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TWI676852B - 遮光片 - Google Patents

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TWI676852B
TWI676852B TW107138611A TW107138611A TWI676852B TW I676852 B TWI676852 B TW I676852B TW 107138611 A TW107138611 A TW 107138611A TW 107138611 A TW107138611 A TW 107138611A TW I676852 B TWI676852 B TW I676852B
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林瓘丞
Guan Cheng Lin
劉佳府
Chia Fu Liu
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白金科技股份有限公司
Platinum Optics Technology Inc
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    • G—PHYSICS
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Abstract

一種用於鏡頭之遮光片，包括：金屬基板，包括第一表面、第二表面、連通該第一表面之第一通光孔及連通該第一通光孔和第二表面之第二通光孔，該第一通光孔之孔徑自該第一表面向第二表面的方向漸減，其中，該第一通光孔之深度對該第一通光孔兩端之孔徑差之比值係小於或等於0.5；以及覆蓋於該金屬基板表面之第一表面、第二表面、第一通光孔之孔壁及第二通光孔之至少部分孔壁的消光膜。

Description

遮光片
本發明係有關一種遮光片，特別是有關一種用於鏡頭之遮光片。
近年來隨著可攜式電子裝置蓬勃發展，相機、手機或平板電腦皆強調拍照功能，其中，光學鏡頭模組係用於在接收到來自拍攝目標物的入射光線後，令入射光線通過包含有多片光學透鏡構成之鏡片組，以藉由通過經優化設計之鏡片組而消除各種像差，使在影像感測元件之最終影像能有最佳品質。
雖如上述，理想之入射光線應該只包含拍攝目標物的表面光線，然而，因周遭環境之影響，事實上，入射於光學鏡頭模組的光線另包含來自非拍攝目標物之外界雜散光，為避免此種不必要之光線影響成像品質，一般會在光學鏡頭模組前端設置一遮光片，藉由該遮光片以吸收入射於鏡頭邊緣附近之外界雜散光，以減少此種有害光線在光學鏡頭模組內多次反射後而相互干擾，最後形成耀斑及鬼影。
由於考量到製作之便利性，目前業界所採用之遮光片多是塑膠材質且在遮光片表面塗佈黑色油墨作為光吸收材 料，然而，此種結構仍無法完全遮擋光線，並且，因遮光片之通光孔周緣結構係呈直角設計，故無法有效遮擋斜向入射之有害光線。
有鑑於此，如何進一步提高遮光片之遮光效果，實已成為目前亟欲解決的課題。
鑑於上述習知技術之種種缺失，本發明提供一種用於鏡頭之遮光片，包括：金屬基板，包括相對之第一表面和第二表面、連通該第一表面之第一通光孔及連通該第一通光孔和第二表面之第二通光孔，該第一通光孔之孔徑自該第一表面向第二表面的方向漸減，其中，該第一通光孔之深度對該第一通光孔兩端之孔徑差之比值係小於或等於0.5；以及消光膜，係覆蓋於該金屬基板表面之第一表面、第二表面、第一通光孔之孔壁及第二通光孔之至少部分孔壁。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，形成該金屬基板之材質包括鐵、銅、鋁、銀及金所組成群組之至少一者。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該消光膜係外露出該第二通光孔之部分孔壁，且在該第二通光孔軸向延伸方向上所外露出之該孔壁寬度小於5μm，較佳地，在該第二通光孔孔壁延伸方向上所外露出之該孔壁寬度小於3μm。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該第一通光孔之孔壁係一環狀斜平面。在用於鏡頭之遮光片之另一具 體實施態樣中，該第一通光孔之孔壁係一環狀凹面。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該消光膜包括光吸收膜及抗反射膜，且該光吸收膜係設於該抗反射膜與該金屬基板之間，其中，形成該光吸收膜及該抗反射膜之材質係獨立選自係由金屬、金屬氮化物、金屬氫化物、金屬氧化物、半導體元素、半導體元素之氮化物、半導體元素之氫化物與半導體元素之氫氧化物所組成之群組。