JP2023526124A - 撮像モジュール及び電子機器 - Google Patents

Abstract

本出願は、撮像モジュール及び電子機器を開示し、ブラケット（１００）と、ブラケット（１００）に設置されるレンズ（２００）と、ブラケット（１００）に繋がる基板（３００）と、基板（３００）に設置され、且つ基板（３００）に電気的に接続され、レンズ（２００）と対向して設置され、レンズ（２００）に向く受光面（４１０）を有する受光チップモジュール（４００）であって、受光面（４１０）は、凹面であり、且つ受光面（４１０）は、アレイ状に分布している複数の突起（４１１）によって継ぎ合わせられて構成される受光チップモジュール（４００）とを含む。本出願は、電子機器をさらに開示する。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照

本発明は、２０２０年０５月２８日に中国特許局に提出され、出願番号が２０２０１０４７０００５．６であり、発明名称が「撮像モジュール及び電子機器」である中国特許出願の優先権を主張しており、同出願の内容のすべては、援用で本発明に取り込まれる。

本出願は、通信機器の技術分野に関し、特に、撮像モジュール及び電子機器に関する。

電子機器の急速な発展に伴い、電子機器の応用は、ますます広くなり、携帯電話、タブレットパソコンなどのような電子機器は、人々の仕事、生活、娯楽などでますます役立っている。

現在、電子機器の写真撮影効果に対するユーザの要望もますます高まっている。通常の場合では、自然光は、様々な光が混合されるため、電子機器の撮像モジュールが撮影する過程において、異なる波長の光線が撮像モジュールのレンズによって屈折された後に、異なる光線の波長によって、異なる光線のレンズにおける屈折率も異なる。

そのため、異なる波長の光線を同一の平面にキャリブレーションして集光するために、ほとんどの光線がレンズによって撮像モジュールの受光チップに屈折されることができるように、比較的に大きいサイズ及び比較的に複雑なレンズを採用してもよい。しかしながら、撮像モジュールの受光チップが一般的に平面構造であるため、平面構造の受光チップを採用して画像を収集する過程において、画像歪が生じやすいため、結像に歪みが生じやすくなるとともに、複雑な外形のレンズの加工難易度が比較的に大きいため、電子機器のコスト制御に不利であり、比較的に大きいサイズのレンズは、電子機器の小型化設計にも不利である。

本出願は、撮像モジュール及び電子機器を開示し、現在の電子機器の撮像モジュールの結像品質が悪いという問題を解決することができる。

上記技術問題を解決するために、本出願は、以下のように実現される。

第一の態様によれば、本出願の実施例は、撮像モジュールを開示する。この撮像モジュールは、
ブラケットと、
前記ブラケットに設置されるレンズと、
前記ブラケットに繋がる基板と、
前記基板に設置され、且つ前記基板に電気的に接続され、前記レンズと対向して設置され、前記レンズに向く受光面を有する受光チップモジュールであって、前記受光面は、凹面であり、且つ前記受光面は、アレイ状に分布している複数の突起によって継ぎ合わせられて構成される受光チップモジュールとを含む。

第二の態様によれば、本出願の実施例は、上記の撮像モジュールを含む電子機器を開示する。

本出願で採用される技術案は、以下の有益な効果を達成することができる。

本出願の実施例に開示された撮像モジュールにおいて、受光面の中心部分とレンズとの間の距離と、受光面の外側部分とレンズとの間の距離の差が比較的に小さいため、斜めから入射する光線の外側部分への光路長を小さくし、中心部分と外側部分との光路長の差を比較的に小さくすることができ、結像の歪みを効果的に低減することができ、無論、受光面により、ほとんどの光線をレンズを介して受光チップモジュールに屈折して、レンズの小型化を容易にすることができる。それと同時に、アレイ状に分布している複数の突起が継ぎ合わせられて構成された受光面は、レンズにより集められた光線を再び集めることができ、それによって受光チップモジュールに必要な受光面積を小さくすることができ、さらに撮像モジュールの小型化設計に有利なことである。

