光学镜头以及摄像模组的制作方法

1.本技术涉及镜头技术领域，尤其涉及一种光学镜头以及摄像模组。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，消费者对于手机、平板等终端设备的摄像功能要求越来越高，不仅要求镜头的像散、场曲、畸变等像差低，还对镜头视场角、光圈、透光率等规格参数有所要求，而在提升镜头参数、改善镜头成像的同时，镜头高度(指光学总长ttl)也随之增加，但对于手机等终端而言，设备厚度亦是重要的参数。
3.如何在提升镜头参数、改善镜头成像的同时控制镜头的高度，是目前各厂商研发的重要课题，其中，提升镜片折射率，采用玻璃材质的镜片是目前可行的方案之一。目前的玻璃镜片普遍采用模造技术制作，其主要利用玻璃随温度升高黏滞度降低的特性，将已初成型的玻璃预形体置于精密加工成型的模具内，在适当的环境气氛下，升温至温度介于玻璃转化温度到软化点之间，藉由模仁表面施压使玻璃变形，转造模仁形状，冷却后去除压力、分模，取出成品。但是，模造工艺存在较大的缺陷，玻璃镜片面型精度难以控制，使得镜片之间存在较大的偏心，且模具易于损耗，需要多次维修模具，成本较高。


技术实现要素：

4.本技术的一个目的在于提供一种光学镜头以及具有该光学镜头的摄像模组，有利于提高成像品质。
5.本技术的另一个目的在于一种光学镜头以及具有该光学镜头的摄像模组，有利于降低镜头的高度。
6.为达到以上目的，本技术提供一种光学镜头，包括镜筒以及设置在所述镜筒内的镜片组，所述镜片组包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片和第二镜片，所述第一镜片和所述第二镜片均为玻璃镜片，所述第一镜片包括用于成像的第一光学区和围绕在所述第一光学区外的第一结构区，所述第二镜片包括用于成像的第二光学区和围绕在所述第二光学区外的第二结构区，所述第一结构区与所述第二结构区相互坎合。
7.进一步地，所述第一镜片和所述第二镜片的折射率不相等。
8.进一步地，所述第一镜片和/或所述第二镜片的折射率大于1.6，所述第一镜片和/或所述第二镜片的阿贝数大于56。
9.进一步地，所述第一镜片和/或所述第二镜片的折射率大于1.8。
10.进一步地，所述第一镜片和所述第二镜片的光轴之间的距离小于3μm。
11.进一步地，所述玻璃镜片由晶圆经切割制得，所述晶圆包括呈阵列设置的多个光学区，各所述光学区相互间隔，所述晶圆除所述光学区外的区域为非光学区，所述晶圆适于在所述非光学区进行切割以使多个所述光学区分离，从而获得多个所述玻璃镜片。
12.进一步地，所述第一结构区与所述第二结构区之间设置粘接剂将所述第一镜片和所述第二镜片粘接。
13.进一步地，所述第一镜片的光轴与所述第一结构区的中轴不重合，和/或，所述第二镜片的光轴与所述第二结构区的中轴不重合。
14.进一步地，所述第一镜片和/或所述第二镜片的周侧面与所述镜筒之间存在间隙，所述间隙的宽度为10μm～50μm。
15.进一步地，所述第一镜片和所述第二镜片组成的坎合镜片组与所述镜筒通过粘接剂连接固定，所述第一结构区和/或所述第二结构区与所述镜筒粘接。
16.进一步地，所述第一结构区仅周侧面与所述镜筒粘接。
17.进一步地，所述第二结构区的周侧面与所述镜筒粘接。
18.进一步地，所述第一结构区的周侧面和/或物侧面上具有第一粗糙面，所述第一粗糙面的粗糙度ra为0.006μm～0.015μm，所述第一粗糙面的粗糙度大于所述第一光学区的粗糙度，所述第一粗糙面与所述镜筒之间设置粘接剂以将所述第一镜片与所述镜筒粘接；和/或，所述第二结构区的周侧面具有第二粗糙面，所述第二粗糙面的粗糙度ra为0.006μm～0.015μm，所述第二粗糙面的粗糙度大于所述第二光学区的粗糙度，所述第二粗糙面与所述镜筒之间设置粘接剂以将所述第二镜片与所述镜筒粘接。
19.进一步地，所述镜筒的热膨胀系数与所述玻璃镜片的热膨胀系数的比值小于等于300％。
20.进一步地，所述镜筒的材质为金属，或者所述镜筒的材质为添加矿纤或玻纤的塑料，或者所述镜筒的材质为添加碳纤维的聚碳酸酯。
21.本技术还提供一种摄像模组，包括前述光学镜头、支持件以及感光组件，所述光学镜头通过所述支持件保持在所述感光组件的进光路径上。
