CN114966938A - 相位板的制作方法、相位板和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种相位板的制作方法、相位板和电子装置。相位板的制作方法包括：在基底上设置胶层，胶层包括背离基底的背面；处理胶层的背面以得到相位面，从而形成相位板。本申请实施方式的相位板的制作方法、相位板和电子装置中，在基底上先设有胶层，然后再处理胶层的背面从而得到相位面，从而形成相位板；如此，相位板采用基底和胶层两层结构，基底可以提供较好的支撑作用，胶层更加容易形成相位面，从而使得相位板的制造更加简便。
Description
技术领域
本申请涉及光学元件技术领域，尤其涉及一种相位板的制作方法、相位板和电子装置。
背景技术
相位板作为一种镜片，其具有调节光线的相位的作用。在相关技术中，镜片一般采用注塑或者研磨基材的方式得到，但是，由于相位板的形状一般为非对称结构，采用一般的加工方式难以制造得到相位板。如此，如何更加简便地制造得到相位板成为待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种相位板的制作方法、相位板和电子装置。
本申请实施方式的相位板的制作方法包括：
在基底上设置胶层，所述胶层包括背离所述基底的背面；
处理所述胶层的背面以得到相位面，从而形成所述相位板。
本申请实施方式的相位板由以上实施方式的相位板的制作方法制作而成。
本申请实施方式的电子装置包括以上实施方式的相位板。
本申请实施方式的相位板的制作方法、相位板和电子装置中，在基底上先设有胶层，然后再处理胶层的背面从而得到相位面，从而形成相位板；如此，相位板采用基底和胶层两层结构，基底可以提供较好的支撑作用，胶层更加容易形成相位面，从而使得相位板的制造更加简便。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施方式的制作方法的流程示意图；
图2是本申请实施方式的制作方法的过程示意图；
图3是本申请实施方式的相位板的结构示意图；
图4是本申请实施方式的相位板的仿真示意图；
图5是本申请实施方式的制作方法的流程示意图；
图6是本申请实施方式的激光直写设备的结构示意图；
图7是本申请实施方式的制作方法的流程示意图；
图8是本申请实施方式的制作方法的流程示意图；
图9是本申请实施方式的制作方法的流程示意图；
图10是本申请实施方式的制作方法的过程示意图；
图11是本申请实施方式的电子装置的立体示意图；
图12是相关技术中的电子装置的成像示意图；
图13是本申请实施方式的电子装置的成像示意图；
图14是本申请实施方式的电子装置的成像示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
在相关技术中，手机和单反相机等设备镜头上的镜片大多都是球面或者非球面，球面镜片的加工工艺一般为研磨，非球面镜片的加工工艺一般为注塑。研磨工艺一般利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工(如切削加工)。注塑成型工艺是指将熔融的原料通过加压、注入、冷却、脱离等操作制作一定形状的半成品件的工艺过程。研磨和注塑工艺通常都是用于球面或非球面面型的加工，加工出来的镜片一般都是旋转对称的，在光学调制上会有很大的局限性，例如波前调制等方面。
请参阅图1及图2，本申请实施方式的相位板100的制作方法包括：
S20，在基底10上设置胶层20，胶层20包括背离基底10的背面22；
S30，处理胶层20的背面22以得到相位面24，从而形成相位板100。
可以理解，本申请实施方式的相位板100由以上实施方式的相位板100的制作方法制作而成。
本申请实施方式的相位板100的制作方法中，在基底10上先设有胶层20，然后再处理胶层20的背面22从而得到相位面24，从而形成相位板100；如此，相位板100采用基底10和胶层20两层结构，基底10可以提供较好的支撑作用，胶层20更加容易形成相位面24，从而使得相位板100的制造更加简便。
具体地，基底10一般采用强度较大的材料，从而可以提高相位板100的寿命，并且可以满足使用需求。另外，基底10可以采用透光材料，也可以采用不透光材料。在基底10采用透光材料的情况下，基底10可以采用玻璃材料、高分子聚合物材料中的至少一种材料。在基底10采用不透光材料的情况下，基底10可以采用金属材料等材料。
在基底10采用透光材料的情况下，相位板100可以透射光线。在基底10采用不透光材料的情况下，相位板100可以反射光线，以实现光线的传导。
基底10的厚度可以根据镜头设计需求确定，示例性地，基底10的厚度范围可以为0.2mm-0.5mm(毫米)。例如，基底10的厚度为0.2mm、0.3mm、0.35mm或0.5mm等尺寸。
胶层20是具有光学性能的层结构，或者说，胶层20可以反射和/或透光光线。由于胶层20的可塑性相对于基底10的可塑性较佳，因此，通过在胶层20上形成相位面24，使得相位板100更加容易制造。胶层20可以采用光刻胶等材质。
胶层20可以通过涂布、注入等方式设置在基底10的背面22上，在一个例子中，可以通过涂胶机将胶水涂布在基底10上以得到胶层20。进一步地，可以通过控制涂胶机涂胶的速度得到不同厚度的胶层20。涂胶机例如为旋涂机，在涂胶机为旋涂机的情况下，可以调整旋涂机的转速，从而得到不同厚度的胶层20。
