基于有槽基板衬底的透镜制造方法以及相关透镜系统技术方案

一种基于有槽衬底的透镜制造方法包含将透镜材料沉积在衬底的第一侧上，其中所述衬底的所述第一侧具有多个沟槽。所述方法进一步包含自透镜材料成形多个透镜元件。所述方法包含通过使模具与所述第一侧接触而在所述第一侧的相应多个表面部分上成形多个透镜元件。所述表面部分中的每一者邻近于所述沟槽中的一相应沟槽。此外，所述方法包含在所述沟槽中容纳所述透镜材料的多余部分。一种使用此方法制造的透镜系统包含衬底，所述衬底具有平面表面和嵌入在所述平面表面中的沟槽。所述透镜系统进一步包含邻近于所述沟槽模制于所述平面表面上的透镜元件。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及基于有槽基板衬底的透镜制造方法以及相关透镜系统。
技术介绍
晶圆晶片级方法用于大量低成本的透镜制造。晶片级透镜通常用于例如照相手机和平板计算机等消费电子设备。常规晶片级透镜通过在衬底上模制透镜元件，之后分割衬底以从其单离出晶片级透镜而进行制造。模制过程包含将树脂沉积在衬底上，且将模具向下压至衬底，以便在衬底上形成大量透镜元件。当模具在衬底上处于适当位置时，树脂固化以形成透镜元件。模具具有与所需透镜形状相符的凹部。此外，模具具有与用于容纳多余树脂的透镜位置相邻的凹部。这些额外的凹部对于可靠地产生所需的透镜形状很有必要。由于这些凹部，在衬底上形成的每个透镜元件与衬底上和透镜周围的多余树脂环相关。所述多余的树脂环被称为“材料场(yard)”。当分割衬底以切割晶片级透镜时，分割线必须置于材料场外一定距离，以便在衬底的材料场外布置机械夹具。结果，每个晶片级透镜自身包含透镜、相关的材料场，以及与透镜元件的径向距离比材料场大的额外衬底材料。
技术实现思路
在一实施例中，基于有槽衬底的透镜制造方法包含将透镜材料沉积在衬底的第一侧上，其中衬底的第一侧具有多个沟槽。所述方法进一步包含从透镜材料成形多个透镜元件。所述方法包含通过使模具与第一侧接触而在第一侧的相应多个表面部分上成形多个透镜元件。表面部分中的每一者邻近沟槽中的一相应者。此外，所述方法包含在沟槽中容纳透镜材料的多余部分。在一实施例中，一种透镜系统包含衬底，所述衬底具有平面表面和嵌入于平面表面中的沟槽。所述透镜系统进一步包含邻近沟槽模制于平面表面上的透镜元件。附图说明图1说明根据一实施例的实施于相机模块中的基于有槽衬底的晶片级透镜。图2展示了基于先前技术晶片级透镜的先前技术晶片级透镜组合件。图3说明根据一实施例的用于制造透镜晶片的基于有槽衬底的方法。图4A和4B分别为根据一实施例的由图3方法所使用的有槽衬底的俯视平面图和横截面侧视图。图5示意性地说明根据一实施例的图3方法的一些步骤以及根据图3方法制造的基于有槽衬底的透镜晶片。图6说明根据一实施例的用于制造基于双侧有槽衬底的透镜晶片的方法。图7展示了根据一实施例的根据图6方法制造的基于双侧有槽衬底的透镜晶片。图8说明根据实施例的用于制造晶片级透镜组合件的基于有槽衬底的方法。图9示意性地说明根据实施例的图8方法的一些步骤。图10说明根据实施例的使用图8方法制造的晶片级透镜组合件。具体实施方式本文中揭示使用有槽衬底制造晶片级透镜的方法。这些方法得益于有槽衬底产生晶片级透镜不生成材料场。结果，这些方法可以更好地利用晶片区域，并且与传统晶片级透镜制造方法相比，每个晶片具有更高的产量。本文中还揭示使用基于有槽衬底的方法产生的透镜系统。图1说明在一个示范性相机模块100中实施的一个基于有槽衬底的示范性晶片级透镜110。相机模块100包含成像物镜160和图像传感器170。成像物镜160使用晶片级透镜110在图像传感器170上形成图像。图像传感器170通过成像物镜160俘获其上形成的图像。晶片级透镜110包含透镜元件112。透镜元件112模制于具有沟槽116的有槽衬底114上。有槽衬底114可至少部分透射所需波长范围的光，例如可见光波长范围的光。有槽衬底由例如玻璃或光学塑料制成。在模制过程中，多余的透镜材料由沟槽116容纳。结果，晶片级透镜110不具有常规晶片级透镜的材料场特性。尽管图1中描绘为已完全填满多余的透镜材料，但沟槽116可能仅部分填入了多余的透镜材料，而不偏离其范围。相机模块100将晶片级透镜110与另一单元130一起实施。例如，单元130可为另一晶片级透镜。或者，单元130为图像传感器170。晶片级透镜110耦合到单元130，且使用隔片120与其分隔。隔片120结合到有槽衬底114。隔片120安置在有槽衬底114上，因此隔片120的一部分位于沟槽116之上。这样可使隔片120定位得非常靠近透镜元件112。一个透镜晶片可产生的晶片级透镜110的数量至少部分由透镜元件112之间所需的距离所决定。所述距离又至少部分由容纳隔片120所需的区域决定。图2展示了基于先前技术晶片级透镜210的先前技术晶片级透镜组合件200。先前技术晶片级透镜210包含在衬底216上模制的透镜元件212和相关材料场214。先前技术晶片级透镜组合件200进一步包含另一单元230，例如另一晶片级透镜或图像传感器。单元230使用隔片220与先前技术晶片级透镜210的衬底216耦合。再次参考图1，距离150表示透镜元件112与隔片120之间的径向距离。距离150小于距离152。距离152表示从透镜元件112起测得的沟槽116的最大径向宽度。在一项实施例中，距离150小于距离152的一半。在另一实施例中，距离150小于距离152的10％。在另一实施例中，距离150实质上为零。在另一实施例中，距离150由与隔片120在有槽衬底114上的定位相关的公差界定。