灰度滤光镜头及其制备方法、摄像头模组与流程

1.本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种灰度滤光镜头及其制备方法、摄像头模组。


背景技术：

2.灰度滤光镜头也称nd镜，是一种无色至灰色的摄影滤镜，它是利用物质对光的吸收特性而使光强得到衰减的光学元件。在摄影摄像领域，使用灰度滤光镜头的主要目的是防止过曝光，例如在阳光强烈的室外拍摄或者需要在正常光线条件下用较长的时间曝光。
3.传统的单片灰度滤光镜头只能对光强进行单一程度的衰减，因此在摄影中使用的灰度滤光镜头，根据减光量的不同被分为不同的规格，在实际使用时，则需要根据需求选择不同规格的灰度滤光镜头。然而，这种灰度滤光镜头当应用在光强变化范围很广的场景中时，为便于根据需要切换不同的滤光等级，则需要配备齐全不同规格的灰度滤光镜头备用，这就无疑增加了摄影成本和摄影工作强度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种灰度滤光镜头及其制备方法、摄像头模组，该灰度滤光镜头及其制备方法、摄像头模组能够提高灰度滤光镜头的使用灵活性和通用性。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.本发明的一方面，提供一种灰度滤光镜头，该灰度滤光镜头包括第一基板、第二基板、设于第一基板和第二基板之间的电致变色层、贯穿第一基板且间隔设置的两导电柱，以及正电极和负电极；其中，两导电柱靠近第二基板的一端均与电致变色层连接、另一端分别与正电极和负电极连接。该灰度滤光镜头能够提高灰度滤光镜头的使用灵活性和通用性。
7.可选地，灰度滤光镜头还包括位于第二基板和电致变色层之间的密封胶层，密封胶层包覆电致变色层露出于第一基板的表面。
8.可选地，导电柱的材料为掺杂有磷或硼的硅。
9.可选地，导电柱的电阻率小于2mω
·
cm。
10.可选地，灰度滤光镜头还包括设于第一基板背离第二基板一侧的第一增透膜，第一增透膜在第一基板上的正投影和电致变色层在第一基板上的正投影至少部分重叠。
11.可选地，灰度滤光镜头还包括设于第二基板背离第一基板一侧的第二增透膜，第二增透膜在第一基板上的正投影和电致变色层在第一基板上的正投影至少部分重叠。
12.可选地，第一基板和第二基板的材料为玻璃。
13.本发明的另一方面，提供一种灰度滤光镜头的制备方法，该灰度滤光镜头的制备方法包括：
14.提供一第一基板，第一基板内设有两间隔的导电柱，且第一基板的一侧具有导电层；
15.在第一基板背离导电层的一面形成电致变色层，电致变色层分别与两导电柱连
接，且电致变色层在第一基板上的正投影位于第一基板之内；
16.将第二基板和第一基板靠近电致变色层的一面进行键合，第二基板具有盲孔，电致变色层位于盲孔内；
17.去除导电层，并使两导电柱露出；
18.在两导电柱背离第二基板的一侧形成与一导电柱连接的正电极和与另一导电柱连接的负电极。
19.可选地，上述提供一第一基板，第一基板内设有两间隔的导电柱，且第一基板的一侧具有导电层，包括：
20.在硅晶圆上涂敷光刻胶层，并图案化光刻胶层；
21.通过光刻胶层刻蚀硅晶圆，以在硅晶圆上形成三个间隔的凹槽、分别位于相邻两个凹槽之间的导电柱，以及位于凹槽和导电柱同侧的导电层，并去除光刻胶层；
22.在硅晶圆具有凹槽的一面上键合第一基板，并通过热熔工艺使得第一基板熔入三个凹槽内，以得到内嵌有两间隔的导电柱的第一基板；
23.对第一基板背离导电层的一面进行减薄抛光，以露出两导电柱。
24.本发明的又一方面，提供一种摄像头模组，该摄像头模组包括上述的灰度滤光镜头。
25.本发明的有益效果包括：
26.本技术提供的灰度滤光镜头包括第一基板、第二基板、设于第一基板和第二基板之间的电致变色层、贯穿第一基板且间隔设置的两导电柱，以及正电极和负电极；其中，两导电柱靠近第二基板的一端均与电致变色层连接、另一端分别与正电极和负电极连接。在使用时，用户将正电极和负电极接通电源，并对其根据需要施加不同等级的电压，这样，电致变色层便可以在可见光波段能够呈现不同的透过率。本技术通过上述设计，相对现有技术采用多个不同规格的灰度滤光镜头而言，本技术在需要获得不同滤光等级时，只需要根据需求改变所施加的电压等级即可，而无需拆卸更换其他规格的灰度滤光镜头，如此，一方面，能够提高灰度滤光镜头的通用性；另一方面，能够减少用户在摄影时的工作强度。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的结构示意图；
29.图2为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备方法的流程示意图之一；
30.图3为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备方法的流程示意图之二；
31.图4为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之一；
32.图5为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之二；
33.图6为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之三；
34.图7为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之四；
35.图8为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之五；
36.图9为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之六；
