專利名稱：圓形濾光片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種圓形濾光片的制造方法，尤其關(guān)于一種利用激光切割機(jī)及滾圓機(jī)來(lái)制造圓形濾光片的方法。
背景技術(shù)：
在比如數(shù)字相機(jī)、攝影機(jī)、投影機(jī)、掃描器、照相式手機(jī)等高品質(zhì)的數(shù)字畫像擷取系統(tǒng)中，通常需要使用到濾光片及/或特別是屬于一種濾光片的光學(xué)低通濾鏡(Optical Low-Pass Filter，OLPF)。濾光片通常包含三種型式，第一種為在玻璃上鍍上紅外線截止過(guò)濾膜(IR Cut，簡(jiǎn)稱IRC)及/或抗反射膜(AR Cut，簡(jiǎn)稱ARC)，以讓紅外線被阻擋于濾光片的外，無(wú)法穿透濾光片。第二種濾光片是由藍(lán)玻璃(Blue Glass)所形成，其具有吸收紅外線的功能。第三種濾光片是由石英材料鍍上IRC/ARC所形成。
光學(xué)低通濾鏡是一種為了減輕對(duì)畫質(zhì)有很大影響的色散干涉現(xiàn)象而過(guò)濾具有特定波長(zhǎng)的光線的濾鏡。詳言之，光學(xué)低通濾鏡主要是用以允許400至700nm(納米)波長(zhǎng)范圍的光線通過(guò)其中的濾鏡，亦即是主要用以濾除掉除了400至700nm波長(zhǎng)范圍以外的光線，及變焦鏡組與電荷耦合元件(CCD)間組合產(chǎn)生的光學(xué)誤差。
圖1顯示一種應(yīng)用已知的光學(xué)低通濾鏡的攝影裝置的方塊圖，其中此攝影裝置是揭露于美國(guó)專利第5,940,127號(hào)公報(bào)中。如圖1所示，此攝影裝置包含一光學(xué)系統(tǒng)110、一OLPF 120、一紅外線濾光片130、一電荷耦合元件(CCD)140、一互關(guān)聯(lián)雙倍取樣電路(CDS電路)150、一類比數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)160及一信號(hào)處理器170。為了避免因?yàn)镃CD 140能感測(cè)到人眼所看不見(jiàn)的光(比如紅外光等)而對(duì)整體影像造成模糊的效果，光線通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)110之后，必須以O(shè)LPF 120及紅外線濾光片130來(lái)濾除人眼所看不見(jiàn)的光。于此專利中，OLPF 120及紅外線濾光片130的厚度與濾鏡的功效是有關(guān)系的，一般而言，當(dāng)攝影裝置的CCD 140的畫素越多時(shí)，OLPF 120及紅外線濾光片130的厚度就需要越薄。
于其他已知技術(shù)中，OLPF 120及紅外線濾光片130也可以被整合在一起。于此情況下，光學(xué)低通濾鏡是由多層石英材料及玻璃所粘接而成，其外表面會(huì)蒸鍍上紅外線過(guò)濾膜與抗反射膜。某些型式的光學(xué)低通濾鏡亦在兩層石英材料層之間插入一個(gè)紅外線玻璃層。于此的紅外線過(guò)濾膜主要亦是用以濾除掉除了400至700nm波長(zhǎng)范圍以外的光線，以使400至700nm波長(zhǎng)范圍的光線進(jìn)入至CCD 140中。如熟習(xí)本項(xiàng)技術(shù)者所熟知的，未經(jīng)鍍膜處理的OLPF 120，因界面反射的緣故，導(dǎo)致最后穿透OLPF 120的穿透光所剩不多，為了克服這種所謂黯淡無(wú)光的問(wèn)題，于是需要抗反射膜(ARC)。經(jīng)過(guò)ARC處理的光學(xué)系統(tǒng)，不但可以提高穿透率，降低眩光，同時(shí)也大大減少光在元件間連續(xù)反射的量，使影像明晰度增加。因此，抗反射膜是用以提高400nm至700nm波長(zhǎng)范圍的光線穿透OLPF 120的量。
