CN104749739B - 一种阵列式镜头的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列式镜头的组装方法，包括如下步骤：A、将第三镜片组（60）装入镜筒（70）的步骤；B、装配第二镜片组（40）的步骤；C、装配第一隔片（30）的步骤；D、装配第一镜片组（20）的步骤；E、装配压圈（10）的步骤。采用本发明的组装方法，能够利用其具有可修正光轴偏心问题的镜头结构，通过解决光轴对准问题大幅提高阵列式镜头的成品率。

Description

一种阵列式镜头的组装方法

技术领域

本发明涉及阵列式镜头的设计与装配技术，尤其涉及一种阵列式镜头的组装方法。

背景技术

现有的阵列式镜头，包括由若干个单独的小镜头组成的阵列式镜头和通过WLO（Wafer Level Optics）技术生产的晶圆级阵列式镜头。前者由于各个镜头相互独立，对一致性的要求较难满足，因而无法很好的将多个小镜头同时在像平面聚焦成像，还需要人工调焦的步骤，因而其工艺繁琐且生产成本高。后者虽然较好的克服了前者的缺陷，但其同样也存在很多弊端，譬如专利号为US8023208，名称为“Miniature stacked glass lensmodule”的美国专利，其设计自由度较低，镜头直接成型，无法在后期更好地完善。此外，高解析度的镜头需要极高的光轴对准精度，而阵列镜头的各个镜片都具备各自独立的光轴，在堆叠上另一片光学镜片时，两阵列镜片组的各镜片光轴不能确保可以准确的对准，因此又会导致成品率降低，以及其生产过程过分依赖于对工艺的高精度要求的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种阵列式镜头的组装方法，其具有可修正光轴偏心问题的镜头结构，能够通过解决光轴对准问题大幅提高阵列式镜头的成品率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种阵列式镜头的组装方法，包括如下步骤：

A、将第三镜片组60装入镜筒70的步骤；

B、装配第二镜片组40的步骤；

C、装配第一隔片30的步骤；

D、装配第一镜片组20的步骤；

E、装配压圈10的步骤。

步骤A之前进一步包括：将清洗干净的阵列式镜头的组件装入组立托盘中，放至静电风扇下进行消静电处理的步骤。

所述步骤A具体包括：通过专用真空吸附治具将第三镜片组60装入镜筒70相对应的内孔壁内，并用专用打压治具打压镜片组60的表面，保证第三镜片组60的表面与镜筒70的内部承靠面两面完全接触。

所述第三镜片组60与镜筒70之间的配合为过盈配合。

所述步骤A之后进一步包括装配第二隔片50的步骤。

所述装配第二隔片50的步骤具体包括：通过专用真空吸附治具将第二隔片50装入镜筒70内放于第三镜片组60的表面上，使第二隔片50上的定位部与第三镜片组60的定位部相对应。

所述步骤B具体包括：通过专用真空吸附治具将第二镜片组40装入镜筒70相对应的内孔壁内，使得第二镜片组40的面与第二隔片50的面相接触；使第二镜片组40上的定位部与第三镜片组60的定位部相互配合定位，并控制第二镜片组40的X、Y方向的位置，防止位移以保证第三镜片组60的各组镜片的光轴与第二镜片组40的各组镜片相对应的光轴对准。

所述步骤C具体包括：通过专用真空吸附治具将第一隔片30装入第二镜片组40的凹槽孔内，每个凹槽孔内均装入一片相对应的第一隔片30，且第一隔片30与第二镜片组40的内孔径相互配合，保证第一隔片30的各通光孔与第二镜片组40的光轴同心。

