CN105629356A - 一种手机镜头的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种手机镜头的结构和制造方法，其特征为：采用若干有精密模压方式成产的低熔点玻璃透镜阵列圆片，若干间隔体阵列圆片，玻璃窗口片以及光阑阵列圆片按照顺序重叠，并被精密对准后胶合，然后沿透镜阵列的中间线切割成单个透镜组模块，切割后的单个透镜组模块与CMOS封装成为手机镜头。

Description

一种手机镜头的制造方法

技术领域

本发明涉及镜头制造领域，尤其涉及一种用玻璃透镜阵列圆片制造手机镜头的结构和方法。

背景技术

目前手机镜头的制造主要采用单个非球面塑料透镜的射出成型技术，然后通过组装将数片透镜装配在一个镜头模组内。对于一些采用玻璃非球面透镜的镜头，则采用玻璃透镜精密模压方式成型，然后与其他塑料非球面透镜装配。这种加工方式较为繁琐，每一个单镜片都需要检验，清洗和镀膜，最终的装配也需要对每一个镜头逐一光学校对。

另外一种手机镜头制造技术为晶圆级镜头制造，即采用８英寸到英寸的玻璃晶圆作为透镜阵列的基体材料，然后在晶圆上下两面采用UV固化的方式形成树脂非球面透镜阵列。将不同的透镜阵列晶圆叠加固定，并一同切割成单个镜头模组，最后进行镜头模组和CMOS的封装。

但采用紫外固化树脂作为透镜材料有以下缺点：

（1）树脂材料的折射率和色散选择范围小;

（2）树脂材料的折射率通常较低，为了达到相同的透镜屈折力，镜片的厚度通常较大；

（3）树脂材料长期使用后会产生老化现象，即镜片发黄，透过率下降；

（4）树脂材料的热膨胀系数较大，导致镜头的分辨率不高。

发明内容

为了克服现有手机镜头生产成本效率较低的问题，本发明提供了一种采用玻璃阵列圆片制造镜头模组的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种玻璃透镜阵列圆片，采用双面抛光的低熔点圆片，在真空密闭的环境中与上下模具一同加热，并被精密压型，从而在低熔点玻璃圆片的上下表面形成透镜阵列。压型前的低熔点玻璃圆片厚度为0.5~2mm,直径为200~300mm。透镜阵列中的透镜面型包括球面或轴对称非球面。透镜阵列的透镜刨面形态包括：双凸、双凹、平凹、平凸和弯月。模具材料采用不锈模具钢或碳化钨合金，其特征是在低熔点玻璃的压型温度下（400~700度）能保持较高的硬度。模具由单点金刚石车床磨削加工出透镜阵列，并在表面镀类金刚石膜（DLCcoating）,或铂铱合金膜（Pt-Ircoating）。模具的镀膜能提高模具压型的寿命，并防止模具与低熔点玻璃在高温压型是粘连。依照手机镜头的光学设计，镜头中的各个透镜所对应的低熔点玻璃透镜阵列圆片分别被压型制造，并经过超声波清洗和双面镀抗反射膜。这种由低熔点玻璃圆片直接压型透镜阵列的生产制程，省去了预形体的制造，能显著提高低熔点玻璃材料的利用率。

一种间隔体阵列圆片，作为透镜与透镜之间，窗口片与透镜之间的间隔体。间隔体阵列圆片采用特定厚度的塑料平板或玻璃平板加工成通孔阵列，其孔径大于或等于相邻透镜阵列圆片的最大透镜直径。各个间隔体阵列圆片的厚度和透镜阵列圆片平台的厚度都经过计算和分配，保证各个透镜阵列的位置与光学设计一致。

一种玻璃窗口片，采用双面抛光的钢化玻璃或蓝宝石玻璃，两面都镀有抗反射涂层。玻璃窗口片的直径与低熔点玻璃透镜阵列圆片的直径相同。

一种光阑阵列圆片，由厚度小于1mm的薄圆片加工成光阑阵列，作为透镜模组的孔径光阑，其薄圆片的材料可为不透远红外光的玻璃平板，塑料平板或金属平板。

上述各个低熔点玻璃透镜阵列圆片、间隔体阵列圆片和光阑阵列圆片的直径一致，并在平面上的阵列相互位置一致。低熔点玻璃透镜阵列圆片与间隔体阵列圆片、远红外窗口圆片和光阑阵列圆片按照按照镜头光学设计的排序重叠，在各个阵列被精密对准后胶合。重叠的圆片粘合后，被沿透镜阵列的中间线切割成单个透镜组方形模块。

切割后的单个透镜组模块最终被加外壳封装成为手机镜头，并与CMOS装配。

这种手机镜头的生产方式优于传统单颗低熔点玻璃透镜的加工和装配方式，极大地提高了手机镜头的生产效率。生产过程中由于避免了对单颗低熔点玻璃透镜的接触，也减少了透镜损伤的概率。

附图说明

图1是低熔点玻璃透镜阵列圆片精密压型示意图和圆片重叠装配示意图；

图２是圆片粘合后切割的剖面示意图；

图３是单个透镜组模块示意图。

其中附图标记

1为上模具；

2为下模具；

3为压型前的低熔点玻璃圆片；

4为低熔点玻璃透镜阵列圆片；

5为低熔点玻璃透镜阵列圆片；

6,７为间隔体阵列圆片；

8为玻璃窗口片；

9为光阑阵列圆片；

4a为低熔点玻璃透镜方片；

5a为低熔点玻璃透镜方片；

6a为间隔体方片；

7a为间隔体方片；

8a为远红外窗口方片；

9a为光阑方片；

10为手机镜头外壳；

11为CMOS。

具体实施方式

本发明可以进行各种修改并且以很多不同方式实施，而且将参照示出本发明的示例性实施方式的附图更加全面的描述本发明。然而，本发明不应该被解释为受本文所阐明的实施方式的限制；相反，应该理解的是，这些实施方式包括可包含在本发明的精神和技术范围内的所有改变、等同和替代。在描述本发明的过程中，当有关已知功能和配置的实际描述不会导致本发明的范围不清楚时，其描述将被省略。

