CN117311059B - 一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光学镜头技术领域，尤其涉及一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，包括盖板本体和从盖板本体向上延伸且与盖板本体一体成型、通过冲压拉伸工艺形成的支撑架，盖板本体和支撑架的材质均为金属，且盖板本体经过表面粗化处理和镀黑处理；盖板本体中央区域设置有通光孔，盖板本体的靠近支撑架的平面上通过蚀刻工艺形成有用作避位槽的半蚀刻槽；支撑架的上边缘处形成有卡扣孔和/或卡槽。相对于现有技术，本发明主要采用蚀刻、冲压拉伸和镀黑工艺制作完成，工艺简单，强度高，其中的半蚀刻槽可以避位减重，卡扣孔和卡槽可以进行限位防呆，同时通过刻蚀减薄和冲压拉伸成型工艺形成的支撑架厚度变薄，可以减轻重量。
Description
技术领域
本发明属于光学镜头技术领域，尤其涉及一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构。
背景技术
在手机镜头领域，光圈定义的是单位时间里有多少光线可以透过镜头的小孔照进相机底层的CMOS感光元件。通过调整光圈的大小，就能控制曝光量的多少。
为了获得不同的曝光量，手机行业推出了可变光圈。在夜晚/光线不足的条件下，使用大光圈提升镜头的进光量，从而带来明亮的拍摄效果；在白天多人合影拍摄时，使用小光圈可确保前后人物都清晰，画面边缘细节丰富。在高倍变焦场景下，使用大光圈可进一步提升画质，捕捉清晰锐利的影像。
现有技术中可变光圈盖板结构一般有两种结构，一种是分体式，即将盖板主体和塑胶支撑架卡合连接，这种结构工艺复杂，另一种是注塑一体式，即通过注塑工艺将塑胶盖板主体和塑胶支撑架一体注塑成型，但这种结构相较于金属强度较差，导致其寿命较短。
有鉴于此，本发明旨在提供一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其通过巧妙的结构设计，并采用巧妙的生产工艺，可以获得反射率低且能对可变光圈起到良好固定作用的一体式盖板。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其通过巧妙的结构设计，并采用巧妙的生产工艺，可以获得反射率低且能对可变光圈起到良好固定作用的一体式盖板。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，包括盖板本体和从所述盖板本体向上延伸且与所述盖板本体一体成型、通过冲压拉伸工艺形成的支撑架，所述盖板本体和所述支撑架的材质均为金属，且所述盖板本体的表面经过表面粗化处理和镀黑处理；
所述盖板本体中央区域设置有通光孔，所述盖板本体的上表面通过蚀刻工艺形成有用作避位槽的半蚀刻槽；
所述支撑架的上边缘处形成有卡扣孔和/或卡槽。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，所述盖板本体的主体厚度为0.1mm-0.4mm，所述半蚀刻槽的深度为0.05-0.39mm，所述支撑架的主体厚度为0.1-0.4mm。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，所述盖板本体和所述支撑架的材质均为铝合金、铜合金或不锈钢。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，所述半蚀刻槽包括围绕所述通光孔的外沿交替设置的圆形槽和四个角为弧形过渡的梯形槽或腰形槽。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，所述卡扣孔、所述卡槽和所述通光孔均通过冲压工艺获得；所述通光孔的边缘通过蚀刻工艺形成有倒角。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，表面粗化处理后的Ra值为0.2-3μm，镀黑处理后的反射率小于0.3％。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，所述支撑架的侧壁上形成有防呆平面。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，其制造工艺之一为：
