專利名稱：塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法及其影像擷取組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法及其影像擷 取組件，特別是指各種小型化塑料制光學(xué)影像擷取組件內(nèi)各類濾鏡的取 代，適用于常見(jiàn)的消費(fèi)性電子產(chǎn)品內(nèi)。
背景技術(shù)：
伴隨著數(shù)字相機(jī)、行動(dòng)電話、掌上型計(jì)算機(jī)(PDA)、光驅(qū)、多功能投 影機(jī)、甚至是電視游樂(lè)器等消費(fèi)性電子產(chǎn)品的小型化與精密化，其內(nèi)裝設(shè) 的光學(xué)影像擷取組件將要求具備更高的效能。因此，未來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的光學(xué) 影像擷取組件就必須要同時(shí)具備小型化及高解像力的要求。
以圖1為例，為配備于大多數(shù)行動(dòng)電話或PDA內(nèi)的光學(xué)影像擷取組件。 其結(jié)構(gòu)為將若干光學(xué)組件ll，與一片多層膜濾鏡12，以相同工法迭置于 鏡筒10內(nèi)(本例所舉的濾鏡為紅外線截止濾鏡)。需使用濾鏡12的原因， 是這類產(chǎn)品所使用的光感應(yīng)組件(CCD、 CMOS)可感應(yīng)人眼無(wú)法感應(yīng)的紅外 線。若不使用多層膜濾鏡12，則拍出的照片，會(huì)因同時(shí)呈現(xiàn)具有人眼可 視的可見(jiàn)光影像與人眼不可視的紅外線影像，而造成失真的現(xiàn)象。為將此 類紅外線失真降至最低，光學(xué)影像擷取組件必須安裝一片多層膜濾鏡12， 將紅外線隔絕，使光感應(yīng)組件只接收人眼看的到的可見(jiàn)光。
同樣的，在其它有應(yīng)用到光學(xué)系統(tǒng)的消費(fèi)性電子產(chǎn)品上，為符合光學(xué) 影像組件的波長(zhǎng)需求，亦需置入其它類型的多層膜濾鏡。如紅外線動(dòng)作感
應(yīng)組件，必需置入一紅外線穿透濾鏡，以阻絕可見(jiàn)光，只讓紅外線穿透； 光驅(qū)讀取頭，必需置入偏光板及分光鏡，使特定偏振的雷射光穿梭于光路 中；又如多功能投影機(jī)，必需置入紅、綠、藍(lán)三原色濾鏡，以便于將白色 的可見(jiàn)光分成紅、綠、藍(lán)三原色來(lái)進(jìn)行影像處理。
前述的多層膜濾鏡原理，是利用不同折射率的薄膜，在特定的層數(shù)與 厚度下，以光波干涉的方式來(lái)達(dá)成過(guò)濾特定波長(zhǎng)的目的。而特定的層數(shù)與
厚度，則是根據(jù)L. I. Epstein于1952年所提出的對(duì)稱薄膜理論，將高
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折射率薄膜H與低折射率薄膜L，以符合V2 或口2」的結(jié)構(gòu)(其
中S為周期)，再根據(jù)所需的規(guī)格，對(duì)膜厚進(jìn)行調(diào)整而得。
至于前述的多層膜濾鏡的制作，則是利用物理真空蒸鍍方式，把設(shè)計(jì) 出的多層濾光薄膜，堆棧在一大面積玻璃基板上，經(jīng)過(guò)裁切、修邊、清潔 等復(fù)雜的后續(xù)制程，方完成此多層膜濾鏡的制作。值得一提的是，為達(dá)到 過(guò)濾特定波段的目的，多層濾光薄膜的層數(shù)往往超過(guò)40層。
由以上現(xiàn)有技術(shù)可知，多層膜濾鏡可達(dá)成光學(xué)系統(tǒng)各種性能上的要 求。但由斯乃爾定律(snell' slaw)可知，多層膜濾鏡的玻璃基板卻會(huì)造 成總光程的增加。因光在介質(zhì)中的光程與其折射率成反比，也就是說(shuō)光程 在玻璃基板中被縮短。但成像系統(tǒng)的總光程一定，那么在玻璃基板中被縮 短的光程，必須增加在光學(xué)系統(tǒng)上，以維持總光程一定。這個(gè)結(jié)果，意味 著光學(xué)系統(tǒng)的體積，將因?yàn)槎鄬幽V鏡的使用而增加。這對(duì)于日漸要求輕 薄短小的光學(xué)影像擷取組件而言，是相當(dāng)不利的。
另外在成本的考慮下，多層膜濾鏡的使用，必然增加了光學(xué)影像擷取 組件的材料成本。因此直接將多層濾光薄膜蒸鍍?cè)诓Ａе乒鈱W(xué)組件上為一
種解決方案。相較于玻璃制光學(xué)組件的高成本，各研發(fā)者無(wú)不希望能直接 將多層濾光薄膜蒸鍍?cè)谒芰现乒鈱W(xué)組件上。但由于蒸發(fā)源操作溫度動(dòng)輒超
