專利名稱：層疊型照相機模塊及其制造方法、和攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于拍攝被攝體的光學像的層疊型照相機模塊的制造方法 及層疊型照相機模塊、以及攝像裝置。
背景技術(shù)：
迄今，特別是在搭載于移動電話機的小型的照相機模塊中，其小型化和低 成本化正在推進中。
為了推進照相機模塊的小型化，最近被稱作晶片級光學系統(tǒng)或晶片級照相 機的技術(shù)得以實用化(參照非專利文獻1)。該技術(shù)利用導體工程在玻璃基板 上縱橫配置小的透鏡而形成的透鏡陣列，在僅層疊需要片數(shù)的這樣制成的同種 的玻璃基板之后，切出沿層疊方向排列構(gòu)成的各透鏡系統(tǒng)而得到攝像透鏡。而 且，還己知由半導體工序制造光盤用的透鏡的技術(shù)等(參照專利文獻l)。
由于晶片級照相機不存在可動部件，所以堅固、且可回流安裝在印刷基板 上。而且，由于量產(chǎn)性優(yōu)異，具有可低價制造的吸引力。而且，該晶片級照相 機也不需要組合攝像透鏡和攝像元件時的聚焦調(diào)節(jié)。
此外，作為可回流安裝的照相機模塊，己知有使用耐熱性高的光學系統(tǒng)的
技術(shù)(參照專利文獻2 4)。該技術(shù)通過在玻璃基板上粘接熱固化性樹脂形成 透鏡，從而得到高溫環(huán)境下的抗性得到提高的攝像透鏡。
非專利文獻 1: Wafer——Level Camera Technology. Copyright 2008 Tessera ， Inc. All rights reserved,[retrieved on 2008-05-20]. Retrieved from the Internet: 〈URL: http://www.tessera.com/thechnolo gies/products/wafer—level一camera/〉.
專利文獻1:日本專利公開2000 — 131508號公報
專利文獻2:日本專利第3976780號公報
專利文獻3:日本專利第3976781號公報
專利文獻4:日本專利第3976782號公報但是，對于這種量產(chǎn)性優(yōu)異的作為層疊型的照相機模塊的晶片級照相機， 希望進一步提高性能，例如，要求與帶自動聚焦機構(gòu)的數(shù)字照相機同等的性 能。
由于該晶片級照相機被設(shè)計成加深焦點深度而不需要自動聚焦、即不需要 動作部，所以存在成像在受光面上的光學像的銳度會比具有自動聚焦機構(gòu)的照 相機下降的情況。即，晶片級照相機通過加深焦點深度，即使距被攝體的攝影 距離變動大，成像在受光面上的光學像的銳度也不變得很差，這個方面是優(yōu)秀 的，但是具有難以在焦點深度的范圍內(nèi)始終將具有高的銳度的光學像成像在受 光面上的問題。而且，該問題不限于晶片級照相機，是對于不具有對焦機構(gòu)的 照相機普遍產(chǎn)生的問題。
另一方面，若在晶片級照相機例如適用一般的數(shù)字照相機中采用的對焦機 構(gòu)，則裝置尺寸增大，并且難以層疊組裝部件，產(chǎn)生量產(chǎn)性下降、裝置成本增 大的問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型是鑒于上述事情做出的，其目的在于，提供一種抑制裝置成本 的增大的同時可提高攝影品質(zhì)的層疊型照相機模塊的制造方法、及層疊型照相 機模塊、以及攝像裝置。
本實用新型的層疊型照相機模塊的制造方法，其特征在于，將通過在基本 上的預(yù)定的多個區(qū)域分別配置透鏡而成的1片以上的透鏡用基板、通過在對應(yīng) 于上述各區(qū)域的各位置配置具有受光面的攝像元件而成的攝像用基板、通過在 對應(yīng)于上述各區(qū)域的各位置配置用于調(diào)節(jié)上述基板之間的位置關(guān)系的致動器而 成的1片以上的位置調(diào)節(jié)用基板，按照對于上述各區(qū)域而通過上述透鏡用基板 的各透鏡將被攝體的光學像成像在各受光面上的方式分別層疊，其后，將該層 疊所得到的層疊體沿著相對于該層疊體的層疊方向垂直的面截斷而使對應(yīng)于上 述各區(qū)域的各部位分別相互截離，從而得到多個使成像在受光面上的光學像由 攝像元件拍攝的層疊型照相機模塊。
本實用新型的層疊型照相機模塊，其特征在于，具備配置有透鏡的1片 以上的透鏡用基板、配置有具有受光面的攝像元件的攝像用基板、和配置有用 于調(diào)節(jié)上述基板之間的位置關(guān)系的致動器的1片以上的位置調(diào)節(jié)用基板，并且，按照通過上述透鏡用基板的透鏡成像在受光面上的被攝體的光學像可由攝 像元件拍攝的方式層疊各基板。
而且，"基板之間"表示多個透鏡用基板中的2個透鏡用基板之間、或者 透鏡用基板和攝像用基板之間。
此外，層疊不限于相互鄰接而層疊的情況，表示包括在其間介設(shè)其他的構(gòu) 成因素而層疊的情況。
此外，"按照通過透鏡成像在上述受光面上的被攝體的光學像可由上述攝 像元件拍攝的方式層疊上述各基板"是表示1片以上的透鏡用基板、攝像用基 板、和1片以上的位置調(diào)節(jié)用基板被層疊為可由上述攝像元件拍攝通過透鏡成 像在上述受光面上的被攝體的光學像的情況。
上述位置調(diào)節(jié)用基板可以設(shè)為調(diào)節(jié)互相相鄰的基板之間的、這些基板的層 疊方向的位置關(guān)系、或相對于這些基板的層疊方向垂直的方向的位置關(guān)系、或 者互相相鄰的基板之間的傾斜度。
