CN209387954U - 一体式镜筒、光学镜头及摄像模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一体式镜筒,包括:筒形主体,其具有内侧面和中轴线;以及内延伸部,其自所述内侧面向所述中轴线延伸且中央具有通光孔,所述内延伸部将所述内侧面分割为第一分段和第二分段,所述内延伸部的顶面与所述第一分段构成适于容纳第一镜片群的第一凹槽,所述内延伸部的底面与所述第二分段构成适于容纳第二镜片群的第二凹槽。本实用新型还提供了相应的光学镜头和摄像模组。本实用新型可以减少基于主动校准工艺的光学镜头的变异源,从而提升成像品质和良率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学成像技术领域,具体地说,本实用新型涉及一体式镜筒、光学镜头及摄像模组。
背景技术
随着手机、电脑等终端的发展,用户对于各项需求都有着不小的提升,尤其随着手机的发展,用户对于拍摄质量的追求,使得厂商发展出了个性化,定制化的摄像模组,例如大光圈,大广角,解决像差而出现的数量较多的镜片的镜头等。一方面这是光学设计上越来越复杂,另一方面的现实是复杂的光学系统又很敏感,这对制造的良率和产品质量造成了不小的挑战。因为大光圈、大广角的摄像模组的光学系统会比较敏感,其制造过程和验证过程的可靠性都会比常规的设计更加脆弱,因此现在需要一种结构更优的镜头。
另一方面,为了满足越来越广泛的市场需求,高像素、小尺寸、大光圈是现有摄像模组不可逆转的发展趋势。然而,要在同一摄像模塑实现高像素、小尺寸、大光圈三个方面的需求是有很大难度的。例如,手机的紧凑型发展和手机屏占比的增加,让手机内部能够用于前置摄像模组的空间越来越小,而市场对摄像模组的成像质量又提出了越来越高的需求。
在紧凑型摄像模组(例如用于手机的摄像模组)领域,往往需要考虑到光学成像镜头的品质和模组封装过程中的制造误差。具体来说,在光学成像镜头的制造过程中,影响镜头解像力因素来自于各元件及其装配的误差、镜片间隔元件厚度的误差、各镜片的装配配合的误差以及镜片材料折射率的变化等。因为影响镜头解像力的因素非常多,存在于多个元件中,每个因素的控制都存在制造精度的极限,如果只是单纯提升各个元件的精度,提升能力有限,提升成本高昂,而且不能满足市场日益提高的成像品质需求。
本申请人提出了一种基于主动校准工艺调整和确定上、下子镜头的相对位置,然后将上、下子镜头按照所确定的相对位置粘结在一起,进而制造出完整的光学镜头或摄像模组的组装方法。这种解决方案能够提升大批量生产的光学镜头或摄像模组的过程能力指数(CPK);能够使得对物料(例如用于组装光学镜头或摄像模组的子镜头或感光组件)的各个元件的精度及其装配精度的要求变宽松,进而降低光学成像镜头以及摄像模组的整体成本;能够在组装过程中对摄像模组的各种像差进行实时调整,降低不良率,降低生产成本,提升成像品质。
然而,对镜头的光学系统本身进行主动校准是一种新的生产工艺,实际量产需要考虑光学镜头和摄像模组的可靠性、抗摔性、耐候性以及制作成本等诸多因素,有时还需要面对各种不可测因素而导致的良率下降。申请人认为,改善基于主动校准工艺制造的光学镜头的结构可靠性,是提升此类光学镜头的成像品质和良率的一个思考重要方向。因此,迫切需要能够改善基于主动校准工艺制造的光学镜头的结构可靠性解决方案。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种能够克服现有技术的至少一个缺陷的解决方案。
根据本实用新型的一个方面,提供了一体式镜筒,包括:筒形主体,其具有内侧面和中轴线;以及内延伸部,所述内延伸部自所述内侧面向所述中轴线延伸且中央具有通光孔,所述内延伸部将所述内侧面分割为第一分段和第二分段,所述内延伸部的顶面与所述第一分段构成适于容纳第一镜片群的第一凹槽,所述内延伸部的底面与所述第二分段构成适于容纳第二镜片群的第二凹槽。
