專利名稱：圖像捕捉鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像捕捉鏡頭，特別涉及一種具有多個(gè)堆疊的曲形(curved)光 學(xué)表面的圖像捕捉鏡頭結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，具有照相功能的手機(jī)或是數(shù)字相機(jī)等圖像捕捉設(shè)備由于使用固態(tài)圖像 捕捉裝置而變的更為普及，例如能夠符合高效能及微型化(miniaturization)等需求的 電荷耦合裝置(charge-coupled device, CCD)型圖像傳感器、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體 (complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)型圖像傳感器等等。在上述圖像捕捉 裝置中，其通過在圖像捕捉裝置的檢測(cè)表面形成一物體圖像來捕捉圖像并讀取(即輸出) 圖像數(shù)據(jù)，以進(jìn)行照相。 隨著上述圖像捕捉設(shè)備持續(xù)微小化的趨勢(shì)發(fā)展，縮小所使用的圖像捕捉鏡頭的尺 寸需求也隨之增加。用于圖像捕捉裝置中的圖像捕捉鏡頭通常由單一透鏡所構(gòu)成。然而， 由于需要進(jìn)一步縮小圖像捕捉鏡頭的尺寸，圖像捕捉鏡頭的光學(xué)效能需求較傳統(tǒng)所需光學(xué) 效能來得高。 因此，目前發(fā)展出兩片式或多片式圖像捕捉鏡頭結(jié)構(gòu)，其能夠提供高于單片式透 鏡的光學(xué)效能。上述兩片式結(jié)構(gòu)通常由具有不同折光能力(refractiv印ower)的兩片透 鏡(亦即，其中之一具有正折光能力，而另一則具有負(fù)折光能力)以及夾設(shè)于其中的一光闌 (即erture stop/di即hragm)所組成，其中透鏡可由加工容易且量產(chǎn)成本低廉的塑膠材料 所構(gòu)成。 然而，為了提高光學(xué)效能而增加透鏡的數(shù)量會(huì)增加圖像捕捉鏡頭的光學(xué)物像距離 (optical total track)，即從圖像側(cè)聚焦平面到最接近物體側(cè)的透鏡表面的距離。因此， 相對(duì)于單片式圖像捕捉鏡頭而言，兩片式或多片式圖像捕捉鏡頭的尺寸較長而不利于圖像 捕捉設(shè)備的微型化。再者，傳統(tǒng)塑膠或玻璃透鏡是采用一對(duì)一組裝的分離式制作方式，因而 產(chǎn)能較低。因此，有必要尋求一種新的圖像捕捉鏡頭，其能夠解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種圖像捕捉鏡 頭。 圖像捕捉鏡頭包括具有一第一側(cè)及與其相對(duì)的一第二側(cè)的一玻璃基板、具有一 第一折射系數(shù)的一第一透鏡材料、以及具有大于第一折射系數(shù)的一第二折射系數(shù)的一第二 透鏡材料。第一透鏡材料形成于玻璃基板的第一側(cè)，且具有一曲形上表面。第二透鏡材料 覆蓋第一透鏡材料以及玻璃基板，且具有一曲形上表面。 本發(fā)明可在不增加鏡頭實(shí)質(zhì)長度的情形下增加透鏡的數(shù)量，以提高光學(xué)效能進(jìn)而 有助于圖像捕捉鏡頭的微型化。再者，由于本發(fā)明實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭可通過晶片級(jí)制 造工藝制作而成，因此相較于傳統(tǒng)塑膠透鏡所采用的分離式制作方式而言產(chǎn)能較高。


圖1A至圖ID分別示出根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭剖面示意圖。
圖2A至圖2D是分別示出圖1A至圖ID中圖像捕捉鏡頭的等效透鏡示意圖
上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下 100、112、120、130 玻璃基板；104 第一透鏡材料；106 第二透鏡材料；108 第三透鏡材料；110 第四透鏡材料；122 第五透鏡材料；124 第六透鏡材料；132 第七透鏡材料；L1 第一透鏡組；L2 第二透鏡組；L3 第三透鏡組；L4 第四透鏡組； AS 光闌；BL 光學(xué)阻隔層；IM 圖像側(cè)；OB 物體側(cè)
