CN110837172B - 镜片组及其贴合方法 - Google Patents

Abstract

一种贴合方法系用于贴合第一镜片与第二镜片。第一镜片具有凹曲面，第二镜片具有凸曲面。贴合方法包含以下步骤。于凹曲面与凸曲面其中之一的边缘涂布框胶。主动对位第一镜片与第二镜片，并通过框胶贴合第一镜片之凹曲面与第二镜片之凸曲面以形成镜片组。固化框胶以形成挡墙，其中镜片组之凹曲面、凸曲面与挡墙形成具有注入口之注胶空间。于注胶空间内注入液态光学透明胶。通过封口胶封闭挡墙之注入口。本发明的贴合方法改善了贴合压力之均匀性问题，避免影响主动对位结果。

Description

镜片组及其贴合方法

技术领域

本揭露有关于镜片组及其贴合方法，特别是针对曲面镜片与曲面镜片之间的贴合。

背景技术

在一些光学模组中，会使用由多个镜片所组成的镜片组，举例来说，可以通过两个透镜镜片做贴合，由双镜片组成一个镜片组。

习知镜片组的组装技术，为使用片材的光学透明胶(Optically Clear Adhesive,OCA)。片材之光学透明胶厚度均匀固定，无法调整，而这适用在镜片间的贴合面都是平面的情况。当镜片间的贴合面是曲面时，片材之光学透明胶在曲面上之贴合压力之均匀性难以控制，且在镜片间贴合后即无法进行主动对位(Active Alignment)，影响镜片组整体的光学成像品质。

发明内容

本揭露之一技术态样相关于一种贴合方法。

根据本揭露之一实施方式，一种贴合方法系用于贴合第一镜片与第二镜片。第一镜片具有凹曲面，第二镜片具有凸曲面。贴合方法包含以下步骤。于凹曲面与凸曲面其中之一的边缘涂布框胶。主动对位第一镜片与第二镜片，并通过框胶贴合第一镜片之凹曲面与第二镜片之凸曲面以形成镜片组。固化框胶以形成挡墙，其中镜片组之凹曲面、凸曲面与挡墙形成具有注入口之注胶空间。于注胶空间内注入液态光学透明胶。通过封口胶封闭挡墙之注入口。

在一或多个实施方式中，上述贴合方法中主动对位第一镜片与第二镜片的步骤，更包含以下步骤。装载并固定第一镜片。装载第二镜片。移动第二镜片至对准位置，以使第一镜片之第一光轴对准第二镜片之第二光轴。

在一或多个实施方式中，上述贴合方法中于注胶空间内注入液态光学透明胶的步骤，更包含以下步骤。提供可密封之腔室，于腔室内设置槽体，槽体容纳液态光学透明胶。将完成主动对位之镜片组置入腔室。密封并抽真空腔室。将镜片组之注入口浸入液态光学透明胶。破真空，使液态光学透明胶注入注胶空间内。

在一或多个实施方式中，上述贴合方法中，通过封口胶封闭挡墙之注入口的步骤之前，更包含以下步骤。利用点胶的方式通过注入口填补透明胶层。

在一或多个实施方式中，上述贴合方法，挡墙的注入口所占之长度小于挡墙总长度的四分之一。

在一或多个实施方式中，上述贴合方法中，凹曲面的面积等于凸曲面的面积。

本揭露之另一技术态样相关于一种镜片组。

根据本揭露之一实施方式，一种镜片组包含第一镜片、第二镜片、挡墙与透明胶层。第一镜片具有凹曲面。第二镜片具有凸曲面。凸曲面贴合凹曲面。挡墙位于凹曲面与凸曲面之间。挡墙设置为位于凹曲面与凸曲面的边缘之封闭回圈。凹曲面、凸曲面与挡墙形成注胶空间。透明胶层填充于注胶空间内。第一镜片与第二镜片分别具有第一光轴与一二光轴，第二光轴对准第一光轴。

