CN106908888A - 一种低角度偏移特性带通滤光片 - Google Patents

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张睿智
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Abstract

本发明涉及光学镜片领域，公开了一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层；高折射率层与低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，镀膜层的上表面为低折射率层，镀膜层的下表面设于基底层的表面上，高折射率层在850nm处的折射率为2.5‑4.0；低折射率层在850nm处的折射率为1.3‑2.5；基底层为在400‑1200nm区间透过率不小于88%的光学玻璃，或者为在400‑1200nm区间内的某一区域具备光学吸收能力且该区域透过率不大于50%的有色玻璃。本发明可以有效减少设计带宽，可以有效解决模组大视场附近位置处出现无法感应，画面均匀性差，信噪比高等问题。

Description

一种低角度偏移特性带通滤光片
技术领域
本发明涉及光学镜片领域，尤其涉及一种低角度偏移特性带通滤光片。
背景技术
目前生物识别，体感追踪，距离/深度探测，环境光感应，接近感应，近红外安防监控等模组，会使用特定波段带通滤光片进行滤光以达成产品功用。
随着镜头CRA(Chief ray angle)及F(Aperture)值的增大，传统带通滤光片在较大的AOI（Angle of incidence）下出现严重的带通位置偏移现象，在大视场附近位置处出现无法感应，画面均匀性，信噪比高等问题。
为了解决上述技术问题，目前常采用增大带宽的方法以保证在不同视场下的进光量。通过增大带宽可以改善大视场附近的感应能力及画面均匀性问题，但是同时会带来产品抗干扰能力差，信噪比低的缺点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低角度偏移特性带通滤光片。本发明的低角度偏移特性带通滤光片可以有效减少设计带宽，可以有效解决模组大视场附近位置处出现无法感应，画面均匀性差，信噪比高等问题。
本发明的具体技术方案为：一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层；所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上，高折射率层在850nm处的折射率为2.5-4.0；低折射率层在850nm处的折射率为1.3-2.5；基底层为在400-1200nm区间透过率不小于88%的光学玻璃，或者为在400-1200nm区间内的某一区域具备光学吸收能力且该区域透过率不大于50%的有色玻璃。
本发明是通过在基底层上采用特定折射率的高折射率层与特定折射率的低折射率层的堆叠，形成具备某特定光波长区间透过，其余光波长区间截止的带通滤光片。
本发明通过基材吸收特性构建带通滤光片主体光谱，利用基材光谱在各AOI下变化量较小的特点，获得低角度偏移特性。
本发明通过在400-1200nm区间内的某一区域具备光学吸收能力且该区域透光率不大于50%的有色玻璃基材上镀制普通偏移特性的带通滤光片或在400-1200nm区域透过率不小于88%的光学玻璃上镀制具备低角度偏移特性带通滤光片，以获得效果更佳的低角度偏移特性。本发明的带通产品，工作在850nm及940nm附近，AOI在0~30°变化时，中心波长点变化量在18nm以下。
采用本发明的低角度偏移特性带通滤光片可以有效减少设计带宽，可以有效改善模组大视场附近位置处出现无法感应，画面均匀性，信噪比等问题。
本发明是基于产品特性的源头提出改善方法：减少产品在不同视场下，AOI变化时带来的偏移量问题。本发明的低角度偏移特性带通滤光片可广泛应用于生物识别，体感追踪，距离/深度探测，环境光感应，接近感应，近红外安防监控等模块等领域。
作为优选，所述基底层的两面均设有所述高折射率层和所述低折射率层堆叠的镀层。
作为优选，所述高折射率层的材料全部或部分采用SiOx，SiNx或SiHx。本发明全部或部分使用SiOx，SiNx，SiHx等材料作为高折射率层，折射率（850nm处）在2.5~4.0，以获得了在大AOI下的低移偏特性。
作为优选，所述低折射率层的材料全部或部分采用SiOx、SiNx、TiOx、NbOx或TaOx。
作为优选，所述光学玻璃为D263Teco或K9。
作为优选，所述低折射率的层数为8-30层，所述高折射率的层数为8-30层。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的低角度偏移特性带通滤光片可以有效减少设计带宽，可以有效解决模组大视场附近位置处出现无法感应，画面均匀性差，信噪比高等问题。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种结构示意图；
图2为本发明实施例1的透过率与波长的关系图；
图3为本发明对比例1的透过率与波长的关系图；
图4为本发明实施例2的透过率与波长的关系图。
附图标记为：高折射率层1、低折射率层2、基底层3。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1所示，一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层。所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上。其中，所述低折射率的层数为12层，所述高折射率的层数为12层（图1中未示出具体层数）。
高折射率层在850nm处的折射率为3.7；所述高折射率层的材料全部采用SiHx混合物。
低折射率层在850nm处的折射率为1.45；所述低折射率层的材料全部采用SiOx混合物。
