TW202028844A - 行動裝置及其攝像組件 - Google Patents

Abstract

本案提供一種攝像組件，其包括殼體、以及鏡片組。殼體具有開口，而鏡片組配置於殼體內。鏡片組包括第一鏡片以及第二鏡片。第一鏡片配置於相鄰開口處並具有頂鏡部，頂鏡部穿出此開口。第二鏡片配置於第一鏡片相反於頂鏡部的一側。本案另提供一種具有此攝像組件的行動裝置。

Description

行動裝置及其攝像組件

本發明是關於一種行動裝置及其攝像組件。

目前許多行動裝置多配備有提供拍照及攝影功能的相機（或稱攝像裝置）。而依技術發展趨勢，行動裝置通常除配備有後置鏡頭外，另亦配置有前置鏡頭。為了獲得更佳的觀看與使用體驗，行動裝置逐步增加其顯示屏幕的大小與範圍，因此屏幕的邊框愈來愈窄，故部分行動裝置的前置鏡頭被設置於屏幕的內側。

鑑於上述，本案提出可應用於設置於屏幕內側之一種攝像組件及具有該攝像組件的行動裝置。根據本案的一些實施例，本案所提供之攝像組件包括殼體、以及鏡片組。殼體具有開口，而鏡片組配置於殼體內。鏡片組包括第一鏡片以及第二鏡片。第一鏡片配置於相鄰開口處並具有頂鏡部，頂鏡部穿出此開口。第二鏡片配置於第一鏡片相反於頂鏡部的一側。

依據一些實施例，第一鏡片之材質為玻璃，第二鏡片之材質為塑膠。

依據一些實施例，鏡片組另包括第三鏡片，第二鏡片位於第三鏡片與第一鏡片之間，第三鏡片之材質為塑膠。

依據一些實施例，鏡片組另包括第四鏡片，第三鏡片位於第四鏡片與第二鏡片之間，第四鏡片之材質為塑膠。

依據一些實施例，殼體包括上殼體及下殼體，該第一鏡片的該頂鏡部外凸於該上殼體，且該頂鏡部之側表面具有一覆蓋層，該覆蓋層為吸光塗層、消光塗層、或吸光暨消光塗層。

依據一些實施例，攝像組件另包括光學濾片、影像擷取元件、以及電路板。光學濾片配置於該鏡片組相反於開口的另外一側。光學濾片位於鏡片組及影像擷取元件之間，影像擷取元件用以接收並轉換經由鏡片組進入的光學影像訊號為電的影像訊號。電路板電性連接影像擷取元件。

根據本案的一些實施例，本案另提供一種行動裝置，包括保護層、顯示元件、以及攝像組件。其中，顯示元件相鄰於保護層，且顯示元件具有容置槽。攝像組件包括殼體、以及鏡片組。殼體具有開口，鏡片組配置於該殼體內。鏡片組包括第一鏡片以及第二鏡片，第一鏡片配置於相鄰開口處並具有頂鏡部，頂鏡部穿出開口並被容置於容置槽。第二鏡片配置於第一鏡片相反於頂鏡部之一側。

依據一些實施例，行動裝置中的第一鏡片之材質為玻璃，該第二鏡片之材質為塑膠。

依據一些實施例，鏡片組另包括第三鏡片，第二鏡片位於第三鏡片與第一鏡片之間，第三鏡片之材質為塑膠。

依據一些實施例，鏡片組另包括第四鏡片，第三鏡片位於第四鏡片與第二鏡片之間，第四鏡片之材質為塑膠。

依據一些實施例，殼體包括上殼體及下殼體，第一鏡片的頂鏡部外凸於上殼體，且頂鏡部之側表面具有覆蓋層，此覆蓋層為吸光塗層、消光塗層、或吸光暨消光塗層。

依據一些實施例，攝像組件另包括光學濾片、影像擷取元件、以及電路板。光學濾片配置於鏡片組相反於開口的另外一側。光學濾片位於鏡片組及影像擷取元件之間，影像擷取元件用以接收並轉換經由鏡片組穿入的光學影像訊號為電的影像訊號。電路板電性連接影像擷取元件。