上述層疊型照相機模塊具備2個以上的上述透鏡用基板，在互相相鄰的攝 像用基板和透鏡用基板之間及互相相鄰的透鏡用基板之間分別配置位置調(diào)節(jié)用 基板。
上述層疊型照相機模塊，在上述攝像用基板的與上述透鏡用基板的一側(cè)相 反側(cè)還具備襯底基板，在該襯底基板和攝像用基板之間具備配置有用于調(diào)節(jié)沿 相對于這些基板的層疊方向垂直的方向的位置關(guān)系的致動器的襯底位置調(diào)節(jié)用 基板。
上述致動器是壓電元件。
上述致動器呈筒形狀，該筒形狀具有用于使被攝體的光學像傳播到受光面 上的、沿上述基板的層疊方向延伸的開口。
本實用新型的攝像裝置，其特征在于，具備層疊型照相機模塊。 本實用新型的有益效果如下
根據(jù)本實用新型的層疊型照相機模塊的制造方法及層疊型照相機模塊以及 攝像裝置，具備配置有用于調(diào)節(jié)基板之間的位置關(guān)系的致動器的位置調(diào)節(jié)用基 板，所以可以實施更準確地使被攝體的光學像成像在攝像元件的受光面上的對 焦，而且，位置調(diào)節(jié)用基板也可以與其它的透鏡用基板同樣地層疊，所以容易 組裝，可以抑制裝置成本的增大且提高攝像品質(zhì)。艮P，在不具有對焦機構(gòu)時，需要采用成像在攝像元件的受光面上的光學像 的銳度雖變差但焦點深度深的光學系統(tǒng)，在實施對焦時，可以采用焦點深度雖 淺但可使銳度高的光學像成像在受光面上的光學系統(tǒng)。由此，可以提高攝影品 質(zhì)。
此外，若將位置調(diào)節(jié)用基板做成調(diào)節(jié)互相相鄰的基板之間的、這些基板的 層疊方向的位置關(guān)系，則可以使被攝體的光學像更準確地成像在受光面上。
這里，在互相相鄰的攝像用基板和透鏡用基板之間配置位置調(diào)節(jié)用基板， 沿基板的層疊方向放大或縮小兩基板之間的間隔，可以進行相對于攝像元件送 出透鏡整體的焦點調(diào)節(jié)。其結(jié)果，可實現(xiàn)非常小型且自動聚焦。
而且，將位置調(diào)節(jié)用基板做成調(diào)節(jié)互相相鄰的基板之間的、相對于這些基 板的層疊方向垂直的位置關(guān)系，則可以實現(xiàn)手抖動校正。這樣防止在攝影時的 成為慢快門的狀況(低照度時)下，攝影者按下快門的瞬間照相機本身運動、 被攝影的像晃動的現(xiàn)象。具體地，通過將構(gòu)成透鏡的某個特定的透,向抵消照 相機的運動的方向移動而得以實現(xiàn)。
此外，若將位置調(diào)節(jié)用基板做成調(diào)節(jié)互相相鄰的基板之間的傾斜度，則可 以如上述地實現(xiàn)手抖動校正或可以校正在成像于受光面上的光學像中產(chǎn)生的像 差。
若層疊型照相機具備2個以上的透鏡用基板，將位置調(diào)節(jié)用基板配備在互 相相鄰的攝像用基板和透鏡用基板之間、及配備在互相相鄰的透鏡用基板之間 的兩者，則可以使整體送出的整個透鏡系統(tǒng)中的個別透鏡能夠進一步獨立移 動，可以對最近距離攝影時成為問題的像面進行校正，可期待得到所謂的流動 聚焦的效果。
而且，在攝像用基板的與透鏡用基板的一側(cè)相反側(cè)還具備襯底基板，在該 襯底基板和攝像用基板之間具備配置有用于調(diào)節(jié)向相對于這些基板的層疊方向 垂直的方向的相互位置關(guān)系的致動器的襯底位置調(diào)節(jié)用基板，則可以實現(xiàn)手抖 動校正。這是，在攝影時成為慢快門的狀況下(低照度時)，防止攝影者按下 快門的瞬間照相機本身運動而使被攝像的像晃動的現(xiàn)象。具體地，可以通過使 照相機整體向抵消照相機的運動的方向移動來實現(xiàn)。
此外，若將致動器設(shè)為壓電元件，則可以更可靠地調(diào)節(jié)基板之間的位置關(guān)
系若上述致動器為筒形狀且該筒形狀具有用于使被攝體的像向受光面上傳播 的向上述基板的層疊方向延伸的開口，可以更可靠地調(diào)節(jié)基板之間的位置關(guān)系。
圖1表示本實用新型的實施方式的實施例1的層疊型照相機模塊的簡要結(jié) 構(gòu)的剖面圖。
圖2是詳細表示實施例1的層疊型照相機模塊的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3是表示實施例1的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖4是表示實施例1的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖5是表示實施例1的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖6是表示實施例2的層疊型照相機模塊的剖面圖。
圖7是表示實施例2的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖8是表示實施例2的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖9是表示實施例3的層疊型照相機模塊的剖面圖。
圖10是表示位置調(diào)節(jié)用基板的4個壓電元件的配置的剖面圖。
圖11是表示位置調(diào)節(jié)用基板的8個壓電元件的配置的剖面圖。
