CN111050030A - 一种相机模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相机模块，包括一支座框架、一第一镜头单元、一第二镜头单元、一第一影像感测单元以及一第二影像感测单元。支座框架包括一第一固设部及一第二固设部。第一镜头单元穿设并固定于第一固设部，并具有一第一光入射端及一第一光出射端。第二镜头单元穿设并固定于第二固设部，并具有一第二光入射端及一第二光出射端。第一影像感测单元与第一镜头单元的该第一光出射端对应设置。第二影像感测单元与第二镜头单元的第二光出射端对应设置。

Description

一种相机模块及其制造方法

技术领域

本发明关于一种相机模块及其制造方法，尤其关于一种具有多个镜头的相机模块及其制造方法。

背景技术

随着数字化科技的发展，数字相机早已取代了传统的底片相机，也由于相机模块持续的微型化、紧凑化，相机模块几乎可植入各种电子装置中。

请参照图1，现有的一种相机模块10包括一镜头组（lens）11、一镜头座（lensholder）12、一影像感测组件（image sensor）13、一电路基板14以及一软性电路板（flexible printed circuit, FPC）15。

镜头组11由多个透镜片组合而成，并具有一光入射端111及一光出射端112。

镜头座12具有一开孔121，镜头组11设置并固定于开孔121中，且镜头组11的光入射端111暴露于于镜头座12的一第一端122，而光出射端112暴露于镜头座12的一第二端123。

影像感测组件13对应于镜头组11的光出射端112而连接于镜头座12的第二端123，以接收穿过镜头组11的光线。另外，影像感测组件13电性连接于电路基板14上。电路基板14除了负责影像感测组件13的电信号传输之外，亦扮演附加电路板的角色。

再者，电路基板14设置并且电性连接于软性电路板15上，以完成相机模块10。

一般而言，相机模块10将射入镜头组11的光线通过影像感测组件13而转换为电信号，通过光电效应，由影像感测组件13感应来源光线，从而转换成储存电荷的能力。简言之，当影像感测组件13表面接受到由镜头组11进来的光线照射时，即会将光线的能量转换成电荷。光线越强，电荷也就越多，这些电荷就成为判断光线强弱大小的依据。影像感测组件13上安排有通信线路，将这些电荷传输至放大译码组件，就能还原影像感测组件13产生的信号，并构成一幅完整的画面。

在光学系统中，任何光线的折射、反射或绕射等问题，皆会影响影像的成像质量。上述的相机模块中，在各组件的组装上皆可能存在着组装公差，尤其是电性连接时所使用的焊锡，可能导致组件之间的角度倾斜，从而将会影响影像质量。而一般的处理方法则是利用算法的修正，以降低组装公差对影像质量的影响。

再随着科技发展，利用两个相机模块的组合因为可以发挥更多的应用，例如测量距离、拍摄三维影像、仿真光学对焦或使编修影像画面具有更多选择性等，因此也逐渐地被应用在较高端的电子产品上。然而，上述的组装公差问题仍然延续存在于使用两个相机模块的应用场合。单个相机模块可能存在三个轴向的角度误差，然而两个以上的相机模块，其误差的组合可能性将是倍数，从而造成算法也不易修正该误差。

因此，如何提供一种相机模块及其制造方法，以改善前述诸多不足，实属当前重要课题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种相机模块及其制造方法，其可改善因组装或工艺公差而导致影像质量下降的情形，进而能够提高相机模块的影像质量。

为达上述目的，本发明提供一种相机模块，其包括一支座框架、一第一镜头单元、一第二镜头单元、一第一影像感测单元以及一第二影像感测单元。支座框架包括一第一固设部及一第二固设部。第一镜头单元穿设并固定于该第一固设部，并具有一第一光入射端及一第一光出射端。第二镜头单元穿设并固定于该第二固设部，并具有一第二光入射端及一第二光出射端。第一影像感测单元与该第一镜头单元的该第一光出射端对应设置。第二影像感测单元与该第二镜头单元的该第二光出射端对应设置。

