TWI600321B - 複合陣列相機鏡頭模組 - Google Patents
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Description
本揭露係關於一種相機鏡頭技術,詳而言之,係關於一種晶圓級的複合陣列相機鏡頭模組。
車用安全系統可用來判斷前方物體之距離與速度,藉此作為行車安全之用途,隨著行車速度的不同,偵測距離也會隨時改變,若採用單顆鏡頭,需經鏡台移動以改變透鏡位置,藉此達到廣角/望遠效果,但此切換速度恐無法符合車輛行進速度之需求,據此需設計不同焦距的相機鏡頭來進行前方物體偵測,傳統會採用包含廣角鏡頭和望遠鏡頭的兩顆不同焦距鏡頭的設計,或是再加上標準鏡頭的三顆不同焦距鏡頭的設計,藉此於車輛行進中擷取影像來推斷前方物體的距離與速度。
應用於車用安全系統的此類鏡頭,由於需先進行多組鏡頭相對位置和旋轉角度的校正,因而組裝成本較高,且僅透過兩顆或三顆鏡頭所獲得影像資訊較少,在判別前方物體的距離與速度時,易有誤判的現象,但若採用更多顆鏡頭,則會遭到將各別鏡頭組裝一起時的對位和校正問題,若無法克服此問題,將導致這樣的多顆鏡頭組合的影像擷
取效果無法達到所需品質。另外,若如現有僅採用兩顆或三顆鏡頭下,倘若單顆鏡頭產生故障,則無法進行前後影像之比對,恐將造成偵測結果的誤判。
因此,須找出一種相機鏡頭組合,可拍攝遠近不同的影像,針對不同的行車速度進行快速影像的切換與比對,藉此達到全速域的影像偵測目的。
本揭露係提出一種複合陣列相機鏡頭模組,其包括:第一透鏡層、第二透鏡層以及影像感測元件。該第一透鏡層設置於光欄往物空間之位置並包括第一類型透鏡和第二類型透鏡,該第二透鏡層設置於該光欄往像空間之位置並包括第三類型透鏡和第四類型透鏡,其中,該第一類型透鏡與該第三類型透鏡為正透鏡,藉以形成具有第一等效焦距之第一相機鏡頭,以及該第二類型透鏡為負透鏡且該第四類型透鏡為正透鏡,藉以形成具有小於該第一等效焦距之第二等效焦距之第二相機鏡頭,該影像感測元件設置於該第二透鏡層遠離該光欄一側,其中,該第一透鏡層、該第二透鏡層以及該影像感測元件分別為平面設計且任兩平面之間間距恆定,且其中,該第一透鏡層與該第二透鏡層中所有透鏡之等效焦距的倒數分之一不為零。
相較於先前技術,本揭露所提出之複合陣列相機鏡頭模組,以晶圓級透鏡製程在相同高度的影像感測元件上設計複合陣列相機鏡頭,包括先進行同一層陣列透鏡的加工與成形,同一層陣列透鏡設計二種以上不同曲率半徑的透
鏡類型,接著進行不同層陣列透鏡的組裝,將二層陣列透鏡與影像感測元件進行組裝與對位以形成複合陣列相機鏡頭,即具有二種以上焦距與二種以上視角的鏡頭,最終可於影像感測元件上取得陣列的影像畫面。
1、3、5‧‧‧複合陣列相機鏡頭模組
11、31、51‧‧‧第一透鏡層
12、32、52、62‧‧‧第二透鏡層
13、33、53、63‧‧‧影像感測元件
111、311、511‧‧‧第一類型透鏡
112、312、512‧‧‧第二類型透鏡
121、321、521‧‧‧第三類型透鏡
122、322、522‧‧‧第四類型透鏡
551‧‧‧第五類型透鏡
552‧‧‧第六類型透鏡
34、54‧‧‧紅外線濾光片
55‧‧‧第三透鏡層
631‧‧‧第一感測元件
632‧‧‧第二感測元件
633‧‧‧電線
200‧‧‧第一相機鏡頭
300‧‧‧第二相機鏡頭
S10~S17‧‧‧表面
S10'~S17'‧‧‧表面
S20~S29‧‧‧表面
S20'~S29'‧‧‧表面
第1圖係為本揭露之複合陣列相機鏡頭模組的結構示意圖;第2A和2B圖係為本揭露一實施態樣之複合陣列相機鏡頭模組形成望遠/廣角效果的透鏡組合圖;第3圖係為本揭露一實施態樣之複合陣列相機鏡頭模組的結構示意圖;第4A和4B圖係為本揭露另一實施態樣之複合陣列相機鏡頭模組形成望遠/廣角效果的透鏡組合圖;第5圖係為本揭露另一實施態樣之複合陣列相機鏡頭模組的結構示意圖;以及第6圖係為本揭露之複合陣列相機鏡頭模組具備多個影像感測元件的結構示意圖。