在一或多个实施方式中，在上述镜片组中，透明胶层的材料不同于挡墙的材料。

在一或多个实施方式中，上述镜片组之第一镜片或第二镜片的材料包含玻璃或透明塑料。

在一或多个实施方式中，上述镜片组之挡墙的材料包含压克力系高分子材料或是硅胶。

综上所述，本揭露之贴合方法可以通过两阶段的贴合步骤，可以先进行镜片间的主动对位，再做镜片间进一步的贴合。镜片间的贴合通过框胶做挡墙后，可以通过真空方式于两镜片之间注入液态光学透明胶，以完成贴合。液态光学透明胶的使用改善了贴合压力之均匀性问题。而通过真空的方式注入，更可以避免混杂气泡的产生，避免影响主动对位结果。

附图说明

本揭露的优点与图式，应由接下来列举的实施方式，并参考附图，以获得更好的理解。这些图式的说明仅仅是列举的实施方式，因此不该认为是限制了个别实施方式，或是限制了发明申请专利范围的范围。

图1根据本揭露之一实施方式绘示一贴合方法的流程图；以及

图2A至图7B根据本揭露之一实施方式绘示于贴合方法之不同步骤时，镜片组的示意图，其中图2A、3A、4A、5A、6A与7A绘示镜片组之顶视示意图，图2B、3B、4B、5B、6B与7B绘示镜片组对应一线段L-L方向之剖面示意图。

附图标记：

100…方法 110-160…步骤

200…镜片组 210…镜片

220…凹曲面 230…镜片

240…凸曲面 250…挡墙

260…注入口 270…透明胶层

300…腔室 310…槽体

320…液态光学透明胶 L-L...线段

具体实施方式

下文系举实施例配合所附图式进行详细说明，但所提供之实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构运作之描述非用以限制其执行之顺序，任何由元件重新组合之结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。另外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同之符号标示来说明。

其次，在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

在本揭露中，为改善传统利用片材光学透明胶(Optically Clear Adhesive,OCA)做曲面之间的贴合时，所产生之贴合压力之均匀性问题，以及曲面之间无法进行主动对位问题。尤其是在所欲贴合之镜片具有曲面时，主动对位的结果更将影响整体的光学成像品质。

请参照图1。图1根据本揭露之一实施方式绘示一贴合方法100的流程图。贴合方法100系用于贴合二个具有对应之凹曲面与凸曲面之镜片组。为了说明的目的，可以同时参考图2A至图7B，分别绘示在不同步骤中镜片组之顶视示意图与侧视示意图。其中图2A、3A、4A、5A、6A与7A绘示镜片组之顶视示意图，图2B、3B、4B、5B、6B与7B绘示镜片组对应一线段L-L方向之剖面示意图。

图2A绘示镜片组于贴合方法100之一过程之一顶视示意图，而图2B则为对应图2A之镜片组之一线段L-L方向之剖面示意图。具体而言，在本实施方式中，贴合方法100系为贴合第一镜片210与第二镜片230。而为了说明的目的，在图2A中，第二镜片230被省略，以说明第一镜片210上框胶的设置，以及在后续步骤中第一镜片210与第二镜片230之间的透明胶的分布情况。而类似于图2B之剖面示意图，图3B、4B、5B、6B与7B之镜片组系分别对应图3A、4A、5A、6A与7A之镜片组绘示沿线段L-L方向的剖面示意图，为了简单说明的目的，将不再重复绘示线段L-L于图上。

请先参考图2A与图2B。如图所示，欲贴合之镜片包含第一镜片210与第二镜片230，其中第一镜片210具有凹曲面220，而第二镜片230具有凸曲面240。第一镜片210与第二镜片230皆为透镜，第一镜片210具有第一光轴，第二镜片230具有第二光轴。为使光学成像品质稳定，在贴合方法100的过程中，必须使第一镜片210与第二镜片230完成主动对位。这对应到第一镜片210之第一光轴与第二镜片230之第二光轴必须对准。

请同时参照图1。在贴合方法100，于步骤110涂布框胶在第一镜片210之凹曲面220的边缘。框胶的涂布方式如图2A所示。框胶于凹曲面220的边缘形成挡墙250。而在一些实施方式中，框胶也可以先涂布在凸曲面240的边缘。

