KR101228658B1 - 카메라 모듈, 이에 기초한 어레이 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최소한의 구성 길이 및 우수한 광학 특성을 지닌 대물렌즈를 갖는 경제적인 카메라 모듈의 개발에 관한 것이다. 이에 의하여 이러한 형태의 카메라 모듈을 이동전화기 또는 PDA(개인휴대용 정보 단말기)와 같은 미니 컴퓨터에서 사용하는 것이 가능하다.

Description

카메라 모듈, 이에 기초한 어레이 및 그 제조 방법{Camera module, array based thereon, and method for the production thereof}
본 발명은 최소한의 구성 길이 및 우수한 광학 특성을 지닌 대물렌즈(objectives)을 포함하는 경제적인 카메라 모듈의 개발에 관한 것이다. 이에 의하여, 이러한 형태의 카메라 모듈을 이동전화기 또는 PDA(개인휴대용 디지털 정보 단말기) 같은 미니 컴퓨터에서 사용하는 것이 가능하다.
이동전화기 및 휴대용 미니 컴퓨터의 제조업자에게 사용되고 있는 디지털 카메라의 크기를 줄이기 위한 요구가 날로 증가하고 있다. 전자제품의 소형화의 걸림돌이 되지 않기 위하여, 이에 대응하여 영상렌즈(imaging lenses)는 더욱 축소된 크기를 가져야 한다. 따라서, 주어진 시야(visual field) 및 결상면(image field)를 위하여, 광학적 화상 품질을 유지하면서도 가능한 최소한의 구성 길이를 이루는 것이 바람직하다.
종래기술로부터 알려진 다양한 조립 변형체의 경우에, 현재 렌즈의 구성요소는 개별적으로 생산되고 대물렌즈를 형성하도록 조립되고, 예를 들어 CCD (charged -coupled device) 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 매트릭스와 같은 촬상광전자 유닛(image-producing optoelectronic unit)에 대하여 개별적으로 위치한다. 이로 인하여 조립이 매우 복잡하고 고비용, 조화되지 않는 조정불량 및 그로 인한 불량품을 생산하는 결과를 낳는다.
미국특허 4,348,081은 음극선관(cathode ray tube) 화면 표시를 위한 프로젝션 대물렌즈를 기술하고, 상기 대물렌즈는 조리개-의존 수차(aberration)를 보정하는 요소, 양면이 볼록한 요소 및 영상 시야 편평기(flattener)로 작용하는 요소를 포함한다. 그러나, 상기 특허에서는 음극선관 분야에서 소형화를 위한 실질적인 요구가 없으므로 소형화에 대하여 언급한 바는 없다.
본 발명의 목적은 웨이퍼 스케일(wafer scale)상에 생산 가능하고, 카메라 모듈의 조립 복잡성 및 생산비용을 현저히 줄일 수 있는, 소형 대물렌즈를 갖는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
상기 목적은 특허청구범위 제1항의 특징을 갖는 카메라 모듈, 제18항의 특징을 갖는 상기 카메라 모듈의 어레이 및 제20항의 특징을 갖는 카메라 모듈을 제조하는 방법에 의하여 달성된다. 본 발명에 따른 카메라 모듈의 용도는 제30항에 기술되어 있다. 종속항은 독립항의 유리하게 개선된 사항을 제공한다.
본 발명에 따르면, 카메라 모듈은 시야측에 적용된 유전체층 구조를 포함하는 적외선 차단 필터(IR barrier filter)와 결상면측(結像面側)에 적용된 촬상광전자(撮像光電子) 유닛을 포함하며, 석영유리과 파이렉스(등록상표) 중에서 적어도 어느 하나로 만들어진 지지구조체와, 중합체 물질로 이루어진 적어도 하나의 단결정의 비구면 광학 렌즈를 구비한 대물렌즈를 포함한다.
본 발명은 플라스틱의 UV 복제(replication) 또는 열간 스탬핑(hot stamping)과 같은 미세광학(microoptic) 기술이, 기판상에 병렬로 배치된 복수의 유사한 광학적 요소를 매우 정교하고 경제적으로 생산하는데 이용될 수 있게 하는 이점을 제공한다. 스탬핑 수단(stamping tools)은 정밀 다이아몬드-기계화된 마스터 구조(master structure)를 전기적(galvanic) 성형함으로써 만들어진다. 필요한 복수의 광학적 구성요소를 만들기 위한 고품질 대물렌즈의 조립은 웨이퍼 스케일상에 일어난다. 상기 웨이퍼 스케일상의 조립으로 인하여, 처음으로 이러한 형태의 대물렌즈를 위한 2개 이상의 광학적 구성요소를 사용하는 것이 경제적으로 가능하게 되었다. 이와 같이 일반적인 방식으로 생산된 대물렌즈와 비교하여, 본 발명에 의하면 광학적 영상을 구현하는 우수한 광학 품질을 얻을 수 있으며, 동시에 비용의 절감효과를 얻을 수 있다.
바람직하게는, 박형의 배면에서 빛을 받는 CMOS 센서가 촬상광전자 유닛으로서 이용된다. 이를 위하여, 상기 대물렌즈는 반드시 텔레센트릭하게(telecentrically) 작용하지는 않는다. CMOS 센서에의 대물렌즈의 설계를 통하여, 렌즈의 길이를 급격히 줄일 수 있는 새로운 디자인이 자유롭게 이루어진다. 상기 촬상 센서로의 넓은 입사각 즉, 영상측 주빔각(main beam angle)은 배면에서 수광하는 얇은 CMOS 센서를 이용할 때 문제가 되지 않는다. 이는 인쇄회로기판(PCB) 및 전극구조 또는 활성 픽셀 영역 전방에 근접하여 위치한 얇은 칼라 필터로 인하여, 활성 픽셀의 그림자 효과(shadow effect)가 거의 발생하지 않고 교차 색(cross color)의 위험이 적기 때문이다. 영상측에 텔리센트릭 특성(telecentricity)이 없는 경우, 통상의 대물렌즈와 비교할 때 광선 경로(beam path)가 정형화되지 않고, 이로 인한 기하학적 구조로 시스템 길이를 상당히 줄일 수 있다.
더욱 바람직한 실시예에서, CCD 센서가 촬상광전자 유닛으로서 카메라 모듈에서 사용될 수도 있다.
렌즈 플레이트와 관련하여, CCD 센서는 웨이퍼 스케일 조립에 적용되어야 한다. 즉, 극단적인 요철렌즈(extreme menisci)가 사용되지는 않는다. 렌즈의 단부 및 중심부의 두께는 열간 스탬핑에 견딜 수 있는 크기 정도로 조절되어야 한다. 바람직한 변형예에서, 각각의 렌즈 플레이트는 일면-볼록(plano-convex) 및/또는 일면-오목(plano-concave) 표면을 갖는다. 이는 각각의 렌즈 플레이트의 생산을 용이하게 한다. 그러나 일반적으로, 양면오목 및/또는 양면볼록 또는 볼록-오목 또는 오목-볼록 렌즈 플레이트 또한 초기에 렌즈 디자인 및 구성 길이를 맞추기 위하여 사용될 수도 있다. 그 결과, 전방 또는 후방 수단(tools)의 조립 복잡성이 증가하게 된다.