作为比较，在图2中将先前技术晶片级透镜组合件200的距离150和152相叠。在先前技术晶片级透镜组合件200中，透镜元件212与隔片220之间的径向距离是距离250。由于材料场214的存在，隔片220必须放置于材料场214之外的沟槽216上。因此，距离250显著大于距离150。即使在最佳情况下(其中材料场214距透镜元件212的最大径向宽度与沟槽116距透镜元件112的最大径向宽度类似)，距离250也大于距离150。在距离150比距离152小得多(例如小于距离152的一半)的实施例中，距离150显著小于可能的最小距离250。图3说明一种用于制造透镜晶片的基于有槽衬底的示范性方法300。例如，方法300用于制造透镜晶片，从所述透镜晶片单离出基于有槽衬底的晶片级透镜110(图1)。图4A和4B分别为方法300所使用的有槽衬底400的俯视平面图和横截面侧视图。图4A为有槽衬底400的俯视平面图，图4B为有槽衬底400的横截面侧视图，其中的横截面沿着图4A中的线4B-4B。图5通过图示500和510中的实例示意性地说明方法300的一些步骤，以及根据方法300制造的基于有槽衬底的透镜晶片520。图3、4A、4B和5最好放在一起观看。在图5的图示500所说明的步骤310中，透镜材料502沉积在有槽衬底400上。在一实施例中，透镜材料502与有槽衬底400的材料不同。如图4A和4B所示，有槽衬底400包含多个沟槽410，分别位于在多个表面部分420的周围。有槽衬底400可透射所需波长范围的光，例如可见光波长范围的光。在一项实施例中，有槽衬底400为玻璃衬底。在另一实施例中，有槽衬底400由光学塑料制成。例如，在已知先前技术中，有槽衬底400由环烯烃聚合物、聚苯乙烯、丙烯酸和/或聚酯(异丁烯酸甲酯)或其它光学塑料制成。沟槽410可通过蚀刻或切削形成。例如，基本为平面的衬底可经过蚀刻或切削形成沟槽410，从而制造出有槽衬底400。或者，可通过模制或铸造产生包含沟槽410的有槽衬底400，无需形成沟槽410的单独步骤。表面部分420是有槽衬底400的表面部分，在方法300中，透镜元件在其上形成。每个沟槽410的内外边界为圆形。然而，在不偏离其范围的情况下，沟槽410的形状可与图4A中的描绘不同。例如，至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于有槽衬底的透镜制造方法，包括：将透镜材料沉积在衬底的第一侧上，所述衬底的所述第一侧具有多个沟槽；通过使所述模具与所述第一侧接触而在所述第一侧的多个相应表面部分上自所述透镜材料成形多个透镜元件，所述表面部分中的每一者与所述沟槽中的一相应者相邻；以及在所述沟槽中容纳所述透镜材料的多余部分。

【技术特征摘要】
2015.04.22 US 14/693,0141.一种基于有槽衬底的透镜制造方法，包括：将透镜材料沉积在衬底的第一侧上，所述衬底的所述第一侧具有多个沟槽；通过使所述模具与所述第一侧接触而在所述第一侧的多个相应表面部分上自所述透镜材料成形多个透镜元件，所述表面部分中的每一者与所述沟槽中的一相应者相邻；以及在所述沟槽中容纳所述透镜材料的多余部分。2.根据权利要求1所述的方法，在所述成形步骤中，所述模具包含在所述模具与所述衬底接触时面对所述衬底的第一模具表面，所述第一模具表面为平面，其中多个凹部分别用于成形(a)所述多个透镜元件和(b)从所述表面部分到所述沟槽的多个流动路径。3.根据权利要求1所述的方法，所述成形步骤进一步包括对于所述表面部分中的每一者：将所述模具的表面放置于该等沟槽中的一相应者的远端部分上方且与所述第一侧齐平，以避免在所述远端部分出现沟槽溢流，所述远端部分距所述表面部分最远。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括，在所述放置步骤中且对于所述表面部分中的每一者，将沟槽溢流限制在溢流区域，所述溢流区域距所述表面部分的宽度小于所述沟槽中的所述相应者距所述表面部分的宽度。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将平面隔片晶片安置在所述第一侧上，所述平面隔片晶片具有孔口；将所述孔口与所述透镜元件对准；以及将所述平面隔片晶片的平面材料部分定位在所述沟槽的至少一部分之上。6.根据权利要求5所述的方法，所述定位步骤包括：将所述平面材料部分定位在所述沟槽的远端部分上。7.根据权利要求5所述的方法，所述安置步骤包括使所述平面隔片晶片的第一平面侧与所述衬底接触；以及所述方法进一步包括将透镜晶片安置在所述平面隔片晶片的第二平面侧，所述第二平面侧背对所述第一平面侧。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：使用所述沉积、成形和容纳步骤产生所述透镜晶片。9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：分割所述衬底以形成多个晶片级透镜组合件，所述晶片级透镜组合件中的每一者包含所述透镜元件中的至少一者；以及对于所述晶片级透镜组合件中的至少一者，将隔片安置在所述第一侧上，所述隔片具有面对所述第一侧的第一平面表面，所述第一平面表面的一部分安置在所述沟槽中与所述透镜元件中的所述至少一者相关的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高少凡，张家扬，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US