TWI510833B - 鏡頭模組及攝影裝置 - Google Patents

Description

鏡頭模組及攝影裝置

本發明係關於一種驅動模組及應用該驅動模組之攝影裝置，特別係關於一種利用電磁效應產生機械能之鏡片單元矩陣及應用該鏡片單元矩陣之攝影裝置。

微型攝像機目前已被廣泛應用於許多電子產品上，例如行動電話或個人電腦，採用影像裝置的行動電話或是個人電腦已經蔚為主流，這些影像裝置通常採用固態影像擷取元件(Solid-state image capture elements)，例如電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)類型的圖像傳感器，互補金屬氧化物半導體(CMOS)型圖像傳感器等，讓影像設備能夠具有更高層次的性能，並能夠縮小這些影像裝置。

隨著半導體製造技術持續發展的同時，電子產品的尺度也將持續降低，圖像傳感器的像素尺寸也必須更加減小，並且對於影像品質的水平也更佳嚴苛。有鑑於此，傳統的鏡頭模組無法適用於高階應用的鏡頭模組。

本發明之一目的在於提出一種具有高影像品質的微型化鏡頭模組。

根據本發明之部分實施例，上述鏡頭模組包括一基 座組件及一形成於基座組件上的鏡片單元矩陣。基座組件包括一本體及一支撐層。本體具有一前表面、一相反於前表面之後表面、及至少一側表面連結前表面至後表面。支撐層具有一平坦的結構並形成於本體，其中本體係由一第一材料所製成，且支撐層係由一第二材料所製成，第一材料不同於第二材料。

在上述實施例中，鏡片單元矩陣係排列於一既定平面，且支撐層延展於一展開方向，展開方向平行於既定平面。

在上述實施例中，支撐層係形成於前表面及後表面至少其中之一者。支撐層的邊緣係與側表面相隔一間距。

在上述實施例中，側表面的數量為複數個，支撐層包括複數個支撐部分，支撐部分各自連結至側表面之一。支撐部分其中之一者之剛性(stiffness)係不同於支撐部分其中之另一者之剛性。

在上述實施例中，支撐層之數量為複數個，且支撐層係疊設於本體，其中支撐層其中之一者之剛性係不同於支撐層其中之另一者之剛性。

在上述實施例中，一開口形成於支撐層，且開口係對於本體之中心。

在上述實施例中，第一材料包括玻璃，且第二材料包括高分子複合材料。

根據本發明之另一些實施例，上述鏡頭模組包括一基座組件及一形成於基座組件上的鏡片單元矩陣。基座組件包括一本體及一支撐層。本體具有一相對於光軸之中央段及一位於中央段與本體之一側表面之間之周邊段。支撐層具有一平坦的結構 並相對於中央段、周邊段、或中央段及周邊段形成於本體上。本體係由一第一材料所製成，且支撐層係由一第二材料所製成，第一材料不同於第二材料。

在上述實施例中，鏡片單元矩陣係排列於一既定平面，且支撐層延展於一展開方向，展開方向平行於既定平面。

在上述實施例中，支撐層包括複數個支撐部分，支撐部分形成於周邊段並繞光軸排列。支撐部分其中之一者之剛性係不同於支撐部分其中之另一者之剛性。

在上述實施例中，支撐層包括一第一支撐部分及一第二支撐部分，第一支撐部分及第二支撐部分形成於周邊段且位於光軸之相反兩側。

在上述實施例中，支撐層之數量為複數個，且支撐層係疊設於本體，其中支撐層其中之一者之剛性係不同於支撐層其中之另一者之剛性。

在上述實施例中，第一材料包括玻璃，且第二材料包括高分子複合材料。

本發明之另一目的在於提供一種攝影裝置，其包括一鏡片單元矩陣、一攝影元件、及一基座組件。攝影元件係配置以接收穿過鏡片單元矩陣之光線。基座組件排列鏡片單元矩陣與攝影元件之間並包括一本體及一支撐層。支撐層具有一平坦的結構並形成於本體，其中本體係由一第一材料所製成，且支撐層係由一第二材料所製成，第一材料不同於第二材料。在部分實施例中，一開口形成於支撐層，且開口之形狀係對應於攝影元件之形狀。

