CN211263839U - 一种组合式滤光片、摄像头模组及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种组合式滤光片、摄像头模组及电子装置，包括：蓝玻璃，用于过滤波长在640nm至1200nm之间的光线，蓝玻璃的一个表面设置有第一光学功能镀膜层；树脂层，用于过滤波长在640nm至750nm之间的光线，树脂层贴合于蓝玻璃的背离第一光学功能镀膜层的表面，树脂层的背离蓝玻璃的表面设置有第二光学功能镀膜层。本申请采用蓝玻璃与树脂层贴合形成组合基材，并且在该组合基材的两个表面分别设置有第一光学功能镀膜层、第二光学功能镀膜层，克服蓝玻璃与树脂层这两种基材的原有缺陷，既能减小中心波长的大角度漂移，又能改善成像的边缘出现光晕、影子或向外辐射的耀斑的缺陷，得到较佳的光谱效果。

Description

一种组合式滤光片、摄像头模组及电子装置

技术领域

本申请涉及滤光元器件领域，尤其涉及一种组合式滤光片、摄像头模组及电子装置。

背景技术

一般可见光的波长范围在400nm至760nm之间，而波长介于10nm至400nm 之间的紫外线，以及波长介于760nm至1000nm之间的红外线则属于不可见光。对于集成有较高敏感度的光学元件的摄像装置来说，紫外线以及红外线也是会被其捕捉到的，这就会对成像质量造成影响，因此，摄像装置中需加入滤光片来滤除一定波长范围内的不可见光，以改善成像装置中可能出现的色差、阴影、模糊、眩光等问题，并且也能增强可见光在成像装置中的透光率，提高成像质量。

滤光片的主要结构为在透光的基材的表面设置多层不同折射率的介质层，但现有技术中的滤光片一般采用在蓝玻璃的表面设置镀膜，但其存在中心波长大角度漂移的缺陷；还有的采用在树脂层的表面设置镀膜，但其对红外线吸收较少，且材质较软，尺寸较薄，两侧镀膜尺寸不能相差过大，导致在成像装置拍摄光源或强光物体时，成像的边缘出现光晕、影子或向外辐射的耀斑。

实用新型内容

本申请提供一种组合式滤光片、摄像头模组及电子装置，能够减小中心波长漂移，得到较佳的光谱效果。

根据本申请的一个方面，提供了一种组合式滤光片，包括：

蓝玻璃，用于过滤波长在640nm至1200nm之间的光线，蓝玻璃的一个表面设置有第一光学功能镀膜层；

树脂层，用于过滤波长在640nm至750nm之间的光线，树脂层贴合于蓝玻璃的背离第一光学功能镀膜层的表面，树脂层的背离蓝玻璃的表面设置有第二光学功能镀膜层。该设计可以防止树脂层一端镀膜、另一端不镀膜而产生变形，另一方面，组合基材的两端面可以设置不同尺寸的特定材质的镀膜，以满足滤光需求，总而言之，既能减小中心波长的大角度漂移，又能改善成像的边缘出现光晕、影子或向外辐射的耀斑的缺陷，得到较佳的光谱效果。

根据一些实施例，在沿垂直于第一光学功能镀膜层的方向上，蓝玻璃的尺寸与树脂层的尺寸相等。该设计可以使组合式滤光片的结构更加均匀，便于快速大批量的生产加工。

根据一些实施例，第一光学功能镀膜层为红外截止膜、增透膜及紫外截止膜中的一种；和/或

第二光学功能镀膜层为红外截止膜、增透膜及紫外截止膜中的一种；

其中，第一光学功能镀膜层与第二光学功能镀膜层不同时为增透膜。该设计可以使组合式滤光片上的镀膜按照需求自由组合，以满足不同种类的滤光功能，提升其使用性能。

根据一些实施例，第一光学功能镀膜层为红外截止膜，第二光学功能镀膜层为增透膜。该设计可以进一步提高组合式滤光片对红外线的过滤截止特性，以及提高滤光片的透光效果。

根据一些实施例，红外截止膜为多层，其层数在35层至50层之间。该设计红外截止膜的层数为多层，其层数通常取决于所采用的蓝玻璃和树脂层组合基材厚度引起的红外光透过率高低，可由高折射率材料与低折射率材料交替堆叠而成，加强其截止特性。

