镜头模块及包括该镜头模块的相机模块的制作方法

技术领域

本公开涉及一种镜头模块以及包括该镜头模块的相机模块。

背景技术：

通常，体积小巧的紧凑型相机模块(CCM)被用在诸如便携式移动通信设备(包括照相手机、个人数字助理(PDA)、智能手机、玩具相机等类似设备)等多种信息技术(IT)设备中。近年来，根据消费者的偏好，市场上出现的安装有紧凑型相机模块的设备正逐步地增加。

这里，包括相机模块的镜头一般是通过注射成型制造的。然而，通过注射成型制造的镜头的厚度有限制，这对相机模块的微型化是不利的。

技术实现要素：

提供该发明内容以简化的形式对挑选出来的构思进行描述，并在具体实施方式中对所述构思进行进一步描述。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也不意在帮助确定所要求保护的主题的范围。

一个总的方面，一种镜头模块包括：镜筒(包括中空部分)；第一透镜，包括形成在第一透镜的一个表面上的透镜结合槽以及与镜筒内周表面接触的外周表面；以及包括与透镜结合槽相对应的突起部的第二透镜，其中，第二透镜堆叠在第一透镜的所述一个表面上，并且突起部插入到透镜结合槽中。

另一个总的方面，一种相机模块包括镜头模块、图像传感器以及壳体。其中，所述镜头模块包括：镜筒，包括中空部分)；第一透镜，包括形成在第一透镜的一个表面上的透镜结合槽，以及与镜筒的内周表面接触的外周表面；以及包括与透镜结合槽对应的突起部的第二透镜，其中，第二透镜堆叠在第 一透镜的所述一个表面上，并且突起部插入到透镜结合槽中；所述图像传感器被构造成接收穿过镜筒的光；所述壳体中布置有镜筒和图像传感器。

其他特征和方面将通过下述具体实施方式、附图和权利要求而变得明显。

附图描述

图1是根据一个或更多个实施例的镜头模块的剖视透视图；

图2是根据一个或更多个实施例的镜头模块的分解透视图；

图3是根据一个或更多个实施例的镜头模块的剖视图；

图4A是根据一个或更多个实施例的第一透镜的透视图；

图4B是根据一个或更多个实施例的第一透镜的仰视透视图；

图5A是根据一个或更多个实施例的第二透镜的透视图；

图5B是根据一个或更多个实施例的第二透镜的仰视透视图；

图6A和6B分别是示出根据一个或更多个实施例的第一透镜和第二透镜之间结合关系的剖视透视图和剖面图；

图7是根据一个或更多个实施例的相机模块的剖面示意图。

在整个说明书附图和具体实施方式中，相同的标号始终表示相同的元件。说明书附图可能未按比例绘制，并且为清晰、描述和方便之目的，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供下述具体实施方式，以辅助读者获得对在此所描述的方法、设备和/或系统的综合理解。然而，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种变化、修改及其等同物对于本领域普通技术人员来说将是明显的。在此所描述的操作顺序仅为示例，且其不限于在此所述的操作顺序，而是除了必须按照特定顺序进行的操作外，可作出对于本领域普通技术人员将是明显的更改。同时，为更加清楚和简明，可省去本领域普通技术人员熟知的功能和构造的描述。

在此所描述的特征可按照不同形式实现，且不应被解释为仅局限于在此所述的示例。更准确的说，提供在此所描述的示例的目的在于使本公开将是彻底的和完整的，并可向本领域普通技术人员传达本公开的全部范围。

在本说明书中，应该理解的是，当诸如层、区域或者晶圆(基板)的一个元件被称作“在”另一个元件“上”，或者被称作“连接到”或者“结合到” 另一元件时，该元件可以直接“在”另一个元件“上”或者直接“连接到”或者“结合到”另一元件，或者可存在位于两者之间的其它元件。相反地，当元件被称作“直接在”另一元件“上”或者“直接连接到”或者“直接结合到”另一元件时，则不存在介于两者之间的元件或者层。相同的标号始终表示相同的元件。这里所使用的“和/或”包括相关的列出项中的一个或者多个的任意组合或者所有组合。

