CN102565889A - 透镜模块以及透镜晶片模块 - Google Patents
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Abstract
提供了一种透镜模块以及透镜晶片模块。所述透镜模块包括:透镜组件,包括在光轴上叠置的至少一个透镜以及在所述透镜的一个表面中凹入的安放槽;阻挡部件,被安装在所述安放槽中并阻挡不必要的光入射到所述透镜组件中。
Description
技术领域
本发明涉及一种透镜模块以及一种透镜晶片模块,更具体地讲,涉及一种确保用于阻挡不必要的光通过透镜入射的阻挡部件(stopping part)的位置精度的透镜模块以及透镜晶片模块。
背景技术
近年来,与具有加强的语音信息和数据传输以及接收功能的各种易于携带的移动装置相关的各种技术已经得到了快速发展和传播。尤其是其中安装有具有相机功能的相机模块的终端已经实现了商业化,所述终端能够通过将基于数字拍摄技术的相机模块与无线便携式通信终端相融合而捕获并存储动态图像和静态图像并将这些图像发送到对应的部分(counterpart)。
安装在小尺寸的便携式终端上的相机模块采用用于阻挡不必要的光通过透镜入射的构造,实现这种构造的方法包括在透镜中或在透镜所***的透镜筒中或在透镜筒所***的壳体中实现这种构造。
在透镜上实现这种构造的方法中,通过用于半导体工艺的印刷方法或沉积方法在玻璃的顶部上或在透镜晶片上实现该构造。这种方法在应用半导体工艺方面存在成本问题,在印刷方面存在精度问题,在设计上存在透镜的一个表面不能被用作透镜功能单元的限制,因此,光学透镜会产生性能损失。
在诸如透镜筒或壳体的部件中实现这种构造的方法中,由于挡光部件的位置精度依赖于该部件的精度,因此难以确保这种构造的性能,尤其是由于按照晶片为单元制造的阵列透镜与通过一般的注塑形成的圆形透镜不同,其由于切块而具有矩形形状,因此可能会难以在挡光部件和透镜之间匹配光轴。
发明内容
本发明的一方面提供一种能够确保用于阻挡不必要的光通过透镜入射的阻挡部件的位置精度从而提高透镜的性能的透镜模块以及透镜晶片模块。
根据本发明的一方面,提供一种透镜模块,该透镜模块包括:透镜组件,包括在光轴上叠置的至少一个透镜以及在所述透镜的一个表面中凹入的安放槽;阻挡部件,被安装在所述安放槽中并阻挡不必要的光入射到所述透镜组件中。
所述安放槽的深度可基本上与所述阻挡部件的厚度相同。
所述阻挡部件可具有在其中央包括开口的环形形状,所述开口允许光穿过所述阻挡部件。
所述透镜可包括透镜功能单元和形成所述透镜功能单元的外周的边缘单元。
所述安放槽可相对于所述边缘单元的一个表面形成台阶。
所述阻挡部件可包括从所述阻挡部件的外径向所述透镜的外部延伸的至少一个桥结构。
所述安放槽可包括从所述阻挡部件的外径向所述透镜的外部延伸的延伸槽,以允许所述至少一个桥结构被安装在所述延伸槽中。
所述安放槽可形成在所述至少一个透镜中的物侧透镜的上表面中。
所述安放槽可形成在所述至少一个透镜中的像侧透镜的上表面中。
根据本发明的另一方面,提供了一种透镜晶片模块,该透镜晶片模块包括:透镜晶片,在该透镜晶片上布置有多个透镜;阻挡部件,被安装于在所述透镜晶片的一个表面中凹入的安放槽中,并且所述阻挡部件包括用于阻挡不必要的光入射到所述透镜中的挡光单元以及在各个透镜的挡光单元之间建立连接的桥结构。
所述多个透镜中的每个可包括透镜功能单元以及形成所述透镜功能单元的外周的边缘单元。
所述安放槽可相对于所述边缘单元的一个表面形成台阶。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述,本发明的上述和其它方面、特点和其它优点将会被更加清楚地理解,其中:
图1是示出根据本发明的示例性实施例的包括透镜模块的相机模块封装的构造的示意性截面图;
图2是示出根据本发明的示例性实施例的透镜模块的截面图;
