專利名稱：光學(xué)單元、光學(xué)單元的制造方法及圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)涉及采用晶片級透鏡的光學(xué)單元、這種光學(xué)單元的制造方法、以及圖像拾取裝置。
背景技術(shù)：
近年來，如蜂窩電話這樣的移動電子裝置在其內(nèi)安裝小而薄的圖像拾取裝置。這種圖像拾取裝置包括圖像拾取元件例如電荷耦合器件(CXD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器以及在該圖像拾取元件上形成物像的透鏡系統(tǒng)。例如(XD或CMOS圖像傳感器這樣的圖像拾取元件的網(wǎng)格間距(cell pitch)在這種光學(xué)系統(tǒng)中顯著下降，因而要求該光學(xué)系統(tǒng)具有高的成像性能，其中光學(xué)象差，尤其是軸向色差要比通常的光學(xué)系統(tǒng)更低。為了滿足成本需要，已知一種晶片級透鏡形成技術(shù)，由此降低成本。作為這種技術(shù)的一個代表性例子，已知在日本專利申請公報No. 2010-266667 (從下文起，稱之為專利文獻I)中公開的技術(shù)。專利文獻I說明了一種晶片級透鏡陣列，包括多個二維布置的透鏡和將這些透鏡彼此連接的基板，它們由樹指材料整體形成。順便提一下，近年來人們強烈需要安裝到蜂窩電話、個人電腦(PC)等的圖像拾取裝置具有高分辨率并成本、尺寸和高度降低。對于成本降低等而言，在晶片級生產(chǎn)透鏡作為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領(lǐng)域的技術(shù)，且對于高像素密度領(lǐng)域還不是有效的技術(shù)。透鏡數(shù)量增加以保持在高像素密度方面的性能，由于部件數(shù)量增加，這導(dǎo)致遮光結(jié)構(gòu)變復(fù)雜且尺寸增加的問題。這兩個問題難以同時解決。這些問題主要是由晶片內(nèi)透鏡的邊緣和透鏡的不平坦性所導(dǎo)致的。在晶片級透鏡中難以采用利用孔徑光闌、遮光件等的措施，這是因為晶片內(nèi)通常不平坦，如專利文獻I所述。作為利用孔徑光闌、遮光件等的措施，在已有結(jié)構(gòu)中利用以下方法(I)通過例如光刻或采用保護層(resist)而提供帶有遮光功能的不平坦表面；以及(2)并入獨立的部件，例如遮光管。作為上述方法(1)，如日本專利申請早期公報No. 2011-059678所公開，有一種為不平坦部分直接增加遮光功能的方法。但是，在該方法中，存在一個缺陷，即在材料使用和處理上有限制，并且難以維持必需的精度。另外，在表面數(shù)量增多的高像素透鏡中，耀斑(flare)和重影(ghost)成為非常大的問題。對于上述方法(2)，有一種如日本專利申請早期公報No. 2011048303所公開的結(jié)構(gòu)。但是，粘合晶片狀的片的批處理不能確保要求定位精度的部件(例如孔徑光闌)的定位精度。這是因為在透鏡材料與遮光部件材料之間有膨脹率差異。需要為每個透鏡個別地定位這種部件，這是非常復(fù)雜且耗時的工作。以低廉且簡單的工藝和設(shè)計約束為目標的晶片級處理中部件和步驟的數(shù)量卻增加，所述設(shè)計約束條件例如，由于設(shè)置分立的部件而對透鏡間隔提出限制。因此，在減小高度、尺寸和成本上存在問題。在具有如日本專利申請早期公報No. 2010-103490中所示的透鏡形狀的晶片級攝像機中，直接在有曲率的透鏡晶片表面上形成紅外截止濾光器(IRCF)的缺點如下。特別是，難以在不平坦的表面上形成IR截止濾光器的均勻膜，產(chǎn)生膜不均勻、針孔、特性失效等問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要提供一種晶片級透鏡和一種圖像拾取裝置，它們能夠容易地以高精度實現(xiàn)孔徑光闌或遮光結(jié)構(gòu)。根據(jù)本技術(shù)的第一實施例，提供一種光學(xué)單兀，其包括從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置的多個透鏡，所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的至少一個透鏡，所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面，所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。