CN101750706B - 晶圆级镜头模组及其阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种晶圆级镜头模组，其包括叠置且光轴重合的第一镜片和第二镜片以及电致变形层，该电致变形层夹设于该第一镜片与该第二镜片之间，该电致变形层设一透光通孔，且该透光通孔的中心轴与该第一镜片、该第二镜片的光轴重合，以使透过该第一镜片的光线可经由该通孔进入该第二镜片，该电致变形层具有平行该第一镜片和第二镜片光轴的变形方向，其用于调整该第一镜片和该第二镜片的间距，该电致变形层由人工肌肉材料制成。本发明还提供一种晶圆级镜头模组阵列，本发明提供的晶圆级镜头模组以及晶圆级镜头模组阵列所提供的每一个晶圆级镜头模组均有体积小、可变焦的优点。

Description

晶圆级镜头模组及其阵列
技术领域
本发明涉及一种镜头模组，尤其涉及一种晶圆级(wafer level)镜头模组及其阵列。
背景技术
常用镜头模组的变焦功能通常是采用驱动器来实现的。传统的驱动器包括步进马达等。对于采用此种传统驱动器的镜头模组，其通常需要通过设置多个传动机构如两至三个齿轮传动机构，来将步进马达的旋转运动转换成线性运动。
随着摄像技术的发展，镜头模组与各种便携式电子装置如手机、摄像机、电脑等的结合，更是得到众多消费者的青睐，所以市场对小型化镜头模组的需求增加。
然而，目前小型化镜头模组多采用晶圆级镜片，其一般是利用精密模具制造出微型镜片阵列，然后与硅晶圆制成的影像感测器电连接、封装，然后切割，得到的每一小单元都是一个晶圆级的相机模组。虽然每个晶圆级镜片的尺寸非常小，适用于一些便携式电子装置，但因为传统的驱动器不能适用于晶圆级镜头模组，因此这样的镜头模组的焦距无法调节，因此其成像效果一般，不能满足消费者的拍照需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种兼有体积小和可变焦两个特点的晶圆级镜头模组及晶圆级镜头模组阵列。
一种晶圆级镜头模组，其包括叠置且光轴重合的第一镜片和第二镜片以及电致变形层，该电致变形层夹设于该第一镜片与该第二镜片之间，该电致变形层设一透光通孔，且该透光通孔的中心轴与该第一镜片、该第二镜片的光轴重合，以使透过该第一镜片的光线可经由该通孔进入该第二镜片，该电致变形层具有平行该第一镜片和第二镜片光轴的变形方向，其用于调整该第一镜片和该第二镜片的间距，该电致变形层由人工肌肉材料制成。
一种晶圆级镜头模组阵列，其包括叠置的第一镜片阵列、第二镜片阵列，该第一镜片阵列包括多个第一镜片，该第二镜片阵列包括多个第二镜片，一个第一镜片对应一个第二镜片，且该第一镜片和该第二镜片的光轴重合，该晶圆级镜头模组阵列还包括一电致变形层，该电致变形层夹设于该第一镜片阵列与该第二镜片阵列之间，该电致变形层具有多个通孔，每一通孔的中心轴和一个第一镜片的光轴、第二镜片的光轴重合，该电致变形层具有平行该第一镜片阵列和第二镜片阵列光轴的变形方向，该电致变形层用来调整该第一镜片阵列和该第二镜片阵列的间距，该电致变形层由人工肌肉材料制成。
与现有技术相比，本发明提供的晶圆级镜头模组及其阵列的镜片间夹设有电致变形层，该电致变形层加电压后发生平行光轴方向的形变，使得与之上下连接的镜片或镜片阵列的位置发生移动，从而改变晶圆级镜头模组的焦距，本发明提供的晶圆级镜头模组兼有体积小、可变焦两个特点，且结构简单。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的晶圆级镜头模组的结构示意图。
图2是本发明第一实施例提供的晶圆级镜头模组的电致变形层加电压之后的变化示意图
图3是本发明第二实施例提供的晶圆级镜头模组阵列的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的晶圆级镜头模组10包括第一镜片21和第二镜片22以及夹设于该第一镜片21和该第二镜片22之间的电致变形层30。
第一镜片21和第二镜片22是晶圆级镜片。第一镜片21具有光学部210和围绕该光学部210的第一支撑部211。第二镜片22具有光学部220和围绕该光学部220的第二支撑部221。
电致变形层30由人工肌肉材料制成，特别地，在下述材料中选择其一制成：铁电聚合物(ferroelectric polymers)或电介弹性体(dielectric elastomers)。人工肌肉材料的特点是在通电后会产生可预期的变形，且该变形可恢复可重复、响应时间短，比压电陶瓷(piezoceramics)材料的张力(strain)大。