1、1a、1b、1c、1g‧‧‧攝影裝置

10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h‧‧‧基座組件

110‧‧‧本體

110a‧‧‧中央段

110b‧‧‧周邊段

111‧‧‧前表面

112、114、116、118‧‧‧側表面

113‧‧‧後表面

130a、130c、130d、130g、130h‧‧‧支撐層

130b1、130b2、130b3‧‧‧支撐層

130c1、130c2、130c3、130c4‧‧‧支撐部分

130e1‧‧‧第一支撐部分

130e2‧‧‧第二支撐部分

130f1‧‧‧第一支撐部分

130f2‧‧‧第二支撐部分

131c、131d‧‧‧開口

133g‧‧‧邊緣

20‧‧‧鏡片單元矩陣

21‧‧‧既定平面

30‧‧‧光學感測單元

31‧‧‧基座

33‧‧‧攝影元件

O‧‧‧光軸

第1圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置之元件爆炸圖。

第2圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置之元件爆炸圖，其中攝影裝置之鏡頭模組發生翹曲。

第3圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置之元件爆炸圖。

第4圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置之元件爆炸圖。

第5圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置之元件爆炸圖。

第6圖顯示本發明部分實施例之基座組件之底視圖。

第7圖顯示本發明部分實施例之基座組件之底視圖。

第8圖顯示本發明部分實施例之基座組件之底視圖。

第9圖顯示本發明部分實施例之基座組件之底視圖。

第10圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置之元件爆炸圖。

第11圖顯示本發明部分實施例之基座組件之底視圖。

第12圖顯示本發明部分實施例之基座組件之底視圖。

以下將特舉數個具體之較佳實施例，並配合所附圖式做詳細說明，圖上顯示數個實施例。然而，本發明可以許多不同形式實施，不局限於以下所述之實施例，在此提供之實施例可使得揭露得以更透徹及完整，以將本發明之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技藝者。

參照第1圖，其顯示本發明部分實施例之攝影裝置1之元件爆炸圖。攝影裝置1包括沿一鏡頭模組及一光學感測單元 30。鏡頭模組包括一基座單元10與鏡片單元矩陣20。光線通過上述鏡頭模組並為光學感測單元30所接收。攝影裝置1可更具有其餘特徵，且在其他實施例中，下方內容中的部分特徵可為取代或減少。

在部分實施例中，基座組件10包括一本體110。在部分實施例中，本體110為長方形且以透明玻璃所製成。本體110具有一前表面111及一相反於前表面111之後表面113。前表面111及後表面113以多個側表面例如側表面116及118所連結。

鏡片單元矩陣20排列於本體110之前表面111。在部分實施例中，鏡片單元矩陣20排列於一既定平面21。既定平面21位於本體110之前表面111。鏡片單元矩陣20可為晶圓級鏡片(wafer level lens)以模造方式成形，但本發明並不侷限於此。

光學感測單元30包括一基座31及一攝影元件33。攝影元件33對齊於光軸O並設置於基座31上。舉例而言，攝影元件33為一互補式金氧半場效電晶體(CMOS)感測器。

欲捕捉來自攝影裝置1外部之影像，光線允許通過鏡片單元矩陣20以及基座組件10，且光線被光學感測單元30所接收以產生影像資訊。

在部分實施例中，由於材料收縮、本體110具有薄的厚度、或當鏡片單元矩陣20形成於基座組件10上時，應力施加於本體110等原因，本體110發生翹曲。因此，如第2圖所示，通過鏡片單元矩陣20及基座組件10的光線產生偏折，對攝影裝置1的影像 品質及功能產生不良影響。

