CN113050208B - 树脂棱镜镜片及其的镀膜方法和长焦摄像头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种树脂棱镜镜片及其的镀膜方法和长焦摄像头。树脂棱镜镜片，包括：棱镜镜片；多个第一子集层；多个第二子集层，多个第一子集层和多个第二子集层交替叠置，第一子集层和第二子集层的折射率不同，多个第一子集层的总厚度DH总和多个第二子集层的总厚度DL总的比值满足：0.50<DH总/DL总<1.50。本发明解决了现有技术中多反射潜望式长焦摄像头存在成本贵的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像设备技术领域，具体而言，涉及一种树脂棱镜镜片及其的镀膜方法和长焦摄像头。
背景技术
随着高端手机机种的发展，多反射潜望式超长焦镜头在手机上的应用越来越广泛，多反射潜望式长焦摄像头使手机可以大幅增加焦距，弥补内变焦不足，达到专业相机水准，并且潜望式结构能大幅降低手机模组的厚度，成为智能手机摄像头发展的一个重要方向。
多反射潜望式长焦摄像头通过三棱镜将光线折射进手机镜头模组内，一般三棱镜材料都采用玻璃材料，其抗击能力差，易碎，使三棱镜出现漏片等现象，并且成本昂贵，对多反射潜望式长焦摄像头性能产生不良影响，增加技术门槛。
也就是说，现有技术中多反射潜望式长焦摄像头存在成本贵的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种树脂棱镜镜片及其的镀膜方法和长焦摄像头，以解决现有技术中多反射潜望式长焦摄像头存在成本贵的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种树脂棱镜镜片，包括：棱镜镜片；多个第一子集层；多个第二子集层，多个第一子集层和多个第二子集层交替叠置，第一子集层和第二子集层的折射率不同，多个第一子集层的总厚度DH总和多个第二子集层的总厚度DL总的比值满足：0.50<DH总/DL总<1.50。
进一步地，第一子集层的折射率大于第二子集层的折射率。
进一步地，第一子集层的折射率大于等于2.2且小于等于2.3。
进一步地，第二子集层的折射率大于等于1.4且小于等于1.6。
进一步地，第一子集层的材料包括氮化物、氟化物、硫化物、硒化物、氢化硅、氢化硅锗、SiC、Nb2O5、Ta2O5以及Ti的氧化物中的至少一种。
进一步地，第二子集层的材料包括SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、MgF2、NbTiOx、ZrO2、Y2O3、HfO2、S3N4、硼基材料、磷基材料中的至少一种。
进一步地，棱镜镜片的材料包括EP、APEL、Zeonex、PMMA中的一种。
进一步地，棱镜镜片的折射率大于等于1.5且小于等于1.7。
根据本发明的另一方面，提供了一种树脂棱镜镜片的镀膜方法，上述的树脂棱镜镜片应用树脂棱镜镜片的镀膜方法，树脂棱镜镜片的镀膜方法包括：步骤S1：树脂棱镜镜片的棱镜镜片放置在镀膜机内后进行镀膜机的镀膜参数调整；步骤S2：构成树脂棱镜镜片的第一子集层的镀膜环境，在棱镜镜片的表面形成第一子集层，进行镀膜参数的调整；步骤S3：构成树脂棱镜镜片的第二子集层的镀膜环境，在第一子集层的表面形成第二子集层；步骤S4：第一子集层的数量为N，第二子集层的数量为M：若N和M均为1则结束镀膜；若N大于1且M等于N，则重复执行M次步骤S2和步骤S3后结束镀膜；若N大于1且M小于N，则重复执行M次步骤S2和步骤S3，执行步骤S2后结束镀膜。
进一步地，在步骤S1中还包括：调整镀膜机的真空度为3.0E-3pa；调整镀膜机的镀膜温度至90℃至100℃之间；调整镀膜机的镀膜时间为60min。
进一步地，在步骤S2中还包括：调整镀膜机的离子源使用功率为800/800/600；调整镀膜机的充氧流量60SCCM；调整镀膜机的沉积速率为0.3nm/s，以构成第一子集层的镀膜环境。
进一步地，在步骤S3中还包括：调整镀膜机的离子源使用功率为300/600/600；调整镀膜机的充氧流量10SCCM；调整镀膜机的沉积速率为0.5nm/s，以构成第二子集层的镀膜环境。
根据本发明的另一方面，提供了一种长焦摄像头，包括上述的树脂棱镜镜片。
