透镜、对透镜进行染色的方法及包括染色透镜的设备与流程

透镜、对透镜进行染色的方法及包括染色透镜的设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年9月10日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0116071号韩国专利申请的优先权权益，其全部公开内容出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
3.下面的描述涉及对透镜进行染色的方法和通过该方法染色的透镜。


背景技术：

4.包括在相机模块等中的透镜可能存在问题，即，入射光导致透镜的表面或内壁上的内反射。这种光可能在屏幕上引起耀斑，并且为了防止该耀斑，有必要使可见光区域中的透光率和光反射率最小化。


技术实现要素：

5.提供本发明内容部分旨在以简要的形式介绍对发明构思的选择，而在下面的具体实施方式部分中将进一步描述这些发明构思。本发明内容部分目的不在于确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
6.本公开的一个方面提供了一种用于防止耀斑的对透镜进行染色的方法和通过该方法染色的透镜。
7.另一方面提供了一种用于使透光率和/或光反射率最小化的、对透镜进行染色的方法以及由该方法染色的透镜。
8.另一方面提供了一种对透镜进行染色以在透镜的肋区域中选择性地形成遮光部分的方法，以及通过该方法染色的透镜。
9.在一个总的方面，透镜包括透光部分和与透光部分的至少一部分相邻并且与透光部分集成在一起的遮光部分。遮光部分可以包括碳纳米管和炭黑中的至少一种。
10.透镜可以包括光学区域和在光学区域的径向方向上远离光轴延伸的肋区域，并且遮光部分可以设置在肋区域中。
11.遮光部分的厚度可以是0.1μm至50μm。
12.透镜可以包括聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种。
13.遮光部分可以沿着透镜的表面暴露。
14.在另一个总的方面，对透镜进行染色的方法包括制备透镜；制备包括碳纳米管和炭黑中的至少一种的第一染料；制备溶剂；将第一染料分散在溶剂中；以及将透镜浸没在分散有第一染料的溶剂中。
15.可通过将透镜浸没在分散有第一染料的溶剂中来使透镜的表面溶胀。
16.可通过将透镜浸没在分散有第一染料的溶剂中来使第一染料渗入到透镜的表面中。
17.第一染料相对于溶剂的浓度可以是0.01wt％至5wt％。
18.溶剂可以包括甲苯、苯和己烷中的至少一种。
19.所述方法可以包括制备第二染料；以及将第二染料分散在溶剂中，其中，第一染料和第二染料包括不同的成分。
20.第二染料可以包括偶氮染料、蒽醌染料和硝基-烯丙基胺染料中的至少一种。
21.第二染料相对于溶剂的浓度可以是1wt％至10wt％。
22.所述方法可以包括向溶剂中添加表面活性剂。
23.所述方法可以包括超声处理分散有第一染料的溶剂。
24.可以在15℃至40℃的温度下执行将透镜浸入分散有第一染料的溶剂中。
25.在另一个总的方面，设备包括相机模块，相机模块包括染色透镜，并且染色透镜包括染色部分，染色部分设置在光轴外部并且被已分散在超声溶剂中的染料染色。
26.染料相对于超声处理的溶剂的浓度可以是1wt％或更高。
27.染料可以包括碳纳米管和炭黑中的一种或两种。
28.在350nm至750nm的波长范围内，染色部分的透光率可以是约0.01％。
29.根据所附权利要求、附图以及下面的具体实施方式，其它特征和方面将变得显而易见。
附图说明
30.图1是示意性地示出根据示例的透镜的剖视图。
31.图2是示意性地示出根据示例的、其中组装有多个透镜的透镜组件的剖视图。
32.图3是示意性地示出根据示例的对透镜进行染色的方法的流程图。
33.图4是示意性地示出根据另一示例的对透镜进行染色的方法的流程图。
34.图5是示出根据本公开的示例的透镜的透光率和根据对比示例的透镜的透光率的曲线图。
35.图6是示出根据本公开的示例的透镜的光反射率和根据对比示例的透镜的光反射率的曲线图。
36.图7是示出根据本公开的另一示例的透镜的透光率和根据对比示例的透镜的透光率的曲线图。
37.图8是示出根据本公开的另一示例的透镜的光反射率和根据对比示例的透镜的光反射率的曲线图。
