CN109844599A

CN109844599A - 光学设备

Info

Publication number: CN109844599A
Application number: CN201780063300.6A
Authority: CN
Inventors: 广冈章吾; 石末义人; 小原良和
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-06-04
Also published as: US20190212519A1; JPWO2018070337A1; WO2018070337A1

Abstract

实现光学设备的低背化的同时，容易将透镜高精度地安装于光接收元件上。光学设备(101)包括连接传感器(2)及透镜(3)的粘接剂(6)。

Description

光学设备

技术领域

本发明涉及一种光学设备。

背景技术

近来，具有以相机模块、光电检测器以及光学距离检测仪为代表的、传感器(光接收元件)的光学设备需要低背化。

专利文献1揭示了为了实现具有基板、传感器以及透镜的光学设备的低背化，在基板上形成开口，并将透镜配置在该开口处的技术。此外，在专利文献1中的提案的技术中，配置在开口中的透镜是固定在基板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2015/151697号公报(2015年10月8日公开)

发明内容

本发明所要解决的技术问题

专利文献1提出的技术中涉及的透镜是间接(即，经由基板)固定到传感器。因此，在专利文献1提出的技术中，出现了难以将透镜高精度地安装在传感器上的问题。

本发明是鉴于上述问题而提出的方案，该目的在于，提供一种实现光学设备的低背化的同时，易于将透镜高精度地安装于光接收元件的光学设备。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明一实施例的光学设备，其特征在于，包括：基板，形成有开口；光接收元件，具有光接收部且以堵住所述开口配置；透镜，配置于所述开口处；连接部件，连接所述光接收元件与所述透镜连接构件。

有益效果

根据本发明的一实施方式，在实现光学设备的低背化的同时，容易将透镜高精度地安装于光接收元件上。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的光学设备的概略构成的截面图。图2是表示本发明第二实施方式的光学设备的概略构成的截面图。图3是表示本发明第三实施方式的光学设备的概略构成的截面图。图4是表示本发明第四实施方式的光学设备的概略构成的截面图。

具体实施方式

参照附图1-图4对本发明的实施方式进行说明。此外，为了便于说明，对与先前说明的构件具有相同功能的构件标注相同的附图标记，省略其说明。

[第一实施方式]

图1是表示本发明第一实施方式的光学设备101的概略构成的截面图。光学设备101包括基板1、传感器(光接收元件)2、透镜3以及红外线截止滤波器(覆盖材料)7。

基板1由例如陶瓷材料、环氧玻璃或纤维增强树脂(包括碳的材料等)构成。此外，基板1形成有开口4。开口4以贯通基板1的方式形成。

传感器2由例如电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)构成。传感器2以从基板1的背面侧(图1中，基板1的下面)塞住开口4的方式配置。此外，传感器2的上表面(换而言之，物体侧的表面)具有光接收部14。

透镜3由例如塑料或玻璃构成。透镜3配置在开口4处。透镜3设置在与光接收部14相对的物体侧，目的是相对于光接收部14使光折射而会聚和漫射。此外，根据图1，透镜3的物体侧是凹形的非球面，透镜3的传感器2侧(像面侧)是平面或大致平面的。然而，透镜3的两面的形状不限于此，例如，透镜3的传感器2侧也可以是非球面。

红外线截止滤波器7与透镜3相对配置在物体侧。具体地，以透镜3作为基准，红外线截止滤光器7以覆盖开口4的方式配置在传感器2的相反的一侧。设置红外线截止滤光器7的目的在于防止红外线入射至透镜3以及光接收部14，并且红外线截止滤光器7具有对入射至自身上的光进行红外线屏蔽的功能。

基板1和传感器2通过倒装芯片粘接材料5连接且电性连接。

而且，光学设备101具有连接传感器2与透镜3的粘接剂(粘接构件)6。作为粘接剂6，例如，可以使用环氧基的粘接剂或者具有通过紫外线照射而固化的功能的粘接剂。粘接剂6连接透镜3中的传感器2侧的表面与光接收部14的周围。

红外线截止滤光器7通过粘接剂8与基板1连接。作为粘接剂8的材料，可以使用与粘接剂6相同的材料。

根据光学设备101，透镜3通过粘接剂6直接固定到传感器2(即，不经由基板1)。因此，容易调整传感器2与透镜3的相对的位置关系。因此，根据光学设备101，实现低背化的同时，容易将透镜3高精度地安装到传感器2上。