本出願の実施例に開示された撮像モジュールの構造概略図である。 本出願の別の実施例に開示された撮像モジュールの構造概略図である。 本出願の実施例に開示された撮像モジュールの部分構造概略図である。 図３における点線枠部分の局所拡大概略図である。 本出願の別の実施例に開示された撮像モジュールの部分構造概略図である。 図５における点線枠部分の局所拡大概略図である。

以下は、本出願の実施例における図面を結び付けながら、本出願の実施例における技術案を明瞭且つ完全に記述し、明らかに、記述された実施例は、本出願の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本出願における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

本出願の明細書と特許請求の範囲における用語である「第一」、「第二」などは、類似している対象を区別するために用いられ、特定の順序又は前後手順を記述するためのものではない。理解すべきこととして、このように使用されるデータは、適切な場合に交換可能であり、それにより本出願の実施例は、ここで図示又は記述されたもの以外の順序で実施されることが可能である。なお、明細書及び請求項における「及び／又は」は、接続される対象の少なくとも一つを表し、文字である「／」は、一般的には前後関連対象が「又は」の関係であることを表す。

以下では、図面を結び付けながら、具体的な実施例及びその応用シナリオによって本出願の実施例による撮像モジュールを詳細に説明する。

図１に示すように、本出願の実施例は、電子機器に応用されてもよい撮像モジュールを開示する。この撮像モジュールは、ブラケット１００と、レンズ２００と、基板３００と、受光チップモジュール４００とを含む。

ブラケット１００は、撮像モジュールの他の部品のために取り付け位置を提供することができ、ブラケット１００には、収容空間が開設されてもよく、撮像モジュールの他の部品は、撮像モジュールの構造をよりコンパクトにするように、収容空間内に設置されてもよい。

レンズ２００がブラケット１００に設置されることによって、ブラケット１００によってレンズ２００を支持し、レンズ２００は、撮像モジュールにおける受光チップモジュール４００がレンズ２００を通過した光線を感知することで画像を得ることができるように、光線を集めることができる。

基板３００は、ブラケット１００に繋がり、基板３００は、受光チップモジュール４００などの素子を載置するために用いられ、具体的には、受光チップモジュール４００は、基板３００に設置され、且つ受光チップモジュール４００は、基板３００に電気的に接続され、このような場合に、基板３００によって受光チップモジュール４００を支持するだけでなく、基板３００によって受光チップモジュール４００を制御することができる。基板３００は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、プリント回路板）であってもよく、基板３００は、リジットフレキシブル基板であってもよく、本出願の実施例は、これに対して制限しない。

受光チップモジュール４００は、レンズ２００と対向して設置されて、レンズ２００が光線を受光チップモジュール４００に集めることができ、最終的に受光チップモジュール４００に受光結像させることができる。

本出願の実施例では、受光チップモジュール４００は、レンズ２００に向く受光面４１０を有し、受光面４１０は、凹面であり、且つ受光面４１０は、アレイ状に分布している複数の突起４１１によって継ぎ合わせられて構成される。このような場合に、受光面４１０は、レンズ２００から離反する方向に沿って凹んで、受光面４１０の中心部分とレンズ２００との間の距離と、受光面４１０の外側部分とレンズ２００との間の距離の差を比較的に小さくし、且つ複数の突起４１１が光線を屈折させることによって、光線のコリメートを実現し、光線を受光チップモジュール４００において受光面に垂直な方向に伝播させることができる。

受光面４１０の中心部分は、レンズ２００と対向して設置され、レンズ２００を透過して中心部分に入射する光線の光路長は、Ｌ１であり、レンズ２００を透過して外側部分に入射する光線の光路長は、Ｌであり、受光チップモジュール４００のレンズ２００に向く側の表面が平面である場合、レンズ２００の中心部分からの距離は、レンズ２００の外側部分からの距離よりも小さく、これにより外側部分に入射する光線の光路長は、中心部分に入射する光線の光路長よりも大きく、最終的に結像歪みは、比較的に大きくなる。

しかし、本出願の実施例では、外側部分の高さが比較的に大きく、中心箇所の高さが比較的に小さいため、Ｌ２を小さくし、Ｌ２とＬ１との差を比較的に小さくすることができ、図３に示すように、矢印は、光線の出射方向を指す。

