CN101162288A - 相机模块的透镜筒组件以及用于装配该模块的激光设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相机模块的透镜筒组件以及一种用于装配该透镜筒组件的激光设备。所述相机模块的透镜筒组件包括：至少一个透镜；筒，设置有具有预定尺寸的透镜暴露孔，该透镜暴露孔穿透筒的封闭的上表面的中心部分形成，其中，所述透镜从筒的下开口向着透镜暴露孔插入；止动突起，该止动突起通过将激光束照射在筒的敞开的内表面上而在透镜的外周和筒的所述敞开的内表面之间的边界区域上熔合固定被熔化的材料形成。

Description

相机模块的透镜筒组件以及用于装配该模块的激光设备

技术领域

本发明涉及一种相机模块的透镜筒组件以及一种用于装配该透镜筒组件的激光设备，更具体地讲，涉及这样一种相机模块的透镜筒组件，所述相机模块的透镜筒组件通过方便快速地执行将透镜与筒永久地装配在一起的工艺，而不需要压环工艺(pressing-ring process)、粘结涂覆工艺(bonding coatingprocess)或粘结固化工艺(bonding curing process)，从而能够提高可加工性和生产率，并通过减少部件的数量来降低生产成本，以及一种用于装配该透镜筒组件的激光设备。

背景技术

通常，在当前的便携式通信终端，如移动电话、PDA(个人数字助理)和便携式PC(个人计算机)中，文本、语音和图像数据的传输被广泛地使用。

在这种情况下，用于传输图像数据或进行视频聊天(image chatting)的相机模块作为基本模块被设置在当前的便携式通信终端上。

图1是示出普通的相机模块1的分解透视图。相机模块1包括透镜筒组件10，透镜L被布置在该透镜筒组件10中。透镜筒组件10包括：筒10a，其外表面上设置有公螺纹11；压环(pressing ring)10b，与筒10a的下端结合以固定透镜L。入射孔13，即，透镜暴露孔，形成在筒10a的封闭的上表面的中心区域并穿透所述上表面。

透镜筒组件10与具有内圆柱空间的壳体20结合。内圆柱空间的内表面设置有与筒10a的公螺纹11相接合的母螺纹21。用于过滤透射过透镜L的光的IR滤光件25被布置在内圆柱空间的底部。

板40被布置在壳体20之下，具有用于利用透射过透镜L的光对物体成像的成像区的图像传感器30被安装在板40上。壳体20的下端被安装在板40的一个端部上，电连接到显示装置(未显示)的连接器45被设置到板40的另一个端部上。

在图像传感器30被倒装芯片键合(flip-chip bonding)的情况下，在板40的所述一个端部上形成开口，用于使成像区暴露的窗口42。

在相机模块1的透镜筒组件10中装配一个透镜或装配多个透镜的工艺如下。如图2A和图2B以及图3A和图3B所示，筒10a的下端向上，沿着从筒10a的下部分到筒10a的上部分的箭头方向A将多个透镜依次插入并叠放。此时，布置隔离件(一个或多个)15以保持透镜L之间的间隔。

接着，将压环10b压到筒10a的敞开的下端并与该下端结合以固定叠放在筒10a中的透镜L，从而得到透镜被临时装配在其中的临时装配的透镜筒组件10。

如图3A所示，透镜筒组件10被安装在紧固夹具(bindingjig)(未显示)上，在透镜筒组件10中，压环10b临时固定在筒10a中叠放的透镜L。接着，在透镜筒组件在沿着箭头方向C旋转的同时，通过使用分配器3在筒10a的内表面和压环10b的外表面之间的边界区域均匀地涂覆UV粘结材料9。接着，执行UV固化工艺。

如图3B所示，在UV固化工艺中，被涂覆在透镜筒组件10中的UV粘结材料9被从与UV粘结材料9对应地布置的UV灯6照射的UV光束固化，从而得到永久装配的透镜筒组件10，在该透镜筒组件10中，压环10b被永久地固定到筒10a上。

