鏡頭色彩失真的影響,紅外截止濾光片已成為不可或缺的元器件?,F(xiàn)階段數(shù)碼光學(xué)成像設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)是:一方面產(chǎn)品的外觀尺寸要更加薄型化,另一方面設(shè)備的圖像又能夠在更大程度上得到真實(shí)的還原。而目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的數(shù)碼光學(xué)成像設(shè)備使用的紅外截止濾光片,一般是在濾片基板的一側(cè)鍍32~40層、厚度為4000~5000nm的紅外截止鍍膜,即人們常說(shuō)的IRcut鍍膜;另一側(cè)鍍厚度為200~400nm的抗反射鍍膜,即人們常說(shuō)的AR鍍膜。在對(duì)濾片基板實(shí)施上述鍍膜后,濾片基板兩側(cè)膜厚存在巨大差異,導(dǎo)致濾片在使用波段下存有較多的反射光殘量,光的穿透率指標(biāo)最高只能達(dá)到96%,從而導(dǎo)致攝像頭成像時(shí)的光暈現(xiàn)象,使影像清晰度難以達(dá)到理想的程度。在對(duì)數(shù)碼光學(xué)成像產(chǎn)品外觀尺寸更加薄型化的要求下,人們已將紅外截止濾光片的濾片基板厚度降至0.3mm以下,有的甚至已經(jīng)降至0.21mm,濾片基板的超薄化加之濾片基板兩側(cè)膜厚的巨大差異導(dǎo)致基板產(chǎn)生了巨大的內(nèi)應(yīng)力,使超薄基板產(chǎn)生了嚴(yán)重的彎曲變形,此時(shí)對(duì)濾片的切割加工通常也要在化學(xué)膠貼合狀態(tài)下才能完成、對(duì)切割后的濾片通常還要使用對(duì)環(huán)境存在污染的溶劑才能清洗干凈;同時(shí)還由于基板的彎曲,極易導(dǎo)致在機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)品的破碎。因此,無(wú)論從產(chǎn)品外觀尺寸的薄型化、還是從設(shè)備的圖像能夠得到真實(shí)的還原、還是從產(chǎn)品加工的破碎率、亦或是從加工工藝對(duì)環(huán)境的影響方面考慮,現(xiàn)有數(shù)碼光學(xué)成像設(shè)備使用的紅外截止濾光片都已經(jīng)無(wú)法滿足人們的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是提供一種改進(jìn)的紅外截止濾光片,它能有效地解決現(xiàn)有數(shù)碼光學(xué)成像設(shè)備使用的紅外截止濾光片采用一側(cè)鍍IRcut鍍膜、另一側(cè)鍍AR鍍膜存在的在使用波段下反射光殘量多、光的穿透率指標(biāo)最高只能達(dá)到96%、攝像頭成像時(shí)出現(xiàn)光暈現(xiàn)象、影像清晰度不理想的問(wèn)題,而且它還能有效地解決現(xiàn)有數(shù)碼光學(xué)成像設(shè)備使用的紅外截止濾光片當(dāng)基板厚度降至0.3mm以下時(shí)在一側(cè)鍍IRcut鍍膜、另一側(cè)鍍AR鍍膜因巨大厚度差異產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力致使基板彎曲變形的問(wèn)題,同時(shí)它仍然能有效地解決現(xiàn)有數(shù)碼光學(xué)成像設(shè)備使用的紅外截止濾光片由于內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致基板彎曲需在化學(xué)膠貼合狀態(tài)下切割加工、對(duì)切割后產(chǎn)品需使用對(duì)環(huán)境有污染的溶劑的問(wèn)題,它依然能夠有效地解決由于基板彎曲極易導(dǎo)致在機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)品破碎的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:紅外截止濾光片,具有小于0.3mm厚度的超薄基板,在基 板的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)置透明鍍膜,基板上兩個(gè)側(cè)面設(shè)置的透明鍍膜為相對(duì)于基板對(duì)稱設(shè)置的紅外截止鍍膜,基板的每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜為17~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為2100~2600nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案,紅外截止濾光片的基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為由緊貼基板側(cè)面設(shè)置相對(duì)高折射率紅外截止鍍膜層起始的、按照每層紅外截止鍍膜高低折射率由內(nèi)向外間隔排列的復(fù)合膜膜堆。
作為本發(fā)明的另一種進(jìn)一步方案,紅外截止濾光片的基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為由緊貼基板側(cè)面設(shè)置相對(duì)低折射率紅外截止鍍膜層起始的、按照每層紅外截止鍍膜低高折射率由內(nèi)向外間隔排列的復(fù)合膜膜堆。
作為本發(fā)明進(jìn)一步方案的優(yōu)選方案,紅外截止濾光片的基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜為19~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為2300~2600nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆。