22.与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术第一镜片和第二镜片采用玻璃镜片，主要优势体现在对镜片折射率和镜头透光率的提升；将第一镜片和第二镜片相互坎合有利于减小二者之间的偏心，进而提高光学镜头的成像品质；；第一镜片和第二镜片的折射率提升可以降低光学镜头的光学总长(ttl)，有利于降低光学镜头及摄像模组的整体高度。
23.本技术的其他技术特征及有益效果将在具体实施例部分进行详细描述。
附图说明
24.图1为本技术的晶圆的一个实施例的示意图；
25.图2显示了wlg晶圆级玻璃镜片技术的压制模具以及设置在压制模具内的平面玻璃；
26.图3显示了压制模块将平面玻璃的第一表面和第二表面压制成预定形状；
27.图4为本技术的光学镜头的第一个实施例的示意图；
28.图5为本技术的第一镜片和第二镜片相互坎合的示意图；
29.图6为本技术的第一镜片的一个实施例的示意图；
30.图7为本技术的光学镜头的第二个实施例的示意图；
31.图8为本技术的光学镜头的第三个实施例的示意图；
32.图9为本技术的光学镜头的第四个实施例的示意图；
33.图10为本技术的摄像模组的一个实施例的示意图；
34.图中：
35.100、分体式镜头
36.1、镜筒；
37.2、镜片组；21、第一镜片；211、第一光学区；212、第一结构区；22、第二镜片；221、第二光学区；222、第二结构区；
38.3、晶圆；31、光学区；32、非光学区；
39.4、平面玻璃；41、第一表面；42、第二表面；
40.5、压制模具；51、上模具；52、下模具；
41.200、支持件；300、感光组件；301、线路板；302、感光芯片；303、支架；304、滤光元件。
具体实施方式
42.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
43.在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。
44.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
45.本技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
46.如图4所示，本技术提供一种光学镜头100，包括镜筒1以及设置在镜筒1内的镜片组2，镜片组2包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片21和第二镜片22，第一镜片21和第二镜片22为玻璃镜片，如图5所示，第一镜片21包括用于成像的第一光学区211和围绕在第一光学区211外的第一结构区212，第二镜片22包括用于成像的第二光学区221和围绕在第二光学区221外的第二结构区222，第一结构区212和第二结构区222相互坎合以使得第一镜片21和第二镜片22连接，并使得第一镜片21的第一光学区211的光轴与第二镜片22的第二光学区221的光轴之间的距离减小，提升所述第一镜片21与所述第二镜片22之间的组装精度。
47.本技术第一镜片21和第二镜片22采用玻璃镜片，主要优势体现在对镜片折射率和镜头透光率的提升；将第一镜片21和第二镜片22相互坎合有利于减小二者之间的偏心，进而提高光学镜头100的成像品质；第一镜片21和第二镜片22的折射率提升可以降低光学镜头100的光学总长(ttl)，有利于降低光学镜头100及摄像模组的整体高度。
48.第一镜片21与第二镜片22的折射率可以相同也可以不同。优选地，第一镜片21和第二镜片22的折射率不相等，使得光学镜头100的光学设计的自由度提升。
49.在一些实施例中，第一镜片21与第二镜片22的折射率大于1.6，第一镜片21与第二
镜片22的阿贝数大于56，如此镜头的光学总长可以降低20％左右，最大可以减少1～2mm的光学总长。进一步优选地，第一镜片21和/或第二镜片22的折射率大于1.8。
50.在一些实施例中，本技术所说的玻璃镜片由一晶圆3经切割制得，如图1所示，晶圆3包括呈阵列设置的多个光学区31，各光学区31相互间隔，晶圆3除光学区31外的区域为非光学区32，晶圆3适于在非光学区32进行切割以使多个光学区31分离，从而获得多个晶圆级的玻璃镜片。采用面型精度更高、成本更低的晶圆级玻璃镜片代替模造玻璃镜片，有利于降低镜头的生产成本，提高镜头的成像质量。
