日夜兼用的光学低通滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种日夜兼用的光学低通滤波器，在无碱光学玻璃Ⅰ(1)的上表面依次设置金属离子着色聚合膜(3)和增透硬化膜(4)，在无碱光学玻璃Ⅱ(2)的下表面设置电介质多层膜(5)，无碱光学玻璃Ⅰ(1)的下表面和无碱光学玻璃Ⅱ(2)的上表面之间设置光学胶合膜(6)，从而形成日夜兼用的光学低通滤波器。

Optical low pass filter for day and night

The utility model discloses a day and night and the optical low-pass filter in alkali free optical glass 1 (1) on the surface of metal ions are sequentially arranged colored polymer film (3) and antireflection film (4), in the hardened alkali free optical glass II (2) is arranged on the lower surface of the dielectric multilayer film (5 alkali free optical glass), 1 (1) under the surface and non alkali glass II (2) is arranged between the upper surface of the optical glue film (6), day and night and forming an optical low pass filter.

【技术实现步骤摘要】
日夜兼用的光学低通滤波器
本技术涉及一种光学滤波片，具体涉及一种能够不使用切换装置，并使影像呈现的色彩复合人眼感受，从而实现摄像机日夜兼用的光学低通滤波器。
技术介绍
随着人们安全防范意识的提，24小时连续电视监控的可见-近红外成像技术得到了全社会的青睐，不仅在银行、金库、图书馆、文献库、监狱等特殊部门具有很重要的应用，而且在居民区、道路等一般公共场合也得到了广泛的应用。作为数码摄像系统的图像传感器CCD或CMOS是一种离散像素的光点探测器，其光敏感波长区约为400到1200nm。在此波长区中，人们肉眼能看到的波长为400-650nm的可见光，可用于生成可见光彩色图像，而波长700-120nm的近红外光人眼是看不见的，但CCD或CMOS却可生成近红外黑白图像。这就是说，图像传感器能同时对可见光和近红外光成像，但这两幅图像人眼看起来是不一样的，所以现用的数码相机和手机摄像头都要把近红外光滤掉，而仅仅保留可见光彩色图像，避免两幅图像叠在一起成像模糊。然而，近红外光摄像也具有一定的优越性，首先是可以在夜间进行拍摄成像，其次近红外光的波长较长，穿透性较好，不仅使得拍摄距离增加，而且可以透过某些固体和液体发现其他监视目标，更重要的是，近红外光拍摄隐蔽性高、性能稳定。可是，此前人们为了同时获得可见光图像和近红外光图像，采用更换滤光片的办法，即白天使用过滤红外光的高可见光透过的蓝玻璃，晚上采用切换装置将蓝玻璃切换成过滤可见光的高红外透过的白玻璃，这种方法的缺点是极其不方便，使用环境较恶劣时切换装置常出现故障，导致拍摄系统失灵，同时也导致成本增加。因此，日夜兼用的光学低通滤波器是时下所需。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种日夜兼用的光学低通滤波器，该光学低通滤波器同时具有可见和红外两个透射带，无需切换装置就能实现摄像机的日夜兼用。为了解决上述技术问题，本技术提供一种日夜兼用的光学低通滤波器，在无碱光学玻璃Ⅰ的上表面依次设置金属离子着色聚合膜和增透硬化膜，在无碱光学玻璃Ⅱ的下表面设置电介质多层膜，无碱光学玻璃Ⅰ的下表面和无碱光学玻璃Ⅱ的上表面之间设置光学胶合膜，从而形成日夜兼用的光学低通滤波器。作为本技术的日夜兼用的光学低通滤波器的改进：由含有钴离子的硼酸溶液所形成的金属离子着色聚合膜的厚度为0.7～0.8μm；金属离子着色聚合膜对620nm附近光具有吸收特性。由Ta2O5或Ti3O5所形成的电介质多层膜的厚度为0.7～0.8μm；该电介质多层膜是一种对可见光透过率达到90％以上，并且能够在能够在波长为940nm或850nm的范围具有高选择性透过率的薄膜。无碱光学玻璃Ⅰ、无碱光学玻璃Ⅱ的厚度为0.2～0.3mm；其均为不含有碱金属元素的浮式玻璃，例如可选用SCHOTT公司生产的D263T型浮式玻璃。由树脂所形成的增透硬化膜的厚度为1～2μm。由环氧树脂胶所形成的光学胶合膜的厚度为5～10μm。针对监视系统昼夜交替时需要来回切换滤光片，使监视系统寿命减少甚至导致整个监视系统崩溃这一问题，本技术设计了一种无需切换装置的光学低通滤波器，该光学低通滤波器同时具有可见和红外两个透射带，无需切换装置就能实现摄像机的日夜兼用。本技术的光学低通滤波器在420-620nm波段具有90％以上的透过率，在近红外波段850nm或者940nm同时具有接近90％的透过率。