[go: up one dir, main page]

CN102928958A - 光学单元、光学单元的制造方法及图像拾取装置 - Google Patents

光学单元、光学单元的制造方法及图像拾取装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102928958A
CN102928958A CN2012102867816A CN201210286781A CN102928958A CN 102928958 A CN102928958 A CN 102928958A CN 2012102867816 A CN2012102867816 A CN 2012102867816A CN 201210286781 A CN201210286781 A CN 201210286781A CN 102928958 A CN102928958 A CN 102928958A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
optical unit
aspheric surface
wafer
aspheric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102867816A
Other languages
English (en)
Inventor
二瓶泰英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN102928958A publication Critical patent/CN102928958A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/04Punching, slitting or perforating
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/004Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0085Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing wafer level optics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/208Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/022Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

一种光学单元包括从物侧朝像侧沿光路布置的多个透镜,所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的至少一个透镜,其中所述像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面,所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。

Description

光学单元、光学单元的制造方法及图像拾取装置
技术领域
本技术涉及采用晶片级透镜的光学单元、这种光学单元的制造方法、以及图像拾取装置。
背景技术
近年来,如蜂窝电话这样的移动电子装置在其内安装小而薄的图像拾取装置。
这种图像拾取装置包括图像拾取元件例如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器以及在该图像拾取元件上形成物像的透镜系统。
例如CCD或CMOS图像传感器这样的图像拾取元件的网格间距(cellpitch)在这种光学系统中显著下降,因而要求该光学系统具有高的成像性能,其中光学象差,尤其是轴向色差要比通常的光学系统更低。
为了满足成本需要,已知一种晶片级透镜形成技术,由此降低成本。
作为这种技术的一个代表性例子,已知在日本专利申请公报No.2010-266667(从下文起,称之为专利文献1)中公开的技术。
专利文献1说明了一种晶片级透镜阵列,包括多个二维布置的透镜和将这些透镜彼此连接的基板,它们由树指材料整体形成。
顺便提一下,近年来人们强烈需要安装到蜂窝电话、个人电脑(PC)等的图像拾取装置具有高分辨率并成本、尺寸和高度降低。
对于成本降低等而言,在晶片级生产透镜作为降低成本的方法之一是非常卓越的方法。但是,它仍是用于低像素密度领域的技术,且对于高像素密度领域还不是有效的技术。
透镜数量增加以保持在高像素密度方面的性能,由于部件数量增加,这导致遮光结构变复杂且尺寸增加的问题。这两个问题难以同时解决。
这些问题主要是由晶片内透镜的边缘和透镜的不平坦性所导致的。
在晶片级透镜中难以采用利用孔径光阑、遮光件等的措施,这是因为晶片内通常不平坦,如专利文献1所述。
作为利用孔径光阑、遮光件等的措施,在已有结构中利用以下方法:
(1)通过例如光刻或采用保护层(resist)而提供带有遮光功能的不平坦表面;以及
(2)并入独立的部件,例如遮光管。
作为上述方法(1),如日本专利申请早期公报No.2011-059678所公开,有一种为不平坦部分直接增加遮光功能的方法。
但是,在该方法中,存在一个缺陷,即在材料使用和处理上有限制,并且难以维持必需的精度。另外,在表面数量增多的高像素透镜中,耀斑(flare)和重影(ghost)成为非常大的问题。
对于上述方法(2),有一种如日本专利申请早期公报No.2011048303所公开的结构。但是,粘合晶片状的片的批处理不能确保要求定位精度的部件(例如孔径光阑)的定位精度。这是因为在透镜材料与遮光部件材料之间有膨胀率差异。
需要为每个透镜个别地定位这种部件,这是非常复杂且耗时的工作。
以低廉且简单的工艺和设计约束为目标的晶片级处理中部件和步骤的数量却增加,所述设计约束条件例如,由于设置分立的部件而对透镜间隔提出限制。因此,在减小高度、尺寸和成本上存在问题。