렌즈 플레이트의 생산에 사용되는 중합체 물질로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 사이클로올레핀 중합체(COP), 사이클로올레핀 공중합체(COC) 또는 그 밖의 폴리사이클로올레핀을 기초로 하는 중합체 예를 들어, 제오넥스(Zeonex)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 PMMA는 낮은 분산의 특성을 가지나, 다른 한편으로는 온도 또는 대기 습도에 매우 안정하지는 않다. 다른 한편으로, 폴리카보네이트는 분산성이 강하나 기계적으로 또는 온도 또는 대기 습도에 대하여는 매우 안정하다. 왕관형(crown) 또는 무거운 플린트형(heavy flint-like) 중합체의 조합이 색수차를 없애는데 사용가능하다.
바람직한 실시예에서, 대물렌즈는 적어도 2개의 렌즈 플레이트를 갖는다. 적어도 2개의 렌즈 플레이트가 서로 다른 분산 특성을 갖고, 이에 의하여 렌즈의 색수차 제거가 조절가능하다면 특히 바람직할 것이다.
만약 간격을 한정하는(spacing-defining) 구성요소가 시스템 구경(system aperture)을 이루는 원뿔형 오목부(conical recess)를 갖는 불투명 중합체 플레이트의 형태로 두 개의 렌즈 플레이트 사이에 배열된다면 더욱 바람직할 것이다. 이들은 렌즈의 시야를 제한하고 이에 의하여 산란광을 감소하기 위한 광보호 퍼널(light protection funnel)로서 작용한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 렌즈 플레이트가 결상면을 평평하게 하는 구성요소로서 설정되고, 이로부터 대물렌즈의 시야 전체에 걸쳐 상당히 개선된 광학적 영상 품질을 얻을 수 있다. 이는 영상 평면의 전방에서 직접 발생한다.
적외선 차단 필터는 바람직하게는 기계적-열적 이유에서 바람직한 유전체층 구조를 포함한다. 이로 인하여, 적외선 차단 필터는 입사각의 광대역(wide spectrum)에서도 영상의 텔리센트릭 특성 없이 기능을 수행하도록 설계될 수 있다. 이는 웨이퍼 스케일상에 이루어지기도 하고, 해당 위치에서 렌즈 구성요소 스택(stack)으로 도입된다.
입사대역(incidence band)의 광각(wide angle) 및 상층으로서의 적어도 하나의 렌즈 플레이트의 중합체 물질을 고려하기 위하여 그리고 입사각의 기능으로서 대역 엣지(band edge)의 최소 변위를 달성하기 위하여 특별한 필터 설계가 요구된다.
상기 결상면측에 배열된 촬상광전자 유닛 및 상기 시야측에 배열된 적외선 차단 필터를 위한 지지구조체로서 석영유리 및/또는 파이렉스로 만들어진 것이 사용된다. 이들은 상기 지지구조체에 센서를 연결하기 위한 커다란 온도 간격과 관련하여 생산 및 결합 과정의 요구를 만족하는 이점을 제공한다.
본 발명에 따른 상기 카메라 모듈은 시야측 렌즈의 시야면으로부터 카메라 모듈의 센서 배면까지의 카메라 모듈의 구성 길이가 1 mm 내지 10 mm, 특히 바람직하게는 3 mm 내지 5 mm의 범위이도록 설정된다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 카메라 모듈을 포함하는 어레이(array)가 제공되고, 다양한 카메라 모듈이 단일 지지구조체상에 배열된다. 2 내지 수천에 이르는 카메라 모듈이 상기 지지구조체상에 배열될 수 있다.
본 발명에 따르면 또한 본 발명의 카메라 모듈을 제조하는 방법이 제공되고, 열간 스탬핑 또는 자외선 복제에 의하여 웨이퍼 스케일상에 렌즈 플레이트가 생산된다. 더욱이, 촬상광전자 유닛은 결상면측에서 지지구조체에 적용되고, 시야측에서는 웨이퍼 접합기술에 의하여 적외선 차단 필터가 적용된다. 상기 렌즈 플레이트는 자외선 또는 열경화(curable) 접착제에 의하여 시야측에서 적외선 차단 필터에 연결되고, 그리고 각각의 카메라 모듈은 톱날에 의하여 분리된다.
개개의 카메라 모듈의 분리 과정은 연쇄 과정의 다양한 측면에서의 적용에 따라 본 발명의 범위 내에서 개시될 수 있다. 최고 집적(highest integration)은 촬상광전자 유닛 및 필요 인쇄회로기판이 웨이퍼 스케일상의 렌즈 웨이퍼에 연결될 때 달성되고, 분리는 디지털 카메라에 필요한 모든 구성요소의 조립 후에 일어난다. 이와 같이, 모듈 구성요소의 조정은 모듈 방식(module-wise)이 아닌 방식, 육안으로 또는 제한된 정밀도로만 이행될 수 있으나, 하나의 웨이퍼상의 대그룹의 모듈을 위하여는 오히려 하나의 조절 단계 및 웨이퍼상에 조성된 조정 구조에 의하여 석판인쇄술의 정밀도로 이행될 수 있다.
상기 간격을 한정하는 구성요소는 바람직하게는 열간 스탬핑, 사출성형 또는 불투명 중합체 플레이트의 천공(boring out)에 의하여 생산된다.
더욱 바람직한 실시예는 간격을 한정하는 구성요소는 자외선 또는 열경화 접착제에 의하여 적어도 하나의 렌즈 플레이트에 접착된다.
웨이퍼 적층체의 조립은 개개의 웨이퍼상의 조정 구조의 도움으로 이행될 수 있다. 그 결과로서, 생산 중에 정밀도가 상당히 증가하고, 동시에 제조 복잡성은 복수의 카메라 모듈의 동시 조정으로 인하여 감소한다.
본 발명에 따른 카메라 모듈은 특히 이동전화기 또는 휴대용 미니 컴퓨터(개인휴대용 정보단말기; PDA)의 생산에 이용된다.
본 발명에 따른 카메라 모듈의 바람직한 실시예가 그들의 구성을 참조하여 이하에서 기술된다.
