TWI890325B

TWI890325B - 透鏡

Info

Publication number: TWI890325B
Application number: TW113105882A
Authority: TW
Inventors: 李泰京; 慶濟弘; 金龍石; 金正訓; 金秉柱; 李政昊; 姜奈易
Original assignee: 南韓商三星電機股份有限公司
Priority date: 2023-06-29
Filing date: 2024-02-20
Publication date: 2025-07-11
Also published as: KR20250050014A; US20250004177A1; KR20250001703A; CN119224889A; TW202501033A

Abstract

一種透鏡包括：透鏡部分；多層式抗反射（AR）塗層，包括低折射率層及高折射率層中的一者或兩者且設置於透鏡部分的一個表面上；以及防水層，包含防水劑且設置於多層式AR塗層的一個表面上。低折射率層及高折射率層中的一者或兩者由帶隙大於3.1電子伏特的氮化物系材料形成。

Description

透鏡

[相關申請案的交叉參考]

本申請案主張於2023年6月29日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2023-0084294號的優先權權益，所述韓國專利申請案的全部揭露內容併入本案供參考用於所有目的。

以下說明是有關於一種透鏡。

例如先進駕駛者輔助系統(advanced driver assistance system，ADAS)、自動駕駛等與汽車電性組件相關的技術正與電性相機模組及光學傳感器一起不斷地發展。

具體而言，使用透鏡的相機模組的市場正在快速增長。亦已在例如前部/後部/側部等各種位置採用用於車輛中的相機。

然而，對於用於車輛的相機而言，由於相機大部分時間暴露於外部，因此可因外部環境而經常發生例如異物吸附、透鏡表面污染及劃痕等缺陷，並且此類缺陷可影響相機模組的效能。

用於電性組件的透鏡之中位於最外部的透鏡可在多層式堆疊結構中實作抗反射性質，並且常用的材料可包括氧化物系材料，例如TiO₂、SiO₂等。

上述資訊僅作為背景資訊提供，以幫助理解本揭露。關於任何上述內容是否可適於作為本揭露的先前技術，尚未做出確定且亦未做出聲明。

提供本發明內容是為了以簡化形式介紹以下在實施方式中進一步闡述的一系列概念。本發明內容並非旨在辨識所主張標的物的關鍵特徵或本質特徵，亦非旨在幫助確定所主張標的物的範圍。

在一個一般態樣中，一種透鏡包括：透鏡部分；多層式抗反射(AR)塗層，包括低折射率層及高折射率層中的一者或兩者且設置於透鏡部分的一個表面上；以及防水層，包含防水劑且設置於多層式AR塗層的一個表面上。低折射率層及高折射率層中的一者或兩者由帶隙大於3.1電子伏特(eV)的氮化物系材料形成。

低折射率層可包括由SiO₂形成的第一層，且高折射率層包括由TiO₂形成的第二層。

低折射率層可包括由氮化物系材料形成的第四層，且高折射率層可包括由氮化物系材料形成的第三層。

第四層可由TiN形成，且第三層可由Si₃N₄或AIN形成。

第四層的厚度可為50奈米或小於50奈米。

低折射率層可包括由SiO₂形成的第一層及由氮化物系材料形成的第四層，且高折射率層可包括由TiO₂形成的第二層及由氮化物系材料形成的第三層。

在多層式AR塗層中，第一層與第二層可交替地堆疊，且多層式AR塗層的最上部部分可為第三層或第四層。

低折射率層可包括由SiO₂形成的第一層，且高折射率層可包括由氮化物系材料形成的第三層。

在多層式AR塗層的最上端的第一層上，第三層及第四層中的一者或兩者可更被設置為一或多個層，第四層是由氮化物系材料形成的低折射率層。

低折射率層可包括由氮化物系材料形成的第四層，且高折射率層可包括由TiO₂形成的第二層。

在多層式AR塗層的最上端的第二層上，第四層及第三層中的一者或兩者更被設置為一或多個層，第三層是由氮化物系材料形成的高折射率層。

在多層式AR塗層中，第一層與第二層可交替地堆疊，並且由氮化物系材料形成的具有高折射率的第三層或者由氮化物系材料形成的具有低折射率的第四層可設置於多層式AR塗層的中間部分中。