在具有如日本专利申请早期公报No.2010-103490中所示的透镜形状的晶片级摄像机中,直接在有曲率的透镜晶片表面上形成红外截止滤光器(IRCF)的缺点如下。
特别是,难以在不平坦的表面上形成IR截止滤光器的均匀膜,产生膜不均匀、针孔、特性失效等问题。
发明内容
因此,需要提供一种晶片级透镜和一种图像拾取装置,它们能够容易地以高精度实现孔径光阑或遮光结构。
根据本技术的第一实施例,提供一种光学单元,其包括:
从物侧朝像侧沿光路布置的多个透镜,所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的至少一个透镜,所述像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面,所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
根据本技术的第二实施例,提供一种制造光学单元的方法,该方法包括:
在多个晶片中的每个晶片上在晶片级形成多个透镜,所述多个透镜从物侧朝像侧沿光路布置;
将各自在晶片级形成在所述晶片上的所述多个透镜彼此粘合;以及
切割所粘合的晶片以形成多个光学单元,所述形成多个透镜包括:
将所述多个透镜中的至少一个透镜的像侧表面和物侧表面之一在晶片级形成为非球面,以及
将所述至少一个透镜的非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
根据本技术的第三实施例,提供一种图像拾取装置,其包括:
图像拾取元件;
构造成在所述图像拾取元件上形成物像的光学单元;以及
构造成对所述图像拾取元件的输出信号进行预设的信号处理的信号处理单元,所述光学单元包括:
从物侧朝像侧沿光路布置的多个透镜,所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的至少一个透镜,其中所述像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面,所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
根据本技术,可容易地以高精度实现孔径光阑或遮光结构。
在以下对附图所示的优选实施例的具体描述中,本技术的上述和其它目标、特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1是示出根据本技术一个实施例的光学单元的第一构造例的图;
图2是示出根据该实施例的光学单元的第二构造例的图;
图3是示出作为遮光表面或孔径光阑表面的表面在晶片级形成为非球面的例子的图,其中该非球面涂覆有遮光表面或孔径光阑;
图4是示出根据该实施例的光学单元的第三构造例的图;
图5A和5B是将图4所示的光学单元与作为比较例的由没有非球面的透镜形成的光学单元相比较的图;
图6是示出制造根据该实施例的光学单元的方法的整个概要的图;
图7A和7B是示出制造根据该实施例的光学单元的方法的主要部分的图;
图8是示出制造作为比较例的光学单元的过程的图;以及
图9是示出采用根据该实施例的光学单元的图像拾取装置的构造例的框图。
具体实施方式
以下将参照附图说明本技术的实施例。
将按以下顺序进行说明:
1.光学单元的第一构造例;
2.光学单元的第二构造例;
3.光学单元的第三构造例;
4.制造光学单元的方法;以及
5.图像拾取装置的构造例。
<1.光学单元的第一构造例>
图1是示出根据本实施例的光学单元的第一构造例的图。
根据本实施例的光学单元100包括从物侧OBJS朝像侧沿光路布置的多个(在本实施例中是四个)透镜。
在光学单元100内,多个透镜中的一个透镜的像侧表面或物侧表面(在本实施例中是像侧表面)是晶片级非球面。该非球面被处理使其用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面。
孔径光阑是非球面上的膜的形式。
具体地,在图1中,光学单元100包括从物侧OBJS朝像侧按顺序布置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、盖板玻璃150和像平面160。
该第一、第二、第三和第四透镜110、120、130和140由玻璃、紫外(UV)固化树脂、热固树脂、塑料等形成。
作为整体,光学单元100包括透镜表面,所述透镜表面包括第一表面L1S1、第二表面L1S2、第三表面L2S1、第四表面L2S2、第五表面L3S1、第六表面L3S2、第七表面L4S1和第八表面L4S2。
第一透镜110是在物侧上有凸表面并在像侧上有非球面的平-凸透镜。
换句话说,第一透镜110具有由凸的物侧表面形成的第一表面L1S1和由非球像侧表面形成的第二表面L1S2。
作为第一透镜110像侧表面的第二表面L1S2是在晶片级形成的非球面,并通过在该非球面上涂覆、光刻等被处理成具有孔径光阑170功能的孔径光阑表面。
以这种方式,在第一构造例的光学单元100中,第一透镜110的第二表面L1S2形成为通过在晶片级将孔径光阑170应用到非球面而形成的膜的形式。
该孔径光阑170的功能确定由F数(FNO)表示的透镜的亮度。
第二透镜120是在物侧上有凹表面并在像侧上有凸表面的凸-凹透镜。
换句话说,第二透镜120具有由凹的物侧表面形成的第三表面L2S 1和由凸的像侧表面形成的第四表面L2S2。
第三透镜130是在物侧上具有凹表面并在像上具有凸表面的凸-凹透镜。
换句话说,第三透镜130具有由凹的物侧表面形成的第五表面L3S 1和由凸的像侧表面形成的第六表面L3S2。
第四透镜140是在物侧上具有凹表面、并在像侧上具有凸的外表面部分和横向于且接近光轴OX的凹的内表面部分的透镜。
换句话说,第四透镜140具有由凹的物侧表面形成的第七表面L4S 1和由凹-凸的像侧表面形成的第八表面L4S2。
