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JP2011081350A - イメージ捕捉レンズモジュール - Google Patents

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JP2011081350A
JP2011081350A JP2010174949A JP2010174949A JP2011081350A JP 2011081350 A JP2011081350 A JP 2011081350A JP 2010174949 A JP2010174949 A JP 2010174949A JP 2010174949 A JP2010174949 A JP 2010174949A JP 2011081350 A JP2011081350 A JP 2011081350A
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lens element
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兆展 ▲とう▼
Jau-Jan Deng
Yun-Chiang Hsu
運強 徐
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VisEra Technologies Co Ltd
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Abstract

【課題】
ウェハレベル実装されるイメージ捕捉レンズモジュールを提供する。
【解決手段】
被写体側からイメージ側に順に配置された第1レンズ素子、第2レンズ素子と、第3レンズ素子を有する第1複合レンズ、被写体側からイメージ側に順に配置された第4レンズ素子、第5レンズ素子と、第6レンズ素子を有する第2複合レンズと、第2複合レンズの後方に設置されたイメージセンサに用いられるカバーガラスを含むイメージ捕捉レンズモジュールを提供する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、イメージ捕捉レンズモジュールに関し、特に、ウェハレベル実装されるイメージ捕捉レンズモジュールに関するものである。
高解像度の電子イメージセンサを用いたデジタルカメラは、一般的に高解像度の光学素子、例えばイメージ捕捉レンズモジュールを必要とする。携帯電子機器のカメラモジュールの設計と製造は、非常に挑戦的なものである。いくつかの普遍的な要因は、高生産量、一定の価格低下、サイズ制限と変化、性能と機能要求を含む。
撮像装置上に場面の焦点を合わせるデジタルカメラモジュールのイメージ捕捉レンズは、デジタルカメラモジュール上にわずか1つのレンズ、またはメガピクセル解像度を用いたデジタルカメラモジュール上に4つものレンズを有することができる。一般的に、レンズは、コスト削減のためにプラスチックである。しかし、高品質のデジタルカメラは、しばしばその優れた光学特性により第1レンズにガラスを用いる。
高温下での収差補正、短光路長、確保されたバックフォーカス、安定した光学性能を有する撮像レンズが公開されている(特許文献1参照)。図1は、従来の撮像レンズの構造を示す概略図である。図1を参照下さい。撮像レンズは、第1絞り(diaphragm)S1、第1接合型複合レンズ10、第2絞りS2と、第2接合型複合レンズ20を含み、全ての構造は被写体側からイメージ側に順に配置される。第1接合型複合レンズ10は、被写体側からイメージ側に順に配置された第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3とを含む。第2接合型複合レンズ20は、被写体側からイメージ側に順に配置された第4レンズL4と、第5レンズL5と、第6レンズL6とを含む。カバーガラス30は、第2接合型複合レンズ20とイメージセンサ素子40の間に挿入される。従来、撮像レンズは、ウェハレベル実装技術を用いて実装される。しかし、ウェハレベル実装技術を用いて実装されるとき、従来の撮像レンズは、例えば、基板とレンズの複製プロセスの制限と、光学中心のアライメント精度などの問題がある。
特開2008−287006号公報
ウェハレベル実装されるイメージ捕捉レンズモジュールを提供する。
本発明の特徴は、被写体側からイメージ側に順に配置された第1レンズ素子と、第2レンズ素子と、第3レンズ素子とを有する第1複合レンズ、被写体側からイメージ側に順に配置された第4レンズ素子と、第5レンズ素子と、第6レンズ素子とを有する第2複合レンズと、第2複合レンズの後方に設置されたイメージセンサを保護するカバーガラスと、を含むイメージ捕捉レンズモジュールを提供し、第1複合レンズと、第2複合レンズと、カバーガラスとは、被写体側からイメージ側に順に配置され、以下の関係式が満たされるということである。
Figure 2011081350
