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TW201736893A - 光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法 - Google Patents

光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法 Download PDF

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TW201736893A
TW201736893A TW105140502A TW105140502A TW201736893A TW 201736893 A TW201736893 A TW 201736893A TW 105140502 A TW105140502 A TW 105140502A TW 105140502 A TW105140502 A TW 105140502A TW 201736893 A TW201736893 A TW 201736893A
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optical lens
lens
optical
lenses
assembled
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TW105140502A
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ming-zhu Wang
Nan Guo
Heng Jiang
chun-mei Liu
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Ningbo Sunny Opotech Co Ltd
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Abstract

本發明係一種光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，其中所述攝像模組包括一感光晶片和一光學鏡頭，所述光學鏡頭包括多枚光學鏡片，其中一枚所述光學鏡片的組裝位置被可調，並對各所述光學鏡片進行塗黑消光處理，在相應的所述光學鏡片上形成一連接部、一光束入射孔和一遮光部，進而使得各所述光學鏡片依次嵌合組裝到一起，省去了傳統攝像模組中使用的隔圈、光闌和鏡筒結構件等部件，提高了攝像模組的製造精度、生產良率和成像質量。

Description

光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法
本發明係一種光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，尤其涉及攝像模組領域之光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法。
在常規的攝像模組組裝工序中，鏡頭是一個獨立組裝的部件，其包括鏡筒（包括光闌）、鏡片、隔圈、壓環（stopper）等結構，其組裝過程包括：將隔圈與鏡片按次序裝入鏡筒，隔圈壓在鏡片上，隔圈與鏡筒的側壁通過點膠固定，用膠水或壓環固定最後一枚鏡片實現鏡頭的組裝。上述組裝隔圈、光闌的製作精度遠遠小於鏡片的加工製作精度，且鏡片間由隔圈、壓環連接存在組裝偏移風險，加工精度較差或厚度較大，易產生光學系統雜散光影響成像品質，或因各部件的公差或組裝技術不良，而產生鏡片偏心或歪斜等問題，進而影響鏡頭模組的光學性能。而且，按照上述步驟製作產品較為繁雜，工序較多，成本偏高，成品品質不易掌控，並無法提高產能與良率。
此外，傳統鏡頭在組裝時，多個鏡片之間需要隔圈連接，隔圈需要占用一定的空間，這樣就加大了鏡片尺寸，進而加大模組尺寸，不僅耗費原材料，而且不利於產品向輕薄化的方向發展，而鏡片的固定必須使用膠水，每次只能對單個鏡頭組件進行點膠固定，生產效率低，進一步導致生產成本高。
目前，攝像頭模組的發展已經逐步向新材料、高像素、微型化發展，這就驅使傳統設計需要進一步改善，以提高攝像模組的成像質量、生產效率及產品良率。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，其中鏡片間的組裝無結構件連接，直接採用鏡片嵌合方式進行組裝，組裝精度高、公差低，鏡頭及攝像模組的成像質量高。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，根據光路設計，對光學鏡片局部區域做不透光處理，設置連接部，將各光學鏡片直接嵌合，省去傳統的攝像模組中的隔圈，避免隔圈組裝帶來的公差，提高了組裝精度，使得鏡頭及攝像模組的製造更加簡單，生產效率更高。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，鏡頭或攝像模組選用消光塗黑鏡片，不使用結構件連接，成本會降低。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，鏡頭的消光塗黑方法代替結構件，其厚度減薄，加工精度提高，光學系統雜散光少，提高了成像品質和製造良率。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，將光學鏡片通過部分塗黑處理後在感光區域形成光束入射孔，代替傳統攝像模組中的光闌，使得攝像模組的結構更加緊湊，體積較小。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，其中鏡片組件邊緣進行塗黑消光處理，可代替傳統攝像模組中的黑物鏡筒結構件，使得攝像模組便於向輕薄化的方向發展。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，攝像模組鏡頭外部套鏡筒起保護作用，可提升產品可靠性。