51.由于第一镜片21和第二镜片22均采用面型精度高的晶圆级玻璃镜片，二者坎合后光轴之间的距离小于3μm，或者说第一镜片21与第二镜片22的偏心小于3μm。进一步优选，第一镜片21与第二镜片22的偏心小于2μm。
52.晶圆3可以通过wlg晶圆级玻璃镜片技术制得，采用wlg晶圆级玻璃镜片技术制备晶圆3，能够获得高面型精度的玻璃镜片，而且这种工艺对模具的损耗较小。以下示例性地介绍一种wlg晶圆级玻璃镜片技术制造晶圆级玻璃镜片的方法，其包括以下步骤：
53.s1，提供一平面玻璃4和压制模具5，平面玻璃4具有第一表面41和第二表面42，压制模具5包括上模具51和下模具52，如图2所示；
54.s2，利用压制模具5将平面玻璃4的第一表面41和第二表面42压制成预定形状，如图3所示，得到具有多个光学区31的晶圆3；
55.s3，切割晶圆3，得到多个晶圆级玻璃镜片。
56.采用wlg晶圆级玻璃镜片技术制造的晶圆级玻璃镜片面型精度高，而且由于其可以批量生产玻璃镜片，镜片的生产效率也更高，而且这种工艺对压制模具5的损耗较小。
57.步骤s2与步骤s3之间还可以包括镀膜步骤：在第一表面41和/或第二表面42镀膜，膜层可以是增透膜、滤光膜、保护膜等膜层中的一种或多种。由于wlg晶圆级玻璃镜片技术的特点，晶圆级玻璃镜片的镀膜工艺可以得到简化，能够直接在晶圆3上批量实现。换句话说，晶圆级玻璃镜片上可以具有增透膜、滤光膜、保护膜等膜层中的一种或多种。
58.步骤s2与步骤s3之间还可以包括镀黑步骤：在晶圆3除光学区31之外的非光学区32上镀黑，以赋予晶圆级玻璃镜片减少杂光的功能。同样，由于wlg晶圆级玻璃镜片技术的特点，晶圆级玻璃镜片的镀黑工艺也可以得到简化，能够直接在晶圆3上批量实现。换句话说，晶圆级玻璃镜片的非光学区(或结构区)上具有镀黑层。
59.步骤s3中切割晶圆3的方法可以是但不限于锯切、激光切割、激光磨削、水冲切割、铣切、微机械加工、微切片、冲孔切割等。晶圆3切割后获得的晶圆级玻璃镜片的形状可以是方形或圆形，本技术对此不作限定，优选地，晶圆3切割后获得的晶圆级玻璃镜片的形状为圆形，以适应现有的镜筒结构。
60.可以在分别切割相应的晶圆3获得第一镜片21和第二镜片22后，再对第一镜片21和第二镜片22进行坎合。也可以在两片晶圆3还未切割时，先将相应的两片晶圆3坎合，然后再进行切割，得到相互坎合的第一镜片21和第二镜片22，例如，在本技术前述的wlg晶圆级玻璃镜片技术制造晶圆级玻璃镜片的方法示例中，步骤s2与步骤s3之间可以包括步骤：获取两片晶圆3，两片晶圆3的光学区31的形状可以相同也可以不同，两片晶圆3的非光学区32的形状适于相互坎合；叠设两片晶圆3，使两片晶圆3的非光学区32相互坎合。两片晶圆3坎合后再进行切割步骤，得到多个相互坎合的第一镜片21和第二镜片22。进一步地，可以在叠
设两片晶圆3之前，在两片晶圆3的非光学区32之间设置粘接层，通过粘接层进一步固定两片晶圆3。
61.在一些实施例中，第一镜片21的第一结构区212和第二镜片22的第二结构区222之间设置粘接剂，从而将第一镜片21与第二镜片22粘接。
62.在一些实施例中，如图6所示，第一镜片21的光轴(图6中的实线)与其第一结构区212的中轴(图6中的虚线)不重合，和/或，第二镜片22的光轴与其第二结构区222的中轴不重合。这主要是由于晶圆级玻璃镜片是通过切割晶圆3获得，其外形精度受切割精度影响，从而镜片光学区的中心与镜片结构区的中心的同心度差。
63.在常规的镜头组装中，镜片的光轴与其结构区的中轴能够很好地重合，因为通过镜片结构区的边缘形状就可以完成镜片的定位。但是本技术中，由于第一镜片21和/或第二镜片22的光轴与其结构区的中轴不重合，而且不同批次的第一镜片21或者不同批次的第二镜片22的边缘形状可能不同，因此很难通过镜片的边缘形状定位镜片。
64.为了使镜筒1能够适配大部分的第一镜片21和第二镜片22，本技术适当地扩大了镜筒1安装第一镜片21和第二镜片22的部位的内径，这使得第一镜片21和/或第二镜片22的周侧与镜筒1之间存在间隙。在一些优选实施例中，第一镜片21和/或第二镜片22的周侧面与镜筒1之间间隙的宽度为10μm～50μm。第一镜片21和/或第二镜片22的周侧面与镜筒1之间的间隙内可以填充有粘接剂。值得一提的是，镜片的周侧面是指连接镜片结构区的物侧面和像侧面、且围绕镜片呈环状的面。
