CN101998035A - 相机模组及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种相机模组，其包括电路板、影像感测器、插接座、镜筒及光学元件组，所述影像感测器封装于所述电路板，所述插接座固定于所述电路板，且具有一个收容空间，所述收容空间的内壁设置有配合凸起或配合凹槽，所述镜筒的外壁设置有与插接座的配合凸起相对应的配合凹槽或者设置有与插接座的配合凹槽相对应的配合凸起，以使所述镜筒配合收容于所述收容空间内，所述光学元件组收容于所述镜筒内并与所述影像感测器光学耦合。本发明还涉及上述一种组装上述相机模组的方法。

Description

相机模组及其组装方法
技术领域
本发明涉及一种光学成像技术领域，特别涉及一种插接式相机模组及其组装方法。
背景技术
随着光学成像技术的发展，镜头模组在各种成像装置如数码相机、摄像机中得到广泛应用。请参见文献Capturing images with digital still cameras，Micro，IEEE Volume：18，issue：6，Nov.-Dec.1998 Page(s)：14-19。整合有镜头模组的手机、笔记本等便携式电子装置，更是得到众多消费者的青睐。
现有技术中电子设置中设置的相机模组封装于电子设备的电路板上。电路板表面封装电子元件通常采用表面贴装技术，即将电子元件与电路板放置于表面贴装设备中。然而，电子元件进行表面贴装的过程中通常需要较高温度，而相机模组中的镜片等光学元件通常采用塑料等材料制成，在表面贴装过程中，容易造成镜片等光学元件产生变形，从而导致相机模组的性能受到影响。从而出现了在电路板上设置与相机模组相配合的连接器，然后将相机模组插接到连接器上，从而实现电路板与相机模组电连接。然而随着电子设备小型化的需求，相机模组与连接器相配合的结构占据较大的空间，不能电子设备小型化的需要。
发明内容
因此，有必要提供一种相机模组及其组装方法，其能够避免将镜头模组与电路板进行高温焊接并占据较小的空间。
下面将以具体实施例说明一种相机模组及其组装方法。
一种相机模组，其包括电路板、影像感测器、插接座、镜筒及光学元件组，所述影像感测器封装于所述电路板，所述插接座固定于所述电路板，且具有一个收容空间，所述收容空间的内壁设置有配合凸起或配合凹槽，所述镜筒的外壁设置有与插接座的配合凸起相对应的配合凹槽或者设置有与插接座的配合凹槽相对应的配合凸起，以使所述镜筒配合收容于所述收容空间内，所述光学元件组收容于所述镜筒内并与所述影像感测器光学耦合。
一种组装相机模组的方法，包括：提供一个电路板及一个影像感测器；将影像感测器封装于电路板；提供一个插接座，所述插接座具有一个收容空间，所述收容空间的内壁设置有配合凸起或配合凹槽，将插接座固定于电路板，并使得影像感测器位于插接座的收容空间内；提供一个镜筒，所述镜筒的外壁设置有与插接座的配合凸起相对应的配合凹槽或者设置有与插接座的配合凹槽相对应的配合凸起，将所述镜筒配合插入所述收容空间，以使所述镜筒通过配合凹槽与配合凸起的配合收容于所述收容空间内。
本实施例提供的相机模组，不需要设置镜座，只需要将镜筒插接在插接座内，便可得到相机模组。因此，本技术方案提供的相机模组具有组装简单并且节省占据空间的特点。本技术方案提供的组装相机模组的方法，镜筒经过插接的方式与电路板相互固定，因此在相机模组的组装过程中，无需将镜筒及光学元件组防治于高温的表面贴装装置中进行封装，可以避免由于在封装过程中的高温处理导致的镜筒及光学元件组的变形。
附图说明
图1是本技术方案第一实施例提供的相机模组的俯视图。
图2是图1沿II-II线的剖面示意图。
图3是在本技术方案第一实施例提供的相机模组的电路板上封装影像感测器后的示意图。
图4是在本技术方案第一实施例提供的相机模组的电路板上进一步固定插接座后的示意图。
图5是在本技术方案第一实施例提供的相机模组的红外滤光玻璃固定于镜筒后的示意图。
图6是将本技术方案第一实施例提供的相机模组的镜筒插接于插接座后的示意图。
图7是在本技术方案第一实施例提供的相机模组的镜筒内进一步固定成像透镜后的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本技术方案的相机模组作进一步详细说明。
请一并参阅图1和图2，本技术方案实施例提供一种相机模组100，其包括电路板110、影像感测器120、插接座130、镜筒140及光学元件组150。
电路板110用于封装影像感测其120并固定封装插接座130。本实施例中，电路板110呈长方形片状，其具有承载面111，承载面111为长方形平面，在承载面111上形成有多个焊盘112，多个焊盘112凸出于承载面111，用于与影像感测器120相互电连接。