应用本发明的技术方案，树脂棱镜镜片包括棱镜镜片、多个第一子集层和多个第二子集层，多个第一子集层和多个第二子集层交替叠置，第一子集层和第二子集层的折射率不同，多个第一子集层的总厚度DH总和多个第二子集层的总厚度DL总的比值满足：0.50<DH总/DL总<1.50。
通过在棱镜镜片上设置多个交替叠置的第一子集层和第二子集层，能够在棱镜镜片的表面形成一个膜系，能够确保棱镜镜片的光学性能不受影响，进而能够增加棱镜镜片的结构强度，棱镜镜片表面上的第一子集层和第二子集层能够增加棱镜镜片表面的光滑度，进而增加棱镜镜片表面的反射率。此外本申请中的棱镜镜片为树脂棱镜镜片，树脂棱镜镜片相对于玻璃镜片不易碎、抗冲击能力强的优点，同时不易产生“哈气”的现象，具有良好的安全性能和极佳的着色性，大幅度降低了镜头的成本和重量。通过将第一子集层的总厚度DH总和第二子集层的总厚度DL总的比值限制在0.5至1.5之间，使得第一子集层的总厚度和第二子集层的总厚度的较小，便于制作第一子集层和第二子集层。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的一个可选实施例的树脂棱镜镜片的结构示意图；以及
图2示出了图1中的树脂棱镜镜片的反射率曲线示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、棱镜镜片；20、第一子集层；30、第二子集层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中多反射潜望式长焦摄像头存在成本贵的问题，本发明提供了一种树脂棱镜镜片及其的镀膜方法和长焦摄像头。
如图1至图2所示，树脂棱镜镜片包括棱镜镜片10、多个第一子集层20和多个第二子集层30，多个第一子集层20和多个第二子集层30交替叠置，第一子集层20和第二子集层30的折射率不同，多个第一子集层20的总厚度DH总和多个第二子集层30的总厚度DL总的比值满足：0.50<DH总/DL总<1.50。
通过在棱镜镜片上设置多个交替叠置的第一子集层20和第二子集层30，能够在棱镜镜片的表面形成一个膜系，能够确保棱镜镜片的光学性能不受影响，进而能够增加棱镜镜片的结构强度，棱镜镜片表面的第一子集层20和第二子集层30能够增加棱镜镜片的光滑度，进而增加棱镜镜片表面的反射率。此外本申请中的棱镜镜片为树脂棱镜镜片，树脂棱镜镜片相对于玻璃镜片不易碎、抗冲击能力强的优点，同时不易产生“哈气”的现象，具有良好的安全性能和极佳的着色性，大幅度降低了镜头的成本和重量。通过将第一子集层20的总厚度DH总和第二子集层30的总厚度DL总的比值限制在0.5至1.5之间，使得第一子集层20的总厚度和第二子集层30的总厚度的较小，便于制作第一子集层20和第二子集层30。
具体的，第一子集层20的折射率大于第二子集层30的折射率。这样设置使得第一子集层20的折射率和第二子集层30的折射率是不同的，进而使得光线在第一子集层20和第二子集层30之间传播时能够发生不同程度的偏折和反射，能够大大增加树脂棱镜镜片对光的反射率。
在本实施例中，第一子集层20的折射率大于等于2.2且小于等于2.3。这样设置使得第一子集层20具有较高的折射率，光线由光疏介质进入到第一子集层20中更易发生反射，进而增加树脂棱镜镜片的表面反射率。
具体的，第一子集层20的折射率可以为2.2、2.22、2.24、2.25、2.26、2.28、2.3。
在本实施例中，第二子集层30的折射率大于等于1.4且小于等于1.6。这样设置使得第一子集层20与第二子集层30之间具有一定的折射率差值，使得光线在第二子集层30的偏折角度和在第一子集层20的反射角度不同，进而大大增加了光线在膜系内反射的多样性，大大增加了光线的反射。
具体的，第一子集层20的材料包括氮化物、氟化物、硫化物、硒化物、氢化硅、氢化硅锗、SiC、Nb2O5、Ta2O5以及Ti的氧化物中的至少一种。第一子集层20可以是由氮化物、氟化物、硫化物、硒化物、氢化硅、氢化硅锗、SiC、Nb2O5、Ta2O5以及Ti的氧化物中的一种材料构成的，当然也可以是氮化物、氟化物、硫化物、硒化物、氢化硅、氢化硅锗、SiC、Nb2O5、Ta2O5以及Ti的氧化物中的几种物质混合在一起形成的。需要说明的是，此处的混合是指物理混合而不是发生化学反应生成新的物质。
