專利名稱：塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法及其影像擷取組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法及其影像擷 取組件，特別是指各種小型化塑料制光學影像擷取組件內(nèi)各類濾鏡的取 代，適用于常見的消費性電子產(chǎn)品內(nèi)。
背景技術：
伴隨著數(shù)字相機、行動電話、掌上型計算機(PDA)、光驅、多功能投 影機、甚至是電視游樂器等消費性電子產(chǎn)品的小型化與精密化，其內(nèi)裝設 的光學影像擷取組件將要求具備更高的效能。因此，未來設計開發(fā)的光學 影像擷取組件就必須要同時具備小型化及高解像力的要求。
以圖1為例，為配備于大多數(shù)行動電話或PDA內(nèi)的光學影像擷取組件。 其結構為將若干光學組件ll，與一片多層膜濾鏡12，以相同工法迭置于 鏡筒10內(nèi)(本例所舉的濾鏡為紅外線截止濾鏡)。需使用濾鏡12的原因， 是這類產(chǎn)品所使用的光感應組件(CCD、 CMOS)可感應人眼無法感應的紅外 線。若不使用多層膜濾鏡12，則拍出的照片，會因同時呈現(xiàn)具有人眼可 視的可見光影像與人眼不可視的紅外線影像，而造成失真的現(xiàn)象。為將此 類紅外線失真降至最低，光學影像擷取組件必須安裝一片多層膜濾鏡12， 將紅外線隔絕，使光感應組件只接收人眼看的到的可見光。
同樣的，在其它有應用到光學系統(tǒng)的消費性電子產(chǎn)品上，為符合光學 影像組件的波長需求，亦需置入其它類型的多層膜濾鏡。如紅外線動作感
應組件，必需置入一紅外線穿透濾鏡，以阻絕可見光，只讓紅外線穿透； 光驅讀取頭，必需置入偏光板及分光鏡，使特定偏振的雷射光穿梭于光路 中；又如多功能投影機，必需置入紅、綠、藍三原色濾鏡，以便于將白色 的可見光分成紅、綠、藍三原色來進行影像處理。
前述的多層膜濾鏡原理，是利用不同折射率的薄膜，在特定的層數(shù)與 厚度下，以光波干涉的方式來達成過濾特定波長的目的。而特定的層數(shù)與
厚度，則是根據(jù)L. I. Epstein于1952年所提出的對稱薄膜理論，將高
<formula>formula see original document page 6</formula>
折射率薄膜H與低折射率薄膜L，以符合V2 或口2」的結構(其
中S為周期)，再根據(jù)所需的規(guī)格，對膜厚進行調(diào)整而得。
至于前述的多層膜濾鏡的制作，則是利用物理真空蒸鍍方式，把設計 出的多層濾光薄膜，堆棧在一大面積玻璃基板上，經(jīng)過裁切、修邊、清潔 等復雜的后續(xù)制程，方完成此多層膜濾鏡的制作。值得一提的是，為達到 過濾特定波段的目的，多層濾光薄膜的層數(shù)往往超過40層。
由以上現(xiàn)有技術可知，多層膜濾鏡可達成光學系統(tǒng)各種性能上的要 求。但由斯乃爾定律(snell' slaw)可知，多層膜濾鏡的玻璃基板卻會造 成總光程的增加。因光在介質(zhì)中的光程與其折射率成反比，也就是說光程 在玻璃基板中被縮短。但成像系統(tǒng)的總光程一定，那么在玻璃基板中被縮 短的光程，必須增加在光學系統(tǒng)上，以維持總光程一定。這個結果，意味 著光學系統(tǒng)的體積，將因為多層膜濾鏡的使用而增加。這對于日漸要求輕 薄短小的光學影像擷取組件而言，是相當不利的。
另外在成本的考慮下，多層膜濾鏡的使用，必然增加了光學影像擷取 組件的材料成本。因此直接將多層濾光薄膜蒸鍍在玻璃制光學組件上為一
種解決方案。相較于玻璃制光學組件的高成本，各研發(fā)者無不希望能直接 將多層濾光薄膜蒸鍍在塑料制光學組件上。但由于蒸發(fā)源操作溫度動輒超
過250。C，且多層濾光薄膜的層數(shù)往往不止40層，基板在高溫環(huán)境下長 時間暴露的結果，溫度可達250。C至350'C之譜。雖然這樣的高溫有助于 形成緊實的薄膜結構，但卻無法實施在軟化溫度只有8(TC至15(TC的塑料 材料上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種塑料制光學組件的多層膜真空 蒸鍍方法及其影像擷取組件，能直接在塑料制光學組件上真空蒸鍍多層濾 光薄膜，進而省去多層膜濾鏡的使用，不僅降低光學影像擷取組件在原料 上及組裝上的成本，而且有效減小光學影像擷取組件的體積。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方 法，在塑料制光學組件表面真空蒸鍍多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含 多數(shù)高折射率薄膜及多數(shù)低折射率薄膜，且使高折射率薄膜及低折射率薄 膜彼此交叉層迭。
本發(fā)明塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結構，包含有 一塑料制光學組件，位于光學影像擷取組件中；以及 一多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含高折射率薄膜及低折射率薄 膜，且該高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭蒸鍍在該塑料制光學 組件表面。
在本發(fā)明中，將多層濾光薄膜直接蒸鍍在光學影像擷取組件組的其中 一個塑料制光學組件上，以取代現(xiàn)有以玻璃為基板的多層膜濾鏡。以此發(fā)
