CN102681045B - 光学元件、光学元件模块、电子元件模块和电子信息装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学元件、光学元件模块、电子元件模块和电子信息装置。光学元件包括：侧表面，在底部光学表面和顶部光学表面的轮廓之间，在光学元件内部入射光在该侧表面经历漫反射；以及倾斜表面，至少在侧表面和底部光学表面之间形成，用于全反射来自侧表面的漫反射。

Description

光学元件、光学元件模块、电子元件模块和电子信息装置

本非临时申请要求2011年3月11日在日本提交的专利申请No.2011-054837在35 U.S.C §119(a)下的优先权，此处通过引用并入该申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及：诸如透镜的光学元件；从光学元件晶片模块切割的光学元件模块，该光学元件晶片模块由一个或更多光学元件晶片堆叠，光学元件晶片具有以二维图案布置的多个透镜；电子元件模块，其中光学元件或光学元件模块使用电子元件模块化；以及电子信息装置，诸如数码相机（例如数码摄像机或数码静拍相机）、图像输入相机、扫描仪、传真机、个人数字助理（PDA）、装配有相机的蜂窝电话装置以及在成像部中使用该电子元件模块的视频电话装置。

背景技术

对于诸如装配有相机的蜂窝电话装置和个人数字助理（PDA）的如上所述的具有成像元件和聚光透镜元件的常规电子信息装置，要求图像质量的进一步改善以及尺寸和成本的减小。

图9（a）是专利文献1中公开的常规成像透镜单元的透视图。图9（b）是图9（a）中的成像透镜单元沿着线A-A'的纵向剖面图。

在图9（a）和9（b）中，在常规成像透镜单元100中，通过从顶部连续堆叠而模块化三个透镜101至103，使得光轴C对准。三个透镜101至103的光轴C在透镜中心对准。在透镜101至103的外围部分别提供在垂直于透镜101至103的光轴C的方向延伸的法兰部101a至103a。法兰部101a至103a并不设置有用于定位的突起或凹槽。法兰部101a至103a在平面图中具有基本方形的轮廓，且包含分别对准于4个外壁平面表面（其基本上平行于光轴C）的法兰侧表面101b至103b。在相同方向布置的法兰侧表面101b至103b沿着光轴C的方向设置在相同平面表面上。

透镜101包含构成凸表面的顶部透镜表面101c以及构成凹表面的底部透镜表面101d。透镜101下方的透镜102包含构成用于顶部和底部表面的凸表面的透镜表面102d和102d。透镜102下方的透镜103包含构成凹表面的顶部透镜表面103c以及构成平面表面的底部透镜表面103d。法兰部101a的透镜表面101d侧与法兰部102a的透镜表面102c侧彼此接触。法兰部102a的透镜表面102d侧与法兰部103a的透镜表面103c侧也彼此接触。

图10是专利文献2中公开的常规成像透镜单元的纵向剖面图。

在图10中，通过沿着光轴C从顶部连续堆叠4个透镜201至204设置常规成像透镜单元200。对于4个透镜201至204，在对图像形成功能没有影响的外围部，在光轴C的方向分别提供厚法兰201a至204a。在每个透镜的法兰部201a至204a的侧表面201b和201c至204b和204c中，透镜201的侧表面201c和透镜202的侧表面202b；透镜202的侧表面202c和透镜203的侧表面203b；以及透镜203的侧表面203c和透镜204的侧表面204b彼此相匹配，且通过附着每个匹配的表面，以每个透镜201至204的相对位置得以维持的状态粘合每个透镜201至204。

参考文献1：日本特许公开No.2004-088713

参考文献2：日本特许公开No.62-153908。

发明内容

在专利文献1中公开的常规成像透镜单元100中的每一个中，触摸切割表面的表面是平面的。

存在在切割表面经历漫反射且通过平面部到达成像元件表面的杂散光L导致重像和耀斑的问题。图11（a）和11（b）用于详细描述此点。

图11（a）是纵向剖面图，示意性示出：包含透镜单元和成像元件的透镜模块，该透镜单元由多个透镜组成，该多个透镜在晶片级从透镜晶片模块切割，该透镜晶片模块由多个透镜形成且层叠。图11（b）是图11（a）中的透镜模块的后视图。

在图11（a）和（b）中，杂散光L从对角方向进入透镜模块300的透镜，且在粗糙切割表面301经历漫反射。反射的杂散光L通过在底侧透镜的光学表面302的外围处提供的平面部303进入布置在下方的成像元件304的成像表面。杂散光L在成像元件304处被捕获且导致重像和耀斑。图12进一步示出图11中的剖面B'的放大图。