根据一些实施例，红外截止膜的截止中心波长在690nm至780nm之间。该设计实现了滤光片对690nm至780nm范围的红外波段的截止特性。

根据一些实施例，增透膜为多层，其层数在6层至9层之间。该设计可以根据透光需求灵活设置增透膜的层数且不会引起组合基材变形。

根据一些实施例，蓝玻璃与树脂层通过光学胶固定连接，光学胶的折射率在1.45至1.60之间。该设计可以提高组合式滤光片的一体紧密程度，使蓝玻璃与树脂层不至于脱落，并且光学胶与蓝玻璃、树脂层的透光特性接近，避免影响组合式滤光片的透光效果。

根据本申请的另一个方面，还提供一种摄像头模组，包括：

如上所述的组合式滤光片。该设计的摄像头模组可以防止遮光片产生变形，并且滤光效果较好，成像质量高。

根据本申请的再一个方面，还提供一种电子装置，包括：

如上所述的摄像头模组。该设计的电子装置的遮光片不易发生变形，并且其摄像头的成像质量高。

本申请提供一种组合式滤光片、摄像头模组及电子装置，采用蓝玻璃与树脂层贴合形成组合基材，并且在该组合基材的两个表面分别设置有第一光学功能镀膜层、第二光学功能镀膜层，克服蓝玻璃与树脂层这两种基材的原有缺陷，既能减小中心波长的大角度漂移，又能改善成像的边缘出现光晕、影子或向外辐射的耀斑的缺陷，得到较佳的光谱效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中滤光片的结构示意图；

图2为现有技术中蓝玻璃滤光片的光谱示意图；

图3为现有技术中白玻璃滤光片的光谱示意图；

图4为现有技术中树脂层滤光片的光谱示意图；

图5为本申请实施方式中组合式滤光片的结构示意图；

图6为本申请实施方式中组合式滤光片的光谱示意图；

图7为本申请实施方式中摄像头模组的结构框图；

图8为本申请实施方式中电子装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

现有技术中的滤光片的结构一般为在透光的基材211的表面设置镀膜。参见图1所示，基材211的一个表面设置有第一镀膜层213，如红外截止膜，基材211的另一个表面上设置有第二镀膜层214，如增透膜。常用的基材有如下几种：蓝玻璃、白玻璃、树脂层等。参见图2为蓝玻璃滤光片的光谱图。其中，横坐标为光线的波长，单位为nm，纵坐标为透光率，细实线为蓝玻璃作为基材并在表面设置镀膜，光线的入射角为0°时的光谱曲线。细虚线为蓝玻璃作为基材并在表面设置镀膜，光线的入射角为30°时的光谱曲线。粗实线为蓝玻璃作为基材表面不设置镀膜，光线的入射角为0°时的光谱曲线，以作为参照。由图2可知，在波长为400nm到760nm范围内，曲线较为平滑，波动较小，则可见光在蓝玻璃滤光片内的反射率较低，不会出现由于光线多次反射而形成的杂光。曲线上有一个透光率出现大幅度下降的拐点，拐点对应的波长较长，则可以减少可见光出现反射的范围，产生的杂光成分少，可提高镜头的成像质量。并且，将光线的入射角为0°时的曲线与光线的入射角为30°时的曲线进行比较，两者之间的漂移较小，则蓝玻璃滤光片受光线入射角的变化的影响较小，可以很好的实现大角度入射条件下的成像效果。