总结一下,对于具有单个焦点的光学单元100来说,像平面160是固态图像拾取元件(例如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器)的图像拾取或接收平面。
盖板玻璃150位于第八表面L4S2和像平面160之间。除了树脂或玻璃制成的盖板玻璃、红外截止滤光器和低通滤光器等以外,其他光学元件也可位于第八表面L4S2和像平面160之间。
在该实施例中,在图1中,左手侧是物侧(前),右手侧是像侧(后)。
来自物侧的入射光通量经过第一透镜110、孔径光阑170、第二透镜120、第三透镜130和第四透镜140,并在像平面160上形成像。
如上可看出,根据图1所示光学单元100,作为第一透镜110的像侧表面的第二表面L1S2是在晶片级形成的非球面,并通过在非球面上涂覆等被处理成具有孔径光阑170功能的孔径光阑表面。
这样,可容易地以高精度实现孔径光阑。还可减少部件数量以节省成本,因为孔径光阑被粘附到第一透镜。由于,与外部部件不同,孔径光阑部分的厚度增加,从而消除了引起重影和外围光强度下降的原因,所以光学性质得以提高。
根据该实施例,可提供明亮、高分辨率、尺寸小及对固定集距(FF)透镜来说理想的光学单元。
<2.光学单元的第二构造例>
图2是示出根据该实施例的光学单元的第二构造例的图。
图2所示光学单元100A与图1的所示光学单元100之间的不同点如下。
根据图2所示光学单元100A,第三表面L2S1A即第二透镜120A的物侧表面和第七表面L4S1A即第四透镜140A的物侧表面是在晶片级形成的非球面。
第二透镜120A的非球面(第三表面L2S1A)和第四透镜140A的非球面(第七表面L4S1A)通过涂覆等形成为具有遮光部分(遮光膜)180-1和180-2功能的遮光表面。
第一透镜110是在物侧上有凸表面并在像侧上有非球面的平-凸透镜。
换句话说,第一透镜110具有由凸的物侧表面形成的第一表面L1S1和由非球像侧表面形成的第二表面L1S2。
作为第一透镜110的像侧表面的第二表面L1S2是在晶片级形成的非球面,并通过在该非球面上涂覆、光刻等被处理成具有孔径光阑170功能的孔径光阑表面。
以这种方式,在第二构造例的光学单元100A中,第一透镜110的第二表面L1S2在晶片级形成为涂覆有孔径光阑170的非球面。
该孔径光阑170的功能确定由F数(FNO)表示的透镜的亮度。
第二透镜120A是在物侧上有非球面并在像侧上有凹表面的平-凹透镜。
换句话说,第二透镜120具有由非球物侧表面形成的第三表面L2S 1和由凹的像侧表面形成的第四表面L2S2。
作为第二透镜120A物侧表面的第三表面L2S1是在晶片级形成的非球面,并通过在该非球面上涂覆、光刻等被处理成具有遮光部分180-1功能的遮光表面。
第三透镜130A是在物侧上具有凹表面并在像上具有凸表面的凸-凹透镜。
换句话说,第三透镜130A具有由凹的物侧表面形成的第五表面L3S 1和由凸的像侧表面形成的第六表面L3S2。
第四透镜140A是在物侧上具有非球面,并在像侧上具有凸的外表面部分和横向于且接近光轴OX的凹的内表面部分的透镜。
换句话说,第四透镜140A具有由非球物侧表面形成的第七表面L4S 1和由凹-凸的像侧表面形成的第八表面L4S2。
作为第四透镜140A物侧表面的第七表面L4S1是在晶片级形成的非球面,并通过在该非球面上涂覆、光刻等被处理成具有遮光部分180-2功能的遮光表面。
图3是示出作为遮光表面或孔径光阑表面的表面在晶片级形成为非球面的例子的图,该非球面涂覆有遮光表面或孔径光阑。
在图3的例子中,若干第二透镜120A二维布置在晶片200内,将成为第三表面L2S 1A的第二透镜120A的表面形成为非球面。
然后,在该晶片200的非球面201上,通过涂覆、光该等形成具有遮光部分180(-1,-2)功能的遮光表面。
这里,说明了每个第二透镜120A的第三表面是非球面,且遮光部分形成在该非球面上的例子。这同样适用于每个第四透镜140A的第七表面L4S1A是非球面,且遮光部分形成在该非球面上的情况,以及每个第一透镜120的第二表面L1S2是非球面,且孔径光阑形成在该非球面上的情况。
在图2中,实线箭头A和虚线箭头B示出重影路线。
箭头A表示因成对的表面之间的反射而产生重影图像的重影路线,箭头B表示当来自摄影范围外的多余的入射光穿过透镜边缘时的重影图像。
非球面上的遮光部分180-1和180-2有效防止因上述两个原因而出现重影图像。
如上可看出,根据图2所示光学单元100A,作为第一透镜110像侧表面的第二表面L1S2是在晶片级形成的非球面,并通过在非球面上进行涂覆等被处理成具有孔径光阑170功能的孔径光阑表面。
另外,根据光学单元100A,第二透镜120A的非球面(第三表面L2S 1A)和第四透镜140A的非球面(第七表面L4S1A)通过涂覆等形成为具有遮光部分(遮光膜)180-1和180-2功能的遮光表面。
因此,可容易地以高精度实现孔径光阑和遮光结构。还可减少部件数量以节省成本,因为孔径光阑和遮光结构被粘附到第一、第二和第四透镜。由于,与外部部件不同,孔径光阑部分的厚度增加,从而消除了引起重影和外围光强度下降的原因,所以光学性质得以提高。
根据该实施例,可提供明亮、高分辨率、尺寸小及对固定焦距(FF)透镜来说最理想的光学单元。
<3.光学单元的第三构造例>
图4是示出根据该实施例的光学单元的第三构造例的图。
图4所示光学单元100B与图2的所示光学单元100A之间的不同点如下。
根据图4所示的光学单元100B,基本上具有与图2所示光学单元100A相同构造的第一透镜110、第二透镜120A、第三透镜130A、第四透镜140B和包括像平面160的光学拾取元件160B放置在透镜保持架300内。
换句话说,图4所示的光学单元100B被模块化。
在图4所示光学单元100B中,通过在最接近图像拾取元件的形成物像的像平面的第四透镜140A的第七表面L4S1A的非球面部分而不是遮光部分180-2上沉积而形成红外截止滤光器(IRCF)310。
根据光学单元100B,通过沉积容易形成IRCF具有很大的优点以实现高度和成本的降低。