其中,所述第一分段在俯视视角下呈闭合的环形。
其中,所述第一分段具有凹段,所述凹段从所述筒形主体的内侧面向所述筒形主体的外侧面的方向凹进。
其中,所述第一分段在俯视视角下呈带缺口的环形。
其中,所述内延伸部的顶面适于布置胶材。
其中,所述第二分段具有多级台阶,所述多级台阶适于依次嵌入多个第二镜片以组立所述第二镜片群;所述内延伸部的底面适于承靠所述第二镜片群,所述内延伸部的顶面适于布置胶材以粘结所述第一镜片群。
根据本实用新型的另一方面,还提供了一种光学镜头,包括:一体式镜筒,所述一体式镜筒包括筒形主体,其具有内侧面和中轴线;以及内延伸部,所述内延伸部自所述内侧面向内延伸且中央具有通光孔,所述内延伸部将所述内侧面分割为第一分段和第二分段,其中所述内延伸部的顶面与所述第一分段构成第一凹槽,所述内延伸部的底面与所述第二分段构成第二凹槽;第一镜片群,其包括单个第一镜片或依靠镜片间的嵌合或粘合而组立在一起的多个第一镜片;第二镜片群,其包括至少一个第二镜片,所述第二镜片群承靠于所述内延伸部的底面并置于所述第二凹槽内,所述第一镜片群和所述第二镜片群共同构成可成像的光学系统;以及第一胶材,其位于所述第一镜片群和所述第一凹槽之间。
其中,所述第一胶材适于在固化后支撑和固定所述第一镜片群与所述一体式镜筒,使得所述第一镜片群和所述第二镜片群的相对位置保持在基于所述光学系统的成像结果进行主动校准所确定的相对位置。
其中,所述第一分段在俯视视角下呈闭合的环形。
其中,所述第一分段具有凹段,所述凹段从所述筒形主体的内侧面向所述筒形主体的外侧面的方向凹进。
其中,所述筒形主体的顶面粘结遮光板,所述遮光板形成光阑,并且所述遮光板与所述第一镜片群之间不填充胶材。
其中,所述第一镜片群包括光学区和围绕所述光学区的结构区,所述结构区的顶面粘结遮光板,所述遮光板形成光阑,并且所述遮光板与所述筒形主体的顶面之间不填充胶材。
其中,所述第一分段在俯视视角下呈带缺口的环形。
其中,所述筒形主体的顶面粘结遮光板以形成光阑,所述遮光板具有与所述缺口适配的侧挡板,并且所述遮光板与所述第一镜片群之间不填充胶材。
其中,所述第一镜片群包括光学区和围绕所述光学区的结构区,所述结构区的顶面粘结遮光板以形成光阑,所述遮光板具有与所述缺口适配的侧挡板,并且所述遮光板与所述筒形主体的顶面之间不填充胶材。
其中,粘合所述遮光板为金属材质或者适于作为外观面的材质。
其中,所述遮光板与所述一体式镜筒材质相同,粘合所述遮光板的胶材与所述第一胶材材质相同。
其中,所述第一镜片群包括光学区和围绕所述光学区的结构区,所述结构区的外表面附着遮光层,所述结构区的顶面高于所述一体式镜筒的顶面。
其中,所述遮光层遮挡可见光,透射特定波段的非可见光,所述特定波段的非可见光是触发第一胶材固化反应的光。
其中,所述第二分段具有多级台阶,所述多级台阶适于依次嵌入多个第二镜片以组立成所述第二镜片群。
其中,所述筒形主体与所述内延伸部是一体成型的。
根据本实用新型的另一方面,还提供了一种摄像模组,其包括前述任一光学镜头。
根据本实用新型的另一方面,还提供了一种光学镜头,其组装方法包括:准备一体式镜筒,所述一体式镜筒包括筒形主体,其具有内侧面和中轴线;以及内延伸部,所述内延伸部自所述内侧面向内延伸且中央具有通光孔,所述内延伸部将所述内侧面分割为第一分段和第二分段,其中所述内延伸部的顶面与所述第一分段构成第一凹槽,所述内延伸部的底面与所述第二分段构成第二凹槽;将第二镜片群安装于所述一体式镜筒构成第二镜头部件,其中所述第二镜片群包括至少一个第二镜片,所述第二镜片群承靠于所述内延伸部的底面并置于所述第二凹槽内;准备第一镜片群,其中所述第一镜片群包括单个第一镜片或依靠镜片自身的相互作用而组立在一起的多个第一镜片;将所述第一镜片群置于所述第一凹槽,然后对所述第一镜片群和所述第二镜头部件进行预定位,使所述第一镜片群和所述第二镜片群构成可成像的光学系统;基于实测成像结果对所述第一镜片群和所述第二镜片群的相对位置进行主动校准;以及将第一镜片群与所述第一凹槽通过第一胶材粘合,并使第一镜片群和所述第二镜片群保持在主动校准所确定的相对位置,进而获得所述光学镜头。