綜上所述，依據一些實施例，本案提出可應用於設置於屏幕內側之一種攝像組件及具有該攝像組件的行動裝置。藉由本案所提供的攝像組件結構可有效地利用行動裝置內部空間，並藉由將本案所提供的攝像組件結構應用於行動裝置，使行動裝置整體厚度、及/或螢幕邊框寬度減少。

根據本案所揭露的一些實施例，本案提供一種攝像組件，其可應用於行動裝置中。在一些實施例中，行動裝置10的結構示意圖可參考圖1。行動裝置10例如可為但不限於手機、平板、筆記型電腦等電子裝置，且行動裝置10可具有拍照及/或攝影功能。在一些實施例中，行動裝置10包括保護層12、顯示元件14、攝像組件20、及電路板16。顯示元件14例如可為但不限於液晶顯示器（liquid crystal display, LCD）、有機發光二極體（organic light-emitting diode, OLED）顯示器、micro LED 顯示器、mini LED 顯示器等發光裝置。保護層12位於顯示元件14的外側，在一些實施例中可作為行動裝置10殼體的一部分。保護層12可用以保護顯示元件14。此外，在一些實施例中，保護層12具有透光性（亦即保護層12可使顯示元件14所發出的光至少部分穿透），使用者可透過保護層12觀視顯示元件14所顯示之內容。在一些實施例中，保護層12為玻璃片。

在一些實施例中，電路板16與攝像組件20電性連接以傳送控制訊號、影像訊號等。在一些實施例中，電路板16與攝像組件20亦可彼此物理性直接接觸。電路板16可例如是軟硬結合板（rigid flexible printed circuit board, RFPC）、一般電路板（printed circuit board）或軟板（Flexible PCB），但不限於此。

攝像組件20配置於行動裝置10內。在一些實施例中，攝像組件20位於顯示元件14內側（如圖1所示）。在一些實施例中，攝像組件20的一部分容置於顯示元件14（如圖2A至圖2C所示）。

在如圖2A所示的實施例中，攝像組件20具有一凸出部21凸出於攝像組件20中之鏡頭組件22的殼體25（鏡頭組件22的位置可參考圖3），顯示元件14具有一容置槽15，容置槽15可以是一穿孔，凸出部21位於容置槽15。例如，殼體25具有對齊穿孔的開口251，凸出部21穿出開口251並延伸至容置槽15。

在另一些實施例中，如圖2B所示，凸出部21外周可具有外罩252，外罩252圍繞開口251並可用以遮蔽非所欲的環境光入射至攝像組件20中或作為凸出部21的保護結構。如圖2B所示，外罩252與殼體25可為二件式，外罩252可接合於殼體25的開口251周緣；或如圖2C所示，外罩252與殼體25可為單件式組成，外罩252可自殼體25的開口251周緣一體延伸。外罩252的頂表面可以低於凸出部21的頂表面，亦可如圖2B所示，外罩252的頂表面可以高於凸出部21的頂表面。本案所述之「凸出部21凸出於攝像組件20的殼體25」係指「於側視圖中，至少有部分之凸出部21的頂表面高於殼體25的上表面。其中，『殼體25的上表面』係指殼體25所具有垂直於凸出部21的延伸方向之面積最大的平面」。

在一些實施例中，攝像組件20位於保護層12內側。在一些實施例中，攝像組件20的一部分容置於保護層12中。在一些實施例中，攝像組件20為定焦鏡組件（prime lens assembly），定焦鏡組件之焦距為固定值。

在一些實施例中，攝像組件20可應用於小型化的行動裝置10，雖然小型化的行動裝置10提供該攝像組件20容置之空間受到限制，但藉由本案所提供的攝像組件結構可有效地利用行動裝置內部空間，並藉由將本案所提供的攝像組件結構應用於行動裝置，可使行動裝置整體厚度、及/或螢幕邊框寬度進一步減少。而在一些實施例中，攝像組件20之整體高度（在如圖3的實施例中，為凸出部21頂表面至座體24底面之距離）小於6釐米（mm），而可應用於小型化的行動裝置。

