蓝玻璃红外截止滤光片制造技术

本实用新型专利技术公开一种蓝玻璃红外截止滤光片，包括基板，基板材料为蓝玻璃，在基板的前表面有红外短波截止膜堆，在基板的后表面有红外长波截止膜堆，所述红外短波截止膜堆和红外长波截止膜堆分别由高折射率材料和低折射率材料的薄膜交替堆叠而成。通过采用较少膜层数的两组红外截止膜堆与蓝玻璃相组合，在蓝玻璃基板厚度处于超薄条件下，利用蓝玻璃的红外吸收特性和截止膜堆的红外反射特性来共同实现对红外光谱区间700nm-1100nm的高截止特性要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种滤光片，特别涉及一种高像素摄像头用复合薄膜型蓝玻璃红外截止滤光片。
技术介绍
随着高端智能手机的发展，尤其是苹果手机的热卖，对手机摄像头的要求越来越高，已经从初期的130万像素发展到500万像素甚至800万像素，未来800万像素及以上的手机摄像头将成为智能手机的标准配置。在手机摄像头中，位于影像感测器CCD或CMOS前的红外截止滤光片，有效滤除红外线通过可见光线，从而产生正常色彩的影像，是摄像头中的一个关键元器件。随着成像像素的不断提高，从成像清晰，色彩还原真实，感测器工作稳定可靠等方面对红外截止滤光片提出了越来越高的要求。尤其是一般摄像头体积非常小，红外截止滤光片尺寸规格只有几个毫米量级，而所摄取的景物几何尺寸要远大于手机镜头，这样拍摄对象的反射光很大一部分将以一定的入射角度进入镜头，而不完全是垂直入射。如果不对这类斜入射光进行有效的处理，将极大影响可见光谱透过率，从而影响成像质量。现有的红外截止滤光片一般由多层高低折射率材料的薄膜在透明光学玻璃表面堆叠而成，采用物理光学的多光束干涉原理对红外光进行截止，红外线通过多层薄膜时会发生光学干涉相消现象，可见光通过多层薄膜会发生干涉相长现象，以实现截止红外光透过可见光的功能，而当光线以不同角度入射到多层膜时，由于等效光学厚度和等效折射率发生变化，使得整个光谱向短波方向偏移，一般在27nm左右，造成部分可见光被过滤，从而通过镜头模组所成画面，在中心和边缘部分的色彩表面出较大的差异，虽然专利200710202316. 9提出采用叠加多个膜堆组合的方法，但这样的结果虽然实现了一定角度条件下的较少的波长偏移(16nm)，但所付出的代价的膜层总数非常多达到38层-50层，膜层厚度大，设计和制备难度大，成本高，不利于产品化。另一种手段是采用蓝玻璃基板，其红外截止是利用了玻璃材质本身对入射光选择吸收的特性，实现对近红外700-1200nm波段光吸收达到红外截止，所以不存在大入射角条件下的波长偏移现象，但截止效果强烈依赖于蓝玻璃基板的厚度，目前常用的蓝玻璃厚度在1. 2_，能够实现很好的红外截止，但过厚的厚度也会导致可见光部分的透过率降低，同时也不利于成像器件的小型化发展。现代的摄像头产品，对体积要求越来越小，对成像质量，色彩还原要求越来越高，而内嵌于CCD/CM0S影像传感器前的红外截止滤光片，一般厚度要求只有O. lmm-0. 3mm,通常的规格为O.1mm, O. 145mm, O. 21mm和O. 3mm,如此薄的基板厚度空间，如果采用同样厚度的蓝玻璃作为红外截止滤光片，由于厚度减薄，其对红外波段700-1200nm的吸收降低，截止效果减弱，导致当采用O. 3mm厚蓝玻璃时，红外波段截止特性只能达到透过率20%左右，远低于高像素摄像头红外截止透过率小于O. 5%的要求。在越来越高的手机摄像头像素要求下，现有红外截止滤光片存在的问题必然会影响正常的成像效果，降低成像质量。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种能够实现大角度入射和超薄玻璃基板条件下光谱偏移小，并具有良好红外截止特性的高像素摄像头用蓝玻璃红外截止滤光片。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是提供一种蓝玻璃红外截止滤光片，包括基板，其特征在于，基板材料为蓝玻璃，在基板的前表面有红外短波截止膜堆，在基板的后表面有红外长波截止膜堆，所述红外短波截止膜堆和红外长波截止膜堆分别由高折射率材料和低折射率材料的薄膜交替堆叠而成。其中，所述红外短波截止膜堆的层数为20-25层，红外短波截止膜堆截止中心波长位于SOOnm附近；红外长波截止膜堆的层数控制在15-20层，红外长波截止膜堆截止中心波长位于IOOOnm附近。其中，所述基板厚度在O. lmm-0. 55mm之间。其中，所述基板厚度为O. lmm、0. 145mm、0. 