微型影像撷取透镜制造技术

本发明专利技术的一实施例提供一种微型影像撷取透镜，包括：一具有一孔径的光圈，使微型影像撷取透镜穿过孔径撷取一影像；一晶片级透镜系统。该晶片级透镜系统包括：一设置于一第一基板上的第一表面；一第二基板，在第一侧接合至第一基板；一设置于第二基板的第二侧上的第二表面；及一设置于一第三基板上的第三表面；其中第一表面、第二表面和第三表面是非球状，且满足以下条件：Ｌ／ｆｅ＜１．７；ｆ１／ｆｅ＝０．５～１．５；ｆ２／ｆｅ＝－１～－１．５；－２＜ｆ３／ｆｅ＜２；Ｌ：从第一透镜至影像平面的总轨道长度（ｔｏｔａｌ？ｔｒａｃｋ？ｌｅｎｇｔｈ，ＴＴＬ）；ｆｅ：全部透镜系统的有效焦距（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ？ｆｏｃａｌ？ｌｅｎｇｔｈ）；ｆ１：第一透镜系统的有效焦距；ｆ２：第二透镜系统的有效焦距；及ｆ３：第三透镜系统的有效焦距。

【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，例如电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD) 、CM0S 传感器或相似的元件的发展，手机或个人电脑搭载影像元件变得越来越普及。此外，设置于 影像元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，且其中的传感器亦 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，此外，在制造过程 中，亦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所示为使用已发表的透镜模块系统的影像元件，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，晶片级透镜模块102、104和影像感测单元106可 通过超大规模集成电路(VLSI)制程技术制作，因此，可将影像元件100制作得较小，应用 于携带型电子元件，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) 的半导体制程的发展，更进一步的微型化，且此种透镜的容许度较大。另外，传统的透镜是 以离散式制程(discrete process)制作，将透镜一个一个地组装，相较之下，晶片级透镜 可连续制程制作，将数千个透镜堆栈于透镜板上，排列成一透镜阵列，之后通过晶片切割制 程，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较于晶 片级透镜仍有较佳的表现。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 (Ny qui "frequency)较高时。若要通过增加透镜表面的数目，加大调制转换函数(MTF)，其 透镜的总轨道长度(total track)会增加。
技术实现思路
因此，根据上述问题，本专利技术提供一种晶片级透镜系统，其仅有三个光学表面，但 可以达成良好的调制转换函数(MTF)，和相当小的总轨道长度。 本专利技术的一实施例提供一种微型影像撷取透镜，包括一具有一孔径的光圈，使微型影像撷取透镜穿过孔径撷取一影像；一晶片级透镜系统。该晶片级透镜系统包括一设置于一第一基板上的第一表面；一第二基板在第一侧接合至第一基板；一设置于第二基板的第二侧上的第二表面；及一设置于一第三基板上的第三表面；其中第一表面、第二表面和第三表面是非球状，且满足以下条件 L/fe < 1. 7 ; f/fe = 0. 5 1. 5 ; f2/fe = —1 -1. 5 ; -2 < f3/fe < 2 ; L :从第一透镜至影像平面的总轨道长度(total track length, TTL); fe :全部透镜系统的有效焦距(effective focal length); ^ :第一透镜系统的有效焦距； f2 :第二透镜系统的有效焦距；及 f3 :第三透镜系统的有效焦距。 本专利技术另一实施例提供一种微型影像撷取透镜，包括一具有一孔径的光圈，使微 型影像撷取透镜穿过孔径撷取一影像；一晶片级透镜系统。该晶片级透镜系统包括一设置 于一第一基板的第一侧上的第一表面；一设置于第一基板的第二侧上的第二表面；及一设 置于一第二基板上的第三表面；其中第一表面、第二表面和第三表面是非球状，且满足以下 条件 L/fe<1.7; f/fe = 0. 