請參閱圖3，在一些實施例中，攝像組件20包括鏡頭組件22及座體24。攝像組件20用以擷取影像，擷取後的影像可以是照片或影片。在一些實施例中，如圖4所示，鏡頭組件22的殼體25（或稱上殼體）與座體24的殼體27（或稱下殼體）為單件式殼體26。在一些實施例中，鏡頭組件22的殼體25與座體24為二件式，例如鏡頭組件22的殼體25嵌於座體24的殼體27。在如圖4所示的實施例中，鏡頭組件22包括殼體25（亦可稱為上殼體25）、及鏡片組38。而圖4的頂鏡部31a可對應圖3的凸出部21。圖3的座體24可對應圖4的殼體27（亦可稱為下殼體27），其中可包含有光學濾片40及影像擷取元件50。

在一些實施例中，影像擷取元件50（image-capturing element）位於電路板16上，用以將照射入影像擷取元件50的光學影像訊號轉換為電的影像訊號，該光學影像訊號是從行動裝置10外部，經過保護層12、顯示元件14、及攝像組件20而射入影像擷取元件50的主動區（active area, 即用以進行光學感應的區域）。在一些實施例中，影像擷取元件50是互補式金屬氧化物半導體主動像素傳感器（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) active pixel sensor）或感光耦合元件（charged coupled device）。

在一些實施例中，光學濾片40（或稱濾光片，optical filter）位於影像擷取元件50上並與影像擷取元件50間具有一適當距離。在一些實施例中，係藉由使光學濾片40固定於下殼體27上，以和影像擷取元件50間具有適當距離。光學濾片40用以過濾從鏡頭組件22射入的光學影像訊號。在一些實施例中，光學濾片40用以讓可見光穿透，並阻擋不可見光。前述可見光的波長範圍一般為400-700 奈米（nm），意即，光學濾片40可讓400-700nm波長之光線通過，阻擋光波長不在400-700nm範圍之光線。在一些實施例中，光學濾片40可以讓可見光及部分的紅外線穿透。在一些實施例中，光學濾片40僅讓紅外線穿透。光學濾片40對應影像擷取元件50設置，並至少能覆蓋影像擷取元件50的主動區。

請繼續參閱圖4。在如圖4所示的實施例中，單件式殼體26包括上殼體25及下殼體27，上殼體25用以容置鏡片組38。在此實施例中，鏡片組38為一三件式鏡片組，鏡片組38包括第一鏡片30、第二鏡片32、及第三鏡片34。在一些實施例中，鏡片組38可以是四片式或五片式鏡片組。鏡片組38中的每一鏡片30、32、34各具有相對的二個表面，分別為一第一表面及一第二表面，一般而言，靠近景象（即靠近圖4所示方位的上方）的為第一表面，另一（即靠近影像擷取元件50）則為第二表面。例如，第一鏡片30具有第一表面301（lens 1, surface 1）及第二表面302 （lens 1, surface 2），第二鏡片32具有第一表面321（lens 2, surface 1）及第二表面322 （lens 2, surface 2），其餘依此類推。第一鏡片30配置於相鄰上殼體25之開口251處，第二鏡片32配置於第一鏡片30的第二表面302之一側。第三鏡片34配置於第二鏡片32的第二表面322之一側。鏡片組38的各鏡片30、32、34的材質可以是但不限於玻璃或塑膠。在一些實施例中，第一鏡片30為玻璃鏡片，其餘鏡片32、34為塑膠，簡稱1G2P（1 glass, 2 plastic）。在一些實施例中，四式片的鏡片組的第一鏡片30為玻璃鏡片，其餘鏡片為塑膠鏡片，則簡稱1G3P（1 glass, 3 plastic）。

於圖4的實施例中，第一鏡片30為一階梯式鏡片，此階梯式的第一鏡片30包括頂鏡部31a及底鏡部31b，第一鏡片30的第一表面301位於頂鏡部31a，第一鏡片30的第二表面302位於底鏡部31b。上殼體25遠離下殼體27的一側具有開口251，頂鏡部31a穿出或外凸於上殼體25之此開口251，形成先前所述的凸出部21。在一些實施例中，此開口251與殼體25的上表面共平面。