根據(jù)本技術(shù)的第二實施例，提供一種制造光學(xué)單元的方法，該方法包括在多個晶片中的每個晶片上在晶片級形成多個透鏡，所述多個透鏡從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置；將各自在晶片級形成在所述晶片上的所述多個透鏡彼此粘合；以及切割所粘合的晶片以形成多個光學(xué)單元，所述形成多個透鏡包括將所述多個透鏡中的至少一個透鏡的像側(cè)表面和物側(cè)表面之一在晶片級形成為非球面，以及將所述至少一個透鏡的非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。根據(jù)本技術(shù)的第三實施例，提供一種圖像拾取裝置，其包括圖像拾取元件；構(gòu)造成在所述圖像拾取元件上形成物像的光學(xué)單元；以及構(gòu)造成對所述圖像拾取元件的輸出信號進行預(yù)設(shè)的信號處理的信號處理單元，所述光學(xué)單元包括從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置的多個透鏡，所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的至少一個透鏡，其中所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面，所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。根據(jù)本技術(shù)，可容易地以高精度實現(xiàn)孔徑光闌或遮光結(jié)構(gòu)。在以下對附圖所示的優(yōu)選實施例的具體描述中，本技術(shù)的上述和其它目標、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。


圖I是示出根據(jù)本技術(shù)一個實施例的光學(xué)單元的第一構(gòu)造例的圖；圖2是示出根據(jù)該實施例的光學(xué)單元的第二構(gòu)造例的圖；圖3是示出作為遮光表面或孔徑光闌表面的表面在晶片級形成為非球面的例子的圖，其中該非球面涂覆有遮光表面或孔徑光闌；圖4是示出根據(jù)該實施例的光學(xué)單元的第三構(gòu)造例的圖；圖5A和5B是將圖4所示的光學(xué)單元與作為比較例的由沒有非球面的透鏡形成的光學(xué)單元相比較的圖；圖6是示出制造根據(jù)該實施例的光學(xué)單元的方法的整個概要的圖；圖7A和7B是示出制造根據(jù)該實施例的光學(xué)單元的方法的主要部分的圖；圖8是示出制造作為比較例的光學(xué)單元的過程的圖；以及圖9是示出采用根據(jù)該實施例的光學(xué)單元的圖像拾取裝置的構(gòu)造例的框圖。
具體實施例方式以下將參照

本技術(shù)的實施例。將按以下順序進行說明I.光學(xué)單元的第一構(gòu)造例；2.光學(xué)單元的第二構(gòu)造例；3.光學(xué)單元的第三構(gòu)造例；4.制造光學(xué)單元的方法；以及5.圖像拾取裝置的構(gòu)造例。〈I.光學(xué)單元的第一構(gòu)造例>圖I是示出根據(jù)本實施例的光學(xué)單元的第一構(gòu)造例的圖。根據(jù)本實施例的光學(xué)單元100包括從物側(cè)OBJS朝像側(cè)沿光路布置的多個(在本實施例中是四個)透鏡。在光學(xué)單元100內(nèi)，多個透鏡中的一個透鏡的像側(cè)表面或物側(cè)表面(在本實施例中是像側(cè)表面)是晶片級非球面。該非球面被處理使其用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面?？讖焦怅@是非球面上的膜的形式。具體地，在圖I中，光學(xué)單元100包括從物側(cè)OBJS朝像側(cè)按順序布置的第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、蓋板玻璃150和像平面160。該第一、第二、第三和第四透鏡110、120、130和140由玻璃、紫外(UV)固化樹脂、熱固樹脂、塑料等形成。作為整體，光學(xué)單兀100包括透鏡表面,所述透鏡表面包括第一表面LlSl、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。第一透鏡110是在物側(cè)上有凸表面并在像側(cè)上有非球面的平-凸透鏡。