第三層或第四層可被形成為較第一層及第二層厚。

第三層或第四層中的一者或兩者可更作為一或多個層被設置於多層式AR塗層的最上端處。

所述透鏡可更包括：功能性塗層，包含紫外線改善添加劑且設置於多層式AR塗層與防水層之間。

根據以下詳細說明、附圖及申請專利範圍，其他特徵及態樣將變得顯而易見。

100、101、102、610、620、630、640、650、660、670:透鏡

110:透鏡部分

120:防水層

200、210、211、220、221、230、231、240、241、250、251、260、261、270、271、280、281、290、291、300、310、320:抗反射(AR)塗層

201:第一層

202:第二層

203、203':第三層

204、204':第四層

680:IR濾光器

690:護罩玻璃

700:印刷電路板(PCB)

t:層厚度

圖1是示意性地示出根據本揭露實例性實施例的透鏡的立體圖。

圖2是示出作為傳統實例的由SiO₂及TiO₂構成的AR塗層的剖視圖。

圖3至圖23是示出本揭露的AR塗層的各種實例性實施例的剖視圖。

圖24是示出每種材料的莫氏硬度的圖式。

圖25至圖28是示出適用於光學AR塗層的材料的帶隙的概念圖及表格。

圖29是示出每種材料的帶隙的圖式。

圖30是示出每種材料的透射率的圖式。

圖31是示出每種材料的奈米指示器量測結果的圖式。

圖32及圖33是示出具有離散折射率的單層式結構的概念圖。

圖34是示出離散折射率多層式結構的概念圖。

圖35是示意性地示出根據實例性實施例的數位相機結構的分解圖。

在所有圖式及本詳細說明通篇中，除非另有闡述，否則相同的參考編號指代相同的元件。圖式可能未按比例繪製，且為清晰、例示及方便起見，可誇大圖式中的元件的相對大小、比例及繪示。

在下文中，將參照附圖對本揭露的實例進行詳細闡述，但應注意，實例並非僅限於此。

提供以下詳細說明是為了幫助讀者全面理解本文中闡述的方法、設備及/或系統。然而，在理解本揭露之後，本文中闡述的方法、設備及/或系統的各種變化、潤飾及等效形式將顯而易見。舉例而言，本文中闡述的操作的順序僅為實例且並非僅限於本文中闡述的順序，而是可進行改變，此在理解本揭露之後將顯而易見，但是必須以特定次序進行的操作除外。此外，為更加清楚及簡潔起見，可省略對此項技術中已知的特徵的說明。

本文中闡述的特徵可以不同的形式實施，並且不應被解釋為限於本文中闡述的實例。確切而言，本文中闡述的實例僅供例示用於實施本文中闡述的方法、設備及/或系統的諸多可能方式中的一些方式，所述方式將在理解本揭露之後顯而易見。

在本說明書通篇中，當例如層、區或基板等元件被闡述為「位於」另一元件「上」、「連接至」或「耦合至」另一元件時，所述元件可直接「位於」所述另一元件「上」、直接「連接至」或直接「耦合至」所述另一元件，或者可存在介於其之間的一或多個其他元件。相比之下，當元件被闡述為「直接位於」另一元件「上」、「直接連接至」或「直接耦合至」另一元件時，則可不存在介於其之間的其他元件。

本文中所使用的用語「及/或(and/or)」包括相關聯列出項中的任一項以及任意二或更多項的任意組合；同樣，「...中的至少一者」包括相關聯列出項中的任一項以及任意二或更多項的任意組合。

儘管本文中可能使用例如「第一(first)」、「第二(second)」及「第三(third)」等用語來闡述各種構件、組件、區、層或區段，然而該些構件、組件、區、層或區段不受該些用語限制。確切而言，該些用語僅用於區分各個構件、組件、區、層或區段。因此，在不背離實例的教示內容的條件下，在本文中所述實例中提及的第一構件、第一組件、第一區、第一層或第一區段亦可被稱為第二構件、第二組件、第二區、第二層或第二區段。