在一些實施例中，階梯式的第一鏡片30採用模造方式製造，模造後之粗胚經由研磨後獲得第一鏡片30。前述之研磨例如但不限於以定心機（Rounding machine）進行研磨。

在一些實施中，第一鏡片30的頂鏡部31a外凸於上殼體25，並具有一覆蓋層覆蓋於頂鏡部31a之側表面304，覆蓋層可為塗層或薄膜。此覆蓋層可以是以塗佈方式形成之塗佈層或薄膜、或以噴塗方式形成之塗層或薄膜。覆蓋層具有吸光及/或消光之效果，可以是黑色或其他不透光之顏色，覆蓋層材質例如但不限於絲網印刷用油墨。此覆蓋層用以避免光線從頂鏡部31a的側表面304進入，進而影響到影像擷取元件50之影像擷取品質。在圖2B或圖2C的實施例中，由於外罩252包覆頂鏡部31a的側表面304（可對應於圖2B或圖2C中的凸出部21之側表面），在如圖2B或圖2C的實施例中，頂鏡部31a的側表面304可以不具有覆蓋層。

請參考圖5，圖5為依據一些實施例所繪示之攝像組件的遮光片立體示意圖。在一些實施例中，第一鏡片30的第一表面301覆蓋有一遮光片36，遮光片36之外徑實質上相同於第一表面301的直徑，亦即，約略等於上殼體25之開口251的直徑。遮光片36具有一穿孔CA（clear aperture），此穿孔CA可用以定義攝像組件20的有效區。遮光片36亦可稱為光圈片，在此些實施例中將遮光片36置於第一鏡片30的第一表面301之方式，稱為前置光圈。因此，景象或被攝物的光線穿過穿孔CA、經過鏡片組38、光學濾片40，而由影像擷取元件50接收，影像擷取元件50將接收的光學影像訊號轉換為電的影像訊號。

在一些實施例中，遮光片36亦可置於第一鏡片30與第二鏡片32之間，即位於第一鏡片30的第二表面302與第二鏡片32的第一表面321之間，此種方式稱為中置光圈。因此，在前述二種遮光片36配置位置的實施例中，前置光圈的遮光片36與中置光圈的遮光片36之外徑與穿孔的尺寸可能不同。例如，當採中置光圈的方式設置遮光片36時，遮光片36的外徑可略等於上殼體25的直徑，遮光片36的穿孔直徑可至少大於上殼體25的開口251的直徑。

接著，請參考圖6。圖6為第一鏡片30部分配置於顯示元件14內且顯示元件14為有機發光二極體顯示器14a之實施例，其中，第一鏡片30的頂鏡部31a容置於有機發光二極體顯示器14a之容置槽中，頂鏡部31a的第一表面301可與保護層12分離或略為貼觸保護層12，即頂鏡部31a的厚度h1與上殼體25厚度h2的差d實質小於或等於有機發光二極體顯示器14a之厚度t1。

請參閱圖7，圖7為第一鏡片30部分配置於顯示元件14中且顯示元件14為液晶顯示器14b之實施例。液晶顯示器14b包括液晶層15a及背光層15b，液晶層15a及背光層15b具有對應第一鏡片30的頂鏡部31a的容置槽。液晶層15a的厚度為t2，背光層15b的厚度為t3。其中，第一鏡片30的頂鏡部31a係容置於液晶顯示器14b之容置槽中（在一些實施例中，第一鏡片30的頂鏡部31a可以位於液晶層15a或背光層15b），頂鏡部31a的第一表面301可與保護層12分離或略為貼觸保護層12，即頂鏡部31a的厚度h1與上殼體25厚度h2的差d實質小於或等於液晶層15a厚度t2與背光層15b厚度t3的和（t2+t3）。

在一些實施例中，頂鏡部31a的厚度h1約為0.5至1 mm。在一些實施例中，頂鏡部31a的厚度h1約為0.2至2 mm。視光學設計、整體體積及攝像組件20設計而調整。