換句話說，第一透鏡110具有由凸的物側(cè)表面形成的第一表面LlSl和由非球像側(cè)表面形成的第二表面L1S2。作為第一透鏡110像側(cè)表面的第二表面L1S2是在晶片級形成的非球面，并通過在該非球面上涂覆、光刻等被處理成具有孔徑光闌170功能的孔徑光闌表面。以這種方式，在第一構(gòu)造例的光學(xué)單元100中，第一透鏡110的第二表面L1S2形成為通過在晶片級將孔徑光闌170應(yīng)用到非球面而形成的膜的形式。該孔徑光闌170的功能確定由F數(shù)(FNO)表示的透鏡的亮度。第二透鏡120是在物側(cè)上有凹表面并在像側(cè)上有凸表面的凸-凹透鏡。換句話說，第二透鏡120具有由凹的物側(cè)表面形成的第三表面L2S I和由凸的像側(cè)表面形成的第四表面L2S2。第三透鏡130是在物側(cè)上具有凹表面并在像上具有凸表面的凸-凹透鏡。 換句話說，第三透鏡130具有由凹的物側(cè)表面形成的第五表面L3S I和由凸的像側(cè)表面形成的第六表面L3S2。第四透鏡140是在物側(cè)上具有凹表面、并在像側(cè)上具有凸的外表面部分和橫向于且接近光軸OX的凹的內(nèi)表面部分的透鏡。換句話說，第四透鏡140具有由凹的物側(cè)表面形成的第七表面L4S I和由凹-凸的像側(cè)表面形成的第八表面L4S2?？偨Y(jié)一下，對于具有單個焦點的光學(xué)單元100來說，像平面160是固態(tài)圖像拾取元件(例如電荷耦合器件(CCD)傳感器或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器)的圖像拾取或接收平面。蓋板玻璃150位于第八表面L4S2和像平面160之間。除了樹脂或玻璃制成的蓋板玻璃、紅外截止濾光器和低通濾光器等以外，其他光學(xué)元件也可位于第八表面L4S2和像平面160之間。在該實施例中，在圖I中，左手側(cè)是物側(cè)(前)，右手側(cè)是像側(cè)(后)。來自物側(cè)的入射光通量經(jīng)過第一透鏡110、孔徑光闌170、第二透鏡120、第三透鏡130和第四透鏡140，并在像平面160上形成像。如上可看出，根據(jù)圖I所示光學(xué)單元100，作為第一透鏡110的像側(cè)表面的第二表面L1S2是在晶片級形成的非球面，并通過在非球面上涂覆等被處理成具有孔徑光闌170功能的孔徑光闌表面。這樣，可容易地以高精度實現(xiàn)孔徑光闌。還可減少部件數(shù)量以節(jié)省成本，因為孔徑光闌被粘附到第一透鏡。由于，與外部部件不同，孔徑光闌部分的厚度增加，從而消除了引起重影和外圍光強度下降的原因，所以光學(xué)性質(zhì)得以提高。根據(jù)該實施例，可提供明亮、高分辨率、尺寸小及對固定集距(FF)透鏡來說理想的光學(xué)單元?！?.光學(xué)單元的第二構(gòu)造例〉圖2是示出根據(jù)該實施例的光學(xué)單元的第二構(gòu)造例的圖。圖2所示光學(xué)單元100A與圖I的所示光學(xué)單元100之間的不同點如下。根據(jù)圖2所示光學(xué)單元100A，第三表面L2S1A即第二透鏡120A的物側(cè)表面和第七表面L4S1A即第四透鏡140A的物側(cè)表面是在晶片級形成的非球面。
第二透鏡120A的非球面(第三表面L2S1A)和第四透鏡140A的非球面(第七表面L4S1A)通過涂覆等形成為具有遮光部分(遮光膜)180-1和180-2功能的遮光表面。第一透鏡110是在物側(cè)上有凸表面并在像側(cè)上有非球面的平-凸透鏡。換句話說，第一透鏡110具有由凸的物側(cè)表面形成的第一表面LlSl和由非球像側(cè)表面形成的第二表面L1S2。作為第一透鏡110的像側(cè)表面的第二表面L1S2是在晶片級形成的非球面，并通過在該非球面上涂覆、光刻等被處理成具有孔徑光闌170功能的孔徑光闌表面。以這種方式，在第二構(gòu)造例的光學(xué)單元100A中，第一透鏡110的第二表面L1S2在晶片級形成為涂覆有孔徑光闌170的非球面。該孔徑光闌170的功能確定由F數(shù)(FNO)表示的透鏡的亮度。第二透鏡120A是在物側(cè)上有非球面并在像側(cè)上有凹表面的平-凹透鏡。換句話說，第二透鏡120具有由非球物側(cè)表面形成的第三表面L2S I和由凹的像側(cè)表面形成的第四表面L2S2。作為第二透鏡120A物側(cè)表面的第三表面L2S1是在晶片級形成的非球面，并通過在該非球面上涂覆、光刻等被處理成具有遮光部分180-1功能的遮光表面。第三透鏡130A是在物側(cè)上具有凹表面并在像上具有凸表面的凸-凹透鏡。換句話說，第三透鏡130A具有由凹的物側(cè)表面形成的第五表面L3S I和由凸的像側(cè)表面形成的第六表面L3S2。