于本发明的一实施例中，其中该第一固设部与该第一镜头单元以以螺纹对应于螺纹的方式固定，该第二固设部与该第二镜头单元以以螺纹对应于螺纹的方式固定。

于本发明的一实施例中，其中该第一固设部与该第一镜头单元紧密配合固定，该第二固设部与该第二镜头单元紧密配合固定。

于本发明的一实施例中，该相机模块还包括一电路桥接板，其对应于该支座框架而设置。

于本发明的一实施例中，该相机模块还包括一软性电路板，其电性连接于该第一影像感测单元、该第二影像感测单元及该电路桥接板之间。

于本发明的一实施例中，该相机模块还包括一第一软性电路板及一第二软性电路板。第一软性电路板电性连接于该第一影像感测单元与该电路桥接板之间。第二软性电路板电性连接于该第二影像感测单元与该电路桥接板之间。

于本发明的一实施例中，其中该支座框架的材质为金属或塑料。金属例如为不锈钢、铝或铜。塑料例如为玻璃纤维强化塑料（FRP）、聚甲醛（Polyoxymethylene，POM）、聚氯乙烯（PolyVinyl Chloride，PVC）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（AcrylonitrileButadiene Styrene，ABS）。

另外，为达上述目的，本发明提供一种相机模块的制造方法，包括下列步骤一至步骤五。步骤一是提供一支座框架；步骤二是设置一第一镜头单元于该支座框架的一第一固设部；步骤三是设置一第二镜头单元于该支座框架的一第二固设部；步骤四是将一第一影像感测单元对应于该第一镜头单元的一第一光出射端连接设置；步骤五是将一第二影像感测单元对应于该第二镜头单元的一第二光出射端连接设置。值得一提的是，上述的步骤一至步骤五的顺序并非为限制性。

于本发明的一实施例中，其中该第一镜头单元以以螺纹对应于螺纹的方式连接方式设置于该第一固设部，该第二镜头单元以以螺纹对应于螺纹的方式连接方式设置于该第二固设部。

于本发明的一实施例中，该相机模块的制造方法还包括将一第一软性电路板电性连接于该第一影像感测单元与一电路桥接板之间；以及将一第二软性电路板电性连接于该第二影像感测单元与该电路桥接板之间。

再者，为达上述目的，本发明提供一种相机模块的制造方法，包括下列步骤六至步骤九。步骤六提供一具有一第一固设部及一第二固设部的支座框架。步骤七分别将一第一镜头单元连接于第一固设部，并且将一第二镜头单元连接于第二固设部。步骤八分别将一第一影像感测单元设置于一第一软性电路板，并且将一第二影像感测单元设置于一第二软性电路板。步骤九分别将第一影像感测单元对应于第一镜头单元的一第一光出射端而与第一固设部连接，并且将第二影像感测单元对应于第二镜头单元的一第二光出射端而与第二固设部连接。

于本发明的一实施例，其中，于将第一影像感测单元与第一固设部连接，并且将第二影像感测单元与第二固设部连接之前，该相机模块的制造方法还包括启动第一影像感测单元及第二影像感测单元，使得第一影像感测单元及第二影像感测单元分别产生一第一影像及一第二影像；以及调整第一镜头单元与第一影像感测单元的相对位置，并且调整第二镜头单元与第二影像感测单元的相对位置，使得第一影像及第二影像具有一默认焦距。

于本发明的一实施例，其中，第一影像感测单元及第二影像感测单元分别与第一固设部及第二固设部胶合。

承上所述，依据本发明提供的相机模块及其制造方法，将多个镜头单元设置于单一的支座框架，以固定各镜头单元之间的距离不受组装工艺的公差影响。另外，减少了黏着胶以及焊锡等固定组件的使用，亦可大幅度的改善相机模块倾斜的可能性。

