CN108388026A - 一种3d眼镜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三波段带通滤光片在制备3D眼镜中的应用，该三波段带通滤光片的膜系结构为：[玻璃基片(HL)^28L(HL)^2L(HL)^28L(HL)^2L(HL)^28L(HL)^2空气]，还公开了3D眼镜及其制备方法，该发明制备的眼镜透过率高、颜色不失真，观看图像更清晰、逼真；制备步骤少，适合于大规模生产。

Description

一种3D眼镜及其制备方法
技术领域
本发明属于光学薄膜技术领域，尤其涉及一种将三波段带通滤光片应用于 3D眼镜及其制备方法。
背景技术
3D眼镜又称为″立体眼镜″，是一种可以用来看3D影像或图像的″特殊眼镜″。其主要原理是通过眼镜使两只眼睛接收不同的影像，然后大脑将两只眼睛接收的不同影像合并起来，在人的大脑里形成立体的效果。
如今3D眼镜风靡全球，我国市场上也有着各种各样的3D眼镜。
大部分的3D眼镜是利用色差的红蓝3D眼镜和利用偏振原理的偏振3D眼镜，其中，红蓝3D眼镜的原理是一只眼睛接收红色影像，另一只眼睛接收蓝色影像，然后将两者结合起来的影像少了绿色，导致显示出的影像失真，而且光的能量也减少了约三分之一；偏振3D眼镜的原理是一只眼睛接收S偏振方向光的影像，另一只眼睛接收P偏振方向光的影像，虽然将两者结合起来的影像不失真了，但是光的能量减少了约一半，导致观看时显得较暗，因此，上述两种3D眼镜均不理想，难以满足人们的需求。
现有一种3D眼镜，它既不是红蓝3D眼镜，也不是偏振光眼镜，它的原理是允许3D眼镜的左、右两个镜片透过光线的波长不同，从而使人的两只眼睛接收到不同波长光线的影像产生立体感，该种3D眼镜来观看3D影像即克服了传统3D眼镜的弊病，也是当今迫切所需要开发的项目。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种3D眼镜。
本发明的另一个目的是提出一种3D眼镜的制备方法，该方法克服了由于膜系层数多、总的厚度难以镀制的难题。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种三波段带通滤光片在制备3D眼镜中的应用，所述三波段带通滤光片的膜系结构的实际模式为：[玻璃基片(HL)^28L(HL)^2L(HL)^28L(HL)^2L (HL)^28L(HL)^2空气]。
一种3D眼镜，包括第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和第二镜片为权利要求1所述的三波段带通滤光片。
优选地，所述高折射率层的材料选定TiO2；所述低折射率层的材料选定 SiO2。
优选地，所述第一镜片的三波段带通410-440nm，485-525nm，572-617nm，截止区波段380nm-405nm，450nm-480nm，535nm-565nm，630nm-780nm；
所述第二镜片的三波段带通445-475nm，480-525nm，628-673nm，截止区波段380nm-440nm，485nm-525nm，575nm-620nm，680nm-780nm。
优选地，所述第一镜片的膜层共50层，膜层的总物理厚度为452.4nm；所述第二镜片的膜层共51层，膜层的总物理厚度为502.2nm。
一种上述3D眼镜的制备方法包括如下步骤：1)寻找并确定第一镜片和第二镜片膜系结构的理论模式；
2)根据第一镜片和第二镜片实测的光谱性能，确定相应的光学性能指标，初步选好镀膜材料，使用膜系设计软件TFC Calc模拟出第一镜片和第二镜片的膜系结构；
3)根据模拟出的第一镜片和第二镜片的膜系结构，使用高真空镀膜机确定最终高、低折射率的镀膜材料，进行真空镀膜，即得。
优选地，步骤2)中所述镀膜机选自成都生产的高真空镀膜机ZSS-660。
与现有技术相比，本发明提供的一种3D眼镜，达到的技术效果是：本发明制备的眼镜透过率高、颜色不失真，观看图像更清晰、逼真；制备步骤少，适合于大规模生产。
附图说明
图1为本发明第一镜片的理论光谱性能曲线图；
图2为本发明第二镜片的理论光谱性能曲线图；
图3为本发明第一镜片的实际光谱性能曲线图；
图4为本发明第二镜片的实际光谱性能曲线图。
以下便结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使技术方案更易于理解、掌握。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，下面实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本专利保护范围中。
本发明提供的3D眼镜的制备方法包括如下步骤：
1)寻找并确定第一镜片和第二镜片膜系结构的理论模式
本发明人通过相关检索筛选出一篇名称为″多波段矩形带通滤光片的设计(Design of Multi-Band Square Band Pass Filter，2003Society of Vacuum Coater505/856-7188)”，根据该文献本发明人确定第一镜片和第二镜片的膜系结构的理论模式，经计算和研究确定第一镜片和第二镜片膜系结构的理论模式如下：
