CN108885329A - 具有单侧晶片级光学器件的系统和装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学系统可包含被布置成传播光的两个或更多个单侧晶片级光学器件WLO透镜的透镜组合件。所述光学系统可另外包含图像传感器，其中所述透镜组合件相对于所述图像传感器布置成使在所述透镜组合件的第一表面处接收的光传播穿过所述两个或更多个单侧WLO透镜并且到达所述图像传感器。在一些实施例中，所述光学系统另外包含相机，所述相机包括所述透镜组合件和所述图像传感器。在各种实施例中，智能手机、平板计算机或另一移动计算装置可包含此类相机。在一些实施例中，所述至少两个单侧晶片级光学器件WLO透镜各自间隔开间隙G，其中所述间隙可在所述单侧透镜中的每一个之间为不同的，且所述间隙G可为零。

Description

具有单侧晶片级光学器件的系统和装置
技术领域
本文公开的系统和方法是针对晶片级光学器件，并且更明确地说，是针对光学系统(例如相机、智能电话和平板计算机)中的单侧晶片级光学器件透镜。
背景技术
晶片级相机是可用于具有薄外观尺寸的电子装置(例如移动电话、笔记本计算机、平板计算机等)中的具有小占用面积的相机。此类晶片级相机包含用于形成图像的光学器件和用于感测图像的图像传感器。为形成高质量图像，相机模块的光学器件可包含需要精确对准的数个透镜，其有时通过间隔件分隔开。
通常通过使用对准和接合技术堆叠和接合具有光学组件的晶片，制造晶片级相机。举例来说，可首先提供具有数个布置成阵列或网格图案的图像传感器的传感器晶片，可能具有盖玻璃层以用于保护传感器衬底。通过提供晶片并且在晶片的每一侧使用半导体技术单独地形成透镜表面，制造具有被称为透镜板的透镜阵列的晶片。在晶片的第一侧上形成透镜表面，并且接着在第二侧上形成第二透镜表面。接着将透镜板的每一透镜与图像传感器中的一个对准。单独地形成透镜表面包含制作并对准第一侧的透镜表面与第二侧的透镜表面的步骤，且此类对准当在制造阶段期间进行时可能是困难的且容易出错。
发明内容
使用来自半导体制造的技术制造供在相机中使用的包含双侧晶片级光学器件(WLO)的透镜板可导致以下问题：(1)存在使用标准晶片级制造技术不可能制造的某些透镜形状；(2)晶片的每一侧上的透镜对准可不针对竞争性智能手机相机图像质量所需的改进(例如，随着晶片级技术改进，减少f数)而经优化；和(3)半导体制造中使用的机器和技术不针对在相同制造步骤期间可能需要复制和对准的晶片级透镜制造而经优化。用于晶片对准和透镜复制的常规机器和晶片级制造技术可能无法达成高达1微米精确度的透镜表面对准。可能需要此类精确度以便在具有例如800万像素或更多的图像传感器的相机上产生高分辨率图像。因此，对于商业移动相机应用(例如，蜂窝式电话应用、平板计算机应用等)，透镜制造商可能倾向于不使用双侧WLO。
在一些实施例中，通过本文中所描述的公开WLO和透镜堆叠尤其解决前述问题。各种实施例替换在一些应用中使用的一或多个双侧WLO，其中多个WLO在晶片的一侧具有透镜表面。此类WLO在下文称为“单侧WLO”。举例来说，在一些实施例中，透镜堆叠仅包括单侧WLO。
一个创新包含一种光学系统，其包含透镜组合件，所述透镜组合件包含被布置成传播光的两个或更多个单侧WLO透镜。所述光学系统可包含图像传感器，其中所述透镜组合件相对于所述图像传感器布置成使在所述透镜组合件的第一表面处接收的光传播穿过所述两个或更多个单侧WLO透镜并且到达所述图像传感器。所述透镜组合件可包含至少三个单侧WLO透镜。在各种实施例中，所述光学系统包含至少四个单侧WLO透镜，或五个、或六个、或七个或更多个单侧WLO透镜。在一些实施例中，透镜组合件包含至少一个双侧WLO透镜。在一些实施例中，所述透镜组合件仅包含单侧WLO透镜。所述光学系统还可包含相机，所述相机包含所述透镜组合件和所述图像传感器。在各种实施例中，所述至少两个单侧WLO透镜可各自间隔开间隙G，其中所述间隙可在所述单侧透镜中的每一个之间为不同的，且所述间隙G可为零。
因此，一个方面涉及一种光学系统。所述光学系统包括透镜组合件，其包含被布置成传播光的两个或更多个单侧晶片级光学器件(WLO)透镜。
在一些实施例中，所述光学系统另外包含图像传感器。所述透镜组合件可相对于所述图像传感器布置成使在所述透镜组合件的第一表面处接收的光传播穿过所述两个或更多个单侧WLO透镜并且到达所述图像传感器。所述光学系统可包含任何数目个单侧WLO。所述光学系统还可包含相机，其包括所述透镜组合件和所述图像传感器。
在一些实施例中，所述透镜组合件包含被布置成以与一或多个双侧WLO透镜大体上类似的方式传播光的两个或更多个单侧WLO。在一些实施例中，所述单侧WLO各自间隔开间隙G，其中所述间隙可在所述单侧透镜中的每一个之间为不同的。在一些实施例中，所述间隙G可为零。
在一些实施例中，每一单侧WLO包含具有第一侧和第二侧的晶片和复制到晶片的所述第一侧上的透镜表面。所述晶片可为玻璃晶片。所述透镜表面可为环氧树脂和透明材料中的至少一个的复制。粘附层可安置于两个单侧WLO的每一晶片的第二表面之间。所述粘附层可被配置成促进两个单侧WLO之间的大体精确对准。在一些实施例中，使用原子力和分子力中的至少一个直接接合两个单侧WLO透镜的每一晶片的所述第二表面，所述第二表面可不在其间包含胶粘剂。
根据另一方面，公开一种光学系统。此光学系统包含两个或更多个单侧WLO。每一单侧WLO包括玻璃晶片，其具有第一表面和第二表面；和透镜表面，其复制到沉积于所述玻璃晶片的所述第一侧上的透明材料上。所述光学系统还包含透镜组合件，其包括所述两个或更多个单侧WLO，使得所述两个或更多个单侧WLO的透镜表面被布置成实际上等效于使用双侧WLO不可达成的布置。
根据另一方面，公开一种光学系统。此光学系统包含两个或更多个单侧WLO。每一单侧WLO包含玻璃晶片，其具有第一表面和第二表面；和透镜表面，其复制到沉积于所述玻璃晶片的所述第一侧上的透明材料上。在一些实施例中，所述光学系统还包含粘附层，其安置于所述两个或更多个单侧WLO的所述玻璃晶片之间，使得所述粘附层安置于每一玻璃晶片的所述第二表面上。所述光学系统透镜组合件，其包括所述两个或更多个单侧WLO，其中所述粘附层被配置成促进所述两个单侧WLO之间的大体对准优点。在另一实施例中，所述光学系统可包含包括两个或更多个单侧WLO的透镜组合件。使用原子力和分子力中的至少一个直接接合两个单侧WLO的每一晶片的所述第二表面，使得在两个单侧WLO的每一晶片的所述第二表面之间不存在粘附层。