為易於說明，本文中可能使用例如「上方」、「上部」、「下方」、「下部」及類似用語等空間相對性用語來闡述圖中所示一個元件與另一元件的關係。此種空間相對性用語旨在囊括除圖中所繪示的定向以外，裝置在使用或操作中的不同定向。舉例而言，若圖中的裝置被翻轉，則被闡述為相對於另一元件位於「上方」或「上部」的元件此時將相對於所述另一元件位於「下方」或「下部」。因此，用語「上方」端視裝置的空間定向而同時囊括上方與下方兩種定向。所述裝置亦可其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用的空間相對性用語應相應地進行解釋。

本文中所使用的術語僅用於闡述各種實例，而非用於限制本揭露。除非上下文另外清楚指示，否則冠詞「一(a、an)」及「所述(the)」旨在亦包括複數形式。用語「包括(comprises)」、「包含(includes)」及「具有(has)」指明所陳述特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合的存在，但不排除一或多個其他特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合的存在或添加。

由於製造技術及/或容差，圖式中所示的形狀可能發生變化。因此，本文中所述實例並非僅限於圖式中所示的具體形狀，而是包括在製造期間發生的形狀變化。

本文中，應注意，關於實例使用用語「可」(舉例而言，關於實例可包括或實施什麼)意指存在其中包括或實施此種特徵的至少一個實例，但並非所有實例皆限於此。

如在理解本揭露之後將顯而易見，本文中所述的實例的特徵可各種方式加以組合。此外，儘管本文中所述的實例具有多種配置，然而如在理解本揭露之後將顯而易見，其他配置亦為可能的。

在本揭露的包括防水層的透鏡結構中，抗反射(anti-reflective，AR)塗層之至少一層可由氮化物系材料形成，或者整個AR塗層可由氮化物系材料形成，其中材料被選擇為具有帶隙超過3.1電子伏特的特性，藉此提高透鏡的硬度。

參照圖1，根據本揭露的實施例，透鏡101包括透鏡部分110、抗反射(AR)塗層210及防水層120。

對於透鏡部分110，其形狀或類型不受特別限制，並且可以可用於例如相機模組等光學裝置中的透鏡的形式實作。

因此，透鏡部分110的形狀可被形成為具有不同於圖1所示形狀的形狀。

透鏡部分110可由玻璃形成。然而，透鏡部分110可由另一種材料(例如，包含樹脂組分的塑膠樹脂)形成。

舉例而言，塑膠樹脂可包括聚碳酸酯及聚烯烴中的至少一者。

此處，聚烯烴可包括環烯烴聚合物及環烯烴共聚物中的至少一者。

AR塗層210可用於降低透鏡101的表面的反射率，藉此減少或防止耀斑現象(flare phenomenon)。

當AR塗層由單個層形成時，可在與圖32及方程式1中相同的條件下對n2的折射率進行最佳化。此處，n2是AR塗層，且n3是基板。

若n1是空氣且具有為1的折射率且n3具有為1.5的折射率，則n2的理想折射率若達到1.225則其可被最小化。

然而，現有材料中並無任何材料具有約為1.2的折射率值，且已知最低的材料具有處於最近1.3範圍內的折射率。

此外，在將欲使用的應用的波長加入方程式2時，可計算出n2的層厚度t。

通常，基於可見光範圍550奈米，n2層的理想厚度約為112奈米。

此外，在圖33中，當對每一基板或層應用具有不同折射率的層時，會因離散折射率值的變化而在介面處發生反射。

為改善此種情況，通常應用如圖34所示具有布拉格反射器結構(Bragg reflector structure)的多層式堆疊結構的AR塗層。

多層式AR塗層具有其中低折射率層與高折射率層重複地堆疊的結構。

然而，當AR塗層由SiO₂層及TiO₂層組成時，最低反射率約為0.5%，而當應用最近的行動電話的顯示器下護罩玻璃(under-display cover glass)或應用額外的光學層時，反射率需要更低的值。