[玻璃基片(HL)^28L(HL)^2L(HL)^28L(HL)^2L(HL)^28L(HL)^2空气]
λ0＝550nm；
H：高折射镀膜材料(初定TiO2)其光学厚度为λ0的四分之一；
L：低折射镀膜材料(初定SiO2)其光学厚度为λ0的四分之一。
2)先确定理论膜系，确定第一镜片和第二镜片的理论光学性能指标，根据镀膜材料使用膜系设计软件TFC Calc模拟出理论光学性能曲线的膜系结构；
根据现有的3D眼镜样品的光谱性能的实测值，以及多次的设定及试验，本发明人确定了第一镜片和第二镜片的光谱性能指标，均需要有3个通带波段和4个截止区波段，具体见表1和表2：
表1第一镜片光学性能指标
表2第二镜片的光学性能指标
其二，考虑到镀膜成本，发明人采用通常的TiO2和SiO2作为第一镜片和第二镜片的镀膜材料；
其三，采用现有的膜系设计软件TFC Calc来进行设计(包括多次优化等)，设计出的第一镜片和第二镜片理论膜系结构为见表3、表4，其中：第一镜片的膜系结构共50层，膜系的总几何厚度为4524nm，其光谱性能的理论曲线见图 1；第二镜片的膜系结构共51层，膜系的总几何厚度为5022nm，其光谱性能的理论曲线见图2。
表3第一镜片光学薄膜结构
第一镜片光学薄膜膜系结构
表4第一镜片光学薄膜结构
第二镜片光学薄膜膜系结构
3)根据模拟出的第一镜片和第二镜片的膜系结构，使用高真空镀膜机确定最终高、低折射率的镀膜材料，进行真空镀膜，即得。
其中，上述步骤3)中在高真空镀膜工艺的具体操作步骤如下：使用成都生产的镀膜机ZSS-660，该镀膜机配有2把电子枪，分别蒸发高、低折射率镀膜材料TiO2与SiO2，TiO2选用右边的电子枪蒸发，该右边电子枪配有4个坩埚，均可放镀膜材料TiO2，每个坩埚可镀6-7层；SiO2选用左边电子枪蒸发，由于该左边电子枪配有环形坩埚，镀膜时SiO2在环形坩埚内慢慢转动，以便均匀地蒸发。
镀膜时玻璃基片加温到250℃±10℃，并稳定10min以上；
镀膜时的起始真空度优于2×10-3Pa；
镀膜材料TiO2在镀膜时充氧气到真空度2.0～2.2×10-2Pa；成膜速率控制在 0.2～0.3nm/s；
镀膜材料SiO2在镀膜时充氧气到真空度1.0～1.2×10-2Pa；成膜速率控制在 1.0～1.2nm/s；
镀膜材料TiO2与SiO2在高温蒸发时容易″脱氧″，镀膜机配有质量流量仪，可分别为TiO2和SiO2在镀膜是充氧气。
同时，镀膜时采用高真空镀膜机配备由MAXTEK公司的360石英晶体控制仪来控制镀膜材料TiO2与SiO2的蒸发速率和膜层厚度，以精确地控制每层薄膜的厚度。
当然，镀膜机还配高真空系统和基片的加热装置，以便对基片适当加温，并确保在高真空下进行真空镀膜。
根据上述制备方法制备的3D眼镜，进行光谱测量，结果见图3、图4，由此可知，本发明制备的3D眼镜透过率高、颜色不失真，观看图像更清晰、逼真；制备步骤少，适合于大规模生产。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种三波段带通滤光片在制备3D眼镜中的应用，其特征在于，所述三波段带通滤光片的膜系结构的实际模式为：[玻璃基片(HL)∧28L(HL)∧2L(HL)∧28L(HL)∧2L(HL)∧28L(HL)∧2空气]。
2.一种3D眼镜，包括第一镜片和第二镜片，其特征在于，所述第一镜片和第二镜片均为权利要求1所述的″三波段带通滤光片″的结构。
3.根据权利要求2所述的3D眼镜，其特征在于，所述高折射率层的材料初步选定TiO2；所述低折射率层的材料初步选定SiO2。
4.根据权利要求2-3任一项所述的3D眼镜，其特征在于：
所述第一镜片的光学性能指标：带通的三个波段为：410-440nm、485-525nm、572-617nm，截止区的四个波段为：380nm-405nm、450nm-480nm、535nm-565nm、630nm-780nm；
所述第二镜片的光学性能指标：带通的三个波段为：445-475nm、480-525nm、628-673nm，截止区的四个波段为：380nm-440nm、485nm-525nm、575nm-620nm、680nm-780nm。
5.根据权利要求4所述的3D眼镜，其特征在于，所述第一镜片的膜层共50层，膜层的总物理厚度为4524nm；所述第二镜片的膜层共51层，膜层的总物理厚度为5022nm。
6.一种根据权利要求2-5任一项所述3D眼镜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)寻找并确定第一镜片和第二镜片膜系结构的理论模式；
2)根据第一镜片和第二镜片实测的光谱性能以及确定的膜系结构的理论模式，确定相应的光学性能指标，初步选定镀膜材料，使用膜系设计软件TFC Calc设计出第一镜片和第二镜片的膜系结构；
3)根据设计出的第一镜片和第二镜片的膜系结构，确定最终高、低折射率的镀膜材料，选用合适的高真空镀膜机进行真空镀膜，即得。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述高真空镀膜机选自成都生产的高真空镀膜机ZSS-660。
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