專利名稱：鏡片結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏡片結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種具有濾光功能的鏡片結(jié)構(gòu)及其制作方 法。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)便攜式電子設(shè)備小型化的需求的提高，安裝于各種電子設(shè)備的相機(jī)模 組的尺寸也不斷的縮小。因而，具有晶元級(jí)尺寸的鏡片在相機(jī)模組中廣泛應(yīng)用。一種微型鏡 片的制作方法請(qǐng)參見(jiàn)文獻(xiàn) The Novel Fabrication Method and Optimum Tooling Design Used forMicrolens Arrays, Proceedings of the 1st IEEE International Conference onNano/Micro Engineered and Molecular Systems ；January 18—21，2006，Zhuhai，China。在現(xiàn)有技術(shù)的相機(jī)模組中，鏡頭模組與影像感測(cè)器之間通常設(shè)置一紅外濾光片， 以濾除紅外光，以避免紅外光對(duì)成像效果的影響。而設(shè)置于鏡頭模組外的紅外濾光片占據(jù) 的空間增加了相機(jī)模組占據(jù)的空間，不能滿足人們對(duì)相機(jī)模組小型化的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，有必要提供一種鏡片結(jié)構(gòu)及其制作方法，使得該鏡片結(jié)構(gòu)具有濾除不需要 光線的功能。一種鏡片結(jié)構(gòu)，其包括鏡片和濾光片，所述濾光片包括玻璃基板及形成于所述玻 璃基板的濾光膜，所述鏡片包括一體成型的透鏡和連接環(huán)，所述透鏡與所述濾光片相對(duì)，所 述連接環(huán)連接于所述透鏡與所述濾光片之間，并通過(guò)化學(xué)反應(yīng)與所述濾光片的玻璃基板相
纟口口。一種鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟制作一個(gè)鏡片，所述鏡片包括一體成型 的透鏡和連接環(huán)；提供一濾光片，所述濾光片包括玻璃基板和形成于玻璃基板上的濾光膜； 對(duì)所述鏡片的表面和濾光片的玻璃基板的表面進(jìn)行親水性處理；使親水性處理后的玻璃基 板的表面與連接環(huán)的表面通過(guò)化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，以形成鏡片結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中的鏡片結(jié)構(gòu)具 有濾除光線的功能，當(dāng)將其安裝于相機(jī)模組中使用時(shí)，通過(guò)其的不需要的光線可以被濾除。 因此，在相機(jī)模組中不需另外設(shè)置紅外濾光片，可以達(dá)到減少因安裝濾光片而占據(jù)的空間 的作用。本技術(shù)方案提供的鏡片結(jié)構(gòu)制作方法具有操作簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。


圖1是本技術(shù)方案提供的鏡片結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是本技術(shù)方案實(shí)施例采用的母模的平面示意圖。圖3是圖2沿III-III線的剖面示意圖。圖4是本技術(shù)方案實(shí)施例提供的母模形成鏡片材料后的示意圖。圖5是本技術(shù)方案制作的鏡片陣列的示意圖。圖6是本技術(shù)方案制作的鏡片的示意圖。
圖7是本技術(shù)方案提供的濾光片的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)方案的鏡片結(jié)構(gòu)及其制作方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1，本技術(shù)方案提供的鏡片結(jié)構(gòu)100，其包括鏡片110及濾光片120。鏡片110由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成，其包括一體成型的透鏡111及連接環(huán) 112。透鏡111呈圓形，具有圓形的第一表面1111、與第一表面1111相對(duì)的第二表面1112 及連接于第一表面1111與第二表面1112之間的側(cè)面1113。第一表面第二表面透鏡111可 以球面透鏡，也可以為非球面透鏡。本實(shí)施例中，鏡片110為凸透鏡，其第一表面1111的中 心具有圓形凸起，圓形凸起具有曲面的表面，所述曲面的表面可為球面或非球面。第二表面 1112為平面。當(dāng)然，鏡片110也可以為凹透鏡。連接環(huán)120用于連接鏡片110與濾光片120。連接環(huán)120呈圓環(huán)狀，其環(huán)繞透鏡 111并與透鏡111同軸設(shè)置。連接環(huán)120自第一表面1111沿著透鏡110的光軸方向向遠(yuǎn) 離第一表面1111的方向延伸，連接環(huán)120的外徑與透鏡110的直徑相等，從而使得連接環(huán) 120透鏡111的側(cè)面1113齊平。連接環(huán)112凸出于第一表面1111的高度應(yīng)大于第一表面 1111的圓形凸起凸出于第一表面1111的高度。濾光片120呈圓形片狀，其直徑與連接環(huán)120的外徑相等，濾光片120的中心軸線 與連接環(huán)120的中心軸線重合。濾光片120設(shè)置于連接環(huán)112上，并與連接環(huán)112不可逆 結(jié)合形成一體，并使得濾光片120與透鏡110相對(duì)。濾光片120包括玻璃基板121及形成 于玻璃基板121表面的濾光膜122。玻璃基板12采用二氧化硅玻璃制成。