以下藉由特定的具體實施形態說明本揭露之技術內容,熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本揭露之優點與功效。然本揭露亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。
晶圓級透鏡製程同一層陣列透鏡的厚度差異不能太大,且與下一層陣列透鏡的距離很接近,因此在設計不同
等效焦距以及視場角的鏡頭較為複雜,本揭露以晶圓級透鏡製程在相同高度的影像感測元件上設計複合陣列相機鏡頭,鏡頭只需進行一次的組裝與對位,因此本揭露之複合陣列相機鏡頭模組將具有組成簡易、高準確性以及低成本等優勢。
請參照第1圖,係說明本揭露之複合陣列相機鏡頭模組的結構示意圖。如圖所示,複合陣列相機鏡頭模組1為兩層透鏡層組成,上下兩層透鏡層上包含多個透鏡,該些透鏡形成陣列透鏡,先進行同一層陣列透鏡的加工與成形,接著上、下層透鏡對位後即可組裝,不僅組裝簡便,且省略繁瑣程序將有利於降低成本。本揭露之複合陣列相機鏡頭模組1包括第一透鏡層11、第二透鏡層12以及影像感測元件13。
第一透鏡層11設置於光欄(圖未示)往物空間之位置,該第一透鏡層11包括第一類型透鏡111和第二類型透鏡112。光欄係位於第一透鏡層11相向於第二透鏡層12一面,以決定通過整個光學系統的光束大小,即限制成像範圍或是控制成像亮度,光欄做法可以噴塗方式形成於第一透鏡層11朝第二透鏡層12的表面上,例如第一透鏡層11朝第二透鏡層12未設置第一類型透鏡111和第二類型透鏡112的區域塗黑,僅露出第一類型透鏡111和第二類型透鏡112可使光通過的區域,剩下平面區域皆是遮住的。
另外,光欄也可設計為單獨一層來控制入光量,再搭配軟體計算,同樣可具有限制成像範圍或是控制成像亮度
的作用。
第二透鏡層12設置於光欄往像空間之位置,該第二透鏡層12包括第三類型透鏡121和第四類型透鏡122,其中,該第一類型透鏡111與該第三類型透鏡121為正透鏡,以形成具有第一等效焦距之第一相機鏡頭200,以及該第二類型透鏡112為負透鏡且該第四類型透鏡122為正透鏡,以形成具有小於該第一等效焦距之第二等效焦距之第二相機鏡頭300。
第一透鏡層11中的第一類型透鏡111與第二類型透鏡112形成陣列組合,第二透鏡層12中的第三類型透鏡121與第四類型透鏡122也形成陣列組合。因此,只要小心的設計第一透鏡層11中第一類型透鏡111與第二類型透鏡112的相對位置及陣列配置關係,以及第二透鏡層12中第三類型透鏡121與第四類型透鏡122的相對位置及陣列配置關係,第一透鏡層11中的陣列透鏡與第二透鏡層12中的陣列透鏡將容易上下對準。由於第一透鏡層11和第二透鏡層12上的各類型透鏡各別形成於單一基板上,因此只要第一透鏡層11與第二透鏡層12完成對位,第一類型透鏡111與第三類型透鏡121的對位以及第二類型透鏡112與第四類型透鏡122的對位便可同時完成,故在對位程序簡單且準確性高。
第一透鏡層11中的第一類型透鏡111與第二類型透鏡112為不同焦距的透鏡,第二透鏡層12中的第三類型透鏡121和第四類型透鏡122也為不同焦距的透鏡,在第一透
鏡層11與第二透鏡層12的組合下,將形成不同等效焦距的相機鏡頭,例如前述的第一相機鏡頭200和第二相機鏡頭300。舉例來說,若兩層都為正透鏡組合,將可形成望遠透鏡效果,另外,若兩層為一正一負透鏡組合,則將可形成廣角透鏡效果,後面將有實施例加以說明。
影像感測元件13設置於第二透鏡層12遠離光欄一側,其中,該第一透鏡層11、該第二透鏡層12以及該影像感測元件13分別為平面設計且任兩平面之間間距恆定,且其中,該第一透鏡層11與該第二透鏡層12中所有透鏡之等效焦距的倒數分之一不為零。
