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技術 光学レンズ、カメラモジュール及びその組み立て方法

出願人 寧波舜宇光電信息有限公司
発明者 王明珠姚立鋒郭楠
出願日 2018年7月19日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2020-508008
公開日 2020年10月22日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-530592
状態 未査定
技術分野 レンズ鏡筒
主要キーワード 付属構造 軸方向オフセット 調整変数 曲率差 軸方向ずれ 多軸調整 残留像 能力指数
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月22日)のものです。
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図面 (17)

課題・解決手段

本発明は、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズと、第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズを用意するステップと、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、イメージング可能な光学系を構成するステップと、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面ターゲット面マッチングさせるステップと、及び前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズの前記光軸方向における相対距離が変わらないように前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを接続するステップとを含む光学レンズ組み立て方法を提供する。本発明は、対応する光学レンズ及びカメラモジュール及びその組み立て方法をさらに提供する。本発明は、像面湾曲を効果的に低減することができ、プロセス能力指数を改善することができ、各構成要素の精度およびその組み立て精度要件緩和することができる。

概要

背景

モバイル電子機器の普及に伴い、モバイル電子機器でユーザーが画像(例えば、ビデオまたは画像)を取得するのに役立つカメラモジュールの関連技術が急速に発展し、進歩した。また、近年、カメラモジュールは、医療セキュリティ、工業生産などの多くの分野で広く使用されている。

幅広市場需要を満たすために、高画素、小型、大絞りは、既存のカメラモジュールの不可逆的な開発トレンドである。市場は、カメラモジュールの画像品質をますます要求している。特定の光学設計のカメラモジュールの解像度に影響を与える要因には、光学イメージングレンズ品質モジュールパッケージングプロセス中の製造誤差が含まれる。光学イメージングレンズの像面湾曲とモジュールパッケージングの製造誤差によって形成される像面湾曲は、カメラモジュールの解像度に影響を与える。業界では、現在、像面湾曲の問題に対する効果的な解決策はない。

像面湾曲において、レンズに像面湾曲がある場合、ビーム全体の交点理想像点と重ならず、それぞれの特定の点で明確な像点を得ることができるが、像面全体は曲面である。感光素子が平面である場合、湾曲した像面は感光素子の感光面と重ならないため、中心視野が重なる場合、中心視野の解像度は高く、画像は明確になるが、周辺に像面湾曲のある視野は像面の湾曲により、感光素子の感光面と重なることができず、低解像度と低画質をもたらす。逆の場合も同様に、周辺に像面湾曲のある視野が感光素子の感光面と重なる場合、当該周辺視野の解像度は高く、画像は明確で、中心視野は感光性要素の感光面と重なることができないため、低解像度と低画質をもたらす。たとえ感光素子が平面でなくても、光学レンズイメージング像面の湾曲の程度が感光素子の感光面の湾曲の程度と一致しない限り、2つの間に相対的な違い、つまり像面湾曲があり、もたらす影響は上記の場合と同じである。

従って、像面湾曲の影響により、レンズのイメージング像面が感光素子の感光面とうまく一致できなくなり、感光素子によって形成される画像を最高イメージング品質に比べて低下させる。

カメラモジュールの像面湾曲は、光学イメージングレンズの製造プロセス及びモジュールパッケージングプロセス中に生成される。これらのプロセスのいずれかで生成された像面湾曲が除去されないと、画像品質を低下し、2つのプロセスの像面湾曲の悪化を重畳し、ソリューションプロセスを単独で見ることはできない。しかし、現在の産業チェーンでは、光学イメージングレンズの製造プロセスとモジュールパッケージングプロセスは分離されており、この状況は、2つのプロセスの像面湾曲を単独で解決すべきではないという事実と矛盾している。

以下では、上記の2つの主要なプロセスから、既存の像面湾曲の解決策と現状について説明する。
(一)(1)従来の光学イメージングレンズ中の一体型レンズにおいて、複数のレンズがレンズバレルに順次に固定され、レンズは一旦レンズバレルに取り付けられると、位置を調整できなくなり、レンズ全体的な性能が決定され、制御部材公差のみによりイメージング品質を制御する。(2)従来の光学イメージングレンズ中のスプリットレンズにおいて、複数のレンズユニットは、移動基準を得るためにギャップなくある取り付け面に密接に支持され、その取り付け面は、イメージング面に平行であるので、移動による調整は支持された取り付け面に沿ったイメージング面に平行な調整のみである。これは、像面湾曲の問題を解決できない。

光学イメージングレンズの製造プロセスにおいて、像面湾曲は、レンズシート単体光学面厚さ、光学面サジタル高さ、光学面表面の曲率半径などの方面の誤差を含み、これらの誤差は金型の精度と成形精度を制御する能力に依存する各素子及びその組み立ての誤差と、素子の加工精度に依存するレンズシートスペーサー素子厚さと、組み立てられる素子の寸法公差とレンズの組み立て精度に依存する各レンズシートの組み立て協調と、及び材料の安定性とバッチの一貫性に依存するレンズシート材料屈折率の変化に起因する。また、上記のそれぞれの素子の像面湾曲に影響を与える誤差は、悪化を累積する現状があり、この累積誤差はレンズの数とともに増加する。既存の像面湾曲の解決策は、像面湾曲を低減する目的を達成するために、像面湾曲に感度の高い素子のサイズをバッチで制御し、一致させることであるが、バッチで固定値調整し、調整変数が少なく、調整された素子は単一であり且つ単一レンズバレルの構造に限定され、調整の自由度が低く、フィードバック周期が長いため、大容量製品の像面湾曲分布中心値のみを調整できるが、像面湾曲分布幅収束させることはできない。即ち、すなわち、像面湾曲の処理能力指標を改善することができず、像面湾曲の処理能力指数CPK)が低く、変動が大きいため、像面湾曲に起因する解像度の欠陥率が高い。前述のように、像面湾曲に影響する多くの要因があるため、それらは複数の素子に存在し、各要因の制御には製造精度の限界があり、単に各素子の精度を向上させるだけの場合、持ち上げ能力が制限され、持ち上げコストが高くなり、残留像面湾曲は市場の増大する画像品質要件を満たすことができない。この場合、既存の光学イメージングレンズの像面湾曲分布は基本的に+/−10μmであり、より好ましくは、分布は+/−7μmであり、各素子部品とその組み立て精度の制御が不十分な場合、分布範囲は+/−15μmに達する。画像品質に対する市場の需要の像面湾曲分布は+/−5μmより小さい。

(二)カメラモジュールのパッケージング製造プロセスにおいて、像面湾曲は、感光素子の感光面湾曲またはターゲット像面の曲率差に起因する。差の原因は、感光素子の厚さ、回路基板の厚さ及び平坦度、素子の制御能力モジュールサイズの小型化の制限と構造強度と、材料の特性と張り付き工程に依存する感光素子を接着する接着剤の厚さ、均一性及び熱膨張係数と、材料の特性と加工精度に依存する取り付けられた透光光学素子の厚さ、均一性、屈折率と、及び材料特性、モジュールサイズの小型化の制限と構造強度に依存するパッケージング材料収縮による応力変形を含む。既存の像面湾曲の解決策は、上記の各素子の構造強度を改善し、変形と収縮の量を低減することである。実際に、これらの方法では前述の問題を効果的に解決することはできない。像面湾曲に影響する多くの要因があるため、それらは複数の素子に存在し、各要因の制御には製造精度の限界があり、単に各素子の精度を向上させるだけの場合、持ち上げ能力が制限され、持ち上げコストが高くなり、残留像面湾曲は市場の増大する画像品質要件を満たすことができない。この場合、既存のカメラモジュールの像面湾曲は大きく変動し、分布は基本的に+/−12μmであり、より好ましくは、分布は+/−8μmであり、各素子部品とその組み立て精度の制御が不十分な場合、分布範囲は+/−17μmに達する。画像品質に対する市場の需要の像面湾曲分布は+/−5μm未満である。

概要

本発明は、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズと、第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズを用意するステップと、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、イメージング可能な光学系を構成するステップと、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面ターゲット面マッチングさせるステップと、及び前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズの前記光軸方向における相対距離が変わらないように前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを接続するステップとを含む光学レンズ組み立て方法を提供する。本発明は、対応する光学レンズ及びカメラモジュール及びその組み立て方法をさらに提供する。本発明は、像面湾曲を効果的に低減することができ、プロセス能力指数を改善することができ、各構成要素の精度およびその組み立て精度の要件を緩和することができる。

目的

既存の像面湾曲の解決策は、上記の各素子の構造強度を改善し、変形と収縮の量を低減することである

効果

実績

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牽制数
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請求項1

光学レンズ組み立て方法であって、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズと、第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズを用意するステップと、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成するステップと、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面ターゲット面マッチングさせるステップと、及び前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズの前記光軸方向における相対距離が変わらないように、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを接続するステップと、を含むことを特徴とする光学レンズ組み立て方法。

請求項2

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記実際の測定像面湾曲ターゲット像面湾曲をマッチングさせるように、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項3

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面湾曲は、基準視野の実際の測定像面に対する選択された試験視野の実際の測定像面の軸方向オフセットであることを特徴とする請求項2に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項4

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット像面湾曲は、前記基準視野に対応するターゲット面の位置に対する前記試験視野に対応するターゲット面の位置の軸方向のオフセットであることを特徴とする請求項3に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項5

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲のマッチングは、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲との差が+/−5μm範囲内であるようにするステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項6

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、平面であることを特徴とする請求項2に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項7

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、凸状または凹状の曲面、または波状の曲面であることを特徴とする請求項2に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項8

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、少なくとも1つの視野を試験視野として選択することを特徴とする請求項4に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項9

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記試験視野は、40%視野から85%視野までの範囲内の視野であることを特徴とする請求項6に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項10

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、2−10個の視野を試験視野として選択し、選択された試験視野ごとに対して、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲との差をすべて+/−5μm範囲内にするステップを含むことを特徴とする請求項9に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項11

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、矢状方向と子午線方向のうち少なくとも1つの方向の実際の測定像面湾曲を+/−5μm以内に制御し収束させるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項12

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させ、一実際の測定位置に留まらせるステップと、現在の実際の測定位置で前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するステップと、及び、現在の実際の測定位置での実際の測定像面湾曲がターゲット像面湾曲とマッチングするか否かを判断し、マッチングする場合、前記接続するステップを実行し、マッチングしない場合、現在の実際の測定位置での実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲がマッチングするまで前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して移動させるサブステップと、光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するサブステップとを引き続いて実行するステップと、を含むことを特徴とする請求項2に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項13

前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させるステップの前に、前記光軸に沿って物体側のターゲットまたは画像側のターゲットを移動して、前記光学系によるイメージを明確にすることを特徴とする請求項12に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項14

