镀膜镜片、光学镜头及形成镀膜镜片的方法与流程

本申请涉及光学元件技术领域，尤其涉及一种镀膜镜片、光学镜头及形成镀膜镜片的方法。

背景技术：

在摄像头领域，3d摄像头具有很好的应用前景。其采用红外线作为发射光线，能够解决可见光的环境光照影响问题。目前行业内所采用的主流3d视觉技术有三种：结构光技术、飞行时间法(tof)以及双目多角立体成像。tof方案因其使用便捷、成本较低等优点而最具前景。其中，tof方案通过专用传感器，捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间，从而判断物体距离。这种传感器一般为近红外传感器，其需要接收并透射近红外光线。

为了增大近红外传感器对近红外光线的接收率，通常减反射膜被镀制在透镜、棱镜等光学部件的表面，用以提高由多个透镜组成的光学元件的透射率，特别是通过抑制可见光谱的反射，使图像的亮度和改进后的光学仪器变得容易可见。然而，一般现有的减反射膜对可见光区域反射率低，但是对于近红外区域，反射率随着波长的增加而升高，因此无法适用于接收近红外光的传感器。

技术实现要素：

本申请提供了可适用于便携式电子产品的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的镀膜镜片及光学镜头。

本申请的一方面提供了一种镀膜镜片，所述镀膜镜片包括：镜片基底；第一膜组，镀制在所述镜片基底的侧面，并包括中折射率膜层、以及高折射率膜层和低折射率膜层中的至少一种；以及第二膜组，包括依次交替层叠镀制于所述第一膜组的高折射率膜层和低折射率膜层，其中，所述第一膜组的高折射率膜层和所述第二膜组的高折射率膜层的总膜层厚度dh总与所述中折射率膜层的总厚度dm总的比值dh总/dm总可满足1≤dh总/dm总≤3。

在一个实施方式中，所述第一膜组的高折射率膜层和所述第二膜组的高折射率膜层中每层的折射率n1可满足：2.0≤n1≤4.0。

在一个实施方式中，所述中折射率膜层的折射率n2可满足：1.6≤n2≤2.0。

在一个实施方式中，所述第一膜组的低折射率膜层和所述第二膜组的低折射率膜层中每层的折射率n3可满足：1.4≤n3≤1.6。

在一个实施方式中，所述第二膜组的膜层总数可至少为3层。

在一个实施方式中，所述第一膜组可包括中折射率膜层、高折射率膜层和低折射率膜层，其中，所述中折射率膜层镀制在所述镜片基底上，所述第一膜组的高折射率膜层镀制在所述中折射率膜层上，所述第一膜组的低折射率膜层镀制在所述第一膜组的高折射率膜层上。

在一个实施方式中，所述第二膜组的所述高折射率膜层包括第二高折射率膜层和第三高折射率膜层，所述第二膜组的所述低折射率膜层包括第二低折射率膜层和第三低折射率膜层，其中，所述第二低折射率膜层镀制在所述第二高折射率膜层；所述第三高折射率膜层镀制在所述二低折射率膜层；以及所述第三低折射率膜层镀制在所述第三高折射率膜层上。

在一个实施方式中，所述中折射率膜层、所述第一膜组的高折射率膜层、所述第一膜组的低折射率膜层、所述第二高折射率膜层、所述第二低折射率膜层、所述第三高折射率膜层以及所述第三低折射率膜层对应的膜层厚度比为4:1:1:5:1:1:5。

在一个实施方式中，所述中折射率膜层、所述第一膜组的高折射率膜层、所述第一膜组的低折射率膜层、所述第二高折射率膜层、所述第二低折射率膜层、所述第三高折射率膜层以及所述第三低折射率膜层对应的膜层厚度比为5:1:1:6:1:1:6。

在一个实施方式中，所述第一膜组的高折射率膜层和所述第二膜组的高折射率膜层的材料可至少包括：氢化硅、氢化硅锗、sic，或ti、sn、zr、nb、ta的氧化物中的任意一种。