图5A和5B是图4所示光学单元与作为比较例的由不具有非球面的透镜形成的光学单元相比较的图。
图5A示出作为比较例的光学单元,图5B示出图4所示光学单元。
与根据本实施例的光学单元100B不同,在作为比较例的光学单元100C中,所有透镜都是曲面透镜,其上形成孔径光阑和遮光部的表面不是非球面。
模块化的光学单元100C变得体积较大,如图5A所示,因其难以将IRCF膜直接沉积在任何曲面透镜上。
由于IRCF 320分别设置于透镜保持架300A,透镜保持架300A需要固位机构330。用于其它透镜的保持机构也是必需的。
在这种情况下,对于IRCF 320本身及其固位机构330来说附加的厚度是必需的,使得成本增加。
相反,如图4和5B所示,根据本实施例的光学单元100B有很大的优势实现高度和成本的降低,因为遮光非球面使得可将IRCF膜直接沉积到其上。
根据本实施例的光学单元100B有利地改善了在IRCF膜上或附近频繁出现的阴影的问题,因为入射光的入射角使得入射光的方向变得更接近于与透镜表面成平行关系。
<4.制造光学单元的方法>
图6和7是示出制造根据本实施例的光学单元的方法的图。
图6所示的图示出制造根据本实施例的光学单元的方法的整个概要。
图7A和7B所示的图示出制造根据本实施例的光学单元的方法的主要部分。
制造根据本实施例的光学单元100、100A和100B的方法基本上包括透镜形成步骤ST11、粘合步骤ST12和切割步骤ST13。
在图6所示例子中,示出透镜模块形成步骤ST14。在图6中,盖板玻璃150放置在透镜保持架300内,但也可形成类似于图4所示结构的透镜模块。
在透镜形成步骤ST11中,根据本实施例的多个不同组的若干透镜的每一组,例如,一组第一透镜110(A,B),一组第二透镜120(A,B),一组第三透镜130(A,B)和一组第四透镜140(A,B),被分开地在晶片级形成在相应一个晶片上。
具体地,若干第一透镜110的二维阵列形成在第一晶片210上,若干第二透镜120A的二维阵列形成在第二晶片220上。
类似地,若干第三透镜130A的二维阵列形成在第三晶片230上,若干第四透镜140A的二维阵列形成在第四晶片240上。
每组透镜110到140形成在直径例如是8英寸的晶片210、220、230和240(基板)中的一个上,使得这些透镜以5mm的间距二维布置。
透镜形成步骤ST11包括图7A所示的非球面形成步骤ST111以及图7B所示的功能表面形成步骤ST112。
在非球面形成步骤ST111中,多个透镜种的至少一个透镜的像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面。
在功能表面形成步骤ST112中,透镜的非球面形成为具有孔径光阑功能的孔径光阑表面,或具有如图2所示遮光功能的遮光表面。
具体地,在透镜形成步骤ST11的非球面形成步骤ST111中,将成为其中形成第一透镜110的第一晶片210像侧表面的表面L1S2形成为非球面。
在功能表面形成步骤ST112中,非球面L1S2涂覆有孔径光阑膜以用作孔径光阑表面。该涂层可通过用例如喷涂设备250(见图7B)喷涂而形成。
在透镜形成步骤ST11的非球面形成步骤ST111中,将成为其中形成第二透镜120A的第二晶片210物侧表面的表面L2S1A形成为非球面。
在功能表面形成步骤ST112中,非球面L2S1A涂覆有遮光部分(遮光膜)180-1以用作遮光表面。该涂层可通过用例如喷涂设备250(见图7B)喷涂而形成。
在透镜形成步骤ST11的非球面形成步骤ST111中,将成为其中形成第四透镜140A的第四晶片240物侧表面的表面L4S1A形成为非球面。
在功能表面形成步骤ST112中,非球面L4S1A涂覆有遮光部分(遮光膜)180-2以用作遮光表面。该涂层可通过用例如喷涂设备250(见图7B)喷涂而形成。
在功能表面形成步骤ST112中,非球面L4S1A由IRCF膜310涂层以用作遮光表面和IRCF表面两者。该涂层可通过用例如喷涂设备250(见图7B)喷涂而形成。
图8是示出制造作为比较例的光学单元的过程的图。
在该例中,出于说明目的,采用用于三个透镜的三个晶片。同样的说明适用于与该实施例一样采用四个透镜的情况或采用五个或更多透镜的情况。
根据比较例,透镜形成步骤ST11接下来是片粘贴步骤ST15。
在片粘贴步骤ST15中,必须将孔径光阑和间隔器粘贴到透镜晶片210C和220C。在这种情况下,为了满足精度要求,必须将遮光部件一个一个地放在晶片上的透镜上,这很麻烦。
如上可看出,根据本实施例的制造方法,一个或多个非球面被合并到晶片级透镜结构的设计并用作孔径光阑表面或遮光表面。
直接在透镜晶片上的处理,例如涂覆,被用于在非球面上形成孔径光阑表面或遮光表面,这可高精度地实现。
除此之外,可通过由气相沉积在遮光非球面上形成IRCF膜而减少IRCF和固位机构,这在降低模块的成本、高度和尺寸上是有利的。
本技术可应用于例如压印模塑法(imprint molding)或压印装置用以制造具有纳米级成形精度、微米级外形精度和纳米级高度精度的结构。
本技术还可应用于用于这些模塑法和模塑装置的模具以及用该模塑法和模塑装置制造光学元件阵列板的方法。
采用制造光学元件阵列板的方法,可制造电子元件模块。
电子元件模块包括收集入射光的多个透镜、或包括例如多个光学功能元件以使出射光直线传播或使进入光折射以在预定方向上传播的光学元件阵列板。
电子元件模块包括图像拾取元件,该图像拾取元件包括相应于每个透镜的多个光接收器,以在从物体光学成像的光电转换后获取图像。
电子元件模块相应于每个光学功能元件包括发射出射光的发光元件和/或接收进入光的光接收元件。
电子元件模块由批量切割包括多个模块化(统一的)晶片的电子元件晶片模块而制造。
由上述制造电子元件模块的方法制造的电子元件模块可用在以下电子装置中。
电子元件模块可用在数字摄像机,例如数字视频摄影机和数字照相机或监视摄像机的图像输入摄像机,它们被用作例如图像拾取单元中的图像输入器件。
电子元件模块可用于扫描仪、传真机、电视电话、具有内置摄像头的蜂窝电话以及个人数字助理(PDA)中,或者在信息记录/再现单元中拾取装置采用电子元件模块。