前記接続ステップにおいて、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを接着工程により接続することを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項15

前記接続ステップにおいて、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを溶接工程により接続することを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項16

前記溶接工程は、レーザー溶接または超音波溶接を含むことを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ組み立て方法。

請求項17

光学レンズであって、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズと、及び第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズと、を含み、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成し、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはお互いに固定され、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、前記構造的ギャップは、前記光学系によりイメージングされる像面とターゲット面がマッチングする前記光軸方向でのサイズ値を有することを特徴とする前記光学レンズ。

請求項18

前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズは、すべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップであることを特徴とする請求項17に記載の光学レンズ。

請求項19

前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップであることを特徴とする請求項18に記載の光学レンズ。

請求項20

前記構造的ギャップの前記光軸方向でのサイズ値は、500μmより小さいことを特徴とする請求項18または19に記載の光学レンズ。

請求項21

前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置されることを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項22

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置されることを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項23

前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置されることを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項24

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置されることを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項25

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着する接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置されることを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項26

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置されることを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項27

前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含むことを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項28

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ,または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含むことを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項29

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含むことを特徴とする請求項19に記載の光学レンズ。

請求項30

前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズは、接着によりお互いに固定されることを特徴とする請求項18または19に記載の光学レンズ。

請求項31

前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズは、溶接によりお互いに固定されることを特徴とする請求項18または19に記載の光学レンズ。

請求項32

前記溶接は、レーザー溶接または超音波溶接を含むことを特徴とする請求項31に記載の光学レンズ。

請求項33

請求項1に記載の光学レンズの組み立て方法を使用して組み立てられた光学レンズであって、前記光学レンズの前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、同じ設計の複数の前記光学レンズにおいて、少なくとも第1の光学レンズと第2の光学レンズを有し、光軸方向における前記第1の光学レンズの構造的ギャップのサイズ値と光軸方向における前記第2の光学レンズの構造的ギャップのサイズ値には差があり、前記差は2μm〜60μmであることを特徴とする光学レンズ。

請求項34

前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズは、すべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップであることを特徴とする請求項33に記載の光学レンズ。

請求項35

前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップであることを特徴とする請求項34に記載の光学レンズ。

請求項36

カメラモジュールの組み立て方法であって、第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリを用意するステップであって、前記第1のサブアセンブリは、第1のサブレンズを含み、前記第1のサブレンズは、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含み、前記第2のサブアセンブリは、第2のサブレンズを含み、前記第2のサブレンズは、第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む、ステップと、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成するステップと、第1のサブレンズを第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲をマッチングさせるように、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するステップと、及び前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズの前記光軸方向における相対距離が変わらないように、前記第1のサブアセンブリと前記第2のサブアセンブリを接続するステップと、を含むことを特徴とするカメラモジュールの組み立て方法。

請求項37

前記第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリを用意するステップにおいて、前記第2のサブアセンブリは、感光素子をさらに含み、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記感光素子によって出力される画像に従って実際の測定像面がターゲット面とマッチングするか否かを識別することを特徴とする請求項36に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項38

前記第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリを用意するステップにおいて、前記第2のサブアセンブリは、前記感光素子と前記第2のレンズシートとの間に位置されるカラーフィルター素子をさらに含むことを特徴とする請求項36に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項39

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、前記感光素子によって出力される画像によってモジュール実際の測定像面湾曲を獲得し、前記モジュール実際の測定像面湾曲を+/−5μm範囲内にすることを特徴とする請求項37に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項40

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、平面であることを特徴とする請求項36に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項41

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、凸状または凹状の曲面または波状の曲面であることを特徴とする請求項36に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項42

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、少なくとも1つの視野を試験視野として選択することを特徴とする請求項39に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項43

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記選択された視野は、40%視野から85%視野までの範囲内の視野であることを特徴とする請求項42に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項44

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、2−10個の視野を試験視野として選択し、選択された試験視野ごとに対して、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲との差をすべて+/−5μm範囲内にすることを特徴とする請求項42に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項45

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、矢状方向と子午線方向のうち少なくとも1つの方向の実際の測定像面湾曲を+/−5μm以内に制御し収束させることを特徴とする請求項37に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項46

前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させ、一実際の測定位置に留まらせるステップと、現在の実際の測定位置で前記光学系によりイメージングされるモジュール実際の測定像面湾曲を獲得するステップと、及び現在の実際の測定位置でのモジュール実際の測定像面湾曲が+/−5μm範囲内にあるか否かを判断し、+/−5μm範囲内である場合、前記接続ステップを実行し、+/−5μm範囲内でない場合、現在の実際の測定位置でのモジュール実際の測定像面湾曲が+/−5μm範囲内になるまで前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して移動させるサブステップと、光学系によりイメージングされるモジュール実際の測定像面湾曲を獲得するサブステップとを引き続いて実行するステップと、を含むことを特徴とする請求項37に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項47

前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させるステップの前に、前記光軸に沿って物体側のターゲットまたは画像側のターゲットを移動して、前記光学系によるイメージを明確にすることを特徴とする請求項46に記載のカメラモジュールの組み立て方法。

請求項48

カメラモジュールであって、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズを含む第1のサブアセンブリと、及び第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズを含む第2のサブアセンブリと、を含み、前記第1のサブレンズが前記第2のサブレンズの光軸に配置されて、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成し、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはお互いに固定され、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、前記構造的ギャップは、前記光学系によりイメージングされる像面とターゲット面をマッチングさせる前記光軸方向でのサイズ値を有することを特徴とする前記カメラモジュール。

請求項49

前記第2のサブアセンブリは、感光素子をさらに含み、前記光軸方向における前記構造的ギャップのサイズ値に対して、前記光学系によりイメージングされる像面とターゲット面をマッチングするステップは、前記感光素子によって出力される画像に従って、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされるモジュール実際の測定像面湾曲を獲得し、前記モジュール実際の測定像面湾曲を+/−5μm範囲内にするステップを含むことを特徴とする請求項48に記載のカメラモジュール。

請求項50

前記第2のサブアセンブリは、前記感光素子と前記第2のレンズシートとの間に位置されるカラーフィルター素子をさらに含むことを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項51

前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップであることを特徴とする請求項48に記載のカメラモジュール。

請求項52

前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップであることを特徴とする請求項51に記載のカメラモジュール。

請求項53

前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置されることを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項54

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置されることを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項55

前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置されることを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項56

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置されることを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項57

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置されることを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項58

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置されることを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項59

前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含むことを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項60

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含むことを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項61

前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤,または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含むことを特徴とする請求項49に記載のカメラモジュール。

請求項62

前記構造的ギャップの前記光軸方向でのサイズ値は、500μmより小さいことを特徴とする請求項52に記載のカメラモジュール。

請求項63

請求項38に記載のカメラモジュールの組み立て方法を使用して組み立てられたカメラモジュールであって、前記カメラモジュールの前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、同じ設計の複数の前記カメラモジュールにおいて、少なくとも第1のカメラモジュールと第2のカメラモジュールを有し、光軸方向における前記第1のカメラモジュールの構造的ギャップのサイズ値と光軸方向における前記第2のカメラモジュールの構造的ギャップのサイズ値には差があり、前記差は2μm〜60μmであることを特徴とするカメラモジュール。

請求項64

前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップであることを特徴とする請求項63に記載のカメラモジュール。

請求項65

前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップであることを特徴とする請求項64に記載のカメラモジュール。

請求項66

カメラモジュールの製造方法であって、請求項1〜16のいずれか一項に記載の光学レンズ組み立て方法に従って光学レンズを製造するステップと、及び前記光学レンズを使用してカメラモジュールを製造するステップと、を含むことを特徴とする前記カメラモジュールの製造方法。

請求項67

カメラモジュールの製造方法であって、請求項17〜35のいずれか一項に記載の光学レンズを用意するステップと、及び前記光学レンズを使用して前記カメラモジュールを組み立てるステップと、を含むことを特徴とする前記カメラモジュールの製造方法。

技術分野

0001

関連出願の相互参照
本出願は、2017年8月11日に中国国家知的財産局に提出された出願番号が201710687361.1及び201721004423.6の中国特許出願に対して優先権権利を主張する。当該出願の全文は、参照により本明細書に組み込まれる。

0002

本発明は、光学技術領域に関し、具体的に、本発明は、光学レンズカメラモジュールの解決策に関する。

背景技術

0003

モバイル電子機器の普及に伴い、モバイル電子機器でユーザーが画像(例えば、ビデオまたは画像)を取得するのに役立つカメラモジュールの関連技術が急速に発展し、進歩した。また、近年、カメラモジュールは、医療セキュリティ、工業生産などの多くの分野で広く使用されている。

0004

幅広市場需要を満たすために、高画素、小型、大絞りは、既存のカメラモジュールの不可逆的な開発トレンドである。市場は、カメラモジュールの画像品質をますます要求している。特定の光学設計のカメラモジュールの解像度に影響を与える要因には、光学イメージングレンズ品質モジュールパッケージングプロセス中の製造誤差が含まれる。光学イメージングレンズの像面湾曲とモジュールパッケージングの製造誤差によって形成される像面湾曲は、カメラモジュールの解像度に影響を与える。業界では、現在、像面湾曲の問題に対する効果的な解決策はない。

0005

像面湾曲において、レンズに像面湾曲がある場合、ビーム全体の交点理想像点と重ならず、それぞれの特定の点で明確な像点を得ることができるが、像面全体は曲面である。感光素子が平面である場合、湾曲した像面は感光素子の感光面と重ならないため、中心視野が重なる場合、中心視野の解像度は高く、画像は明確になるが、周辺に像面湾曲のある視野は像面の湾曲により、感光素子の感光面と重なることができず、低解像度と低画質をもたらす。逆の場合も同様に、周辺に像面湾曲のある視野が感光素子の感光面と重なる場合、当該周辺視野の解像度は高く、画像は明確で、中心視野は感光性要素の感光面と重なることができないため、低解像度と低画質をもたらす。たとえ感光素子が平面でなくても、光学レンズのイメージング像面の湾曲の程度が感光素子の感光面の湾曲の程度と一致しない限り、2つの間に相対的な違い、つまり像面湾曲があり、もたらす影響は上記の場合と同じである。

0006

従って、像面湾曲の影響により、レンズのイメージング像面が感光素子の感光面とうまく一致できなくなり、感光素子によって形成される画像を最高イメージング品質に比べて低下させる。