第四透鏡140A是在物側(cè)上具有非球面，并在像側(cè)上具有凸的外表面部分和橫向于且接近光軸OX的凹的內(nèi)表面部分的透鏡。換句話說，第四透鏡140A具有由非球物側(cè)表面形成的第七表面L4S I和由凹-凸的像側(cè)表面形成的第八表面L4S2。作為第四透鏡140A物側(cè)表面的第七表面L4S1是在晶片級形成的非球面，并通過在該非球面上涂覆、光刻等被處理成具有遮光部分180-2功能的遮光表面。圖3是示出作為遮光表面或孔徑光闌表面的表面在晶片級形成為非球面的例子的圖，該非球面涂覆有遮光表面或孔徑光闌。在圖3的例子中，若干第二透鏡120A 二維布置在晶片200內(nèi)，將成為第三表面L2SIA的第二透鏡120A的表面形成為非球面。然后，在該晶片200的非球面201上，通過涂覆、光該等形成具有遮光部分180(-1,-2)功能的遮光表面。這里，說明了每個第二透鏡120A的第三表面是非球面，且遮光部分形成在該非球面上的例子。這同樣適用于每個第四透鏡140A的第七表面L4S1A是非球面，且遮光部分形成在該非球面上的情況，以及每個第一透鏡120的第二表面L1S2是非球面，且孔徑光闌形成在該非球面上的情況。在圖2中，實線箭頭A和虛線箭頭B示出重影路線。箭頭A表示因成對的表面之間的反射而產(chǎn)生重影圖像的重影路線，箭頭B表示當(dāng)來自攝影范圍外的多余的入射光穿過透鏡邊緣時的重影圖像。非球面上的遮光部分180-1和180-2有效防止因上述兩個原因而出現(xiàn)重影圖像。如上可看出，根據(jù)圖2所示光學(xué)單元100A，作為第一透鏡110像側(cè)表面的第二表面L1S2是在晶片級形成的非球面，并通過在非球面上進行涂覆等被處理成具有孔徑光闌170功能的孔徑光闌表面。另外，根據(jù)光學(xué)單元100A，第二透鏡120A的非球面(第三表面L2S 1A)和第四透鏡140A的非球面(第七表面L4S1A)通過涂覆等形成為具有遮光部分(遮光膜)180-1和180-2功能的遮光表面。因此，可容易地以高精度實現(xiàn)孔徑光闌和遮光結(jié)構(gòu)。還可減少部件數(shù)量以節(jié)省成本，因為孔徑光闌和遮光結(jié)構(gòu)被粘附到第一、第二和第四透鏡。由于，與外部部件不同，孔徑光闌部分的厚度增加，從而消除了引起重影和外圍光強度下降的原因，所以光學(xué)性質(zhì)得以提聞。根據(jù)該實施例，可提供明亮、高分辨率、尺寸小及對固定焦距(FF)透鏡來說最理想的光學(xué)單元。〈3.光學(xué)單元的第三構(gòu)造例〉圖4是示出根據(jù)該實施例的光學(xué)單元的第三構(gòu)造例的圖。圖4所示光學(xué)單元100B與圖2的所示光學(xué)單元100A之間的不同點如下。根據(jù)圖4所示的光學(xué)單元100B，基本上具有與圖2所示光學(xué)單元100A相同構(gòu)造的第一透鏡110、第二透鏡120A、第三透鏡130A、第四透鏡140B和包括像平面160的光學(xué)拾取元件160B放置在透鏡保持架300內(nèi)。換句話說，圖4所示的光學(xué)單元100B被模塊化。在圖4所示光學(xué)單元100B中，通過在最接近圖像拾取元件的形成物像的像平面的第四透鏡140A的第七表面L4S1A的非球面部分而不是遮光部分180-2上沉積而形成紅外截止濾光器(IRCF) 310。根據(jù)光學(xué)單元100B，通過沉積容易形成IRCF具有很大的優(yōu)點以實現(xiàn)高度和成本的降低。圖5A和5B是圖4所示光學(xué)單元與作為比較例的由不具有非球面的透鏡形成的光學(xué)單元相比較的圖。圖5A示出作為比較例的光學(xué)單元，圖5B示出圖4所示光學(xué)單元。與根據(jù)本實施例的光學(xué)單元100B不同，在作為比較例的光學(xué)單元100C中，所有透鏡都是曲面透鏡，其上形成孔徑光闌和遮光部的表面不是非球面。模塊化的光學(xué)單元100C變得體積較大，如圖5A所示，因其難以將IRCF膜直接沉積在任何曲面透鏡上。由于IRCF 320分別設(shè)置于透鏡保持架300A，透鏡保持架300A需要固位機構(gòu)330。用于其它透鏡的保持機構(gòu)也是必需的。在這種情況下，對于IRCF 320本身及其固位機構(gòu)330來說附加的厚度是必需的，使得成本增加。相反，如圖4和5B所示，根據(jù)本實施例的光學(xué)單元100B有很大的優(yōu)勢實現(xiàn)高度和成本的降低，因為遮光非球面使得可將IRCF膜直接沉積到其上。根據(jù)本實施例的光學(xué)單元100B有利地改善了在IRCF膜上或附近頻繁出現(xiàn)的陰影的問題，因為入射光的入射角使得入射光的方向變得更接近于與透鏡表面成平行關(guān)系。<4.制造光學(xué)單元的方法〉