附图说明

图1是现有的一种相机模块的结构分解示意图。

图2是依据本发明较佳实施例的一种相机模块的结构示意图。

图3是依据本发明较佳实施例的相机模块的结构分解示意图。

图4是依据本发明较佳实施例的相机模块的结构组合示意图。

图5是依据本发明较佳实施例的一种相机模块的制造方法流程图。

附图标记说明

10、相机模块； 11、镜头组； 111、光入射端； 112、光出射端；

12、镜头座； 121、开孔； 122、第一端； 123、第二端；

13、影像感测组件； 14、电路基板； 15、软性电路板； 20、相机模块；

21、支座框架； 211、第一固设部； 212、第二固设部；

213、214螺纹； 22、第一镜头单元； 221、第一光入射端；

222、第一光出射端； 223、螺纹； 23、第二镜头单元；

231、第二光入射端； 232、第二光出射端； 233、螺纹；

24、第一影像感测单元； 241、第一感光表面； 25、第二影像感测单元；

251、第二感光表面； 26、电路桥接板； 27、第一软性电路板；

28、第二软性电路板； D1、预设间距； X1、镜头轴线；

S01-S11、步骤。

具体实施方式

以下将通过实施例来解释本发明内容，本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。须说明，以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的组件已省略而未绘示，且附图中各组件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。另外，以下实施例中，相同的组件将以相同的组件符号加以说明。

依据本发明较佳实施例，其中图2是一种相机模块的结构示意图；图3是相机模块的结构分解示意图；图4是相机模块的结构组合示意图；图5是相机模块的制造方法流程图。

请同时参照图2以及图3，依据本发明较佳实施例的一种相机模块20包括一支座框架（holder frame）21、一第一镜头单元22、一第二镜头单元23、一第一影像感测单元24、一第二影像感测单元25、一电路桥接板26、一第一软性电路板27以及一第二软性电路板28。本实施例的相机模块20做为立体摄像机（Stereo camera）的应用。

支座框架21的材质可以是金属或塑料。金属例如不锈钢、铝或铜等包括结构支撑性且不易变形的金属。塑料例如玻璃纤维强化塑料（fiber reinforced plastic，FRP）、聚甲醛（Polyoxymethylene，POM）、聚氯乙烯（PolyVinyl Chloride，PVC）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）。

另外，支座框架21包括一第一固设部211以及一第二固设部212。在本实施例中，第一固设部211以及第二固设部212分别为一开孔，且在开孔的侧壁上具有螺纹（screwthread）213、214。第一固设部211以及第二固设部212在支座框架21上具有一预设间距D1，预设间距D1是依据所需要的影像效果或功能，配合软件算法而得到的一个距离。

第一镜头单元22由多个镜片及一外壳所组成。在外壳的外侧具有与第一固设部211的螺纹213对应的螺纹223，并具有一第一光入射端221及一第一光出射端222。第一镜头单元22穿设于支座框架21的第一固设部211中，并且第一镜头单元22以以螺纹对应于螺纹的方式连接方式稳固地固定于第一固设部211中。

与第一镜头单元22类似，第二镜头单元23由多个镜片及一外壳所组成。在外壳的外侧具有与第二固设部212的螺纹214对应的螺纹233，并具有一第二光入射端231及一第二光出射端232。第二镜头单元23穿设于支座框架21的第二固设部212中，并且第二镜头单元23以以螺纹对应于螺纹的方式稳固地固定于第二固设部212中。

第一影像感测单元24与第一镜头单元22的第一光出射端222对应设置。在本实施例中，第一影像感测单元24包括一第一感光表面241，其对应于第一镜头单元22的第一光出射端222而设置，以接收由第一光入射端221进入第一镜头单元22的光线。

与第一影像感测单元24类似，第二影像感测单元25与第二镜头单元23的第二光出射端232对应设置。在本实施例中，第二影像感测单元25包括一第二感光表面251，其对应于第二镜头单元23的第二光出射端232而设置，以接收由第二光入射端231进入第二镜头单元23的光线。

在本实施例中，第一影像感测单元24以及第二影像感测单元25可为互补式金属氧化物半导体（complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS）或为感光耦合组件（charge coupled device，CCD）。

电路桥接板26可为印刷电路板（printed circuit board，PCB）。第一软性电路板27电性连接于第一影像感测单元24与电路桥接板26之间。第二软性电路板28电性连接于第二影像感测单元25与电路桥接板26之间。

