CN110376664A - 遮光隔圈及其制造方法、成像镜头组、摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种遮光隔圈及其制造方法、成像镜头组、摄像装置。该遮光隔圈包括：环形片体，环形片体由不透明材料制成，并且在环形片体的厚度方向上，环形片体具有第一端和第二端，第一端和第二端中的至少一端处设置有刻蚀出的微结构；以及减反射膜，减反射膜至少设置于环形片体上微结构处，减反射膜的折射率N满足N≤1.8。
Description
技术领域
本申请涉及一种光学元件，更具体地，涉及一种遮光隔圈及其制造方法、包括该遮光隔圈的成像镜头组、包括该成像镜头组的摄像装置。
背景技术
成像镜头组是手机、数码相机、监控器等摄像装置的重要组件，成像镜头组的性能直接决定了摄像装置的成像质量。
为了保证成像镜头组中的相邻透镜具有预定间距，需要在相邻透镜之间设置隔圈。现有的许多隔圈可能无法很好地抑制在成像镜头组内的杂散光。在这种情况下，成像镜头组的成像质量可能会受到影响。因此，业内需要一种改良的遮光隔圈以提高成像质量。
发明内容
为解决或部分解决现有技术中的上述缺陷，本申请的实施例提出了遮光隔圈及制造遮光隔圈的方法。本申请的实施例还提供了包括该遮光隔圈的成像镜头组以及包括该成像镜头组的摄像装置。
本申请的实施例提供了一种遮光隔圈，该遮光隔圈包括：环形片体，环形片体由不透明材料制成，并且在环形片体的厚度方向上，环形片体具有第一端和第二端，第一端和第二端中的至少一端处设置有刻蚀出的微结构；以及减反射膜，减反射膜至少设置于环形片体上微结构处，减反射膜的折射率N可满足N≤1.8。
在一个实施方式中，微结构是刻蚀出的空隙的阵列。
在一个实施方式中，环形片体的材质是塑胶。
在一个实施方式中，塑胶为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。
在一个实施方式中，减反射膜的材质包括Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta、Zr及Y中的至少一种元素的氧化物、氮化物、氟化物以及氮氧化物中的至少一种。
在一个实施方式中，减反射膜的材质是SiO2，并且减反射膜的厚度可为26nm。
在一个实施方式中，对应380nm至780nm波长范围的光，所述减反射膜的反射率R可满足R≤0.1％。
第二方面，本申请的实施例提供了一种制造遮光隔圈的方法，包括如下步骤：对不透明材料制成的基底进行等离子刻蚀，以在基底的至少一个表面上形成微结构；以及在微结构处沉积减反射膜，减反射膜的折射率N满足N≤1.8。
在一个实施方式中，基底为环形片体，在环形片体的厚度方向上，环形片体具有第一端和第二端，在第一端和第二端中的至少一端处形成微结构。
在一个实施方式中，该方法还包括：在对不透明材料制成的基底进行等离子刻蚀之前，对基底上待形成微结构的位置处的表面磨砂处理。
在一个实施方式中，表面磨砂处理后基底的表面的Ra值位于0.67nm～0.69nm之间；等离子刻蚀后基底的表面的Ra值位于0.79nm～0.81nm之间；沉积减反射膜后基底的表面的Ra值位于0.86nm～0.89nm之间。
在一个实施方式中，不透明材料为塑胶；以及基底通过射出成型得到。
在一个实施方式中，沉积减反射膜包括：通过真空蒸发镀膜方式沉积减反射膜。
第三方面，本申请的实施例提供了一种成像镜头组，包括：镜筒；依次排列的多片透镜，多片透镜设置于镜筒内；以及前述的遮光隔圈，遮光隔圈在镜筒内设置于多片透镜中相邻的两片透镜之间。
第四方面，本申请的实施例提供了一种摄像装置，包括前述的成像镜头组。
本申请的实施例提供的遮光隔圈，其表面反射率较低，能够较好的吸收照射其上的光线。遮光隔圈应用在成像镜头组内时，可以减少杂散光，提升成像镜头组的成像质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了根据本申请实施例的遮光隔圈示意性结构图；