웨이퍼 스케일상의 굴절가능 비구면 광학 요소는 영상 광학 시스템을 형성한다. 이들은 PMMA로 만들어진 3개의 열간 스탬핑된 렌즈 플레이트 및 불투명 중합체 플레이트로 구성되고 상기 불투명 중합체 플레이트는 간격(spacing) 및 시스템 구경(aperture)을 정의하고 원뿔형 구멍을 갖는다. 상기 광학 요소는 바람직하게는 자기 조정(self-adjusting)적이거나 서로 연결되어 있어서 웨이퍼 스케일상의 조정 마크(adjustment marks)에 의하여 상호 간에 정렬이 가능하다. 실제 광학적으로 관련된 렌즈 표면은 상응하여 깊이가 낮거나 렌즈 플레이트에서 만곡(offset)된다는 점은 자명하다. 더욱이, 카메라 모듈은 CMOS 센서와 같은 촬상광전자 유닛이 배치되는 결상면측에 석영유리 또는 파이렉스로 이루어진 지지물을 포함한다. 중합체 물질로 이루어진 지지물은, 실리콘을 포함하는 CMOS 센서에 적용하기에는 그 온도팽창계수가 너무 커 파괴될 수 있어서, 본 발명에서 그리 유리한 것은 아니다. 더욱이, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 시야측의 지지구조체에 적용되는 유전체층으로서 적외선 차단 필터를 포함한다. 넓은 입사각 대역폭 및 상층으로서의 렌즈 플레이트의 중합체를 고려하기 위하여 그리고 입사각의 기능으로서 대역 엣지(band edge)의 최소 변위를 달성하기 위하여 특별한 필터 디자인이 요구된다.
렌즈 형상은 웨이퍼 스케일 조립에 적합하여야 한다. 즉, 극단적인 요철렌즈는 피해야 한다. 렌즈의 주변부 및 중심부의 두께는 열간 스탬핑에 견딜 수 있는 크기로 조절되어야 한다. 산란광을 최소화하기 위하여, 광웨이퍼(optowafer)를 나눌 때 생성되는 횡톱질면(lateral sawing faces)을 위한 전단점(shear point)을 이루는 것이 더욱 유리하다. 더욱이, 반사방지 코팅을 웨이퍼 스케일에 적용할 수 있다. 시야측 표면의 코팅은 방수 및 긁힘방지 코팅으로 이루어지는 것이 바람직하다. 대물렌즈에 위치한 평면은 예를 들어 반사방지를 위하여 나방눈(moth eye) 구조를 취할 수 있다. 이러한 구조의 제조는 전면의 렌즈 구조를 성형하는 동안에 렌즈 웨이퍼의 배면용 해당 스탬핑 도구의 선택에 의하여 간단한 방식으로 이루어질 수 있다. 렌즈 구조 자체의 반사방지는 바람직하게는 유전체층 구조에 의하여 바람직하게 이루어질 수 있다. 그러나, 나방눈 구조를 갖는 렌즈의 굴곡 표면의 구성도 생각할 수 있다.
웨이퍼 적층체(wafer stack)으로부터 절단된 모듈 내의 렌즈 배열은, 시야 너머의 광원으로부터 시스템 구경 내로 유입된 빛이 사용된 렌즈 개구의 광학적 경계면에서의 반사 또는 굴절에 의하여 영상 수신자에게 다시 통과하지 않도록 되어야 한다. 이것은 콘트라스트(contrast)의 감소 또는 고스트상(ghost image)의 생성을 초래한다. 산란광 모의실험으로부터, 특히 렌즈 간격을 한정하는 렌즈간의 전이(transition)가 이 관계에서 중요한 것은 당연하다. 그러므로, 이들 전이에서의 자유 개구(free opening)의 확대는 매우 중요하고, 최대 가능 입사각으로 시스템 개구로 유입되는 빛 자체가 반사 또는 굴절되어 센서로 돌아가지는 않는다.
본 발명에 따른 요지는 첨부되는 도면 및 하기 실시예를 참조하여 보다 상세하게 기술되고, 본 발명은 여기에 언급된 특별한 실시예로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 카메라 모듈을 포함하는 어레이를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 카메라 모듈의 구성을 도시하고 있다.
도 3은 카메라 모듈을 생산하기 위한 연속 공정의 예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈 내의 광학적 배열을 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따라서 사용된 적외선 차단 필터의 투과(transmission) 곡선을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 RMS 스팟(spot) 반경을 보여주는 다이아그램이다.
도 8은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 변조투과함수(modulation transmission function; MTF)를 보여주는 도면으로서, 결상면 좌표(A) 또는 위치 주파수(location frequency)(B)을 나타낸다.
도 9a는 본 발명에 따른 결상면 곡률(curvature) 및 카메라 모듈의 뒤틀림(distortion)을 보여주는 다이어그램이다.
도 9b는 영상 공간에서 주빔각(beam angle)을 보여주는 다이어그램으로서, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 결상면 좌표의 함수로서 나타내고 있다.
도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 2개의 렌즈 플레이트의 전이에서의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 변형된 실시예의 배열에 관하여 웨이퍼 스케일에 소형 대물렌즈에 입각한 생산을 나타내고 있다. 중합체에 열간 스탬핑된 3개의 렌즈 플레이트(1, 2 및 3)가 렌즈 웨이퍼 적층체(stack)을 형성한다. 흡수 스페이서(spacer)(5)는 본 도면에 도시되지 않았다. 전면에 적외선 차단 필터, 배면에 영상-전환 광전자 유닛(여기에서는 박형의 배면에서 빛을 받는 CMOS 센서)을 지지하는 석영유리 플레이트(4)가 웨이퍼 스케일에 카메라 모듈의 어레이를 형성하기 위하여 렌즈 웨이퍼 적층체에 연결된다.
도 2는 평면(1b, 2a 및 3b), 볼록면(1a 및 2b) 또는 오목면(3a)을 갖는 중합체로 이루어진 렌즈(1, 2 및 3), 석영유리 기판(4)의 전면에 적외선 차단 필터(4a), 후면에 박형의 배면 수광 CMOS 센서(4b), 원뿔형 개구부를 갖는 시스템 구경을 형성하고 표면 2b 및 3a 사이에 스페이서로서 작용하는 흡수 중합체 플레이트(5)을 포함하는 분리된 카메라 모듈을 나타내고 있다.
도 3은 상기 기술된 변형된 실시예를 참조하여 웨이퍼 스케일상에 소형화된 디지털 카메라를 생산하는 연속 공정을 제시하고 있다.
도 3A: 중합체에서 열간 스탬핑을 통한 평면(1b, 2a 및 3b), 볼록면(1a 및 2b) 또는 오목면을 갖는 렌즈 플레이트(1, 2 및 3)을 제조한다. 석영유리 기판의 전면에 적외선 차단 필터(4a)의 생성 및 후속적으로 배면에 배면 수광 박형 CMOS 센서(4b)를 적용한다. 열간 스탬핑, 사출성형 또는 보정된 두께를 가진 플레이트의 천공 방식에 의하여 원뿔형 개구부를 갖고 각각의 모듈의 시스템 구경을 형성하고, 표면 2b 및 3a 사이에 스페이서로서 작용하는 흡수 중합체 플레이트(5)를 생산한다.
도 3B: UV 또는 열에 의하여 경화하는 접착제를 접착한 각각의 중합체 성분 웨이퍼의 조립 및 조정을 나타낸다.
도 3C: 중합체용 톱날을 이용하여 중합체 웨이퍼 적층체를 배면에서 예비절단한다.
도 3D: 적외선 차단필터 및 CMOS 센서를 지지하는 석영유리 플레이트에 중합체 웨이퍼 적층체를 조립, 조정하고 UV 또는 열경화 접착한다.
