CN112415645A - 滤光片及摄像头组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滤光片及摄像头组件，其中，滤光片包括有基材、红外截止膜、第一遮蔽层和第二遮蔽层，第一遮蔽层盖在红外截止膜相对于基材的表面上，第二遮蔽层则覆在基材相对于红外截止膜的表面上，再者，第一遮蔽层的中部具有第一开口，第二遮蔽层的中部具有第二开口，使红外截止膜与基材的中间得以形成透光区，且透光区外为遮蔽区，在第一遮蔽层和第二遮蔽层的共同作用下，不仅能对杂光进行有效的遮挡，同时也极大地降低了遮蔽区的内反射，其中的内反射率可低至0.28％～0.53％，将该滤光片应用在摄像头组件上后，能够避免光线在图像传感器上表面的微透镜及微透镜四周的金线与遮蔽区之间因多次反射而形成耀斑和鬼影，提升成像品质。

Description

滤光片及摄像头组件
技术领域
本发明涉及光学器件领域，特别涉及一种滤光片及摄像头组件。
背景技术
光学元件，特别是应用在摄像头内部的成像元件，如光学镜头、滤光片等，对光线的反射、透射有着特殊的要求，以获得更好的成像效果。
目前摄像头所利用的传统滤光片，普遍是在基材的两个面上镀膜，然后在镀膜基材的其中一个面的四周丝印油墨形成遮蔽层，以遮挡由镜头进入到图像传感器金线的光线。然而，带有遮蔽层的镀膜基材，其遮蔽区内反射率在可见光波长(420nm～680nm)的区间内最高可达4.19％，导致光线在图像传感器上表面的微透镜和四周的金线与遮蔽区之间多次反射形成耀斑和鬼影，且镀膜基材侧面有杂光进入，对摄像头成像质量有着较大的影响。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种内反射低的滤光片。
本发明还提供一种具有上述滤光片的摄像头组件。
根据本发明的第一方面实施例的滤光片，包括基材；红外截止膜，覆于所述基材的一表面上；第一遮蔽层，盖在所述红外截止膜相对于所述基材的表面；以及第二遮蔽层，覆在所述基材相对于所述红外截止膜的表面上；其中，所述第一遮蔽层的中部具备第一开口，且所述第二遮蔽层的中部具有第二开口，所述第一开口与所述第二开口的中心的偏移量为0μm～50μm。
根据本发明实施例的滤光片，至少具有如下有益效果：此滤光片，包括有基材、红外截止膜、第一遮蔽层和第二遮蔽层，第一遮蔽层盖在红外截止膜相对于基材的表面上，第二遮蔽层则覆在基材相对于红外截止膜的表面上，再者，第一遮蔽层的中部具有第一开口，第二遮蔽层的中部具有第二开口，使红外截止膜与基材的中间得以形成透光区，且透光区外为遮蔽区，在第一遮蔽层和第二遮蔽层的共同作用下，不仅能对杂光进行有效的遮挡，同时也极大地降低了遮蔽区的内反射，其中的内反射率可低至0.28％～0.53％，将该滤光片应用在摄像头组件上后，能够避免光线在图像传感器上表面的微透镜及微透镜四周的金线与遮蔽区之间因多次反射而形成耀斑和鬼影，提升成像品质。
根据本发明的一些实施例，所述第二开口上覆盖有增透膜。
根据本发明的一些实施例，所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层均为封闭环状结构，所述第一遮蔽层沿所述红外截止膜的边缘设置，所述第二遮蔽层沿所述基材的边缘设置，所述第一遮蔽层的内壁、所述第二遮蔽层的内壁分别围成所述第一开口和所述第二开口。
根据本发明的一些实施例，所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层分别包括若干遮蔽层单元，组成所述第一遮蔽层的各所述遮蔽层单元围绕所述红外截止膜的边缘设置并围成所述第一开口，组成所述第二遮蔽层的各所述遮蔽层单元围绕所述基材的边缘设置并围成所述第二开口。
根据本发明的一些实施例，所述第二开口的横截面积不小于所述第一开口的横截面积。
根据本发明的一些实施例，所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层的制作材质均为吸光材料。
根据本发明的一些实施例，所述吸光材料通过丝印工艺涂覆在所述红外截止膜或者所述基材上。