在图12中，由于分离成各个片，透镜301的切割表面是粗糙的。因而，从内部到达切割表面301的杂散光L经历漫反射，导致杂散光L在各个方向行进。当在行进的杂散光L和平面部303之间形成的角度θ11至θ13大于预定角度时，杂散光L不经历全反射且经过平面部303离开，到达外部。经过平面部303的杂散光L到达成像区域。如果透镜301的切割表面不粗糙，当角度小时，光经历全反射。然而，一般而言，杂散光L相对于切割表面301具有陡峭角度。因而，杂散光L经过切割表面301，杂散光L不会通过平面部303。

在专利文献2中公开的每一个常规成像透镜单元200在透镜的侧表面上具有倾斜部，但是4个透镜201至204仅从顶部沿着光轴C在倾斜部顺续堆叠到匹配位置。倾斜部在与透镜侧表面处反射的杂散光经历全反射的倾斜方向相对的方向倾斜。而且，透镜侧表面不是切割表面，因而在透镜侧表面不发生前面提及的漫反射。因而，专利文献2中公开的每个常规成像透镜单元200的倾斜部不用于在透镜侧面处反射的杂散光的全反射。

本发明旨在解决上述常规问题。本发明的目的是提供：诸如透镜的光学元件，能够通过防止在透镜侧表面反射的杂散光到达成像元件的成像区域而防止重像和耀斑的产生；从光学元件晶片模块共同切割的光学元件模块；电子元件模块，其中光学元件模块和电子元件被模块化；以及诸如装配有相机的蜂窝电话之类的使用电子元件模块作为其成像部中图像输入装置的电子信息装置。

根据本发明的光学元件包括：侧表面，在底部光学表面和顶部光学表面的轮廓之间，在光学元件内部光在该侧表面经历漫反射；以及倾斜表面，至少在侧表面和底部光学表面之间形成，用于全反射来自侧表面的漫反射，由此实现上述目的。

优选地，在根据本发明的光学元件中，在垂直于顶部光学表面和底部光学表面的光轴的方向，倾斜表面以锐角倾斜。

仍优选地，在根据本发明的光学元件中，以锐角倾斜的倾斜角度在40度和50度之间且包括40度和50度的范围内。

仍优选地，具有在平面图中的环面形状或使用平面图中四边形的四个边作为弦切割环面外围部的平面图中的形状，其中在平面图中在底部光学元件的外围提供倾斜表面。

仍优选地，在根据本发明的光学元件中，倾斜表面与侧表面直接相邻的边与平面图中四边形的整条边的长度的比例大于或等于十分之一且小于或等于二分之一。

仍优选地，在根据本发明的光学元件中，侧表面的一部分或整个侧表面是切割表面。

仍优选地，在根据本发明的光学元件中，具有以二维矩阵图案布置的多个透镜的透镜晶片通过晶片级工艺切割，使得侧表面是切割表面。

仍优选地，在根据本发明的光学元件中，通过注模工艺切割透镜的侧表面上的浇道，使得侧表面部分地是切割表面。

仍优选地，在根据本发明的光学元件中，在平面图中在底部光学表面的外围以环面形状形成倾斜表面，且以在平面图中具有圆形底部表面轮廓的外围使用至少一个边作为弦切割得到的平面图中的形状，在平面图中在倾斜表面的外围形成平面图中的侧表面和部分环面平面表面。

仍优选地，在根据本发明的光学元件中，光学元件是聚光透镜。

堆叠有多个光学元件的根据本发明的光学元件模块包括底部的根据本发明的光学元件，可由此实现上述目的。

优选地，在根据本发明的光学元件模块中，在顶部光学元件和底部光学元件之间提供光屏蔽板，且以每个光学元件的相对光学表面的光轴和开口部的中心在顶部和底部对准的状态层叠光学元件和光屏蔽板。

仍优选地，在根据本发明的光学元件模块中，光学元件中的每一个设置有法兰部，法兰部在平面图中具有四边形轮廓，在相对光学表面的平面图中的外围具有平面表面。

根据本发明的电子元件模块包括：根据权利要求1至10其中任一项所述的光学元件或根据权利要求11至13其中任一项所述的光学元件模块；以及固态成像元件，其中多个光接收部以矩阵图案形成以用于光电转换和捕获穿透光学元件或光学元件模块来自对象的入射光的图像，由此实现上述目的。