OLPF 120與濾光片130的形狀可以是矩形或圓形，為了節(jié)省OLPF120或?yàn)V光片130所占用的空間，特別是在照相手機(jī)上，圓形的OLPF120與濾光片130是為較佳的選用零件。由于OLPF 120與濾光片130是由脆性材料所形成，而脆性材料的最有效率的切割方式是為激光切割。利用裂紋成長(zhǎng)的激光切割方式，可以輕易且快速地切出矩形的OLPF 120與濾光片130的基材。已知技術(shù)的圓形基材，亦是采用激光切割的方式達(dá)成。然而，由于圓形的裂紋成長(zhǎng)路徑不易控制，使得切割圓形基材的速度與良率都無(wú)法達(dá)到切割矩形基材的速度與良率，造成圓形基材的生產(chǎn)成本增加。而且，所切割出來(lái)的圓形基材的真圓度亦不佳，且切割邊緣容易造成如圖2所示的圓形基材100的銳角102，使得基材或?yàn)V光片無(wú)法被夾持器(Holder)順利夾持，且基材或?yàn)V光片的有效區(qū)域104會(huì)因而縮小。
因此，如何提供一種能有效率地制造圓形濾光片的方法，實(shí)為本案發(fā)明人所欲解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能有效制造出具有高真圓度及低成本的圓形濾光片的方法。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種圓形濾光片的制造方法，包含以下步驟提供一大濾光片；將該大濾光片切割成復(fù)數(shù)個(gè)矩形小濾光片；將該等矩形小濾光片的至少一部份堆疊貼合在一起以形成一矩形柱體；對(duì)該矩形柱體進(jìn)行滾圓，以將該矩形柱體修整為一圓柱體；分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片；及清洗該等圓形濾光片。
或者，于上述樣態(tài)中，亦可以提供復(fù)數(shù)個(gè)大濾光片以取代單一的大濾光片，藉以方便地形成具有多層結(jié)構(gòu)的濾光片或光學(xué)低通濾鏡。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中圖1顯示一種應(yīng)用已知的光學(xué)低通濾鏡的攝影裝置的方塊圖。
圖2顯示一種已知的圓形濾光片的俯視與側(cè)視示意圖。
圖3顯示本發(fā)明的晶棒切割示意圖。
圖4顯示本發(fā)明的母晶片的立體圖。
圖5A顯示本發(fā)明的矩形小濾光片切割的示意圖之一。
圖5B顯示本發(fā)明的矩形小濾光片切割的示意圖之二。
圖6A顯示本發(fā)明的數(shù)個(gè)小濾光片的堆疊構(gòu)造。
圖6B顯示本發(fā)明的數(shù)個(gè)小濾光片組的堆疊構(gòu)造。
圖7A顯示本發(fā)明的濾光片的制造方法的流程圖之一。
圖7B顯示本發(fā)明的濾光片的制造方法的流程圖之二。
具體實(shí)施例方式
濾光片或OLPF可由原石開始進(jìn)行一系列的加工，原石的材質(zhì)是光學(xué)級(jí)合成石英，其化學(xué)學(xué)名為二氧化硅。濾光片的良率穩(wěn)定性大約有50％是決定于原石的好壞。原石需要由X光來(lái)定出光軸，并需要平面修整機(jī)來(lái)依據(jù)光軸的方向修除原石的雙晶、缺陷部位，以完成晶棒的制作。
圖3顯示本發(fā)明的晶棒切割示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的濾光片是由晶棒1切割而成。依據(jù)選定的角度θ(比如45、90度等)，利用多刃切割機(jī)將晶棒1切割成母晶片2。