其中,所述第一分段在俯视视角下呈闭合的环形;所述预定位步骤和所述主动校准步骤中,用夹具夹持所述第一镜片群进行移动,其中所述第一分段与所述第一镜片群的侧面之间具有容纳所述夹具的间隙。
其中,所述第一分段在俯视视角下呈带缺口的环形;所述预定位步骤和所述主动校准步骤中,用夹具夹持所述第一镜片群进行移动,其中所述夹具通过所述缺口伸入所述一体式镜筒并夹持所述第一镜片群。
其中,所述第二分段具有多级台阶;所述将第二镜片群安装于所述一体式镜筒的步骤中,将所述至少一个第二镜片依次嵌入所述多级台阶以组立成所述第二镜片群,并构成所述第二镜头部件。
其中,所述将第一镜片群与所述第一凹槽通过第一胶材粘合的步骤中,所述第一胶材仅布置于所述第一镜片群的底面和所述内延伸部的顶面之间;或者所述第一胶材既布置于所述第一镜片群的底面和所述内延伸部的顶面之间,也布置于所述第一镜片群的侧面和所述第一分段之间。
其中,所述第一镜片群包括光学区和围绕所述光学区的结构区;所述组装方法还包括:在所述结构区的顶面粘附遮光板,并且所述遮光板与所述筒形主体的顶面之间不填充胶材。
其中,所述组装方法还包括:在筒形主体的顶面粘附遮光板,并且所述遮光板与所述第一镜片群的顶面之间不填充胶材。
其中,在所述将第一镜片群与所述第一凹槽通过第一胶材粘合的步骤完成后,执行所述粘附遮光板的步骤。
其中,所述将第一镜片群与所述第一凹槽通过第一胶材粘合的步骤包括依次执行的布胶、曝光和烘烤步骤;所述粘附遮光板的步骤在曝光步骤之后、烘烤步骤之前执行。
根据本实用新型的另一方面,还提供了一种摄像模组,其组装方法包括:利用前述任一光学镜头组装方法组装光学镜头;以及基于所述光学镜头组装摄像模组。
与现有技术相比,本实用新型具有下列至少一个技术效果:
1、本实用新型可以减少基于主动校准工艺的光学镜头的变异源,从而提升成像品质和良率。
2、本实用新型可以采用一体式镜筒代替分体式镜筒,提供高了基于主动校准的光学镜头的机械可靠性,并且可以抑制烘烤、高温高湿等条件下引发的光学性能变异。
3、本实用新型可以通过在第一镜片群附着不透射可见光可投射特定波段非可见光的遮光层,可以使得胶材固化时曝光可以从正上方透射,这种曝光方式与侧曝光相比更均匀,有助于提升光学镜头的成像品质。
4、本实用新型可以采用金属材质的遮光板,从而减小光学镜头或摄像模组的高度。
5、本实用新型可以将遮光板作为外观面,从而减小光学镜头或摄像模组的高度以及减少组装工序。
附图说明
在参考附图中示出示例性实施例。本文中公开的实施例和附图应被视作说明性的,而非限制性的。
图1示出了本实用新型一个实施例的光学镜头1000的剖面示意图;
图2示出了本实用新型另一个实施例中的光学镜头1000的剖面示意图;
图3示出了一个比较例中的采用分体式镜筒的基于主动校准的光学镜头;
图4示出了本实用新型一个实施例的一体式镜筒300的俯视示意图;
图5示出了图4所示的一体式镜筒300的剖面示意图;
图6示出了本实用新型另一个实施例的一体式镜筒300的俯视示意图;
图7示出了图6所示的一体式镜筒300的剖面示意图;
图8示出了本实用新型一个实施例的采用图6所示的一体式镜筒300的光学镜头的示意图;
图9示出了本实用新型一个变型的实施例的光学镜头;
图10示出了本实用新型另一个变型的实施例的光学镜头;
图11示出了本实用新型一个变型的实施例的一体式镜筒300的俯视示意图;
图12示出了本实用新型另一个变型的实施例的光学镜头;
图13示出了本实用新型另一个变型的实施例的光学镜头;
图14A示出了本实用新型一个实施例中的主动校准中相对位置调节方式;