本申请实施方式中，胶层20的厚度可以根据实际需求具体确定，示例性地，胶层20的厚度范围可以为5μm-50μm(微米)。例如，胶层20的厚度为5μm、15μm、20μm、30μm或50μm等尺寸。
结合图3，在步骤S30中，由于胶层20容易加工处理，因此，通过处理胶层20的背面22，可以得到相位面24，进而得到相位板100。相位面24是相位板100的表面，其可以是曲面从而使得相位板100各个部分的厚度不同。相位面24可以光的相位改变。
如图4所示，图4是相位板100的仿真示意图。其中，颜色越深，代表相位板100的厚度越小。由图4可以看出，相位板100是厚度不均的板状零部件。
在某些实施方式中，所述相位面24的相位分布满足以下条件：
z＝0.03*x3+0.03*y3；
其中，z为相位面沿光轴方向在坐标为(x，y)的位置时，距中心顶点的距离矢高，x、y分别为相位面的坐标，相位板的机械中心坐标为(0，0)。
如此，满足以上条件的相位板24，使得相位板24对摄像头进行微距拍摄时的效果更明显。
请参阅图5，在某些实施方式中，处理胶层20的背面22以得到相位面24(S30)，包括：
S31，采用对胶层20的背面22进行曝光以形成图形；
S32，对图形进行显影以得到相位面24。
如此，相位面24通过曝光、显影的方法得到，由于曝光显影的技术成熟，这样使得相位面24的制造更加容易成型，提高了相位板100制造的成品率，并且可以降低相位板100的制造成本。
具体地，在步骤S31中，可以采用通过极紫外曝光、电子书曝光或者激光直写等方式在胶层20的背面22上形成图形。
在步骤S32中，胶层20经过曝光后，胶层20发生物理性质的变化，之后，通过化学试剂可以将经过曝光后的胶水洗掉，就留下来需要的胶层20涂料，进而得到相位面24。
在某些实施方式中，对图形进行显影以得到相位面24(S31)，包括：
利用激光直写设备200对图形进行激光直写加工以得到相位面24。
如此，采用激光直写设备200对图形进行图形进行加工，这样可以更加容易得到相位面24，从而形成相位板100。
具体地，胶层20与激光光束相互作用，使得胶层20在激光光束的作用下发生物理反应(例如，熔化、汽化)和/或光化学反应(例如，打断分子键，产生新物质)，从而实现加工的目的。
激光直写设备200可以包括激光器，激光器作为激光光束的激光源，激光器可以采用固体、光纤、气体中的至少一种或多种组合的技术产生激光光束。激光光束可以采用脉冲激光，脉冲可以通过调制等方式实现短脉冲的输出，脉冲的宽度可以是飞秒fs、皮秒ps或者是纳秒ns量级。激光的波长，可以通过直接激射或通过非线性的频率变换实现紫外到红外输出(150nm～11000nm)。本申请实施方式中，激光源可以是紫光或极紫外激光光源。
请参阅图6，在某些实施方式中，激光直写设备200包括多个反射透镜和一个聚焦透镜210，聚焦透镜210用于将反射透镜反射的激光聚焦在胶层20上，利用激光直写设备200对图形进行激光直写加工以得到相位面24，包括：
调整至少一个反射透镜的位姿，以改变聚焦透镜210聚焦的激光光斑在胶层20上的位置；
调整激光能量以调整激光在胶层20上蚀刻的深度，从而对图形加工以得到相位面24。
如此，通过改变反射透镜的位姿可以实现在胶层20上不同部位的加工，并且配合激光的能量可以实现胶层20深度的蚀刻，最终可以形成相位面24。
具体地，在一个示例中，激光直写设备200包括第一反射透镜220、第二反射透镜230和第三反射透镜240，第二反射透镜230设置在第一反射透镜220和第三反射透镜240之间。第一反射透镜220可以将激光源出射的激光反射至第二反射透镜230，第二反射透镜230可以将来自第一反射透镜220的激光反射至第三反射透镜240，第一反射透镜220可以将来自第二反射透镜230的激光反射至聚焦透镜210，聚焦透镜210可以将入射的激光聚焦呈高能量光斑。激光经过多次反射或聚焦后，最后可以垂直地打到胶层20的背面22上。
进一步地，在调节第一反射透镜220和第二反射透镜230的倾斜角度的情况下，可以实现聚焦光斑在胶层20上的位置。例如，可以调节第一反射透镜220的倾斜位置，实现聚焦光斑在竖直方向位置的调整；可以调节第二反射透镜230的倾斜位置，实现光斑在水平方向位置的调整。
请参阅图3及图7，在某些实施方式中，制作方法还包括：
S33，在图形的周围设置多个标记26，标记26用于识别相位面24的位置。
如此，采用多个标记26，使得相位面24加工的过程具有参照，使得相位面24的制造过程更加精准。
具体地，标记26例如为凹槽。如图3的实施方式中，图形的周围设有四组方槽，每组方槽的数量为两个，通过将凹槽作为测量的基准，可以测量相位面24的高度分布，方便和理论设计的面型分布高度进行对比。
需要指出的是，步骤S33可以在步骤S31之前执行，也可以在步骤S31和步骤S32之间之间执行，本申请实施方式中，步骤S33在步骤S31和S32之间执行。
请参阅图8，在某些实施方式中，制作方法还包括：
S40，清洗胶层20上的杂质。
如此，通过清洗的手段，可以去在加工相位面24过程中残留的杂质，从而得到比较干净的相位板100。
具体地，如以上所讨论的，相位面24可以采用曝光、显影等方式加工得到，在加工的过程中，不可避免地在胶层20上残留余料和化学试剂等杂质，此时，可以采用超声波等方式对胶层20进行清洗，最后得到相位板100。
