[发明专利]摄像装置、透镜结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透镜结构，特别是指一种供数字摄像装置使用的透镜结构，以及其制造方法。

背景技术

现代生活中，许多电子产品内部都会使用到数字摄像装置。例如，在数字照相机、数字摄影机、照相手机、安全监控器等之中，都可见到。

数字摄像装置中，通常包含有一个透镜结构和一个影像感测模块(例如CCD影像传感器或CMOS影像传感器)。透镜结构中可包含多个透镜，以对入射光进行微调，使影像感测模块可更精确地捕捉影像。

现有透镜模块结构的一例如图1所示。在本例中，包括有四个透镜11，12，13，14，以在入射光到达第四个透镜下方的影像感测模块(未示出)之前，对其进行微调。此结构在第一个透镜11上设有一个开孔10，作为入射光的入口，并设有一个外筒15，以将各零件结合在一起，以及还设有一个间隔体16，可供调整第三透镜13与第四透镜14之间的距离，以控制焦距等光学效应。

请参阅图2，美国公开专利申请案2006044450号中揭示出另一种现有透镜结构及其制造方法(Camera device，method of manufacturing acamera device，wafer scale package)。图2A标出此种透镜结构还处于晶圆状态时的情形。晶圆上包含有多个透镜结构组20，各透镜结构组为双重透镜结构；亦即，每一个透镜结构具有位于透镜晶圆240上的第一透镜250，和位于透镜晶圆242上的第二透镜252，两者借助间隔物222将其黏合在一起。为求最佳光学效应，间隔物222的高度需经过仔细的设计，因其会决定两透镜之间的距离。在其后的制程中，图2A所示的晶圆将与一个制有影像感测模块的传感器晶圆(未示出)黏合，并切割成多个摄像装置。

图2A所示晶圆的制程如下。请参阅图2B，首先，在一玻璃晶圆上涂布一层可由紫外线硬化(UV curable)的光学材料，接着硬化该材料，以形成多个透镜(图中仅示出一个)。接着，如图2C所示，将该具有单层透镜的晶圆与一个具有多个间隔物的玻璃间隔晶圆黏合。之后于图2D中，将完成图2C步骤的晶圆与另一个具有单层透镜的晶圆黏合，而构成双重透镜结构。

图2所示的制程与结构有以下缺点。如图2E所示，在实际状况中，在涂布和UV模制过程中，透镜材料经常会溢流到所设计的透镜边缘之外，因此透镜的厚度与轮廓可能不完全如理想；透镜的焦点可能会偏移、造成失焦而不准确；透镜像差(aberration)增加而造成摄像装置MTF性质的下降。此外，间隔物下方的多余透镜材料会影响间隔物与透镜晶圆的黏合强度，可能造成晶圆龟裂。又，在此种晶圆等级芯片尺寸的摄像装置中，当透镜尺寸设计成接近传感器尺寸时，透镜维度、形状、和间隔物黏合精确度等的控制，更形重要。

发明内容

有鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的之一便是提出一种具有精准透镜厚度的透镜结构。

本发明的另一目的在于，提出一种不会因为透镜材料溢流而造成龟裂的透镜结构。

本发明的再一目的在于，提出一种具有上述特性的透镜结构的制造方法。

本发明的又一目的在于，提出一种具有上述透镜结构的摄像装置。

为达上述目的，在本发明的一个实施例中，提供了一种透镜结构，其包含：一基体；位于该基体上的一透镜，该透镜由透镜制作材料所制成；一个与基体上的透镜相邻的限制结构，该限制结构，可限制透镜制作材料在基体上的面积，其中该限制结构包含有至少一个厚度界定元件，其中该厚度界定元件的平均剖面直径等于该限制结构的厚度，并高于该第一透镜的中心最高点；以及一个第二基体，其上具有第二透镜，该第二基体与该第一基体物理性地连接，以使入射光可通过第一与第二透镜，其中该限制结构界定两基体之间的距离。于是，透镜的厚度(及其光学特性)即得以精确控制。

上述实施例中所述的基体可以与另一个具有透镜的基体黏合，以构成双重透镜结构。此时，限制结构可供界定两基体之间的距离。

限制结构的制作材料，以其内散布有颗粒的材料为佳。颗粒可以大致呈球形、卵形、或长形。颗粒的剖面直径决定限制结构的厚度。