在一个实施方式中，所述中折射率膜层的材料可至少包括：al、si、hf、y的氧化物或氮化物中的任意一种。

在一个实施方式中，所述第一膜组的低折射率膜层和所述第二膜组的低折射率膜层的材料可至少包括：mgf2或si、al的氧化物中的任意一种。

在一个实施方式中，所述第一膜组镀制于所述镜片基底的一侧或两侧。

在一个实施方式中，所述镜片基底由聚甲基丙烯酸甲酯材料、环氧树脂材料、聚烯烃材料、环烯烃共聚物、环烯烃材料和乙烯共聚物中的至少一种材料制成。

在一个实施方式中，镜片基底的折射率n(sub)可满足1.5≤n(sub)≤1.7。

在一个实施方式中，入射光在430nm～630nm的波长范围内，所述镀膜镜片的平均反射率rave可满足rave≤3％，最大反射率rmax可满足rmax≤5％。

在一个实施方式中，入射光在850nm～1050nm的波长范围内，所述镀膜镜片的最大反射率rmax可满足rmax≤3％。

在一个实施方式中，入射光波长为850nm或940nm时，所述镀膜镜片的反射率均可小于1％。

在一个实施方式中，所述第一膜组和所述第二膜组中的各膜层满足以下条件中的至少之一：所述中折射率膜层的膜层厚度范围可为80～100nm；所述第一膜组的高折射率膜层的膜层厚度范围可为20～30nm；所述第一膜组的低折射率膜层的膜层厚度范围可为15～20nm；所述第二高折射率膜层的膜层厚度范围可为100～110nm；所述第二低折射率膜层的膜层厚度范围可为15～20nm；所述第三高折射率膜层的膜层厚度范围可为20～30nm；以及所述第三低折射率膜层的膜层厚度范围可为100～120nm。

在一个实施方式中，所述第一膜组和所述第二膜组中的各膜层满足以下条件中的至少之一：所述中折射率膜层的膜层厚度范围为90～100nm；所述第一膜组的高折射率膜层的膜层厚度范围为15～25nm；所述第一膜组的低折射率膜层的膜层厚度范围为10～20nm；所述第二高折射率膜层的膜层厚度范围为100～120nm；所述第二低折射率膜层的膜层厚度范围为20～30nm；所述第三高折射率膜层的膜层厚度范围为15～25nm；以及所述第三低折射率膜层的膜层厚度范围为100～120nm。

本申请的另一方面提供了一种光学镜头，所述光学镜头至少一个上述实施例提供的镀膜镜片。

本申请的又一方面提供了一种形成镀膜镜片的方法，所述方法包括：

在镜片基底的侧面镀制第一膜组，所述第一膜组包括中折射率膜层、以及位于所述中折射率膜层上的高折射率膜层和/或低折射率膜层；以及在所述第一膜组上依次交替层叠镀制第二膜组层的高折射率膜层和低折射率膜层，其中，所述第一膜组的高折射率膜层和所述第二膜组的高折射率膜层的总膜层厚度dh总与所述中折射率膜层的总厚度dm总的比值dh总/dm总满足1≤dh总/dm总≤3。

本申请提供的镀膜镜片包括镜片基底；第一膜组，镀制在所述镜片基底的侧面，并包括中折射率膜层、以及位于所述中折射率膜层上的高折射率膜层和/或低折射率膜层；以及第二膜组，包括依次交替层叠镀制于所述第一膜组的高折射率膜层和低折射率膜层，其中，所述第一膜组的高折射率膜层和所述第二膜组的高折射率膜层的总膜层厚度dh总与所述中折射率膜层的总厚度dm总的比值dh总/dm总满足1≤dh总/dm总≤3，从而获得具有上述膜层结构的镀膜镜片，实现对可见光和近红外光很好的透射效果。即，根据本申请的镀膜镜片对可见光和近红外光均能够实现减反射效果。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1为根据本申请第一实施方式的镀膜镜片的膜层结构示意图；

图2为根据本申请第一实施方式的不同入射光波长对应的镀有减反射膜的镀膜镜片的反射率曲线关系示意图；

图3为根据本申请第二实施方式的镀膜镜片的膜层结构示意图；

图4为根据本申请第二实施方式的不同入射光波长对应的镀有减反射膜的镀膜镜片的反射率曲线关系示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

为了满足近红外传感器对可见光以及近红外光的透射，本申请提供一种镀膜镜片，该镀膜镜片包括镜片基底、第一膜组以及第二膜组，该第一膜组镀制在镜片基底的侧面，该第二膜组镀制在第一膜组上。

在示例性实施方式中，第一膜组可包括中折射率膜层以及高折射率膜层和低折射率膜层中的至少一种。即，第一膜组可以为中折射率膜层与高折射率膜层和低折射率膜层中的一种或两者的任意组合。以m表示中折射率膜层，l表示低折射率膜层，h表示高折射率膜层，则第一膜组的结构可例如为mh、ml、hm、lm、mhl、hmh、hlm等等。第二膜组可包括依次交替层叠镀制的高折射率膜层和低折射率膜层，且第二膜组的最内侧膜层镀制在第一膜组的最外层膜层上。