优选地，在根据本发明的电子元件模块中，在通过切割制造的光学元件模块或光学元件中与切割表面接触的最靠近固态成像元件的光学元件的部分的形状具有倾斜表面。

提供根据本发明的电子信息装置，其在成像部中使用根据本发明的电子元件模块作为图像输入装置，由此实现上述目的。

此后将描述具有上述配置的本发明的功能。

本发明中的光学元件具有在底部光学表面和顶部光学表面的轮廓之间的侧表面，入射光从该侧表面经历内部漫反射。至少在侧表面和底部光学表面之间形成倾斜表面以用于来自侧表面的漫反射的全反射。而且，在本发明的光学元件模块中，多个光学元件堆叠，包括底部处的本发明的光学元件。而且，本发明的电子元件模块包含固态成像元件，其中多个光接收部以矩阵图案形成以光电转换和捕获穿透本发明的光学元件或本发明的光学元件模块来自对象的入射光的图像。

因此，形成至少在侧表面和光学底面之间的倾斜表面，其用于来自侧表面的漫反射的全反射。因而，可以通过防止透镜侧表面反射的杂散光到达成像元件的成像区域而防止重像和耀斑的产生。

根据上述本发明，因为形成用于来自侧表面的漫反射的全反射的至少在侧表面和底部光学表面之间的倾斜表面，能够通过防止透镜侧表面反射的杂散光到达成像元件的成像区域而防止重像和耀斑。

参考附图，当阅读和理解详细描述时，本领域技术人员将显见本发明的这些和其他优点。

附图说明

图1是用于简要描述根据本发明的实施例1的透镜晶片模块的制造方法的透视图。图1（a）是示意性示出在层叠之前两个透镜晶片和其间的光屏蔽板的透视图。图1（b）是示意性示出层叠之后透镜晶片模块的透视图。

图2是示意性示出图1中的透镜晶片模块的配置的示例的部分纵向剖面图。

图3（a）是示意性示出由两个透镜组成的透镜模块的纵向剖面图，通过在晶片级切割透镜晶片模块（其由多个透镜形成并层叠）而分离成各个片。图3（b）是图3（a）中的透镜模块的后视图。

图4是图3（a）中的剖面B的放大图。

图5（a）是示意性示出通过注模工艺制造的根据本发明的实施例2的透镜模块的纵向剖面图。图5（b）是图5（a）中的透镜模块的后视图。

图6（a）是用于描述图5（a）中的透镜模块的制造方法的纵向剖面图。图6（b）是图6（a）中的透镜模块的后视图。

图7是示意性示出根据本发明的实施例3的成像模块的纵向剖面图。

图8是示出作为本发明的实施例4的使用成像模块的电子信息装置的示意性配置的示例的框图，该成像模块在成像部中使用根据本发明的实施例1或2的透镜模块或透镜。

图9（a）是专利文献1中公开的常规成像透镜单元的透视图。图9（b）是图9（a）中的成像透镜单元沿着线A-A'的纵向剖面图。

图10是专利文献2中公开的常规成像透镜单元的纵向剖面图。

图11（a）是纵向剖面图，其示意性示出：包含透镜单元的透明模块，该透镜单元由多个透镜组成，在晶片级从透镜晶片模块（其由多个透镜形成并层叠）切割且分离成更小的片。图11（b）是图11（a）中的透镜模块的后视图。

图12是图11中的剖面B'的放大图。

1                       透镜模块（光学元件模块）

2，3                            透镜

2a，2b，3a，3b         透镜表面

2c，3c                         法兰部

3d                                 切割表面

3e                                 倾斜表面

4                                   光屏蔽板

4a                                 开口部

5                                   固态成像元件

10                                 透镜晶片模块（光学元件晶片模块）

11，12                         透镜晶片

11a，12a                      透镜

13                                 光屏蔽板

13a                               开口部

14                                 切割线

20                                透镜（光学元件）

21                                 顶部透镜表面

22                                 底部透镜表面

23                                 法兰部

24                                 圆周侧表面

25                                 侧平面表面

26                                 倾斜表面

27                                 平面表面

28                                 浇道

29                                 切割位置

30                                 成像模块（电子元件模块）

31                                 保持件

32                                 透镜保持体

33                                 基板

34                                 IR截止滤波片

35                                 粘合部

90                                 电子信息装置

91                                 固态成像设备

92                                 存储部

93                                 显示部

94                                 通信部

95                                 图像输出部。

具体实施方式

此后，参考附图给出本发明的实施例的详细描述：根据实施例1和2的本发明的光学元件和光学元件模块；根据实施例3的电子元件模块，其中使用电子元件模块化根据实施例1和2的光学元件或光学元件模块；以及诸如装配有相机的蜂窝电话之类的根据实施例4的电子信息装置，其使用根据实施例3的电子元件模块作为其成像部中的图像输入装置。就制备的图而言，图中元件的厚度、长度等不限于所示的配置。

