JP2013535708A - カメラ用の複数の光学装置を製造する方法 - Google Patents

カメラ用の複数の光学装置を製造する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013535708A
JP2013535708A JP2013525101A JP2013525101A JP2013535708A JP 2013535708 A JP2013535708 A JP 2013535708A JP 2013525101 A JP2013525101 A JP 2013525101A JP 2013525101 A JP2013525101 A JP 2013525101A JP 2013535708 A JP2013535708 A JP 2013535708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens module
lens
wafer
ffl
optical device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013525101A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5977745B2 (ja
Inventor
ラドマン，ハルトムート
レントゲン，ペーター
マルック，マティアス
ロッシ，マルクス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Sensors Singapore Pte Ltd
Original Assignee
Heptagon Micro Optics Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heptagon Micro Optics Pte Ltd filed Critical Heptagon Micro Optics Pte Ltd
Publication of JP2013535708A publication Critical patent/JP2013535708A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5977745B2 publication Critical patent/JP5977745B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278—Lenticular sheets
    • B29D11/00307—Producing lens wafers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0085—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing wafer level optics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/003—Alignment of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

発明は、カメラ用の複数の光学装置（２０ａ）を製造する方法に関し、各々の光学装置（２０ａ）は、画像センサ平面（５）を備える画像センサとともに組立てるための固定焦点レンズモジュール（２ａ）を有し、各々の固定焦点レンズモジュール（２ａ）は、１つ以上のレンズ（１７ａ，１８ａ）またはレンズ部品を備え、当該方法は、・複数のレンズモジュール（２ａ..ｄ）を製造するステップと、・各レンズモジュール（２ａ..ｄ）毎にレンズモジュール値を定めるステップとを備え、レンズモジュール値は対応のレンズモジュール（２ａ..ｄ）のフランジ焦点距離ＦＦＬ（６ａ..ｄ）と関係し、さらに、・レンズモジュール（２ａ..ｂにマウント要素（３ａ..ｂ）を設けて割当てるステップを備え、一方、マウント要素（３ａ..ｂ）は、レンズモジュール（２ａ..ｂ）と画像センサ平面（５）との間に固定分離距離（６ａ..ｂ）を規定するように光学装置（２０ａ）内に配置されるようにされ、マウント要素（３ａ..ｂ）は可変マウントＦＦＬセクション（７ａ..ｂ）を有し、これによりレンズモジュール（２ａ）と画像センサ平面（５）との間の幾何学的距離（６ａ）は、レンズモジュール（２ａ..ｂ）の光学的性質に依存して個別にまたはまとめて各レンズモジュール（２ａ..ｄ）毎に調整されて複数のレンズモジュール（２ａ..ｄ）間のレンズモジュール値のばらつきを補うので、レンズモジュールの焦点面は画像センサ平面（５）内に入り、さらに、・レンズモジュール（２ａ）およびマウント要素（２ａ）を組立てて光学装置（２０ａ）を形成するステップを備える。