根据另一方面，公开一种制作光学系统的方法。所述方法包含在玻璃晶片上形成多个透镜。所述多个透镜中的每一透镜包括安置于所述玻璃晶片的区域内的第一侧上的透镜表面。所述方法还包含分隔所述多个透镜以形成多个单侧晶片级光学器件(WLO)，且在分隔所述多个透镜之后，对准第一单侧WLO与一或多个光学元件，以产生所述光学系统。
在一些实施例中，所述方法可包含将透明材料沉积于所述玻璃晶片的所述第一侧上，并且将所述多个透镜表面复制到所述透明材料上。所述第一单侧WLO可包括具有归因于形成所述多个透镜而相对于所述玻璃晶片不对准的光轴的透镜表面。在一些实施例中，所述一或多个光学元件包括具有形成于第二玻璃晶片的区域的第一侧上并且具有第二光轴的透镜表面的第二单侧WLO。所述第一单侧WLO的所述光轴可与所述第二单侧WLO的所述第二光轴对准。
在一些实施例中，所述方法还可包含在所述第一单侧WLO的所述玻璃晶片和所述第二单侧WLO之间沉积粘附层。所述粘附层可安置于每一玻璃晶片的所述第二表面上，使得所述粘附层被配置成促进所述第一单侧WLO和所述第二单侧WLO之间的大致对准优点。在另一实施例中，所述方法可包含经由原子力和分子力中的至少一个直接接合所述第一单侧WLO和第二单侧WLO，使得在两个单侧WLO的每一晶片的所述第二表面之间不存在粘附层。
附图说明
将在下文结合附图和附录来描述所公开的方面，提供附图和附录是为了说明而非限制所公开的方面，其中相同符号表示相同元件。
图1说明形成可切割的透镜堆叠的多个双侧晶片级光学器件的实例的横截面图。
图2说明沿着中心轴线未对准的双侧晶片级光学器件的实例的横截面图。
图3说明难以(如果并非不可能)形成为双侧WLO的所要双侧晶片级光学器件配置的实例的横截面图。
图4说明实例单侧晶片级光学器件元件的横截面图。
图5说明使用双侧晶片级光学器件的光学系统的实施例的实例布局。
图6A和6B说明使用单侧晶片级光学器件的光学系统的实施例的实例层。
图7说明图6A和6B中所说明的光学系统实施例的调制传递函数(MTF)的实例。
图8说明图6A和6B中示出的实例光学系统实施例的公差的表的实例。
图9说明图6A和6B的光学系统的各种公差的产出率的表的实例。
图10说明单侧晶片级光学器件透镜的另一实施例的横截面图。
图11说明单侧晶片级光学器件透镜的另一实施例的横截面图。
图12-20说明布置在一起的晶片级光学器件透镜的各种实施例的非限制性实例。这些配置可包含在包含一或多个其它单侧或双侧晶片级光学器件透镜或其它包含“规则”(非WLO)透镜的光学元件的实施方案中。
图21是根据一些实施例的制作光学系统的实例方法的流程图。
具体实施方式
引言
实施例涉及用于制造晶片级光学器件(WLO)的光学系统和技术。一种公开的光学系统包括透镜堆叠，其包括多个单侧WLO。单侧WLO中的一或多个可替换透镜堆叠中的一或多个双侧WLO。在另一实施例中，透镜堆叠包括一或多个单侧WLO透镜。在各种实施例中，透镜的布置(例如，透镜堆叠或透镜组合件)可包含多个单侧WLO透镜和其它被配置成用于使光传播穿过光学系统的光学组件。“其它”光学组件可包含一或多个双侧WLO透镜和其它光学元件(例如光圈、反射表面、棱镜等)。
本文公开的系统和方法是针对晶片级光学器件，并且更明确地说，是针对在光学系统(例如相机、智能电话和平板计算机)中包含多个单侧晶片级光学器件透镜的透镜布置。
移动相机是宽泛的术语，通常是指可用于具有薄外观尺寸的电子装置(例如移动电话、笔记本计算机、平板计算机等)中的具有小占用面积的相机。此类移动相机可在光学图像链中包含可用以控制朝向图像传感器传播的光的一或多个晶片级光学器件(WLO)。为形成高质量图像，可需要制造具有高精确度的WLO。
如本文中所使用，术语“晶片”通常是指光学晶片，例如玻璃、光学级塑料或其它光学材料。在一些实施例中，此类光学晶片可具有大约8英寸直径和大约500微米厚度。其它配置是可能的，例如，晶片可为200微米粘稠的或1-2毫米厚。所述配置可取决于晶片的所要光学性质和效应。
下文将出于说明目的结合图式描述各种实施例。应了解，所公开概念的许多其它实施方案是可能的，且可以所公开实施方案实现各种优点。
实例双侧WLO的概述
图1说明形成可切割的多个透镜堆叠的实例多个经接合双侧WLO的横截面图。图1说明包括接合在一起的多个双侧WLO(例如，双侧WLO 110和120)的阵列或网格图案中的多个透镜堆叠100。
使用半导体技术单独地形成双侧WLO透镜的每一侧。举例来说，晶片114可提供为具有沉积于晶片114的第一侧上的环氧树脂。可通过将多个透镜表面复制到阵列或网格图案中的环氧树脂上形成透镜111。举例来说，透镜111的所要形状可压印或按压到阵列或网格图案中的环氧树脂中。透镜111在图1中示出为正曲率的凹透镜形状，然而任何透镜形状可为可能的(例如，负曲率的凸透镜)。接着可用超紫外(UV)光照射环氧树脂，以固化(例如，硬化)多个透镜表面，从而形成透镜111。在一些实施方案中，透镜111可形成于缓冲层113上，所述缓冲层安置于晶片114与透镜111之间。一旦晶片114的第一侧经固化，环氧树脂便应用于晶片114的第二侧，且另一透镜112可复制到对应阵列或网格图案中的第二侧上的环氧树脂上。形成透镜112包含对准透镜112与透镜111的步骤，所述步骤当在制造阶段期间进行时可能是困难的且容易出错。透镜112可具有与透镜111相同或不同的透镜形状。
可提供类似于晶片114的第二晶片124。第二晶片124可包括形成于其上的透镜121和122。可以类似于晶片114的透镜111和112的方式形成透镜121和122。
图1还说明通过堆叠和接合多个晶片114和124制造的典型WLO。举例来说，可堆叠具有形成于其上的透镜111、112和透镜121、122的晶片114和124，使得各种透镜对准以形成晶片堆叠。所述晶片堆叠还可包含具有图中未示出的数个组件的各种其它晶片，例如晶片114和124之间的间隔件晶片以及具有与透镜堆叠的各个透镜对准的数个图像传感器的传感器晶片。堆叠的晶片接着经接合并且沿着切割线140和150切割成各自包括两个或更多个双侧WLO的个别晶片级透镜堆叠(例如，透镜堆叠130)。在一些实施例中，晶片级透镜堆叠在切割之前可不包含图像传感器，且在此类实施例中，晶片级堆叠接着可与图像传感器对准，以形成移动相机。因此，在制造过程期间对准透镜堆叠的透镜。