因此,具有如上所述功能的光学单元100、100A和100B可用作采用如CCD传感器或CMOS传感器这样的图像拾取元件的数字摄像机,更具体地,用作安装在小型电子装置如蜂窝电话中的摄像机镜头。
<5.图像拾取装置的构造例>
图9是示出采用根据本实施例的光学单元的图像拾取装置的构造例的框图。
图像拾取装置400包括采用光学单元100、100A或100B的光学系统410、以及其中可用CCD或CMOS图像传感器(固态图像拾取元件)的图像拾取器件420。
光学系统410通过将入射光引导到包括图像拾取器件420的像素区域的像平面而形成物像。
图像拾取装置400还包括用于驱动图像拾取器件420的驱动电路(DRV)430和用于处理图像拾取器件420的输出信号的信号处理电路(PRC)440。
驱动电路430包括产生各种定时信号的定时发生器(未示出),涉及用以驱动图像拾取器件420内电路的开始和时钟脉冲,以用预设的定时信号驱动图像拾取器件420。
信号处理电路440在图像拾取器件420的输出信号上进行预设的信号处理。
由信号处理电路440处理的图像信号被记录在记录介质,例如存储器上。存储在记录介质内的图像信息被打印机等以硬拷贝形式打印。由信号处理电路440处理的图像信号可在液晶显示器的监视器等上显示成视频信号。
如上可看出,通过将上述光学单元100、100A或100B作为光学系统410和图像拾取器件安装在图像拾取装置,如数字相机内,可实现摄像机具有高精度和低功耗。
本技术还可采用以下构造。
(1)一种光学单元,包括:
从物侧朝像侧沿光路布置的多个透镜,所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的至少一个透镜,所述像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面,所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
(2)在根据第(1)项所述的光学单元中,其中
所述至少一个透镜的像侧表面形成为所述非球面,以及
所述非球面形成为用作所述孔径光阑表面。
(3)在根据第(1)或(2)项所述的光学单元中,其中
所述多个透镜中的所述至少一个透镜的物侧表面形成为所述非球面,以及
所述非球面形成为用作所述遮光表面。
(4)在根据第(1)到(3)中任一项所述的光学单元中,其中
在所述多个透镜中的所述至少一个透镜的所述非球面上,形成红外截止滤光器,所述非球面形成为用作所述遮光表面。
(5)在根据第(4)项所述的光学单元中,其中
所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的透镜,其中一个形成为非球面,以及
所述透镜的所述非球面形成为用作具有遮光功能的所述遮光表面,以及
在所述非球面上,形成所述红外截止滤光器,所述透镜最接近于图像拾取元件的其上形成物像的像平面。
(6)一种制造光学单元的方法,包括:
在多个晶片中的每个晶片上在晶片级形成多个透镜,所述多个透镜从物侧朝像侧沿光路布置;
将各自在晶片级形成在所述晶片上的所述多个透镜彼此粘合;以及
切割所粘合的晶片以形成多个光学单元,所述形成多个透镜包括:
将所述多个透镜中的至少一个透镜的像侧表面和物侧表面之一在晶片级形成为非球面,以及
将所述至少一个透镜的非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
(7)根据第(6)项所述的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
将所述多个晶片中的一个晶片的要成为像侧表面的表面形成为所述非球面,所述至少一个透镜形成在所述一个晶片内,以及
将所述非球面形成为用作所述孔径光阑表面。
(8)根据第(6)或(7)项所述的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
将所述多个晶片中的一个晶片的要成为物侧表面的表面形成为所述非球面,所述多个透镜的所述至少一个透镜在晶片级形成在所述一个晶片内,以及
将所述非球面形成为用作所述遮光表面。
(9)根据第(6)到(8)中任一项所述的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
在所述多个透镜中的所述至少一个透镜上的所述非球面上形成红外截止滤光器,所述非球面形成为用作所述遮光表面。
(10)根据第(9)项所述的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
将所述多个晶片中的一个晶片的要成为物侧表面的表面和要成为像侧表面的表面形成为非球面,所述多个透镜中的透镜在晶片级形成在所述一个晶片内,所述透镜最接近于图像拾取元件的其上形成物像的像平面,
将所述非球面形成为用作具有遮光功能的所述遮光表面,以及
在所述非球面上形成所述红外截止滤光器。
(11)一种图像拾取装置,包括:
图像拾取元件;
构造成在所述图像拾取元件上形成物像的光学单元;以及
构造成对所述图像拾取元件的输出信号进行预设的信号处理的信号处理单元,所述光学单元包括:
从物侧朝像侧沿光路布置的多个透镜,所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的至少一个透镜,所述像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面,所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
本申请包含与2011年8月12日在日本特许厅提交的日本在先专利申请JP2011-177137中公开的内容相关的主题,其全部内容通过引用合并于此。
本领域技术人员应理解只要在所附权利要求或其等效物的范围内,可根据设计需要和其它因素而做出各种变型、组合、子组合和替换。