应该理解，尽管在这里可使用“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分并不受这些术语的限制。这类术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或者部分与另一个元件、组件、区域、层或者部分进行区分。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，在下文中所讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或者第一部分也可被命名为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或者第二部分。

描述空间相对关系的术语，比如“在……之下”、“在……下面”、“下面”、“下部”、“底部”、“在……之上”、“上面”、“上部”、“顶部”、“左”和“右”等，可用来方便地描述一个装置或部件与另一装置或部件的空间位置关系。上述术语应该被解释为：包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，包括按照附图所示方位布置在第一层之上的第二层的装置的示例也包括在使用或者工作中装置被上下颠倒的情形。

这里使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，意图不是限制本公开。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还应理解，当在本描述书中使用术语“包含”和/或“包括”时，描述存在所描述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。

在下文中，参照示出本发明构思的实施例的示意图，对本公开的实施例进行描述。由于制造技术和/或公差等方面的原因，附图中所示的示例形状预计会出现变化。因此，实施例不应被理解为仅限制在所示出的具体形状，而应该也包括由制造导致的形状改变。下面的实施例也可由一个或它们的组合构成。

光轴方向指的是相对于镜筒10的竖直方向。

参照图1至图3，镜头模块100包括镜筒10和沿光轴O布置的多个透镜 21-24。镜筒10具有预定容积的内部空间，即容纳透镜的中空部分。用于对物体成像的多个透镜21-24布置在所述内部空间中。作为示例，镜筒10呈中空圆柱形，并且多个透镜21-24沿光轴O设在镜筒10中。

另外，用于透射光的镜头孔10a形成在镜筒10的上表面中。在下文中，镜筒10的形成有镜头孔10a的部分将作为镜筒10的“物侧”。

镜筒10可设有致动器(未示出)，在该致动器上施加电力后，可沿着光轴方向驱动透镜。该致动器有不同的形式，如音圈电机(VCM)和压电致动器以及类似机构。其中，所述音圈电机使用磁体和线圈，通过由电场和磁场相互作用所产生的电磁力实现透镜的移动，而该电场是通过向线圈施加电力产生的，磁场则是由磁体产生的；所述压电致动器使用压电体，通过向压电体施加电力时压电体产生的变形实现透镜的移动。

多个透镜21-24堆叠在一起，并可能具有诸如折射率(相同的或不同的)等光学特性。透镜的数量可根据镜头模块的设计要求而改变。

多个透镜21-24通过间隔器30按照预定的间隔而互相隔开。多个透镜21-24之间的间隔可根据镜头模块100的所需的光学特性而改变。相应地，间隔器30的厚度可根据多个透镜21-24之间所需的间隔而改变。

间隔器30的形状对应于其所接触的透镜的尺寸和形状，以使得光可入射到透镜上。因此，在间隔器30的中央部分形成有孔，以免将入射光阻挡在透镜的光接收部之外。因此，入射到透镜的光学部的光未被间隔器30遮住。

另外，间隔器涂覆有遮光材料或遮光膜，以防止不必要的入射光透过间隔器30传输。进一步地，间隔器30由不透明材料制成。例如，间隔器30可由诸如铜(Cu)或铝(Al)等有色金属制成。在这种情况下，间隔器30可方便地制造，并且间隔器30的制造成本也得到降低。

压配环40结合到多个透镜21-24的最外侧。压配环40被压配到镜筒10中，以防止多个透镜21-24从镜筒10中分离开来。在一个实施例中，压配环具有一个形成在未与透镜接触的表面上的台阶部41。可在台阶部41施加粘合剂并硬化，以使得压配环40附着并固定到镜筒10的下端的内周表面上。

尽管在图1至图3中示出的示例中，镜头模块100包括四个透镜，但是透镜的数量并不限制于此。透镜的数量可根据所需的分辨率而变化。由于包括多个透镜的光学系统的性能受最接近于物侧的透镜的影响，所以下文将对从物侧按顺序地设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜进行描述。