（实施例1）

图1是用于简要描述根据本发明的实施例1的透镜晶片模块的制造方法的透视图。图1（a）是示意性示出在层压之前两个透镜晶片和其间的光屏蔽板的透视图。图1（b）是示意性示出层压之后透镜晶片模块的透视图。

如图1（a）所示，最初，顶部和底部上的两个透镜晶片11和12设置为具有以二维矩阵图案布置的多个透镜的光学元件晶片，且光屏蔽板13设置在顶部和底部上的两个透镜晶片11和12之间，其中用于每个透镜的开口部以矩阵图案形成。接下来，透镜11a、12a以及开口部13a的位置对准，使得相应透镜晶片11和12的透镜11a和12a的位置与光屏蔽板13的开口部13a的位置对准。在透镜晶片11、12和光屏蔽布13的位置对准之前，粘合剂（未示出）以在比切割线宽的区域中沿着下面描述的格状图案中的切割线（点线）在光屏蔽板13的开口部13a的中心处包括透镜的方式施加于光屏蔽板13的顶部表面和底部表面。粘合剂施加的位置对应于：在平面图中相应透镜晶片11和12的透镜11a和12a的光学表面（透镜表面）的外围处的平面法兰部；以及光屏蔽板13的开口部13a的外围。

如图1（b）所示，透镜晶片11、光屏蔽板13以及透镜晶片12使用粘合剂从顶部依次顺序层叠。能够将透镜晶片模块10制造为通过在横向方向链接多个透镜单元配置的光学元件晶片模块，其中光屏蔽板13的开口部13a设置在顶部和底部上的透镜11a和12a的光学表面（透镜表面）之间。透镜晶片模块10由导线或刀片在纵向和横向方向沿着点线指示的格状图案中的切割线分离成各个片。由此，制造作为下面提及的光学元件模块的透镜模块。

图2是示意性示出图1中的透镜晶片模块10的配置的示例的部分纵向剖面图。

如图2所示，通过在纵向和横向方向以矩阵图案链接多个作为光学元件模块的透镜模块1（透镜单元）配置根据实施例1的透镜晶片模块10。在各个透镜模块1中，在顶部透镜2和底部透镜3之间提供光屏蔽板4。透镜2和3以及光屏蔽板4以相应透镜2和3的相对透镜表面2a和3a的位置与光屏蔽板4的开口部4a的位置在顶部和底部对准的状态（透镜2和3的光轴以及圆形开口部4a的中心位置对准）层叠。透镜2和3分别设有法兰部2c和3c，每个法兰部在平面图中在相对透镜表面2a和3a的外围处具有平面表面和四边形轮廓。

透镜2包含构成凸表面的顶部透镜表面2b；以及构成凹表面的底部透镜表面2a。透镜3包含构成凹表面的顶部透镜表面3a；以及构成凸表面的底部透镜表面3b。总之，顶部和底部上的透镜表面是凸表面和凹表面的结合，或者可以是凸表面或凹表面的结合。连接到透镜表面2a的法兰部2c和连接到透镜表面3a的法兰部3c使用粘合剂彼此胶合，光屏蔽板13夹置在其间。

能够通过在根据实施例1的透镜晶片模块10的格状图案中沿着切割线14切割获得各个透镜模块1。然而，取代透镜3的切割表面3d和透镜3的顶部透镜表面3a之间的平面法兰部3c，在切割表面、尤其是透镜3的切割表面3d和透镜3的底部透镜表面3b之间提供相对于平面表面以锐角倾斜的倾斜表面3e。图3和4用于进一步详细描述底部透镜3的切割表面3d和底部透镜表面3b之间的倾斜表面3e。

图3（a）是示意性示出透镜模块1的纵向剖面图，该透镜模块1包含透镜单元，该透镜单元由多个透镜（在该实施例中为两个透镜）组成且通过在晶片级切割由多个透镜形成和层叠的透镜晶片模块10分离成各个片。图3（b）是图3（a）中的透镜模块的后视图。图4是图3（a）中的剖面B的放大图。

在图3（a）和（b）中，杂散光L在对角方向进入透镜模块1的透镜2，经过光屏蔽板4的开口部4a，且经历切割表面3d的漫反射。而且，杂散光L同样在倾斜表面3e反射，该倾斜表面3e是底部透镜3的透镜表面3b（光学表面）的外围且设置在切割表面3d和透镜表面3b之间。取决于倾斜表面3e的角度，经历切割表面3d的漫反射的杂散光L不像常规配置中那样进入位于透镜模块1下方的成像元件5的成像表面。