為解決上述實施例之問題，其他部分實施例於是提出。

參照第3圖，其顯示本發明部分實施例之攝影裝置1a之元件爆炸圖。攝影裝置1與攝影裝置1a之差異包括基座組件10以基座組件10a所取代。

在部分實施例中，基座組件10a包括一本體110及一支撐層130a。支撐層130a以塗層(coating)的方式形成於本體110之後表面113。支撐層130a具有平坦的結構且延展於一平行於該既定平面21的方向，鏡片單元矩陣20沿該既定平面21排列。在部分實施例中，支撐層130a完整覆蓋本體110之後表面113。

支撐層130a係以不同於本體110的材料所製成。舉例而言，支撐層130a係以高分子複合材料(polymer composites)所製成，且本體110係以玻璃所製成。在部分實施例中，支撐層130a為特名。支撐層130a的折射率與本體110的折射率相當，因此光學表現不因為支撐層130a設置於本體110上而改變。支撐層130a的厚度介於約0.3微米至約200微米之間。本體110的厚度與支撐層130a的厚度之比值介於約0.03%至約20%之間。

在部分實施例中，由於施加於本體110上的應力為支撐層130a所吸收，本體110發生翹曲的現象可以避免。如第3圖所示，通過鏡片單元矩陣20及本體110的光線可以根據攝影裝置1a原始的光學設計導向至光學感測單元30，以確保攝影裝置1a的影像品質。

應當理解的是，雖然支撐層130a形成於本體110之後 表面113，但不應限制於此。在部分未繪示的實施例中，支撐層130a形成於本體110之前表面111，且鏡片單元矩陣20設置於支撐層130a之上。在其他實施例中，多個支撐層130a各自形成於前表面111及後表面113上。支撐層130a的態樣不應受限於上述實施例。支撐層130a不同的態樣將於關於第4-12圖之說明中描述。

參照第4圖，其顯示本發明部分實施例之攝影裝置1b之元件爆炸圖。攝影裝置1與攝影裝置1b之差異包括基座組件10以基座組件10b所取代。

基座組件10b包括本體110及多個支撐層例如支撐層130b1、130b2、及130b3。支撐層130b1、130b2、及130b3依序疊設於本體110上。每一支撐層130b1、130b2、及130b3的剛性(stiffness)相異於相鄰之另一支撐層。舉例而言，支撐層130b1及130b3具有相同的剛性，且支撐層130b2之剛性相異於支撐層130b1及130b3之剛性。藉由上述配置，基座組件10b的結構強度可以獲得增加，攝影裝置1b的影像品質可以提昇。

參照第5、6圖，第5圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置1c之元件爆炸圖，第6圖顯示本發明部分實施例之基座組件10c之底視圖。如第5圖所示，攝影裝置1與攝影裝置1c之差異包括基座組件10以基座組件10c所取代。

基座組件10c包括本體110及一支撐層130c。為便於描述，如第5圖所示，本體110由一中央段110a及一周邊段110b所定義。中央段110a相對於光軸O，且周邊段110b位於中央段110a與110本體之側表面(例如：側表面116及118)之間。中央段110a之面積占後表面113之面積之比例係相對於互補式金氧半場效電晶體 (CMOS)感測器的作動面積(active area)。在部分實施例中，中央段110a之面積與後表面113之面積之比例係介於約50%至約100%之間。

支撐層130c係形成於後表面113對應於本體110之周邊段110b的區域。後表面113對應於本體110之中央段110a的區域未受支撐層130c所覆蓋。亦即，一對應於本體110中央(相對光軸O)之開口形成於支撐層130c上。換言之，如第6圖所示，支撐層130c包括多個支撐部分例如支撐部分130c1、130c2、130c3及130b4。支撐部分130c1、130c2、130c3及130b4繞光軸O周向排列。支撐部分130c1、130c2、130c3及130b4個別連結於本體110之一側表面112、114、116、118。

在部分實施例中，開口131c的形狀相對於攝影元件33的形狀。舉例而言，攝影元件33以及開口131c的形狀皆為長方形。因此，大部分由攝影元件33所接收的光線未穿過支撐層130c，並且影像品質不受支撐層130c所影響。然而，開口131c的形狀不應受此實施例所限制。舉例而言，如第7圖所示，形成於支撐層130d的開口131d為橢圓形。