簡言之,由於第一透鏡層11中具有不同焦距的透鏡,第二透鏡層12也具有不同焦距的透鏡,故第一透鏡層11與第二透鏡層12組合後將形成有望遠或廣角效果的透鏡組合,且第一透鏡層11(未設置透鏡的區域)、第二透鏡層12(未設置透鏡的區域)及影像感測元件13皆設計為平面,即不會有同一個透鏡層或影像感測元件該層有高低落差,也就是說,第一透鏡層11設置第一類型透鏡111與第二類型透鏡112的相對兩表面(未設置透鏡的區域)、第二透鏡層12設置第三類型透鏡121與第四類型透鏡122的相對兩表面(未設置透鏡的區域)以及影像感測元件13之感測表面,任兩表面(未設置透鏡的區域)之間間距恆定。
另外,為了讓相機鏡頭體積降低,本揭露將充分利用第一透鏡層11和第二透鏡層12,亦即不會讓某些位置空
下不設置透鏡,藉以產生距離差而有不同焦距。因此,第一透鏡層11與第二透鏡層12中所有透鏡之等效焦距的倒數分之一不為零,也就是等效焦距不為無窮大。
由上可知,本揭露以晶圓級透鏡製程在相同高度的影像感測元件13上設計複合陣列相機鏡頭(第一相機鏡頭200和第二相機鏡頭300),由於是先進行同一層陣列透鏡的加工與成形,且同一層陣列透鏡設計二種以上不同曲率半徑的透鏡,之後,再進行不同層陣列透鏡的組裝,將二層陣列透鏡與影像感測元件組裝與對位,以形成具有二種以上焦距及二種以上視角的複合陣列相機鏡頭,如此最後可在影像感測元件13上可以獲得不同焦距的陣列相機影像。
相較於傳統採用多顆鏡頭的設計來偵測前方物體的距離,其組裝成本較高,且不同的鏡頭需先進行相對位置與旋轉角度的校正,程序十分繁瑣且準確性在組裝時要相當注意,然本揭露所完成者僅進行一次的組裝與對位,即可在無須進行相對位置以及旋轉角度的校正下,以完成多顆鏡頭的組裝。
於另一實施例中,本揭露之複合陣列相機鏡頭模組1更包括紅外線濾光片,其可設置於第二透鏡層12與影像感測元件13之間,如第3圖的元件符號34所示。紅外線濾光片可濾除紅外光,儘管人眼是看不到紅外光,但影像感測元件13仍可偵測到,倘若某空間中紅外線很強但可見光較弱,但影像感測元件13無法判別將會誤判而有明亮結果,
故,設置紅外線濾光片可濾除紅外光而留下可見光。
另外,紅外線濾光片可單獨設置外,也可直接在將紅外線濾光材料鍍膜在前面一片透鏡層表面上而形成紅外線濾光層,例如鍍在第二透鏡層12靠近影像感測元件13的表面上,同樣也有濾除紅外光的效果。
請參照第2A和2B圖,係說明本揭露一實施態樣之複合陣列相機鏡頭模組形成望遠/廣角效果的透鏡組合圖。本揭露以前述第1圖架構下,以486.1nm、587.6nm以及656.3nm的三色波長光線優化出三層複合陣列相機鏡頭,下面將分別說明兩種不同等效焦距的鏡頭。
如第2A圖所示,係顯示本揭露之三層複合陣列相機鏡頭模組具望遠效果的透鏡組合圖,並同時參照第1圖。由表面S11至表面S17組成的三層望遠鏡頭(如第一相機鏡頭200),其視場角FOV為30度,相對孔徑f#(f-number)為4.0,等效焦距f為2.3627mm,S11至S12組成三層望遠鏡頭的第一層,如第一透鏡層11中的第一類型透鏡111,其為正透鏡且等效焦距f1為3.0755mm,S13為光欄(又稱光圈)的位置,S14至S15組成三層望遠鏡頭的第二層,如第二透鏡層12中的第三類型透鏡121,其為正透鏡且等效焦距f2為6.9007mm,S16至S17組成三層望遠鏡頭的第三層紅外線濾光層(即紅外線濾光片),另外,表面S10為影像感測元件13的影像成像面。
三層望遠鏡頭的結構參數,如下列表1所示,其中,FOV=30°,f-number=4.0,f=2.3627mm。
