一种多角度低反射红外截止滤光膜的设计方法

技术领域

本发明涉及滤光膜技术领域，具体是一种多角度低反射红外截止滤光膜的设计方法。

背景技术

红外截止滤光膜（IR-CUT）是蒸镀在玻璃或树脂等基板上，使其在可见光波段透过增加，而近红外光波段（700-1200nm）透过减少的光学薄膜。主要作用是消除红外光线对成像的影响，应用于多种成像领域。通过在成像系统中加入红外截止滤光片，阻挡该部分干扰成像质量的红外光，可以使所成影像更加符合人眼的最佳感觉，是数码相机、智能手机摄像头及其它数字摄像镜头系统的核心部件。

现有红外截止滤光膜（IR-CUT）已经大量应用于摄像模组中，随着成像要求越来越高，对红外截止膜的要求也越来越高：近红外截止波段要继续保持高截止，同时可见光波段透过要求也越来越高。对应红外截止滤光膜在可见光波段的反射要尽可能压低。常用膜层材料高折射率（Ti3O5/Ta2O5等），低折射率材料（SiO2/Mgf2等），光学薄膜设计是由高低折射率材料进行交替蒸镀在玻璃或树脂等基板上，设计时采用2个标准膜堆进行堆叠设计，膜层厚度较薄的膜堆在前，较厚的在后，设计曲线在可见光波段0度的反射和30度的反射很难同时保持在较低的反射要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多角度低反射红外截止滤光膜的设计方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多角度低反射红外截止滤光膜的设计方法，包括以下步骤：

S1：基底材料的选择；

S2：制备高低折射率材料的单层膜；

S3：将倒置的膜堆参数导入光学设计软件，调节关键膜层厚度，输入优化条件后，进行多角度低反射红外截止滤光膜优化设计；采用倒置“厚堆(1.35H1.35L)^10，薄堆(HL)^10”作为基础膜堆进行优化，将较厚的膜层放置在前，H代表高折射率材料；L代表低折射率材料；1.35是系数；薄厚堆系数比1：1.3和1：1.5之间；

S4：基底材料的一面先蒸镀粘结层，然后以不同条件交替蒸镀氧化硅层和氧化钛层。

优选的，所述步骤S1中基底材料选择白玻璃、蓝玻璃、树脂材料中的一种或多种。

优选的，所述步骤S2中单层膜的制备是通过镀膜机制备，步骤S2中还包括确定镀膜材料的基本光学参数。

优选的，所述镀膜材料的基本光学参数包括折射率和吸收系数。

优选的，所述步骤S4中交替蒸镀氧化硅层和氧化钛层的膜层在30-45层之间。

优选的，所述氧化硅层的总厚度设置为2500-3500nm，氧化钛层的总厚度设置为1500-2500nm；得到0度和30度可见光波段双低反射红外截止滤光膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：基底一面交替蒸镀粘结层（mgf2/AL2O3/钛酸镧等），然后交替蒸镀高/低折射率材料（使用高纯度的石英硅环作为低折射率蒸镀物质，使用结晶态高纯度的氧化钛作为高折射率蒸镀物质），总层数设置为30-45层，通过2个标准膜堆进行堆叠设计，采用厚膜堆在前，薄膜堆在后，并将靠近基底的前两层高低折射率材料的膜层厚度设置为约1/4光学厚度的薄层，同时在最后添加4层薄层作为干涉层，然后通过软件进一步优化，最终设计0度和30度可见光波段反射显著降低，反射设计余量充足，生产良率高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种多角度低反射红外截止滤光膜的设计方法，包括以下步骤：

S1：基底材料的选择；

S2：制备高低折射率材料的单层膜；

S3：将倒置的膜堆参数导入光学设计软件，调节关键膜层厚度，输入优化条件后，进行多角度低反射红外截止滤光膜优化设计；采用倒置“厚堆(1.35H1.35L)^10，薄堆(HL)^10”作为基础膜堆进行优化，将较厚的膜层放置在前，H代表高折射率材料；L代表低折射率材料；1.35是系数；薄厚堆系数比1：1.3和1：1.5之间；常规设计基础膜堆是“薄堆(HL)^10，厚堆(1.3H1.3L)^10”；

S4：基底材料的一面先蒸镀粘结层，然后以不同条件交替蒸镀氧化硅层和氧化钛层。

优选的，所述步骤S1中基底材料选择白玻璃、蓝玻璃、树脂材料中的一种或多种。

优选的，所述步骤S2中单层膜的制备是通过镀膜机制备，步骤S2中还包括确定镀膜材料的基本光学参数。

优选的，所述镀膜材料的基本光学参数包括折射率和吸收系数。

优选的，所述步骤S4中交替蒸镀氧化硅层和氧化钛层的膜层在30-45层之间。

优选的，所述氧化硅层的厚度设置为2500-3500nm，氧化钛层的厚度设置为1500-2500nm；得到0度和30度可见光波段双低反射红外截止滤光膜。

本发明的工作原理是：基底一面交替蒸镀粘结层（mgf2/AL2O3/钛酸镧等），然后交替蒸镀高/低折射率材料（使用高纯度的石英硅环作为低折射率蒸镀物质，使用结晶态高纯度的氧化钛作为高折射率蒸镀物质），总层数设置为30-45层，通过2个标准膜堆进行堆叠设计，采用厚膜堆在前，薄膜堆在后，并将靠近基底的前两层高低折射率材料的膜层厚度设置为约1/4光学厚度的薄层，同时在最后添加4层薄层作为干涉层，然后通过软件进一步优化，最终设计0度和30度可见光波段反射显著降低，反射设计余量充足，生产良率高。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。