具體實(shí)施例方式以下說明本發(fā)明實(shí)施例的制作與使用。然而，可輕易了解本發(fā)明所提供的實(shí)施例
僅用于說明以特定方法制作及使用本發(fā)明，并非用以局限本發(fā)明的范圍。 圖1A及圖2A是分別示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭及其等效透鏡示意 圖。圖像捕捉鏡頭包括具有一第一側(cè)及與其相對(duì)的一第二側(cè)的一玻璃基板100、設(shè)置于玻 璃基板100的第一側(cè)上的一第一透鏡組L1、以及設(shè)置于玻璃基板100的第二側(cè)上的一第二 透鏡組L2。在其他實(shí)施例中，玻璃基板100可以其他透明基板取代之，例如石英基板。在本 實(shí)施例中，玻璃基板100的第一側(cè)面向一物體側(cè)OB，且玻璃基板100的第二側(cè)面向一圖像 側(cè)IM。 一光電轉(zhuǎn)換裝置(未繪示)通常設(shè)置于作為圖像平面的圖像側(cè)IM。光電轉(zhuǎn)換裝置 可包括CCD或CMOS圖像傳感器或是其他公知固態(tài)圖像捕捉裝置。 再者，玻璃基板100的第一或第二側(cè)具有至少一光學(xué)阻隔層BL的涂布，例如紅外 光濾光片(infrared cut filter)、紫外光濾光片(UV cut filter)、或是其他光學(xué)濾光片 或其組合。在本實(shí)施例中，光學(xué)阻隔層BL為紅外光/紫外光濾光片且形成于玻璃基板100 的第二側(cè)上。再者， 一光闌AS形成于玻璃基板100的第一側(cè)上且夾設(shè)于第一透鏡組LI與 玻璃基板100之間。另外，視場(chǎng)光闌(field stop)(未繪示)可任意形成于玻璃基板100 的第二側(cè)上，以降低雜光效應(yīng)(stray light effect)。 第一透鏡組L1可包括至少二個(gè)具有不同折射系數(shù)的透鏡材料。舉例而言，第一透 鏡組LI包括具有第一折射系數(shù)的一第一透鏡材料104及具有第二折射系數(shù)的一第二透鏡 材料106。在本實(shí)施例中，第一折射系數(shù)低于第二折射系數(shù)，且大體等于或相近于玻璃基板 IOO的折射系數(shù)。再者，第一及第二透鏡材料104及106可包括用于冷壓印(embossing)或 熱壓印的紫外光固化型光學(xué)材料，例如ExguideTM(ChemOptics) 、Ormocer (Micro Resist)、 PAK-01(Toyo Gosei) 、 TSR-820 (Tei jin Seiki)、以及Ino f lex (Inomat)。第一透鏡材料 104形成于玻璃基板100的第一側(cè)上。第二透鏡材料106具有一曲形上表面，且覆蓋第一透 鏡材料104以及玻璃基板100。第一與第二透鏡材料104與106的曲形上表面分別包括相 對(duì)于玻璃基板100的至少一凸面部。在本實(shí)施例中，第一與第二透鏡材料104與106的曲 形上表面為圓形凸面，以作為一平凸透鏡或正彎月型(positive meniscus)透鏡，如圖2A 所示。在其他實(shí)施例中，第一與第二透鏡材料104與106的上表面也可為平面、凹面、非球 形面或任意形面。 第二透鏡組L2同樣包括至少二個(gè)具有不同折射系數(shù)的透鏡材料。舉例而言，第二透鏡組L2包括具有第一折射系數(shù)的一第三透鏡材料108及具有第二折射系數(shù)的一第四透 鏡材料IIO。在本實(shí)施例中，第三與第四透鏡材料108與110可分別由相同于第一與第二透 鏡材料104與106的材料所構(gòu)成。再者，第三透鏡材料108形成于玻璃基板100的第二側(cè) 上，且具有一曲形上表面。另外，第四透鏡材料110具有一曲形上表面，且覆蓋第三透鏡材 料108以及玻璃基板100。第三與第四透鏡材料108與110的曲形上表面分別包括相對(duì)于 玻璃基板100的至少一凸面部。在本實(shí)施例中，第三與第四透鏡材料108與110的曲形上 表面為圓形凸面，以作為一平凸透鏡或正彎月型透鏡，如圖2A所示。在其他實(shí)施例中，第三 與第四透鏡材料108與110的上表面也可為平面、凹面、非球面或自由曲面。由于第一與第 二透鏡組Ll與L2是使用玻璃基板100作為載板而形成的，因此本實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭 可通過晶片級(jí)制造工藝(wafer level process)制作而成。 