圖12A是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖12B是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖12C是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖12D是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖13A是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖13B是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖13C是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖13D是表示實施例3的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖14是表示實施例4的層疊型照相機模塊的剖面圖。
圖15是表示位置調(diào)節(jié)用基板的4個壓電元件的配置的剖面圖。
圖16是表示位置調(diào)節(jié)用基板的8個壓電元件的配置的剖面圖。
圖17是表示實施例5的層疊型照相機模塊的剖面圖
圖18是表示實施例5的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。圖19是表示實施例5的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖20是表示實施例5的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖21是表示實施例6的層疊型照相機模塊的剖面圖。
圖22是表示實施例6的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖23是表示實施例6的層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖24是表示實施例7的層疊型照相機模塊的剖面圖。
圖25A是表示本實用新型的層疊型照相機模塊的制造方法的工序的圖。
圖25B是表示本實用新型的層疊型照相機模塊的制造方法的工序的圖。
圖25C是表示本實用新型的層疊型照相機模塊的制造方法的工序的圖。
圖中符號
50 —層疊體，51 —透鏡，52 —透鏡用基板，53 —攝像元件，54—攝像用基 板，55—致動器，56—位置調(diào)節(jié)用基板，59—層疊型照相機模塊。
具體實施方式
以下，用附圖說明本實用新型的實施方式。 〈實施例1>
圖1表示本實用新型的實施方式的實施例1的層疊型照相機模塊的簡要結(jié) 構(gòu)的剖面圖，圖2是詳細地表示上述層疊型照相機模塊的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖， 圖3、 4、 5分別是表示上述層疊型照相機模塊的MTF特性的圖。
圖1所示的實施例1的層疊型照相機模塊101具備分別配置有第1透鏡 11、第2透鏡13、及第3透鏡15的透鏡用基板即第1透鏡用基板10、第2透 鏡用基板12、及第3透鏡用基板14;配置有具有受光面21J的攝像元件21的 攝像用基板20;配置有用于調(diào)節(jié)互相相鄰的基板之間的第3透鏡用基板14和 攝像用基板20之間的位置關(guān)系的壓電元件31的位置調(diào)節(jié)用基板30。
該層疊型照相機模塊101從物側(cè)按如下順序?qū)盈B各基板，g卩，第l透鏡用 基板10、第2透鏡用基板12、第3透鏡用基板14、位置調(diào)節(jié)用基板30、攝像 用基板20，以便通過第1透鏡11、第2透鏡13及第3透鏡15成像在受光面 21J上的被攝體的光學像可由攝像元件21拍攝。
而且，該層疊型照相機模塊101在攝像用基板20和位置調(diào)節(jié)用基板30之 間具備由平行平板構(gòu)成的紅外線截止濾光片72，并且，在第1透鏡11的物具備孔徑光闌74。紅外光截止濾光片72遮斷可由攝像元件21檢測出而對被攝 體的攝像而言是不必要的紅外光對受光面21J的入射。
此外，隔離件62配置在透鏡用基板10和透鏡用基板12之間，隔離件64 配置在透鏡用基板12和透鏡用基板14之間，位置調(diào)節(jié)用基板30配置在透鏡 用基板14和紅外光截止濾光片72之間，隔離件66配置在紅外光截止濾光片 72和攝像用基板20之間。這些隔離件62、 64、 66及位置調(diào)節(jié)用基板30被設(shè) 置得使第1透鏡11、第2透鏡13、第3透鏡15及受光面21J位于預(yù)定位置， 即隔開期望的空氣間隔配置。
形成在透鏡用基板10的第1透鏡11、形成在透鏡用基板12的第2透鏡 13、形成在透鏡用基板14的第3透鏡15分別是兩面由非球面構(gòu)成的透鏡。這 樣，層疊型照相機模塊101在孔徑光闌74的后段配置有6面的非球面。
更詳細地，如圖2所示，配置在透鏡用基板10的第1透鏡11是在由玻璃 材料構(gòu)成的平行平板11H的兩側(cè)粘接具有耐熱性的熱固化性樹脂lla、 lib而 形成的。此外，配置在透鏡用基板12的第1透鏡13也是在由玻璃材料構(gòu)成的 平行平板13H的兩側(cè)粘接具有耐熱性的熱固化性樹脂13a、 13b而形成的。而 且，配置在透鏡用基板14的第1透鏡15也是在由玻璃材料構(gòu)成的平行平板 15H的兩側(cè)粘接具有耐熱性的熱固化性樹脂15a、 15b而形成的。