37.图10为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之七；
38.图11为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之八；
39.图12为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之九；
40.图13为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之十；
41.图14为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之十一；
42.图15为本发明一些实施例提供的灰度滤光镜头的制备过程示意图之十二。
43.图标：10-第一基板；20-第二基板；30-电致变色层；40-硅晶圆；41-导电柱；42-导电层；51-正电极；52-负电极；60-密封胶层；71-第一增透膜；72-第二增透膜；81-光刻胶层；82-凹槽；83-键合层。
具体实施方式
44.下文陈述的实施方式表示使得本领域技术人员能够实践所述实施方式所必需的信息，并且示出了实践所述实施方式的最佳模式。在参照附图阅读以下描述之后，本领域技术人员将了解本发明的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用属于本发明和随附权利要求的范围内。
45.应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区域分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
46.应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个元件之上或直接在另一个元件之上延伸，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件之上”或“直接在另一个元件之上延伸”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。
47.诸如“在
…
下方”或“在
…
上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”的相关术语在本文中可用来描述一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系，如图中所示出。应当理解，这些术语和上文所论述的那些术语意图涵盖装置的除图中所描绘的取向之外的不同取向。
48.本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而且并不意图限制本发明。如本文所使用，除非上下文明确地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”意图同样包括复数形式。还应当理解，当在本文中使用时，术语“包括”指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或者增添一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或上述各项的组。
49.除非另外界定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文中已明确这样界定。
50.请参照图1，本实施例提供一种灰度滤光镜头，该灰度滤光镜头包括第一基板10、第二基板20、设于第一基板10和第二基板20之间的电致变色层30、贯穿第一基板10且间隔设置的两导电柱41，以及正电极51和负电极52；其中，两导电柱41靠近第二基板20的一端均与电致变色层30连接、另一端分别与正电极51和负电极52连接。
51.其中，可选地，第一基板10和第二基板20的材料为玻璃。在本实施例中，上述第一基板10内需要贯穿设置有两间隔的导电柱41，如图1所示，因此，当本实施例提供的第一基板10的材料为玻璃时，其应该是通孔玻璃(即具有通孔的玻璃，在本实施例中，应该是具有两个通孔，一个通孔内嵌有一个导电柱41)。
52.上述第二基板20和第一基板10是通过键合层83键合在一起的，其中，在第二基板20的材料为玻璃时，为便于将电致变色层30设于第一基板10靠近第二基板20的表面上且收容于第二基板20内，上述第二基板20可以为盲孔玻璃。
53.在本实施例中，电致变色层30和两导电柱41连接，且正电极51和其中一个导电柱41连接、负极和另一个导电柱41连接。这样，电致变色层30可以通过正电极51和负电极52进行加电压。如此，在对电致变色层30施加不同等级的电压时，电致变色层30在可见光波段可以呈现不同的透过率，从而实现灰镜的功能。本技术通过在第一基板10内嵌有导电柱41，且使得导电柱41和电致变色层30连接，可以通过改变电压等级实现不同滤光等级的切换，从而有效改善现有技术中灰度滤光镜头通用性差的问题。
54.需要说明的是，图1所示的左边的导电柱41和正电极51连接，右边的导电柱41和负电极52连接仅为本技术给出的示例，并非是对本技术的限制，在其他的实施例中，左边的导电柱41还可以与负电极52连接，右边的导电柱41可以与正电极51连接。本技术提供的灰度滤光镜头在使用时，通过将正电极51和负电极52接通电源，从而对电致变色层30施加不同等级的电压，便可以实现不同滤光等级的自由切换。
