发明内容
本发明提供一种相机模块及其组装方法,可简化相机模块的组装过程且同时对其检测。
本发明的一实施例提出一种相机模块的组装方法,相机模块包括第一透镜组以及第二透镜组,第一透镜组及第二透镜组分别包括至少一透镜,相机模块的组装方法包括下列步骤:提供基板、镜座、图像感测元件,其中图像感测元件位于基板与镜座所构成的容置空间内,且镜座包括限位部;设置第二透镜组于容置空间内;组装镜筒于限位部内,其中镜筒内设置有第一透镜组,且第二透镜组位于第一透镜组与图像感测元件之间,第一透镜组、第二透镜组及图像感测元件共用一光轴;对图像感测元件的成像进行检测;以及依据检测结果,在限位部内调整镜筒的位置。
在本发明的一实施例中,上述组装镜筒于限位部内的方法包括:设置镜筒于镜座上,使限位部位于镜筒的外围,其中在镜筒与镜座之间具有调整空间,适于调整镜筒与镜座的相对位置。
在本发明的一实施例中,上述相机模块的组装方法,还包括:若检测结果满足一预设条件,固定镜筒于镜座上以完成组装。
在本发明的一实施例中,上述相机模块的组装方法,还包括:设置驱动元件于限位部内,驱动元件连接镜筒,用以带动镜筒,使第一透镜组沿着平行于光轴的方向上移动,其中在驱动元件与镜座之间具有调整空间,调整空间适于调整驱动元件与镜座的相对位置。
在本发明的一实施例中,上述相机模块的组装方法,还包括:若检测结果满足一预设条件,固定驱动元件于该镜座上以完成组装。
在本发明的一实施例中,上述相机模块的组装方法,还包括:设置红外滤光膜于第一透镜组或第二透镜组中的任一透镜的表面上。
在本发明的一实施例中,上述的第一透镜组或第二透镜组包括红外滤光透镜。
在本发明的一实施例中,上述相机模块的组装方法,还包括:形成封装结构于基板与镜座之间,其中封装结构覆盖图像感测元件的至少一部分。
本发明的一实施例提出一种相机模块,包括镜座、镜筒、第一透镜组、第二透镜组以及图像感测元件。镜座包括限位部。镜筒设置于限位部内。第一透镜组设置于镜筒中。第二透镜组固设于镜座中,其中第一透镜组及第二透镜组分别包括至少一透镜。图像感测元件与第一透镜组及第二透镜组共用一光轴,且第二透镜组位于第一透镜组与图像感测元件之间,其中镜筒的位置在组装时于限位部内可调整。
在本发明的一实施例中,上述的镜筒设置于镜座上,且限位部位于镜筒的外围,限位部与镜筒之间具有间隙。
在本发明的一实施例中,上述的相机模块还包括驱动元件,位于限位部内且连接镜筒,用以带动镜筒以使第一透镜组沿着平行于光轴的方向上移动。其中驱动元件调整第一透镜组的位置,以使在第一透镜组与第二透镜组之间在光轴上形成间距。
在本发明的一实施例中,上述的相机模块还包括至少一遮光元件,设置于第一透镜组或第二透镜组中任一透镜的组装部表面。
在本发明的一实施例中,上述的遮光元件设置于第二透镜组与镜座之间。
在本发明的一实施例中,上述的遮光元件设置于第一透镜组或第二透镜组中的任二相邻的透镜之间。
在本发明的一实施例中,上述的相机模块还包括基板。图像感测元件及第二透镜组位于基板与镜座所构成的容置空间内,且基板与图像感测元件电性连接。
在本发明的一实施例中,上述的相机模块还包括封装结构,设置于基板与镜座之间。封装结构至少覆盖图像感测元件的一部分。
在本发明的一实施例中,上述的相机模块还包括红外滤光膜,设置于第一透镜组与第二透镜组中的任一透镜的表面上。
在本发明的一实施例中,上述的相机模块还包括保护盖板,其中镜筒位于保护盖板与镜座之间,其中保护盖板具有红外滤光膜。
在本发明的一实施例中,上述的第一透镜组或第二透镜组包括红外滤光透镜。
在本发明的一实施例中,上述的第一透镜组或第二透镜组中任一透镜的组装部具有表面处理层。
基于上述,在本发明的相机模块及其组装方法中,将镜座、图像感测元件以及第二透镜组设置于基板上,且在将镜筒设置于镜座的过程中,可依据镜座先行调整镜筒位置以被动式对准相机模块中的第一透镜组,再通过已组装的图像感测元件及第二透镜组检测第一透镜组。之后,依据上述的检测调整镜筒在镜座中的相对位置以主动式对准相机模块中的第一透镜组并完成组装。因此,可简化相机模块的组装过程且同时对其检测。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