關(guān)于這種透鏡用基板的形成，可以使用日本專利第3976780號公報、日本 專利第3976781號公報、日本專利第3976782號公報等記載的方法。
而且，這種透鏡用基板的形成還可以利用半導體制造工序。而且，可以利 用半導體制造工藝形成層疊型照相機模塊整體。
配備在位置調(diào)節(jié)用基板30的壓電元件31使由第1透鏡11、第2透鏡 13、第3透鏡15構(gòu)成的攝像透鏡19的整體相對于攝像元件21沿光軸C的方 向(圖中箭頭Z方向)移動。由此，可以進行所謂透鏡系統(tǒng)的整體送出所完成 的焦點調(diào)節(jié)。
圖3是表示層疊型照相機模塊101的最佳攝影距離(2. 5米)的MTF特性 的圖表。表示短的攝影距離(0.5米)的MTF特性的圖表是圖4，在光軸方向 MTF特性曲線的峰值偏移。這是因為物體接近攝像透鏡19而使通過攝像透鏡 19成像的被攝體的光學像也沿光軸方向移動該份量。圖5是表示通過驅(qū)動配置在位置調(diào)節(jié)用基板30的壓電元件31而將透鏡系
統(tǒng)的整體送出(繰19出卞)時的MTF特性的圖表。如圖5所示，可知通過按抵 消上述光學像的移動的份量(18微米)將透鏡系統(tǒng)整體地送出，MTF特性曲線 的峰值向與賦予圖3的MTF特性曲線的峰值的位置相同的位置移動，從而攝像 距離的變動所引起的焦點移動被抵消。
艮P，通過壓電元件31的驅(qū)動，使位置調(diào)節(jié)用基板30的作為隔離件的厚度 從0. 471mm增大到0. 489mm，將透鏡用基板14和紅外光截止濾光片72之間的 空氣間隔從0.700增大到0.718mm，由此，由攝影距離的變動帶來的光學像的 成像位置的變動份量被抵消。
并且，表示MTF特性的圖3、 4、 5表示120線對/mm中的MTF特性曲線， 橫軸的單位是mm，縱軸的單位是％。此外，圖3、 4、 5的各圖中的符號1表示 與軸上有關(guān)的MTF特性曲線，符號2表示與像高0. 5mm有關(guān)的MTF特性曲線， 符號3表示與像高1. Omra有關(guān)的MTF特性曲線，符號4表示與像高1. 5mm有關(guān) 的MTF特性曲線。此外，各圖中的實線表示弧矢(sagittal)方向的MTF特 性，虛線表示子午(tangential)方向的MTF特性。而且，由各圖中的橫軸上 的值0. 000表示的位置是設(shè)計上的成像位置。
〈實施例2>
圖6是表示實施例2的層疊型照相機模塊102的剖面圖，圖7、 8分別是 表示上述層疊型照相機模塊102的MTF特性的值。
層疊型照相機模塊102是將層疊型照相機模塊101的隔離件64用設(shè)有壓 電元件33的位置調(diào)節(jié)用基板32進行了置換的模塊。通過該位置調(diào)節(jié)用基板32 的追加，可以調(diào)節(jié)第2透鏡用基板12和第3透鏡用基板14之間的沿光軸C方 向(圖中箭頭Z方向)的位置關(guān)系，由此，對第3透鏡15賦予獨立的移動。 關(guān)于其以外的結(jié)構(gòu)與實施例1的層疊型照相機模塊101相同，對于共同的結(jié)構(gòu) 用相同的符號省略其說明。
圖7是在實施例1的層疊型照相機模塊101中，表示從近距離攝影(0.5 米)進一步縮短攝影距離后的微區(qū)域的攝影距離(2厘米)的MTF特性的圖 表，通過這時的位置調(diào)節(jié)用基板30的壓電元件31的驅(qū)動而得到的透鏡系統(tǒng)的 整體送出量為644微米。圖7所示的MTF特性，若與圖3 5所示的MTF特性比較，則整體的S T 像面明顯地失去原形(潰壞)。因此，通過這樣設(shè)定攝影條件的照相機模塊所 得到的圖像品質(zhì)下降。按照這種圖像的劣化得以減少的方式改進后的是該實施 例2的層疊型照相機模塊102。
該實施例2的層疊型照相機模塊102不能完全抵消如上述的整體上S T 像面失去原形的狀況，但為了改進畫面中央附近的性能，在除由位置調(diào)節(jié)用基 板30的壓電元件31的驅(qū)動所完成的617微米的透鏡系統(tǒng)的整體送出以外，還 通過位置調(diào)節(jié)用基板32的壓電元件33的驅(qū)動使第3透鏡向物側(cè)移動30微 米，從而可以整體上改善這種S T像面失去原形的狀況。
圖8表示通過實施這種改進的層疊型照相機模塊102得到的MTF特性曲 線。從該圖8所示的MTF特性曲線中可讀取，中心和第2視場角處的性能被改 善。
此外，關(guān)于改善的程度即可按何程度的視場角進行校正是依存于光學設(shè)計 的，關(guān)于進行校正的視場角不限于本實施例那樣進行的情況。
而且，表示MTF特性的圖7、 8表示120線對/ram的MTF特性曲線，橫軸的 單位是mm，縱軸的單位是％。此外，圖7、 8的各圖中符號1表示與軸上有關(guān)的 MTF特性曲線、符號2表示與像高0.5mm有關(guān)的MTF特性曲線，符號3表示與 像高1. Oram有關(guān)的MTF特性曲線，符號4表示與像高1. 5mm有關(guān)的MTF特性曲 線。此外，各圖中的實線表示弧矢方向的MTF特性，虛線表示子午方向的MTF 特性。而且，由各圖中的橫軸上的值O.OOO表示位置是設(shè)計上的成像位置。
〈實施例3〉