Description

発明の分野
発明は、ＣＭＯＳまたはＣＣＤカメラなどのデジタルカメラ装置の分野にある。これは、光学装置を製造するための方法と、そのようなカメラ用の光学装置と、当該光学装置を内蔵するカメラとに属する。
発明の背景
カメラおよび特にインテグレーテッドカメラオプティクスは今日、携帯電話、コンピュータ、ウェブカメラなどを含む、製造される任意の電子機器の大部分において集積されている。そのようなカメラをたとえば並列プロセスで経済的に製造できること、および機械的に複雑で、製造が困難で、または慎重に扱うべき部品がそれらにおいてできるだけ少ないことがますます重要になっている。特に携帯電話適用例のために、しかし他の適用例のためにも、薄い、すなわち光学軸方向の広がりが小さいカメラに対する増大する要求がさらに存在する。それにも拘わらず、そのようなインテグレーテッドカメラが達成すべき分解能に対する増大する要求も存在する。
経済的理由により、たとえばレンズモジュールなどの光学装置の構成要素はウェハスケールで生産されることが多い。これにより、ウェハまたはウェハ積層体は自動化されたプロセスで生産されるが、これは、たとえばレンズモジュールのような複数の同属構成要素を内蔵し、複数の同属構成要素は、その後のプロセスステップでそれらをウェハまたはウェハ積層体から分離することによって個々に区別される。
光学装置、とりわけレンズモジュールは、画像センサ素子が配置される画像センサ平面を規定する、画像センサを含む光電子ユニットも内蔵する。この光電子ユニットも上述のようにウェハスケールで製造可能である。この種類の製造プロセスは現行技術で周知であり、たとえば特許公開ＷＯ２００９／０７６７８６に記載されている。
レンズモジュールは、カメラの光電子ユニットの画像センサ平面上の入射光の誘導および分散のために働く１つ以上のレンズまたはレンズ部品の配置を備える。そのようなレンズモジュールは、レンズモジュールと、一旦光学装置に組立てられると光電子ユニットの画像センサ平面との間の距離に一致するように配される固定焦点を有する。これにより、固定焦点はフランジ焦点距離（ＦＦＬ）によって規定される。フランジ焦点距離（ＦＦＬ）は、最後のウェハ平面であるレンズ（またはむしろ対物レンズ）の最後の物理面、すなわち本件ではセンサに向けられたもの、と、画像化すべき対象とは反対側、すなわちセンサ側の焦点面との間の距離に対応する。したがって、フランジ焦点距離はバックＦＦＬを指す。高い画像鮮鋭度を達成するため、焦点面と画像センサ平面とは一致していなければならない。すなわち、カメラ用の光学装置の大規模生産プロセスで固定焦点レンズモジュールを用いると、すべてのレンズモジュールは一定のＦＦＬを有しなければならない。
しかしながら、作製公差により、ウェハもしくはウェハ積層体アセンブリのレンズモジュールおよび／または異なるウェハもしくはウェハ積層体アセンブリのレンズモジュールは、ある程度、可変ＦＦＬ値を有する。すなわち、レンズモジュールのＦＦＬ値はむしろ、たとえば図３に示すような正規分布に従う。この正規分布の中心から離れて存在するＦＦＬを有するレンズモジュールを不合格にしなければならないことは明確である。なぜなら、レンズモジュールの焦点面が画像センサ平面から遠く離れているであろうからである。しかしながら、そのような光学装置の経済的な生産のためには、不良品の発生ができる限り少ないことが必須である。言及された作製公差を小さくするために生産プロセスを改良できるのは限られた程度まででしかない。したがって、不合格の構成要素の量を減らすために他のやり方を見つける必要がある。
現行技術からは、レンズが筒およびマウントに組立てられ、次に画像センサ上への組立ての後に焦点合わせされることが公知である。この方策には、焦点合わせステップによって生じる付加的な組立コストという欠点がある。さらなる欠点は、筒／マウント解決策は通常はより大きいために、カメラの設置面積が大きくなることである。さらに、この方法は、画像センサ上のいわゆる「異物」というリスクを有する。これは、筒／マウントの粒子が焦点合わせ操作の間にセンサの上に落ちる可能性があるからである。
現行技術からは、たとえば底部スペーサまたはすべてのレンズについて固定高さを有するマウントにより、固定焦点距離でレンズを組立てることも公知である。この方法は以上で言及した方策の欠点を解消するが、生産バッチ中のレンズが（標準的な作製公差によって生じる）それらのＦＦＬのある分布を有する場合に、組立てられたレンズの多くが焦点が合わなくなり、こうして歩留まりがかなり低くなる可能性があるというリスクを有する。
発明の説明
本発明の目的は、不良品をできるだけ少なくしつつ、カメラ用の複数の光学装置を製造するための経済的な方法を提供することである。発明のさらなる目的は、発明に従う製造方法で生産されるそのようなカメラ用の複数の光学装置を提供することである。
これらの目的は請求項１に従う方法および請求項１０に従う光学装置によって達成される。さらに、従属特許クレームから好ましい実施形態が明らかとなる。方法クレームの特徴を装置クレームの特徴と組合せてもよく、その逆も然りである。
既に以上で言及したように、各々の光学装置は、１つ以上のレンズまたはレンズ部品を有する固定焦点レンズモジュールを備える。固定焦点レンズモジュールは、画像センサ平面を有する画像センサを有する光電子ユニットとともに組立るためのものである。
光電子ユニットは、この特許出願中の規定に従う光学装置の一部であり得る。センサ素子は画像センサの画像センサ平面上に配置される。光はレンズモジュールを通って画像センサ平面に向けられ、センサ素子に当たる。したがって、光がセンサ平面に正しく向けられることが重要である。画像センサは、画素のアレイ、すなわち検知素子のアレイを備えてもよい。画像センサは、たとえば、ＣＭＯＳセンサとも称される能動画素センサ（ＡＰＳ）、またはＣＣＤセンサであり得る。
ここで、方法は、
・複数のレンズモジュールを製造するステップと、
・各レンズモジュール毎にレンズモジュール焦点合わせパラメータ値を定めるステップと、
・マウント要素をレンズモジュールに設けて割当てるステップとを備え、一方で、マウント要素は、レンズモジュールと画像センサ平面との間の固定分離距離を規定するように光学装置内に配置されるようにされ、マウント要素は可変マウントセクション長さを有し、これによりレンズモジュールと画像センサ平面との間の幾何学的距離は、レンズモジュールの光学的性質に依存して、個別にまたはまとめて各レンズモジュール毎に調整されて複数のレンズモジュール間のレンズモジュール焦点合わせパラメータ値のばらつきを補うので、レンズモジュールの焦点面は、画像平面、特に画像センサ平面内に入るかまたは光学装置を内蔵するカメラの焦点深度内に存在し、さらに
・レンズモジュールおよびマウント要素を組立てて光学装置を形成するステップを備える。
焦点合わせパラメータは好ましくは、焦点距離、特にフランジ焦点距離（ＦＦＬ）である。これは、たとえば有効焦点距離（ＥＦＬ）のような焦点距離に関連の別のパラメータでもあり得る。以下の説明でこれがＦＦＬを指す場合、これは、適切な場合は、一般的に焦点合わせパラメータも意味する可能性がある。
焦点合わせパラメータがＦＦＬである場合、レンズモジュール焦点合わせパラメータ値を定めるステップは、ＦＦＬ値の直接もしくは間接測定を備えることができ、またはレンズモジュールの具体的な光学的性質の判定を備えることができ、これらの光学的性質は対応のレンズモジュールのフランジ焦点距離（ＦＦＬ）に基づいている。
発明の好ましい実施形態では、レンズモジュールの生産は、
・１つまたは１つよりも多くのウェハまたはウェハ積層体アセンブリを製造するステップをさらに備え、各々のウェハまたはウェハ積層体アセンブリは複数のレンズモジュールを内蔵し、さらに
・各々のウェハまたはウェハ積層体アセンブリを個別のレンズモジュールに分離するステップをさらに備える。
マウント要素は以下に概略を述べるようないくつかの機能を有する。
−これは、レンズモジュールを担持し、レンズモジュールを、動作するように光電子ユニットと直接にまたは間接に接続する；
−これは、互いに対するレンズモジュールおよび光電子ユニットの位置を規定する；かつ
−これは、レンズモジュールの可変焦点合わせパラメータ値、特にＦＦＬ値を補って、レンズモジュールの焦点面が画像センサ平面内に確実に入るようにする。
方法ステップを異なる順序で行なうことも可能である。しかしながら、理に適った論理的な順序で方法ステップを行なわなければならない。