回到图1。进入到步骤120，主动对位第一镜片210与第二镜片230，并在完成主动对位后将挡墙250固化，以贴合第一镜片210与第二镜片230。具体而言，主动对位的步骤，系利用光轴原理，使光线分别通过第一镜片210与第二镜片230，确认分别通过第一镜片210与第二镜片230之两光线之第一光轴与第二光轴，而利用第一光轴与第二光轴得到对位时的中心点，并进一步校正对位偏差。

关于步骤120中主动对位第一镜片210与第二镜片230环节，具体而言，在一些实施方式中，可以先在一执行主动对位之机台上装载第一镜片210，并将第一镜片210的位置固定。第一镜片210之凹曲面220的边缘已经上了框胶。随后，可移动地装载第二镜片230，并使第二镜片230靠进第一镜片210。随后执行主动对位的流程，使光线通过第一镜片210与第二镜片230，与此同时，微调第一镜片210与第二镜片230的位置，进行成像品质确认，使第二镜片230移动到一对准位置，而使第一镜片210之第一光轴对准第二镜片230之第二光轴，至此第一镜片210与第二镜片230的主动对位完成。此后，便可以以此对准位置贴合第一镜片210与第二镜片230。

在一些实施方式中，不同于步骤110与步骤120，也可以先不在第一镜片210之凹曲面220之边缘上涂布框胶，而是先完成第一镜片210与第二镜片230的主动对位。完成主动对位后，先记忆好第二镜片230之对准位置资讯，随后移开第二镜片230。接着才在第一镜片210之凹曲面220涂布框胶以形成挡墙250，随后回复第二镜片230至对准位置，完成第一镜片210之凹曲面220与第二镜片230之凸曲面240之贴合。在一些实施方式中，所述对准位置资讯可以包含第一镜片210与第二镜片230之间的相对位置资讯，以及第二镜片230之凸曲面240之中心轴与面向第一镜片210之凹曲面220之中心轴所夹之立体角。

而在一些实施方式中，不同于步骤120，第一镜片210之凹曲面220之边缘上涂布框胶形成挡墙250后，可以使第二镜片230之凸曲面240通过挡墙250贴合至凹曲面220，并使挡墙250预固化。此时，第一镜片210与第二镜片230虽然以被大致固定在一起，但第一镜片210与第二镜片230之间仍可以有小范围的移动。如此，便可在大致固定第一镜片210与第二镜片230的同时，进行如前所述之主动对位流程。

在完成主动对位后，第一镜片210与第二镜片230之位置关系便如图2A与图2B所示。挡墙250沿第一镜片210之凹曲面220与第二镜片230之凸曲面240之边缘设置，但留下一开口作为注入口260。

回到图1，进入到步骤130，将框胶形成之挡墙250完全固化，以于第一镜片210与第二镜片230之间形成具有注入口260之完全固化的挡墙250。完全固化的挡墙250，将使得第一镜片210与第二镜片230不再有位置上的偏移，保持了主动对位的结果。而第一镜片210之凹曲面220、第二镜片230之凸曲面240以及挡墙250形成注胶空间，如图2B所示。注胶空间具有注入口260，随后可以通过注入口260于注胶空间内填入液态光学透明胶(liquidoptically clear adhesive,LOCA)，以进一步贴合第一镜片210与第二镜片230。

在本实施方式中，在第一镜片210与第二镜片230之间的注胶空间内注入液态光学透明胶的方式，系以抽真空与破真空的方式实行之。请回到图1，进入到步骤140，要在真空中使注入口260浸入液态光学透明胶320。

如图3A与图3B所示，图3A为未绘示第二镜片230之顶视示意图，图3B为对应图3A之剖面示意图。第一镜片210与第二镜片230通过挡墙250贴合所形成之镜片组置入密封的腔室300，而腔室300内具有槽体310，槽体310内则容纳液态光学透明胶320。密封的腔室300被抽成真空，使得第一镜片210与第二镜片230之间的注胶空间也被抽成真空。

随后进展到图4A与图4B。图4A为未绘示第二镜片230之顶视示意图，图4B为对应图4A之剖面示意图。如图所示，注入口260被浸入液态光学透明胶320内。与此同时，可以留意到，注入口260连接之注胶空间系为真空。

