您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
手機鏡頭光學鍍膜know how有哪些
手機鏡頭光學鍍膜know how有哪些
大家都知道光線通過不同介質時會產(chǎn)生反射和折射，而現(xiàn)代手機鏡頭結構更復雜鏡片數(shù)更多，所以光線進入鏡頭后發(fā)生的反射和折射的次數(shù)就會越多。這樣就會導致兩個問題：一是通過鏡頭的光線會有較大的損失；二是光線在鏡頭內發(fā)生多次反射與折射就會產(chǎn)生我們所說的雜光和鬼影；而鍍膜技術能非常有效的改善這些問題。
光學鍍膜原理：鍍膜能改善光的品質
光學鍍膜是以光的波動性和干涉現(xiàn)象為基礎，在鏡頭表面鍍上一層厚度極薄的物質，如鎂、二氧化硅、鋁等；來達到提高鏡片的透過率，減少鏡片的反射率的效果。簡而言之，光學膜層首先是厚度薄，其厚度可以和入射光波長相比擬，其次是會產(chǎn)生一定光學效應引起光線干涉。
光學鍍膜在手機領域中的作用
在手機領域中除了成像品質外，鏡頭的透過率對提升圖像品質起著非常重要的作用。目前手機行業(yè)通常采用樹脂作為鏡片基材，為了減少鏡片反射，提升透過率，我們會在鏡片表面鍍AR增透膜（減反膜），它是一種硬質耐熱氧化膜，可在特定波長范圍內將元器件表面的反射率小化。未鍍膜的情況下，光學元件每個表面由于反射會產(chǎn)生約4%的能量損耗(圖一)。如果3個未鍍膜的透鏡組合使用，則在6個表面都會發(fā)生反射，實驗測得，光通過透鏡組后共損耗21.7%的能量。
如果存在AR增透膜每個表面的反射率將小于0.5%(圖二)，因此鍍增透膜可使該光學系統(tǒng)的透過率從78.3%提高至97%。
通常情況下一層膜只對某一波段光線起作用，為了提升寬波段下鏡片透過率，手機鏡頭AR膜一般包含多個膜層，以材料折射率高低相間隔分布，通過建模軟件，每一層膜的厚度都被優(yōu)化，就可以改善光學元件在特定波長范圍內的性能。從膜系層數(shù)而言，我們一般設定為1到8層，較多的膜層數(shù)能優(yōu)化寬光譜波段范圍內的反射率，減弱光學系統(tǒng)內由于光線反射引起的鬼影（圖三）。
當然AR膜并不可能達到100%的透過率，會有殘留的顏色，但是殘留哪種顏色呢？其實這沒有標準，主要以工藝特點及偏好為主。
鍍膜工藝簡介
目前鍍膜方式主要有三種，分別是蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍膜，在行業(yè)中我們主要采用蒸發(fā)鍍膜的方式，通過真空泵組獲得極限真空后，電子槍發(fā)出高能電子升華鍍膜物質，通過物理沉積技術在鏡片表面覆蓋極薄納米厚度的薄膜,以實現(xiàn)表面減少反射,達到成像清晰效果。
鍍膜技術的主要工藝流程包括膜系設計、鍍膜、測試等，具體如下圖介紹：
影響鍍膜性能的條件眾多，不同的膜系設計和工藝條件對膜層結構和特性產(chǎn)生不同影響，
其中影響較大的三大因素是溫度、沉積速率、真空度。
① 較高的基板溫度，有利于增加膜層密度和強度；
② 沉積速率越高膜層結構越緊密，但缺點在于容易使內應力增加；
③ 真空度減少氣體分子對物理沉積的干擾，抑制氣體分子和鍍膜物質反應；
典型不良現(xiàn)象
① 膜強度不良、膜弱、膜裂等信賴性不良；
② 膜料點不良，顧名思義就是大顆粒膜料點隨著膜料分子蒸鍍到基片表面，在基片表面形成點狀突起，打傷基片表面；
③ 膜臟，一般發(fā)生在膜內或膜外，包括：灰塵點、白霧、油斑、指紋印等
④ 膜內白霧，鍍膜完成后，表面會有一些淡淡的白霧
⑤ 色斑，是指鏡片上的膜色局部變異、不規(guī)則。有膜內色斑和膜外色斑兩種。
⑥ 光譜特性不良，導致分光反射（投射）曲線不滿足零件產(chǎn)品技術要求。
其他
在手機領域另一個應用較多的是紅外截止濾光片又稱IR-cut Filter。從原理分有反射式濾光片和吸收式濾光片兩種，它們采用了不同的玻璃基材。
反射式濾光片原理是在普通光學玻璃上交替鍍多層高折射率光學膜，達到可見光波段的高透（400-630nm），近紅外波段光線的截止（700-1100nm），截止部分干擾成像質量的近紅外光，因為通過反射方式截止紅外光線，所以容易產(chǎn)生二次反射，產(chǎn)生雜光和鬼影。
吸收式濾光片主要以藍玻璃為基材，通過藍玻璃中光吸收物質來過濾紅外光，同時通過一面鍍紅外截止膜，一面鍍增透膜來同時提升紅外的截止性能和可見光的透過率，從下圖反射率對比圖可以看出藍玻璃短波方向透過率更高、整體透過率曲線過渡更圓滑，所以實拍效果色彩還原性更自然。
反射式IR和藍玻璃透過率對比
我們從光學特性上比較，藍玻璃相對于普通反射式IR主要有兩方面的優(yōu)勢：一方面從材料特性上來看藍玻璃有著先天優(yōu)勢，通過吸收紅外波段光線的方式可以避免因反射引起的雜光鬼影現(xiàn)象；另一方面，藍玻璃對于不同入射角光線的光譜曲線漂移更小，比如入射角從0°變化到25°，藍玻璃透過率向短波段偏移3nm左右（透過率50%時），而普通反射式濾光片偏移在30nm左右（圖A）。簡而言之，反射式濾光片在大角度時，截止更多的紅光，這樣對影像帶來一個的問題是中心偏紅（圖B），對于color shading的調試帶來更大難度。
上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學儀器及其零配件 的高科技企業(yè)，公司成立２００５年，專業(yè)的光電鍍膜公司，公司產(chǎn)品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡等光學鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為客戶提供上等的產(chǎn)品和服務。采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環(huán)式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框等。
目前藍玻璃已經(jīng)大規(guī)模的應用于中端項目中，隨著工藝不斷提升，成本不斷優(yōu)化，藍玻璃的使用將會更加廣泛。
當然，在手機鏡頭的光學鍍膜方面，還有很多的know how技術所在，我們在這里只是簡單介紹基礎的技術并對其效果說明一二，詳細的技術關鍵，因為*的原因，只能私下點對點的當面交流。