本發明的另一目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，其中對光學鏡片的邊緣進行塗黑消光形成遮光部後，如果安裝鏡筒結構件進一步保護光學鏡片的話，鏡筒結構件可選用透光或不透光的，選擇範圍更加廣泛，也有利於成本低的降低。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，組裝方法簡單，工作性能可靠。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，採用本發明提出的高精度、超薄的光闌、隔圈、壓環和鏡筒涉及的光學系統結構和組裝方法，攝像模組的成像品質較高。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，其中感光裝置可採用COB工藝或晶片倒裝工藝進行製造。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，其中鏡片組件的組裝中避免使用膠水，保證了鏡片的精度和潔淨度，有利於提高成像質量。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，通過組裝可調鏡片在預組裝後通過調整可調鏡片的組裝位置，進而對攝像模組的成像質量進行調整，使其成像滿足預期的解像要求，有利於保證攝像模組的成像品質及製造良率。
本發明之一個目的在於提供一光學鏡頭和攝像模組及其組裝方法，預組裝的可調鏡片的位置被進行至少一個方向的調整，通過調整可調鏡片，適於校準鏡頭的光心，省去調焦步驟，提高生產效率。
為滿足本發明的以上目的以及本發明的其他目的和優勢，本發明提供一攝像模組，包括：
一感光裝置，所述感光裝置包括一感光晶片；一光學鏡頭，所述光學鏡頭包括多枚光學鏡片，各所述光學鏡片均包括一連接部，各所述光學鏡片通過所述連接部依次嵌合重疊地組裝到一起形成一鏡片組件，其中所述鏡片組件被設置於所述感光晶片的感光路徑上。
根據本發明一實施例，所述連接部是通過在各所述光學鏡片上塗布黑膠形成的，所述連接部設於所述光學鏡片的表面，適於連接各所述光學鏡片。
根據本發明一實施例，設於所述光學鏡頭的其中一枚所述光學鏡片的感光區域被設置一光束入射孔，對其餘部分進行塗黑消光形成非感光區域。
根據本發明一實施例，在所述光學鏡頭中，至少一枚所述光學鏡片被預組裝，預組裝的所述光學鏡片的組裝位置適於被進行至少一個方向的調整。
根據本發明一實施例，設於所述光學鏡頭頂部的所述光學鏡片為預組裝的所述光學鏡片。
根據本發明一實施例，在所述鏡片組件邊緣設置一遮光部，以遮擋外部光線。
根據本發明一實施例，通過對各所述光學鏡片的邊緣進行塗黑消光處理形成所述遮光部。
根據本發明一實施例，所述塗黑消光的方式適於選擇為噴漆、涂墨、絲印和光刻中的一種或幾種。
根據本發明一實施例，所述光學鏡頭進一步包括一鏡筒結構件，所述鏡片組件安裝於所述鏡筒結構件內部，所述鏡筒結構件安裝於所述感光裝置的頂部。
根據本發明一實施例，所述感光裝置進一步包括一濾色片、一鏡座和一線路板，所述濾色片和所述感光晶片分別安裝於所述鏡座內部，所述感光晶片貼裝於所述線路板，所述線路板安裝於所述鏡座的底部。
根據本發明一實施例，所述感光裝置採用晶片倒裝工藝進行組裝，所述感光裝置進一步包括一濾色片、一鏡座和一線路板，所述濾色片和所述感光晶片分別安裝於所述鏡座內部，其中所述感官晶片連接於所述鏡座，所述線路板安裝於所述鏡座的底部，與所述感光晶片之間保持一間距，其中所述鏡座具有電氣功能。
根據本發明的另外一方面，本發明還提供一光學鏡頭，包括：
多枚光學鏡片，各所述光學鏡片均包括一連接部，通過所述連接部的連接，各所述光學鏡片依次嵌合重疊地組裝到一起形成一鏡片組件，其中所述連接部設於各所述光學鏡片的非感光區域，適於連接各所述光學鏡片。
根據本發明一實施例，設於所述光學鏡頭的其中一枚所述光學鏡片的感光區域被設置一光束入射孔，對其餘部分進行塗黑消光以形成非感光區域。
根據本發明一實施例，設於所述鏡頭頂部的所述光學鏡片被設置所述光束入射孔。
根據本發明一實施例，在所述光學鏡頭中，至少一枚所述光學鏡片被預組裝，預組裝的所述光學鏡片的組裝位置適於被進行至少一個方向的調整。
根據本發明一實施例，設於所述光學鏡頭頂部的所述光學鏡片為預組裝的所述光學鏡片。
根據本發明一實施例，所述光學鏡片的非感光區域通過塗黑消光處理而形成，所述連接部是通過在各所述光學鏡片上塗布黑膠形成的。
根據本發明一實施例，在所述鏡片組件邊緣設置一遮光部，以遮擋外部光線，其中所述遮光部通過對各所述光學鏡片的邊緣進行塗黑消光處理形成。