圖6和7是示出制造根據(jù)本實施例的光學(xué)單元的方法的圖。圖6所示的圖示出制造根據(jù)本實施例的光學(xué)單元的方法的整個概要。圖7A和7B所示的圖示出制造根據(jù)本實施例的光學(xué)單元的方法的主要部分。制造根據(jù)本實施例的光學(xué)單元100、100A和100B的方法基本上包括透鏡形成步驟ST11、粘合步驟ST12和切割步驟ST13。在圖6所示例子中，示出透鏡模塊形成步驟ST14。在圖6中，蓋板玻璃150放置在透鏡保持架300內(nèi)，但也可形成類似于圖4所示結(jié)構(gòu)的透鏡模塊。在透鏡形成步驟STll中，根據(jù)本實施例的多個不同組的若干透鏡的每一組，例如，一組第一透鏡110 (A, B), 一組第二透鏡120 CA, B), 一組第三透鏡130 CA, B)和一組第四透鏡140 (A，B)，被分開地在晶片級形成在相應(yīng)一個晶片上。具體地，若干第一透鏡110的二維陣列形成在第一晶片210上，若干第二透鏡120A的二維陣列形成在第二晶片220上。類似地，若干第三透鏡130A的二維陣列形成在第三晶片230上，若干第四透鏡140A的二維陣列形成在第四晶片240上。每組透鏡110到140形成在直徑例如是8英寸的晶片210、220、230和240 (基板)中的一個上，使得這些透鏡以5mm的間距二維布置。透鏡形成步驟STll包括圖7A所示的非球面形成步驟STlll以及圖7B所示的功能表面形成步驟STl 12。在非球面形成步驟STlll中，多個透鏡種的至少一個透鏡的像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面。在功能表面形成步驟ST112中，透鏡的非球面形成為具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面，或具有如圖2所示遮光功能的遮光表面。具體地，在透鏡形成步驟STll的非球面形成步驟STlll中，將成為其中形成第一透鏡110的第一晶片210像側(cè)表面的表面L1S2形成為非球面。在功能表面形成步驟ST112中，非球面L1S2涂覆有孔徑光闌膜以用作孔徑光闌表面。該涂層可通過用例如噴涂設(shè)備250 (見圖7B)噴涂而形成。在透鏡形成步驟STll的非球面形成步驟STlll中，將成為其中形成第二透鏡120A的第二晶片210物側(cè)表面的表面L2S1A形成為非球面。在功能表面形成步驟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。該涂層可通過用例如噴涂設(shè)備250 (見圖7B)噴涂而形成。在透鏡形成步驟STll的非球面形成步驟STlll中，將成為其中形成第四透鏡140A的第四晶片240物側(cè)表面的表面L4S1A形成為非球面。在功能表面形成步驟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。該涂層可通過用例如噴涂設(shè)備250 (見圖7B)噴涂而形成。在功能表面形成步驟ST112中，非球面L4S1A由IRCF膜310涂層以用作遮光表面和IRCF表面兩者。該涂層可通過用例如噴涂設(shè)備250 (見圖7B)噴涂而形成。圖8是示出制造作為比較例的光學(xué)單元的過程的圖。在該例中，出于說明目的，采用用于三個透鏡的三個晶片。同樣的說明適用于與該實施例一樣采用四個透鏡的情況或采用五個或更多透鏡的情況。
根據(jù)比較例，透鏡形成步驟STll接下來是片粘貼步驟ST15。在片粘貼步驟ST15中，必須將孔徑光闌和間隔器粘貼到透鏡晶片210C和220C。在這種情況下，為了滿足精度要求，必須將遮光部件一個一個地放在晶片上的透鏡上，這很麻煩。如上可看出，根據(jù)本實施例的制造方法，一個或多個非球面被合并到晶片級透鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計并用作孔徑光闌表面或遮光表面。直接在透鏡晶片上的處理，例如涂覆，被用于在非球面上形成孔徑光闌表面或遮光表面，這可高精度地實現(xiàn)。除此之外，可通過由氣相沉積在遮光非球面上形成IRCF膜而減少IRCF和固位機構(gòu)，這在降低模塊的成本、高度和尺寸上是有利的。