CN203164460U - 一种具有金刚膜的增透滤光片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有金刚膜的增透滤光片，包括透明玻璃基板、7层增透膜及金刚膜；所述7层增透膜设置在透明玻璃基板上，该7层增透膜由低折射率的二氧化硅SiO2膜层和高折射率的二氧化钛TiO2膜层多次交替堆叠组成；所述金刚膜为金刚石晶体薄膜，该金刚膜覆盖在第7层膜上，其厚度为9.9-10.2nm。本实用新型在380-700nm的可见光波段，其平均反射率低于1%，其可见光透过率非常高，不易产行干扰问题；具有极高的硬度和良好的机械强度，耐酸碱，不易潮解，能广泛应用于数码像机、数码录像机、监控用摄像机、电脑摄像头、手机摄像、可视电话、电子玩具等CCD或CMOS成像系统设备领域，且能适应于军事、航天航空、野外勘探等恶劣环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种滤光片，特别涉及一种具有金刚膜的增透滤光片。
背景技术
目前，滤光片之透明玻璃基片的可见光透过率只有92%，而剩下的8%则被透明玻璃基片本身反射掉。在可拍照手机摄像头、电脑内置摄像头、汽车摄像头等数码成像领域，如果不对滤光片进行增透处理，则CCD/CMOS成像会很差，因此，滤光片的透明玻璃基片上通常都镀有增透膜，用以增加可见光透过率。可见光主要包括红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、紫光，在现有技术中，增透滤光片一般只能对绿光、黄光和蓝光进行增透处理，而不能对红光、橙光和紫光进行有效的增透，因而其增透范围较窄。另一方面，现有技术中增透滤光片的增透膜易对IR功能膜（如红外截止功能膜）产生光干扰问题，因而，不能满足高精密成像设备的要求。再一方面，现有技术中的增透滤光片的增透膜硬度低、机械强度差，而且不耐酸碱，在空气中易潮解，因而大大地限制了增透滤光片的应用范围，难以在军事、航天航空、野外勘探等恶劣环境中应用。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种硬度高、机械强度强、耐酸碱，不易潮解，不易产生光干扰问题，能对较宽范围内的可见光进行有效增透，且在380-700nm的可见光波段，其平均反射率低于1%的具有金刚膜的增透滤光片。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有金刚膜的增透滤光片，包括透明玻璃基板、7层增透膜及金刚膜；所述7层增透膜设置在透明玻璃基板上，该7层增透膜由低折射率的二氧化硅SiO2膜层和高折射率的二氧化钛TiO2膜层多次交替堆叠组成，该7层增透膜从内至外依次为：第1层，SiO2膜层，厚度为175.5-176nm；第2层，TiO2膜层，厚度为12.5-12.8nm；第3层，SiO2膜层，厚度为31.5-32nm；第4层，TiO2膜层，厚度为68-68.49nm；第5层，SiO2膜层，厚度为4-4.3nm；第6层，TiO2膜层，厚度为34-34.4nm；第7层，SiO2膜层，厚度为75.6-76nm；所述金刚膜为金刚石晶体薄膜，该金刚膜覆盖在所述第7层膜上，该金刚膜的厚度为9.9-10.2nm。
本实用新型具有金刚膜的增透滤光片的制造工艺包括：将透明玻璃基板置于精密真空镀膜机中，然后设定好膜层厚度参数，通过真空镀膜(例如蒸镀)方式形成所述的7层增透膜。7层增透膜镀好之后，接着制备金刚石晶体薄膜，也称为类金刚石薄膜，采用以石墨为阴极电极的脉冲电弧放电和分解离化碳氢化合物气体的混合物理化学气相沉积法在滤光片的增透膜表面进行金刚石薄膜的沉积；其中，薄膜沉积步骤具体为：开启以石墨为阴极电极的脉冲电弧放电，电压为200-400V，向镀膜室内通入甲烷、乙烷或丙烷等碳氢化合物气体，控制流量为5-10sccm，由脉冲放电形成的碳离子和碳的高能中性原子与碳氢化合物气体分子碰撞，生成新的碳离子飞向滤光片的增透膜表面形成金刚石晶体薄膜，需要注意的是，该金刚石晶体薄膜的折射率接近于SiO2膜层。增透膜与金刚膜制备之后，增透滤光片在380-700nm的可见光波段，其平均反射率低于1%。
本实用新型的有益效果是：本实用新型具有7层增透膜及一金刚膜，在380-700nm的可见光波段，其平均反射率低于1%，其可见光透过率非常高，不易干扰到功能膜（如红外截止功能膜）；本实用新型覆盖金刚膜之后，具有极高的硬度和良好的机械强度，耐酸碱，不易潮解，能广泛应用于数码像机、数码录像机、监控用摄像机、电脑摄像头、手机摄像、可视电话、电子玩具等CCD或CMOS成像系统设备领域，且能适应于军事、航天航空、野外勘探等恶劣环境。
附图说明
图1为本实用新型具有金刚膜的增透滤光片的整体结构示意图。
图2为本实用新型具有金刚膜的增透滤光片进行光线透射测试的反射率特性图。
