TWI444690B - 晶圓級鏡頭模組陣列 - Google Patents

Description

晶圓級鏡頭模組陣列

本發明涉及一種鏡頭模組，尤其涉及一種晶圓級(wafer level)鏡頭模組陣列。

常用鏡頭模組之變焦功能通常藉由採用驅動器來實現的。傳統之驅動器包括步進馬達等。對於採用此種傳統驅動器之鏡頭模組，其通常需要藉由設置複數傳動機構如兩至三個齒輪傳動機構，來將步進馬達之旋轉運動轉換成線性運動。

隨著攝像技術之發展，鏡頭模組與各種便攜式電子裝置如行動電話、攝像機、電腦等之結合，更是得到眾多消費者之青睞，所以市場對小型化鏡頭模組之需求增加。

惟，目前小型化鏡頭模組多採用晶圓級鏡片，其一般利用精密模具製造出微型鏡片陣列，然後與矽晶圓製成之影像感測器電連接、封裝，然後切割，得到的每一小單元均為一個晶圓級相機模組。雖然每個晶圓級鏡片之尺寸非常小，適用於一些便攜式電子裝置，但因為傳統之驅動器不能適用於晶圓級鏡頭模組，因此這樣之鏡頭模組之焦距無法調節，因此其成像效果一般，不能滿足消費者之拍照需求。

有鑒於此，有必要提供一種兼有體積小和可變焦功能之晶圓級鏡 頭模組陣列。

一種晶圓級鏡頭模組陣列，其包括疊置之第一鏡片陣列、第二鏡片陣列，該第一鏡片陣列包括複數第一鏡片，該第二鏡片陣列包括複數第二鏡片，一個第一鏡片對應一個第二鏡片，且該第一鏡片和該第二鏡片之光軸重合，該晶圓級鏡頭模組陣列還包括一電致變形層，該電致變形層夾設於該第一鏡片陣列與該第二鏡片陣列之間，該電致變形層具有複數通孔，每一通孔之中心軸和一個第一鏡片之光軸、第二鏡片之光軸重合，該電致變形層具有平行該第一鏡片陣列和第二鏡片陣列光軸之變形方向，該電致變形層用來調整該第一鏡片陣列和該第二鏡片陣列之間距，該電致變形層由人工肌肉材料製成。

與先前技術相比，本發明提供之晶圓級鏡頭模組及其陣列之鏡片間夾設有電致變形層，該電致變形層加電壓後發生平行光軸方向之形變，使得與之上下連接之鏡片或鏡片陣列之位置發生移動，從而改變晶圓級鏡頭模組之焦距，本發明提供之晶圓級鏡頭模組兼有體積小、可變焦兩個特點，且結構簡單。

10‧‧‧鏡頭模組

21、410‧‧‧第一鏡片

22‧‧‧第二鏡片

30、42‧‧‧電致變形層

210、220‧‧‧光學部

211‧‧‧第一支撐部

221‧‧‧第二支撐部

31‧‧‧通孔

301‧‧‧第一面

302‧‧‧第二面

40‧‧‧晶圓級鏡頭模組

41‧‧‧第一鏡片陣列

43‧‧‧第二鏡片陣列

圖1係本發明第一實施例提供之晶圓級鏡頭模組之結構示意圖。

圖2係本發明第一實施例提供之晶圓級鏡頭模組之電致變形層加電壓之後之變化示意圖。

圖3係本發明第二實施例提供之晶圓級鏡頭模組陣列之結構示意圖。

下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供之晶圓級鏡頭模組10包括第一鏡片21和第二鏡片22以及夾設於該第一鏡片21和該第二鏡片22之間之電致變形層30。

第一鏡片21和第二鏡片22係晶圓級鏡片。第一鏡片21具有光學部210和圍繞該光學部210之第一支撐部211。第二鏡片22具有光學部220和圍繞該光學部220之第二支撐部221。

電致變形層30由人工肌肉材料製成，特別地，於下述材料中選擇其一製成：鐵電聚合物(ferroelectric polymers)或電介彈性體(dielectric elastomers)。人工肌肉材料之特點係通電後會產生可預期之變形，且該變形可恢復可重複、回應時間短，比壓電陶瓷(piezoceramics)材料之張力(strain)大。

