CN102193117A - 透镜和透镜阵列及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及透镜和透镜阵列及其制造方法。所述透镜是由耐热性树脂形成的，并且包括整体地设置于所述透镜的表面上的光圈。所述光圈是作为将耐热阻光性树脂涂覆在所述表面上的结果而形成的涂层。

Description

透镜和透镜阵列及其制造方法

技术领域

本发明涉及透镜和透镜阵列及其制造方法。

背景技术

在电子装置如便携式电话中的机载(onboard)成像装置通常具有固态成像元件，如CCD(电荷耦合装置)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，和在固态成像元件上形成目标图像的光学系统。光学系统包括用于调节图像的亮度的内置光圈。

通常采用回流处理用于在电子装置的电路板上安装成像装置。回流处理是指这样的技术：预先将焊料放置在电路板的连接电子部件的位置，将电子部件放置在该位置，加热这样放置的电子部件，并且在已经熔化焊料后冷却焊料，从而焊接电子部件。

专利文件1(JP-B-3926380)包括了关于以下光学系统的描述，该光学系统包括被安置在除透镜以外的位置并且安置为与光轴对齐的光圈。由于光圈暴露于回流处理中的高温环境下，因此光圈通常由金属如不锈钢形成。

专利文件2(JP-A-2009-301061)提供了关于以下光学系统的描述，该光学系统由整体上包括光圈的透镜构成。透镜通过如下方法制造：将金属沉积在由玻璃或树脂制成的透明基板的表面上，由所沉积的金属膜形成光圈，并且将由树脂形成的透镜构件叠置于光圈上。光圈设置在由透明基板和透镜构件构成的透镜体中。

专利文件2中描述的构造消除了在成像装置的组装中将光圈定位的必要性需要，从而提高了生产率。但是，在构成光圈的金属的线膨胀系数和构成透镜体的树脂的线膨胀系数之间通常存在大的差别。由于该原因，在光圈的热膨胀量和透镜体的热膨胀量之间存在差别，这是由回流处理等所伴随的温度变化所导致的，并进而导致畸变。该畸变可能引起透镜体和光圈的变形以及透镜体与光圈的分离，这使得透镜的光学性能劣化。另外，形成用于制备光圈的沉积金属膜需要成本。

发明概述

本发明是考虑到该情形而设计的，并且旨在防止与整体上具有光圈的透镜和透镜阵列(即透镜的集合体)相关的由温度变化而引起的光学性能的劣化。

(1)根据本发明的一个方面，透镜是由耐热性树脂形成的，并且包括整体地设置于所述透镜的表面上的光圈。所述光圈是作为将耐热阻光性树脂涂覆在所述表面上的结果而形成的涂层。

(2)根据本发明的另一个方面，透镜阵列包括多个上述透镜。所述多个透镜以一维或二维的图案形式排列并且互连。

(3)根据本发明的另一个方面，用于制造透镜阵列的方法包括：由耐热性树脂形成透镜阵列，所述透镜阵列包括以一维或二维的图案形式排列的多个透镜，和将所述多个透镜连接在一起的基板部(block)；和使用耐热阻光性树脂涂布所述透镜阵列的表面，从而形成阻光层，所述阻光层使所述各个透镜的至少一部分暴露。

(4)根据本发明的另一个方面，用于制造透镜的方法包括：切割根据上述的方法制造的透镜阵列的基板部，以将所述透镜阵列分离为各个透镜。

根据上述构造，透镜和光圈均由耐热性树脂形成。当与其中透镜或光圈由树脂形成且其中另一个由金属形成的情况相比时，由回流处理等所伴随的温度变化所导致的透镜热膨胀量和光圈热膨胀量之间的差别变得更小，因而抑制了畸变的发生。因此，可以抑制由在回流处理等中发生的温度变化所引起的光学性能的劣化。光圈是通过将阻光性树脂涂覆在透镜部(block)表面上而制成的涂层，因此容易制造透镜。