第一步，形成前结构，所述前结构包括通光孔、设置于所述通光孔周围的盖板本体区域和围设于盖板本体区域周围的支撑架区域，所述支撑架区域的厚度小于所述盖板本体区域的厚度，然后对所述前结构进行表面粗化处理；
第二步，在盖板本体区域通过刻蚀工艺形成半蚀刻槽，形成带有盖板本体的前结构；
第三步，采用冲压拉伸工艺形成从所述盖板本体向上延伸且与所述盖板本体一体成型的支撑架，具体的，在冲压模具下压定住盖板本体的同时，支撑架区域在冲压模具的缝隙中向上延伸，形成支撑架，同时，模具的横向伸出切削模块，在所述支撑架的上边缘处冲出卡扣孔和/或卡槽；
第四步，去毛刺，对盖板本体进行镀黑，形成手机镜头用一体式可变光圈盖板结构。
其制造工艺之二为：
第一步，采用冲压拉伸工艺形成从所述盖板本体区域向上延伸且与所述盖板本体区域一体成型的支撑架，具体的，在冲压模具下压定住盖板本体区域的同时，支撑架区域在冲压模具的缝隙中向上延伸，形成支撑架，同时，模具的横向伸出切削模块，在所述支撑架的上边缘处冲出卡扣孔和/或卡槽；
第二步，在盖板本体区域通过刻蚀工艺形成半蚀刻槽，得到半成品；
第三步，然后对所述半成品进行表面粗化处理，同步去除毛刺；
第四步，对盖板本体进行镀黑，形成手机镜头用一体式可变光圈盖板结构。
作为本发明手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的一种改进，表面粗化处理是将质量浓度为5-8％的稀盐酸以0.2-0.3MPa的喷淋压力向盖板本体材料上喷淋；
刻蚀工艺是将感光油墨以3-4kg的压力、1-2米/分钟的速度和90-100℃的温度在盖板本体材料上进行压膜作业，然后对盖板本体的保留区域进行紫外线照射，能量为能量80-100mj，用质量浓度为5-6％、在0.2-0.3MPa的喷淋压力、40-50℃的温度下进行显影作业，以去除蚀刻区域的感光油墨，然后用酸进行蚀刻作业，形成所需的半蚀刻槽，最后用质量浓度为4-7％的氢氧化钠，以0.2-0.3MPa的喷淋压力、在35-55℃的温度下喷向蚀刻后的结构上，去除非蚀刻区域的感光油墨；
镀黑处理是对去毛刺后的盖板本体采用真空镀膜工艺进行镀黑处理，首先使镀膜腔真空度到达到5.0e-7Torr-1.0-6Torr，通Ar使真空度达到5.0e-5Torr-3.0E-3Torr，启动离子源对被镀产品表面做等离子清洁处理，以增强膜层与产品的结合力，清洗时间为30-300秒，清洗功率为100-3000W；采用折射率不同的材料交替镀膜，温度为50-150℃，总厚度为100-500nm之间，最终得到表面反射率小于0.3％的可变光圈盖板，其中，所述折射率不同的材料为Cr、Ti、Si、Ta、Nb、Ti3O5、SiO2、TiO2、Nb2O5和Al2O3中的至少两种。
相对于现有技术，本发明通过巧妙的结构设计和工艺设计，可以得到手机镜头用一体式金属材质的可变光圈盖板结构，且本发明主要采用蚀刻、冲压拉伸和镀黑工艺制作完成，工艺简单，强度高，其中的半蚀刻槽可以避位减重，卡扣孔和卡槽可以进行限位防呆，防呆平面不仅可以起到防呆的作用，而且可以为其他零部件留存空间，同时通过刻蚀减薄和冲压拉伸成型工艺形成的支撑架厚度变薄，可以减轻重量(当然也可以不进行减薄)。此外，镀黑处理还可以降低表面反射率，产品表面呈现黑洞效果，减少杂光，最终反射率＜0.3％，颜色根据需求调整。
此外，本发明采用镀黑工艺制得的膜层厚度薄，只有0.0005mm，重量几乎无增加，而现有的其它工艺，如喷涂工艺，厚度大概为0.015-0.025mm，且反射率最低只能做到0.3％，而电泳工艺的厚度在0.015mm左右，且整面都会有厚度变化，影响产品尺寸，且重量增加较多，反射率最低在0.7％左右，反射率偏高对镜头拍照有杂光产生。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图之一。
