遮光阵列透镜及其制造方法
【专利摘要】一种遮光阵列透镜及其制造方法，该遮光阵列透镜包含一个本体、多个光学有效区及一个遮光区，该本体为塑胶材质并包括一个顶面及一个底面，所述光学有效区设置于该本体中且自该顶面延伸至该底面，光线可通过所述光学有效区，该遮光区设置于该本体中且围绕界定所述光学有效区，该遮光区包括一个由激光加工形成且能阻挡光线的碳化层，该制造方法是主要包含预备一个包括本体、光学有效区及遮光区的阵列透镜，及于该遮光区的范围内应用激光以形成能阻挡光线的碳化层。由于该遮光区的碳化层是由施打激光形成，定位容易且膜厚容易控制，在非平面区域也容易成型，且激光加工属于干性制程，能降低成本与提高良率。
【专利说明】遮光阵列透镜及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于光学机构中的遮光设备，特别是涉及一种遮光阵列透镜及其制造方法。
【背景技术】
[0002]设计光学机构时的重点在于遮挡杂散光以提高成像品质，在单一镜片的领域中，经常应用冲压成型的实体遮光光圈安装于各个镜片之间，如中国台湾专利TWI400551所揭示。又或者如中国台湾专利TWI264556的压印涂具涂墨转印遮光胶体形成遮光膜的方法，需精密定位且难以控制遮光膜厚度，并且在非平面区域将难以实施压印。又如中国台湾专利TWI279587的于成型模具中预先植入遮光层再射出成型透镜的方法，受限于遮光层、透镜材料的熔点高低问题，使制程复杂化且良率不易提升。或者，如中国台湾专利TW201339622的于整体表面预先镀设遮光膜，再利用遮罩并照光移除光学有效区的遮光膜之光蚀刻方法，但亦需精密定位，且光蚀刻属湿式制程成本高并容易损伤光学有效区。
[0003]在阵列透镜的领域中，由于尺寸微小，若使用冲压成型的实体遮光光圈将会衍生各光圈孔之间材料易冲断之缺点，而压印涂具涂墨转印遮光胶体也同单一镜片具有相同的缺点。而或者如中国台湾专利TW201011903，于基板上光蚀刻出阵列圆台体，再于圆台体外区域涂布遮光胶体，待干燥成型为有阵列光学有效区的遮光膜后，再使遮光膜与基板分离，而如中国台湾专利TW201122719与TW201113622是利用阵列磁屏蔽层，使用光蚀刻的方法于遮光膜上形成阵列光学有效区，但前揭专利使用光蚀刻皆属湿式制程，需精密定位且成本闻。
[0004]因此，如何在阵列透镜的领域中，在除了冲压、压印与光蚀刻之外，另觅一种低成本且良率高的方法为目前业界的迫切需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种低成本且良率高的遮光阵列透镜。
[0006]本发明一种遮光阵列透镜，包含:一个本体及多个光学有效区，该本体包括一个顶面及一个底面，所述光学有效区设置于该本体中且自该顶面延伸至该底面，光线可通过所述光学有效区；该遮光阵列透镜还包含多个遮光区，该本体为塑胶材质，该遮光区设置于该本体中且围绕界定所述光学有效区，该遮光区包括一个由激光加工形成且能阻挡光线的碳化层。
[0007]本发明所述的遮光阵列透镜，该碳化层是形成于该本体的顶面与底面之间。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种低成本且良率高的遮光阵列透镜的制造方法。
[0009]本发明所述的遮光阵列透镜的制造方法，其包含以下步骤:
[0010]一、预备一个阵列透镜，其包括一个本体、多个光学有效区及一个遮光区，该本体为塑胶材质并包括一个顶面及一个底面，所述光学有效区设置于该本体中且自该顶面延伸至该底面，光线可通过所述光学有效区，该遮光区设置于该本体中且围绕界定所述光学有效区；及
[0011]二、于该遮光区的范围内施打激光，在该遮光区形成能阻挡光线的一个碳化层。
[0012]本发明所述的遮光阵列透镜的制造方法，步骤二中，激光的能量聚焦于该本体的顶面与底面之间，使该碳化层是形成于该本体的顶面与底面之间。
[0013]本发明所述的遮光阵列透镜的制造方法，步骤二中，激光的光点直径约为0.06
mm ο
[0014]本发明所述的遮光阵列透镜的制造方法，步骤二中，激光为连续输出激光。
[0015]本发明所述的遮光阵列透镜的制造方法，步骤二中，激光输出能量为5W?30W。
[0016]本发明的有益效果在于:由于该遮光区的碳化层是由施打激光形成，定位容易且膜厚容易控制，在非平面区域也容易成型，且激光加工属于干性制程，能避免湿式制程的高成本与低良率的缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是一个立体示意图，说明本发明遮光阵列透镜的制备方法之较佳实施例；
[0018]图2是一个立体示意图，说明本较佳实施例的一个本体、多个光学有效区及一个遮光区；
[0019]图3是一个剖面示意图，说明本较佳实施例的该遮光区的一个碳化层；
[0020]图4是一个流程图，说明本发明遮光阵列透镜的制造方法之较佳实施例。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0022]参阅图2与图3，本发明遮光阵列透镜100包含:一个本体1、多个光学有效区2，及一个遮光区3。