附图说明

图1是显示用于说明本发明的一个实施方案的一个实例性成像装置的图；

图2是显示用于说明本发明的实施方案的一个实例性透镜阵列的图；

图3是沿着图2中所示的线III-III截取的截面图；

图4是显示制造图2中所示的透镜阵列的透镜阵列体的一个实例性成型模具的图；

图5A至5C是显示使用图4中所示的成型模具形成透镜阵列体的一个实例性步骤的图；

图6是显示形成图2中所示的透镜阵列的阻光层的一个实例性涂布机的图；

图7A和7B是显示通过使用图6中所示的涂布机形成阻光层的一个实例性步骤的图；

图8A和8B是显示用于制造图1所示的成像装置的一个实例性方法的图；

图9A至9C是显示图8A和8B所示的用于制造成像装置的方法的一个实例性变型的图；和

图10是显示用于制造图1所示的成像装置的另一个实例性方法的图。

具体实施方式

图1显示了一个实例性成像装置。

图1中所示的成像装置1具有包括固态成像元件22和透镜3的传感器2。

传感器2具有晶片件21。晶片件21例如由半导体如硅形成，并且将固态成像元件22放置在晶片件21的大致中心。固态成像元件22是例如CCD图像传感器和CMOS图像传感器。将晶片件21重复地进行属于公知的膜形成步骤、光刻步骤、蚀刻步骤、杂质掺杂步骤等的处理，由此在晶片件21上形成受光区域、电极、绝缘膜、线等。

透镜3具有透镜体30和光圈31。透镜体30由透镜部32和凸缘部33构成。透镜部32和凸缘部33由耐热性半透明树脂整体形成。透镜部32是执行光学性能并且引起穿透射线束的会聚或发散的部分。光学表面34是在透镜部32的前侧和后侧的每一侧形成的。在所示的实施方案中，光学表面34的每一个是凸球形表面。但是，根据应用，可以采用凸球形表面、凹球形表面、非球形表面和平面表面的各种组合。凸缘33以凸缘形式从透镜部32的外周延伸，从而包围透镜部32。

光圈31被安置在透镜体30的一侧(即，在所示的实施方案中的上侧，以下称为“上表面”)。光圈31由通过使用耐热阻光性树脂涂覆透镜体30的上表面而制备的涂层形成，从而防止进入透镜3的一部分射线束通过透镜3。在所示的实施方案中，光圈31起着所谓的杂散(stray)光圈的作用，所述杂散光圈使得透镜部32在透镜体30的上表面上的光学表面34全部暴露，并且覆盖凸缘部33，从而阻挡杂散光。在某些情况下，光圈31覆盖透镜部32的光学表面34的一部分(外周)。在这样的情况下，光圈31是所谓的孔径光圈，其限定透镜3的有效直径。

透镜3叠置于传感器2上，其中隔体35被夹在透镜体30的凸缘部33和传感器2的晶片件21之间。透镜3在固态成像元件22的受光区域上产生目标图像。在所示的实例中，叠置于传感器2上的透镜3是一个。但是，存在多个透镜3叠置于传感器2上的情况。

隔体35不限于任何具体的形状，只要透镜3在传感器2上稳定即可。优选地，隔体35呈现出围绕固态成像元件22的框架的形状。如果使隔体35具有框架形状，则在传感器2和透镜3之间存在的空间可以与外部隔开。阻止了异物如灰尘侵入到传感器2和透镜3之间的空间中，从而使得可以防止异物附着至固态成像元件22和光学表面34。此外，在这种情况下，如果使隔体35不透明，则可以防止对于图像形成多余的光从传感器2和透镜3之间的空间进入固态成像元件22

如上所述构造的成像装置1通常通过回流处理被安装在电子装置的电路板上。具体地，预先在电路板上的要安装成像装置1的位置印刷膏状焊料，并且将成像装置1安装在该位置。将包括成像装置1的电路板暴露于红外线辐射和热处理如热风，由此熔化焊料，从而将成像装置1安装在电路板上。

图2和3显示了一个实例性透镜阵列。

图2和3中所示的透镜阵列5具有透镜阵列体36和阻光层37。透镜阵列体36包括多个透镜部32和基板部38。

在所示的实施方案中，多个透镜部32是以矩阵图案的形式排列的，并且基板部38填充透镜部32之间的空间，从而将透镜部32互连。多个透镜部32和基板部38由耐热性半透明树脂整体地形成。