本出願の実施例に開示された撮像モジュールにおいて、受光面４１０の中心部分とレンズ２００との間の距離と、受光面４１０の外側部分とレンズ２００との間の距離の差が比較的に小さいため、斜めから入射する光の外側部分への光路長を小さくし、中心部分と外側部分との光路長の差を比較的に小さくすることができ、結像の歪みを効果的に低減することができ、無論、受光面４１０により、ほとんどの光線がレンズ２００を介して受光チップモジュール４００に屈折されて、レンズ２００の小型化を容易にすることができる。それと同時に、アレイ状に分布している複数の突起４１１が継ぎ合わせられて構成された受光面４１０は、レンズ２００により集められた光線を再び集めることができ、それによって受光チップモジュール４００に必要な受光面積を小さくすることができ、さらに撮像モジュールの小型化設計に有利なことである。

さらに、本出願に開示された実施例では、一選択的な方案において、受光チップモジュール４００は、チップアセンブリ４２０と、集光部材４３０とを含んでもよく、図３と図４を参照すると、チップアセンブリ４２０は、基板３００に設置されてもよく、且つ基板３００に電気的に接続されてもよく、このような場合に、基板３００によってチップアセンブリ４２０を支持することができるだけでなく、基板３００によってチップアセンブリ４２０を制御することができる。

集光部材４３０は、チップアセンブリ４２０に設置されてもよく、集光部材４３０のレンズ２００に向く表面は、受光面４１０であってもよい。この方式で、撮像モジュール結像の歪みを効果的に低減することができるだけでなく、受光面４１０が集光部材４３０に開設されるため、チップアセンブリ４２０において受光面４１０を開設することで撮像モジュールのコストが高すぎることをさらに回避することができるとともに、この方式で、チップアセンブリ４２０の完全性を確保することもできる。

無論、集光部材４３０は、光学接着剤部材であってもよく、光学接着剤が無色透明、光透過率が高いなどの特徴を有するため、光線が集光部材４３０を透過してチップアセンブリ４２０に照射されることに有利であり、且つ光学接着剤で形成された集光部材４３０は、優れた接着性能を有して、集光部材４３０とチップアセンブリ４２０で形成された全体が光路設計の要求を満たすことができ、それによってチップアセンブリ４２０の結像効果を維持することができる。無論、光学接着剤は、天然樹脂光学接着剤であってもよく、合成樹脂光学接着剤であってもよく、本出願の実施例は、これに対して制限しない。

さらに、集光部材４３０が光学接着剤である場合、集光部材４３０は、金型プレス成形品であってもよい。具体的な加工中、まず、チップアセンブリ４２０のレンズ２００に向く側の表面に光学接着剤を点着してから、金型成形によって、光学接着剤により必要な集光部材４３０を形成することができる。この方式で、集光部材４３０の成形が容易になるだけでなく、集光部材４３０をチップアセンブリ４２０により良く貼り付けることができて、集光部材４３０とチップアセンブリ４２０で形成された全体が光路設計の要求をより良く満たすことができ、それによってチップアセンブリ４２０の結像効果を維持することができる。

本出願の実施例では、別の選択的な実施例において、受光チップモジュール４００は、チップアセンブリ４２０を含んでもよく、チップアセンブリ４２０は、受光チップ４２１と、マイクロ凸面鏡アレイ４２２とを含んでもよく、図５と図６を参照すると、受光チップ４２１は、光信号を電気信号に変換するデバイスであり、受光チップ４２１は、基板３００が受光チップ４２１を載置して制御することができるように、基板３００に設置されてもよく、且つ基板３００に電気的に接続されてもよく、受光チップ４２１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ電荷結合素子）受光チップ又はＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、相補型金属酸化物半導体）受光チップであってもよい。

マイクロ凸面鏡アレイ４２２は、受光チップ４２１に設置されてもよく、マイクロ凸面鏡アレイ４２２は、レンズ２００に向いてもよく、マイクロ凸面鏡アレイ４２２は、光線に対する屈折によって、コリメートされた平行光線を形成することができ、光線が受光チップ４２１において受光面に垂直な方向に伝播し、さらに受光チップ４２１の結像効果をより良くすることができる。

