(57)【要約】【課題】大量生産が可能で、かつ小型化したレンズアセンブリ及びその製作方法を提供する。【解決手段】レンズアセンブリ１０の製作方法は、レンズ基板の表面を分割し加工して多数のレンズユニットを形成する加工ステップ（Ｓ３１）と、上記加工ステップ（Ｓ３１）を経た互いに異なる特性の多数のレンズ基板を１つの結合体として接合するボンディングステップ（Ｓ３２）と、上記結合体を各レンズユニット単位で切断して多数のレンズアセンブリを生産する切断ステップ（Ｓ３３）とを含む。【選択図】図１
2008129606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ基板の表面を分割し加工して多数のレンズユニットを形成する加工ステップと、
前記加工ステップを経た互いに異なる特性の多数のレンズ基板を１つの結合体として接合するボンディングステップと、
前記結合体を各レンズユニット単位で切断して多数のレンズアセンブリを生産する切断ステップと、
を含むことを特徴とするレンズアセンブリ製作方法。
【請求項２】
前記レンズ基板はガラスからなることを特徴とする請求項１記載のレンズアセンブリ製作方法。
【請求項３】
前記加工ステップは、レーザビームを用いて各レンズユニット毎に同一な曲率を有するように加工することを特徴とする請求項１記載のレンズアセンブリ製作方法。
【請求項４】
前記加工ステップは、リソグラフィー工程を通じて各レンズユニット毎に同一な曲率を有するように加工することを特徴とする請求項１記載のレンズアセンブリ製作方法。
【請求項５】
前記ボンディングステップで接合された多数のレンズ基板のレンズユニットは、各々互いに異なる曲率を有するように加工されることを特徴とする請求項１記載のレンズアセンブリ製作方法。
【請求項６】
前記ボンディングステップにおいて、接合されるレンズ基板を相互固定し、光量を調節するストップ基板が前記接合されるレンズ基板の間、または一端に介されることを特徴とする請求項１記載のレンズアセンブリ製作方法。
【請求項７】
前記ストップ基板はシリコン材質からなっており、光量を調節するために前記ストップ基板を貫通するホールが形成されたことを特徴とする請求項６記載のレンズアセンブリ製作方法。
【請求項８】
前記ボンディングステップにおいて、接合されるレンズ基板の一端にカラーフィルター基板が更に接合されることを特徴とする請求項１記載のレンズアセンブリ製作方法。
【請求項９】
多数のレンズユニットを含む多数のレンズウエハを積層結合した後、各レンズユニット単位で切断して生産された多数のレンズを含み、
前記多数のレンズは、曲率部及び周辺部からなり、前記各々の周辺部が結合されて形成されたことを特徴とするレンズアセンブリ。
【請求項１０】
結合されるレンズを相互固定し、光量を調節できるように、前記多数のレンズの間、または上段に介されるストップ基板を含むことを特徴とする請求項９記載のレンズアセンブリ。
【請求項１１】
前記結合された多数のレンズの一端に結合されたカラーフィルターを含むことを特徴とする請求項９記載のレンズアセンブリ。
【請求項１２】
前記多数のレンズはガラスからなることを特徴とする請求項９記載のレンズアセンブリ。
【請求項１３】
前記ストップ基板はシリコン材質からなっており、光量を調節するために前記ストップ基板を貫通するホールが形成されたことを特徴とする請求項１０記載のレンズアセンブリ。
【請求項１４】
前記曲率部は、前記各レンズ毎に互いに異なる曲率を有することを特徴とする請求項９記載のレンズアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１周辺部と第２周辺部はボンディングにより結合されたことを特徴とする請求項９記載のレンズアセンブリ。
【請求項１６】
第１曲率が形成された第１曲率部及び前記第１曲率部の周囲に形成された第１周辺部を含む第１レンズと、
第２曲率が形成された第２曲率部及び前記第２曲率部の周囲に形成された第２周辺部を含む第２レンズとを含み、
前記第１周辺部と第２周辺部が結合されて、前記結合された第１レンズ及び第２レンズの側面が同一垂直面上に配置されたことを特徴とするレンズアセンブリ。
【請求項１７】
第３曲率が形成された第３曲率部及び前記第３曲率部の周囲に形成された第３周辺部を含む第３レンズを含み、