图3是根据本发明的示例性实施例的透镜模块的立体图;
图4是示出根据本发明的另一示例性实施例的包括透镜模块的相机模块封装的构造的示意性截面图;
图5A是根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块的立体图;
图5B是根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块中的透镜的立体图;
图6是根据本发明的示例性实施例的透镜晶片的立体图;
图7是根据本发明的示例性实施例的透镜晶片模块的立体图;
图8是根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块的立体图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而,本发明可以被体现为许多不同的形式,并且不应当被解释为限于在此阐述的实施例。然而,本领域技术人员能够通过对元件的增加、修改或删除而容易地设计出包含本发明的教导的许多其它各种实施例,这些实施例可落入本发明的范围内。
在整个说明书中,相同或等同的元件由相同的标号指示。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的包括透镜模块的相机模块封装的构造的示意性截面图,图2是示出根据本发明的示例性实施例的透镜模块的截面图,图3是根据本发明的示例性实施例的透镜模块的立体图。
参照图1,根据本发明的实施例的相机模块封装包括:透镜模块20,包括在光轴上叠置的至少一个或多个透镜;图像传感器模块30,从透镜接收入射光;壳体10,容纳透镜模块20以及图像传感器模块30。
参照图2,透镜模块20包括从物侧至像侧依次形成的第一透镜21和第二透镜22。在示例性实施例中,透镜模块20包括两个透镜;然而,本发明不限于此,透镜模块20可包括两个或更多个透镜。
在示例性实施例中,透镜模块20具有多个透镜在其中叠置的结构;然而,本发明不限于此。透镜模块20可具有多个透镜被装配以被***到透镜筒内的结构,根据设计条件,透镜模块的结构可被不同地改变。
透镜由透明材料制成的球面或非球面形成,以通过使从物体入射的光聚集或发散而产生光学图像。透镜包括塑料透镜和玻璃透镜。塑料透镜通过将树脂注入到模具中、压制和固化,以晶片级制造,然后使其个体化来形成。塑料透镜可以以低成本制造并可大批量制造。玻璃透镜的优点在于实现了高分辨率,但是由于玻璃透镜通过对玻璃进行切割和研磨进行制造,所以其制造工艺会复杂并且会导致制造成本高,而且会难以实现具有球形或平面形状以外形状的透镜。
在示例性实施例中,使用以晶片级制造的塑料透镜,并且第一透镜21和第二透镜22包括在其中央处的球面或非球面的透镜功能单元21a和22a,第一透镜21和第二透镜22还包括形成透镜功能单元21a和22a的外周的边缘单元21b和22b。
透镜功能单元21a和22a可具有各种形状,例如,朝着物侧凸起或凹入的弯月形状(meniscus shape),或者朝着像侧凸起或凹入的弯月形状,或者在透镜功能单元的中央处为朝着像侧凹入的弯月形状而在边缘单元的附近为朝着像侧凸起的弯月形状。此外,边缘单元21b和22b可用作在叠置相邻的透镜时使得透镜功能单元彼此隔开的分隔件。
如图1中所示,可在透镜模块20和图像传感器模块30之间安装使得透镜和图像传感器彼此隔开预定距离的分隔件23。分隔件23可通过调节透镜的焦距而允许图像形成于图像传感器中。在示例性实施例中,在透镜和图像传感器之间使用了这样的额外的分隔件;然而,本发明不限于此,分隔件可与第二透镜22的边缘单元22b一体地形成。即,如上所述,可通过各种设计变型以各种形式来安装分隔件。
用于阻挡不必要的光入射到透镜模块20中的阻挡部件25可被安装在第一透镜21的上表面上。阻挡部件25可被固定地***到从第一透镜21的边缘单元21b的上表面凹入的安放槽21c内。阻挡部件25可通过使用热固性粘合剂(例如,环氧树脂)被固定。