下面，进参照示出本发明的实施例的附图更加全面的描述本发明的总体发明构思。

图1为低熔点玻璃透镜阵列圆片精密压型示意图和圆片重叠装配示意图。其中低熔点玻璃透镜阵列圆片4和5依照手机镜头的光学设计分别被压型制造，并经过超声波清洗和双面镀抗反射膜。在本实施例中，透镜阵列圆片4的透镜两面都非球面面型，透镜结构为双凸；透镜阵列圆片5的透镜两面也都为非球面面型，透镜结构为弯月。间隔体阵列圆片6和7分别作为透镜与透镜之间，窗口片与透镜之间的间隔体。间隔体阵列圆片采用特定厚度的塑料平板或玻璃平板加工成通孔阵列，其孔径大于或等于相邻透镜阵列圆片的最大透镜直径。各个间隔体阵列圆片的厚度和透镜阵列圆片平台的厚度都经过计算和分配，保证各个透镜阵列的位置与光学设计一致。玻璃窗口片8，采用双面抛光的圆形锗片或硅片，两面都镀有抗反射涂层，其窗口片直径与低熔点玻璃透镜阵列圆片的直径相同。光阑阵列圆片9，由厚度小于1mm的薄圆片加工成光阑阵列，作为透镜模组的孔径光阑，其光阑阵列圆片的材料为不透远红外光的玻璃平板，塑料平板或金属平板。

压型前的低熔点玻璃圆片3为双面抛光的圆形碟片，厚度为0.5~2mm,直径为200~300mm。上模具1和下模具2的材料采用不锈模具钢或碳化钨合金，其特征是在低熔点玻璃的压型温度下（500~700度）能保持较高的硬度。上、下模具分别由单点金刚石车床磨削加工出透镜阵列，并在表面镀保护性镀膜。保护性镀膜的种类包括，但不限于：类金刚石膜（DLCcoating）,铂铱合金膜（Pt-Ircoating）。模具的保护性镀膜的作用是提高模具压型的寿命，并防止模具与低熔点玻璃在高温压型时粘连。低熔点玻璃圆片3、上模具1和下模具2在真空密闭的压型舱室内中一同被加热,直至温度高于低熔点玻璃的软化点40~150度，这时模具施加压力在低熔点玻璃圆片的上下表面压型出非球面透镜阵列，形成低熔点玻璃透镜阵列圆片4.

上述各个低熔点玻璃透镜阵列圆片、间隔体阵列圆片和光阑阵列圆片的直径一致，并在平面上的阵列相互位置一致。低熔点玻璃透镜阵列圆片4和5，间隔体阵列圆片6和7，远红外窗口圆片8以及光阑阵列圆片9按照镜头光学设计的排序重叠，在各个阵列被精密对准后胶合。

图２为圆片粘合后切割的剖面示意图。重叠的圆片在粘合后，沿透镜阵列的中间线切割成单个透镜组方形模块。其中切割的方式包括，但不限于：激光切割，线切割，内圆刀片切割，外圆刀片切割。

图３为单个透镜组模块示意图。图中的单个透镜组模块包括：低熔点玻璃透镜方片4a和5a，间隔体方片6a和7a,远红外窗口方片8a,光阑方片9a；切割后的单个透镜组模块由塑料外壳10封装成为手机镜头，并与CMOS11装配。

虽然已经结合示例性实施方式具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在细节和形式上对本发明进行各种改变。

Claims (6)

1.一种手机镜头的结构和制造方法，其特征为：采用若干有精密模压方式成产的低熔点玻璃透镜阵列圆片，若干间隔体阵列圆片，玻璃窗口片以及光阑阵列圆片按照顺序重叠，并被精密对准后胶合，然后沿透镜阵列的中间线切割成单个透镜组模块，切割后的单个透镜组模块与CMOS封装成为手机镜头。

2.根据权利要求1所述的低熔点玻璃透镜阵列圆片，其特征在于，透镜阵列的透镜刨面形态包括：双凸、双凹、平凹、平凸和弯月。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的低熔点玻璃透镜阵列圆片，其特征在于，压型前的低熔点玻璃圆片厚度为0.5~2mm,直径为200~300mm。

4.根据上述权利要求中任意一项所述的精密模压模具，其特征在于，模具的材料采用不锈模具钢或碳化钨合金；模具分别由单点金刚石车床磨削加工出透镜阵列，并在表面镀保护性镀膜。

5.根据上述权利要求中任意一项所述的玻璃窗口片，其特征在于，窗口片采用双面抛光的钢化玻璃或蓝宝石玻璃，两面都镀有抗反射涂层。

6.根据上述权利要求中任意一项所述的光阑阵列圆片，其特征在于，光阑阵列圆片由厚度小于1mm的薄圆片加工成光阑阵列，作为透镜模组的孔径光阑；光阑阵列圆片的材料为不透远红外光的玻璃平板，塑料平板或金属平板；光阑阵列圆片的直径与低熔点玻璃透镜阵列圆片的直径一致，并在平面上的阵列位置相互一致。