38.在所有附图和具体实施方式中，相同的附图标记指代相同的元件。出于清楚、说明和方便的目的，附图可能未按照比例绘制，并且附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可能被夸大。
具体实施方式
39.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对本文中所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，本文中所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。除了必须以特定顺序发生的操作之外，本文中所描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在本文中所阐述的顺序，而是可以做出对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省略对本领域的
普通技术人员来说已知的功能和结构的描述。
40.本文中所描述的特征可以以不同的形式实施，而不应被理解为限于本文中所描述的示例。更确切地，提供本文所描述的示例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域的普通技术人员充分传达本公开的范围。
41.在本文中，应注意，关于实施例或示例使用措辞“可以”(例如，关于实施例或示例可包括或实现什么)意味着存在其中包括或实现这种特征的至少一个实施例或示例，而所有示例和实施例不限于此。
42.在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为位于另一元件“上”、“连接到”或“联接到”另一元件时，该元件可直接位于另一元件“上”、直接“连接到”或直接“联接到”另一元件，或者可存在介于该元件与该另一元件之间的一个或多个其它元件。相反地，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件时，则不存在介于该元件与该另一元件之间的其它元件。
43.如本文中所使用的，措辞“和/或”包括相关联的所列项目中的任何一项以及任何两项或更多项的任何组合。
44.尽管在本文中可以使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的措辞来描述各种构件、部件、区域、层或部分，但是这些构件、部件、区域、层或部分不受这些措辞的限制。更确切地，这些措辞仅用于将一个构件、部件、区域、层或部分与另一个构件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不背离本文中描述的示例的教导的情况下，示例中提及的第一构件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称作第二构件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
45.诸如“在
……
之上”、“较上”、“在
……
之下”和“较下”的空间相对措辞可以在本文中为了描述便利而使用，以描述如附图中示出的一个元件相对于另一个元件的关系。除了涵盖附图中所描绘的定向之外，这些空间相对措辞旨在还涵盖装置在使用或操作中的不同的定向。例如，如果附图中的装置翻转，则描述为位于另一元件“之上”或相对于另一元件“较上”的元件将位于该另一元件“之下”或相对于该另一元件“较下”。因此，根据装置的空间定向，措辞“在
……
之上”涵盖“在......之上”和“在......之下”两种定向。该装置还可以以其它方式定向(例如，旋转90度或处于其它定向)，并且本文中使用的空间相对措辞应被相应地解释。
46.本文中使用的术语仅用于描述各种示例，而不用于限制本公开内容。除非上下文另有明确指示，否则冠词“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。措辞“包括”、“包含”和“具有”说明所陈述的特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合的存在或添加。
47.由于制造技术和/或公差，附图中所示的形状可能发生变化。因此，本文中所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状变化。