根據本發明一實施例，所述光學鏡頭進一步包括一鏡筒結構件，所述鏡片組件安裝於所述鏡筒結構件內部。
根據本發明的另外一方面，本發明還提供一光學鏡片，包括：
一感光區域和一非感光區域，其中所述感光區域適於光線通過，所述非感光區域通過對所述光學鏡片進行不透光處理而形成。
根據本發明一實施例，通過塗黑消光的方式在所述光學鏡片的所述非感光區域設置一連接部，所述連接部適於各所述光學鏡片彼此嵌合組裝。
根據本發明一實施例，所述連接部通過在所述光學鏡片表面設置黑膠形成，適於各所述光學鏡片的連接。
根據本發明一實施例，在其中一枚所述光學鏡片上設置一光束入射孔，用於光束入射及限制入射光束的大小。
根據本發明一實施例，所述光學鏡片的邊緣通過塗黑消光形成一遮光部，適於遮擋光線。
根據本發明的另外一方面，本發明還提供一光學鏡頭的組裝方法，包括以下步驟：
（a）嵌合組裝多枚光學鏡片，形成一鏡片組件；
（b）在所述鏡片組件中的其中一枚所述光學鏡片上設置一光束入射孔；以及
（c）封裝所述光學鏡頭。
根據本發明一實施例，在上述方法中，所述步驟（b）在所述步驟（a）之前。
根據本發明一實施例，在所述步驟（a）中，組裝各所述光學鏡片前，在各所述光學鏡片上塗黑消光形成非感光區域，其餘部分為感光區域，並在所述非感光區域設置一連接部，以連接各所述光學鏡片。
根據本發明一實施例，在上述方法中，通過在所述光學鏡片表面上塗布黑膠形成所述連接部，適於各所述光學鏡片之間進行嵌合組裝。
根據本發明一實施例，在所述步驟（b）中，對安裝於所述鏡片組件頂部的所述光學鏡片設置所述光束入射孔，所述光束入射孔設於所述光學鏡片的感光區域，其餘部分塗黑消光為非感光區域，以限制入射光束的大小。
根據本發明一實施例，在所述步驟（a）中，預組裝至少一枚所述光學鏡片作為可調鏡片，所述可調鏡片的組裝位置適於被進行至少一個方向的調節。
根據本發明一實施例，在上述方法中，所述可調鏡片預組裝於所述鏡片組件的頂部，通過調整所述可調鏡片來校準所述光學鏡頭的光心。
根據本發明一實施例，在所述步驟（c）中，通過所述可調鏡片校正所述光學鏡頭的光心後，對所述可調鏡片進行點膠固化，進而固定所述可調鏡片，完成所述光學鏡頭的組裝。
根據本發明一實施例，進一步包括一步驟（d）：在所述鏡片組件的邊緣設置一遮光部，以遮擋光線，其中所述步驟（d）位於所述步驟（a）中或位於所述步驟（a）和（b）之間或位於所述步驟（b）和（c）之間。
根據本發明一實施例，在所述步驟（d）中，通過在各所述光學鏡片的邊緣塗黑消光形成所述遮光部，適於在各所述光學鏡片組裝之前進行塗黑消光或者在各所述光學鏡片組裝後進行塗黑消光。
根據本發明一實施例，在上述方法中，適於通過噴漆、涂墨、絲印和光刻中的一種或幾種對各所述光學鏡片進行塗黑消光。
根據本發明一實施例，進一步包括一步驟（e）：將所述鏡片組件安裝於一鏡筒結構件內部，其中所述步驟（e）位於所述步驟（b）和（c）之間。
根據本發明一實施例，在所述步驟（e）中，通過點膠固化的方式將所述鏡片組件的邊緣固定於所述鏡筒結構件的內壁。
根據本發明的另外一方面，本發明還提供一攝像模組的組裝方法，包括以下步驟：
（A）將多枚光學鏡片依次嵌合組裝到一起，形成一鏡片組件；
（B）將所述鏡片組件設置於一感光晶片的感光路徑上；以及
（C）封裝所述鏡片組件和所述感光晶片，制得所述攝像模組。
根據本發明一實施例，在所述步驟（A）中，對各所述光學鏡片進行塗黑消光處理，各所述光學鏡片經過處理後均被設置一連接部，各所述光學鏡片通過所述連接部進行嵌合組裝。
根據本發明一實施例，在上述方法中，在所述光學鏡片表面上塗布黑膠形成所述連接部，適於連接各所述光學鏡片。
根據本發明一實施例，在所述步驟（A）中，在其中一枚所述光學鏡片的感光區域設置一光束入射孔，對其餘部分進行塗黑消光形成非感光區域。
根據本發明一實施例，其中在所述步驟（A）中，被設置所述光束入射孔的所述光學鏡片安裝於所述鏡片組件的頂部。
根據本發明一實施例，其中在所述步驟（A）中，對所述鏡片組件中的至少一枚所述光學鏡片進行預組裝，預組裝的所述光學鏡片的組裝位置被可調，進而形光心可調的一光學鏡頭，將除預組裝的所述光學鏡片的其餘所述光學鏡片固定連接。
根據本發明一實施例，進一步包括一步驟（D），其中所述步驟（D）位於所述步驟（B）和所述步驟（C）之間，調整預組裝的所述光學鏡片，使得所述光學鏡頭的中心軸線與所述感光晶片的中心軸線重合或者在偏差允許的範圍內。
根據本發明一實施例，在所述步驟（D）中，對預組裝的所述光學鏡片進行調整後，點膠固化，進而得以固定預組裝的所述光學鏡片。
根據本發明一實施例，進一步包括一步驟（E）：對各所述光學鏡片的邊緣進行塗黑消光處理形成一遮光部，以遮擋光線，其中所述步驟（E）位於所述步驟（A）及所述步驟（B）之間，或者位於所述步驟（A）中。
根據本發明一實施例，進一步包括一步驟（F）：將所述鏡片組件安裝於一鏡筒結構件內部，其中所述光學結構件組裝於所述感光晶片的頂部。
以下描述用於揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的較佳實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發明的基本原理可以應用於其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發明的精神和範圍的其他技術方案。
