CN111787192A - 金属化相机窗口 - Google Patents

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Abstract

一种光学组件包括具有内表面和相对的外表面的窗口。周界表面连接在所述内表面与所述外表面之间。金属层结合至所述窗口的所述周界表面。防反射涂层(ARC)结合至所述窗口的所述内表面。金属盖接合至所述金属层，以用于封闭与所述窗口对准的焦平面阵列(FPA)。

Description

金属化相机窗口
1.技术领域
本公开涉及光学系统，并且更具体地说，涉及金属化相机窗口。
2.背景技术
例如在数码相机中的大多数焦平面阵列(FPA)封装在保护性光学窗口的后面。为了提供气密密封，金属层沉积在窗口后表面的边缘周围，即，面向FPA的表面在其周界周围收纳金属框架。此金属区域用焊料预制件焊接到金属盖上。为了获得最佳透射，窗口需要抗反射涂层(ARC)。ARC与金属层不能完全重叠，因此在繁琐的一对一对准过程中需要两个掩蔽步骤。此对准过程通常是手动过程，这限制了处置时间和产量。
常规技术已被认为对于其预期目的是令人满意的。然而，一直存在对改进的金属化相机窗口的需要。本公开提供了对于此需要的解决方案。
发明内容
一种光学组件包括具有内表面和相对的外表面的窗口。包括一个或多个侧表面的周界表面连接在所述内表面与所述外表面之间。金属层结合至所述窗口的所述周界表面。防反射涂层(ARC)结合至所述窗口的所述内表面。金属盖接合至所述金属层，以用于封闭与所述窗口对准的焦平面阵列(FPA)。
ARC可以完全覆盖所述窗口的所述内表面。所述ARC可以覆盖所述窗口的所述内表面的大部分，并且所述金属层可以延伸至所述窗口的所述内表面的外周边上。所述ARC还可以结合至所述窗口的所述外表面。所述ARC可以完全覆盖所述窗口的所述外表面。所述ARC可以覆盖所述窗口的所述外表面的大部分，并且所述金属层可以延伸至所述窗口的所述外表面的外周边上。所述盖可以形成在将FPA密封在其中的封装的一部分。所述窗口的所述周界表面可以限定围绕所述窗口的整个周界界定所述窗口的四个矩形表面。
一种方法包括在连接于窗口的内表面与所述窗口的外表面之间的所述窗口的周界表面上沉积金属。所述方法包括通过在盖的金属部分与所述窗口的表面的周界上的金属之间形成焊接点而将所述窗口接合至所述盖。
所述方法可以包括在所述窗口的所述内表面上形成抗反射涂层(ARC)。在所述内表面上形成ARC可以包括在不进行掩蔽的情况下将所述ARC整体沉积在所述窗口的所述内表面和所述外表面上。
沉积金属可以包括在堆叠在一起的多个窗口中的每一者的相应周界表面上沉积金属，这可以包括在所述金属的沉积期间用镜头纸或其它保护性材料使所述窗口彼此分离。所述方法可以包括在所述窗口中的每一者的所述内表面上成批地形成抗反射涂层(ARC)。形成焊接点可以包括使用焊丝和/或焊珠中的至少一者。
通过以下结合附图对优选实施方案的详细描述，本公开的系统和方法的这些和其它特征对于本领域技术人员将变得更加显而易见。
附图说明
为了使本公开所属领域的技术人员将容易地理解如何在不进行过度实验的情况下制造和使用本公开的装置和方法，下文将参考某些附图详细描述其优选实施方式，其中：
图1是根据本公开构造的光学组件的示例性实施方案的示意性分解透视图，其示出了封装中的窗口、盖和焦平面阵列(FPA)；
图2是如图1所示的多个窗口的示意性侧视图，其示出了金属沉积期间的窗口；
图3是图2的窗口的示意性透视图，其示出了在金属沉积之后涂布有抗反射涂层(ARC)的窗口；
图4是图1的窗口的一部分的示意性横截面侧视图，其示出了覆盖窗口的整个内表面一直到外表面104的边缘的ARC；
图5是图1的窗口的一部分的示意性横截面侧视图，其示出了与窗口的内表面的边缘重叠的金属层；以及
图6是具有用于将图1的窗口接合至盖的焊珠的焊料预制件的示意性透视图。
具体实施方式
现在将参考附图，其中相同附图标记标识本公开的类似结构特征或方面。为了解释和说明而非限制的目的，根据本公开的光学组件的示例性实施方案的局部视图在图1中示出，并且大体上由附图标记100标示。在如将描述的图2-6中提供了根据本公开或其方面的光学组件的其它实施方案。可以使用本文所述的系统和方法来便于将窗口接合至成像系统的盖。
光学组件100包括具有内表面104和相对的外表面106的窗口102。例如包括围绕如图1所示的窗口102的整个周边界定窗口的所有四个矩形表面的周界表面108连接在内表面104与外表面106之间。金属层110结合至窗口102的周界表面108。
如图4所示，抗反射涂层(ARC)112结合至窗口102的内表面104。ARC 112可以完全覆盖窗口102的内表面104，如图4所示，其中ARC 112示出为一直延伸至由周界表面108界定的窗口102的边缘，因此ARC 112可以延伸至内表面104的所有四个边缘。还可以设想，如图5所示，ARC 112可以仅覆盖窗口102的内表面104的大部分，其中金属层110延伸至窗口104的内表面104的外周边上，并且ARC 112一直延伸至金属层110。如图4和5中用虚线示意性地指示，ARC也可以完全地(如在图4中)或仅大部分(如果金属层110延伸至窗口110的外表面106的外周边上)(如在图5中)结合至窗口102的外表面106上。
再次参考图1，金属盖114接合至金属层110，以用于封闭与用于成像的窗口102对准的焦平面阵列(FPA)116。盖114在接合至背衬118时形成封装的一部分，以将FPA 116气密密封在其中。
参考图2，多个窗口102可以堆叠在一起，例如，如图2中的大箭头所指示，由夹具126压在一起。接着可以一次将金属层110沉积在每个窗口102的相应周界表面108上，如图2中的平行箭头所指示。窗口102可以在金属沉积期间用镜头纸128彼此分离。可以使用除镜头纸之外的任何其它合适的保护材料，例如以保护表面104、106的光学质量。图2示出了金属沉积在周界表面108的四个侧面中的一者上，然而，对所有侧面重复所述过程，直到在每个窗口102上形成完整的金属层110为止。
现在参考图3，在将金属层110的金属沉积在窗口102的周界表面108上之后，每个窗口102及其金属层110可以从堆叠体分离，并且可以成批地在窗口的内表面104上形成ARC112，如图3中的向下箭头所指示。窗口102可以翻转以对外表面106(在图1中标识)重复ARC涂布过程。ARC 112可以在不进行掩蔽的情况下整体沉积在每个窗口102的内表面104与外表面106上。
再次参考图1，在每个窗口102上形成有金属层110和ARC 112的情况下，可以通过在盖114的金属部分120与窗口102的外围表面108上的金属层110的金属之间形成焊接点来将个别窗口102接合至盖114。举例来说，整个盖114可以是金属的，或者至少图1中标识的部分120可以是金属的。形成焊接点可以包括使用图1所示的焊丝122和/或图6所示的焊珠124中的至少一者，其在金属层110的面向外的表面与盖114的部分120的面向内的表面之间形成焊接点。这可以在窗口102与盖114之间形成气密密封。盖114可以按将盖114气密地密封到背衬118的方式接合，以形成围绕FPA 116的完全气密密封的封装。
虽然有可能在周界表面上形成金属，随后按上述次序形成ARC，但可以颠倒这两个过程的次序。举例来说，如果发现金属沉积过程在给定的应用中可能容易损坏ARC，则可以首先进行金属化，接着在各零件清洗后再形成ARC。然而，在某些应用中，可能处于某些原因使所述次序颠倒。
如上所述并且在附图中示出的本公开的方法和系统提供了具有优异特性的光学组件，包括便于将窗口焊接至用于封装焦平面阵列(FPA)的盖。尽管已经参考优选实施方案示出和描述了本公开的设备和方法，但本领域技术人员将容易了解，可以在不脱离本公开的范围的情况下对其进行-改变和/或修改。