0007

カメラモジュールの像面湾曲は、光学イメージングレンズの製造プロセス及びモジュールパッケージングプロセス中に生成される。これらのプロセスのいずれかで生成された像面湾曲が除去されないと、画像品質を低下し、2つのプロセスの像面湾曲の悪化を重畳し、ソリューションプロセスを単独で見ることはできない。しかし、現在の産業チェーンでは、光学イメージングレンズの製造プロセスとモジュールパッケージングプロセスは分離されており、この状況は、2つのプロセスの像面湾曲を単独で解決すべきではないという事実と矛盾している。

0008

以下では、上記の2つの主要なプロセスから、既存の像面湾曲の解決策と現状について説明する。
(一)(1)従来の光学イメージングレンズ中の一体型レンズにおいて、複数のレンズがレンズバレルに順次に固定され、レンズは一旦レンズバレルに取り付けられると、位置を調整できなくなり、レンズ全体的な性能が決定され、制御部材公差のみによりイメージング品質を制御する。(2)従来の光学イメージングレンズ中のスプリットレンズにおいて、複数のレンズユニットは、移動基準を得るためにギャップなくある取り付け面に密接に支持され、その取り付け面は、イメージング面に平行であるので、移動による調整は支持された取り付け面に沿ったイメージング面に平行な調整のみである。これは、像面湾曲の問題を解決できない。

0009

光学イメージングレンズの製造プロセスにおいて、像面湾曲は、レンズシート単体光学面厚さ、光学面サジタル高さ、光学面表面の曲率半径などの方面の誤差を含み、これらの誤差は金型の精度と成形精度を制御する能力に依存する各素子及びその組み立ての誤差と、素子の加工精度に依存するレンズシートスペーサー素子厚さと、組み立てられる素子の寸法公差とレンズの組み立て精度に依存する各レンズシートの組み立て協調と、及び材料の安定性とバッチの一貫性に依存するレンズシート材料屈折率の変化に起因する。また、上記のそれぞれの素子の像面湾曲に影響を与える誤差は、悪化を累積する現状があり、この累積誤差はレンズの数とともに増加する。既存の像面湾曲の解決策は、像面湾曲を低減する目的を達成するために、像面湾曲に感度の高い素子のサイズをバッチで制御し、一致させることであるが、バッチで固定値調整し、調整変数が少なく、調整された素子は単一であり且つ単一レンズバレルの構造に限定され、調整の自由度が低く、フィードバック周期が長いため、大容量製品の像面湾曲分布中心値のみを調整できるが、像面湾曲分布幅収束させることはできない。即ち、すなわち、像面湾曲の処理能力指標を改善することができず、像面湾曲の処理能力指数CPK)が低く、変動が大きいため、像面湾曲に起因する解像度の欠陥率が高い。前述のように、像面湾曲に影響する多くの要因があるため、それらは複数の素子に存在し、各要因の制御には製造精度の限界があり、単に各素子の精度を向上させるだけの場合、持ち上げ能力が制限され、持ち上げコストが高くなり、残留像面湾曲は市場の増大する画像品質要件を満たすことができない。この場合、既存の光学イメージングレンズの像面湾曲分布は基本的に+/−10μmであり、より好ましくは、分布は+/−7μmであり、各素子部品とその組み立て精度の制御が不十分な場合、分布範囲は+/−15μmに達する。画像品質に対する市場の需要の像面湾曲分布は+/−5μmより小さい。

0010

(二)カメラモジュールのパッケージング製造プロセスにおいて、像面湾曲は、感光素子の感光面湾曲またはターゲット像面の曲率差に起因する。差の原因は、感光素子の厚さ、回路基板の厚さ及び平坦度、素子の制御能力モジュールサイズの小型化の制限と構造強度と、材料の特性と張り付き工程に依存する感光素子を接着する接着剤の厚さ、均一性及び熱膨張係数と、材料の特性と加工精度に依存する取り付けられた透光光学素子の厚さ、均一性、屈折率と、及び材料特性、モジュールサイズの小型化の制限と構造強度に依存するパッケージング材料収縮による応力変形を含む。既存の像面湾曲の解決策は、上記の各素子の構造強度を改善し、変形と収縮の量を低減することである。実際に、これらの方法では前述の問題を効果的に解決することはできない。像面湾曲に影響する多くの要因があるため、それらは複数の素子に存在し、各要因の制御には製造精度の限界があり、単に各素子の精度を向上させるだけの場合、持ち上げ能力が制限され、持ち上げコストが高くなり、残留像面湾曲は市場の増大する画像品質要件を満たすことができない。この場合、既存のカメラモジュールの像面湾曲は大きく変動し、分布は基本的に+/−12μmであり、より好ましくは、分布は+/−8μmであり、各素子部品とその組み立て精度の制御が不十分な場合、分布範囲は+/−17μmに達する。画像品質に対する市場の需要の像面湾曲分布は+/−5μm未満である。

発明が解決しようとする課題

0011

本発明は、従来技術の前述の欠点の少なくとも1つを克服することができる解決策を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

本発明の一態様によれば、
第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズと、第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズを用意するステップと、
前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成するステップと、
前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面ターゲット面マッチングさせるステップと、及び
前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズの前記光軸方向における相対距離が変わらないように前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを接続するステップとを含む光学レンズ組み立て方法を提供する。

0013

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲をマッチングさせるために、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するステップを含む。

0014

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面湾曲は、基準視野の実際の測定像面に対する選択された試験視野の実際の測定像面の軸方向オフセットである。

0015

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット像面湾曲は、前記基準視野に対応するターゲット面の位置に対する前記試験視野に対応するターゲット面の位置の軸方向のオフセットである。

0016

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲の一致は、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲との差が+/−5μm範囲内であるようにするステップを含む。

0017

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、平面である。

0018

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、凸状または凹状の曲面、または波状の曲面である。

0019

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、少なくとも1つの視野を試験視野として選択する。

0020

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記試験視野は、40%視野から85%視野までの範囲内の視野である。

0021

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、2−10個の視野を試験視野として選択し、選択された試験視野ごとに、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲との差はすべて+/−5μm範囲内である。

0022

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、矢状方向と子午線方向のうち少なくとも1つの方向の実際の測定像面湾曲収束+/−5μm以内に制御する。

0023

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、
前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させ、一実際の測定位置に留まらせるステップと、
現在の実際の測定位置で前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するステップと、及び
現在の実際の測定位置での実際の測定像面湾曲がターゲット像面湾曲とマッチングするか否かを判断し、マッチングする場合、前記接続ステップを実行し、マッチングしない場合、現在の実際の測定位置での実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲がマッチングするまで前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して移動させるサブステップと、光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するサブステップを引き続いて実行するステップとを含む。

0024

ここで、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させるステップの前に、前記光軸に沿って物体側のターゲットまたは画像側のターゲットを移動して、前記光学系によるイメージを明確にする。

0025

ここで、前記接続ステップにおいて、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを接着工程により接続する。

0026

ここで、前記接続ステップにおいて、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズを溶接工程により接続する。

0027

ここで、前記溶接工程は、レーザー溶接または超音波溶接を含む。

0028

本発明の別の態様によれば、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズと、及び第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズとを含み、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成し、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはお互いに固定され、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、前記構造的ギャップは、前記光学系によりイメージングされる像面とターゲット面がマッチングする前記光軸方向でのサイズ値を有する光学レンズをさらに提供する。

0029

ここで、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップである。

0030

ここで、前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップである。

0031

ここで、前記構造的ギャップの前記光軸方向でのサイズ値は、500μmより小さい。

0032

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置される。

0033

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置される。

0034

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置される。

0035

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置される。

0036

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着する接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置される。

0037

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置される。

0038

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0039

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ,または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0040

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0041

ここで、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズは、接着によりお互いに固定される。

0042

ここで、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズは、溶接によりお互いに固定される。

0043

ここで、前記溶接は、レーザー溶接または超音波溶接を含む。

0044

本発明の別の態様によれば、前記光学レンズの前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、ここで、同じ設計の複数の前記光学レンズにおいて、少なくとも第1の光学レンズと第2の光学レンズを有し、光軸方向における前記第1の光学レンズの構造的ギャップのサイズ値と光軸方向における前記第2の光学レンズの構造的ギャップのサイズ値には差があり、前記差は2μm〜60μmである前述の光学レンズの組み立て方法を使用して組み立てられた光学レンズをさらに提供する。

0045

ここで、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップである。

0046

ここで、前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップである。

0047

本発明の別の態様によれば、
第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリを用意し、前記第1のサブアセンブリは、第1のサブレンズを含み、前記第1のサブレンズは、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含み、前記第2のサブアセンブリは、第2のサブレンズを含み、前記第2のサブレンズは、第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含むステップと、
前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズの光軸に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成するステップと、
第1のサブレンズを第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させることにより、前記実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲をマッチングさせるために、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得するステップと、及び
前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズの前記光軸方向における相対距離が変わらないように前記第1のサブアセンブリと前記第2のサブアセンブリを接続するステップとを含むカメラモジュールの組み立て方法をさらに提供する。

0048

ここで、前記第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリを用意するステップにおいて、前記第2のサブアセンブリは、感光素子をさらに含み、
前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記感光素子によって出力される画像に従って実際の測定像面がターゲット面とマッチングするか否かを識別する。

0049

ここで、前記第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリを用意するステップにおいて、前記第2のサブアセンブリは、前記感光素子と前記第2のレンズシートとの間に位置されるカラーフィルター素子をさらに含む。

0050

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、前記感光素子によって出力される画像によってモジュール実際の測定像面湾曲を獲得し、前記モジュール実際の測定像面湾曲を+/−5μm範囲内にする。

0051

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、平面である。

0052

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記ターゲット面は、凸状または凹状の曲面または波状の曲面である。

0053

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、少なくとも1つの視野を試験視野として選択する。

0054

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記選択された視野は、40%視野から85%視野までの範囲内の視野である。

0055

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、2−10個の視野を試験視野として選択し、選択された試験視野ごとに、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲との差はすべて+/−5μm範囲内である。

0056

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップにおいて、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、矢状方向と子午線方向のうち少なくとも1つの方向の実際の測定像面湾曲収束+/−5μm以内に制御する。

0057

ここで、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせるステップは、
前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向に移動させ、一実際の測定位置に留まらせるステップと、
現在の実際の測定位置で前記光学系によりイメージングされるモジュール実際の測定像面湾曲を獲得するステップと、及び
現在の実際の測定位置でのモジュール実際の測定像面湾曲が+/−5μm範囲内にあるか否かを判断し、+/−5μm範囲内である場合、前記接続ステップを実行し、+/−5μm範囲内でない場合、現在の実際の測定位置でのモジュール実際の測定像面湾曲が+/−5μm範囲内になるまで前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して移動させるサブステップと、光学系によりイメージングされるモジュール実際の測定像面湾曲を獲得するサブステップを引き続いて実行するステップとを含む。