图2和3说明经历由制造双侧WLO引起的问题的实例双侧WLO的横截面图。举例来说，使用常规半导体技术制造双侧WLO(例如，如图1中所说明)可导致以下问题：(1)晶片的每一侧上的透镜对准可不针对改进移动相机图像质量(例如，随着晶片级技术所改进，减少f数)而经优化(例如图2)；(2)存在使用标准半导体制造技术不可能制造的某些透镜形状(例如，图3)；和(3)半导体制造中使用的机器和技术不针对在相同制造步骤期间可能需要复制和对准的晶片级透镜制造而经优化。用于晶片对准和透镜复制的常规机器和WLO制造技术可能无法达成高达1微米精确度的透镜表面对准。可能需要此类精确度以便在具有例如800万像素或更多的图像传感器的相机上产生高分辨率图像。因此，对于商业移动相机应用(例如，蜂窝式电话应用、平板计算机应用等)，透镜制造商可能倾向于不使用双侧WLO。
图2说明沿着中心轴线203未对准的实例双侧WLO的横截面图。图2描绘具有形成于晶片205的第一侧上的第一透镜201和形成于晶片205的第二侧上的第二透镜202的双侧WLO200。在一些实施例中，晶片205可具有在200微米到500微米的范围内的厚度。如图2中所说明，晶片205具有500微米的厚度。透镜201具有中心轴线203且透镜202具有中心轴线204。
如图2中所展示，透镜201和202的光轴可相对于彼此偏移一定量。为使具有例如800万像素或更多或日益改进的f/#(例如，f/3透镜或更好)的相机产生高分辨率图像，第一透镜201和第二透镜202的对准需要2微米或更佳精确度，且最优地，在一些实施例中，需要大约1微米或更佳精确度。对准是指沿着双侧WLO的光轴的每一透镜的中心的位置(例如，对准中心轴线203和204)。
然而，双侧WLO的常规制造技术不支持亚2微米精确度。以相同步骤执行复制过程和对准过程，且半导体制造中使用的常规工具当前不被配置成复制透镜并提供精确对准。如结合图1所描述复制第一透镜201且接着复制晶片的相对侧上的第二透镜202可引起精确度缺陷。压印可导致力应用于晶片的表面，进而影响两个透镜的对准。因此中心轴线可在垂直于光轴(如图2所示)或归因于压印过程的不均匀按压相对于彼此倾斜一定角度(未示出)的方向上偏移。
图2说明移动相机应用所要的1微米精确度公差。图2不示出在制造双侧WLO 200期间发生的未对准量。
图3说明难以(如果并非不可能)形成的双侧WLO配置的实例的横截面图。图3描绘在具有光轴303的晶片305上具有第一凹透镜301的双侧WLO 300。图3还描绘晶片305的第二侧上的凸透镜302。如所说明，凸透镜具有与晶片305的第二侧相对的平坦表面和面向晶片305的第二侧的凸表面。在一些实施例中，空间形成于晶片305的第二侧与透镜302的凸表面之间。所述空间可基于所要光学性质而为空气或某一其它材料。
如上文所描述，可能难以通过使用当前半导体制造技术制造双侧WLO 300的配置。举例来说，通过压印沉积于晶片305上的环氧树脂层，形成双侧WLO的透镜。因此，可能不可能通过在朝向晶片305的第二表面的方向上应用压力来压印透镜302。
因此，当前商业移动相机应用(例如，蜂窝式电话、平板计算机等)不使用WLO。为具有例如800万像素的相机寻求高分辨率图像的此类相机的制造商可使用更昂贵方法，其使用注射模制的塑料透镜。
实例单侧WLO的概述
图4说明实例单侧WLO的横截面图。此类单侧WLO可用于任何光学系统或透镜堆叠中。单侧WLO 900可形成为阵列或网格图案，形成于包括多个单侧WLO的晶片905上。
可使用常规半导体制造技术制造单侧WLO 900。举例来说，晶片905可经提供为具有沉积于晶片905的一侧上的环氧树脂。环氧树脂可以是任何类型的经选择以提供所要光学特性和性质的环氧树脂或树脂，例如Himax_UV1、Himax_UV2、Himax_UV3或其它。将多个透镜表面复制到阵列或网格图案中的环氧树脂上可形成透镜901。举例来说，透镜901的所要形状可压印或按压到阵列或网格图案中的环氧树脂中。透镜901在图4中说明为具有正向、曲率的凹透镜，然而任何透镜形状可为可能的(例如，负曲率或可变透镜形状的凸透镜)。接着可用超紫外(UV)光照射环氧树脂，以固化(例如，硬化)多个透镜表面，从而形成透镜901。环氧树脂一旦经固化，便形成具有中心轴线903和基于透镜901的形状的光功率的透镜901。接着可切割具有阵列或网格图案中的多个单侧WLO的晶片905，以形成个别单侧WLO(例如，单侧WLO 900)。
在一些实施例中，可在透镜表面和晶片之间沉积缓冲层。举例来说，环氧树脂或树脂的缓冲层913可在压印透镜901之前沉积于晶片905上。因此，缓冲层913可定位于透镜901与晶片905之间。缓冲层可近似70微米厚，但其它配置是可能的。在一些实施例中，缓冲层可由与制成透镜901的环氧树脂相同的环氧树脂制成，或可为不同环氧树脂或树脂。不受特定科学理论约束，相信缓冲层被配置成改进复制并形成与其相关联的透镜(例如，透镜901缓冲层缓冲层913)的精确度。
在先前实施方案中，晶片级光学器件不需要亚2微米公差或最优地大约1微米或更佳对准来产生高分辨率图像。举例来说，蜂窝电话或平板计算机中使用的相机不具有800万像素或更高图像传感器。这些相机不需要单侧WLO提供的高精确度，且因此制造商接受双侧WLO的问题。类似地，这些相机具有较低性能规范(例如，较高f/#，例如f/4或更大)，因此WLO中的瑕疵不为控制相机性能。随着图像传感器和相机的这些规范已改进，其中的透镜的精确度和公差也需要改进以准许高分辨率图像的捕获。在实施本文中所公开的实施例之前，制造商转向与WLO相反的常规注射模制的塑料透镜。
使用单侧WLO的一个非限制性优点是可使用多个单侧WLO来代替一或多个双侧WLO。多个单侧WLO可相对于彼此更精确地对准以形成透镜堆叠。透镜堆叠的两个或更多个透镜的对准可在透镜堆叠的组装期间在透镜复制之后对准。举例来说，可制造单侧WLO(例如，图4的单侧WLO 900)，归因于制造变化，使得透镜表面的光轴(例如，轴903)相对于晶片905不对准。透镜表面可不完全以为晶片905中心或轴903可相对于晶片905的法线倾斜。第二单侧WLO可相对于其对应的晶片对准或类似地不对准。然而，在制造和切割单侧WLO之后，可对准个别单侧WLO使得单侧WLO共享共同光轴(例如，轴903)，而不管每一单侧WLO是否相对于其相应晶片精确地对准。因此，准许增加2微米或更佳的公差内且最优地在一些实施例中，大约1微米的公差内的精确度。此类对准准许具有例如800万像素或更多的相机的高分辨率图像。此外，可需要此类对准以促进具有改进的规范(例如，f/3或更小的f/#)。的移动相机的组装。对准是指每一单侧WLO的中心沿着通过透镜堆叠的光轴的定位。
