TWI747492B - 一種鏡頭模組及攝像頭 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種鏡頭模組，所述鏡頭模組設置於一感測模組的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣通過所述透鏡固定件固定。本發明中，所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同，所述通孔的側壁與所述感光區域之間在垂直於光軸方向上的間隙比較均勻，不會浪費過多的空間，從而可以減小鏡頭模組的尺寸。此外，本發明還提供了一種包括所述鏡頭模組的攝像頭。進一步，當鏡頭模組的尺寸固定的情況下，可以增大所述透鏡構件及感光區域的尺寸，從而增大所述鏡頭模組的分辨率。

Description

一種鏡頭模組及攝像頭
本發明係關於光學鏡頭技術領域，尤其關於一種鏡頭模組及攝像頭。
隨著成像技術的快速發展，鏡頭模組廣泛應用於多種領域，例如數位相機、智慧型手機等領域，以及近年發展迅速的人臉識別領域。鏡頭模組具有體積小、功能強大的特點，其主要工作原理為：景物通過鏡頭生成的光學圖像投射到圖像感測器表面轉為電信號。鏡頭模組的鏡頭由透鏡構件構成，是鏡頭模組的重要組成部分，對成像效果起著至關重要的作用。鏡頭主要決定畫面清晰度(畫面清透度、光線、遠近景)、圖像顯示範圍，同時影響最高像素。
傳統的鏡頭模組的尺寸較大，難以應用在對尺寸要求高的場合中。而採用晶圓級光學元件（Wafer Level Optics，WLO）工藝形成的晶圓級光學透鏡製造出的鏡頭模組，可以有效縮減體積空間。與傳統光學元件的加工技術不同，WLO工藝在整片晶圓上，用半導體工藝批量複製加工鏡頭，並將多個鏡頭晶圓壓合在一起，然後切割成單顆鏡頭模組。WLO工藝更加適合行動端消費電子設備，特別是在3D視覺發射端結構複雜的情況下，晶圓級光學透鏡可以有效縮減體積空間，同時器件的一致性好、重量輕、高度低、光束質量高，採用半導體工藝在大規模量產之後具有成本優勢。
但是，隨著技術的發展，對現有的鏡頭模組的尺寸提出了更高的要求，如何進一步縮小鏡頭模組的尺寸，是現在極需解決的技術問題。
本發明的目的在於提供一種鏡頭模組及攝像頭，能夠合理利用空間，從而進一步減小鏡頭模組的尺寸。
為了達到上述目的，本發明提供了一種鏡頭模組，設置於一感測模組的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣通過所述透鏡固定件固定；
其中，所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同。
可選的，所述通孔在沿光軸方向上的截面為梯形；或者，所述通孔在沿光軸方向上從中心到兩端逐漸收縮。
可選的，所述通孔為多邊形孔，且所述多邊形孔的每個角均倒有圓角，所述圓角的圓心角介於50°-120°之間。
可選的，所述通孔與對應的所述感光區域的形狀均為方形。
可選的，所述透鏡構件的邊緣通過膠層黏結在所述透鏡固定件上。
可選的，相鄰的所述鏡頭的透鏡固定件通過膠層黏結一起。
可選的，所述通孔的尺寸比對應的所述感光區域的尺寸大。
可選的，所述透鏡構件為晶圓級光學透鏡。
可選的，所述透鏡固定件的材料包括玻璃、光阻劑或塑料。
本發明還提供了一種攝像頭，所述攝像頭包括感測模組及鏡頭模組，所述鏡頭模組設置於所述感測模組的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣固定在所述透鏡固定件上；
其中，所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同。
在本發明提供的一種鏡頭模組中，所述鏡頭模組設置於一感測模組的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣通過所述透鏡固定件固定。本發明中，所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同，所述通孔的側壁與所述感光區域之間在垂直於光軸方向上的間隙比較均勻，不會浪費過多的空間，從而可以減小鏡頭模組的尺寸。此外，本發明還提供了一種包括所述鏡頭模組的攝像頭。進一步，當鏡頭模組的尺寸固定的情況下，可以增大所述透鏡構件及感光區域的尺寸，從而增大所述鏡頭模組的分辨率。