圖4顯示本發(fā)明的母晶片的立體圖。如圖4所示，母晶片2為板狀構(gòu)造。吾人使用雙平研磨機(jī)、倒角機(jī)以及清洗機(jī)來(lái)對(duì)母晶片2進(jìn)行研磨、倒角及清洗等處理。此時(shí)，母晶片2可以稱為研磨片。接著，使用雙平拋光機(jī)及清洗機(jī)將母晶片2進(jìn)行拋光。此時(shí)的母晶片2可以稱為拋光片。然后，可以使用超音波清洗機(jī)，將母晶片(拋光片)2清洗成光學(xué)晶片。接著，使用鍍膜機(jī)、光譜儀、清洗機(jī)(八槽式超音波清洗機(jī))使母晶片(光學(xué)晶片)2形成為鍍膜晶片，亦于下文中稱為大濾光片。值得注意的是，大濾光片可以是一種標(biāo)準(zhǔn)原料，其可以由專業(yè)的制造廠制作。
于此實(shí)施例中，由于母晶片2的面積大，所以將母晶片2鍍膜所利用的夾治具的成本很低，制程污染少，鍍膜光譜可以較為穩(wěn)定。一般的鍍膜是以鍍上紅外線過(guò)濾膜及抗反射膜為主，但亦可以鍍上其他特殊形式的薄膜。于此，紅外線過(guò)濾膜主要亦是用以濾除掉除了400至700nm波長(zhǎng)以外的光線，亦即主要允許400至700nm波長(zhǎng)的光線穿透其中。如已知技術(shù)所述，抗反射膜是用以提高400nm至700nm波長(zhǎng)的光線穿透濾光片的量。
然后，利用激光切割機(jī)將母晶片2切割成為復(fù)數(shù)個(gè)矩形小濾光片3。矩形小濾光片3的切割方式依據(jù)需求而定，矩形小濾光片3與母晶片2的夾角可以為0度、45度等，而其形狀最好是正方形，如圖5A與5B所示。由于激光切割機(jī)在切割時(shí)幾乎造成很細(xì)小的切縫，故幾乎無(wú)廢料產(chǎn)生。而且，激光切割機(jī)的速度快，以高達(dá)50至100mm/s(公厘/秒)的切割速度進(jìn)行切割，將近是傳統(tǒng)的鉆石刀或線切割機(jī)的速度的10至50倍以上。詳言的，對(duì)厚度0.3至0.5公厘的母晶片2而言，其切割速度約為200mm/s；對(duì)厚度0.5至0.7公厘的母晶片2而言，其切割速度約為150mm/s；對(duì)厚度0.7至1.2公厘的母晶片2而言，其切割速度約為120mm/s；而對(duì)厚度1.2至2.0公厘的母晶片2而言，其切割速度約為100mm/s。
圖6A顯示本發(fā)明的數(shù)個(gè)小濾光片的堆疊構(gòu)造。請(qǐng)參見(jiàn)圖6A，由于自動(dòng)貼合機(jī)可以粘貼相當(dāng)多的矩形小濾光片3，故可以一次將比如九片矩形小濾光片3利用可溶解性粘膠5粘貼在一起?？扇芙庑哉衬z5可以是一種紫外線硬化型的暫時(shí)性粘膠，可以在紫外線照射之下硬化，并在后來(lái)溶解于一溶液(比如水)中而失去其粘性。如此形成一個(gè)矩形柱體6。然后，將矩形柱體6進(jìn)行滾圓處理，此動(dòng)作可以在比如電腦數(shù)值控制(CNC)滾圓機(jī)上進(jìn)行，以形成一圓柱體。接著，將此圓柱體浸泡到一種可溶解該可溶解性粘膠5的溶液(比如水)中，以分離此圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片，并清洗這些圓形濾光片。
圖6B顯示本發(fā)明的數(shù)個(gè)小濾光片組的堆疊構(gòu)造。如圖6B所示，第一至第三矩形小濾光片組10、20及30由可溶解性粘膠5粘貼在一起。而各矩形小濾光片組10、20及30的矩形小濾光片3是由紫外線硬化型粘膠4粘貼在一起。紫外線硬化型粘膠4為一種永久性粘膠。接著，對(duì)矩形小濾光片組10、20及30照射紫外線以使紫外線硬化型粘膠4硬化。然后，對(duì)矩形小濾光片組10、20及30進(jìn)行滾圓處理。最后，將變成圓形的小濾光片組浸泡到一種可溶解該可溶解性粘膠5的溶液中，即可輕易使圓形小濾光片組脫離，而同時(shí)完成三個(gè)光學(xué)低通濾鏡或?yàn)V光片。舉例而言，可溶解性粘膠5可以是一種水溶性粘膠，而變成圓形的小濾光片組可以被浸泡至熱水中以相互分離。