单侧WLO的另一非限制性优点是准许使用经特别设计用于单个用途的机器或工具。举例来说，半导体制造机器或工具经特别设计以复制晶片上的透镜。另一实例机器是经特别设计以对准透镜堆叠中的多个单侧WLO。此类经特别设计的机器和工具可提供针对经特别设计的过程的改进的精确度且可为单侧WLO的制造商提供灵活性。举例来说，个别单侧WLO可经制造、切割并且与其它单侧WLO、传统玻璃透镜或其它光学元件精确地对准，以优化用于高分辨率成像的光学系统。一旦所述系统精确地对准，便可接合各种组件以维持所述对准。相反地，制造双侧WLO的透镜板，包含如上文结合图2所描述的未对准，并且在切割成个别透镜堆叠之前与其它光学组件或透镜板对准。因此，由于每一透镜堆叠已经接合，因此可能不可能优化各种元件的对准。
另一非限制性优点是用于使用WLO的光学系统或使用WLO的透镜堆叠的设计优化的增加的自由度。举例来说，可在光学系统或透镜堆叠的组装期间调整透镜堆叠的每一单侧WLO的透镜之间的距离。在一些实施例中，可在透镜堆叠的优化和对准期间精确地控制每一单侧WLO的透镜之间的距离。此外，如上文结合图4所描述的原子接合可准许精确地控制每一透镜之间的距离且不受传统地采用的晶片表面或胶合程序中的不精确性影响。此外，如上文所描述，可相对于WLO的表面调整表面的定向(例如，WLO的倾斜、横摆或侧倾)。可在光学系统的设计的对准期间独立于制造做出这些调整，以改进和校正各种光学像差(例如，色像差、球面像差、图像失真等)和/或制造缺陷或变化。上述对对准的调整可能在在双侧WLO的实施方案中是不可能的，这是因为其形成为单个WLO。
使用单侧WLO的又一非限制性优点是制造先前不可行的透镜形状和配置的自由度。举例来说，可制造大致上等效于图3的先前不可行的双侧WLO 300的单侧WLO。也就是说，一或多个单侧WLO可被布置成使光以与双侧WLO大体上类似的方式传播。举例来说，双侧WLO可具有可包含光功率和其它光学性质的可行的或不可行的所要形状。一或多个单侧WLO可经设计、布置且对准以实际上等效于双侧WLO，具有与双侧WLO相同或大致上等效的光学性质(例如，如将在下文结合图5-6B更详细地描述)。
在一些实施方案中，多个单侧WLO例如单侧WLO 900可提供布置于透镜堆叠中。举例来说，每一WLO可包括晶片的其上不具有透镜的暴露侧。可以类似于半导体制造中Si晶片的处理的方式清洁和抛光晶片的暴露侧，以从这些表面移除瑕疵并且形成基本上平坦的干净表面。接着可通过原子或分子力使用直接接合技术接合两个晶片的暴露表面，以将所述表面基本上紧靠在一起，在其间具有最小或无瑕疵。此技术的一个非限制性优点是可能不需要用以接合双侧WLO的胶粘剂或其它接合材料，进而移除归因于这些接合技术的瑕疵。举例来说，在胶粘剂用以接合两个表面的情况下，可在两个表面之间保留一些残余胶粘剂，进而形成表面之间难以控制且实际上不被界定在数微米内的距离。此技术的另一非限制性优点是可精确地且最优地控制单侧WLO的透镜之间的距离，以促进高分辨率成像。
包括多个单侧WLO的实例光学系统
图5说明使用双侧WLO的光学系统的实例的布局。图5说明包括透镜堆叠405和图像传感器460的光学系统400。图5还说明追踪穿过透镜堆叠405入射于图像传感器460上的光401的路径的模拟射线追迹图。如图5中所说明，透镜堆叠405的光轴和图像传感器470的成像表面大致上平行并且与光轴470重合，使得在此实施例中，元件具有沿着光轴307定位的大致相同的光轴。可通过光线追踪软件(例如，ZemaxTMSW)获得模拟结果。
光学系统400仅是使用WLO的可能的光学系统的一个实施例。光学系统400可经设计以供蜂窝式电话中的移动相机使用。然而，其它配置是可能的。存在无限数目个用于光学系统的可针对不同应用经优化的可能配置。如此，本文中描述的实施例仅是光学系统的一个实例。特定透镜形状、配置、大小、材料和其它规范可经设计并且针对光学系统经设计用于的特定应用经优化。
再次参考图5，在一个实施例中，透镜堆叠405包含双侧WLO 410和420验以及单侧WLO 430和450。在一些实施例中，透镜堆叠405还包含光学元件440，其可为被配置成在光401通过光学系统400时针对所述光的像差、失真和衍射进行修改和调整的玻璃棱柱。如所说明，双侧WLO 410包含凹透镜表面411、晶片415、缓冲器413和凹透镜表面412。双侧WLO420包含凹透镜表面421、晶片425和凹透镜表面422。单侧WLO 430包含凹透镜表面431、缓冲层433和晶片435。单侧WLO 450包含凸透镜451、缓冲层453和晶片455。在一些实施例中，透镜堆叠405中的透镜的直径可为5mm或更小。
对于图5中展示的实施例，光学系统400的各种组件的中心最优地与光学系统400的光轴470对准。举例来说，所述中心在2微米或更佳的公差内且最优地在一些实施例中在大约1微米或更佳的公差内对准。然而，图5的实施例难以(如果并非不可能)达成，这是因为当使用双侧WLO(例如，双侧WLO 410和420)时，不可达成用于对准的亚2微米公差。因此，图5表示最优地对准但不可行的光学系统400。
图6A和6B说明使用单侧WLO的光学系统的布局。图6A说明实际上等效于图5的光学系统但使用单侧WLO的光学系统。举例来说，如上文结合图4所描述，图5的透镜410、420、430和450可替换为图6A的一或多个透镜510、520、530、540、550和/或570。图6A的布局的非限制性优点中的一些包含但不限于更容易制造具有较高质量的单侧WLO并且提供改进的光学质量。
图6A说明使用单侧WLO(例如，图5的单侧WLO 900)的实例光学系统的布局。图6A说明包括透镜堆叠505和图像传感器580的光学系统500。光学系统500是被设计成以与图5的光学系统400大体上类似的方式执行但仅使用单侧WLO的光学系统，进而改进根据本文中和上文的描述的光学系统的可达成的性能。
图6A还说明追踪穿过透镜堆叠505入射于图像传感器580上的光501的路径的模拟射线追迹图式。如图6A中所说明，透镜堆叠505的光轴和图像传感器580的成像表面大致上平行并且与光轴590重合，使得在此实施例中，所述元件具有沿着光轴590定位的大致相同的光轴。可通过光线追踪软件(例如，ZemaxTMSW)获得模拟结果。
如上文所描述，光学系统500仅是使用单侧WLO的可能的光学系统的一个实施例。光学系统500可经设计以供蜂窝式电话中的移动相机使用。然而，其它配置是可能的。存在无限数目个用于光学系统的可针对不同应用经优化的可能配置。如此，本文中描述的实施例仅是光学系统的一个实例。特定透镜形状、配置、大小、材料和其它规范可经设计并且针对光学系统经设计用于的特定应用经优化。.