具体实施方式
图1A至图1F分别是本发明一实施例的相机模块的组装过程的剖面示意图,相机模块包括第一透镜组G1以及第二透镜组G2(见如图1F)。请参考图1A至图1C,在本实施例的相机模块的组装过程中,提供基板105、镜座110以及图像感测元件130。其中,图像感测元件130位于基板105与镜座110所构成的容置空间115内,且图像感测元件130设置并电性连接于基板105。
详细而言,首先提供基板105以及图像感测元件130,图像感测元件130设置于基板105上,并使图像感测元件130与基板105电性连接。换句话说,提供设置有图像感测元件130的基板105,如图1A所示出。基板105具有电路分布于其中,例如是印刷电路板或软性电路板。图像感测元件130例如是互补式金属氧化半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor,CMOS)或电荷耦合元件(Charge Coupled Devices,CCD),本发明并不以此为限。
接着,设置镜座110于基板105上,且图像感测元件130位于镜座110内。具体而言,提供镜座110并配置于基板105上,使镜座110与基板105之间构成容置空间115,而图像感测元件130位于容置空间115中,如图1B所示出。在本实施例中,镜座110具有开口112以及限位部114。开口112适于将其他元件组装于镜座110内。因此,将镜座110设置于基板105上的过程中,例如是先使开口112位置大致对应图像感测元件130位置,接着在将镜座110固定于基板105上,从而使固定后的镜座110开口112位于图像感测元件130上方。开口112的具体形状可视需求或组装于此的元件的外型而设计成具有斜面或阶梯平台等结构,本发明并不以此为限。
此外,限位部114是在镜座110的高度方向上往基板105的相对侧延伸而成。如图1B所示,限位部114例如是以突出的环状结构设于镜座110顶部,进而使后续欲组装的镜筒位置被局限在限位部114所定义的范围内。然而,在其他实施例中,限位部114也可以是其他结构,如多个不连续的突出结构,只要能用以定义后续欲组装的镜筒的初始位置即可,本发明并不以此为限。
接着,设置第二透镜组G2于容置空间115内。具体而言,第二透镜组G2包括至少一透镜,经由开口112由下而上依序组装第二透镜组G2的透镜于容置空间115内,并固设于镜座110中,如图1C所示出。在本实施例中,第二透镜组G2示出为单一片透镜,然而在其他实施例中,第二透镜组G2可为多片透镜,其透镜的数量可与后续说明的第一透镜组G1(见如图1E)中透镜的数量形成互补关系,但本发明并不以此为限。由于组装在镜座110中的第二透镜组G2会对应配置在图像感测元件130上方,因此可在后续组装步骤中提供图像感测元件130防尘的效果,避免制程中产生的微尘掉落在图像感测元件130上而影响相机模块的成像品质。此外,上述实施例虽然是先将镜座110固定于基板105上再将第二透镜组G2固设于镜座110中;但在其他实施例也可以采用先将第二透镜组G2固设于镜座110中,再将固定有第二透镜组G2的镜座110配置于基板105上。
接着,请参考图1D,相机模块的组装还包括设置红外滤光膜180于第一透镜组G1(见如图1E)以及第二透镜组G2中的任一透镜的表面。在本实施例中,红外滤光膜180设置于第二透镜组G2上方。举例而言,红外滤光膜180例如是贴附在镜座110的开口112上的阶梯平台。
接着,请参考图1E及图1F,组装镜筒120于镜座110的限位部114内,其中镜筒120内设置有第一透镜组G1,第一透镜组G1包括至少一透镜。第二透镜组G2位于第一透镜组G1与图像感测元件130之间,且第一透镜组G1、第二透镜组G2及图像感测元件130共用一光轴OA。
具体而言,将镜筒120设置于镜座110上并定位于限位部114内,使限位部114位于镜筒120的外围。在本实施例中,限位部114环绕镜筒120的至少一部分,且限位部114与镜筒120之间具有间隙。意即,当限位部114例如是突出的环状结构时,限位部114内会定义出一空间,用以容置承载镜筒120,并在镜筒120与镜座110之间形成调整空间SA,其中调整空间SA适于调整镜筒120与镜座110的相对位置。在此组装步骤中,镜筒120的位置被局限在限位部114所预留的空间内,而能通过此空间以被动式对准(passive alignment)方式来组装相机模块100中的第一透镜组G1,而达到初始校准。如此一来,可进一步提升组装精确度,并且简化后续的校准步骤。