さらに、本出願の実施例では、マイクロ凸面鏡アレイ４２２は、複数のマイクロ凸面鏡を含んでもよく、複数のマイクロ凸面鏡の高さが受光チップ４２１の中心から周囲に向かって徐々に大きくなることができ、マイクロ凸面鏡のレンズ２００に向く端部は、突起４１１であってもよく、且つ複数のマイクロ凸面鏡のレンズ２００に向く表面により、受光面４１０となるように継ぎ合わせられてもよい。このような場合に、撮像モジュール結像の歪みを効果的に低減することができるだけでなく、マイクロ凸面鏡アレイ４２２に受光面４１０があるため、受光チップ４２１に受光面４１０を開設することで撮像モジュールのコストが高すぎることをさらに回避することができるとともに、この方式で、受光チップ４２１の完全性を確保することができて、受光チップ４２１は、平面受光チップであってもよい。受光チップ４２１は、フレキシブルの平面受光チップであってもよく、剛性の平面受光チップであってもよく、本出願の実施例は、これに対して制限しない。

無論、マイクロ凸面鏡アレイ４２２は、光学接着剤部材であってもよく、それによって受光チップ４２１の結像効果を維持するとともに、マイクロ凸面鏡アレイ４２２の成形を容易にすることができる。具体的には、マイクロ凸面鏡アレイ４２２は、金型プレス成形品であってもよく、加工中、まず、受光チップ４２１のレンズ２００に向く側の表面に光学接着剤を点着することができ、それから、金型成形によって、光学接着剤により必要なマイクロ凸面鏡アレイ４２２を形成して、マイクロ凸面鏡アレイ４２２を受光チップ４２１により良く貼り付けることができる。

本出願に開示された実施例では、結像の歪みをより効果的に低減するために、選択的に、受光チップモジュール４００の中心からエッジまでの方向に、突起４１１の高さは、アレイ状に分布している複数の突起４１１が継ぎ合わせられて受光面４１０を構成するように、徐々に大きくなってもよい。このような場合に、アレイ状に分布している複数の突起４１１により継ぎ合わせられて構成された受光面４１０は、テーパ面に相当し、受光面４１０の中心部分を受光面４１０のエッジ部分よりも低くすることによって、受光面４１０の中心部分と受光面４１０のエッジ部分との光路長の差をより小さくし、さらに結像の歪みをより効果的に低減することができる。そして、この構造の受光面４１０により、比較的に大きい部分の光線がレンズ２００を介して受光チップモジュール４００に屈折されて、レンズ２００の小型化を容易にすることができる。

本出願の実施例では、受光チップモジュール４００と基板３００が電気的な接続を実現する方式は、様々であってもよく、一選択的な実施例において、受光チップモジュール４００の基板３００に向く側には、接続バンプ４４０が設置されてもよく、図１を参照すると、受光チップモジュール４００は、接続バンプ４４０によって基板３００に電気的に接続されることができる。この時、接続バンプ４４０は、受光チップモジュール４００と基板３００との間の電気的な接続をより安定させることができるとともに、接続バンプ４４０によって受光チップモジュール４００を基板３００から浮かせて、基板３００からの受光チップモジュール４００の運作への干渉を防止することができる。

さらに、受光チップモジュール４００の基板３００に向く側には、間隔をあけて分布している複数の接続バンプ４４０が設置されてもよく、受光チップモジュール４００は、複数の接続バンプ４４０によって基板３００に電気的に接続されてもよい。このような場合に、複数の接続バンプ４４０により、受光チップモジュール４００が基板３００により良く載置されて、受光チップモジュール４００の取り付け信頼性をより良く向上させることができる。

別の選択的な実施例では、受光チップモジュール４００と基板３００は、接続線４５０によって電気的に接続されてもよい。図２を参照すると、この方式で、受光チップモジュール４００と基板３００との電気的な接続信頼性をより良くすることができ、それによって基板３００が受光チップモジュール４００をより良く制御することができるとともに、この方式で、受光チップモジュール４００は、受光チップモジュール４００の取り付け安定性をより良くするように、基板３００の表面に直接位置してもよい。接続線４５０は、導電性能を有する金属、合金、非金属などの材料であってもよい。