再次参考图6A，在一个实施例中，透镜堆叠505包含单侧WLO 510、520、530、540、550和570。透镜堆叠505还可包含波导560。在一些实施例中，波导560是被配置成在光501通过光学系统500时以与波导440类似的方式针对所述光的像差、失真和衍射进行修改和调整的玻璃棱柱。如所说明，单侧WLO 510、520、530、540、550和570各自包含透镜表面(例如，分别为凹透镜表面511、凹透镜表面521、凹透镜表面531、凹透镜表面541、凹透镜表面551、凸透镜表面571)；缓冲层(例如，分别为缓冲层512、522、532、542、552和572)；和晶片(例如，分别为晶片515、525、535、545、555和575)。可以与上文参考图4的单侧WLO 900所描述的方式类似的方式制造每一单侧WLO。在一些实施例中，透镜堆叠405中的透镜的直径可为5mm或更小。在一些实施例中，可通过如结合图4中所描述的直接接合技术接合单侧WLO(例如WLO525和WLO 535)。
对于图6A中示出的模拟，光学系统500的各种组件的中心最优地与光学系统500的光轴590对准。举例来说，所述中心在2微米或更佳的公差内且最优地在一些实施例中在大约1微米或更佳的公差内对准。此类公差在现实应用中是可能的，这是因为，至少部分地，光学系统500使用单侧WLO。此外，上文所描述的各种其它非限制性优点也可适用于光学系统500。
下文在表1中阐述光学系统500的实例实施方案的透镜构造和制造数据。在20℃(68℉.)的温度和标准大气压力(760mm Hg)下模拟表1中的数据。除以纳米(nm)计的波长之外的测量值以毫米(mm)计。在表1中所描述实施例中，有效焦距是6.00449mm。其它配置是可能的。在表1中，第一列“物品”识别如图6A中所使用的具有相同编号或标号的每一光学元件和每一位置(即，对象平面、图像平面等)。第二列识别是如图6B中所识别对象的表面编号(图6B中的线“1”和表1中的“对象”)、光阑(虹膜)S16和透镜的实际表面中的每一个的列表的“表面”。举例来说，单侧WLO 510对应于表面S2-S5。展示每一单侧WLO 520、530、540、550和570的类似对应关系。
图6A和6B说明图6A中示出的包含沿着光轴590的厚度和每一透镜的材料的实施例的射线追迹图式。表1的标记为“间距”的第三列是表面(第三列)与沿着光轴590的下一个表面之间的轴向距离，其指示光学系统500的每一元件的厚度。表1的第五列和第六列是指表面(第三列)和图6A和6B中右侧的下一个表面之间的“材料”，其中列“类型”指示在所述两个表面之间是否存在材料(例如，环氧树脂、玻璃等)或空白空间(空气)。由列“名称”中的光学玻璃或环氧树脂识别所述材料。举例来说，在图6A和6B中所说明的实施例中，透镜511具有大约350微米的厚度且由HIMAX_UV1环氧树脂制成。展示针对每一透镜521、531、541、551和571的类似数据。此外，在图6A和6B和表1中所说明的实施例中，晶片515、525、553、545、555和575各自由HIMAX_GLASS制成并且具有大约300微米的厚度，且缓冲层512、522、532、542、552和572为大约70微米厚。其它配置是可能的。
为方便起见，所有透镜玻璃已从可购自Schott AG的玻璃中进行选择且列“名称”列出每一材料类型的Schott识别，但应理解，可使用任何等效、类似或足够材料。HIMAX_UV1环氧树脂在相应波长470、510、555、610和650纳米下具有以下折射率：1.53322215、1.52990012、1.5269674、1.52411175和1.52251244。HIMAX_UV2环氧树脂在相应波长470、510、555、610和650纳米下具有以下折射率：1.59316122、1.58616286、1.58039463、1.57524899和1.57231923。HIMAX_UV3环氧树脂在相应波长470、510、555、610和650纳米下具有以下折射率：1.52822251、1.52626811、1.52196040、1.51969395和1.51775626。HIMAX_GLASS在相应波长470、510、555、610和650纳米下具有以下折射率：1.51673321、1.51398326、1.51144706、1.50907894和1.50756141。BK7玻璃在相应波长470、510、555、610和650纳米下具有以下折射率：1.52360494、1.52076887、1.51827403、1.51590884和1.51452031。B33玻璃在相应波长470、510、555、610和650纳米下具有以下折射率：1.47742824、1.47494102、1.47270999、1.47060098和1.46934516。
图6A和6B还示出包含每一透镜的曲率半径和直径(例如，孔径光阑)的实施例的布局。下表1的标头为图例“曲率半径”的第四列是每一表面的光学表面曲率半径的列表，其中负号意指曲率半径的中心在表面的左侧，如图6A和6B中所观察，且“无穷”意指光学平坦表面。表1的标头为“光圈直径”的第七列提供光线通过的每一表面的直径。所有最大光圈直径是在图像平面处针对约3.605645mm的图像直径和约为2的f数在555纳米波长下给出。举例来说，透镜511具有大约6.096mm的曲率半径。
透镜511还示出为具有由4阶和6阶多项式定义的非球面高阶校正，如本文中所描述。其它配置是可能的，例如如在表1中的光学处方数据中所描述。展示针对每一透镜521、531、541、551和571的类似数据。其它配置是可能的。
用于表面S2、S6、S13、S14、S21和S24的星号(*)指示这些表面是“曲率半径”是基础半径的非球面表面。不受特定科学理论约束，使用非球面表面在实现较小整体大小和较简单配置的同时提供变焦透镜的像差校正。通过以下等式决定非球面表面4和8的表面轮廓的公式和系数：
其中：
c＝表面曲率(c＝1/r，其中r是曲率半径)
y＝从X和Y轴测量的表面径向光圈高度，其中：
y＝(X2+Y2)1/2
κ＝二次曲线系数
A、B、C、D、E、F＝分别为4阶、6阶、8阶、10阶、12阶和14阶变形系数
z＝指定y值或沿着光轴从表面的极点(即，轴向顶点)所测量的表面轮廓的位置。当变形系数等于零时，透镜表面是二次曲线。在一些实施例中，透镜的二次曲线表面可为球面、椭圆形、抛物线形或双曲线(例如，当κ设置或选定为0、大于负1、等于负1、或小于负1时)。可按需要选择指定光学系统的二次曲线系数。
表面S2的系数是：
κ＝0
A＝-0.0040242261
B＝-9.7137596x10-6
C＝0
D＝0
E＝0
F＝0
表面S6的系数是：
κ＝0
A＝0.00084707207
B＝-0.00047081134
C＝0
D＝0
E＝0
F＝0
表面S13的系数是：
κ＝0
A＝0.028310006
B＝-0.014103647
C＝0
D＝0
E＝0
F＝0
表面S14的系数是：
κ＝0
A＝0.040702354
B＝-0.012591511
C＝0
D＝0
E＝0
F＝0
表面S21的系数是：