參照第8圖，其顯示本發明部分實施例之攝影裝置1e之元件爆炸圖。基座組件10c與基座組件10e之差異包括支撐層130c為支撐層130e所取代。

支撐層130e包括一第一支撐部分130e1及一第二支撐部分130e2。第一支撐部分130e1及第二支撐部分130e2形成於本體110相對於周邊段110b的後表面113。具體而言，第一支撐部分130e1及第二支撐部分130e2各自位於光軸O的相對兩側並各自連 結於側表面116及118(本體110的二短邊)。第一支撐部分130e1及第二支撐部分130e2的剛性可為相同或相異。在部分實施例中，第一支撐部分130e1及第二支撐部分130e2具有相異剛性。

參照第9圖，其顯示本發明部分實施例之攝影裝置1f之元件爆炸圖。基座組件10c與基座組件10f之差異包括支撐層130c為支撐層130f所取代。

支撐層130f包括一第一支撐部分130f1及一第二支撐部分130f2。第一支撐部分130f1及第二支撐部分130f2形成於本體110相對於周邊段110b的後表面113。具體而言，第一支撐部分130f1及第二支撐部分130f2各自位於光軸O的相對兩側並各自連結於側表面112及114(本體110的二長邊)。第一支撐部分130f1及第二支撐部分130f2的剛性可為相同或相異。在部分實施例中，第一支撐部分130f1及第二支撐部分130f2具有相異剛性。

參照第10、11圖，第10圖顯示本發明部分實施例之攝影裝置1g之元件爆炸圖，第11圖顯示本發明部分實施例之基座組件10g之底視圖。如第10圖所示，攝影裝置1與攝影裝置1g之差異包括基座組件10以基座組件10g所取代。

基座組件10g包括一本體110及一支撐層130g。支撐層130g形成於本體110相對於中央段110a的後表面113。後表面113對應於本體110之周邊段110b的區域未受支撐層130g所覆蓋。亦即，支撐層130g的邊緣133g係與本體110之側表面(例如側表面116及118)相隔一間距。在部分實施例中，支撐層130g的寬度W3係小於或等於攝影元件33的寬度W2。

在部分實施例中，支撐層130g的形狀相對於攝影元件 33的形狀。舉例而言，如第11圖所示，支撐層130g的形狀為長方形，係對於攝影元件33之形狀(第10圖)。然而，支撐層130g的形狀不應受上述實施利所限制。舉例而言，如第12圖所示，形成於基座組件10h之本體110的支撐層130h為橢圓形。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1a‧‧‧攝影裝置

10a‧‧‧基座組件

110‧‧‧本體

111‧‧‧前表面

113‧‧‧後表面

130a‧‧‧支撐層

20‧‧‧鏡片單元矩陣

21‧‧‧既定平面

30‧‧‧光學感測單元

31‧‧‧基座

33‧‧‧攝影元件

O‧‧‧光軸

Claims (15)

