TW202040164A - 抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡 - Google Patents

抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡 Download PDF

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彭宥喆
周青宏
邱韋傑
蕭森崇
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澤米科技股份有限公司
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本發明提出一種抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，主要由一基板、以及一多層膜結構所組成，其特色係該多層膜結構對於在不可見光波長範圍中為350奈米波長至400奈米波長與800奈米波長至1160奈米波長的波段對於光具有截止的功能，兼顧防止有害的紫外光與藍光及近紅外光的功效，以降低對人體眼睛的傷害。

Description

抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡
本發明與多功濾鏡有關，特別是指一種抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡。
人類的眼睛中有著3種椎狀細胞，主要分別感受波長約為625奈米波長至740奈米波長的紅光、波長約為500奈米波長至565奈米波長的綠光、以及波長約為380奈米波長至485奈米波長的藍光，三原色光混合時，就會提供人類視覺上認知的白光。
而近年紫外光與近紅外光已被證實對眼睛有傷害，若長時間令眼睛暴露在紫外光或近紅外光中，不但容易讓眼睛提前退化，甚至會有罹患白內障的風險；另外，隨著科技的進步與人類生活習慣的改變，智慧型電子產品已是人類日常生活中不可缺少的物品，然而，該智慧型電子產品皆含有藍光，因此若使眼睛長期暴露於藍光中，則容易導致視網層之黃斑部病變的問題。
而目前為了防止紫外光與藍光等相關光學鏡片設計已不勝枚舉，且產品已致成熟階段，請參閱圖1所示，習知的技術是在一透明的基板10上鍍上一膜層11，藉以提供對有害藍光12與紫外光13的防護功能，但是習知的光學鏡片皆未考量到紅外光穿透率的問題，當使用者配戴上述的光學鏡片開車進入隧道時，由於強光轉變為弱光，而造成使用者的觀看視覺影像變暗，故容易對使用者造成危險，在使用功能上稍顯不足，尚有改善的空間。
近來近紅外光雷射的應用日漸增加，例如：臉部辨識、車用LiDAR...等應用都會讓外在環境充斥近紅外光雷射，其常用的波長範圍中為850奈米波長、940奈米波長、或1060奈米波長，以致人眼暴露於罹患白內障高風險中。
是以，要如何解決上述習用的問題與缺失，即為本發明欲研究改善的方向所在。
本發明的目的係在於提供一種抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，主要於可見光波段具有高的穿透性，且兼顧防止有害的紫外光與藍光及近紅外光的功效。
緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供一種抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，包含：
一基板，係為透光體，並具有一面對眼球的第一外表面、及一相反於該第一外表面的第二外表面；以及
一多層膜結構，設置於該基板的第二外表面，並具有複數個為高折射率材料的第一膜層、及複數個為低折射率材料且與複數個該第一膜層交錯堆疊的第二膜層，其單數膜層為該第一膜層，偶數膜層為該第二膜層，且該多層膜結構對於在波長範圍中為350奈米波長至400奈米波長與800奈米波長至1160奈米波長的波段對於光具有截止的功能，且該波段的絕對穿透率小於3%。該多層膜結構對於在波長範圍中為410奈米波長至500奈米波長的波長的光具有60±3%的穿透率，該多層膜結構對於在波長範圍中為520奈米波長至700奈米波長的波長的光具有96%以上的穿透率。
較佳地，其中為高折射率材料的該第一膜層為二氧化鈦(TiO2 )、五氧化二鈦(Ta2 O5 )、五氧化二鈮(Nb2 O5 )、一氧化矽(SiO)、氮化矽(Si3 N4 )、二氧化錫(SnO2 )、或硫化鋅(ZnS)，為低折射率材料的該第二膜層為二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)、氟化鋇(BaF2)、氟化鋁(AlF3 )、或氟化鍶(SrF2 )。
較佳地，其中該多層膜結構的厚度介於5096nm至5304nm之間。
較佳地，其中該多層膜結構係利用物理氣相沉積或化學氣相沉積的製程方法逐一將各膜層鍍在該基板的第二外表面上。
較佳地，其中該多層膜結構包括由近而遠至該第二外表面且交錯堆疊排列的第1至第42膜層，其單數膜層為該第一膜層且材料為二氧化矽，偶數膜層為該第二膜層且材料為二氧化鈦。
較佳地，其中該基板的材料為光學玻璃。
本發明提出一種抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，主要由該基板、以及該多層膜結構所組成，其特色係該多層膜結構具有複數個為高折射率材料的第一膜層、及複數個為低折射率材料的第二膜層，其該第一膜層與該第二膜層交錯堆疊，且該多層膜結構對於在波長範圍中為350奈米波長至400奈米波長與800奈米波長至1160奈米波長的波段對於光具有截止的功能，且該波段的絕對穿透率小於3%。該多層膜結構對於在波長範圍中為410奈米波長至500奈米波長的波長的光具有60±3%的穿透率，該多層膜結構對於在波長範圍中為520奈米波長至700奈米波長的波長的光具有96%以上的穿透率。藉此，兼顧防止有害的紫外光與藍光與近紅外光的功效，以降低對人體眼睛的傷害，且對使用者使用時提升視物清晰度之目的。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例。並配合所附圖式作詳細說明如下。
有關於本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