도 3E: 적당한 톱날을 이용하여 중합체 웨이퍼 적층체의 중합체 구조를 지지하는 잔여부를 절단한다.
도 3F: 적당한 톱날을 이용하여 석영유리 플레이트를 절단한다.
그 결과가 카메라 모듈의 분리이다.
도 4는 집적된 간격을 갖는 샌드위치 형상을 이루는 카메라 모듈의 개개의 중합체 구성요소의 적층(stacking)을 보여준다. 렌즈 플레이트(1, 2 및 3) 및 시스템 구경(aperture) 및 렌즈(1 와 2) 사이의 간격을 한정하는 흑색 플레이트(5)이다. 렌즈(2 와 3) 사이의 간격 한정은 렌즈(2 및 3)의 깊이 또는 형태에 의하여 결정된다. 이 실시예에서, 개개의 모듈의 구성요소 또한 조립 이전에 분리될 수 있고, 그들을 수용하는 실린더(6)의 형태에 의하여 정확한 중심으로 이동될 수 있다.
도 5는 회전대칭적 광학 배열을 보여주는 단면도이다. 영상 서클의 직경은 4.56 mm, 제1 렌즈 표면(1a)으로부터 영상 평면(4b)까지의 시스템 길이는 4.32 mm이다. 시야각은 0 , 25 및 35°를 나타낸다.
PMMA 렌즈(1, 2 및 3)은 평면(1b, 2a 및 3b), 볼록면(1a 및 2b) 또는 오목면(3a), 석영유리 기판의 전면의 적외선 차단 필터(4a) 및 후면의 박형의 배면 수광 CMOS 센서(4b)로 도시된다.
도 6은 PMMA에서 입사각을 특히 변수로 하여 적용한 적외선 차단 필터의 투과곡선을 나타내는 그래프이다. 필터의 투과율은 서로 다른 입사각에 대한 파장의 함수로서 나타낸다. 대역 엣지는 약 650 nm(50%의 투과율)이다. 입사각에 따른 대역 엣지의 변위는 특별한 필터 디자인으로 감소될 수 있다.
도 7은 시스템에 의하여 스팟(spot)이 결상면상에 평균 10㎛의 RMS 스팟 반경으로 생성되는 것을 보여주는 다이어그램이다. 본 발명에 따른 대물렌즈의 다색의(polychromatic) 스팟 영상이 0, 25 및 35°의 3개의 서로 다른 입사각에서 도시된다.
도 8A는 각각 접선(tangential) 및 시상(sagittal) 영상 방향의 결상면 좌표에 도시된 실시예의 변조투과함수를 도시한다. 변수는 3개의 관찰된 위치 주파수(location frequencies)이다. 상기 영상필드에서 단지 해상도(resolution)에서의 한계 열하(marginal deterioration) 만을 읽을 수 있다.
도 8B는 각각 접선(tangential) 및 시상(sagittal) 영상 방향의 위치 주파수에 대하여 도시된 실시예의 변조투과함수를 도시한다. 변수들은 3개의 관찰된(observed) 결상면 좌표이다. 상세 영상의 미세도(fineness)를 증가시키면서 영상 콘트라스트의 허용가능한 하락(tolerable drop)을 볼 수 있다.
도 9A는 실시예의 결상면 곡률(결상면 좌표를 증가시키면서 해상도의 열화) 및 왜곡(영상 높이의 함수로서 영상 스케일의 변화)이 최소가 됨을 보여준다. 서로 다른 파장 및 접선 및 시상 영상 방향에 대한 곡선이 도시된다.
도 9B는 결상면 좌표의 함수로서 도시되는 영상 공간에서의 주빔각을 도시한다. 시스템은 텔리센트릭하게 구성된 것은 아니고, 영상측 주빔각은 시스템 초점 폭(focal width)에 의하여 결상면 좌표와 상관된 피사체측 입사각과 함께 증가한다.
도 10은 검출기(detector) 상에서 시야 너머의 광원으로부터 유래하는 떠돌이빛(미광; stray light)을 최소화하기 위한 렌즈 플레이트(2)에서 렌즈 플레이트(3)로의 전이를 도시한다. 도 5에 따른 렌즈 디자인으로부터 만들어진 렌즈 플레이트의 변수로부터 시작하여, 렌즈 플레이트는 광학적 특성에 영향을 미치지 않고, 떠돌이빛을 발생하지 않고, 큰 자유 개구부로 인한 대물렌즈의 횡공간(lateral spatial) 요구를 불필요하게 증가시키지 않도록 스페이서(spacer)를 포함하도록 변경되어야 한다. 스페이서를 포함함으로 인하여 실제 광학적으로 관계된 렌즈 표면이 이에 상응하여 깊이가 감소하거나 렌즈 플레이트에서 만곡(offset)된다는 점은 자명하다.
실시예
도면에 도시된 바와 같이, VGA 해상도(640 x 480) 및 56°수평시야(horizontal visual field; FOV)의 5.6㎛ 픽셀 크기를 갖는 대물렌즈의 구성 길이는 4.32 mm로서, 이는 종래기술과 관련하여 이런 타입의 규격으로서는 알려진 가 장 짧은 광학 시스템을 보여준다. 상응하는 변수는 표 1에 나타내었다.
표 1
변수 규격
카메라 모듈의 전장 4.32 mm
F/# 2.8
초점거리 3.37 mm
영상써클의 직경 4.56 mm
유효 파장 범위 450 nm- 630 nm
수평시야(대각) 70°
물체 거리 500 mm-∞
상기 기술된 실시예의 구성
영상 시스템(도면 5)은 PMMA로 이루어진 3개의 비구면 렌즈 플레이트(1, 2 및 3) 및 500㎛ 두께의 석영유리 플레이트(4)를 포함한다. 상기 석영유리 플레이트는 전면의 적외선 차단 필터(4a) 및 후면의 박형의 배면에서 수광하는 CMOS 센서(4b)를 위한 열 및 기계적으로 저항성의 지지구조체로서 작용한다.
빛의 입사 방향의 빔 경로에 있는 2개의 제1 렌즈(1, 2)는 비구면의 일면은 볼록면의 형태를 띠며 대물렌즈를 나누는 역할을 한다. 직경 1.11 mm의 시스템 개구부(STOP)는 제1 렌즈 플레이트(1)의 평면상의 후방(1b)에 위치한다. 시스템 구경(aperture) 주위의 대물렌즈의 대칭성은 수차 감소를 유발한다. 상기 시스템의 F/#은 2.8이다. 기술적 공정에 의하여, STOP은 흡수물질(중합체) 코팅으로서 또는 렌즈 플레이트(1 및 2) 사이의 추가적인 박형의 흡수 중합체 플레이트(5)(흑색 PMMA)로서 표면(1b)에 생성되고, 중합체 플레이트(5)는 동시에 적당한 원뿔형 구경에 의하여 렌즈의 시야를 제한하고, 산란광을 감소하기 위한 광보호 퍼널의 형태로서, 렌즈 플레이트(1 및 2) 간격을 한정하는 간격-한정 구조로서 작용한다.
