专利名称：单反相机半透薄膜镜片及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种镜片及其制备方法，尤其涉及一种单反相机半透薄膜镜片及其制 备方法，属于光学设备技术领域。
背景技术：
半透薄膜镜片是一种置于穿过摄像镜头系统的景光的光轴上，并和该光轴成大约 45度角的镜片。根据相机的种类，半透薄膜镜片存在有2种，一种是在摄像时也保持位置不 变的类型，另一种是能够在摄影时在景光光轴向外端调节其位置的类型。根据半透薄膜镜 片的材质通常有两类，以往常见的是由普通玻璃制成的半镜片，或者是现使用高分子薄膜。进一步来看，用玻璃板制成半透薄膜镜片，当玻璃板的厚度达到毫米的尺寸级别 时，半透薄膜镜片以固定状态引导透射光向胶片或(XD，COMS上投射，因为半透薄膜镜片的 厚度会对镜片系统产生失真误差影响，为了将景光的焦点能准确置于胶片或摄像素子上， 需要做一定的校正。现有的薄膜校正起来较为困难，存在偏差，迄今为止还未有以玻璃制成 的半透薄膜镜片的厚度还是不能达到理想状态。现有的该类薄膜镜片，一般是用聚酯分子或醋酸纤维素高分子材料制备，其机械 强度性能低下的缘故，抗损伤的能力很差。仅仅是为了去除杂质用的鼓风机对其作用的风 就能导致薄膜变形。因为其容易损坏，对精密处理的要求过高，这也是其产品难以市场化的 原因。另外，高分子薄膜静电携带能力强，因静电吸附作用很容易吸引杂质附着。而且 高分子薄膜会因长时间使用后出现性能劣化，尤其是存在长时间使用后透射率降低这一缺
点ο
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种单反相机半透 薄膜镜片及其制备方法。本发明的目的通过以下技术方案来实现单反相机半透薄膜镜片，包括半透薄膜镜片本体，其中所述半透薄膜镜片本体厚 度小于0. 1mm，其材质包括水晶、蓝宝石、钢化玻璃，半透薄膜镜片本体的底侧设有镂空基 质，半透薄膜镜片本体的顶端设有镂空顶盖，镂空基质、镂空顶盖的镂空处相互对应。上述的单反相机半透薄膜镜片，其中所述的半透薄膜镜片本体的一侧或是两侧 镀有膜层，其包括Ti022膜、SiO2膜。进一步地，上述的单反相机半透薄膜镜片，其中所述的膜层为Ti022膜、SiO2膜、 TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜依次叠加而成的5层膜混合。更进一步地，上述的单反相机半透薄膜镜片，其中所述的Ti022膜、SiO2膜的厚度 为 800 lOOOnm。更进一步地，上述的单反相机半透薄膜镜片，其中所述的镂空基质内侧设有落差槽，半透薄膜镜片的边缘位于落差槽内，半透薄膜镜片的边缘正面分布有缓冲材料，缓冲材 料顶端上覆盖镂空顶盖。再进一步地，上述的单反相机半透薄膜镜片，其中所述的半透薄膜镜片本体的厚 度为 0. 03 0. 04mm。单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其特征在于包括以下步骤步骤①用金刚石 切削器，将水晶或是蓝宝石或是钢化玻璃的半透薄膜镜片主材切成0. 1 0.3mm厚度的薄 片；步骤②，按粗磨，细磨，抛光的顺序依次打磨，保持半透薄膜镜片主材表面平整性 的同时，将其研磨至0. 03 0. 04mm的厚度；步骤③，对半透薄膜镜片主材进行镀膜；步骤④，将半透薄膜镜片加工成矩阵型薄膜，其周围加设框架，最终固定成半透薄 膜镜片。上述的单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其中所述步骤②中采用干涉仪对半 透薄膜镜片主材厚度进行监测。