48.本文中所描述的示例的特征可以以各种方式组合，这些方式在获得对本技术的公开内容的理解之后将是显而易见的。此外，尽管本文中所描述的示例具有多种配置，但是在获得对本技术的公开内容的理解之后将显而易见的是，其它配置也是可能的。
49.附图可能不是按比例绘制的，并且为了清楚、说明和方便，附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘可能被夸大。
50.图1是示意性地示出根据示例的透镜的剖视图。
51.透镜100的形状或类型不受特别限制，可以在诸如相机模块等的光学设备中使用的任何透镜均可以被不受限制地使用。透镜100可以是包括树脂成分的塑料树脂透镜，例如包括聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种的塑料树脂透镜。聚烯烃可以包括环烯烃聚合物和环烯烃共聚物中的至少一种。
52.根据示例的透镜100包括透光部分110和遮光部分120。
53.透光部分110是指光可以穿过的区域。如下所述，遮光部分120，(即，被渗入其中的第一染料染色的区域)形成在透镜100中，并且透光部分110是指透镜100中未形成遮光部分120的区域。
54.遮光部分120指的是由第一染料渗入其中而形成的区域，并且可以具有低透光率和低光反射率。遮光部分120包括碳纳米管和炭黑中的至少一种。在这点上，遮光部分120通过允许碳纳米管和/或碳黑深入到透镜100的表面上而形成，从而阻挡光反射和/或光透射。包括在透镜100的遮光部分120中的碳纳米管和/或炭黑的成分可以通过拉曼分析来检测。
55.遮光部分120可以形成在透镜100的部分表面上。例如，遮光部分120可以形成在透镜100的表面在肋区域b中的一部分上，以便设置在肋区域b中，这将在后面描述。具体地，遮光部分120可以形成在顶表面、底表面和侧表面中的至少一个上。因此，遮光部分120可以暴露于透镜100的表面。
56.遮光部分120的厚度t不受特别限制，并且可以根据稍后描述的工艺中的浸没条件进行适当调整。例如，遮光部分120的厚度t可以是0.1μm至50μm。该厚度可以指在垂直于外表面的方向上从遮光部分120的外表面到透镜100的表面的最短距离。
57.表述“透光部分110”和“遮光部分120”是用于区分在同一透镜100内用第一染料染色的区域和未染色的区域的措辞。在这点上，遮光部分120与透光部分110的至少一部分区域相邻，并且可以与透光部分110集成在一起。此外，透光部分110和遮光部分120可以彼此之间不具有清晰的界面。
58.根据示例的透镜100可以具有光学区域a和肋区域b。
59.光学区域a可以是其中显示透镜100的光学性能的区域。例如，从物体(或对象)反射的光可以在穿过光学区域a时被折射。
60.肋区域b可以是用于将透镜固定到另一透镜结构(例如透镜镜筒、另一透镜和/或隔圈)的区域。肋区域b可以是在光学区域a的径向方向上向外延伸的区域。径向方向是指从光学区域a的中心朝向透镜100的外周表面的方向。
61.光学区域a和肋区域b也指同一透镜100内的区域，因此，光学区域a和肋区域b彼此集成在一起。
62.在多种示例中，遮光部分120通过使碳纳米管和/或炭黑渗透过透镜100的表面而不在透镜100的表面上形成单独的遮光层来形成，从而可以提供具有有效降低的透光率和光反射率的透镜。可以在350nm至750nm的波长范围内有效地降低透光率和光反射率。具体地，可以提供一种透镜，其中，即使在350nm至450nm和650nm至750nm的波长范围(光透射和光反射抑制不可行的范围)内，透光率和光反射率也被有效地降低。因此，可以提供一种用于防止耀斑的透镜。
63.图2是示意性地示出根据示例的、其中组装有多个透镜的透镜组件的剖视图。
64.参照图2，透镜组件包括多个透镜100以及具有透镜孔200h的透镜镜筒200，其中，每个透镜100包括透光部分110和遮光部分120。
65.多个透镜100沿着光轴堆叠并设置在透镜镜筒200的内部空间中。在这种情况下，多个透镜100中的每一个的肋区域可以接触相邻透镜的肋区域。此外，多个透镜100中的每一个可以接触透镜镜筒200的内周表面。
66.透镜100的数量没有特别限制。多个透镜100中的每一个的光学特性(例如折射率)可以是相同的或者可以彼此不同。
67.透镜镜筒200可以具有其中形成有中空的圆柱形，并且用于光透射的透镜孔200h可以通过透镜镜筒200的一个表面形成。
68.图3是示意性地示出根据示例的对透镜进行染色的方法的流程图。