在现有构造中，对于异物粘附到传感器2的光接收部14上的问题，以覆盖光接收部14为目的，有必要将红外线截止滤光器7配置在光接收部14的正上方。

与此相应的，在光学设备101的构造中，因传感器2和透镜3连接，异物难以直接附着到光接收部14。结果，在光学设备101中，红外线截止滤光器7无需考虑异物措施，可以配置在任何地方。因此，根据上述构成，设计的自由度增加。例举具体示例，红外截止滤光器7可以不配置在基板1上，例如，可以包括于与光学设备101相对配置在物体侧的上层透镜(upper lens)组(图未示)。

另外，红外截止滤波器7例如可以置换成带通滤波器。

[第二实施方式]

图2是表示本发明第二实施方式的光学设备102的概略构成的截面图。光学设备102的构成与光学设备101(参照图1)的构成的不同之处在于，包括密封树脂(连接构件)9代替粘接剂6。

密封树脂9在具有连接传感器2与透镜3的功能的基础上，还具有密封传感器2和透镜3之间的间隙的功能。密封树脂9由具有透光性的树脂构成。

根据光学设备102，与光学设备101比较，可以进一步加强传感器2和透镜3之间的连接。此外，根据光学设备102，由于密封树脂9意图性地存在于整个光接收部14，因此没必要考虑密封树脂9流出到光接收部14，无需提供防止该流出的防泄露机构。因此，与设置该防泄露机构的情况相比，简化了光学设备的设计，可以减少成本以及缩短制造时间。

[第三实施方式]

图3表示本发明第三实施方式的光学设备103的概略构成的截面图。光学设备103的构成与光学设备101(参照图1)的构成的不同之处在于，包括透镜10代替透镜3。此外，光学设备103的构成与光学设备101的构成的不同之处还在于，包括粘接剂12以及粘接剂13代替粘接剂6。

透镜10与透镜3的构成的不同之处在于，在透镜10的传感器2侧的表面形成有突出部11。透镜10中的突出部11通过粘接剂12与传感器2连接。粘接剂13将透镜10的侧面与开口4的内壁连接。作为粘接剂12以及粘接剂13各自的材料，可以使用与粘接剂6相同的材料。

根据光学设备103，透镜10通过粘接剂12直接固定到传感器2的同时，透镜10通过粘接剂13直接固定到基板1。因此，根据光学设备103，与光学设备101比较，基板1与透镜10之间可以进行固定，而且，容易将透镜10高精度地安装在基板1上。

另外，光学设备103的构成中，也可以使用透镜3代替透镜10。该情况下，透镜3通过图1所示的粘接剂6或图2所示的密封树脂9连接到传感器2上，且透镜3的侧面与开口4的内壁通过粘接剂13连接。换而言之，也可以省略突出部11。

[第四实施方式]

图4表示本发明第四实施方式的光学设备104的概略构成的截面图。光学设备104的构成与光学设备102(参照图2)的构成的不同之处在于，包括粘接剂15代替粘接剂8。

粘接剂15将透镜3和红外线截止滤光器7连接。作为粘接剂15的材料，可以使用与粘接剂6相同的材料。如光学设备104所示，透镜3和红外线截止滤光器7可以也可以连接。

另外，光学设备104中，红外线截止滤光器7以不覆盖开口4的一部分(红外线截止滤光器7和基板1之间的开口部分)的方式配置。另一方面，与光学设备101至光学设备103同样，红外线截止滤光器7以覆盖整个开口4的方式配置的状态下，透镜3和红外线截止滤光器7也可以通过粘接剂15连接。

此外，也可以由粘接剂15代替光学设备101(参照图1)或光学设备103(参照图3)的粘接剂8。

[附加说明]

光学设备101的俯视时的开口4的开口形状典型的是矩形，但不限于此，也可以是其它圆形等。关于光学设备102的俯视时的开口4的开口形状、光学设备103的俯视时的开口4的开口形状、以及光学设备104的俯视时的开口4的开口形状也是同样。