マウント要素のマウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）、特にマウントＦＦＬセクション長さは、マウント要素上のレンズモジュールのための限界止め部（limit stop）と画像センサ平面との間に存在し、マウント要素上の限界止め部と画像センサ平面との間の合計距離の長さセクションを規定する。レンズモジュールの焦点面が画像センサの平面内に入ることを達成するため、当該合計距離はここでは、対応のレンズモジュールの実際の焦点合わせパラメータ値、特にＦＦＬ値に調整されなければならない。これは、マウント要素に可変マウントセクション長さ（ｈ１）を与えることによって発生する。
可変マウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）はマウント要素の長さセクションに対応し、当該長さセクションは、光電子ユニットおよびレンズモジュールがそれに沿って組立てられる軸に平行である。マウント要素の可変マウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）は、光電子ユニットまたは光電子ユニットに直接もしくは間接に接続される組立部品の上の、その光電子ユニットに向く側の、それを介してマウント要素が支持されるマウント要素上の第２の接触表面と、レンズモジュールをその上に支持し、限界止め部を形成する第１の接触表面または支持表面との間の距離によって特に規定される。したがって、第１の接触表面と第２の接触表面との間の距離は可変マウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）を規定する。光学装置のレイアウトは好ましくは、当該第２の接触表面と画像センサ平面との間の距離がすべての光学装置について同じであるようなものである。
発明の好ましいさらなる発展例に従うと、方法は、さらに、
・焦点合わせパラメータ値の少なくとも２つのクラス、特にＦＦＬクラスを規定するステップを備え、各々のクラスは、レンズモジュールの、たとえばＦＦＬ値などのレンズモジュール焦点合わせパラメータ値またはたとえばＦＦＬ値などのレンズモジュール焦点合わせパラメータ値の可能な分布内に入るたとえばＦＦＬ値の範囲などのレンズモジュール焦点合わせパラメータ値の範囲を包含し、さらに
・たとえばＦＦＬ値などのレンズモジュール焦点合わせパラメータ値に基づいて各々のレンズモジュールをクラスに割当てるステップと、
・各々のクラスに、規定されたマウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）を有するマウント要素のクラスを与えて割当てるステップとを備え、マウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）は、マウント要素を割当てるべきクラスの、たとえばＦＦＬ値などのレンズモジュール焦点合わせパラメータ値、またはたとえばＦＦＬ値などのレンズモジュール焦点合わせパラメータ値の範囲に依存して規定され、さらに
・クラスの各々のレンズモジュールに、このクラスに割当てられるマウント要素を割当てるステップを備える。
クラスへのレンズモジュールの割当を排除のプロセスによって行なうこともでき、レンズモジュールが適合しないクラスは、正しいクラスが残るまで除かれる。レンズモジュールのクラス割当を比較法によって行なうこともできる。
発明の好ましい実施形態では、マウント要素のマウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）は、マウント要素のクラス間で、規定された刻み、たとえば５−１５μｍ、特に１０μｍ刻みで等級をつけられる（graded）。マウント要素のクラス間の刻みは好ましくは一定である。可能性のある焦点合わせパラメータ値、特にＦＦＬ値のスペクトルが１０μｍ刻みに分割されれば、１０種類のマウント要素およびしたがって１０個のクラスのＦＦＬ値範囲が１００μｍのＦＦＬ値の合計範囲をカバーする。正規分布の中心からの距離が増大するにつれて、規定されたＦＦＬ値の範囲内に入るレンズモジュールの数が急激に減少するので、中心から遠く離れて存在しているアウトライヤが好ましくはこのプロセスでカバーされなくなり、さらに拒絶される。
既に言及したように、レンズモジュールは好ましくはウェハスケールで生産され、すなわち複製され、レンズモジュールは好ましくはウェハ積層体アセンブリに基づいている。複製プロセスは、成形または型押しのようなプロセスステップを備えることができる。刊行物ＥＰ−Ａ−１４４３３４４、ＥＰ−Ａ−１８３７１６５、ＥＰ−Ａ−１８３７１６７、およびＷＯ２００９／０７６７８６は、たとえば、レンズモジュールの製造、すなわち複製、のためのプロセスを開示する。
したがって、ウェハ積層体アセンブリは複数のレンズモジュールを備える。ウェハ積層体アセンブリそれ自体は好ましくは第１のウェハと第２のウェハとを内蔵する。第１および第２のウェハの上に、レンズモジュール用の複数のレンズ構造が複製され、第１のウェハが複数の第１のレンズユニットを形成し、第２のウェハが複数の第２のレンズユニットを形成する。第１のウェハと第２のウェハとは接合され、たとえばスペーサウェハを介して互いから離間される。すなわち、ウェハは互いの上に積層される。スペーサウェハは複製されたレンズ構造と整列される複数の貫通孔を有してもよいので、第１のレンズユニットのレンズを透過する光は第１のレンズと第２のレンズとの間の空間を妨害されずに横切る。オプションで、第１のウェハの対象物側に、アパーチャを有するスクリーンウェハまたはバッフルウェハが配置され、画像化すべき対象物に面している。アパーチャはウェハ積層体アセンブリのレンズモジュールのレンズと整列される。アパーチャを有するスクリーンは迷光を遮断するために設けられる。上述のようなスクリーンウェハまたはバッフルウェハは、レンズモジュールの生産のための別のウェハ設計に適用することもできる。さらにまたは代替例として、たとえば、第１のウェハは不透明の層または複数の不透明の層を備えてもよく、不透明の層は、たとえばここに引用により援用されるＷＯ２００９／０７６７８７に記載のようなバッフルをともに形成してもよい。
発明の好ましいさらなる発展例では、光電子ユニットもウェハスケールで製造され、複数の光電子ユニットを内蔵するウェハまたはウェハ積層体アセンブリが製造される。次にウェハまたはウェハ積層体アセンブリは個別の光電子ユニットに分離される。
発明は、上述のような発明の方法に従って製造されるカメラ用の複数の光学装置をさらに備える。光学装置の群のレンズモジュールは、可変焦点合わせパラメータ値、特にフランジ焦点距離（ＦＦＬ）を有する。各々の光学装置はマウント要素を備える。マウント要素は、可変マウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）、特にマウントＦＦＬセクションを有し、マウント要素のマウントＦＦＬセクション（ｈ１，ｂ１）は対応の光学装置のレンズモジュールのＦＦＬ値に適合されるので、レンズモジュールの焦点面は画像センサ平面内に入る。当該レンズモジュールは、たとえば同一設計のカメラ用に設計される。レンズモジュールの製造のため、好ましくは同一のレンズまたは同一のレンズ群を用いてレンズモジュールを形成する。しかしながら、レンズモジュール同士の間のＦＦＬは、レンズモジュールで用いられる構成要素の生産の際の作製公差のためにおよび／またはレンズモジュールの作製公差のためにばらつく可能性がある。
マウント要素は、好ましくは、レンズモジュールを収容する中空筒状要素の形状を有する。マウント要素は、円形、楕円形、または角柱形の筒の形態を有することができ、特に立方体の形状も有することができる。マウント要素は、その内側に、（マウント要素の第２の接触表面から、すなわちそれぞれ焦点面から見ると）当該マウント要素の中に下からまたは上から導入される、レンズモジュールのための第１の接触表面を形成し、かつレンズモジュールのための完全止め（dead stop）または支持表面として働く、少なくとも１つの突起または周方向内向きに突出する輪を含んでもよい。第２の接触表面とは反対に存在するマウント要素の端面上の少なくとも部分的に閉じられたカバー要素によって、完全止め部、すなわち第１の接触表面を形成することもできる。カバー要素は不透明または透明であり得る。カバー要素は、たとえば、内向きに面する輪の形状の突起の形態であることができる。さらに、カバー要素は、好ましくはマウント要素の一体化部品である。したがって、言及された完全止め部の第１の接触表面はマウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）の１つの境界を規定する。