在将压环10b永久地固定到其中叠放有透镜L的筒10a上的传统工艺中，压环10b被强制地压迫并插入到筒10a的下端内表面中。因此，装配任务非常复杂，并需要特别长的时间来执行此装配任务。此外，会出现各种装配缺陷。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种相机模块的透镜筒组件以及一种用于装配该透镜筒组件的激光设备，所述相机模块的透镜筒组件通过方便快速地执行将透镜与筒永久地装配在一起的工艺，而不需要压迫压环工艺、粘结涂覆工艺或粘结固化工艺，从而能够提高可加工性和生产率，并通过减少部件的数量来降低生产成本。

根据本发明的一方面，提供一种相机模块的透镜筒组件，该透镜筒组件包括：至少一个透镜；筒，设置有具有预定尺寸的透镜暴露孔，该透镜暴露孔穿透筒的封闭的上表面的中心部分形成，其中，所述透镜从筒的下开口向着透镜暴露孔插入；止动突起，通过将激光束照射在筒的敞开的内表面上而在透镜的外周和筒的所述敞开的内表面之间的边界区域上熔合固定被熔化的材料而形成。所述筒可被形成为其外表面上未设置有螺纹的无螺纹的中空的圆筒形构件。

所述筒可被形成为其外表面上设置有公螺纹的中空的圆筒形构件。

所述筒还可包括被设置在相邻的透镜之间以保持间隔的隔离件。

至少两个止动突起可沿着圆周方向形成在所述透镜的外周和筒的所述内表面之间的边界区域中。

根据本发明的另一方面，提供一种用于装配透镜筒组件的激光设备，其中，透镜筒组件包括筒，至少一个透镜被插入筒中，使得所述透镜的外周和筒的内表面之间的边界区域被暴露，其中，所述激光设备包括：安装夹具，透镜筒组件被安装在该安装夹具上；激光发生器，产生具有特定频率范围的激光束，并通过光导纤维缆线被连接到激光输出端，该激光输出端被布置为面对透镜筒组件的所述边界区域并向该边界区域照射激光束；角度调节单元，使激光输出端向所述边界区域旋转；距离调节单元，使角度调节单元在安装夹具上向前和向后移动，以调节角度调节单元和透镜筒组件之间的距离。

所述安装夹具可形成在被设置在底表面上的基座的上表面上，安装夹具可设置有具有预定深度的安装开口，透镜筒组件被安装在该安装开口中。

所述激光输出端可照射由固态激光器、气态激光器和液态激光器中的任一种激光器发射的激光。

所述角度调节单元可包括：移动构件，与安装夹具装配以被沿着向前和向后的方向移动；固定构件，通过铰链与移动构件装配以固定激光输出端。

所述距离调节单元可包括：固定螺纹构件，被固定在安装夹具上；螺纹构件，与形成在固定螺纹构件上的母螺纹螺纹结合，并且螺纹构件的末端与角度调节单元接触。

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、特点及其它优点将会更加容易理解，其中：

图1是示出普通的相机模块的分解透视图；

图2A和图2B示出了传统技术的透镜筒组件被临时装配的状态，图2A是示出透镜被叠放在筒中的状态的视图，图2B示出了压环被压迫并被插入筒内的状态的视图；

图3A和图3B示出了传统技术的透镜筒组件被永久地装配的状态，图3A是示出UV粘结材料被涂覆在筒和压环之间的状态的视图，图3B是示出被涂覆的UV粘结材料被固化的状态的视图；

图4是示出根据本发明的相机模块的透镜筒组件的构造的视图；

图5是示出使用激光设备熔合固定相机模块的透镜筒组件的工艺的视图；

图6是示出根据本发明的用于装配透镜筒组件的激光设备的角度调节单元和距离调节单元的详细视图；

图7示出了筒和压环的重叠区域随温度的熔合固定状态；

图8A和图8B分别是示出透镜筒组件中的不同类型的材料之间的粘结构造和相同类型的材料之间的粘结构造的示意性示图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细说明本发明的示例性实施例。

