微型影像撷取透镜制造技术

一种微型影像撷取透镜，包括孔径光圈，使微型影像撷取透镜穿过孔径撷取影像和晶片级透镜系统。晶片级透镜系统包括第一和第二透镜组，第一透镜组包括第一基板、第一透镜、第二透镜。第二透镜组包括第二基板、第三透镜、第四透镜，第一、第二、第三和第四透镜是非球状，且满足条件：Ｌ／ｆｅ＜１．６；ｆ１／ｆｅ＝０．５～１．５；ｆ２／ｆｅ＝－１～－３；Ｔｇｒｏｕｐ２／ＴＢＦＬ＝０．８～１．２；Ｔａｉｒ／Ｔｇｒｏｕｐ２＝０．４～０．８；Ｌ：从第一透镜至影像平面的总轨道长度；ｆｅ：全部晶片级透镜系统的有效焦距；ｆ１：第一透镜有效焦距；ｆ２：第二透镜有效焦距；Ｔｇｒｏｕｐ２：第二透镜组厚度；Ｔａｉｒ：第二和第三透镜间的距离；ＴＢＦＬ：从第四透镜表面至影像平面的后焦距。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透镜系统，特别涉及一种晶片级(wafer-level)微型影像撷取透镜(miniature image capture lens)。
技术介绍
由于固态影像撷取单元，例如电荷耦合组件(charge-coupled device,CCD) 、CM0S传感器或相似的组件的发展，手机或个人计算机搭载影像组件变得越来越普及。此外，设置于影像组件上的影像撷取透镜需要更进一步的微型化。 然而，尽管有上述需求，对于传统的影像撷取透镜而言，其微型化已经遇到瓶颈，理由是上述透镜是真正的三维(3-D)结构，微型化具有相当的困难度，且其中的传感器也需要微型化。此种技术很难控制每个透镜表面侧向移动和倾斜的精确度，另外，在制造过程中，也很难操作微小的透镜。换言之，上述传统透镜的容许度(tolerance)较小。 图1示出了使用已公开的透镜模块系统的影像组件，其中光线穿过晶片级透镜102、104到达感测单元106。在此技术中，晶片级透镜102、104模块和影像感测单元106可通过超大规模集成电路(VLSI)制造技术制作，因此，可将影像组件制作的较小，以应用于携带型电子组件，例如手机或个人数字助理(PDA)。晶片级透镜将透镜板(lens plate)堆栈成立方体的透镜(称为2. 5D结构)，因此，其可以随着例如墨尔定律(Moore's law)的半导体工艺的发展，更进一步地微型化，且此种透镜的容许度较大。另外，传统透镜是以离散式的工艺(discrete process)制作，将透镜一个一个地组装，相较之下，晶片级透镜可以连续工艺制作，将数千个透镜堆栈于透镜板上，排列成一透镜阵列，再通过晶片切割工艺形成立方体的镜片。然而，尽管晶片级透镜的体积较小，传统三维透镜的效果相对于晶片级透镜仍然有较佳的表现。此外，晶片级透镜较难设计出如传统三维透镜般足够小的像差、足够好的调制转换函数(modulation transfer function,MTF)，特别是当奈奎斯特频率(Nyquistfrequency)较高时。因此，业界需要一种表现可及上传统三维透镜的晶片级透镜。
技术实现思路
因此，为了解决上述问题，本专利技术提供一种微型影像撷取透镜，包括一孔径光圈，使微型影像撷取透镜穿过孔径撷取一影像；和一晶片级透镜系统，其中晶片级透镜系统包括一第一透镜组和一第二透镜组，第一透镜组包括一第一基板、设置于第一基板的第一侧上的第一透镜、设置于第一基板的第二侧上的第二透镜。一第二透镜组包括一第二基板、设置于第二基板的第一侧上的第三透镜、设置于第二基板的第二侧上的第四透镜，其中第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜是非球状，且满足以下条件 L/fe < 1. 6 ; fVfe = 0. 5 1. 5 ; f2/fe = — 1 —3 ; TKr。UD2/TBFL = 0. 8 1. 2 ; L :从第一透镜至一影像平面的总轨道长度(total track length, TTL); fe :全部晶片级透镜系统的有效焦距(effective focal length); ^ :第一透镜的有效焦距； f2 :第二透镜的有效焦距； Tgr。up2 :第二透镜组的厚度； :第二透镜和第三透镜间的距离； T皿从第四透镜的表面至一影像平面的后焦距。附图说明如下为了让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，以下配合附图，作详细说明图1示出了使用已公开的透镜模块系统的影像组件。图2示出了本专利技术一实施例的微型影像撷取透镜的剖面图。图3示出了本专利技术一实施例的微型影像撷取透镜的分解图。图4示出了本专利技术一实施例的微型影像撷取透镜的剖面图。图5A示出了本专利技术一范例在各种波长长度条件下像散曲线的图示。图5B示出了本专利技术一范例在各种波长长度条件下变形曲线的图示。图5C示出了本专利技术一范例球面像差的图示。图5D示出了本专利技术一范例彗星像差的图示。