所述步骤D具体包括：通过专用真空吸附治具将第一镜片组20装入相对应的第二镜片组40的相匹配的凹槽孔内。

所述第二镜片组40上设有多个凹槽孔。

所述第一镜片组20的每个镜片组装时可以按照光学镜片组的偏心状况进行单独旋转，以进行偏心调整。

所述第一镜片组20的镜片厚度能够根据镜头成像的需求进行加厚或减薄从而实现调节焦距。

依据所述每个凹槽孔的位置，第一镜片组20中每个与所述凹槽孔相匹配的镜片的厚度随整体需求可调。

所述步骤E具体包括：通过专用真空吸附治具将压圈10装入镜筒70相匹配的孔壁内。

其特征在于，所述压圈10与镜筒70之间的配合为过盈配合。

第一镜片组20的镜片固定在相对应的第二镜片组40的凹槽内。

步骤E之后进一步包括对装配完毕的阵列式镜头进行点胶固化的步骤。

所述点胶固化的步骤具体包括：在压圈10边缘与镜筒70的交接处设置有点胶沟槽703，将所述UV胶点入点胶沟槽703中，然后进行曝光固化处理。

进一步包括对阵列式镜头进行MTF检测、外观检验后入库的步骤。

本发明所提供的阵列式镜头的组装方法，具有以下优点：

1）能够单独对阵列镜片中每组镜片的光轴进行修正，提高了产品合格率。 第一镜片组是在不用通过修正模具可直接通过旋转搭配的组装方式达到修正光轴的目的，第二镜片组、第三镜片组也可以单独修正镜片的光轴，但必须通过修正模具才能达到。单组镜片进行光轴的修正，同时每组镜片的焦距可调，同时还可以按照不同的设计要求，改变不同的镜片厚度以达到不同的设计效果。

2）透镜组中的每组镜片可通过调节镜片厚度达到焦距可调，使得能获得更好的成像质量、更高的像素。其中第一镜片组的镜片厚度是单独可调的，第二、第三镜片组中镜片的厚度整体是可调的。

3）阵列式镜头的镜片上带有定位部，装配时可快速准确的定位，从而保证镜片的组装精度。

4）每组镜片可以按照不同的设计要求进行调试，以达到不同的设计效果。

5）利用本发明的阵列式镜头，不但提高了镜头设计和组装的灵活性和自由度，获得更好的成像质量、更高的像素，同时亦可缩小镜头尺寸，降低生产成本，可实现高像素镜头超薄化。

附图说明

图1为本发明实施例的阵列式镜头的结构示意图；

图2为本发明阵列式镜头的镜筒70与第三镜片组60的安装配合示意图；

图3为本发明阵列式镜头的第二隔片50的安装位置示意图；

图4为本发明阵列式镜头的第二镜片组40的安装位置示意图；

图5为本发明阵列式镜头的第一隔片30的安装位置示意图；

图6为本发明阵列式镜头的第一镜片组20的安装位置示意图；

图7为本发明阵列式镜头的压圈10的安装位置示意图；

图8为本发明实施例的阵列式镜头组立完工示意图；

图9为本发明实施例的阵列式镜头纵向剖视图；

图10为本发明阵列式镜头的组装方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的阵列式镜头的组装方法作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例的阵列式镜头的结构示意图。如图1所示，该阵列式镜头，包括镜筒70、阵列式透镜组和压圈10。镜筒70具有一个遮光层76，阵列式透镜组，包含第三镜片组60、第二隔片50、第二镜片组40、第一隔片30和第一镜片组20。

该阵列式镜头，以镜筒70为底层，依次主要由第三镜片组60、第二镜片组40、第一隔片30、第一镜片组20和压圈10组装而成。

较佳的，在第三镜片组60和第二镜片组40之间，还设置第二隔片50，以达到更好的遮光效果，获得更好的成像质量；且第二隔片50与第三镜片组60、第二镜片组40有相应阵列式分布的通光孔设计，如图3所示。

本实施例中的所述遮光层76、压圈10、第二镜片组40、第二隔片50、第三镜片组60、镜筒70等，均呈相同的阵列式规格设置。例如，上述的各部件可以呈n×m阵列式规格设置，其中：n和m都为正整数，且n和m不同时为1。比如，可设置成1×2、2×2、2×3、3×3等呈阵列式分布的镜片组或/和透镜组。

例如：第一镜片组20，由n×m个单独的镜片组成；该第二镜片组40、第三镜片组60采用一体成型的结构，并与压圈10同为n×m阵列式分布。本发明实施例以2×2阵列式规格为例进行说明。

如上述2×2阵列式规格配置的阵列式镜头，利用各镜片组一体成型结构和分体式结构相结合的设计，可提高阵列式镜头结构和组装的灵活性及自由度，从而可获得更好的成像质量、更高的像素，还可以进一步缩小镜头尺寸、降低生产成本，从而实现高像素镜头超薄化。