图4是示出根据本发明的相机模块的透镜筒组件的构造的视图。图5是示出使用激光设备熔合固定(fuse-securing)相机模块的透镜筒组件的工艺的视图。

如图4和图5所示，根据本发明的透镜筒组件100包括筒110和止动突起120。

筒110是中空的圆筒形的透镜容纳构件，在筒110中，至少一个透镜L被沿着从筒110的下部到筒110的上部的方向插入，从而被叠放。筒110由树脂制成。

具有预定尺寸的透镜暴露孔穿透筒110的封闭的上表面的中心部分形成。透镜暴露孔将叠放在筒110中的多个透镜L中的最上面的一个透镜暴露。

根据将筒110和壳体20结合的结合方式，在筒110的主体的外表面上可形成公螺纹，或者筒110的主体的外表面可按照无螺纹的形状形成。即，在筒110与壳体20以螺纹结合的方式结合的情况下，筒110的主体的外表面的公螺纹与壳体20的母螺纹接合。在筒110与壳体20以非螺纹结合的方式结合的情况下，筒110的主体的外表面按照无螺纹的形状形成。

筒110可设置有可变光圈(未显示)以及多个透镜L。可变光圈被布置在叠放的透镜L和邻近的透镜之间。

优选地，隔离件115被另外布置在透镜L之间，以在透镜L之间保持预定的间隔。

透镜可以由过滤红外光的IR滤光件替换。IR滤光件可被布置在筒110的中间层或最低层，IR滤光件对应于与上述透镜L不同的透镜。

止动突起120形成为从布置在筒110中的最低层的透镜的外周和筒110的内表面的边界区域向内突出，从而透镜可被永久地固定到筒110。

通过利用激光束的照射来熔化筒110的内表面的一部分以形成熔化的材料，并将该熔化的材料熔合固定在筒110的所述内表面和透镜L的外周之间的边界区域上形成止动突起120，其中，筒110的内表面的所述一部分对应于正好被布置在透镜L的外周之上的部分。

在该实施例中，止动突起120沿着圆周方向在筒110的内表面和透镜L的外周之间的边界区域上连续且均匀地形成。然而，在这种情况下，执行装配工艺需要花费较长时间。另一种方案是，沿着圆周方向形成具有预定间隔的至少两个止动突起。在这种情况下，止动突起最好被设置为相对于光学轴左/右对称。

如图5所示，其上形成有透镜暴露孔113的筒110的封闭的上端朝下，多个透镜L被插入筒110的敞开的下端内，从而得到临时装配的透镜筒组件100。用由激光设备200产生的激光束作为热源照射临时装配的透镜筒组件100，从而得到永久装配的透镜筒组件100。

激光设备200包括安装夹具210、激光发生器230、角度调节单元240和距离调节单元250。

安装夹具210设置有具有预定深度的安装开口212，从而透镜筒组件100可被竖直地布置到安装夹具210的上表面的中部区域内。此外，其上形成有透镜暴露孔113的筒110的封闭的上表面与安装开口212接触。优选地，安装夹具210被布置在基座220的上表面上，而基座220被稳定地布置在底表面上。

激光发生器230被连接到激光输出端231上，该激光输出端231面对被安装在安装夹具210上的透镜筒组件100的透镜的外周和筒110的内表面之间的边界区域。激光输出端231通过光导纤维缆线连接。

当为激光发生器230供电时，筒110的内表面被由激光发生器230产生并通过光导纤维缆线235传到激光输出端231的具有特定频率范围的激光束强烈地照射。因此，由树脂制成的筒的内表面的一部分被熔化，并且熔化的材料被熔合固定在筒110的内表面和透镜L的外周之间的边界区域上，从而形成用于永久地固定和阻挡被布置在筒110中的透镜L的止动突起120。

激光发生器230包括用于产生具有预定频率范围的激光束的激光产生单元、电源以及用于使激光束稳定在适合的频率范围的镇流器(ballast)。

角度调节单元240通过使激光输出端231的末端(激光输出端231的末端照射由激光发生器230产生的激光束)向着筒110的内表面和透镜L的外周之间的边界区域旋转来调节激光束的照射角度。