图2示出了根据本申请实施例的遮光隔圈的制造方法的流程图；
图3示出了根据本申请实施例的遮光隔圈的另一种制造方法的流程图；
图4示出了根据本申请实施例的一种遮光隔圈的反射率曲线与现有遮光隔圈的反射率曲线的对比图；
图5示出了根据本申请实施例的一种成像镜头组的示意性结构图；
图6A示出了比较例的遮光隔圈主体的示意性结构图；
图6B示出了根据本申请实施例的一种环形片体的示意性结构图；以及
图6C示出了根据本申请实施例的一种遮光隔圈的示意性结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一端也可被称作第二端。反之亦然。
在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。例如，遮光隔圈的厚度和透镜的厚度并非按照实际生产中的比例。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，除非明确限定或与上下文相矛盾，否则本申请所记载的方法中包含的具体步骤不必限于所记载的顺序，而可以任意顺序执行或并行地执行。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1示出了根据本申请实施例的遮光隔圈示意性结构图。参考图1，本申请实施例提供的遮光隔圈3包括：环形片体，在环形片体的厚度方向上，环形片体具有第一端和第二端。在第一端和第二端之间，环形片体至少有一个不透明层，不透明层的材质为不透明材料。在环形片体的第一端和第二端中的至少一端处设置有刻蚀出的微结构。至少在环形片体的微结构处外侧设置有减反射膜，减反射膜的折射率N满足N≤1.8。
以图1中环形片体的所示的一端为第一端，背向此端的另一端为第二端。环形片体可以包括多个不透明层或者一整个不透明层，用于遮挡光线。环形片体包括中心孔301，在成像镜头组内，中心孔301可用作有效孔径以约束预设计的光路。微结构是由等离子刻蚀方法生成的。基底在等离子刻蚀的作用下生成微型空隙，微型空隙和基底材料密布交错的表面结构能够更好的吸收照射其上的光线。环形片体上未设置微结构处的外侧也可以设置减反射膜。低折射率的减反射膜使遮光隔圈3的表面形貌变得更加细腻，可以进一步降低遮光隔圈3表面的反射率，有助于更好的吸收光线，进而提升对光线的吸收能力，降低杂散光的强度，目视的黑化效果也有了进一步优化提升。示例性地，减反射膜的材质可为透明材料。
本申请实施例提供的遮光隔圈3的具有低反射率的性质，目视该遮光隔圈3，遮光隔圈3可呈现黑色。遮光隔圈3应用在光学系统中例如成像镜头组中时，能够很好地吸收照射其上的光线，避免产生影响成像质量的杂散光。
本申请还提供一种制造遮光隔圈的方法，如图2所示，包括如下步骤：
S100，对不透明材料制成的基底进行等离子刻蚀，以在基底的至少一个表面上形成微结构；以及
S200，沉积出减反射膜，减反射膜至少覆盖基底上的微结构处，减反射膜的折射率N满足N≤1.8。
基底的形状不做限制，可以先将基底制成近似成品的形状，也可以在生成减反射膜之后继续加工基底。优选的基底为薄片状。示例性地，基底可以是其它光学元件。基底的材质为不透明材料，或者基底包括多层，其中至少一层的材质为不透明材料，优选地最外层的材质为不透明材料，对基底的最外层进行等离子体刻蚀。
在示例性实施方式中，基底为环形片体，在环形片体的厚度方向上，环形片体具有第一端和第二端，可在第一端处形成微结构，也可在第二端处形成微结构，也可以是第一端处和第二端处都形成有微结构。示例性地，可以在环形片状的基底的整个第一端都设置有微结构，也可以只在靠近中心的区域设置微结构。具体地，遮光隔圈3用于遮光的部分设置有微结构及减反射膜。
参照图3，在示例性实施方式中，在步骤S100对不透明材料制成的基底进行等离子刻蚀之前，该方法还包括步骤S300：至少对基底上待形成微结构处的表面进行磨砂处理。遮光隔圈3可能全部也可能只有部分用于遮光，当遮光隔圈3部分用于遮光时，该遮光部分即待形成微结构处，可以只在遮光部分磨砂处理并设置微结构及减反射膜。示例性地，对基底的全部表面进行磨砂处理。
