大曲率透鏡表面用的紅外紫外截止濾光膜結構及制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光學薄膜設計及工藝制造領域，特別是涉及一種大曲率透鏡表面用的 紅外紫外截止濾光膜結構及制作方法。
【背景技術】
[0002] 紅外光抑制是圖像傳感器必需的功能之一，這是因為CCD、CM0S對光的感應和人眼 不同。人眼只能看到380~780nm的可見光，而CCD、CM0S則可以感應紅外光和紫外光，尤其對 紅外光十分敏感。因此，必須將紅外光及紫外光加以抑制，并保持可見光的高透過率，使CCD 和/或C0MS對光的感應接近于人的眼睛，從而使拍攝的圖像也符合人眼的感應。
[0003] -般說來，可通過在成像系統中加入紅外紫外截止濾光片，阻擋干擾成像質量的 紅外光及紫外光，從而使所成影的圖像更加符合人眼的最佳感覺。紅外紫外截止濾光片是 利用精密光學鍍膜技術在光學基片上交替鍍上高低折射率的光學薄膜，從而實現可見光區 420~660nm高透，近紅外700~llOOnm及近紫外350~410nm截止的功能。紅外紫外截止濾光 片主要應用于可拍照手機攝像頭、電腦內置攝像頭及汽車攝像頭等數碼成像領域。
[0004] 現有結構一般是在CCD和/或CMOS前面單獨放置紅外紫外截止濾光片，允許可見光 透過，而截止紅外紫外波段光入射。
[0005] 在運動攝像機SDV的光學模組中，直接把紅外紫外截止濾光膜鍍到7枚鏡片中的一 枚大曲率透鏡上，這樣可以減少使用一枚鏡片，并達到最佳成像效果。因此，在大曲率成像 透鏡上直接鍍上紅外紫外截止濾光膜可以達到簡化結構、節約成本的效果。
[0006] 但是，在大曲率透鏡表面上沉積光學薄膜，對于具有中心回轉方式鍍膜機來說，具 有難以克服的難點，難以保證大曲率透鏡片邊緣的膜層與中心膜層厚度一致性，并且邊緣 膜層的牢固度很弱等問題。其主要原因是大曲率透鏡表面邊緣的鍍膜沉積角度較中心大， 基于沉積原子或分子在基板表面的有限迀移率形成柱狀薄膜結構的認識，導致邊緣膜層較 薄，膜層致密性較差。
[0007] 中國專利文獻號CN 1766677 A于2006年05月03日公開了一種濾光片，其包括:一 基體層及第一膜層，該基體層內混合有納米材料，第一膜層形成于基體層的任一表面，該第 一膜層為抗反射膜。該基體層內含有的納米材料可為二氧化硅Si0 2或氧化鋅ZnO。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、膜層均勻性一致、膜層牢固度強的大 曲率透鏡表面用的紅外紫外截止濾光膜結構及制作方法，以克服現有技術中的不足之處。
[0009] 按此目的設計的一種大曲率透鏡表面用的紅外紫外截止濾光膜結構，包括大曲率 透鏡，其特征是所述大曲率透鏡上設置有紅外紫外截止濾光膜，該紅外紫外截止濾光膜包 括依次交替堆疊在大曲率透鏡上的低折射率膜層和高折射率膜層;低折射率膜層的層數2 10,高折射率膜層的層數2 10。
[0010] 進一步，所述紅外紫外截止濾光膜為45層的多膜層結構。 Coon]進一步，所述低折射率膜層的材料采用Si〇2,高折射率膜層的材料采用Ti3〇 5或 Ta2〇5〇
[0012] 進一步，所述紅外紫外截止濾光膜中的各膜層厚度見膜層厚度表：
[0013] 膜層厚度表
[0015] 進一步，一種大曲率透鏡表面用的紅外紫外截止濾光膜結構的制作方法，其特征 是包括以下步驟：
[0016] 步驟一，鍍膜前，以大曲率透鏡為基片，將基片加溫，加熱溫度為150 ± 20°C ;
[0017] 步驟二，將經過步驟一加熱處理后的基片進行離子轟擊處理:在真空壓力為8.0 土 2 X 10-4Pa下，啟動RF離子源，所述RF離子源的參數為：beam voltage :800V，beam current: 800mA，離子轟擊時間為60s;
[0018] 步驟三，在基片上鍍第一層膜，該第一層膜為低折射率膜層，鍍膜時使用的材料為 Si02,鍍膜的膜層厚度為81.6±lnm，鍍膜時的真空壓力為8.0±2X10-4Pa，蒸發速率為 8... 0.±2. A /s.;.
[0019] 步驟四，在第一層膜上鍍第二層膜，該第二層膜為高折射率膜層，鍍膜時使用的材 料為Ti3〇5或Ta2〇5，鍍膜的膜層厚度為7.6± lnm，鍍膜時的真空壓力為1.6±0.3 X 10-2Pa，蒸 發速率為4. 0±1. 5 A /s;
[0020]步驟五，接下來，在第二層膜上依次交替蒸發并形成第三層膜和第四層膜，也就是 在第二層膜上依次交替蒸發并形成低折射率膜層和高折射率膜層，膜層厚度如膜層厚度表 所示，鍍膜時的真空壓力和蒸發速率分別與步驟三和步驟四相同；
[0021 ]步驟六，按照步驟五依次鍍完45層膜。
[0022] 在步驟一中，在加熱溫度為150±20°C時，恒溫20~25分鐘。
[0023]本發明在大曲率透鏡上設置有紅外紫外截止濾光膜，該紅外紫外截止濾光膜包括 依次交替堆疊在大曲率透鏡上的低折射率膜層和高折射率膜層;整個紅外紫外截止濾光膜 為45層的多膜層結構；于是，紅外紫外截止濾光膜在430~650nm波段可見光透過率大于 90%，而對700~llOOnm波段紅外光及380~410nm波段紫外光的透過率均小于1%。并且，采 用本發明提供的上述制作方法獲得的鍍制在大曲率透鏡表面上的紅外紫外截止濾光膜的 膜層均勻性一致，膜層牢固度強。因而，本發明提供的紅外紫外截止濾光膜能夠使得360度 運動相機SDV的光學結構得以簡化，制作成本大大的降低。
[0024]本發明在鍍膜前，對基片進行離子轟擊處理:在真空壓力為8.0 ± 2 X l(T4Pa下，啟 動RF離子源，所述RF離子源的參數為:beam voltage: 800V，beam current:800mA，離子轟擊 時間為60s，鍍膜前增加離子源轟擊的好處是可以清除基片表面的有機污染物，使基片表面 更鮮活，增強基片表面與膜層的附著力。
[0025]綜上所述，本發明具有結構簡單合理、膜層均勻性一致、膜層牢固度強的特點。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明一實施例的紅外紫外截止濾光膜設計曲線圖。
[0027]圖2為本發明中的6511G4鏡片的示意圖。
[0028] 圖3為本發明中的紅外紫外截止濾光膜實測曲線圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。
[0030] 參見圖1-圖3,本大曲率透鏡表面用的紅外紫外截止濾光膜結構，包括大曲率透 鏡，所述大曲率透鏡上設置有紅外紫外截止濾光膜，該紅外紫外截止濾光膜包括依次交替 堆疊在大曲率透鏡上的低折射率膜層和高折射率膜層;低折射率膜層的層數2 10,高折射 率膜層的