阻挡部件25包括在其中央处的开口25a,该开口25a允许光穿过。即,如图3中所示,阻挡部件25可具有圆环形状。
在安装阻挡部分25的状态下,安放槽21c可具有与阻挡部件25的厚度基本上相同的深度,从而阻挡部件25的上表面和第一透镜21的边缘单元21b的上表面位于同一水平面上。因此,安放槽21c可从边缘单元21b的上表面形成阻挡部件25的厚度大小的台阶。
在示例性实施例中,阻挡部件25被安装在第一透镜21的上表面上;然而,本发明不限于此。阻挡部件25可被安装在第二透镜22的下表面上,或者阻挡部件25可在第一透镜21和第二透镜22之间被安装在第一透镜21的下表面或者第二透镜22的上表面上。
图像传感器模块30可以是包括图像传感器芯片32的芯片级封装(CSP),图像传感器芯片32包括图像区域,光穿过透镜模块20在该图像区域上成像。
芯片级封装(或者说,芯片尺寸封装)是近年来提出和发展的新的封装类型,其比一般的塑料封装具有更多的优点,其最引人注目的优点就是其封装尺寸本身。根据国际协会(例如,联合电子设备工程委员会(JEDEC)以及日本电子工业协会(EIAJ))的规定,芯片级封装通常是对面积不大于裸芯片(集成电路)的面积的1.2倍的封装类别的命名。芯片级封装通常被用于需要小型化和便携性的产品中,例如,数字可携式摄像机、蜂窝电话、笔记本计算机、存储卡等。诸如数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、微控制器等的半导体元件被安装在芯片级封装中。此外,其中安装有存储元件(例如,动态随机存取存储器(DRAM)、闪速存储器等)的芯片级封装的使用正在增加。
图像传感器芯片32接收光并将接收的光转换为电信号。图像传感器芯片32根据其操作和制造方法可被分为电荷耦合器件(CCD)传感器芯片以及互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器芯片。CCD传感器芯片基于模拟电路并具有这样的结构:入射到透镜模块20中的光被散射至多个单元(每个单元针对光储存电荷),基于电荷的量判断对比度级别,然后判断的对比度级别被发送到转换装置以表示颜色。CCD传感器芯片可表现清晰的图像质量,然而,CCD传感器芯片数据存储容量大且功耗高。因此,CCD传感器芯片在需要高清晰度的数字相机中更常用。CMOS传感器芯片通过在半导体中集成模拟信号处理电路和数字信号处理电路来形成。CMOS传感器芯片的功耗仅是CCD传感器芯片的功耗的1/10,由于所需要的部件被构造为单芯片,因此,可制造更小型化的产品。近年来,随着技术的改进,由于CMOS传感器芯片除了上述优点之外也具有高清晰度功能,因此CMOS传感器芯片已经被更加广泛地应用于包括数字相机、相机电话、PMP等的各种领域中。
图像传感器芯片32包括在其上表面上具有图像传感器的晶片。此外,图像传感器芯片32包括在其下表面上的连接构件33。连接构件33可连接到其上安装有相机的主板(未显示)的端子。
连接构件33可由导电膏制成,具体地讲,连接构件33可由焊膏或银-环氧树脂制成。此外,连接构件33可具有焊球的形式。
盖玻璃31可形成在图像传感器芯片32的上表面上,盖玻璃31的一个表面是IR涂层,从而用作红外光(IR)阻挡滤光器。
在光信号通过透镜被输入到图像传感器中之前,IR阻挡滤光器通过去除红外光区内的光信号而仅允许可见光区内的光信号穿过,从而获得颜色接近于真实颜色的图像。
壳体10具有内部空间并具有其顶部和底部开放的结构。更具体地讲,壳体10可包括容纳透镜模块20的第一容纳单元11以及容纳图像传感器模块30的第二容纳单元13。第一容纳单元11的横截面面积可小于第二容纳单元13的横截面面积。