參考圖1A至圖4，本發明提供的光學系統結構的第一個具體實施方式將被闡明。如圖1A至圖4所示，一攝像模組，包括一光學鏡頭10和一感光裝置20，所述感光裝置20採用COB（chip on board）工藝製造，包括一濾色片21、一鏡座22、一感光晶片23和一線路板24，其中所述濾色片21安裝於所述鏡座22頂部的內部空間中，所述感光晶片23貼裝於所述線路板24的上方，並位於所述鏡座22的內部，所述線路板24安裝於所述鏡座22的底部，且所述感光晶片23與所述鏡座22並不直接接觸，二者之間有一定的距離；所述光學鏡頭10包括一鏡片組件11，所述鏡片組件11包括多枚光學鏡片111，本實施例為四枚，各所述光學鏡片111依次嵌合組裝形成所述鏡片組件11，所述鏡片組件11於所述鏡座22的頂部安裝於所述感光晶片23的感光路徑上，當被物體反射的光線經過所述光學鏡頭10進入所述攝像模組內部，被所述感光晶片23接收和進行光電轉化，從而使得所述攝像模組能夠生成與物體相關的圖象。
在所述光學鏡頭10中，通過對各所述光學鏡片111進行光路結構設計，使得所述光學鏡頭10能夠省去隔圈、光闌和鏡筒結構件等部件，避免隔圈、光闌和鏡筒結構件等在組裝過程中帶來的公差，提升加工精度，並可以減小其體積和提高成像品質。
具體地，根據光路設計對所述光學鏡片111的局部區域做不透光處理，使得各所述光學鏡片111均具有一感光區域1111和一非感光區域1112，其中所述非感光區域1112在本較佳實施例中是通過對所述光學鏡片111進行塗黑消光處理而形成的，也就是將各所述光學鏡片111的正面和背面分別做相應的塗黑消光處理，沒有進行塗黑消光的部分為所述感光區域1111，塗黑消光後的部分為所述非感光區域1112。
進一步地，在所述光學鏡片111的表面塗布黑膠形成一連接部1113，較佳地，所述連接部1113具有黏性，位於所述非感光區域1112，適於將各所述光學鏡片111進行彼此嵌合組裝形成所述鏡片組件11，其中在所述光學鏡頭10中，各所述光學鏡片111之間通過所述連接部1113嵌合組裝，省去了傳統的攝像模組中用來組裝鏡片而使用的隔圈，所述連接部1113所在位置與傳統鏡頭中隔圈所在位置相同，其作用與隔圈的作用相同。
這種直接採用鏡片嵌合方式的組裝精度較高、成本較低、傾斜公差也有所降低，有利於保證攝像模組的生產良率和效率，提高了攝像模組的成像品質。
所述鏡片組件11底部的所述光學鏡片111通過所述連接部1113連接於所述鏡座22的頂部。
進而使得所述光學鏡頭10與所述感光裝置20進行組裝，形成了所述攝像模組。
當所述光學鏡片111代替系統中的光闌時，第一枚所述光學鏡片111或者某一枚所述光學鏡片111起到光闌的作用，在作為光闌的所述光學鏡片111的感光區域1111通過塗黑消光處理，使其具有傳統的光闌的功能，進而代替光闌進行組裝。
本實施例將設於所述鏡片組件11頂部的第一個所述光學鏡片111進行特殊處理，用其代替傳統攝像模組中的光闌，值得一提的是，也可以將所述鏡片組件11中的其他所述光學鏡片111進行處理來代替光闌。
在所述光學鏡片111的感光區域設置一光束入射孔1114，並將第一個所述光學鏡片111的除孔徑位置以外的所有區域塗黑消光處理形成非感光區域，進而得以控制所述光束入射孔1114的尺寸在合理的範圍內，使得所述光束入射孔1114既能夠讓光線通過，又能夠限制光束的大小。
更進一步地，在傳統的攝像模組中，通過將光學鏡片安裝於一個黑物鏡筒結構件中，使得各鏡片得以固定，傳統的鏡筒結構件不但起到承載、保護光學鏡片的作用，還具有阻擋外部光線的功能，能夠防止外部光線從所述攝像模組的非光束入射位置進入攝像模組內部，可有效避免影響攝像模組的成像質量。
而在本發明中，通過在所述鏡片組件11的邊緣設置一擋光部1115，即將各所述光學鏡片111的邊緣進行塗黑消光處理形成擋光層，當各所述光學鏡片111進行組裝形成所述鏡片組件11的時候，各邊緣的擋光層則形成了所述光學鏡頭10的所述遮光部1115，具有遮光作用，能夠防止外界光線從所述光束入射孔1114以外的地方進入所述攝像模組內部，所述遮光部1115代替了傳統的黑物鏡筒結構件，能夠保證所述攝像模組的成像質量。
此外，所述光學鏡頭10的外部結構還可以進一步安裝一鏡筒結構件，將所述鏡片組件11安裝於所述鏡筒結構件中，使得所述鏡筒結構件起到保護、加強鏡片的作用，對光學系統無實際影響。
而在本較佳實施例的基礎上，如果將鏡筒結構件安裝於所述遮光部1115的外側，由於所述遮光部1115已具有遮光作用，則所述鏡筒結構件的選擇範圍較廣，可選擇任意材質，可選擇透光的或不透光的，為生產製造提供了較廣的選擇餘地，也有利於節約製造成本。
此外，通過塗黑消光代替傳統的鏡筒結構件，其加工精度升高，厚度減薄，光學系統的雜散光減少，提高了成像品質和製造良率。
在本較佳實施例中，塗黑消光方式適於選擇噴漆、涂墨、絲印和光刻等方法中的一種或幾種。
在組裝所述攝像模組時，首先組裝好所述光學鏡頭10及所述感光裝置20，再將所述光學鏡頭10按照光學路徑安裝於所述感光裝置20頂部，形成所述攝像模組。
組裝所述光學鏡頭10時，可在組裝前對各所述光學鏡片111進行塗黑消光處理，以形成所述感光區域1111、所述非感光區域1112、所述連接部1113、所述光束入射孔1114和所述遮光部1115，進而將各所述光學鏡片111按照次序嵌合組裝，各所述光學鏡片111的連接部1113將各所述光學鏡片彼此連接到一起，進而形成所述鏡片組件11，其中將設置所述光束入射孔1114的所述光學鏡片111組裝於所述鏡片組件11的最頂層，使得該光學鏡片111作發揮光闌的作用，以用於導入入射光束，並限制入射光束的大小。
