CN111999790A - 双通滤光片及摄像头组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双通滤光片及摄像头组件，其中，双通滤光片包括透明基体、吸收层、抗反射层及滤光层，吸收层和滤光层分别设在透明基体的相对两侧，抗反射层则覆在吸收层上，其中，抗反射层和滤光层分别通过多个交替堆叠设置的奇数介质亚层和偶数介质亚层构成，且奇数介质亚层的折射率高于偶数介质亚层的折射率，如此，波长为800nm～850nm的红外光的入射角度为0～30°时，该双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于10nm，极大地提高了信噪比；且波长为600nm～650nm的可见光的入射角度为0～30°时，该双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于5nm，从而能够消除因图像传感器间多次反射形成的鬼影，并改善画面中心与角落的色彩之间亮度不均匀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光学器件领域，特别是涉及一种双通滤光片及摄像头组件。
背景技术
双通滤光片具有高峰值透射率和较深的截止，从而有效地抑制了光晕和温漂，已广泛运用到笔记本电脑、安防监控、数码相机、数字望远镜、车牌识别摄像机及虹膜识别系统等。
对于安防监控、车牌识别摄像机而言，其设备本身在安装后呈固定状态，但由于被拍摄目标是随机进入到拍摄视野范围内，故被拍摄物所发出的光源与摄像机的镜头中内的滤光片之间形成的入射角会发生变化，常规双通滤光片的通带的中心截止波长会随着入射角的变化而变化较大的偏移(偏移量>20nm)。针对该问题，通常会将常规双通滤光片的通带设置得相对较宽，以便在所需的入射角范围内接纳光线，然而，如果通带过宽会无法截止红外光和设计拦截的波段，从而出现杂光进入镜头影响成像，减小摄像机的信噪比。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够提高信噪比的双通滤光片及摄像头组件。
根据本发明的第一方面实施例的双通滤光片，包括透明基体；吸收层，覆设在所述透明基体的一表面；滤光层，设置在所述透明基体的另一表面；以及抗反射层，设置在所述吸收层远离所述透明基体的表面；其中，所述抗反射层与所述滤光层分别包括多个交替堆叠设置的奇数介质亚层和偶数介质亚层，所述奇数介质亚层的折射率高于所述偶数介质亚层的折射率。
波长为800nm～850nm的红外光的入射角度为0～30°时，所述双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于10nm；波长为600nm～650nm的可见光的入射角度为0～30°时，所述双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于5nm。
根据本发明实施例的双通滤光片，至少具备如下的有益效果：此双通滤光片包括透明基体、吸收层、抗反射层及滤光层，吸收层和滤光层分别设在透明基体的相对两侧，抗反射层则覆在吸收层上，其中，抗反射层和滤光层分别通过多个交替堆叠设置的奇数介质亚层和偶数介质亚层构成，且奇数介质亚层的折射率高于偶数介质亚层的折射率，如此，波长为800nm～850nm的红外光的入射角度为0～30°时，该双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于10nm，极大地提高了信噪比；且波长为600nm～650nm的可见光的入射角度为0～30°时，该双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于5nm，从而能够消除因图像传感器间多次反射形成的鬼影，并改善画面中心与角落的色彩之间亮度不均匀的问题，提高成像质量。
根据本发明的一些实施例，所述奇数介质亚层的构成材料包括五氧化三钛、二氧化钛、二氧化锆、五氧化二钽、钛酸镧中的至少一种，所述偶数介质亚层的构成材料为二氧化硅或者氟化镁。
根据本发明的一些实施例，组成所述抗反射层的所述奇数介质亚层和所述偶数介质亚层相加的总层数为4层～12层。
根据本发明的一些实施例，组成所述抗反射层的所述奇数介质亚层的厚度为5nm～60nm，组成所述抗反射层的所述偶数介质亚层的厚度为10nm～150nm。
根据本发明的一些实施例，组成所述滤光层的所述奇数介质亚层和所述偶数介质亚层相加的总层数为30层～70层。
根据本发明的一些实施例，组成所述滤光层的所述奇数介质亚层的厚度在10nm～150nm的范围内，组成所述滤光层的所述偶数介质亚层的厚度在10nm～450nm的范围内。
根据本发明的一些实施例，所述吸收层的材料为色素。
根据本发明的一些实施例，所述吸收层的厚度为0.30μm～3.0μm。
根据本发明的一些实施例，所述透明基体的厚度为0.03mm～2mm。
根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，其包括本发明的第一方面实施例的双通滤光片。
根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，通过配置本发明的第一方面实施例的双通滤光片，成像效果得以提高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的双通滤光片的结构简图；
图2是本发明实施例的双通滤光片的吸收层的透射率光谱图；
图3是传统双通滤光片在0°和30°的入射角下的透射光谱图；