在示例性实施方式中，第一膜组的高折射率膜层和第二膜组的高折射率膜层的总膜层厚度dh总与中折射率膜层的总厚度dm总的比值dh总/dm总可满足1≤dh总/dm总≤3。镀制有上述膜层结构的镀膜镜片对可见光和近红外光具有很好的透射效果。

在示例性实施方式中，第一膜组的高折射率膜层和第二膜组的高折射率膜层中每层的折射率n1满足：2.0≤n1≤4.0。中折射率膜层的折射率n2满足：1.6≤n2≤2.0。第一膜组的低折射率膜层和第二膜组的低折射率膜层中每层的折射率n3满足：1.4≤n3≤1.6。根据需要，控制镀膜镜片中各个膜层的折射率在合理的数值范围内，以获取对可见光和近红外光具有减反射效果的镀膜镜片。

在示例性实施方式中，第二膜组的膜层总数至少为3层。

在示例性实施方式中，第一膜组可包括中折射率膜层、高折射率膜层和低折射率膜层，其中，中折射率膜层镀制在镜片基底上，第一膜组的高折射率膜层镀制在中折射率膜层上，第一膜组的低折射率膜层镀制在第一膜组的高折射率膜层上。即第一膜组具有3层膜层，分别为依次镀制的中折射率膜层、高折射率膜层以及低折射率膜层。

在示例性实施方式中，第二膜组的高折射率膜层包括第二高折射率膜层和第三高折射率膜层，第二膜组的低折射率膜层包括第二低折射率膜层和第三低折射率膜层，其中，第二低折射率膜层镀制在第二高折射率膜层；第三高折射率膜层镀制在二低折射率膜层；以及第三低折射率膜层镀制在第三高折射率膜层上。即第二膜组包括4层膜层，分别为依次镀制的第二高折射率膜层、第二低折射率膜层、第三高折射率膜层以及第三低折射率膜层。

在示例性实施方式中，中折射率膜层、第一膜组的高折射率膜层、第一膜组的低折射率膜层、第二高折射率膜层、第二低折射率膜层、第三高折射率膜层以及第三低折射率膜层对应的膜层厚度比为4:1:1:5:1:1:5。根据需要，合理控制镀膜镜片中的各膜层物理厚度的比值，从而获取对可见光和近红外光具有减反射效果的镀膜镜片。

在示例性实施方式中，中折射率膜层、第一膜组的高折射率膜层、第一膜组的低折射率膜层、第二高折射率膜层、第二低折射率膜层、第三高折射率膜层以及第三低折射率膜层对应的膜层厚度比为5:1:1:6:1:1:6。根据需要，合理控制镀膜镜片中的各膜层物理厚度的比值，从而获取对可见光和近红外光具有减反射效果的镀膜镜片。

在示例性实施方式中，第一膜组的高折射率膜层和第二膜组的高折射率膜层的材料可至少包括：氢化硅、氢化硅锗、sic，或ti、sn、zr、nb、ta的氧化物的任意一种。即本申请的镀膜镜片中的高折射率膜层的膜层材料可选为氢化硅、氢化硅锗、sic，或ti、sn、zr、nb、ta的氧化物中的任意一种。

在示例性实施方式中，中折射率膜层的材料可至少包括：al、si、hf、y的氧化物或氮化物中的任意一种。即本申请的镀膜镜片中的中折射率膜层的膜层材料可选为al、si、hf、y的氧化物或氮化物中的任意一种。

在示例性实施方式中，第一膜组的低折射率膜层和第二膜组的低折射率膜层的材料可至少包括：mgf2或si、al的氧化物中的任意一种。即本申请的镀膜镜片中的低折射率膜层的膜层材料可选为mgf2或si、al的氧化物中的任意一种。

在示例性实施方式中，第一膜组镀制于镜片基底的一侧或两侧。即本申请的镀膜镜片根据需要，可选择性地在镜片基底一侧镀制第一膜组的膜层和第二膜组的膜层，也可以在镜片基底的两侧均镀制第一膜组的膜层和第二膜组的膜层，以使该镀膜镜片具有对可见光和近红外光良好的透射率，满足近红外传感器对近红外光和可见光的透射需要。