图14B示出了本实用新型另一个实施例的主动校准中的旋转调节;
图14C示出了本实用新型又一个实施例的主动校准中的增加了v、w方向调节的相对位置调节方式。
具体实施方式
为了更好地理解本申请,将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解,这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述,而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中,相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应注意,在本说明书中,第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本申请的教导的情况下,下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。
在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
还应理解的是,用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”,当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件,但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外,当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时,修饰整个所列特征,而不是修饰列表中的单独元件。此外,当描述本申请的实施方式时,使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且,用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
如在本文中使用的,用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语,而不用作表程度的用语,并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
除非另外限定,否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是,用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且将不被以理想化或过度正式意义解释,除非本文中明确如此限定。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1示出了本实用新型一个实施例的光学镜头1000的剖面示意图。如图1所示,本实施例的光学镜头1000包括一体式镜筒300、第一镜片群100、第二镜片群200和第一胶材400。其中,一体式镜筒300包括筒形主体301和自筒形主体301内侧面延伸而形成的内延伸部302。所述筒形主体301与所述内延伸部302是一体成型的。进一步地,参考图1,筒形主体301具有内侧面和中轴线。内延伸部302自所述内侧面向所述中轴线延伸且中央具有通光孔302a,所述内延伸部302将所述内侧面分割为第一分段3011和第二分段3012,其中所述内延伸部302的顶面与所述第一分段3011构成第一凹槽,所述内延伸部302的底面与所述第二分段3012构成第二凹槽。本实施例中,第一镜片群100由单个第一镜片构成。需注意,本实用新型并不限于此,例如图2示出了本实用新型另一个实施例中的光学镜头1000的剖面示意图。该实施例中,第一镜片群100可以由依靠镜片自身的相互作用而组立在一起的多个第一镜片构成(例如由多个互相嵌合或粘合的第一镜片构成)。第二镜片群200包括至少一个第二镜片,所述第二镜片群200承靠于所述内延伸部302的底面并置于所述第二凹槽内,所述第一镜片群100和所述第二镜片群200共同构成可成像的光学系统。第一胶材400位于所述第一镜片群100和所述第一凹槽之间。该第一胶材400适于在固化后支撑和固定所述第一镜片群100与所述一体式镜筒300,使得所述第一镜片群100和所述第二镜片群200的相对位置保持在基于所述光学系统的成像结果进行主动校准所确定的相对位置。