マウント要素の第２の接触面は、光電子ユニットとともに組立てられると光電子ユニットに面するように設計され、光電子ユニット上にマウント要素を直接または間接に支持するように設計される。この表面は、たとえばマウント要素の輪の形状の前方端である。マウント要素のマウントセクション長さ（ｈ１，ｂ１）は、マウント要素の第２の接触表面と光電子ユニットの画像センサ平面との間の距離、いわゆる装置セクション長さ（ｈ２，ｂ２）、特に装置ＦＦＬセクションを、光電子ユニットとともに組立てられると、マウント要素のすべてのクラスについて一定に保つことができるようにサイズ決めされる。
マウント要素の軸方向（Ｄ）の当該第２の接触表面に対する、完全止め部の、特に少なくとも１つの突起の位置または設計、すなわち当該第２の接触表面に対する当該第１の接触表面の位置は、ここでマウント要素の可変マウントセクション長さを規定する。したがって、焦点合わせパラメータ値、特にＦＦＬ値の異なるクラスについてのマウント要素の第１の接触表面は、（組立軸に対応する）中空筒状マウント要素の軸方向（Ｄ）に沿った第２の表面に対する異なる距離に位置するため、マウント要素の可変マウントセクション長さは、レンズモジュールの可変焦点合わせパラメータ値を補うように達成される。マウント要素は、たとえば個別にまたはウェハスケールでも生産することができる。それらは、たとえば、射出成形プロセスによって生産可能である。しかしながら、本発明の重要な局面であるのは、それによってレンズモジュールと画像平面との間の幾何学的距離が調整されるマウントセクション長さが、マウント要素とともにまたは後処理ステップで一体に生産されるが、それは常にレンズモジュールに対するマウント要素の割当の前であり、かつレンズモジュールとともに組立てる前に生産されることである。
本発明は、光電子ユニットとともに組立てるための、それぞれカメラに組立てられて光学装置を形成するための「予め焦点合わせされた」モジュールを提供する。したがって、カメラに組立てている間もしくはその後に、または光電子ユニットとともに組立てている間もしくはその後にさらなる焦点合わせステップを行なう必要はない。
発明は、上述のような光学装置を内蔵する複数のカメラをさらに備える。
添付の図面に図示する好ましい例示的な実施形態を参照して以下の本文で発明の主題をより詳細に説明する。図面は概略的に以下のものを示す。
図面で用いる参照符号およびそれらの意味を参照符号の一覧として要約の形態で列挙する。原則的に、同一部品には図中同じ参照符号を与える。
複数のレンズモジュールを備えるウェハ積層体アセンブリの図である。 図１に従うウェハ積層体アセンブリからの分離されたレンズモジュールの図である。 ＦＦＬ値、またはレンズモジュールのＦＦＬに依存する値の分布の図である。 マウント要素の図である。 ＦＦＬ値、またはレンズモジュールの規定されたクラスのＦＦＬに依存する値の分布の図である。 １組の光学装置の第１の実施形態の図である。 画像センサの図である。 光電子ユニットを補足された光学装置の図である。 発明に従う製造プロセスを通じた、ＦＦＬ値またはＦＦＬに依存する値の分布の図である。 １組の光学装置の第２の実施形態の図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１は、複数のレンズモジュール２ａ..ｄを備えるウェハ積層体アセンブリ１を概略的に示す。レンズモジュール２ａ..ｄは、一旦単一のユニットに分離されると、レンズチップとも称される。ウェハ積層体アセンブリ１の構築は、第１および第２のウェハ２３、２５を備え、各々のウェハ２３、２５は複数のレンズ構造１７ａ..ｄ、１８ａ..ｄ（図２も参照）を内蔵する。レンズ構造１７ａ..ｄ、１８ａ..ｄは、たとえば、透明硬化可能エポキシ樹脂などの透明プラスチックからなるかまたはこれを含有することができる。それらを、たとえば、第１および第２のウェハ２３、２５の表面上に複製可能である。第１および第２のウェハ２３、２５は、プラスチックまたはガラスからなることができるかまたはこれを含有することができる。第１のウェハ２３のレンズ構造１７ａ..ｂは、ウェハ担体セクションと関連して、各レンズモジュール２ａ..ｂ毎に１つ、第１のレンズユニット１３ａ..ｂを規定する。第２のウェハ２５のレンズ構造１８ａ..ｂは、ウェハ担体セクションと関連して、各レンズモジュール２ａ..ｂ毎に１つ、第２のレンズユニット１５ａ..ｂを規定する。レンズモジュール２ａ..ｂの第１および第２のレンズユニット１３ａ..ｂ、１５ａ..ｂは当該レンズモジュール２ａ..ｂ（図２）のレンズ配置を形成する。
第１および第２のウェハ２３、２５はスペーサウェハ２４によって離間される。スペーサウェハ２４は、各レンズモジュール２ａ..ｄ毎に１つ、複数のスペーサ要素１４ａ..ｂを備える。スペーサウェハ２４は、各スペーサ要素１４ａ..ｂ毎に、すなわち各レンズモジュール２ａ..ｂ毎に１つ、複数の開口または貫通孔２６ａ..ｂをさらに備える。貫通孔２６ａ..ｂはレンズモジュール２ａ..ｄのレンズ配置と整列されるため、光は第１のレンズユニット１３ａ..ｂ、貫通孔２６ａ..ｂ、および第２のレンズユニット１５ａ..ｂを透過することができる。第１および第２のウェハ２３、２５およびスペーサウェハ２４は好ましくは、たとえば接着剤によってともに接合される。
第１のウェハ２３の自由表面上に、ウェハ積層体アセンブリは、各レンズモジュール２ａ..ｂ毎に１つ、複数のスクリーン要素１２ａ..ｂを規定するスクリーンウェハ２２をさらに含む。スクリーンウェハ２２は、各スクリーン要素１２ａ..ｂ毎に１つ、複数のアパーチャ１６ａ..ｂを含む。アパーチャ１６ａ..ｂはレンズモジュール２ａ..ｄのレンズ配置と整列されるため、入射光は、レンズ配置を透過する前に、まずアパーチャ１６ａ..ｂを通って入る。スクリーン要素１２ａ…ｂは、所望されない迷光がレンズ配置に入って透過しないように働く。第１のウェハ２３上に配置されるスクリーンウェハ２２は、画像センサ平面５から離れる方を向く。たとえば接着剤により、スクリーンウェハ２２を第１のウェハ２３上に接合することができる。
当然ながら、図１に示すようなウェハ積層体アセンブリ１はレンズモジュールを生産する唯一の可能なウェハスケール構築ではない。レンズモジュールを、レンズ構造を内蔵する唯一のまたは２つよりも多くのウェハに基づいて設計することもできる。第１の場合はスペーサウェハは必要なく、後者の場合はウェハを互いから離間するには１つよりも多くのスペーサウェハが必要である。さらに、ウェハの片側または両側にレンズ構造を設けることができる。
たとえば、レンズ構造の異なる幾何学的形状をもたらし得る作製公差により、レンズモジュール２ａ..ｄのフランジ焦点距離（ＦＦＬ）６ａ..ｄは可変である。すなわち、レンズモジュール２ａ..ｄの焦点面２７ａ..ｄは、レンズ配置からの可変距離６ａ..ｄの中に存在する。図３は、標準分布に対応する作製公差によって生じる、ＦＦＬ値または複数のレンズモジュールのＦＦＬに依存する値の典型的な分布１９ａを示す。
図４は、いわゆるトップローディング式のマウント要素３ｂの第１の実施形態を示す。「トップローディング式」という名称は、レンズモジュール２ｂが（焦点面２７ｂから見ると）上からマウント要素３ｂの内部に挿入されることを意味する。マウント要素は中空の円形の筒状のまたは立方体の形状を有する。マウント要素３ｂの内壁上には、中空の筒の内径をすぼめる輪の形状の突起が設けられる。輪の形状の突起は中空の筒と同心に配置される。マウント要素３ｂの内部空間はレンズモジュール２ｂを収容し、言及された突起は、マウント要素３ｂの内部空間の中に導入された場合にレンズモジュール２ｂのための完全止め部として働く第１の接触または支持表面１０を形成して、光学装置２０ａ（図６も参照）を形成する。マウント要素３ｂは、光電子ユニット４とともに組立てるため、光電子ユニット４に面するその側に、第２の接触表面１１をさらに形成する。本件では、第２の接触表面１１は、中空の筒に同心に配置されるマウント要素３ｂの輪の形状の前方端である。レンズモジュール２ａとマウント要素３ａとを備える光学装置２０ａおよび光電子ユニット４が一旦組立てられて、補完された光学装置（図８も参照）を形成すると、マウント要素３ａ..ｂは第２の接触表面１１を介して光電子ユニット４の上に直接にまたは間接に支持される。しかしながら、補完される光学装置２０ａは、光学装置２０ａおよび光電子ユニット４が動作するようにともに接続されると、カメラの中にのみ形成されることもできる。