图2为本发明的立体结构示意图之二。
图3为本发明的正视图。
图4为本发明的仰视图。
图5为本发明的展开结构示意图。
图6为本发明实施例1步骤一中前结构的俯视结构示意图。
图7为本发明实施例1步骤一中带有盖板本体的前结构的俯视结构示意图。
图8为本发明实施例2步骤一形成的结构的结构示意图。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。
如图1-5所示，本发明提供了一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，包括盖板本体1和从盖板本体1向上延伸且与盖板本体1一体成型、通过冲压拉伸工艺形成的支撑架2，盖板本体1和支撑架2的材质均为金属，金属材质的一体式盖板结构强度高，使用寿命长，且盖板本体1的表面经过表面粗化处理和镀黑处理；表面粗化处理后的Ra值为0.2-3μm，镀黑处理后的反射率小于0.3％。
镀黑处理还可以降低表面反射率，产品表面呈现黑洞效果，减少杂光，最终反射率＜0.3％，颜色与镜头头部镀黑颜色相同。此外，本发明采用镀黑工艺制得的膜层厚度薄，只有0.0005mm，重量几乎无增加，而现有的其它工艺，如喷涂工艺，厚度大概为0.015-0.025mm，且反射率最低只能做到0.3％，而电泳工艺的厚度在0.015mm左右，且整面都会有厚度变化，影响产品尺寸，且重量增加较多，反射率最低在0.7％左右，反射率偏高对镜头拍照有杂光产生。
盖板本体1中央区域设置有通光孔11，盖板本体1的上表面上通过蚀刻工艺形成有用作避位槽的半蚀刻槽12，这些半蚀刻槽12可以起到避位减重的作用；
支撑架2的上边缘处形成有卡扣孔21和卡槽22，用于将支撑架2与其他部件连接，起到限位防呆的作用。本实施例中，卡槽22和卡扣孔21均为两个(当然也可以多于两个)。
盖板本体1的主体厚度为0.1mm-0.4mm，半蚀刻槽12的深度为0.05-0.39mm，支撑架2的主体厚度为0.1-0.4mm。支撑架2的主体厚度小于或等于盖板本体1的主体厚度，在保证强度的同时可以减轻重量。
盖板本体1和支撑架2的材质均为铝合金、铜合金或不锈钢，这些材质均可以冲压拉伸，在拉伸的过程中，支撑架2的厚度进一步减小。
半蚀刻槽12包括围绕通光孔11的外沿交替设置的圆形槽121和四个角为弧形过渡的梯形槽121(或腰形槽)，这些半蚀刻槽12均是为了避让其他部件的凸起结构，以减小其与其他部件的装配体积。
卡扣孔21、卡槽22和通光孔11均通过冲压工艺获得，但不是在同一次冲压过程中形成；通光孔11的边缘通过蚀刻工艺形成有倒角，以减少杂光，减少反射面积，改变反射角度，降低反射率，得到更好的成像效果。
支撑架2的侧壁上形成有两个防呆平面23，该平面不仅可以起到防呆的作用(防止装反)，同时还能够减小整个盖板结构的体积，为手机的其他组件腾出空间。本实施例中，两个防呆平面23的两端分别通过第一弧形面24和第二弧形面25连接，两个卡槽22分别设置在第一弧形面24和第二弧形面25的上边缘上；两个卡扣孔21分别设置在两个防呆平面23的上边缘上。
以下两个实施例给出了不同的制造方法。
实施例1
本实施例提供的一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的制造工艺为：
第一步，形成前结构1’(如图6所示)，前结构1’包括通光孔11、设置于通光孔11周围的盖板本体区域10和围设于盖板本体区域10周围的支撑架区域20，支撑架区域20的厚度小于盖板本体区域10的厚度，然后对前结构1’进行表面粗化处理；
第二步，在盖板本体区域10通过刻蚀工艺形成半蚀刻槽12，形成带有盖板本体1的前结构1’(如图7所示)；