慮及上述問題，為了實作超低反射，折射率不會離散地變化。如圖35所示，有利的是具有折射率自空氣至基板逐漸變化的結構。

由於不存在其中折射率快速變化的介面，因此此種結構可被視為明顯減少介面處的反射次數的結構，但所述結構難以在實際系統中實作。

因此，慮及所有上述各點，用於電性組件的透鏡之中位於最外部的透鏡應最終在多層式堆疊結構中實作防反射。

參照圖2，傳統透鏡100的AR塗層200(在下文中，中間層被表示為與AR塗層平行)包括多層式結構，在所述多層式結構中具有不同折射率的第一層201與第二層202交替地堆疊至少一次。此處，參考編號110是透鏡部分，而參考編號120是防水層。

在此種情形中，第一層201由作為低折射率層的SiO₂形成，且第二層202由作為高折射率層的TiO₂形成。

然而，當AR塗層200由第一層201及第二層202組成時，氧化物系材料(例如TiO₂及SiO₂)具有較弱的硬度，此可能容易由於外部環境而在透鏡的表面上造成劃痕。

此種劃痕可在自動駕駛及類似操作期間導致視訊錯誤，此可導致車輛事故。

在本揭露的實例性實施例中，為了提高硬度，藉由利用第四層(低折射率層)來替代部分或全部的第一層、或者利用第三層(高折射率層)來替代部分或全部的第二層而構成了AR塗層。

此外，可藉由利用第四層(低折射率層)來替代一些或全部的第一層、且利用第三層(高折射率層)來替代一些或全部的第二層來形成AR塗層。

在此種情形中，用於區分具有高折射率的材料與具有低折射率的材料的標準是折射率為1.5。

具有低折射率的材料是折射率小於1.5的材料，而具有高折射率的材料是折射率為1.5或大於1.5的材料。

參照圖3，透鏡101的AR塗層210包括自下端交替地堆疊的第一層201與第二層202、以及在AR塗層210的最上端處設置於第一層201(低折射率層)上的第三層203(高折射率層)。

可藉由使用具有熱裝置的電子束蒸發裝備在電子束製程中對透鏡部分110的一個表面進行塗佈來形成AR塗層200。

此外，參照圖4，在另一實例中，透鏡102的AR塗層211包括自下端交替地堆疊的第一層201與第二層202、以及在AR塗層211的最上端處設置於第二層202(高折射率層)上的第四層204(低折射率層)。

參照圖24，為了增加AR塗層的硬度，可選擇氮化物系材料或碳化物系材料而非氧化物系材料。

然而，當沈積薄膜或主要使用化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)方法時，碳化物系材料可能需要高溫沈積。因此，可能需要高真空沈積設施，進而增加沈積成本。

為了將碳化物系材料用於AR塗層，材料的帶隙特性是決定性的。

參照圖25至圖28，當材料的帶隙小於相依於波長而變化的光子能量時，入射光子可能無法透射過層且可能被吸收。

此外，當材料的帶隙具有極接近導帶(conduction band)及價帶(valence band)的低帶隙時，可能發生反射。

使用用於第三層203及第四層204中的氮化物系材料以具有在所有氮化物系材料之中帶隙超過3.1電子伏特的特性。

此外，在硬度高於氧化物系材料的氮化物系材料之中，選擇帶隙大於3.1電子伏特的材料，如下表1所示。

在此種情形中，氮化物系材料可為TiN、Si₃N₄及AlN中的至少一者。

圖29是示出每種材料的帶隙的圖式。圖29以圖表形式示出了TiO₂、SiO₂及選定氮化物材料的帶隙。

參照圖29，在氮化物系材料之中，可替代SiO₂作為低折射率材料的材料是TiN，其折射率約為1.38。

此外，剩餘的Si₃N₄、BN及AlN可被歸類為能夠替代TiO₂的高折射率材料。

圖31是示出奈米壓痕器(nano-indenter)對每種材料的量測結果的圖式，所述量測結果是藉由以200奈米的厚度沈積每種材料的薄膜藉由使用奈米壓痕器來量測薄膜的硬度而獲得的。

作為量測的結果，除了BN、Si₃N₄、TiN及AlN之外，所有材料皆顯示出較氧化物材料高的硬度。

在BN的情形中，在沈積之後，BN與空氣中的水分及氧氣反應以形成B₂O₃(OH)氫氧化物，隨著時間的推移，B₂O₃(OH)氫氧化物降低了對玻璃的黏著性，並且當使用奈米壓痕器來量測對應的樣品時，亦量測出其硬度值為低。