其中，附图标记说明如下102106202204206208210214218'晶片级透镜舊测单元；'第一透镜；'光圈；'第一透镜组'第一基板'第三透镜'第二基板104 晶片级透镜；201 前置玻璃盖；203 间隙垫片;205 第一间隔物；207 第二透镜；209 第二间隔物;212 第二透镜组；216 第四透镜；220 影像平面。具体实施例方式以下描述本专利技术的实施例，其揭示本专利技术的主要技术特征，但不用以限定本专利技术。 图2为示出了本专利技术一实施例微型影像撷取透镜的剖面图(y-z面)。此微型影像撷取透镜可撷取一物体(未示出)的影像，以下将由外部至影像平面(image plane) 220或传感器，详细描述本实施例微型影像撷取透镜。首先，提供一前置玻璃盖(front coverglass)201，其可以涂布紫外光(UV)/红外线(IR)的滤光层。 一光圈204和一第一透镜202(正曲率)设置于一第一基板208的第一侧上，一第二透镜207(负曲率)设置于第一基板208的第二侧上，其中第一透镜202、第一基板208和第二透镜207构成一第一透镜组206。 一第三透镜210(正曲率)设置于一第二基板214的第一侧上，一第四透镜216(负曲率)设置于第二基板214的第二侧上，其中第三透镜210、第二基板214和第四透镜216构成一第二透镜组212。在本实施例中，第一透镜组206具有类似新月形的透镜的功能，第二透镜组212的功能为一校正透镜(field corrector)，校正主光线角(chief ray angle)使其配合影像传感器。 以下以图3和图4详加说明本专利技术图2实施例的微型影像撷取透镜，其中图3示出了微型影像撷取透镜的分解图，图4示出了微型影像撷取透镜的剖面图。请参照图3和图4，微型影像撷取透镜由顶部至底部依序包括一前置玻璃盖201、一间隙垫片(spacerdam)203、一包括第一透镜202、第一基板208和第二透镜207的第一透镜组206、一第一间隔物(spacer) 205、一包括第三透镜210、第二基板214和第四透镜216的第二透镜组212、一第二间隔物209及一后置玻璃盖218。 特别地，第一透镜202、第二透镜207、第三透镜210和第四透镜216是非球状的，且满足以下条件 L/fe<1.6; f/fe = 0. 5 1. 5 ; f2/fe = -1 -3 ; TKroUD2/TBFL = 0. 8 1. 2 ; L :从第一透镜至影像平面的总轨道长度； fe :全部透镜系统的有效焦距； ^ :第一透镜的有效焦距； f2 :第二透镜的有效焦距； Tg up2 :第二透镜组的厚度； :第二透镜和第三透镜间的距离； T皿从最后一个透镜表面至影像平面的后焦距(包括玻璃盖的等效厚度) 其中，7三(",—T) n :折射系数 R :光学表面的曲率半径； 特别是，在本专利技术的一范例中，第三透镜和第四透镜满足以下条件 f3/fe > 0 ; f4/fe < 0 ; f3 :第三透镜的有效焦距； f4:第四透镜的有效焦距； i:透镜的序号，为整数。 在本实施例中，第一基板208和第二基板214可以是具有和透镜材料相称的折射系数的玻璃基板，且其厚度可以为300 ii m 400 ii m。间隔物205、209可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型影像撷取透镜，包括：一孔径光圈，具有一孔径，使该微型影像撷取透镜穿过该孔径撷取一影像；一晶片级透镜系统，包括：一第一透镜组，包括：一第一基板；设置于该第一基板的第一侧上的第一透镜；设置于该第一基板的第二侧上的第二透镜；一第二透镜组，包括：一第二基板；设置于该第二基板的第一侧上的第三透镜；设置于该第二基板的第二侧上的第四透镜；其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜和该第四透镜是非球状的，且满足以下条件：Ｌ／ｆ↓［ｅ］＜１．６；ｆ↓［１］／ｆ↓［ｅ］＝０．５～１．５；ｆ↓［２］／ｆ↓［ｅ］＝－１～－３；Ｔ↓［ｇｒｏｕｐ２］／Ｔ↓［ＢＦＬ］＝０．８～１．２；Ｔ↓［ａｉｒ］／Ｔ↓［ｇｒｏｕｐ２］＝０．４～０．８；Ｌ：从第一透镜至一影像平面的总轨道长度；ｆ↓［ｅ］：全部该晶片级透镜系统的有效焦距；ｆ↓［１］：第一透镜的有效焦距；ｆ↓［２］：第二透镜的有效焦距；Ｔ↓［ｇｒｏｕｐ２］：第二透镜组的厚度；Ｔ↓［ａｉｒ］：第二透镜和第三透镜间的距离；Ｔ↓［ＢＦＬ］：从该第四透镜的表面至一影像平面的后焦距。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓兆展，张维中，廖敏智，
申请(专利权)人：采钰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]