当該第２の接触表面１１と突起の第１の接触表面１０との間の距離７ａ..７ｂはマウントＦＦＬセクションｈ１に対応する。図６に示すように、マウント要素３ａ..ｂのマウントＦＦＬセクションｈ１は可変であり、対応のレンズモジュール２ａ..ｂのＦＦＬ値に適合されて当該レンズモジュール２ａ..ｂのＦＦＬ値のばらつきを補う。マウントＦＦＬセクションｈ１の変動性は、中空筒状形状のマウント要素３ａ..ｂの軸Ｄに沿った輪の形状の突起９ａ..ｂの異なる位置によって達成される。マウント要素３ａ..ｂの第２の接触表面１１と装置ＦＦＬセクションｈ２とも称される画像センサ平面５、すなわちそれぞれ焦点面２７ａ..ｂ、との間の距離８は一定である。「トップローディングマウント」実施形態に従うと、レンズモジュール２ａ..ｄのフランジ焦点距離ＦＦＬ６ａ..ｂは、可変マウントＦＦＬセクションｈ１と一定の装置ＦＦＬセクションｈ２との和に対応する。
図９に従うと、第１のステップＡで、各々のレンズモジュール２ａ..ｄのＦＦＬ値またはＦＦＬに依存する値が定められる、たとえば測定される。その後のステップＢで、レンズモジュール２ａ..ｄは、それらの定められた値、特にＦＦＬ値に従って分類される。このため、ここでは合計５つ、すなわちＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶであるいくつかのＦＦＬクラスまたは群がつくられ、各々のＦＦＬクラスは、値の範囲、特にＦＬＬ値の範囲を規定する。ここでは各々のレンズモジュール２ａ..ｄはＦＦＬクラスに割当てられる。アウトライヤを拒絶することができる。
各クラスまたは群毎に、当該軸Ｄに沿った第２の接触表面に対する第１の接触表面、すなわち突起の位置に対する具体的な設計のマウント要素を設ける。ステップＣで、各々のＦＦＬクラスのレンズモジュールはここで、このクラスに割当てられるマウント要素とともに組立てられる。
各々のＦＦＬクラスは、１つの値だけではなく値の範囲、特にＦＦＬ値、をカバーするので、ＦＦＬクラスのレンズモジュールは依然として可変の値、特にＦＦＬ値、を有する。ＦＦＬ値のそのような分布１９ｂを図９のステップＢに示す。ｙ軸はマウント要素の量を表わし、ｘ軸はＦＦＬ値またはＦＦＬに依存する値を表わす。しかしながら、クラス内のレンズモジュール２ａ..ｄのＦＦＬ値のばらつき１９ｂは全体的な分布１９ａよりもはるかに小さいため、レンズモジュールの焦点面は本質的に、公差範囲にも拘わらず、画像センサ４の画像センサ平面５内に入る。図５および図９（ステップＣ）に、レンズモジュールの分類後のＦＦＬの値の累積分布１９ｃを示す。グラフに見られるように、ＦＦＬ値の変動は、分布１９ａと比較してはるかに小さく、したがってＦＦＬの許容できないばらつきによるレンズモジュールの不合格は少なくなるかまたは排除すらされる。
図１０は、いわゆる「ボトムローディング式」の１組のマウント要素４３ａ..ｂの第２の実施形態を示す。「ボトムローディング式」という名称は、レンズモジュール４２ａ..ｂが（焦点面５７ａ..ｂから見ると）下からマウント要素４３ａ..ｂの内部に挿入されることを意味する。マウント要素４３ａ..ｂは中空の円形の筒または立方体の形状を有する。第２の接触表面５１ａ..ｂの反対側に存在するマウント要素４３ａ..ｂの端面上に、マウント要素４３ａ..ｂは限界止め部４９を含み、これは第１の接触表面を形成し、したがって挿入されたレンズモジュール４２ａ..ｂが挿入方向にさらに移動しないようにする。本件では、限界止め部４９は、第２の接触表面５１ａ..ｂとは反対側に存在するマウント要素４３ａ..ｂの開口を閉じるカバー４９の形態にある。カバー４９はアパーチャ５６を有するスクリーン要素として設計される。アパーチャ５６はレンズモジュール４２ａ…ｂのレンズと整列される。アパーチャ５６を有するスクリーン要素は迷光を遮断するために設けられる。しかしながら、限界止め部は、マウント要素の当該端面上の輪の形状の突起の形態であることもできる。
マウント要素４３ａ..ｂの内部空間はレンズモジュール４２ａ..ｂを収容し、言及されたカバー４９は、マウント要素４３ａ..ｂの内部空間の中に導入された場合にレンズモジュール４２ａ..ｂのための完全止め部として働く第１の接触または支持表面５０を形成して、光学装置６０ａ..ｂを形成する。マウント要素４３ａ..ｂは、光電子ユニットとともに組立てるため、光電子ユニット（図示せず）に面するその側に、第２の接触表面５１ａ..ｂをさらに有する。本件では、第２の接触表面５１ａ..ｂは、中空の筒に同心に配置されるマウント要素４３ａ..ｂの輪の形状の前方端（円形、角柱形、または任意の他の形状）である。レンズモジュール４２ａ..ｂとマウント要素４３ａ..ｂとを備える光学装置６０ａ..ｂおよび光電子ユニットが一旦組立てられて、補完された光学装置６０ａ..ｂを形成すると、マウント要素４３ａ..ｂは第２の接触表面５１を介して光電子ユニット上に直接にまたは間接に支持される。しかしながら、補完された光学装置６０ａ..ｂは、光学装置６０ａ..ｂおよび光電子ユニットが動作するようにともに接続されると、カメラの中にのみ形成されることもできる。
当該第２の接触表面５１ａ..ｂとカバー４９の第１の接触表面５０との間の距離４７ａ..ｂは可変マウントＦＦＬセクションｂ１に対応する。図１０に示すように、マウント要素４３ａ..ｂのマウントＦＦＬセクションｂ１は可変であり、対応のレンズモジュール４２ａ..ｂのＦＦＬ値に適合されて当該レンズモジュール４２ａ..ｂのＦＦＬ値のばらつきを補う。マウントＦＦＬセクションｂ１の変動性は、マウント要素４３ａ..ｂの可変高さ（軸Ｄに沿ったマウント長さ）によって達成される。マウント要素４３ａ..ｂの第２の接触表面５１ａ..ｂと、装置ＦＦＬセクションｂ２とも称される画像センサ平面、すなわちそれぞれ焦点面６７ａ..ｂ、との間の距離４８は、すべての光学装置６０ａ..ｂについて一定である。
「ボトムローディングマウント」実施形態に従うと、レンズモジュール４２ａ..ｄのフランジ焦点距離ＦＦＬ４６ａ..ｂとレンズチップ高さ７０，ｂ４との和は、可変マウントＦＦＬセクション４７ａ..ｂ，ｈ１と一定の装置ＦＦＬセクション４８、ｈ２との和に対応する。レンズチップ４２ａ..ｂの高さｂ４として。
発明の本好ましい実施形態で発明を説明したが、発明はこれに限定されるものではなく、請求項の範囲内でそれ以外の態様でさまざまに具体化されかつ実践されてもよいことがはっきりと理解される。
１ レンズモジュールのウェハ積層体アセンブリ、２ａ..ｄ レンズモジュール、３ａ..ｂ マウント要素、４ 画像センサを有する光電子ユニット、５ 画像センサ平面、６ａ..ｄ レンズモジュールのＦＦＬ、７ａ..ｂ 可変マウントＦＦＬセクション（ｈ１）、８ 一定の装置ＦＦＬセクション（ｈ２）、９ａ..ｂ 輪の形状の突起、１０ 第１の接触表面、１１ 第２の接触表面、１２ａ..ｂ スクリーン要素、１３ａ..ｂ 第１のレンズユニット、１４ａ..ｂ スペーサ要素、１５ａ..ｂ 第２のレンズユニット、１６ａ..ｂ スクリーンアパーチャ、１７ａ..ｂ 第１のレンズユニットのレンズ構造、１８ａ..ｂ 第２のレンズユニットのレンズ構造、１９ａ すべてのレンズモジュールのＦＦＬ分布、１９ｂ ＦＦＬの分布およびクラスＩ−Ｖへの分類、１９ｃ レンズモジュールの分類後の累積されたＦＦＬ分布、２０ａ..ｂ 光学装置、２２ スクリーンウェハ、２３ 第１のウェハ、２４ スペーサウェハ、２５ 第２のウェハ、２６ａ..ｂ 貫通孔、２７ａ..ｄ 焦点面、４２ａ..ｂ レンズモジュール、４３ａ..ｂ マウント要素、４６ａ..ｂ レンズモジュールのＦＦＬ（レンズＦＦＬ）、４７ａ..ｂ 可変マウントＦＦＬセクション（ｂ１）、４８ 一定の装置ＦＦＬセクション（ｂ２）、４９ カバー要素（スクリーン要素）、５０ 第１の接触表面、５１ａ..ｂ 第２の接触表面、５６ スクリーンアパーチャ、６０ａ..ｂ 光学装置、６７ａ..ｂ 焦点面、７０ レンズチップの高さ（ｂ４）。