如图3（b）所示，在透镜1的底表面中，在透镜表面3b的外围以环面（toric）形状（或在平面图中使用四边形的4个边作为弦切割环面形状的外围部的形状）提供倾斜表面3d。在环面倾斜的表面3e的外围的4个角处形成基本三角形状的平面部3f。因为平面部3f远离透镜侧表面的中心（因为光难以到达透镜侧表面），如果平面图中四边形的边的中心部使得切割表面3d紧邻倾斜表面3f，则平面部3f能够位于四边形轮廓的4个角。而且，即使平面部3f仅位于四边形轮廓的4个角，固态成像元件5的成像区域没有位于平面部3f的下方。因而，对于上面提及的重像和耀斑没有影响。如图3（b）中的链双虚线所示，平面图中四边形的外围当然可以完全使用倾斜表面3e配置且可以不具有任意平面部3f。在这种情况中，芯片本身将更小，但是将要求两次切割以分离成各个片。此处，倾斜表面3e紧邻切割表面3d的边与整个边的长度比例仅需要大于或等于十分之一且小于或等于二分之一。

如图4中的放大图所示，由于分离成较小的片，透镜3d的切割表面粗糙，从内部到达切割表面3d的杂散光L经历漫反射且向各个方向行进。因为行进的杂散光L和倾斜表面3e之间形成的角度θ1至θ3小于预定角度，杂散光L不穿透倾斜表面3e且经历全反射。经历全反射离开倾斜表面3e的杂散光L不在对角向下的方向行进以到达位于倾斜表面3e下方的成像元件5的成像表面。在透镜3d的切割表面和倾斜表面3e的延长线之间形成的角度此处小于或等于50度的锐角（此处为50度角），且倾斜表面3e相对于平面表面的倾斜大于或等于40度（此处为40度角）。总之，倾斜表面3e相对于平面表面（垂直于透镜2和3的光轴的方向的表面）的倾斜是45度±5度（或者大于或等于40度且小于50度的角度）。如果倾斜表面3e相对于平面表面的角度大于或等于40度，则光在倾斜表面3e经历全反射。然而，更难以制造金属模具，因为角度增加到超过40度。总之，倾斜表面3e仅需要相对于垂直于顶部光学表面和底部光学表面的光轴的方向具有锐角倾斜，其中来自切割表面3d的漫反射在倾斜处经历全反射。在剖面图中，倾斜表面3e可以不是线形倾斜表面，而可以是基本弧形的倾斜表面。在这种情况下，如果弧的切线相对于平面表面的倾斜大于或等于40度，则光在弧形倾斜表面经历全反射。全反射的角度根据透镜的折射率变化，但是如果角度大于或等于40度，则光经历常规透镜材料的全反射。而且，在剖面图中，倾斜表面3e示为直线，但是在剖面图中可以是弧形的，只要来自切割表面3d的漫反射在倾斜表面3e经历全反射即可。因而，倾斜表面3d限定为包括剖面图中的线性倾斜表面和剖面图中的弧形倾斜表面。

根据上述实施例1，用于切割表面3d的漫反射全反射的倾斜表面3e在构成侧表面的切割表面3d和底部透镜表面3b之间形成。这样，通过提供作为与切割表面3d（杂散光L在此处经历漫反射）的底部部分接触的表面的倾斜表面3e，经历切割表面3d的漫反射的杂散光L经历倾斜表面3e的全反射，由此防止杂散光L到达成像元件5的成像表面。这样，能够通过经历切割表面3d的漫反射的杂散光L在倾斜表面3e全反射防止常规重像和耀斑的产生，使得在透镜的侧表面上的切割表面3d经历漫反射的杂散光L不到达固态成像元件5的成像表面。由此，获得没有重像或耀斑的高质量捕获图像。

在实施例1中，在包含顶部透镜2和底部透镜3的组的底部透镜3中，通过提供作为与切割表面3d（杂散光L在此处经历漫反射）的底部部分接触的表面的倾斜表面3e，在从切割表面3d反射之后，杂散光L从倾斜表面3e反射，以防止杂散光L到达成像元件5的成像表面。在这种情况下，尽管没有给出特别描述，顶部透镜2可以具有任意形状。光学元件在中心部设置有光学表面且在光学表面的外围设置有具有预定厚度的间隔部，且在实施例1的顶部透镜2中，间隔部的表面高度配置成低于光学表面的表面高度。然而，配置不限于此，且可以配置为使得间隔部的表面高度高于光学表面的表面高度。由此，防止切割时保持带粘附到光学元件区域的表面；且通过防止保持带剥离而避免由于基于水的切割流体导致的透镜光学表面的污染。因此，抑制了光学特性的减小，且诸如凸透镜表面的用作光学表面（光学表面）的光学元件表面保持清洁。