因此，由於該些材料特性，BN被認為不適用於AR塗層。

因此，在本揭露的實例性實施例中的AR塗層中，第四層204可由TiN形成，且第三層203可由Si₃N₄或AlN形成。

圖30是示出每種材料的透射率的圖式。

為了檢查透射率，使用電子束蒸發器將SiO₂、TiO₂、Si₃N₄、TiN、BN及AlN材料沈積至50奈米的厚度。在此種情形中，所使用的基板是厚度近似為650微米的玻璃。

參照圖30，作為每一沈積樣品的透射率的量測結果，大多數材料表現出為70%或大於70%的透射率(@550奈米)，但TiN 表現出約為35%的光學係數。

因此，為了在光學上使用TiN，層厚度可為50奈米或小於50奈米以減少透射率的損失。

此厚度可利用非破壞性測試及破壞性測試兩者進行量測。

非破壞性測試包括使用橢圓偏光儀(ellipsometer)、反射儀及原子力顯微鏡的方法。

作為破壞性分析的實例，在利用聚焦離子束(Focused Ion Beam，FIB)對AR塗層上的橫截面進行處理之後，可實行透射電子顯微鏡(transmission electron microscope，TEM)分析，並且亦可藉由能量分散式光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)分析來分析各組分。此外，可使用傅立葉轉換紅外光譜術(Fourier transform infrared spectroscopy，FT-IR)、X射線光電子光譜(X-ray photoelectron spectrum，XPS)等進行分析。

AR塗層的橫截面可包括透鏡部分110的中心部分，即透鏡部分110的最厚區。

此外，AR塗層的厚度可被定義為在垂直於其表面的方向上量測的距離，並且可被確定為藉由對在以相等間隔彼此間隔開的多個區中量測的值進行平均而獲得的值。

防水層120設置於AR塗層210的一個表面上。

此外，為了防止透鏡部分110的表面氧化並提供自動清潔效果以獲得清晰的影像，採用防水層120，並且防水層120包含防水劑。

在此種情形中，作為防水劑，可使用含氟聚合物的全氟聚醚(perfluoropolyether，PFPE)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、氟化乙烯丙烯(fluorinated ethylene propylene，FEP)、全氟烷基乙烯基醚共聚物(perfluoroalkyl vinyl ether copolymer，PFA)、聚氟乙烯(polyvinyl fluoride，PVF)等。

可藉由使用電子束或熱沈積製程在AR塗層210的一個表面上塗佈防水劑來形成防水層120。

同時，若需要，則在AR塗層210與防水層120之間可更設置功能性塗層(圖中未示出)。

功能性塗層旨在防止紫外線(ultraviolet，UV)可靠性降低，並可包括UV改善添加劑以達成此目的。

UV改善添加劑的實例可包括紫外線吸收劑、抗氧化劑及受阻胺光穩定劑。

抗氧化劑可較佳地為酚型或磷酸鹽型抗氧化劑，並且可使用選自以下的單一類型或者二或更多種類型的混合物：四亞甲基(3,5-二第三丁基-4-羥基肉桂酸酯)甲烷、十八烷基3,5-二第三丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯、伸乙基雙(氧乙烯)雙-3-第三丁基-4-羥基-5-甲基氫化肉桂酸酯、正十八烷基-3-(3',5'-二第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯、三乙二醇雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]、3,9-雙-[1,1-二甲基-1-2-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷、2,2-硫代二伸乙基雙[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、四[亞甲基-3(3'5'-二第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、苯丙酸及3,5-雙-(1,1-二甲基-乙基)-4-羥基-C7~C9粉碎的烷基酯，並且可使用選自以下的單一類型或者二或更多種類型的混合物：四亞甲基(3,5-二第三丁基-4-羥基肉桂酸酯)甲烷、十八烷基3,5-二第三丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯、苯丙酸及3,5-雙-(1,1-二甲基-乙基)-4-羥基-C7~C9粉碎的烷基酯。