另外，在組裝前，也可以只對各所述光學鏡片進行塗黑消光處理形成所述感光區域1111、所述非感光區域1112和所述連接部1113，組裝完成後，再對頂部的所述光學鏡片111進行塗黑消光，形成所述光束入射孔1114，再對各所述光學鏡片111的邊緣進行塗黑消光處理，形成所述遮光部1115，以防止外界光線從側部進入所述光學鏡頭10內部影響成像品質。
此外，也可以先將由各所述光學鏡片111嵌合形成的所述鏡片組件11組裝到所述鏡座22的頂部，再對各所述光學鏡片111的邊緣做塗黑消光處理，形成所述遮光部1115，進而形成了所述光學鏡頭10，完成了所述攝像模組的組裝。
當不使用鏡筒結構件時，直接將所述光學鏡頭10中的最後一枚所述光學鏡片111通過其連接部1113組裝於所述鏡座22的頂部，完成所述攝像模組的組裝。
如果使用鏡筒結構件，則將所述鏡片組件11預先安裝於鏡筒結構件中，再將鏡筒結構件安裝於所述鏡座22的頂部，完成所述攝像模組的組裝。值得一提的是，所述光學鏡片111的非感光區域的塗黑消光處理使用的材料適於選擇為黑膠，既能夠對各所述光學鏡片111進行塗黑消光形成所述連接部1113和所述遮光部1115，省去了傳統的光闌和鏡筒結構件，又具有黏性能夠將各所述光學鏡片111嵌合組裝形成所述鏡片組件11，省去了傳統的墊圈，有利於縮小攝像模組的體積，提高成像質量。
圖5是對上述第一個較佳實施例的攝像模組的一個變形實施方式。如圖5所示，上述第一個較佳實施例的攝像模組進行變形，其中改變的部分為感光裝置，在該變形實施中，一感光裝置20A連接於所述攝像模組的光學鏡頭10，所述光學鏡頭10的結構同上述第一個較佳實施例。所述感光裝置20A包括一濾色片21A、一鏡座22A、一感光晶片23A和一線路板24A，所述感光裝置20A採用的是晶片倒裝工藝（flip chip），所述感光晶片23A位於所述鏡座22A的底部，直接與所述鏡座22A相連，並且感光晶片23A與所述濾色片21A分別位於所述鏡座22A的內壁具有的一凸台的頂部和底部，其中所述感光晶片23A與所述線路板24A保持一間距，所述鏡座22A具有電氣功能，能夠保證所述攝像模組的成像。
本較佳實施例中的所述感光裝置20A的高度較小，不僅可以滿足小後焦距的模組的組裝需求，而且進一步地縮短了組裝的公差鏈長度，使所述感光晶片23A與所述光學鏡頭10相對組裝位置公差最小化，提高了其組裝精度。而且有利於減小攝像模組的後焦限制，以進一步縮小模組的高度尺寸，有利於攝像模組向輕薄化的方向發展。此外，由於所述感光晶片23A直接設置於所述鏡座22A上，不需要貼裝於所述線路板24A上，能夠消除線路板的不平整對感光晶片的影響，進一步保證了所述攝像模組的成像質量。
參考圖6A至圖7，本發明提供的光學系統結構的第二個具體實施方式將被闡明。如圖6A至圖7所示，一攝像模組，包括一光學鏡頭10B和一感光裝置20B，所述感光裝置20B包括一濾色片21B、一鏡座22B、一感光晶片23B和一線路板24B，其中所述濾色片21B安裝於所述鏡座22B頂部的內部空間中，所述感光晶片23B貼裝於所述線路板24B的上方，並位於所述鏡座22B的內部，所述線路板24B安裝於所述鏡座22的底部，且所述感光晶片23B與所述鏡座22B並不直接接觸，二者之間有一定的距離；所述光學鏡頭10B包括一鏡片組件11B，所述鏡片組件11B包括多枚光學鏡片111B，各所述光學鏡片111B依次嵌合組裝形成所述鏡片組件11B，所述鏡片組件11B於所述鏡座22B的頂部安裝於所述感光晶片23B的感光路徑上，當被物體反射的光線經過所述光學鏡頭10B進入所述攝像模組內部，被所述感光晶片23B接收和進行光電轉化，從而使得所述攝像模組能夠生成與物體相關的圖象。
在所述光學鏡頭10B中，通過對各所述光學鏡片111B進行光路結構設計，使得所述光學鏡頭10B能夠省去隔圈、光闌和鏡筒結構件等部件，避免隔圈、光闌和鏡筒結構件等在組裝過程中帶來的公差，提升加工精度，並可以減小其體積和提高成像品質。
具體地，根據光路設計對所述光學鏡片111B的局部區域做不透光處理，使得各所述光學鏡片111B均具有一感光區域1111B和一非感光區域1112B，其中所述非感光區域1112B在本較佳實施例中是通過對所述光學鏡片111B進行塗黑消光處理而形成的。
進一步地，在所述光學鏡片111B的非感光區域1112B處塗布黑膠形成一連接部1113B，所述連接部1113B具有黏性，適於將各所述光學鏡片111B進行彼此嵌合組裝形成所述鏡片組件11B，其中在所述光學鏡頭10B中，各所述光學鏡片111B之間通過所述連接部1113B嵌合組裝，省去了傳統的攝像模組中用來組裝鏡片而使用的隔圈，所述連接部1113B所在位置與傳統鏡頭中隔圈所在位置相同，其作用與隔圈的作用相同。這種直接採用鏡片嵌合方式的組裝精度較高、成本較低、傾斜公差也有所降低，有利於保證攝像模組的生產良率和效率，提高了攝像模組的成像品質。
所述鏡片組件11B底部的所述光學鏡片111B通過所述連接部1113B連接於所述鏡座22B的頂部。進而使得所述光學鏡頭10B與所述感光裝置20B進行組裝，形成了所述攝像模組。