根据本发明的一些实施例，所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层的厚度为5μm～15μm。
根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，包括镜头，安装在一支架上；本发明的第一方面实施例的滤光片，设于所述镜头的下方，所述支架上形成供所述滤光片承靠的台阶；以及图像传感器，设置在所述滤光片的下方。
根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，通过配置本发明的第一方面实施例的滤光片，成像品质得到提升。
根据本发明的一些实施例，所述滤光片与所述台阶之间具有0.10～0.30mm的间隙，所述间隙内填充有粘接剂。
根据本发明的一些实施例，所述粘接剂为黑色胶状物，所述黑色胶状物的组成成分包括环氧树脂(55.5～60.5％)、双氰胺(20.5～25.5％)、二氧化硅(10.5～15.5％)、1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的化合物(3～4％)、乙基三甲氧基硅烷(0.85～1.35)、碳粉(0.2～0.6％)。
根据本发明的一些实施例，所述粘接剂通过烘烤进行固化，烘烤过程的参数设置为烘烤温度70°～120°、烘烤时间30min～100min。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为现有技术中传统滤光片的结构正视图；
图2为本发明实施例的滤光片的结构正视图；
图3为本发明另一实施例的滤光片的结构正视图；
图4为本发明实施例的滤光片的俯视图；
图5为本发明又一实施例的滤光片的俯视图；
图6为现有技术的摄像头组件的光路图；
图7为本发明实施例的摄像头组件的光路图；
图8为本发明实施例的滤光片的内反射光谱图；
图9为本发明另一实施例的滤光片的内反射光谱图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图2至图5，本发明的第一方面实施例的滤光片，包括基材1、红外截止膜2、第一遮蔽层3、第二遮蔽层4，其中，红外截止膜2覆于基材1的一表面上，第一遮蔽层3盖在红外截止膜2相对于基材1的表面，且第二遮蔽层4覆在基材1相对于红外截止膜2的表面上。具体地，第一遮蔽层3的中部具备第一开口，且第二遮蔽层4的中部具有第二开口，第一开口与第二开口的中心的偏移量为0μm～50μm。
根据本发明实施例的滤光片，其包括有基材1、红外截止膜2、第一遮蔽层3、第二遮蔽层4，第一遮蔽层3盖在红外截止膜2相对于基材1的表面上，第二遮蔽层4则覆在基材1相对于红外截止膜2的表面上，再者，第一遮蔽层3的中部具有第一开口，第二遮蔽层4的中部具有第二开口，使红外截止膜2与基材1的中间得以形成透光区，且透光区外为遮蔽区，在第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的共同作用下，不仅能对杂光进行有效的遮挡，同时也极大地降低了遮蔽区的内反射，其中的内反射率可低至0.28％～0.53％，将该滤光片应用在摄像头组件上后，能够避免光线在图像传感器上表面的微透镜及微透镜四周的金线与遮蔽区之间因多次反射而形成耀斑和鬼影，提升成像品质。
如图4所示，一些实施例中，第一遮蔽层3和第二遮蔽层4均为封闭环状结构，第一遮蔽层3沿红外截止膜2的边缘设置，且第二遮蔽层4沿基材1的边缘设置，第一遮蔽层3的内壁、第二遮蔽层4的内壁分别围成第一开口和第二开口。而在另一些实施例中，参照图5，第一遮蔽层3和第二遮蔽层4分别包括若干遮蔽层单元，组成第一遮蔽层3的各遮蔽层单元围绕红外截止膜2的边缘设置并围成第一开口，组成第二遮蔽层4的各遮蔽层单元围绕基材1的边缘设置并围成第二开口。可以理解的是，第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的图案形式需与其应用的摄像头组件的图像传感器的感光区和微透镜的视场角对应。更进一步地，为了达到遮蔽效果，第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的制作材质均为吸光材料，其中，吸光材料通过丝印工艺涂覆在红外截止膜2或者基材1上。