请继续参考图1E及图1F,在本实施例中,相机模块100还包括驱动元件140。驱动元件140连接镜筒120,用以驱动镜筒120,以使第一透镜组G1沿着平行于光轴OA轴向的一方向移动。在本实施例中,驱动元件140包括壳体142及球型引导元件144,且球型引导元件144设置于壳体142与镜筒120之间。驱动元件140例如是预先配置在镜筒120的外围,因此在将镜筒120与镜座110组装在一起时,可以将驱动元件140连同镜筒120设置于镜座110的限位部114内,并使驱动元件140连同镜筒120的位置在调整空间SA内被调整。虽然本实施例的驱动元件140是以滚珠式马达为例来进行说明,但在其他实施例中,驱动元件140也可以是音圈马达(Voice Coil Motor,VCM)、步进马达(Stepper Motor),本发明并不以此为限。
接着,在上述的步骤之后,对图像感测元件130的成像进行检测,并且依据检测的结果调整镜筒120与镜座110的相对位置。详细而言,图像感测元件130感测通过第一透镜组G1及第二透镜组G2的光并将其转换成电讯号,藉此提供图像信息以进行后续检测。在一实施例中,对图像感测元件130的成像进行检测例如是利用MTF(modulation transferfunction)进行光学检测,或是检测暗角(shading)、离焦(through focus)或场曲(fieldcurvature)等光学特性。换句话说,依据上述检测的结果利用剩余的调整空间SA校准第一透镜组G1与第二透镜组G2的相对位置,其例如是以主动式对准(active alignment)以及六轴调整的方式来调整相机模块100中的第一透镜组G1,进而校正相机模块100的光学品质。此外,还可透过调整第一透镜组G1以及第二透镜组G2之间的间距,以改善相机模块100中光学元件所造成的误差,如图像感测元件130的表面翘曲问题,进而增加光学品质可调性。
特别说明的是,在仅有单独第一透镜组G1或单独第二透镜组G2是无法成像于图像感测元件130,因此若已事先确认第二透镜组G2的透镜品质,则可在组装第一透镜组G1至镜座110上的同时,一并对第一透镜组G1进行入料光学检测。如此一来,上述流程不仅可提升相机模块100的光学品质,还在组装过程中完成第一透镜组G1的品质检测。
在完成上述调整镜筒120与镜座110的相对位置并对成像进行检测之后,也即当检测的结果满足一预设条件,则将镜筒120固定于镜座110上,以完成相机模块100的组装。将镜筒120固定于镜座110上的方式例如为点胶固定,使用的胶可为UV胶或热固性胶,但本发明并不以此为限。
请继续参考图1F,具体而言,本实施例的相机模块100包括镜座110、镜筒120、第一透镜组G1、第二透镜组G2、图像感测元件130、驱动元件140以及红外滤光膜180。镜筒120设置于镜座110上,且设置于限位部114内。换句话说,镜座110的限位部114位于镜筒120的外围,其例如是围绕镜筒120的一部分,因此可以通过此限位部114进行初始定位。第一透镜组G1设置于镜筒120中。第二透镜组G2固设于镜座110中。第一透镜组G1及第二透镜组G2分别包括至少一透镜。图像感测元件130与第一透镜组G1及第二透镜组G2共用一光轴OA。图像感测元件130设置并电性连接于基板105上。驱动元件140用以驱动镜筒120以使第一透镜组G1沿着平行于光轴OA的方向上移动。驱动元件140调整第一透镜组G1的位置以使在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间在光轴OA上形成间距。红外滤光膜180设置于第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。镜筒120与镜座110之间具有调整空间SA,适于在组装镜筒120时使镜筒120在调整空间SA中相对镜座110倾斜或移动,其例如是以主动式对准及六轴调整的方式调整镜筒120的位置。