過(guò)250。C，且多層濾光薄膜的層數(shù)往往不止40層，基板在高溫環(huán)境下長(zhǎng) 時(shí)間暴露的結(jié)果，溫度可達(dá)250。C至350'C之譜。雖然這樣的高溫有助于 形成緊實(shí)的薄膜結(jié)構(gòu)，但卻無(wú)法實(shí)施在軟化溫度只有8(TC至15(TC的塑料 材料上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種塑料制光學(xué)組件的多層膜真空 蒸鍍方法及其影像擷取組件，能直接在塑料制光學(xué)組件上真空蒸鍍多層濾 光薄膜，進(jìn)而省去多層膜濾鏡的使用，不僅降低光學(xué)影像擷取組件在原料 上及組裝上的成本，而且有效減小光學(xué)影像擷取組件的體積。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方 法，在塑料制光學(xué)組件表面真空蒸鍍多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含 多數(shù)高折射率薄膜及多數(shù)低折射率薄膜，且使高折射率薄膜及低折射率薄 膜彼此交叉層迭。
本發(fā)明塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié)構(gòu)，包含有 一塑料制光學(xué)組件，位于光學(xué)影像擷取組件中；以及 一多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含高折射率薄膜及低折射率薄 膜，且該高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭蒸鍍?cè)谠撍芰现乒鈱W(xué) 組件表面。
在本發(fā)明中，將多層濾光薄膜直接蒸鍍?cè)诠鈱W(xué)影像擷取組件組的其中 一個(gè)塑料制光學(xué)組件上，以取代現(xiàn)有以玻璃為基板的多層膜濾鏡。以此發(fā)
明為基礎(chǔ)所制造的光學(xué)影像擷取組件，在不影響其光學(xué)性能下，不需額外 使用多層膜濾鏡，節(jié)省掉光學(xué)影像擷取組件組裝時(shí)置入多層膜濾鏡的步 驟，除了降低光學(xué)影像擷取組件在原料上及組裝上的成本，更有效減小光 學(xué)影像擷取組件的體積，對(duì)消費(fèi)性電子產(chǎn)品的需求而言，無(wú)疑是有利的改 良。
本發(fā)明必須在塑料制光學(xué)組件表面直接真空蒸鍍包含高折射率薄膜 及低折射率薄膜的多層濾光薄膜，制造者可以依照需求將多層濾光薄膜實(shí) 施在預(yù)設(shè)的任一塑料制光學(xué)組件表面，以有效減少產(chǎn)品的光學(xué)影像擷取組 件體積。
本發(fā)明可以在塑料制光學(xué)組件不受溫度影響的前提下、真空蒸鍍效果 良好的多層濾光薄膜。
由于真空蒸鍍過(guò)程產(chǎn)生的高溫對(duì)塑料制光學(xué)組件有致命的傷害，因此 如何有效保護(hù)塑料制光學(xué)組件不受高溫破壞為本發(fā)明的關(guān)鍵。本發(fā)明即限 定每層薄膜的真空蒸鍍時(shí)間不超過(guò)四分鐘，以減少蒸發(fā)源對(duì)塑料制光學(xué)組 件的加熱效應(yīng)。而增加蒸發(fā)源與塑料制光學(xué)組件間距離可減少自蒸發(fā)源傳 來(lái)的熱量，因此本發(fā)明亦限定蒸發(fā)源與塑料制光學(xué)組件必須距離100公分 以上，避免過(guò)多的熱量自蒸發(fā)源傳至塑料制光學(xué)組件上。
然而，即使有上述的保護(hù)措施避免塑料制光學(xué)組件遭受蒸發(fā)源的熱破 壞，在真空蒸鍍過(guò)程中，卻仍有部分蒸發(fā)源熱量傳遞至塑料制光學(xué)組件上。 因此本發(fā)明限定在每層蒸鍍后靜置一至四分鐘，使塑料制光學(xué)組件在真空 中以熱輻射方式，釋放蒸發(fā)源在其上所累積的熱量。值得一提的是，只要 是絕對(duì)溫度大于零度之物體，即具熱輻射效應(yīng)。也就是說(shuō)，真空蒸鍍?cè)O(shè)備
亦為一不容忽視的熱輻射源。塑料制光學(xué)組件的熱輻射與真空蒸鍍?cè)O(shè)備的 輻射熱差異越大，其輻射冷卻效果就越好。因此本發(fā)明在蒸鍍過(guò)程中，利
用25"C以下冷卻水冷卻真空蒸鍍?cè)O(shè)備，以降低真空蒸鍍?cè)O(shè)備所放出的輻
射熱，以利加速塑料制光學(xué)組件的輻射冷卻效應(yīng)。
經(jīng)由上述工法的實(shí)施，可使塑料制光學(xué)組件的溫度控制在8(TC以下。 由于低溫蒸鍍過(guò)程對(duì)多層濾光薄膜的緊實(shí)度與附著性有不良影響，因此在 真空蒸鍍過(guò)程中，必須施以離子助鍍來(lái)增加多層濾光薄膜的緊實(shí)度與附著 性，使多層濾光薄膜在經(jīng)過(guò)耐久性與耐候性的測(cè)試后，不致發(fā)生規(guī)格指定 的特定波長(zhǎng)偏移與多層濾光薄膜脫落的問(wèn)題。
在此另補(bǔ)充說(shuō)明，利用本發(fā)明所制作的光學(xué)影像擷取組件，已不需額 外置入多層膜濾鏡。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方