κ＝0
A＝0.015482043
B＝0.0017285538
C＝0.001025584
D＝0
E＝0
F＝0
表面S24的系数是：
κ＝0
A＝-0.018818695
B＝-0.0026769359
C＝0.0010489939
D＝-9.257069x10-5
E＝0
F＝0
图6A和6B还说明包含每一透镜的外边缘处的厚度(例如，边缘厚度)的光学系统500的射线追迹图式。表1的标头为“边缘厚度”的最后一列是所述表面(第二列)与每一表面的边缘处的下一个表面之间的轴向距离。举例来说，在图6A和6B和表1所说明的实施例中，透镜511在外边缘具有大约76微米的厚度(例如，每一表面的边缘处的S2与S3之间的轴向距离)。展示针对每一透镜521、531、541、551和571的类似数据。其它配置是可能的。
表1
由模拟软件(例如，ZemaxTMSW)产生的光学处方数据还提供于2016年5月3日申请的标题为“具有单侧晶片级光学器件的系统和装置”的美国专利申请案第62/331,283号中，本申请案主张所述美国专利申请案的权益，且所述美国专利申请案的内容以引用的方式并入本文中。此光学处方数据表示图6A和6B中所说明的实施例，其仅是基于所要光学性能是可能的各种其它配置的一个实施例。应注意，包含在光学处方数据的表1中的表面编号对应于图6A和6B中所说明的各种组件的表面。
图7说明图6A和6B中所说明的实例光学系统的调制传递函数(MTF)。图7的MTF图表说明光学系统500的性能，其中以循环/mm计的空间频率对照光学传递函数(OTF)的模数进行标绘。线TS Diff.Limit表示光学系统的最佳可能性能(例如，衍射受限性能)。线TS 0.00(deg)表示针对平行于光轴590入射的光的光学系统500的性能。剩余的线表示在光以相对于光轴590的各种角度入射于光学系统上时光学系统500的性能(例如，TS 3.00(deg)可意指光以偏离光轴590 3度的角度入射于光学系统500上)。
图8说明图6A和6B的实例光学系统的公差的实例表。图8的公差表示光学系统500的各种组件的制造规范的准许的变化。举例来说，每一缓冲层的厚度可为大约70微米(参见图6B)加或减1微米。因此，图8的公差可表示产生类似于图6A和6B的透镜堆叠的透镜堆叠所需要的精确度。
图9说明针对图6A和6B的实例光学系统的图8中示出的公差的产出率的实例表。图9示出在图8的公差内修改的图6A和6B的光学系统650的光学性能。所述性能是基于针对图8的公差内修改的光学系统650的产出率的百分比的调制传递函数(MTF)数据(调制对空间频率)。图9提供相对于两个不同空间频率(例如，200线/毫米和450LP/mm)的性能。举例来说，光学系统650可在图8的公差内经修改以具有90％的产出率，其具有针对200LP/mm的空间频率的MTF值0.416和针对450LP/mm的空间频率的MTF值0.165。图9中示出的数据表示图6A和6B的实例光学系统，并且可针对不同光学设计而为不同的。
图10说明单侧WLO透镜的实施例的实例的横截面图。图10描绘单侧WLO 1000，其可基本上类似于图4的单侧WLO 900。举例来说，单侧WLO 1000可包括衬底1002、缓冲层1004和透镜表面1006。在一些实施例中，衬底1002可为如上文所描述的晶片。衬底1002可具有衬底厚度ST，其可介于200微米和1-2毫米厚之间。缓冲层1004可基本上类似于图4的缓冲层913并且可具有缓冲器厚度BF。单侧WLO 1000可具有直径。在一些实施例中，单侧WLO 1000的直径可为5mm或更小。透镜表面1006可具有透镜高度LH并且可类似于图4的透镜表面901。虽然透镜表面1006描绘为具有特定透镜形状(例如，具有正曲率的凹透镜)，但透镜表面1006可具有基于指定光学系统设计所需的任何曲率半径、光功率或透镜高度的任何透镜形状。其它配置是可能的，例如如包含在附录A中的光学处方数据中所描述。
举例来说，图11说明单侧WLO透镜的实施例的另一实例的横截面图。图11说明可基本上类似于图4的单侧WLO 900和图10的单侧WLO 1000的单侧1100。因此，以上结合图9和10的描述同等地适用于单侧WLO 1100。然而，透镜表面1106说明为具有负曲率半径的凸透镜表面。如上文所描述，视单侧WLO 1100的所要光功率的需要的任何曲率半径或透镜形状是可能的。
图12-20说明布置在一起的WLO透镜的实施例的实例的各种配置的非限制性实例。这些配置可包含在包含一或多个其它单侧或双侧WLO透镜或包含“规则”(非WLO)透镜的其它光学元件的实施方案中。
如图12-20中所说明，各种配置可包含各种曲率半径和光功率的各种设计的透镜表面的多个单侧WLO。所述多个单侧WLO可定位成邻近于彼此且在邻近布置的WLO之间具有间隙(G)。在一些实施例中，所述间隙可在透镜堆叠的组装期间被配置。所述间隙可具有基于例如如图6A中所说明的光学系统的所要光学性能规范的各种厚度。在一些实施例中，所述间隙可经调整以校正由传播穿过光学系统的光的波性质造成的像差或其它光学缺陷。在其它实施例中，所述间隙可基于通过如上文所描述的直接接合技术(例如，图14)接合一或多个单侧WLO而为最小值或零。
图12-20说明包括两个或更多个邻近布置的单侧WLO的透镜堆叠的各种配置。举例来说，透镜堆叠可包括两个单侧WLO 1000(例如，图12和14)、两个单侧WLO 1100(例如，图16、18和19)或单侧WLO 1000和1100的组合(例如，图13、15、17和20)。在一些实施例中，透镜堆叠可包括邻近布置的单侧WLO，其间具有间隙(G)(例如，图12、13、15和17-20)或在WLO的衬底之间具有最小间隙或零值间隙(例如，图14和16)。透镜堆叠可包括布置成面向彼此(例如，图19)、背对彼此使得每一WLO的衬底面向彼此(例如，图13、14和16)、或一个WLO的一个透镜表面面向相邻WLO的衬底(例如，图12、15、17和18)的相邻WLO的透镜表面。
图20说明包括两个或更多个相邻单侧WLO的透镜堆叠。举例来说，单侧WLO 1000可邻近于单侧WLO 1100，其间具有间隙(G1)。此外，单侧WLO 1100可邻近于第二单侧WLO1000，其间具有间隙(G2)，如图20中所示。虽然图20说明两个单侧WLO 1000和一个单侧WLO1100，但基于光学系统的设计规范的其它配置是可能的。举例来说，可包含两个或更多个单侧WLO 1100。在另一实施例中，WLO的数目无需限于三个单侧WLO，透镜堆叠可包含4、5、6、7个等单侧WLO。在另一实施例中，透镜堆叠可包含一或多个双侧WLO、常规透镜或任何其它用于产生高分辨率图像的光学元件。
制作光学系统的实例方法
图21是根据一个实施例的制作光学系统或透镜堆叠的实例方法2100的流程图。可执行方法2100以制造包括一或多个单侧WLO的任何光学系统或透镜堆叠。在一些实施例中，方法2100可用以制造包含在图6A和6B的光学系统650中的一或多个光学元件。然而，应理解，本文中所公开的光学系统和光学组件预期为实例实施例，且上文的特定光学处方不意欲为限制性的。方法2100可结合根据本文所公开的实施例的半导体制造技术实施。