本技術(shù)可應(yīng)用于例如壓印模塑法(imprint molding)或壓印裝置用以制造具有納米級成形精度、微米級外形精度和納米級高度精度的結(jié)構(gòu)。本技術(shù)還可應(yīng)用于用于這些模塑法和模塑裝置的模具以及用該模塑法和模塑裝置制造光學(xué)元件陣列板的方法。采用制造光學(xué)元件陣列板的方法，可制造電子元件模塊。電子元件模塊包括收集入射光的多個透鏡、或包括例如多個光學(xué)功能元件以使出射光直線傳播或使進入光折射以在預(yù)定方向上傳播的光學(xué)元件陣列板。電子元件模塊包括圖像拾取元件，該圖像拾取元件包括相應(yīng)于每個透鏡的多個光接收器，以在從物體光學(xué)成像的光電轉(zhuǎn)換后獲取圖像。電子元件模塊相應(yīng)于每個光學(xué)功能元件包括發(fā)射出射光的發(fā)光元件和/或接收進入光的光接收元件。電子元件模塊由批量切割包括多個模塊化(統(tǒng)一的)晶片的電子元件晶片模塊而制造。由上述制造電子元件模塊的方法制造的電子元件模塊可用在以下電子裝置中。電子元件模塊可用在數(shù)字攝像機，例如數(shù)字視頻攝影機和數(shù)字照相機或監(jiān)視攝像機的圖像輸入攝像機，它們被用作例如圖像拾取單元中的圖像輸入器件。電子元件模塊可用于掃描儀、傳真機、電視電話、具有內(nèi)置攝像頭的蜂窩電話以及個人數(shù)字助理(PDA)中，或者在信息記錄/再現(xiàn)單元中拾取裝置采用電子元件模塊。因此，具有如上所述功能的光學(xué)單元100、100A和100B可用作采用如CXD傳感器或CMOS傳感器這樣的圖像拾取元件的數(shù)字攝像機，更具體地，用作安裝在小型電子裝置如蜂窩電話中的攝像機鏡頭?！?.圖像拾取裝置的構(gòu)造例〉圖9是示出采用根據(jù)本實施例的光學(xué)單元的圖像拾取裝置的構(gòu)造例的框圖。圖像拾取裝置400包括采用光學(xué)單元100、100A或100B的光學(xué)系統(tǒng)410、以及其中可用CCD或CMOS圖像傳感器(固態(tài)圖像拾取元件)的圖像拾取器件420。光學(xué)系統(tǒng)410通過將入射光引導(dǎo)到包括圖像拾取器件420的像素區(qū)域的像平面而形成物像。圖像拾取裝置400還包括用于驅(qū)動圖像拾取器件420的驅(qū)動電路(DRV) 430和用于處理圖像拾取器件420的輸出信號的信號處理電路(PRC) 440。
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驅(qū)動電路430包括產(chǎn)生各種定時信號的定時發(fā)生器(未示出)，涉及用以驅(qū)動圖像拾取器件420內(nèi)電路的開始和時鐘脈沖，以用預(yù)設(shè)的定時信號驅(qū)動圖像拾取器件420。信號處理電路440在圖像拾取器件420的輸出信號上進行預(yù)設(shè)的信號處理。由信號處理電路440處理的圖像信號被記錄在記錄介質(zhì)，例如存儲器上。存儲在記錄介質(zhì)內(nèi)的圖像信息被打印機等以硬拷貝形式打印。由信號處理電路440處理的圖像信號可在液晶顯示器的監(jiān)視器等上顯示成視頻信號。如上可看出，通過將上述光學(xué)單元100U00A或100B作為光學(xué)系統(tǒng)410和圖像拾取器件安裝在圖像拾取裝置，如數(shù)字相機內(nèi)，可實現(xiàn)攝像機具有高精度和低功耗。本技術(shù)還可采用以下構(gòu)造。(I) 一種光學(xué)單元，包括從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置的多個透鏡，所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的至少一個透鏡，所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面，所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。(2)在根據(jù)第(I)項所述的光學(xué)單元中，其中所述至少一個透鏡的像側(cè)表面形成為所述非球面，以及所述非球面形成為用作所述孔徑光闌表面。(3)在根據(jù)第(I)或(2)項所述的光學(xué)單元中，其中所述多個透鏡中的所述至少一個透鏡的物側(cè)表面形成為所述非球面，以及所述非球面形成為用作所述遮光表面。(4)在根據(jù)第(I)到(3)中任一項所述的光學(xué)單元中，其中在所述多個透鏡中的所述至少一個透鏡的所述非球面上，形成紅外截止濾光器，所述非球面形成為用作所述遮光表面。