專利名稱：非球面繞射鏡片的模仁及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種非球面繞射鏡片的模仁，尤其是關(guān)于一種非球面繞射鏡片的模仁及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字相機、攝影機越來越為廣大消費者青睞，在人們對數(shù)字相機、攝影機追求小型化的同時，對其拍攝出物體的影像質(zhì)量亦提出更高的要求，即希望拍攝物體的影像畫面清晰，而物體的成像質(zhì)量于很大程度上取決于數(shù)字相機內(nèi)各光學組件的優(yōu)劣。
非球面鏡片即為數(shù)字相機中不可或缺的光學組件，由于非球面鏡片主要運用鏡片本身的材料等調(diào)整折射率，故單一鏡片即可讓影像聚焦于固定點，可避免球面鏡片的慣有像差問題，可降低光學鏡片使用數(shù)，從而使相機體積得以減小。而非球面繞射光學鏡片除具有一般非球面鏡片的優(yōu)點，更可改善色差，可再降低光學鏡片使用數(shù)。
現(xiàn)有的非球面繞射片鏡片制作方法如中國專利第97103984號，該方法是通過于基板上鍍膜后通過光阻涂布、雷射曝光、顯影、定影、蝕刻等步驟制得繞射光學組件，該方法步驟復雜難以實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，從而不能大規(guī)模生產(chǎn)。
有鑒于此，提供一種能實現(xiàn)生產(chǎn)自動化且有利于大規(guī)模生產(chǎn)的非球面繞射鏡片的模仁及其制造方法實為必要。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能實現(xiàn)生產(chǎn)自動化且有利于大規(guī)模生產(chǎn)的非球面繞射鏡片的模仁。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造上述非球面繞射鏡片的模仁的方法。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種非球面繞射鏡片的模仁，其包括底材及形成于底材上的繞射光學圖案層，該底材具有一非球面曲面，該圖案層具有凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋，其特征在于該圖案層的凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋與預制造的非球面繞射鏡片的繞射條紋相反。
一種制造上述非球面繞射鏡片的模仁的方法，包括以下步驟
提供一底材；在底材上涂布光阻；將繞射光學圖案刻于光阻上；對光阻曝光；顯影，將刻有繞射光學圖案部分的光阻溶解，露出具有繞射光學圖案的底材；對露出的具有繞射光學圖案的底材進行蝕刻；除去殘余光阻并清洗，得到模仁。
相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的非球面繞射鏡片的模仁具有繞射光學圖案，可用來大量制造繞射光學鏡片。

圖1是本發(fā)明非球面繞射鏡片的模仁涂布光阻后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明非球面繞射鏡片的模仁顯影后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明非球面繞射鏡片的模仁蝕刻后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明非球面繞射鏡片的模仁結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式結(jié)合參照圖1及圖4所示，本發(fā)明的非球面繞射鏡片的模仁1包括底材10及形成于底材上的繞射光學圖案層12，其特征在于底材10具有一非球面曲面102，該圖案層12具有凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋120，其特征在于該圖案層12的凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋120與預制造的非球面繞射鏡片的繞射條紋相反。底材10的材料可為不銹鋼、高硬鋼或磷化鎳(NiP)等高硬度金屬或合金，還可為碳化鎢(WC)、碳化硅(SiC)等高硬陶瓷材料。