方法2100开始于框2105并且接着移动到框2110，其中在玻璃衬底上形成多个透镜。在一些实施例中，所述多个透镜中的每一透镜包括安置于玻璃晶片的第一侧上的透镜表面，使得每一透镜在与每一透镜相关联的玻璃表面的区域的顶部上。所述多个透镜可以与上文结合图4所描述的方式基本上类似的方式形成。在一些实施例中，透明材料可沉积于玻璃晶片的第一侧上，其间具有或不具有缓冲层。所述多个透镜表面接着可复制到透明材料上。在一些实施例中，复制透镜表面可诱发透镜表面的光轴相对于玻璃晶片的未对准。
一旦所述多个透镜形成于玻璃晶片上，所述方法接着移动到框2120，其中分隔或切割多个透镜以形成多个个别单侧WLO。在一些实施例中，所述多个个别单侧WLO可基本上类似于图4的单侧WLO 900、图10的单侧WLO 1000、图11的单侧WLO 1100或任何形状的单侧WLO。在所述多个透镜分隔成个别单侧WLO之后，第一单侧WLO与一或多个光学元件对准，进而形成光学系统。举例来说，第一单侧WLO可与图像传感器、反射性表面、另一单侧WLO或任何其它光学元件对准，以形成光学系统或透镜堆叠。举例来说，多个单侧WLO可经对准以形成图6A和6B的光学系统650。在制造光学系统之后，方法2100在框2140处结束。
在一些实施方案中，一或多个光学元件可包括第二单侧WLO，其具有形成于第二玻璃晶片的第一侧上的透镜表面。第二单侧WLO可以与上文所描述的第一单侧WLO的方式大体上类似的方式形成。第二单侧WLO可由与第一单侧WLO相同的玻璃晶片或由不同玻璃晶片形成。在一些实施例中，对准第一单侧WLO与一或多个光学元件包括对准第一单侧WLO的透镜表面的光轴与第二单侧WLO的透镜表面的光轴。接着可通过粘附层、原子或分子力或如上文结合图4、6A-20所描述的任何其它装置附接第一和第二单侧WLO。
实施系统和术语
本文中所公开的实施方案提供用于亚微米晶片对准的系统、方法和设备。所属领域的技术人员将认识到，这些实施例可实施于硬件、软件、固件或其任何组合中。
可使用多种不同技术和技艺中的任一个来表示本文中所公开的信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在整个上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
结合本文中所公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体上关于其功能性而描述了各种说明性组件、块和步骤。此类功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。本领域的技术人员可针对每一具体应用以不同方式来实施所描述的功能性，但这样的实施决策不应被解释为会引起脱离本公开的范围。
本文中所描述的技术可在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。此类技术可实施于多种装置中的任一个中，例如通用计算机、无线通信装置手持机或集成电路装置，其具有包含在无线通信装置手持机和其它装置中的应用的多种用途。被描述为装置或组件的任何特征可一起实施于集成逻辑装置中或分开来实施为离散但可互操作的逻辑装置。如果在软件中实施，那么所述技术可至少部分地由包括程序代码的计算机可读数据存储媒体来实现，所述程序代码包含在被执行时实施上文所描述的方法中的一或多个的指令。计算机可读数据存储媒体可形成计算机程序产品的部分，所述计算机程序产品可包含封装材料。计算机可读媒体可包括存储器或数据存储媒体，例如，随机存取存储器(RAM)(例如，同步动态随机存取存储器(SDRAM))、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器、磁性或光学数据存储媒体等等。另外或替代地，所述技术可至少部分地由计算机可读通信媒体来实现，所述计算机可读通信媒体携载或传达以指令或数据结构的形式携的载或传达程序代码且可由计算机存取、读取和/或执行(例如，传播的信号或波)。
与计算机可读媒体(例如，存储器或其它数据存储装置)通信(例如，协作操作)的处理器可执行程序代码的指令，并且可包含一或多个处理器，例如一或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路。此处理器可经配置以执行本公开中所描述的技术中的任一个。通用处理器可为微处理器；但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一或多个微处理器，或任何其它此类配置。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指前述结构中的任一个、上述结构的任何组合，或适合于实施本文中所描述的技术的任何其它结构或设备。另外，在一些方面，本文中所描述的功能性可提供于被配置成用于成像、编码和/或解码的专用软件或硬件内。并且，所述技术可完全实施于一或多个电路或逻辑元件中。
本公开的技术可实施于多种装置或设备中，包含无线手持机、集成电路(IC)或IC的集合(例如，芯片组)。本公开中描述各种组件或单元是为了强调经配置以执行所公开技术的装置的功能方面，但未必需要通过不同硬件单元实现。实际上，如上文所描述，各种单元可结合合适的软件和/或固件组合在编解码器硬件单元中，或通过互操作硬件单元的集合来提供，所述硬件单元包含如上文所描述的一或多个处理器。
应注意，如本文中所使用，术语“耦合(couple、coupling、coupled)”或词语耦合的其它变体可指示间接连接或者直接连接。举例来说，如果第一组件“耦合”到第二组件，那么第一组件可间接连接到第二组件或者直接连接到第二组件。如本文所使用，术语“多个”指示两个或两个以上。举例来说，多个组件指示两个或更多个组件。
术语“确定”涵盖多种多样的动作，且因此“确定”可以包含计算、运算、处理、导出、调查、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、查实等等。此外，“确定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)等。此外，“确定”可包括解决、选择、挑选、建立等等。
除非另外明确地指定，否则短语“基于”并不意味着“仅基于”。换句话说，短语“基于”描述“仅基于”与“至少基于”两者。
本文包含一些标题以供参考且辅助定位各个章节。这些标题并不意欲限制相对于其描述的概念的范围。此类概念可在整个说明书中都适用。
虽然已经结合各种不同实施例描述了前文，但可在不脱离本公开的教示的情况下将来自一项实施例的特征或元件与其它实施例组合。但是，相应实施例之间的特征的组合不一定限于此。已描述本公开的各种实施例。这些及其它实施例在所附权利要求书的范围内。
附录A
一般性透镜数据：
晕映因子
波长：5
单位：μm
表面数据概要：
表面数据细节：
涂层定义：
边缘厚度数据：
求解和可变数据：
折射率数据：
系统温度： 摄氏20.0000
系统压力： 1.0000个大气压
绝对空气折射率： 在波长0.555000下为1.000273