該電致變形層30中央設通孔31，以使經過第一鏡片21之光線能夠到達第二鏡片22。

第一鏡片21、電致變形層30和第二鏡片22之中心軸重合。

電致變形層30具有相對之第一面301和第二面302，第一面301和第一支撐部211貼合，第二面302和該第二支撐部221貼合。第一面301和第二面302相互平行且垂直於鏡頭模組10之光軸。電致變形層30之第一面301和第二面302分別接電源(圖未示)之正負極。

電致變形層30本身設有正負電極，將正負電極和外部電路連接，該外部電路寫有控制程式，該控制程式將根據鏡頭模組成像之清晰與否增加或減小施加於該電致變形層30上之電壓，從而實現自 動變焦。

該電致變形層30所採用之材料於光軸方向施加電壓後所產生之變形發生於光軸方向，即電致變形層30之厚度增加或減小。

可理解，電致變形層30之結構不限於本實施例所示，尤其是當上下鏡片之支撐部之結構是斜面、具有多層台階時，電致變形層30之結構要與上下鏡片之支撐部相配合，以使鏡片之間距於各處之位移相同，不會出現偏心。

請參閱圖2，向電致變形層30施加電壓前，鏡頭焦點於A點，向電致變形層30施加電壓後，電致變形層厚度變薄，第一鏡片21、第二鏡片22間距縮短，鏡頭焦點於B點，切斷電源後焦點回到A點。

請參閱圖3，本發明第二實施例提供之晶圓級鏡頭模組40包括疊置之第一鏡片陣列41、電致變形層42和第二鏡片陣列43。電致變形層42夾設於該第一鏡片陣列41與該第二鏡片陣列43之間。

該第一鏡片陣列41包括複數第一鏡片410，該第二鏡片陣列43包括複數第二鏡片(圖未示)，一第一鏡片410對應一第二鏡片，且該第一鏡片410和該第二鏡片之光軸重合，該電致變形層42夾設於該第一鏡片陣列41與該第二鏡片陣列43之間，該電致變形層42具有複數通孔，每一通孔之中心軸和一第一鏡片410之光軸、第二鏡片之光軸重合。

於製造時，首先製造出第一鏡片陣列41及第二鏡片陣列43，然後將已經加工好之薄片狀之電致變形層42置於第一鏡片陣列41和第二鏡片陣列43之間，並使得鏡片光軸和電致變形層42之通孔中心軸重合，然後與矽晶圓製成之影像感測器壓合封裝，最後切割成 晶圓級相機模組。

電致變形層42由人工肌肉材料製成，特別地，於下述材料中選擇其一製成：鐵電聚合物或電介彈性體。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧鏡頭模組

21‧‧‧第一鏡片

22‧‧‧第二鏡片

30‧‧‧電致變形層

210、220‧‧‧光學部

211‧‧‧第一支撐部

221‧‧‧第二支撐部

31‧‧‧通孔

301‧‧‧第一面

302‧‧‧第二面

Claims (4)

1. 一種晶圓級鏡頭模組陣列，其包括疊置之第一鏡片陣列、第二鏡片陣列，該第一鏡片陣列包括複數第一鏡片，該第二鏡片陣列包括複數第二鏡片，一第一鏡片對應一第二鏡片，且該第一鏡片和該第二鏡片之光軸重合，其中：該晶圓級鏡頭模組陣列還包括一電致變形層，該電致變形層夾設於該第一鏡片陣列與該第二鏡片陣列之間，該電致變形層具有複數通孔，每一通孔之中心軸和一第一鏡片之光軸、第二鏡片之光軸重合，該電致變形層具有平行該第一鏡片陣列和第二鏡片陣列光軸之變形方向，該電致變形層用來調整該第一鏡片陣列和該第二鏡片陣列之間距，該電致變形層由人工肌肉材料製成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級鏡頭模組陣列，其中：每一個該第一鏡片具有第一光學部及圍繞該第一光學部之第一支撐部，每一個該第二鏡片具有第二光學部及圍繞該第二光學部之第二支撐部，該電致變形層具有第一面和第二面，該第一面與該第一支撐部貼合，該第二面與該第二支撐部貼合，該第一面和該第二面相互平行且均垂直於該第一鏡片與第二鏡片之光軸。
3. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓級鏡頭模組陣列，其中：該第一面和第二面分別接電源之正負極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級鏡頭模組陣列，其中：該電致變形層和外部電路連接且該外部電路寫有控制程式，該控制程式控制施加於該電致變形層上之電壓大小。