进一步地，上述的单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其中步骤③所述的镀膜为 在半透薄膜镜片一侧镀上依次排列的Ti022膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜的5层结 构；Ti022膜、SiO2膜的厚度均为800 IOOOnm0再进一步地，上述的单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其中步骤④所述的框架 包括镂空基质，其上放置半透薄膜镜片，半透薄膜镜片上加设缓冲材料后加盖镂空顶盖。本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在单反相机半透薄 膜镜片的厚度薄，便于精确校正景光的焦点，令其能准确置于胶片或摄像素子上，该半透薄 膜镜片在固定状态下应用于摄像，其使镜片系统产生的失真误差影响得到抑制。同时，免 去了现有薄膜镜片因为采用高分子薄膜而导致其机械强度性能低下的期限，抗损伤的能力 强。更为重要的是，其大大减少了高分子薄膜带来的静电携带能力，长时间使用后亦不会出 现性能劣化，不会降低透射率。再者，水晶、蓝宝石、钢化玻璃比高分子薄膜具有更高机械强 度(高强度、抗划伤痕迹附着)及优异光学性能。由此可见，本发明为本领域的技术进步拓 展了空间，实施效果好。
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和 解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而 形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，图1是单反相机半透薄膜镜片的整体构造示意图；图2是单反相机半透薄膜镜片的分解构造示意图；图3是单反相机半透薄膜镜片在相机内的工作示意图(虚线为光轴路径)。图中各附图标记的含义如下1半透薄膜镜片本体 2镂空基质3镂空顶盖4落差槽5缓冲材料6镜筒
7摄像镜片系统8半透薄膜镜片9摄像素子10取景光学系统11相机本体
具体实施例方式如图1、2所示的单反相机半透薄膜镜片8，包括半透薄膜镜片本体1，其特别之处 在于所述半透薄膜镜片本体1厚度小于0. Imm,以0. 03mm为佳。具体来说，其材质包括水 晶、蓝宝石、钢化玻璃，半透薄膜镜片本体1的底侧设有镂空基质2，半透薄膜镜片本体1的 顶端设有镂空顶盖3，薄膜嵌入到镂空基质2的落差槽4之间，在薄膜表面一侧的边缘部位 掺入有缓冲材料5，镂空基质2、镂空顶盖3的镂空处相互对应。结合本发明较佳的实施方式来看，半透薄膜镜片本体1的一侧或是两侧镀有膜 层，其包括Ti022膜、SiO2膜。具体来说，膜层为Ti022膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜 依次叠加而成的5层膜混合。且Ti022膜、SiO2膜的厚度为800 lOOOnm。当然，以980nm 为佳。结合图2来看，镂空基质2内侧设有落差槽4，半透薄膜镜片8的边缘位于落差槽4 内，半透薄膜镜片8的边缘正面分布有缓冲材料5，缓冲材料5顶端上覆盖镂空顶盖3。进一步来看，用水晶、蓝宝石、钢化玻璃制备的半透薄膜镜片8具有优异的机械性 能，尤其是强度方面具有划伤痕迹难以附着的优点。具体来说，钢化玻璃是一种将普通玻璃 强度提高后的玻璃，物理钢化(热钢化)玻璃和化学钢化玻璃是钢化玻璃的两大种类。本 发明中这两类玻璃都可以适用。蓝宝石、水晶以及钢化玻璃，根据它们的机械性能，若以硬 度标识机械性能，蓝宝石的硬度是9，水晶和钢化玻璃的硬度是7。蓝宝石和水晶的天然产 物虽然可用于制备，但由人工制备的产物因为杂质含量能控制在很低的程度的缘故将更加 适合制备镜片。人工蓝宝石也称蓝宝石玻璃在市场上有广泛销售，人工水晶也可以在市场 上找到。再进一步来看，因此半透薄膜镜片8首先是是用水晶、蓝宝石或钢化玻璃加工而 成的厚度约0. Imm的薄膜镜片。水晶和蓝宝石虽然有双折射的特性，但是在制成0. Imm的 厚度情况下双折射的影响微小可忽略不计，使得其机械性能方面的优势得以充分发挥。其原理可以说明如下，具有双折射的晶体中，0光和e光的分离幅差d可由下述公 式计算、其中0光折射率为n。