前記第２周辺部と第３周辺部が結合されて、前記結合された第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズの側面が同一垂直面上に配置されたことを特徴とする請求項１６記載の含むレンズアセンブリ。
【請求項１８】
第４曲率が形成された第４曲率部及び前記第４曲率部の周囲に形成された第４周辺部を含む４次レンズを含み、
前記第３周辺部と第４周辺部が結合されて、前記結合された第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、及び４次レンズの側面が同一垂直面上に配置されたことを特徴とする請求項１７記載のレンズアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアセンブリ及びその製作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、カメラが搭載された携帯電話のようなモバイル機器が登場して何時何処でも静止画及び動画の撮影が可能になった。
【０００３】
また、現在高解像度及び高画質の撮影のためにカメラの性能が徐々に改善されており、自動焦点調節機能、接写機能、及び光学ズーム機能などを具備したカメラモジュールが搭載されている。
【０００４】
現在搭載されたカメラモジュールの性能を確保するためには、カメラモジュールのサイズが大きくならなければならない。
【０００５】
しかしながら、モバイル機器のデザインを考慮する際、カメラモジュールのサイズが大きい場合、モバイル機器への装着が困難であり、カメラモジュールのサイズが大きい場合、性能に限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、大量生産が可能で、かつ小型化したレンズアセンブリ及びその製作方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレンズアセンブリ製作方法は、レンズ基板の表面を分割し加工して多数のレンズユニットを形成する加工ステップと、上記加工ステップを経た互いに異なる特性の多数のレンズ基板を１つの結合体として接合するボンディングステップと、上記結合体を各レンズユニット単位で切断して多数のレンズアセンブリを生産する切断ステップとを含む。
【０００８】
本発明に係るレンズアセンブリは、多数のレンズユニットを含む多数のレンズウエハを積層結合した後、各レンズユニット単位で切断して生産された多数のレンズを含み、上記多数のレンズは、曲率部及び周辺部からなって、上記各々の周辺部が結合されて形成される。
【０００９】
本発明に係るレンズアセンブリは、第１曲率が形成された第１曲率部及び上記第１曲率部の周囲に形成された第１周辺部を含む第１レンズと、第２曲率が形成された第２曲率部及び上記第２曲率部の周囲に形成された第２周辺部を含む第２レンズとを含み、上記第１周辺部と第２周辺部が結合されて、上記結合された第１レンズ及び第２レンズの側面が同一垂直面上に配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、大量生産が可能で、かつ小型化したレンズアセンブリが製作できる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
添付の図面を参考しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、カメラモジュールの断面図である。
【００１３】
カメラモジュールは、多数のレンズを含むレンズアセンブリ（lens assembly）１０、赤外線光を遮断するカラーフィルター１１、イメージセンシングを遂行するイメージセンサ１２、回路パターンが形成された印刷回路基板（printed circuit board：ＰＣＢ）１３、コネクターと接続される軟性印刷回路基板（Flexible-PCB）１４、及びレンズアセンブリ１０とカラーフィルター１１を支持するハウジング１５を含む。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態に従うレンズアセンブリ１０を製作する過程を示すフローチャート（flowchart）である。
【００１５】