0058

本発明の別の態様によれば、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む第1のサブレンズを含む第1のサブアセンブリと、及び第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む第2のサブレンズを含む第2のサブアセンブリとを含み、前記第1のサブレンズは、前記第2のサブレンズの光軸に配置されて、前記少なくとも1つの第1のレンズシートと前記少なくとも1つの第2のレンズシートを含むイメージング可能な光学系を構成し、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはお互いに固定され、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、前記構造的ギャップは、前記光学系によりイメージングされる像面とターゲット面がマッチングする前記光軸方向でのサイズ値を有するカメラモジュールをさらに提供する。

0059

ここで、前記第2のサブアセンブリは、感光素子をさらに含み、ここで、前記光軸方向における前記構造的ギャップのサイズ値に対して、前記光学系によりイメージングされる像面とターゲット面をマッチングすることは、前記感光素子によって出力される画像に従って、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされるモジュール実際の測定像面湾曲を獲得し、前記モジュール実際の測定像面湾曲は+/−5μm範囲内である。

0060

ここで、前記第2のサブアセンブリは、前記感光素子と前記第2のレンズシートとの間に位置されるカラーフィルター素子をさらに含む。

0061

ここで、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップである。

0062

ここで、前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップである。

0063

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置される。

0064

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置される。

0065

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置される。

0066

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置される。

0067

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズバレルに位置される。

0068

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートに位置される。

0069

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズバレルに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0070

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートに位置され、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0071

ここで、前記第1の構造面は、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられる第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤,または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含み、前記第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置され、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられる第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0072

ここで、前記構造的ギャップの前記光軸方向でのサイズ値は、500μmより小さい。

0073

本発明の別の態様によれば、前記カメラモジュールの前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、ここで、同じ設計の複数の前記カメラモジュールにおいて、少なくとも第1のカメラモジュールと第2のカメラモジュールを有し、光軸方向における前記第1のカメラモジュールの構造的ギャップのサイズ値と光軸方向における前記第2のカメラモジュールの構造的ギャップのサイズ値には差があり、前記差は2μm〜60μmである前述のカメラモジュールの組み立て方法を使用して組み立てられたカメラモジュールをさらに提供する。

0074

ここで、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップである。

0075

ここで、前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップである。

発明の効果

0076

従来技術と比較して、本発明は以下の技術的効果の少なくとも一つを有する。

0077

1、本発明は、分離型光学レンズおよび対応するカメラモジュールの組み立て過程中に2つのサブレンズの軸方向距離を調整して、組み立て後の光学レンズおよび対応するカメラモジュールの像面湾曲を効果的に低減させる。

0078

2、本発明は、大量生産された光学レンズまたはカメラモジュールの像面湾曲分布を収束させ、プロセス能力指数(CPK)を改善することができる。

0079

3、本発明は、組み立てプロセス中にリアルタイムで光学レンズまたはカメラモジュールの像面湾曲を調整することができ、それにより像面湾曲変動を低減し、像面湾曲に起因する欠陥率を低減し、生産コストを低減し、画像品質を改善することができる。

0080

4、本発明は、光学イメージングレンズおよびモジュールの各素子の精度およびその組み立て精度の要件を緩和し、光学イメージングレンズおよびモジュールの全体コストを削減することができる。

0081

5、本発明は、構造的ギャップを設定し、好ましくは500μmより小さい複数の構造的ギャップの範囲を制限して、複数のレンズユニット間の多軸調整のための空間を提供し、多軸調整を可能にする。

0082

6、本発明は、構造的ギャップを設定し、分離型光学レンズ及びそのカメラモジュールの構造的ギャップの差の範囲を2μmから50μm、好ましくは2μmから20μmに制限し、光学イメージングレンズ及びそのモジュールの像面湾曲の差は、構造的ギャップを調整することにより当該構造的ギャップの差を補うように調整されるため、大量生産製品の像面湾曲の一貫性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0083

本発明により提供される光学レンズ組み立て方法の一実施例の模式図である。
第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200の軸方向距離がD1である場合、実際の測定像面とターゲット面とが一致しない状況を示す図である。
第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200の軸方向距離がD2である場合、実際の測定像面とターゲット面とが一致する状況を示す図である。
ターゲット面と実際にイメージングされた像面と、複数の視野との対応関係を示す模式図である。
本発明の一実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図である。
本発明の別の実施例により提供されるカメラモジュールの組み立て方法を示す図である。
カメラモジュールの実際の測定像面とターゲット面とが完全に重なる模式図である。

実施例

0084

例示的な実施例は参照図面に示されている。本明細書に開示される実施例及び図は、限定的ではなく例示的と見なされるべきである。

0085

本願をよりよく理解するために、本願の様々な態様を添付の図面を参照してより詳細に説明する。これらの詳細な説明は、本出願の例示的な実施形態の単なる説明であり、決して本出願の範囲を限定するものではないことを理解されたい。明細書全文を通して、同じ参照番号は同じ要素を指す。「および/または」という表現は、関連するリスト項目の1つまたは複数の任意のまたはすべての組み合わせを含む。

0086

本明細書において、第1、第2などの表現は1つの特徴を別の特徴から区別するためにのみ使用され、特徴に対する任意の制限を示すものではないことに注意されたい。従って、本出願の教示から逸脱することなく、以下で議論される第1の主体は第2の主体とも呼ばれ得る。

0087

図面において、説明の便宜上、物体の厚さ、サイズ、および形状をわずかに誇張した。図面は単なる例であり、縮尺どおりに描かれているわけではない。

0088

また、本明細書で使用される用語「含む」、「含有する」、「有する」、「包含」および/または「包含する」は、述べられた特徴、全体、ステップ、操作、素子および/または部材の存在を示すことであり、1つまたは複数の他の特徴、全体、ステップ、操作、素子、部材および/またはそれらの組み合わせの存在または追加を除外することではないことを理解されたい。なお、「少なくとも1つの」などの表現がリストされた特徴のリストの後に表示されると、リスト内の個々の要素ではなく、リストされた特徴全体を修飾する。なお、本願の実施形態を説明するとき、「ことができ」は「本願の1つまたは複数の実施形態」を意味するために使用される。また、用語「例示的」は、例または実例を指すことを意図している。

0089

本明細書で使用される用語「基本的に」、「約」、および類似の用語は、程度を表す用語としてではなく、近似の用語として使用され、当業者によって認識される測定値または計算値固有偏差を考慮することも意図されている。

0090

他に示されない限り、本明細書で使用されるすべての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本出願が属する分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。また、本明細書で明確に定義されない限り、用語(例えば、一般的に使用される辞書で定義されている用語)は、関連する技術のコンテキストでの意味と一致する意味を持つと解釈されるべきであり、理想化されたまたは過度形式的な意味で解釈されないことも理解されたい。

0091

矛盾がない場合、本出願の実施例および実施例の特徴は互いに組み合わせることができることに留意されたい。以下、図面および実施例を参照して、本出願を詳細に説明する。

0092

図1は、本発明により提供される光学レンズ組み立て方法の一実施例の模式図を示す。図1を参照すると、光学レンズ組み立て方法は、以下のステップ1〜4を含む。

0093

ステップ1において、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200を用意する。ここで、前記第1のサブレンズ100は、第1のレンズバレル101と前記第1のレンズバレル101内に取り付けられる少なくとも1つの第1のレンズシート102を含む。本実施例における第1のレンズシート102の数は2であるが、本発明はこれに限定されないことに留意されたい。例えば、他の実施例において、第1のレンズシート102の数は、1、3、または4などであり得る。前記第2のサブレンズ200は、第2のレンズバレル201と、前記第2のレンズバレル201に取り付けられる少なくとも1つの第2のレンズシート202とを含む。本実施例において、第2のレンズシート202の数は3であり、本発明はこれに限定されないことに留意されたい。例えば、他の実施例において、第2のレンズシート202の数は、1、2、または4などであり得る。

0094

ステップ2において、前記第1のサブレンズ100を前記第2のサブレンズ200の光軸500に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシート102と前記少なくとも1つの第2のレンズシート202を含むイメージング可能な光学系を構成する。本実施例において、前記光学系は、1つの物体側のターゲット400、2つの第1のレンズシート102、3つの第2のレンズシート202及び1つの画像側のターゲット300を含む。本実施例において、画像側のターゲット300は、試験用光検出器であることができ、光検出器は、光検出面301を有する。光検出器は、試験用の感光素子を含む。この場合、上記光検出器の感光面は、前記光検出面301である。前記光検出面301を使用して光学系の像面を検出することができる。光学レンズは、通常、感光素子などの他の素子と組み立てられてカメラモジュールを構成するが、本ステップで構築される前記光学系において、画像側のターゲット300は試験用のターゲットに過ぎず、光学レンズが実際に対応するカメラモジュールのモジュール感光素子ではないことに留意されたい。

0095

もちろん、画像側のターゲット300は、レチクル(reticle)などの他のタイプのターゲットであってもよい。画像側のターゲット300がレチクルである場合、光検出器は、物体側のターゲットとして使用されることができる。光路は可逆的であるため、このような変形手段は光学系の像面も検出することができる。

0096

ステップ3において、前記第1のサブレンズ100を前記第2のサブレンズ200に対して前記光軸500方向に移動させることにより、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせる。

0097

組み立てられた光学レンズには、所望のイメージング面があり、本明細書ではこの所望のイメージング面をターゲット面と呼ぶ。場合によっては、ターゲット面は、平面である。例えば、光学レンズに対応するカメラモジュールの感光素子の感光面が平面である場合、最高の結像品質を達成するために、前記光学レンズの所望のイメージング面も平面であり、即ち、この時ターゲット面は平面である。他の場合によっては、前記ターゲット面は、凸状または凹状の曲面、または波状の曲面であってもよい。例えば、光学レンズに対応するカメラモジュールの感光素子の感光面が凸状または凹状の曲面である場合、最高の結像品質を達成するために、ターゲット面も凸状または凹状の曲面であり、光学レンズに対応するカメラモジュールの感光素子の感光面が波状の曲面である場合、ターゲット面も波状の曲面である。

0098

図2aは、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200の軸方向距離がD1である場合、実際の測定像面とターゲット面とが一致しない状況を示す。図2aのターゲット面は、平面であり、実際の測定像面湾曲は、F1であり、F1は、0でない。図2bは、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200の軸方向距離がD2である場合、実際の測定像面とターゲット面とが一致する状況を示す。図2bを参照すると、この時実際の測定像面とターゲット面は重なり、実際の測定像面湾曲F2は0であることが分かる。