55.综上所述，本技术提供的灰度滤光镜头包括第一基板10、第二基板20、设于第一基板10和第二基板20之间的电致变色层30、贯穿第一基板10且间隔设置的两导电柱41，以及正电极51和负电极52；其中，两导电柱41靠近第二基板20的一端均与电致变色层30连接、另一端分别与正电极51和负电极52连接。在使用时，用户将正电极51和负电极52接通电源，并对其根据需要施加不同等级的电压，这样，电致变色层30便可以在可见光波段能够呈现不同的透过率。本技术通过上述设计，相对现有技术采用多个不同规格的灰度滤光镜头而言，本技术在需要获得不同滤光等级时，只需要根据需求改变所施加的电压等级即可，而无需拆卸更换其他规格的灰度滤光镜头，如此，一方面，能够提高灰度滤光镜头的通用性；另一方面，能够减少用户在摄影时的工作强度。
56.为了提高电致变色层30和第二基板20之间的密封性和连接可靠性，在本实施例中，灰度滤光镜头还包括位于第二基板20和电致变色层30之间的密封胶层60，密封胶层60包覆电致变色层30露出于第一基板10的表面。
57.可选地，上述导电柱41的材料为掺杂有磷或硼的硅。本技术通过在硅中掺杂磷或
硼，能够减少硅的电阻(即减少导电柱41的电阻)，这样，能够利于精准控制电致变色层30的电压控制。
58.进一步地，在本实施例中，上述导电柱41的电阻率可以小于2mω
·
cm。示例性地，例如导电柱41的电阻率可以为1.5mω
·
cm、1.3mω
·
cm、1.0mω
·
cm等，本技术不再枚举。
59.为了改善灰度滤光镜头的透过性，在本实施例中，可选地，灰度滤光镜头还包括设于第一基板10背离第二基板20一侧的第一增透膜71，第一增透膜71在第一基板10上的正投影和电致变色层30在第一基板10上的正投影至少部分重叠。
60.当然，除了在第一基板10背离第二基板20的一面增设第一增透膜71之外，在本实施例中，灰度滤光镜头还可以包括设于第二基板20背离第一基板10一侧的第二增透膜72，第二增透膜72在第一基板10上的正投影和电致变色层30在第一基板10上的正投影至少部分重叠。
61.请参照图2所示，本发明的另一方面，提供一种灰度滤光镜头的制备方法，该灰度滤光镜头的制备方法包括：
62.s100、提供一第一基板10，第一基板10内设有两间隔的导电柱41，且第一基板10的一侧具有导电层42，请参照图9所示。
63.需要说明的是，上述第一基板10具有两盲孔，两导电柱41分别内嵌于两盲孔内。还有，上述导电柱41和导电层42可以为同一材料。
64.请参照图3所示，可选地，上述步骤s100、提供一第一基板10，第一基板10内设有两间隔的导电柱41，且第一基板10的一侧具有导电层42，具体可以包括以下步骤：
65.s110、在硅晶圆40上涂敷光刻胶层81，并图案化光刻胶层81，请参照图4所示。
66.在本实施例中，上述硅晶圆40是用于通过后续步骤形成导电柱41和导电层42的，在本实施例中，硅晶圆40中可以进行磷或者硼的重掺杂，从而以降低后续形成的导电柱41的电阻率，以使得后续形成的导电柱41的电阻率小于2mω.cm。
67.s120、通过光刻胶层81刻蚀硅晶圆40，以在硅晶圆40上形成三个间隔的凹槽82、分别位于相邻两个凹槽82之间的导电柱41，以及位于凹槽82和导电柱41同侧的导电层42，并去除光刻胶层81，请参照图5和图6所示。
68.需要说明的是，导电柱41包括两个，两个导电柱41分别位于相邻的两个凹槽82之间。
69.s130、在硅晶圆40具有凹槽82的一面上键合第一基板10，并通过热熔工艺使得第一基板10熔入三个凹槽82内，以得到内嵌有两间隔的导电柱41的第一基板10，请参照图7和图8。
70.在本实施例中，第一基板10的材料可以为玻璃，其中，玻璃和硅晶圆40具有类似的热膨胀系数和相似的加工特性，这样，在加工得到内嵌有导电柱41的第一基板10时，其耐热冲击性能、气密性和稳定均较佳。
71.需要说明的是，硅晶圆40和第一基板10的键合可以采用阳极键合也可以采用激光键合。
72.s140、对第一基板10背离导电层42的一面进行减薄抛光，以露出两导电柱41，如图9所示。
73.s200、在第一基板10背离导电层42的一面形成电致变色层30，电致变色层30分别
与两导电柱41连接，且电致变色层30在第一基板10上的正投影位于第一基板10之内，请参照图10。
74.其中，电致变色层30和导电柱41连接是为了便于通过导电柱41对电致变色层30施加电压以使其透过率发生改变。
75.s300、将第二基板20和第一基板10靠近电致变色层30的一面进行键合，第二基板20具有盲孔，电致变色层30位于盲孔内，如图12。
76.其中，为了对电致变色层30进行保护，且为了提高电致变色层30和第二基板20的连接强度，在本实施例中，可选地，在步骤s200和步骤s300之间，还可以包括以下步骤：
77.在电致变色层30上形成密封胶层60，密封胶层60包覆电致变色层30露出于第一基板10的外表面，如图11所示。
78.还有，需要说明的是，第一基板10和第二基板20的键合可以通过键合层83键合在一起。
79.s400、去除导电层42，并使两导电柱41露出，请参照图13所示。
80.其中，去除导电层42可以采用减薄抛光工艺实现。
81.还有，在该步骤s400中，在进行导电层42去除时，也可以同时采用减薄抛光工艺减薄第二基板20。
82.s500、在两导电柱41背离第二基板20的一侧形成与一导电柱41连接的正电极51和与另一导电柱41连接的负电极52，如图14所示。
83.还有，需要说明的是，为了提高灰度滤光镜头的透过性，在本实施例中，该制备方法还可以包括在第一基板10背离第二基板20的一侧形成第一增透膜71和在第二基板20背离第一基板10的一侧形成第二增透膜72的过程，如图15所示。
84.本发明的又一方面，提供一种摄像头模组，该摄像头模组包括上述的灰度滤光镜头。其中，该灰度滤光镜头的具体结构及其有益效果均已在前文做了详细阐述，故本技术对此不再赘述。
85.以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
86.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。