上述实施例中,采用一体式镜筒300代替分体式镜筒,提供高了基于主动校准的光学镜头的机械可靠性,并且可以抑制烘烤、高温高湿等条件下引发的光学性能变异(由于减少了烘烤等条件下的变异源)。进一步地,图3示出了一个比较例中的采用分体式镜筒的基于主动校准的光学镜头。参考图3,该光学镜头包括第一镜头部件和第二镜头部件,其中第一镜头部件包括第一镜筒800和安装于第一镜筒800内的第一镜片构成,第二镜头部件包括第二镜筒900和安装于第二镜筒900内的多个第二镜片。第一镜头部件和第二镜头部件各自作为一个整体进行主动校准并确定二者之间的相对位置,然后用第一胶材400粘合第一镜头部件和第二镜头部件,以支撑和固定第一镜头部件与第二镜头部件。这种方案下,镜筒(尤其是第一镜筒800)的结构强度相对不足,导致其机械可靠性较低,在烘烤、高温高湿等条件下,第一胶材400和镜筒(尤其是第一镜筒800)均可能发生变异,导致第一镜片与第二镜片的相对位置发生改变,从而丧失(或降低)主动校准所获得的光学性能(即光学性能变异)。而本实用新型采用的一体式镜筒300可以克服上述问题。
进一步地,图4示出了本实用新型一个实施例的一体式镜筒300的俯视示意图。参考图4,在本实用新型的一个实施例中,所述第一分段3011在俯视视角下呈闭合的环形。所述第一分段3011具有凹段3011a,所述凹段3011a从所述筒形主体301的内侧面向所述筒形主体301的外侧面的方向凹进。图5示出了图4所示的一体式镜筒300的剖面示意图。参考图1、图4和图5,可以看出所述一体式镜筒300的内侧面的第一分段3011具有凹段3011a,该凹段3011a与第一镜片群100的外侧面之间具有间隙,该间隙可容纳夹爪,以便夹爪夹持第一镜片群100在第一凹槽303内进行主动校准。需注意图5中,第二镜片群200已嵌入所述一体式镜筒300的第二凹槽304。
进一步地,图6示出了本实用新型另一个实施例的一体式镜筒300的俯视示意图。参考图6,在本实用新型的另一个实施例中,所述第一分段3011在俯视视角下呈带缺口的环形。由于第一分段3011具有缺口3011b,该一体式镜筒300可以避让夹爪,以便夹爪夹持第一镜片群100在第一凹槽内进行主动校准。进一步地,图7示出了图6所示的一体式镜筒300的剖面示意图。图8示出了本实用新型一个实施例的采用图6所示的一体式镜筒300的光学镜头的示意图。
进一步地,仍然参考图1,在本实用新型的一个实施例中,所述第二分段3012具有多级台阶,所述多级台阶适于依次嵌入多个第二镜片以组立成所述第二镜片群200。换句话说,组立完成后,一体式镜头和多个第二镜片形成一个整体的第二镜头部件,第一镜片群100则单独构成第一镜头部件,前文所述的主动校准就是对第一镜头部件和第二镜头部件的相对位置进行校准。
进一步地,仍然参考图1,在本实用新型的一个实施例中,所述第一镜片群100的结构区103表面(包括结构区103的顶面和侧面,有时还可以进一步包括结构区103的底面)附着遮光层101。其中结构区103是围绕在光学区102外的区域。光学区102则是镜片群的用于进行光学成像的区域。所述遮光层101可以不透射可见光仅透射紫外光的涂层。这样,第一胶材400可以选用由紫外光触发固化的胶材。涂层(即遮光层101)不透射可见光可实现遮挡杂光或充当光阑,其结构紧凑,并且胶材固化时曝光可以从正上方透射(即从所述遮光层101透射紫外光),与侧曝光相比更均匀。作为对比,在前述比较例的分体式镜筒方案中,由于上方的第一镜筒800的阻挡,需要从侧边曝光来对第一胶材400进行固化。需注意,第一胶材400也可以是由其它波段来触发固化的胶材,此时,遮光层101不透射可见光仅透射与触发第一胶材400固化的波段的光。