圖9是表示實施例3的層疊型模塊103的剖面圖，圖10、圖11分別表示 位置調(diào)節(jié)用基板的壓電元件的配置，圖12A 12D、 13A 13D分別是表示上述 層疊型照相機模塊103的MTF特性的圖。
實施例3的層疊型照相機模塊103將配置在上述的實施例1的層疊型照相 機模塊101的隔離件62更換為設(shè)有壓電元件35的位置調(diào)節(jié)用基板34，使第1 透鏡11可以相對于第2透鏡13沿與光軸C垂直的光軸垂直方向(圖中X—Y 平面方向)移動。關(guān)于除此以外的結(jié)構(gòu)，與實施例1的層疊型照相機模塊101 相同，關(guān)于共同的結(jié)構(gòu)使用相同的符號省略其說明。而且，圖10示出在位置調(diào)節(jié)用基板34具有4個壓電元件的情況下表示光 軸垂直方向的剖面的狀態(tài)的A—A剖面，圖11示出在位置調(diào)節(jié)用基板34具有8 個壓電元件的情況下表示光軸垂直方向的剖面的狀態(tài)的A—A剖面。
由這些壓電元件構(gòu)成的致動器呈筒形狀，該筒形狀具有用于使被攝體的光 學像傳播到受光面上的沿上述基板的層疊方向延伸的開口。
如圖10所示，具有4個壓電元件的位置調(diào)節(jié)用基板34在圖中的箭頭 +X、 -X、 +Y、 -Y的各方向的位置配置有壓電元件35，實現(xiàn)第1透鏡11在光軸 正交方向(圖中的X-Y平面延伸的方向)中的任意方向上的移動。圖11所示 的壓電元件的配置分別相對于圖中的箭頭+X、 -X、 +Y、 -Y的各方向還在45度 方向的位置追加配置壓電元件35，進一步提高移動第1透鏡11時的精度。
而且，未必限于在位置調(diào)節(jié)用基板34配置壓電元件的情況，本質(zhì)上，只 要通過使配置在第1透鏡用基板10的第1透鏡11或?qū)⒛硞€特定的透鏡沿光軸 垂直方向移動，從而按照能夠使光學像成像在受光面21上的抖動校正得以實 現(xiàn)的方式構(gòu)成位置調(diào)節(jié)用基板34即可。
在層疊型照相機模塊103中，若使第1透鏡11沿光軸垂直方向移動10微 米，則通過其凸透鏡作用，能夠校正0.2度的抖動。
層疊型照相機模塊103的透鏡系統(tǒng)的焦距是3.311毫米(f=3.311)，產(chǎn) 生0.2度(e =0.2度)的抖動時的模糊量S是5 =fXtan ( 9 ) =3.311X tan (0.2) =12微米。
12微米作為空間頻率相當于42線對/mm。在攝影時產(chǎn)生0. 2度的抖動的情 況下，若以理想的點像考慮，則點像沿著抖動的方向拉伸12微米。這時，不 能定義比相當于42線對/mm高的空間頻率下的分辨率，即，產(chǎn)生不能評價MTF 的程度的像質(zhì)劣化。
圖12A 12D表示在本實施例的透鏡系統(tǒng)中為了實現(xiàn)0. 2度的校正而使第1 透鏡11沿光軸垂直方向移動10微米時的MTF特性曲線。根據(jù)圖12A 12D可 知，保持了某種程度的MTF。圖13A 13D是不移動第1透鏡11的情況(所有 的透鏡理想地配置在光軸上的情況)的特性曲線。的確，圖12A 圖12D所示 的MTF特性與圖13A 圖13D所示的MTF特性比較，雖然性能劣化，但是被認 為比不實施校正且在高于42線對/mm的空間頻率下不能定義分辨率的狀態(tài)好。
13而且，圖12A、 13A表示40線對/mm的MTF特性曲線，圖12B、 13B表示 60線對/,的MTF特性曲線，圖12C、 13C表示80線對Arai的MTF特性曲線， 圖12D、 13D表示100線對/腿的MTF特性曲線，橫軸的單位是mm,縱軸的單 位是％。此外，上述圖12A 12D、 13A 13D的各圖中的符號1表示與軸上有關(guān) 的MTF特性曲線、符號2表示與像高0.5mm有關(guān)的MTF特性曲線，符號3表示 與像高1. 0腿有關(guān)的MTF特性曲線，符號4表示與像高1. 5mm有關(guān)的MTF特性 曲線。此外，各圖中的實線表示弧矢方向的MTF特性，虛線表示子午方向的 MTF特性。而且，由各圖中的橫軸上的值0.000表示的位置是設(shè)計上的成像位 置。
〈實施例4〉
圖14是表示實施例4的層疊型照相機模塊104的剖面圖，圖15、圖16分 別是表示位置調(diào)節(jié)用基板的壓電元件的配置的剖面圖。
層疊型照相機模塊104，其在實施例1的層疊型照相機模塊101的攝像用 基板20的像側(cè)按如下順序配置有配設(shè)了壓電元件37的位置調(diào)節(jié)用基板36和 支承該位置調(diào)節(jié)用基板36的襯底基板38，可以使由透鏡系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)構(gòu)成 的攝像部(即，具有與層疊型照相機模塊101相同的結(jié)構(gòu)的部分)相對于襯底 基板38 —體可動。對于這以外的結(jié)構(gòu)與實施例1的層疊型照相機模塊101相 同，關(guān)于共同的結(jié)構(gòu)用相同的符號省略其說明。
圖15表示在位置調(diào)節(jié)用基板36具有4個壓電元件37時的光軸垂直方向 的剖面的狀態(tài)的B—B剖面。此外，圖16表示在位置調(diào)節(jié)用基板34具備8個 壓電元件37時的光軸垂直方向的剖面的狀態(tài)的B—B剖面。