基底层为在400-1200nm区间透过率不小于88%的K9光学玻璃。
实施例2
一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层。所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上。其中，所述低折射率的层数为15层，所述高折射率的层数为15层。
高折射率层在850nm处的折射率为3.3；所述高折射率层的材料采用SiHx与SiNx混合物。
低折射率层在850nm处的折射率为1.5；所述低折射率层的材料全部采用SiOx混合物。
基底层为在400-1200nm区间透过率不小于88%的D263Teco光学玻璃。
实施例3
一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层。所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上。其中，所述低折射率的层数为19层，所述高折射率的层数为19层。
高折射率层在850nm处的折射率为3.3；所述高折射率层的材料全部采用SiHx与SiNx混合物。
低折射率层在850nm处的折射率为1.9；所述低折射率层的材料全部采用SiNx混合物。
基底层为在400-1200nm区间透过率不小于88%的D263Teco光学玻璃。
实施例4
一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层。所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上。其中，所述低折射率的层数为8层，所述高折射率的层数为8层。
高折射率层在850nm处的折射率为2.5；所述高折射率层的材料全部采用SiNx混合物。
低折射率层在850nm处的折射率为1.3；所述低折射率层的材料全部采用SiOx混合物。
基底层为在400-1200nm区间内的某一区域具备光学吸收能力且该区域透过率不大于50%的有色玻璃。
实施例5
一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层。所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上。其中，所述低折射率的层数为30层，所述高折射率的层数为30层。
高折射率层在850nm处的折射率为3.0；所述高折射率层的材料采用SiOx混合物与SiNx混合物。
低折射率层在850nm处的折射率为2.5；所述低折射率层的材料采用SiHx混合物与SiNx混合物。
基底层为在400-1200nm区间内的某一区域具备光学吸收能力且该区域透过率不大于50%的有色玻璃。
实施例6
实施例6与实施例1的不同之处在于，所述基底层的两面均设有所述高折射率层和所述低折射率层堆叠的镀层。
对比例1
一种低角度偏移特性带通滤光片，包括基底层、高折射率层和低折射率层。所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上。其中，所述低折射率的层数为16层，所述高折射率的层数为16层。
高折射率层在850nm处的折射率为2.3；所述高折射率层的材料采用TiO2。
低折射率层在850nm处的折射率为1.45；所述低折射率层的材料采用SiO2。
基底层为在400-1200nm区间透过率不小于88%的K9光学玻璃。
将实施例1-2以及对比例1的带通滤光片进行性能测试对比：
对比例1：如图3所示，产品带通中心波长825nm带宽67nm，AOI在0~30°变化时，中心波长变化量在26nm。
其中，中心波长=（带宽左侧T=50%对应波长+右侧T=50%对应波长）/ 2
较大的偏移量带来了感应能力下降，画面均匀性问题，为保证产品功用，目前常采用增大带宽的方法以保证在不同视场下的进光量，但却会带来产品抗干扰能力差，信噪比低的缺点。
实施例1：如图2所示，产品带通中心波长850nm带宽30nm，AOI在0~30°变化时，中心波长点变化量为12nm。
实施例2：如图4所示，产品带通中心波长850nm带宽30nm，AOI在0~30°变化时，中心波长点变化量为13nm。
通过对比可知，本发明能够减少产品在不同视场下，AOI变化时带来的偏移量问题。本发明的带通产品，工作在850nm及940nm附近，AOI在0~30°变化时，中心波长点变化量在18nm以下。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种低角度偏移特性带通滤光片，其特征在于：包括基底层（3）、高折射率层（1）和低折射率层（2）；所述高折射率层与所述低折射率层相间堆叠形成一个镀膜层，所述镀膜层的上表面为低折射率层，所述镀膜层的下表面设于所述基底层的表面上，高折射率层在850nm处的折射率为2.5-4.0；低折射率层在850nm处的折射率为1.3-2.5；基底层为在400-1200nm区间透过率不小于88%的光学玻璃，或者为在400-1200nm区间内的某一区域具备光学吸收能力且该区域透过率不大于50%的有色玻璃。
2.如权利要求1所述的一种低角度偏移特性带通滤光片，其特征在于，所述基底层的两面均设有所述高折射率层和所述低折射率层堆叠的镀层。
3.如权利要求1或2所述的一种低角度偏移特性带通滤光片，其特征在于，所述高折射率层的材料全部或部分采用SiOx，SiNx或SiHx。
4.如权利要求1或2所述的一种低角度偏移特性带通滤光片，其特征在于，所述低折射率层的材料全部或部分采用SiOx、SiNx、TiOx、NbOx或TaOx。
5.如权利要求1或2所述的一种低角度偏移特性带通滤光片，其特征在于，所述光学玻璃为D263Teco或K9。
6.如权利要求1或2所述的一种低角度偏移特性带通滤光片，其特征在于，所述低折射率的层数为8-30层，所述高折射率的层数为8-30层。
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