Claims (15)

  1. カメラ用の複数の光学装置（２０ａ）を製造する方法であって、各々の光学装置（２０ａ）は、固定焦点レンズモジュール（２ａ）と、画像センサ平面（５）を備える画像センサとともに組立てるためのマウント要素（３ａ）とを有し、各々の固定焦点レンズモジュール（２ａ）は１つ以上のレンズ（１７ａ，１８ａ）またはレンズ部品を備え、前記方法は、
    ・複数のレンズモジュール（２ａ..ｄ）を製造するステップと、
    ・各レンズモジュール（２ａ..ｄ）毎にレンズモジュール焦点合わせパラメータ値（ＦＰ）を定めるステップと、
    ・前記レンズモジュール（２ａ..ｂにマウント要素（３ａ..ｂ）を設けて割当てるステップとを備え、前記マウント要素（３ａ..ｂ）は、前記レンズモジュール（２ａ..ｂ）と前記画像センサ平面（５）との間に固定分離距離（６ａ..ｂ）を規定するように前記光学装置（２０ａ）内に配置されるようにされ、前記マウント要素（３ａ..ｂ）は可変マウントセクション長さ（７ａ..ｂ）を有し、これにより前記レンズモジュール（２ａ）と前記画像センサ平面（５）との間の幾何学的距離（６ａ）は、前記レンズモジュール（２ａ..ｂ）の光学的性質に依存して個別にまたはまとめて各レンズモジュール（２ａ..ｄ）毎に調整されて前記複数のレンズモジュール（２ａ..ｄ）間の前記レンズモジュール焦点合わせパラメータ値のばらつきを補うので、前記レンズモジュールの焦点面は、画像平面、特に前記画像センサ平面（５）内に入るかまたは前記光学装置（２０ａ）を内蔵する前記カメラの焦点深度内に存在し、さらに
    ・前記レンズモジュール（２ａ）および前記マウント要素（２ａ）を組立てて光学装置（２０ａ）を形成するステップを備える、方法。
  2. 焦点合わせパラメータは、フランジ焦点距離（ＦＦＬ）または前記フランジ焦点距離に基づくレンズモジュールパラメータに対応し、前記方法は、ＦＦＬ値の直接もしくは間接の測定によってまたは対応の前記レンズモジュール（２ａ..ｄ）の前記フランジ焦点距離（ＦＦＬ）（６ａ..ｄ）に基づくパラメータ値の決定によって、前記レンズモジュール焦点合わせパラメータ値を定めるステップを備える、請求項１に記載の方法。
  3. レンズモジュール（２ａ..ｄ）を製造する前記ステップは、
    ・１つまたは１つよりも多くのウェハまたはウェハ積層体アセンブリ（１）を製造するステップをさらに備え、各々のウェハまたはウェハ積層体アセンブリは複数のレンズモジュール（２ａ..ｄ）を内蔵し、さらに
    ・各々のウェハまたはウェハ積層体アセンブリ（１）を個別のレンズモジュール（２ａ..ｄ）に分離するステップをさらに備える、請求項１または２に記載の方法。
  4. ・焦点合わせパラメータ値（ＦＰ）の少なくとも２つのクラス、特にＦＦＬクラスを規定するステップをさらに備え、焦点合わせパラメータ値の各々のクラスは、前記レンズモジュール（２ａ..ｄ）が特徴とし得る、レンズモジュール焦点合わせパラメータ値またはレンズモジュール焦点合わせパラメータ値の範囲を包含し、さらに
    ・定められた、特に測定された、前記レンズモジュール焦点合わせパラメータ値（６ａ..ｄ）に基づいて、各々のレンズモジュール（２ａ..ｄ）を焦点合わせパラメータ値のクラスに割当てるステップと、
    ・前記レンズモジュール焦点合わせパラメータ値または前記マウント要素（３ａ..ｂ）が割当てられる前記クラスのレンズモジュール焦点合わせパラメータ値の前記範囲に依存して、規定されたマウントセクション長さ（７ａ..ｂ）、特にマウントＦＦＬセクション長さを有するマウント要素（３ａ..ｂ）のクラスを焦点合わせパラメータ値の各々のクラスに与えて割当てるステップと、
    ・クラスの各々のレンズモジュール（２ａ..ｂ）に、このクラスのマウント要素（３ａ..ｂ）を割当てるステップとをさらに備える、請求項１から３の１項に記載の方法。
  5. 前記マウント要素（３ａ..ｂ）の前記マウントセクション長さ（７ａ..ｂ）は、マウント要素（３ａ..ｂ）の前記クラス間で、５−１０μｍ、特に１０μｍ刻みで等級をつけられる、請求項１から４の１項に記載の方法。
  6. ウェハもしくはウェハ積層体アセンブリ（１）のレンズモジュール（２ａ..ｄ）または異なるウェハもしくはウェハ積層体アセンブリ（１）同士の間のレンズモジュール（２ａ..ｄ）は、レンズ構造の作製公差により、異なる焦点合わせパラメータ値、特にフランジ焦点距離（ＦＦＬ）（６ａ..ｄ）を有する、請求項３から５の１項に記載の方法。
  7. １つ以上のウェハ積層体アセンブリ（１）を製造するステップを備え、各々のウェハ積層体アセンブリ（１）は複数のレンズモジュール（２ａ..ｂ）を内蔵し、前記ウェハ積層体アセンブリ（１）は第１のウェハ（２３ａ）と第２のウェハ（２５ａ）とを内蔵し、各々のウェハの上にレンズモジュール（２ａ..ｂ）用の複数のレンズ構造（１７ａ..ｂ，１８ａ..ｂ）が設けられ、たとえば複製され、前記第１および第２のウェハ（２３ａ，２５ａ）はスペーサウェハ（２４ａ）を介して接合され、前記スペーサウェハ（２４ａ）は複数の貫通孔（１６ａ..ｂ）を有し、前記貫通孔（１６ａ，１６ｂ）はレンズ構造（１７ａ..ｂ，１８ａ..ｂ）と整列される、請求項１から６の１項に記載の方法。
  8. 前記光学装置は、画像センサ平面（５）を備える画像センサを各々が有する光電子ユニット（４）をさらに備え、前記光電子ユニット（４）は好ましくはウェハスケールで製造され、複数の光電子ユニット（４）を内蔵するウェハまたはウェハ積層体アセンブリが生産され、前記ウェハまたはウェハ積層体アセンブリは個別の光電子ユニット（４）に分離され、前記光電子ユニット（４）、前記レンズモジュール（２ａ..ｂ）、および前記マウント要素（３ａ..ｂ）は動作するようにともに接続され、好ましくは組立てられる、請求項１から７の１項に記載の方法。
  9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の光学装置を製造するステップを備え、前記カメラの中に前記光学装置を組み込むステップをさらに備える、カメラを製造する方法。
  10. 好ましくは請求項１から８の１項に記載の前記方法を用いて製造される、特にカメラ用の複数の光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）であって、前記光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）はレンズモジュール（２ａ..ｂ，４２ａ..ｂ）とマウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）とを備え、少なくとも２つの光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）の前記レンズモジュール（２ａ..ｂ，４２ａ..ｂ）は、異なるレンズモジュール焦点合わせパラメータ値、特にフランジ焦点距離（ＦＦＬ）を有し、前記光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）の前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）は可変マウントセクション長さ（７ａ..ｂ，４７ａ..ｂ）を有し、対応の前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）の前記マウントセクション長さ（７ａ..ｂ，４７ａ..ｂ）は、対応の前記光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）の前記焦点合わせパラメータ値、特にフランジ焦点距離（ＦＦＬ）（６ａ..ｂ，４６ａ..ｂ）に適合されるので、前記レンズモジュール（２ａ..ｂ，４２ａ..ｂ）の焦点面は、前記光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）と動作するように接続されるべき光電子ユニット（４）の画像平面、特に画像センサ平面（５）内に入るかまたは前記光学装置（２０ａ）を内蔵するカメラの焦点深度内に存在する、カメラ用の複数の光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）。
  11. 前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）は前記レンズモジュール（２ａ..ｂ，４２ａ..ｂ）を収容する中空筒状要素の形態にあり、前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）は、その内側に、前記レンズモジュール（２ａ，４２ａ）のための第１の接触表面（１０，５０）を含有し、これは前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）の中に導入される前記レンズモジュール（２ａ..ｂ，４２ａ..ｂ）のための完全止めまたは支持表面として働き、前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）は、前記光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）と動作するように接続されるべき光電子ユニット上に直接にまたは間接に前記マウント要素を支持するように設計される第２の接触表面（１１，５１ａ..ｂ）を含み、一方で、前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）の軸方向（Ｄ）の前記第１の接触表面（１０，５０）と前記第２の接触表面（１１，５１ａ..）との間の距離は、前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）のマウントセクション長さ、特に前記マウントＦＦＬセクション長さ（７ａ..ｂ，４７ａ..ｂ）を規定する、請求項１０に記載のカメラ用の複数の光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）。
  12. 前記マウント要素（３ａ..ｂ）は、その内側に、前記第１の接触表面（１０）を形成する少なくとも１つの突起（９ａ）を含有し、これは前記マウント要素（３ａ..ｂ）の中に導入される前記レンズモジュール（２ａ..ｂ）のための完全止めまたは支持表面として働く、請求項１０または１１に記載のカメラ用の複数の光学装置（２０ａ..ｂ）。
  13. 前記第２の接触表面（５１ａ..ｂ）とは反対に存在する前記マウント要素（４３ａ..ｂ）の端面上で、前記マウント要素（４３ａ..ｂ）はカバー要素４９によって部分的に閉じられ、一方で、前記カバー要素４９は、その内側に、前記マウント要素（４３ａ..ｂ）の中に導入される前記レンズモジュール（４２ａ..ｂ）のための完全止め部として働く前記第１の接触表面（５０）を形成する、請求項１０または１１に記載のカメラ用の複数の光学装置（２０ａ..ｂ）。
  14. 前記光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）は、前記光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）の前記マウント要素（３ａ..ｂ，４３ａ..ｂ）および前記レンズモジュール（２ａ..ｂ，４２ａ..ｂ）と動作するように接続される光電子ユニット（４）を備える、請求項１０から１３の１項に記載のカメラ用の複数の光学装置（２０ａ..ｂ，６０ａ..ｂ）。
  15. 請求項１０から１４の１項に記載の光学装置（２０ａ）を内蔵する複数のカメラ。
JP2013525101A 2010-08-17 2011-08-12 カメラ用の複数の光学装置を製造する方法 Active JP5977745B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37432210P 2010-08-17 2010-08-17
US61/374,322 2010-08-17
PCT/CH2011/000180 WO2012022000A1 (en) 2010-08-17 2011-08-12 Method of manufacturing a plurality of optical devices for cameras