如圖15所示，具有4個壓電元件的位置調(diào)節(jié)用基板36在圖中的箭頭 +X、 -X、 +Y、 -Y的各方向的位置配置了壓電元件37，使這4個壓電元件37以 沿光軸方向單獨伸縮的方式驅(qū)動，透鏡系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)一體地傾斜。由此，可 以實現(xiàn)將透鏡系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)一體地向任意方向傾斜的驅(qū)動。圖16所示的壓 電元件的配置分別相對于圖中的箭頭+X、 -X、 +Y、 -Y的各方向還在45度方向 的位置追加壓電元件37，以進一步提高驅(qū)動的精度。
作為壓電元件的配置，與實施例3的圖10、圖11所示的配置相周，但移 動的方向為光軸C的方向(圖中箭頭Z方向)，這是不同的。要進行抖動校正，需要使透鏡系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)一體地向縱搖方向、偏轉(zhuǎn)方向位移，所以獨立 地沿光軸方向驅(qū)動各壓電元件37，實施向上述縱搖方向、偏轉(zhuǎn)方向的位移。
作為抖動校正，最優(yōu)選這樣使透鏡系統(tǒng)和受光元件一體可動的情況，這是 因為，由透鏡系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)構(gòu)成的攝像光學系統(tǒng)中的相對位置關(guān)系不變。特
別是，攝像元件的像素間距成為1.75微米等微細的情況、或在F值小的光學 系統(tǒng)中各透鏡的位置精度為10微米程度的情況是普遍的，即使實施例3所示 的10微米的透鏡的偏芯，即使是用于校正的機構(gòu)，也從維持光學性能的觀點 不優(yōu)選。因此，更優(yōu)選如本實施例的由一體移動的抖動校正。
此外，在層疊型照相機模塊104中，在校正抖動時，第l透鏡ll、第2透 鏡13、第3透鏡15、受光面21J的相互的位置關(guān)系不變，所以可以仍期待已 說明的圖13所示的MTF特性即設(shè)計性能。
<實施例5〉
圖17是表示實施例5的層疊型照相機模塊105的剖面圖，圖18、 19、 20 分別是表示上述層疊型照相機模塊105的MTF特性的圖。
該層疊型照相機模塊105在實施例1的層疊型照相機101的前方(第1透 鏡11的物側(cè))配置配備有液體透鏡的液體透鏡基板76，將配置在第2透鏡基 板12和第3透鏡基板14之間位置調(diào)節(jié)用基板30置換為簡單的隔離件68。由 此，與由所謂整體送出的焦點調(diào)節(jié)大致同等的功能就能夠無可動部分地實現(xiàn)。 關(guān)于其以外的結(jié)構(gòu)，與實施例1的層疊型照相機模塊101相同，關(guān)于共同的結(jié) 構(gòu)使用相同的符號，省略其說明。
而且，液體透鏡是迄今已知的元件，通過改變收容在內(nèi)部的水76W和油 76V的邊界所成的曲面形狀，從而可以調(diào)節(jié)透鏡特性。
圖18是表示層疊型照相機模塊105的最佳攝影距離(2. 5米)的MTF特性 的圖。圖19是表示層疊型照相機模塊105的短的攝影距離(0.64米)的MTF 特性的圖。如圖19所示，在光軸方向(圖中箭頭Z方向)MTF特性曲線的峰值 偏移。這是因為通過被攝體接近層疊型照相機模塊105，形成在受光面的光學 像也沿光軸方向移動其接近的份量。
圖20是表示在驅(qū)動配備在液體透鏡基板76的液體透鏡、以水76W和油 76V的邊界面Bo形成為曲率半徑90毫米(凸面朝向物側(cè))的方式進行控制時 的MTF特性的圖。根據(jù)該圖可知，MTF特性的峰值位于與賦予圖18所示的最佳攝影距離(2.5米)的MTF特性曲線的峰值的位置相同的位置，可以僅由液體
透鏡的調(diào)節(jié)抵消由攝影距離的變動的焦點位置的移動。
而且，表示MTF特性的圖18、 19、 20表示120線對/mm的MTF特性曲線， 橫軸的單位是mm，縱軸的單位是％。此外，圖18、 19、 20的各圖中的符號1表 示與軸上有關(guān)的MTF特性曲線、符號2表示與像高0.5^有關(guān)的MTF特性曲 線，符號3表示與像高1.0ram有關(guān)的MTF特性曲線，符號4表示與像高1. 5 有關(guān)的MTF特性曲線。此外，各圖中的實線表示弧矢方向的MTF特性，虛線表 示子午方向的MTF特性。而且，由各圖中的橫軸上的值0. 000表示的位置是設(shè) 計上的成像位置。
〈實施例6〉
圖21是表示實施例6的層疊型照相機模塊106的剖面圖，圖22、 23分別 是表示上述層疊型照相機模塊106的MTF特性的圖。
該層疊型照相機模塊106是對圖17所示的實施例5的層疊型照相機模塊 105施加變更的模塊，將第2透鏡基板12和第3透鏡基板14之間的隔離件64 置換為配備壓電元件81的位置調(diào)節(jié)用基板80，并且，第3透鏡14和紅外光截 止濾光片72之間的隔離件68也置換為配備有壓電元件83的位置調(diào)節(jié)用基板 82，對第3透鏡基板14施以獨立的運動。關(guān)于其以外的結(jié)構(gòu)，與實施例5的 層疊型照相機模塊105相同，關(guān)于共同的結(jié)構(gòu)使用相同的符號省略其說明。
圖22是從實施例5的層疊型照相機模塊105的短的攝影距離(0.64米) 進一步縮短攝影距離的微區(qū)域的攝影距離(0.25米)的MTF特性曲線的圖，這 時，被控制為液體透鏡的邊界面Bo的曲率半徑成為35毫米。