本発明の実施形態は、被写体側に向いた開口を有するプレートと、被写体側からイメージ側に順に配置された第1レンズ素子と、第2レンズ素子と、第3レンズ素子とを有する第1複合レンズと、被写体側からイメージ側に順に配置された第4レンズ素子と、第5レンズ素子と、第6レンズ素子とを有する第2複合レンズと、第2複合レンズの後方に設置された、カバーガラスを有するイメージセンサを含むイメージ捕捉レンズモジュールとを更に提供し、開口と、第1複合レンズと、第2複合レンズと、カバーガラスとは、被写体側からイメージ側に順に配置され、以下の関係式を満たす。
Figure 2011081350
ウェハレベル実装された撮像レンズモジュールの高さを低下させるために、高屈折率の基板(例えば、1.6を超える屈折率)が用いられ、高い光学性能が維持されている。よって、レンズモジュールの光路長は、携帯電話などに組み込まれるのに十分短くすることができる。よって、イメージ捕捉レンズモジュールの高さを低下させた。光学性能である、例えば、スルーフォーカスMTF@120本/mm、周辺光量(relative illumination)、縦収差、および横方向色(lateral color)が向上する。
従来の撮像レンズの構造を示す概略図である。 本発明のイメージ捕捉レンズモジュールの実施形態の構造を示す概略図である。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
図2は、本発明のイメージ捕捉レンズモジュールの実施形態にかかる積層型複合レンズの構造を示す概略図である。図2を参照するとわかるように、VGA級の解像度を有するイメージ捕捉レンズモジュール100は、被写体側に向いた開口を有するプレート110を含む。第1複合レンズ120は、被写体側からイメージ側に順に配置された第1レンズ素子L10と、第2レンズ素子L20と、第3レンズ素子L30とを含む。第2複合レンズ130は、被写体側からイメージ側に順に配置された第4レンズ素子L40と、第5レンズ素子L50と、第6レンズ素子L60とを含む。イメージセンサ150は、第2複合レンズ130の後方に設置されたカバーガラス140を有する。一つの実施形態では、プレート110と、第1複合レンズ120と、第2複合レンズ130と、カバーガラス140とは、被写体側からイメージ側に順に配置され、以下の関係式を満たす。
Figure 2011081350
もう1つの実施形態では、以下の関係式が更に満たされる。
Figure 2011081350
また、以下の関係式が更に満たされる。
Figure 2011081350
一実施形態では、第2レンズ素子L20と第5レンズ素子L50とは、高屈折率のウェハレベル基板を含む。例えば、ウェハレベル基板の屈折率は、おおよそ1.6を超え、ウェハレベル基板のアッベ数は、35より小さい。本発明の実施例では、第2レンズ素子L20と第5レンズ素子L50のウェハレベル基板は、重ランタンフリント(lanthanum dense flint;LaSF)、ランタンフリント(lanthanum flint;LaF)、重バリウムフリント(barium dense flint;BaSF)、フリント(flint;F)または他の適合する光学材料製とすることができる。第1、第3、第4と、第6レンズ素子は、例えば透明硬化性シリコン樹脂、または熱硬化性樹脂材料などの紫外線硬化材料を含む。第1レンズ素子L10の曲率半径は、正値であり、第3レンズ素子L30の曲率半径は、負値であり、第4レンズ素子L40の曲率半径は、負値であり、第6レンズ素子L60の曲率半径は、負値である。例えば、第1と第3レンズ素子L10、L30は、第2レンズ素子L20の両側にアレイ形式で製造されることができる。第4と第6レンズ素子L40、L60は、第5レンズ素子L50の両側にアレイ形式で製造されることができる。第1レンズ素子と、第3レンズ素子と、第4レンズ素子と、第6レンズ素子とは、モールド成形、または例えばリソグラフィーなどの他の技術によって形成することができる。第1レンズ素子と第3レンズ素子、および、第4と第6レンズ素子は、それぞれ第2レンズ素子および第5レンズ素子の上にそれぞれ直接形成するか、または接着層によって間接的に接合することができる。
また、第1レンズ素子の被写体側と第3レンズ素子のイメージ側とは、非球面であり、第4レンズ素子の被写体側と第6レンズ素子のイメージ側とは、非球面である。
本発明のもう1つの実施形態では、第1レンズ素子は、近軸線(paraxial line)上の被写体側に向いた凸面を有する平凸レンズであり、第2レンズ素子は、光学平行平面板(Optical-parallel plate)であり、第3レンズ素子は、近軸線上のイメージ側に向いた凹面を有する平凹レンズであり、第4レンズ素子は、近軸線上の被写体側に向いた凹面を有する平凹レンズであり、第5レンズ素子は、光学平行平面板であり、第6レンズ素子は、近軸線上のイメージ側に向いた凹面を有する平凹レンズである。
以上、本発明の好適な実施形態を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することが可能である。従って、本発明が請求する保護範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
10 第1接合型複合レンズ