如图6所示，角度调节单元240包括移动构件241，该移动构件241与形成在安装夹具210的上表面上的导向槽215装配以使角度调节单元240沿着向前和向后的方向移动。移动构件241的上端通过铰链243连接到固定构件245。激光输出端231被设置到固定构件245的上端，铰链243与固定构件245的下端可旋转地装配。

因此，固定构件245绕着铰链243(作为旋转轴)向安装在安装夹具210上的透镜筒组件100旋转适合的角度，从而可调节激光束的照射角度。

距离调节单元250使角度调节单元240在安装夹具210上向前或向后地移动，从而可调节角度调节单元240和透镜筒组件100的水平距离。

如图6所示，距离调节单元250设置有被竖直地固定在安装夹具210上的具有母螺纹253的固定螺纹构件251以及与母螺纹253接合的具有预定长度的螺纹构件255。螺纹构件255的一端与角度调节单元240的移动构件241接触。

通过旋动螺纹构件255，角度调节单元240沿着导向槽215向前移动到透镜筒组件100。

现在，将描述通过使用激光设备200永久地装配被临时装配的透镜筒组件100的工艺，在透镜筒组件100中，透镜L被插入到筒110中。首先，如图5所示，被临时装配的透镜筒组件100被竖直地安装在安装夹具210的安装开口212上。露出筒110的内表面和透镜L的外周之间的边界区域。装载在角度调节单元240上的激光输出端231被布置为在高于筒110的高度以预定的分离距离面对所述边界区域。

通过使用角度调节单元240来调节从激光输出端231照射的激光束的照射角度，通过使用距离调节单元250来适当地调节角度调节单元240和透镜筒组件100之间的距离。

接着，激光发生器230被供电，以产生具有特定频率范围的激光束。激光束通过光导纤维缆线235被传到与光导纤维缆线235的端部结合的激光输出端231，从而从激光输出端231发出激光束。

因此，如图5所示，从激光输出端231照射的激光束的照射会聚在筒110的内表面的特定部分上，从而由树脂制成的筒110的特定部分被作为热源的激光束熔化。熔化的材料在其重力的作用下流下，从而熔化的材料被熔合固定在筒110的内表面和透镜L的外周之间的边界区域上。因此形成用于防止透镜分离的止动突起120。

即，面对激光输出端231的透镜筒组件100的内表面的特定部分被从激光输出端231照射的激光束R熔合固定。只有局部的粘结部分，即，用激光束R照射的特定部分，被加热到构成筒110的耐热萃淋树脂(heat-resistantextracting resin)的熔化温度150℃或以上，优选地，所述特定区域被保持在150℃至300℃的加热温度范围内，从而粘结部分被熔合和固定。温度的增加集中在粘结部分，即，被激光束照射的特定部分。因此，在除熔合固定部分以外的区域不会出现变形。

照射激光束R的激光输出端231的直径为0.5mm至3mm。激光输出端231被设置在包括一束光纤的光导纤维缆线235的所述端部。

从激光输出端231照射的激光束R的频率被设为在特定的频率范围内，从而只有从由耐热树脂注塑成型(extract and mold)的筒110的特定部分可被熔合固定。根据设定的频率范围，可选择固体激光器、气体激光器和液体激光器中的任意一种。

图8A和图8B是分别示出在透镜筒组件中的不同类型的材料之间的粘结构造和同一类型的材料之间的粘结构造的示意图。

透明构件使从激光输出端231照射的激光束R透射通过，而非透明构件的被照射的部分被激光束R熔化。因此，如图8A所示，在不同类型的材料的情况下，即，在透明构件和非透明构件通过激光束R的照射而粘结的情况下，只有非透明构件被透射过透明构件的激光束R熔化。

另一方面，如图8B所示，在同一类型的材料的情况下，即，在非透明构件通过激光束R的照射被粘结的情况下，两个非透明构件都被激光束R熔化，从而从第一非透明构件的被照射的表面向下到第二非透明构件的一部分形成熔化。因此，同一类型的材料可被更加牢固地熔合固定。