影像感测器120封装于电路板110的承载面111。影像感测器120用于感测物体经过光学元件组150后所成的影像。影像感测器120可以为本技术领域常见的互补金属氧化物半导体(CMOS)或者电荷耦合元件(CCD)。本实施例中，影像感测器120包括相互电连接的影像感测器电路板121和影像感测器芯片122。影像感测器电路板121包括相对的第一表面1211和第二表面1212，第一表面1211与承载面111相对，在第一表面1211上形成有与焊盘112一一对应的连接端子1213。通过焊接将连接端子1213与其对应的焊盘112相连接，从而使得电路板110与影像感测器电路板121相互电连通。
影像感测器芯片122封装于影像感测器电路板121的第二表面1212的中心区域上，并与影像感测器电路板121电连接。本实施例中，影像感测器芯片122通过引线123电连接。引线123的一端连接于影像感测器芯片122，另一端连接于影像感测器电路板121，从而使得影像感测器芯片122与影像感测器电路板121相互电连接。
插接座130固定封装于电路板110的承载面111上。插接座130靠近承载面111的一侧，设置有焊接部1301，焊接部1301通过焊接封装于电路板110的承载面。本实施例中，插接座130包括依次相互连接的第一侧板131、第二侧板132、第三侧板133及第四侧板134。第一侧板131、第二侧板132、第三侧板133及第四侧板134围成一个长方体形的收容空间135。本实施例中，影像感测器120位于收容空间135内，并且影像感测器120的中心与收容空间135的中心相互重合。
在第一侧板131、第二侧板132、第三侧板133和第四侧板134的内壁均形成有配合凸起136，用于与镜筒140进行配合。配合凸起136可以为环绕插接座130内壁设置的环状凸块，优选地，所述环状凸块所在的平面与平行于电路板110的承载面111。配合凸起130也可以为多个相互间隔的凸块。本实施例中，在第一侧板131、第二侧板132、第三侧板133和第四侧板134的内壁均设置有一个配合凸起136，每一配合凸起136为一圆锥形凸起，圆锥形凸起的中心轴线平行于电路板110的承载面111。四个配合凸起136与承载面111的距离相等。当然，配合凸起136的个数不限于本实施例中的四个，其数量可以为更多个。另外，配合凸起136的形状也不限于本实施中的圆锥形，其可以为中心轴线平行于承载面111的多棱锥形，或者为平行于承载面111延伸的三棱柱形或者半圆柱形等。配合凸起136的数量也可以为一个，其为环绕光轴设置于第一侧板131、第二侧板132、第三侧板133和第四侧板134的内壁环形凸起。
镜筒140插接于插接座130，其部分或者全部收容于收容空间135内。镜筒140的形状和尺寸与收容空间135的形状和尺寸相配合。镜筒140为长方体形，其具有第一侧面141、第二侧面142、第三侧面143、第四侧面144、顶面145及与顶面145相对的底面146。第一侧面141、第二侧面142、第三侧面143及第四侧面144均连接于顶面145和底面146之间，且第一侧面141、第二侧面142、第三侧面143及第四侧面144依次连接。其中，第一侧面141与第一侧板131的内面相接触，第二侧面142与第二侧板132的内壁相接触，第三侧面143与第三侧板133的内壁相接触，第四侧面144与第四侧板134的内壁相接触。在第一侧面141、第二侧面142、第三侧面143及第四侧面144均设置有与一个配合凹槽147，每个配合凹槽147分别为自第一侧面141、第二侧面142、第三侧面143及第四侧面144开设，其形状与配合凸起136的形状互补，每个配合凸起136均配合收容于一个配合凹槽145中。底面145与影像感测器电路板121相对。本实施例中，底面145与影像感测器电路板121的第二表面1212相接触。
可以理解，也可以在第一侧板131、第二侧板132、第三侧板133和第四侧板134的内壁均设置有配合凹槽，而在第一侧面141、第二侧面142、第三侧面143及第四侧面144均设置有一个配合凸起，使得所述配合凸起与所述配合凹槽一一对应配合。自镜筒140的顶面145向底面146开设有收容孔148，用于收容光学元件组160。收容孔148为一个通孔，其具有内表面1481，内表面1481包括依次连接的第一内侧面1482、第一承靠面1483、第二内侧面1484、第二承靠面1485及第三内侧面1486。其中，第一内侧面1482靠近顶面145，第三内侧面1486靠近底面146，第一承靠面1483和第二承靠面1485平行于电路板110，第一内侧面1482、第二内侧面1484及第三内侧面1486的中心轴线重合并垂直于电路板110。本实施例中，为了在镜筒140内安装固定光学元件组160，在第一承靠面1483、第二承靠面1485及第二内侧面1484开设有点胶槽1489。点胶槽1489的个数可以为1个、2个、3个或者更多个。当然，第一承靠面1483、第二承靠面1485及第二内侧面1484开设的点胶槽1489的数量为1个时，点胶槽1489可以为圆环形的槽。当在第一承靠面1483、第二承靠面1485及第二内侧面1484开设的点胶槽1489的数量为多个时，多个点胶槽1489等间距设置。