(5)在根據(jù)第(4)項所述的光學(xué)單元中，其中所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的透鏡，其中一個形成為非球面，以及所述透鏡的所述非球面形成為用作具有遮光功能的所述遮光表面，以及在所述非球面上，形成所述紅外截止濾光器，所述透鏡最接近于圖像拾取元件的其上形成物像的像平面。(6) 一種制造光學(xué)單元的方法，包括在多個晶片中的每個晶片上在晶片級形成多個透鏡，所述多個透鏡從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置；將各自在晶片級形成在所述晶片上的所述多個透鏡彼此粘合；以及切割所粘合的晶片以形成多個光學(xué)單元，所述形成多個透鏡包括將所述多個透鏡中的至少一個透鏡的像側(cè)表面和物側(cè)表面之一在晶片級形成為非球面，以及將所述至少一個透鏡的非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。(7)根據(jù)第(6)項所述的方法，其中
所述形成多個透鏡還包括將所述多個晶片中的一個晶片的要成為像側(cè)表面的表面形成為所述非球面，所述至少一個透鏡形成在所述一個晶片內(nèi)，以及 將所述非球面形成為用作所述孔徑光闌表面。(8)根據(jù)第(6)或(7)項所述的方法，其中所述形成多個透鏡還包括將所述多個晶片中的一個晶片的要成為物側(cè)表面的表面形成為所述非球面，所述多個透鏡的所述至少一個透鏡在晶片級形成在所述一個晶片內(nèi)，以及將所述非球面形成為用作所述遮光表面。(9)根據(jù)第(6)到(8)中任一項所述的方法，其中所述形成多個透鏡還包括在所述多個透鏡中的所述至少一個透鏡上的所述非球面上形成紅外截止濾光器，所述非球面形成為用作所述遮光表面。(10)根據(jù)第(9)項所述的方法，其中所述形成多個透鏡還包括將所述多個晶片中的一個晶片的要成為物側(cè)表面的表面和要成為像側(cè)表面的表面形成為非球面，所述多個透鏡中的透鏡在晶片級形成在所述一個晶片內(nèi)，所述透鏡最接近于圖像拾取元件的其上形成物像的像平面，將所述非球面形成為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紅外截止濾光器。(11) 一種圖像拾取裝置，包括圖像拾取元件；構(gòu)造成在所述圖像拾取元件上形成物像的光學(xué)單元；以及構(gòu)造成對所述圖像拾取元件的輸出信號進行預(yù)設(shè)的信號處理的信號處理單元，所述光學(xué)單元包括從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置的多個透鏡，所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的至少一個透鏡，所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面，所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。本申請包含與2011年8月12日在日本特許廳提交的日本在先專利申請JP2011-177137中公開的內(nèi)容相關(guān)的主題，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解只要在所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè)計需要和其它因素而做出各種變型、組合、子組合和替換。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)單兀，包括 從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置的多個透鏡，所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的至少一個透鏡，所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面，所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)單元，其中 所述至少一個透鏡的像側(cè)表面形成為所述非球面，以及 所述非球面形成為用作所述孔徑光闌表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)單元，其中 