請參閱圖2至圖4所示，本發明實施例所提供一種抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，其主要由一基板20、以及一多層膜結構30所組成，其中：
該基板20，係為透光體，並具有一面對眼球的第一外表面21、及一相反於該第一外表面21的第二外表面22；本實施例中，該基板20係舉光學玻璃為例，但不以此為限制，也或是其它可透光的基板。
該多層膜結構30，鍍設於該基板20的第二外表面22，並具有複數個為高折射率材料的第一膜層31、及複數個為低折射率材料且與複數個該第一膜層31交錯堆疊的第二膜層32，其單數膜層為該第一膜層31，偶數膜層為該第二膜層32，該多層膜結構30對於在波長範圍中為350奈米波長至400奈米波長與800奈米波長至1160奈米波長的波段對於光具有截止的功能，且該波段的絕對穿透率小於3%。該多層膜結構30對於在波長範圍中為410奈米波長至500奈米波長的波長的光具有60±3%的穿透率，該多層膜結構30對於在波長範圍中為520奈米波長至700奈米波長的波長的光具有96%以上的穿透率；本實施例中，該多層膜結構30的厚度為5205.6nm，但不以此為限制，介於大於5096nm與小於等於5304nm皆可，且該多層膜結構30包括由近而遠至該第二外表面22且交錯堆疊排列的第1至第42膜層，其單數膜層為該第一膜層31且材料為二氧化鈦(TiO2 )，偶數膜層為該第二膜層32且材料為二氧化矽(SiO2)，但不以此為限制，其中為高折射率材料的該第一膜層31也可為五氧化二鈦(Ta2 O5 )、五氧化二鈮(Nb2 O5 )、一氧化矽(SiO)、氮化矽(Si3 N4 )、二氧化錫(SnO2 )、或硫化鋅(ZnS)，為低折射率材料的該第二膜層32也可為氟化鎂(MgF2)、氟化鋇(BaF2)、氟化鋁(AlF3 )、或氟化鍶(SrF2 )。
以下表一為該多層膜結構30的第1至第42膜層結構，顯示該多層膜結構30的層數、材料、以及厚度。
光譜各層厚度(單位:nm)
1 TiO2 -VTI 14.98
2 SiO2 -VTI 31.01
3 TiO2 -VTI 114.13
4 SiO2 -VTI 176.49
5 TiO2 -VTI 91.13
6 SiO2 -VTI 145.74
7 TiO2 -VTI 96.84
8 SiO2 -VTI 119.87
9 TiO2 -VTI 94.87
10 SiO2 -VTI 146.9
11 TiO2 -VTI 71.14
12 SiO2 -VTI 161.81
13 TiO2 -VTI 81.11
14 SiO2 -VTI 130.96
15 TiO2 -VTI 100.13
16 SiO2 -VTI 110.32
17 TiO2 -VTI 96.7
18 SiO2 -VTI 133.89
19 TiO2 -VTI 89.27
20 SiO2 -VTI 142.7
21 TiO2 -VTI 93.39
22 SiO2 -VTI 164.37
23 TiO2 -VTI 116.08
24 SiO2 -VTI 189.31
25 TiO2 -VTI 100.24
26 SiO2 -VTI 159.02
27 TiO2 -VTI 96.04
28 SiO2 -VTI 170.24
29 TiO2 -VTI 110.3
30 SiO2 -VTI 184.24
31 TiO2 -VTI 108.08
32 SiO2 -VTI 181.61
33 TiO2 -VTI 111.23
34 SiO2 -VTI 186.84
35 TiO2 -VTI 110.49
36 SiO2 -VTI 185.54
37 TiO2 -VTI 111.99
38 SiO2 -VTI 186.68
39 TiO2 -VTI 110.89
40 SiO2 -VTI 180.26
41 TIO2-VTI 108.66
42 SiO2 -VTI 90.11
總厚度 5205.6
表一
值得一提的是，該多層膜結構30係利用物理氣相沉積(PVD)的製程方法逐一將各膜層鍍在該基板20的第二外表面22上，但不以此為限制，亦或化學氣相沉積(CVD)的製程方法。
請參閱圖4且搭配下表二所示，顯示本發明實施例的抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡在0度時的光穿透譜函數曲線圖與可見光的各色光分布領域的表格。當光線通過該多層膜結構30時，該多層膜結構對於在波長範圍中為350奈米波長至400奈米波長與800奈米波長至1160奈米波長的波段對於光具有截止的功能，且該波段的絕對穿透率小於3%。該多層膜結構對於在波長範圍中為410奈米波長至500奈米波長的波長的光具有60±3%的穿透率，該多層膜結構對於在波長範圍中為520奈米波長至700奈米波長的波長的光具有96%以上的穿透率。藉此，兼顧防止有害的紫外光與藍光與近紅外光的功效，以降低對人體眼睛的傷害，且對使用者使用時提升視物清晰度之目的。
光源 波段範圍
近紫外光 300-380nm
紫色 380–450nm
藍色 450–475nm
青色 476–495nm
綠色 495–570nm
黃色 570–590nm
橙色 590–620nm
紅色 620–750nm
近紅外光 750-1400nm
表二
請參閱圖5所示，本發明係舉運用於一般眼鏡40為例，但不以此為限制，亦或是太陽眼鏡、護目鏡、或蛙鏡等結構。
綜上所述，上述實施例及圖式僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。
﹝習知﹞ 10:基板 11:膜層 12:藍光 13:紫外光 ﹝本發明﹞ 20:基板 21:第一外表面 22:第二外表面 30:多層膜結構 31:第一膜層 32:第二膜層 40:眼鏡
圖1是顯示習知光學鏡片的示意圖。 圖2是本發明實施例的示意圖。 圖3是本發明實施例的放大結構示意圖，顯示多層膜結構。 圖4是本發明實施例的抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡在0度時的光穿透譜函數曲線圖。 圖5是本發明實施例的立體圖，顯示應用於眼鏡。
20:基板
22:第二外表面
30:多層膜結構
31:第一膜層
32:第二膜層