當所述光學鏡片111B代替系統中的光闌時，第一枚所述光學鏡片111B或者某一枚所述光學鏡片111B起到光闌的作用，在作為光闌的所述光學鏡片111B的感光區域1111B通過塗黑消光處理，使其具有傳統的光闌的功能，進而代替光闌進行組裝。本實施例將設於所述鏡片組件11B頂部的第一個所述光學鏡片111B進行特殊處理，用其代替傳統攝像模組中的光闌，值得一提的是，也可以將所述鏡片組件11B中的其他所述光學鏡片111B進行處理來代替光闌。在所述光學鏡片111B的感光區域設置一光束入射孔1114B，並將第一個所述光學鏡片111B的除孔徑位置以外的所有區域塗黑消光處理形成非感光區域，進而得以控制所述光束入射孔1114B的尺寸在合理的範圍內，使得所述光束入射孔1114B既能夠讓光線通過，又能夠限制光束的大小。
在本發明中，通過在所述鏡片組件11B的邊緣設置一擋光部1115B，即將各所述光學鏡片111B的邊緣進行塗黑消光處理形成擋光層，當各所述光學鏡片111B進行組裝形成所述鏡片組件11B的時候，各邊緣的擋光層則形成了所述光學鏡頭10B的所述遮光部1115B，具有遮光作用，能夠防止外界光線從所述光束入射孔1114B以外的地方進入所述攝像模組內部，所述遮光部1115B代替了傳統的黑物鏡筒結構件，能夠保證所述攝像模組的成像質量。
所述鏡片組件11B中至少有一枚所述光學鏡片111B為可調鏡片，所述可調鏡片預組裝於所述鏡片組件11B中，其組裝位置適於被進行至少一個方向的調整。本較佳實施例中，將第一枚所述光學鏡片111B設置為可調鏡片112B，其餘為固定鏡片。通過將所述可調鏡片112B預組裝於所述光學鏡頭10B中，使得所述光學鏡頭10B成為光心可調的光學鏡頭，將其組裝於所述感光裝置20B上後，對攝像模組進行通電，採集攝像模組成像，使用軟件計算出所述可調鏡片112B需要的調整量，對所述可調鏡片112B進行相應的調整，使得所述攝像模組成像滿足解像要求後，再將所述可調鏡片112B固定，例如點膠固化，完成攝像模組的組裝，這種通過所述可調鏡片112B能夠使得攝像模組在生產的過程中完成攝像模組的校準，有利於保證攝像模組的成像質量，提高其製造良率和生產效率。
值得一提的是，所述光學鏡片111B的非感光區域的塗黑消光處理使用的材料適於選擇為黑膠，既能夠對各所述光學鏡片111B進行塗黑消光形成所述連接部1113B和所述遮光部1115B，省去了傳統的光闌和鏡筒結構件，又具有黏性能夠將各所述光學鏡片111B嵌合組裝形成所述鏡片組件11B，省去了傳統的墊圈，有利於縮小攝像模組的體積，提高成像質量。
值得一提的是，所述鏡片組件11B中的其他所述光學鏡片111B也可以作為可調鏡片，可位於所述鏡片組件11B中的任意位置，也可以將其中兩枚或者超過兩枚的所述光學鏡片111固定組裝到一起作為可調鏡片，再預組裝到其他固定組裝的所述光學鏡片111上，便於在後續工序中進行適當的調節。
參考圖9，本發明的攝像模組的組裝方法包括以下步驟：
步驟（901）：將多枚所述光學鏡片111B嵌合組裝到一起，形成所述鏡片組件11B；
步驟（902）：對至少一枚所述光學鏡片111B進行預組裝，預組裝的光學鏡片的組裝位置可被調，進而形成光心可調的所述光學鏡頭10B；
步驟（903）：將所述光學鏡頭10B設置於所述感光裝置20B的所述感光晶片23B的感光路徑上；
步驟（904）：調整預組裝的光學鏡片，使攝像模組成像滿足解像要求；以及
步驟（905）：封裝所述光學鏡頭10B和所述感光裝置20B，制得攝像模組。
參考圖10，本發明的光學鏡頭的組裝方法包括以下步驟：
步驟（1001）：對各所述光學鏡片111B塗黑消光處理，形成所述連接部1113B；
步驟（1002）：在其中一枚所述光學鏡片111B上設置所述光束入射孔1114B；
步驟（1003）：嵌合組裝多枚所述光學鏡片111B，形成所述鏡片組件11B；
步驟（1004）：預組裝至少一枚所述光學鏡片111B，使其作為可調鏡片112B；
步驟（1005）：在所述鏡片組件11B的邊緣設置所述遮光部1115B；
步驟（1006）：將鏡片組件安裝於一鏡筒結構件中；以及
步驟（1007）：封裝制得所述光學鏡頭10B。
將採用圖10中的組裝方法制得的所述光學鏡頭10B與所述感光裝置20B進行預組裝，再採用圖9中的所述攝像模組的組裝方法，完成所述攝像模組的製造。
其中在所述步驟（901）和所述步驟（902）中，組裝所述鏡片組件11B時，執行所述步驟（1001）至所述步驟（1005）。
具體地，本較佳實施例的攝像模組在組裝的過程中，可在組裝前對各所述光學鏡片111B進行塗黑消光處理，以形成所述感光區域1111B、所述非感光區域1112B、所述連接部1113B、所述光束入射孔1114B和所述遮光部1115B，進而將各所述光學鏡片111B按照次序嵌合組裝。即依次將各所述光學鏡片111B中的固定鏡片通過所述連接部1113B固定地組裝在一起，並與所述感光裝置20B固定連接，再進一步地將所述可調鏡片112B預組裝於所述鏡片組件11B的頂部，在後續校準的過程中，適於對所述可調鏡片112B的組裝位置進行至少一個方向的調整，以便於校準所述攝像模組成像，使其滿足預期的解像要求，其中在本較佳實施例中，所述可調鏡片112B又可以代替傳統的光闌，所述可調鏡片112B設置有所述光束入射孔1114B，使得所述可調鏡片112B作發揮光闌的作用，以用於導入入射光束，並限制入射光束的大小。