例如，第一透镜21指的是最接近镜筒10的物侧的透镜，第二透镜22指的是沿光轴O堆叠在第一透镜21下方的透镜。另外，第三透镜23指的是沿光轴O堆叠在第二透镜22下方的透镜。

在下文中，将对设置于镜筒10内的多个透镜21-24的详细结构进行描述。

参照图3至图6B，第一透镜至第四透镜21-24可在镜筒10内沿着光轴O进行堆叠。第一透镜至第四透镜21-24各自均包括可折射从物体反射的入射光的光学部21a-24a，以及从光学部21a-24a向外延伸的肋21b-24b。

在下文中，为便于解释，包括在第一透镜21内的光学部21a和肋21b分别被称作第一光学部21a和第一肋21b，并且，包括在第二透镜22内的光学部22a和肋22b分别被称作第二光学部22a和第二肋22b。

第一透镜21布置在镜筒10的形成有镜筒孔10a的区域。换句话说，第一透镜布置在镜筒10的物侧。第一透镜21沿光轴布置在镜筒10内。

第一透镜21包括可折射从物体反射过来的入射光的第一光学部21a和从第一光学部21a向外延伸的第一肋21b。第一光学部21a暴露于镜筒孔10a(形成在镜筒10上)的外部，而第一肋21b与镜筒10的内表面接触。换句话说，第一透镜21被安装在镜筒10内。

参照图3，向内凹陷的透镜结合槽21b-1布置在第一肋21b的一个表面上，并且透镜结合槽21b-1的内表面相对于光轴O倾斜预定的角度。透镜结合槽21b-1可大体呈圆形，并且透镜结合槽21b-1的内表面呈锥形，以使透镜结合槽21b-1的横截面面积朝向物侧减小。第一透镜21可通过注射成型法制造。

第二透镜22安装在透镜结合槽21b-1上。第二透镜22堆叠在第一透镜21上，并包括折射从第一透镜21穿过的光的第二光学部22a，以及从第二光学部22a向外或沿径向延伸的第二肋22b。

第二透镜22堆叠在上述第一透镜21上。具体地，第二透镜22被插入并结合到第一透镜21的形成有透镜结合槽21b-1的表面上。为此目的，第二透镜22的第二肋22b包括向第一透镜21延伸的突起部22b-1，以插入并固定到透镜结合槽21b-1中。突起部22b-1具有与透镜结合槽21b-1的形状相对应的形状，并包括与透镜结合槽21b-1的底表面接触的平面部22b-1a，以及与透镜结合槽21b-1的内周表面接触的倾斜部22b-1b。

第二透镜22的突起部22b-1插入透镜结合槽21b-1的深度可由平面部 22b-1a确定，并且第一透镜21的第一光学部21a与第二透镜22的第二光学部22a按预定间隔互相隔开。在平面部22b-1a和第一透镜21之间设有间隔器30。

突起部22b-1倾斜以使突起部22b-1的横截面面积朝向镜筒10的物侧减小，从而使得突起部22b-1具有和透镜结合槽21b-1的形状相对应的形状。突起部22b-1的倾斜部22b-1b接触透镜结合槽21b-1的内表面。因此，第二透镜22可插入并结合到第一透镜21中。

第二透镜22的第二肋22b可大体上呈四边形(见图2和图5A至图6B)，并且第二肋22b的外表面与镜筒10的内周表面分开。由于第二透镜22通过突起部22b-1结合到第一透镜21上，所以第二透镜22并不通过接触镜筒10的内周表面而固定。因此，在第二透镜的外表面22b和镜筒10的内周表面之间形成空间部S。换句话说，第二透镜22可通过将突起部22b-1接合到第一透镜21的结合槽21b-1而与第一透镜21自对齐。

第二透镜22可在晶圆级制造。作为示例，第二透镜22可通过在基板上形成多个透镜，然后再切割其上形成有多个透镜的基板制造而成。

在注射成型的透镜的情况下，透镜的最小厚度大约为0.3mm。然而，在晶圆级制造的透镜的情况下，透镜的厚度可约为0.1mm。具体地，透镜可具有0.1mm的厚度。因此，在根据实施例的镜头模块100中，第二透镜22可在晶圆上制造。

