CN101561540B - 镜头模组及镜头模组组装的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镜头模组，其包括镜筒及组装于镜筒内的第一镜片及第二镜片，该第一镜片具有第一凸台，该第二镜片具有与第一凸台配合互卡的第二凸台。该第一凸台的内直径与第二凸台的外直径的差等于或大于第一镜片与第二镜片的光轴偏移矢量和的绝对值的两倍。该第二镜片的外直径小于镜筒的内直径。所述镜筒的内直径与第二镜片的外直径的差等于或大于第一镜片与第二镜片的光轴偏移矢量和的绝对值的两倍。本发明还进一步提供组装镜头模组的方法。该组装镜头模组的方法提高组装量率，从而保证镜头模组的成像质量。

Description

镜头模组及镜头模组组装的方法

技术领域

本发明涉及镜头模组技术领域，特别涉及一种镜头模组及组装镜头模组的方法。

背景技术

镜头模组是将镜片、垫片、间隔环、红外截止滤光片等镜头模组元件组装入镜筒内，使镜筒内的镜片、垫片、间隔环、红外截止滤光片等元件同轴设置于镜筒，从而实现成像。由于射出成型方法可直接成型塑料产品，成型周期短，精度高等优点，通常采用射出成型方法进行批量生产体积小且高品质的镜片、镜筒、垫片、间隔环等塑料产品，以满足镜头模组在轻、薄且小型化电子产品中的应用要求。参见Yao-Be Wang等人在文献Proceedings of the 2005 IEEEInternational Conference on Mechatronics July 10-12，2005，Taipei，Taiwan  中的Design and Fabrication of an All-Electric TiebarlessInjection Molding Machine一文。

目前，射出成型镜片采用模具进行生产，由于模具错位、塑料经冷却后会发生收缩或其他原因，均有可能造成光学元件(如镜片)的实际光轴与设计光轴不重合，即生产出镜片的实际光轴与设计镜片时的设计光轴的位置存在偏移量。然而，组装镜头模组通常根据待组装光学元件的设计光轴进行对位，并依次组装入镜筒内完成镜头模组的组装。该组装方法的镜头模组中的光学元件的实际光轴没有重合，即光轴偏移，降低了组装良率。而且光学元件的实际光轴不重合使成像质量变差，从而降低该镜头模组的成像质量。

发明内容

因此，有必要提供一种镜头模组及组装镜头模组的方法，解决光学元件实际光轴未重合的问题，提高组装良率以及成像质量。

以下将以实施例说明一种镜头模组及组装镜头模组的方法。

所述镜头模组包括其包括镜筒及组装于镜筒内的第一镜片及第二镜片，该第一镜片具有第一凸台，该第二镜片具有与第一凸台配合互卡的第二凸台。该第一凸台的内直径与第二凸台的外直径的差大于或等于第一镜片与第二镜片的光轴偏移矢量和的绝对值的两倍。该第二镜片的外直径小于镜筒的内直径。所述镜筒的内直径与第二镜片的外直径的差等于或大于第一镜片与第二镜片的光轴偏移矢量和的绝对值的两倍。

所述组装镜头模组的方法，其包括以下步骤：首先将具有第一凸台的第一镜片及具有第二凸台的第二镜片组装入镜筒内，使第一镜片的第一凸台与第二镜片的第二凸台配合互卡。该第一凸台的内直径与第二凸台的外直径之差大于或等于两倍的光轴偏移矢量和的绝对值，从而使所述第一凸台与第二凸台之间形成调心间隙。所述镜筒的内直径与第二镜片的外直径之差等于或大于两倍的光轴偏移矢量和的绝对值。然后移动镜筒内的第二镜片，使第二凸台相对于第一凸台移动第二镜片与第一镜片的光轴偏移矢量和，使第一镜片与第二镜片的实际光轴重合。

与现有技术相比，该镜头模组中第一凸台的内直径大于第二凸台的外直径，使组装第一镜片与第二镜片时根据第一镜片与第二镜片间的光轴偏移矢量和，在镜筒内相对于第一镜片移动第二镜片，使第一镜片与第二镜片的实际光轴重合，消除光轴偏移现象。采用该组装镜头模组的方法，由于调心间隙的存在，在第二镜头模组装入镜筒内，还可通过移动第二镜片，调整第一镜片与第二镜片的相对位置，使第一镜片与第二镜片的实际光轴重合，以提高组装量率，从而保证镜头模组的成像质量。