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該光吸收膜及該抗反射膜係分別具有多個層，且彼此以高、低折射率交互變化堆疊而成。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，形成該光吸收膜及該抗反射膜之金屬、金屬氮化物、金屬氫化物、或金屬氧化物之金屬例如是Ti或Cr。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，當該光吸收膜包含Ti層時，其於400至700nm波長範圍內之折射率為1.7至2.5且吸收係數小於3.6。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，形成該光吸收膜及該抗反射膜之半導體元素、半導體元素之氮化物、半導體元素之氫化物與半導體元素之氫氧化物中，該半導體元素例如是Si或Ge。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，當該光吸收膜及該抗反射膜均包含Ti層與Si：H層時，該Si：H層之總厚度相對於該Ti層之總厚度比值係小於0.5。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，當該光吸 收膜及該抗反射膜均包含Si：H層與SiO2層，Si：H層之總厚度相對於SiO2層之總厚度比值係小於0.5。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該抗反射膜係包括Si：H層、SiO2層及Ti層且彼此以高、低折射率交互變化之疊層所構成，例如，於400至700nm波長範圍內，Si：H層之折射率為4.7至5.2且吸收係數小於2、SiO2層之折射率為1.46至1.51且吸收係數小於2、Ti層之折射率為1.85至4.1且吸收係數小於3.4。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該消光膜於400至700nm波長範圍之反射率平均值小於0.15%。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該消光膜總厚度小於500nm。
在用於鏡頭之遮光片之一具體實施態樣中，該消光膜之色座標為0<L*<1.4、|a*|<1以及-2.5<b*<0。
綜上所述，本發明之遮光片係採用金屬基板，該金屬基板表面覆蓋一消光膜，且在靠近該遮光片之第一表面的第一通光孔之孔徑自該第一表面向第二表面的方向漸減，藉此可進一步提高光吸收度並降低反射率，解決習知技術之遮光片無法有效遮擋外界雜散光之問題。
1‧‧‧遮光片
10‧‧‧金屬基板
11‧‧‧消光膜
101‧‧‧第一表面
102‧‧‧第二表面
103‧‧‧第一通光孔
104‧‧‧第二通光孔
111‧‧‧光吸收膜
112‧‧‧抗反射膜
1031、1032‧‧‧孔壁
d1、d2‧‧‧孔徑
h‧‧‧深度
第1圖係本發明之遮光片之結構示意圖；第2圖係本發明之各樣品的反射率曲線圖；第3圖係本發明之樣品1的色度空間圖；第4圖係本發明之樣品2的色度空間圖；以及 第5圖係本發明之樣品3的色度空間圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。
第1圖係為本發明之遮光片之結構示意圖。
請參閱第1圖，本發明中，該遮光片1之基板係為金屬基板10，該金屬基板10包括第一表面101、第二表面102、第一通光孔103及第二通光孔104，該第一表面101與該第二表面102係相對設置，並且，該第一通光孔103、該第二通光孔104係設置於該第一表面101與該第二表面102之間，該第一通光孔103之孔壁1031與該第二通光孔104之孔壁1032連通，該第一通光孔103之孔徑係從該第 一表面101向該第二表面102的方向漸減，亦即該第一表面101的孔徑d1大於第二表面102的孔徑d2，其中，從該第一表面101起算至該第一通光孔103與該第二通光孔104之連接點的距離為該第一通光孔103之深度h，並且，本發明中，該第一通光孔103之深度h相對於該第一通光孔103兩端之孔徑差(d1-d2)之比值係小於或等於0.5。
具體而言，該金屬基板10之材質可選自於包括鐵、銅、鋁、銀及金所組成群組之至少一者，並可藉由蝕刻、雷射切割等方式形成該第一通光孔103及該第二通光孔104，在本發明之一實施態樣中，該第一通光孔103之孔壁1031係呈環狀斜平面，而在另一實施態樣中，該第一通光孔103之孔壁1031係呈環狀凹面，然而本發明並不以上述為限。
再者，本發明之遮光片1更包含一消光膜11，該消光膜11可藉由蒸鍍、濺鍍或電鍍等材料沉積方式形成於該金屬基板10之表面。舉例而言，若採用真空蒸鍍形成該消光膜11，則將該金屬基板10固定於蒸鍍機之後，先讓該消光膜11之材料沉積於該金屬基板10之一表面，接著，再翻轉該金屬基板10以讓材料沉積於另一表面，因此，該消光膜11可覆蓋於該金屬基板10之該第一表面101、該第二表面102、該第一通光孔103之孔壁1031及該第二通光孔104之至少部分孔壁1032，在本發明之一具體實施態樣中，該第二通光孔104軸向延伸方向上所外露出之該孔壁1032寬度小於5μm，較佳地，在該第二通光孔104孔壁 1032延伸方向上所外露出之該孔壁1032寬度小於3μm。
