[发明专利]包括NIR截止滤光器的相机模块和用于生产其的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及具有IR截止性能的光学设计。具体地，本发明涉及具有NIR滤光器的光学系统，该NIR滤光器通过吸收红外光而过滤透射的光。

背景技术

相机芯片典型地在红外光谱范围中也是敏感的。但是，相机模块的光学部件的材料、诸如标准玻璃或塑料材料通常具有一定量的红外透射。但是，如果红外光到达芯片，则产生不期望的颜色失真或亮度偏差。

出于该原因，相机模块典型地设有红外滤光器。最常见的红外滤光器是干涉滤光器。对于这种滤光器来说，多层电解质层体系沉积在基片上、典型的是玻璃基片。基于物理原因，多层电解质层体系设计为反射红外辐射，但透射可见光。这种滤光器生产成本较低，但具有若干缺陷。干涉滤光器通常对透射曲线进行一定调节。该调节的作用类似于梳型滤波器的作用，并且该调节可以影响各颜色。

而且，相比于也被称为“有色玻璃”或吸收滤光器的光学滤光玻璃来说，干涉滤波器对来自光入射角的滤光器曲线(透射曲线)的依赖大得多。紧凑的相机通常具有达到30°的完全打开角，并且通常不远心地对齐，即光线以一定角度(以完全打开角)撞击图像传感器。

US 2014/0043677 A1公开了具有红外截止(IR截止)滤光器的透镜模块，该透镜模块包括基片和涂覆在基片上的IR截止膜。IR截止由交替堆叠在基片上的三十二个高折射层和三十二个低折射层构成，因此形成如上所述的干涉滤光器。在约400nm至约800nm的波长下，IR截止膜的透射率大于约90％，而在约850nm至约1300nm的波长下，IR截止膜的透射率小于约1％。

US 2012/0261550 A1公开了具有用于图像采集的滤光构件的光学透镜组件。沿光轴从物体侧至图像侧按顺序布置，该组件包括：滤光构件和透镜组件。透镜组件设在滤光构件的物体侧。透镜组件包括具有折光力(refractive power)的至少三个透镜元件，其中至少两个透镜元件由塑料制成并且具有至少一个非球面的物体侧表面或图像侧表面。通过这种布置，具有用于图像采集的滤光构件的光学透镜组件能具有良好的色差校正并减小用于应用到电子产品、诸如要求高分辨率的手机和相机的总长度。具有涂层的吸收滤光器用于提供在红外谱带处吸收光的良好效果以便有效地减小色移。

根据上述现有技术，滤光器是透镜组件内的单独部分。但是，伴随这些设计有若干缺点。由于滤光器所需的空间，滤光器限制了相邻透镜的焦距。而且，滤光器可以由对环境物质、例如水敏感的材料制成。在这种情况下，滤光器可能需要被密封。例如，这种情况是对如果遇到水就腐蚀的磷酸盐或氟磷酸盐玻璃来说的。而且，这些玻璃是非常易碎的。

因此，本发明的目的是改进具有IR截止滤光器的相机模块以便减小模块的长度。其他目的是对于由敏感(sensitive)材料和/或易碎材料制成的滤光器来说简化密封和机械稳定性。

通过独立权利要求的主题实现这些目的。本发明的有利的改进和实施例在从属权利要求中被限定。

发明内容

因此，相机模块被提供为具有相机传感器和用于将光聚焦在相机传感器上的物镜。物镜包括复合透镜，复合透镜是具有由滤光玻璃制成的基部或基片以及附接到基部的一个侧部的第一透镜部分的复合透镜。该基部或基片也可以是具有红外吸收涂层的玻璃。红外吸收涂层可特别地是有机层和/或具有有机染料的层。第一透镜部分具有弧形折射外表面并且由不同于基部的滤光玻璃的材料制成。基部的滤光玻璃或红外吸收涂层吸收近红外辐射并且透射可见光并因此用作近红外截止滤光器。弧形折射外表面可以是球面的或非球面的，这取决于透镜的类型。

因此，复合透镜由两个元件、即透镜部分和基部形成。

物镜也可包括多于一个的复合透镜。例如，具有相同或不同的滤光玻璃的这些透镜中的两个透镜可被采用以便调整NIR截止性能。

特别地，基部可具有两个平行的侧部，使得其无益于复合透镜的光学折光力(refraction power)。如果基部是具有面平行侧部的扁平基片或壳形基片，则特别地获得不具有光功率(optical power)的基部或基片。壳形基片的表面可特别地沿两个方向弯曲使得基部是碗状的。通过这种方式，壳形可大体与透镜的一个折射表面或两个折射表面相符(follow)。通过这种方式，基部可甚至被嵌入较薄的凸-凹状透镜。但是，本发明的最优选的实施例使用由滤光玻璃制成的扁平基部。扁平基部、即窗格形式的基部的生产特别简单。