JP2009253427A - カメラモジュールとその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】カメラモジュールを提供する。
【解決手段】レンズヘッドとイメージセンサを含み、イメージセンサは基板、基板上に固定されるイメージセンサユニット、基板とイメージセンサユニットを電気接続する信号ケーブルと基板上に固定されるフレームを有し、フレームとイメージセンサユニットが基板の同一側に固定される。レンズヘッドは、レンズホルダーおよび少なくとも１つの前レンズ片セットと後レンズ片セットを有し、前レンズ片セットはレンズホルダー内に固定され、レンズホルダーは、フレーム上に設置される。後レンズ片セットは、赤外光フィルタ機能を有する光フィルタ蓋体と該光フィルタ蓋体の位置に形成されるレンズ片を含み、後レンズ片セットもフレーム上に設置される。本発明のカメラモジュールのレンズ片と光フィルタ蓋体が一体に整合され、カメラモジュールの体積を減少でき、生産効率を向上し且つコストを低減できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラモジュールに関し、特に、携帯式電子製品に用いるカメラモジュールとその製造方法に関する。
図１は、米国特許公開第20060290802号が介する携帯式電子製品に用いるカメラモジュール１’である。該カメラモジュール１’は、レンズソケット１０’、レンズヘッド２０’、イメージセンサ３０’を有する。該レンズソケット１０’は、中空筒状を呈し、レンズソケット２０’は、レンズホルダー２１’と少なくとも１つの該レンズホルダー２１’内に固定設置されるレンズ片２２’を有する。イメージセンサ３０’は、基台３１’、イメージセンサユニット３２’、透光蓋体３４’を有し、イメージセンサユニット３２’は、イメージセンサ領域３２１’を有し、該イメージセンサユニット３２’は、基台３１’上に組み立てられ、透光蓋体３４’は、粘着剤３３’によって基台３１’上に固定設置され、イメージセンサユニット３２’のイメージセンサ領域３２１’は、透光蓋体３４’と粘着剤３３’によって完全密閉される。該カメラモジュール１’は、製造時、先ず、それぞれレンズ片２２’と透光蓋体３４’を製造し、レンズ片２２’をレンズホルダー２１’内に組み立てレンズヘッド２０’を形成し、更に、それぞれレンズヘッド２０’と透光蓋体３４’をレンズソケット１０’上と基台３１’上に組み立てる。
しかしながら、該カメラモジュール１’のレンズ２０’とイメージセンサ３０’は、先ずそれぞれ独立して組み立て、それからレンズソケット１０’によって二者を接続する方式を採用し、組み立て誤差がレンズ片２２’と透光蓋体３４’に干渉を発生させることを防止するために、レンズ片２２’と透光蓋体３４’の間に一定の隙間を持たせる必要があるので、該カメラモジュール１’の堆積を減少することが困難である。また、上記カメラモジュール１’の製造方法は、生産効率が低い。
また、必要な光学結像性能を達成するため、往々にしてレンズ片の数を増加させる必要であるが、これはレンズヘッドの厚さを増加させ、各種の携帯式電子製品は、日増しに小型化し、電子製品に応用するカメラモジュールも、それに伴い小型が必要とされている。
更に、イメージセンサは、人の目で見えない赤外光をセンサでき、カメラモジュールは、赤外光をフィルタする機能を有する必要があり、従来の技術は、カメラモジュールのユニット上に赤外光フィルタ膜を鍍金する方式を採用し、カメラモジュールに赤外光フィルタの機能を持たせ、または、赤外光を吸収する特性を有するガラス平板を採用する。プラスチックレンズ片は、鍍金過程の高温に耐えることができないので、非球面の鋳造ガラス上の鍍金膜は、良好な均一特性を獲得できないので、往々にして平板ガラス上に赤外光フィルタ鍍金膜を鍍金し、赤外光フィルタレンズ片を形成するか、または赤外光吸収特性を有するガラス平板レンズ片を採用し、該赤外光フィルタレンズ片セットをカメラモジュールに組み込む必要がある。