Claims (11)

1.一种光学单元,包括:
从物侧朝像侧沿光路布置的多个透镜,所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的至少一个透镜,所述像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面,所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
2.根据权利要求1所述的光学单元,其中
所述至少一个透镜的像侧表面形成为所述非球面,以及
所述非球面形成为用作所述孔径光阑表面。
3.根据权利要求1所述的光学单元,其中
所述多个透镜中的所述至少一个透镜的物侧表面形成为所述非球面,及
所述非球面形成为用作所述遮光表面。
4.根据权利要求1所述的光学单元,其中
在所述多个透镜的所述至少一个透镜的所述非球面上,形成红外截止滤光器,所述非球面形成为用作所述遮光表面。
5.根据权利要求4所述的光学单元,其中
所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的透镜,所述像侧表面和物侧表面中的一个形成为非球面,
所述透镜的所述非球面形成为用作具有遮光功能的所述遮光表面,以及
在所述非球面上,形成所述红外截止滤光器,所述透镜最接近于图像拾取元件的其上形成物像的像平面。
6.一种制造光学单元的方法,包括:
在多个晶片中的每个晶片上在晶片级形成多个透镜,所述多个透镜从物侧朝像侧沿光路布置;
将各自在晶片级形成在所述晶片上的所述多个透镜彼此粘合;以及
切割所粘合的晶片以形成多个光学单元,所述形成多个透镜包括:
将所述多个透镜中的至少一个透镜的像侧表面和物侧表面之一在晶片级形成为非球面,以及
将所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
7.根据权利要求6所述的制造光学单元的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
将所述多个晶片中的一个晶片的要成为像侧表面的表面形成为所述非球面,所述至少一个透镜形成在所述晶片内,以及
将所述非球面形成为用作所述孔径光阑表面。
8.根据权利要求6所述的制造光学单元的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
将所述多个晶片中的一个晶片的要成为物侧表面的表面形成为所述非球面,所述多个透镜中的所述至少一个透镜在晶片级形成在所述晶片内,以及
将所述非球面形成为用作所述遮光表面。
9.根据权利要求6所述的制造光学单元的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
在所述多个透镜中的所述至少一个透镜上形成红外截止滤光器,所述非球面形成为用作所述遮光表面。
10.根据权利要求9所述的方法,其中
所述形成多个透镜还包括:
将所述多个晶片中一个晶片的要成为物侧表面的表面和要成为像侧表面的表面形成为所述非球面,所述多个透镜中的一透镜在晶片级形成在所述晶片内,所述透镜最接近于图像拾取元件的其上形成物像的像平面,
将所述非球面形成为用作具有遮光功能的所述遮光表面,以及
在所述非球面上形成所述红外截止滤光器。
11.一种图像拾取装置,包括:
图像拾取元件;
构造成在所述图像拾取元件上形成物像的光学单元;以及
构造成对所述图像拾取元件的输出信号进行预设的信号处理的信号处理单元,所述光学单元包括
从物侧朝像侧沿光路布置的多个透镜,所述多个透镜包括具有像侧表面和物侧表面的至少一个透镜,其中所述像侧表面和物侧表面中的一个在晶片级形成为非球面,所述至少一个透镜的所述非球面形成为用作具有孔径光阑功能的孔径光阑表面和具有遮光功能的遮光表面中的一个。
CN2012102867816A 2011-08-12 2012-08-13 光学单元、光学单元的制造方法及图像拾取装置 Pending CN102928958A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-177137 2011-08-12
JP2011177137A JP5794032B2 (ja) 2011-08-12 2011-08-12 光学ユニット、光学ユニットの製造方法、および撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102928958A true CN102928958A (zh) 2013-02-13