[0023]该本体I为塑胶材质制成并包括一个顶面11及一个底面12，在本较佳实施例中，该本体I的材质为光学塑胶，例如材料商三菱所贩售之PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、材料商帝人所贩售之PC-AD5503 (聚碳酸脂)、材料商ZEONEX所贩售之ZE0NEX480R，或材料商SABIC所贩售之ULTEM-1010等。
[0024]所述光学有效区(ClearAperture, CA)2设置于该本体I中，且自该顶面11延伸至该底面12，光线可通过所述光学有效区2，每一个光学有效区2的面形可以是球面透镜、非球面透镜、自由曲面透镜、平面透镜或是其他形状种类的透镜。
[0025]由于本发明不需要使用到任何遮罩，因此所述光学有效区2的面形设计自由不受限制，而现有使用遮罩会受限于遮罩的制造工艺而仅有平面或简单球面外形，因而限制了所述光学有效区2的面形设计。
[0026]该遮光区3设置于该本体I中且围绕界定所述光学有效区2，该遮光区3包括一个由激光4加工形成且能阻挡光线的碳化层31，碳化为使化合物中的非碳成分如氢、氧、氮等全部或大部挥发掉的一种热处理，在本较佳实施例中，该碳化层31是形成于该本体I的顶面11与底面12之间，由于该碳化层31是形成在该本体I的内部，该碳化层31因而具有不脱落的优势，此外，也能保持该本体I的顶面11与底面12的平整，而有助于后续的安装组配时能紧密靠紧。[0027]值得一提的是，只要改变激光4能量聚焦的深度，该碳化层31也可以形成于该本体的顶面11、底面12上。
[0028]配合参阅图1、图2及图4，本发明遮光阵列透镜100的制造方法之较佳实施例，依序包含以下步骤:
[0029]步骤601:首先，预备一个阵列透镜100’，该阵列透镜100’具有该本体1、所述光学有效区2及该遮光区3，此时该遮光区3仍尚未形成有该碳化层31。
[0030]步骤602:接着，于该遮光区3的范围内施打激光4，在该遮光区3形成能阻挡光线的该碳化层31，将该阵列透镜100’加工形成该遮光阵列透镜100。由于激光4能量聚焦的深度是控制聚焦于该本体I的顶面11与底面12之间，因此能使该碳化层31是形成于该本体I的顶面11与底面12之间。
[0031 ] 在本较佳实施例中，激光4的光点5直径约为0.06 mm,输出能量为5W?30W，较佳为30W，且激光4为连续输出激光，通过控制激光4光点5的大小、聚焦深度、输出能量，可以形成品质良好的该碳化层31。
[0032]综上所述，本发明的功效在于:
[0033]一、相较于现有冲压成型的实体遮光光圈容易因所述光学有效区2之间的尺寸微小而冲断的缺点，本发明使用激光4加工形成的该碳化层31结构稳定，且激光4的光点5直径约为0.06 mm，输出能量为30W，更加适用于微小尺寸的遮光阵列透镜100。
[0034]二、相较于现有压印涂具涂墨转印遮光胶体，具有必须精密定位、遮光膜厚度难以控制、在非平面区域将难以压印等缺点，本发明使用激光4加工更加容易定位，且容易控制形成厚度均一的该碳化层31，而由于激光4的聚焦深度易于调整，因此能适用非平面区域的加工形成该碳化层31。
[0035]三、相较于现有成型模具中预先植入遮光层再射出成型透镜的方法，射出材料熔点不同、制程温度不同，使得制程复杂、成本高且良率低，而本发明使用激光4加工能简化制程、降低成本、提高良率。
[0036]四、相较于现有使用光蚀刻的各种方法皆属于湿式制程，而有必须精密定位、工时长、成本高等缺点，本发明使用激光4属于干式制程，能改善前述缺点，且可以避免光蚀刻的各种湿式制程中的材料损伤所述光学有效区2。
【权利要求】
1.一种遮光阵列透镜，包含:一个本体及多个光学有效区，该本体包括一个顶面及一个底面，所述光学有效区设置于该本体中且自该顶面延伸至该底面，光线可通过所述光学有效区；其特征在于:该遮光阵列透镜还包含多个遮光区，该本体为塑胶材质，该遮光区设置于该本体中且围绕界定所述光学有效区，该遮光区包括一个由激光加工形成且能阻挡光线的碳化层。
2.如权利要求1所述的遮光阵列透镜，其特征在于:该碳化层是形成于该本体的顶面与底面之间。
3.一种遮光阵列透镜的制造方法，其特征在于包含以下步骤: 一、预备一个阵列透镜，其包括一个本体、多个光学有效区及一个遮光区，该本体为塑胶材质并包括一个顶面及一个底面，所述光学有效区设置于该本体中且自该顶面延伸至该底面，光线可通过所述光学有效区，该遮光区设置于该本体中且围绕界定所述光学有效区；及 二、于该遮光区的范围内施打激光，在该遮光区形成能阻挡光线的一个碳化层。
4.如权利要求3所述的遮光阵列透镜的制造方法，其特征在于:步骤二中，激光的能量聚焦于该本体的顶面与底面之间，使该碳化层是形成于该本体的顶面与底面之间。
5.如权利要求3所述的遮光阵列透镜的制造方法，其特征在于:步骤二中，激光的光点直径约为0.06 mm。
6.如权利要求3所述的遮光阵列透镜的制造方法，其特征在于:步骤二中，激光为连续输出激光。
7.如权利要求6所述的遮光阵列透镜的制造方法，其特征在于:步骤二中，激光输出能量为5W?30W。
【文档编号】G02B3/00GK103744134SQ201410022498
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】沈伟, 李远林 申请人:峻立科技股份有限公司