基板部38呈现出晶片(盘状)的形状，并且基板部的典型直径包括6英寸，8英寸和12英寸。上千个透镜部32典型地排列于具有上述尺寸中任何一个的基板部38中。基板部38不限于晶片的形状，而是还可以呈现出矩形形状。此外，多个透镜部32不限于矩阵图案，而还可以呈现出例如放射状图案、同心环图案和另一种二维图案。备选地，多个透镜部32还可以呈现出一维图案。

将阻光层37放置在透镜阵列体36的一个表面上(即，在所示的实施方案中的上侧，以下称为“上表面”)。阻光层37是通过将耐热阻光性树脂涂覆在透镜阵列体36的上表面上而制备的涂层。在所示的实施方案中，阻光层37使每一个透镜部32在透镜阵列体36的上表面上的整个光学表面34暴露，并且覆盖基板部38。在某些情况下，阻光层37覆盖每一个透镜部32的光学表面34的一部分(外周)。

透镜3(参见图1)是作为将透镜阵列5的基板部38切割并且将透镜阵列5分离使得每一个透镜阵列包括一个透镜部32的结果而得到的。在另一种方式中，透镜阵列5是透镜3的集合体。作为基板部38的分离的结果得到的小片变成了单独的透镜3的凸缘部33。作为阻光层37的分离的结果得到的小片变成了单独的透镜3的光圈31。

例如，可以使用能量固化性树脂组合物作为构成透镜阵列体36的树脂。能量固化性树脂组合物可以是任何一种树脂组合物，例如，通过热而固化的树脂组合物，如硅氧烷树脂，环氧树脂和酚醛树脂，以及通过暴露于活性能量辐射(例如，UV辐射)下而固化的树脂组合物，如环氧树脂和丙烯酸类树脂。

出于模制特性如转印成型模具的形状的特性的观点，在模制之前，构成透镜阵列体36的树脂组合物优选地具有适合的流动性。具体地，优选使用在室温为液体形式并且具有约1000至50000mPa·s的粘度的树脂组合物。

另一方面，当固化时，构成透镜阵列体36的树脂组合物优选地实现了即使通过回流处理时也足以避免热变形的耐热性。出于该观点，树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度优选为250℃以上并且更优选300℃以上。为了提供具有这样的高耐热性的树脂组合物，必须在分子水平上限制迁移率(mobility)，用于该目的的有效方法的实例如下：(1)其中增加单位体积的交联密度的方法；(2)其中使用具有刚性环体系的树脂(即，具有脂环族体系如环己烷、降冰片烷或四环十二烷，芳族环体系如苯或萘，轴节(cardo)体系如9，9’-联苯基芴或螺体系如螺联茚满的树脂，并且更具体地，在例如JP-A-9-137043，JP-A-10-67970，JP-A-2003-55316，JP-A-2007-334018或JP-A-2007-238883中公开的树脂)的方法；和(3)其中均匀地分散具有高Tg的物质如无机粒子的方法(如在例如，JP-A-5-209027或JP-A-10-298265中所述的)。多种这样的方法可以组合使用，并且优选调整每一种方法，只要其它特性如流动性、收缩率和折射率特性不受损害即可。