实际制作中，第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的材质为黑色油墨，采用钢丝聚酯复合网版将黑色油墨通过刮胶挤压的方式印刷于基材1或者红外截止膜2的表面，进一步地，为了增长网版的使用寿命，降低网版图案变形风险，设置网版目数为325～500目、网版钢丝线径为12～23μm、网版张力为20～35N/cm、网版感光胶厚度5～13um及菲林出片精度25400dpi，并将印刷参数设置为：印刷速度为50～180mm/s、印刷压力：5.4±0.5kg/cm2，如此能够减少毛刺锯齿的产生，改善尺寸精度和外观的平整性。印刷完成后，对黑色油墨进行烘烤固化，其中，设置烘烤温度为60°～150°，且烘烤时间30～120min。需要说明的是，在其他一些实施例中，第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的形成方法可采用光刻法或者激光黑化法。
更为具体地，第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的厚度为5μm～15μm。若第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的厚度小于5μm，将因为太薄而达不到遮蔽效果，但若设置第一遮蔽层3和第二遮蔽层4的厚度大于15μm，将会因第一遮蔽层3、第二遮蔽层4的厚度过大造成光的折射，造成“二次光源”的现象，影响成像效果。在一些实施例当中，第二开口的横截面积不小于第一开口的横截面积。
在一些实施例中，为了提高入射光线的穿透率，第二开口上覆盖有增透膜5。参照图2，该具体实施例中，覆盖第二开口的增透膜5覆于第二遮蔽层4之上，通过分光反射测量仪检测其内反射情况的检测结果如图8，可见其内反射率在可见光波长(420nm～680nm)的区间内一直维持在0.10～0.41％的低值范围内(Rmax：0.41％，Rave：0.28％)。而在另一具体实施例中，如图3，第二遮蔽层4与基材1之间铺有覆盖第二开口的增透膜5，通过分光反射测量仪检测其内反射情况的检测结果如图9，可见其内反射率在可见光波长(420nm～680nm)的区间内一直维持在0.45～0.65％的低值范围内(Rmax：0.65％，Rave：0.53％)，波动平稳。
参照图7，根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，包括镜头6、本发明的第一方面实施例的滤光片及图像传感器7；其中，镜头6安装在一支架8上，滤光片设于镜头6的下方，支架8上形成有供滤光片承靠的台阶，图像传感器7则设置在滤光片的下方。
根据本发明的第二方面实施例的摄像头组件，通过配置本发明的第一方面实施例的滤光片，成像品质得到提升。
在本发明的一些实施例中，滤光片的侧壁和下表面边缘与支架8的台阶之间具有0.10～0.30mm的间隙，间隙内填充有粘接剂。具体地，粘接剂为胶水，胶水凝固后，可在间隙内充当遮光层和缓冲层的作用，不仅能够对从间隙进入摄像头组件内的杂光进行阻挡，当摄像头组件受到冲击碰撞时，其还能减小对滤光片受到的挤压和冲击，提高整体产品的可靠性。更为具体地，此实施例中，粘接剂为黑色胶状物，此黑色胶状物的组成成分包括环氧树脂(55.5～60.5％)、双氰胺(20.5～25.5％)、二氧化硅(10.5～15.5％)、1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的化合物(3～4％)、乙基三甲氧基硅烷(0.85～1.35)、碳粉(0.2～0.6％)，其中，实际制作时，粘接剂需要通过烘烤进行固化，烘烤参数为烘烤温度70°～120°、烘烤时间30min～100min。