所述多個透鏡中的所述至少一個透鏡的物側(cè)表面形成為所述非球面，及 所述非球面形成為用作所述遮光表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)單元，其中 在所述多個透鏡的所述至少一個透鏡的所述非球面上，形成紅外截止濾光器，所述非球面形成為用作所述遮光表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)單元，其中 所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的透鏡，所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個形成為非球面， 所述透鏡的所述非球面形成為用作具有遮光功能的所述遮光表面，以及在所述非球面上，形成所述紅外截止濾光器，所述透鏡最接近于圖像拾取元件的其上形成物像的像平面。
6.一種制造光學(xué)單兀的方法，包括 在多個晶片中的每個晶片上在晶片級形成多個透鏡，所述多個透鏡從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置； 將各自在晶片級形成在所述晶片上的所述多個透鏡彼此粘合；以及 切割所粘合的晶片以形成多個光學(xué)單元，所述形成多個透鏡包括 將所述多個透鏡中的至少一個透鏡的像側(cè)表面和物側(cè)表面之一在晶片級形成為非球面，以及 將所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造光學(xué)單元的方法，其中 所述形成多個透鏡還包括 將所述多個晶片中的一個晶片的要成為像側(cè)表面的表面形成為所述非球面，所述至少一個透鏡形成在所述晶片內(nèi)，以及 將所述非球面形成為用作所述孔徑光闌表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造光學(xué)單元的方法，其中 所述形成多個透鏡還包括 將所述多個晶片中的一個晶片的要成為物側(cè)表面的表面形成為所述非球面，所述多個透鏡中的所述至少一個透鏡在晶片級形成在所述晶片內(nèi)，以及將所述非球面形成為用作所述遮光表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造光學(xué)單元的方法，其中 所述形成多個透鏡還包括 在所述多個透鏡中的所述至少一個透鏡上形成紅外截止濾光器，所述非球面形成為用作所述遮光表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中 所述形成多個透鏡還包括 將所述多個晶片中一個晶片的要成為物側(cè)表面的表面和要成為像側(cè)表面的表面形成為所述非球面，所述多個透鏡中的一透鏡在晶片級形成在所述晶片內(nèi)，所述透鏡最接近于圖像拾取元件的其上形成物像的像平面， 將所述非球面形成為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紅外截止濾光器。
11.一種圖像拾取裝置，包括 圖像拾取元件； 構(gòu)造成在所述圖像拾取元件上形成物像的光學(xué)單元；以及 構(gòu)造成對所述圖像拾取元件的輸出信號進行預(yù)設(shè)的信號處理的信號處理單元，所述光學(xué)單元包括 從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置的多個透鏡，所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的至少一個透鏡，其中所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面，所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。
全文摘要
一種光學(xué)單元包括從物側(cè)朝像側(cè)沿光路布置的多個透鏡，所述多個透鏡包括具有像側(cè)表面和物側(cè)表面的至少一個透鏡，其中所述像側(cè)表面和物側(cè)表面中的一個在晶片級形成為非球面，所述至少一個透鏡的所述非球面形成為用作具有孔徑光闌功能的孔徑光闌表面和具有遮光功能的遮光表面中的一個。
文檔編號G02B13/00GK102928958SQ20121028678
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
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