69.参照图3，用于对透镜进行染色的方法包括制备透镜、制备包括碳纳米管和炭黑中的至少一种的第一染料、制备溶剂、将第一染料分散在溶剂中、以及将透镜浸没在分散有第一染料的溶剂中。
70.此外，用于对透镜进行染色的方法还包括向分散有第一染料的溶剂添加表面活性剂和/或超声处理分散有第一染料的溶剂。
71.透镜的形状或类型没有特别限制，并且如上所述，可以使用包括聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种的塑料树脂透镜。
72.溶剂使透镜的表面溶胀并溶解第一染料。因此，溶解在溶剂中的第一染料可渗入到透镜的溶胀表面上以形成遮光部分。作为溶剂，可以使用能够溶解第一染料同时使透镜表面溶胀的材料。例如，溶剂可以包括甲苯，苯和己烷中的至少一种。
73.第一染料相对于溶剂的浓度没有特别限制，但可以是0.01wt％至5wt％。如后面将要描述的多种示例所示，当第一染料相对于溶剂的浓度为1wt％时，可以更有效地降低透光率。同时，当第一染料相对于溶剂的浓度小于0.01wt％时，可能无法展现所需的着色能力，并且在浓度大于5wt％的情况下，第一染料相对于溶剂的分散性可能降低。
74.通过将透镜浸没在第一染料分散于其中的溶剂中的动作，溶剂可以使透镜的表面溶胀，并且第一染料可以通过透镜的表面渗入透镜中。
75.可以在15℃至40℃的温度下进行将透镜浸没在分散有第一染料的溶剂中的动作。在将透镜在这样的温度条件下浸没在溶剂中的情况下，可以减少使第一染料着色所需的时间而不损害透镜，从而对生产率产生有利的影响。
76.同时，当将表面活性剂添加到分散有第一染料的溶剂中时，第一染料可以更有效地渗入到透镜的表面上。
77.此外，即使当分散有第一染料的溶剂进行超声处理时，第一染料也可以更有效地渗入到透镜的表面上。
78.在根据本公开的对透镜进行染色的方法中，溶剂使透镜的表面溶胀，并且第一染料渗透到透镜的溶胀的表面上，从而选择性地仅对透镜的光透射和光反射需要被抑制的区域进行染色。因此，可以通过使碳纳米管和/或炭黑穿透透镜的表面来形成遮光部分而不在透镜的表面上形成单独的遮光层。
79.包括在根据示例的用于对透镜进行染色的方法中的动作不限于图3所示的顺序，并且可以包括改变、删除和/或添加的动作。
80.图4是示意性地示出根据另一示例的对透镜进行染色的方法的流程图。
81.根据另一示例的对透镜进行染色的方法包括制备透镜、制备包括碳纳米管和炭黑中的至少一种的第一染料、制备第二染料、制备溶剂、将第一染料分散在溶剂中、将第二染料分散在溶剂中、将透镜浸入分散有第一染料和第二染料的溶剂中。
82.此外，对透镜进行染色的方法还可以包括向分散有第一染料和第二染料的溶剂中添加表面活性剂和/或超声处理分散有第一染料和第二染料的溶剂。
83.根据另一示例的对透镜进行染色的方法涉及将第一染料和第二染料一起使用，并且可以应用与根据图3的示例的、对透镜进行染色的方法基本相同的其它细节。
84.作为第二染料，可以使用可用于对透镜进行染色的染料，而没有限制。例如，第二染料可以包括偶氮染料、蒽醌染料和硝基-烯丙基胺染料中的至少一种。
85.第二染料相对于溶剂的浓度没有特别限制，但可以是1wt％至10wt％。
86.同时，包括在根据示例的用于对透镜进行染色的方法中的动作不限于图4所示的顺序，并且可以包括改变、删除和/或添加的动作。
87.将参考以下示例和比较示例更详细地描述本公开。然而，本公开的精神不限于稍后描述的多种示例。
88.图5是示出根据本公开的示例的透镜的透光率和根据对比示例的透镜的透光率的曲线图。
89.图6是示出根据本公开的示例的透镜的光反射率和根据对比示例的透镜的光反射率的曲线图。
90.对比示例1
91.测量了环烯烃共聚物树脂透镜的透光率和光反射率。即，测量了没有形成遮光部分的透镜的透光率和光反射率。
92.示例1
93.使用环烯烃共聚物树脂透镜作为透镜，使用炭黑作为第一染料，并且使用甲苯作为溶剂。第一染料相对于溶剂的浓度为0.01重量％。
94.示例2
95.使用环烯烃共聚物树脂透镜作为透镜，并且使用炭黑作为第一染料，同时使用甲苯作为溶剂。第一染料相对于溶剂的浓度为1wt％。也就是说，除了第一染料在溶剂中的浓度外，其余条件以与示例1相同的方式应用于示例2。
96.示例3
97.使用环烯烃共聚物树脂透镜作为透镜，并且使用炭黑作为第一染料，同时使用甲苯作为溶剂。第一染料相对于溶剂的浓度为1wt％。此外，在将透镜浸没在分散有第一染料的溶剂中之前，对溶剂进行超声处理。也就是说，除了另外执行超声处理，以与示例2相同的方式将剩余条件应用于示例3。