该电致变形层30中央设通孔31，以使经过第一镜片21的光线能够到达第二镜片22。
第一镜片21、电致变形层30和第二镜片22的中心轴重合。
电致变形层30具有相对的第一面301和第二面302，第一面301和第一支撑部211贴合，第二面302和该第二支撑部221贴合。第一面301和第二面302相互平行且垂直于镜头模组10的光轴。电致变形层30的第一面301和第二面302分别接电源(图未示)的正负极。
电致变形层30本身设有正负电极(图未示)，将正负电极和外部电路(图未示)连接，该外部电路写有控制程序，该控制程序将根据镜头模组成像的清晰与否增加或减小施加在该电致变形层30上的电压，从而实现自动变焦。
该电致变形层30所采用的材料在光轴方向施加电压后所产生的变形发生在光轴方向，即电致变形层30的厚度增加或减小。
可以理解，电致变形层30的结构不限于本实施例所示，尤其是当上下镜片的支撑部的结构是斜面、具有多层台阶时，电致变形层30的结构要与上下镜片的支撑部相配合，以使镜片的间距在各处的位移相同，不会出现偏心。
请参阅图2，向电致变形层30施加电压前，镜头焦点在A点，向电致变形层30施加电压后，电致变形层厚度变薄，第一镜片21、第二镜片22间距缩短，镜头焦点在B点，切断电源后焦点回到A点。
请参阅图3，本发明第二实施例提供的晶圆级镜头模组40包括叠置的第一镜片阵列41、电致变形层42和第二镜片阵列43。电致变形层42夹设于该第一镜片阵列41与该第二镜片阵列43之间。
该第一镜片阵列41包括多个第一镜片410，该第二镜片阵列43包括多个第二镜片(图未示)，一个第一镜片410对应一个第二镜片，且该第一镜片410和该第二镜片的光轴重合，该电致变形层42夹设于该第一镜片阵列41与该第二镜片阵列43之间，该电致变形层42具有多个通孔，每一通孔的中心轴和一个第一镜片410的光轴、第二镜片的光轴重合。
在制造时，首先制造出第一镜片阵列41及第二镜片阵列43，然后将已经加工好的薄片状的电致变形层42置于第一镜片阵列41和第二镜片阵列43之间，并使得镜片光轴和电致变形层42的通孔中心轴重合，然后与硅晶圆制成的影像感测器压合封装，最后切割成晶圆级相机模组。
电致变形层42由人工肌肉材料制成，特别地，在下述材料中选择其一制成：铁电聚合物(ferroelectric polymers)或电介弹性体(dielectric elastomers)。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种晶圆级镜头模组，其包括叠置且光轴重合的第一镜片和第二镜片，其特征在于：进一步包括电致变形层，该电致变形层夹设于该第一镜片与该第二镜片之间，该电致变形层设一透光通孔，且该透光通孔的中心轴与该第一镜片、该第二镜片的光轴重合，以使透过该第一镜片的光线可经由该通孔进入该第二镜片，该电致变形层具有平行该第一镜片和第二镜片光轴的变形方向，其用于调整该第一镜片和该第二镜片的间距，该电致变形层由人工肌肉材料制成。
2.如权利要求1所述的晶圆级镜头模组，其特征在于：该第一镜片具有第一光学部及围绕该第一光学部的第一支撑部，该第二镜片具有第二光学部及围绕该第二光学部的第二支撑部，该电致变形层具有第一面和第二面，该第一面与该第一支撑部贴合，该第二面与该第二支撑部贴合，该第一面和该第二面相互平行且均垂直于该镜头模组的光轴。
3.如权利要求2所述的晶圆级镜头模组，其特征在于：该第一面和第二面分别接电源的正负极。
4.如权利要求1所述的晶圆级镜头模组，其特征在于：该电致变形层和外部电路连接且该外部电路写有控制程序，该控制程序控制施加于该电致变形层上的电压大小。
5.一种晶圆级镜头模组阵列，其包括叠置的第一镜片阵列、第二镜片阵列，该第一镜片阵列包括多个第一镜片，该第二镜片阵列包括多个第二镜片，一个第一镜片对应一个第二镜片，且该第一镜片和该第二镜片的光轴重合，其特征在于：该晶圆级镜头模组阵列还包括一电致变形层，该电致变形层夹设于该第一镜片阵列与该第二镜片阵列之间，该电致变形层具有多个通孔，每一通孔的中心轴和一个第一镜片的光轴、第二镜片的光轴重合，该电致变形层具有平行该第一镜片阵列和第二镜片阵列光轴的变形方向，该电致变形层用来调整该第一镜片阵列和该第二镜片阵列的间距，该电致变形层由人工肌肉材料制成。
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