作為本發(fā)明的另一種進(jìn)一步方案的優(yōu)選方案,紅外截止濾光片的基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜為19~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為2300~2600nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆。
作為本發(fā)明進(jìn)一步方案的優(yōu)選方案的更進(jìn)一步的優(yōu)選,紅外截止濾光片的基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜為19層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為2300~2400nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆。
作為本發(fā)明另一種進(jìn)一步方案的優(yōu)選方案的更進(jìn)一步的優(yōu)選,紅外截止濾光片的基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜為19層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為2300~2400nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆。
本發(fā)明由于在基板的兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于基板是對(duì)稱設(shè)置紅外截止鍍膜,因而濾片基板兩側(cè) 鍍膜厚度均等,在基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜為17~21奇數(shù)層、兩種不同折射率的紅外截止鍍膜間隔排列、紅外截止鍍膜的疊加厚度為2100~2600nm條件下,濾片在使用波段下的反射光殘量可控制在0.1%以下,光的穿透率指標(biāo)可以達(dá)到99.6%,采用本發(fā)明紅外截止濾光片的攝像頭成像無(wú)光暈現(xiàn)象,影像清晰;本發(fā)明由于在基板的兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于基板是對(duì)稱設(shè)置紅外截止鍍膜,因而濾片基板兩側(cè)鍍膜厚度均等,在基板每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜為17~21奇數(shù)層、兩種不同折射率的紅外截止鍍膜間隔排列、紅外截止鍍膜的疊加厚度為2100~2600nm條件下,盡管濾片基板厚度在0.3mm以下,甚至已降至0.21mm,基板內(nèi)部依不會(huì)存在因鍍膜而生的附加內(nèi)應(yīng)力,因而基板也不存在因這種內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致的彎曲變形;本發(fā)明盡管濾片基板厚度在0.3mm以下,甚至已降至0.21mm,因?yàn)榛鍍?nèi)部不存在因鍍膜而生的附加內(nèi)應(yīng)力、基板也不存在因這種內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致的彎曲變形,因而對(duì)濾片的切割加工已經(jīng)不需要在化學(xué)膠貼合狀態(tài)下完成,對(duì)切割后的濾片只要在超音波純水中洗凈、甩干即可,而不需要再使用對(duì)環(huán)境存在污染的溶劑進(jìn)行清洗,避免了對(duì)環(huán)境的污染;本發(fā)明盡管濾片基板厚度在0.3mm以下,甚至已降至0.21mm,因?yàn)榛鍍?nèi)部不存在因鍍膜而生的內(nèi)應(yīng)力、基板也不存在因這種內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致的彎曲變形,因而由濾片的機(jī)械切割加工導(dǎo)致的產(chǎn)品破碎率極大地降低,產(chǎn)品的成品率得到極大地提升。不僅如此,本發(fā)明由于在基板的每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜選用了17~21奇數(shù)層、疊加厚度選擇為2100~2600nm,因而在基板兩個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜的總層數(shù)及總疊加厚度和傳統(tǒng)濾片設(shè)置紅外截止鍍膜選用32~40層、疊加厚度選擇為4000~5000nm相當(dāng),而且還完全省去了傳統(tǒng)濾片的抗反射光鍍膜,簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝,尤其是在基板的每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜選用19或21層、疊加厚度選擇為2300~2600nm時(shí),本發(fā)明的紅外截止濾光片在使用波段下的反射光殘量、光的穿透率以及采用本發(fā)明紅外截止濾光片的攝像頭成像的清晰度指標(biāo)更能夠得到保證;本發(fā)明中,基板的厚度雖在0.3mm以下,但沒(méi)有鍍膜內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的彎曲變形,鍍膜后的超薄基板與基板兩個(gè)側(cè)面上對(duì)稱設(shè)置的奇數(shù)層紅外截止鍍膜構(gòu)成了一個(gè)完整的膜系,加之紅外截止鍍膜層與層的排列呈現(xiàn)為兩種不同折射率鍍膜的間隔排列方式,充分利用光的干涉現(xiàn)象將膜面反射光消除,不僅使濾片在使用波段下的反射光殘量、光的穿透率以及采用本發(fā)明紅外截止濾光片的攝像頭成像的清晰度指標(biāo)進(jìn)一步得到保證,而且還保證了光線在垂直于基板平面方向上的雙向可逆?zhèn)鬟f。