21mm、0. 3mm、0. 45mm 或 0. 55mm。其中，所述高折射率材料为TiO2、Ta2O5, Nb2O5中的一种或几种的混合物。其中，所述低折射材料为SiO2或MgF2。本技术的蓝玻璃红外截止滤光片，通过采用较少膜层数的两组红外截止膜堆与蓝玻璃相组合，在蓝玻璃基板厚度处于超薄条件下，利用蓝玻璃的红外吸收特性和截止膜堆的红外反射特性来共同实现对红外光谱区间700nm-1100nm的高截止特性要求；膜层数的降低不但利于实际制备，同时也降低了传统红外截止滤光片在镀制膜层数较多条件下极易形成白雾现象的几率。采用前后膜堆双面镀膜的办法，利用两个膜堆中心波长不同、膜层数不同来实现总光学厚度相当，引入的应力相接近，从而有效防止了超薄蓝玻璃基板由于膜层应力而引起翘曲，变形。通过优选红外截止膜堆的中心波长，使得在大角度入射条件下红外截止膜堆的短波偏移不影响蓝玻璃本身的可见光透过率，这样从总体上实现了大角度入射条件下很小的光谱偏移，使其在实际成像时克服现有技术影像色彩偏差，得到色彩均匀清晰的成像。附图说明图1是本技术复合薄膜蓝玻璃红外截止滤光片膜层结构示意图；图2是O. 45mm常规未镀膜蓝玻璃基片不同入射角度透射光谱示意图；图3是传统白玻璃多层干涉薄膜红外截止滤光片不同入射角度透射光谱示意图；图4是本技术复合薄膜蓝玻璃红外截止滤光片与未镀膜蓝玻璃透射光谱对比示意图；图5是本技术复合薄膜蓝玻璃红外截止滤光片不同入射角度透射光谱示意图。主要元件符号说明1、蓝玻璃基板；2、红外短波截止膜堆；3、红外长波截止膜堆。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本技术的复合薄膜蓝玻璃红外截止滤光片包括基板，在基板的前表面有红外短波截止膜堆2，在基板的后表面有红外长波截止膜堆3，其中基板材料为蓝玻璃，厚度在O. lmm-0. 55mm 之间，常用规格为 O.1mm, O. 145mm, O. 21mm, O. 3mm, O. 45mm 和 0. 55mm。红外短波截止膜堆和红外长波截止膜堆分别由高低折射率材料的薄膜交替堆叠而成，其中，高折射率材料为Ti02、Ta205、Nb2O5中的一种或几种的混合物，低折射材料为SiO2或MgF2中的一种。由于蓝玻璃本身对红外光线存在吸收效应，加镀多层红外截止膜的作用是为了进一步改善蓝玻璃的红外截止特性，所以在蓝玻璃前后通过优选截止波长和膜层数，满足组合后的红外截止特性达到要求指标，同时保证红外截止膜堆在大角度入射条件下的短波偏移尽量不影响蓝玻璃本身的可见光谱透过区域。这样确保了复合薄膜型的蓝玻璃红外截止滤光片在大角度入射条件下整体的光谱偏移对可见光区透过率影响较小。基于超薄蓝玻璃，为防止薄基片由于膜层应力发生形变，在基板的两个表面分别镀制截止波长不同的两组红外截止膜堆，红外截止膜堆的膜层数决定于所采用的蓝玻璃基板厚度所引起的红外光透过率高低。其中红外短波截止膜堆2的层数通常控制在20层-25层，截止中心波长位于SOOnm附近；红外长波截止膜堆层数控制在15-20层，红外长波截止膜堆截止中心波长位于IOOOnm附件，这样既保证蓝玻璃两个表面膜堆的膜层总厚度相接近，由于选用同种薄膜材料和生产工艺，两个膜堆所应起的应力也相接近，这样在蓝玻璃两面实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝玻璃红外截止滤光片，包括基板，其特征在于，基板材料为蓝玻璃，在基板的前表面有红外短波截止膜堆，在基板的后表面有红外长波截止膜堆，所述红外短波截止膜堆和红外长波截止膜堆分别由高折射率材料和低折射率材料的薄膜交替堆叠而成。

【技术特征摘要】
1.一种蓝玻璃红外截止滤光片，包括基板，其特征在于，基板材料为蓝玻璃，在基板的前表面有红外短波截止膜堆，在基板的后表面有红外长波截止膜堆，所述红外短波截止膜堆和红外长波截止膜堆分别由高折射率材料和低折射率材料的薄膜交替堆叠而成。2.根据权利要求1所述的蓝玻璃红外截止滤光片，其特征在于， 所述红外短波截止膜堆的层数为20-25层，红外短波截止膜堆截止中心波长位于SOOnm附近；红外长波截止膜堆的层数控制在15-20层，红外长波截止膜堆截止中心波长位于IOOOnm附近。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜轶坤，关振奋，张慎兴，吴冠伟，
申请(专利权)人：晋谱福建光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：