Family

ID=47643795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102867816A Pending CN102928958A (zh) 2011-08-12 2012-08-13 光学单元、光学单元的制造方法及图像拾取装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8837057B2 (zh)
JP (1) JP5794032B2 (zh)
CN (1) CN102928958A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107850755A (zh) * 2015-05-14 2018-03-27 大阪燃气化学有限公司 摄影透镜系统
CN109387919A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
CN113917657A (zh) * 2021-09-27 2022-01-11 浙江舜宇光学有限公司 摄像镜头

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101660218B1 (ko) * 2014-10-28 2016-09-27 주식회사 코렌 촬영 렌즈 광학계
US9897779B2 (en) 2015-09-30 2018-02-20 Apple Inc. Camera lens system with three lens components
TWI600321B (zh) 2016-12-13 2017-09-21 財團法人工業技術研究院 複合陣列相機鏡頭模組
CN108572432B (zh) 2018-05-03 2023-06-06 浙江舜宇光学有限公司 光学成像系统
JP7237956B2 (ja) * 2018-06-08 2023-03-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
CN113126259B (zh) * 2021-04-27 2022-09-20 广东旭业光电科技股份有限公司 一种光学扫描镜头及扫描设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1740839A (zh) * 2004-08-26 2006-03-01 索尼株式会社 成像透镜与成像设备
CN101354447A (zh) * 2007-07-25 2009-01-28 阿尔卑斯电气株式会社 光学元件
CN101373257A (zh) * 2007-08-22 2009-02-25 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 成像镜头
CN201583719U (zh) * 2009-09-29 2010-09-15 舜宇光学(中山)有限公司 500万像素手机摄像头光学镜头组件
CN201662645U (zh) * 2010-02-11 2010-12-01 一品光学工业股份有限公司 单镜片光学取像镜头及其阵列
WO2011019067A1 (ja) * 2009-08-13 2011-02-17 富士フイルム株式会社 ウェハレベルレンズ、ウェハレベルレンズの製造方法、及び撮像ユニット
US20110063428A1 (en) * 2009-09-16 2011-03-17 Medigus Ltd. Small diameter video camera heads and visualization probes and medical devices containing them
CN102053325A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 镜头模组