请回到图1，进入到步骤150，破真空以使液态光学透明胶320自注入口260而被吸入注胶空间内。

具体而言，请同时参照图5A与图5B，图5A为未绘示第二镜片230之顶视示意图，图5B为对应图5A之剖面示意图。如图所示，原先密封之腔室300破除真空，而第一镜片210与第二镜片230注胶空间原为真空，在破除真空后，大气压力使槽体310容纳之液态光学透明胶320通过注入口260而被吸入注胶空间，形成透明胶层270。

贴合方法100适用于面积接近之曲面的贴合。而本实施方式中，凹曲面220与凸曲面240具有接近的面积，液态光学透明胶320方便于自注入口270注入注胶空间。在一些实施方式中，凹曲面220面积与凸曲面240的面积相同。而在一些实施方式中，凹曲面220与凸曲面240具有接近的曲率。

在透明胶层270固化之前，由于透明胶层270系为液态光学透明胶320所形成，将可使贴合压力能够均匀的分布在透明胶层270。破真空方法之液态光学透明胶320的使用量可依照不同主动对位结果而改变，所以可以也避免胶量过多或不足的问题。此外，填充的液态光学透明胶320所形成之透明胶层270不受第一镜片210或第二镜片230表面起伏影响，减少气泡的产生。如此一来，在透明胶层270固化后，不会影响到前述步骤120之主动对位的结果。

为了能够良好的容纳液态光学透明胶320，注胶空间的注入口260大小有所限制，使得液态光学透明胶320能够最大面积地填充入第一镜片210与第二镜片230之间。在一些实施方式中，注入口260的所占的长度，是小于挡墙250总长度的四分之一。

请回到图1，进入到步骤160，固化第一镜片210或第二镜片230之间由液态光学透明胶320所形成之透明胶层270，随后使用封口胶封闭注入口260，以避免漏胶或是杂物自注入口260入侵而毁损透明胶层270。

请同时参照图6A与图6B，图6A为未绘示第二镜片230之顶视示意图，图6B为对应图6A之剖面示意图。如图所示，将第一镜片210与第二镜片230自槽体310移除后，在第一镜片210、第二镜片230与挡墙250之间具有透明胶层270，而注入口260尚未密封。此时，可以先行固化由液态光学透明胶320所形成之透明胶层270，并确认是否有填补的需求，例如透明胶层270靠近注入口260处是否有破损。如有需求，则可以藉由涂胶制程修补注入口260处透明胶层270的缺胶。举例来说，可以利用点胶(dispensing)的方式通过注入口260填补透明胶层270。

随后进展到图7A与图7B，图7A为未绘示第二镜片230之顶视示意图，图7B为对应图7A之剖面示意图。如图所示，注入口260为封口胶所密封，形成封闭的挡墙250。如此一来，通过贴合方法100，将可以形成镜片组200。

镜片组200包含第一镜片210、第二镜片230、挡墙250与透明胶层270。第一镜片210具有凹曲面220。第二镜片230具有凸曲面240。凸曲面240贴合凹曲面220。挡墙250位于凹曲面220与凸曲面240之间。挡墙250设置为位于凹曲面220与凸曲面240的边缘，而通过封口胶密封注入口260，挡墙250形成封闭回圈。凹曲面220、凸曲面240与挡墙250所形成之注胶空间，而透明胶层270填充于注胶空间内。此外，由于已经历主动对位，第一镜片210与第二镜片230分别具有之第一光轴与一二光轴，其第二光轴也已经对准第一光轴。

在一些实施方式中，第一镜片210或第二镜片230之材料可以包含玻璃或透明塑料。透明塑料例如是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，或称压克力)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或是聚碳酸酯(PC)。在一些实施方式中，关于框胶所形成之挡墙250，挡墙250之材料包含压克力材料或是硅胶。挡墙250之材料可以是UV胶与热固型的胶。透明胶层270的材料是液态光学透明胶，而透明胶层270的材料不同于挡墙250的材料。