出于转印形状的精度的观点，构成透镜阵列体36的树脂组合物优选在固化反应中表现出小的体积收缩率。在固化中所导致的树脂组合物的收缩率优选为10％以下，更优选为5％以下，并且特别优选为3％以下。在固化中所引起的收缩率小的树脂组合物的实例如下：(1)包含聚合固化剂(如预聚物)的树脂组合物(其具体实例描述于例如JP-A-2001-19740，JP-A-2004-302293和JP-A-2007-211247；聚合固化剂的数均分子量优选为200至100,000，更优选为500至50,000且特别优选1,000至20,000，并且通过将固化剂的数均分子量除以其固化反应性基团的数量而计算的值优选为50至10,000，更优选100至5,000，且特别优选200至3,000)；(2)包含非反应性物质(如有机/无机粒子或非反应性树脂)的树脂组合物(其具体实例描述于JP-A-6-298883，JP-A-2001-247793和JP-A-2006-225434中)；(3)包含低姿态(low profile)交联反应性基团(例如，可开环聚合基团(如环氧基(描述于例如，JP-A-2004-210932)，氧杂环丁烷基(描述于例如，JP-A-8-134405)，环硫化物基(描述于例如，JP-A-2002-105110)和环状碳酸酯基(描述于例如，JP-A-7-62065))，硫醇/烯(ene)固化基团(描述于例如，JP-A-2003-20334)或氢化硅烷化固化基团(描述于例如，JP-A-2005-15666))的树脂组合物；(4)包含刚性骨架树脂(如芴、金刚烷或异佛尔酮))的树脂组合物(描述于例如，JP-A-9-137043)；(5)包含具有不同可聚合基团并且形成互穿网络结构(即，所谓的IPN结构)的两种单体的树脂组合物(描述于例如，JP-A-2006-131868)；以及(6)包含可膨胀物质的树脂组合物(描述于例如，JP-A-2004-2719和JP-A-2008-238417)，并且这些树脂组合物中的任何一种可以适用于本发明。此外，出于物理性能的最优化的观点，在固化中的收缩率小的上述组合物中的一些优选组合使用(例如，使用包含具有可开环聚合基团的预聚物和粒子的树脂组合物)。

此外，优选使用分别具有至少两种(即较大和较小的)阿贝值的不同树脂的混合物作为构成透镜阵列体36的树脂组合物。具有较大的阿贝值的树脂的阿贝值(vd)优选为50以上，更优选55以上且特别优选60以上。这样的树脂的折射率(nd)优选为1.52以上，更优选为1.55以上且特别优选1.57以上。作为这样的树脂，优选使用脂族树脂，并且特别优选脂环族体系的树脂(即，具有环体系如环己烷、降冰片烷、金刚烷、三环癸烷或四环十二烷的树脂，其具体实例描述于例如，JP-A-10-152551，JP-A-2002-212500，JP-A-2003-20334，JP-A-2004-210932，JP-A-2006-199790，JP-A-2007-2144，JP-A-2007-284650和JP-A-2008-105999)。具有较小的阿贝值的树脂的阿贝值(vd)优选为30以下，更优选为25以下且特别优选20以下。这样的树脂的折射率(nd)优选为1.60以上，更优选为1.63以上且特别优选1.65以上。作为这样的树脂，优选使用芳族体系的树脂，并且优选使用例如具有9，9’-二芳基芴，萘，苯并噻唑，苯并三唑等的体系的树脂(其具体实例描述于例如，JP-A-60-38411，JP-A-10-67977，JP-A-2002-47335，JP-A-2003-238884，JP-A-2004-83855，JP-A-2005-325331和JP-A-2007-238883，WO-A-2006/095610和JP-B-2537540)。

为了提高折射率或调节阿贝值，构成透镜阵列体36的树脂组合物优选包含分散在基体中的无机粒子。无机粒子的实例为氧化物粒子，硫化物粒子，硒化物粒子和碲化物粒子。更具体实例是氧化锆、氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌、氧化铈、氧化铝、氧化镧、氧化钇、硫化锌等的粒子。特别是，在具有较大阿贝值的树脂中，优选分散氧化镧、氧化铝、氧化锆等的粒子，而在具有较低阿贝值的树脂中，优选分散氧化钛、氧化锡、氧化锆等的粒子。这些无机粒子中的一种可以单独使用，或者它们中的两种以上可以一起使用。备选地，可以使用包含多种组分的复合材料的粒子。此外，为了降低光催化活性、降低水吸收等的各种目的，无机粒子可以掺杂有不同种类的金属，在它们的表面层上被覆有不同的金属氧化物如二氧化硅或氧化铝，或使用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机酸(如羧酸、磺酸、磷酸或膦酸)或具有有机酸基团的分散剂进行表面改性。无机粒子的数均初级粒子尺寸可以通常为约1nm至1000nm，并且当它太小时，物质的性能可能变化，并且当它太大时，可能极大地表现出瑞利散射的影响，因此，数均初级粒子尺寸优选为1nm至15nm，更优选为2nm至10nm且特别优选3nm至7nm。此外，无机粒子的粒度分布优选尽可能小。以这样的方式，可以不同地限定单分散粒子，并且例如，在JP-A-2006-160992中所述的数值规定范围对应优选的粒度分布。在该点，上述数均初级粒度可以使用例如，X射线衍射仪(XRD)，透射电子显微镜(TEM)等测量。无机粒子在22℃和589nm的波长的折射率优选为1.90至3.00，更优选为1.90至2.70且特别优选2.00至2.70。出于透明度和提高折射率的观点，无机粒子在树脂中的含量优选为5质量％以上，更优选为10至70质量％且特别优选30至60质量％。