、e光折射率具有双折射特性的晶体厚度为t、光波面法线 和晶体光轴所成角度为θ。其关系通式如下d = t ((ne"2-no"2)sin θ cos θ)/(ne"2cos"2θ+no"2sin"2θ)通常情况下，分离幅差d在θ为45度时达到最大。首先以水晶为例子，水晶的no =1. 546、ne = 1. 555、厚度t和分离幅差d的关系计算如下t = 0. 5mm 时、d = 0. 0029mm ；t = 0. 3mm 时、d = 0. 00174mm ；t = 0. Imm 时、d = 0. 00058mm ；t = 0. 03mm 时、d = 0. 00017mm。结合目前CXD和CMOS的像素最小尺寸为0. 0017mm来看，即当用水晶制备的薄膜 镜片厚度达到0. Imm以下时，由上述计算结果可以判定双折射引起的分离幅差非常微小， 可以忽略不计，蓝宝石同理。由此优异性可知，半透薄膜镜片8可以由水晶、蓝宝石或钢化玻璃制备成厚度约为0. 03mm的薄膜使用。整个制备过程大致如下首先用金刚石切削器切出0. 1 0. 3mm厚度的薄片。随后 按粗磨，细磨，抛光的顺序依次进行。研磨时将重量均一的重物压在被研磨物表面，以此保 持其表面平整性将薄膜研磨至0. 03 0. 04mm的厚度。在此期间，为了得到所期望的0. 03mm 厚度的薄片，采用了干涉仪的膜厚测量装置进行测定确定。之后，为了能够掌握将入射光分离成透射光和反射光的比例，半透薄膜镜片8在 光的入射面表面一侧，进行镀膜。分离比例大多设置如下，入射光反射光=70 30或者 60 40。以可见光(400 700nm)为入射光的透射光和反射光平均比例为70 30而制作 的反射膜，具体来时候，在由水晶，蓝宝石，钢化玻璃制成的半透薄膜镜片8 —侧镀上Ti022 膜(980nm)、SiO2 膜(980nm)、TiO2 膜(980nm)、SiO2 膜(980nm)及 TiO2 膜(980nm)的 5 层 结构。这仅是该类镀膜的一个例子，其能够对透射光和反射光的分割比例作出适当的调节。随后，由于此类微薄的材料因为仅靠其自身是无法竖直固定的、必需在其周围用 框架固定后方可使用。如图1所示用水晶、蓝宝石或钢化玻璃加工而成的厚度为0. 03mm 的矩阵型薄膜，其周围被用框架夹持，固定成为半透薄膜镜片8。结合图2来看，框架包括镂空基质2、镂空顶盖3，两者之间充入缓冲材料5然后在 薄膜的周围形成夹持。用于支撑薄膜的镂空基质2是用硬质的塑料或金属制备而成，在中 央部位有以对应薄膜的外形尺寸的延伸自其内侧的落差槽4。落差槽4的内侧有相比薄膜 的外形尺寸稍微小一点的开口。将薄膜嵌入到镂空基质2的落差槽4之间、从薄膜的上面 开始向其表面一侧的边缘部位掺入有缓冲材料5。缓冲材料5是由橡胶一类弹性材料制备 而成。在缓冲材料5的上方，盖上和由同镂空基质2相同材料制备的，中央部位也具有开口 的镂空顶盖3、镂空基质2和镂空顶盖3之间用粘合剂固定。如此，被框架所固定的半透薄 膜镜片8，在摄像时不要移动景光的光轴，以固定的状态进行摄影。图3是本发明所适用的一个单反数码相机例子中的光学系统说明图。镜筒6将由 多个镜片构成的摄像镜片系统7收容。相机本体11中含有为了收容由摄像镜片系统7透射 而来的景光而放置的半透薄膜镜片8。半透薄膜镜片8被放置成和摄像镜片系统7的光轴 成45度角的倾斜度，其将从摄像镜片系统7透射而来的景光分割成景物透射光和反射光。 在接受透射过半透薄膜镜片8的景光位置上放置摄像素子9，被半透薄膜镜片8反射的景光 用取景光学系统10引导。通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，单反相机半透薄膜镜 片的厚度薄，便于精确校正景光的焦点，令其能准确置于胶片或摄像素子上的。同时，免 去了现有薄膜镜片因为采用高分子薄膜而导致其机械强度性能低下的期限，抗损伤的能力 强。更为重要的是，其大大减少了高分子薄膜带来的静电携带能力，长时间使用后亦不会出 现性能劣化，不会降低透射率。再者，水晶、蓝宝石、钢化玻璃比高分子薄膜具有更高机械强 度及优异光学性能。