0099

一実施例において、ターゲット像面湾曲でターゲット面の湾曲の程度を説明することができ、実際の測定像面湾曲で光学レンズの組み立て過程中に前記画像側のターゲット300によって実際に測定された像面の湾曲の程度を説明することができる。実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲がマッチングする場合、実際に測定された像面の形状と所望の像面の形状が一致すると見なすことができる。この状態の下で、比較的に優れたイメージング品質を得ることができる。ターゲット面が平面である場合、ターゲット像面湾曲は0である。ターゲット面が曲面である場合、ターゲット像面湾曲は0でない。図3は、ターゲット面と実際にイメージングされた像面と、複数の視野との対応関係を示す模式図を示し、ここで二つの曲線は、ターゲット面と実際にイメージングされた像面を表し、そのうち破線の曲線はターゲット面を表し、実線の曲線は実際にイメージングされた像面を表す。ターゲット面と像面すべてに0から1の複数の視野(図には、0視野、0.1視野、0.2視野、0.3視野、0.4視野、0.5視野、0.6視野、0.7視野、0.8視野、0.9視野、1視野が含まれる)に対応する位置をマークした。ここで、実際にイメージングされた像面は、実際の測定像面湾曲によって得られることができる。例えば、0視野を基準視野として選択し、複数の視野の実際の測定像面湾曲をそれぞれ測定することにより、0視野像面の軸方向(光軸方向)に対するそれぞれの視野の像面(それぞれの視野は、1つの円形の像面に対応する)に対応するオフセットを獲得することができる。それぞれの視野に対応する円形の像面の軸方向の位置に基づいて、像面全体の形状を獲得することができる。

0100

さらに、一実施例において、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面湾曲を獲得し、実際の測定像面湾曲に従って、前記実際の測定像面がターゲット面とマッチングするか否かを判断する。ここで、少なくとも1つの視野を試験視野として選択した。前記試験視野に対応する前記実際の測定像面湾曲は、基準視野の実際の測定像面に対する当該試験視野の実際の測定像面の軸方向のオフセット(前記軸方向は、光軸500の方向を指す)である。ここで、実際の測定像面は、前記画像側のターゲット300によって実際に受信された像面である。試験視野は、40%視野から85%視野の範囲内の視野であることが好ましい。基準視野は、0視野(または、中心視野と呼ばれる)であることができる。ただし、本発明の基準視野は0視野に限定されないことに留意されたい。例えば、ターゲット面が波状の曲面である場合、ターゲット面の最も凸状または最も凹状位置に対応する視野を基準視野として選択してもよい。本実施例において、ターゲット像面湾曲は、基準視野に対応するターゲット面の位置に対する試験視野に対応するターゲット面の位置の軸方向のオフセットである。

0101

さらに、一実施例において、前記実際の測定像面とターゲット面の一致は、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲との差が+/−5μm範囲内であるようにするステップを含む。言い換えれば、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲の差が+/−5μm範囲内である場合、実際の測定像面とターゲット面がマッチングすると見なされる。前記実際の測定像面とターゲット面と比較する場合、同じ試験視野と同じ基準視野を選択する必要があることに注意すべきである。一実施例において、1つの試験視野のみを選択してもよい。

0102

さらに、一実施例において、選択される試験視野は、2〜10など複数であってもよい。各試験視野において、前記実際の測定像面湾曲と前記ターゲット像面湾曲の差がすべて+/−5μm範囲内である場合、実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲がマッチングすると見なされる。

0103

さらに、一実施例において、矢状方向と子午線方向のうち少なくとも1つの方向の実際の測定像面湾曲収束が+/−5μm以内に制御される場合、前記実際の測定像面とターゲット面がマッチングすると見なされる。

0104

さらに、前記ステップ3は、次のサブステップを含む。

0105

ステップ31において、前記光軸に沿って物体側のターゲットまたは画像側のターゲットを移動させ、前記光学系のイメージングを明確にし、即ち、光学系の焦点合わせを完成し、本実施例では中心視野を選択して焦点合わせする。

0106

ステップ32において、第1のサブレンズ100を第2のサブレンズ200に対して前記光軸500の方向に移動させ、一実際の測定位置に留まらせる。具体的実装形態では、第2のサブレンズ200を移動せず、前記光軸500に沿って第1のサブレンズ100を移動させてもよく、第1のサブレンズ100を移動せず、前記光軸500に沿って第2のサブレンズ200を移動させてもよく、または第1のサブレンズ100と第2のサブレンズの両方を前記光軸500に沿って移動させてもよい。

0107

図1を参照すると、本実施例において、第2のサブレンズ200は固定され、クランプ装置600によって第1のサブレンズ100をクランプして、クランプ装置600をz軸に沿って移動させる(即ち、前記光軸500に沿って移動させる)ことにより、第1のサブレンズ100を第2のサブレンズ200に対して前記光軸500の方向に沿って移動させることを実現することができる。別の実施例において、前記クランプ装置600は吸着装置に置き換えられてもよい。

0108

ステップ33において、現在の実際の測定位置で前記光学系のイメージングの実際の測定像面湾曲を獲得する。現在の実際の測定位置で、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200は相対移動を停止する。この時、画像側のターゲット300を通じて前記光学系の実際の測定像面湾曲を測定する。試験視野に対して、画像側のターゲット300を通じて対応する解像度デフォーカス曲線、略して試験視野デフォーカス曲線を獲得することができる。基準視野も、画像側のターゲット300を通じて対応する解像度デフォーカス曲線、略して基準視野デフォーカス曲線を獲得することができる。実際に測定する場合、それぞれの試験視野で複数の測定点を取り、それぞれの測定点は一デフォーカス曲線に対応し、複数の測定点の複数のデフォーカス曲線の頂点位置平均値は、基準視野デフォーカス曲線の頂点位置(基準視野が0視野である場合)と軸方向にずれ(当該軸方向のずれは一ベクトルである)、即ち、前記試験視野に対応する実際の測定像面湾曲である。ここで軸方向ずれは、前記光軸500方向ずれである。当該ずれは、基準視野の実際の測定像面に対する当該試験視野の実際の測定像面のオフセットと見なすことができる。基準視野が0視野でない場合、基準視野デフォーカス曲線頂点位置は、当該基準視野での複数の基準点の複数のデフォーカス曲線の頂点位置の平均値である。

0109

ステップ34において、現在の実際の測定位置での実際の測定像面湾曲がターゲット像面湾曲とマッチングするか否かを判断し、マッチングする場合、前記ステップ4を直接に実行し、マッチングしない場合、現在の実際の測定位置での実際の測定像面とターゲット面がマッチングするまで、サブステップ32とサブステップ33を実行し続ける。実際の測定像面がターゲット面とマッチングするか否かを判断する方法は上記のとおりであり、ここでは繰り返さない。

0110

他の実施例において、ステップ3が終了した後、他の調整ステップを選択的に実行し、他の調整ステップが終了した後、ステップ4を実行することができる。

0111

ステップ4において、前記第1のサブレンズ100と前記第2のサブレンズ200の前記光軸500方向での相対距離が変わらないように前記第1のサブレンズ100と前記第2のサブレンズ200を接続する。接続が完了した後、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200はお互いに固定されて、完全な光学レンズを形成する。

0112

上記実施例において、2つのサブレンズで一完全な光学レンズを構成したが、他の実施例において、より多くのサブレンズで一完全な光学レンズを構成することができる。

0113

上記実施例において、組み立て後の光学レンズの像面湾曲が効果的に低減されるように(または光学レンズの像面湾曲が予想とより一致するように)、組み立てプロセスで2つのサブレンズの軸方向距離を調節する。また、上記実施例の組み立て方法は、大量に生産される光学レンズまたはカメラモジュールの像面湾曲分布を収束させ、プロセス能力指数(CPK)を向上させることができる。上記実施例では、組み立てプロセスで光学レンズまたはカメラモジュールの像面湾曲をリアルタイムで調整することができるので、像面湾曲の波動性を低減し、像面湾曲に起因する欠陥率を低減し、生産コストを削減し、イメージング品質を向上させる。上記実施例はまた光学イメージングレンズ及びモジュールの各素子精度とその組み立て精度に対する要件を緩和し、光学イメージングレンズ及びモジュールの全体的なコストを削減することができる。

0114

本発明で、前記ステップ4において、第1のサブレンズと第2のサブレンズの接続工程は状況に応じて選択することができる。例えば、一実施例において、接着工程により第1のサブレンズと第2のサブレンズを接続する。別の実施例において、レーザー溶接工程により第1のサブレンズと第2のサブレンズを接続する。さらに別の実施例において、超音波溶接工程により第1のサブレンズと第2のサブレンズを接続する。上記工程以外に、他の溶接工程も選択できる。本発明において、「接続」という用語は直接接続に限定されないことに留意されたい。例えば、一実施例において、第1のサブレンズと第2のサブレンズは、中間体(当該中間体は剛性中間体であることができる)を介して接続することができ、中間体を介する接続が第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200の前記光軸500方向での相対距離が変わらないようにすることができる限り、「接続」という用語の意味内である。例えば、前記第1のサブレンズ100は、一第3のサブレンズを介して前記第2のサブレンズ200に接続されることができ、この時第3のサブレンズは一中間体と見なされる。

0115

さらに、本発明の別の実施例によれば、光学レンズをさらに提供する。さらに図1を参照すると、当該光学レンズは、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200を含む。ここで、第1のサブレンズ100は、第1のレンズバレル101と少なくとも1つの第1のレンズシート102を含み、第2のサブレンズ200は、第2のレンズバレル201と少なくとも1つの第2のレンズシート202を含む。前記第1のサブレンズ100は、前記第2のサブレンズ200の光軸500に配置されて、前記少なくとも1つの第1のレンズシート102と前記少なくとも1つの第2のレンズシート202を含むイメージング可能な光学系を構成する。図1の光学系において、第1のレンズシート102の数は2であり、第2のレンズシート202の数は3である。本発明はこれに限定されないことに留意されたい。例えば、他の実施例において、第1のレンズシート102の数は、1、3、または4などであり得る。第2のレンズシート202の数も、1、2、または4などであり得る。

0116

本実施例において、前記第1のサブレンズ100と前記第2のサブレンズ200はお互いに固定され、前記第1のサブレンズ102と前記第2のサブレンズ202との間には構造的ギャップを有し、前記構造的ギャップは、前記光軸方向における前記光学系の実際の測定像面とターゲット面がマッチングする前記光軸方向でのサイズ値を有する。実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲に基づいて実際の測定像面とターゲット面がマッチングするか否かを獲得することができる。実際の測定像面湾曲は、実際の測定を通じて獲得することができる。ターゲット像面湾曲は、当該光学レンズに対応するターゲット面に基づいて獲得させる。本実施例において、任意の一光学レンズについて、その第1のサブレンズと第2のサブレンズとの間の構造的ギャップは、当該光学レンズ中の第1のサブレンズと第2のサブレンズの特性によって決定される。特に、光軸方向における当該構造的ギャップのサイズ値は、当該光学レンズ中の第1のサブレンズと第2のサブレンズ自体の光学特定によって決定される。言い換えれば、異なる第1のサブレンズと第2のサブレンズの組み合わせについて、光軸方向における構造的ギャップのサイズ値には大きい差がありえる。