また、組み立て過程中、微小の塵まあは異物がイメージセンサ表面に落ち、イメージセンサ機能を妨害することを防止するため、往々にしてイメージセンサを基板に組み込んだ後、1片のガラス蓋板を取り付け微小な塵または異物を隔絶する必要がある。しかしながら、該ガラス蓋体と赤外光フィルタレンズ片はカメラモジュール内に相当大きな空間を占有し、同時に最後の1片のレンズ片からイメージセンサまでの距離が遠く、レンズヘッドの結像性能を制限し、カメラモジュールの小型化に不利である。ガラス蓋体と赤外光フィルタレンズ片を単一フィルタに整合できたとしても、依然としてレンズヘッドの性能が制限され、且つカメラモジュールの小型化に不利である。
米国特許公開第20060290802号公報
本発明の目的は、上記従来の技術の欠陥に対して体積を縮小できるカメラモジュールとその製造方法を提供することである。
上記の目的を達成するため、本発明が提供するカメラモジュールは、レンズヘッドとイメージセンサを含む。該イメージセンサは基板、基板上に固定されるイメージセンサユニット、基板とイメージセンサユニットを電気接続させる信号ケーブルと基板上に固定されるフレームを有し、該フレームと前記イメージセンサユニットが基板の同一側に固定される。該レンズヘッドは、レンズホルダーおよび少なくとも１つの前レンズ片セットと後レンズ片セットを有し、該前レンズ片セットはレンズホルダー内に固定され、該レンズホルダーは、前記フレーム上に設置される。前記後レンズ片セットは、赤外光フィルタ機能を有する光フィルタ蓋体と該光フィルタ蓋体の位置に形成されるレンズ片を含み、該後レンズ片セットもフレーム上に設置される。
本発明が提供するカメラモジュールの製造方法は以下のステップを含む：
ステップ１、大きな片に赤外光フィルタ機能を有する光フィルタ蓋体の一側に複数のレンズ片を形成し、複数のレンズ片を有する光学部材陳列を形成し、レンズ片を固化させる。
ステップ２、大きな片の光フィルタ蓋体を分割し、複数の独立した後レンズ片セットを形成する。
上記のように、本発明のカメラモジュールは、レンズ片を光フィルタ蓋体上に形成し、後レンズ片セットを形成し、レンズ片と光フィルタ蓋体との間の隙間をなくし、該カメラモジュールの体積を縮小し、該カメラモジュールの光学設計上の自由度を増加し、光学補償効果をより良好にし、該カメラモジュールの性能を向上させる。
本発明のカメラモジュールの製造方法は、レンズ片と光フィルタ蓋体を後レンズ片セットに整合し、陳列方式で生産後、分割し、後レンズ片セットの生産効率を向上させ、組み立てに便利で且つ全体の生産効率を向上できる。
本発明のカメラモジュールのもう１つの製造方法は、更にイメージセンサと基板を陳列方式で組成し、陳列方式で形成したフレームをイメージセンサと基板の陳列の上に組み立て、その後、後レンズ片セットをフレーム陳列の上に陳列および組み立てし、更に、切断分割し、最終的に前レンズ片セットに組み立て、全体の生産効率を向上させる目標を達成する。
本発明の技術的内容、達成する目的と効果を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ、図面と合わせて説明する。
図２、図３において、該カメラモジュール１は、レンズヘッド１０とイメージセンサ２０を含む。
前記レンズヘッド１０は、レンズホルダー１１、少なくとも１つの前レンズ片セット１２と少なくとも１つの後レンズ片セット１３を有し、前記前レンズ片セット１２と後レンズ片セット１３は、いずれも耐高温材料から製成される。該後レンズ片１３は、球面または非球面のレンズ片１３１と、光フィルタ蓋体１３２から組成され、該光フィルタ蓋体１３２は、人の目で見えず、イメージセンサユニット２２がセンサできる赤外光をフィルタする機能を有する。該光フィルタ蓋体１３２は、平板ガラス１３３であることができ、該平板ガラス１３３のイメージセンサユニット２２に向いた一側にフィルタ鍍金膜１３４を鍍金し、赤外光をフィルタする効果を達成し、レンズ片１３１が該平板ガラス１３３のイメージセンサユニット２２を背にする向きの一側に形成される（図２参照）。