在示例性实施方式中，在基底的材质包括塑胶时，该方法还可包括：在步骤S300前通过射出成型方法得到基底(步骤S400)。射出成型方法加工速度快、加工稳定。通过射出成型法制成的材质为塑胶的基底，内应力较小。
在示例性实施方式中，步骤S200中沉积减反射膜的方式为：通过真空蒸发镀膜方式沉积出减反射膜。真空蒸发镀膜方式简单、成本低廉且可适于批量处理，制成的薄膜纯度和致密性高。
当本申请提供的遮光隔圈3，其微结构是由基底先经过磨砂处理再经过等离子刻蚀方法生成的。先经过磨砂处理的基底表面具有较粗大的磨砂结构，这样的基底表面可以对光线进行漫反射以减小光线的定向性。再经过等离子刻蚀得到的微结构具有更精细的结构，可进一步的提高光线漫反射的均匀性，从而减小在单一方向上光线的反射强度，进而有利于提升遮光隔圈对光线的吸收。
在示例性实施方式中，微结构是在环形片体的基础上刻蚀出的空隙的阵列。
在示例性实施方式中，本申请提供的遮光隔圈3中的环形片体的材质是塑胶。塑胶材质的环形片体易于生产，且成本较低。
在示例性实施方式中，塑胶为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate，PET)或聚酰亚胺(Polyimide，PI)。
在示例性实施方式中，本申请提供的遮光隔圈3中的环形片体是由射出成型方法制造的。射出成型方法制造的环形片体尺寸精度高、应力均匀、翘曲程度低且表面质量较好。
在示例性实施方式中，本申请提供的遮光隔圈3中，减反射膜的材质包括Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta、Zr、Y中的至少一种元素的氧化物、氮化物、氟化物以及氮氧化物中的至少一种。示例性地，减反射膜的材质包括Al2O3。示例性地，减反射膜的材质包括Ta2O5和TiN。
在示例性实施方式中，减反射膜的材质为SiO2，减反射膜的厚度为26nm。SiO2的折射率较低，设置适宜厚度的SiO2膜可以较好地实现减反射的效果。
在示例性实施方式中，对应380nm至780nm波长范围的光，减反射膜的反射率R满足R≤0.1％。本申请提供的遮光隔圈3在可见光范围内具有非常低的反射率，目视下，呈现黑色。该遮光隔圈3应用在光学系统中可以降低杂散光的强度，提升光学系统的性能。
参照图5，本申请还提供一种成像镜头组，包括：镜筒1；镜筒1内设置有透镜组2，透镜组2包括依次排列的多片透镜；以及遮光隔圈3，遮光隔圈3设置于相邻的两片透镜之间。遮光隔圈3也可以设置于镜筒1与透镜之间。
遮光隔圈3的第一端可以设置微结构和减反射膜，安装时可以作为上端也可以作为下端；同时遮光隔圈3的第二端也可以设置有微结构和减反射膜。遮光隔圈3可以较好地吸收该成像镜头组内的照射到其上的光线，提升成像镜头组的成像效果。
示例性地，设置于两个透镜之间的遮光隔圈3可以是整个端面都设置有微结构和减反射膜。设置与镜筒1和透镜之间的遮光隔圈3，其上与镜筒1贴合的部分可以只设置有不透明层。
本申请还提供一种摄像装置，包括前述的成像镜头组。使用该摄像装置拍摄的画像质量好，出现眩光、光晕及鬼影不良现象的概率低。
为了进一步描述本申请提供的遮光隔圈，下面结合附图4和下文的比较例对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
比较例
作为下文所述的本申请实施例一的对比示例，本申请提供了一种遮光隔圈的比较例，其包括遮光隔圈主体4。遮光隔圈主体4的材质为PET，遮光隔圈主体4的表面为磨砂处理得到的。该遮光隔圈的制造方法为：对薄片状原材冲压剪裁得到预制品，将预制品磨砂处理得到遮光隔圈。其中，遮光隔圈的表面粗糙度满足VDI 12(德国工程师协会制定的皮纹标准VDI 3400中的一个级别)，参照图4，遮光隔圈的表面对光线的反射率约为0.35％。参照图6A，遮光隔圈3的上表面呈高低起伏的柱状，分布相对比较均匀；通过目视该比较例，其表面呈现一定的反光。设置有该遮光隔圈的成像镜头组形成的图像，可能出现鬼影、杂光等问题。