对于白玻璃来说，其本身无可见光和红外光的吸收，目的是滤除什么波长的光线就需要设置对应什么波长的镀膜，设置镀膜的一致性不好。参见图3为白玻璃滤光片的光谱图。其中，细实线为白玻璃作为基材并在表面设置镀膜，光线的入射角为0°时的光谱曲线。细虚线为白玻璃作为基材并在表面设置镀膜，光线的入射角为30°时的光谱曲线。粗实线为白玻璃作为基材表面不设置镀膜，光线的入射角为0°时的光谱曲线，以作为参照。由图3可知，在波长为400nm到760nm范围内，曲线不太平滑，存在一定波动，则可见光在白玻璃滤光片内的反射率稍高，会出现由于光线多次反射而形成的杂光。曲线上有一个透光率出现大幅度下降的拐点，拐点对应的波长仍在可见光的红光范围内，则容易在成像的边缘出现光晕、影子或向外辐射的耀斑，影响镜头的成像质量。并且，将光线的入射角为0°时的曲线与光线的入射角为30°时的曲线进行比较，两者之间的漂移稍大，以透光率为50％作为参照，当入射角度为0°时，50％透光率波长在650nm,当入射角度为30°时，50％透光率波长向短波漂移到 623nm,这种漂移是由于多层干涉薄膜在入射角度增大时等效光学尺寸和等效折射率变化所致，是干涉薄膜的一种固有效应，同时这种漂移会导致有用的可见光谱由于短波漂移而被截止掉，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现较大的差异，则白玻璃滤光片受光线入射角的变化的影响稍高，适用范围较窄。而对波长大于760nm的红外光，其透光率相对极低，表明白玻璃滤光片对红外线的滤除效果很好。

而对于树脂层来说，树脂层为一种高分子有机聚合物，其材质较软、较薄，因此，在其两侧设置的镀膜的尺寸不能相差太大。参见图4为树脂层滤光片的光谱图。其中，细实线为树脂层作为基材并在表面设置镀膜，光线的入射角为 0°时的光谱曲线。细虚线为树脂层作为基材并在表面设置镀膜，光线的入射角为30°时的光谱曲线。粗实线为树脂层作为基材表面不设置镀膜，光线的入射角为0°时的光谱曲线，以作为参照。由图4可知，在波长为400nm到760nm 范围内，曲线较为平滑，波动较小，则可见光在树脂层滤光片内的反射率较低，不会出现由于光线多次反射而形成的杂光。曲线上有一个透光率出现大幅度下降的拐点，拐点对应的波长较长，则可以减少可见光出现反射的范围，产生的杂光成分少，可提高镜头的成像质量。并且，将光线的入射角为0°时的曲线与光线的入射角为30°时的曲线进行比较，两者之间的漂移较小，则树脂层滤光片受光线入射角的变化的影响很小，适用范围较广。而对波长大于760nm的红外光，其透光率极高，表明树脂层滤光片对红外线的滤除效果很差。

为了解决上述技术问题，请参阅图5至图8，本申请提出组合式滤光片110、摄像头模组100及电子装置10，采用蓝玻璃111与树脂层112贴合形成组合基材，并且在该组合基材的两个表面分别设置有第一光学功能镀膜层113、第二光学功能镀膜层114。在某些情况下，为了满足特定的滤光需求，第一光学功能镀膜层113与第二光学功能镀膜层114的尺寸差异可能比较大，如果直接采用树脂层112作为基材，由于其材质较软、较薄，会导致基材两侧应力差别较大，引发基材形变影响遮光片的正常使用(即树脂层112单独使用时，其两端面的镀膜的尺寸应保持一致)。而直接采用蓝玻璃111作为基材又存在红外线滤除效果不足的问题。因此，本实施例中，采用蓝玻璃111与树脂层112贴合形成组合基材，一方面蓝玻璃111对树脂层112起到支撑作用，防止树脂层112 一端镀膜、另一端不镀膜而产生变形。另一方面，组合基材的两端面可以设置不同尺寸的特定材质的镀膜，以满足滤光需求。又一方面，组合基材设置镀膜后，对红外线的滤除效果更佳。总而言之，本实施例的组合式滤光片110可以克服蓝玻璃111与树脂层112这两种基材的原有缺陷，既能减小中心波长的大角度漂移，又能改善成像的边缘出现光晕、影子或向外辐射的耀斑的缺陷，得到较佳的光谱效果。

请参阅图5，为本申请的实施方式提供的组合式滤光片110，包括蓝玻璃 111和树脂层112。组合基材的形状及大小可根据实际需要使用的滤光片来灵活设置，例如，组合基材的表面形状可以为圆形、椭圆形、矩形、多边形等。而为了节省材料及便于加工，蓝玻璃111和树脂层112的表面形状及大小可以相同。蓝玻璃111用于过滤波长在640nm至1200nm之间的光线，树脂层112用于过滤波长在640nm至750nm之间的光线。需要说明的是，蓝玻璃111和树脂层112有滤光作用，但不意味着会完全阻隔对应波长范围内的光。并且，所指出的波长范围是其主要的滤光范围，并不意味着蓝玻璃111对波长在640nm至 1200nm外的光线没有滤光效果、树脂层112对波长在640nm至750nm外的光线没有滤光效果。

