專利名稱：變折射率透鏡模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種透鏡模組，特別是關于一種變折射率透鏡模組。
背景技術：
隨著手機數(shù)碼相機、照相機以及攝像頭等電子產(chǎn)品日益普及，人們對高品質(zhì)光學透鏡的要求越來越高，為滿足日益增長的品質(zhì)需求，業(yè)界對光學透鏡的研究日益深入，透鏡結構也越來越復雜。
眾所周知，光在不同介質(zhì)中傳播速率不同，當一束光線自折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的另一介質(zhì)時，其行進方向會發(fā)生偏轉，此即折射現(xiàn)象。斯涅耳定律(Snell’s law)說明入射角的正弦與折射角的正弦的比值為常數(shù)。一般來說，斯涅耳定律可寫為n1sinθ1＝n2sinθ2其中，n1及n2分別表示光所經(jīng)過的兩種不同介質(zhì)折射率，θ1為入射角，即光線行進方向與界面法線方向的夾角，θ2為折射角，即光線進入第二介質(zhì)后的行進方向與界面法線方向的夾角，θ1與θ2的大小與界面方向有關，也就是與介質(zhì)界面的形狀有關。
斯涅耳定律說明，當光從空氣介質(zhì)進入透鏡的玻璃介質(zhì)時，折射率與透鏡形狀是決定透鏡光學特性的基本要素。因此，對手機、數(shù)碼相機等使用的光學模組的設計也限于改變折射率與改變透鏡形狀兩種參數(shù)。
光學透鏡的基本作用是將光線路徑予以彎曲或者偏轉，圖1所示是現(xiàn)有技術透鏡的聚焦原理示意圖。在空氣與玻璃間的接觸面，光線由于折射率的突然變化而改變了方向?？刂坪猛哥R表面的形狀及光潔度，光線就可以聚焦并成像。
一般情況下，明亮的光線通過透鏡，照射到玻璃表面時，大部分光透過玻璃發(fā)生折射，一部分光線就會被透鏡的表面反射回去。因此，透過光線與反射光線的比值便成為衡量光學透鏡質(zhì)量高低的重要參數(shù)。
現(xiàn)有的數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品的透鏡模組均是由多片單獨的透鏡組合而成，一般高品質(zhì)光學產(chǎn)品必須使用至少三片透鏡，各個單獨透鏡可稱為透鏡單元。
請參閱圖2，是現(xiàn)有技術的透鏡結構示意圖，其主要包括透鏡模組10、套筒11及光接收裝置12。其中，該透鏡模組10及該光接收裝置12固持于套筒11內(nèi)，且該光接收裝置12位于該透鏡模組10的焦點處。該透鏡模組10內(nèi)固持有多個透鏡單元102，用以匯聚光線，使到達光接收裝置12的光線具有較高光強度，該光接收裝置12可將穿過透鏡模組10的光信號轉換成電信號。
為滿足不同折射率的需求，現(xiàn)有技術的透鏡模組采用多片透鏡單元組成，所用透鏡單元的材質(zhì)為塑膠透鏡(Plastic)或玻璃透鏡(Glass)，玻璃透鏡的透光性及成像質(zhì)量均優(yōu)于塑膠透鏡，但其價格亦高于塑膠透鏡。
為降低成本，一般市售電子產(chǎn)品的透鏡模組大多采用塑膠透鏡或半塑料半玻璃透鏡，即1G2P、2G2P等(此處P、G分別代表塑膠透鏡與玻璃透鏡，如1G2P表示此透鏡模組是由一片玻璃透鏡及二片塑膠透鏡組成)。
但所用的透鏡單元越多，成本越高。
有鑒于此，提供一種減少透鏡數(shù)目以節(jié)約成本，同時又能將光線有效彎折匯聚成像以保持圖像品質(zhì)的變折射率透鏡模組實為必要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種減少透鏡數(shù)目以節(jié)約成本，同時又能將光線有效彎折匯聚成像以保持圖像品質(zhì)的變折射率透鏡模組。
本發(fā)明解決技術問題的技術方案為提供一種變折射率透鏡模組，其包括一透鏡及一位于透鏡表面上的薄膜，該薄膜結構包括多個覆蓋于該透鏡對應表面上并具有不同折射率的環(huán)帶部分。
該薄膜結構的環(huán)帶部分分別沿透鏡弧面的中心軸對稱，并由透鏡表面的弧面中心向透鏡邊緣順次排列，分別覆蓋于該透鏡對應的表面。
該薄膜結構的折射率由透鏡邊緣向透鏡表面幾何中心逐漸變小，且透鏡表面幾何中心的折射率與透鏡材料的折射率相同。
相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明變折射率透鏡的有益效果在于該變折射率透鏡模組僅需一片透鏡即可滿足不同折射率需求，降低了成本。由于該變折射率透鏡模組的折射率連續(xù)變化，光線可以光滑、連續(xù)地改變方向，當平行入射光線通過該變折射率透鏡時可匯聚于一點，無需調(diào)焦即可呈現(xiàn)最佳成像效果，保持了圖像品質(zhì)。
圖1是現(xiàn)有技術透鏡的聚焦原理示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術透鏡結構示意圖。
圖3是本發(fā)明變折射率透鏡模組結構剖面示意圖。
圖4是本發(fā)明變折射率透鏡模組切去一部分的立體剖示圖。
圖5是薄膜結構示意圖。
圖6是本發(fā)明變折射率透鏡模組的聚焦原理示意圖。
具體實施方式
請一起參閱圖3至圖5，本發(fā)明實施例的透鏡模組20包括一透鏡21及一位于該透鏡21表面上的薄膜22結構。本發(fā)明實施例中，該透鏡21為玻璃透鏡，例如鉭硅酸鹽玻璃及鈦硅酸鹽玻璃。但本發(fā)明不限于玻璃透鏡，也可為塑膠透鏡。該透鏡21的表面為沿中心軸a對稱的弧面，其形狀可為穹形、紡錘形、球形。