进一步地,图9示出了本实用新型一个变型的实施例的光学镜头。本实施例是在图1的实施例的基础上,增加了遮光板500。相应地,本实施例中,第一镜片(或第一镜片群100)可以不附着遮光层。具体来说,本实施例中,遮光板500可以粘合于一体式镜筒300的顶面(指筒形主体301顶面)。遮光板500不与第一镜片接触(二者间保留间隙,不使用胶材粘合)。本实施例中,遮光机构(即遮光板500)不参与涉及主动校准的组装过程,因此不需要测高,表面粗糙度不用做得很小以保证测高精度,划伤不良减少(越光滑越易划伤)。另一方面,由于遮光机构可以与镜片独立出来(作为对比,前述比较例中由第一镜筒800实现遮光功能),由于其不再与镜片粘接,其材质的选取不再受下群镜筒(即第二镜筒)的限制(作为对比,前述比较例中,出于胶材粘接两侧的材质线膨系数接近可以减小光学系统在烘烤等条件下性能变异的考虑)。因此,遮光板500的材质可以采用金属,这样遮光板500可以做得更薄。遮光板500的材质还可以采用PET聚酯,其机械化学性质稳定,可以直接作为外观面。作为对比,前述比较例中,最终的光学镜头成品需要在镜头最外加一PET聚酯材质的薄片以作为外观面。
进一步地,图10示出了本实用新型另一个变型的实施例的光学镜头。本实施例同样是在图1的实施例的基础上,增加了遮光板500。并且,本实施例中第一镜片(或第一镜片群100)可以不附着遮光层。与图9所示实施例的区别在于,本实施例中,遮光板500粘合于第一镜片(或第一镜片群100)的结构区103的顶面。而遮光板500与筒形主体301的顶面间保留气隙,即二者间不布置胶材。本实施例中,遮光机构(即遮光板500)不参与涉及主动校准的组装过程,因此不需要测高,表面粗糙度不用做得很小以保证测高精度,划伤不良减少(越光滑越易划伤)。本实施例遮光机构优选与一体式镜筒300相同的材料,胶材也选取与一体式镜筒和上群镜片间相同的材料,即粘合遮光机构的胶材501与第一胶材400材质相同。其目的在于使得第一镜片群100在烘烤等条件下,两侧胶材变异一致,尽可能减小光学系统性能劣化。
进一步地,图11示出了本实用新型一个变型的实施例的一体式镜筒300的俯视示意图。本实施例中,一体式镜筒300的第一分段3011呈环形且不设置凹段。本实施例中,第一分段3011的直径可以大于第一镜片(或第一镜片群100)外侧面的直径,以便在第一分段3011与第一镜片(或第一镜片群100)外侧面之间形成容纳夹爪的空间,从而避让夹爪夹持位。在不需要避让夹爪的位置,第一镜片(或第一镜片群100)的外侧面可选地施加胶材与一体式镜筒300粘接。
进一步地,图12示出了本实用新型另一个变型的实施例的光学镜头。本实施例与图6~8所示的实施例相比,区别在于增加了遮光板500,且该遮光板500具有适配第一分段3011的缺口的侧挡板502。本实施例中,第一镜片(或第一镜片群100)可以不附着遮光层。具体来说,本实施例中,遮光板500可以粘合于筒形主体301的顶面。遮光板500不与第一镜片接触(二者间保留间隙,不使用胶材粘合)。本实施例中,遮光机构(即遮光板500)不参与涉及主动校准的组装过程,因此不需要测高,表面粗糙度不用做得很小以保证测高精度,划伤不良减少。另一方面,由于遮光机构可以与镜片独立出来,由于其不再与镜片粘接,其材质的选取不再受下群镜筒(即第二镜筒)的限制。因此,遮光板500的材质可以采用金属,这样遮光板500可以做得更薄。遮光板500的材质还可以采用PET聚酯,其机械化学性质稳定,可以直接作为外观面。作为对比,前述比较例中,最终的光学镜头成品需要在镜头最外加一PET聚酯材质的薄片以作为外观面。