65.在一些实施例中，第一镜片21和第二镜片22组成的坎合镜片组与镜筒1通过粘接剂连接固定，以确保第一镜片21和第二镜片22与镜筒1的位置被精确固定，从而可以提升坎合镜片组与镜筒1内其他镜片之间的光轴对齐度。
66.在一些实施例中，通过将第一镜片21的第一结构区212与镜筒1粘接，以实现坎合镜片组与镜筒1的连接。在如图7所示的实施例中，第一结构区212的周侧面和物侧面均与镜筒1粘接。在如图8所示的实施例中，第一结构区212仅周侧面与镜筒1粘接。考虑到在第一结构区212的物侧面与镜筒1之间设置胶水可能会导致第一镜片21在镜筒1中倾斜，因此优选在第一结构区212的物侧面与镜筒1之间不设置胶水。
67.在另一些实施例中，通过将第二镜片22的第二结构区222与镜筒1粘接，以实现坎合镜片组与镜筒1的连接。具体地，第二结构区222的周侧面与镜筒1粘接，如图9所示。
68.值得一提的是，将玻璃材质的镜片与塑料材质的镜筒粘接，可能存在以下问题：由于玻璃材质与塑料材质的热膨胀系数(cte)差别较大，即使采用cte相对较小的材质作为镜筒材料，其cte相较于玻璃镜片依然较大，这导致玻璃镜片容易在高温中或者温度变化时脱落。
69.为解决玻璃镜片容易在高温中或者温度变化时容易脱落的问题，可通过增加玻璃镜片的粗糙度以提升镜片与镜筒1之间的粘接力。在一些实施例中，第一结构区212的周侧面和/或物侧面上具有第一粗糙面，第一粗糙面的粗糙度ra为0.006μm～0.015μm，且第一粗糙面的粗糙度大于第一光学区211的粗糙度，通过在第一粗糙面上设置胶水使第一镜片21与镜筒1粘接。在另一些实施例中，第二结构区222的周侧面上具有第二粗糙面，第二粗糙面的粗糙度ra为0.006μm～0.015μm，且第二粗糙面的粗糙度大于第二光学区221的粗糙度，通过在第二粗糙面上设置胶水使第二镜片22与镜筒1粘接。
70.另外，将玻璃材质的镜片与塑料材质的镜筒粘接，还可能存在以下问题：由于玻璃材质与塑料材质的热膨胀系数(cte)差别较大，在高温高压环境下，玻璃镜片的形变量远小于塑料镜筒的形变量，这会造成玻璃镜片与塑料镜筒的相对位置发生偏移，甚至玻璃镜片在抵抗温度变化的过程中会出现碎裂。
71.为了降低玻璃镜片发生位移或碎裂的可能，镜筒1选择与玻璃镜片的热膨胀系数相近的材料。在一些实施例中，镜筒1的热膨胀系数与玻璃镜片的热膨胀系数的比值小于等于300％，镜筒1的材质可以是金属材料，或者镜筒1的材质为添加矿纤或玻纤的塑料。
72.在一个实施例中，镜筒1的材质为添加碳纤维的聚碳酸酯，其中碳纤维的质量分数为30％，该材料的热膨胀系数为38～42，基本接近玻璃的热膨胀系数，此外，该材料具有良好的脱模性能以及阻燃性能，密度为1.3～1.5g/cm3，收缩率为0.25～0.45％，弯曲强度为80～100mpa，弯曲模量为4800～5200mpa，热变形温度为120～140℃，其具有高折曲性和优良的碰撞性能。
73.在一些实施例中，镜片组2在第二镜片22的像侧还设置有至少一个镜片，这些镜片可以是玻璃镜片也可以不是，当这些镜片是玻璃镜片时，特别是采用wlg晶圆级玻璃镜片技术制作的玻璃镜片时，该镜片适于通过结构区与第二镜片22的第二结构区222坎合，减小镜片之间的偏心。
74.在一些实施例中，第一镜片21为镜片组2中物侧的第一个镜片。
75.在一些实施例中，第一镜片21的第一结构区212和/或第二镜片22的第二结构区222上具有镀黑层，有利于减少杂光。
76.本技术还提供一种摄像模组，如图10所示，其包括前述的光学镜头100、支持件200以及感光组件300，光学镜头100通过支持件200保持在感光组件300的进光路径上。支持件200可以是仅用于支撑光学镜头100的镜座，也可以是能够驱动光学镜头100进行自动对焦、变焦或者防抖的马达。感光组件300包括线路板组件以及滤光组件，线路板组件包括线路板301及电连接于线路板301上的感光芯片302和电容、电阻等电子元件。滤光组件包括支架303及固定于支架303上的滤光元件304，滤光元件304通过支架303被保持在感光芯片302的进光路径上，支架303固定于线路板301上，感光组件300通过支架303与支持件200相固定。
77.以上描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内。本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。