圖7A顯示本發(fā)明的濾光片的制造方法的流程圖。如圖7A與6A、6B所示，本發(fā)明的濾光片的制造方法包含以下步驟步驟S11提供一大濾光片，該大濾光片是為選自一鍍有過(guò)濾膜的玻璃片、一藍(lán)玻璃(Blue Glass)片及一鍍有過(guò)濾膜的石英片所組成的群組之一。
步驟S12利用激光切割機(jī)將該大濾光片切割成復(fù)數(shù)個(gè)矩形小濾光片3，各矩形小濾光片3最好是正方形，其厚度最好是在0.2至2.0mm之間。這些矩形小濾光片3可以具有相同的特性或是不同的特性。亦即，可以控制切割方向的不同(比如圖5A或5B所示)，來(lái)使這些矩形小濾光片3具有不同的特性。
步驟S13將該等矩形小濾光片3的至少一部份堆疊貼合在一起以成為一矩形柱體6或7。于此步驟中，可以選擇將全部或一部份的矩形小濾光片3貼合在一起。而該等矩形小濾光片3是由一種紫外線硬化型的可溶解性粘膠5而堆疊貼合在一起，而形成圖6A的結(jié)構(gòu)?；蛘?，對(duì)于具有不同特性的矩形小濾光片，可由一種紫外線硬化型的永久性粘膠4與一種紫外線硬化型的可溶解性粘膠5而堆疊貼合在一起，而形成圖6B的結(jié)構(gòu)。
步驟S14對(duì)該矩形柱體6或7進(jìn)行滾圓，以將該矩形柱體6或7修整為一圓柱體。于此步驟中，可以使用CNC滾圓機(jī)，所形成的圓柱體具有±0.02的真圓度，而可加工處理的圓柱體的直徑為2至30mm左右。
步驟S15分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片，于此步驟中，是由將該圓柱體浸泡入水中而使該紫外線硬化型的可溶解性粘膠溶解而完成。
步驟S16清洗該等圓形濾光片，由圖6A的結(jié)構(gòu)所形成的圓形濾光片具有單層結(jié)構(gòu)，而由圖6B的結(jié)構(gòu)所形成的圓形濾光片具有多層結(jié)構(gòu)。
圖7B顯示本發(fā)明的濾光片的制造方法的流程圖之二。本實(shí)施例是類似于圖7A，不同的處在于步驟S11’是提供復(fù)數(shù)個(gè)大濾光片，各大濾光片所切割形成的小濾光片直接就具有不同的特性，而不用如圖7A地在同一片大濾光片中控制不同的切割方向以形成不同特性的矩形小濾光片。其余步驟皆與圖7A相同，于此不再詳述。
由本發(fā)明的方法來(lái)形成濾光片可具有以下優(yōu)點(diǎn)1.利用激光切割機(jī)來(lái)將大濾光片切割成矩形小濾光片，因?yàn)闆](méi)有材料耗損，所以晶棒的使用率可以高達(dá)65％-90％。
2.利用CNC滾圓機(jī)，可以達(dá)到高達(dá)±0.02的真圓度，且處理出來(lái)的圓形小濾光片不再具有銳角，而小濾光片的有效區(qū)域可以相對(duì)于已知技術(shù)而加大。
3.本發(fā)明的濾光片的制造流程，有利于進(jìn)行大量生產(chǎn)，而且，同時(shí)適合于制造具有單片元件與多片元件的濾光片與光學(xué)低通濾鏡。
在較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中所提出的具體實(shí)施例僅用以方便說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，而非將本發(fā)明狹義地限制于上述實(shí)施例，在不超出本發(fā)明的精神及以下申請(qǐng)專利范圍的情況，所做的種種變化實(shí)施，皆屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種圓形濾光片的制造方法，其特征在于，包含以下步驟提供一大濾光片；將該大濾光片切割成復(fù)數(shù)個(gè)矩形小濾光片；將該等矩形小濾光片的至少一部份堆疊貼合在一起以形成一矩形柱體；對(duì)該矩形柱體進(jìn)行滾圓，以將該矩形柱體修整為一圓柱體；分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片；及清洗該等圓形濾光片。