透镜模块20被容纳在第一容纳单元11的内部空间中。透镜模块20可在阻挡部件25、第一透镜21和第二透镜22彼此结合的状态下被直接***到第一容纳单元11中,或者容纳阻挡部件25、第一透镜21和第二透镜22的透镜筒可沿着第一容纳单元11的内表面被***。
壳体10可包括在第一容纳单元11中弯曲的封盖单元12,以覆盖透镜模块20的第一透镜21的边缘单元21b以及阻挡部件25的一部分。
图4是示出根据本发明的另一示例性实施例的包括透镜模块的相机模块封装的构造的示意性截面图,图5A是根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块的立体图,图5B是根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块中的透镜的立体图。
在图4至图5B中示出的根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块涉及阻挡部件的变型示例。由于图4至图5B中示出的透镜模块除阻挡部件的构造以外与在图1至图3中示出的根据本发明的示例性实施例的透镜模块相同,因此将省略对图4至图5B中示出的透镜模块的其它部分的详细的描述。在下文中,将主要描述两者之间的差别。
参照图4,根据本发明的另一示例性实施例的相机模块封装包括:透镜模块20,包括在光轴上叠置的至少一个或多个透镜;图像传感器模块30,从透镜接收入射光;壳体10,容纳透镜模块20和图像传感器模块30。
参照图5A,透镜模块20包括从物侧至像侧依次形成的第一透镜21和第二透镜22。阻挡不必要的光入射到透镜模块20中的阻挡部件25可被安装在第一透镜21的上表面上,更具体地讲,阻挡部件25可被安装在第一透镜21的边缘单元21b的上表面上。
阻挡部件25包括:开口25a,允许光穿过阻挡部件25的中央;桥结构(bridge)25b,从阻挡部件25的外径延伸到第一透镜21的外部。挡光单元(阻挡部件25的圆环形部分)与桥结构25b可一体地形成。
在示例性实施例中,四个桥结构25b形成在阻挡部件25的表面上,其相互之间具有90度的间隔;然而,本发明不限于此。可以以均匀的间隔或以不均匀的间隔形成四个或更多的桥结构或者四个或更少的桥结构。如上所述,可通过各种设计变型以各种形式形成桥结构。
参照图5B,其中安放阻挡部件25的挡光单元的安放槽21c以及从安放槽21c的外径延伸到第一透镜21的外部以允许阻挡部件25的桥结构25b被安放于其中的延伸槽21d形成在第一透镜21的边缘单元21b中。
在制造其中布置有多个透镜的透镜晶片时,阻挡部件被构造为使得阻挡部件不是单独地安装在各个透镜中,而是按照挡光单元通过桥结构连接的方式一次安装在透镜晶片上。将单片阻挡部件安装在透镜晶片上,然后,以透镜为单位对阻挡部件进行切块,从而可简化制造工艺。
图6和图7示出了透镜晶片。图6是根据本发明的示例性实施例的透镜晶片的立体图,图7是根据本发明的示例性实施例的透镜晶片模块的立体图。
参照图6,根据本发明的示例性实施例的透镜晶片210包括被布置于其中的多个透镜,每个透镜包括透镜功能单元211以及形成透镜功能单元211的外周的边缘单元212。
安放槽213从透镜晶片210的一个表面凹下,以允许阻挡部件250被安装于其中。安放槽213包括:第一安放槽213a,阻挡部件250的挡光单元251被安放于其中;第二安放槽(延伸槽)213b,在透镜的挡光单元之间建立连接的桥结构253被安放于其中。
参照图7,根据本发明的示例性实施例的透镜晶片模块包括:透镜晶片210;阻挡部件250,被安装于在透镜晶片210中形成的安放槽213中并阻挡不必要的光入射到透镜晶片210中。
根据示例性实施例,阻挡部件250具有一体地形成的挡光单元251和桥结构253,当沿着透镜晶片模块中的切块线DL切割阻挡部件时,可形成各个透镜模块。