此外,三層望遠鏡頭中的各類型透鏡係可依據非球面公式進行設計,在本實施例中,各類型透鏡表面的非球面係數,如下列表2所示。
如第2B圖所示,係顯示本揭露之三層複合陣列相機鏡頭模組具廣角效果的透鏡組合圖,亦同時參照第1圖。由表面S11'至表面S17'組成的三層廣角鏡頭(如第二相機鏡頭300),其視場角FOV'為60度,相對孔徑f#'為4.5,等效焦距f'為1.7926mm,S11'至S12'組成三層廣角鏡頭的第一層,如第一透鏡層11中的第二類型透鏡112,其為負透鏡且等效焦距f1'為-19.0928mm,S13'為光欄的位置,S14'至S15'組成三層廣角鏡頭的第二層,如第二透鏡層12中的第四類型透鏡122,其為正透鏡且等效焦距f2'為1.7142mm,S16'至S17'組成三層望遠鏡頭的第三層紅外線濾光層(即紅外線濾光片),另外,表面S10'為影像感測元件13的影像成像面。
三層廣角鏡頭的結構參數,如下列表3所示,其中,FOV=60°,f-number=4.5,f=1.7926mm。
三層廣角鏡頭中的各類型透鏡係可依據非球面公式進行設計,在本實施例中,各類型透鏡表面的非球面係數,如下列表4所示。
依據上述優化結果可得到,以晶圓級透鏡製程設計複合陣列相機鏡頭,由望遠鏡頭與廣角鏡頭所組成,且望遠鏡頭與廣角鏡頭具有不同的視場角、相對孔徑與等效焦距,其中,望遠鏡頭的視場角FOV小於廣角鏡頭的視場角FOV',即FOV<FOV',望遠鏡頭的相對孔徑f#小於廣角鏡頭的相對孔徑f#',即f#<f#',望遠鏡頭的等效焦距f大於廣角鏡頭的等效焦距f',即f>f',以光欄的位置為基準往物空間方向的透鏡組(如S11至S12與S11'至S12')訂為第一等效透鏡組,以光欄的位置為基準往像空間的方向的透鏡組(如S14至S15與S14'至S15')訂為第二等效透鏡組,望遠鏡頭的第一等效透鏡組為正透鏡(即等效焦距f1>0),而第二等效透鏡組為正透鏡(即等效焦距f2>0),另外,廣角鏡頭的第一等效透鏡組為負透鏡(即等效焦距f1'<0),
而第二等效透鏡組為正透鏡(即等效焦距f2'>0),且廣角鏡頭的第一等效透鏡組的等效焦距f1'的絕對值大於第二等效透鏡組的等效焦距f2'的絕對值,即|f1'|>|f2'|。
請參照第3圖,係說明本揭露一實施態樣之複合陣列相機鏡頭模組的結構示意圖。請一併參考第2A和2B圖,以三層4×4複合陣列相機鏡頭為例,如圖所示,其包括第一透鏡層31、第二透鏡層32、紅外線濾光片34以及影像感測元件33,其中,第一透鏡層31靠近物空間配置有第一類型透鏡311及第二類型透鏡312的透鏡表面分別為S11及S11',第二透鏡層32靠近物空間配置有第三類型透鏡321及第四類型透鏡322的透鏡表面分別為S14及S14',透過第一透鏡層31和第二透鏡層32兩層間透鏡組合,在第一類型透鏡311為正透鏡搭配第三類型透鏡321為正透鏡情形下可形成望遠鏡頭,例如圖示之第一相機鏡頭200,在第二類型透鏡312為負透鏡搭配第四類型透鏡322為正透鏡情形下可形成廣角鏡頭,例如圖示之第二相機鏡頭300,加上第一透鏡層31與第二透鏡層32皆為陣列透鏡,故可由數個望遠鏡頭與數個廣角鏡頭組成一個複合陣列相機鏡頭模組3,由於多個鏡頭可同時擷取影像,且無須如單一鏡頭須隨時調整焦距來取像,故擷取影像快速且清晰,此將有助於物體距離和速度的判斷。
請參照第4A、4B和5圖。第4A和4B圖係說明本揭露另一實施態樣之複合陣列相機鏡頭模組形成望遠/廣角效果的透鏡組合圖。第5圖係說明本揭露另一實施態
樣之複合陣列相機鏡頭模組的結構示意圖。本揭露也在前述第1圖架構下,以486.1nm、587.6nm以及656.3nm的三色波長光線優化出四層複合陣列相機鏡頭,下面將分別說明兩種不同等效焦距的鏡頭。