0117

図4は、本発明の一実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。当該実施例において、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200のそれぞれは、光学面と構造面を有する。レンズにおいて、光学面は、レンズシート上の有効な光線が通過する面である。レンズシート上の光学面に属しない面は構造面である。レンズバレルに位置される面はすべて構造面である。

0118

図4を参照すると、第1のサブレンズ100は、第1のレンズバレル101と第1のレンズシート102を含む。第1のレンズシート102は、第1のレンズシート光学面1022と第1のレンズシート構造面1021を有し、第1のレンズバレル101は、第1のレンズバレル構造面1011を有する。第2のレンズシート202は、第2のレンズシート光学面2022と第2のレンズシート構造面2021を有する。第2のレンズバレル201は、第2のレンズバレル構造面2011を有する。前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップである。光学面の間のギャップまたは光学面と構造面との間のギャップは、前記構造的ギャップに属しない。図4の実施例において、前記構造的ギャップは、第1のレンズバレル構造面1011と第2のレンズバレル構造面2011との間のギャップである。第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200が決定されると、2つの間の構造的ギャップは、光学レンズの像面の湾曲の程度を決定することができる。光軸方向における適合した構造的ギャップのサイズにより、当該光学レンズの像面をターゲット面に一致させることができる。本実施例において、接着剤700により第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200をお互いに接着した。接着剤700自体は、第1のサブレンズ100にも、第2のサブレンズ200にも属しない。言い換えれば、接着剤700の面は、第1のサブレンズ100の構造面でも、第2のサブレンズ200の構造面でもない。本実施例において、前記光軸方向における前記構造的ギャップのサイズ値は、500μmより小さい。

0119

図5は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図5を参照すると、第1のサブレンズ100は、第1のレンズバレル101と第1のレンズシート102を含む。第1のレンズシート102は、第1のレンズシート光学面1022と第1のレンズシート構造面1021を有し、第1のレンズバレル101は、第1のレンズバレル構造面1011を有する。第2のレンズシート202は、第2のレンズシート光学面2022と第2のレンズシート構造面2021を有する。第2のレンズバレル201は、第2のレンズバレル構造面2011を有する。本実施例において、第1の構造面は、第1のサブレンズ上の第2のサブレンズに最も近い構造面であり、第2の構造面は、第2のサブレンズ上の第1のサブレンズに最も近い構造面である。第1のレンズシート構造面1021が第1のレンズバレル構造面1011よりも第2のレンズバレル201に近いため、第1のレンズシート構造面1021は、第1の構造面である。第2のレンズバレル構造面2011は、第2の構造面である。従って、前記構造的ギャップは、第1のレンズシート構造面1021と第2のレンズバレル構造面2011との間のギャップである。本実施例において、接着剤700自体は、第1のサブレンズ100にも、第2のサブレンズ200にも属しない。言い換えれば、接着剤700の面は、第1のサブレンズ100の構造面でも、第2のサブレンズ200の構造面でもない。

0120

図6は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図6を参照すると、第1のサブレンズ100は、第1のレンズバレル101と第1のレンズシート102を含む。第1のレンズシート102は、第1のレンズシート光学面1022と第1のレンズシート構造面1021を有し、第1のレンズバレル101は、第1のレンズバレル構造面1011を有する。第2のレンズシート202は、第2のレンズシート光学面2022と第2のレンズシート構造面2021を有する。第2のレンズバレル201は、第2のレンズバレル構造面2011を有する。本実施例において、第1の構造面は、第1のサブレンズ上の第2のサブレンズに最も近い構造面であり、第2の構造面は、第2のサブレンズ上の第1のサブレンズに最も近い構造面である。第1のレンズシート構造面1021が第1のレンズバレル構造面1011よりも第2のレンズバレル201に近いため、第1のレンズシート構造面1021は、第1の構造面である。特に、本実施例において、第1のサブレンズ100は、第1のレンズシートの構造アタッチメント1023をさらに有し、第2のサブレンズ200は、第2のレンズシートの構造アタッチメント2023をさらに有する。ここで、第2の構造面は、前記第2のレンズシートの構造アタッチメント2023に位置される。構造的ギャップDは、第1のレンズシート構造面1021と第2のレンズシートの構造アタッチメント2023の構造面との間のギャップである。本実施例において、第2のレンズシートの構造アタッチメント2023と第1のレンズシートの構造アタッチメント1023両方は、レンズバレルに取りつかれたスペーサである。本実施例のレンズシートの構造アタッチメントはこれに限定されず、例えば前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付けられた第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着される接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着される接着剤を含むことができることに留意されたい。前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付けられた第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着される接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着される接着剤をさらに含む。

0121

図7は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図7に示すように、当該実施例において、第1のサブレンズ100は、第1のスペーサ1014を含む。第1のスペーサ1014と第2のサブレンズ200との間の距離が第1のレンズバレル構造面1011と第2のレンズバレル構造面2011との間の距離より大きいため、第1のスペーサ1014が構造的ギャップのサイズに影響を及ぼさないことが容易に分かる。本実施例において、構造的ギャップDは、第1のレンズバレル構造面1011と第2のレンズバレル構造面2011との間のギャップである。

0122

図8は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図8を参照すると、当該実施例において、第1のレンズバレル101は、3つの第1のレンズバレル構造面1011a、1011b、1011cを有し、第2のレンズバレル201は、2つの第2のレンズバレル構造面2011a、2011bを有する。構造的ギャップDは、第1のレンズバレル構造面1011aと第2のレンズバレル構造面2011aとの間のギャップである。本実施例において、第1のレンズバレル構造面1011bと第2のレンズバレル構造面2011bとの間のギャップが最も小さいが、それらの間のギャップは径方向(即ち、光軸方向に垂直)である。本実施例において、構造的ギャップの軸方向(即ち、光軸に沿った方向)サイズ値を限定することにより、像面とターゲット面を一致させる効果を獲得する。従って、軸方向距離が最も短い第1のレンズバレル構造面1011aと第2のレンズバレル構造面2011aとの間のギャップを構造的ギャップDとして用いる。

0123

図9は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図9を参照すると、当該実施例において、第1のレンズバレル101は、2つの第1のレンズバレル構造面1011a、1011bを有し、第2のレンズバレル201は、2つの第2のレンズバレル構造面2011a、2011bを有する。第1のレンズシート102は、第1のレンズシート構造面1021を有し、第2のレンズシート202は、第2のレンズシートの構造アタッチメント2023を有する。本実施例において、第1のレンズバレル構造面1011bと第2のレンズバレル構造面2011bは最も近いが、それらの間のギャップは軸方向ギャップでなく、径方向ギャップである。前の実施例で説明したように、構造的ギャップの軸方向サイズ値を限定することにより、像面とターゲット面を一致させる効果を獲得する。従って、第1のレンズバレル構造面1011bと第2のレンズバレル構造面2011bとの間のギャップは、構造的ギャップでない。第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200全体を包括的に考慮すると、2つの間の軸方向に最も近い2つの構造面はそれぞれ第1のレンズシート構造面1021と第2のレンズシートの構造アタッチメント2023に位置される構造面であるため、本実施例の構造的ギャップDは、この2つの構造面の間のギャップである。特に、本実施例において、第2のレンズバレル201の第2のレンズバレル構造面2011aは、第1のレンズバレル101の外部に設置されるため、第1のレンズバレル101が軸方向でそれと対応する構造面がない。従って、第2のレンズバレル構造面2011aは、構造的ギャップDを規定する構造面ではない。言い換えれば、本実施例において、第1の構造面は、前記光軸方向において前記第2のサブレンズの投影範囲内に位置されるべきであり、第2の構造面は、前記光軸方向における前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置されるべきである。

0124

図10は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図10を参照すると、第1のレンズバレル101は、2つの第1のレンズバレル構造面1011a、1011bを有し、第2のレンズバレル201は、2つの第2のレンズバレル構造面2011a、2011bを有する。ここで、第1のレンズバレル構造面1011b及び第2のレンズバレル構造面2011bの両方は斜面である。軸方向でのこの2つの斜面の間隔は、第1のレンズバレル構造面1011aと第2のレンズバレル構造面2011aとの間の間隔より小さいことが分かる。従って、構造的ギャップDは、第1のレンズバレル構造面1011bと第2のレンズバレル構造面2011bとの間のギャップである。本実施例において、第1のレンズバレル構造面1011b及び第2のレンズバレル構造面2011bの2つの斜面は、平行ではなく、第1のレンズバレル構造面1011bと第2のレンズバレル構造面2011bとの間の軸方向距離の最も小さい処を軸方向での構造的ギャップのサイズ値とする。このような値を取る方法は唯一ではないことに留意されたい。例えば、別の実施例において、第1の構造面が第2の構造面と平行でない場合、軸方向での構造的ギャップのサイズ値は、軸方向での第1の構造面及び第2の構造面の距離の平均値であることもできる。

0125

図11は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図11を参照すると、第1のレンズバレル101は、2つの第1のレンズバレル構造面1011a、1011bを有し、第2のレンズバレル201は、2つの第2のレンズバレル構造面2011a、2011bを有する。ここで、第1のレンズバレル構造面1011b及び和第2のレンズバレル構造面2011bの両方は斜面である。軸方向でのこの2つの斜面の間隔は、第1のレンズバレル構造面1011aと第2のレンズバレル構造面2011aとの間の間隔より小さくないことが分かる。従って、構造的ギャップDは、第1のレンズバレル構造面1011aと第2のレンズバレル構造面2011aとの間のギャップである。

0126

図12は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図12を参照すると、当該実施例において、第1のサブレンズ100は、第1のスペーサ1014を含む。図7の実施例とは異なり、第1のスペーサ1014と第2のレンズバレル構造面2011との間の距離は、第1のレンズバレル構造面1011と第2のレンズバレル構造面2011との間の距離より小さい。従って、本実施例において、構造的ギャップDは、第1のスペーサ1014の構造面と第2のレンズバレル構造面2011との間のギャップである。言い換えれば、場合によっては、レンズシート付属構造部品の構造面は、構造的ギャップDの値に影響を与えることができる。