圖1a及圖1b示出了一種利用WLO工藝製備的鏡頭模組的結構示意圖。如圖1a及圖1b所示，所述鏡頭模組設置於一感測模組200的感光面上，包括至少一個沿光軸Z堆疊的鏡頭100，所述鏡頭100包括透鏡固定件120及透鏡構件110，所述透鏡固定件120上具有若干通孔121，所述透鏡構件110位於對應的通孔121中且邊緣通過膠層130與所述透鏡固定件120固定。所述透鏡構件110通常為圓形（光學鏡片為圓形），所述透鏡固定件120上的通孔121也會做成圓形，而所述感測模組200的感光面的感光區域210通常是方形，並且所述透鏡構件110的直徑通常小於所述通孔121的直徑，以防止成像出現暗角。進一步，為了將所述透鏡構件110固定在所述透鏡固定件120上，通常是在所述透鏡固定件120上（所述通孔121的邊緣區域）塗膠材，膠材固化後形成膠層130，利用所述膠層130將所述透鏡構件110與所述透鏡固定件120固定，由於所述透鏡構件110的直徑小於所述通孔121的直徑，所述膠層130還需要填充所述通孔121與所述透鏡構件110之間在沿垂直於光軸Z方向上的間隙。
在塗膠時，所述膠材不可避免的會從所述透鏡固定件120上滲出（glue bleeding），並且從通孔121中流向所述感光區域210。為了避免膠材溢到所述感光區域210上，所述通孔121的尺寸需要大於所述感光區域210的尺寸，也就是說，所述感光區域210需要位於所述通孔121內，使得所述感光區域210的邊緣與所述通孔121的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的間隙充當溢膠區域。如圖1所示，由於所述通孔121為圓形，所述感光區域210是方形，所述感光區域210的邊緣與所述通孔121的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最小間隙D1是所述感光區域210的四角與所述通孔121的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的間隙，所述感光區域210的邊緣與所述通孔121的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最大間隙D2是所述感光區域210的邊長與所述通孔121的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的間隙，當所述感光區域210的邊緣與所述通孔121的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最小間隙D1滿足溢膠需求時（D1的尺寸足夠溢膠），此時所述感光區域210的邊緣與所述通孔121的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最大間隙D2則過大，並且無法利用，所以會浪費鏡頭100內的空間，不利於鏡頭模組的微縮。
基於此，本發明提供了一種鏡頭模組，所述鏡頭模組設置於一感測模組的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣通過所述透鏡固定件固定。本發明中，所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同，所述通孔的側壁與所述感光區域之間在垂直於光軸方向上的間隙比較均勻，不會浪費過多的空間，從而可以減小鏡頭模組的尺寸。進一步，當鏡頭模組的尺寸固定的情況下，可以增大所述透鏡構件及感光區域的尺寸，從而增大所述鏡頭模組的分辨率。此外，本發明還提供了一種包括所述鏡頭模組的攝像頭。
下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精准的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
實施例一
圖2a及圖2b為本實施例提供的一種鏡頭模組的結構示意圖。如圖2a及圖2b所示，所述鏡頭模組設置於一感測模組400的感光面上，其特徵在於，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸Z堆疊的鏡頭300，所述鏡頭300包括透鏡固定件320及若干透鏡構件310，所述透鏡固定件320上具有若干通孔321，所述透鏡構件310位於對應的通孔321中且邊緣通過所述透鏡固定件320固定；其中，所述通孔321的形狀與所述感光面上對應的感光區域410的形狀相同。
具體的，本實施例中，所述鏡頭模組只包括一個鏡頭300，所述鏡頭300包括所述透鏡固定件320及一個透鏡構件310，所述感測模組400的感光面上具有一個感光區域410。所述透鏡固定件320上具有一個所述通孔321，所述透鏡構件310的尺寸小於所述通孔321的尺寸，從而防止成像出現暗角。進一步，為了將所述透鏡構件310固定在所述透鏡固定件320上，在所述透鏡固定件320上（所述通孔321的邊緣區域）塗膠材，膠材固化後形成膠層330，利用所述膠層330將所述透鏡構件310與所述透鏡固定件320固定，由於所述透鏡構件310的直徑小於所述通孔321的直徑，所述膠層330還需要填充所述通孔321與所述透鏡構件310之間在沿垂直於光軸Z方向上的間隙。
