光学成像模块和设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光学成像模块和一种设备，该光学成像模块包含一电路元件及一透镜元件。电路元件包含一电路基板、一传感器支架及一影像感测元件；传感器支架设于电路基板上，影像感测元件朝向电路基板的表面具有影像接点，影像接点通过设置于其上的信号传导元件与电路基板的电路接点连接。透镜元件包含一透镜基座及一透镜组；透镜基座具有容置孔贯穿两端而呈中空，透镜基座设于传感器支架上而使容置孔正对影像感测元件；透镜基座设于电路基板上使影像感测元件位于容置孔中；透镜组设于透镜基座上并位于容置孔中，使光线可通过透镜组并投射至影像感测元件的感测面。

Optical imaging module and equipment

【技术实现步骤摘要】
光学成像模块和设备
本技术关于一种光学成像模块，且特别是有关于一种应用于电子产品上且可达到小型化目的的光学成像模块。
技术介绍
近年来，随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起，光学系统的需求日渐提高。一般光学系统的感光元件不外乎是感光耦合元件(ChargeCoupledDevice；CCD)或互补性金属氧化半导体元件(ComplementaryMetal-OxideSemiconductorSensor；CMOSSensor)两种，且随着半导体制程技术的进步，使得感光元件的像素尺寸缩小，光学系统逐渐往高像素方向发展，因此对成像质量的要求也日益增加。传统搭载于便携设备上的光学系统，由于便携设备不断朝像素提升方向发展，并且终端消费者对大光圈的需求也逐渐增加，例如微光与夜拍功能，现有的光学成像模块的尺寸与成像质量已无法满足更高阶的摄影要求。因此，如何有效地达到小型化的结构，同时进一步提高成像的质量，便成为一个相当重要的议题。
技术实现思路
本技术实施例的态样针对一种光学成像模块，能够利用结构尺寸的设计并配合两个以上的透镜的屈光力、凸面与凹面的组合(本技术所述凸面或凹面原则上指各透镜的物侧面或像侧面距离光轴不同高度的几何形状变化的描述)，进而达到小型化的目的，并同时有效地提高光学成像模块的进光量与增加光学成像镜头的视角，如此一来，便可使光学成像模块具备有一定相对照度及提高成像的总像素与质量，进而可以应用于小型或窄边框的电子产品上。本技术实施例相关的机构元件参数的用语与其代号详列如下，作为后续描述的参考：在此先以图1A为例，说明所使用的机构元件的用语。光学成像模块主要包含有一电路元件以及一透镜元件。该电路元件可包括一电路基板EB、一传感器支架SB及一影像感测元件S，且于本技术中，该影像感测元件S以芯片尺寸封装(ChipScalePackage)的封装方式固定于该电路基板EB上。亦可为晶圆级芯片尺寸封装(WaferLevelChipScalePackage)的封装方式。该透镜元件可包括一透镜基座LB1及一透镜组L。透镜基座LB1主要由金属(例如铝、铜、银、金等)、或是选用塑料例如聚碳酸酯(PC)、液晶塑料(LCP)等不透光的材质制成。另外，该透镜基座LB1的外周缘且垂直于该透镜组L的光轴的平面上的最小边长的最大值以PhiD表示，且该透镜基座LB1具有一容置孔贯穿两端而呈中空；该透镜基座LB1设置于该传感器支架SB上而使该容置孔正对该影像感测元件S。更详而言之，该透镜基座LB1可具有一透镜支架LH1及一镜筒B1。该透镜支架LH1呈中空并且不具透光性，该镜筒B1同样呈中空且不具透光性并设置于该透镜支架LH1中，且该镜筒B1内部与该透镜支架LH1共同构成该容置孔。此外，该透镜支架LH1的最大厚度以TH1表示。该镜筒B1的最小厚度以TH2表示。该透镜组L包含有至少两片具有屈光力的透镜，且设置于该透镜基座LB1上并位于该容置孔中。本技术实施例相关的透镜参数的用语与其代号详列如下，作为后续描述的参考：与长度或高度有关的透镜参数光学成像模块的最大成像高度以HOI表示；光学成像模块的高度(即第一片透镜的物侧面至成像面的于光轴上的距离)以HOS表示；光学成像模块的第一透镜物侧面至最后一片透镜像侧面间的距离以InTL表示；光学成像模块的固定光栏(光圈)至成像面间的距离以InS表示；光学成像模块的第一透镜与第二透镜间的距离以IN12表示(例示)；光学成像模块的第一透镜于光轴上的厚度以TP1表示(例示)。与材料有关的透镜参数光学成像模块的第一透镜的色散系数以NA1表示(例示)；第一透镜的折射律以Nd1表示(例示)。与视角有关的透镜参数视角以AF表示；视角的一半以HAF表示；主光线角度以MRA表示。与出入瞳有关的透镜参数光学成像模块的入射瞳直径以HEP表示；单一透镜的任一表面的最大有效半径指系统最大视角入射光通过入射瞳最边缘的光线于该透镜表面交会点(EffectiveHalfDiameter；EHD)，该交会点与光轴之间的垂直高度。例如第一透镜物侧面的最大有效半径以EHD11表示，第一透镜像侧面的最大有效半径以EHD12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径以EHD21表示，第二透镜像侧面的最大有效半径以EHD22表示。光学成像模块中其余透镜的任一表面的最大有效半径表示方式以此类推。光学成像模块中最接近成像面的透镜的像侧面的最大有效直径以PhiA表示，其满足条件式PhiA＝2倍EHD，若该表面为非球面，则最大有效直径的截止点即为含有非球面的截止点。