在本实施例中，电路桥接板26的外观与支座框架21的外观相仿，以利于相机模块20在组装之后除了具有电性及光学的效能之外，亦可以具有简洁的外观。另外，通过第一软性电路板27及第二软性电路板28的可挠性，可以使得电路桥接板26与支座框架21在折叠后保有简洁的结构（如图4所示）。

承上所述，由于支座框架21为具有支撑力且不易变形的金属或塑料材质制成，搭配镜头单元与固设部利用以螺纹对应于螺纹的的方式稳固地接合，使得第一镜头单元22以及第二镜头单元23的位置能够被精确的固定。换言之，第一镜头单元22以及第二镜头单元23之间的距离由第一固设部211以及第二固设部212的预设间距D1所定义，而第一镜头单元22以及第二镜头单元23延镜头轴线X1的方向及角度，由第一固设部211以及第二固设部212的设计所定义。因此，能够减少相机模块20的组装公差变量，使得其所呈现的影像质量得以提升，并且可以降低算法的复杂度，进而可以减少处理单元（或运算单元）的负担。

上述实施例以两个镜头单元为例说明，根据实际的需求，可以在支座框架上设计更多的固设部，以与对应的镜头单元接合。

另外，值得一提的是，第一镜头单元与第一固设部以及第二镜头单元与第二固设部除了利用以螺纹对应于螺纹的方式接合之外，亦可使用紧密配合的方式，或其他例如卡合的方式接合。

再者，在其他实施例中，第一软性电路板以及第二软性电路板可整合为单一的软性电路板，而不局限于每个镜头单元必须独立搭配一个软性电路板。

请再参照图5，依据本发明较佳实施例的一种相机模块的制造方法包括下列步骤。

步骤S01是提供一支座框架，其中视其材质的不同，可以是CNC加工成型，或是射出成型，然不以此为限。在本实施例中，形成的支座框架具有开孔形式的一第一固设部及一第二固设部，且在开孔的侧壁上分别具有螺纹。

步骤S02是将一第一镜头单元连接于支座框架的第一固设部，以及步骤S03是将一第二镜头单元连接于支座框架的第二固设部。在本实施例中，步骤S02及步骤S03可同时执行，其将第一镜头单元对应于第一固设部，而与第一固设部以螺纹对应于螺纹的方式相互接合，并将第二镜头单元对应于第二固设部，而与第二固设部以螺纹对应于螺纹的方式相互接合。

步骤S04是将一第一影像感测单元设置于一第一软性电路板，以及步骤S05是将一第二影像感测单元设置于一第二软性电路板。在本实施例中第一影像感测单元及第二影像感测单元可通过焊球、导电凸块或导电胶，而分别电性连接于第一软性电路板及第二软性电路板。

步骤S06是启动（enable）第一影像感测单元及第二影像感测单元。于本实施例中，是通过第一软性电路板及第二软性电路板传递电源，以使得第一影像感测单元产生一第一影像，并使得第二影像感测单元产生一第二影像。

步骤S07是调整第一影像感测单元与第一镜头单元的相对位置，以及步骤S08是调整第二影像感测单元与第二镜头单元的相对位置，使得第一影像与第二影像的成像具有一预设焦距并且将第一影像与第二影像的水平与倾斜影像做对准。在本实施例中，所谓的默认焦距是以令影像清晰为目的，其可通过软件判断。

步骤S09是将第一影像感测单元对应于第一镜头单元的一第一光出射端而与第一固设部连接，以及步骤S10是将第二影像感测单元对应于第二镜头单元的一第二光出射端而与第二固设部连接。在本实施例中，步骤S09及步骤S10可同时执行，其可利用接合胶等组件接合第一影像感测单元与第一固设部，以及接合第二影像感测单元与第二固设部。

步骤S11将一电路桥接板与第一软性电路板及第二软性电路板电性连接。在本实施例中，步骤S11可利用焊球、导电凸块或导电胶等组件，以令第一软性电路板及第二软性电路板稳固地电性连接于电路桥接板。