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013535708A true JP2013535708A (ja) 2013-09-12
JP5977745B2 JP5977745B2 (ja) 2016-08-24

Family

ID=44630569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013525101A Active JP5977745B2 (ja) 2010-08-17 2011-08-12 カメラ用の複数の光学装置を製造する方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9237264B2 (ja)
EP (1) EP2606391B1 (ja)
JP (1) JP5977745B2 (ja)
KR (1) KR101976881B1 (ja)
SG (1) SG187643A1 (ja)
TW (1) TWI547730B (ja)
WO (1) WO2012022000A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018088016A (ja) * 2018-03-08 2018-06-07 株式会社フジクラ 撮像モジュール及びその製造方法
US10698172B2 (en) 2016-09-16 2020-06-30 Fujikura Ltd. Imaging module and method of manufacturing the same
US11895381B2 (en) 2019-03-12 2024-02-06 Olympus Corporation Image pickup apparatus for endoscope, and endoscope

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9009952B2 (en) * 2011-08-29 2015-04-21 Asm Technology Singapore Pte. Ltd. Apparatus for assembling a lens module and an image sensor to form a camera module, and a method of assembling the same
CN102891155B (zh) * 2012-09-27 2015-08-19 豪威科技(上海)有限公司 用于制作镜头的晶圆级贴合方法
US9595553B2 (en) * 2012-11-02 2017-03-14 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optical modules including focal length adjustment and fabrication of the optical modules
CN105103027B (zh) * 2013-02-28 2018-02-23 赫普塔冈微光有限公司 光学系统中的焦点和其他特征的测量
DE202013010568U1 (de) * 2013-11-22 2015-02-25 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Kameramodul-Montagesatz
EP3080840B1 (en) 2013-12-09 2019-05-22 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Modules having multiple optical channels including optical elements at different heights above the optoelectronic devices
KR102179346B1 (ko) * 2013-12-30 2020-11-16 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
WO2015126328A1 (en) * 2014-02-18 2015-08-27 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optical modules including customizable spacers for focal length adjustment and/or reduction of tilt, and fabrication of the optical modules
DE102014211879A1 (de) * 2014-06-20 2016-01-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Kamera und Kamera für ein Fahrzeug
US9768361B2 (en) 2014-07-23 2017-09-19 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Light emitter and light detector modules including vertical alignment features
US9711552B2 (en) * 2014-08-19 2017-07-18 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic modules having a silicon substrate, and fabrication methods for such modules
US9627559B2 (en) 2015-03-16 2017-04-18 Omnivision Technologies, Inc. Optical assemblies including dry adhesive layers and associated methods
TWI741988B (zh) * 2015-07-31 2021-10-11 日商新力股份有限公司 堆疊式透鏡結構及其製造方法，以及電子裝置
JP6670565B2 (ja) * 2015-07-31 2020-03-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 積層レンズ構造体の製造方法及び型
WO2017023211A1 (en) 2015-08-06 2017-02-09 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optical modules including customizable spacers for focal length adjustment and/or reduction of tilt, and fabrication of the optical modules
US20170047362A1 (en) * 2015-08-13 2017-02-16 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic module with customizable spacers
US10732376B2 (en) 2015-12-02 2020-08-04 Ningbo Sunny Opotech Co., Ltd. Camera lens module and manufacturing method thereof
CN105445889B (zh) 2015-12-02 2019-01-01 宁波舜宇光电信息有限公司 采用分体式镜头的摄像模组及其组装方法
TWI718260B (zh) 2016-02-22 2021-02-11 新加坡商新加坡恒立私人有限公司 具有光圈的薄光電模組及其製造
US10353167B2 (en) * 2016-02-29 2019-07-16 Ningbo Sunny Opotech Co., Ltd. Camera lens module with one or more optical lens modules and manufacturing method thereof
WO2017212520A1 (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 オリンパス株式会社 内視鏡用光学ユニットの製造方法、内視鏡用光学ユニット、および内視鏡
US10571654B2 (en) * 2017-01-10 2020-02-25 Omnivision Technologies, Inc. Four-surface near-infrared wafer-level lens systems