附圖說(shuō)明 圖1是本發(fā)明紅外截止濾光片第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理圖,圖2是本發(fā)明紅外截止濾光片第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理圖,圖3是本發(fā)明紅外截止濾光片與傳統(tǒng)紅外截止濾光片的光譜曲線對(duì)比圖,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式 圖1示出了本發(fā)明紅外截止濾光片第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu),圖中A表示“相 對(duì)高折射率紅外截止鍍膜層”,B表示“相對(duì)低折射率紅外截止鍍膜層”,C表示“基板”。紅外截止濾光片具有小于0.3mm厚度的超薄基板C,在基板C的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)置透明鍍膜,基板C上兩個(gè)側(cè)面設(shè)置的透明鍍膜為相對(duì)于基板C對(duì)稱設(shè)置的紅外截止鍍膜,基板C的每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜為17~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆具體為由緊貼基板C側(cè)面設(shè)置相對(duì)高折射率紅外截止鍍膜層A起始的、按照每層紅外截止鍍膜高低折射率由內(nèi)向外間隔排列的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為2100~2600nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜優(yōu)先選用19~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆優(yōu)先選擇2300~2600nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜進(jìn)一步優(yōu)選19層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆進(jìn)一步優(yōu)選2300~2400nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C所用的材料選用玻璃或石英晶體,相對(duì)高折射率紅外截止鍍膜層A選用折射率大于2.0的TiO2、Ta2O5、Nb2O3等電介質(zhì)材料,相對(duì)低折射率紅外截止鍍膜層B選用折射率小于1.6的SiO2、MgF2等電介質(zhì)材料。
圖2示出了本發(fā)明紅外截止濾光片第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu),圖中A表示“相對(duì)高折射率紅外截止鍍膜層”,B表示“相對(duì)低折射率紅外截止鍍膜層”,C表示“基板”。紅外截止濾光片具有小于0.3mm厚度的超薄基板C,在基板C的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)置透明鍍膜,基板C上兩個(gè)側(cè)面設(shè)置的透明鍍膜為相對(duì)于基板C對(duì)稱設(shè)置的紅外截止鍍膜,基板C的每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的紅外截止鍍膜為17~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆具體為由緊貼基板C側(cè)面設(shè)置相對(duì)低折射率紅外截止鍍膜層B起始的、按照每層紅外截止鍍膜低高折射率由內(nèi)向外間隔排列的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的17~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆為2100~2600nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、 間隔排列的紅外截止鍍膜優(yōu)先選用19~21奇數(shù)層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19~21奇數(shù)層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆優(yōu)先選擇2300~2600nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜進(jìn)一步優(yōu)選19層的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C每個(gè)側(cè)面上設(shè)置的19層的兩種不同折射率的、間隔排列的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆進(jìn)一步優(yōu)選2300~2400nm疊加厚度的紅外截止鍍膜的復(fù)合膜膜堆,基板C所用的材料選用玻璃或石英晶體,高折射率紅外截止鍍膜層A選用折射率大于2.0的TiO2、Ta2O5、Nb2O3等電介質(zhì)材料,低折射率紅外截止鍍膜層B選用折射率小于1.6的SiO2、MgF2等電介質(zhì)材料。
圖3示出了本發(fā)明紅外截止濾光片與傳統(tǒng)紅外截止濾光片的光譜曲線對(duì)比情況,圖中水平坐標(biāo)代表光的波段,以nm為單位,圖中縱向坐標(biāo)代表光的穿透率,以%為單位。本發(fā)明紅外截止濾光片的光譜曲線用粗實(shí)線繪制,傳統(tǒng)紅外截止濾光片的光譜曲線用細(xì)實(shí)線繪制,傳統(tǒng)紅外截止濾光片在使用波段下的光穿透率最高值只能達(dá)到96%,而本發(fā)明紅外截止濾光片在使用波段下的光穿透率最高值可以達(dá)到99.6%。