为了均匀地分散树脂组合物中的粒子，优选通过适当地使用以下物质来分散粒子，例如，包含与形成基体的树脂单体具有反应性的官能团的分散剂(描述于例如JP-A-2007-238884的实施方案中)、包含疏水链部分和亲水链部分的嵌段共聚物(描述于例如JP-A-2007-211164)、在高聚物分子的末端或侧链中具有能够与无机粒子形成任意的化学键的官能团的树脂(描述于例如，JP-A-2007-238929和JP-A-2007-238930)等。

此外，构成透镜阵列体36的树脂组合物可以适当地包含已知的脱模剂如硅系、氟系或含长链烷基的化合物或添加剂如抗氧化剂如受阻酚等。

可以根据需要将构成透镜阵列体36的树脂组合物与固化催化剂或引发剂混合。具体地，可以提及通过热或活性能量辐射的作用促进固化反应(自由基聚合或离子聚合)的化合物如，例如JP-A-2005-92099(段落号[0063]至[0070])相关描述的化合物。固化反应促进剂的量根据催化剂类型和引发剂类型的差别或固化反应性区域的位置的差别变化，因此不能无条件地规定。通常，相对于固化反应树脂组合物的全部固体内含物，固化反应促进剂的优选量优选为0.1至15质量％，并且更优选为0.5至5质量％。

构成透镜阵列体36的树脂组合物可以根据需要通过共混上述组合物制备。在这种场合下，当可以将另一种组合物溶解于液体低分子单体(反应性稀释剂)等中时，不必另外加入溶剂。但是，当上述由于某种情况不成立时，固化性树脂组合物可以通过使用溶剂将各种组成组分溶解而制备。可以用于固化性树脂组合物的溶剂不限于任何特定溶剂，而可以适当地选择，只要组合物不形成沉淀物并且均匀地溶解或分散即可。具体地，可以提及例如，酮(例如，丙酮，甲基乙基酮和甲基异丁基酮)，酯(例如，乙酸乙酯和乙酸丁酯)，醚(例如，四氢呋喃和1，4-二烷)，醇(例如，甲醇，乙醇，异丙醇，丁醇和乙二醇)，芳族烃(例如，甲苯和二甲苯)，水等。当固化性组合物包含溶剂时，优选在干燥溶剂之后进行模具形状转印操作。

还可以使用用于形成透镜阵列体36并且通过将黑色颜料如炭黑分散到用作基体材料的能量固化性树脂组合物得到的树脂，作为用于形成阻光层37的树脂。透镜阵列体36和阻光层37均由树脂形成。当与透镜阵列体或阻光层由树脂形成而另一种由金属形成时发生的热膨胀的量相比时，由伴随回流处理的温度变化等所引起的透镜阵列体36的热膨胀量和阻光层37的热膨胀量之间的差值降低。因此，抑制了变形的发生。

构成透镜阵列体36的树脂的线膨胀系数和构成阻光层37的树脂的线膨胀系数之间的差值为1×10^-5/℃以下。因此，可以优选使用包含与构成透镜阵列体36相同的树脂作为基体材料并且作为将耐热黑色颜料如炭黑分散到基体材料中的结果而变得不透明的树脂，作为构成阻光层37的树脂。结果，构成透镜阵列体36的树脂的线膨胀系数和构成阻光层37的树脂的线膨胀系数因而变得基本上相等。