請同時參照圖2及圖3，制造該非球面繞射鏡片的模仁1時，首先提供一底材10，將底材10清洗后涂布一層光阻20，一般在涂布光阻20前需要在底材10上涂敷硅烷偶合劑的類的底涂(圖未示)。涂布光阻20后，可以通過低溫預烘烤提高光阻20的靈敏度，烘烤溫度一般在50℃-150℃之間，烘烤時間為5-10分鐘。
然后通過電子束將繞射光學的圖案刻于光阻20上，該電子束的波長在0.04-10nm之間，采用的電子槍的加速電壓在50-3000KeV之間，對繞射光學圖案外的其它光阻進行曝光，曝光時可采用激光或紫外光。接著將曝光后的底材10放入顯影液中進行顯影，顯影液可為磷酸鈉、磷酸鈣、氫氧化鈉、氫氧化鈣等無機堿溶液，也可為有機堿溶液。由于光阻20為一種負型光阻，故顯影后將未曝光部分的繞射光學圖案溶解，露出具有繞射光學圖案的底材10。
沿露出的光學圖案形狀的底材10進行干法蝕刻(dry etching)，利用反應性離子蝕刻(Reactive ion etching，RIE)或者磁控管反應性離子蝕刻等蝕刻方法將露出的底材10進行蝕刻。在加熱后的濃酸(如濃硫酸或濃硝酸)中將底材10上的剩余光阻溶解除去，得到一具有凸凹結(jié)構(gòu)繞射光學條紋120的圖案層12。最后用清水沖洗底材10表面的殘余酸液，便可得到本發(fā)明的非球面繞射鏡片的模仁1。
當?shù)撞?0的材料為碳化鎢、碳化硅等高硬陶瓷材料時，還可再在模仁1表面鍍一層類金剛石薄膜(Diamond-like Carbon Film)以增加模仁1的潤滑性。
制造非球面繞射鏡片時，將該非球面繞射模仁1放入射出成型機上，然后射出塑料后合模、冷卻即可制得非球面繞射的塑料鏡片。將該非球面繞射模仁1放入模造玻璃的模具內(nèi)，放入玻璃預型體后加熱熔化、壓模即可制得非球面繞射的玻璃鏡片。
權(quán)利要求
1.一種非球面繞射鏡片的模仁，其特征在于其包括底材及形成于底材上的一繞射光學圖案層，該底材具有一非球面曲面，該圖案層具有凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋。
2.如權(quán)利要求1所述的非球面繞射鏡片的模仁，其特征在于該底材的材料為不銹鋼、高硬鋼或磷化鎳等高硬度金屬或合金。
3.如權(quán)利要求1所述的非球面繞射鏡片的模仁，其特征在于該底材的材料為碳化鎢、碳化硅等高硬陶瓷材料。
4.如權(quán)利要求3所述的非球面繞射鏡片的模仁，其特征在于該模仁表面還具有一層類金剛石薄膜。
5.如權(quán)利要求1所述的非球面繞射鏡片的模仁，其特征在于該圖案層的凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋與預制造的非球面繞射鏡片的繞射條紋相反。
6.一種非球面繞射鏡片的模仁的制造方法，包括以下步驟提供一底材；在底材上涂布光阻；將繞射光學圖案刻于光阻上；對光阻曝光；顯影，將刻有繞射光學圖案部分的光阻溶解，露出具有繞射光學圖案的底材；對露出的具有繞射光學圖案的底材進行蝕刻；除去殘余光阻并清洗，得到模仁。
7.如權(quán)利要求6所述的非球面繞射鏡片的模仁的制造方法，其特征在于繞射光學圖案是通過電子束刻于光阻，電子束的波長在0.04-10nm之間，電子束的加速電壓在50-3000KeV之間。
8.如權(quán)利要求6所述的制造非球面繞射鏡片的模仁的制造方法，其特征在于涂布光阻前在底材上涂布一層硅烷偶合劑的類的底涂。
9.如權(quán)利要求6所述的非球面繞射鏡片的模仁的制造方法，其特征在于所述曝光采用激光或紫外光。
10.如權(quán)利要求6所述的非球面繞射鏡片的模仁的制造方法，其特征在于顯影液為磷酸鈉、磷酸鈣、氫氧化鈉、氫氧化鈣等無機堿溶液，也可為有機堿溶液，蝕刻方法為干法蝕刻。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種非球面繞射鏡片的模仁，其包括底材及形成于底材上的繞射光學圖案層，該底材具有一非球面曲面，該圖案層具有凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋，其特征在于該圖案層的凹凸結(jié)構(gòu)的繞射條紋與預制造的非球面繞射鏡片的繞射條紋相反。其制造方法包括提供底材、涂布光阻、將繞射光學圖案刻于光阻上、對光阻曝光、顯影、蝕刻、清洗等步驟。
文檔編號B29C33/38GK1710447SQ20041002776
公開日2005年12月21日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司