如第1圖所示，該消光膜11包括光吸收膜111及抗反射膜112，其中，該光吸收膜111係設於該抗反射膜112與該金屬基板10之間，在本發明之一實施態樣中，該光吸收膜111可形成於該金屬基板10表面而直接接觸該金屬基板10，在另一實施態樣中，該金屬基板10表面可先形成其他膜層後再形成該光吸收膜111，使該光吸收膜111不接觸該金屬基板10，同樣地，該抗反射膜112可直接接觸該光吸收膜111，或者可在該光吸收膜111與該抗反射膜112之間形成其他膜層而使該抗反射膜112不接觸該光吸收膜111。再者，該抗反射膜112可作為該消光膜11之最外層，或者，可形成其他膜層於該抗反射膜112之外表面，然而，本發明並不以上述為限。
在本發明之該消光膜11中，形成該光吸收膜111及該抗反射膜112之材質係獨立選自由金屬、金屬氮化物、金屬氫化物、金屬氧化物、半導體元素、半導體元素之氮化物、半導體元素之氫化物與半導體元素之氫氧化物所組成之群組，並且，該光吸收膜111及該抗反射膜112皆具有多個層，且彼此以高、低折射率交互變化堆疊而成，例如，可採用金屬元素Ti或Cr或其金屬氮化物、金屬氫化物、或金屬氧化物以形成該光吸收膜111及該抗反射膜112。又例如，可採用半導體元素Si或Ge之氮化物、氫化物或氫氧化物以形成該光吸收膜111及該抗反射膜112。
本發明中，可視實際需求選擇特定之金屬元素或半導 體元素以形成該光吸收膜111或該抗反射膜112之膜層，或者，可視實際需求而調整該光吸收膜111或該抗反射膜112內之特定膜層厚度、折射率等參數以獲得所需之光學特性，如反射率、顏色。
第2圖係本發明之樣品1至樣品3的反射率曲線圖，第3至第5圖依序係本發明之樣品1至樣品3的色度空間圖。
請同時參閱第2圖及第3圖，本發明之第一實施例中，當該光吸收膜111及該抗反射膜112皆包含Ti層、SiO2層及Si：H層，並且，Ti層之總厚度為175.21nm、SiO2層之總厚度為150.56nm、Si：H層之總厚度為13nm，亦即，Si：H層之總厚度相對於Ti層之總厚度比值為0.074，Si：H層之總厚度相對於SiO2層之總厚度比值為0.086時，該消光膜11於400至700nm波長範圍之反射率平均值為0.0543%，且色座標為L*=0.577、|a*|=0.12以及b*=-0.69。
請同時參閱第2圖及第4圖，在本發明之第二實施例中，當該光吸收膜111及該抗反射膜112皆包含Ti層、SiO2層及Si：H層，並且，Ti層之總厚度為116.3nm、SiO2層之總厚度為96.61nm及Si：H層之總厚度為21.49nm，亦即，Si：H層之總厚度相對於Ti層之總厚度比值為0.185，Si：H層之總厚度相對於SiO2層之總厚度比值為0.222時，該消光膜11於400至700nm波長範圍之反射率平均值為0.107406%，且色座標為L*=0.858、|a*|=0.28以及b*=-0.67。
請同時參閱第2圖及第5圖，在本發明之第三實施例中，當該光吸收膜111及該抗反射膜112皆包含Ti層、SiO2層及Si：H層，並且，Ti層之總厚度為106.5nm、SiO2層之總厚度為104.85nm及Si：H層之總厚度為48nm，亦即，Si：H層之總厚度相對於Ti層之總厚度比值為0.451，Si：H層之總厚度相對於SiO2層之總厚度比值為0.458時，該消光膜11於400至700nm波長範圍之反射率平均值為0.125981%，且色座標為L*=1.03、|a*|=0.266以及b*=-0.82。
綜上所述，根據本發明第一至三實施例揭露之內容，本發明之消光膜11總厚度可小於500nm，並且，在該消光膜11中，當Si：H層之總厚度相對於Ti層之總厚度比值係小於0.5且Si：H層之總厚度相對於SiO2層之總厚度比值係小於0.5時，該消光膜11具有在400至700nm波長範圍之反射率平均值小於0.15%及色座標為0<L*<1.4、|a*|<1及-2.5<b*<0之光學特性。
此外，在本發明之其他實施態樣中，當該光吸收膜111包含Ti層時，可調整該光吸收膜111之總疊層厚度或組成該疊層之一部分膜層厚度而得到在400至700nm波長範圍內折射率為1.7至2.5且吸收係數小於3.6的光學特性。或者，該抗反射膜112可設計為至少包括Si：H層、SiO2層及Ti層，且彼此以形成高、低折射率交互變化之疊層，其中，於400至700nm波長範圍內，Si：H層之折射率為4.7至5.2且吸收係數小於2、SiO2層之折射率為1.46至1.51且吸收係 數小於2、Ti層之折射率為1.85至4.1且吸收係數小於3.4。