光学元件组160用于对被拍摄物体成像至影像感测器120。本实施例中，光学元件组160与影像感测器120光学耦合。光学元件组160包括红外滤光玻璃161、成像透镜162及遮光片163。红外滤光玻璃161用于滤除射向影像感测器120的红外光并保护影像感测器120。红外滤光玻璃161通过设置于第二承靠面1485上的点胶槽1489内的胶149固定于第一承靠面1485，并平行于第二承靠面1485。成像透镜162用于对被拍摄物体成像，成像透镜162可以为一个也可以根据需要设置为多个。本实施例中，成像透镜162为圆形的双凸透镜，其具有光学部1621与环绕光学部1621设置的支撑部1622，支撑部1622具有侧壁1623。成像透镜162的尺寸与第二内侧面1484的尺寸相配合，支撑部1622侧壁1623通过设置于第二内侧面1484上的点胶槽1489内的胶149固定于第二内侧面1484。优选地，成像透镜162的光轴与收容孔148的中心轴线重合。遮光片163用于控制射入成像透镜162的光圈的大小。本实施例中，遮光片163为正方形片状，在其中心具有光圈孔1631。遮光片163固定于第一承靠面1483，其通过设置于第一承靠面1483上的点胶槽1489内的胶149固定于第一承靠面1483并平行于第一承靠面1483。遮光片163可以采用SOMA或者冲压形成的塑胶薄片组成。
本实施例提供的相机模组100，不需要设置镜座，只需要将镜筒140插接在插接座130内，便可得到相机模组。因此，本技术方案提供的相机模组具有组装简单并且节省占据空间的特点。
本技术方案还提供上述相机模组100的组装方法，其包括如下步骤：
请参阅图3，第一步，提供一电路板110及影像感测器120。
电路板110可以为本技术领域常见的硬质电路板或者柔性电路板。
第二步，将影像感测器120封装于电路板110。
电路板110的承载面111上的焊盘112与影像感测器电路板121的第一表面1211的连接端子1213一一对应，然后采用表面贴装(SMT)等方式将焊盘112与连接端子1213相互焊接，从而影像感测器120封装于电路板110。
请参阅图4，第三步，将插接座130固定于电路板110上，并使得影像感测器120位于插接座130的收容空间135内。
通过焊接或者点胶固定的方式，将插接座130固定于电路板110的承载面111上，并且使得影像感测器120恰好收容于收容空间135内。本实施例中，通过焊接部1301将插接座130封装于电路板110的承载面。
可以理解的是，在电路板110的承载面111上封装影像感测器120和插接座130可以同时进行，也可以先固定插接座130，然后再在电路板110上封装影像感测器120。
请一并参阅图5及图6，第四步，将镜筒140配合插入所述收容空间145，多个配合凸起配合136收容于所述配合凹槽147内。
首先，在将镜筒140配合插入收容空间145之前，将红外滤光玻璃161通过点胶的方式固定于镜筒140内。具体的，在第一承靠面1484的点胶槽1489内点胶149，将红外滤光玻璃161与第二承靠面1485相接触，固化胶149使得红外滤光玻璃161固定于第二承靠面1485并收容于镜筒140的收容孔148内。
然后，将固定有红外滤光玻璃161的镜筒140插接于插接座130。第一侧面141与第一侧板131的内面相接触，第二侧面142与第二侧板132的内壁相接触，第三侧面143与第三侧板133的内壁相接触，第四侧面144与第四侧板134的内壁相接触，每个配合凸起136均配合收容于一个配合凹槽145中，红外滤光玻璃161与影像感测器120相对并相互间隔。
请参阅图7，第五步，量测红外滤光玻璃161与影像感测器120的距离，根据上述距离选择焦距适合的成像透镜162并固定于镜筒140内。
首先，通过激光测距的方式量测影像感测器芯片122与红外滤光玻璃161与第一承靠面1484相接触的表面的距离，并根据上述距离选择焦距合适的成像透镜162，以满足将成像透镜162固定于镜筒140内后，光线经过成像透镜162所成的影像能够被影像感测器120感测并能够满足需要的成像要求。