法及其影像擷取組件，除可降低光學(xué)影像擷取組件的成本外，更可有效減
少光學(xué)影像擷取組件的體積，有利于滿足輕薄短小的消費(fèi)性電子產(chǎn)品的低 成本與有限空間的組裝需求。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是現(xiàn)有光學(xué)影像擷取組件示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例示意圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例示意圖6是現(xiàn)有光學(xué)影像擷取組件測(cè)試結(jié)果與本發(fā)明光學(xué)影像擷取組件 測(cè)試結(jié)果的數(shù)據(jù)分析圖7是現(xiàn)有光學(xué)影像擷取組件測(cè)試結(jié)果與本發(fā)明光學(xué)影像擷取組件 測(cè)試結(jié)果的照片。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱本發(fā)明圖2，本應(yīng)用例為紅外線截止濾鏡的取代。由圖2來(lái)說(shuō) 明本發(fā)明的多層濾光薄膜蒸鍍方法及利用本發(fā)明所制作的光學(xué)影像擷取 組件結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明方法是將多層濾光薄膜(本例為紅外線截止薄膜30)施作于一
預(yù)設(shè)的塑料制光學(xué)組件21表面。每層薄膜的蒸鍍時(shí)間以四分鐘為限；限 定蒸發(fā)源與塑料制光學(xué)組件21距離100公分以上；每層蒸鍍后靜置一至
四分鐘，使塑料制光學(xué)組件的溫度控制在8(TC以下，并施以離子助鍍；
應(yīng)用本發(fā)明所制作的光學(xué)影像擷取組件不需額外置入紅外線截止濾鏡。
實(shí)施例圖2中選用由三片分別為塑料制光學(xué)組件21、 22及23，堆棧 在鏡筒20內(nèi)。塑料制光學(xué)組件21表面蒸鍍紅外線截止薄膜30，該薄膜 30包含26層高折射率薄膜恥205及26層低折射率薄膜Si02，彼此交叉層 迭52層(見(jiàn)圖4)。
圖3則是本發(fā)明應(yīng)用于紅外線動(dòng)作感應(yīng)組件上，取代紅外線穿透濾鏡 的另一實(shí)施例。鏡筒40內(nèi)依序安裝塑料制光學(xué)組件41、 42及43。其中， 塑料制光學(xué)組件42表面蒸鍍上述的紅外線穿透薄膜50。紅外線穿透薄膜 50以Ti30s為高折射率薄膜、Si02為低折射率薄膜，以物理真空蒸鍍的方 式，交叉層迭46層(見(jiàn)圖5)。
最后，請(qǐng)一并參閱圖6、 7，補(bǔ)充說(shuō)明本發(fā)明應(yīng)用于取代紅外線截止 濾鏡與現(xiàn)有產(chǎn)品的比對(duì)；針對(duì)兩者功能做比較，分別使用現(xiàn)有光學(xué)影像擷 取組件(圖6的左圖)以及本發(fā)明所創(chuàng)作出的光學(xué)影像擷取組件(圖6的右 圖)，搭配上相同的感光組件模塊，進(jìn)行實(shí)拍測(cè)試。圖6分別為兩種光學(xué) 影像擷取組件拍攝均勻的背光板，從此照片上分析，兩者無(wú)論是在照度分 布上，或是在RGB三種色彩的強(qiáng)度分布上，并無(wú)差別。此外，在色板拍攝 的測(cè)試中(請(qǐng)參閱圖7)，兩種光學(xué)影像擷取組件對(duì)于色板中24種顏色的 色澤及分辨度完全相同。
權(quán)利要求
1.一種塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其特征在于，在塑料制光學(xué)組件表面真空蒸鍍多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含多數(shù)高折射率薄膜及多數(shù)低折射率薄膜，且使高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭。
2. 如權(quán)利要求1所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其特征在于，所述高折射率薄膜或低折射率薄膜蒸鍍時(shí)，其蒸發(fā)源與該塑料制光學(xué)組件的蒸鍍距離需保持100公分以上。
3. 如權(quán)利要求1所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜或低折射率薄膜真空蒸鍍后靜置一至四分鐘。
4. 如權(quán)利要求3所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜或低折射率薄膜是采用真空蒸鍍?cè)O(shè)備進(jìn)行蒸 鍍，且該真空蒸鍍?cè)O(shè)備施以25。C以下的冷卻水。