图4是本发明实施例的双通滤光片在0°和30°的入射角下的透射光谱图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到奇数、偶数只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图4，本发明实施例的双通滤光片，包括透明基体1、吸收层2、抗反射层4及滤光层3。其中，吸收层2覆设在透明基体1的一侧，且滤光层3设置在透明基体1的另一侧，抗反射层4则设置在吸收层2远离透明基体1的表面。以抗反射层4所在一侧为上侧，抗反射层4、吸收层2、透明基体1及滤光层3自上而下依次叠置。可以理解的是，在其他实施例中，滤光层3和抗反射层4的位置可互换，即吸收层2仍覆设在透明基体1的一侧，但将滤光层3设置在吸收层2远离透明基体1的表面，且抗反射层4设置在透明基体1的另一侧。
具体地，抗反射层4、滤光层3分别包括多个交替堆叠设置的奇数介质亚层和偶数介质亚层，奇数介质亚层的折射率高于偶数介质亚层的折射率。
波长为800nm～850nm的红外光的入射角度为0～30°时，双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于10nm；波长为600nm～650nm的可见光的入射角度为0～30°时，双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于5nm。
根据本发明实施例的双通滤光片，其包括透明基体1、吸收层2、抗反射层4及滤光层3，吸收层2和滤光层3分别设在透明基体1的相对两侧，抗反射层4则覆在吸收层2上，其中，抗反射层4和滤光层3分别通过多个交替堆叠设置的奇数介质亚层和偶数介质亚层构成，且奇数介质亚层的折射率高于偶数介质亚层的折射率，如此，波长为800nm～850nm的红外光的入射角度为0～30°时，该双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于10nm，极大地提高了信噪比；且波长为600nm～650nm的可见光的入射角度为0～30°时，该双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于5nm，从而能够消除因图像传感器间多次反射形成的鬼影，并改善画面中心与角落的色彩之间亮度不均匀的问题，提高成像质量。
对于本发明实施例的双通滤光片，奇数介质亚层为高折射率层，其构成材料包括五氧化三钛、二氧化钛、二氧化锆、五氧化二钽、钛酸镧(H4)中的至少一种；而偶数介质亚层为低折射率层，构成材料为二氧化硅或者氟化镁。
再者，在本发明的实施例中，组成抗反射层4的奇数介质亚层和偶数介质亚层相加的总层数的范围为4层～12层；与此同时，组成滤光层3的奇数介质亚层和偶数介质亚层相加的总层数为30层～70层。
在此具体实施例当中，奇数介质亚层的材料为五氧化三钛，偶数介质亚层的材料为二氧化硅。各奇数介质亚层通过五氧化三钛沉积形成，且各偶数介质亚层通过二氧化硅沉积形成。制备抗反射层4和滤光层3时，均采用电子束蒸发加以离子辅助沉积的方法，并利用极值法控制层厚，交替沉积镀制奇数介质亚层和偶数介质亚层，需要注意的是，制备时应当控制沉积时的真空度在1.0x10-2～1.2x10-2pa的范围内，并控制五氧化三钛的沉积速率小于4A/S、二氧化硅的沉积速率小于12A/S。
更为具体地，抗反射层4的总层数为10层，奇数介质亚层和偶数介质亚层交替堆叠，各自的数量均为5层，更进一步地，组成此抗反射层4的奇数介质亚层的厚度为5nm～60nm，且组成此抗反射层4的偶数介质亚层的厚度为10nm～150nm，该实施例的抗反射层4的各层厚度见表1。同时，滤光层3的总层数为44层，奇数介质亚层和偶数介质亚层交替堆叠，各自的数量均为22层，与此同时，组成此滤光层3的奇数介质亚层的厚度在10nm～150nm的范围内，且组成此滤光层3的偶数介质亚层的厚度在10nm～450nm的范围内，该实施例的滤光层3的各层厚度见表2。
表1：本发明双通滤光片的抗反射层4的各层厚度表
表2：本发明双通滤光片的滤光层3的各层厚度表
该具体实施例中，吸收层2的材料为色素，且该吸收层2的厚度范围为0.30μm～3.0μm。可以理解的是，吸收层2通过色素旋转涂覆在透明基材的表面制备形成，采用旋转涂覆的方式，能够使色素在透明基材的表面上分布均匀，从而保证吸收层2各部位厚度大小的一致，确保吸收层2的各部位吸光效果的统一。利用色素制备的吸收层2，能够吸收可见光及部分红外光，可被其吸收的光波段的波长在380nm～830nm的范围内，此范围内，吸收层2在光波波长为503nm时穿透率为最高值，该最高穿透率T>90％。
为了在避免影响透过率的同时，确保本发明的双通滤光片的轻薄性，设置透明基体1的厚度为0.03mm～2mm；具体制作中，透明基体1的材料可为白玻璃或者亚克力板或者薄膜等。
应用本发明的双通滤光片，可以实现白天获得真彩色图像，晚上获得清晰的黑白图像。且由于该双通滤光片仅包括透明基体1、吸收层2、抗反射层4及滤光层3，整体构造及制造工艺均较为简单，成本较低，有利于实现批量化生产。
参照图3和图4，其中，图3展示了传统的双通滤光片在0°和30°的入射角下的透射光谱，图4展示了本发明的双通滤光片在0°和30°的入射角下的透射光谱。对比图3和图4，可获得本发明的双通滤光片与传统双通滤光片的滤光特性的对比数据，具体对比数据如表3所示：
表3：本发明的双通滤光片与传统双通滤光片的滤光特性对比表
由于双通滤光片包含两个通带，每个通带都包含一个T50％，当入射角为0°与30°时，T50％宽带均有两处偏移，由表1可得，传统双通滤光片的T50％偏移大于20nm，而本发明的双通滤光片的T50％偏移小于10nm，故本发明的双通滤光片的T50％宽带因入射角变动而产生的偏移量小，能更好地对红外光实现截止，性能优于传统双通滤光片。