下面描述用于制造在图2中所示的透镜阵列的实例性方法。

图4显示了用于制造图2中所示的透镜阵列的透镜阵列体的一个实例性成型模具。

图4中所示的成型模具50包括上模具51和下模具52。

将多个呈现出透镜部32的一个光学表面34的相反几何形状的透镜模制部54设置在上模具51的模制表面53中，并且与安置在透镜阵列体36中的多个透镜部32对齐。将多个呈现出透镜部32的另一个光学表面34的相反几何形状的透镜模制部56设置在下模具52的模制表面55中，并且与安置在透镜阵列体36中的多个透镜部32对齐。

当使用能量固化性树脂组合物作为用于形成透镜阵列主体36的树脂时，在适当时根据树脂组合物选择用于上模具51和下模具52的材料。具体地，当使用热固化性树脂作为树脂组合物时，使用表现出优良的热导率的金属材料，例如镍，或允许红外线辐射透射的材料如玻璃，作为用于模具的材料。当使用UV固化性树脂材料作为树脂材料时，使用允许UV辐射透射的材料例如玻璃作为用于模具的材料。

图5A至5C显示使用图4中所示的成型模具形成透镜阵列体的一个实例性步骤。

首先，将一定量的形成透镜阵列体36所需的树脂M1进料至下模具52的模制表面55上(图5A)。

接着，下放上模具51。随着上模具51的下放动作的进行，树脂M1被按压在上模具51的模制表面53和下模具52的模制表面55之间。树脂在被模制表面53和55变形的同时铺展到模制表面53和55之间的空间中(图5B)。

在其中成型模具50随着上模具51的完全下放而封闭的情形下，上模具51的模制表面53和下模具52的模制表面55之间的空间被树脂M1填充。在这种情形下，根据需要将用于固化目的的能量E施加于树脂，从而固化树脂M1。从而形成透镜阵列体36(图5C)。

图6显示了形成图2中所示的透镜阵列的阻光层的一个实例性涂布机。

如图6中所示，涂布机60具有台61，针62和注射器63。透镜阵列体36被成型模具50的下模具52支持，其中透镜阵列体36的暴露的上表面被安置在台61的上表面上。台61通过驱动装置64在平行于上表面的X轴的方向上移动。

针62被放置在台61上方的高位置并且通过驱动装置65在Y轴方向上被致动，所述Y轴平行于台61的上表面并且垂直于X轴。注射器63向针62进料用于形成阻光层37的树脂。通过台61在X轴方向上的致动和针62在Y轴方向上的致动，针62执行被放置在台61的上表面的透镜阵列体36的上表面扫描。在扫描操作的同时，注射器63向针62进料树脂。将从针62喷射的树脂涂覆在透镜阵列体36的上表面上。

图7A和7B显示通过使用图6中所示的涂布机形成阻光层的一个实例性步骤。

首先，针62执行透镜阵列体36的上表面的扫描。在扫描操作的同时，注射器63向针62供应树脂M2，且将树脂涂覆在透镜阵列体36的上表面上的预定点(图7A)。

接着，根据需要施加用于固化目的的能量E，从而固化树脂M2。从而在透镜阵列体36的上表面上形成阻光层37(图7B)。在所示的实例中，阻光层37使暴露的透镜阵列体36的上表面上的各个透镜部32的光学表面34全部暴露并且覆盖基板部38。

优选地，在透镜阵列体36的上表面上被阻光层37覆盖的区域(阻光区域)相对于树脂M2的润湿性高于其它区域(半透明区域)相对于树脂M2的润湿性。从而可以以优良的精度形成阻光层37。在上述实施方案中，基板部38的润湿性高于光学表面34的润湿性。从而防止了湿分从树脂M2向光学表面34的铺展，因而整个光学表面34可以在没有失效(fail)的情况下暴露。例如，提及用于使阻光区域变得比半透明区域更粗糙的技术，作为用于提高阻光区域的润湿性的方法。

用于形成阻光层37的树脂M2的涂布不限于通过使用图6中所示的涂布机进行的涂布操作。喷墨涂布，喷涂或旋涂也是可适用的。甚至当涂布技术如喷涂和旋涂不涉及图案化机构的使用时，在透镜阵列体36的上表面上的半透明区域中形成防水膜。在半透明区域中的透镜阵列体36的上表面和树脂M2之间的接触角被设定为90°以上，从而可以防止树脂M2残留在半透明区域中。因在透镜阵列体36上表面上的半透明区域对应各个透镜部32的光学表面34，优选防水膜应以抗反射涂层形式形成。