如第4A圖所示,係顯示本揭露之四層複合陣列相機鏡頭模組具望遠效果的透鏡組合圖。由表面S21至表面S29組成的四層望遠鏡頭,其視場角FOV為30度,相對孔徑f#為4.0,等效焦距f為2.4255mm,S21至S22組成四層望遠鏡頭的第一層,如第一透鏡層51中的第一類型透鏡511,其為正透鏡且等效焦距f1為3.8188mm,S23為光欄的位置,S24至S25組成四層望遠鏡頭的第二層,如第二透鏡層52中的第三類型透鏡521,S26至S27組成四層望遠鏡頭的第三層,如第三透鏡層55中的第五類型透鏡551,S24至S27可訂為第二等效透鏡組,其等效為一正透鏡且等效焦距f2為3.7072mm,S28至S29組成四層望遠鏡頭的第四層紅外線濾光層(即紅外線濾光片),另外,表面S20為影像感測元件53的影像成像面。
四層望遠鏡頭的結構參數,如下列表5所示,其中,FOV=30°,f-number=4.0,f=2.4255mm。
此外,四層望遠鏡頭中的各類型透鏡係可依據非球面公式進行設計,在本實施例中,各類型透鏡表面的非球面係數,如下列表6所示。
如第4B圖所示,係顯示本揭露之四層複合陣列相機鏡頭模組具廣角效果的透鏡組合圖。由表面S21'至表面S29’組成的四層廣角鏡頭,其視場角FOV'為60度,相對孔徑f#'為4.5,等效焦距f'為1.7184mm,S21'至S22'組成四層廣角鏡頭的第一層,如第一透鏡層51中的第二類型透鏡512,其為負透鏡且等效焦距f1'為-12.5370mm,S23'為光欄的位置,S24'至S25'組成四層廣角鏡頭的第二層,如第二透鏡層52中的第四類型透鏡522,S26'至S27'組成四層廣角鏡頭的第三層,如第三透鏡層55中的第六類型透鏡552,S24'至S27'可訂為第二等校透鏡組,其等效為一正透鏡且等效焦距f2'為1.7110mm,S28'至S29'組成四層廣角鏡頭的第四層紅外線濾光層(即紅外線濾光片),另外,表面S20'為影像感測元件53的影像成像面。
四層廣角鏡頭的結構參數,如下列表7所示,其中,FOV=60°、f-number=4.5、f=1.7184mm。
四層廣角鏡頭中的各類型透鏡係可依據非球面公式進行設計,在本實施例中,各類型透鏡表面的非球面係數,如下列表8所示。
依據上述優化結果可得到,以晶圓級透鏡製程設計複合陣列相機鏡頭,由望遠鏡頭與廣角鏡頭所組成,且望遠鏡頭與廣角鏡頭具有不同的視場角、相對孔徑與等效焦距,其中,望遠鏡頭的視場角FOV小於廣角鏡頭的視場角FOV',即FOV<FOV',望遠鏡頭的相對孔徑f#小於廣角鏡頭的相對孔徑f#',即f#<f#',望遠鏡頭的等效焦距f大於廣角鏡頭的等效焦距f',即f>f',以光欄的位置為基準往物空間方向的透鏡組(如S21至S22與S21'至S22')訂為第一等效透鏡組,以光欄的位置為基準往像空間的方向的透鏡組(如S24至S27與S24'至S27')訂為第二等效透鏡組,望遠鏡頭的第一等效透鏡組為正透鏡(即等效焦距f1>0),而第二等效透鏡組為正透鏡(即等效焦距f2>0),另外,廣角鏡頭的第一等效透鏡組為負透鏡(即等效焦距f1'<0),而第二等效透鏡組為正透鏡(即等效焦距f2'>0),且廣角
鏡頭的第一等效透鏡組的等效焦距f1'的絕對值大於第二等效透鏡組的等效焦距f2'的絕對值,即|f1'|>|f2'|。
在本實施例中,以四層4×4複合陣列相機鏡頭為例,如第5圖所示,其包括第一透鏡層51、第二透鏡層52、第三透鏡層55、紅外線濾光片54以及影像感測元件53,其中,第一透鏡層51靠近物空間配置有第一類型透鏡511及第二類型透鏡512的透鏡表面分別為S21或S21',第二透鏡層52靠近物空間配置有第三類型透鏡521及第四類型透鏡522的透鏡表面分別為S24或S24',第三透鏡層55靠近物空間配置有第五類型透鏡551及第六類型透鏡552的透鏡表面分別為S26或S26',其中,第二透鏡層52和第三透鏡層55兩層位於光欄往像空間上