图中：100.具有金刚膜的增透滤光片；1.透明玻璃基板；2.7层增透膜；21.SiO2膜层；22.TiO2膜层；3.多则膜。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，在该具体实施方式中，该具有金刚膜的增透滤光片100包括透明玻璃基板1、7层增透膜2及金刚膜3；所述7层增透膜2设置在透明玻璃基板1上，该7层增透膜2由低折射率的二氧化硅SiO2膜层21和高折射率的二氧化钛TiO2膜层22多次交替堆叠组成，该7层增透膜2从内至外依次为：第1层，SiO2膜层，厚度为175.5-176nm；第2层，TiO2膜层，厚度为12.5-12.8nm；第3层，SiO2膜层，厚度为31.5-32nm；第4层，TiO2膜层，厚度为68-68.49nm；第5层，SiO2膜层，厚度为4-4.3nm；第6层，TiO2膜层，厚度为34-34.4nm；第7层，SiO2膜层，厚度为75.6-76nm；所述金刚膜3为金刚石晶体薄膜3，该金刚膜3覆盖在所述第7层膜2上，该金刚膜3的厚度为9.9-10.2nm。
在上述技术方案中，二氧化钛膜层22和二氧化硅膜层21通过真空镀膜（如真空蒸镀）方式形成于透明玻璃基板之上，二氧化钛膜层22和二氧化硅膜层21的层数和厚度是根据二氧化钛及二氧化硅的折射率，经大量计算而得出的，二氧化钛具有较高折射率，其在部分光线波段中的折射率参见表一；二氧化硅具有较低折射率，其在部分光线波段中的折射率参见表二，而多则膜的折射率则接近于二氧化硅折射率。
表一、二氧化钛在部分光线波段中的折射率：
| 光线波段(nm) | 折射率 | 光线波段(nm) | 折射率 |
| 350 | 2.572 | 956.1223 | 2.171 |
| 484.6938 | 2.350 | 989.7958 | 2.167 |
| 686.7346 | 2.229 | 1057.143 | 2.160 |
| 754.0815 | 2.209 | 1124.49 | 2.154 |
| 821.4285 | 2.193 | 1191.837 | 2.149 |
| 888.7754 | 2.181 | 2000 | 2.123 |
表二、二氧化硅在部分光线波段中的折射率。
| 光线波段(nm) | 折射率 | 光线波段(nm) | 折射率 |
| 300 | 1.478 | 650 | 1.45 |
| 350 | 1.472 | 700 | 1.446 |
| 450 | 1.463 | 900 | 1.44 |
| 500 | 1.459 | 1000 | 1.437 |
| 550 | 1.455 | 1500 | 1.434 |
| 600 | 1.452 | 2000 | 1.43 |
作为对具有金刚膜的增透滤光片100的优选方式，所述7层增透膜的厚度依次为：第1层，175.584nm；第2层，12.513nm；第3层，31.753nm；第4层，68.433nm；第5层，4.064nm；第6层，34.366nm；第7层，75.808nm；所述金刚膜的厚度为10nm。
进一步，所述透明玻璃基板1为光学玻璃基板D263T，该光学玻璃基板D263T的厚度优选为0.145mm或0.21mm或0.3mm或0.4mm或0.55mm。
如图2所示，为该具有金刚膜的增透滤光片100进行光线透射测试的反射率特性图，从图中可以看出，在380-700nm的可见光波段，其平均反射率低于1%，而在400-650nm的可见光波段，其平均反射率低于0.5%，不仅可见光增透范围宽，而且可见光透过率非常高，不易干扰到功能膜（如红外截止功能膜）等问题；该具有金刚膜的增透滤光片100，具有极高的硬度，和良好的机械强度，耐酸碱，不易潮解，能广泛应用于数码像机、数码录像机、监控用摄像机、电脑摄像头、手机摄像、可视电话、电子玩具等CCD或CMOS成像系统设备领域，且能适应于军事、航天航空、野外勘探等恶劣环境。
以上所述，仅是本实用新型较佳实施方式，凡是依据本实用新型的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种具有金刚膜的增透滤光片，包括透明玻璃基板、7层增透膜及金刚膜；所述7层增透膜设置在透明玻璃基板上，该7层增透膜由低折射率的二氧化硅SiO2膜层和高折射率的二氧化钛TiO2膜层多次交替堆叠组成，该7层增透膜从内至外依次为：第1层，SiO2膜层，厚度为175.5-176nm；第2层，TiO2膜层，厚度为12.5-12.8nm；第3层，SiO2膜层，厚度为31.5-32nm；第4层，TiO2膜层，厚度为68-68.49nm；第5层，SiO2膜层，厚度为4-4.3nm；第6层，TiO2膜层，厚度为34-34.4nm；第7层，SiO2膜层，厚度为75.6-76nm；所述金刚膜为金刚石晶体薄膜，该金刚膜覆盖在所述第7层膜上，该金刚膜的厚度为9.9-10.2nm。
2.根据权利要求1所述的具有金刚膜的增透滤光片，其特征在于：所述7层增透膜的厚度依次为：第1层，175.584nm；第2层，12.513nm；第3层，31.753nm；第4层，68.433nm；第5层，4.064nm；第6层，34.366nm；第7层，75.808nm；所述金刚膜的厚度为10nm。
3.根据权利要求1或2所述的具有金刚膜的增透滤光片，其特征在于：所述透明玻璃基板为光学玻璃基板D263T。
4.根据权利要求3所述的具有金刚膜的增透滤光片，其特征在于：所述光学玻璃基板D263T的厚度为0.145mm或0.21mm或0.3mm或0.4mm或0.55mm。
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