在一些實施例中，攝像組件20與電路板16之結構可如圖8所示，圖8亦可視為是在一些實施例中，鏡片組38、光學濾片40、影像擷取元件50及電路板16的剖面示意圖。於圖8之實施例中，上殼體25上之外罩252包覆頂鏡部31a的側表面304（相當於圖2B或圖2C之實施例）。在如圖8所示的實施例中，D值（即凸出於上殼體25的上表面部分的寬度，於圖2B或圖2C中即頂鏡部31a的直徑加上外罩252的厚度）約為2.2 mm，H值（即凸出於上殼體25的上表面部分的高度）約為0.8mm。H值的計算位置可參考如圖3所示，需注意的是，當具有外罩252且外罩252的頂表面高於頂鏡部31a的頂表面時，H值係指外罩252的頂表面至上殼體25的上表面的距離；當不具有外罩252或是外罩252的頂表面低於頂鏡部31a的頂表面時，H值為頂鏡部31a的頂表面至上殼體25的上表面的距離。

在一些實施例中，攝像組件20與電路板16之結構可如圖9所示，圖9亦可視為是在一些實施例中，為鏡片組38、光學濾片40、影像擷取元件50及電路板16的剖面示意圖。於圖9之實施例中，頂鏡部31a的側表面304並未被外罩252包覆，且頂鏡部31a具有覆蓋層覆蓋於頂鏡部31a之側表面304（相似於圖4之實施例）。在如圖9所示的實施例中，D值（即頂鏡部31a的直徑加上覆蓋層的厚度）約為1.4~1.6 mm，H值約為0.8 mm。下方表1中所述的「模組厚度為3~5 mm 之間」是指鏡片組38、光學濾片40、影像擷取元件50及電路板16等元件的總高度。在一些實施例中，模組厚度可以是3.98 mm。

不過於其他實施例中，D值可視頂鏡部31a的直徑及是否包括外罩252的厚度和覆蓋層的厚度而定，其範圍可為1.4~3.5 mm。H值約可為0.2~1.5 mm。

表1

圖8	鏡頭: H = 0.8 mm, D = 2.2 mm 模組厚度=3~5mm
圖9	鏡頭: H = 0.8 mm, D = 1.4 mm 模組厚度=3~5mm

需了解的是，圖8、圖9所示的鏡片組38雖係以單一剖面圖方式繪製，但僅是為了圖面表示的簡潔，該鏡片組38之內部結構實質上與圖4之鏡片組38之結構類似，可以為1G2P、1G3P、1G4P等方式配置，圖8、圖9的鏡片組38僅為外形的簡圖，並非用以表示鏡片組的內部結構。

綜上所述，依據一些實施例，本案提出可應用於設置於屏幕內側之一種攝像組件及具有該攝像組件的行動裝置。藉由本案所提供的攝像組件結構可有效地利用行動裝置內部空間，並藉由將本案所提供的攝像組件結構應用於行動裝置，使行動裝置整體厚度、及/或螢幕邊框寬度減少。

10:行動裝置 12:保護層 14:顯示元件 14a:有機發光二極體顯示器 14b:液晶顯示器 15:容置槽 15a:液晶層 15b:背光層 16:電路板 20:攝像組件 21:凸出部 22:鏡頭組件 24:座體 25:殼體、上殼體 251:開口 252:外罩 26:單件式殼體 27:殼體、下殼體 30:第一鏡片 301、321:第一表面 302、322:第二表面 304:側表面 31a:頂鏡部 31b:底鏡部 32:第二鏡片 34:第三鏡片 36:遮光片 38:鏡片組 40:光學濾片、濾光片 50:影像擷取元件 CA:穿孔 d:差 D:寬度 H:高度、距離 h1、h2:厚度 t1、t2、t3:厚度