本出願の実施例では、撮像モジュールが電子機器に用いられる場合、撮像モジュールがデータ伝送、充電などの作動を実現することができるように、撮像モジュールが電子機器における機能デバイス（例えばマザーボード、電池など）に電気的に接続される必要がある。一選択的な実施例において、撮像モジュールはさらに、フレキシブル回路板５００を含んでもよく、フレキシブル回路板５００は、撮像モジュールがフレキシブル回路板５００によって電子機器における機能デバイスに電気的に接続されることができるように、基板３００に電気的に接続されてもよい。フレキシブル回路板５００は、電子機器内部の具体的な空間レイアウトに応じて柔軟に設置されてもよく、それによって設計者の設計難易度を低減することができる。それと同時に、フレキシブル回路板５００は、配線密度が高く、重量が軽く、厚さが薄い利点を有し、電子機器の薄型化設計にも有利である。

一般的には、フレキシブル回路板５００は、電子機器における機能デバイスに直接溶接されて繋がってもよいが、この方式で、フレキシブル回路板５００が破損して交換される必要がある場合、操作が比較的に複雑であり、且つ不便である。これに基づき、一選択的な実施例において、撮像モジュールはさらに、コネクタ６００を含んでもよく、コネクタ６００は、フレキシブル回路板５００に電気的に接続されてもよい。フレキシブル回路板５００は、コネクタ６００によって電子機器における機能デバイスに電気的に接続されてもよい。コネクタ６００の接続は、比較的に信頼できて、且つフレキシブル回路板５００と電子機器における機能デバイスを着脱可能に繋げることができ、フレキシブル回路板５００の交換操作を簡単にすることによって、電子機器のメンテナンス可能性を向上させることができる。

本出願の実施例では、撮像モジュールはさらに、光学フィルタ７００を含んでもよく、光学フィルタ７００は、ブラケット１００に設置されてもよく、且つ光学フィルタ７００は、レンズ２００と受光チップモジュール４００との間に位置してもよい。光学フィルタ７００は、迷光を濾過し、撮像モジュールの結像品質を向上させることができる。例えば、光学フィルタ７００は、赤外光を濾過するために用いられてもよく、赤外光の受光チップモジュール４００に対する影響を下げることによって、赤外光線によって受光チップモジュール４００に赤外フレアを発生することを防止し、結像品質をさらに向上させることができる。無論、光学フィルタ７００は、他の迷光を濾過してもよく、本出願の実施例は、これに対して制限しない。

本出願の実施例に開示された撮像モジュールにおいて、ブラケット１００と基板３００は、取り付け空間１１０を形成してもよく、受光チップモジュール４００は、取り付け空間１１０に位置してもよく、且つ取り付け空間１１０の開口は、レンズ２００に向いてもよい。この方式で、撮像モジュールの構造をよりコンパクトにすることができるとともに、撮像モジュールが電子機器に用いられる場合、この方式で、電子機器における他の部品からの受光チップモジュール４００の運行への影響を防止することができる。

本出願の実施例に開示された撮像モジュールに基づき、本出願の実施例は、上記いずれか一つの実施例に記載の撮像モジュールを含む電子機器をさらに開示し、具体的には、電子機器は、ケースを含んでもよく、撮像モジュールは、ケース内に設置されてもよく、選択的に、ケースには、光透過領域が開設されてもよく、撮像モジュールは、撮像モジュールが光透過領域を通して撮像作動を行うことができるように、光透過領域に向いてもよい。

本出願の実施例に開示された電子機器は、スマートフォン、タブレットパソコン、電子ブックリーダー、ウェアラブルデバイス（例えばスマートウォッチ）、電子ゲーム機などの機器であってもよく、本出願の実施例は、電子機器の具体的な種類を制限しない。

以上は、図面を結び付けながら、本出願の実施例を記述したが、本出願は、上記の具体的な実施の形態に限らない。上記の具体的な実施の形態は、例示的なものに過ぎず、制限性のあるものではない。当業者は、本出願の示唆で、本出願の趣旨と請求項が保護する範囲から逸脱しない限り、多くの形式を形成することもでき、いずれも本出願の保護範囲に属する。