1. 一種鏡頭模組，包括：一基座組件，包括：一本體；以及一支撐層，具有一平坦的結構並形成於該本體，其中該本體包括一第一材料，且該支撐層包括一第二材料，該第一材料不同於該第二材料；以及一鏡片單元矩陣，形成於該基座組件上，其中該本體具有一前表面、一後表面相反於該前表面、及至少一側表面連結該前表面至該後表面，其中該支撐層係形成於該前表面及該後表面至少其中之一者，其中該側表面的數量為複數個，且該支撐層包括複數個支撐部分，該等支撐部分各自連結至該等側表面之一，其中該等支撐部分其中之一者之剛性(stiffness)係不同於該等支撐部分其中之另一者之剛性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該鏡片單元矩陣係排列於一既定平面，且該支撐層延展於一展開方向，該展開方向平行於該既定平面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中一開口形成於該支撐層，且該開口係相對於該本體之中心。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第一材料包 括玻璃。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第二材料包括高分子複合材料。
6. 一種鏡頭模組，其具有一光軸穿過，該鏡頭模組包括：一基座組件，包括：一本體，具有一中央段及一周邊段，該中央段相對於該光軸，且該周邊段位於該中央段與該本體之一側表面之間；以及一支撐層，具有一平坦的結構並相對於該中央段、該周邊段、或該中央段及該周邊段形成於該本體上，其中該本體包括一第一材料，且該支撐層包括一第二材料，該第一材料不同於該第二材料；以及一鏡片單元矩陣，形成於該基座組件上，其中該支撐層包括複數個支撐部分，該等支撐部分形成於該周邊段並繞該光軸排列，且該等支撐部分其中之一者之剛性係不同於該等支撐部分其中之另一者之剛性。
7. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭模組，其中該鏡片單元矩陣係排列於一既定平面，且該支撐層延展於一展開方向，該展開方向平行於該既定平面。
8. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭模組，其中該支撐層包括一第一支撐部分及一第二支撐部分，該第一支撐部分及該第 二支撐部分形成於該周邊段且位於該光軸之相反兩側。
9. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭模組，其中該第一材料包括玻璃。
10. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭模組，其中該第二材料包括高分子複合材料。
11. 一種攝影裝置，包括：一鏡片單元矩陣；一攝影元件，配置以接收穿過該鏡片單元矩陣之光線；以及一基座組件，排列該鏡片單元矩陣與該攝影元件之間，並包括：一本體；以及一支撐層，具有一平坦的結構並形成於該本體，其中該本體包括一第一材料，且該支撐層包括一第二材料，該第一材料不同於該第二材料，其中該本體具有一前表面、一後表面相反於該前表面、及至少一側表面連結該前表面至該後表面，其中該支撐層係形成於該前表面及該後表面至少其中之一者，其中該側表面的數量為複數個，且該支撐層包括複數個支撐部分，該等支撐部分各自連結至該等側表面之一， 其中該等支撐部分其中之一者之剛性(stiffness)係不同於該等支撐部分其中之另一者之剛性。
12. 如申請專利範圍第11項所述之攝影裝置，其中一開口形成於該支撐層，且該開口之形狀係對應於該攝影元件之形狀。
13. 一種鏡頭模組，包括：一基座組件，包括：一本體；以及一支撐層，具有一平坦的結構並形成於該本體，其中該本體包括一第一材料，且該支撐層包括一第二材料，該第一材料不同於該第二材料；以及一鏡片單元矩陣，形成於該基座組件上，其中該支撐層之數量為複數個，且該等支撐層係疊設於該本體，其中該等支撐層其中之一者之剛性(stiffness)係不同於該等支撐層其中之另一者之剛性。
14. 一種鏡頭模組，其具有一光軸穿過，該鏡頭模組包括：一基座組件，包括：一本體，具有一中央段及一周邊段，該中央段相對於該光軸，且該周邊段位於該中央段與該本體之一側表面之間；以及一支撐層，具有一平坦的結構並相對於該中央段、該周邊段、或該中央段及該周邊段形成於該本體上，其中該本體 包括一第一材料，且該支撐層包括一第二材料，該第一材料不同於該第二材料；以及一鏡片單元矩陣，形成於該基座組件上，其中該支撐層之數量為複數個，且該等支撐層係疊設於該本體，其中該等支撐層其中之一者之剛性(stiffness)係不同於該等支撐層其中之另一者之剛性。
15. 一種攝影裝置，包括：一鏡片單元矩陣；一攝影元件，配置以接收穿過該鏡片單元矩陣之光線；以及一基座組件，排列該鏡片單元矩陣與該攝影元件之間，並包括：一本體；以及一支撐層，具有一平坦的結構並形成於該本體，其中該本體包括一第一材料，且該支撐層包括一第二材料，該第一材料不同於該第二材料，其中該支撐層之數量為複數個，且該等支撐層係疊設於該本體，其中該等支撐層其中之一者之剛性(stiffness)係不同於該等支撐層其中之另一者之剛性。