在实施例1中，描述了这种情况：在顶部透镜2和底部透镜3之间提供光屏蔽板4；且在透镜2和3的相对透镜表面的光轴与光屏蔽板4的开口部的中心在顶部和底部对准的状态下层叠透镜2、3以及光屏蔽板4，但是这种配置不是限制性的。可以在顶部和底部上堆叠两个或更多透镜，且也可以在每个透镜之间提供光屏蔽板4。在任意情况中，其中堆叠多个光学元件的光学元件模块仅需要包括具有本发明的倾斜表面3e的透镜作为底部光学元件。

（实施例2）

在实施例1中，描述了晶片级工艺的情况，或具体而言，通过切割使用多个透镜晶片模块化的透镜晶片模块10获得多个透镜模块1的情况。然而，在实施例2中，将描述注模工艺的情况，具体而言，通过注模工艺制造单个透镜的情况。

图5（a）是示意性示出作为本发明的实施例2的光学元件的通过注模工艺制造的透镜纵向剖面图。图5（b）是图5（a）中的透镜的后视图。图6（a）是用于描述图5（a）中的透镜的制造方法的纵向剖面图。图6（b）是图6（a）中的透镜的后视图。

如图5（a）和5（b）所示，通过使用诸如透明树脂材料之类的材料的树脂注模形成作为实施例2的光学元件的透镜20，透镜20由以下部分构成：构成向上凸的表面的顶部透镜表面21；构成向下凸的表面的底部透镜表面22；在平面图中在透镜表面21的外围提供的平面法兰部23，其在平面图中具有部分圆形形状（其一部分在弦处切割）；圆周侧表面24，与在平面中具有部分圆形形状的平面法兰部23相邻；与平面法兰部23相邻的侧平面表面25，通过在弦处切割圆周侧表面24的一部分制成；相对于平面表面以锐角倾斜的倾斜表面26，其中在侧平面表面25和底部透镜表面22之间的圆形透镜表面22的外围提供环面形状的倾斜表面；以及在平面图中在环面倾斜表面26的外围进一步提供的平面图中的部分环面平面表面27。如图6（a）和6（b）所示，在树脂注模制造期间，将树脂材料注模到金属模具后在侧平面表面25上留下浇道（runner sprue）28。在金属模具释放之后，浇道28在切割位置29从侧平面表面25切割，从而制造透镜20。

在包括实施例2的透镜20的切割表面的侧平面表面25和底部透镜表面22之间，并且在平面图中部分环面平面表面27和底部透镜表面22之间，提供相对于平面表面以锐角倾斜的倾斜表面26。具体而言，以使用至少一个边作为弦切割在平面图中具有圆形底部轮廓的外围的一部分的平面图的形状中，在底侧光学表面（透镜表面22）的外围在平面图中以环面形状形成倾斜表面26。在倾斜表面26的平面图中在外围上形成平面图中的侧平面表面25和部分环面平面表面27。

根据上述实施例2，通过提供作为与包括切割表面（在此杂散光L经历漫反射且浇道在此被切割）的侧平面表面25的底部部分接触的表面的平面图中的环面倾斜表面26，经历侧平面表面25的切割表面的漫反射的杂散光L经历倾斜表面26的全反射，由此防止杂散光L到达成像元件5的成像表面，其在此没有示出。这样，能够通过经历侧平面表面25的切割表面的漫反射的杂散光L在倾斜表面26全反射防止常规重像和耀斑的产生，使得经历透镜20的侧平面表面25的切割表面的漫反射的杂散光L不到达成像元件5的成像表面。由此，获得没有重像或耀斑的高质量捕获图像。

（实施例3）

在实施例1中，通过切割晶片级工艺制造的透镜晶片模块10获得透镜模块1。在实施例2中，获得通过注模工艺制造的透镜20。在实施例3中，将描述成像模块，其分别使用根据实施例1和2的透镜模块1或透镜20。

图7是示意性示出根据本发明的实施例3的成像模块的纵向剖面图。

在图7中，作为实施例3的电子元件模块的成像模块30包含：作为防尘罩的保持件31；安装在保持件31的上部的透镜保持体32；容纳在透镜保持体32中的聚光透镜模块1（或透镜20）；基板33；作为电子元件的固态成像元件5（传感器芯片），设置在基板33上且引线结合到基板33；IR截止滤波器34，固定在保持件31内的台阶部上且在横向方向设置在透镜模块1（或透镜20）和固态成像元件5之间；以及粘合部35，固定基板33和保持件31的外壁的底表面。