2.如權(quán)利要求1所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中該大濾光片是為選自一鍍有過(guò)濾膜的玻璃片、一藍(lán)玻璃片及一鍍有過(guò)濾膜的石英片所組成的群組之一。
3.如權(quán)利要求1所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中各該矩形小濾光片是為正方形。
4.如權(quán)利要求1所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中該等矩形小濾光片是由一種紫外線硬化型的可溶解性粘膠而堆疊貼合在一起。
5.如權(quán)利要求4所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片的步驟是由將該圓柱體浸泡入水中而使該紫外線硬化型的可溶解性粘膠溶解而完成。
6.如權(quán)利要求1所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中該等矩形小濾光片是由一種紫外線硬化型的永久固定膠與一種紫外線硬化型的可溶解性粘膠而堆疊貼合在一起。
7.如權(quán)利要求6所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片的步驟是由將該圓柱體浸泡入水中而使該紫外線硬化型的可溶解性粘膠溶解而完成。
8.一種圓形濾光片的制造方法，其特征在于，包含以下步驟提供復(fù)數(shù)個(gè)大濾光片；將該等大濾光片切割成復(fù)數(shù)個(gè)矩形小濾光片；將該等矩形小濾光片的至少一部份堆疊貼合在一起以成為一矩形柱體；對(duì)該矩形柱體進(jìn)行滾圓，以將該矩形柱體修整為一圓柱體；分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片；及清洗該等圓形濾光片。
9.如權(quán)利要求8所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中該等大濾光片的至少其中一個(gè)是為選自一鍍有過(guò)濾膜的玻璃片、一藍(lán)玻璃片及一鍍有過(guò)濾膜的石英片所組成的群組之一。
10.如權(quán)利要求8所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中各該矩形小濾光片是為正方形。
11.如權(quán)利要求8所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中該等矩形小濾光片是由一種紫外線硬化型的永久性粘膠與一種紫外線硬化型的可溶解性粘膠而堆疊貼合在一起。
12.如權(quán)利要求11所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片的步驟是由將該圓柱體浸泡入水中而使該紫外線硬化型的可溶解性粘膠溶解而完成。
13.如權(quán)利要求11所述的圓形濾光片的制造方法，其特征在于，其中該圓形濾光片具有多層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種圓形濾光片的制造方法，包含以下步驟提供一大濾光片；將該大濾光片切割成復(fù)數(shù)個(gè)矩形小濾光片；將該等矩形小濾光片的至少一部份堆疊貼合在一起以形成一矩形柱體；對(duì)該矩形柱體進(jìn)行滾圓，以將該矩形柱體修整為一圓柱體；分離該圓柱體以形成復(fù)數(shù)個(gè)圓形濾光片；及清洗該等圓形濾光片。
文檔編號(hào)G02B5/20GK1877373SQ200510076000
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者陳杰扶 申請(qǐng)人:和淞科技股份有限公司