98.[表1]
[0099] 第一染料类型/浓度溶剂超声处理对比示例1
‑‑‑
示例1炭黑/0.01wt％甲苯x示例2炭黑/1wt％甲苯x
示例3炭黑/1wt％甲苯o
[0100]
参照图5和图6，与对比示例1的透光率和光反射率相比，示例1至示例3的透光率和光反射率显著降低。
[0101]
具体地，在使用1wt％或更高的浓度的炭黑的示例2的情况下，在350nm至750nm的波长范围内，透光率降低至约5％。在涉及另外执行超声处理的情况下，在350nm至750nm的波长范围内，透光率降低至接近0.01％。也就是说，当第一染料相对于溶剂的浓度为1wt％或更高时，可以更有效地降低透光率。相反，在对比示例1的情况下，在350nm至750nm的波长范围内的透光率被测量为约75％或更高。
[0102]
此外，在使用1wt％或更高的浓度的炭黑的示例2和涉及另外执行超声处理的示例3的情况下，在350nm至750nm的波长范围内，光反射率降低至约5％。在对比示例1的情况下，在350nm至750nm的波长范围内的光反射率被测量为相对较高，约10％。
[0103]
同时，尽管在附图中未详细示出，但证实了与采用炭黑的情况类似，在采用碳纳米管代替炭黑的示例的情况下，透光率和光反射率也降低了。
[0104]
图7是示出根据本公开的另一示例的透镜的透光率和根据对比示例的透镜的透光率的曲线图。
[0105]
图8是示出根据本公开的另一示例的透镜的光反射率和根据对比示例的透镜的光反射率的曲线图。
[0106]
对比示例2
[0107]
使用环烯烃共聚物树脂透镜作为透镜，并且使用蒽醌基染料作为第二染料，同时使用甲苯作为溶剂。第二染料相对于溶剂的浓度为5wt％。在对比示例2的情况下，不使用第一染料。
[0108]
示例4
[0109]
使用环烯烃共聚物树脂透镜作为透镜，并且使用炭黑作为第一染料，同时使用蒽醌染料作为第二染料，并且使用甲苯作为溶剂。第一染料相对于溶剂的浓度为1wt％，第二染料相对于溶剂的浓度为5wt％。
[0110]
示例5
[0111]
使用环烯烃共聚物树脂透镜作为透镜，并且使用炭黑作为第一染料，同时使用蒽醌染料作为第二染料，并且使用甲苯作为溶剂。第一染料相对于溶剂的浓度为1wt％，第二染料相对于溶剂的浓度为5wt％。此外，在将透镜浸没在分散有第一染料和第二染料的溶剂中之前，对溶剂进行超声处理。也就是说，除了另外执行超声处理，以与示例4相同的方式将剩余条件应用于示例5。
[0112]
[表2]
[0113] 第一染料类型/浓度第二染料类型/浓度溶剂超声处理对比示例2-蒽醌染料/5wt％甲苯类-示例4炭黑/1wt％蒽醌染料/5wt％甲苯类x示例5炭黑/1wt％蒽醌染料/5wt％甲苯类o
[0114]
参照图7和图8，与对比示例2的透光率和光反射率相比，示例4和示例5的透光率和光反射率在350nm至750nm的波长范围内降低。
[0115]
具体地，示例4和示例5的透光率和光反射率以及对比示例2的透光率和光反射率
在350nm至450nm和650nm至750nm的波长范围内示出为具有显著差异。
[0116]
此外，在450nm至650nm的波长范围内，示例4和示例5的透光率测量为接近0。
[0117]
同时，尽管在附图中未详细示出，但证实了与采用炭黑的情况类似，在采用碳纳米管代替炭黑的示例的情况下，透光率和光反射率也降低了。
[0118]
如上所述，根据多种示例，提供了对透镜进行染色以防止耀斑的方法和通过该方法染色的透镜。
[0119]
根据多种示例，提供了对透镜进行染色以使透光率和/或光反射率最小化的方法以及通过该方法染色的透镜。
[0120]
根据多种示例，提供了对透镜进行染色以在透镜的肋区域中选择性地形成遮光部分的方法以及通过该方法染色的透镜。
[0121]
虽然上文已经说明和描述了具体的示例，但是在理解本公开之后将显而易见的是，在不背离权利要求及其等同的精神和范围的情况下，可对这些示例作出形式和细节上的各种变化。本文中所描述的示例应仅以描述性意义解释，而非出于限制的目的。对每个示例中的特征或方面的描述应被认为可适用于其它示例中的相似的特征或方面。如果所描述的技术被执行为具有不同的顺序，和/或如果以不同的方式组合和/或用其它部件或它们的等同替换或增补所描述的系统、架构、装置或电路中的部件，则也可以获得合适的结果。因此，本公开的范围不通过具体实施方式限定，而是通过权利要求及其等同限定，并且在权利要求及其等同的范围之内的全部变型应被理解为包括在本公开中。