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TW201708863A - 鏡頭調焦方法與光學模組 - Google Patents

鏡頭調焦方法與光學模組 Download PDF

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TW201708863A TW104126851A TW104126851A TW201708863A TW 201708863 A TW201708863 A TW 201708863A TW 104126851 A TW104126851 A TW 104126851A TW 104126851 A TW104126851 A TW 104126851A TW 201708863 A TW201708863 A TW 201708863A
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張津愷
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Abstract

一種鏡頭調焦方法包含下列步驟。設置支撐座於電路板上，使支撐座圍繞電路板上的影像感測器。利用支撐座的第一螺紋與鏡頭組件的第二螺紋，將鏡頭組件經旋轉而定位於支撐座中。調整支撐座的傾斜度，以使鏡頭組件之光軸與影像感測器垂直。再次透過第一螺紋與第二螺紋旋轉鏡頭組件，以使鏡頭組件縱向移動至合焦平面。

Description

鏡頭調焦方法與光學模組
本案是有關於一種鏡頭調焦方法與一種光學模組。
在目前的電子產品中，已廣泛應用具鏡頭的光學模組來接收影像資訊。舉例來說，具鏡頭的光學模組可安裝於手機、筆記型電腦、相機與醫學設備中。
在安裝光學模組時，為了使鏡頭組件在安裝後能讓影像感測器產生較佳的影像，通常會採用螺紋調焦法或主動對位(Active Alignment；AA)調焦法調焦。在使用螺紋調焦法時，鏡頭組件是用螺紋與固定在電路板上之支撐座的螺紋結合，並轉動鏡頭組件到合焦平面。然而，此種方式在支撐座或影像感測器未平整安裝在電路板時，鏡頭組件的光軸將無法垂直影像感測器，易造成影像的角落區域模糊。
在使用主動對位調焦法時，是先將鏡頭組件夾入支撐座並到合焦平面的位置，接著調整鏡頭組件的傾斜度到其光軸與影像感測器垂直的位置，並予以點膠固定。然而，此種方式在調整鏡頭組件的傾斜度時，可能會離開合焦平面，易造 成影像中心區域的解析度降低。
本發明之一技術態樣為一種鏡頭調焦方法。
根據本發明一實施方式，一種鏡頭調焦方法包含下列步驟。設置支撐座於電路板上，使支撐座圍繞電路板上的影像感測器。利用支撐座的第一螺紋與鏡頭組件的第二螺紋，將鏡頭組件經旋轉而定位於支撐座中。調整支撐座的傾斜度，以使鏡頭組件之光軸與影像感測器垂直。再次透過第一螺紋與第二螺紋旋轉鏡頭組件，以使鏡頭組件縱向移動至合焦平面。
本發明之另一技術態樣為一種光學模組。
根據本發明一實施方式，一種光學模組包含電路板、影像感測器、支撐座與鏡頭組件。影像感測器位於電路板上。支撐座位於電路板上且圍繞影像感測器。支撐座具有容置空間與第一螺紋，且第一螺紋位於支撐座朝向容置空間的壁面上。鏡頭組件至少一部分位於容置空間中。鏡頭組件的該部分具有第二螺紋，且第二螺紋耦合第一螺紋。支撐座相對於電路板傾斜，使得鏡頭組件之光軸與影像感測器垂直。
在本發明上述實施方式中，支撐座與鏡頭組件是透過第一螺紋與第二螺紋而結合。當調整支撐座的傾斜度時，鏡頭組件會隨支撐座偏移(例如左右偏移)，因此可將鏡頭組件調整到其光軸垂直影像感測器的位置。待調整支撐座的傾斜度後，可旋轉鏡頭組件使其在支撐座中縱向移動(例如上下移動)，因此可將鏡頭組件調整到合焦平面的位置。如此一來， 本發明之鏡頭調焦方法與光學模組不僅能提升影像角落區域的解析度，還能提升影像中心區域的解析度。
100‧‧‧光學模組
110‧‧‧電路板
120‧‧‧影像感測器
130‧‧‧光固化黏著劑
132‧‧‧間隙
140‧‧‧支撐座
141‧‧‧容置空間