圖4是圖3所示透鏡模組20的立體剖面圖，圖5是薄膜22結構俯視示意圖。本實施例中，該薄膜22是由具有不同折射率的三個環(huán)帶部分組成，且各環(huán)帶部分分別沿透鏡21弧面的中心軸a對稱，由透鏡21表面的弧面中心向透鏡21邊緣順次排列，分別覆蓋于該透鏡21對應的表面，該三個環(huán)帶部分分別為赤道環(huán)帶221、中間環(huán)帶222及頂部圈帶223，其中赤道環(huán)帶221位于透鏡21邊緣，頂部圈帶223覆蓋于透鏡21表面的幾何中心，中間環(huán)帶222形成于兩者之間。
該薄膜22各部分的折射率由赤道環(huán)帶221向頂部圈帶223逐漸變小，且頂部圈帶223的折射率與透鏡21本身材料的折射率相同，每個部分內(nèi)部折射率不變。
該薄膜22是由多層圈狀且摻入銀(Ag)或氧化銫(CsO2)的玻璃靶材(target material)構成，其中赤道環(huán)帶221的Ag(或CsO2)含量最大，頂部圈帶223的Ag(或CsO2)含量最小。
該薄膜22是以直流反應磁控濺鍍法(DC reactive magnetronsputtering)或者射頻反應磁控濺鍍法(RF reactive magnetronsputtering)，通入工作氣體氬氣和反應氣體氧氣，而沉積于透鏡21表面。
該薄膜22是按照預先分成的三部分分不同區(qū)域沉積而成。
本發(fā)明的薄膜還可包含兩個以及三個以上的具有不同折射率的區(qū)域。
為降低由于反射引起的光透過率損失，本發(fā)明透鏡模組20的薄膜22表面還可鍍上一層抗反射膜(anti-reflective，AR)。
該變折射率透鏡模組僅需一片透鏡即可滿足不同折射率需求，降低了成本。且根據(jù)斯涅耳定律，折射率越大，偏折角越小，即光線偏離原行進方向的偏折越大。赤道環(huán)帶221的折射率最大，該區(qū)域的光線偏折也大，接近中央部位的頂部圈帶223處光線垂直入射即可，無須偏折，因此折射率最小，且與透鏡21材料的折射率相同。由于該變折射率透鏡模組20折射率連續(xù)變化，光線可以光滑、連續(xù)地改變方向并最終匯聚。圖6是本發(fā)明變折射率透鏡模組20的聚焦原理示意圖。當平行入射光線通過該變折射率透鏡20時，可匯聚于一點，當用于照相機等電子產(chǎn)品時，無需調(diào)焦即可呈現(xiàn)最佳成像效果，保持了圖像品質(zhì)。
權利要求
1.一種變折射率透鏡模組，其包括一透鏡及形成于透鏡表面的薄膜結構，其特征在于該薄膜結構包括多個覆蓋于該透鏡對應的表面并具有不同折射率的環(huán)帶部分。
2.如權利要求1所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該薄膜包括兩個以上的環(huán)帶部分。
3.如權利要求1所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該透鏡的表面具有沿一中心軸對稱的弧面。
4.如權利要求3所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該薄膜結構的環(huán)帶部分分別沿透鏡弧面的中心軸對稱分布，并由透鏡表面的弧面中心向透鏡邊緣順次排列，分別覆蓋于該透鏡對應的表面。
5.如權利要求1所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該薄膜結構的折射率由透鏡邊緣向透鏡表面幾何中心逐漸變小。
6.如權利要求5所述的變折射率透鏡模組，其特征在于透鏡表面幾何中心的折射率與透鏡材料的折射率相同。
7.如權利要求1所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該透鏡為穹形、紡錘形或球形的一種。
8.如權利要求1所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該薄膜結構是由多層圈狀且摻入銀(Ag)或氧化銫(CsO2)的玻璃靶材構成。
9.如權利要求8所述的變折射率透鏡模組，其特征在于形成于透鏡表面邊緣處的環(huán)帶部分的薄膜結構的Ag(或CsO2)含量最大，形成于透鏡表面幾何中心的環(huán)帶部分的薄膜結構的Ag(或CsO2)含量最小。
10.如權利要求1所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該透鏡為玻璃透鏡或塑膠透鏡。
11.如權利要求1所述的變折射率透鏡模組，其特征在于該薄膜結構的表面具有一層抗反射膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變折射率透鏡模組，其包括一透鏡，及形成于透鏡表面的薄膜結構，該薄膜結構包括多個分別覆蓋于該透鏡表面并具有不同折射率的環(huán)帶部分。該變折射率透鏡模組僅需一片透鏡即可滿足不同折射率需求并可保持圖像品質(zhì)。
文檔編號G02B1/10GK1811509SQ20051003306
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權日2005年1月28日
發(fā)明者呂昌岳 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