单一透镜的任一表面的无效半径(IneffectiveHalfDiameter；IHD)指朝远离光轴方向延伸自同一表面的最大有效半径的截止点(若该表面为非球面，即该表面上具非球面系数的终点)的表面区段。光学成像模块中最接近成像面的透镜的像侧面的最大直径以PhiB表示，其满足条件式PhiB＝2倍(最大有效半径EHD+最大无效半径IHD)＝PhiA+2倍(最大无效半径IHD)。光学成像模块中最接近成像面(即像空间)的透镜像侧面的最大有效直径，又可称之为光学出瞳，其以PhiA表示，若光学出瞳位于第三透镜像侧面则以PhiA3表示，若光学出瞳位于第四透镜像侧面则以PhiA4表示，若光学出瞳位于第五透镜像侧面则以PhiA5表示，若光学出瞳位于第六透镜像侧面则以PhiA6表示，若光学成像模块具有不同具屈折力片数的透镜，其光学出瞳表示方式以此类推。光学成像模块的瞳放比以PMR表示，其满足条件式为PMR＝PhiA/HEP。与透镜面形弧长及表面轮廓有关的参数单一透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度，指该透镜的表面与所属光学成像模块的光轴的交点为起始点，自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至其最大有效半径的终点为止，前述两点间的曲线弧长为最大有效半径的轮廓曲线长度，并以ARS表示。例如第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示，第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示，第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22表示。光学成像模块中其余透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度表示方式以此类推。单一透镜的任一表面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度，指该透镜的表面与所属光学成像模块的光轴的交点为起始点，自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至该表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度的坐标点为止，前述两点间的曲线弧长为1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度，并以ARE表示。例如第一透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE11表示，第一透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE12表示。第二透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE21表示，第二透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE22表示。光学成像模块中其余透镜的任一表面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度表示方式以此类推。与透镜面形深度有关的参数第六透镜物侧面于光轴上的交点至第六透镜物侧面的最大有效半径的终点为止，前述两点间水平于光轴的距离以I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学成像模块，其特征在于，包含：一电路元件，包含有一电路基板、一传感器支架及一影像感测元件；该电路基板上具有多个电路接点；该传感器支架设置于该电路基板上；该影像感测元件具有一第一表面与一第二表面，该第一表面朝向该电路基板并具有多个影像接点，且该多个影像接点上分别设有一信号传导元件，而该多个信号传导元件分别与该电路基板上的该多个电路接点连接，使该多个影像接点通过设置于其上的该多个信号传导元件电性连接对应的该多个电路接点；该第二表面上具有一感测面；另外，该影像感测元件以及该多个信号传导元件被该传感器支架所包围；一透镜元件，包含有一透镜基座及一透镜组；该透镜基座以不透光材质制成，且具有一容置孔贯穿该透镜基座两端而使该透镜基座呈中空；另外，该透镜基座设置于该传感器支架上而使该容置孔正对该影像感测元件；该透镜组包含有至少两片具有屈光力的透镜，且设置于该透镜基座上并位于该容置孔中；另外，该透镜组的成像面位于该感测面，且该透镜组的光轴与该感测面的中心法线重迭，使光线能够通过该容置孔中的该透镜组并投射至该感测面；此外，该光学成像模块更满足下列条件：1.0≤f/HEP≤10.0；0deg<HAF≤150deg；0mm<PhiD≤18mm；0<PhiA/PhiD≤0.99；及0.9≤2(ARE/HEP)≤2.0其中，f为该透镜组的焦距；HEP为该透镜组的入射瞳直径；HAF为该透镜组的最大可视角度的一半；PhiD为该透镜基座的外周缘且垂直于该透镜组的光轴的平面上的最小边长的最大值；PhiA为该透镜组最接近该成像面的透镜表面的最大有效直径；ARE为以该透镜组中任一透镜的任一透镜表面与光轴的交点为起点，并以距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的位置为终点，沿着该透镜表面的轮廓所得的轮廓曲线长度。...

