[發(fā)明專利]多層聚合物透鏡及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210043599.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN103219343A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V.奧加涅相
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧普蒂茲公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透鏡，更具體地，涉及用在諸如蜂窩電話相機(jī)的移動(dòng)設(shè)備中的透鏡。

背景技術(shù)

CMOS圖像傳感器芯片典型地用在諸如蜂窩電話相機(jī)的移動(dòng)設(shè)備中以捕獲圖像（例如，蜂窩電話相機(jī)或視頻功能）。這些圖像傳感器通常非常小和緊湊，如果考慮到移動(dòng)設(shè)備的有限的尺寸和重量需要的話。圖像傳感器芯片包括用于將進(jìn)入的光聚焦在光傳感器上的一個(gè)或多個(gè)透鏡。光傳感器將進(jìn)入的光轉(zhuǎn)換為表示進(jìn)入的光形成的圖像的電子信號(hào)。

透鏡常常由玻璃或聚合物制成，并且典型地使用模制工藝進(jìn)行制造。例如，聚合物透鏡典型使用諸如沖壓、注射模制和傳遞模制的模制技術(shù)進(jìn)行制造。注射模制例如涉及將液體狀態(tài)下的聚合物注射到模型空腔中。隨后使聚合物冷卻，從而其固化成模型的形狀。隨后從模型去除具有透鏡的形式的聚合物。

模制透鏡易于批量生產(chǎn)。例如，使用流體狀態(tài)的材料同時(shí)注射多個(gè)模型，隨后進(jìn)行冷卻，導(dǎo)致了透鏡的同時(shí)形成。透鏡的質(zhì)量需要是高的和一致的。然而，由于透鏡變得越來越小，因此變得更加難于維持關(guān)于模制透鏡的質(zhì)量，因?yàn)殡y于形成具有準(zhǔn)確相同尺寸的多個(gè)模型。此外，模型可能隨時(shí)間而疲勞并且因此可能生產(chǎn)具有隨時(shí)間下降的質(zhì)量的透鏡。最后，注射模制透鏡是單片的，意味著通過模制透鏡實(shí)現(xiàn)的可能的光學(xué)性質(zhì)是有限的。多個(gè)單片透鏡可以堆疊以實(shí)現(xiàn)更加多樣化的光學(xué)性質(zhì)，但是具有逐漸更大的整體尺寸和成本。

需要一種改進(jìn)的透鏡和制造技術(shù)，用于制造提供優(yōu)于模制透鏡的卓越的質(zhì)量、均勻性和多樣的光學(xué)性能的透鏡，而不會(huì)添加相當(dāng)大的成本。

發(fā)明內(nèi)容

通過一種多層透鏡解決了前述問題和需要，該多層透鏡包括：基板，具有相對(duì)的第一和第二表面（其中基板由多個(gè)離散的聚合物層形成）；以及空腔，被形成到第一表面中并且包括在基板中的非平面空腔表面，其中空腔延伸到多個(gè)聚合物層中的每個(gè)中。

在本發(fā)明的另一方面，一種形成透鏡的方法包括：形成第一聚合物層；在第一聚合物層的頂表面中形成第一空腔；在第一聚合物層的頂表面上形成第二聚合物層；以及在第二聚合物層的頂表面中形成第二空腔，第二空腔通過第二聚合物層延伸到第一空腔，其中第一和第二空腔一起包括非平面空腔表面。

在本發(fā)明的又一方面，一種形成透鏡的方法包括：形成第一聚合物層；在第一聚合物層的頂表面中形成第一空腔；變更第一空腔的側(cè)壁的形狀；在第一聚合物層的頂表面上形成第二聚合物層；在第二聚合物層的頂表面中形成第二空腔；以及變更第二空腔的側(cè)壁的形狀，其中第二空腔包括第一非平面空腔表面。

在本發(fā)明的再一方面，一種透鏡組件包括多個(gè)透鏡和材料層。多個(gè)透鏡中的每個(gè)包括具有相對(duì)的第一和第二表面以及外緣的基板，其中基板由多個(gè)離散的聚合物層形成，并且空腔被形成到第一表面中并且包括在基板中的非平面空腔表面，其中空腔延伸到該多個(gè)聚合物層中的每個(gè)。該多個(gè)透鏡堆疊在一起，使得多個(gè)透鏡中的相鄰?fù)哥R通過接合材料彼此固定。材料層在基板的外緣周圍和之間延伸。

通過查看說明書、權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的其他目的和特征將變得明顯。

附圖說明

圖1A至1K是依次示出了形成多層透鏡的步驟的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖2A至2N是依次示出了形成多層透鏡的替選實(shí)施例的步驟的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖3至4是多個(gè)堆疊的多層透鏡的透鏡組件的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖5是安裝在圖像傳感器組件上的（多個(gè)堆疊的多層透鏡的）透鏡組件的橫截面?zhèn)纫晥D。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種多層透鏡及其制造方法。層的數(shù)目以及每個(gè)層的組成可以變化以實(shí)現(xiàn)透鏡的期望的光學(xué)性質(zhì)。

圖1A至1K圖示了用于制造多層透鏡的步驟序列。在該示例中，得到的透鏡將包括三個(gè)材料層。該工藝開始于提供平滑載體10（例如，聚四氟乙烯（Teflon）），其用作制造工藝期間的透鏡載體。作為非限制性示例，載體10可以是圓形的（直徑為6至12英寸），如圖1A中所示，側(cè)壁12從其上表面14向上延伸以包含上表面14上的透鏡材料。盡管優(yōu)選地同時(shí)在載體10上形成多個(gè)透鏡，但是為了簡(jiǎn)化，余下的圖圖示了在僅一部分載體10上的單個(gè)透鏡的形成。