折射率数据是相对于系统温度和压力下的空气。
波长是在系统温度和压力下的空气中测量。
热膨胀系数数据：
全局顶点坐标、取向和旋转/偏移矩阵：
参考表面：13
全局表面曲率中心点：
参考表面：13
元件体积数据：
对于具有平面或球圆形面的中心元件，
通过假设边缘是直到前径向光圈中和后径向光圈中的较大者的正方形
计算精确体积。
对于所有其它元件，近似体积在数值上集成到0.1％准确度。
零体积是指无法准确地计算体积。
可不止一次地列出在透镜数据编辑器中
出于光线追踪目的复制的单个元件，
产生不正确的总质量估计值。
F/#数据：
F/#计算考虑晕映因子并忽略表面光圈。
基点：
相对于表面1测量对象空间位置。
相对于图像表面测量图像空间位置。
考虑对象空间和图像空间中的指数。
物理光学器件传播设置概要：
1标准
2 EVENASPH
3标准
4标准
5标准
6 EVENASPH
7标准
8标准
9标准
10标准
11标准
12标准
13 EVENASPH
14 EVENASPH
15标准
STO标准
17标准
18标准
19标准
20标准
21 EVENASPH
22标准
23标准
24 EVENASPH
25标准
26标准
27标准
IMA标准

Claims (27)

1.一种光学系统，其包括：
透镜组合件，其包含被布置成传播光的两个或更多个单侧晶片级光学器件WLO透镜。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其另外包括图像传感器，其中所述透镜组合件相对于所述图像传感器布置成使在所述透镜组合件的第一表面处接收的光传播穿过所述两个或更多个单侧WLO透镜并且到达所述图像传感器。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜组合件包含至少三个单侧WLO透镜。
4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜组合件包含至少四个单侧WLO透镜。
5.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜组合件包含至少五个单侧WLO透镜。
6.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜组合件包含至少六个单侧WLO透镜。
7.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜组合件包含至少七个单侧WLO透镜。
8.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述透镜组合件仅包含单侧WLO透镜。
9.根据权利要求2所述的光学系统，其另外包括相机，所述相机包括所述透镜组合件和所述图像传感器。
10.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述至少两个单侧WLO透镜各自间隔开间隙G，其中所述间隙可在所述单侧透镜中的每一个之间为不同的，且所述间隙G可为零。
11.根据权利要求1所述的光学系统，其中每一单侧WLO透镜包括：
晶片，其具有第一侧和第二侧；和
透镜表面，其复制到所述晶片的所述第一侧上。
12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述晶片是玻璃晶片。
13.根据权利要求12所述的光学系统，其中所述透镜表面是环氧树脂和透明材料中的至少一个的复制。
14.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述透镜组合件包括被布置成以与一或多个双侧WLO透镜大体上类似的方式传播光的两个或更多个单侧WLO透镜。
15.根据权利要求11所述的光学系统，其另外包括安置于两个单侧WLO透镜的每一晶片的所述第二表面之间的粘附层。
16.根据权利要求15所述的光学系统，其中所述粘附层被配置成促进所述两个单侧WLO透镜之间的大致精确对准。
17.根据权利要求11所述的光学系统，其中使用原子力和分子力中的至少一个直接接合两个单侧WLO透镜的每一晶片的所述第二表面。
18.根据权利要求17所述的光学系统，其中所述第二表面不在其间包含胶粘剂。
19.一种光学系统，其包括：
两个或更多个单侧晶片级光学器件WLO，每一单侧WLO包括：
玻璃晶片，其具有第一表面和第二表面；和
透镜表面，其复制到沉积于所述玻璃晶片的所述第一侧上的透明材料上；
粘附层，其安置于所述两个或更多个单侧WLO的所述玻璃晶片之间，其中所述粘附层安置于每一玻璃晶片的所述第二表面上；和
透镜组合件，其包括所述两个或更多个单侧WLO，其中所述粘附层被配置成促进所述两个单侧WLO之间的大体对准优点。
20.一种光学系统，其包括：
两个或更多个单侧晶片级光学器件WLO，每一单侧WLO包括：
玻璃晶片，其具有第一表面和第二表面；和
透镜表面，其复制到沉积于所述玻璃晶片的所述第一侧上的透明材料上；和
透镜组合件，其包括所述两个或更多个单侧WLO，其中使用原子力和分子力中的至少一个直接接合两个单侧WLO的每一晶片的所述第二表面，其中在两个单侧WLO的每一晶片的所述第二表面之间不存在粘附层。
21.一种制作光学系统的方法，其包括：
在玻璃晶片上形成多个透镜，所述多个透镜中的每一透镜包括安置于所述玻璃晶片的区域内的第一侧上的透镜表面；
分隔所述多个透镜以形成多个单侧晶片级光学器件WLO；和
在分隔所述多个透镜之后，对准第一单侧WLO与一或多个光学元件，以产生所述光学系统。
22.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述多个透镜另外包括：
将透明材料沉积于所述玻璃晶片的所述第一侧上；和
将所述多个透镜表面复制到所述透明材料上。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一单侧WLO包括具有归因于形成所述多个透镜而相对于所述玻璃晶片不对准的光轴的透镜表面。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述一或多个光学元件包括具有形成于第二玻璃晶片的区域的第一侧上并且具有第二光轴的透镜表面的第二单侧WLO。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一单侧WLO的所述光轴与所述第二单侧WLO的所述第二光轴对准。
26.根据权利要求24所述的方法，其另外包括在所述第一单侧WLO的所述玻璃晶片和所述第二单侧WLO之间沉积粘附层，其中所述粘附层安置于每一玻璃晶片的所述第二表面上，其中所述粘附层被配置成促进所述第一单侧WLO和所述第二单侧WLO之间的大致对准优点。
27.根据权利要求24所述的方法，其另外包括经由使用原子力和分子力中的至少一个的直接接合附接所述第一单侧WLO和第二单侧WLO，其中在两个单侧WLO的每一晶片的所述第二表面之间不存在粘附层。
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