若與實施例5已經(jīng)說明的圖19、 20所示的MTF特性曲線比較，則整體上 S*T像面明顯地失去原形。由此圖像品質(zhì)受損。雖然不能完全消除該該狀況， 但是除將液體透鏡的邊界面Bo的曲率半徑控制為35毫米以外，若使第3透鏡 14向像側(cè)(受光面21J側(cè))移動15微米，則透鏡性能全面被改善。
這里，為了僅使第3透鏡14向像側(cè)移動15微米，使壓電元件81的長度 拉伸15微米，而另將壓電元件83的長度縮短15微米。由此，可以僅移動層 疊型照相機模塊106中的第3透鏡14的位置。圖23表示該透鏡性能全面被改 善性能時的MTF特性。
16此外，關(guān)于改善的程度即可按何程度的視場角進行校正是依賴于光學設(shè)計 的，關(guān)于進行校正的視場角不限于本實施例的情況。
而且，表示MTF特性的圖22、 23表示120線對/腿的MTF特性曲線，橫軸 的單位是mm，縱軸的單位是％。此外，圖22、 23的各圖中的符號1表示與軸上 有關(guān)的MTF特性曲線、符號2表示與像高0. 5mm有關(guān)的MTF特性曲線，符號3 表示與像高1. Omm有關(guān)的MTF特性曲線，符號4表示與像高1. 5腿有關(guān)的MTF 特性曲線。此外，各圖中的實線表示弧矢方向的MTF特性，虛線表示子午方向 的MTF特性。而且，由各圖中的橫軸上的值0.000表示的位置是設(shè)計上的成像 位置。
〈實施例7〉
圖24是表示實施例7的層疊型照相機模塊107的剖面圖。
該層疊型照相機模塊107在上述的實施例1的層疊型照相機模塊101的側(cè) 面具備遮光部85。該遮光部85是施以遮光處理、或配置用于遮光的部件而形 成的。關(guān)于其以外的結(jié)構(gòu)與實施例1的層疊型照相機模塊101相同，對于共同 的結(jié)構(gòu)使用相同的符號并省略其說明。
具備遮光部85的層疊型照相機模塊107能夠抑制成為噪聲的雜散光的入 射，所以可進一步提高攝影品質(zhì)。
如上述，根據(jù)本實用新型的層疊型照相機模塊，具備配備有致動器的位置 調(diào)節(jié)用基板，所以能夠?qū)嵤⒈粩z體的光學像更準確地成像在攝像元件的受光 面上的焦點調(diào)節(jié)，而且，位置調(diào)節(jié)用基板也可以與其它透鏡用基板等同樣地層 疊，所以可以容易組裝，并可以抑制大型化或生產(chǎn)性的下降且提高攝像品質(zhì)。
而且，本實用新型的層疊型照相機模塊不限于上述實施方式等，可以實施 各種變形。
而且，如上述的層疊型照相機模塊可以如下地制造。圖25A、 25B、 25C是 表示本實用新型的層疊型照相機模塊的制造方法的圖。
如圖25A所示，本實用新型的層疊型照相機模塊的制造方法，準備通過在 基板上的預(yù)先設(shè)定的多個預(yù)定區(qū)域、即在基板劃分為6行X6列的36個預(yù)定區(qū) 域分別配置透鏡51而成的3片透鏡用基板52。此外，準備具有受光面的且通 過將攝像元件53配置在與上述6行X6列劃分的36個的預(yù)定區(qū)域?qū)?yīng)的各位 置而成的攝像用基板54。而且，準備通過將用于調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的位置關(guān)系的致動器
55配置在與上述6行X6列劃分的36個預(yù)定區(qū)域?qū)?yīng)的各位置而成的3片位 置調(diào)節(jié)用基板56。
并且，關(guān)于上述6行X6列劃分的36個各預(yù)定區(qū)域，按照被攝體的光學像 通過3片透鏡51而成像在攝像元件53的受光面上的方式進行層疊，由此得到 圖25B所示的層疊體50。
然后，如圖25C所示，將層疊體50沿著相對于該層疊體50的層疊方向垂 直的面切斷而將分別對應(yīng)于36個預(yù)定區(qū)域的各部位相互斷離，從而得到36個 層疊型照相機模塊59，該層疊型照相機模塊59使成像在受光面上的光學像可 由攝像元件53拍攝。
而且，上述"互相相鄰的基板之間"表示透鏡用基板52和攝像用基板54 之間、或者多個透鏡用基板52中的2個互相相鄰的透鏡用基板52之間。
而且，不限于構(gòu)成層疊型照相機模塊的透鏡為兩面非球面的情況，可以兩 面球面或者一方為球面另一方為非球面的透鏡。而且，構(gòu)成層疊型照相機模塊 的透鏡只要具有透鏡作用就可配置任意類型的透鏡。
此外，層疊型照相機模塊可以作為搭載于移動電話機、車載用照相機、及 內(nèi)窺鏡等的照相機采用。
艮P，層疊型照相機模塊可以形成有回流(reflow)安裝用的焊點，由此， 可以得到在印刷基板上回流安裝層疊型照相機模塊而制作的移動電話機、車載 用照相機及內(nèi)窺鏡等。
權(quán)利要求1.一種層疊型照相機模塊，其特征在于，具備配置有透鏡的1片以上的透鏡用基板、配置有具有受光面的攝像元件的攝像用基板和配置有用于調(diào)節(jié)上述基板之間的位置關(guān)系的致動器的1片以上的位置調(diào)節(jié)用基板，并且，按照通過上述透鏡將被攝體的光學像成像在上述攝像元件的受光面上的方式層疊上述各基板。
2. 如權(quán)利要求1所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述位置調(diào)節(jié) 用基板通過其在垂直于基板層疊方向的面內(nèi)所配置的多個致動器同時使特定透 鏡或透鏡組沿上述基板層疊方向移動來調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的、該基 板的層疊方向的位置關(guān)系。