具体的，第二子集层30的材料包括SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、MgF2、NbTiOx、ZrO2、Y2O3、HfO2、S3N4、硼基材料、磷基材料中的至少一种。第二子集层30可以是由SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、MgF2、NbTiOx、ZrO2、Y2O3、HfO2、S3N4、硼基材料、磷基材料中的一种材料构成的，当然也可以是由SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、MgF2、NbTiOx、ZrO2、Y2O3、HfO2、S3N4、硼基材料、磷基材料中的几种物质混合在一起形成的。需要说明的是，此处的混合是物理混合而不是发生化学反应生成新的物质。
在一个具体的实施例中，第一子集层20的材料是Ti3O5，第二子集层30是SL-4，主要成分是96％的SiO2和4％的Al2O3。具体的，棱镜镜片10的材料包括EP、APEL、Zeonex、PMMA中的一种。这样设置使得棱镜镜片有更好的安全性能，质量轻，不易碎裂，有极佳的着色性，大幅度降低成本并降低手机镜头重量。
具体的，棱镜镜片10的材料为EP-8000。
在本实施例中，棱镜镜片10的折射率大于等于1.5且小于等于1.7。这样设置使得棱镜镜片10的折射率与第一子集层20和第二子集层30的折射率都较为接近，使得棱镜镜片10可以与第一子集层20连接，使得棱镜镜片10与第一子集层20和第二子集层30更好匹配。
以一个具体的例子来进行说明。
在本例子中，膜系为二十六层，从棱镜镜片10的一侧开始，第一层为第一子集层20，第二层为第二子集层30，第三层为第一子集层20，第四层为第二子集层30，以此重复十三次，形成二十六层的膜系。其中第一子集层20为Ti3O5、第二子集层30为Al2O3和SiO2的混合物。在本例子中的折射率是指对波长550nm的折射率，其二十六层膜系的膜厚的比例为8：100：40：70：40：70：40：80：40：80：40：80：40：90：50：130：60：110：50：130：50：110：50：140：50：230，厚度的单位为nm。在本例子中树脂棱镜镜片在可见光波段400-700nm范围内的平均反射率Rave≥95％，且包含在可见光波段400-700nm范围内的最小反射率Rmin≥92％。
上述的树脂棱镜镜片应用树脂棱镜镜片的镀膜方法，树脂棱镜镜片的镀膜方法包括：步骤S1：树脂棱镜镜片的棱镜镜片10放置在镀膜机内后进行镀膜机的镀膜参数调整；步骤S2：构成树脂棱镜镜片的第一子集层20的镀膜环境，在棱镜镜片10的表面形成第一子集层20，进行镀膜参数的调整；步骤S3：构成树脂棱镜镜片的第二子集层30的镀膜环境，在第一子集层20的表面形成第二子集层30；步骤S4：第一子集层20的数量为N，第二子集层30的数量为M：若N和M均为1则结束镀膜；若N大于1且M等于N，则重复执行M次步骤S2和步骤S3后结束镀膜；若N大于1且M小于N，则重复执行M次步骤S2和步骤S3，执行步骤S2后结束镀膜。这样设置能够在棱镜镜片的表面交替镀设第一子集层20和第二子集层30，以在棱镜镜片的表面形成膜系，以增加树脂棱镜镜片的反射率。
需要说明的是，可以根据实际的膜系的需要先在棱镜镜片10的表面镀设第二子集层30然后在镀设第一子集层20。
具体的，在步骤S1中还包括：调整镀膜机的真空度为3.0E-3pa；调整镀膜机的镀膜温度至90℃至100℃之间；调整镀膜机的镀膜时间为60min。这样设置能够在棱镜镜片10的表面形成均匀致密的膜层。
具体的，在步骤S2中还包括：调整镀膜机的离子源使用功率为800/800/600；调整镀膜机的充氧流量60SCCM；调整镀膜机的沉积速率为0.3nm/s，以构成第一子集层20的镀膜环境。由于第一子集层20和第二子集层30的需要不同，在镀设第一子集层20时能够根据第一子集层20的材料的需求来设置第一子集层20的镀膜环境。
具体的，在步骤S3中还包括：调整镀膜机的离子源使用功率为300/600/600；调整镀膜机的充氧流量10SCCM；调整镀膜机的沉积速率为0.5nm/s，以构成第二子集层30的镀膜环境。由于第一子集层20和第二子集层30的需要不同，在镀设第二子集层30时能够根据第二子集层30的材料的需求来设置第二子集层30的镀膜环境。