第三透镜23堆叠在第二透镜22的另一表面上，所述另一表面与第二透镜的面对第一透镜21的表面相对。在第二透镜22和第三透镜23之间堆设有间隔器30。

第三透镜23包括折射穿过第二透镜22的光的第三光学部23a，和从第三光学部23a向外延伸的第三肋23b。第三透镜23的外周表面接触镜筒10的内周表面。具体地，第三肋23b的外周表面接触镜筒10的内周表面。第三透镜23堆叠在第二透镜22的另一表面上，以朝向第一透镜21(也即朝向镜筒10的物侧)压第二透镜22。因此，第二透镜22被固定地布置在第一透镜21和第三透镜23之间。

第四透镜24堆叠在第三透镜23上，并包括折射穿过第三透镜23的光的第四光学部24a，以及从第四光学部24a向外延伸的第四肋24b。第四透镜24的第四肋24b的一个表面接触第三透镜23，并且其另一表面上设置有压配环 40。这里，压配环40朝向镜筒10的物侧压第四透镜40，以避免第四透镜40与镜筒10脱离。

参照图7，相机模块200包括镜头模块100、图像传感器210以及壳体220。由于包括在相机模块200内的镜头模块100包括上述所有组件，所以省略了对上述组件的详细描述，并由上述描述代替。

图像传感器210具有图像形成区域，以便将穿过透镜的入射光形成图像，并且将光转换成电信号。图像传感器210电连接到在其上印有电路图案(用于传输图像信号的装置)的电路板230上。

这里，图像传感器210通过引线接合法被安装在电路板230的一个表面上。然而，图像传感器210和电路板230并不限于通过引线接合法而互相电连接，也可通过使用在相关技术中常用的各种连接方法而互相电连接。

光学滤波器240可以是红外(IR)截止滤光器，或者是玻璃盖板。光学滤波器布置在图像传感器210和与图像传感器210相邻的透镜之间。可以认为，光学滤波器240原则上不会对光学性能产生影响。滤光器240可滤除红外光并且仅透过可见光，从而防止数字图像中的噪点现象的出现。

壳体220将镜头模块100和图像传感器210容纳于其中。壳体220包围镜头模块100的外部部分。因此，壳体220形成了相机模块200的外部。

如上所述，根据一个或更多个实施例的镜头模块和包括该镜头模块的相机模块，对产品的小型化是有利的。

仅作为非穷举性示例，在此所描述的装置或单元可能是移动装置，诸如蜂窝电话、智能手机、可穿戴智能设备(诸如戒指、手表、眼镜、手链、脚链、腰带、项链、耳环、头巾、头盔或者嵌入衣服的装置)、便携式个人电脑(PC)(诸如手提电脑、笔记本、小型笔记本电脑、上网本或者超便携移动个人电脑(UMPC))、平板电脑)、平板手机、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏机、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、掌上型电子书、全球定位系统(GPS)导航装置或传感器；或固定设备，如台式PC、高清电视(HDTV)、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒或家电；或能够进行无线或网络通信的任何其它移动或固定设备。在一个示例中，可穿戴装置是一种被设计为可直接穿戴在用户身体上的装置，如眼镜或手链。在另一示例中，可穿戴装置是一种通过附着装置安装在用户的身体上的装置，例如使用臂带绑定到使用者的手臂上或使用挂绳挂绕在用户颈部的智能电话 或平板电脑。

虽然本公开包括特定示例，但对于本领域普通技术人员来说将明显的是，在不脱离由权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可对这些实施例进行形式和细节上的各种改变。在此所描述的示例仅被视为描述性意义，而不是出于限制的目的。各个示例中的特征或方面的描述将被视为可适用于其它示例中的类似的特征或方面。如果所述技术以不同的顺序执行，且/或如果所述的系统、结构、设备或电路的部件以不同的方式组合，且/或由其他组件或其等同物替代或补充，则也可实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定的，而是由权利要求及其等同物限定的，并且权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被解释为包括在本公开中。