5 1. 5 ; f2/fe = —1 —1. 5 ; -2 < f3/fe < 2 ; L :从第一透镜至影像平面的总轨道长度(total track length, TTL); fe :全部透镜系统的有效焦距(effective focal length); ^ :第一透镜系统的有效焦距； f2 :第二透镜系统的有效焦距；及 f3 :第三透镜系统的有效焦距。 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 如下。附图说明 图1所示为使用已发表的透镜模块系统的影像元件。 图2所示为本专利技术一实施例微型影像撷取透镜的剖面图。 图3所示为本专利技术一实施例微型影像撷取透镜的分解图。 图4所示为本专利技术一实施例微型影像撷取透镜的剖面图。 图5A所示为本专利技术一范例在各种波长长度条件下像散曲线的图标。 图5B所示为本专利技术一范例在各种波长长度条件下变形曲线的图标。 图5C所示为本专利技术一范例球面像差的图标。 图5D所示为本专利技术一范例彗星像差的图标。 图6所示为本专利技术一范例主光线角(CRA)和完全影像高度的关系图。 图7所示为本专利技术另一实施例微型影像撷取透镜的剖面图。 图8A所示为本专利技术另一范例在各种波长长度条件下像散曲线的图标。 图8B所示为本专利技术另一范例在各波长长度条件下变形曲线的图标。 图8C所示为本专利技术另一范例球面像差的图标。 图9所示为本专利技术另一范例主光线角(CRA)和完全影像高度的关系图,其中，附图标记说明如下100 - 影像元件；102 --晶片级透镜；104 - 晶片级透镜；106 -^感测单元；201 -H司隙垫片；202 --微型影像撷取透镜203 - 第一黏胶；204 --前置玻璃盖；205 - 第二黏胶；206 --光圈207 -H司隔物；208 第一透镜；209 - 第三黏胶；210 第一基板；212 - 第二基板；214 第二透镜；216 - 第三透镜；218 第三基板；220 - 后置玻璃盖；222 影像平面；302 - 微型影像撷取透镜；304 前置玻璃盖306 - 光圈；308 第一透镜；310 - 第一基板；312 第二透镜；314 - 第三透镜；316 第二基板；318 - 后置玻璃盖。具体实施例方式以下描述本专利技术的实施范例，其揭示本专利技术的主要技术特征，但不用以限定本发 明。 图2所示为本专利技术一实施例微型影像撷取透镜(miniature image capturelens) 的剖面图(y-z面)。此微型影像撷取透镜202可撷取一物体(未图示)的影像，以下章节 将由外部至影像平面222 (image plane)或传感器，详细描述本实施例微型影像撷取透镜 202。首先，提供一前置玻璃盖204(front cover glass)，且其可以涂布紫外光(UV)/红外 线(IR)的滤光层。 一光圈206和一第一透镜208(正曲率)设置于一第一基板210上。一 第二基板212的第一侧接合至第一基板210。 一第二透镜214(负曲率)设置于一第二基板 212的第二侧上。 一第三透镜216(正曲率)设置于一第三基板218上。第三基板218接合 至一后置玻璃盖220。在本实施例中，第一透镜208和第二透镜214结合成一新月形的透 镜，且第三透镜216为校正透镜(field corrector)，并校正主光线角(chiefray angle), 使其配合影本文档来自技高网...

【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：一第一表面，设置于一第一基板上；一第二基板，其第一侧接合至该第一基板；一第二表面，设置于该第二基板的第二侧上；及一第三表面，设置于一第三基板上，其中该第一表面、该第二表面和该第三表面是非球状，且满足以下条件：Ｌ／ｆ↓［ｅ］＜１．７；ｆ↓［１］／ｆ↓［ｅ］＝０．５～１．５；ｆ↓［２］／ｆ↓［ｅ］＝－１～－１．５；－２＜ｆ↓［３］／ｆ↓［ｅ］＜２；Ｌ：从第一透镜至影像平面的总轨道长度；ｆ↓［ｅ］：全部透镜系统的有效焦距；ｆ↓［１］：第一透镜系统的有效焦距；ｆ↓［２］：第二透镜系统的有效焦距；及ｆ↓［３］：第三透镜系统的有效焦距。

【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]