該光フィルタ蓋体１３２は、赤外光吸収特性を有するガラスから製成されることができるので、フィルタ鍍金膜１３４を鍍金する必要がない（図３参照）。
レンズホルダー１１は、塩筒状の筒壁１１１を有し、筒壁１１１の一端は、該筒壁１１１に垂直に内向きに環形の延伸部１１２を延伸する。前記前レンズ片セット１２は、該レンズホルダー１１内の延伸部１１２近隣に固定設置される。
図２、図３において、前記イメージセンサ２０が、基板２１、イメージセンサユニット２２、信号ケーブル２３、フレーム２４を有する。前記イメージセンサユニット２２は、基板２１上に固定され、信号ケーブル２３によって基板２１と電気接続し、イメージ信号を基板２１上に伝達する。前記フレーム２３は、支持部２４１と支持部２４１の一側から該支持部２４１に垂直に延伸形成する載置部２４２を有する。該フレーム２３の支持部２４１は、基板２１上に固定保持され、前記光フィルタ蓋体１３２がフレーム２４の載置部２４２上に固定設置され、光フィルタ蓋体１３２のフィルタ鍍金膜１３３を有する一側がイメージセンサユニット２２向きに設置される。光フィルタ蓋体１３２、基板２１、フレーム２４が密閉空間を形成し、前記イメージセンサユニット２２が該密閉空間内に位置し、イメージセンサユニット２２上に塵が落ちるのを防止する。レンズヘッド１０がフレーム２４の載置部２４２上に設置され、イメージセンサユニット２２がレンズヘッド１０の光路上に位置し、前記後レンズ片セット１３がレンズホルダー１１内に位置し、前レンズ片セット１２とイメージセンサユニット２２の間に位置する。
図４において、上記カメラモジュール１の製造方法は、以下のステップを含む：
ステップ１、大きな片の光フィルタ蓋体１３２上に光学結像特性を有する液体材料を塗布し、特定形状を形成し、紫外光照射またはその他の方法を利用し、円形非球面のレンズ片１３１を固化形成し、複数のレンズ片１３１を有する光学ユニット陳列を形成する。
ステップ２、大きな片の光フィルタ蓋体１３２を図４中に示すような点線に沿って分割し、複数の独立した後レンズ片セット１３を形成する。
ステップ３、後レンズ片１３をフレーム２４の載置部２４２上に組み込み、その後、後レンズ片セット１３とフレーム２４の組み合わせ体をイメージセンサユニット２２を組み込んだ基板２１上に固定保持し、最後に、前レンズ片セット１２を組み込んだレンズホルダー１１を載置部２４２上に組み込む。本ステップ中、先ずフレーム２４をイメージセンサユニット２２を組み込んだ基板２１上に固定保持し、その後、後レンズ片セット１３をフレーム２４の載置部２４２上に組み込み、更にレンズホルダー１１を組み立てる。
図５において明らかであるように、製造時に上記ステップ１の後、複数のイメージセンサユニット２２の陳列を大きな片の基板２１上に固定設置し、陳列形式で製造したフレーム２４を大きな片の基板２１上に粘着固定し、その後、レンズ片１３１の陳列を設置した大きな片の光フィルタ蓋体１３２をフレーム２４上に粘着固定し、最後に、切断し、イメージセンサ２０と後レンズ片セット１３の組み合わせ体を製造し、前レンズ片セット１２を組み込んだレンズホルダー１１を載置部２４２上に組み込む。
上記のように、本発明のカメラモジュール１は、レンズ片１３１を光フィルタ蓋体１３２上に設置し、後レンズ片セット１３を形成し、レンズ片１３１と光フィルタ蓋体１３２の間の隙間をなくし、該カメラモジュール１の体積を減少し、該カメラモジュール１の光学設計上の自由度を増加し、且つ光学補償効果をより良好にし、該カメラモジュール１の性能を向上させる。
更に、前レンズ片セット１２と後レンズ片セット１３は、いずれも耐高温材料で製成され、後続のプロセス中にリフロー方式でシステムプリント回路板上に組み込むことができ、システム組み立てコストを低減し、製品の信頼性を向上させることができる。
本発明のカメラモジュール１の製造方法は、レンズ片１３１と光フィルタ蓋体１３２をレンズ片セット１３に整合し、陳列方式で生産した後切断し、後レンズ片セット１３の生産効率を向上させ、組み込みに便利で全体の生産効率を向上させることができる。
