一种一体化日夜滤光片的制作方法

本发明涉及一种一体化日夜滤光片。

背景技术：

随着平安工程的推进，IP摄像机、百万像素高清摄像机、红外摄像机、枪机等安防镜头在各大领域不断拓展，对摄像机的要求越来越高，尤其是对日夜两用型提出更高的要求。摄像机在白天和晚上因为光线不同会出现不一样的图像效果，在白天的时候有日光，对于图像效果而言，只需可见光就可还原物体本身的颜色；而晚上光线为红外光，由摄像机的感光芯片感知并能反映出来，图像出现偏色现象。为解决上述问题，现有技术普遍使用滤光片把不需要的光线过滤掉，而到了晚上让尽可能多的光线进入到摄像机。目前市场上日夜型滤光片切换器主要通过改变线圈中直流电流的方向来实现摆动杠的位置变化，从而达到切换红外滤光片的目的。插片式滤光片切换器的两片滤光片是单独放置，装配过程很难保持在同一水平，因此在切换的过程中容易出现卡壳，无法保证滤光片准确到位，导致整个滤光片切换器报废。钟摆式滤光片切换器两组滤光片是在同一转轴上，除了组装困难外，在旋转过程中易发生碰撞，容易滑牙，稳定性差。

技术实现要素：

本发明提供一种一体式日夜滤光片，本发明的滤光片在一片玻璃基底上镀有两种功能的滤光膜，取代传统的两片滤光片模式。进一步地，采用本发明的方法保证滤光膜分界线小于0.3mm，使在安装滤光片时只需放置一个滤光片，减少组装工序，提高生产效率。同时一个滤光片能提高切换器精度，组装过程方便快捷且误差小，减少过多的组装工序，从而提高滤光片切换器的可靠性。

本发明技术方案如下：

一种一体化日夜滤光片，包括具有正、反两面的玻璃基底层、镀制在玻璃基底层正面的可见红外增透膜层、以及镀制在玻璃基底层反面的复合膜层，所述的复合膜层包括分布在玻璃基底层反面两个相邻不同区域内的可见红外增透膜层区及红外截止滤光膜层区，所述的可见红外增透膜层区由可见红外增透膜层组成，所述的红外截止滤光膜层区由红外截止滤光膜层组成。

所述的可见红外增透膜层由9层膜构成，9层膜层依照距离玻璃基底层从近至远的顺序依次为：第一MgF₂膜层、第一H₄膜层、第二MgF₂膜层、第二H₄膜层、第三MgF₂膜层、第三H₄膜层、第四MgF₂膜层、第四H₄膜层、和第五MgF₂膜层。

所述的第一MgF₂膜层的厚度为61.8-63.8nm；第一H₄膜层的厚度为8.9-10.9nm；第二MgF₂膜层的厚度为80.4-82.4nm；第二H₄膜层的厚度为28.5-30.5nm；第三MgF₂膜层的厚度为29.9-31.9nm；第三H₄膜层的厚度为95.8-97.8nm；第四MgF₂膜层的厚度为13.3-15.3nm；第四H₄膜层的厚度为40.1-42.1nm；第五MgF₂膜层的厚度为109-111nm。

优选以下厚度：所述的第一MgF₂膜层的厚度为62.8nm；第一H₄膜层的厚度为9.9nm；第二MgF₂膜层的厚度为81.4nm；第二H₄膜层的厚度为29.5nm；第三MgF₂膜层的厚度为30.9nm；第三H₄膜层的厚度为96.8nm；第四MgF₂膜层的厚度为14.3nm；第四H₄膜层的厚度为41.1nm；第五MgF₂膜层的厚度为110nm。

所述的红外截止滤光膜层由34层膜层构成，34层膜层依照距离玻璃基底层从近至远的顺序依次为：第一TiO₂膜层，第一SiO₂膜层，第二TiO₂膜层，第二SiO₂膜层，第三TiO₂膜层，第三SiO₂膜层，第四TiO₂膜层，第四SiO₂膜层，第五TiO₂膜层，第五SiO₂膜层，第六TiO₂膜层，第六SiO₂膜层，第七TiO₂膜层，第七SiO₂膜层，第八TiO₂膜层，第八SiO₂膜层，第九TiO₂膜层，第九SiO₂膜层，第十TiO₂膜层，第十SiO₂膜层，第十一TiO₂膜层，第十一SiO₂膜层，第十二TiO₂膜层，第十二SiO₂膜层，第十三TiO₂膜层，第十三SiO₂膜层，第十四TiO₂膜层，第十四SiO₂膜层，第十五TiO₂膜层，第十五SiO₂膜层，第十六TiO₂膜层，第十六SiO₂膜层，第十七TiO₂膜层，第十七SiO₂膜层。

第一TiO₂膜层的厚度为6.4-8.4nm；第一SiO₂膜层的厚度为193.4-194.4nm；第二TiO₂膜层的厚度为93.5-95.5nm；第二SiO₂膜层的厚度为135.6-137.6nm；第三TiO₂膜层的厚度为83.8-84.8nm；第三SiO₂膜层的厚度为125.8-127.8nm；第四TiO₂膜层的厚度为83.8-85.8nm；第四SiO₂膜层的厚度为121.6-123.6nm；第五TiO₂膜层的厚度为85.1-87.1nm；第五SiO₂膜层的厚度为120.3-122.3nm；第六TiO₂膜层的厚度为86.2-88.2nm；第六SiO₂膜层的厚度为124.6-126.6nm；第七TiO₂膜层的厚度为84.7-86.7nm；第七SiO₂膜层的厚度为121.9-123.9nm；第八TiO₂膜层的厚度为85-87nm；第八SiO₂膜层的厚度为128.5-130.5nm；第九TiO₂膜层的厚度为84.8-86.8nm；第九SiO₂膜层的厚度为143.4-145.4nm；第十TiO₂膜层的厚度为104.8-106.8nm；第十SiO₂膜层的厚度为185.7-187.7nm；第十一TiO₂膜层的厚度为105.-107.9nm；第十一SiO₂膜层的厚度为156.6-158.6nm；第十二TiO₂膜层的厚度为98.1-100.1nm；第十二SiO₂膜层的厚度为179-181nm；第十三TiO₂膜层的厚度为114.8-116.8nm；第十三SiO₂膜层的厚度为166.2-168.2nm；第十四TiO₂膜层的厚度为95.8-97.8nm；第十四SiO₂膜层的厚度为168.2-170.2nm；第十五TiO₂膜层的厚度为112.3-114.5nm；第十五SiO₂膜层的厚度为177.4-179.4nm；第十六TiO₂膜层的厚度为103.1-105.1nm；第十六SiO₂膜层的厚度为157.8-159.8nm；第十七TiO₂膜层的厚度为93.1-95.1nm；第十七SiO₂膜层的厚度为75.9-77.9nm。

优选以下数据：第一TiO₂膜层的厚度为7.4nm；第一SiO₂膜层的厚度为194.4nm；第二TiO₂膜层的厚度为94.5nm；第二SiO₂膜层的厚度为136.6nm；第三TiO₂膜层的厚度为84.8nm；第三SiO₂膜层的厚度为126.8nm；第四TiO₂膜层的厚度为84.8nm；第四SiO₂膜层的厚度为122.6nm；第五TiO₂膜层的厚度为86.1nm；第五SiO₂膜层的厚度为121.3nm；第六TiO₂膜层的厚度为87.2nm；第六SiO₂膜层的厚度为125.6nm；第七TiO₂膜层的厚度为85.7nm；第七SiO₂膜层的厚度为122.9nm；第八TiO₂膜层的厚度为86nm；第八SiO₂膜层的厚度为129.5nm；第九TiO₂膜层的厚度为85.8nm；第九SiO₂膜层的厚度为144.4nm；第十TiO₂膜层的厚度为105.8nm；第十SiO₂膜层的厚度为186.7nm；第十一TiO₂膜层的厚度为106.9nm；第十一SiO₂膜层的厚度为157.6nm；第十二TiO₂膜层的厚度为99.1nm；第十二SiO₂膜层的厚度为180nm；第十三TiO₂膜层的厚度为115.8nm；第十三SiO₂膜层的厚度为167.2nm；第十四TiO₂膜层的厚度为96.8nm；第十四SiO₂膜层的厚度为169.2nm；第十五TiO₂膜层的厚度为113.5nm；第十五SiO₂膜层的厚度为178.4nm；第十六TiO₂膜层的厚度为104.1nm；第十六SiO₂膜层的厚度为158.8nm；第十七TiO₂膜层的厚度为94.1nm；第十七SiO₂膜层的厚度为76.9nm。

所述的可见红外增透膜层的光谱指标为：Ravg<0.5％@420-650&800-950nm，S2面的上部分镀有与S1面相同的膜系结构，下半部分镀有红外截止滤光膜。

所述的红外截止滤光膜层的光谱指标为：Tavg>98％@420-630，Tavg<1％@700-1100nm。

所述的一体化日夜滤光片采用大片镀膜后切小的工作模式，大片玻璃基底材料尺寸为80mm*80mm*0.3mm，切小后的尺寸为15mm*8.1mm*0.3mm，所用切割机刀片厚度为0.3mm。

一种一体化日夜滤光片的制备方法，包括以下步骤：

①选择玻璃基底材料作为玻璃基底层，

②在玻璃基底层的正面镀制上可见红外增透膜层，

③在玻璃基底层的反面镀制复合膜层；

镀制复合膜层时，在需要镀制的复合膜层的面上以一端为基准安装栅格夹具一，且在玻璃基底层的正面上放置一块用于防止玻璃基底层变形的玻璃压块；所述的栅格夹具一包括上下两端的夹板、及竖直连接于两块夹板中间的挡条装置，所述的挡条装置由多个挡板条从一端至另一端依次等间隔平行设置；位于相邻两个挡板条之间的镂空间隔的宽度与先要镀制的可见红外增透膜层或红外截止滤光膜层的宽度一致，所述挡板条的宽度与之后需要镀制的另一种膜层的宽度一致；

之后先在镂空间隔对应的玻璃基底层上镀制上可见红外增透膜层或红外截止滤光膜层；

接着取下栅格夹具一，在需要镀制的复合膜层的面上以同一端为基准换上栅格夹具二，所述的栅格夹具二包括上下两端的夹板、及竖直连接于两块夹板中间的档条装置；所述的挡条装置由多个挡板条从一端至另一端依次等间隔设置；位于相邻两个挡板条之间的镂空间隔的宽度均与之后需要镀制的红外截止滤光膜层或可见红外增透膜层的宽度一致，所述挡板条的宽度与之前镀制的第一种膜层的宽度一致；安装栅格夹具二时，确保挡板条正好重叠遮挡住之前已经镀制好的可见红外增透膜层或红外截止滤光膜层；

之后在镂空间隔对应的玻璃基底层上镀制上之后需要镀制的红外截止滤光膜层或可见红外增透膜层；

最后用刀具将玻璃基底材料切割成多个所述的滤光片。

夹具一的挡板条及镂空间隔的宽度均为7.65mm，夹具二的挡板条及镂空间隔镂的宽度均为7.65mm。镀制复合膜层的可见、红外增透膜时，选用夹具1，一部分置于挡板条，另一部分置于镂空间隔上，同时在玻璃基底上方放置80*80*5的玻璃压块，防止高温镀膜时玻璃基底变形导致过渡带阴影超过0.3mm；镀制复合膜层的红外截止滤光膜时，选用夹具2的挡板条位置刚好与夹具1相反，已镀的可见、红外增透膜置于挡条上方，需镀红外截止膜的下半部分置于镂空间隔，同时在玻璃基底上方放置80*80*5的玻璃压块，防止高温镀膜时玻璃基底变形导致过渡带阴影超过0.3mm。可见、红外增透膜与红外截止滤光膜之间具有阴影过渡区。

镀制完成后的滤光片选用0.3mm的切割刀片，沿着阴影过渡区切割，将方块大尺寸玻璃切割成15*8.1*0.3mm的一体化日夜滤光片。所述的一体化日夜滤光片采用大片镀膜后切小的工作模式，优选采用尺寸为80mm*80mm*0.3mm玻璃基底材料，切小后的尺寸为15mm*8.1mm*0.3mm。

滤光片使用时，需要将滤光片插入切换器的凹槽中，同时在四个角落点上胶水，防止使用过程中脱落。

与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：

1.本申请的一体化日夜滤光片切换器只有一块玻璃基底，减少组装工序，提高生产效率。同时一个滤光片能提高切换器精度，组装过程方便快捷且误差小，减少过多的组装工序，从而提高滤光片切换器的可靠性。

2.采用特别设计的镀膜夹具和镀膜工艺，可以保证可见、红外增透膜与红外截止膜的过渡带小于0.3mm。

3.两组互补型栅格挡条镀膜夹具方便玻璃基底的放置，方便快捷，降低加工难度。

4.采用大片镀完后切小的工艺，不仅提高上夹速度，而且所镀制的滤光片没有挡边，达到100％通光孔径。

附图说明

图1为本发明一体化日夜滤光片结构示意图；

图2为本发明一体化日夜滤光片反面结构示意图；

图3为本发明可见红外增透膜层结构示意图；

图4为本发明红外截止滤光膜层结构示意图；

图5为本发明可见、红外膜光谱曲线图；

图6为本发明红外截止滤光膜光谱曲线图；

图7为本发明镀制可见、红外膜夹具一示意图；

图8为本发明镀制可见、红外膜夹具二示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明。

如图1、2所示，一种一体化日夜滤光片，包括具有正、反两面的玻璃基底层1、镀制在玻璃基底层1正面的可见红外增透膜层2、以及镀制在玻璃基底层1反面的复合膜层3，所述的复合膜层3包括分布在玻璃基底层1反面两个相邻不同区域内的可见红外增透膜层区及红外截止滤光膜层区，所述的可见红外增透膜层区由可见红外增透膜层2组成，所述的红外截止滤光膜层区由红外截止滤光膜层4组成。

复合膜层3的可见红外增透膜层2与红外截止滤光膜层4之间的过渡带小于0.3mm。

所述的玻璃基底层的材料为D263T玻璃。

如图3所示，所述的可见红外增透膜层2由9层膜构成，9层膜层依照距离玻璃基底层1从近至远的顺序依次为：第一MgF₂膜层21、第一H₄膜层22、第二MgF₂膜层23、第二H₄膜层24、第三MgF₂膜层25、第三H₄膜层26、第四MgF₂膜层27、第四H₄膜层28、和第五MgF₂膜层29。

所述的第一MgF₂膜层21的厚度为61.8-63.8nm；第一H₄膜层22的厚度为8.9-10.9nm；第二MgF₂膜层23的厚度为80.4-82.4nm；第二H₄膜层24的厚度为28.5-30.5nm；第三MgF₂膜层25的厚度为29.9-31.9nm；第三H₄膜层26的厚度为95.8-97.8nm；第四MgF₂膜层27的厚度为13.3-15.3nm；第四H₄膜层28的厚度为40.1-42.1nm；第五MgF₂膜层29的厚度为109-111nm。

优选以下厚度：所述的第一MgF₂膜层21的厚度为62.8nm；第一H₄膜层22的厚度为9.9nm；第二MgF₂膜层23的厚度为81.4nm；第二H₄膜层24的厚度为29.5nm；第三MgF₂膜层25的厚度为30.9nm；第三H₄膜层26的厚度为96.8nm；第四MgF₂膜层27的厚度为14.3nm；第四H₄膜层28的厚度为41.1nm；第五MgF₂膜层29的厚度为110nm。

如图4所示，所述的红外截止滤光膜层4由34层膜层构成，34层膜层依照距离玻璃基底层1从近至远的顺序依次为：第一TiO₂膜层41，第一SiO₂膜层42，第二TiO₂膜层43，第二SiO₂膜层44，第三TiO₂膜层45，第三SiO₂膜层46，第四TiO₂膜层47，第四SiO₂膜层48，第五TiO₂膜层49，第五SiO₂膜层410，第六TiO₂膜层411，第六SiO₂膜层412，第七TiO₂膜层413，第七SiO₂膜层414，第八TiO₂膜层415，第八SiO₂膜层416，第九TiO₂膜层417，第九SiO₂膜层418，第十TiO₂膜层419，第十SiO₂膜层420，第十一TiO₂膜层421，第十一SiO₂膜层422，第十二TiO₂膜层423，第十二SiO₂膜层424，第十三TiO₂膜层425，第十三SiO₂膜层426，第十四TiO₂膜层427，第十四SiO₂膜层428，第十五TiO₂膜层429，第十五SiO₂膜层430，第十六TiO₂膜层431，第十六SiO₂膜层432，第十七TiO₂膜层433，第十七SiO₂膜层434。

第一TiO₂膜层41的厚度为6.4-8.4nm；第一SiO₂膜层42的厚度为193.4-194.4nm；第二TiO₂膜层43的厚度为93.5-95.5nm；第二SiO₂膜层44的厚度为135.6-137.6nm；第三TiO₂膜层45的厚度为83.8-84.8nm；第三SiO₂膜层46的厚度为125.8-127.8nm；第四TiO₂膜层47的厚度为83.8-85.8nm；第四SiO₂膜层48的厚度为121.6-123.6nm；第五TiO₂膜层49的厚度为85.1-87.1nm；第五SiO₂膜层410的厚度为120.3-122.3nm；第六TiO₂膜层411的厚度为86.2-88.2nm；第六SiO₂膜层412的厚度为124.6-126.6nm；第七TiO₂膜层413的厚度为84.7-86.7nm；第七SiO₂膜层414的厚度为121.9-123.9nm；第八TiO₂膜层415的厚度为85-87nm；第八SiO₂膜层416的厚度为128.5-130.5nm；第九TiO₂膜层417的厚度为84.8-86.8nm；第九SiO₂膜层418的厚度为143.4-145.4nm；第十TiO₂膜层419的厚度为104.8-106.8nm；第十SiO₂膜层420的厚度为185.7-187.7nm；第十一TiO₂膜层421的厚度为105.-107.9nm；第十一SiO₂膜层422的厚度为156.6-158.6nm；第十二TiO₂膜层423的厚度为98.1-100.1nm；第十二SiO₂膜层424的厚度为179-181nm；第十三TiO₂膜层425的厚度为114.8-116.8nm；第十三SiO₂膜层426的厚度为166.2-168.2nm；第十四TiO₂膜层427的厚度为95.8-97.8nm；第十四SiO₂膜层428的厚度为168.2-170.2nm；第十五TiO₂膜层429的厚度为112.3-114.5nm；第十五SiO₂膜层430的厚度为177.4-179.4nm；第十六TiO₂膜层431的厚度为103.1-105.1nm；第十六SiO₂膜层432的厚度为157.8-159.8nm；第十七TiO₂膜层433的厚度为93.1-95.1nm；第十七SiO₂膜层434的厚度为75.9-77.9nm。

优选以下数据：第一TiO₂膜层41的厚度为7.4nm；第一SiO₂膜层42的厚度为194.4nm；第二TiO₂膜层43的厚度为94.5nm；第二SiO₂膜层44的厚度为136.6nm；第三TiO₂膜层45的厚度为84.8nm；第三SiO₂膜层46的厚度为126.8nm；第四TiO₂膜层47的厚度为84.8nm；第四SiO₂膜层48的厚度为122.6nm；第五TiO₂膜层49的厚度为86.1nm；第五SiO₂膜层410的厚度为121.3nm；第六TiO₂膜层411的厚度为87.2nm；第六SiO₂膜层412的厚度为125.6nm；第七TiO₂膜层413的厚度为85.7nm；第七SiO₂膜层414的厚度为122.9nm；第八TiO₂膜层415的厚度为86nm；第八SiO₂膜层416的厚度为129.5nm；第九TiO₂膜层417的厚度为85.8nm；第九SiO₂膜层418的厚度为144.4nm；第十TiO₂膜层419的厚度为105.8nm；第十SiO₂膜层420的厚度为186.7nm；第十一TiO₂膜层421的厚度为106.9nm；第十一SiO₂膜层422的厚度为157.6nm；第十二TiO₂膜层423的厚度为99.1nm；第十二SiO₂膜层424的厚度为180nm；第十三TiO₂膜层425的厚度为115.8nm；第十三SiO₂膜层426的厚度为167.2nm；第十四TiO₂膜层427的厚度为96.8nm；第十四SiO₂膜层428的厚度为169.2nm；第十五TiO₂膜层429的厚度为113.5nm；第十五SiO₂膜层430的厚度为178.4nm；第十六TiO₂膜层431的厚度为104.1nm；第十六SiO₂膜层432的厚度为158.8nm；第十七TiO₂膜层433的厚度为94.1nm；第十七SiO₂膜层434的厚度为76.9nm。

所述的可见红外增透膜层2的光谱指标为：Ravg<0.5％@420-650&800-950nm，S2面的上部分镀有与S1面相同的膜系结构，下半部分镀有红外截止滤光膜。

所述的红外截止滤光膜层的光谱指标为：Tavg>98％@420-630，Tavg<1％@700-1100nm。

其中如图5、6所示的是本发明可见、红外膜光谱曲线图及本发明红外截止滤光膜光谱曲线图。

一体化日夜滤光片是按照以下方法制备的，

①选择玻璃基底材料作为玻璃基底层1，

②在玻璃基底层1的正面镀制上可见红外增透膜层2，

③在玻璃基底层1的反面镀制复合膜层3；

镀制复合膜层3时，在需要镀制的复合膜层3的面上以一端为基准安装栅格夹具一6，且在玻璃基底层1的正面上放置一块用于防止玻璃基底层1变形的玻璃压块；所述的栅格夹具一6包括上下两端的夹板61、及竖直连接于两块夹板61中间的挡条装置，所述的挡条装置由多个挡板条63从一端至另一端依次等间隔平行设置；位于相邻两个挡板条63之间的镂空间隔62的宽度与先要镀制的可见红外增透膜层2或红外截止滤光膜层4的宽度一致，所述挡板条63的宽度与之后需要镀制的另一种膜层的宽度一致；

之后先在镂空间隔62对应的玻璃基底层1上镀制上可见红外增透膜层2或红外截止滤光膜层4；

接着取下栅格夹具一6，在需要镀制的复合膜层3的面上以同一端为基准换上栅格夹具二7，所述的栅格夹具二7包括上下两端的夹板71、及竖直连接于两块夹板71中间的档条装置；所述的挡条装置由多个挡板条73从一端至另一端依次等间隔设置；位于相邻两个挡板条73之间的镂空间隔72的宽度均与之后需要镀制的红外截止滤光膜层4或可见红外增透膜层2的宽度一致，所述挡板条63的宽度与之前镀制的第一种膜层的宽度一致；安装栅格夹具二7时，确保挡板条63正好重叠遮挡住之前已经镀制好的可见红外增透膜层2或红外截止滤光膜层4；

之后在镂空间隔72对应的玻璃基底层1上镀制上之后需要镀制的红外截止滤光膜层4或可见红外增透膜层2；

最后用刀具将玻璃基底材料切割成多个所述的滤光片。

夹具一的挡板条63及镂空间隔62的宽度均为7.65mm，夹具二的挡板条73及镂空间隔72镂的宽度均为7.65mm。

镀制复合膜层的可见、红外增透膜时，选用夹具1，一部分置于镂空位置，另一部分置于栅格档条上，同时在玻璃基底上方放置80*80*5的玻璃压块，防止高温镀膜时玻璃基底变形导致过渡带阴影超过0.3mm；镀制复合膜层的红外截止滤光膜时，选用夹具2的挡条位置刚好与夹具1相反，已镀的可见、红外增透膜置于挡条上方，需镀红外截止膜的下半部分置于镂空位置，同时在玻璃基底上方放置80*80*5的玻璃压块，防止高温镀膜时玻璃基底变形导致过渡带阴影超过0.3mm。可见、红外增透膜与红外截止滤光膜之间具有阴影过渡区。

镀制完成后的滤光片选用0.3mm的切割刀片，沿着阴影过渡区切割，将方块大尺寸玻璃切割成15*8.1*0.3mm的一体化日夜滤光片。

滤光片使用时，需要将滤光片插入切换器的凹槽中，同时在四个角落点上胶水，防止使用过程中脱落。

本发明所述的日夜滤光片并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。