图2为本发明另一实施例的相机模块的剖面示意图。请参考图2,本实施例的相机模块100A类似于图1F的相机模块100,惟两者之间主要差异在于,在本实施例中,红外滤光膜180设置于第二透镜组G2与图像感测元件130之间。换句话说,红外滤光膜180可以设置于第一透镜组G1与第二透镜组G2之间或第二透镜组G2与图像感测元件130之间的其中之一。
除此之外,在本实施例中,相机模块100A还可配置至少一遮光元件150,设置于第一透镜组G1或第二透镜组G2中至少一透镜的任一组装部表面。在本实施例中,遮光元件150包括遮光片152以及间隔件154。详细而言,遮光片152设置于镜座110中,且设置位于第二透镜组G2中距离开口112最近的透镜与镜座110之间。此外,当第二透镜组G2包括二片以上透镜时,还可进一步在任二相邻的透镜之间设置遮光片152。如此一来,可防止光线由透镜边缘处进入而产生眩光(flare),进一步提升光学成像品质。遮光片152例如是采用不透光材料、黑色材料或抗反射性材料所制成的片材或膜层,如SOMA遮光片、Mylar遮光片,但本发明并不以此为限。
间隔件154设置于镜座110中,且例如是围绕在第二透镜组G2中的透镜的其中一个的周边组装部。在一实施例中,间隔件154具有尖角结构156,尖角结构156由第二透镜组G2中的透镜的边缘处往其中心处延伸。换句话说尖角结构156在容置空间115中由外向内延伸,用以防止光线由透镜边缘处进入而产生眩光,进一步提升光学成像品质。在本实施例中,间隔件154例如为一个间隔环,且配置于容置空间115中被动元件(未示出)的上方。换句话说,间隔件154配置于镜座110的内壁且位于开口112下方,并且在间隔件154与基板105之间例如是具有一空间,用以容纳配置于基板105上的被动元件。然而在其他实施例中,也可以配置多个间隔件154于镜座110中,本发明并不以此为限。
虽然上述实施例是以在镜座110内配置遮光元件150为例来进行说明,但在其他实施例中,遮光元件150也可以设置在镜筒120中,并依需求将遮光片152或间隔件154设置在第一透镜组G1中任何透镜的周缘组装部,而进一步提升防眩效果。
图3为本发明另一实施例的相机模块的剖面示意图。请参考图3,本实施例的相机模块100B类似于图2的相机模块100A,惟两者之间主要差异在于,在本实施例中,相机模块100B还包括保护盖板190,其中镜筒120位于保护盖板190与镜座110之间。保护盖板190的材料例如是玻璃。保护盖板190用以保护第一透镜组G1以及第二透镜组G2中的任一透镜,以防止外界的灰尘落于透镜的表面上,进一步提升相机模块100B的图像品质。此外,在本实施例中,保护盖板190具有红外滤光膜180,红外滤光膜180可依需求选择性地配置于保护盖板190相对两表面的至少其中之一。红外滤光膜180例如是以镀膜方式形成于保护盖板190的至少一表面上,本发明并不以此为限。
图4为本发明另一实施例的相机模块的剖面示意图。请参考图4,本实施例的相机模块100C类似于图2的相机模块100A,惟两者之间主要差异在于,在本实施例中,第一透镜组G1及第二透镜组G2包括滤光透镜BG,此滤光透镜BG的主要材质例如为蓝玻璃(BlueGlass)。举例而言,在本实施例中,第二透镜组G2包括滤光透镜BG。如此一来,相机模块100C可通过滤光透镜BG本身的材料特性吸收或滤除红外光,可节省配置额外的红外滤光膜或红外滤光片而降低生产成本并简化组装步骤。
在此说明的是,在上述实施例中(如图1F、图2所示之相机模块100、100A),红外滤光膜180的设置是以在光通过路径上额外配置一层滤光膜或滤光片为例来进行说明。然而,在其他实施例中,也可以利用在第一透镜组G1或第二透镜组G2中任一透镜的表面上镀膜,取代额外配置的红外滤光膜180。换言之,在第一透镜组G1或第二透镜组G2中任一透镜或至少一片透镜的表面形成红外滤光镀膜,可阻挡或反射红外光并使可见光通过。在一实施例中,红外滤光镀膜例如是类蓝玻璃镀膜(blue-glass-like coating),通过在塑胶或玻璃镜片上镀上此种镀膜可使镜片具有类似上述滤光透镜BG的功效。红外滤光镀膜可选择镀在具有曲率较平的透镜表面上,从而获得较佳图像品质。