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0330581A (ja) * 1989-06-28 1991-02-08 Hitachi Ltd 半導体装置及びそれを用いたビデオ・カメラ・ユニット並びにその製造方法
JPH10321827A (ja) * 1997-05-16 1998-12-04 Sony Corp 撮像装置及びカメラ
US20050077458A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-14 Guolin Ma Integrally packaged imaging module
JP2007097192A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Visera Technologies Co Ltd ウエハーレベルの撮像モジュール
JP2007195167A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Visera Technologies Co Ltd イメージセンサモジュール
JP2010103493A (ja) * 2008-09-25 2010-05-06 Sharp Corp 光学素子、光学素子ウエハ、光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400072A (en) 1988-12-23 1995-03-21 Hitachi, Ltd. Video camera unit having an airtight mounting arrangement for an image sensor chip
WO2002065165A2 (en) 2001-02-09 2002-08-22 Digital Optics Corporation Compensation and/or variation of wafer level produced lenses and resultant structures
KR100774775B1 (ko) 2002-09-17 2007-11-07 앤터온 비.브이. 카메라 디바이스, 카메라 디바이스 제조 방법, 웨이퍼스케일 패키지 및 광학 어셈블리
EP1443344A1 (en) 2003-01-29 2004-08-04 Heptagon Oy Manufacturing micro-structured elements
US7189954B2 (en) 2004-07-19 2007-03-13 Micron Technology, Inc. Microelectronic imagers with optical devices and methods of manufacturing such microelectronic imagers
US20070216048A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Heptagon Oy Manufacturing optical elements
US20070216049A1 (en) 2006-03-20 2007-09-20 Heptagon Oy Method and tool for manufacturing optical elements
DE102006032047A1 (de) * 2006-07-10 2008-01-24 Schott Ag Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente und damit hergestellte Erzeugnisse
EP2223173B1 (en) 2007-12-19 2013-09-04 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Camera device and manufacturing methods therefor
US20090159200A1 (en) 2007-12-19 2009-06-25 Heptagon Oy Spacer element and method for manufacturing a spacer element
KR100945448B1 (ko) * 2008-05-06 2010-03-05 삼성전기주식회사 웨이퍼 레벨 카메라 모듈의 디포커스 보정방법
KR100950915B1 (ko) * 2008-06-17 2010-04-01 삼성전기주식회사 웨이퍼 레벨 카메라 모듈 및 그 제조방법
US20090321861A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-31 Micron Technology, Inc. Microelectronic imagers with stacked lens assemblies and processes for wafer-level packaging of microelectronic imagers
JP5324890B2 (ja) * 2008-11-11 2013-10-23 ラピスセミコンダクタ株式会社 カメラモジュールおよびその製造方法
WO2010074743A1 (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Tessera North America, Inc. Focus compensation for thin cameras
WO2010091053A1 (en) 2009-02-03 2010-08-12 Tessera North America, Inc. Optical imaging apparatus and methods of making the same
US8090250B2 (en) * 2009-06-23 2012-01-03 Ether Precision, Inc. Imaging device with focus offset compensation
CN102668082B (zh) * 2009-10-20 2015-09-30 Flir系统贸易比利时有限公司 用于光学元件的聚焦补偿及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0330581A (ja) * 1989-06-28 1991-02-08 Hitachi Ltd 半導体装置及びそれを用いたビデオ・カメラ・ユニット並びにその製造方法
JPH10321827A (ja) * 1997-05-16 1998-12-04 Sony Corp 撮像装置及びカメラ
US20050077458A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-14 Guolin Ma Integrally packaged imaging module
JP2007097192A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Visera Technologies Co Ltd ウエハーレベルの撮像モジュール
JP2007195167A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Visera Technologies Co Ltd イメージセンサモジュール
JP2010103493A (ja) * 2008-09-25 2010-05-06 Sharp Corp 光学素子、光学素子ウエハ、光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10698172B2 (en) 2016-09-16 2020-06-30 Fujikura Ltd. Imaging module and method of manufacturing the same
JP2018088016A (ja) * 2018-03-08 2018-06-07 株式会社フジクラ 撮像モジュール及びその製造方法
US11895381B2 (en) 2019-03-12 2024-02-06 Olympus Corporation Image pickup apparatus for endoscope, and endoscope

Also Published As

Publication number Publication date
SG187643A1 (en) 2013-03-28
KR20130108297A (ko) 2013-10-02
TWI547730B (zh) 2016-09-01
US9237264B2 (en) 2016-01-12
EP2606391B1 (en) 2021-07-07
KR101976881B1 (ko) 2019-05-09
WO2012022000A1 (en) 2012-02-23
EP2606391A1 (en) 2013-06-26
JP5977745B2 (ja) 2016-08-24
CN103229084A (zh) 2013-07-31
US20130242182A1 (en) 2013-09-19
TW201232086A (en) 2012-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5977745B2 (ja) カメラ用の複数の光学装置を製造する方法
US11978752B2 (en) Aperture-metasurface and hybrid refractive-metasurface imaging systems
US11378722B2 (en) Optical lens head, camera module and assembling method therefor
US7894139B2 (en) Imaging apparatus and method for manufacturing microlens array
KR101208215B1 (ko) 카메라 모듈 및 이의 제조방법
US10147750B2 (en) Optical imaging apparatus and methods of making the same
US9485397B2 (en) Camera, and method of manufacturing a plurality of cameras
US20080170305A1 (en) Lens module and method for making same
US10236314B2 (en) Optical devices and opto-electronic modules and methods for manufacturing the same
CN102486560A (zh) 相机模组
CN115508973A (zh) 多群组镜头和摄像模组及其电子设备
TWI579587B (zh) 晶圓級透鏡系統及其製造方法
US8593561B2 (en) Camera module and method for fabricating the same
KR100595039B1 (ko) 렌즈배열장치
US7659501B2 (en) Image-sensing module of image capture apparatus and manufacturing method thereof
CN103229084B (zh) 制造多个用于相机的光学装置的方法
TWI722528B (zh) 光學模組及其製造方法與焊接光學模組於電路板的方法
US20240234461A1 (en) Aperture-Metasurface and Hybrid Refractive-Metasurface Imaging Systems
CN102129106B (zh) 光学模块及其制作方法
KR101754737B1 (ko) 칩 온 보드 센서 부착용 렌즈 스탠드 오프를 구비한 카메라 모듈
CN112394426A (zh) 光学模组及其制造方法与焊接光学模组于电路板的方法
JP2012015835A (ja) カメラモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140717

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160112

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160411

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160722

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5977745

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250