的位置,故其可視為一透鏡組,透過第一透鏡層51與第二透鏡層52和第三透鏡層55之間的組合,在第一類型透鏡511為正透鏡搭配第三類型透鏡521及第五類型透鏡551等效為正透鏡情形下可形成望遠鏡頭,例如圖示之第一相機鏡頭200,在第二類型透鏡512為負透鏡搭配第四類型透鏡522及第六類型透鏡552等效為正透鏡情形下可形成廣角鏡頭,例如圖示之第二相機鏡頭300,加上第一透鏡層51、第二透鏡層52和第三透鏡層55皆為陣列透鏡,故可由數個望遠鏡頭與數個廣角鏡頭組成一個複合陣列相機鏡頭模組5。
由上可知,除了第1圖所述的兩層透鏡層外,本揭露還可應用於包括三層透鏡層的情況。當第一透鏡層中的第一類型透鏡為正透鏡,第二和第三透鏡層中的第三類型透
鏡與第五類型透鏡等效成為正透鏡,故三層透鏡中的第一相機鏡頭可形成望遠鏡頭。另外,當第一透鏡層中的第二類型透鏡為負透鏡,第二和第三透鏡層中的第四類型透鏡與第六類型透鏡等效成為正透鏡,故三層透鏡中的第二相機鏡頭可形成廣角鏡頭。
此外,亦可將第二透鏡層設計成包括複數個第二子透鏡層,且該複數第二子透鏡層之各類型透鏡所組成之透鏡組可等效成為正透鏡的情形下,搭配上第一透鏡層為正透鏡或負透鏡的條件,分別成為望遠鏡頭或廣角鏡頭。同理,也可將第一透鏡層設計成包括複數個第一子透鏡層,且該複數第一子透鏡層之各類型透鏡所組成之透鏡組可等效成為正透鏡或負透鏡的情形下,搭配上第二透鏡層為正透鏡的條件,可分別成為望遠鏡頭或廣角鏡頭。
綜上所述,不管是第一透鏡層或第二透鏡層,可都由數個透鏡類型組合而成,只要形成等效焦距具有正透鏡或負透鏡結果,再搭配正正透鏡或負正透鏡的組合,即可形成可望遠或可廣角的鏡頭。
請參照第6圖,係說明本揭露之複合陣列相機鏡頭模組具備多個影像感測元件的結構示意圖。由於影像感測元件很貴,一般大小為6mm*4mm,假若直接將影像感測元件變大,則成本高且技術難度高,但因透鏡層採用射出成型方式,故成本較低,若作為一大層成本可被接受,故可設計成影像感測元件為複數個。
如圖所示,影像感測元件63為兩個,即第一感測元件
631和第二感測元件632,兩者可透過電線633串連,並接收自第二透鏡層62的光訊號(於此將第一透鏡層省略),儘管第二透鏡層62為單一層,但兩個陣列透鏡分開,故其感測元件位置可對應設置在兩個陣列透鏡處,其他非陣列透鏡處可無須設置感測元件。
此好處在於單一透鏡層可有兩個陣列透鏡,且分別搭配兩個感光元件631、632。因為在判斷距離時,若兩個影像擷取位置越靠近,則有較難判斷距離遠近的問題,因而兩個陣列透鏡可使影像擷取位置拉開,將有助於距離遠近判斷。舉例來說,兩個鄰近的廣角鏡頭取像位置距離越大,則影像用來判斷遠近越精確。
本揭露所提出之晶圓級複合陣列相機鏡頭,同一層可使用相同的材質,但不同層間則可採用不同材質,且每一透鏡層和影像感測元件都為平面設計且任兩平面之間間距恆定,特別是,每一個透鏡的等效焦距之倒數分之一不為零,即等效焦距不為無窮大,相同高度的影像感測元件與前面一個透鏡層是等間距,陣列相機鏡頭至少某一邊鏡頭數目大於等於2,如:1×2、1×3、1×4、2×2、2×3、2×4、3×3、3×4或4×4等,鏡頭優化的波長數目可以為單波長,也可以為多波長,鏡頭優化的光線可以為UV光、可見光或紅外光。
綜上所述,本揭露之複合陣列相機鏡頭模組,透過晶圓級透鏡製程設計複合陣列相機鏡頭,其中,同一層陣列透鏡先進行加工與成形,使得同一層陣列透鏡包含二種以
上不同曲率半徑的透鏡類型,接著,將數層透鏡層與影像感測元件組裝,在單一次對位及簡易校正下,即可形成複合陣列相機鏡頭,此時複合陣列相機鏡頭可包含二種以上焦距與二種以上視角的鏡頭,據此達到廣角和望遠之影像擷取之目的,故有助於達到全速域的影像偵測目的。