5. 如權(quán)利要求3所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜或低折射率薄膜各層蒸鍍時(shí)間扣除靜置時(shí)間 后，控制于4分鐘之內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求1所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜交叉層迭達(dá)到40層以上。
7. 如權(quán)利要求1所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜真空蒸鍍時(shí)該塑料制光學(xué)組件 溫度不超過(guò)80°C。
8. 如權(quán)利要求1所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，蒸鍍作業(yè)時(shí)該塑料制光學(xué)組件施以離子助鍍。
9. 如權(quán)利要求1所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜分別采用TiA及Si02鍍膜材料。
10. 如權(quán)利要求1所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜分別采用NbA及Si02鍍膜材 料。
11. 一種塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含有一塑料制光學(xué)組件，位于光學(xué)影像擷取組件中；以及 一多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含高折射率薄膜及低折射率薄膜，且該高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭蒸鍍?cè)谠撍芰现乒鈱W(xué)組件表面。
12. 如權(quán)利要求11所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié) 構(gòu)，其特征在于，該多層濾光薄膜的高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交 叉層迭達(dá)到40層至60層之間。
13. 如權(quán)利要求11所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié) 構(gòu)，其特征在于，該多層濾光薄膜的高折射率薄膜的折射率大于2.0;該 多層濾光薄膜的低折射率薄膜的折射率小于1. 5。
14. 如權(quán)利要求11所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié) 構(gòu)，其特征在于，該塑料制光學(xué)組件的表面可以為平面或曲面。
15. 如權(quán)利要求11所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié) 構(gòu)，其特征在于，該塑料制光學(xué)組件位于光學(xué)影像擷取組件的外側(cè)。
16.如權(quán)利要求11所述的塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié) 構(gòu)，其特征在于，該塑料制光學(xué)組件位于光學(xué)影像擷取組件的中間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法，在塑料制光學(xué)組件表面真空蒸鍍多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含多數(shù)高折射率薄膜及多數(shù)低折射率薄膜，且使高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭。本發(fā)明還公開(kāi)了一種塑料制光學(xué)組件的多層膜影像擷取組件結(jié)構(gòu)，包含有一塑料制光學(xué)組件，位于光學(xué)影像擷取組件中；以及一多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含高折射率薄膜及低折射率薄膜，且該高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭蒸鍍?cè)谠撍芰现乒鈱W(xué)組件表面。本發(fā)明的塑料制光學(xué)組件的多層膜真空蒸鍍方法及其影像擷取組件，不僅降低光學(xué)影像擷取組件在原料上及組裝上的成本，而且有效減小光學(xué)影像擷取組件的體積。
文檔編號(hào)G02B1/10GK101363919SQ20071014194
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月9日
發(fā)明者張建邦, 朱國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:大立光電股份有限公司