值得一提的是，上述步骤S06至步骤S08可以称之为主动式对位（activealignment），如此可以确保相机模块的水平与倾角公差是可控的。

另外，在其他实施例中，第一软性电路板及第二软性电路板可被整合为同一软性电路板。在此实施样式中，第一镜头单元及第二镜头单元分别以焊球、导电凸块或导电胶而电性连接于软性电路板。

综上所述，本发明提供一种相机模块及其制造方法，利用支座框架的固设部稳固地分别与将多个镜头单元连接，以减少相机模块的组装公差。镜头单元之间的距离可由支座框架的固设部之间的预设距离所定义，而镜头单元的镜头轴心的方向及角度则可通过固设部所定义。因此，依据本发明的相机模块应用于立体摄像机（stereo camera）或3D摄像机（3D camera）等应用领域，能够减少相机模块的组装公差变量，使得其所呈现的影像质量得以提升，并且可以降低算法的复杂度，进而可以减少处理单元（或运算单元）的负担。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种相机模块，其特征在于，包括：

一支座框架，其包括一第一固设部及一第二固设部；

一第一镜头单元，穿设并固定于该第一固设部，该第一镜头单元具有一第一光入射端及一第一光出射端；

一第二镜头单元，穿设并固定于该第二固设部，该第二镜头单元具有一第二光入射端及一第二光出射端；

一第一影像感测单元，与该第一镜头单元的该第一光出射端对应设置；以及

一第二影像感测单元，与该第二镜头单元的该第二光出射端对应设置。

2.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该第一固设部与该第一镜头单元以以螺纹对应于螺纹的方式固定，该第二固设部与该第二镜头单元以以螺纹对应于螺纹的方式固定。

3.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该第一固设部与该第一镜头单元紧密配合固定，该第二固设部与该第二镜头单元紧密配合固定。

4.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该相机模块还包括一电路桥接板，该电路桥接板对应于该支座框架而设置。

5.如权利要求4所述的相机模块，其特征在于，该相机模块还包括一软性电路板，该软性电路板电性连接于该第一影像感测单元、该第二影像感测单元及该电路桥接板之间。

6.如权利要求4所述的相机模块，其特征在于，该相机模块还包括：

一第一软性电路板，其电性连接该第一影像感测单元与该电路桥接板之间；以及

一第二软性电路板，其电性连接该第二影像感测单元与该电路桥接板之间。

7.如权利要求1所述的相机模块，其特征在于，该支座框架的材质为金属或塑料。

8.一种相机模块的制造方法，其特征在于，包括：

提供一包括一第一固设部及一第二固设部的支座框架；

分别将一第一镜头单元连接于该第一固设部，并且将一第二镜头单元连接于该第二固设部；

分别将一第一影像感测单元设置于一第一软性电路板，并且将一第二影像感测单元设置于一第二软性电路板；以及

分别将该第一影像感测单元对应于该第一镜头单元的一第一光出射端而与该第一固设部连接，并且将该第二影像感测单元对应于该第二镜头单元的一第二光出射端而与该第二固设部连接。

9.如权利要求8所述相机模块的制造方法，其特征在于，该相机模块的制造方法还包括：

将一电路桥接板分别与该第一软性电路板及该第二软性电路板电性连接。

10.如权利要求8所述相机模块的制造方法，其特征在于，将该第一影像感测单元与该第一固设部连接，并且将该第二影像感测单元与该第二固设部连接之前，该相机模块的制造方法还包括：

启动该第一影像感测单元及该第二影像感测单元，使得第一影像感测单元及第二影像感测单元分别产生一第一影像及一第二影像；以及

调整该第一镜头单元与该第一影像感测单元的相对位置，并且调整该第二镜头单元与该第二影像感测单元的相对位置，使得该第一影像及该第二影像具有一默认焦距。

11.如权利要求8或10所述相机模块的制造方法，其特征在于，该第一影像感测单元及该第二影像感测单元分别与该第一固设部及该第二固设部胶合。

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