20 第2接合型複合レンズ
30 カバーガラス
40 イメージセンサ素子
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
S1 第1絞り
S2 第2絞り
100 イメージ捕捉レンズモジュール
110 プレート
120 第1複合レンズ
130 第2複合レンズ
140 カバーガラス
150 イメージセンサ
L10 第1レンズ素子
L20 第2レンズ素子
L30 第3レンズ素子
L40 第4レンズ素子
L50 第5レンズ素子
L60 第6レンズ素子

Claims (10)

  1. イメージ捕捉レンズモジュールであって、
    被写体側からイメージ側に順に配置された第1レンズ素子と、第2レンズ素子と、第3レンズ素子とを有する第1複合レンズと、
    被写体側からイメージ側に順に配置された第4レンズ素子と、第5レンズ素子と、第6レンズ素子とを有する第2複合レンズと、
    前記第2複合レンズの後方に設置されたイメージセンサに用いられるカバーガラスと、を含み、
    前記第1複合レンズと、前記第2複合レンズと、前記カバーガラスとは、被写体側からイメージ側に順に配置され、
    次の関係式を満たすことを特徴とするイメージ捕捉レンズモジュール。
    Figure 2011081350
  2. 前記第2レンズ素子と前記第5レンズ素子は、高屈折率のウェハレベル基板を含む請求項1に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
  3. 前記ウェハレベル基板の屈折率は、おおよそ1.6を超える請求項2に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
  4. 前記第1レンズ素子の曲率半径は、正値であり、前記第3レンズ素子の曲率半径は、負値であり、前記第4レンズ素子の曲率半径は、負値であり、前記第6レンズ素子の曲率半径は、負値である請求項1に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
  5. 前記第1レンズ素子は、近軸線(paraxial line)上の前記被写体側に向いた凸面を有する平凸レンズであり、
    前記第2レンズ素子は、光学平行平面板(Optical-parallel plate)であり、
    前記第3レンズ素子は、軸線上のイメージ側に向いた凹面を有する平凹レンズであり、
    前記第4レンズ素子は、軸線上の前記被写体側に向いた凹面を有する平凹レンズであり、
    前記第5レンズ素子は、光学平行平面板であり、且つ
    前記第6レンズ素子は、軸線上の前記イメージ側に向いた凹面を有する平凹レンズである請求項1に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
  6. さらに次の関係式を満たすことを特徴とする請求項1に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
    Figure 2011081350
  7. イメージ捕捉レンズモジュールであって、
    被写体側を向いた開口を有するプレートと、
    被写体側からイメージ側に順に配置された第1レンズ素子と、第2レンズ素子と、第3レンズ素子とを有する第1複合レンズと、
    被写体側からイメージ側に順に配置された第4レンズ素子と、第5レンズ素子と、第6レンズ素子とを有する第2複合レンズと、
    前記第2複合レンズの後方に設置された、カバーガラスを有するイメージセンサと、を含み、
    前記第1複合レンズと、前記第2複合レンズと、前記カバーガラスとは、被写体側からイメージ側に順に配置され、次の関係式を満たすことを特徴とするイメージ捕捉レンズモジュール。
    Figure 2011081350
  8. 前記第1レンズ素子は、近軸線(paraxial line)上の前記被写体側に向いた凸面を有する平凸レンズであり、
    前記第2レンズ素子は、光学平行平面板(Optical-parallel plate)であり、
    前記第3レンズ素子は、近軸線上のイメージ側に向いた凹面を有する平凹レンズであり、
    前記第4レンズ素子は、近軸線上の前記被写体側に向いた凹面を有する平凹レンズであり、
    前記第5レンズ素子は、光学平行平面板であり、且つ
    前記第6レンズ素子は、近軸線上の前記イメージ側に向いた凹面を有する平凹レンズである請求項7に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
  9. さらに次の関係式を満たすことを特徴とする請求項7に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
    Figure 2011081350
  10. さらに次の関係式を満たすことを特徴とする請求項9に記載のイメージ捕捉レンズモジュール。
    Figure 2011081350
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