蓝玻璃111的其中一个表面设置有第一光学功能镀膜层113，树脂层112 贴合于蓝玻璃111的背离第一光学功能镀膜层113的表面，树脂层112的背离蓝玻璃111的表面设置有第二光学功能镀膜层114。即蓝玻璃111的一个表面为组合基材的贴合面，另一个表面设置有第一光学功能镀膜层113；树枝层的一个表面为组合基材的贴合面，另一个表面设置有第二光学功能镀膜层114。两个光学功能镀膜层可以完全覆盖所在的表面，也可以只覆盖有滤光需求的表面。可以首先将蓝玻璃111与树脂层112贴合在一起形成组合基材，随后在组合基材的两个表面分别设置第一光学功能镀膜层113，也可以首先将第一光学功能镀膜层113设置在蓝玻璃111表面，同时将第二光学功能镀膜层114设置在树脂层112表面，随后将蓝玻璃111与树脂层112贴合，形成本实施例方式的组合式滤光片110。

请参阅图6，为本申请实施方式的组合式滤光片的光谱图。其中，细实线为采用组合式滤光片，光线的入射角为0°时的光谱曲线。细虚线为采用组合式滤光片，光线的入射角为30°时的光谱曲线。粗实线为采用组合基材表面不设置镀膜，光线的入射角为0°时的光谱曲线，以作为参照。由图6可知，采用蓝玻璃和树脂层形成的组合基材，光线反射率较低，产生的杂光少，由于光线入射角的变化而带来的漂移非常小，减少了在蓝玻璃中出现的大角度漂移，同时对红外线的滤除效果极佳，可改善成像的边缘出现光晕、影子或向外辐射的耀斑的缺陷，得到较佳的光谱效果。同时相比于现有技术中的滤光片，在可见光过渡区域变化更加平缓，这种平缓的光谱变化与人眼视见函数变化规律相匹配，这种特性可以保证高像素摄像头在大角度光线条件下获得更真实、更柔和的色彩还原，提升了成像质量。

请参阅图5，在本申请的一个实施方式中，在沿垂直于第一光学功能镀膜层113的方向上，蓝玻璃111的尺寸与树脂层112的尺寸相等。具体地，如实际生产的产品中通常采用的尺寸，在沿垂直于第一光学功能镀膜层113的方向上，蓝玻璃111的尺寸为0.1mm，树脂层112的尺寸为0.1mm。

在本申请的一个实施方式中，第一光学功能镀膜层113为红外截止膜、增透膜及紫外截止膜中的一种。第二光学功能镀膜层114为红外截止膜、增透膜及紫外截止膜中的一种，第二光学功能镀膜层114与第一光学功能镀膜层113 的材质可以相同，也可以不相同。根据功能的不同，在滤光片中通常会使用的光学功能镀膜层包括红外截止膜、增透膜、紫外截止膜等。其中，红外截止膜为对红外线有截止作用的光学膜，紫外截止膜为对紫外线有截止作用的光学膜，而增透膜是利用通过其表面的光线之间的干涉作用，来减少反射光从而增加光线透过率的光学膜。需要说明的是，增透膜增加的是可见光波段的光线透光率，而不会增加红外线或紫外线的透过率，因此，增透膜与红外截止膜、紫外截止膜所针对的光线波段各不相同，不会互相影响。而第一光学功能镀膜层113与第二光学功能镀膜层114不相同，使滤光片同时结合两种光学功能镀膜层的功能。