１００－ブラケット、１１０－取り付け空間、
２００－レンズ、
３００－基板、
４００－受光チップモジュール、４１０－受光面、４１１－突起、４２０－チップアセンブリ、４２１－受光チップ、４２２－マイクロ凸面鏡アレイ、４３０－集光部材、４４０－接続バンプ、４５０－接続線、
５００－フレキシブル回路板、
６００－コネクタ、
７００－光学フィルタ。

Claims (11)

1. 撮像モジュールであって、
   ブラケット（１００）と、
   前記ブラケット（１００）に設置されるレンズ（２００）と、
   前記ブラケット（１００）に繋がる基板（３００）と、
   前記基板（３００）に設置され、且つ前記基板（３００）に電気的に接続され、前記レンズ（２００）と対向して設置され、前記レンズ（２００）に向く受光面（４１０）を有する受光チップモジュール（４００）であって、前記受光面（４１０）は、凹面であり、且つ前記受光面（４１０）は、アレイ状に分布している複数の突起（４１１）によって継ぎ合わせられて構成される受光チップモジュール（４００）とを含む、撮像モジュール。
2. 前記受光チップモジュール（４００）は、チップアセンブリ（４２０）と、集光部材（４３０）とを含み、前記チップアセンブリ（４２０）は、前記基板（３００）に設置され、且つ前記基板（３００）に電気的に接続され、前記集光部材（４３０）は、前記チップアセンブリ（４２０）に設置され、前記集光部材（４３０）の前記レンズ（２００）に向く表面は、前記受光面（４１０）である、請求項１に記載の撮像モジュール。
3. 前記受光チップモジュール（４００）は、チップアセンブリ（４２０）を含み、前記チップアセンブリ（４２０）は、受光チップ（４２１）と、マイクロ凸面鏡アレイ（４２２）とを含み、前記受光チップ（４２１）は、前記基板（３００）に設置され、且つ前記基板（３００）に電気的に接続され、前記マイクロ凸面鏡アレイ（４２２）は、前記受光チップ（４２１）に設置され、前記マイクロ凸面鏡アレイ（４２２）は、複数のマイクロ凸面鏡を含み、複数の前記マイクロ凸面鏡の高さは、前記受光チップ（４２１）の中心から周囲に向かって徐々に大きくなり、前記マイクロ凸面鏡の前記レンズ（２００）に向く端部は、前記突起（４１１）であり、且つ複数の前記マイクロ凸面鏡の前記レンズ（２００）に向く表面は、前記受光面（４１０）となるように継ぎ合わせられている、請求項１に記載の撮像モジュール。
4. 前記集光部材（４３０）は、光学接着剤部材である、請求項２に記載の撮像モジュール。
5. 前記受光チップモジュール（４００）の前記基板（３００）に向く側には、接続バンプ（４４０）が設置され、前記受光チップモジュール（４００）は、前記接続バンプ（４４０）によって前記基板（３００）に電気的に接続される、請求項１に記載の撮像モジュール。
6. 前記受光チップモジュール（４００）と前記基板（３００）は、接続線（４５０）によって電気的に接続される、請求項１に記載の撮像モジュール。
7. 前記撮像モジュールは、前記基板（３００）に電気的に接続されるフレキシブル回路板（５００）をさらに含む、請求項１に記載の撮像モジュール。
8. 前記撮像モジュールは、前記フレキシブル回路板（５００）に電気的に接続されるコネクタ（６００）をさらに含む、請求項７に記載の撮像モジュール。
9. 前記撮像モジュールは、前記ブラケット（１００）に設置され、且つ前記レンズ（２００）と前記受光チップモジュール（４００）との間に位置する光学フィルタ（７００）をさらに含む、請求項１に記載の撮像モジュール。
10. 前記ブラケット（１００）と前記基板（３００）は、取り付け空間（１１０）を形成し、前記受光チップモジュール（４００）は、前記取り付け空間（１１０）に位置し、且つ前記取り付け空間（１１０）の開口は、前記レンズ（２００）に向いている、請求項１に記載の撮像モジュール。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像モジュールを含む、電子機器である。

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