Claims (15)

1.一种光学组件，所述光学组件包括：
窗口，所述窗口包括内表面和相对的外表面，其中包括一个或多个侧表面的周界表面在所述内表面与所述外表面之间连接；
金属层，所述金属层结合至所述窗口的所述周界表面；
抗反射涂层(ARC)，所述抗反射涂层结合至所述窗口的所述内表面；以及
金属盖，所述金属盖接合至所述金属层，以用于封闭与所述窗口对准的焦平面阵列(FPA)。
2.如权利要求1所述的组件，其中所述ARC完全覆盖所述窗口的所述内表面。
3.如权利要求1所述的组件，其中所述ARC覆盖所述窗口的所述内表面的大部分，并且其中所述金属层延伸至所述窗口的所述内表面的外周边上。
4.如权利要求1所述的组件，其中所述ARC还结合至所述窗口的所述外表面。
5.如权利要求4所述的组件，其中所述ARC完全覆盖所述窗口的所述外表面。
6.如权利要求4所述的组件，其中所述ARC覆盖所述窗口的所述外表面的大部分，并且其中所述金属层延伸至所述窗口的所述外表面的外周边上。
7.如权利要求1所述的组件，其中所述盖形成将FPA气密密封在其中的封装的一部分。
8.如权利要求1所述的组件，其中所述窗口的所述周界表面限定围绕所述窗口的整个周界界定所述窗口的四个矩形表面。
9.一种方法，所述方法包括：
在连接于窗口的内表面与所述窗口的外表面之间的所述窗口的周界表面上沉积金属；以及
通过在盖的金属部分与所述窗口的表面的周界上的金属之间形成焊接点而将所述窗口接合至所述盖。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括在所述窗口的所述内表面上形成抗反射涂层(ARC)。
11.如权利要求10所述的方法，其中在所述内表面上形成ARC包括在不进行掩蔽的情况下将所述ARC整体沉积在所述窗口的所述内表面和所述外表面上。
12.如权利要求10所述的方法，其中沉积金属包括在堆叠在一起的多个窗口中的每一者的相应周界表面上沉积金属。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括在所述金属的沉积或其它保护性材料沉积期间用镜头纸使所述窗口彼此分离。
14.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括在所述窗口中的每一者的所述内表面上成批地形成抗反射涂层(ARC)。
15.如权利要求9所述的方法，其中形成焊接点包括使用焊丝和/或焊珠中的至少一者。
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