従来のレンズアセンブリは、ガラス（glass）またはプラスチック（plastic）材質を用いて加工または射出方式により製作した。
【００１６】
しかしながら、本実施形態は、レンズアセンブリ１０の製造時、レンズ用光学素子からなるレンズ基板（substrate）を加工及び切断して、最終的に大量のレンズアセンブリを生産することができる。
【００１７】
このために、本発明の実施形態に従うレンズアセンブリ製作方法は、基板加工ステップ（Ｓ３１）、ボンディングステップ（Ｓ３２）、切断ステップ（Ｓ３３）、及び組立ステップ（Ｓ３４）を含む。
【００１８】
まず、基板加工ステップ（Ｓ３１）を説明すると、各レンズ基板及びカラーフィルター基板に対して加工するステップが進行されるが、多数のレンズ基板の表面を分割した多数のレンズユニット毎にレンズを加工する。
【００１９】
上記レンズ基板（ウエハ）は、硼珪酸系またはクラウン系などのガラス材質からなるものであって、光を集めたり分散するための多様な曲率を有することができる非球面レンズが上記レンズ基板の表面にレンズユニット単位で形成できる光学レンズ用基板である。
【００２０】
本実施形態は、上記レンズ基板の表面を多数のレンズユニット単位で分割して各レンズユニット毎に所定の曲率を有するように加工する特徴を有する。
【００２１】
したがって、レンズ基板の表面には各レンズユニット毎に同一な第１曲率を有する多数のレンズが加工具現されることができる。
【００２２】
上記レンズ基板及びカラーフィルター基板を図示した図３を参照して説明すると、各１次レンズ基板４１は表面の各レンズユニットが同一な曲率を有する１次レンズ４４を含んで形成されることができる。
【００２３】
また、２次レンズ基板４２は２次レンズ４５を含んで形成されることができる。
【００２４】
２次レンズ４５の各レンズユニットは１次レンズ４４とは異なる第２曲率を持って形成されることができる。
【００２５】
１次レンズ４４は、第１曲率を有する第１曲率部４４ｂを含み、第１曲率部４４ｂの周囲には曲率が形成されない第１周辺部４４ａが位置することになる。
【００２６】
また、２次レンズ４５は、第２曲率を有する第２曲率部４５ｂを含み、第２曲率部４５ｂの周囲には曲率が形成されない第２周辺部４５ａが位置することになる。
【００２７】
第１周辺部４４ａは、第１曲率部４４ｂの周囲に位置し、第２周辺部４５ａは第２曲率部４５ｂの周囲に位置することになる。
【００２８】
本実施形態に従う図３を見ると、６インチのサイズを有する１次レンズ基板４１の場合、５２９個（２３×２３）のレンズユニットを有することになり、各レンズユニットには同一な第１曲率を有する１次レンズ４４が形成される。
【００２９】
したがって、１次レンズ基板４１には５２９個の１次レンズ４４が形成される。
【００３０】
同様に、２次レンズ基板４２の場合にも５２９個のレンズユニットを有することになると、各レンズユニット毎に同一な第２曲率を有する２次レンズ４５が形成される。
【００３１】
したがって、２次レンズ基板４２には５２９個の２次レンズ４５が形成される。
【００３２】
本実施形態では、６インチ基板を使用してレンズユニットを形成したが、これに限定されるものでなく、８インチ基板を使用することもでき、時として８インチ基板より大きい基板を使用することもできる。
【００３３】
１次及び２次レンズ基板４１、４２の間には互いに異なる曲率を有する非球面が形成されるが、１次レンズ基板４１の各レンズユニットに形成される１次レンズ４４と２次レンズ基板４２の各レンズユニットに形成される２次レンズ４５は互いに異なる曲率を有することになる。
【００３４】
参考に、上記レンズは携帯電話用カメラモジュールやデジタルカメラ、光学的記憶装置などに使われるガラスレンズの一つであって、プラスチックレンズに比べて良い品質の映像が得られる。
【００３５】
１次及び２次レンズ基板４１、４２の第１及び第２曲率部４４ｂ、４５ｂを形成する方法は、各レンズユニット毎の曲率形状をレーザビームで直接加工することができる。
【００３６】
即ち、レーザビームを用いてレンズ基板の表面を加工して各レンズユニット毎に所定の曲率を形成することができる。
【００３７】
上記レーザを用いた曲率加工は、凸、凹形態のように、円球形態の曲率を形成する時によく使われる。