进一步地,图13示出了本实用新型另一个变型的实施例的光学镜头。本实施例与图6~8所示的实施例相比,区别在于增加了遮光板500,且该遮光板500具有适配第一分段3011的缺口的侧挡板502。本实施例中,第一镜片(或第一镜片群100)可以不附着遮光层。与图12所示实施例的区域在于,本实施例中,遮光板500粘合于第一镜片(或第一镜片群100)的结构区103的顶面。而遮光板500与筒形主体301的顶面间保留气隙,即二者间不布置胶材。本实施例中,遮光机构(即遮光板500)不参与涉及主动校准的组装过程,因此不需要测高,表面粗糙度不用做得很小以保证测高精度,划伤不良减少(越光滑越易划伤)。本实施例粘合遮光机构优选与一体式镜筒300相同的材料,胶材也选取与一体式镜筒和上群镜片间相同的材料,即粘合遮光机构的胶材501与第一胶材400材质相同。其目的在于使得第一镜片群100在烘烤等条件下,两侧胶材变异一致,尽可能减小光学系统性能劣化。
进一步地,在一个实施例中,所述内延伸部302的顶面适于布置胶材,例如内延伸部302在垂直于所述中轴线的方向上具有一定尺寸,以便布置胶材。
根据本实用新型的另一实施例,还提供了一种摄像模组,该摄像模组可以包括前文任意一个实施例的光学镜头。
根据本实用新型的另一实施例,还提供了一种光学镜头组装方法,包括下列步骤。
S100,准备一体式镜筒300,所述一体式镜筒300包括筒形主体301,其具有内侧面和中轴线;以及内延伸部302,所述内延伸部302自所述内侧面向内延伸且中央具有通光孔302a,所述内延伸部302将所述内侧面分割为第一分段3011和第二分段3012,其中所述内延伸部302的顶面与所述第一分段3011构成第一凹槽,所述内延伸部302的底面与所述第二分段3012构成第二凹槽。
S200,将第二镜片群200安装于所述一体式镜筒300构成第二镜头部件,其中所述第二镜片群200包括至少一个第二镜片,所述第二镜片群200承靠于所述内延伸部302的底面并置于所述第二凹槽内。
S300,准备第一镜片群100,其中所述第一镜片群100包括单个第一镜片或依靠镜片自身的相互作用而组立在一起的多个第一镜片。
S400,将所述第一镜片群100置于所述第一凹槽,然后对所述第一镜片群100和所述第二镜头部件进行预定位,使所述第一镜片群100和所述第二镜片群200构成可成像的光学系统。
S500,基于实测成像结果对所述第一镜片群100和所述第二镜片群200的相对位置进行主动校准。
S600,将第一镜片群100与所述第一凹槽通过第一胶材400粘合,并使第一镜片群100和所述第二镜片群200保持在主动校准所确定的相对位置,进而获得所述光学镜头。
其中,S300可以和S100~S200并行地执行。
进一步地,在一个实施例中,所述第一分段3011在俯视视角下呈闭合的环形,所述预定位步骤(S400)和所述主动校准步骤(S500)中,用夹具夹持所述第一镜片群100进行移动,其中所述第一分段3011与所述第一镜片群100的侧面之间具有容纳所述夹具的间隙。
进一步地,在一个实施例中,所述第一分段3011在俯视视角下呈带缺口的环形,所述预定位步骤(S400)和所述主动校准步骤(S500)中,用夹具夹持所述第一镜片群100进行移动,其中所述夹具通过所述缺口伸入所述一体式镜筒300并夹持所述第一镜片群100。
进一步地,在一个实施例中,所述第二分段3012具有多级台阶,所述将第二镜片群200安装于所述一体式镜筒300的步骤(S200)中,将所述至少一个第二镜片依次嵌入所述多级台阶以组立成所述第二镜片群200,并构成所述第二镜头部件。