本實施例中，所述通孔321與所述感光區域410的形狀均為方形，並且所述通孔321的尺寸比所述感光區域410的尺寸大，以使所述感光區域410的邊緣與所述通孔321的內壁之間具有間隙。進一步，所述感光區域410的邊緣與所述通孔321的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最小間隙D3是所述感光區域410的邊長與所述通孔321的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的間隙，所述感光區域410的四角與所述通孔321的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最大間隙D4是所述感光區域410的四角與所述通孔321的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的間隙。當所述感光區域410的邊緣與所述通孔321的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最小間隙D3滿足溢膠需求時（D3的尺寸足夠溢膠），此時所述感光區域410的邊緣與所述通孔321的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最大間隙D4必然也滿足溢膠需求。相較於圖1中的鏡頭模組，本實施例中的D4與D3之間在沿垂直於光軸Z方向上的差值遠小於圖1中D2與D1之間在沿垂直於光軸Z方向上的差值，所以本實施例中的鏡頭模組的尺寸可以減小。
進一步，若所述鏡頭模組的尺寸固定的情況下，可以增大所述透鏡構件310及所述感光區域410的尺寸，從而增大所述鏡頭模組的分辨率。如圖3所示，在所述鏡頭模組的尺寸固定的情況下，由於增大了所述透鏡構件310及所述感光區域410的尺寸，所述透鏡構件310的尺寸可以大於所述通孔321的尺寸，此時所述透鏡構件310的至少部分邊緣延伸出所述通孔321，從而可以防止所述透鏡構件310的邊緣部分影響所述感測模組400的成像效果。
進一步，若所述鏡頭模組、所述透鏡構件310及所述感光區域410的尺寸的固定的情況下，本實施例中的鏡頭模組的通孔321與感光區域410的邊緣在垂直於光軸Z方向上的間隙比較均勻，所述感光區域410的邊緣與所述通孔321的內壁之間在沿垂直於光軸Z方向上的最小間隙D3較大，預留給膠材滲出的空間更大，可以提高所述鏡頭模組在製備時的良率。如圖4a-圖4c所示，當所述鏡頭模組、所述透鏡構件310及所述感光區域410的尺寸的固定的情況下，由於預留給膠材滲出的空間更大，此時在所述透鏡固定件320上塗布膠材以形成膠層330時，工藝空間更大。例如可以採用如圖4a所示的步進塗膠工藝，從而使得形成的膠層330是線狀的；或者可以採用如圖4b所示的點膠工藝，從而使得形成的膠層330是點狀的；或者可以採用如圖4c所示的滾膠工藝，從而使得形成的膠層330是面狀的。
做為可選實施例，所述鏡頭模組還可以包括多個所述鏡頭300，例如是兩個、三個或四個等。當所述鏡頭模組包括多個所述鏡頭300時，多個所述鏡頭300沿光軸Z堆疊且中心重合，光線通過多個所述鏡頭300後入射至所述感測模組400的感光面上。並且，相鄰的所述鏡頭300的透鏡固定件320可以通過所述膠層330黏附在一起。
做為可選實施例，所述鏡頭300還可以包括多個透鏡構件310，例如是兩個、三個或四個等。當所述鏡頭300包括多個透鏡構件310時，所述透鏡固定件320上需要設置多個所述通孔321，所述通孔321的數量與所述透鏡構件310的數量相同，使得一個所述透鏡構件310能夠對應設置在一個所述通孔321中。並且，此時所述感測模組400的感光面上的感光區域410也需要設置多個，所述的感光區域410的數量也需要與所述透鏡構件310的數量相同，使得光線透過一個鏡頭300後能夠入射至對應的感光區域410上成像。
做為可選實施例，所述通孔321及所述感光區域410的形狀還可以均為其他多邊形，例如是五邊形、六邊形或七邊形等，當所述通孔321是多邊形孔時，所述多邊形孔的每個角均倒有圓角，所述圓角的圓心角介於50°-120°之間，使得所述通孔321更容易形成，降低了工藝難度。
進一步，所述透鏡構件310為晶圓級光學透鏡（WLO），從而可以進一步減小所述成像模組的尺寸。
應理解，所述透鏡固定件320的材料可以是玻璃、光阻劑或塑料等，並且所述透鏡固定件320既可以透光也可以不透光，本發明不作限制。
基於此，如圖2a和圖2b所示，本實施例還提供了一種攝像頭，所述攝像頭包括感測模組400及鏡頭模組，所述鏡頭模組設置於所述感測模組400的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸Z堆疊的鏡頭300，所述鏡頭300包括透鏡固定件320及若干透鏡構件310，所述透鏡固定件320上具有若干通孔321，所述透鏡構件310位於對應的通孔321中且邊緣固定在所述透鏡固定件320上；其中，所述通孔321的形狀與所述感光面上對應的感光區域410的形狀相同。