【００３８】
また、１次及び２次レンズ基板４１、４２の曲率を加工する他の実施形態には、リソグラフィー（lithography）工程を使用して各レンズユニット毎に所定の曲率を形成することができる。
【００３９】
即ち、一般的な半導体リソグラフィー工程のように、レンズ基板に所定のフォトレジスト（photoresist）を塗布した後、マスクのパターンによって露光及び現像することで、マスクのパターンに従う曲率が形成されることができる。
【００４０】
したがって、上記リソグラフィー工程を用いたレンズ基板の曲率加工は非球面形状のレンズ形成時に使用することができる。
【００４１】
一方、上記レンズ基板の他にもカラーフィルター基板４３が各レンズユニット毎に加工されて、各レンズユニット毎にカラーフィルター４６が形成されることができる。
【００４２】
１次レンズ基板４１の各レンズユニットに形成される１次レンズ４４と２次レンズ基板４２の各レンズユニットに形成される２次レンズ４５とカラーフィルター４６が結合されて形成された形態を図３の（ｄ）に図示した。
【００４３】
この際、１次レンズ４４の第１周辺部４４ａと２次レンズ４５の第２周辺部４５ａが接して結合される。
【００４４】
上記のように、１次及び２次レンズ基板４１、４２及びカラーフィルター基板４３に対する加工作業（Ｓ３１）が完了した後には、これらの基板を一つの結合体として結合するボンディング（bonding）ステップ（Ｓ３２）が進行される。
【００４５】
ボンディングステップ（Ｓ３２）及び切断ステップ（Ｓ３３）を示す図４を参照すると、加工ステップで加工された１次及び２次レンズ基板４１、４２とカラーフィルター基板４３は、カラーフィルター基板４３、２次レンズ基板４２、１次レンズ基板４１の順に積層された後、ボンディングされるステップを有する。
【００４６】
上記ボンディングステップは、非活性気体を注入してポンプダウン（pump down）し、互いに接合される１次レンズ基板４１、２次レンズ基板４２、カラーフィルター基板４３を重合体の最終硬化温度で加熱（heating）する。
【００４７】
そして、接合される基板を重合体硬化時間の間、圧縮（compression）する。
【００４８】
一方、上記ボンディングステップにおいて、１次レンズ基板４１と２次レンズ基板４２との間にシリコン材質からなるストップ基板（stop substrate）４７が挿入されることができる。
【００４９】
ストップ基板４７は、スペーサ（spacer）であって、１次レンズ基板４１と２次レンズ基板４２を相互固定し、光量を調節することによって、役に立たない光を遮断する機能を遂行する。
【００５０】
また、ストップ基板４７はストップ基板４７の厚みによって上記レンズ基板の間の間隔を調節することができる。
【００５１】
本実施形態では、ストップ基板４７が１次レンズ基板４１と２次レンズ基板４２との間に挿入されるが、これに限定されるものでなく、ストップ基板４７は１次レンズ基板４１の前面または２次レンズ基板４２の後面に接合されることができる。
【００５２】
また、図示してはいないが、ストップ基板４７にはストップ基板４７を貫通するホールが形成されることができる。
【００５３】
上記ホールは入射される光量を調節するため、本実施形態に従うレンズ個数及び焦点距離などにより上記ホールのサイズを決めることができる。
【００５４】
ボンディングステップ（Ｓ３２）が完了すると、ボンディングされた基板を切断（dicing）して、該当レンズユニット数だけのレンズアセンブリ４８に分割する切断ステップ（Ｓ３３）がなされる。
【００５５】
切断ステップ（Ｓ３３）は、基板に形成された各レンズユニットを個別的に分けるためにブレード（blade）を用いて基板を切る工程であって、基板の硬度によって２インチブレードと４インチブレードを選択して使用する。
【００５６】
また、各物質の硬度、軟性、耐摩耗性、及び素子特性に従って、ブレードを選択して使用するが、ブレードの種類には大別してレジン（resin）ブレードとニッケル（nickel）ブレードを選択して切断することができる。
【００５７】
上記のように切断されたレンズアセンブリは、図３（ｄ）に示すように、１次レンズ４４の第１周辺部４４ａ、２次レンズ４５の第２周辺部４５ａ、及びカラーフィルター４６が接して結合された形態を有する。