3. 如權(quán)利要求1所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述位置調(diào)節(jié) 用基板通過其在垂直于基板層疊方向的面內(nèi)所配置的多個致動器使特定透鏡或 透鏡組沿垂直于上述基板層疊方向移動來調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的、相 對于該基板的層疊方向垂直的方向的位置關(guān)系。
4. 如權(quán)利要求2所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述位置調(diào)節(jié) 用基板通過其在垂直于基板層疊方向的面內(nèi)所配置的多個致動器使特定透鏡或 透鏡組沿垂直于上述基板層疊方向移動來調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的、相 對于該基板的層疊方向垂直的方向的位置關(guān)系。
5. 如權(quán)利要求1所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述位置調(diào)節(jié) 用基板通過使其在垂直于基板層疊方向的面內(nèi)所配置的偶數(shù)個致動器沿上述透 鏡的光軸方向單獨伸縮來調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的傾斜度。
6. 如權(quán)利要求2所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述位置調(diào)節(jié) 用基板通過使其在垂直于基板層疊方向的面內(nèi)所配置的偶數(shù)個致動器沿上述透 鏡的光軸方向單獨伸縮來調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的傾斜度。
7. 如權(quán)利要求3所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述位置調(diào)節(jié) 用基板通過使其在垂直于基板層疊方向的面內(nèi)所配置的偶數(shù)個致動器沿上述透 鏡的光軸方向單獨伸縮來調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的傾斜度。
8. 如權(quán)利要求4所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述位置調(diào)節(jié) 用基板通過使其在垂直于基板層疊方向的面內(nèi)所配置的偶數(shù)個致動器沿上述透 鏡的光軸方向單獨伸縮來調(diào)節(jié)互相相鄰的上述基板之間的傾斜度。
9. 如權(quán)利要求1或8所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，具備2個 以上的上述透鏡用基板，在互相相鄰的上述攝像用基板和上述透鏡用基板之間 及互相相鄰的上述透鏡用基板之間分別配置上述位置調(diào)節(jié)用基板。
10. 如權(quán)利要求1或8所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，在上述攝 像用基板的與上述透鏡用基板的一側(cè)相反側(cè)還具備襯底基板，在該襯底基板和 上述攝像用基板之間具備配置有用于調(diào)節(jié)沿相對于該基板的層疊方向垂直的方 向的位置關(guān)系的致動器的襯底位置調(diào)節(jié)用基板。
11. 如權(quán)利要求1或8所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述致動 器是壓電元件。
12. 如權(quán)利要求1或8所述的層疊型照相機模塊，其特征在于，上述致動 器成筒形狀，該筒形狀具有用于使上述被攝體的光學像傳播到上述受光面上 的、沿上述基板的層疊方向延伸的開口。
13. —種攝像裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1或8所述的層疊型照相 機模塊。
專利摘要本實用新型提供一種層疊型照相機模塊，抑制裝置成本的增大且提高攝影品質(zhì)。本實用新型的層疊型照相機模塊具備配置有透鏡(11、13、15)的透鏡用基板(10、12、14)、配備有具有受光面(21J)的攝像元件(21)的攝像用基板(20)、配備有用于調(diào)節(jié)基板之間的位置關(guān)系的致動器(31)的位置調(diào)節(jié)用基板(30)，按照通過透鏡(11、13、15)成像在受光面(21J)的被攝體的光學像可由攝像元件(21)拍攝的方式層疊各基板。
文檔編號H01L27/146GK201383026SQ200820178950
公開日2010年1月13日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
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