长焦摄像头包括上述的树脂棱镜镜片。具有上述的树脂棱镜镜片的长焦摄像头具有成本低、摄像稳定的优点。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种树脂棱镜镜片，其特征在于，包括：
棱镜镜片(10)；
多个第一子集层(20)，所述第一子集层(20)与所述棱镜镜片(10)连接；
多个第二子集层(30)，多个所述第一子集层(20)和多个所述第二子集层(30)交替叠置，所述第一子集层(20)和所述第二子集层(30)的折射率不同，多个第一子集层(20)的总厚度DH总和多个所述第二子集层(30)的总厚度DL总的比值满足：0.50<
DH总/DL总<1.50；
所述树脂棱镜镜片在可见光波段400-700nm范围内的平均反射率Rave≥95％；
所述第一子集层(20)的折射率大于所述第二子集层(30)的折射率；
所述第一子集层(20)的折射率大于等于2.2且小于等于2.3；
所述第二子集层(30)的折射率大于等于1.4且小于等于1.6。
2.根据权利要求1所述的树脂棱镜镜片，其特征在于，所述第一子集层(20)的材料包括氮化物、氟化物、硫化物、硒化物、氢化硅、氢化硅锗、SiC、Nb2O5、Ta2O5以及Ti的氧化物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的树脂棱镜镜片，其特征在于，所述第二子集层(30)的材料包括SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、MgF2、NbTiOx、ZrO2、Y2O3、HfO2、S3N4、硼基材料、磷基材料中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的树脂棱镜镜片，其特征在于，所述棱镜镜片(10)的材料包括EP、APEL、Zeonex、PMMA中的一种。
5.根据权利要求1所述的树脂棱镜镜片，其特征在于，所述棱镜镜片(10)的折射率大于等于1.5且小于等于1.7。
6.一种树脂棱镜镜片的镀膜方法，其特征在于，权利要求1至5中任一项所述的树脂棱镜镜片采用所述树脂棱镜镜片的镀膜方法制备，所述树脂棱镜镜片的镀膜方法包括：
步骤S1：所述树脂棱镜镜片的棱镜镜片(10)放置在镀膜机内后进行所述镀膜机的镀膜参数调整；
步骤S2：构成所述树脂棱镜镜片的所述第一子集层(20)的镀膜环境，在所述棱镜镜片(10)的表面形成所述第一子集层(20)，进行所述镀膜参数的调整；
步骤S3：构成所述树脂棱镜镜片的第二子集层(30)的镀膜环境，在所述第一子集层(20)的表面形成所述第二子集层(30)；
步骤S4：所述第一子集层(20)的数量为N，所述第二子集层(30)的数量为M：若N和M均为1则结束镀膜；若N大于1且M等于N，则重复执行M次所述步骤S2和所述步骤S3后结束镀膜；若N大于1且M小于N，则重复执行M次所述步骤S2和所述步骤S3，执行所述步骤S2后结束镀膜。
7.根据权利要求6所述的树脂棱镜镜片的镀膜方法，其特征在于，在所述步骤S1中还包括：
调整所述镀膜机的真空度为3.0E-3pa；
调整所述镀膜机的镀膜温度至90℃至100℃之间；
调整所述镀膜机的镀膜时间为60min。
8.根据权利要求6所述的树脂棱镜镜片的镀膜方法，其特征在于，在所述步骤S2中还包括：
调整所述镀膜机的离子源使用功率为800/800/600；
调整所述镀膜机的充氧流量60SCCM；
调整所述镀膜机的沉积速率为0.3nm/s，以构成所述第一子集层(20)的镀膜环境。
9.根据权利要求6所述的树脂棱镜镜片的镀膜方法，其特征在于，在所述步骤S3中还包括：
调整所述镀膜机的离子源使用功率为300/600/600；
调整所述镀膜机的充氧流量10SCCM；
调整所述镀膜机的沉积速率为0.5nm/s，以构成所述第二子集层(30)的镀膜环境。
10.一种长焦摄像头，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的树脂棱镜镜片。
Priority Applications (1)
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