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01176807U (zh) * 1988-05-31 1989-12-18
US8368786B2 (en) * 2008-03-21 2013-02-05 Konica Minolta Opto, Inc. Image pickup lens including at least one lens block wherein a lens portion or lens portions are formed on a lens substrate, image pickup device, digital apparatus and manufacturing method of image pickup lens
JP4819152B2 (ja) 2008-09-25 2011-11-24 シャープ株式会社 光学素子ウエハ、光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器
JP2010266667A (ja) 2009-05-14 2010-11-25 Fujifilm Corp ウェハレベルレンズアレイ及びその製造方法
JP5544246B2 (ja) 2009-08-13 2014-07-09 富士フイルム株式会社 ウェハレベルレンズ及び撮像ユニット
JP2011048303A (ja) 2009-08-28 2011-03-10 Sharp Corp 光学素子モジュールおよびその製造方法、電子素子モジュールおよびその製造方法、電子情報機器
US20120243111A1 (en) * 2009-08-31 2012-09-27 Yasushi Iijima Wafer Lens Manufacturing Method
US8351219B2 (en) * 2009-09-03 2013-01-08 Visera Technologies Company Limited Electronic assembly for an image sensing device
US8837060B2 (en) * 2011-02-25 2014-09-16 Visera Technologies Company Limited Image capture lens module and wafer level packaged image capture devices

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1740839A (zh) * 2004-08-26 2006-03-01 索尼株式会社 成像透镜与成像设备
CN101354447A (zh) * 2007-07-25 2009-01-28 阿尔卑斯电气株式会社 光学元件
CN101373257A (zh) * 2007-08-22 2009-02-25 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 成像镜头
WO2011019067A1 (ja) * 2009-08-13 2011-02-17 富士フイルム株式会社 ウェハレベルレンズ、ウェハレベルレンズの製造方法、及び撮像ユニット
US20110063428A1 (en) * 2009-09-16 2011-03-17 Medigus Ltd. Small diameter video camera heads and visualization probes and medical devices containing them
CN201583719U (zh) * 2009-09-29 2010-09-15 舜宇光学(中山)有限公司 500万像素手机摄像头光学镜头组件
CN102053325A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 镜头模组
CN201662645U (zh) * 2010-02-11 2010-12-01 一品光学工业股份有限公司 单镜片光学取像镜头及其阵列

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107850755A (zh) * 2015-05-14 2018-03-27 大阪燃气化学有限公司 摄影透镜系统
CN109387919A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
CN109387919B (zh) * 2017-08-08 2021-10-08 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
CN113917657A (zh) * 2021-09-27 2022-01-11 浙江舜宇光学有限公司 摄像镜头
CN113917657B (zh) * 2021-09-27 2025-04-11 浙江舜宇光学有限公司 摄像镜头

Also Published As

Publication number Publication date
JP5794032B2 (ja) 2015-10-14
JP2013041061A (ja) 2013-02-28
US8837057B2 (en) 2014-09-16
US20130038775A1 (en) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102928958A (zh) 光学单元、光学单元的制造方法及图像拾取装置
US7639435B2 (en) Optical module with adhesively mounted filter
KR101504034B1 (ko) 렌즈 모듈
US8654242B2 (en) Single-focus optical system, image pickup device, and digital apparatus
US8077404B2 (en) Optical unit
US20080284897A1 (en) Camera module
US10359615B2 (en) Camera module
KR20100070604A (ko) 카메라 모듈 및 이의 제조방법
CN102681045A (zh) 光学元件、光学元件模块、电子元件模块和电子信息装置
US9170402B2 (en) Optical unit
JP2018097150A (ja) 撮像レンズ、レンズユニット、及び撮像装置
JP2009251366A (ja) 撮像レンズの製造方法、撮像レンズ及び撮像装置
US20090122180A1 (en) Imaging system with relaxed assembly tolerances and associated methods
US8289634B2 (en) Image capture lens modules
US8190013B2 (en) Optical system
JP2004260357A (ja) カメラモジュール
KR101866590B1 (ko) 광학 유닛
KR20120109515A (ko) 광학 유닛 및 촬상 장치
JP2004260356A (ja) カメラモジュール
JP2011081102A (ja) 光学ユニットおよび撮像装置
KR102385410B1 (ko) 카메라 모듈
KR102743374B1 (ko) 광학 이미징 렌즈
CN114859527B (zh) 一种超广角光学系统
WO2009110311A1 (ja) 撮像レンズ、撮像装置及び撮像レンズの製造方法
WO2015087704A1 (ja) 撮像装置および撮像装置の製造方法、並びに電子機器および電子機器の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130213

RJ01 Rejection of invention patent application after publication