此外，透镜3的俯视图的外形典型的是矩形，但不限于此，也可以是其它圆形、矩形缺失一部分的形状等。关于透镜10的俯视时的外形也同样。

此外，透镜3中的与传感器2相反的一侧(物体侧)的端部一般不会相对于基板1的表面突出，但是不限于此，同端部也可以相对于基板1的表面突出。也就是说，透镜3的一部分存在于相对于基板1的表面高的位置。关于透镜10的与传感器2相反的一侧的端部也同样。

此外，红外线截止滤光器7通常配置在基板1的上方，也可以配置在开口4。

此外，基板1与透镜3之间通常基于开口4的尺寸与透镜3的尺寸之间的差异形成间隙，也可以不形成该间隙。基板1和透镜10之间也是同样。

而且，光学设备101至光学设备104可以分别应用于相机模块、光电检测器以及光学测距装置等。

[总结]

本发明第一实施方式的光学设备包括：基板，形成有开口；光接收元件(传感器2)，具有光接收部，以塞住所述开口的方式配置；透镜，配置在所述开口处；连接构件(粘接剂6、密封树脂9或者粘接剂12)，连接所述光接收元件与所述透镜。

根据上述构成，透镜通过连接构件直接固定到光接收元件(即，不经由基板)。因此，容易调整光接收元件以及透镜之间的相对位置关系。因此，根据上述构成，实现光学设备的低背化的同时，可以容易地将透镜高精度地安装在光接收元件上。

此外，本发明第二实施方式的光学设备中，在所述第一实施方式中，所述连接构件为密封所述光接收元件和所述透镜之间的间隙的密封树脂。

根据上述构成，可以进一步增强光接收元件和透镜之间的连接。此外，根据上述构成，由于密封树脂意图性地存在于光接收部上，没有必要考虑密封树脂流出至光接收部，不需要用于防止该流出的防泄露止机构。因此，与设置防泄露止机构的情况比较，简化了光学设备的设计，且可以减少成本以及缩短制造时间。

此外，本发明第三实施方式的光学设备中，在所述第一实施方式或第二实施方式中，所述基板和所述透镜连接。

根据上述构成，透镜直接固定到基板。因此，根据上述构成，基板和透镜之间可以进行固定，并且，容易将透镜高精度地安装在基板上。

此外，本发明第四实施方式的光学设备中，在所述第一实施方式至第三实施方式的任一项中，还包括覆盖材料，以所述透镜作为基准，以覆盖所述开口的方式配置在与所述光接收元件的相反的一侧。

根据上述构成，由于光接收元件和透镜连接，因此，异物难以直接附着到光接收部的构造。结果，根据上述构成，覆盖材料无需考虑异物措施，可以配置在任何地方。换而言之，根据上述构成，光学设备的设计自由度增加。

此外，作为本发明第五实施方式的光学设备，在所述第一实施方式至第三实施方式的任一项中，还包括覆盖材料，以所述透镜作为基准，配置于所述受光元件相反侧，所述透镜与所述覆盖材料连接。

本发明不限于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围中能够进行各种变更，将分别公开在不同的实施方式中的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围中。而且，通过将各实施方式中分别公开的技术手段组合能够形成新的技术特征。

附图标记说明

1 基板

2 传感器(光接收元件)

3 透镜

4 开口

5 倒装芯片粘接材料

6 粘接剂(连接构件)

7 红外线截止滤光器

8 粘接剂

9 密封树脂(连接构件)

10 透镜

11 突出部

12 粘接剂(连接构件)

13 粘接剂

14 光接收部

15 粘接剂

101～104 光学设备

Claims

1.一种光学设备，其特征在于，包括：

基板，形成有开口；

光接收元件，具有光接收部，且以塞住所述开口的方式配置；

透镜，配置在所述开口处；

连接构件，连接所述光接收元件与所述透镜。

2.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，所述连接构件为密封所述光接收元件和所述透镜之间的间隙的密封树脂。

3.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述基板与所述透镜连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学设备，其特征在于，还包括覆盖材料，以所述透镜作为基准，以覆盖所述开口的方式配置在与所述光接收元件相反的一侧。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的光学设备，其特征在于，还包括覆盖材料，以所述透镜作为基准，配置在与所述光接收元件相反的一侧，所述透镜与所述覆盖材料连接。