圖1係依據一些實施例所繪示之行動裝置的結構示意圖。 圖2A係依據一些實施例所繪示之行動裝置的結構剖面示意圖。 圖2B係依據另一些實施例所繪示之行動裝置的結構剖面示意圖。 圖2C係依據另一些實施例所繪示之行動裝置的結構剖面示意圖。 圖3係依據一些實施例所繪示之攝像組件的立體示意圖。 圖4係依據一些實施例所繪示之攝像組件的剖面示意圖。 圖5係依據一些實施例所繪示之攝像組件的遮光片立體示意圖。 圖6係依據一些實施例所繪示之行動裝置的結構剖面示意圖。 圖7係依據一些實施例所繪示之行動裝置的結構剖面示意圖。 圖8係依據一些實施例所繪示之攝像組件的剖面示意圖。 圖9係依據一些實施例所繪示之攝像組件的剖面示意圖。

20:攝像組件

21:凸出部

22:鏡頭組件

24:座體

H:高度

Claims (12)

1. 一種攝像組件，包括： 一殼體，該殼體具有一開口；以及 一鏡片組，配置於該殼體內，該鏡片組包括： 一第一鏡片，配置於相鄰該開口處並具有一頂鏡部，該頂鏡部穿出該開口；以及 一第二鏡片，配置於該第一鏡片相反於該頂鏡部之一側。
2. 如請求項1所述之攝像組件，其中，該第一鏡片之材質為玻璃，該第二鏡片之材質為塑膠。
3. 如請求項2所述之攝像組件，其中，該鏡片組另包括一第三鏡片，該第二鏡片位於該第三鏡片與該第一鏡片之間，該第三鏡片之材質為塑膠。
4. 如請求項3所述之攝像組件，其中，該鏡片組另包括一第四鏡片，該第三鏡片位於該第四鏡片與該第二鏡片之間，該第四鏡片之材質為塑膠。
5. 如請求項1至4中任一項所述之攝像組件，其中，該殼體包括一上殼體及一下殼體，該第一鏡片的該頂鏡部外凸於該上殼體，且該頂鏡部之側表面具有一覆蓋層，該覆蓋層為一吸光塗層、一消光塗層、或一吸光暨消光塗層。
6. 如請求項1至4中任一項所述之攝像組件，該攝像組件另包括： 一光學濾片，配置於該鏡片組相反於該開口的另外一側； 一影像擷取元件，該光學濾片位於該鏡片組及該影像擷取元件之間，該影像擷取元件用以接收並轉換經由該鏡片組穿入的光學影像訊號為電的影像訊號；以及 一電路板，電性連接該影像擷取元件。
7. 一種行動裝置，包括： 一保護層； 一顯示元件，相鄰於該保護層，該顯示元件具有一容置槽；以及 一攝像組件，包括： 一殼體，該殼體具有一開口；以及 一鏡片組，配置於該殼體內，該鏡片組包括； 一第一鏡片，配置於相鄰該開口處並具有一頂鏡部，該頂鏡部穿出該開口並被容置於該容置槽；以及 一第二鏡片，配置於該第一鏡片相反於該頂鏡部之一側。
8. 如請求項7所述之行動裝置，其中，該第一鏡片之材質為玻璃，該第二鏡片之材質為塑膠。
9. 如請求項8所述之行動裝置，其中，該鏡片組另包括一第三鏡片，該第二鏡片位於該第三鏡片與該第一鏡片之間，該第三鏡片之材質為塑膠。
10. 如請求項9所述之行動裝置，其中，該鏡片組另包括一第四鏡片，該第三鏡片位於該第四鏡片與該第二鏡片之間，該第四鏡片之材質為塑膠。
11. 如請求項7至10中任一項所述之行動裝置，其中，該殼體包括一上殼體及一下殼體，該第一鏡片的該頂鏡部外凸於該上殼體，且該頂鏡部之側表面具有一覆蓋層，該覆蓋層為一吸光塗層、一消光塗層、或一吸光暨消光塗層。
12. 如請求項7至10中任一項所述之行動裝置，該攝像組件另包括： 一光學濾片，配置於該鏡片組相反於該開口的另外一側； 一影像擷取元件，該光學濾片位於該鏡片組及該影像擷取元件之間，該影像擷取元件用以接收並轉換經由該鏡片組穿入的光學影像訊號為電的影像訊號；以及 一電路板，電性連接該影像擷取元件。

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