受阻胺光穩定劑可包括選自以下的一或多種類型：N-(4-烷氧基羰基苯基)-N'-烷基-N'-苯基甲醯胺、羥苯基苯並三唑、雙-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯及雙-(1-辛基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，並且可包括選自以下的單一類型或者二或更多種類型：N-(4-甲氧基羰基苯基)-N'-甲基-N'-苯基甲脒、N-(4-乙氧基羰基苯基)-N'-甲基-N'-苯基甲脒及N-(4-乙氧基羰基苯基)-N'-乙基-N'-苯基甲脒。

可藉由利用熱製程或電子束製程以UV改善添加劑來塗佈AR塗層210的一個表面而形成功能性塗層。

此外，UV改善添加劑可包含無機顆粒。在實例中，UV吸收劑可包含無機顆粒。

此外，UV吸收劑可使用選自以下的單一類型或者二或更多種類型的混合物：甲基2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、甲基2-(2-羥基-5-甲氧基-3-第三辛基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、辛基2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、2-乙基己基2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、辛基2-(3-第三丁基-2-羥基 -5-辛氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、甲基2-[3-第三丁基-2-羥基-5-(2-甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、苯基2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基2-(2-羥基-5-甲氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、2-丙烯醯氧基乙基2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基2-3-第三丁基-2-羥基-5-甲氧基苯基)-2H-苯並三唑-5-羧酸酯。

在僅使用有機材料來形成UV吸收劑的情形中，有機材料的化學結構可因UV光的光子能量而發生形變，且因此UV吸收劑可能發生變色及形變。

在將無機顆粒用作UV吸收劑時，由於此種由UV光引起的變色及形變可被最小化，因此可提高透鏡101的可靠性。

此外，UV吸收劑不必僅由無機組分實作，而是可更包含有機材料。

由於UV吸收劑包括更多的有機材料，因此可吸收的UV波長帶可變寬，藉此進一步提高UV吸收效率。

可包含於UV吸收劑中的有機材料的實例包括二苯甲酮、草醯苯胺(oxalanilide)、苯並三唑、三嗪，並且每種材料具有例如成本低(二苯甲酮)、變色性低(草醯苯胺)及吸光度高(苯並三唑及三嗪)的優點。

另一方面，抗氧化劑及光穩定劑可包含與上述UV吸收劑中所包含的無機顆粒及有機材料類似的無機顆粒及有機材料，並且對其不再予以贅述。

此外，慮及功能性塗層的功能，功能性塗層的厚度可較防水層120的厚度薄。

此處，功能性塗層的厚度可使用非破壞性測試或破壞性測試來量測。

圖5至圖23是示出本揭露的AR塗層的各種實施例的剖視圖。

在下文中，將參照圖5至圖23來闡述AR塗層的各種實施例。

圖5及圖6是示出藉由交替地堆疊氧化物系材料與氮化物系材料而形成AR塗層的剖視圖。

如圖5所示，透鏡的AR塗層220具有其中第一層201與第三層203交替地堆疊的結構，其中第一層201是低折射率層且由氧化物系材料形成，第三層203是高折射率層且由氮化物系材料形成。

參照圖6，透鏡的AR塗層221具有其中第二層202與第四層204交替地堆疊的結構，第二層202是高折射率層且由氧化物系材料形成，第四層204是低折射率層且由氮化物系材料形成。

圖7及圖8是示出藉由交替地堆疊氧化物系材料與氮化物系材料並將氮化物系材料設置於AR塗層的最上端來構造AR塗層的剖視圖。

參照圖7，藉由交替地堆疊第四層204與第二層202而構成了透鏡的AR塗層230，其中第四層204是低折射率層且由氮化物系材料形成，第二層202是高折射率層且由氧化物系材料形成。在最上端處，在第二層202上設置有第三層203，第三層203是由氮化物系材料形成的高折射率層。

參照圖8，藉由交替地堆疊第一層201與第三層203而構成了透鏡的AR塗層231，其中第一層201是低折射率層且由氧化物系材料形成，第三層203是高折射率層且由氮化物系材料形成。在最上端處，在第一層201上設置有第四層204，第四層204是由氮化物系材料形成的低折射率層。