本技术的光学低通滤波器通过在两片无碱光学玻璃表面镀膜并使用光学贴合膜进行贴合的复合结构。在本技术中，金属离子着色聚合膜对620nm附近光具有吸收特性。电介质多层膜是一种对可见光透过率达到90％以上，并且能够在波长为940nm或850nm的范围具有高选择性透过率的薄膜。本技术首次采用金属离子着色聚合膜中金属离子的吸光特性产生红外穿透特性，并通过控制电介质多层膜的厚度与介质种类制备出无红暴现象的光学低通滤波器。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1为本技术的日夜兼用型的光学低通滤波器的剖面结构示意图；图2为实施例1所得的日夜兼用型的光学低通滤波器940nm波段的透过率-波长曲线图；图3为实施例2所得的日夜兼用型的光学低通滤波器850nm波段的透过率-波长曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行进一步描述，但本技术的保护范围并不仅限于此：实施例1、一种日夜兼用型的光学低通滤波器，在无碱光学玻璃Ⅰ1的上表面依次涂布金属离子着色聚合膜3和增透硬化膜4，在无碱光学玻璃Ⅱ2的下表面涂布电介质多层膜5，无碱光学玻璃Ⅰ1的下表面和无碱光学玻璃Ⅱ2的上表面通过光学胶合膜6相连，从而形成日夜兼用型的光学低通滤波器。无碱光学玻璃Ⅰ1、无碱光学玻璃Ⅱ2可选用SCHOTT公司生产的D263T型号的浮式玻璃，厚度为0.2mm。其制备方法例如可采用以下步骤：1)、配制含有钴离子的硼酸溶液：含有钴离子的硼酸溶液由0.5mol/L硫酸钴、1.1mol/L的硼酸以及作为余量的水组成。金属离子着色聚合膜3由上述含有钴离子的硼酸溶液制备而得，即，在无碱光学玻璃Ⅰ1的上表面旋涂(旋涂转速为800r/min)上述含有钴离子的硼酸溶液，然后于90℃烘干60min；从而形成附着于无碱光学玻璃Ⅰ1的上表面的金属离子着色聚合膜3，金属离子着色聚合膜3的厚度为0.7μm。2)、将二氧化硅(SiO2)为基材的树脂在金属离子着色聚合膜3的表面旋涂(旋涂转速为800r/min)，于90℃温度下烘干60min，从而形成附着于金属离子着色聚合膜3上表面的增透硬化膜4，该增透硬化膜4的厚度为1μm。该二氧化硅(SiO2)为基材的树脂溶液为KL-2树脂。3)、采用真空镀膜机，在真空条件下以电子枪产生的电子束加热Ta2O5镀材，从而在无碱光学玻璃Ⅱ2的下表面形成电介质多层膜5。该电介质多层膜5的厚度为0.7μm。4)、按照基板清洁-涂布光胶-贴合定位-紫外光硬化的工艺方法(此为常规技术)，在无碱光学玻璃Ⅰ1的下表面和无碱光学玻璃Ⅱ2的上表面之间设置环氧树脂胶，具体为：将无碱光学玻璃Ⅰ1的下表面、无碱光学玻璃Ⅱ2的上表面按照常规的基本清洁方式进行清洗，然后在无碱光学玻璃Ⅰ1的下表面涂上环氧树脂胶，将无碱光学玻璃Ⅱ2的上表面贴合到环氧树脂胶，接着在紫外光下固化3h。从而在无碱光学玻璃Ⅰ1的下表面和无碱光学玻璃Ⅱ2的上表面之间形成光学胶合膜6，光学胶合膜6的厚度为6μm。环氧树脂胶可选用协力化学公司生产的XVL-14L环氧树脂胶，这是一种折射率与光学玻璃相近的环氧树脂胶。图2是实施例1所得的光学低通滤波器的透过率-波长曲线，它在420nm～600nm的波段范围具有接近90％的透过率，并且在940nm附近的波段有一个近红外窄通带，透过率大于80％。由于采用940nm的LED补光，不会出现红暴现象(即，940nm有光线透过，这个波段的光是无色的，因此不会出现红暴现象)，适合于夜间监视使用，同时日夜兼用的效果。上述透过率-波长曲线的检测方法为依据GB/T2828。实施例2、改变实施例1中的电解质多层膜5，将其换成适和850光源照明系统的开放波段为850nm的电解质多层膜5，其余同实施例1。该850nm的电解质多层膜由Ti3O5在真空下通过电子束加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
日夜兼用的光学低通滤波器，其特征在于：在无碱光学玻璃Ⅰ(1)的上表面依次设置金属离子着色聚合膜(3)和增透硬化膜(4)，在无碱光学玻璃Ⅱ(2)的下表面设置电介质多层膜(5)，无碱光学玻璃Ⅰ(1)的下表面和无碱光学玻璃Ⅱ(2)的上表面之间设置光学胶合膜(6)，从而形成日夜兼用的光学低通滤波器。

【技术特征摘要】
1.日夜兼用的光学低通滤波器，其特征在于：在无碱光学玻璃Ⅰ(1)的上表面依次设置金属离子着色聚合膜(3)和增透硬化膜(4)，在无碱光学玻璃Ⅱ(2)的下表面设置电介质多层膜(5)，无碱光学玻璃Ⅰ(1)的下表面和无碱光学玻璃Ⅱ(2)的上表面之间设置光学胶合膜(6)，从而形成日夜兼用的光学低通滤波器。2.根据权利要求1所述的日夜兼用的光学低通滤波器，其特征在于：由含有钴离子的硼酸溶液所形成的金属离子着色聚合膜(3)的厚度为0.7～0.8μm。3.根据权利要求1或2所述的日夜兼用的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛浦，蒋文山，郭兴忠，吴兰，杨辉，
申请(专利权)人：浙江博达光电有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33