另外，在組裝前，也可以只對各所述光學鏡片進行塗黑消光處理形成所述感光區域1111B、所述非感光區域1112B和所述連接部1113B，組裝完成後，再對頂部的所述可調鏡片112B進行塗黑消光，形成所述光束入射孔1114B，再對各所述光學鏡片111B的邊緣進行塗黑消光處理，形成所述遮光部1115B，以防止外界光線從側部進入所述光學鏡頭10B內部影響成像品質。
此外，也可以先將由各所述光學鏡片111B嵌合形成的所述鏡片組件11組裝到所述鏡座22B的頂部，再對各所述光學鏡片111B的邊緣做塗黑消光處理，形成所述遮光部1115B，進而形成了所述光學鏡頭10B，完成了所述攝像模組的組裝。
在所述步驟（903）中，當不使用鏡筒結構件時，直接將所述光學鏡頭10B中的最後一枚所述光學鏡片111B通過其連接部1113B組裝於所述鏡座22B的頂部，完成所述攝像模組的組裝。如果使用鏡筒結構件，則將所述鏡片組件11B預先安裝於鏡筒結構件中，即執行所述步驟（1006），再將鏡筒結構件安裝於所述鏡座22B的頂部，完成所述攝像模組的組裝，其中所述可調鏡片112B在所述鏡筒結構件中的組裝位置適於被調整。
在所述步驟（904）中，對預組裝完成的攝像模組進行通電，採集攝像模組成像，使用軟件計算出所述可調鏡片112B需要的調整量，對所述可調鏡片112B進行調整，得以調整所述光學鏡頭10B的光心，對所述可調鏡片112B進行適當的調整後，所述光學鏡頭10B的中心軸線與所述感光晶片23B的中心軸線重合或者在偏差允許範圍內，進而使得所述攝像模組成像滿足解像要求。
在所述步驟（905）中，調整所述可調鏡片112B後，攝像模組成像滿足預期要求，則再將所述可調鏡片112B固定，例如點膠固化，完成攝像模組的組裝。
值得一提的是，也可以將各所述光學鏡片11B彼此嵌合組裝，固定到一起形成鏡片組件，然後與所述感光裝置20B組裝形成攝像模組，其中各所述光學鏡片11B的組裝位置均不可被調整。
參考圖8，本發明提供的光學系統結構的第三個具體實施方式將被闡明。如圖8所示，一攝像模組，包括一光學鏡頭10C和一感光裝置20C，所述感光裝置20C包括一濾色片21C、一鏡座22C、一感光晶片23C和一線路板24C，所述感光裝置20C採用的是晶片倒裝工藝（flip chip），所述感光晶片23C連接於所述鏡座22C的底部，直接與所述鏡座22C相連接，且所述感光晶片23C與所述濾色片21C分別位於所述鏡座22C的內壁具有的一凸台的頂部和底部，其中所述感光晶片23C與所述線路板24C保持一間距，所述鏡座22C具有電氣功能，不能夠保證所述攝像模組的成像；所述光學鏡頭10C包括一鏡片組件11C和一鏡筒結構件12C，所述鏡片組件11C安裝於所述鏡筒結構件12C具有的收容腔中，以固定所述鏡片組件11C，其中所述鏡筒結構件12C固定地組裝於所述鏡座22C的頂部，使得所述鏡片組件11C位於所述感光晶片23C的感光路徑上，當被物體反射的光線通過所述光學鏡頭10C進入所述攝像模組中，所述感光晶片23C接收併進行光電轉化，從而使得所述攝像模組能夠生成與物體相關的圖象。
進一步地，所述鏡片組件11C包括多枚光學鏡片111C，通過對各所述光學鏡片111C消光處理，使得各所述光學鏡片111C均形成一感光區域1111C和一非感光區域1112C，對所述光學鏡片111C的非感光區域1112C塗布黑膠形成一連接部1113B，具有黏性，以便於將各所述光學鏡片111C按次序重疊地組裝於所述鏡筒結構件12C中，各所述光學鏡片111C的邊緣均連接於所述鏡筒結構件12C的內壁上，以固定所述鏡片組件11C，除所述非感光區域1112C以外的其他區域為感光區域1111C。
其中對於所述鏡片組件11C的頂部的第一枚所述光學鏡片111C而言，設置一光束入射孔1114C，便於入射光線進入，並限制入射光線的大小，以代替傳統的攝像模組中的光闌。
值得一提的是，各所述光學鏡片111C的非感光區域1112C的形成是通過對所述光學鏡片111C進行塗黑消光處理得到，適於選擇黑膠，既可以進行擋光，又具有黏性，進而將各所述光學鏡片111C進行直接的連接，避免使用傳統的隔圈，同時，也能夠將各所述光學鏡片111C連接於所述鏡筒結構件12C。其中黑膠適於選用噴漆、涂墨、絲印、光刻等方式來實施。
在本較佳實施例中，如果對各所述光學鏡片111C的邊緣進行塗黑消光處理形成擋光層的話，則所述鏡筒結構件12C選擇透光或不透光的均可，如果各所述光學鏡片111C的邊緣未做不透光處理，則所述鏡筒結構件12C為黑物鏡筒結構件，採用不透光的材料製作。
本領域的技術人員應理解，上述描述及附圖中所示的本發明的實施例只作為舉例而並不限制本發明。本發明的目的已經完整併有效地實現。本發明的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發明的實施方式可以有任何變形或修改。
10、10B、10C‧‧‧光學鏡頭
11、11B、11C‧‧‧鏡片組件
111、111B、111C‧‧‧光學鏡片
1111、1111B、1111C‧‧‧感光區域
1112、1112B、1112C‧‧‧非感光區域
1113、1113B、1113B‧‧‧連接部
1114、1114B、1114C‧‧‧光束入射孔
1115、1115B‧‧‧擋光部
12C‧‧‧鏡筒結構件
20、20A、20B、20C‧‧‧感光裝置
21、21A、21B、21C‧‧‧濾色片