玻璃基板121與 連接環(huán)112相接觸的表面通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一體結(jié)構(gòu)。所述濾光膜122可以為紅外 截止濾光膜、紅外通過(guò)濾光膜或者濾除其它波長(zhǎng)范圍光線的濾光膜。本實(shí)施例中的鏡片結(jié)構(gòu)100具有濾除光線的功能，因此，當(dāng)將其安裝于相機(jī)模組 中使用時(shí)，通過(guò)其的不需要的光線可以被濾除。因此，在相機(jī)模組中不需另外設(shè)置紅外濾光 片，可以達(dá)到減少因安裝濾光片而占據(jù)的空間的作用。本技術(shù)方案第二實(shí)施例提供一種鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，下面以制作第一實(shí)施例中 的鏡片結(jié)構(gòu)100為例進(jìn)行說(shuō)明。鏡片結(jié)構(gòu)100的制作方法包括如下步驟請(qǐng)參閱圖6，第一步，制作一個(gè)鏡片110，所述鏡片110包括一體成型的透鏡111和 連接環(huán)112。請(qǐng)一并參閱圖2及圖3，首先，提供一個(gè)母模20，其材質(zhì)為鋁或鎳。該母模具有一 個(gè)成型面21，為了使得成型面21具有較高的精度并且能夠形成非球面，本實(shí)施例中利用超 精密加工技術(shù)形成成型面21。將所需要的光學(xué)設(shè)計(jì)即鏡片110的數(shù)據(jù)輸入超精密加工機(jī) 臺(tái)，可以保證成型面21的精準(zhǔn)度，并且能夠得到成型面21包括非球面。本實(shí)施例中，為了同時(shí)制得多個(gè)鏡片110，采用母模20制作鏡片陣列200。在成型 面21上形成有多個(gè)與鏡片110的形狀互補(bǔ)的鏡片凹槽22，每個(gè)鏡片凹槽22包括一個(gè)與透 鏡111形狀互補(bǔ)的第一凹槽221及一個(gè)與連接環(huán)112形狀互補(bǔ)的第二凹槽222。第一凹槽 221與第二凹槽222均自成型面21向母模20內(nèi)部延伸。其中，第一凹槽221向母模20內(nèi) 延伸的深度小于第二凹槽222向母模20內(nèi)延伸的深度。多個(gè)凹槽22在成型面21上陣列 排布，相鄰的凹槽22相互隔離。
當(dāng)鏡片110為凹透鏡時(shí)，則第一凹槽221可以設(shè)置為與凹透鏡形狀互補(bǔ)的凸起。請(qǐng)一并參閱圖4與圖5，然后，采用母模20制作鏡片陣列200。為了使將來(lái)制得的鏡片陣列200易于從母模20上脫離，本實(shí)施例中，在進(jìn)行涂布 鏡片材料之前，在母模20的成型面21上涂布脫模劑。具體地，先將脫模劑置于玻璃瓶中， 將該玻璃瓶和母模20 —起置于真空腔中，在一定溫度下，脫模劑揮發(fā)出的氣體將附著在母 模20的成型面21。優(yōu)選地，脫模劑為硅烷類液體。當(dāng)脫模劑附著在成型面21時(shí)，在以后的 翻模中，就可以避免粘?，F(xiàn)象，提高翻模品質(zhì)。本實(shí)施例中，采用旋轉(zhuǎn)涂布法在母模20的成型面204涂布熔融態(tài)的鏡片材料，采 用的鏡片材料為聚二甲基硅氧烷。將母模20置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，再將聚二甲基硅氧烷材料倒于 成型面21上，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制聚二甲基硅氧烷材料的厚度和均 勻度，并使聚二甲基硅氧烷材料與成型面21貼合。另外，也可以使用點(diǎn)滴法向母模20的成 型面21形成聚二甲基硅氧烷材料。固化聚二甲基硅氧烷材料，可采用例如熱固化、紫外光固化、長(zhǎng)時(shí)間置于干燥環(huán)境 中等方法。優(yōu)選地，在125攝氏度下對(duì)該聚二甲基硅氧烷材料40進(jìn)行15分鐘的烘烤以實(shí) 現(xiàn)固化，從而形成鏡片陣列200。對(duì)鏡片陣列200翻模，使其與母模20分離。由于聚二甲基硅氧烷材料具有良好的 彈性，可以將其自母模20的成型面21剝離得到鏡片陣列200。由于成型面具有脫模劑，翻 模后的成型面不會(huì)遭到破壞，仍然保持很高的精準(zhǔn)度。請(qǐng)參閱圖6，最后，對(duì)鏡片陣列200進(jìn)行切割，以得到多個(gè)鏡片110。采用切割機(jī)對(duì)鏡片陣列200進(jìn)行切割，得到多個(gè)鏡片110。請(qǐng)參閱圖7，第二步，提供一濾光片120。本實(shí)施例中，濾光片120包括玻璃基板121及通過(guò)濺鍍形成于玻璃基板121表面 的濾光膜122。玻璃基板121的材質(zhì)為二氧化硅玻璃。濾光片120的形狀與透鏡111的形 狀相對(duì)應(yīng)。第三步，將鏡片110和紅外濾光片120放置于氧等離子體中進(jìn)行親水處理。本實(shí)施例中，將鏡片110和紅外濾光片120均放入氧等離子體中進(jìn)行表面處理，從 而使得鏡片110和紅外濾光片120的表面親水改性。其中，鏡片110由聚二甲基硅氧烷制 成，在氧等離子體中，鏡片110表面的甲基經(jīng)處理過(guò)后轉(zhuǎn)化為羥基。玻璃基板121由二氧化 硅制成，玻璃基板121表面的氧經(jīng)過(guò)氧等離子體處理后也轉(zhuǎn)化為羥基，從而使得玻璃基板 121與鏡片110的表面具有親水性。請(qǐng)參閱圖1，第四步，使親水性處理后的玻璃基板121的表面與連接環(huán)112的表面 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，以形成鏡片結(jié)構(gòu)100將經(jīng)過(guò)親水處理的紅外濾光片120的玻璃基板121與鏡片110的連接環(huán)112接觸， 并使得紅外濾光片120的中心軸線與鏡片110的中心軸線重合。在溫度為80攝氏度條件下 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘，使得鏡片110和紅外濾光片120結(jié)合為一體。在化學(xué) 反應(yīng)過(guò)程中，經(jīng)親水處理后的玻璃基板121與連接環(huán)112接觸表面的羥基及連接環(huán)112與 玻璃基板121接觸表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的每?jī)蓚€(gè)羥基脫除一個(gè)水分子，使得玻 璃基板121與連接環(huán)112相互接觸的表面之間通過(guò)化學(xué)鍵相互結(jié)合，從而玻璃基板121與 連接環(huán)112成為一體，從而使得鏡片結(jié)構(gòu)100成為一個(gè)整體。