제3 렌즈 플레이트는 비구면 일면-오목면의 형태를 띠고, 결상면을 평평하게 하고 동시에 표면(3a)은 적합한 연속형태에 의하여 표면(2b)과의 간격을 한정하는 구성요소로 작용한다. 결상면을 평평하게 하는 상기 제 3 렌즈 플레이트를 사용함으로써, 렌즈의 시야에 대하여 균일하게 높은 MTF를 얻을 수 있게 된다.
가능한 최소한의 구성 길이를 이루기 위하여 텔리센트릭 특성(telecentricity)이 요구되지는 않고, 영상 공간에서의 주빔각은 입사각(시야각(field angles))에 대응한다.
상기 광학 구성요소는 웨이퍼 스케일상의 어레이 구조로서 열간 스탬핑 방식에 의하여 생성될 수 있다. 렌즈 플레이트는 UV-경화 접착제에 의하여 서로 연결되고, 간격을 한정하고 조절하는 구조물이 직접 렌즈 플레이트 또는 추가 흡수 플레이트(5) 내로 집적된다. 박형 석영유리 플레이트(4)가 PMMA 렌즈 플레이트 적층체의 후면(3b)에 접착된다. 상기 PMMA 렌즈 성분 적층체의 후면(3b)과 CMOS 센서(4b) 사이에는, 영상 공간에서의 높은 주빔각의 발생으로 인하여 전체 반사가 일부 발생할 수 있으므로, 에어 갭(air gap)이 형성되어서는 아니 된다.
유전체 적외선 차단 필터는 석영유리 기판의 전면에만 배열되도록 될 수 있고, 유전체층 구조를 갖는 PMMA 코팅이 기계적-열적 물질 주변조건(edge condition)으로 인하여 불가능하므로, 석영유리 기판의 후면에는 촬상 광전자 유닛이 위치한다. 가능한 짧은 대물렌즈를 얻기 위하여 텔레센트릭 특성을 없앰으로써, 영상 공간에서의 주빔각은 커지게 되고, 필터가 영상 공간에 근접함으로 인하여, 시스템의 화이트 밸런스(white balance)를 맞추기 위하여 필터가 특별 규격(specification)을 만족하기 위한 입사각 스펙트럼은 넓어진다. 이러한 사실 및 필터의 상층이 공기가 아니라 PMMA라는 사실은 필터 디자인에 대한 요구를 증가시킨다. 특히 입사각을 증가시키면서 차단 파장(cut-off wavelenth)의 짧은 파장으로의 전위는 필터 특성에 부정적인 영향을 미친다. 이러한 이유에서, 필터는 넓은 입사각 스펙트럼, 상층으로서의 PMMA 및 주어진 파장범위를 위하여 직접 최적화된 렌즈가 사용되었다. SiO2/TiO2 층 시스템의 특별한 디자인으로 인하여, 중합체 내에서 입사각 0-35°의 스펙트럼을 위한 차단 파장의 전위를 30 nm 까지 감소시키는 것이 가능하게 되었다.
도 6은 상기 입사각 스펙트럼을 위하여 개발된 필터의 대응 투과곡선을 도시한다. 차단 파장(50%)은 입사각에 의존하여 650 nm과 675 nm 사이에 있다. 차단 영역에서의 평균 투과율은 3% 이하인 반면, 투명 영역에서의 투과율은 85% 이상인 것으로 나타난다.
실시예의 표면 변수 (표 2):
표 2
표면 타입 반경 두께 재료 지름 원추계수 계수
물체 표준 무한대 500 공기 701.5498 0
1a ASPH 2.593351 0.63004 PMMA 1.661869 -1.681042
1b
(STO)		 표준 무한대 0.72105 공기 1.108201 0
2a 표준 무한대 0.84714 PMMA 1.937082 0
2b ASPH -1.786246 1.31797 공기 2.285339 0.4358701 0.039834853
3a ASPH -1.08162 0.3 PMMA 2.70883 -0.852709
3b 표준 무한대 0 - 2.70883 0
4a 표준 무한대 0.5 실리카 4.079017 0
4b 표준 무한대 실리카 4.66547 0
상기 실시예의 굴절 색인 데이터(refractive index data)(표 3):
표 3
성분 재료 온도 압력 0.450000 0.535000 0.630000
물체(공기) 20.00 1.0 1.00000000 1.00000000 1.00000000
1 PMMA 20.00 1.0 1.50102493 1.49442296 1.49007866
에어 갭 20.00 1.0 1.00000000 1.00000000 1.00000000
2 PMMA 20.00 1.0 1.50102493 1.49442296 1.49007866
에어 갭 20.00 1.0 1.00000000 1.00000000 1.00000000
3 PMMA 20.00 1.0 1.50102493 1.49442296 1.49007866
4 실리카 20.00 1.0 1.46556566 1.46056852 1.45709969
단지 낮은 분산 물질(PMMA)이 사용되므로, 색수차 제거는 상기 실시예에서 불필요하다.
상기 실시예의 영상 특성은 도 7, 8 및 9에서 재생산된다. 상기 실시예는 전체 결상면에 걸쳐서 거의 일정한 고 MTF 및 최소한의 왜곡 현상을 보인다. 영상 평면에서의 주빔각은 각각의 입사각에 대응한다.
상기 구성은 추가적으로 +/- 50㎛의 초점이탈(defocusing)을 허용하고, 이는 촬상 광전자 유닛을 형성하기 위하여 렌즈 웨이퍼 적층체의 단순화된, 중요하지 않은(non-critical) 축 조정을 의미한다(10%의 RMS 스팟 직경의 확대). 모든 시야각을 위한 주빔은 광학 구성요소의 표면의 표면 법선(surface normal)에 대하여 비교적 작은 각만을 가지므로, 상기 시스템의 허용오차(tolerance)는 중대한 것은 아니다.
픽셀 크기 및 그에 따른 결상면 크기의 비율로 실시예의 길이를 비례 조절하는 경우, 해상도의 회절-유래 제한(diffraction-caused limit)을 픽셀 크기에 맞추고 감지되는 광출력(light power)을 유지하기 위하여 추가적인 F/#의 감소가 필요하다는 점을 고려하여야 한다.
검출기에서 대물렌즈의 시야 너머의 광원으로부터 유입되는 떠돌이빛을 피하기 위하여, 먼저 매우 두껍고 원뿔형 경로(course)의 시스템 구경(5)이 선택되고, 이는 동시에 렌즈 플레이트(1 및 2)의 스페이서로 작용하고, 2차적으로 렌즈 플레이트(2 및 3) 사이의 전이의 자유 개구부를 3.4 mm 까지 증가시킨다(도 10). 조리개 플레이트(5)의 원뿔각은, 시스템 구경을 통과하여 들어오고, 대물렌즈의 시야내의 목표 지점(object points)으로부터 생기는 광다발(light bundles)이 바림되지(vignetting) 않도록 선택된다. 그러나 시야 너머 광원으로부터 기원한 광속은 이와 대조적으로 부분 내지 전체적으로 바림된다.