0127

図13は、本発明の別の実施例における光学レンズの構造的ギャップに近い領域の拡大模式図を示す。図13を参照すると、当該実施例において、第1のサブレンズ100は、第1のスペーサ1014と第1の接着剤1015を含む。ここで、第1の接着剤1015は、第1のスペーサ1014を第1のレンズバレル101に接着させる。本実施例において、第1の接着剤1015は、第1のサブレンズ100の一部と見なされるべきであるため、第1の接着剤1015の構造面も第1のサブレンズ100の一部に属する。第1の接着剤1015の構造面は、軸方向で第2のサブレンズ200に最も近い構造面であるため、本実施例では第1の接着剤1015の構造面を第1の構造面とし、それと対応する第2のレンズバレル構造面2011を第2の構造面とした。これにより、構造的ギャップDは、第1の接着剤1015の構造面と第2のレンズバレル構造面2011との間のギャップである。第1の接着剤1015の構造面が第2のレンズバレル構造面2011と平行ではない場合、軸方向での第1の接着剤1015の構造面と第2のレンズバレル構造面2011の平均距離を軸方向での構造的ギャップのサイズ値とすることができる。第1のサブレンズと第2のサブレンズとを接着させる接着剤700は、第1のサブレンズ100にも、第2のサブレンズ200にも属しないことに特に留意されたい。言い換えれば、接着剤700の面は、第1のサブレンズ100の構造面でも、第2のサブレンズ200の構造面でもない。

0128

上記実施例は、本発明の光学レンズの構造的ギャップに近い領域の様々な実施形態を説明した。以上の実施形態は単なる例示であり、本発明には他の場合がある。例えば、一実施例において、構造的ギャップは以下のように定義されてもよい。

0129

第1のサブレンズについて、第1のサブレンズの前記光軸方向における当該前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記光軸方向において前記第2のサブレンズの投影範囲内に位置される構造面を第1の構造面とし、第2のサブレンズについて、当該第2のサブレンズの光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される構造面を第2の構造面とする。第1の構造面及び第2の構造面の平均構造的ギャップを前記構造的ギャップとする。前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間のギャップである。

0130

いくつかの実施例において、前記第1の構造面は、第1のレンズシートの構造アタッチメントに位置されることができ、前記第1のレンズシートの構造アタッチメントは、第1のレンズバレルに取り付ける第1のスペーサ、または前記第1のスペーサを前記第1のレンズバレルまたは第1のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第1のレンズシートを前記第1のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0131

いくつかの実施例において、前記第2の構造面は、第2のレンズシートの構造アタッチメントに位置されることができ、前記第2のレンズシートの構造アタッチメントは、第2のレンズバレルに取り付ける第2のスペーサ、または前記第2のスペーサを前記第2のレンズバレルまたは第2のレンズシートに接着させる接着剤、または前記第2のレンズシートを前記第2のレンズバレルに接着させる接着剤を含む。

0132

第1のサブレンズと第2のサブレンズを接着させる接着剤700は、第1のサブレンズ100にも、第2のサブレンズ200にも属しないことに留意されたい。言い換えれば、第1のサブレンズと第2のサブレンズを接着させる接着剤700は、第1のレンズシートの構造アタッチメントまたは第2のレンズシートの構造アタッチメントとしての接着剤と混同してはならない。本発明において、接着剤700の面は、第1のサブレンズ100の構造面でも、第2のサブレンズ200の構造面でもない。

0133

さらに、一実施例において、前記第1のサブレンズ及び前記第2のサブレンズは、溶接によりお互いに固定されることができる。この時、接着剤700を使用する必要はがない。溶接方法は、レーザー溶接または超音波溶接などであることができる。

0134

さらに、本発明に係る一実施例は、上記実施例の光学レンズ組み立て方法に基づいて組み立てられた光学レンズをさらに提供する。上述のように、このような組み立て方法によって生産された光学レンズの第1のサブレンズと第2のサブレンズとの間には構造的ギャップがある。

0135

一般的に、従来の組み立て手段において、同じ設計の複数の製品の寸法パラメーターは非常に一貫している。しかし、本実施例の組み立て方法において、前記ステップ3で、前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向で移動させることにより、前記実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲を一致させて、同じ設計の各製品が異なる構造的ギャップを有するようにする。

0136

サブレンズについて、金型精度と成形精度の制御精度の制限により、各レンズシート単体の光学面の厚さ、光学面のサジタル高さ、光学面の面型曲率半径に公差が生じる場合があり、素子の加工精度の制限により、レンズシートの間の各素子の厚さに公差が生じる場合があり、組み立てられた素子の寸法公差及びレンズの組み立て精度の制限により、各レンズシートの組み立てにも公差が生じる場合があり、材料の安定性及びバッチの一貫性の制限により、レンズシート材料の屈折率が変更されることができる。以上の要因によりいずれか一のサブレンズは独特であり、それぞれの第1のサブレンズと第2のサブレンズの組み合わせにとって、前記実際の測定像面湾曲とターゲット像面湾曲をマッチングさせる前記光軸方向における当該第1のサブレンズと当該第2のサブレンズの相対距離も独特である。従って、本実施例の組み立て方法を用いてバッチで生産された光学レンズの構造的ギャップの光軸方向におけるサイズ値には、差がある。前記差は、2μm〜60μmである。例えば、同じ設計の複数の光学レンズである。それらは、それぞれ構造的ギャップD1、D2、・・・、Dnを有する。D1、D2、・・・、Dnのうち少なくとも2つを見つけ、それらの間の差は2μm〜60μm範囲内である。言い換えれば、本実施例に基づいて、同じ設計の複数の前記光学レンズにおいて、少なくとも第1の光学レンズと第2の光学レンズを有し、光軸方向における前記第1の光学レンズの構造的ギャップのサイズ値と光軸方向における前記第2の光学レンズの構造的ギャップのサイズ値には差があり、前記差は、2μm〜60μmである。本実施例において、同じ設計は、同じ光学設計及び同じ構造設計を指す。ラベル、マークなどの添付物のみが異なる場合、異なる設計とは見なされない。

0137

一実施例において、前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップである。

0138

図14は、本発明の別の実施例により提供されるカメラモジュールの組み立て方法を示す。当該カメラモジュールの組み立て方法は、ステップ10〜40を含む。

0139

ステップ10において、第1のサブアセンブリ1000と第2のサブアセンブリ2000を用意する。ここで、第1のサブアセンブリ1000は、第1のサブレンズ100を含む。第2のサブアセンブリは、第2のサブレンズ200とモジュール感光素子800を含む。第2のサブレンズ200とモジュール感光素子800との間にはカラーフィルター素子900がさらに取り付けられる。ここで、前記第1のサブレンズ100は、第1のレンズバレル101と、前記第1のレンズバレル101内に取り付けられる少なくとも1つの第1のレンズシート102とを含む。本実施例において、第1のレンズシート102の数は、2であり、本発明はこれに限定されないことに留意されたい。例えば、他の実施例において、第1のレンズシート102の数は、1、3、または4などであり得る。前記第2のサブレンズ200は、第2のレンズバレル201と前記第2のレンズバレル201に取り付けられる少なくとも1つの第2のレンズシート202を含む。本実施例において、第2のレンズシート202の数は3であり、本発明はこれに限定されないことに留意されたい。例えば、他の実施例において、第2のレンズシート202の数は、1、2、または4などであり得る。

0140

ステップ20において、前記第1のサブレンズ100を前記第2のサブレンズ200の光軸500に配置して、前記少なくとも1つの第1のレンズシート102と前記少なくとも1つの第2のレンズシート202を含むイメージング可能な光学系を構成する。本実施例において、前記光学系は、1つの物体側のターゲット400、2つの第1のレンズシート102、3つの第2のレンズシート202及び感光素子800を含む。本実施例において、感光素子800は、感光面801を有する。感光面801を用いて光学系の像面を検出することができる。本実施例において、感光素子800は、組み立てられたカメラモジュールに内蔵された感光素子である。

0141

ステップ30において、前記第1のサブレンズ100を前記第2のサブレンズ200に対して前記光軸500方向に移動させることにより、前記光学系によりイメージングされる像面とターゲット面を一致させる。

0142

組み立てられた光学レンズには、所望のイメージング面があり、本明細書ではこの所望のイメージング面をターゲット面と呼ぶ。場合によっては、ターゲット面は、平面である。例えば、カメラモジュールの感光素子の感光面が平面である場合、最高の結像品質を達成するために、前記光学レンズの所望のイメージング面も平面であり、言い換えれば、この時ターゲット面は平面である。他の場合によっては、前記ターゲット面は、凸状または凹状の曲面、または波状の曲面であってもよい。例えば、カメラモジュールの感光素子の感光面が凸状または凹状の曲面である場合、最高の結像品質を達成するために、ターゲット面も凸状または凹状の曲面であり、カメラモジュールの感光素子の感光面が波状の曲面である場合、ターゲット面も波状の曲面である。

0143

本実施例では、ステップ30において、前記感光素子800によって出力される画像に従って光学系によりイメージングされる実際の測定像面がターゲット面とマッチングするか否かを識別する。感光素子800の感光面801の形状が所望のイメージング面の形状である。言い換えれば、感光面801は、ターゲット面であるため、感光面801を通じて受信した画像は、ターゲット面の湾曲情報をすでに隠している。従って、イメージング品質を向上させるために、前記感光素子800によって出力される画像から得られる像面湾曲は可能な限り小さくなければならない。説明を簡単にするために、本明細書では、前記感光素子800によって出力される画像から得られる像面湾曲をモジュール実際の測定像面湾曲と呼ぶ。モジュール実際の測定像面湾曲が0に近づくと、光学系のイメージングによって形成される像面の形状がターゲット面と一致すると見なされる。この状態の下で、比較的に優れたイメージング品質を獲得することができる。

0144

さらに、一実施例において、少なくとも1つの視野を試験視野として選択する。前記試験視野に対応する前記実際の測定像面湾曲は、基準視野の実際の測定像面に対する当該試験視野の実際の測定像面の軸方向オフセットである。ここで、実際の測定像面は、前記画像側のターゲット300によって実際に受信された像面である。試験視野は、40%視野から85%視野までの範囲内の視野であることが好ましい。基準視野は、0視野(または、中心視野と呼ばれる)であることができる。本発明の基準視野は0視野に限定されないことに留意されたい。さらに、一実施例において、前記実際の測定像面とターゲット面をマッチングさせることは、前記モジュール実際の測定像面湾曲が+/−5μm範囲内であることを含む。言い換えれば、前記モジュール実際の測定像面湾曲が+/−5μm範囲内である場合、実際の測定像面とターゲット面がマッチングすると見なされる。一実施例において、1つの試験視野のみを選択することができる。