圖1B及圖2B是分別示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭及其等效透鏡示 意圖，其中相同于圖1A及圖2A的部件使用相同的標(biāo)號(hào)并省略其說明。在本實(shí)施例中，光學(xué) 阻隔層BL以及光闌AS形成于一玻璃基板112的相對(duì)表面，而玻璃基板112則設(shè)置于物體 側(cè)OB與玻璃基板100之間。在其他實(shí)施例中，玻璃基板112可設(shè)置于圖像側(cè)IM與玻璃基 板100之間。再者，在本實(shí)施例中，第三與第四透鏡材料108與110的曲形上表面為非球形 面且其周圍區(qū)包括相對(duì)于玻璃基板100的一凸面部，以作為一波形透鏡，如圖2B所示。同 樣地，本實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭可通過晶片級(jí)制造工藝制作而成。 圖1C及圖2C是分別示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭及其等效透鏡示 意圖，其中相同于圖1A及圖2A的部件使用相同的標(biāo)號(hào)并省略其說明。在本實(shí)施例中，圖像 捕捉鏡頭還包括一玻璃基板120，其設(shè)置于圖像側(cè)IM與玻璃基板100之間。在其他實(shí)施例 中，玻璃基板112可設(shè)置于物體側(cè)0B與玻璃基板100之間。玻璃基板120具有一第一側(cè)及 與其相對(duì)的一第二側(cè)。具有第二折射系數(shù)的一第五透鏡材料122形成于玻璃基板120的第 一側(cè)上，且具有一曲形上表面。具有第二折射系數(shù)的一第六透鏡材料124形成于玻璃基板 120的第二側(cè)上，且具有一曲形上表面。在本實(shí)施例中，玻璃基板120以及第五與第六透鏡 材料122與124構(gòu)成一第三透鏡組L3。再者，第五與第六透鏡材料122與124可由相同于 第二透鏡材料106的材料所構(gòu)成。第五與第六透鏡材料122與124的曲形上表面包括相對(duì) 于玻璃基板120的至少一凸面部。舉例而言，第五透鏡材料122的曲形上表面為球形凸面， 而第六透鏡材料124的曲形上表面為非球形面且其周圍區(qū)包括相對(duì)于玻璃基板120的一凸 面部，以作為一波形透鏡，如圖2C所示。同樣地，本實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭可通過晶片級(jí)制 造工藝制作而成。 圖1D及圖2D分別示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭及其等效透鏡示意 圖，其中相同于圖1C及圖2C的部件使用相同的標(biāo)號(hào)并省略其說明。在本實(shí)施例中，圖像捕 捉鏡頭還包括一玻璃基板130，其設(shè)置于物體側(cè)OB與玻璃基板100之間，使玻璃基板100位 于玻璃基板120與玻璃基板130之間。玻璃基板130上具有至少一光學(xué)阻隔層BL的涂布。 再者， 一光闌AS形成于玻璃基板130上。具有第二折射系數(shù)的一第七透鏡材料132形成于 玻璃基板130上，且具有一曲形上表面。在本實(shí)施例中，玻璃基板130與第七透鏡材料132 構(gòu)成一第四透鏡組L4。再者，第七透鏡材料132可由相同于第二透鏡材料106的材料所構(gòu) 成。第七透鏡材料132的曲形上表面包括相對(duì)于玻璃基板130的至少一凸面部。舉例而言， 第七透鏡材料132的曲形上表面為球形凸面，以作為一平凸透鏡，如圖2D所示。
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根據(jù)上述實(shí)施例，由于透鏡材料及/或光闌/光學(xué)阻隔層可整合至一個(gè)或一個(gè)以 上的玻璃基板上，故相較于公知的圖像捕捉鏡頭而言，其整體長度可縮短。因此，可在不增 加實(shí)質(zhì)長度的情形下增加透鏡的數(shù)量，以提高光學(xué)效能進(jìn)而有助于圖像捕捉鏡頭的微型 化。再者，由于上述實(shí)施例的圖像捕捉鏡頭可通過晶片級(jí)制造工藝制作而成，因此相較于傳 統(tǒng)塑膠透鏡所采用的分離式制作方式而言產(chǎn)能較高。 雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種圖像捕捉鏡頭，包括一第一玻璃基板，具有一第一側(cè)及與其相對(duì)的一第二側(cè)；一第一透鏡材料，形成于該第一玻璃基板的該第一側(cè)，具有一第一折射系數(shù)以及一曲形上表面；以及一第二透鏡材料，覆蓋該第一透鏡材料以及該第一玻璃基板，具有大于該第一折射系數(shù)的一第二折射系數(shù)以及一曲形上表面。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像捕捉鏡頭，其中該第一玻璃基板上具有至少一光學(xué)阻隔層 的涂布。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像捕捉鏡頭，還包括一光闌，夾設(shè)于該第一玻璃基板與該第 一透鏡材料及該第二透鏡材料之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的圖像捕捉鏡頭，還包括一第三透鏡材料，形成于該第一玻璃基板的該第二側(cè)，具有該第一折射系數(shù)以及一 曲 形上表面；以及一第四透鏡材料，覆蓋該第三透鏡材料以及該第一玻璃基板，具有該第二折射系數(shù)以 及一曲形上表面。
5. 如權(quán)利要求4所述的圖像捕捉鏡頭，還包括一第二玻璃基板，設(shè)置于一物體側(cè)或圖像側(cè)與該第一玻璃基板之間，具有一第一側(cè)及與其相對(duì)的一第二側(cè)；一第五透鏡材料，形成于該第二玻璃基板的該第一側(cè)，具有該第二折射系數(shù)以及一 曲 形上表面；以及一第六透鏡材料，形成于該第二玻璃基板的該第二側(cè)，具有該第二折射系數(shù)以及一 曲 形上表面。
6. 如權(quán)利要求5所述的圖像捕捉鏡頭，還包括一第三玻璃基板，設(shè)置于該第一玻璃基板及該第二玻璃基板上方，使該第一玻璃基板 位于該第二玻璃基板及該第三玻璃基板之間，其中該第三玻璃基板上具有至少一光學(xué)阻隔 層的涂布；一第七透鏡材料，形成于該第三玻璃基板上，具有該第二折射系數(shù)以及一曲形上表面；以及一光闌，形成于該第三玻璃基板上。
7. 如權(quán)利要求l所述的圖像捕捉鏡頭，還包括一第二玻璃基板，設(shè)置于一物體側(cè)或圖像側(cè)與該第一玻璃基板之間，其中該第二玻璃 基板上具有至少一光學(xué)阻隔層的涂布；以及 一光闌，形成于該第二玻璃基板上。
8. 如權(quán)利要求7所述的圖像捕捉鏡頭，還包括一第三透鏡材料，形成于該第一玻璃基板的該第二側(cè)，具有該第一折射系數(shù)以及一曲 形上表面；以及一第四透鏡材料，覆蓋該第三透鏡材料以及該第一玻璃基板，具有該第二折射系數(shù)以 及一曲形上表面。
9. 如權(quán)利要求1所述的圖像捕捉鏡頭，其中該第一折射系數(shù)大體相同于該第一玻璃基板的折射系數(shù)。
10. 如權(quán)利要求1所述的圖像捕捉鏡頭，其中該第一透鏡材料及該第二透鏡材料為紫 外光固化型材料。
11. 如權(quán)利要求1所述的圖像捕捉鏡頭，其中該第一透鏡材料的該曲形上表面包括相 對(duì)于該第一玻璃基板的至少一凸面部，且該第二透鏡材料的該曲形上表面包括相對(duì)于該第 一玻璃基板的至少一凸面部。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種圖像捕捉鏡頭。圖像捕捉鏡頭包括具有一第一側(cè)及與其相對(duì)的一第二側(cè)的一玻璃基板、具有一第一折射系數(shù)的一第一透鏡材料、以及具有大于第一折射系數(shù)的一第二折射系數(shù)的一第二透鏡材料。第一透鏡材料形成于玻璃基板的第一側(cè)，且具有一曲形上表面。第二透鏡材料覆蓋第一透鏡材料以及玻璃基板，且具有一曲形上表面。本發(fā)明可在不增加鏡頭實(shí)質(zhì)長度的情形下增加透鏡的數(shù)量，以提高光學(xué)效能進(jìn)而有助于圖像捕捉鏡頭的微型化。再者，由于本發(fā)明的圖像捕捉鏡頭可通過晶片級(jí)制造工藝制作而成，因此相較于傳統(tǒng)塑膠透鏡所采用的分離式制作方式而言產(chǎn)能較高。
文檔編號(hào)G02B13/00GK101738708SQ20091014271
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月12日
發(fā)明者廖敏智, 張維中, 鄧兆展 申請(qǐng)人:采鈺科技股份有限公司