【技术特征摘要】
2018.09.21 TW 1072129641.一种光学成像模块，其特征在于，包含：一电路元件，包含有一电路基板、一传感器支架及一影像感测元件；该电路基板上具有多个电路接点；该传感器支架设置于该电路基板上；该影像感测元件具有一第一表面与一第二表面，该第一表面朝向该电路基板并具有多个影像接点，且该多个影像接点上分别设有一信号传导元件，而该多个信号传导元件分别与该电路基板上的该多个电路接点连接，使该多个影像接点通过设置于其上的该多个信号传导元件电性连接对应的该多个电路接点；该第二表面上具有一感测面；另外，该影像感测元件以及该多个信号传导元件被该传感器支架所包围；一透镜元件，包含有一透镜基座及一透镜组；该透镜基座以不透光材质制成，且具有一容置孔贯穿该透镜基座两端而使该透镜基座呈中空；另外，该透镜基座设置于该传感器支架上而使该容置孔正对该影像感测元件；该透镜组包含有至少两片具有屈光力的透镜，且设置于该透镜基座上并位于该容置孔中；另外，该透镜组的成像面位于该感测面，且该透镜组的光轴与该感测面的中心法线重迭，使光线能够通过该容置孔中的该透镜组并投射至该感测面；此外，该光学成像模块更满足下列条件：1.0≤f/HEP≤10.0；0deg<HAF≤150deg；0mm<PhiD≤18mm；0<PhiA/PhiD≤0.99；及0.9≤2(ARE/HEP)≤2.0其中，f为该透镜组的焦距；HEP为该透镜组的入射瞳直径；HAF为该透镜组的最大可视角度的一半；PhiD为该透镜基座的外周缘且垂直于该透镜组的光轴的平面上的最小边长的最大值；PhiA为该透镜组最接近该成像面的透镜表面的最大有效直径；ARE为以该透镜组中任一透镜的任一透镜表面与光轴的交点为起点，并以距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的位置为终点，沿着该透镜表面的轮廓所得的轮廓曲线长度。2.如权利要求1所述的光学成像模块，其特征在于，更满足下列条件：0.9≤ARS/EHD≤2.0；其中，ARS为以该透镜组中任一透镜的任一透镜表面与光轴的交点为起点，并以该透镜表面的最大有效半径处为终点，沿着该透镜表面的轮廓所得的轮廓曲线长度；EHD为该透镜组中任一透镜的任一表面的最大有效半径。3.如权利要求1所述的光学成像模块，其特征在于，更满足下列条件：PLTA≤100μm；PSTA≤100μm；NLTA≤100μm；NSTA≤100μm；SLTA≤100μm；SSTA≤100μm；以及│TDT│<250％；其中，先定义HOI为该成像面上垂直于光轴的最大成像高度；PLTA为该光学成像模块的正向子午面光扇的可见光最长工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差；PSTA为该光学成像模块的正向子午面光扇的可见光最短工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差NLTA为该光学成像模块的负向子午面光扇的可见光最长工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差；NSTA为该光学成像模块的负向子午面光扇的可见光最短工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差；SLTA为该光学成像模块的弧矢面光扇的可见光最长工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差；SSTA为该光学成像模块的弧矢面光扇的可见光最短工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差；TDT为该光学成像模块于结像时的TV畸变。4.如权利要求1所述的光学成像模块，其特征在于，该透镜组包含四片具有屈折力的透镜，由物侧至像侧依序为一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜，且该透镜组满足下列条件：0.1≤InTL/HOS≤0.95；其中，HOS为该第一透镜的物侧面至该成像面于光轴上的距离；InTL为该第一透镜的物侧面至该第四透镜的像侧面于光轴上的距离。5.如权利要求1所述的光学成像模块，其特征在于，该透镜组包含五片具有屈折力的透镜，由物侧至像侧依序为一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜以及一第五透镜，且该透镜组满足下列条件：0.1≤InTL/HOS≤0.95；其中，HOS为该第一透镜的物侧面至该成像面于光轴上的距离；InTL为该第一透镜的物侧面至该第五透镜的像侧面于光轴上的距离。6.如权利要求1所述的光学成像模块，其特征在于，该透镜组包含六片具有屈折力的透镜，由物侧至像侧依序为一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜，且该透镜组满足下列条件：0.1≤InTL/HOS≤0.95；其中，HOS为该第一透镜的物侧面至该成像面于光轴上的距离；InTL为该第一透镜的物侧面至该第六透镜的像侧面于光轴上的距离。7.如权利要求1所述的光学成像模块，其特征在于，该透镜组包含七片具有屈折力的透镜，由物侧至像侧依序为一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜，且该透镜组满足下列条件：0.1≤InTL/HOS≤0.95；其中，HOS为该第一透镜的物侧面至该成像面于光轴上的距离；InTL为该第一透镜的物侧面至该第七透镜的像侧面于光轴上的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，赖建勋，刘燿维，
申请(专利权)人：先进光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71