本发明的阵列式镜头，可以将其应用在阵列式镜头模组中，所述阵列式镜头模组，主要包含镜头、滤色片、感光芯片和线路板。所述感光芯片为一整块芯片，可以通过软件设置将其分为n×m个独立成像区域。每个成像区域中的每组镜片，在组装时可通过旋转镜片修正光轴，解决偏心问题。第一镜片组20的各个镜片的厚度可根据各镜头成像情况而改动，可随整体需要而采取不同设置，如此可进一步促进各个透镜的一致性，保证各独立镜头的共焦，均在成像面聚焦成像。

图10为本发明阵列式镜头的组装方法流程图，该镜头组装需要在无尘室超净环境下进行装配。如图10所示，该阵列式镜头的组装方法主要包括如下步骤：

步骤1001：装配前准备的步骤。将清洗干净的装配组件即阵列式镜头的组件装入组立托盘中，并放至静电风扇下进行消静电处理。

步骤1002：将第三镜片组60装入镜筒70的步骤。通过专用真空吸附治具将第三镜片组60装入镜筒70相对应的内孔壁内（参考图2），并用专用打压治具打压镜片组60的表面601，以保证第三镜片组60的表面602与镜筒70的内部承靠面701两面完全接触。装配时须注意镜片面别及方位，特别是镜片表面601面必须朝上。镜片不得装斜且镜片表面要求干净无脏污、粉尘、划痕等缺陷。这里，第三镜片组60与镜筒70之间的配合为过盈配合。

进一步的，这里还可以包括：步骤1002’：即装配第二隔片50的步骤。具体为：通过专用真空吸附治具将第二隔片50装入镜筒70内放于第三镜片组60的601表面上，使第二隔片50上的定位部501处与第三镜片组60的定位部603相对应（参考图3）。

第二隔片50组装后要求平整且镜片表面要求干净无脏污、粉尘、划痕等缺陷。

步骤1003：装配第二镜片组40的步骤。通过专用真空吸附治具将第二镜片组40装入镜筒70相对应的内孔壁内，使得第二镜片组40的面401与第二隔片50的面501相接触，同时，第二镜片组40上的定位部403与第三镜片组60的定位部603，相互配合定位，控制第二镜片组40的X、Y方向的位置，防止位移以保证第三镜片组60的各组镜片的光轴605、606、607、608分别与第二镜片组40的各组镜片对应的光轴405、406、407、408相应对准，使两光轴保持在同一直线上，如图4所示。第二镜片组40可以由多个光学镜片组组成，第三镜片组60由所述第二镜片组40相对应的镜片组组成。

步骤1004：装配第一隔片30的步骤。通过专用真空吸附治具将第一隔片30装入第二镜片组40的凹槽孔内，每个凹槽孔内都装入一片相对应的第一隔片30，并且第一隔片30与第二镜片组40的内孔径相互配合，以保证第一隔片30的通光孔301和第二镜片组40的内孔409同心，第一隔片30起到光阑的作用。如图5所示。

步骤1005：装配第一镜片组20的步骤。通过专用真空吸附治具将第一镜片组20装入相对应的第二镜片组40的相匹配的凹槽孔401、402、403、404内（参考图6），第二镜片组40上可以有多个凹槽孔，孔数大于等于4个，其具体数量按设计要求而定。

如图6所示，第二镜片组40的每个凹槽孔轴线所对应的光学轴向上的镜片组可以看作是一组独立的光学镜片组。第一镜片组20可以按照光学镜片组的偏心状况进行单独旋转，从而进行偏心调整，实现每个微型透镜的中心对准，使得成像清晰、均匀。并且第一镜片组20的厚度可以根据镜头成像进行加厚或者减薄，来调节焦距，以保证每组微型光学镜头组的成像都在同一成像面上，依据每个凹槽孔的位置可以把第二镜片组20细分为与之相匹配的镜片201、202、203、204。镜片201、202、203、204厚度可以是相等，也可以是不相等的。具体的视每组微型镜片的成像情况而定，随整体需求而采取不同的设置以保证各独立镜头的共焦，均在成像面聚焦成像。镜片组装时注意镜片面别，以及镜片表面脏污、道子等外观缺陷。

步骤1006：装配压圈10的步骤。通过专用真空吸附治具将压圈10装入镜筒70相匹配的孔壁内（参考图7）。这里，压圈10与镜筒70之间配合为过盈配合。

压圈10的台阶面101与第一镜片组20的面201相互接触，使得第一镜片组在光轴Z方向上的移动被限制（参考图7和图9），将第一镜片组20的镜片固定在相对应的第二镜片组40的凹槽内。此时，该阵列式镜头即组装完毕（参考图8）。