進一步，所述感測模組400可以是CCD或CMOS，本發明不作限制。
實施例二
圖5和圖6為本實施例提供的兩種鏡頭模組的結構示意圖。如圖5及圖6所示，與實施例一不同的是，本實施例中的所述通孔321在沿光軸Z方向上的截面為梯形，且所述通孔321靠近所述感測模組400的一側的尺寸較遠離所述感測模組400的一側的尺寸大；或者，所述通孔321在沿光軸Z方向上從中心到兩端逐漸收縮。從而在實際應用中，光線從所述透鏡構件310入射至所述鏡頭300內時，在所述通孔321的側壁上會形成不同角度的反射光，從而改變成像的效果。例如利用圖5中鏡頭模組可以拍攝出具有虛化效果的圖像。
應理解，所述通孔321在沿光軸Z方向上的截面還可以是其他形狀（適成像要求進行設計），此處不再過多贅述。
綜上，在本發明實施例提供的一種鏡頭模組中，所述鏡頭模組設置於一感測模組的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣通過所述透鏡固定件固定。本發明中，所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同，所述通孔的側壁與所述感光區域之間在垂直於光軸方向上的間隙比較均勻，不會浪費過多的空間，從而可以減小鏡頭模組的尺寸。此外，本發明還提供了一種包括所述鏡頭模組的攝像頭。進一步，當鏡頭模組的尺寸固定的情況下，可以增大所述透鏡構件及感光區域的尺寸，從而增大所述鏡頭模組的分辨率。
上述僅為本發明的優選實施例而已，並不對本發明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的範圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍屬於本發明的保護範圍之內。
100:鏡頭 110:透鏡構件 120:透鏡固定件 121:通孔 130:膠層 200:感測模組 210:感光區域 300:鏡頭 310:透鏡構件 320:透鏡固定件 321:通孔 330:膠層 400:感測模組 410:感光區域 Z:光軸
圖1a為一種利用WLO工藝製備的鏡頭模組的結構示意圖； 圖1b為圖1a中的鏡頭模組沿A-A’方向的剖面示意圖； 圖2a為本發明實施例一提供的鏡頭模組的結構示意圖； 圖2b為圖2a中的鏡頭模組的沿B-B’方向的剖面結構示意圖； 圖3為本發明實施例一提供的透鏡構件的尺寸大於通孔的尺寸時的結構示意圖； 圖4a-圖4c為本發明實施例一提供的三種塗膠材的方式形成的膠層的結構示意圖； 圖5為本發明實施例二提供的一種鏡頭模組的結構示意圖； 圖6為本發明實施例二提供的另一種鏡頭模組的結構示意圖。
320:透鏡固定件
321:通孔
410:感光區域
Z:光軸

Claims (9)

  1. 一種鏡頭模組，設置於一感測模組的感光面上，其特徵在於：所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣通過所述透鏡固定件固定；其中所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同；所述通孔在沿光軸方向上的截面為梯形以及所述透鏡構件的尺寸大於所述通孔的尺寸。
  2. 如請求項1所述的鏡頭模組，其中所述通孔為多邊形孔，且所述多邊形孔的每個角均倒有圓角，所述圓角的圓心角介於50°-120°之間。
  3. 如請求項1或2所述的鏡頭模組，其中所述通孔與對應的所述感光區域的形狀均為方形。
  4. 如請求項1所述的鏡頭模組，其中所述透鏡構件的邊緣通過膠層黏結在所述透鏡固定件上。
  5. 如請求項1所述的鏡頭模組，其中相鄰的所述鏡頭的透鏡固定件通過膠層黏結一起。
  6. 如請求項1所述的鏡頭模組，其中所述通孔的尺寸比對應的所述感光區域的尺寸大。
  7. 如請求項1所述的鏡頭模組，其中所述透鏡構件為晶圓級光學透鏡。
  8. 如請求項1所述的鏡頭模組，其中所述透鏡固定件的材料包括玻璃、光阻劑或塑料。
  9. 一種攝像頭，其特徵在於：所述攝像頭包括感測模組及鏡頭模組，所述鏡頭模組設置於所述感測模組的感光面上，所述鏡頭模組包括至少一個沿光軸堆疊的鏡頭，所述鏡頭包括透鏡固定件及若干透鏡構件，所述透鏡固定件上具有若干通孔，所述透鏡構件位於對應的通孔中且邊緣固定在所述透鏡固定件上；其中所述通孔的形狀與所述感光面上對應的感光區域的形狀相同；所述通孔在沿光軸方向上的截面為梯形以及所述透鏡構件的尺寸大於所述通孔的尺寸。
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