Claims (6)

  1. 一種抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，包含： 一基板，係為透光體，並具有一面對眼球的第一外表面、及一相反於該第一外表面的第二外表面；以及 一多層膜結構，設置於該基板的第二外表面，並具有複數個為高折射率材料的第一膜層、及複數個為低折射率材料且與複數個該第一膜層交錯堆疊的第二膜層，其單數膜層為該第一膜層，偶數膜層為該第二膜層，且該多層膜結構對於在波長範圍中為350奈米波長至400奈米波長與800奈米波長至1160奈米波長的波段對於光具有截止的功能，且該波段的絕對穿透率小於3%。該多層膜結構對於在波長範圍中為410奈米波長至500奈米波長的波長的光具有60±3%的穿透率，該多層膜結構對於在波長範圍中為520奈米波長至700奈米波長的波長的光具有96%以上的穿透率。
  2. 如請求項1所述之抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，其中為高折射率材料的該第一膜層為二氧化鈦(TiO2 )、五氧化二鈦(Ta2 O5 )、五氧化二鈮(Nb2 O5 )、一氧化矽(SiO)、氮化矽(Si3 N4 )、二氧化錫(SnO2 )、或硫化鋅(ZnS)，為低折射率材料的該第二膜層為二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)、氟化鋇(BaF2)、氟化鋁(AlF3 )、或氟化鍶(SrF2 )。
  3. 如請求項1所述之抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，其中該多層膜結構的厚度介於5096nm至5304nm之間。
  4. 如請求項1所述之抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，其中該多層膜結構係利用物理氣相沉積或化學氣相沉積的製程方法逐一將各膜層鍍在該基板的第二外表面上。
  5. 如請求項1所述之抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，其中該多層膜結構包括由近而遠至該第二外表面且交錯堆疊排列的第1至第42膜層，其單數膜層為該第一膜層且材料為二氧化矽，偶數膜層為該第二膜層且材料為二氧化鈦。
  6. 如請求項1所述之抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡，其中該基板的材料為光學玻璃。
TW108118679A 2019-04-29 2019-05-30 抗紫外紅外及藍光設計之多功濾鏡 TW202040164A (zh)

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