附图说明

图1是本技术方案实施例提供的组装镜头模组的示意图。

图2是本技术方案实施例提供的组装完成的镜头模组的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本技术方案实施例提供的镜头模组及组装镜头模组的方法作进一步详细说明。

考虑到不同设计的镜头模组，组装元件可为垫片、遮光片、间隔环、红外截止滤光片或其他元件，且元件数量不限。该组装元件可直接组装入镜筒内，也可部分组装于镜筒内，部分组装入镜座内，最终镜筒与镜座组装后，得到镜头模组。为更清楚说明镜头模组的结构及组装镜头模组的方法，以下将以镜筒及组装入镜筒内的两个镜片及一个遮光片为例说明本技术方案的镜头模组的结构及组装镜头模组的方法。

请参阅图1至图2，本技术方案实施例提供的组装镜头模组的方法包括以下步骤。

第一步，提供镜头模组的待组装元件。

镜头模组的待组装元件包括镜筒130及组装入镜筒130内的第一镜片110、第二镜片120及遮光片140。

该镜筒130用于收容第一镜片110、遮光片140及第二镜片120，且设置有入光孔131。本实施例中，镜筒130为一体成型的筒状结构。当然，该镜筒130也可由多个筒状结构组合固定而成，只要根据需要将各组装元件组装入不同的筒状结构中即可。

该第一镜片110包括位于第一镜片110中心的第一光学部111及包围该第一光学部111并与第一光学部111相接的第一固定部112。该第一光学部111为有效光学成像区域，用于使光束通过成像。所述光学部111表面可以是球面或非球面。该第一固定部112用于固定第一镜片110，其设置有第一凸台113，以使第一镜片110可以通过互卡配合方式固定。

该第一凸台113可设置于第一固定部112的相对两表面中的任意一个表面，也可同时设置于第一固定部112的相对两表面。本实施例中，第一凸台113为设置于第一固定部112的一个表面的环形凸台，并位于第一固定部112的外侧且远离第一光学部111。该第一凸台113具有第一外侧面1131及与第一外侧面1131相对设置的第一内侧面1132。

该第二镜片120具有第一镜片110相对应的结构，用于与第一镜片110互卡配合组装镜头模组。该第二镜片120结构与第一镜片110的结构基本相同，其包括第二光学部121及与第二光学部121相接的第二固定部122。该第二固定部122设置有与第一镜片110的第一凸台113相对应的第二凸台123，用于与第一凸台113互卡固定。由于本实施例中第一镜片110的环形第一凸台113位于第一固定部112的外侧且远离第一光学部111，为与第一镜片110互卡配合，该第二镜片120的第二凸台123为与第二光学部121相接的环形凸台。该第二凸台123具有相对设置的第二内侧面1231与第二外侧面1232。

该遮光片140为开设有透光孔141的环状结构。该透光孔141分别与第一镜片110的第一光学部111及与第二镜片120的第二光学部121相对应，以供光束透过。该遮光片140固定于第一镜片110与第二镜片120之间，以防止第一镜片110与第二镜片120互卡固定时，由于相互磨擦而损坏。由于遮光片140用于与其他光学原件配合，以供成像光束通过，故遮光片140的结构可根据与遮光片140配合的光学元件结构采用不同设计，不限于本实施例。

第二步，组装镜头模组的待组装元件。

将第一镜片110、遮光片140及第二镜片120依次组装入镜筒130内。

组装前分别测量出第一镜片110与第二镜片120的光轴偏移矢量，即实际光轴相对于设计光轴的偏移量及发生该偏移量的方向。具体地，由于成型镜片过程中，熔融态的塑料自模具的流道流入模穴经固化后形成镜片。成型后每个镜片均存在浇口，即流道与模穴的接口处，即使将单个镜片剪下，也会在镜片的浇口处留有痕迹。因此，只要以浇口为参照物即可测量出实际光轴相对于设计光轴的偏移量，并确定出光轴的偏移方向。