142‧‧‧第一螺紋
144‧‧‧表面
145‧‧‧第一邊緣
146‧‧‧第二邊緣
150‧‧‧鏡頭組件
152‧‧‧第二螺紋
160‧‧‧黏膠
210‧‧‧機械手臂
D1、D2‧‧‧方向
H1、H2‧‧‧距離(厚度)
L‧‧‧光軸
S1~S4‧‧‧步驟
第1圖繪示根據本發明一實施方式之鏡頭調焦方法的流程圖。
第2圖繪示根據本發明一實施方式之電路板與影像感測器的俯視圖。
第3圖繪示第2圖之電路板設置支撐座與鏡頭組件時的示意圖。
第4圖繪示第3圖之支撐座由機械手臂夾住後的示意圖。
第5圖繪示第4圖之支撐座的傾斜度調整後的示意圖。
第6圖繪示第5圖之間隙由光固化黏著劑填補後且光固化黏著劑固化後的示意圖。
第7圖繪示第6圖之鏡頭組件與支撐座用黏膠固定後的示意圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在 圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之鏡頭調焦方法的流程圖。鏡頭調焦方法包含下列步驟。首先，在步驟S1中，設置支撐座於電路板上，使支撐座圍繞電路板上的影像感測器。接著，在步驟S2中，利用支撐座的第一螺紋與鏡頭組件的第二螺紋，將鏡頭組件經旋轉而定位於支撐座中。之後，在步驟S3中，調整支撐座的傾斜度，以使鏡頭組件之光軸與影像感測器垂直。最後，在步驟S4中，再次透過第一螺紋與第二螺紋旋轉鏡頭組件，以使鏡頭組件縱向移動至合焦平面。
在以下敘述中，將詳細說明上述各步驟。
第2圖繪示根據本發明一實施方式之電路板110與影像感測器120的俯視圖。如圖所示，影像感測器120位於電路板110上。影像感測器120可藉由表面黏著技術(Surface Mount Technology；SMT)固定在電路板110上，使影像感測器120與電路板110電性連接。此外，可利用一光固化黏著劑130點膠於電路板110上，使得光固化黏著劑130圍繞影像感測器120。較佳地，在本實施方式中，影像感測器120可以為CMOS晶片或CCD晶片。較佳地，在本實施方式中，光固化黏著劑130可以為紫外光膠。上述該些使用類型並不用以限制本發明。
第3圖繪示第2圖之電路板110設置支撐座140與鏡頭組件150時的示意圖。同時參閱第2圖與第3圖，待光固化黏著劑130圍繞影像感測器120後，可將支撐座140設置於電路板110上，使支撐座140圍繞電路板110上的影像感測器120。 其中，支撐座140係利用光固化黏著劑130而膠合於電路板110。在本實施方式中，支撐座140具有容置空間141與第一螺紋142，鏡頭組件150具有第二螺紋152。待支撐座140膠合於電路板110後，可利用第一螺紋142與第二螺紋152將鏡頭組件150經旋轉而定位於支撐座140中。
此外，在其他實施方式中，亦可先將鏡頭組件150經旋轉而定位於支撐座140中，接著才一併安裝於電路板110上，使支撐座140被光固化黏著劑130膠合於電路板110，並不用以限制本發明。
第4圖繪示第3圖之支撐座140由機械手臂210夾住後的示意圖。同時參閱第3圖與第4圖，待鏡頭組件150安裝於支撐座140上後，機械手臂210可夾住支撐座140。在本實施方式中，影像感測器120因製造上的誤差而傾斜地位於電路板110上。由於光固化黏著劑130尚未照射對應於光固化黏著劑130波長之光線，如紫外光，使其預固化(pre-cure)，也未經高溫烘烤熱固化，因此支撐座140只是暫時定位於電路板110上。當支撐座140在電路板110上受力時，仍可調整其傾斜度。在本實施方式中，係使用機械手臂210夾住支撐座140以調整其傾斜度。
第5圖繪示第4圖之支撐座140的傾斜度調整後的示意圖。同時參閱第4圖與第5圖，當調整支撐座140的傾斜度時，鏡頭組件150會隨支撐座140偏移(例如左右偏移)，因此可將鏡頭組件150調整到其光軸L垂直影像感測器120的位置。此外，在機械手臂210調整支撐座140的傾斜度的同時，可偵測 鏡頭組件150之光軸L與影像感測器120之夾角，直到鏡頭組件150之光軸L與影像感測器120垂直時，停止調整支撐座140的傾斜度。如此一來，因鏡頭組件150之光軸L垂直於影像感測器120，可提升影像角落區域的解析度。