圖9及圖10是示出藉由交替地堆疊氧化物系材料與氮化物系材料並在AR塗層的最上端處堆疊二或更多層氮化物系材料而構成的AR塗層的剖視圖。

參照圖9，透鏡的AR塗層240具有其中第一層201與第三層203交替地堆疊的結構，其中第一層201是低折射率層且由氧化物系材料形成，第三層203是高折射率層且由氮化物系材料形成。在AR塗層240的最上端處，第三層203與作為氮化物系低折射率層的第四層204交替地堆疊。

參照圖10，透鏡的AR塗層241具有其中第二層202與第四層204交替地堆疊的結構，其中第二層202是高折射率層且由氧化物系材料形成，第四層204是低折射率層且由氮化物系材料形成。第三層203與第四層204在AR塗層241的最上端處交替地堆疊至少一次。

根據圖9及圖10所示的結構，可進一步提高透鏡的硬度。

圖11及圖12是示出AR塗層具有設置於其中間部分中的由氮化物系材料形成的厚層的剖視圖。

參照圖11，透鏡的AR塗層250被配置成使得第一層201與第二層202自AR塗層250的下端交替地堆疊，且在AR塗層250的中間部分中，在第一層201(低折射率層)上設置有第三層203(高折射率層)，且在此種情形中，第三層203被設置成相較於第一層201及第二層202相對更厚。

參照圖12，透鏡的AR塗層251被配置成使得第一層201與第二層202自AR塗層251的下端交替地堆疊，且在AR塗層251的中間部分中，在第二層202(高折射率層)上設置有第四層204(低折射率層)。在此種情形中，第四層204相較於第一層201及第二層202相對更厚。

如此一來，當AR塗層的中間部分由厚的氮化物系材料形成時，所述第三層203或第四層204可用作基材以進一步提高透鏡的整體硬度。

圖13至圖16、圖19及圖20是示出AR塗層在其中間部分中具有由氮化物系材料形成的厚層並且在其最上端處設置有由氮化物系材料形成的層的剖視圖。

參照圖13，透鏡的AR塗層260被配置成使得第一層201與第二層202自AR塗層260的下端交替地堆疊，且在AR塗層260的中間部分中，在第一層201(低折射率層)上設置有第三層 203(高折射率層)。在此種情形中，第三層203相較於第一層201及第二層202相對更厚。

此外，在AR塗層260的最上端處，在第一層201上設置有第三層203，第三層203是由氮化物系材料形成的高折射率層。

參照圖14，透鏡的AR塗層261被配置成使得第一層201與第二層202自AR塗層261的下端交替地堆疊，且在AR塗層261的中間部分中，在第二層202(高折射率層)上設置有第四層204(低折射率層)。在此種情形中，第四層204被設置成相較於第一層201及第二層202相對更厚。

此外，在AR塗層261的最上端處，在第一層201上設置有第四層204，第四層204是由氮化物系材料形成的低折射率層。

參照圖15，透鏡的AR塗層270被配置成使得第一層201與第二層202自AR塗層270的下端交替地堆疊，且在AR塗層270的中間部分中，在第二層202(高折射率層)上設置有第四層204(低折射率層)。在此種情形中，第四層204被設置成相較於第一層201及第二層202相對更厚。

此外，在AR塗層270的最上端處，在第一層201上設置有第三層203，第三層203是由氮化物系材料形成的高折射率層。

參照圖16，透鏡的AR塗層271被配置成使得第一層201與第二層202自AR塗層271的下端交替地堆疊，且在AR塗層271的中間部分中，在第二層202(高折射率層)上設置有第四層204(低折射率層)。在此種情形中，第四層204被設置成相較於第一層201及第二層202相對更厚。

此外，在AR塗層271的最上端處，在第一層201上設置有第四層204，第四層204是由氮化物系材料形成的低折射率層。

圖19中的AR塗層290類似於圖17中所示的AR塗層，並且在AR塗層290的中間部分中具有設置於第二層202上的厚的第四層204。

圖20中的AR塗層291類似於圖18中所示的AR塗層，並且在AR塗層291的中間部分中具有設置於第一層201上的厚的第四層204。

圖17及圖18是示出AR塗層在其中間部分中具有由氮化物系材料形成的厚層且在其最上端處堆疊有由氮化物系材料形成的二或更多個層的剖視圖。

圖17所示的AR塗層280被配置成使得在圖13中所示的AR塗層的結構中，在所述AR塗層的最上端處，在第三層203上設置有第四層204，第四層204是低折射率層且由氮化物材料形成。