除了用于镜片组200，上述步骤140与步骤150所述之真空注胶方式，也可以用在其他曲面模组的贴合上。举例而言，用于贴合具有凹曲面之第一元件与具有凸曲面之第二元件的贴合方式，可以包含以下的步骤。于凹曲面与凸曲面其中之一的边缘涂布框胶。通过框胶贴合凹曲面与凸曲面，以使第一元件与第二元件形成曲面模组。固化框胶以形成挡墙，其中镜片组之凹曲面、凸曲面与挡墙形成具有注入口之注胶空间。提供可密封之腔室，腔室内设置槽体，槽体容纳液态光学透明胶。将曲面模组置入腔室。密封并抽真空腔室。将曲面模组之注入口浸入液态光学透明胶。破真空，使液态光学透明胶注入注胶空间内。固化液态光学透明胶。通过封口胶封闭该挡墙之注入口。类似于前述用于镜片组200之贴合方法，而仅需曲面模组之第一元件与第二元件能够承受真空环境，并且在破真空时确保只有注入口一个入口。而为了使液态光学透明胶能够尽可能大面积的填充入凹曲面与凸曲面之间，注入口所占之长度应小于挡墙总长的四分之一。

综上所述，本揭露之贴合方法可以包括两阶段的贴合步骤。可以先进行镜片间的主动对位，确认镜片之间的光学成相特性后，通过框胶做第一步贴合。在镜片间的第一步贴合后，框胶作为挡墙，可以通过真空方式于两镜片之间注入液态光学透明胶，以完成贴合。液态光学透明胶的使用改善了贴合压力之均匀性问题。而通过真空的方式注入，液态光学透明胶的使用量可依照不同主动对位结果而改变，避免胶量过多或不足的问题，更可以避免混杂气泡的产生，避免影响主动对位结果。

前面描述了若干实施方式的特征，使得本领域技术人员可以各方面更好地理解本说明。本领域的技术人员应理解到，他们可以很容易的使用本说明作为基础，设计或修改其他的过程与结构，以实现与本文介绍实施方式相同的目的或优点。本领域的技术人员也应理解到，这样等价的结构不脱离本说明相通的精神与范围，并在不脱离本说明的精神与范围的情况下，可以进行各种变化、替换或是变更。

Claims (5)

1.一种贴合方法，用于贴合一第一镜片与一第二镜片，该第一镜片具有一凹曲面，该第二镜片具有一凸曲面，其特征在于，该贴合方法包含：

于凹曲面与该凸曲面其中之一的边缘涂布一框胶；

主动对位该第一镜片与该第二镜片，并通过该框胶贴合该第一镜片之该凹曲面与该第二镜片之该凸曲面以形成一镜片组；

固化该框胶以形成一挡墙，其中该镜片组之该凹曲面、该凸曲面与该挡墙形成具有一注入口之一注胶空间；

于该注胶空间内注入一液态光学透明胶，其中该于该注胶空间内注入一液态光学透明胶之步骤更包含：

提供可密封之一腔室，该腔室内设置一槽体，该槽体容纳一液态光学透明胶；

将完成主动对位之该镜片组置入该腔室；

密封并抽真空该腔室；

将该镜片组之该注入口浸入该液态光学透明胶；以及

破真空该腔室，使该液态光学透明胶注入该注胶空间内；

固化该液态光学透明胶，以于该注胶空间形成一透明胶层；以及

通过一封口胶封闭该挡墙之该注入口。

2.如权利要求1所述之贴合方法，其特征在于，该主动对位该第一镜片与该第二镜片之步骤更包含：

装载并固定该第一镜片；

装载该第二镜片；以及

移动该第二镜片至一对准位置，以使该第一镜片之一第一光轴对准该第二镜片之一第二光轴。

3.如权利要求1所述之贴合方法，其特征在于，在该通过一封口胶封闭该挡墙之该注入口之步骤之前，更包含：

利用点胶的方式通过该注入口填补该透明胶层。

4.如权利要求1所述之贴合方法，其特征在于，该注入口所占之长度小于该挡墙之总长度的四分之一。

5.如权利要求1所述之贴合方法，其特征在于，该凹曲面的面积相同于该凸曲面的面积。

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