通过从顶部依次覆盖内置的透镜保持体32、透镜模块1（或透镜20）、IR截止滤波器34以及固态成像元件5，保持件31与基板33一起配置成密封或半密封内部。保持件31由树脂外壳构成，其有薄外壁且实现光屏蔽和密封或半密封。在外壳的顶面上或具体而言在圆柱形的顶面上形成与透镜模块1（或透镜20）相对的用于入射光经过的圆形孔。透镜模块1（或透镜20）的光轴经过圆形孔的中心。保持件31定位为使用透镜模块1（或透镜20）在固态成像元件5的成像区域上聚焦入射光以形成图像。

透镜模块1（或透镜20）是用于聚焦来自对象的光到固态成像元件5的成像区域以形成图像的复合透镜且由透明丙烯酸塑料材料和/或玻璃材料制成。

固态成像元件5包含固态成像元件，其中多个光电转换部（多个光接收部）以矩阵图案形成以用于光电转换和捕获穿透透镜模块1（或透镜20）到达到固态成像元件5的成像区域的中心的来自对象的入射光的图像。固态成像元件5适用于CMOS图像传感器和CCD图像传感器。在CMOS图像传感器中，对于每个像素部单元，提供信号读出电路。来自每个像素部单元的信号读出电路通过多层布线层彼此连接且涉及在光电转换部的选择以及从光电转换部的信号输出。在CCD图像传感器中，在成像区域的光接收表面中以二维图案提供多个光电转换部。在光电转换部光电转换的信号电荷被读出到电荷传输部CCD，且随后在预定方向传输。然后，与对每个光接收部相反，在电荷检测部，信号电荷被集中检测。接下来，信号电荷被放大为成像信号且被输出。

红外（IR）截止滤波器34桥接且固定在保持件31的台阶部之间，从而在固态成像元件5上方跨越。红外（IR）截止滤波器用于截止来自入射光的经过透镜模块1（或透镜20）的红外光。

根据实施例3中嵌有上述根据实施例1或2的透镜模块1或透镜20的成像模块30，在作为光学元件的透镜20或作为通过切割制造的光学元件模块的透镜模块1中，最靠近固态成像元件5的光学元件的形状在与切割表面3d或25接触的表面的部分处具有倾斜表面3e或26的倾斜表面形状。

这样，通过提供作为与透镜模块1或透镜20的切割表面（在此处杂散光L经历漫反射）的底部部分接触的表面的倾斜表面，经历切割表面的漫反射的杂散光L经历倾斜表面的全反射，由此防止杂散光L到达固态成像元件5的成像表面。这样，能够通过经历切割表面的漫反射的杂散光L在倾斜表面全反射防止常规重像和耀斑的产生，使得在透镜的侧表面的切割表面经历漫反射的杂散光L不到达固态成像元件5的成像表面。由此，获得没有重像或耀斑的高质量捕获图像。

（实施例4）

图8是示出作为本发明的实施例4使用成像模块的电子信息装置的示意性配置的示例的框图，该成像模块在成像部中使用根据本发明的实施例1或2的透镜模块1或透镜20。

在图8中，根据实施例4的电子信息装置90包含：固态成像设备91，通过对从使用透明模块1（或透镜20）的成像模块30获得的成像信号执行预定信号处理（诸如降噪处理、黑电平修正、颜色插值、白平衡以及伽玛修正等的数字图像处理）获得彩色图像信号；存储部92（例如记录介质），用于对用于记录的彩色图像信号执行预定信号处理之后数据记录来自固态成像设备91的彩色图像信号；显示部93（例如液晶显示设备），用于对用于显示的彩色图像信号执行预定信号处理之后在显示屏（例如液晶显示屏）上显示来自固态成像设备91的彩色图像信号；通信部94（例如发射和接收装置），用于对用于通信的彩色图像信号执行预定信号处理之后传输来自固态成像设备91的彩色图像信号；以及图像输出部95（例如打印机），用于为打印执行预定信号处理之后打印来自固态成像设备91的彩色图像信号。电子信息装置90不限于这种配置，且除了固态成像设备91之外，可以包括存储部92、显示部93、通信部94和诸如打印机的图像输出部95其中至少之一。

作为电子信息装置90，可以预见包括图像输入装置的电子信息装置，诸如数码相机（例如数码摄像机或数码静拍相机）、图像输入相机（例如监控相机、门口通话器相机、装配在车辆中的相机，包括车辆后视监控相机或视频电话相机）、扫描仪、传真机、装配有相机的蜂窝电话装置以及便携式数字助理（PDA）。

因此，根据本发明的实施例4，来自固态成像设备91的彩色图像信号能够：适当地显示在显示屏上；使用图像输出部95打印到纸张上；适当地经由导线或无线电信号作为通信数据传输；通过执行预定数据压缩处理适当地存储在存储部92；并且能够适当地执行各种数据处理。

