TWI395971B - 抗反射膜及具該抗反射膜之光學元件 - Google Patents

Description

抗反射膜及具該抗反射膜之光學元件

本發明涉及一種抗反射膜及具有該抗反射膜之光學元件。

目前，大多用於相機等成像裝置上之光學元件，如透鏡、棱鏡等，為防止光線穿過時入射光線之光量衰減，均在透鏡、棱鏡等光學元件之入射面或出射面上沉積可見光區域(約400-750nm)之抗反射膜。該種抗反射膜之特性係對可見光之反射率很低，而對可見光區域外之光線(如紅外光)則具有較高之反射率。但是，光學元件上之抗反射膜一般都係針對光線垂直入射到光學元件之表面進行設計之，而事實上當光線以一定角度入射到光學元件之表面時，抗反射膜之光譜曲線將向藍光方向產生一定偏移，因此紅光區域(620-750nm)之反射率將會大大增加。

因此，當成像鏡頭內之光學元件具有所述可見光區域之抗反射膜時，以較大角度進入該光學元件之紅光將會被大量反射，其中一部分紅光將在該成像鏡頭會被多次反射，並最終傳遞到成像器件，從而對成像產生不良影響。當數碼相機之鏡頭存在所述可見光區域之抗反射膜時，所得之影像除了包括一主像外，可能還會存在一由所述被多次反射之紅光所成之附屬影像，即所謂之“鬼影”。

有鑒於此，有必要提供一種可防止大角度入射之紅光被大量反射之抗反射膜及具有該抗反射膜之光學元件。

一種用於光學元件之抗反射膜，其由所述光學元件表面向遠離該光學元件表面之方向依次包括第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層。所述第一膜層、第三膜層、第五膜層及第七膜層為折射率約為1.38-1.46之低折射率材料層，所述第二膜層、第四膜層及第六膜層為折射率約為2.3-2.5之高折射率材料層。所述第一膜層之膜厚約為0.122d-3.052d，第二膜層之膜厚約為0.267d-0.370d，第三膜層之膜厚約為0.427d-0.610d，第四膜層之膜厚約為0.760d-0.924d，第五膜層之膜厚約為0.305d-0.378d，第六膜層之膜厚約為0.575d-0.718d，第七膜層之膜厚約為1.160d-1.342d，其中，d=λ/(4n)，λ為約450-600nm之入射光波長，n表示對應膜層之折射率。

一種光學元件，其包括一基材及形成於所述基材至少一表面上之抗反射膜。該抗反射膜由所述基材表面向遠離該基材表面之方向依次包括第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層。所述第一膜層、第三膜層、第五膜層及第七膜層為折射率約為1.38-1.46之低折射率材料層，所述第二膜層、第四膜層及第六膜層為折射率約為2.3-2.5之高折射率材料層。所述第一膜層之膜厚約為0.122d-3.052d，第二膜層之膜厚約為0.267d-0.370d，第三膜層之膜厚約為0.427d-0.610d，第四膜層之膜厚約為0.760d-0.924d，第五膜層之膜厚約為0.305d-0.378d，第六膜層之膜厚約為0.575d-0.718d，第七膜層之膜厚約為1.160d-1.342d，其中，d=λ/(4n)，λ為約450-600nm之入射光波長，n表示對應膜層之折射率。

相較於先前技術，本發明之抗反射膜在0°入射條件下在400-850nm之範圍內具有較低之反射率，而當該抗反射膜在較大之入射角(50°)條件下，在400-750nm之可見光範圍內仍具有較低之反射率，即紅光(620-750nm)之反射率沒有顯著增大，因此，該抗反射膜可以避免在較大之入射角條件下對紅光之反射率過大之問題。

下面將結合附圖，舉以下較佳實施方式並配合圖式詳細描述如下。

圖1所示為本發明實施方式提供之一種光學元件100，所述光學元件100包括一基材20及形成在所述基材20之一表面22上之一抗反射膜10。所述光學元件100具體可為透鏡、棱鏡等光學元件。

所述基材20之材料可為玻璃或塑膠等。可以理解，所述基材20上用於光線穿過之各表面均可形成一抗反射膜10，例如透鏡可在其兩表面均形成一抗反射膜10，以提高該透鏡之光透射率。

所述抗反射膜10沿由所述基材20之表面22向遠離該表面22之方向依次包括第一膜層101、第二膜層102、第三膜層103、第四膜層104、第五膜層105、第六膜層106及第七膜層107。所述第一膜層101、第三膜層103、第五膜層105及第七膜層107為低折射率材料層，所述第二膜層102、第四膜層104及第六膜層106為高折射率材料層。所述低折射率材料之折射率為1.38-1.46。優選地，該低折射率材料為二氧化矽(SiO2)。所述高折射率材料之折射率為2.3-2.5。優選地，該高折射率材料可選自五氧化三鈦(Ti3O5)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)等材料中之一種或幾種之混合。所述高折射率材料及低折射率材料僅用於表明該兩類折射率材料之間之折射率高低之相對關係。

所述第一膜層101之膜厚約為0.122d-3.052d，第二膜層102之膜厚約為0.267d-0.370d，第三膜層103之膜厚約為0.427d-0.610d，第四膜層104之膜厚約為0.760d-0.924d，第五膜層105之膜厚約為0.305d-0.378d，第六膜層106之膜厚約為0.575d-0.718d，第七膜層107之膜厚約為1.160d-1.342d，其中，d=λ/(4n)，其中λ為入射光之波長，通常λ約為450-600nm，n表示對應膜層之折射率。在本實施方式中，所述λ=475nm。