綜上所述，本發明之遮光片係採用金屬基板，該金屬基板表面覆蓋一消光膜，且在靠近該遮光片之第一表面的第一通光孔孔壁之孔徑自該第一表面向第二表面的方向漸減，藉此可進一步提高光吸收度並降低反射率，解決習知技術之遮光片無法有效遮擋外界雜散光之問題。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (19)

  1. 一種用於鏡頭之遮光片，包括：金屬基板，包括相對之第一表面和第二表面、連通至該第一表面之第一通光孔及連通該第一通光孔和第二表面之第二通光孔，其中，該第一通光孔之孔徑自該第一表面向第二表面的方向漸減，且該第一通光孔之深度對該第一通光孔兩端之孔徑差之比值係小於或等於0.5；以及消光膜，係覆蓋於該金屬基板之第一表面、第二表面、第一通光孔之孔壁及第二通光孔之至少部分孔壁。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，該第一通光孔之孔壁係一環狀斜平面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，該第一通光孔之孔壁係一環狀凹面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，該消光膜包括光吸收膜及抗反射膜，且該光吸收膜係設於該抗反射膜與該金屬基板之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之遮光片，其中，形成該光吸收膜及該抗反射膜之材質係獨立選自由金屬、金屬氮化物、金屬氫化物、金屬氧化物、半導體元素、半導體元素之氮化物、半導體元素之氫化物與半導體元素之氫氧化物所組成之群組。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之遮光片，其中，該光吸收膜及該抗反射膜係分別具有多個層，且彼此以高、低折射率交互變化堆疊而成。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之遮光片，其中，該金屬係Ti或Cr。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之遮光片，其中，該半導體元素係Si或Ge。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之遮光片，其中，該光吸收膜包含Ti層，其於400至700nm波長範圍內之折射率為1.7至2.5且吸收係數小於3.6。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之遮光片，其中，該抗反射膜包括Si：H層、SiO2層及Ti層，且彼此以高、低折射率交互變化之疊層所構成。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之遮光片，其中，該Si：H層於400至700nm波長範圍內之折射率為4.7至5.2且吸收係數小於2，該SiO2層之折射率為1.46至1.51且吸收係數小於2，以及該Ti層之折射率為1.85至4.1且吸收係數小於3.4。
  12. 如申請專利範圍第5項所述之遮光片，其中，該光吸收膜及該抗反射膜均包含Ti層與Si：H層，且該Si：H層之總厚度相對於該Ti層之總厚度比值係小於0.5。
  13. 如申請專利範圍第5項所述之遮光片，其中，該光吸收膜及該抗反射膜均包含Si：H層與SiO2層，且該Si：H層之總厚度相對於該SiO2層之總厚度比值係小於0.5。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，該消光膜於400至700nm波長範圍之反射率平均值小於0.15%。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，該消光膜總厚度小於500nm。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，該消光膜係外露出該第二通光孔之部分孔壁，且在該第二通光孔軸向延伸方向上所外露出之該孔壁寬度小於5μm。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之遮光片，其中，在該第二通光孔孔壁延伸方向上所外露出之該孔壁寬度小於3μm。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，形成該金屬基板之材質包括鐵、銅、鋁、銀及金所組成群組之至少一者。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之遮光片，其中，該消光膜之色座標為0<L*<1.4、|a*|<1以及-2.5<b*<0。
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