0145

さらに、一実施例において、選択される試験視野は、2〜10など複数であってもよい。各試験視野において、前記モジュール実際の測定像面湾曲が+/−5μm範囲内である場合、実際の測定像面とターゲット像面が一致すると見なされる。

0146

さらに、一実施例において、矢状方向と子午線方向のうち少なくとも1つの方向のモジュール実際の測定像面湾曲収束が+/−5μm以内に制御される場合、前記実際の測定像面とターゲット面がマッチングすると見なされる。

0147

さらに、前記ステップ30は、以下のサブステップを含む。

0148

ステップ310において、前記光軸に沿って物体側のターゲットまたは画像側のターゲットを移動させ、前記光学系のイメージングを明確にし、即ち、光学系の焦点合わせを完成し、本実施例では中心視野を選択して焦点合わせする。

0149

ステップ320において、第1のサブレンズ100を第2のサブレンズ200に対して前記光軸500の方向に移動させ、一実際の測定位置に留まらせる。具体的実装形態では、第2のサブレンズ200を移動せず、前記光軸500に沿って第1のサブレンズ100を移動させてもよく、第1のサブレンズ100を移動せず、前記光軸500に沿って第2のサブレンズ200を移動させてもよく、または第1のサブレンズ100と第2のサブレンズの両方を前記光軸500に沿って移動させてもよい。

0150

図14を参照すると、本実施例において、第2のサブレンズ200は固定され、クランプ装置600によって第1のサブレンズ100をクランプして、クランプ装置600をz軸に沿って移動させる(即ち、前記光軸500に沿って移動させる)ことにより、第1のサブレンズ100を第2のサブレンズ200に対して前記光軸500の方向に沿って移動させることを実現することができる。別の実施例において、前記クランプ装置600は吸着装置に置き換えられてもよい。

0151

ステップ330において、現在の実際の測定位置で前記光学系のイメージングのモジュール実際の測定像面湾曲を獲得する。現在の実際の測定位置で、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200は相対移動を停止する。この時、モジュール感光素子800を通じて前記光学系のモジュール実際の測定像面湾曲を測定する。試験視野に対して、モジュール感光素子800を通じて対応する解像度デフォーカス曲線、略して試験視野デフォーカス曲線を獲得することができる。基準視野も、モジュール感光素子800を通じて対応する解像度デフォーカス曲線、略して基準視野デフォーカス曲線を獲得することができる。実際に測定する場合、それぞれの試験視野で複数の測定点を取り、それぞれの測定点は一デフォーカス曲線に対応し、複数の測定点の複数のデフォーカス曲線の頂点位置の平均値は、基準視野デフォーカス曲線の頂点位置(基準視野が0視野である場合)と軸方向にずれ(当該軸方向のずれは一ベクトルである)、即ち、前記試験視野に対応する実際の測定像面湾曲である。ここで軸方向ずれは、前記光軸500方向ずれである。当該ずれは、基準視野の実際の測定像面に対する当該試験視野の実際の測定像面のオフセットと見なすことができる。基準視野が0視野でない場合、基準視野デフォーカス曲線頂点位置は、当該基準視野での複数の基準点の複数のデフォーカス曲線の頂点位置の平均値である。

0152

ステップ340において、現在の実際の測定位置でのモジュール実際の測定像面湾曲が目標範囲内にあるか否かを判断し、範囲内にある場合、前記ステップ40を直接に実行し、範囲内でない場合、現在の実際の測定位置でのモジュール実際の測定像面湾曲が目標範囲内にあるまで、サブステップ320とサブステップ330を実行し続ける。一実施例において、前記目標範囲は、+/−5μmの範囲である。モジュール実際の測定像面湾曲が0である場合、実際の測定像面とターゲット面とが完全に重なることを意味する。図15は、カメラモジュールの実際の測定像面とターゲット面とが完全に重なる模式図を示す。

0153

他の実施例において、ステップ30が終了した後、他の調整ステップを選択的に実行し、他の調整ステップが終了した後、ステップ40を実行することができる。

0154

ステップ40において、前記第1のサブレンズ100と前記第2のサブレンズ200の前記光軸500方向での相対距離が変わらないように前記第1のサブレンズ100と前記第2のサブレンズ200を接続する。接続が完了した後、第1のサブレンズ100と第2のサブレンズ200はお互いに固定されて、完全な光学レンズを形成する。

0155

上記実施例において、2つのサブレンズで一完全な光学レンズを構成したが、他の実施例において、より多くのサブレンズで一完全な光学レンズを構成することができる。

0156

上記実施例において、組み立て後の光学レンズの像面湾曲が効果的に低減されるように、組み立てプロセスで2つのサブレンズの軸方向距離を調節する。また、上記実施例の組み立て方法は、大量に生産されるカメラモジュールの像面湾曲分布を収束させ、プロセス能力指数(CPK)を向上させることができる。上記実施例では、組み立てプロセスでカメラモジュールの像面湾曲をリアルタイムで調整することができるので、像面湾曲の波動性を低減し、像面湾曲に起因する欠陥率を低減し、生産コストを削減し、イメージング品質を向上させる。上記実施例はまたモジュールの各素子精度とその組み立て精度に対する要件を緩和し、モジュールの全体的なコストを削減することができる。

0157

本発明において、前記ステップ40において、第1のサブレンズと第2のサブレンズの接続工程は状況に応じて選択することができる。例えば、一実施例において、接着工程により第1のサブレンズと第2のサブレンズを接続する。別の実施例において、レーザー溶接工程により第1のサブレンズと第2のサブレンズを接続する。さらに別の実施例において、超音波溶接工程により第1のサブレンズと第2のサブレンズを接続する。上記工程以外に、他の溶接工程も選択できる。第1のサブレンズと第2のサブレンズを直接に接続することができ、中間体(例えば、剛性中間体)を介して接続することもできる。例えば、前記第1のサブレンズは、一第3のサブレンズ(または、第3のサブアセンブリ)を介して前記第2のサブレンズに接続されることができる。この時、第3のサブレンズ(または、第3のサブアセンブリ)は中間体と見なされることができる。

0158

本発明の一実施例によれば、第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリを含むカメラモジュールをさらに提供する。第1のサブアセンブリは、第1のサブレンズを含み、前記第1のサブレンズは、第1のレンズバレルと少なくとも1つの第1のレンズシートを含む。第2のサブアセンブリは、第2のサブレンズと感光素子を含み、前記第2のサブレンズは、第2のレンズバレルと少なくとも1つの第2のレンズシートを含む。ここで、前記第1のサブレンズは、前記第2のサブレンズの光軸に配置されて、前記少なくとも1つの第1のレンズシート102と前記少なくとも1つの第2のレンズシート202を含むイメージング可能な光学系を構成し、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズはお互いに固定され、前記第1のサブレンズと前記第2のサブレンズとの間には構造的ギャップを有し、前記構造的ギャップは、前記光軸方向における前記光学系の実際の測定像面とターゲット面がマッチングするサイズ値を有する。前記第2のサブアセンブリは、前記感光素子と前記第2のレンズシートとの間に位置されるカラーフィルター素子をさらに含む。

0159

一実施例において、前記光軸方向における前記構造的ギャップのサイズ値について、前記光学系によりイメージングされる実際の測定像面とターゲット面を一致されることは、前記感光素子によって出力される画像に従って、移動された少なくとも1つの位置での前記光学系によりイメージングされるモジュール実際の測定像面湾曲を獲得し、前記モジュール実際の測定像面湾曲は+/−5μm範囲内である。

0160

一実施例において、第1のサブレンズと第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップである。

0161

さらに、一実施例において、前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップである。

0162

一連の実施例において、前記カメラモジュールの構造的ギャップは、図4図13に示されたような構造的ギャップであることができる。これらの構造的ギャップについては前に詳細に説明されており、ここでは繰り返さない。

0163

一実施例において、前記構造的ギャップの前記光軸方向でのサイズ値は、500μmより小さい。

0164

さらに、本発明の一実施例によれば、前述のカメラモジュールの組み立て方法を用いて組み立てられたカメラモジュールをさらに提供する。前記カメラモジュールの第1のサブアセンブリと第2のサブアセンブリとの間には構造的ギャップを有し、ここで、同じ設計の複数の前記光学モジュールにおいて、少なくとも第1の光学モジュールと第2の光学モジュールを有し、光軸方向における前記第1の光学モジュールの構造的ギャップのサイズ値と光軸方向における前記第2の光学モジュールの構造的ギャップのサイズ値には差があり、前記差は2μm〜60μmである。一般的に、従来の組み立て手段において、同じ設計の複数の製品の寸法パラメーターは非常に一貫している。しかし、本実施例の組み立て方法において、前記ステップ30で前記第1のサブレンズを前記第2のサブレンズに対して前記光軸方向で移動させることにより、前記実際の測定像面とターゲット像面を一致させて、同じ設計の各製品が異なる構造的ギャップを有するようにする。本実施例において、同じ設計は、同じ光学設計及び同じ構造設計を指す。ラベル、マークなどの添付物のみが異なる場合、異なる設計とは見なされない。

0165

一実施例において、第1のサブレンズと第2のサブレンズはすべて前記光学系に属する光学面及び前記光学面以外の構造面を有し、前記構造的ギャップは、前記第1のサブレンズの構造面と前記第2のサブレンズの構造面との間のギャップである。

0166

一実施例において、前記第1のサブレンズは、前記光軸方向において前記第2のサブレンズに最も近く且つ前記第2のサブレンズの前記光軸方向において投影範囲内に位置される第1の構造面を有し、前記第2のサブレンズは、光軸方向において前記第1のサブレンズに最も近く且つ前記第1のサブレンズの投影範囲内に位置される第2の構造面を有し、前記構造的ギャップは、平均構造的ギャップであり、前記平均構造的ギャップは、前記光学面を通る断面における前記第1の構造面と前記第2の構造面との間の平均ギャップである。

0167

以上の説明は、本出願の好ましい実施形態及び適用された技術原理の説明にすぎない。当業者は、本出願に含まれる本発明の範囲が上記の技術的特徴の特定の組み合わせの技術的解決策に限定されず、本発明の概念から逸脱することなく上記の技術的特徴または同等の特徴を任意に組み合わせて形成される他の技術的解決策を包むことを理解すべきである。例えば、上記の特徴を、類似の機能を有する本出願に開示された(しかし、それに限定されない)技術的特徴とお互いに置き換えることにより形成される技術的解決策。

0168

100 第1のサブレンズ
101 第1のレンズバレル
102 第1のレンズシート
102 第1のサブレンズ
200 第2のサブレンズ
201 第2のレンズバレル
202 第2のレンズシート
300ターゲット
301光検出面
400 ターゲット
500光軸
600クランプ装置
700接着剤
800モジュール感光素子
801感光面
900 カラーフィルター素子

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