第三步，采用冲压拉伸工艺形成从盖板本体1向上延伸且与盖板本体1一体成型的支撑架2，具体的，在冲压模具下压定住盖板本体1的同时，支撑架区域在冲压模具的缝隙中向上延伸、减薄(当然也可以不进行减薄)，形成带有两个防呆平面23的支撑架2，同时，模具的横向伸出切削模块，在支撑架2的上边缘处冲出卡扣孔21和卡槽22；
第四步，去毛刺，对盖板本体1进行镀黑，形成手机镜头用一体式可变光圈盖板结构。
第一步中表面粗化处理是将质量浓度为5-8％的稀盐酸以0.2-0.3MPa的喷淋压力向盖板本体材料上喷淋；
第二步刻蚀工艺是将感光油墨以3-4kg的压力、1-2米/分钟的速度和90-100℃的温度在盖板本体材料上进行压膜作业，然后对盖板本体的保留区域进行紫外线照射，能量为能量80-100mj，用质量浓度为5-6％、在0.2-0.3MPa的喷淋压力、40-50℃的温度下进行显影作业，以去除蚀刻区域的感光油墨，然后用酸进行蚀刻作业，形成所需的半蚀刻槽，最后用质量浓度为4-7％的氢氧化钠，以0.2-0.3MPa的喷淋压力、在35-55℃的温度下喷向蚀刻后的结构上，去除非蚀刻区域的感光油墨。
第四步的镀黑处理是对去毛刺后的盖板本体采用真空镀膜工艺进行镀黑处理，首先使镀膜腔真空度到达到5.0e-7Torr-1.0-6Torr，通Ar使真空度达到5.0e-5Torr-3.0E- 3Torr，启动离子源对被镀产品表面做等离子清洁处理，以增强膜层与产品的结合力，清洗时间为30-300秒，清洗功率为100-3000W；采用折射率不同的材料交替镀膜，温度为50-150℃，总厚度为100-500nm之间，最终得到表面反射率小于0.3％的可变光圈盖板，其中，折射率不同的材料为Cr、Ti、Si、Ta、Nb、Ti3O5、SiO2、TiO2、Nb2O5和Al2O3中的至少两种。
本发明主要采用蚀刻、冲压拉伸和镀黑工艺制作完成，工艺简单，容易实现，通过冲压拉伸成型工艺形成的支撑架厚度变薄，可以减轻重量(当然也可以不进行减薄)。
实施例2
本实施例提供的一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构的制造工艺为：
第一步，对如图6所示的结构采用冲压拉伸工艺形成从盖板本体区域10向上延伸且与盖板本体区域10一体成型的支撑架2，具体的，在冲压模具下压定住盖板本体区域10的同时，支撑架区域20在冲压模具的缝隙中向上延伸，形成支撑架2，同时，模具的横向伸出切削模块，在支撑架2的上边缘处冲出卡扣孔21和卡槽22，并形成防呆平面23、第一弧形面24和第二弧形面25(如图8所示)；
第二步，在盖板本体区域10通过刻蚀工艺形成半蚀刻槽12，得到半成品；
第三步，然后对半成品进行表面粗化处理，同步去除毛刺；
第四步，对盖板本体1进行镀黑，形成手机镜头用一体式可变光圈盖板结构。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的厚度和材质等的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (9)
1.一种手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于，包括盖板本体和从所述盖板本体向上延伸且与所述盖板本体一体成型、通过冲压拉伸工艺形成的支撑架，所述盖板本体和所述支撑架的材质均为金属，且所述盖板本体表面经过表面粗化处理和镀黑处理；
所述盖板本体中央区域设置有通光孔，所述盖板本体的上表面通过蚀刻工艺形成有用作避位槽的半蚀刻槽；
所述支撑架的上边缘处形成有卡扣孔和/或卡槽；
表面粗化处理后的Ra值为0.2-3μm，镀黑处理后的反射率小于0.3％。
2.根据权利要求1所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于：所述盖板本体的主体厚度为0.1mm-0.4mm，所述半蚀刻槽的深度为0.05-0.39mm，所述支撑架的主体厚度为0.1-0.4mm。