단지 부분적으로 바림된 광다발은 다음 경계면에서의 반사 또는 굴절에 의한 떠돌이빛의 생성에 있어서 중요하다. 이러한 결과로서, 다음 렌즈 플레이트 전이에서의 자유 개구부의 확장이 크게 영향을 받아, 최대 가능 입사각에서 시스템 개구부에 입사되는 광선마저도 렌즈 개구부 밖의 가장자리에서 반사되거나 또는 센서 를 향하여 재굴절되지 않는다.
제1 구성요소가 아닌 종래 이동 전화기 카메라에서, 특별히 대물렌즈 내에 시스템 구경을 갖고 큰 두께뿐만 아니라 얇은 조리개를 갖는 이러한 떠돌이빛 감지 시스템 구성의 결과로서, 조리개 플레이트(5)는 동시에 시야 조리개로서 역할한다.
결과적으로, 이동 전화기용 현행 카메라에서의 시야 제한용 실제 렌즈 앞에 배치되어야 하고 카메라의 전체 구성 길이를 상당히 증가시키는 광보호 퍼널을 갖추지 않아도 된다.

Claims (30)

  1. 유전체층 구조를 구비하고, 웨이퍼 접합기술에 의하여 시야측에 형성된 적외선 차단 필터와, 결상면측(結像面側)에 형성된 촬상광전자(撮像光電子) 유닛을 갖고, 석영유리와 파이렉스 중에서 적어도 어느 하나로 만들어진 지지구조체와,
    중합체 물질로 이루어진 적어도 2개의 단결정 비구면의 일면이 평면이고 타면은 볼록한 시야측 광학 렌즈와,
    중합체 물질로 이루어진 적어도 하나의 비구면의 일면이 평면이고 타면은 오목한 결상면측 광학 렌즈를 포함하고,
    상기 유전체층 구조는 영상측에 텔레센트릭 특성을 갖지 않고,
    상기 시야측의 2개의 렌즈 사이에 렌즈들 사이의 간격을 한정하는 구성요소가, 시스템 구경을 형성하는 원뿔형 오목부를 갖는 불투명 중합체 플레이트의 형태로서 배열되고, 상기 오목부는 오목부 두께로 인하여 필드 조리개로서 작용하고,
    상기 적외선 차단 필터는 유전체층 구조를 포함하고, 웨이퍼 접합기술에 의하여 지지구조체의 시야측에 형성되는 것을 특징으로 하는, 소형 대물렌즈를 갖는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촬상광전자 유닛은 CMOS 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 CMOS 센서는 박형으로 배면에서 빛을 받는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 촬상광전자 유닛은 CCD 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 결상면측 광학 렌즈는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 사이클로올레핀 중합체(COP), 사이클로올레핀 공중합체(COC) 또는 폴리사이클로올레핀을 기초로 하는 중합체를 포함하는 그룹으로부터 선택된 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 시야측 광학 렌즈는 서로 다른 분산 특성을 가짐으로써 대물렌즈의 색수차 제거가 조절가능한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 결상면측 광학 렌즈는 적어도 일면이 유전체 구조와 나방눈 구조중에서 선택된 어느 하나의 구조로 되어 반사 방지 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  14. 제1항에 있어서, 상기 시야측 광학 렌즈는 시야면에 방수 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  15. 제1항에 있어서, 상기 시야측 광학 렌즈는 시야면에 긁힘 방지 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  16. 제1항에 있어서, 상기 시야측 광학 렌즈는 시야면에 나방눈 구조에 의한 반사 방지 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  17. 제1항에 있어서, 카메라 모듈의 시야측 렌즈의 시야면으로부터 센서의 배면까지의 카메라 모듈의 구성 길이는 1 mm 내지 10 mm 사이인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  18. 카메라 모듈이 단일 지지구조체상에 배열되고, 단일 렌즈 플레이트의 렌즈들과 카메라 모듈이 웨이퍼 적층체를 형성하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제5항, 제7항, 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항의 카메라 모듈을 포함하는 어레이.
  19. 제18항에 있어서, 다수의 카메라 모듈이 지지구조체에 배열되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 포함하는 어레이.
  20. 제1항 내지 제5항, 제7항, 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항의 카메라 모듈을 웨이퍼 규모로 제조하는 방법에 있어서,
    결상면측에는 촬상 광전자 유닛을 포함하고 시야측에는 유전체층 구조를 포함하는 적외선 차단 필터를, 웨이퍼 접합기술에 의해 석영과 파이렉스 중에서 적어도 어느 하나로 이루어지는 지지구조체에 적용하고;
    시야측에 열간 스탬핑 또는 자외선 복제에 의하여 생산된 적어도 하나의 중합체 렌즈 플레이트를 자외선이나 열에 의해 경화되는 접착제에 의하여 에어 갭 없이 적외선 차단 필터에 연결하고; 그리고
    각각의 카메라 모듈을 톱날을 이용하여 분리하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제조하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 웨이퍼 적층체의 조립시 정밀도를 증가시키기 위하여 조정구조를 사용하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제조하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 조정구조로서의 간격을 한정하는 구성요소는 열간 스탬핑, 사출성형 및 불투명 중합체 플레이트의 천공들 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 생성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제조하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 조정구조로서의 간격을 한정하는 구성요소는 UV나 열에 의해 경화되는 접착제에 의하여 적어도 하나의 렌즈 플레이트에 접착되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제조하는 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 시야측 렌즈 플레이트의 시야면에는 방수 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제조하는 방법.
  25. 제20항에 있어서, 상기 시야측 렌즈 플레이트의 시야면에는 긁힘 방지 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제조하는 방법.
  26. 제20항에 있어서, 상기 적어도 하나의 렌즈 플레이트는 유전체 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제조하는 방법.