如图1所示，第一镜片110的浇口位于第一镜片110的径向截面与第一镜片110外壁的交线，即第一相交线AA’。第二镜片120的浇口位于第二镜片120的径向截面与第二镜片120外壁的交线，第二相交线BB’。为方便调整第二镜片120相对于第一镜片110的位置，本实施例中，第一相交线AA’与第二相交线BB’位于镜头模组10的同一径向截面上的相同一侧，且相互平行。第一镜片110的实际光轴相对设计光轴向靠近第一相交线AA’的方向偏移，即第一镜片110的实际光轴相对设计光轴向左偏移，且偏移量为m。第二镜片120的实际光轴相对设计光轴向远离第二相交线BB’的方向偏移，即第二镜片120的实际光轴相对设计光轴向右偏移，且偏移量为n。其中，m及n均为光轴偏移的距离，即正数。当然，第一镜片110与第二镜片120的实际光轴相对设计光轴的偏移方向以及偏移量以实际测量结果而定，不限于本实施例。

首先，第一镜片110的第一固定部112未设凸台的表面朝向镜筒130的入光孔131，将第一镜片110组装入镜筒130内具有入光孔131一端，并固定于镜筒130内，使第一镜片110位于镜筒130的物侧。再将遮光片140放置于第一镜片110的第一固定部112，使遮光片140与第一固定部112除第一凸台113以外的区域相接触，透光孔141与第一光学部111相对应。

然后，将第二镜片120组装入镜筒113内，使第二凸台123与第一凸台113互卡。互卡的第一凸台113与第二凸台123之间形成大于或等于光轴偏移矢量和的绝对值的调心间隙150，即相对设置的第二外侧面1232与第一内侧面1132之间形成调心间隙150，用于进一步调整第二镜片120相对于第一镜片110的位置，使第二镜片120与第一镜片110的实际光轴相重合。该光轴偏移矢量和为第二镜片120实际光轴相对于第一镜片110实际光轴的偏移量。

组装入镜筒130的第二镜片120与第一镜片110均以设计光轴作为对位参照物，即第二镜片120与第一镜片110的设计光轴重合。为配合下一步骤调整镜筒130内第二镜片120相对于第一镜片110的位置，图2中第一凸台113与第二凸台123在相对两侧各形成一个大于或等于光轴偏移矢量和的绝对值的调心间隙150，才能保证第二镜片120可相对与第一镜片110向左或向右移动。因此，第一凸台113的内直径与第二凸台123的外直径之差大于或等于两倍的光轴偏移矢量和的绝对值。相应地，该镜筒130的内直径与第二镜片120的外直径之差大于或等于与两倍的光轴偏移矢量和的绝对值，以供第二镜片120在镜筒130内可相对于第一镜片110移动，以调整第二镜片120相对于第一镜片110的位置。

第三步，调整第二镜片120与第一镜片110的实际光轴的位置。

经过上一步的组装步骤，第二镜片120的设计光轴与第一镜片110的设计光轴重合，但是，由于第二镜片120与第一镜片110存在光轴偏移，即第二镜片120的实际光轴DD’未与第一镜片110的实际光轴CC’重合。由于第一凸台113与第二凸台123之间存在调心间隙150，使得第二凸台123可相对于第一凸台113移动。因此根据组装前测得的第二镜片120及第一镜片110的光轴偏移矢量，继续移动镜筒130内的第二镜片120，使第二镜片120相对于第一镜片110移动光轴偏移矢量和，即第二凸台123相对于第一凸台113移动光轴偏移矢量和，使第二镜片120的实际光轴DD’与第一镜片110的实际光轴CC’重合。对于生产手机用镜头模组时，优选地，调心间隙150宽度小于0.02mm。

具体地，由于组装前测量得到第一镜片110的实际光轴相对设计光轴向左偏移，且偏移量为m；第二镜片120的实际光轴相对设计光轴向右偏移，且偏移量为n，且m与n均为正数，故第二镜片120的光轴偏移矢量和为相对于第一镜片110向左移动m+n的距离。

如果第一镜片110的实际光轴相对设计光轴向右偏移，且偏移量为m。第二镜片120的实际光轴相对设计光轴向左偏移，且偏移量为n，故第二镜片120的光轴偏移矢量和为相对于第一镜片110向右移动m+n的距离。

因此，当第一镜片110的实际光轴与第二镜片120的实际光轴分别相对各自设计光轴向相反方向分别偏移m与n时，即第一镜片110与第二镜片120的光轴向相反方向偏移，第二镜片120的偏移矢量和为向靠近第一镜片110的实际光轴方向偏移m+n的距离。

