CN103338323A - 镜头模组 - Google Patents

Abstract

本发明一种镜头模组，用于配合感光成像传感器，包括镜筒、收容在镜筒内的镜片组和安装所述镜筒的镜座，镜筒从镜座的一侧插入镜座内，镜座的另一侧开有一定位孔，定位孔适配于紧密卡套在感光成像传感器外围，卡套时所述镜片组的光轴穿过感光成像传感器的成像区域中心。本发明提供的镜头模组，通过在镜座上开有与感光成像传感器紧密适配卡套的定位孔，使得镜片组的光轴穿过该感光成像传感器的成像区域中心，从而在进行光轴定位时，精确而快速实现了镜头模组的光学系统光轴与感光成像传感器的成像区域中心的高度重合。本发明结构简单，装配容易，大大提高了生产效率和良率，降低了生产成本，适用于需进行精确光轴定位的镜头模组领域。

Description

镜头模组

技术领域

本发明涉及一种镜头模组，尤其是涉及一种能在感光成像传感器成像区域内可精确定位镜头光学系统光轴的镜头模组。

背景技术

镜头模组被广泛用于相机及光学仪器上。现有的普通镜头模组，其一般包括镜筒、安装镜筒的镜座以及由镜片组、滤光片等组件构成的镜头光学系统。

在装配过程中，如何实现镜头光学系统的光轴与PCB(PrintedCircuit Board，印刷电路板)上的感光成像传感器的成像区域中心的高度重合，一直以来是一个难题。

因为，对于普通镜头模组而言，要想实现两者间的重合，主要依靠感光成像传感器在PCB上的贴片精度及镜头模组在PCB上的安装精度来共同保证。即感光成像传感器贴在PCB的特定区域，镜头模组通过镜座上的定位柱与PCB配合的方法固定在PCB上，从而实现镜头光学系统与感光成像传感器的定位。由于感光成像传感器贴片精度在0.05mm～0.2mm范围内，定位柱配合精度在0.02mm～0.1mm左右，且定位柱定位中心与镜头光学系统光轴之间也还存在一定范围的误差，这就使得镜头光学系统的光轴与感光成像传感器成像区域中心的重合存在很大误差。

由于上述误差的存在，为了不使感光成像传感器成像出现暗角，就不得不通过增大镜头像高的方式来进行弥补。因此，普通镜头模组往往使用的镜头像高要比对应的PCB上的感光成像传感器成像区域对角尺寸大约大0.3mm～0.5mm，但这种解决办法又给镜头光学系统的光学设计增加了困难。

对于一些需采用高精密光学仪器的光学系统，如机器视觉双目成像光学系统而言，其对镜头模组光学系统的光轴在感光成像传感器上的定位精度要求要求很高。为了保证大批量高效率生产，往往需要光轴定位精度达到10～15个像素尺寸单位。而传统的镜头模组已远远无法满足该精度要求，因此，在实际生产实践中只有采用挑选互配的方法来进行，从而导致生产效率低、良率低，生产成本居高不下。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在感光成像传感器成像区域内可精确定位镜头光学系统光轴，且装配容易的镜头模组。

为了达到上述目的，本发明一种镜头模组，包括镜筒、收容在镜筒内的镜片组和安装所述镜筒的镜座，镜筒从镜座的一侧插入镜座内，镜座的另一侧开有以定位孔，定位孔适配于紧密卡套在感光成像传感器外围，卡套时镜片组的光轴穿过感光成像传感器的成像区域中心。

进一步，镜筒为轴心与镜片组的光轴重合的圆筒，镜筒包括外表面设有螺纹的外螺纹段，镜座内表面设有与外螺纹段相配合的内螺纹部；

进一步，镜筒还包括与外螺纹段同轴的轴配合前段，外螺纹段背离旋入侧的一端与轴配合前段相连；镜座内表面设有与轴配合前段适配的孔配合前部，孔配合前部与内螺纹部同轴相连。

进一步，镜筒还包括与外螺纹段同轴的轴配合后段，轴配合后段背离旋入侧的一端与外螺纹段相连，镜座内表面还设有与轴配合后段适配的孔配合后部，孔配合后部与内螺纹部同轴相连；