上記のように、本発明の「カメラモジュールとその製造方法」は、上記に開示する構造と方法によって、前記の効果を達成でき、且つ本発明の出願は、専利の用件に適合しているので、法規に従い出願を提出する。なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
従来のカメラモジュールの断面説明図である。 本発明のカメラモジュールの実施例の断面説明図である。 本発明のカメラモジュールのもう１つの実施例の断面説明図である。 本発明のカメラモジュールの製造方法中、レンズ片を大きな片に形成する光フィルタ蓋体の説明図である。 本発明のカメラモジュールの製造方法中の陳列形式で製造するフレームと大きな片の基板を組み合わせた説明図である。
符号の説明
１ レンズモジュール
１０ レンズヘッド
１１ レンズホルダー
１１１ 筒壁
１１２ 延伸部
１２ 前レンズ片セット
１３ 後レンズ片セット
１３１ レンズ片
１３２ 光フィルタ蓋体
１３３ 平板ガラス
１３４ フィルタ鍍金膜
２０ イメージセンサ
２１ 基板
２２ イメージセンサ
２３ 信号ケーブル
２４ フレーム
２４１ 支持部
２４２ 載置部
１’ カメラモジュール
１０’ レンズソケット
２０’ レンズヘッド
２１’ レンズホルダー
２２’ レンズ片
３０’ イメージセンサ
３１’ 基台
３２’ イメージセンサユニット
３２１’ イメージセンサ
３３’ 粘着剤
３４’ 透光蓋体

Claims (8)

  1. 基板、基板上に固定されるイメージセンサユニット、基板とイメージセンサユニットを電気接続する信号ケーブル、基板上に固定されるフレームを有し、該フレームと前記イメージセンサユニットが基板の同一側に固定設置されるイメージセンサと、
    レンズホルダーと少なくとも１つの前レンズ片セットを有し、該前レンズ片をレンズホルダー内に固定し、該レンズホルダーが前記フレーム上に固定されるレンズヘッドと、
    赤外光フィルタ機能を有する光フィルタ蓋体と該光フィルタ蓋体の一側に形成されるレンズ片を含み、フレーム上に設置される後レンズ片セットと
    を含むカメラモジュール。
  2. 前記後レンズ片セットが前レンズ片セットとイメージセンサの間に位置する請求項１記載のカメラモジュール。
  3. 前記光フィルタ蓋体が平板ガラスを有し、該平板ガラスの一側にフィルタ鍍金膜を形成し、前記レンズ片がフィルタ鍍金幕の対応する一側に形成される請求項２記載のカメラモジュール。
  4. 前記光フィルタ蓋体が赤外光吸収特性を有するガラスから製成される請求項２記載のカメラモジュール。
  5. 前記フレームが支持部を有し、該支持部の一側が該支持部に垂直に載置部を延伸し、該フレームの支持部が基板上に保持され、前記後レンズ片セットとレンズホルダーがいずれも該載置部上に設置される請求項３または４記載のカメラモジュール。
  6. 前記レンズホルダーが筒壁を有し、筒壁の一端に内向きに延伸部を延伸し、前記前レンズ片セットがレンズホルダー内の該延伸部近隣に固定される請求項５記載のカメラモジュール。
  7. 以下のステップ：
    ステップ１、大きな片に赤外光フィルタ機能を有する光フィルタ蓋体の一側に複数のレンズ片を形成し、複数のレンズ片を有する光学部材陳列を形成し、レンズ片を固化させ、
    ステップ２、大きな片の光フィルタ蓋体を分割し、複数の独立した後レンズ片セットを形成する、
    を含む請求項１記載のカメラモジュールの製造方法。
  8. 前記ステップ２の前に複数のイメージセンサユニットを大きな片の基板上に固定し、陳列形式で製造したフレームを大きな片の基台上に固定し、その後、レンズ片の陳列を設置した大きな片の光フィルタ蓋体をフレーム上に固定し、その後、切断を行う請求項７記載のカメラモジュールの製造方法。
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