【００５８】
この際、１次レンズ基板４１と２次レンズ基板４２が接合された後、同時に切断されるので、１次レンズ４４と２次レンズ４５の側面は同一垂直面上に配置されることができる。
【００５９】
本実施形態では、１次レンズ基板４１と２次レンズ基板４２だけで上記レンズアセンブリを形成させたが、３次レンズ基板及び４次レンズ基板を更に形成してレンズアセンブリを形成させることができる。
【００６０】
上記３次レンズ基板及び４次レンズ基板を更に形成させた場合にも、上記３次レンズ基板及び４次レンズ基板から形成された３次レンズ及び４次レンズの側面は、１次レンズ４４と２次レンズ４５の側面と同一垂直面上に配置されることができる。
【００６１】
上記のように、加工ステップ（Ｓ３１）、ボンディングステップ（Ｓ３２）、及び切断ステップ（Ｓ３３）が完了すると、このような各々のレンズアセンブリ４８を各カメラモジュールのハウジング１５に結合して組立（Ｓ３４）することにより、レンズユニット数だけのカメラモジュールのレンズモジュール作業工程を完了することができる。
【００６２】
一方、上記カメラモジュールのハウジング１５にはイメージセンサ１２が結合されている。
【００６３】
イメージセンサ１２は、カメラモジュールのイメージ感知能力向上及び小型化のためにＣＳＰ（chip scale package）などのパッケージタイプでハウジング１５にイメージセンサ１２が結合される。
【００６４】
フリップチップ（flip chip）技術、ＢＧＡ（ball grid array）技術などが用いられるＣＳＰタイプの製造技術は、リードフレームがないので、チップとほぼ同一なサイズの超小型パッケージを生産し出すことができるので、小型カメラモジュール製造工程などによく用いられることができる。
【００６５】
上記のように、パッケージタイプで組立てる時には、イメージセンサ１２が保護されるので、異質物による汚染を防止できることになる。
【００６６】
レンズアセンブリ４８が基板単位で形成されるため、レンズアセンブリ４８をカメラモジュールに装着するためのリフロー（reflow）工程が可能である。
【００６７】
また、イメージセンサ１２も上記リフロー工程によりカメラモジュールに装着可能である。
【００６８】
一方、ボンディングステップ（Ｓ３２）において、カラーフィルター基板４３、２次レンズ基板４２、１次レンズ基板４１を順に積層してボンディングしたが、これは一つの実施形態に過ぎないものであり、カラーフィルター基板４３を除いて、２次レンズ基板４２と１次レンズ基板４１のみを相互ボンディングさせることができる。
【００６９】
カラーフィルター４６の場合には、予めカメラモジュールのハウジング１５に装着させて置くと、上記１次及び２次レンズ基板４１、４２のボンディングだけでレンズアセンブリを生産した後、これをカラーフィルター４６が予め装着されたハウジング１５に装着させる場合、同一な結果が得られるためである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】カメラモジュールの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るレンズアセンブリを製作する過程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るレンズ基板及びカラーフィルター基板を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るボンディングステップと切断ステップの作業形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  レンズアセンブリ、  １１  カラーフィルター、  １２  イメージセンサ、  １３  印刷回路基板、  １４  軟性印刷回路基板、  １５  ハウジング、  ４１  １次レンズ基板、  ４２  ２次レンズ基板、  ４４  １次レンズ、  ４５  ２次レンズ。
【図１】
2008129606.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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