上述實施形態僅例示性說明本揭露之原理及其功效,而非用於限制本揭露。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本揭露之精神及範疇下,對上述實施形態進行修飾與改變。因此,本揭露之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧複合陣列相機鏡頭模組
11‧‧‧第一透鏡層
12‧‧‧第二透鏡層
13‧‧‧影像感測元件
111‧‧‧第一類型透鏡
112‧‧‧第二類型透鏡
121‧‧‧第三類型透鏡
122‧‧‧第四類型透鏡
200‧‧‧第一相機鏡頭
300‧‧‧第二相機鏡頭
Claims (10)
- 一種複合陣列相機鏡頭模組,包括:第一透鏡層,設置於光欄往物空間之位置並包括第一類型透鏡和第二類型透鏡;第二透鏡層,設置於該光欄往像空間之位置並包括第三類型透鏡和第四類型透鏡,其中,該第一類型透鏡與該第三類型透鏡為正透鏡,藉以形成具有第一等效焦距之第一相機鏡頭,以及該第二類型透鏡為負透鏡且該第四類型透鏡為正透鏡,藉以形成具有小於該第一等效焦距之第二等效焦距之第二相機鏡頭;以及影像感測元件,設置於該第二透鏡層遠離該光欄一側,其中,該第一透鏡層、該第二透鏡層以及該影像感測元件分別為平面設計且任兩平面之間間距恆定,且其中,該第一透鏡層與該第二透鏡層中所有透鏡之等效焦距的倒數分之一不為零。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,更包括紅外線濾光片,設置於該第二透鏡層與該影像感測元件之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,其中,該光欄形成於該第一透鏡層朝該第二透鏡層的表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,其中,該第一相機鏡頭具有第一視場角,該第 二相機鏡頭具有第二視場角,且該第一視場角小於該第二視場角。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,其中,該第一相機鏡頭具有第一相對孔徑,該第二相機鏡頭具有第二相對孔徑,且該第一相對孔徑小於該第二相對孔徑。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,其中,於該第二相機鏡頭中,該第二類型透鏡之等效焦距的絕對值大於該第四類型透鏡之等效焦距的絕對值。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,其中,該第一類型透鏡與該第二類型透鏡形成陣列組合,以及該第三類型透鏡與該第四類型透鏡形成陣列組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,更包括第三透鏡層,係設置於該第二透鏡層與該影像感測元件之間並包括第五類型透鏡和第六類型透鏡,其中,該第五類型透鏡與該第三類型透鏡等效形成正透鏡,以使該第一、第三和第五類型透鏡形成該第一相機鏡頭,以及該第六類型透鏡與該第四類型透鏡等效形成正透鏡,以使該第二、第四和第六類型透鏡形成該第二相機鏡頭。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,其中,該第一透鏡層包括複數第一子透鏡層, 且該複數第一子透鏡層之各類型透鏡所組成之透鏡組等效為正透鏡或負透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合陣列相機鏡頭模組,其中,該第二透鏡層包括複數第二子透鏡層,且該複數第二子透鏡層之各類型透鏡所組成之透鏡組等效為正透鏡。
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