如上所述，通过使用本发明的优选实施例1至4示例了本发明。然而，本发明不应仅基于上述实施例1至4解读。应当理解，本发明的范围应当仅基于权利要求的范围解读。还应当理解，本领域技术人员可以基于本发明的描述和来自本发明的详细优选实施例1至4的描述的公共知识实现等价技术范围。再者，应当理解，本说明书中引用的任意专利、任意专利申请和任意参考文献应当通过引用以与此处明确描述的内容相同的方式结合在本说明书中。

工业实用性

本发明能够应用于以下领域：光学元件晶片模块，其堆叠有多个光学元件晶片，该光学元件晶片具有以二位图案布置的多个透镜；从光学元件晶片模块切割的光学元件模块；电子元件模块，其中光学元件模块使用电子元件模块化；以及在成像部中使用电子元件模块的电子信息装置，诸如数码相机（例如数码摄像机或数码静拍相机）、图像输入相机、扫描仪、传真机、个人数字助理（PDA）、装配有相机的蜂窝电话装置以及视频电话装置。根据上述本发明，因为形成用于至少在透镜的侧表面和底部透镜表面之间全反射来自透镜的侧表面的漫反射的倾斜表面，能够通过防止在透镜的侧表面反射的杂散光到达成像元件的成像区域而防止重像和耀斑的产生。

在不偏离本发明的范围和精神的条件下，本领域技术人员将显见且可以容易做出各种其他修改。因此，并不旨在表明，此处所附的权利要求的范围限制于此处提及的说明，而是权利要求应当被广义的解读。

Claims (16)

1.一种光学元件，包括：

侧表面，在底部光学表面和顶部光学凹表面的轮廓之间，在光学元件内部光在该侧表面处经历漫反射；以及

倾斜表面，至少在侧表面和底部光学表面之间形成，用于全反射来自侧表面的漫反射。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其中在垂直于顶部光学凹表面和底部光学表面的光轴的方向上，倾斜表面以锐角倾斜。

3.根据权利要求2所述的光学元件，其中以锐角倾斜的倾斜的角度在40度和50度之间且包括40度和50度的范围内。

4.根据权利要求1至3其中任一项所述的光学元件，具有在平面图中的环面形状或使用平面图中四边形的四个边作为弦切割环面外围部的平面图中的形状，

其中在平面图中在底部光学元件的外围上提供所述倾斜表面。

5.根据权利要求4所述的光学元件，其中倾斜表面与侧表面直接相邻的边与平面图中四边形的整条边的长度的比例大于或等于十分之一且小于或等于二分之一。

6.根据权利要求1所述的光学元件，其中侧表面的一部分或整个侧表面是切割表面。

7.根据权利要求6所述的光学元件，其中具有以二维矩阵图案布置的多个透镜的透镜晶片通过晶片级工艺被切割，使得侧表面是切割表面。

8.根据权利要求6所述的光学元件，其中通过注模工艺切割透镜的侧表面上的浇道，使得侧表面部分地是切割表面。

9.根据权利要求6或8所述的光学元件，其中在平面图中在底部光学表面的外围上以环面形状形成倾斜表面，且以在平面图中具有圆形底部表面轮廓的外围使用至少一个边作为弦被切割得到的平面图中的形状，在平面图中在倾斜表面的外围上形成平面图中的侧表面和部分环面平面表面。

10.根据权利要求1至3和5至8其中任一项所述的光学元件，其中光学元件是聚光透镜。

11.一种堆叠有多个光学元件的光学元件模块，包括底部处的根据权利要求1的光学元件。

12.根据权利要求11所述的光学元件模块，其中在顶部光学凹元件和底部光学元件之间提供光屏蔽板，且以每个光学元件的相对光学表面的光轴和开口部的中心在顶部和底部对准的状态层叠光学元件和光屏蔽板。

13.根据权利要求12所述的光学元件模块，其中光学元件中的每一个设置有法兰部，法兰部在平面图中具有四边形轮廓，在相对光学表面的平面图中在外围上具有平面表面。

14.一种电子元件模块，包括：

根据权利要求1至3和5至8其中任一项所述的光学元件或根据权利要求11至13其中任一项所述的光学元件模块；以及

固态成像元件，其中多个光接收部以矩阵图案被形成以用于光电转换和捕获穿透光学元件或光学元件模块来自对象的入射光的图像。

15.根据权利要求14所述的电子元件模块，其中在通过切割制造的光学元件模块或光学元件中，与切割表面接触的最靠近固态成像元件的光学元件的部分的形状具有倾斜表面。

16.一种电子信息装置，其在成像部中使用根据权利要求14所述的电子元件模块作为图像输入装置。