实施例一
本实施例提供一种制造遮光隔圈的方法及该方法制造的遮光隔圈。该方法包括：基于吸光性的PET材料制成的环形片体；将该环形片体的表面磨砂处理，具体地，磨砂处理后的表面可满足Ra＝0.682μm；将环形片体等离子刻蚀，使环形片体的表面处形成微结构，可满足Ra＝0.800μm；通过真空蒸发镀膜在环形片体的微结构处沉积出减反射膜。
本实施例的遮光隔圈3，包括环形片体310和减反射膜320。环形片体310由吸光性的PET材料制成，在环形片体310的厚度方向上，环形片体310具有第一端和第二端，第一端处和第二端处都设置有刻蚀出的微结构，参照图6B，此时环形片体310的上表面起伏高度差减小且较为平缓，而且经过刻蚀后的环形片体310上表面孔隙率增加，从而增加上表面处光线的反射和折射。参照图6C，减反射膜320设置在环形片体310的微结构处，环形片体310上表面的孔隙被填充，使得孔隙深度减小，从而减弱上表面处光线的反射强度和折射强度。减反射膜320的材质为SiO2，减反射膜的厚度为26nm，减反射膜320的折射率在1.4～1.6之间，表面粗糙度可满足Ra＝0.875μm。
参照图4，遮光隔圈3的表面对光线的反射率为0.07％。目视该遮光隔圈3，其上表面比比较例的遮光隔圈的上表面更黑。
设置本实施例的遮光隔圈3的成像镜头组，其内照射到遮光隔圈3的光线大部分被遮光隔圈3吸收，成像镜头组内杂散光受到抑制，成像面处的杂散光少。该成像镜头组成像质量好。
以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种遮光隔圈，其特征在于，包括：
环形片体，所述环形片体由不透明材料制成，并且在所述环形片体的厚度方向上，所述环形片体具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一端处设置有刻蚀出的微结构；以及
减反射膜，所述减反射膜至少设置于所述环形片体上所述微结构处，所述减反射膜的折射率N满足N≤1.8。
2.根据权利要求1所述的遮光隔圈，其特征在于，所述微结构是刻蚀出的空隙的阵列。
3.根据权利要求1所述的遮光隔圈，其特征在于，所述减反射膜的材质包括Al、Mg、Ti、Si、Sn、Hf、Nb、Ta、Zr及Y中的至少一种元素的氧化物、氮化物、氟化物以及氮氧化物中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的遮光隔圈，其特征在于，所述减反射膜的材质是SiO2，并且所述减反射膜的厚度为26nm。
5.根据权利要求1所述的遮光隔圈，其特征在于，对应380nm至780nm波长范围的光，所述减反射膜的反射率R满足R≤0.1％。
6.一种制造遮光隔圈的方法，其特征在于，包括：
对不透明材料制成的基底进行等离子刻蚀，以在所述基底的至少一个表面上形成微结构；以及
在所述微结构处沉积减反射膜，所述减反射膜的折射率N满足N≤1.8。
7.根据权利要求6所述的制造遮光隔圈的方法，其特征在于，所述基底为环形片体，在所述环形片体的厚度方向上，所述环形片体具有第一端和第二端，在所述第一端和所述第二端中的至少一端处形成所述微结构。
8.根据权利要求6所述的制造遮光隔圈的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对不透明材料制成的基底进行等离子刻蚀之前，对所述基底上待形成所述微结构的位置处的表面进行磨砂处理。
9.一种成像镜头组，其特征在于，包括：
镜筒；
依次排列的多片透镜，所述多片透镜设置于所述镜筒内；以及
根据权利要求1至5中任一项所述的遮光隔圈，所述遮光隔圈在所述镜筒内设置于所述多片透镜中相邻的两片透镜之间。
10.一种摄像装置，其特征在于，包括根据权利要求9所述的成像镜头组。
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