阻光层37使各个透镜部32的整个光学表面34暴露，覆盖基板部38且阻挡杂散光。为了阻挡杂散光，也可以通过所谓的二色模制由半透明树脂整体地形成多个透镜部32，并且由与用于形成阻光层37的阻光树脂类似的阻光树脂整体地形成基板部38。备选地，也可以由半透明树脂整体地形成透镜部32和基板部38，并且使基板部38暴露于激光下，从而碳化基板部38的表面层以使其呈现出阻光特性。

使用切割器等切割如上所述制造的透镜阵列5的基板部38，从而将其分离为各自包含透镜部32的多个透镜3。透镜3与如上所述的传感器2组合构成成像装置1(参见图1)。

图8A和8B显示用于制造图1所示的成像装置的一个实例性方法。

首先沿着在以矩阵图案安置的透镜部32的多个行和列之间延伸的切割线L切割基板部38。从而将透镜阵列5分为各自包含一个透镜部32的多个透镜3(图8A)。

通过隔体35将每一个透镜3叠置于每一个传感器2上。这样制造了成像装置1(图8B)。

图9A至9C显示了图8A和8B所示的用于制造成像装置的方法的一个实例性变型。在图9A至9C所示的实例中，将2个透镜3叠置于每一个传感器2上。

首先，将多个隔体35安置成与被安置在透镜阵列5中的多个透镜部32对齐。将2个透镜阵列5与隔体阵列9相互叠置，该隔体阵列9由置于2个透镜阵列5之间的隔体35的互连得到，从而形成层状透镜阵列6(图9A)。

接着，沿着切割线L统一切割包括在层状透镜阵列6中的2个透镜阵列5的基板部38和隔体阵列9。从而将层状透镜阵列6分离为多个层状透镜7，其每一个包括2个相互叠置的透镜3(图9B)。

通过隔体35将每一个层状透镜7叠置于每一个传感器2上。这样制造了成像装置1(图9C)。

如上所述，将多个透镜3预先层叠而成的层状透镜7叠置于每一个传感器2上。当与透镜3依次叠置于各个传感器2上的情况相比时，可以提高成像装置1的生产率。

图10显示了用于制造图1所示的成像装置的另一个实例性方法。在图10所示的实施方案中，将透镜阵列5叠置于传感器阵列4上，从而制造层状元件阵列8，层状元件阵列8是多个成像装置1的集合体。随后将层状元件阵列8分为多个成像装置1。

传感器阵列4具有由半导体金属如硅形成的晶片20。将多个固态成像元件22在晶片20上安置成与透镜阵列5中的多个透镜部32对齐。晶片20的典型直径包括6英寸，8英寸和12英寸。安置上千个固态成像元件22。

通过隔体阵列9将透镜阵列5叠置于传感器阵列4上，从而制造层状元件阵列8。包括在层状元件阵列8内的传感器阵列4的晶片20，透镜阵列5的基板部38，和隔体阵列9沿着切割线L统一被切割。这样将层状元件阵列8分离为多个成像装置1，其包括相应的透镜部32和相应的固态成像元件22。

如上所述，将一个以上的透镜阵列5叠置于传感器阵列4上。随后，将传感器阵列4的晶片20和透镜阵列5的基板部38统一切割为多个成像装置1。当与透镜3或透镜的层状透镜7被安装在相应的传感器2上的情况相比时，可以进一步提高成像装置1的生产率。