在本實施方式中，由於影像感測器120是往第5圖右側傾斜，因此支撐座140經機械手臂210調整後也是往第5圖右側傾斜。實際上，機械手臂210能以六軸方向(即x、y、z、θx、θy、θz)調整支撐座140的傾斜度，以確保不同傾斜狀況的影像感測器120均能與調整後之鏡頭組件150的光軸L垂直。
待調整支撐座140的傾斜度後，支撐座140因相對於電路板110傾斜，可能會與電路板110之間形成間隙132。此時，可使用額外的光固化黏著劑130來填補此間隙132，以避免支撐座140的一側懸空。
第6圖繪示第5圖之間隙132由光固化黏著劑130填補後且光固化黏著劑130固化後的示意圖。同時參閱第5圖與第6圖，待支撐座140的傾斜度調整後且光固化黏著劑130點膠於間隙132中後，便能以相對應光固化黏著劑130波長之光線，如紫外光，照射光固化黏著劑130，使光固化黏著劑130預固化。接著，烘烤光固化黏著劑130(例如80℃)，使光固化黏著劑130熱固化，以固定支撐座140於電路板110上。如此一來，支撐座140便可保持其在電路板110上的傾斜度。待光固化黏著劑130固化後，可再次透過第一螺紋142與第二螺紋152旋轉(例如以方向D1旋轉)鏡頭組件150，直到鏡頭組件150縱 向移動(例如以方向D2移動)至合焦平面時停止。此外，當鏡頭組件150縱向移動時，可偵測影像感測器120的影像。當此影像之中心區域為最清析的狀態時，表示鏡頭組件150正位於合焦平面上，便可停止轉動鏡頭組件150。如此一來，因鏡頭組件150位於合焦平面，可提升影像中心區域的解析度。
第7圖繪示第6圖之鏡頭組件150與支撐座140用黏膠160固定後的示意圖。同時參閱第6圖與第7圖，待鏡頭組件150移動至合焦平面後，可使用黏膠160將鏡頭組件150固定於支撐座140上。藉此，鏡頭組件150便能保持在支撐座140中合焦平面的位置，而得到本案的光學模組100。
光學模組100包含電路板110、影像感測器120、支撐座140與鏡頭組件150。其中，影像感測器120位於電路板110上。支撐座140位於電路板110上且圍繞影像感測器120。支撐座140具有容置空間141與第一螺紋142，且第一螺紋142位於支撐座140朝向容置空間141的壁面上。鏡頭組件150至少一部分位於容置空間141中。鏡頭組件150在容置空間141中的部分具有第二螺紋152，且第二螺紋152可耦合第一螺紋142。支撐座140相對於電路板110傾斜，使得鏡頭組件150之光軸L與影像感測器120垂直。
在本發明之鏡頭調焦方法與光學模組100中，支撐座140與鏡頭組件150是透過第一螺紋142與第二螺紋152而結合。當調整支撐座140的傾斜度時，鏡頭組件150會隨支撐座140偏移(例如左右偏移)，因此可將鏡頭組件150調整到其光軸L垂直影像感測器120的位置。待調整支撐座140的傾斜度 後，可旋轉鏡頭組件150使其在支撐座140中縱向移動(例如上下移動)，因此可將鏡頭組件150調整到合焦平面的位置。如此一來，本發明之鏡頭調焦方法與光學模組100不僅能提升影像角落區域的解析度，還能提升影像中心區域的解析度。
在本實施方式中，光學模組100還包含光固化黏著劑130。光固化黏著劑130位於支撐座140與電路板110之間，用以膠合支撐座140與電路板110。支撐座140朝向電路板110的表面144具有相對的第一邊緣145與第二邊緣146，且第一邊緣145與電路板110之間的距離H1大於第二邊緣146與電路板110之間的距離H2。也就是說，第7圖之光固化黏著劑130在第一邊緣145與電路板110之間的厚度H1大於光固化黏著劑130在第二邊緣146與電路板110之間的厚度H2。
此外，光學模組100還可包含黏膠160。黏膠160位於鏡頭組件150與支撐座140之間，用以膠合鏡頭組件150與支撐座140。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S1~S4‧‧‧步驟