权利要求
单反相机半透薄膜镜片，包括半透薄膜镜片本体，其特征在于所述半透薄膜镜片本体厚度小于0.1mm，其材质包括水晶、蓝宝石、钢化玻璃，半透薄膜镜片本体的底侧设有镂空基质，半透薄膜镜片本体的顶端设有镂空顶盖，镂空基质、镂空顶盖的镂空处相互对应。
2.根据权利要求1所述的单反相机半透薄膜镜片，其特征在于所述的半透薄膜镜片 本体的一侧或是两侧镀有膜层，其包括Ti022膜、SiO2膜。
3.根据权利要求2所述的单反相机半透薄膜镜片，其特征在于所述的膜层为Ti022 膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜依次叠加而成的5层膜混合。
4.根据权利要求2所述的单反相机半透薄膜镜片，其特征在于所述的Ti022膜、SiO2 膜的厚度为800 1 OOOnm。
5.根据权利要求1所述的单反相机半透薄膜镜片，其特征在于所述的镂空基质内侧 设有落差槽，半透薄膜镜片的边缘位于落差槽内，半透薄膜镜片的边缘正面分布有缓冲材 料，缓冲材料顶端上覆盖镂空顶盖。
6.根据权利要求1所述的单反相机半透薄膜镜片，其特征在于所述的半透薄膜镜片 本体的厚度为0. 03 0. 04mm。
7.单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其特征在于包括以下步骤步骤①用金刚石切 削器，将水晶或是蓝宝石或是钢化玻璃的半透薄膜镜片主材切成0. 1 0. 3mm厚度的薄 片；步骤②，按粗磨，细磨，抛光的顺序依次打磨，保持半透薄膜镜片主材表面平整性的同 时，将其研磨至0. 03 0. 04mm的厚度；步骤③，对半透薄膜镜片主材进行镀膜；步骤④，将半透薄膜镜片加工成矩阵型薄膜，其周围加设框架，最终固定成半透薄膜镜片。
8.根据权利要求7所述的单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其特征在于所述步骤 ②中采用干涉仪对半透薄膜镜片主材厚度进行监测。
9.根据权利要求7所述的单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其特征在于步骤③所 述的镀膜为在半透薄膜镜片一侧镀上依次排列的Ti022膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2 膜的5层结构；Ti022膜、SiO2膜的厚度均为800 IOOOnm0
10.根据权利要求7所述的单反相机半透薄膜镜片的制备方法，其特征在于步骤④所 述的框架包括镂空基质，其上放置半透薄膜镜片，半透薄膜镜片上加设缓冲材料后加盖镂 空顶盖。
全文摘要
本发明涉及一种单反相机半透薄膜镜片及其制备方法，属于光学设备技术领域。该镜片包括半透薄膜镜片本体，特点是镜片本体厚度小于0.1mm，其材质包括水晶、蓝宝石、钢化玻璃，镜片本体的底侧设有镂空基质，半透薄膜镜片本体的顶端设有镂空顶盖，薄膜嵌入到镂空基质的落差槽之间，在薄膜表面一侧的边缘部位掺入有缓冲材料，镂空基质、镂空顶盖的镂空处相互对应。加工时，首先用金刚石切削器，将镜片主材切成薄片。随后将主材研磨至0.03～0.04mm的厚度，进行镀膜。最后，将半透薄膜镜片加工成矩阵型薄膜，其周围加设框架，最终固定成半透薄膜镜片。本单反相机半透薄膜镜片的厚度薄，便于精确校正景光的焦点，令其能准确置于胶片或摄像素子上的。同时，抗损伤的能力强、不易吸附杂质。长时间使用后亦不会出现性能劣化，不会降低透射率。
文档编号G02B7/00GK101989027SQ20091018374
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者窦晓鸣 申请人:苏州太阳薄膜物性技术研究有限公司;大和光学(苏州)有限公司