从公知常识可知，入射光线在入射到摄像头模组后会形成干扰光线。参照图1，传统滤光片包括自下而上依次覆设的增透膜5a、基材1a、红外截止膜2a及遮蔽层3a，如图6，其显示的是设置传统滤光片的摄像头组件在实际工作时的光路图。可见，入射到图像传感器7a表面的微透镜71a的光线，经过微透镜71a的反射，其中一部分折射进入基材1内部并抵达遮蔽层3a下表面，经过遮蔽层3a下表面反射到基材1a的下表面，再经过基材1a的下表面折射到金线72a的表面，再经过金线72a反射到基材1a的下表面，最后经过基材1a的下表面反射进入图像传感器7a，由于该部分光线经过多次折射和反射，故对成像质量会造成不良影响；经过微透镜71a反射的光线的另一部分入射到基材1a的下表面，经过基材1a的下表面反射进入图像传感器7a，由于这部分光线也是经过二次反射的光线，其在可见光的波长范围(420nm～680nm)内的反射率最高可达4.19％(Rmax：4.19％，Rave：1.99％)，波动明显，会影响成像质量。
图7显示的是本发明实施例的摄像头组件在实际工作时的光路图，当光线入射到透光区时，入射到图像传感器7表面的微透镜71，其中，部分光线经过微透镜71的反射到第一遮蔽层3下表面，经过第一遮蔽层3下表面反射到第二遮蔽层4的上表面，由于此部分光线不能穿透第一遮蔽层3和第二遮蔽层4，所以对成像质量没有影响；经过微透镜71反射的另一部分光线，被反射到第二遮蔽层4的下表面，经过第二遮蔽层4反射进入图像传感器7，经检测，参照图8，此时光线的内反射率在可见光波长的范围内一直维持在0.10～0.41％的低值范围内(Rmax：0.41％，Rave：0.28％)，所以该部分光线对成像质量的影响可以忽略不计。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.滤光片，其特征在于：包括
基材；
红外截止膜，覆于所述基材的一表面上；
第一遮蔽层，盖在所述红外截止膜相对于所述基材的表面；以及
第二遮蔽层，覆在所述基材相对于所述红外截止膜的表面上；
其中，所述第一遮蔽层的中部具备第一开口，且所述第二遮蔽层的中部具有第二开口，所述第一开口与所述第二开口的中心的偏移量为0μm～50μm。
2.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于：所述第二开口上覆盖有增透膜。
3.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于：所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层均为封闭环状结构，所述第一遮蔽层沿所述红外截止膜的边缘设置，所述第二遮蔽层沿所述基材的边缘设置，所述第一遮蔽层的内壁、所述第二遮蔽层的内壁分别围成所述第一开口和所述第二开口。
4.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于：所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层分别包括若干遮蔽层单元，组成所述第一遮蔽层的各所述遮蔽层单元围绕所述红外截止膜的边缘设置并围成所述第一开口，组成所述第二遮蔽层的各所述遮蔽层单元围绕所述基材的边缘设置并围成所述第二开口。
5.根据权利要求1或3或4所述的滤光片，其特征在于：所述第二开口的横截面积不小于所述第一开口的横截面积。
6.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于：所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层的制作材质均为吸光材料。
7.根据权利要求6所述的滤光片，其特征在于：所述吸光材料通过丝印工艺涂覆在所述红外截止膜或者所述基材上。
8.根据权利要求7所述的滤光片，其特征在于：所述第一遮蔽层和所述第二遮蔽层的厚度为5μm～15μm。
9.摄像头组件，其特征在于，包括
镜头，安装在一支架上；
权利要求1至8任一项所述的滤光片，设于所述镜头的下方，所述支架上形成供所述滤光片承靠的台阶；以及
图像传感器，设置在所述滤光片的下方。
10.根据权利要求9所述的滤光片，其特征在于：所述滤光片与所述台阶之间具有0.10～0.30mm的间隙，所述间隙内填充有粘接剂。
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