在示例性实施例中,透镜晶片模块被构造成使得阻挡部件被安装在单片透镜晶片上;然而,本发明不限于此。可制造透镜晶片模块,使得两个或多个透镜晶片在光轴上叠置,并且在透镜晶片之间的表面、物侧的透镜晶片的上表面、像侧的透镜晶片的下表面等上安装阻挡部件,然后,沿着切块线切割透镜晶片模块,从而形成各个透镜模块。
图8是根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块的立体图。
在图8中示出的根据本发明的另一示例性实施例的透镜模块涉及阻挡部件的变型示例。由于图8中示出的透镜模块除阻挡部件的构造以外与图3中示出的根据本发明的示例性实施例的透镜模块相同,所以将省略对图8中示出的透镜模块的其它部分的详细描述。在下文中,将主要描述两者之间的差别。
参照图8,透镜模块20包括从物侧至像侧依次形成的第一透镜21和第二透镜22。用于阻挡不必要的光入射到透镜模块20中的阻挡部件25被安装在第一透镜21和第二透镜22之间的表面上,更具体地讲,阻挡部件25被安装在第二透镜22的边缘单元22b的上表面上。
阻挡部件25包括:开口25a,允许光在阻挡部件25的中央穿过阻挡部件25;桥结构25b,从阻挡部件25的外径延伸到第二透镜22的外部。挡光单元(阻挡部件25的圆环形部分)和桥结构25b可一体地形成。
如上所述,透镜模块和透镜晶片模块可确保用于阻挡不必要的光通过透镜入射的阻挡部件的位置精度,从而可提高透镜性能。
虽然已经结合示例性实施例显示并描述了本发明,但是本领域技术人员应当清楚,在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可进行变型和改变。例如,在本发明的实施例中,阻挡部件的位置和形状可以是示例性的,在不同的构造中可对其进行修改。因此,本发明的范围将由权利要求确定。
本申请要求于2010年12月29日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0138340号韩国专利申请的优先权,该申请公开的内容通过引用被包含于此。
Claims (12)
1.一种透镜模块,包括:
透镜组件,包括在光轴上叠置的至少一个透镜以及在所述透镜的一个表面中凹入的安放槽;
阻挡部件,被安装在所述安放槽中并阻挡不必要的光入射到所述透镜组件中。
2.如权利要求1所述的透镜模块,其中,所述安放槽的深度基本上与所述阻挡部件的厚度相同。
3.如权利要求1所述的透镜模块,其中,所述阻挡部件具有在其中央包括开口的环形形状,所述开口允许光穿过所述阻挡部件。
4.如权利要求1所述的透镜模块,其中,所述透镜包括透镜功能单元和形成所述透镜功能单元的外周的边缘单元。
5.如权利要求4所述的透镜模块,其中,所述安放槽相对于所述边缘单元的一个表面形成台阶。
6.如权利要求1所述的透镜模块,其中,所述阻挡部件包括从所述阻挡部件的外径向所述透镜的外部延伸的至少一个桥结构。
7.如权利要求6所述的透镜模块,其中,所述安放槽包括从所述阻挡部件的外径向所述透镜的外部延伸的延伸槽,以允许所述至少一个桥结构被安装在所述延伸槽中。
8.如权利要求1所述的透镜模块,其中,所述安放槽形成在所述至少一个透镜中的物侧透镜的上表面中。
9.如权利要求1所述的透镜模块,其中,所述安放槽形成在所述至少一个透镜中的像侧透镜的上表面中。
10.一种透镜晶片模块,包括:
透镜晶片,在该透镜晶片上布置有多个透镜;
阻挡部件,被安装于在所述透镜晶片的一个表面中凹入的安放槽中,并且所述阻挡部件包括用于阻挡不必要的光入射到所述透镜中的挡光单元以及在各个透镜的挡光单元之间建立连接的桥结构。
11.如权利要求10所述的透镜晶片模块,其中,所述多个透镜中的每个包括透镜功能单元以及形成所述透镜功能单元的外周的边缘单元。
12.如权利要求11所述的透镜晶片模块,其中,所述安放槽相对于所述边缘单元的一个表面形成台阶。
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