如果第一镜片110与第二镜片120的实际光轴分别相对于各自的设计光轴同时向右或同时向左偏移，且偏移量分别为m与n，则存在以下三种情况。

当同时向右偏移m小于n或者同时向左偏移m大于n时，第二镜片120的光轴偏移矢量和为相对于第一镜片110向右移动m-n的绝对值的距离。

当m等于n时，第二镜片120相对于第一镜片110移动距离为0，即第二镜片120的光轴偏移矢量和为0。

当同时向右偏移m大于n或者同时向左偏移m小于n时，第二镜片120的光轴偏移矢量和为相对于第一镜片110向左移动m-n的距离。

因此，当第一镜片110的实际光轴与第二镜片120的实际光轴分别相对各自设计光轴向相同方向分别偏移m与n时，即第一镜片110与第二镜片120的光轴向相同方向偏移，第二镜片120的偏移矢量和为向靠近第一镜片110的实际光轴方向偏移m-n绝对值的距离。

最后，根据需要还可依次将其他元件及镜座组装入镜筒130内，从而完成镜头模组10的组装。该镜头模组10中的光学元件的实际光轴重合。

该镜头模组10包括镜筒130及组装于镜筒130内的第一镜片110及第二镜片120。该第一镜片110具有第一凸台113。该第二镜片120具有与第一凸台113配合互卡的第二凸台123。该第一凸台的内直径与第二凸台的外直径的差等于或大于第一镜片与第二镜片的光轴偏移矢量和的绝对值的两倍。该第二镜片的外直径小于镜筒的内直径。第一凸台113的内直径大于第二凸台123的外直径。该第一镜片110与第二镜片120的实际光轴重合。本实施例中，镜筒130内还组装入遮光片140。该遮光片140设置与互卡的第一镜片110及第二镜片120之间。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种镜头模组，其包括镜筒及组装于镜筒内的第一镜片及第二镜片，所述第一镜片具有第一凸台，所述第二镜片具有与第一凸台配合互卡的第二凸台，其特征在于，所述第一凸台的内直径与第二凸台的外直径的差等于或大于第一镜片与第二镜片的光轴偏移矢量和的绝对值的两倍，所述第二镜片的外直径小于镜筒的内直径，所述镜筒的内直径与第二镜片的外直径的差等于或大于第一镜片与第二镜片的光轴偏移矢量和的绝对值的两倍。

2.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述第一镜片与所述第二镜片均存在光轴偏移矢量，所述光轴偏移矢量为第一镜片或第二镜片的实际光轴相对于设计光轴的偏移量及发生该偏移量的方向。

3.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述第一镜片与第二镜片的实际光轴重合。

4.一种组装如权利要求1所述的镜头模组的方法，其包括以下步骤，将第一镜片及第二镜片组装入镜筒内，使第一镜片的第一凸台与第二镜片的第二凸台配合互卡，所述第一凸台的内直径与第二凸台的外直径之差大于或等于两倍的光轴偏移矢量和的绝对值，从而使所述第一凸台与第二凸台之间形成调心间隙；所述镜筒的内直径与第二镜片的外直径之差等于或大于两倍的光轴偏移矢量和的绝对值，移动镜筒内的第二镜片，使第二凸台相对于第一凸台移动第二镜片与第一镜片的光轴偏移矢量和，使第一镜片与第二镜片的实际光轴重合。

5.如权利要求4所述的组装镜头模组的方法，其特征在于，所述方法进一步包括组装遮光片的步骤，使遮光片位于第二镜片与第一镜片之间。

6.如权利要求4所述的组装镜头模组的方法，其特征在于，所述第一镜片的实际光轴相对设计光轴的偏移量为m，第二镜片的实际光轴相对设计光轴的偏移量为n，且所述第一镜片与第二镜片光轴偏移方向相反，所述第二镜片向靠近第一镜片的实际光轴方向偏移m+n的距离。

7.如权利要求4所述的组装镜头模组的方法，其特征在于，所述第一镜片的实际光轴相对设计光轴的偏移量为m，第二镜片的实际光轴相对设计光轴的偏移量为n，且所述第一镜片与第二镜片光轴偏移方向相同，所述第二镜片向靠近第一镜片的实际光轴方向偏移m-n绝对值的距离。

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