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
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WO (1) WO2006010622A1 (ko)

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008020899A2 (en) * 2006-04-17 2008-02-21 Cdm Optics, Inc. Arrayed imaging systems and associated methods
DE102006046131B4 (de) 2006-09-28 2020-06-25 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Verfahren zur Herstellung einer optischen Schnittstelle für integrierte Optikanwendungen
JPWO2008102773A1 (ja) * 2007-02-19 2010-05-27 コニカミノルタオプト株式会社 撮像レンズ、撮像装置、携帯端末、および撮像レンズの製造方法
EP2113800A4 (en) * 2007-02-19 2012-03-07 Konica Minolta Opto Inc LENS AND IMAGING DEVICE, AND MOBILE TERMINAL
CN102037717B (zh) * 2008-05-20 2013-11-06 派力肯成像公司 使用具有异构成像器的单片相机阵列的图像拍摄和图像处理
US11792538B2 (en) 2008-05-20 2023-10-17 Adeia Imaging Llc Capturing and processing of images including occlusions focused on an image sensor by a lens stack array
US8866920B2 (en) 2008-05-20 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
CN102077121B (zh) 2008-07-04 2013-10-23 柯尼卡美能达精密光学株式会社 摄像镜头、其制造方法以及摄像单元
JP5248971B2 (ja) * 2008-10-08 2013-07-31 オリンパス株式会社 撮像ユニットの製造方法、および撮像ユニット
EP2400332A1 (en) * 2009-02-18 2011-12-28 Konica Minolta Opto, Inc. Lens unit, aligning method, image pickup device and method for manufacturing image pickup device
US20100328471A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Justin Boland Wearable Multi-Channel Camera
KR101607212B1 (ko) 2009-07-06 2016-03-29 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
WO2011055655A1 (ja) * 2009-11-05 2011-05-12 コニカミノルタオプト株式会社 撮像装置、光学ユニット、ウエハレンズ積層体及びウエハレンズ積層体の製造方法
EP2502115A4 (en) 2009-11-20 2013-11-06 Pelican Imaging Corp RECORDING AND PROCESSING IMAGES THROUGH A MONOLITHIC CAMERA ARRAY WITH HETEROGENIC IMAGE CONVERTER
WO2011109442A2 (en) * 2010-03-02 2011-09-09 Oliver Steven D Led packaging with integrated optics and methods of manufacturing the same
JP2011186306A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Fujifilm Corp ウェハレンズユニットおよびウェハレンズユニットの製造方法
KR101824672B1 (ko) 2010-05-12 2018-02-05 포토네이션 케이맨 리미티드 이미저 어레이 구조 및 어레이 카메라
DE102010031535A1 (de) 2010-07-19 2012-01-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bildaufnahmevorrichtung und Verfahren zum Aufnehmen eines Bildes
US8878950B2 (en) 2010-12-14 2014-11-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using super-resolution processes
KR101262470B1 (ko) 2011-01-31 2013-05-08 엘지이노텍 주식회사 렌즈 어셈블리 및 카메라 모듈
NL2006373C2 (nl) 2011-03-11 2012-09-17 Anteryon Internat B V Optische eenheid.
WO2012155119A1 (en) 2011-05-11 2012-11-15 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for transmitting and receiving array camera image data
KR20140045458A (ko) 2011-06-28 2014-04-16 펠리칸 이매징 코포레이션 어레이 카메라와 함께 사용하는 광학 장치
US20130265459A1 (en) 2011-06-28 2013-10-10 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
WO2013043761A1 (en) 2011-09-19 2013-03-28 Pelican Imaging Corporation Determining depth from multiple views of a scene that include aliasing using hypothesized fusion
WO2013049699A1 (en) 2011-09-28 2013-04-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for encoding and decoding light field image files
US9412206B2 (en) 2012-02-21 2016-08-09 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for the manipulation of captured light field image data
US9210392B2 (en) 2012-05-01 2015-12-08 Pelican Imaging Coporation Camera modules patterned with pi filter groups
KR20130125905A (ko) 2012-05-10 2013-11-20 삼성전자주식회사 곡면형 적외선 차단 필터를 구비한 이미지 센서 모듈
CN104508681B (zh) 2012-06-28 2018-10-30 Fotonation开曼有限公司 用于检测有缺陷的相机阵列、光学器件阵列和传感器的系统及方法
US20140002674A1 (en) 2012-06-30 2014-01-02 Pelican Imaging Corporation Systems and Methods for Manufacturing Camera Modules Using Active Alignment of Lens Stack Arrays and Sensors
CN104662589B (zh) 2012-08-21 2017-08-04 派力肯影像公司 用于使用阵列照相机捕捉的图像中的视差检测和校正的系统和方法
CN104685513B (zh) 2012-08-23 2018-04-27 派力肯影像公司 根据使用阵列源捕捉的低分辨率图像的基于特征的高分辨率运动估计
WO2014043641A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for correcting user identified artifacts in light field images
US20140092281A1 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Pelican Imaging Corporation Generating Images from Light Fields Utilizing Virtual Viewpoints
WO2014078443A1 (en) 2012-11-13 2014-05-22 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for array camera focal plane control
WO2014084167A1 (ja) * 2012-11-30 2014-06-05 旭硝子株式会社 近赤外線カットフィルタ
US9462164B2 (en) 2013-02-21 2016-10-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for generating compressed light field representation data using captured light fields, array geometry, and parallax information
US9253380B2 (en) 2013-02-24 2016-02-02 Pelican Imaging Corporation Thin form factor computational array cameras and modular array cameras
US9638883B1 (en) 2013-03-04 2017-05-02 Fotonation Cayman Limited Passive alignment of array camera modules constructed from lens stack arrays and sensors based upon alignment information obtained during manufacture of array camera modules using an active alignment process
WO2014138697A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for high dynamic range imaging using array cameras
US8866912B2 (en) 2013-03-10 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera using a single captured image
US9521416B1 (en) 2013-03-11 2016-12-13 Kip Peli P1 Lp Systems and methods for image data compression
US9106784B2 (en) 2013-03-13 2015-08-11 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for controlling aliasing in images captured by an array camera for use in super-resolution processing
US9519972B2 (en) 2013-03-13 2016-12-13 Kip Peli P1 Lp Systems and methods for synthesizing images from image data captured by an array camera using restricted depth of field depth maps in which depth estimation precision varies
WO2014164909A1 (en) 2013-03-13 2014-10-09 Pelican Imaging Corporation Array camera architecture implementing quantum film sensors
US9124831B2 (en) 2013-03-13 2015-09-01 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera
US9100586B2 (en) 2013-03-14 2015-08-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for photometric normalization in array cameras
WO2014159779A1 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for reducing motion blur in images or video in ultra low light with array cameras
WO2014145856A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for stereo imaging with camera arrays
US9497370B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 Pelican Imaging Corporation Array camera architecture implementing quantum dot color filters
US9497429B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 Pelican Imaging Corporation Extended color processing on pelican array cameras
US9445003B1 (en) 2013-03-15 2016-09-13 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using image deconvolution based on motion and depth information
US10122993B2 (en) 2013-03-15 2018-11-06 Fotonation Limited Autofocus system for a conventional camera that uses depth information from an array camera
US9633442B2 (en) 2013-03-15 2017-04-25 Fotonation Cayman Limited Array cameras including an array camera module augmented with a separate camera
JP6303803B2 (ja) * 2013-07-03 2018-04-04 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