进一步，镜座开有定位孔的一侧的表面形状为矩形，在该矩形表面的其中两个边角上分别垂直立有定位柱，且两定位柱位于同一条矩形对角线上。

进一步，镜座开有定位孔的矩形表面的另外两个边角上分别开有锁紧孔，两缩紧孔位于同一条矩形对角线上。

进一步，孔配合前部沿镜座轴线方向的长度小于轴配合前段沿镜筒轴线方向的长度。

进一步，定位孔朝向感光成像传感器的一侧沿着孔边沿凸出设置有定位框。

进一步，轴配合前段未与外螺纹段相连的一端沿其端口边沿连有一圆环，该圆环表面凹凸不平。

进一步，还包括滤光片，滤光片垂直于镜筒轴心安装在镜筒上或垂直于镜座轴心安装在镜座上。

本发明一种镜头模组，通过在镜座上开有一定位孔，该定位孔适配于紧密卡套在需进行光轴定位的感光成像传感器外围，卡套时，收容进镜筒内的镜片组的光轴穿过该感光成像传感器的成像区域中心。由于在装配前，设计及生产工艺上已经调整好定位孔在镜座上的开口位置，确保在将镜头模组通过定位孔卡套进感光成像传感器上时，镜片组的光轴穿过该感光成像传感器的成像区域中心，从而在进行光轴定位时，精确而快速实现了镜头模组的光学系统光轴与感光成像传感器的成像区域中心的高度重合。本发明结构简单，装配容易、体积小巧，大大提高了生产效率和良率，降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明第一实施例结构图；

图2是本发明第一实施例又一角度的结构图；

图3是本发明第二实施例结构图；

图4是本发明第二实施例又一角度的结构图；

图5是本发明第二实施例装配后的仰视图；

图6是图5沿A-A线的剖视图；

图7是本发明第三实施例结构图；

图8是本发明第三实施例又一角度的结构图；

图9是本发明第三实施例装配后的仰视图；

图10是图7沿A-A线的剖视图。

具体实施方式

本发明的镜头模组，用于配合感光成像传感器，包括镜筒、收容在镜筒内的镜片组和安装所述镜筒的镜座，镜筒从镜座的一侧插入镜座内，镜座的另一侧开有一定位孔，定位孔适配于紧密卡套在感光成像传感器外围，卡套时，镜片组的光轴穿过感光成像传感器的成像区域中心。由于在装配前，设计及生产加工上就已调整好定位孔在镜座上的开口位置，确保在将镜头模组通过定位孔卡套进感光成像传感器上时，镜片组的光轴穿过该感光成像传感器的成像区域中心，从而实现了二者的高度重合，而且本发明结构简单，装配容易、体积小巧，大大提高了生产效率和良品率，降低了生产成本。

参照图1和图2，本发明第一实施例提供的镜头模组包括镜筒101、安装镜筒101的镜座102、镜片组103以及滤光片104。

镜筒101包括表面设有螺纹的外螺纹段1011，镜座102内表面设有与外螺纹段1011相配合的内螺纹部1021。收容有镜片组103的镜筒101，通过螺纹配合装入镜座102中。

其中，镜筒101还包括表面均光滑的轴配合前段1012和轴配合后段1013。轴配合后段1013背离旋入侧的一端与外螺纹段1011相连，外螺纹段1011与轴配合前段1012相连。

轴配合后段1013的外径等于外螺纹段1011的外径，当然，轴配合后段1013的外径也可设计成小于外螺纹段1011的外径。

轴配合前段1012的外径大于外螺纹段1011的外径，当然，轴配合前段1012的外径也可设计成等于外螺纹段1011的外径。

加工时，可采用一次车加工的方法保证轴配合前段1012、外螺纹段1011、轴配合后段1013三者的轴心重合。轴配合前段1012、外螺纹段1011、轴配合前段1012三者内部中空，三者相连构成收容镜片组103的圆筒形收容腔。装配时，确保镜片组103的光轴与镜筒101的轴心重合，即镜片组103的光轴、轴配合前段1012的轴心、外螺纹段1011的轴心、轴配合后段1013的轴心四者重合。

滤光片104，可以是可见光滤光片，也可以是红外滤光片或其它光波段的滤光片。滤光片104可垂直于镜筒101的轴心安装在镜筒101上，也可垂直于镜座102的轴心安装在镜座102上。

镜座102为一正方体，中间开有安装镜筒101的收容腔，在收容腔的内表面包括与镜筒101的外螺纹段1011相配合的内螺纹部1021、与轴配合前段1012相适配的孔配合前部1022，以及与轴配合后段1013相适配的孔配合后部1023。

内螺纹部1021表面设有螺纹，孔配合前部1022与孔配合后部1023的表面均光滑。孔配合前部1022背离旋入侧的一端与内螺纹部1021相连，内螺纹部1021与孔配合后部1023相连。

孔配合后部1023的内径等于内螺纹部1021的内径，当然，孔配合后部1023的内径也可设计成小于内螺纹部1021的内径。

孔配合前部1022的内径大于内螺纹部1021的内径，当然，孔配合前部1022的内径也可设计成等于内螺纹部1021的内径。而与轴配合前段1012相比，孔配合前部1022的内径大于轴配合前段1012的外径，孔配合前部1022沿镜座102轴线方向的长度小于轴配合前段1012沿镜筒101轴线方向的长度。

加工时，可采用一次车加工的方法保证轴孔合前部1022、内螺纹部1021、孔配合后部1013三者的轴心重合。

镜筒101装入镜座102时，轴配合前段1012插入孔配合前部1022中，轴配合后段1013插入孔配合后部1023中，从而通过镜筒101与镜座102之间首尾两端的定位，可很好校正镜筒101和镜座102的轴心重合，消除镜筒101外螺纹段1011与镜座102内螺纹部1021配合时由于螺纹倾斜带来的定位晃动，使得镜筒101和镜座102之间实现精确的对位，确保镜筒101的轴心、镜片组103的光轴、镜座102的轴心三者能精确的重合。同时，由于轴配合前段1012只是部分插入孔配合前部1022中，其还可起到调焦的作用。

镜座102上与收容腔开口相对的一侧，开有定位孔105，定位孔105的形状根据需要与镜头模组进行光轴定位的感光成像传感器106的形状进行适配设计，在本实施例中，定位孔105为正方形，其适配于紧密卡套在需进行光轴定位的感光成像传感器106外围，卡套时镜片组103的光轴穿过感光成像传感器106的成像区域中心。在进行设计及生产加工时，根据感光成像传感器106的成像区域中心的位置，对定位孔105的开孔位置进行调整，满足卡套时感光成像传感器106的成像区域中心与镜座102的轴心重合，从而确保镜片组103的光轴穿过感光成像传感器106的成像区域中心。

本实施例提供的镜头模组，在与PCB(图中未示出)上的感光成像传感器106进行光轴定位时，先将收容有镜片组103的镜筒101插入镜座102中完成轴心对位，然后将装配好的镜头模组通过镜座102上的定位孔105卡套在感光成像传感器106上。在这一过程中，通过镜筒101与镜座102螺纹轴配合的方式，收容在镜筒101中的镜片组104的光轴与镜筒101的轴心重合；而通过定位孔105紧密卡套在感光成像传感器106外围，则使得感光成像传感器106的感光成像区域中心与镜座102的轴心重合，从而整体通过轴孔配合的方式，确保镜片组的光轴穿过感光成像传感器106的成像区域中心，实现了两者间高精度的定位。由于本实施例提供的镜头模组结构简单，装配容易，不仅提高了高精度定位的装配良品率和生产效率，而且降低了成本。

参看图3、图4和图5，本发明第二实施例提供的镜头模组包括镜筒201、镜座202、镜片组203、滤光片204。

镜筒201包括轴配合后段2013、与轴配合后段2013背离旋入侧一端相连的外螺纹段2011，以及与外螺纹段2011相连的轴配合前段2012。与第一实施例相比，本实施例中的轴配合前段2012未与外螺纹段2011相连的一端沿其端口边沿连有一圆环2014，该圆环2014表面凹凸不平。通过旋转圆环2014，可方便镜筒201旋入镜座202中进行对位和调焦。

镜座202内表面包括孔配合前部2022、与孔配合前部2022背离旋入侧一段相连的内螺纹部2021，以及与内螺纹部2021相连的孔配合后部(图中未示出)。与第一实施例相比，本实施例中的镜座202包括正方形底座以及与该正方形底座相连的中空圆柱体，二者构成安装镜筒201的收容腔。在该正方形底座的底部开有定位孔205，开口形状为正方形，并在底部表面的其中两个边角上背离旋入侧的方向垂直立有定位柱206，两定位柱206位于正方形的对角线上；而在底部表面剩余的两个边角上则开有非贯通的锁紧孔207，两锁紧孔207位于正方形的另一条对角线上。当镜头模组的光学系统与PCB(图中未示出)上的感光成像传感器208进行光轴定位，定位孔205紧密卡套在感光成像传感器外围208的同时，定位柱206与PCB上的配合孔配合，进一步提高光轴定位的精确性。而通过螺钉与锁紧孔207的配合，则将镜头模组锁紧在PCB板上。此外，在定位孔206朝向感光成像传感器的一侧，沿着孔边沿还可凸出设置有一正方形定位框(图中未示出)，可方便定位孔206与感光成像传感器208之间的卡套配合。

参看图6，收容有镜片组203的镜筒201装入镜座202中，镜筒201轴心、镜片组203的光轴、镜座202的轴心三者重合。滤光片204垂直于镜座的轴心安装在镜座202上。在本实施中，由于感光成像传感器208的成像区域的中心与其几何中心重合，而定位孔305因与感光成像传感器306紧密适配，因此，定位孔205在作开孔位置设计时，满足其几何中心与镜座102的轴心的重合，就可使得感光成像传感器106的成像区域中心与镜座102的轴心重合，从而在镜头模组通过定位孔206卡套在感光成像传感器208上时，整体通过轴孔配合的方式，实现了镜头模组的光学系统光轴穿过感光成像传感器208的成像区域中心，完成了两者间高精度的定位。由于本实施例提供的镜头模组结构简单，装配容易，不仅提高了高精度定位的装配良品率和生产效率，而且降低了成本。

参看图7、图8和图9，本实施例提供的镜头模组，包括镜筒301、安装镜筒301的镜座302，镜片组303以及滤光片304。

镜筒301包括表面设有螺纹的外螺纹段3011，以及表面光滑的轴配合前段3012。外螺纹段3011背离旋入侧的一端与轴配合前段3012相连，轴配合前段3012的外径大于外螺纹段3011的外径，加工时，可采用一次车加工的方法确保轴配合前段3012与外螺纹段3011的轴心重合。外螺纹段3011与轴配合前段3012内部中空，二者相连构成收容镜片组303的圆筒状收容腔。在装配时，确保镜片组303的光轴与镜筒301的轴心重合，即镜片组302的光轴、外螺纹段3011的轴心以及轴配合前段3012的轴心三者重合。

镜座302包括正方形底座以及与该正方形底座相连的中空圆柱体，二者构成安装镜筒301的收容腔。在收容腔的内表面包括与外螺纹段3011相配合的内螺纹部3021，以及与轴配合前段3012相适配的孔配合前部3022。内螺纹部3021表面设有螺纹，孔配合前部3022表面均光滑。孔配合前部3022背离旋入侧的一端与内螺纹部3021相连，孔配合前部3022的内径大于轴配合前段3012的外径。孔配合前部3022沿镜座302轴线方向的长度小于轴配合前段3012沿镜筒301轴线方向的长度。镜筒301旋入镜座302时，轴配合前段3012插入孔配合前部3022中，可校正镜筒301和镜座302的轴心重合，消除镜筒301外螺纹段3011与镜座302内螺纹部3021配合时由于螺纹倾斜带来的定位晃动，使得镜筒301和镜座302之间实现精确的对位。同时，由于轴配合前段3012只是部分插入孔配合前部3022中，因此，轴配合前段3012还可起到调焦的作用。

镜座302正方形底座的底部开有定位孔305，开口形状为正方形，其适配于紧密卡套在需进行光轴定位的感光成像传感器306外围，卡套时镜片组303的光轴穿过感光成像传感器306的成像区域中心。在进行加工设计时，根据感光成像传感器106的成像区域中心的位置，对定位孔305的开孔位置进行调整，满足感光成像传感器306的成像区域中心与镜座302的轴心重合，确保卡套配合时镜片组303的光轴穿过感光成像传感器306的成像区域中心。