同时，由图4可得，入射角为0°与30°时，Tabs≤0.3％，且λ＝450-570nm，对应Tave>＝92％；λ＝850nm，对应Tave>＝92.5％；λ＝930nm-1100nm，对应Tave≤0.2％，其中，λ为入射光波长，Tave为透射率平均值，Tabs为透射率绝对值。可以看出，本发明的双通滤光片具有高峰值的透射率和较深的截止率，能够有效地抑制光晕和温漂。
根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，其包括本发明实施例的双通滤光片。
根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，通过配置本发明实施例的双通滤光片，成像效果得以提高。
当然，本发明的设计创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.双通滤光片，其特征在于，包括：
透明基体；
吸收层，覆设在所述透明基体的一表面；
滤光层，设置在所述透明基体的另一表面；以及
抗反射层，设置在所述吸收层远离所述透明基体的表面；
其中，所述抗反射层与所述滤光层分别包括多个交替堆叠设置的奇数介质亚层和偶数介质亚层，所述奇数介质亚层的折射率高于所述偶数介质亚层的折射率；
波长为800nm～850nm的红外光的入射角度为0～30°时，所述双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于10nm；波长为600nm～650nm的可见光的入射角度为0～30°时，所述双通滤光片的中心截止波长偏移量不大于5nm。
2.根据权利要求1所述的双通滤光片，其特征在于：所述奇数介质亚层的构成材料包括五氧化三钛、二氧化钛、二氧化锆、五氧化二钽、钛酸镧中的至少一种，所述偶数介质亚层的构成材料为二氧化硅或者氟化镁。
3.根据权利要求2所述的双通滤光片，其特征在于：组成所述抗反射层的所述奇数介质亚层和所述偶数介质亚层相加的总层数为4层～12层。
4.根据权利要求3所述的双通滤光片，其特征在于：组成所述抗反射层的所述奇数介质亚层的厚度为5nm～60nm，组成所述抗反射层的所述偶数介质亚层的厚度为10nm～150nm。
5.根据权利要求2所述的双通滤光片，其特征在于：组成所述滤光层的所述奇数介质亚层和所述偶数介质亚层相加的总层数为30层～70层。
6.根据权利要求5所述的双通滤光片，其特征在于：组成所述滤光层的所述奇数介质亚层的厚度在10nm～150nm的范围内，组成所述滤光层的所述偶数介质亚层的厚度在10nm～450nm的范围内。
7.根据权利要求1所述的双通滤光片，其特征在于：所述吸收层的材料为色素。
8.根据权利要求7所述的双通滤光片，其特征在于：所述吸收层的厚度为0.30μm～3.0μm。
9.根据权利要求1至8任一项所述的双通滤光片，其特征在于：所述透明基体的厚度为0.03mm～2mm。
10.摄像头组件，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的双通滤光片。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010861630.3A Withdrawn CN111999790A (zh) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | 双通滤光片及摄像头组件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111999790A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113759452A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-12-07 | 广州市佳禾光电科技有限公司 | 三通滤波片及其制备方法、生物成像装置和识别系统 |
| CN115128712A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-30 | 福建福特科光电股份有限公司 | 一种防雾膜及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-25 CN CN202010861630.3A patent/CN111999790A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113759452A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-12-07 | 广州市佳禾光电科技有限公司 | 三通滤波片及其制备方法、生物成像装置和识别系统 |
| CN115128712A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-30 | 福建福特科光电股份有限公司 | 一种防雾膜及其制备方法 |
| CN115128712B (zh) * | 2022-06-17 | 2023-08-29 | 福建福特科光电股份有限公司 | 一种防雾膜及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20201127 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |