專利名稱：單反相機半透薄膜鏡片及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種鏡片及其制備方法，尤其涉及一種單反相機半透薄膜鏡片及其制 備方法，屬于光學設備技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
半透薄膜鏡片是一種置于穿過攝像鏡頭系統(tǒng)的景光的光軸上，并和該光軸成大約 45度角的鏡片。根據(jù)相機的種類，半透薄膜鏡片存在有2種，一種是在攝像時也保持位置不 變的類型，另一種是能夠在攝影時在景光光軸向外端調(diào)節(jié)其位置的類型。根據(jù)半透薄膜鏡 片的材質(zhì)通常有兩類，以往常見的是由普通玻璃制成的半鏡片，或者是現(xiàn)使用高分子薄膜。進一步來看，用玻璃板制成半透薄膜鏡片，當玻璃板的厚度達到毫米的尺寸級別 時，半透薄膜鏡片以固定狀態(tài)引導透射光向膠片或(XD，COMS上投射，因為半透薄膜鏡片的 厚度會對鏡片系統(tǒng)產(chǎn)生失真誤差影響，為了將景光的焦點能準確置于膠片或攝像素子上， 需要做一定的校正?，F(xiàn)有的薄膜校正起來較為困難，存在偏差，迄今為止還未有以玻璃制成 的半透薄膜鏡片的厚度還是不能達到理想狀態(tài)。現(xiàn)有的該類薄膜鏡片，一般是用聚酯分子或醋酸纖維素高分子材料制備，其機械 強度性能低下的緣故，抗損傷的能力很差。僅僅是為了去除雜質(zhì)用的鼓風機對其作用的風 就能導致薄膜變形。因為其容易損壞，對精密處理的要求過高，這也是其產(chǎn)品難以市場化的 原因。另外，高分子薄膜靜電攜帶能力強，因靜電吸附作用很容易吸引雜質(zhì)附著。而且 高分子薄膜會因長時間使用后出現(xiàn)性能劣化，尤其是存在長時間使用后透射率降低這一缺
點ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種單反相機半透 薄膜鏡片及其制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)單反相機半透薄膜鏡片，包括半透薄膜鏡片本體，其中所述半透薄膜鏡片本體厚 度小于0. 1mm，其材質(zhì)包括水晶、藍寶石、鋼化玻璃，半透薄膜鏡片本體的底側(cè)設有鏤空基 質(zhì)，半透薄膜鏡片本體的頂端設有鏤空頂蓋，鏤空基質(zhì)、鏤空頂蓋的鏤空處相互對應。上述的單反相機半透薄膜鏡片，其中所述的半透薄膜鏡片本體的一側(cè)或是兩側(cè) 鍍有膜層，其包括Ti022膜、SiO2膜。進一步地，上述的單反相機半透薄膜鏡片，其中所述的膜層為Ti022膜、SiO2膜、 TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜依次疊加而成的5層膜混合。更進一步地，上述的單反相機半透薄膜鏡片，其中所述的Ti022膜、SiO2膜的厚度 為 800 lOOOnm。更進一步地，上述的單反相機半透薄膜鏡片，其中所述的鏤空基質(zhì)內(nèi)側(cè)設有落差槽，半透薄膜鏡片的邊緣位于落差槽內(nèi)，半透薄膜鏡片的邊緣正面分布有緩沖材料，緩沖材 料頂端上覆蓋鏤空頂蓋。再進一步地，上述的單反相機半透薄膜鏡片，其中所述的半透薄膜鏡片本體的厚 度為 0. 03 0. 04mm。單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其特征在于包括以下步驟步驟①用金剛石 切削器，將水晶或是藍寶石或是鋼化玻璃的半透薄膜鏡片主材切成0. 1 0.3mm厚度的薄 片；步驟②，按粗磨，細磨，拋光的順序依次打磨，保持半透薄膜鏡片主材表面平整性 的同時，將其研磨至0. 03 0. 04mm的厚度；步驟③，對半透薄膜鏡片主材進行鍍膜；步驟④，將半透薄膜鏡片加工成矩陣型薄膜，其周圍加設框架，最終固定成半透薄 膜鏡片。上述的單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其中所述步驟②中采用干涉儀對半 透薄膜鏡片主材厚度進行監(jiān)測。進一步地，上述的單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其中步驟③所述的鍍膜為 在半透薄膜鏡片一側(cè)鍍上依次排列的Ti022膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜的5層結(jié) 構(gòu)；Ti022膜、SiO2膜的厚度均為800 IOOOnm0再進一步地，上述的單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其中步驟④所述的框架 包括鏤空基質(zhì)，其上放置半透薄膜鏡片，半透薄膜鏡片上加設緩沖材料后加蓋鏤空頂蓋。本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在單反相機半透薄 膜鏡片的厚度薄，便于精確校正景光的焦點，令其能準確置于膠片或攝像素子上，該半透薄 膜鏡片在固定狀態(tài)下應用于攝像，其使鏡片系統(tǒng)產(chǎn)生的失真誤差影響得到抑制。同時，免 去了現(xiàn)有薄膜鏡片因為采用高分子薄膜而導致其機械強度性能低下的期限，抗損傷的能力 強。更為重要的是，其大大減少了高分子薄膜帶來的靜電攜帶能力，長時間使用后亦不會出 現(xiàn)性能劣化，不會降低透射率。再者，水晶、藍寶石、鋼化玻璃比高分子薄膜具有更高機械強 度(高強度、抗劃傷痕跡附著)及優(yōu)異光學性能。由此可見，本發(fā)明為本領域的技術(shù)進步拓 展了空間，實施效果好。


本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和 解釋。這些實施例僅是應用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而 形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。這些附圖當中，圖1是單反相機半透薄膜鏡片的整體構(gòu)造示意圖；圖2是單反相機半透薄膜鏡片的分解構(gòu)造示意圖；圖3是單反相機半透薄膜鏡片在相機內(nèi)的工作示意圖(虛線為光軸路徑)。圖中各附圖標記的含義如下1半透薄膜鏡片本體 2鏤空基質(zhì)3鏤空頂蓋4落差槽5緩沖材料6鏡筒
7攝像鏡片系統(tǒng)8半透薄膜鏡片9攝像素子10取景光學系統(tǒng)11相機本體
具體實施例方式如圖1、2所示的單反相機半透薄膜鏡片8，包括半透薄膜鏡片本體1，其特別之處 在于所述半透薄膜鏡片本體1厚度小于0. Imm,以0. 03mm為佳。具體來說，其材質(zhì)包括水 晶、藍寶石、鋼化玻璃，半透薄膜鏡片本體1的底側(cè)設有鏤空基質(zhì)2，半透薄膜鏡片本體1的 頂端設有鏤空頂蓋3，薄膜嵌入到鏤空基質(zhì)2的落差槽4之間，在薄膜表面一側(cè)的邊緣部位 摻入有緩沖材料5，鏤空基質(zhì)2、鏤空頂蓋3的鏤空處相互對應。結(jié)合本發(fā)明較佳的實施方式來看，半透薄膜鏡片本體1的一側(cè)或是兩側(cè)鍍有膜 層，其包括Ti022膜、SiO2膜。具體來說，膜層為Ti022膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜 依次疊加而成的5層膜混合。且Ti022膜、SiO2膜的厚度為800 lOOOnm。當然，以980nm 為佳。結(jié)合圖2來看，鏤空基質(zhì)2內(nèi)側(cè)設有落差槽4，半透薄膜鏡片8的邊緣位于落差槽4 內(nèi)，半透薄膜鏡片8的邊緣正面分布有緩沖材料5，緩沖材料5頂端上覆蓋鏤空頂蓋3。進一步來看，用水晶、藍寶石、鋼化玻璃制備的半透薄膜鏡片8具有優(yōu)異的機械性 能，尤其是強度方面具有劃傷痕跡難以附著的優(yōu)點。具體來說，鋼化玻璃是一種將普通玻璃 強度提高后的玻璃，物理鋼化(熱鋼化)玻璃和化學鋼化玻璃是鋼化玻璃的兩大種類。本 發(fā)明中這兩類玻璃都可以適用。藍寶石、水晶以及鋼化玻璃，根據(jù)它們的機械性能，若以硬 度標識機械性能，藍寶石的硬度是9，水晶和鋼化玻璃的硬度是7。藍寶石和水晶的天然產(chǎn) 物雖然可用于制備，但由人工制備的產(chǎn)物因為雜質(zhì)含量能控制在很低的程度的緣故將更加 適合制備鏡片。人工藍寶石也稱藍寶石玻璃在市場上有廣泛銷售，人工水晶也可以在市場 上找到。再進一步來看，因此半透薄膜鏡片8首先是是用水晶、藍寶石或鋼化玻璃加工而 成的厚度約0. Imm的薄膜鏡片。水晶和藍寶石雖然有雙折射的特性，但是在制成0. Imm的 厚度情況下雙折射的影響微小可忽略不計，使得其機械性能方面的優(yōu)勢得以充分發(fā)揮。其原理可以說明如下，具有雙折射的晶體中，0光和e光的分離幅差d可由下述公 式計算、其中0光折射率為n。、e光折射率具有雙折射特性的晶體厚度為t、光波面法線 和晶體光軸所成角度為θ。其關系通式如下d = t ((ne"2-no"2)sin θ cos θ)/(ne"2cos"2θ+no"2sin"2θ)通常情況下，分離幅差d在θ為45度時達到最大。首先以水晶為例子，水晶的no =1. 546、ne = 1. 555、厚度t和分離幅差d的關系計算如下t = 0. 5mm 時、d = 0. 0029mm ；t = 0. 3mm 時、d = 0. 00174mm ；t = 0. Imm 時、d = 0. 00058mm ；t = 0. 03mm 時、d = 0. 00017mm。結(jié)合目前CXD和CMOS的像素最小尺寸為0. 0017mm來看，即當用水晶制備的薄膜 鏡片厚度達到0. Imm以下時，由上述計算結(jié)果可以判定雙折射引起的分離幅差非常微小， 可以忽略不計，藍寶石同理。由此優(yōu)異性可知，半透薄膜鏡片8可以由水晶、藍寶石或鋼化玻璃制備成厚度約為0. 03mm的薄膜使用。整個制備過程大致如下首先用金剛石切削器切出0. 1 0. 3mm厚度的薄片。隨后 按粗磨，細磨，拋光的順序依次進行。研磨時將重量均一的重物壓在被研磨物表面，以此保 持其表面平整性將薄膜研磨至0. 03 0. 04mm的厚度。在此期間，為了得到所期望的0. 03mm 厚度的薄片，采用了干涉儀的膜厚測量裝置進行測定確定。之后，為了能夠掌握將入射光分離成透射光和反射光的比例，半透薄膜鏡片8在 光的入射面表面一側(cè)，進行鍍膜。分離比例大多設置如下，入射光反射光=70 30或者 60 40。以可見光(400 700nm)為入射光的透射光和反射光平均比例為70 30而制作 的反射膜，具體來時候，在由水晶，藍寶石，鋼化玻璃制成的半透薄膜鏡片8 —側(cè)鍍上Ti022 膜(980nm)、SiO2 膜(980nm)、TiO2 膜(980nm)、SiO2 膜(980nm)及 TiO2 膜(980nm)的 5 層 結(jié)構(gòu)。這僅是該類鍍膜的一個例子，其能夠?qū)ν干涔夂头瓷涔獾姆指畋壤鞒鲞m當?shù)恼{(diào)節(jié)。隨后，由于此類微薄的材料因為僅靠其自身是無法豎直固定的、必需在其周圍用 框架固定后方可使用。如圖1所示用水晶、藍寶石或鋼化玻璃加工而成的厚度為0. 03mm 的矩陣型薄膜，其周圍被用框架夾持，固定成為半透薄膜鏡片8。結(jié)合圖2來看，框架包括鏤空基質(zhì)2、鏤空頂蓋3，兩者之間充入緩沖材料5然后在 薄膜的周圍形成夾持。用于支撐薄膜的鏤空基質(zhì)2是用硬質(zhì)的塑料或金屬制備而成，在中 央部位有以對應薄膜的外形尺寸的延伸自其內(nèi)側(cè)的落差槽4。落差槽4的內(nèi)側(cè)有相比薄膜 的外形尺寸稍微小一點的開口。將薄膜嵌入到鏤空基質(zhì)2的落差槽4之間、從薄膜的上面 開始向其表面一側(cè)的邊緣部位摻入有緩沖材料5。緩沖材料5是由橡膠一類彈性材料制備 而成。在緩沖材料5的上方，蓋上和由同鏤空基質(zhì)2相同材料制備的，中央部位也具有開口 的鏤空頂蓋3、鏤空基質(zhì)2和鏤空頂蓋3之間用粘合劑固定。如此，被框架所固定的半透薄 膜鏡片8，在攝像時不要移動景光的光軸，以固定的狀態(tài)進行攝影。圖3是本發(fā)明所適用的一個單反數(shù)碼相機例子中的光學系統(tǒng)說明圖。鏡筒6將由 多個鏡片構(gòu)成的攝像鏡片系統(tǒng)7收容。相機本體11中含有為了收容由攝像鏡片系統(tǒng)7透射 而來的景光而放置的半透薄膜鏡片8。半透薄膜鏡片8被放置成和攝像鏡片系統(tǒng)7的光軸 成45度角的傾斜度，其將從攝像鏡片系統(tǒng)7透射而來的景光分割成景物透射光和反射光。 在接受透射過半透薄膜鏡片8的景光位置上放置攝像素子9，被半透薄膜鏡片8反射的景光 用取景光學系統(tǒng)10引導。通過上述的文字表述并結(jié)合附圖可以看出，采用本發(fā)明后，單反相機半透薄膜鏡 片的厚度薄，便于精確校正景光的焦點，令其能準確置于膠片或攝像素子上的。同時，免 去了現(xiàn)有薄膜鏡片因為采用高分子薄膜而導致其機械強度性能低下的期限，抗損傷的能力 強。更為重要的是，其大大減少了高分子薄膜帶來的靜電攜帶能力，長時間使用后亦不會出 現(xiàn)性能劣化，不會降低透射率。再者，水晶、藍寶石、鋼化玻璃比高分子薄膜具有更高機械強 度及優(yōu)異光學性能。
權(quán)利要求
單反相機半透薄膜鏡片，包括半透薄膜鏡片本體，其特征在于所述半透薄膜鏡片本體厚度小于0.1mm，其材質(zhì)包括水晶、藍寶石、鋼化玻璃，半透薄膜鏡片本體的底側(cè)設有鏤空基質(zhì)，半透薄膜鏡片本體的頂端設有鏤空頂蓋，鏤空基質(zhì)、鏤空頂蓋的鏤空處相互對應。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單反相機半透薄膜鏡片，其特征在于所述的半透薄膜鏡片 本體的一側(cè)或是兩側(cè)鍍有膜層，其包括Ti022膜、SiO2膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單反相機半透薄膜鏡片，其特征在于所述的膜層為Ti022 膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2膜依次疊加而成的5層膜混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單反相機半透薄膜鏡片，其特征在于所述的Ti022膜、SiO2 膜的厚度為800 1 OOOnm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單反相機半透薄膜鏡片，其特征在于所述的鏤空基質(zhì)內(nèi)側(cè) 設有落差槽，半透薄膜鏡片的邊緣位于落差槽內(nèi)，半透薄膜鏡片的邊緣正面分布有緩沖材 料，緩沖材料頂端上覆蓋鏤空頂蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單反相機半透薄膜鏡片，其特征在于所述的半透薄膜鏡片 本體的厚度為0. 03 0. 04mm。
7.單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其特征在于包括以下步驟步驟①用金剛石切 削器，將水晶或是藍寶石或是鋼化玻璃的半透薄膜鏡片主材切成0. 1 0. 3mm厚度的薄 片；步驟②，按粗磨，細磨，拋光的順序依次打磨，保持半透薄膜鏡片主材表面平整性的同 時，將其研磨至0. 03 0. 04mm的厚度；步驟③，對半透薄膜鏡片主材進行鍍膜；步驟④，將半透薄膜鏡片加工成矩陣型薄膜，其周圍加設框架，最終固定成半透薄膜鏡片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其特征在于所述步驟 ②中采用干涉儀對半透薄膜鏡片主材厚度進行監(jiān)測。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其特征在于步驟③所 述的鍍膜為在半透薄膜鏡片一側(cè)鍍上依次排列的Ti022膜、SiO2膜、TiO2膜、SiO2膜及TiO2 膜的5層結(jié)構(gòu)；Ti022膜、SiO2膜的厚度均為800 IOOOnm0
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單反相機半透薄膜鏡片的制備方法，其特征在于步驟④所 述的框架包括鏤空基質(zhì)，其上放置半透薄膜鏡片，半透薄膜鏡片上加設緩沖材料后加蓋鏤 空頂蓋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單反相機半透薄膜鏡片及其制備方法，屬于光學設備技術(shù)領域。該鏡片包括半透薄膜鏡片本體，特點是鏡片本體厚度小于0.1mm，其材質(zhì)包括水晶、藍寶石、鋼化玻璃，鏡片本體的底側(cè)設有鏤空基質(zhì)，半透薄膜鏡片本體的頂端設有鏤空頂蓋，薄膜嵌入到鏤空基質(zhì)的落差槽之間，在薄膜表面一側(cè)的邊緣部位摻入有緩沖材料，鏤空基質(zhì)、鏤空頂蓋的鏤空處相互對應。加工時，首先用金剛石切削器，將鏡片主材切成薄片。隨后將主材研磨至0.03～0.04mm的厚度，進行鍍膜。最后，將半透薄膜鏡片加工成矩陣型薄膜，其周圍加設框架，最終固定成半透薄膜鏡片。本單反相機半透薄膜鏡片的厚度薄，便于精確校正景光的焦點，令其能準確置于膠片或攝像素子上的。同時，抗損傷的能力強、不易吸附雜質(zhì)。長時間使用后亦不會出現(xiàn)性能劣化，不會降低透射率。
文檔編號G02B7/00GK101989027SQ20091018374
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者竇曉鳴 申請人:蘇州太陽薄膜物性技術(shù)研究有限公司;大和光學(蘇州)有限公司