参看图10，收容有镜片组303的镜筒301旋入镜座302中，镜筒301轴心、镜片组303的光轴、镜座302的轴心三者重合。滤光片304垂直于镜筒301的轴心安装在镜筒301上。在本实施中，由于感光成像传感器306的成像区域中心与其几何中心重合，而定位孔305与感光成像传感器306紧密适配，因此，定位孔305在进行开孔位置设计时，满足其几何中心与镜座302的轴心的重合，就可使得感光成像传感器306的成像区域中心与镜座302的轴心重合，从而整体通过轴孔配合的方式，实现镜头模组的光学系统光轴穿过感光成像传感器306的成像区域中心，完成了两者间高精度的定位。此外，在本实施例提供的镜头模组中，镜座302正方形底座底部表面的四个边角上，还可分别设置定位柱和锁紧孔(如第二实施例所示)，从而在卡套配合的同时，将镜座302底部的定位柱插入PCB上的配合孔中，并用螺钉与镜座302底部锁紧孔的配合，将镜头模组锁紧在PCB上，可进一步提高光轴定位的精确性和定位的稳定性。而在定位孔305朝向感光成像传感器306的一侧沿着孔边沿还可凸出设置有一正方形定位框，以方便定位孔305与感光成像传感器306之间的卡套配合。

本实施例提供的镜头模组，通过轴孔配合的方式，可实现镜头模组的光学系统光轴与感光成像传感器区域中心的高度重合，大大提高了镜头模组光轴精确定位的生产效率和良品率，而且本实施例提供的镜头模组结构简单，装配容易，成本低。

以上是对本发明较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种镜头模组，用于配合感光成像传感器，包括镜筒、收容在所述镜筒内的镜片组和安装所述镜筒的镜座，所述镜筒从所述镜座的一侧插入所述镜座内，其特征在于：所述镜座的另一侧开有一定位孔，所述定位孔适配于紧密卡套在所述感光成像传感器外围，卡套时所述镜片组的光轴穿过所述感光成像传感器的成像区域中心。

2.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：所述镜筒为轴心与所述镜片组的光轴相重合的圆筒，所述镜筒包括外表面设有螺纹的外螺纹段，所述镜座内表面设有与外螺纹段相配合的内螺纹部。

3.根据权利要求2所述的镜头模组，其特征在于：所述镜筒还包括与外螺纹段同轴的轴配合前段，所述外螺纹段背离旋入侧的一端与轴配合前段相连；所述镜座内表面还设有与轴配合前段适配的孔配合前部，所述孔配合前部与所述内螺纹部同轴相连。

4.根据权利要求2所述的镜头模组，其特征在于：所述镜筒还包括与外螺纹段同轴的轴配合后段，所述轴配合后段背离旋入侧的一端与所述外螺纹段相连；所述镜座内表面还设有与轴配合后段适配的孔配合后部，所述孔配合后部与所述内螺纹部同轴相连。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的镜头模组，其特征在于：所述镜座开有定位孔的一侧的表面形状为矩形，在该矩形表面的其中两个边角上分别垂直立有定位柱，且两定位柱位于同一条矩形对角线上。

6.根据权利要求5所述的镜头模组，其特征在于：所述镜座开有定位孔的矩形表面的另外两个边角上分别开有锁紧孔，且两锁紧孔位于同一条矩形对角线上。

7.根据权利要求3所述的镜头模组，其特征在于：所述孔配合前部沿镜座轴线方向的长度小于轴配合前段沿镜筒轴线方向的长度。

8.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：在所述定位孔朝向感光成像传感器的一侧沿着孔边沿凸出设置有定位框。

9.根据权利要求2所述的镜头模组，其特征在于：所述轴配合前段未与所述外螺纹段相连的一端沿其端口边沿连有一圆环，该圆环表面凹凸不平。

10.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于：还包括滤光片，所述滤光片垂直于镜筒轴心安装在镜筒上或垂直于镜座轴心安装在镜座上。

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