圖2和圖3分別為第一實施方式之抗反射膜10在0°及50°入射條件下之反射率特性曲線圖，其中橫坐標表示波長，縱坐標表示反射率。由圖3中可看出，在0°入射條件下，所述抗反射膜10在約400-850nm之波長範圍均具有較好之抗反射性能，其反射率均低於2%。相較於0°入射條件，在50°入射條件下，該抗反射膜10之反射率特性曲線向藍光方向有一定之偏移，但該抗反射膜10在400-750nm之可見光區域仍具有較好之抗反射性能，其反射率均低於3%。

表2為第二實施方式之抗反射膜10之結構表。相應地，圖4和圖5分別為第二實施方式之抗反射膜10在0°及50°入射條件下之反射率特性曲線圖。由圖4和圖5可知，第二實施方式之抗反射膜10具有與第一實施方式之抗反射膜10相近之抗反射特性。

本發明之抗反射膜在0°入射條件下在400-850nm之範圍內具有較低之反射率，即使當該抗反射膜在較大之入射角(50°)條件下，在400-750nm之可見光範圍內仍具有較低之反射率，即紅光(620-750nm)之反射率沒有顯著增大，因此，該抗反射膜可以避免在較大之入射角條件下對紅光之反射率過大之問題。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100．．．光學元件

10．．．抗反射膜

101．．．第一膜層

102．．．第二膜層

103．．．第三膜層

104．．．第四膜層

105．．．第五膜層

106．．．第六膜層

107．．．第七膜層

20．．．基材

22．．．表面

圖1為本發明實施方式提供之一種光學元件示意圖。

圖2為本發明第一實施方式提供之抗反射膜在0°入射條件下之反射率特性曲線圖。

圖3為本發明第一實施方式提供之抗反射膜在50°入射條件下之反射率特性曲線圖。

圖4為本發明第二實施方式提供之抗反射膜在0°入射條件下之反射率特性曲線圖。

圖5為本發明第二實施方式提供之抗反射膜在50°入射條件下之反射率特性曲線圖。

100．．．光學元件

10．．．抗反射膜

101．．．第一膜層

102．．．第二膜層

103．．．第三膜層

104．．．第四膜層

105．．．第五膜層

106．．．第六膜層

107．．．第七膜層

20．．．基材

22．．．表面

Claims (9)

1. 一種用於光學元件之抗反射膜，其由所述光學元件表面向遠離該光學元件表面之方向依次包括第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層；所述第一膜層、第三膜層、第五膜層及第七膜層為折射率約為1.38-1.46之低折射率材料層，所述第二膜層、第四膜層及第六膜層為折射率約為2.3-2.5之高折射率材料層；所述第一膜層之膜厚約為0.122d-3.052d，第二膜層之膜厚約為0.267d-0.370d，第三膜層之膜厚約為0.427d-0.610d，第四膜層之膜厚約為0.760d-0.924d，第五膜層之膜厚約為0.305d-0.378d，第六膜層之膜厚約為0.575d-0.718d，第七膜層之膜厚約為1.160d-1.342d，其中，d=λ/(4n)，λ為約450-600nm之入射光波長，n表示對應膜層之折射率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射膜，其中，所述高折射率材料選自五氧化三鈦、二氧化鈦、五氧化二鉭等材料中之一種或幾種之混合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射膜，其中，所述低折射率材料為二氧化矽。
4. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射膜，其中，所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層之厚度依次約為0.244d、0.348d、0.509d、0.812d、0.366d、0.618d、1.318d。
5. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射膜，其中，所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層之厚度依次約為2.685d、0.312d、0.506d、0.869d、0.333d、0.657d、1.221d。6.如申請專利範圍第1項所述之抗反射膜，其中，所述λ為475nm。
6. 一種光學元件，其包括一基材及形成於所述基材至少一表面上之抗反射膜，其中，該抗反射膜由所述基材表面向遠離該基材表面之方向依次包括第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層；所述第一膜層、第三膜層、第五膜層及第七膜層為折射率約為1.38-1.46之低折射率材料層，所述第二膜層、第四膜層及第六膜層為折射率約為2.3-2.5之高折射率材料層；所述第一膜層之膜厚約為0.122d-3.052d，第二膜層之膜厚約為0.267d-0.370d，第三膜層之膜厚約為0.427d-0.610d，第四膜層之膜厚約為0.760d-0.924d，第五膜層之膜厚約為0.305d-0.378d，第六膜層之膜厚約為0.575d-0.718d，第七膜層之膜厚約為1.160d-1.342d，其中，d=λ/(4n)，λ為約450-600nm之入射光波長，n表示對應膜層之折射率。
7. 如申請專利範圍第7項所述之光學元件，其中，所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層之厚度依次約為0.244d、0.348d、0.509d、0.812d、0.366d、0.618d、1.318d。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學元件，其中，所述第一膜層、第二膜層、第三膜層、第四膜層、第五膜層、第六膜層及第七膜層之厚度依次約為2.685d、0.312d、0.506d、0.869d、0.333d、0.657d、1.221d。
9. 如申請專利範圍第7項所述之光學元件，其中，所述λ為475nm。