圖18中的AR塗層281被配置成使得在圖14中所示的AR塗層的結構中，在所述AR塗層的最上端處，在第四層204上設置有第三層203，第三層203是高折射率層且由氮化物材料形成。

圖21至圖23示出由氮化物系材料組成的AR塗層。

參照圖21，透鏡的AR塗層300具有其中第四層204與第三層203自AR塗層300的下端交替地堆疊的結構。

參照圖22，透鏡的AR塗層310具有以下結構：在圖21的結構中，在所述結構的中間部分中設置有較其他第三層203及第四層204厚的第三層203'。

參照圖23，透鏡的AR塗層320具有以下結構：在圖21的結構中，在所述結構的中間部分中設置有較其他第三層203及第四層204厚的第四層204'。

隨著透鏡100用途的多樣化，對適當地保護透鏡100免受外部環境影響的需求日益增加。在透鏡總是暴露於外部的情形中(如用於電性組件的車輛相機)，此種需求進一步增加。

如圖37所示，電性相機的透鏡總成可包括多個透鏡610、620、630、640、650、660及670、IR濾光器680、護罩玻璃690及印刷電路板(printed circuit board，PCB)700。

在此種情形中，根據本揭露的實例性實施例，包括AR塗層及防水層的透鏡結構可應用於設置於其最前方的透鏡610。

本揭露的一個態樣提供一種透鏡，所述透鏡能夠藉由增加硬度同時改善抗反射效果來防止由外部環境引起的污染及劃痕。

儘管以上已示出並闡述了具體的實例，然而在理解本揭露之後將顯而易見，在不背離申請專利範圍及其等效範圍的精神及範圍的條件下，可對該些實例作出形式及細節上的各種改變。本文中所述實例應僅被視為是示出性的，而非用於限制目的。對每一實例中的特徵或態樣的說明應被視為亦可應用於其他實例中的相似特徵或態樣。若所述技術以不同的次序實行，及/或若所述系統、架構、裝置或電路中的組件以不同的方式進行組合及/或被其他組件或其等效物替換或補充，則可達成適合的結果。因此，本揭露的範圍並非由詳細說明來界定，而是由申請專利範圍及其等效範圍來界定，且在申請專利範圍及其等效範圍的範圍內的所有變化皆應被解釋為包括於本揭露中。

101:透鏡

110:透鏡部分

120:防水層

210:抗反射(AR)塗層

Claims

一種透鏡，包括：透鏡部分；多層式抗反射（AR）塗層，包括低折射率層及高折射率層中的一者或兩者且設置於所述透鏡部分的一個表面上；以及防水層，包含防水劑且設置於所述多層式抗反射塗層的一個表面上，其中所述低折射率層及所述高折射率層中的一者或兩者由帶隙大於3.1電子伏特的氮化物系材料形成，所述低折射率層包括由SiO2形成的第一層和由氮化物系材料形成的第四層，所述高折射率層包括由TiO2形成的第二層和由氮化物系材料形成的第三層，且所述多層式抗反射（AR）塗層的最上部部分為所述第三層或所述第四層。
如請求項1所述的透鏡，其中所述第四層由TiN形成，且所述第三層由Si ₃N ₄或AIN形成。
如請求項2所述的透鏡，其中所述第四層的厚度為50奈米或小於50奈米。
如請求項1所述的透鏡，其中在所述多層式抗反射（AR）塗層的所述最上部部分下方，所述第一層與所述第二層交替地堆疊。
如請求項1所述的透鏡，其中在所述多層式抗反射（AR）塗層的所述最上部部分下方，所述第一層與所述第二層交替地堆疊且所述多層式抗反射（AR）塗層具有設置於其中間部分的由氮化物系材料形成的厚層。
如請求項5所述的透鏡，其中所述厚層被形成為較所述第一層及所述第二層厚。
如請求項1所述的透鏡，更包括：功能性塗層，包含紫外線改善添加劑且設置於所述多層式抗反射塗層與所述防水層之間。