在示例性实施方式中，镜片基底由聚甲基丙烯酸甲酯材料、环氧树脂材料、聚烯烃材料、环烯烃共聚物、环烯烃材料和乙烯共聚物中的至少一种材料制成。即本申请的镀膜镜片中的镜片基底可选为聚甲基丙烯酸甲酯材料、环氧树脂材料、聚烯烃材料、环烯烃共聚物、环烯烃材料和乙烯共聚物中的任意一种材料制成。

在示例性实施方式中，镜片基底的折射率n(sub)满足1.5≤n(sub)≤1.7。即本申请的镀膜镜片中的镜片基底的折射率在1.5和1.7之间，以使该镀膜镜片具有对可见光和近红外光良好的透射率，满足近红外传感器对近红外光和可见光的透射需要。

在示例性实施方式中，入射光在430nm～630nm的波长范围内，镀膜镜片的平均反射率rave满足rave≤3％，最大反射率rmax满足rmax≤5％。即镀制有上述膜层结构的镀膜镜片对430nm～630nm的波长范围内的入射光的平均反射率小于等于3％，最大反射率小于等于5％。

在示例性实施方式中，入射光在850nm～1050nm的波长范围内，镀膜镜片的最大反射率rmax满足rmax≤3％。即镀制有上述膜层结构的镀膜镜片对850nm～1050nm的波长范围内的入射光的最大反射率小于等于3％

在示例性实施方式中，入射光波长为850nm或940nm时，镀膜镜片的反射率均小于1％。即镀制有上述膜层结构的镀膜镜片对波长为850nm的入射光的反射率小于1％，以及对波长为940nm的入射光的反射率也小于1％。

在示例性实施方式中，第一膜组和第二膜组中的各膜层满足以下条件中的至少之一：中折射率膜层的膜层厚度范围为80～100nm；第一膜组的高折射率膜层的膜层厚度范围为20～30nm；第一膜组的低折射率膜层的膜层厚度范围为15～20nm；第二高折射率膜层的膜层厚度范围为100～110nm；第二低折射率膜层的膜层厚度范围为15～20nm；第三高折射率膜层的膜层厚度范围为20～30nm；以及第三低折射率膜层的膜层厚度范围为100～120nm。根据需要，可合理设定镀膜镜片中的各膜层物理厚度的厚度范围。各膜层的物理厚度相互配合设置，以获取对可见光和近红外光具有减反射效果的镀膜镜片，进而提高镀膜镜片对可见光和近红外光的透射率。

在示例性实施方式中，第一膜组和第二膜组中的各膜层满足以下条件中的至少之一：中折射率膜层的膜层厚度范围为90～100nm；第一膜组的高折射率膜层的膜层厚度范围为15～25nm；第一膜组的低折射率膜层的膜层厚度范围为10～20nm；第二高折射率膜层的膜层厚度范围为100～120nm；第二低折射率膜层的膜层厚度范围为20～30nm；第三高折射率膜层的膜层厚度范围为15～25nm；以及第三低折射率膜层的膜层厚度范围为100～120nm。根据需要，可合理设定镀膜镜片中的各膜层物理厚度的厚度范围。各膜层的物理厚度相互配合设置，以获取对可见光和近红外光具有减反射效果的镀膜镜片，进而提高镀膜镜片对可见光和近红外光的透射率。

本申请的另一方面提供了一种光学镜头，光学镜头至少一个上述实施例提供的镀膜镜片。即本申请提供一种包含有上述各实施例提供的镀膜镜片的光学镜头，以充分利用镀膜镜片良好的可见光和近红外光透射率，实现高质量光学成像。

本申请的又一方面提供了一种形成镀膜镜片的方法，方法包括：

在镜片基底的侧面镀制第一膜组，第一膜组包括中折射率膜层、以及高折射率膜层和低折射率膜层中的至少一种；以及在第一膜组上依次交替层叠镀制第二膜组层的高折射率膜层和低折射率膜层，其中，第一膜组的高折射率膜层和第二膜组的高折射率膜层的总膜层厚度dh总与中折射率膜层的总厚度dm总的比值dh总/dm总满足1≤dh总/dm总≤3。

优化镜片对于近红外光区域的透射率在诸多应用场景下是有裨益的。例如，在3d摄像头领域，这一镀膜镜片具有很好的应用前景。3d摄像头采用红外线作为发射光线，能够解决可见光的环境光照影响问题。目前行业内所采用的主流3d视觉技术有三种：结构光技术、飞行时间法(tof)以及双目多角立体成像。tof方案因其使用便捷、成本较低等优点而最具前景。其中，tof方案通过专用传感器，捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间，从而判断物体距离。这种传感器一般为近红外传感器，其需要接收并透射近红外光线。本申请提供的这种镀膜透镜可以很好地满足其应用需求。