明為基礎所制造的光學影像擷取組件，在不影響其光學性能下，不需額外 使用多層膜濾鏡，節(jié)省掉光學影像擷取組件組裝時置入多層膜濾鏡的步 驟，除了降低光學影像擷取組件在原料上及組裝上的成本，更有效減小光 學影像擷取組件的體積，對消費性電子產(chǎn)品的需求而言，無疑是有利的改 良。
本發(fā)明必須在塑料制光學組件表面直接真空蒸鍍包含高折射率薄膜 及低折射率薄膜的多層濾光薄膜，制造者可以依照需求將多層濾光薄膜實 施在預設的任一塑料制光學組件表面，以有效減少產(chǎn)品的光學影像擷取組 件體積。
本發(fā)明可以在塑料制光學組件不受溫度影響的前提下、真空蒸鍍效果 良好的多層濾光薄膜。
由于真空蒸鍍過程產(chǎn)生的高溫對塑料制光學組件有致命的傷害，因此 如何有效保護塑料制光學組件不受高溫破壞為本發(fā)明的關鍵。本發(fā)明即限 定每層薄膜的真空蒸鍍時間不超過四分鐘，以減少蒸發(fā)源對塑料制光學組 件的加熱效應。而增加蒸發(fā)源與塑料制光學組件間距離可減少自蒸發(fā)源傳 來的熱量，因此本發(fā)明亦限定蒸發(fā)源與塑料制光學組件必須距離100公分 以上，避免過多的熱量自蒸發(fā)源傳至塑料制光學組件上。
然而，即使有上述的保護措施避免塑料制光學組件遭受蒸發(fā)源的熱破 壞，在真空蒸鍍過程中，卻仍有部分蒸發(fā)源熱量傳遞至塑料制光學組件上。 因此本發(fā)明限定在每層蒸鍍后靜置一至四分鐘，使塑料制光學組件在真空 中以熱輻射方式，釋放蒸發(fā)源在其上所累積的熱量。值得一提的是，只要 是絕對溫度大于零度之物體，即具熱輻射效應。也就是說，真空蒸鍍設備
亦為一不容忽視的熱輻射源。塑料制光學組件的熱輻射與真空蒸鍍設備的 輻射熱差異越大，其輻射冷卻效果就越好。因此本發(fā)明在蒸鍍過程中，利
用25"C以下冷卻水冷卻真空蒸鍍設備，以降低真空蒸鍍設備所放出的輻
射熱，以利加速塑料制光學組件的輻射冷卻效應。
經(jīng)由上述工法的實施，可使塑料制光學組件的溫度控制在8(TC以下。 由于低溫蒸鍍過程對多層濾光薄膜的緊實度與附著性有不良影響，因此在 真空蒸鍍過程中，必須施以離子助鍍來增加多層濾光薄膜的緊實度與附著 性，使多層濾光薄膜在經(jīng)過耐久性與耐候性的測試后，不致發(fā)生規(guī)格指定 的特定波長偏移與多層濾光薄膜脫落的問題。
在此另補充說明，利用本發(fā)明所制作的光學影像擷取組件，已不需額 外置入多層膜濾鏡。
由于采用上述技術方案，本發(fā)明塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方
法及其影像擷取組件，除可降低光學影像擷取組件的成本外，更可有效減
少光學影像擷取組件的體積，有利于滿足輕薄短小的消費性電子產(chǎn)品的低 成本與有限空間的組裝需求。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖1是現(xiàn)有光學影像擷取組件示意圖2是本發(fā)明實施例示意圖3是本發(fā)明另一實施例示意圖6是現(xiàn)有光學影像擷取組件測試結果與本發(fā)明光學影像擷取組件 測試結果的數(shù)據(jù)分析圖7是現(xiàn)有光學影像擷取組件測試結果與本發(fā)明光學影像擷取組件 測試結果的照片。
具體實施例方式
請參閱本發(fā)明圖2，本應用例為紅外線截止濾鏡的取代。由圖2來說 明本發(fā)明的多層濾光薄膜蒸鍍方法及利用本發(fā)明所制作的光學影像擷取 組件結構。
本發(fā)明方法是將多層濾光薄膜(本例為紅外線截止薄膜30)施作于一
預設的塑料制光學組件21表面。每層薄膜的蒸鍍時間以四分鐘為限；限 定蒸發(fā)源與塑料制光學組件21距離100公分以上；每層蒸鍍后靜置一至
四分鐘，使塑料制光學組件的溫度控制在8(TC以下，并施以離子助鍍；
應用本發(fā)明所制作的光學影像擷取組件不需額外置入紅外線截止濾鏡。
實施例圖2中選用由三片分別為塑料制光學組件21、 22及23，堆棧 在鏡筒20內(nèi)。塑料制光學組件21表面蒸鍍紅外線截止薄膜30，該薄膜 30包含26層高折射率薄膜恥205及26層低折射率薄膜Si02，彼此交叉層 迭52層(見圖4)。
圖3則是本發(fā)明應用于紅外線動作感應組件上，取代紅外線穿透濾鏡 的另一實施例。鏡筒40內(nèi)依序安裝塑料制光學組件41、 42及43。其中， 塑料制光學組件42表面蒸鍍上述的紅外線穿透薄膜50。紅外線穿透薄膜 50以Ti30s為高折射率薄膜、Si02為低折射率薄膜，以物理真空蒸鍍的方 式，交叉層迭46層(見圖5)。
最后，請一并參閱圖6、 7，補充說明本發(fā)明應用于取代紅外線截止 濾鏡與現(xiàn)有產(chǎn)品的比對；針對兩者功能做比較，分別使用現(xiàn)有光學影像擷 取組件(圖6的左圖)以及本發(fā)明所創(chuàng)作出的光學影像擷取組件(圖6的右 圖)，搭配上相同的感光組件模塊，進行實拍測試。圖6分別為兩種光學 影像擷取組件拍攝均勻的背光板，從此照片上分析，兩者無論是在照度分 布上，或是在RGB三種色彩的強度分布上，并無差別。此外，在色板拍攝 的測試中(請參閱圖7)，兩種光學影像擷取組件對于色板中24種顏色的 色澤及分辨度完全相同。
權利要求