如上所述，本说明书提供一种透镜和透镜阵列及其制造方法。

(1)透镜是由耐热性树脂形成的，并且包括整体地设置于所述透镜的表面上的光圈。所述光圈是作为将耐热阻光性树脂涂覆在所述表面上的结果而形成的涂层。

(2)在根据(1)所述的透镜中，所述光圈是作为通过喷墨涂布将所述树脂涂覆在所述表面上的结果而形成的涂层。

(3)在根据(1)所述的透镜中，所述表面的覆盖有所述光圈的区域表现出的相对于构成所述光圈的所述树脂的润湿性高于其余区域。

(4)在根据(3)所述的透镜中，所述表面的覆盖有所述光圈的区域比所述其余区域更粗糙。

(5)在根据(3)所述的透镜中，在所述表面的除覆盖有所述光圈的区域以外的区域中形成防水膜。

(6)在根据(5)所述的透镜中，所述防水膜是抗反射涂层。

(7)在根据(1)至(6)中任一项所述的透镜中，用于形成所述透镜的树脂和用于形成所述光圈的树脂都是能量固化性树脂。

(8)在根据(1)至(6)中任一项所述的透镜中，用于形成所述透镜的树脂的玻璃化转变点和用于形成所述光圈的树脂的玻璃化转变点为250℃以上。

(9)在根据(1)至(6)中任一项所述的透镜中，用于形成所述透镜的树脂的线膨胀系数与用于形成所述光圈的树脂的线膨胀系数之间的差值为1×10^-5/℃以下。

(10)在根据(9)所述的透镜中，用于形成所述光圈的树脂是通过将黑色颜料分散到用于形成所述透镜的树脂中而得到的。

(11)透镜阵列包括多个如(1)至(10)中任一项所述的透镜。所述多个透镜以一维或二维的图案形式排列并且互连。

(12)用于制造透镜阵列的方法包括：由耐热性树脂形成透镜阵列，所述透镜阵列包括以一维或二维的图案形式排列的多个透镜和将所述多个透镜连接在一起的基板部；和使用耐热阻光性树脂涂布所述透镜阵列的表面，从而形成阻光层，所述阻光层使所述各个透镜的至少一部分暴露。

(13)用于制造透镜的方法包括：切割根据(12)所制造的透镜阵列的基板部，以将所述透镜阵列分离为各个透镜。

Claims (13)

1.一种透镜，所述透镜是由耐热性树脂形成的，并且包括整体地设置于所述透镜的表面上的光圈，其中

所述光圈是作为将耐热阻光性树脂涂覆在所述表面上的结果而形成的涂层。

2.根据权利要求1所述的透镜，

其中所述光圈是作为通过喷墨涂布将所述树脂涂覆在所述表面上的结果而形成的涂层。

3.根据权利要求1所述的透镜，

其中所述表面的覆盖有所述光圈的区域表现出的相对于构成所述光圈的所述树脂的润湿性高于其余区域。

4.根据权利要求3所述的透镜，

其中所述表面的覆盖有所述光圈的所述区域比所述其余区域更粗糙。

5.根据权利要求3所述的透镜，

其中在所述表面的除覆盖有所述光圈的所述区域以外的区域中形成防水膜。

6.根据权利要求5所述的透镜，

其中所述防水膜是抗反射涂层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的透镜，

其中用于形成所述透镜的树脂和用于形成所述光圈的树脂都是能量固化性树脂。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的透镜，

其中所述的用于形成所述透镜的树脂的玻璃化转变点和所述的用于形成所述光圈的树脂的玻璃化转变点为250℃以上。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的透镜，

其中所述的用于形成所述透镜的树脂的线膨胀系数与所述的用于形成所述光圈的树脂的线膨胀系数之间的差值为1×10^-5/℃以下。

10.根据权利要求9所述的透镜，

其中所述的用于形成所述光圈的树脂是通过将黑色颜料分散到所述的用于形成所述透镜的树脂中而得到的。

11.一种透镜阵列，所述透镜阵列包括多个如权利要求1至10中任一项所述的透镜，

其中所述多个透镜以一维或二维的图案形式排列并且互连。

12.一种用于制造透镜阵列的方法，所述方法包括：

由耐热性树脂形成透镜阵列，所述透镜阵列包括以一维或二维的图案形式排列的多个透镜和将所述多个透镜连接在一起的基板部；和

使用耐热阻光性树脂涂布所述透镜阵列的表面，从而形成阻光层，所述阻光层使所述各个透镜的至少一部分暴露。

13.一种用于制造透镜的方法，所述方法包括：

切割根据权利要求12所述的方法制造的透镜阵列的所述基板部，以将所述透镜阵列分离为各个透镜。

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