进一步地，还包括步骤1007：对装配完毕的阵列式镜头进行点胶（UV紫外胶）固化的步骤。将组装完成的镜头进行加固处理，在压圈10边缘与镜筒70的交接处设置有点胶沟槽703（参考图8和图9），防止胶水溢出，点紫外胶后进行曝光固化处理。

最后，进行检验入库。具体为：对所述阵列式镜头的结构组立完成后进行MTF检测、外观检验后入库。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种阵列式镜头的组装方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将第三镜片组（60）装入镜筒（70）的步骤；

B、装配第二镜片组（40）的步骤；

C、装配第一隔片（30）的步骤；

D、装配第一镜片组（20）的步骤，所述第一镜片组（20）的每个镜片组装时按照光学镜片组的偏心状况进行单独旋转，以进行偏心调整；

E、装配压圈（10）的步骤。

2.根据权利要求1所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，步骤A之前进一步包括：将清洗干净的阵列式镜头的组件装入组立托盘中，放至静电风扇下进行消静电处理的步骤。

3.根据权利要求1所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

通过专用真空吸附治具将第三镜片组（60）装入镜筒（70）相对应的内孔壁内，并用专用打压治具打压第三镜片组（60）的表面，保证第三镜片组（60）的表面与镜筒（70）的内部承靠面两面完全接触。

4.根据权利要求1或3所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述第三镜片组（60）与镜筒（70）之间的配合为过盈配合。

5.根据权利要求1或3所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述步骤A之后进一步包括装配第二隔片（50）的步骤。

6.根据权利要求5所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述装配第二隔片（50）的步骤具体包括：

通过专用真空吸附治具将第二隔片（50）装入镜筒（70）内放于第三镜片组（60）的表面上，使第二隔片（50）上的定位部与第三镜片组（60）的定位部相对应。

7.根据权利要求1所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

通过专用真空吸附治具将第二镜片组（40）装入镜筒（70）相对应的内孔壁内，使得第二镜片组（40）的面与第二隔片（50）的面相接触；使第二镜片组（40）上的定位部与第三镜片组（60）的定位部相互配合定位，并控制第二镜片组（40）的X、Y方向的位置，防止位移以保证第三镜片组（60）的各组镜片的光轴与第二镜片组（40）的各组镜片相对应的光轴对准。

8.根据权利要求1所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

通过专用真空吸附治具将第一隔片（30）装入第二镜片组（40）的凹槽孔内，每个凹槽孔内均装入一片相对应的第一隔片（30），且第一隔片（30）与第二镜片组（40）凹槽孔的内孔径相互配合，保证第一隔片（30）的各通光孔与第二镜片组（40）的凹槽孔同心。

9.根据权利要求1所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：

通过专用真空吸附治具将第一镜片组（20）装入相对应的第二镜片组（40）的相匹配的凹槽孔内。

10.根据权利要求1、7或9所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述第二镜片组（40）上设有多个凹槽孔。

11.根据权利要求1或9所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述第一镜片组（20）的镜片厚度能够根据镜头成像的需求进行加厚或减薄从而实现调节焦距。

12.根据权利要求10所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，依据每个所述凹槽孔的位置，第一镜片组（20）中每个与所述凹槽孔相匹配的镜片的厚度随整体需求可调。

13.根据权利要求1所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述步骤E具体包括：

通过专用真空吸附治具将压圈（10）装入镜筒（70）相匹配的孔壁内。

14.根据权利要求1或13所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述压圈（10）与镜筒（70）之间的配合为过盈配合。

15.根据权利要求14所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，第一镜片组（20）的镜片固定在相对应的第二镜片组（40）的凹槽内。

16.根据权利要求1所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，步骤E之后进一步包括对装配完毕的阵列式镜头进行点胶固化的步骤。

17.根据权利要求16所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，所述点胶固化的步骤具体包括：

在压圈（10）边缘与镜筒（70）的交接处设置有点胶沟槽（703），将UV胶点入点胶沟槽（703）中，然后进行曝光固化处理。

18.根据权利要求17所述的阵列式镜头的组装方法，其特征在于，进一步包括对阵列式镜头进行MTF检测、外观检验后入库的步骤。