1.一種塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其特征在于，在塑料制光學組件表面真空蒸鍍多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含多數(shù)高折射率薄膜及多數(shù)低折射率薄膜，且使高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭。
2. 如權利要求1所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其特征在于，所述高折射率薄膜或低折射率薄膜蒸鍍時，其蒸發(fā)源與該塑料制光學組件的蒸鍍距離需保持100公分以上。
3. 如權利要求1所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜或低折射率薄膜真空蒸鍍后靜置一至四分鐘。
4. 如權利要求3所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜或低折射率薄膜是采用真空蒸鍍設備進行蒸 鍍，且該真空蒸鍍設備施以25。C以下的冷卻水。
5. 如權利要求3所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜或低折射率薄膜各層蒸鍍時間扣除靜置時間 后，控制于4分鐘之內(nèi)。
6. 如權利要求1所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜交叉層迭達到40層以上。
7. 如權利要求1所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜真空蒸鍍時該塑料制光學組件 溫度不超過80°C。
8. 如權利要求1所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，蒸鍍作業(yè)時該塑料制光學組件施以離子助鍍。
9. 如權利要求1所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜分別采用TiA及Si02鍍膜材料。
10. 如權利要求1所述的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，其 特征在于，該高折射率薄膜及低折射率薄膜分別采用NbA及Si02鍍膜材 料。
11. 一種塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結構，其特征在于，包含有一塑料制光學組件，位于光學影像擷取組件中；以及 一多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含高折射率薄膜及低折射率薄膜，且該高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭蒸鍍在該塑料制光學組件表面。
12. 如權利要求11所述的塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結 構，其特征在于，該多層濾光薄膜的高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交 叉層迭達到40層至60層之間。
13. 如權利要求11所述的塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結 構，其特征在于，該多層濾光薄膜的高折射率薄膜的折射率大于2.0;該 多層濾光薄膜的低折射率薄膜的折射率小于1. 5。
14. 如權利要求11所述的塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結 構，其特征在于，該塑料制光學組件的表面可以為平面或曲面。
15. 如權利要求11所述的塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結 構，其特征在于，該塑料制光學組件位于光學影像擷取組件的外側。
16.如權利要求11所述的塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結 構，其特征在于，該塑料制光學組件位于光學影像擷取組件的中間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法，在塑料制光學組件表面真空蒸鍍多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含多數(shù)高折射率薄膜及多數(shù)低折射率薄膜，且使高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭。本發(fā)明還公開了一種塑料制光學組件的多層膜影像擷取組件結構，包含有一塑料制光學組件，位于光學影像擷取組件中；以及一多層濾光薄膜，該多層濾光薄膜包含高折射率薄膜及低折射率薄膜，且該高折射率薄膜及低折射率薄膜彼此交叉層迭蒸鍍在該塑料制光學組件表面。本發(fā)明的塑料制光學組件的多層膜真空蒸鍍方法及其影像擷取組件，不僅降低光學影像擷取組件在原料上及組裝上的成本，而且有效減小光學影像擷取組件的體積。
文檔編號G02B1/10GK101363919SQ20071014194
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月9日 優(yōu)先權日2007年8月9日
發(fā)明者張建邦, 朱國強 申請人:大立光電股份有限公司