图5为本发明另一实施例的相机模块的剖面示意图。请参考图5,本实施例的相机模块100D类似于图2的相机模块100A,惟两者之间主要差异在于,在本实施例中,相机模块100D还包括封装结构170,设置于基板105与镜座110A之间,且至少覆盖图像感测元件130的一部分。封装结构170例如是由高分子材料、环氧树脂或其他密封材料经由塑模(molding)于基板105上制作而成。具体而言,在基板105上设置图像感测元件130之后且组装镜座110A之前,在基板105上形成封装结构170,并使封装结构170围绕或覆盖图像感测元件130的至少一部分,而形成晶片塑模(Molding on Chip,MOC)。在一实施例中,封装结构170内还可埋设线路配置,以在基板105、图像感测元件130或其他周边元件间形成电连接,因而可以简化图像感测元件130周边的线路分布,同时利用封装结构170密封并保护连接于图像感测元件130与基板105之间的线路及其他配置在基板105上的电子元件(如被动元件)。接着,设置镜座110A于封装结构170上。如此一来,可通过简化图像感测元件130边缘的线路分布以缩小相机模块100D的水平方向面积,同时防止外界的灰尘进入镜座110A中,进一步提升光学成像品质。
图6为本发明另一实施例的透镜组的剖面示意图。请参考图6,在本实施例中,透镜组例如是指上述任意实施例中的第一透镜组G1或是第二透镜组G2,而图6中每一透镜L的数量、外型与种类仅示出出其中一实施态样,在其他实施例中,透镜L的数量、外型与种类可依使用情况进一步调整,本发明并不以此为限。在本实施例中,第一透镜组G1及第二透镜组G2中任一透镜L包括光学部LO及组装部LA,其中光学部LO为外部光线通过而成像的有效区域,组装部LA例如是连接并围绕在光学部LO周缘的非关成像区域。透镜L的组装部LA以及位于透镜组中的间隔件160A、160B可具有表面处理层S。详细而言,表面处理层S位于透镜L的组装部LA以及位于透镜组中的间隔件160A、160B中非与其他光学元件(如透镜)接触或卡合的至少一表面上。表面处理层S例如是利用喷砂、化学或其他可产生遮光效果等处理方式,将组装部LA的表面部分雾化处理以形成表面处理层S。如此一来,可防止光线由透镜L或间隔件160A、160B边缘处进入而产生眩光,进一步提升光学成像品质。
在以上实施例中,第一透镜组G1示出为四片透镜搭配单一片透镜的第二透镜组G2,然而在其他实施例中,第一透镜组G1与第二透镜组G2个别的透镜数量可依相机模块需求或光学设计而有不同透镜组合,本发明并不以此为限。举例而言,在其他实施例中,第一透镜组G1可为单一片透镜搭配具有四片透镜的第二透镜组G2,或是以具有两片透镜的第一透镜组G1搭配具有三片透镜的第二透镜组G2,如图7所显示的第一透镜组G1A与第二透镜组G2A。
图7为本发明另一实施例的相机模块的剖面示意图。请参考图7,本实施例的相机模块100E类似于图1F的相机模块100,惟两者之间主要差异在于,在本实施例中,相机模块100E包括镜座110B、镜筒120A、第一透镜组G1A、第二透镜组G2A以及图像感测元件130,其中镜座110B包括开口112A及限位部114A。在本实施例中,第一透镜组G1A及第二透镜组G2A分别具有两片透镜及三片透镜,如图7所示出。换句话说,本发明可因应第一透镜组G1A及第二透镜组G2A中各别透镜的数量及整体透镜组厚度而对应修改镜座110B、镜筒120A以及镜座110B的限位部114A的结构,但本发明并不以此为限。
综上所述,在本发明的相机模块及其组装方法中,将镜座、图像感测元件以及第二透镜组设置于基板上,且在将镜筒设置于镜座的过程中,可依据镜座先行调整镜筒位置以被动式对准相机模块中的第一透镜组,再通过已组装的图像感测元件及第二透镜组检测第一透镜组。之后,依据上述的检测调整镜筒在镜座中的相对位置以主动式对准相机模块中的第一透镜组并完成组装。因此,可简化相机模块的组装过程且同时对其检测。
虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。