在某些实施方式中，制作方法还可以包括去除位于相位面24以外的胶层20部分的步骤。如此，通过去除胶层20和基材无用的部分，使得制作得到的相位板100的体积更小，有利于相位板100应用在结构紧凑的电子装置上，例如，有利于相位板100应用在手机、平板电脑等移动终端上。
请参阅图9及图10，在某些实施方式中，处理胶层20的背面22以得到相位面24包括：
S34，提供一模具300；
S35，将模具300在胶层20的背面22上压印从而形成相位面24。
如此，相位面24可以通过压印的方式制造得到，从而得到相位板100。
具体地，在步骤S34中，模具300可以采用金属材料制造得到。例如，可以先通过激光直写等方式将高能量的激光打在金属样品上进行刻蚀，通过调整反射镜组对金属样品不同位置进行加工，并且调节激光的不同能量得到不同深度，从而在金属样品上形成加工面，加工面的面型与相位板100的相位面24对称，从而使得模具300压在胶层20上之后得到相位面24。
在步骤S35中，可以将加工得到的模具300倒置，使得模具300的加工面朝向下，然后将模具300压在胶层20上，从而得到相位板100的相位面24。
需要指出的是，在步骤S35中，压印前的胶层20是没有固话的胶层20，从而使得模具300压在胶层20时，胶层20能够变形，从而得到相位面24，在得到相位面24后，胶层20可以固化，从而保证得到的相位面24固化。
进一步地，在步骤S35中，若需要制造得到双面相位板100，可以采用两个模具300，之后对分别位于基底10两侧的胶层20进行压印，从而得到双面相位板100。
请参阅图11，本申请实施方式的电子装置500包括以上实施方式的相位板100。电子装置500包括但不限于手机、平板电脑或可穿戴设备。具体地，相位板100可以电子装置500中的成像镜头使用，从而提高电子装置500的成像品质。
如图12所示，图12是没有采用相位板的电子装置的成像效果，由图12中可以看出，电子装置500在微焦距拍摄得到的图像较模糊。
如图13所示，图13是采用相位板100的电子装置500的成像效果，由图13中可以看出，电子装置500采用相位板100后，在微焦距拍摄得到的图像相对于图13的图像清晰。
如图14所示，图14是采用相位板100的电子装置500并结合算法处理后的成像效果，由图14可以看出，图14的图像相对于图14的图像清晰。也即是说，电子装置500在拍摄时，将相位板100和算法处理，可以得到品质较佳的图像。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种相位板的制作方法，其特征在于，包括：
在基底上设置胶层，所述胶层包括背离所述基底的背面；
处理所述胶层的背面以得到相位面，从而形成所述相位板。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述相位面的相位分布满足以下条件：
z＝0.03*x3+0.03*y3；
其中，z为相位面沿光轴方向在坐标为(x，y)的位置时，距中心顶点的距离矢高，x、y分别为相位面的坐标，相位板的机械中心坐标为(0，0)。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述处理所述胶层的背面以得到相位面包括：
采用对所述胶层的背面进行曝光以形成图形；
对所述图形进行显影以得到所述相位面。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述对所述图形进行显影以得到所述相位面，包括：
利用激光直写设备对所述图形进行激光直写加工以得到所述相位面。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述激光直写设备包括多个反射透镜和一个聚焦透镜，所述聚焦透镜用于将所述反射透镜反射的激光聚焦在所述胶层上，所述利用激光直写设备对所述图形进行激光直写加工以得到所述相位面，包括：
调整至少一个所述反射透镜的位姿，以改变聚焦透镜聚焦的激光光斑在所述胶层上的位置；
调整激光能量以调整激光在所述胶层上蚀刻的深度，从而对所述图形加工以得到所述相位面。
6.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
在所述图形的周围设置多个标记，所述标记用于识别所述相位面的位置。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
清洗所述胶层上的杂质。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述处理所述胶层的背面以得到相位面包括：
提供一模具；
将所述模具在所述胶层的背面上压印从而形成所述相位面。
9.一种相位板，其特征在于，所述相位板通过权利要求1-8任一项所述的制作方法制作而成。
10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求9所述的相位板。
Priority Applications (1)
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2022
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