22、22A 、22B、22C‧‧‧鏡座
23、23A、23B、23C‧‧‧感光晶片
24、24A、24B、24C‧‧‧線路板
901～905‧‧‧步驟
1001～1007‧‧‧步驟
圖1A是根據本發明的第一個較佳實施例的攝像模組的剖視示意圖。 圖1B是根據本發明的上述第一個較佳實施例的攝像模組的立體結構示意圖。 圖2是根據本發明的上述第一個較佳實施例的光學鏡頭的剖視示意圖。 圖3是根據本發明的上述第一個較佳實施例的鏡片組件的剖視示意圖。 圖4是根據本發明的上述第一個較佳實施例的光學系統結構包括的鏡片的剖視示意圖。 圖5是根據本發明的上述第一個較佳實施例的攝像模組的一個變形實施的剖視示意圖。 圖6A是根據本發明的第二個較佳實施例的攝像模組的剖視示意圖。 圖6B是根據本發明的上述第二個較佳實施例的光學系統結構包括的攝像模組的立體結構示意圖。 圖7是根據本發明的上述第二個較佳實施例的光學鏡頭的剖視示意圖。 圖8是根據本發明的第三個較佳實施例的攝像模組的剖視示意圖。 圖9是根據本發明的上述較佳實施例的攝像模組的組裝方法流程圖。 圖10是根據本發明的上述較佳實施例的光學鏡頭的組裝方法流程圖。
10‧‧‧光學鏡頭
11‧‧‧鏡片組件
111‧‧‧光學鏡片
1111‧‧‧感光區域
1112‧‧‧非感光區域
1113‧‧‧連接部
1114‧‧‧光束入射孔
1115‧‧‧擋光部
20‧‧‧感光裝置
21‧‧‧濾色片
22‧‧‧鏡座
23‧‧‧感光晶片
24‧‧‧線路板

Claims (22)

  1. 一光學鏡頭，其特徵在於，包括： 多枚光學鏡片，各所述光學鏡片均包括一連接部，通過所述連接部的連接， 各所述光學鏡片依次嵌合重疊地組裝到一起形成一鏡片元件，其中所述連接部設於各所述光學鏡片的非感光區域，適於連接各所述光學鏡片。
  2. 依申請專利範圍第1項所述的光學鏡頭，其中設於所述光學鏡頭的其中一枚所述光學鏡片的感光區域被設置一光束入射孔，對其餘部分進行塗黑消光以形成非感光區域。
  3. 依申請專利範圍第2項所述之光學鏡頭，其中設於所述鏡頭頂部的所述光學鏡片被設置所述光束入射孔。
  4. 依申請專利範圍第1所述的光學鏡頭，其中在所述光學鏡頭中，至少一枚所述光學鏡片被預組裝，預組裝的所述光學鏡片的組裝位置適於被進行至少一個方向的調整。
  5. 依申請專利範圍第2所述的光學鏡頭，其中在所述光學鏡頭中，至少一枚所述光學鏡片被預組裝，預組裝的所述光學鏡片的組裝位置適於被進行至少一個方向的調整。
  6. 依申請專利範圍第4所述的光學鏡頭，其中設於所述光學鏡頭頂部的所述光學鏡片為預組裝的所述光學鏡片。
  7. 依申請專利範圍第5所述的光學鏡頭，其中設於所述光學鏡頭頂部的所述光學鏡片為預組裝的所述光學鏡片。
  8. 依申請專利範圍第1至7任一所述的光學鏡頭，其中所述光學鏡片的非感光區域通過塗黑消光處理而形成，所述連接部是通過在各所述光學鏡片上塗布黑膠形成的。
  9. 依申請專利範圍第1至7任一所述的光學鏡頭，其中所述光學鏡片的非感光區域通過塗黑消光處理而形成，所述連接部是通過在各所述光學鏡片上塗布黑膠形成的。
  10. 依申請專利範圍第1至7任一所述的光學鏡頭，其中在所述鏡片組件邊緣設置一遮光部，以遮擋外部光線。
  11. 依申請專利範圍第10所述的光學鏡頭，其中所述遮光部通過對各所述光學鏡片的邊緣進行塗黑消光處理形成。
  12. 依申請專利範圍第11所述的光學鏡頭，其中所述塗黑消光的方式適於選擇為噴漆、塗墨、絲印和光刻中的一種或幾種。
  13. 依申請專利範圍第1至7任一所述的光學鏡頭，其中所述光學鏡頭進一步包括一鏡筒結構件，所述鏡片元件安裝於所述鏡筒結構件內部。
  14. 依申請專利範圍第10所述的光學鏡頭，其中所述光學鏡頭進一步包括一鏡筒結構件，所述鏡片元件安裝於所述鏡筒結構件內部。
  15. 一光學鏡片，其特徵在於，包括： 一感光區域和一非感光區域，其中所述感光區域適於光線通過，所述非感光區域通過對所述光學鏡片進行不透光處理而形成。
  16. 依申請專利範圍第15所述的光學鏡片，其中通過塗黑消光的方式在所述光學鏡片的所述非感光區域設置一連接部，所述連接部適於各所述光學鏡片彼此嵌合組裝。
  17. 依申請專利範圍第16所述的光學鏡片，其中所述連接部通過在所述光學鏡片表面設置黑膠形成，適於各所述光學鏡片的連接。
  18. 依申請專利範圍第16所述的光學鏡片，其中在其中一枚所述光學鏡片上設置一光束入射孔，用於光束入射及限制入射光束的大小。
  19. 依申請專利範圍第16所述的光學鏡片，其中在其中一枚所述光學鏡片上設置一光束入射孔，用於光束入射及限制入射光束的大小。
  20. 依申請專利範圍第17所述的光學鏡片，其中在其中一枚所述光學鏡片上設置一光束入射孔，用於光束入射及限制入射光束的大小。
  21. 依申請專利範圍第15至20任一所述的光學鏡片，其中所述光學鏡片的邊緣通過塗黑消光形成一遮光部，適於遮擋光線。
  22. 依申請專利範圍第21所述的光學鏡片，其中所述塗黑消光的方式適於選擇噴漆、塗墨、絲印和光刻中的一種或幾種。
TW105140502A 2016-01-28 2016-12-07 光學鏡片、光學鏡頭 TWI722068B (zh)

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