WO2015048694A2 (en) 2013-09-27 2015-04-02 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for depth-assisted perspective distortion correction
US9185276B2 (en) 2013-11-07 2015-11-10 Pelican Imaging Corporation Methods of manufacturing array camera modules incorporating independently aligned lens stacks
WO2015074078A1 (en) 2013-11-18 2015-05-21 Pelican Imaging Corporation Estimating depth from projected texture using camera arrays
EP3075140B1 (en) 2013-11-26 2018-06-13 FotoNation Cayman Limited Array camera configurations incorporating multiple constituent array cameras
US10089740B2 (en) 2014-03-07 2018-10-02 Fotonation Limited System and methods for depth regularization and semiautomatic interactive matting using RGB-D images
US9247117B2 (en) 2014-04-07 2016-01-26 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for correcting for warpage of a sensor array in an array camera module by introducing warpage into a focal plane of a lens stack array
US9521319B2 (en) 2014-06-18 2016-12-13 Pelican Imaging Corporation Array cameras and array camera modules including spectral filters disposed outside of a constituent image sensor
EP3201877B1 (en) 2014-09-29 2018-12-19 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for dynamic calibration of array cameras
EP3248529A4 (en) * 2015-01-23 2018-10-31 Olympus Corporation Image pickup device and endoscope
US9942474B2 (en) 2015-04-17 2018-04-10 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for performing high speed video capture and depth estimation using array cameras
US10244227B2 (en) 2015-12-22 2019-03-26 Google Llc Capture and render of virtual reality content employing a light field camera array
CN105652413B (zh) * 2016-03-01 2018-03-16 浙江大学 一种适用于rgb‑d相机的成像物镜
US10482618B2 (en) 2017-08-21 2019-11-19 Fotonation Limited Systems and methods for hybrid depth regularization
DE102017011352B4 (de) * 2017-12-07 2020-01-30 Friedrich Grimm Kameramoduleinheit für Digitalaufnahmen
JP2019144293A (ja) * 2018-02-16 2019-08-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
US11181667B2 (en) * 2019-07-15 2021-11-23 Facebook Technologies, Llc Optical module comprising a polymer layer with a lens portion and an extension portion and spacer stack
WO2021055585A1 (en) 2019-09-17 2021-03-25 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for surface modeling using polarization cues
CN114766003B (zh) 2019-10-07 2024-03-26 波士顿偏振测定公司 用于利用偏振增强传感器系统和成像系统的系统和方法
EP4066001A4 (en) 2019-11-30 2024-01-24 Boston Polarimetrics Inc SYSTEMS AND METHODS FOR TRANSPARENT OBJECT SEGMENTATION USING POLARIZATION GUIDES
KR20220132620A (ko) 2020-01-29 2022-09-30 인트린식 이노베이션 엘엘씨 물체 포즈 검출 및 측정 시스템들을 특성화하기 위한 시스템들 및 방법들
JP2023511747A (ja) 2020-01-30 2023-03-22 イントリンジック イノベーション エルエルシー 偏光画像を含む異なる撮像モダリティで統計モデルを訓練するためのデータを合成するためのシステムおよび方法
US11953700B2 (en) 2020-05-27 2024-04-09 Intrinsic Innovation Llc Multi-aperture polarization optical systems using beam splitters
US11290658B1 (en) 2021-04-15 2022-03-29 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for camera exposure control
US11954886B2 (en) 2021-04-15 2024-04-09 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for six-degree of freedom pose estimation of deformable objects
US11689813B2 (en) 2021-07-01 2023-06-27 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for high dynamic range imaging using crossed polarizers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004027880A2 (en) * 2002-09-17 2004-04-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Camera device, method of manufacturing a camera device, wafer scale package

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4348081A (en) * 1979-09-05 1982-09-07 U.S. Precision Lens Inc. Projection lens
JPS57133785A (en) * 1981-02-10 1982-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Color solid state image pickup device
DE3144751A1 (de) * 1981-11-11 1983-05-19 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur reinigung von cyclischen chlorphosphazenen
JP2578774B2 (ja) 1986-09-02 1997-02-05 日本板硝子株式会社 レンズ付きモジュ−ルの製造方法
JPH0927606A (ja) 1995-07-12 1997-01-28 Fuji Film Micro Device Kk Ｃｏｇ構造の固体撮像素子
IT1281359B1 (it) * 1995-09-26 1998-02-18 Fiat Ricerche Superficie anti-riflettente a rugosita' predeterminata, particolarmente per plance di autoveicoli
US6331473B1 (en) * 1998-12-29 2001-12-18 Seiko Epson Corporation SOI substrate, method for making the same, semiconductive device and liquid crystal panel using the same
JP3622556B2 (ja) * 1999-02-23 2005-02-23 セイコーエプソン株式会社 照明光学系および投写型表示装置
DE29911047U1 (de) * 1999-06-24 1999-11-25 Schott Glas Ophthalmische Linse
US6285018B1 (en) 1999-07-20 2001-09-04 Intevac, Inc. Electron bombarded active pixel sensor
US6657178B2 (en) 1999-07-20 2003-12-02 Intevac, Inc. Electron bombarded passive pixel sensor imaging
US6507443B2 (en) * 1999-12-02 2003-01-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Lens, lens device, camera module and electrical equipment
AU2001245787A1 (en) * 2000-03-17 2001-10-03 Zograph, Llc High acuity lens system
JP2002139662A (ja) * 2000-11-06 2002-05-17 Konica Corp 撮像装置
US6683298B1 (en) * 2000-11-20 2004-01-27 Agilent Technologies Inc. Image sensor packaging with package cavity sealed by the imaging optics
JP2002209226A (ja) * 2000-12-28 2002-07-26 Canon Inc 撮像装置
DE10109787A1 (de) 2001-02-28 2002-10-02 Infineon Technologies Ag Digitale Kamera mit einem lichtempfindlichen Sensor
US20040012698A1 (en) * 2001-03-05 2004-01-22 Yasuo Suda Image pickup model and image pickup device
JPWO2003015400A1 (ja) * 2001-08-07 2004-12-02 日立マクセル株式会社 カメラモジュール
US6809358B2 (en) * 2002-02-05 2004-10-26 E-Phocus, Inc. Photoconductor on active pixel image sensor
EP1494055A1 (en) * 2002-04-11 2005-01-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zoom lens and electronic still camera using it
KR100971841B1 (ko) * 2002-08-29 2010-07-22 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 방오층을 갖는 렌즈
US6818962B2 (en) * 2002-10-25 2004-11-16 Omnivision International Holding Ltd Image sensor having integrated thin film infrared filter
US7457046B2 (en) * 2003-07-01 2008-11-25 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens system and image-taking apparatus
US20050030392A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-10 Kujin Lee Method for eliminating blooming streak of acquired image
US7329861B2 (en) * 2003-10-14 2008-02-12 Micron Technology, Inc. Integrally packaged imaging module
US7453510B2 (en) * 2003-12-11 2008-11-18 Nokia Corporation Imaging device
KR100541655B1 (ko) * 2004-01-07 2006-01-11 삼성전자주식회사 패키지 회로기판 및 이를 이용한 패키지
CN101191885B (zh) * 2006-11-24 2011-07-27 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 阵列式相机模组

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004027880A2 (en) * 2002-09-17 2004-04-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Camera device, method of manufacturing a camera device, wafer scale package

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008508545A (ja) 2008-03-21
WO2006010622A1 (de) 2006-02-02
US8106979B2 (en) 2012-01-31
DE102004036469A1 (de) 2006-02-16
US20090050946A1 (en) 2009-02-26
EP1779166A1 (de) 2007-05-02
KR20070048203A (ko) 2007-05-08
EP1779166B1 (de) 2013-01-02

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