Claims (18)

  1. 一種鏡頭調焦方法，包含：(a)設置一支撐座於一電路板上，使該支撐座圍繞該電路板上的一影像感測器；(b)利用該支撐座的一第一螺紋與一鏡頭組件的一第二螺紋，將該鏡頭組件經旋轉而定位於該支撐座中；(c)調整該支撐座的傾斜度，以使該鏡頭組件之光軸與該影像感測器垂直；以及(d)再次透過該第一螺紋與該第二螺紋旋轉該鏡頭組件，以使該鏡頭組件縱向移動至一合焦平面。
  2. 如請求項1所述的鏡頭調焦方法，更包含：點膠一光固化黏著劑於該電路板上，且該光固化黏著劑圍繞該影像感測器。
  3. 如請求項2所述的鏡頭調焦方法，該光固化黏著劑為一種紫外光膠。
  4. 如請求項2所述的鏡頭調焦方法，其中該步驟(a)包含：利用該光固化黏著劑將該支撐座膠合於該電路板。
  5. 如請求項2所述的鏡頭調焦方法，其中經該 步驟(c)後，該支撐座與該電路板之間形成一間隙，該鏡頭調焦方法更包含：在該間隙中填補該光固化黏著劑。
  6. 如請求項5所述的鏡頭調焦方法，更包含：以對應該光固化黏著劑波長之光線照射該光固化黏著劑，使該光固化黏著劑預固化。
  7. 如請求項6所述的鏡頭調焦方法，更包含：烘烤該光固化黏著劑，使該光固化黏著劑固化，以固定該支撐座於該電路板上。
  8. 如請求項1所述的鏡頭調焦方法，其中該步驟(c)包含：使用一機械手臂夾住該支撐座以調整其傾斜度。
  9. 如請求項8所述的鏡頭調焦方法，其中該步驟(c)包含：偵測該鏡頭組件之光軸與該影像感測器之夾角。
  10. 如請求項8所述的鏡頭調焦方法，其中該機械手臂係以六軸方向調整該支撐座的傾斜度。
  11. 如請求項1所述的鏡頭調焦方法，其中該步 驟(d)包含：該鏡頭組件縱向移動時，偵測該影像感測器的一影像，其中當該影像之中心區域為最清析的狀態時，該鏡頭組件位於該合焦平面上。
  12. 如請求項1所述的鏡頭調焦方法，其中經該步驟(d)後，該鏡頭調焦方法更包含：使用一黏膠將該鏡頭組件固定於該支撐座上。
  13. 一種光學模組，包含：一電路板；一影像感測器，位於該電路板上；一支撐座，位於該電路板上且圍繞該影像感測器，該支撐座具有一容置空間與一第一螺紋，且該第一螺紋位於該支撐座朝向該容置空間的壁面上；以及一鏡頭組件，至少一部分位於該容置空間中，該鏡頭組件的該部分具有一第二螺紋，且該第二螺紋耦合該第一螺紋，其中該支撐座相對於該電路板傾斜，使得該鏡頭組件之光軸與該影像感測器垂直。
  14. 如請求項13所述的光學模組，更包含：一光固化黏著劑，位於該支撐座與該電路板之間。
  15. 如請求項14所述的光學模組，該光固化黏 著劑為一種紫外光膠。
  16. 如請求項15所述的光學模組，其中該支撐座朝向該電路板的表面具有相對的一第一邊緣與一第二邊緣，且該第一邊緣與該電路板之間的距離大於該第二邊緣與該電路板之間的距離。
  17. 如請求項16所述的光學模組，其中該光固化黏著劑在該第一邊緣與該電路板之間的厚度大於該光固化黏著劑在該第二邊緣與該電路板之間的厚度。
  18. 如請求項13所述的光學模組，更包含：一黏膠，位於該鏡頭組件與該支撐座之間。
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