本技術(shù)方案提供的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，具有操作簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)點(diǎn)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鏡片結(jié)構(gòu)，其包括鏡片和濾光片，所述濾光片包括玻璃基板及形成于所述玻璃基板的濾光膜，所述鏡片包括一體成型的透鏡和連接環(huán)，所述透鏡與所述濾光片相對(duì)，所述連接環(huán)連接于所述透鏡與所述濾光片之間，并通過(guò)化學(xué)反應(yīng)與所述濾光片的玻璃基板相結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的鏡片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鏡片的材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷。
3.如權(quán)利要求1所述的鏡片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接環(huán)的中心軸線與濾光片的中 心軸線重合。
4.如權(quán)利要求1所述的鏡片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接環(huán)為圓環(huán)狀，所述濾光片為圓 形片狀，所述連接環(huán)的外徑與濾光片的直徑相等。
5.如權(quán)利要求1所述的鏡片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透鏡為非球面透鏡。
6.一種鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟制作一個(gè)鏡片，所述鏡片包括一體成型的透鏡和連接環(huán)；提供一濾光片，所述濾光片包括玻璃基板和形成于玻璃基板上的濾光膜；對(duì)所述鏡片的表面和濾光片的玻璃基板的表面進(jìn)行親水性處理；使親水性處理后的玻璃基板的表面與連接環(huán)的表面通過(guò)化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，以形成鏡片結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述鏡片的制作包括如下 步驟提供一個(gè)母模，該母模具有一個(gè)成型面，該成型面上設(shè)置有多個(gè)與所述鏡片形狀互補(bǔ) 的鏡片凹槽；在該成型面形成并固化熔融的鏡片材料，以獲得鏡片陣列； 對(duì)所述鏡片陣列進(jìn)行切割，從而得到多個(gè)鏡片。
8.如權(quán)利要求7所述的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述鏡片的材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷。
9.如權(quán)利要求8所述的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述玻璃基板由二氧化硅 玻璃制成。
10.如權(quán)利要求9所述的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于在成型面涂布聚二甲基硅 氧烷之前，還包括于成型面上涂布脫模劑的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，進(jìn)行所述玻璃基板與連接 環(huán)相互接觸的表面不可逆結(jié)合時(shí)的反應(yīng)溫度為80攝氏度，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘。
12.如權(quán)利要求9所述的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，玻璃基板與連接環(huán)相互接 觸的表面通過(guò)化學(xué)鍵相互結(jié)合。
13.如權(quán)利要求9所述的鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在125攝氏度下對(duì)該聚二 甲基硅氧烷材料進(jìn)行15分鐘的烘烤以固化該聚二甲基硅氧烷材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鏡片結(jié)構(gòu)，其包括鏡片和濾光片，所述濾光片包括玻璃基板及形成于所述玻璃基板的濾光膜，所述鏡片包括一體成型的透鏡和連接環(huán)，所述透鏡與所述濾光片相對(duì)，所述連接環(huán)連接于所述透鏡與所述濾光片之間，并通過(guò)化學(xué)反應(yīng)與所述濾光片的玻璃基板相結(jié)合。本發(fā)明還包括一種上述鏡片結(jié)構(gòu)的制作方法。
文檔編號(hào)G02B7/00GK101872049SQ20091030189
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者莊信弘 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司