优选地，激光束R的频率被在合适的范围内调节，从而只有被照射的部分可被熔化以粘结同类型的构件或不同类型的构件。

接着，在通过使用激光设备200执行激光熔合固定工艺而装配的透镜筒组件100的筒110的主体的外表面上不设置公螺纹的情况下，透镜筒组件100沿着光学轴方向被插入壳体20内并与壳体20的内表面以非螺纹结合的方式结合。另一方面，在透镜筒组件100的筒110的主体的外表面上设置有公螺纹的情况下，透镜筒组件100以螺纹结合的方式与壳体的内表面结合。

最后，其上以倒装芯片键合的方式或引线键合(wire bonding)的方式安装有图像传感器30的板40被设置在壳体20的下端，从而制造相机模块1，其中，透镜筒组件以非螺纹或螺纹结合的方式结合在壳体20中。

根据本发明，通过利用从激光输出端发射的作为热源的激光束的照射仅熔化筒的内表面的特定部分而在筒的内表面和透镜的外周之间的边界区域上形成止动突起，将透镜永久地与筒装配，在筒中布置至少一个透镜。因此，与传统的透镜筒组件不同，将透镜与筒永久地装配的工艺方便快速地进行，而不需要强制地压迫压环工艺、粘结涂覆工艺或粘结固化工艺，因此能够有效地提高可加工性和生产率。

此外，可减少构成透镜筒组件的部件的数量，从而能够降低生产成本。

虽然已经结合示例性实施例显示和描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，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，可进行修改和更改是显而易见的。

本申请要求于2006年10月12日提交到韩国知识产权局的第2006-98594号韩国专利申请的优先权，通过引用将该申请的公开内容包含于此。

Claims (10)

1.一种相机模块的透镜筒组件，包括：

至少一个透镜；

筒，设置有具有预定尺寸的透镜暴露孔，该透镜暴露孔穿透筒的封闭的上表面的中心部分形成，其中，所述透镜从筒的下开口向着透镜暴露孔插入；

止动突起，通过将激光束照射在筒的敞开的内表面上而在透镜的外周和筒的所述敞开的内表面之间的边界区域上熔合固定被熔化的材料而形成。

2.如权利要求1所述的透镜筒组件，其中，筒被形成为其外表面上未设置有螺纹的无螺纹的中空的圆筒形构件。

3.如权利要求1所述的透镜筒组件，其中，筒被形成为其外表面上设置有公螺纹的中空的圆筒形构件。

4.如权利要求1所述的透镜筒组件，其中，筒还包括被设置在相邻的透镜之间以保持间隔的隔离件。

5.如权利要求1所述的透镜筒组件，其中，沿着圆周方向在所述透镜的外周和筒的所述内表面之间的边界区域中形成至少两个止动突起。

6.一种用于装配透镜筒组件的激光设备，其中，透镜筒组件包括筒，至少一个透镜被插入筒中，使得所述透镜的外周和筒的内表面之间的边界区域被暴露，

其中，所述激光设备包括：

安装夹具，透镜筒组件被安装在该安装夹具上；

激光发生器，产生具有特定频率范围的激光束，并通过光导纤维缆线被连接到激光输出端，该激光输出端被布置为面对透镜筒组件的所述边界区域并向该边界区域照射激光束；

角度调节单元，使激光输出端向所述边界区域旋转；

距离调节单元，使角度调节单元在安装夹具上向前和向后移动，以调节角度调节单元和透镜筒组件之间的距离。

7.如权利要求6所述的激光设备，

其中，安装夹具形成在基座的上表面上，而基座被设置在底表面上，

其中，安装夹具设置有具有预定深度的安装开口，透镜筒组件被安装在该安装开口中。

8.如权利要求6所述的激光设备，其中，所述激光输出端照射由固态激光器、气态激光器和液态激光器中的任一种激光器发射的激光。

9.如权利要求6所述的激光设备，其中，角度调节单元包括：

移动构件，与安装夹具装配以沿着向前和向后的方向移动；

固定构件，通过铰链与移动构件装配以固定激光输出端。

10.如权利要求6所述的激光设备，其中，距离调节单元包括：

固定螺纹构件，被固定在安装夹具上；

螺纹构件，与形成在固定螺纹构件上的母螺纹螺纹结合，并且螺纹构件的末端与角度调节单元接触。

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