3.根据权利要求1所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于，所述盖板本体和所述支撑架的材质均为铝合金、铜合金或不锈钢。
4.根据权利要求1所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于，所述半蚀刻槽包括围绕所述通光孔的外沿交替设置的圆形槽和四个角为弧形过渡的梯形槽或腰形槽。
5.根据权利要求1所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于，所述卡扣孔、所述卡槽和所述通光孔均通过冲压工艺获得；所述通光孔的边缘通过蚀刻工艺形成有倒角。
6.根据权利要求1所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于：所述支撑架的侧壁上形成有防呆平面。
7.根据权利要求1所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于，其制造工艺为：
第一步，形成前结构，所述前结构包括通光孔、设置于所述通光孔周围的盖板本体区域和围设于盖板本体区域周围的支撑架区域，所述支撑架区域的厚度小于所述盖板本体区域的厚度，然后对所述前结构进行表面粗化处理；
第二步，在盖板本体区域通过刻蚀工艺形成半蚀刻槽，形成带有盖板本体的前结构；
第三步，采用冲压拉伸工艺形成从所述盖板本体向上延伸且与所述盖板本体一体成型的支撑架，具体的，在冲压模具下压定住盖板本体的同时，支撑架区域在冲压模具的缝隙中向上延伸，形成支撑架，同时，模具的横向伸出切削模块，在所述支撑架的上边缘处冲出卡扣孔和/或卡槽；
第四步，去毛刺，对盖板本体进行镀黑，形成手机镜头用一体式可变光圈盖板结构。
8.根据权利要求1所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于，其制造工艺为：
第一步，采用冲压拉伸工艺形成从所述盖板本体区域向上延伸且与所述盖板本体区域一体成型的支撑架，具体的，在冲压模具下压定住盖板本体区域的同时，支撑架区域在冲压模具的缝隙中向上延伸，形成支撑架，同时，模具的横向伸出切削模块，在所述支撑架的上边缘处冲出卡扣孔和/或卡槽；
第二步，在盖板本体区域通过刻蚀工艺形成半蚀刻槽，得到半成品；
第三步，然后对所述半成品进行表面粗化处理，同步去除毛刺；
第四步，对盖板本体进行镀黑，形成手机镜头用一体式可变光圈盖板结构。
9.根据权利要求7或8所述的手机镜头用一体式可变光圈盖板结构，其特征在于，表面粗化处理是将质量浓度为5-8％的稀盐酸以0.2-0.3MPa的喷淋压力向盖板本体材料上喷淋；
刻蚀工艺是将感光油墨以3-4kg的压力、1-2米/分钟的速度和90-100℃的温度在盖板本体材料上进行压膜作业，然后对盖板本体的保留区域进行紫外线照射，能量为80-100mj，用质量浓度为5-6％、在0.2-0.3MPa的喷淋压力、40-50℃的温度下进行显影作业，以去除蚀刻区域的感光油墨，然后用酸进行蚀刻作业，形成所需的半蚀刻槽，最后用质量浓度为4-7％的氢氧化钠，以0.2-0.3MPa的喷淋压力、在35-55℃的温度下喷向蚀刻后的结构上，去除非蚀刻区域的感光油墨；
镀黑处理是对去毛刺后的盖板本体采用真空镀膜工艺进行镀黑处理，首先使镀膜腔真空度达到5.0e-7Torr-1.0e-6Torr，通Ar使真空度达到5.0e-5Torr-3.0e-3Torr，启动离子源对被镀产品表面做等离子清洁处理，以增强膜层与产品的结合力，清洗时间为30-300秒，清洗功率为100-3000W；采用折射率不同的材料交替镀膜，温度为50-150℃，总厚度为100-500nm之间，最终得到表面反射率小于0.3％的可变光圈盖板，其中，所述折射率不同的材料为Cr、Ti、Si、Ta、Nb、Ti3O5、SiO2、TiO2、Nb2O5和Al2O3中的至少两种。
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