为进一步具体说明本申请实施例提供的减反射膜膜系结构，现以以下实施例具体说明。

实施例1

图1为根据本申请第一实施方式的镀膜镜片的膜层结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的镀膜镜片包括镜片基底100以及七层膜结构。该七层膜结构详述如下。从镜片基底一侧开始的第一层为中折射率膜层201，第二层为第一膜组的高折射率膜层202，第三层为第一膜组的低折射率膜层203，第四层为第二高折射率膜层204，第五层为第二低折射率膜层205，第六层为第三高折射率膜层206，第七层为第三低折射率膜层207。各高折射率膜层的材料为ti3o5，中折射率膜层的材料为al2o3，各低折射率膜层的材料为al2o3和sio2的混合物。这里的七层膜系结构的各膜层物理厚度比为4:1:1:5:1:1:5，其厚度单位均为nm。中折射率膜层201的膜层厚度范围为80～100nm；第一膜组的高折射率膜层202的膜层厚度范围为20～30nm；第一膜组的低折射率膜层203的膜层厚度范围为15～20nm；第二高折射率膜层204的膜层厚度范围为100～110nm；第二低折射率膜层205的膜层厚度范围为15～20nm；第三高折射率膜层206的膜层厚度范围为20～30nm；以及第三低折射率膜层207的膜层厚度范围为100～120nm。

图2为根据本申请实施方式的不同入射光波长对应的镀有减反射膜的镀膜镜片的反射率曲线关系示意图。如图2所示，利用该膜系结构使得其镀膜镜片在近红外波段850nm～1050nm范围内的最大反射率rmax≤1.0％，在920nm至980nm范围内的平均反射率rave≤0.5％；可见本实施方式的减反膜系结构、镀膜镜片及光学镜头满足在近红外波段的使用需求。另外，在可见光波段430nm至630nm范围内的最大反射率rmax≤2.1％，平均反射率rave≤1.2％；在630nm至900nm范围内的最大反射率rmax≤1.8％，平均反射率rave≤1.2％。由此可见，装载镀有本实施方式的减反膜系的镀膜镜片的光学镜头在可见光及近红外波段均达到透明度的使用要求。

实施例2

图3为根据本申请第二实施方式的镀膜镜片的膜层结构示意图。如图3所示，本申请实施例提供的镀膜镜片包括镜片基底100以及七层膜结构。该七层膜结构详述如下。从镜片基底一侧开始的第一层为中折射率膜层201，第二层为第一膜组的高折射率膜层202，第三层为第一膜组的低折射率膜层203，第四层为第二高折射率膜层204，第五层为第二低折射率膜层205，第六层为第三高折射率膜层206，第七层为第三低折射率膜层207。各高折射率膜层的材料为ti3o5，中折射率膜层的材料为al2o3，各低折射率膜层的材料为sio2。这里的七层膜系结构的各膜层物理厚度比为5:1:1:6:1:1:6，其厚度单位均为nm。中折射率膜层201的膜层厚度范围为90～110nm；第一膜组的高折射率膜层202的膜层厚度范围为15～25nm；第一膜组的低折射率膜层203的膜层厚度范围为10～20nm；第二高折射率膜层204的膜层厚度范围为100～120nm；第二低折射率膜层205的膜层厚度范围为20～30nm；第三高折射率膜层206的膜层厚度范围为15～25nm；以及第三低折射率膜层207的膜层厚度范围为100～120nm。

图4为根据本申请第二实施方式的不同入射光波长对应的镀有减反射膜的镀膜镜片的反射率曲线关系示意图。如图4所示，利用该膜系结构使得其镀膜镜片在近红外波段850nm～1050nm范围内的最大反射率rmax≤1.0％，在920nm至980nm范围内的平均反射率rave≤0.3％；可见本实施方式的减反膜系结构、镀膜镜片及光学镜头满足在近红外波段的使用需求。另外，在可见光波段430nm至630nm范围内的最大反射率rmax≤2.4％，平均反射率rave≤2.1％；在630nm至900nm范围内的最大反射率rmax≤2.3％，平均反射率rave≤1.4％。由此可见，装载镀有本实施方式的减反膜系的镀膜镜片的光学镜头在可见光及近红外波段均达到透明度的使用要求。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。