由于蓝玻璃111本身对红外光线存在滤除效果，为了进一步提高对红外线的过滤截止特性，以及提高滤光片的透光效果，在本申请的一个实施方式中，第一光学功能镀膜层113为红外截止膜，第二光学功能镀膜层114为增透膜。其中，红外截止膜可以为多层，其层数在35层至50层之间，如35层、40层、 45层或50层。红外截止膜的截止中心波长在690nm至780nm之间。增强了本申请的组合式滤光片110对690nm至780nm波段红外线的截止特性。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在大角度入射条件下的短波漂移尽量不影响蓝玻璃111本身的可见光谱透过区域。这样确保了本申请的组合式滤光片110在大角度入射条件下整体的光谱漂移对可见光区透过率影响较小。

因为组合基材引入了蓝玻璃111，不需要再顾虑只有树脂层112时，由于第一光学功能镀膜层113与第二光学功能镀膜层114的尺寸不同带来的膜层应力差别从而引发的基材形变，增透膜可以为多层且其层数不受红外截止膜的层数的影响，增透膜的层数在6层至9层之间，如6层、7层、8层或9层。

为了提高本申请的组合式滤光片110的一体紧密程度，使其不至于脱落，可以将蓝玻璃111与树脂层112固定起来。例如，蓝玻璃111与树脂层112可以通过光学胶115固定连接。光学胶115是一种用于胶结透明光学元件的特种胶粘剂。其具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且固化收缩小等特点。有机硅胶、丙烯酸型树脂及不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂等胶粘剂都可用于胶结光学元件。在光学胶115的配制时通常要加入一些处理剂，以改进其光学性能或降低固化收缩率。在本实施例中，光学胶115的折射率在1.45至1.60之间，如1.45、1.50或1.60。与之相对的，蓝玻璃111的折射率在1.49至1.54之间，如1.49、152或1.54；同样的，树脂层112的折射率在1.49至1.54之间，如1.49、152或1.54。

请参阅图7，本申请的实施方式提供的摄像头模组100，包括如上任意一个实施方式中的组合式滤光片110。在摄像头模组100中，由于组合式滤光片110 的结构简单，功能直接，其设置位置和设置方式可以有多种形式，如组合式滤光片110可以直接与镜座贴合设置，形成一个滤光组件，组合式滤光片110也可以与摄像头模组100的镜头、马达或传感器贴合，均起到实现滤光的效果。

请参阅图8，本申请的实施方式提供的电子装置10，包括如上所述的摄像头模组100。电子装置10可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数位助理、智能手环、智能手表等穿戴式设备中的任意一种。具备拍摄或摄像功能的电子装置10都可以采用本实施方式中的摄像头模组100。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式滤光片，其特征在于，包括：

蓝玻璃，用于过滤波长在640nm至1200nm之间的光线，所述蓝玻璃的一个表面设置有第一光学功能镀膜层；

树脂层，用于过滤波长在640nm至750nm之间的光线，所述树脂层贴合于所述蓝玻璃的背离所述第一光学功能镀膜层的表面，所述树脂层的背离所述蓝玻璃的表面设置有第二光学功能镀膜层。

2.如权利要求1所述的组合式滤光片，其特征在于：

在沿垂直于所述第一光学功能镀膜层的方向上，所述蓝玻璃的尺寸与所述树脂层的尺寸相等。

3.如权利要求1所述的组合式滤光片，其特征在于：

所述第一光学功能镀膜层为红外截止膜、增透膜及紫外截止膜中的一种；和/或

所述第二光学功能镀膜层为红外截止膜、增透膜及紫外截止膜中的一种；

其中，所述第一光学功能镀膜层与所述第二光学功能镀膜层不同时为增透膜。

4.如权利要求3所述的组合式滤光片，其特征在于：

所述第一光学功能镀膜层为红外截止膜，所述第二光学功能镀膜层为增透膜。

5.如权利要求4所述的组合式滤光片，其特征在于：

所述红外截止膜为多层，其层数在35层至50层之间。

6.如权利要求4所述的组合式滤光片，其特征在于：

所述红外截止膜的截止中心波长在690nm至780nm之间。

7.如权利要求4所述的组合式滤光片，其特征在于：

所述增透膜为多层，其层数在6层至9层之间。

8.如权利要求1所述组合式滤光片，其特征在于：

所述蓝玻璃与所述树脂层通过光学胶固定连接，所述光学胶的折射率在1.45至1.60之间。

9.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任一所述的组合式滤光片。

10.一种电子装置，其特征在于，包括：

如权利要求9所述的摄像头模组。

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