然后，通过向设置于镜筒140第二内侧面1484的点胶槽1489点胶，将成像透镜162固定于镜筒140的收容孔140内。
请参阅图2，第六步，将遮光片163固定于镜筒140内。
在第一承靠面1483的点胶槽1489内点胶149，将遮光片163与第一承靠面1483相接触，固化胶149使得遮光片163固定于第一承靠面1483并收容于镜筒140的收容孔148内。
本技术方案提供的相机模组的组装方法，镜筒经过插接的方式与电路板相互固定，因此在相机模组的组装过程中，无需将镜筒及光学元件组防治于高温的表面贴装装置中进行封装，可以避免由于在封装过程中的高温处理导致的镜筒及光学元件组的变形。另外，通过本技术方案提供的相机模组的组装方法进行相机模组的组装，可以无需设置镜座，因此可以减少相机模组占据的空间，以满足相机模组小型化的需要。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本技术方案权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种相机模组，其包括电路板、影像感测器、插接座、镜筒及光学元件组，所述影像感测器封装于所述电路板，所述插接座固定于所述电路板，且具有一个收容空间，所述收容空间的内壁设置有配合凸起或配合凹槽，所述镜筒的外壁设置有与插接座的配合凸起相对应的配合凹槽或者设置有与插接座的配合凹槽相对应的配合凸起，以使所述镜筒配合收容于所述收容空间内，所述光学元件组收容于所述镜筒内并与所述影像感测器光学耦合。
2.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述插接座的配合凸起为设置于插接座内壁的相互间隔设置的多个凸块。
3.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述插接座的配合凸起为设置于插接座内壁的环状凸块，所述环状凸块所在的平面平行于电路板。
4.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述电路板上具有多个焊盘，所述影像感测器具有多个连接端子，所述多个焊盘与多个连接端子一一对应地电连接。
5.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述镜筒具有靠近影像感测器的底面以及与底面相对的顶面，自顶面向底面开设有贯穿所述镜筒的收容孔，所述光学元件组收容于所述收容孔内。
6.如权利要求5所述的相机模组，其特征在于，所述收容孔的内表面包括依次连接的第一内侧面、第一承靠面、第二内侧面、第二承靠面以及第三内侧面，所述第一内侧面、第二内侧面以及第三内侧面垂直于所述电路板，所述第一内侧面靠近所述顶面，所述第三内侧面靠近所述底面，所述第一承靠面与第二承靠面平行于所述电路板，所述光学元件组包括红外滤光玻璃、成像透镜及遮光片，所述红外滤光玻璃配合固定于第二承靠面并与影像感测器相对，所述成像透镜配合固定于第二内侧面，所述遮光片配合固定于第一承靠面。
7.如权利要求6所述的相机模组，其特征在于，所述第一承靠面、第二承靠面及第二内侧面均开设有点胶槽，所述点胶槽用于收容胶水，以将光学元件组固定于收容孔内。
8.一种组装相机模组的方法，包括：
提供一个电路板及一个影像感测器；
将影像感测器封装于电路板；
提供一个插接座，所述插接座具有一个收容空间，所述收容空间的内壁设置有配合凸起或配合凹槽，将插接座固定于电路板，并使得影像感测器位于插接座的收容空间内；
提供一个镜筒，所述镜筒的外壁设置有与插接座的配合凸起相对应的配合凹槽或者设置有与插接座的配合凹槽相对应的配合凸起，将所述镜筒配合插入所述收容空间，以使所述镜筒通过配合凹槽与配合凸起的配合收容于所述收容空间内。
9.如权利要求8所述的组装相机模组的方法，其特征在于，所述收容孔的内表面包括依次连接的第二内侧面、第二承靠面以及第三内侧面，所述第二内侧面以及第三内侧面垂直于所述电路板，所述第二承靠面平行于所述电路板，所述光学元件组包括红外滤光玻璃及成像透镜，在将镜筒配合插入收容空间之前，还包括在第二承靠面固定红外滤光玻璃的步骤，在将镜筒配合插入收容空间时，使得所述第三内侧面靠近所述影像感测器，所述第二内侧面远离所述影像感测器，在将所述镜筒配合插入所述收容空间之后，还包括在第二内侧面固定成像透镜的步骤。
10.如权利要求9所述的组装相机模组的方法，其特征在于，将所述镜筒配合插入所述收容空间之后，在第二内侧面固定成像透镜之前，还包括量测红外滤光玻璃与影像感测器的距离，并根据上述距离选择相应焦距的成像透镜的步骤。
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