进一步地,在一个实施例中,所述将第一镜片群100与所述第一凹槽通过第一胶材400粘合的步骤(S600)中,所述第一胶材400仅布置于所述第一镜片群100的底面和所述内延伸部302的顶面之间。在另一个实施例中,步骤S600中,所述第一胶材400既布置于所述第一镜片群100的底面和所述内延伸部302的顶面之间,也布置于所述第一镜片群100的侧面和所述第一分段3011之间。
进一步地,在一个实施例中,所述组装方法还包括步骤S700。
S700,在第一镜片群100的顶面粘附遮光板500,并且所述遮光板500与所述筒形主体301的顶面之间不填充胶材。本实施例中,可以在所述将第一镜片群100与所述第一凹槽通过第一胶材400粘合的步骤(S600)完成后,执行所述粘附遮光板500的步骤(S700)。
在另一实施例中,所述步骤S700可以用S700’替换。
S700’,在筒形主体301的顶面粘附遮光板500,并且所述遮光板500与所述第一镜片群100的顶面之间不填充胶材。本实施例中,可以在所述将第一镜片群100与所述第一凹槽通过第一胶材400粘合的步骤(S600)完成后,执行所述粘附遮光板500的步骤(S700’)。
进一步地,在一个实施例中,步骤S600可以包括依次执行的布胶、曝光和烘烤步骤,所述粘附遮光板500的步骤可以在曝光步骤之后、烘烤步骤之前执行。其中布胶步骤是在内延伸部302的顶面布置第一胶材400,曝光步骤是通过紫外线(或其它波段的光)触发第一胶材400发生固化反应,使第一胶材400可以临时支撑和固定第一镜头部件和第二镜头部件的相对位置(即第一镜片群100和一体式镜筒300的相对位置)。烘烤步骤是将获得临时支撑和固定的光学镜头放入烘箱(或其它设备)中进行烘烤,以使第一胶材400永久固化,从而提高光学镜头的结构强度和可靠性。
进一步地,根据本实用新型的另一实施例,还提供了一种摄像模组组装方法,其包括利用前述任意实施例的光学镜头组装方法组装光学镜头,然后将所组装的光学镜头安装于感光组件,得到摄像模组成品。
本文中,镜筒、一体式镜筒、第一镜筒、第二镜筒等概念均指作为黑物的镜筒,这些镜筒均具有遮光作用。
本实用新型中,一体式镜筒300可以安装于光学致动器(例如马达)内。例如,一体式镜筒300可以安装于马达载体的内侧面,从而与马达构成一个整体。在主动校准时,第一镜片群100作为一个部件(可视为第一镜头部件),第二镜片群200、一体式镜筒300以及马达作为另一个部件(可视为第二镜头部件),主动校准在这两个镜头部件之间进行。
以下将进一步地介绍光学镜头或摄像模组组装方法中所使用的主动校准工艺。
本申请中所述的主动校准可以在多个自由度上对第一镜头部件100和第二镜头部件200的相对位置进行调整。图14A示出了本实用新型一个实施例中的主动校准中相对位置调节方式。在该调节方式中,所述第一镜头部件100(也可以是第一镜片101)可以相对于所述第二镜头部件200沿着x、y、z方向移动(即该实施例中的相对位置调整具有三个自由度)。其中z方向为沿着光轴的方向,x,y方向为垂直于光轴的方向。x、y方向均处于一个调整平面P内,在该调整平面P内平移均可分解为x、y方向的两个分量。
图14B示出了本实用新型另一个实施例的主动校准中的旋转调节。在该实施例中,相对位置调整除了具有图14A的三个自由度外,还增加了旋转自由度,即r方向的调节。本实施例中,r方向的调节是在所述调整平面P内的旋转,即围绕垂直于所述调整平面P的轴线的旋转。
进一步地,图14C示出了本实用新型又一个实施例的主动校准中的增加了v、w方向调节的相对位置调节方式。其中,v方向代表xoz平面的旋转角,w方向代表yoz平面的旋转角,v方向和w方向的旋转角可合成一个矢量角,这个矢量角代表总的倾斜状态。也就是说,通过v方向和w方向调节,可以调节第一镜头部件相对于第二镜头部件的倾斜姿态(也就是所述第一镜头部件的光轴相对于所述第二镜头部件的光轴的倾斜)。
上述x、y、z、r、v、w六个自由度的调节均可能影响到所述光学系的成像品质(例如影响到解像力的大小)。在本实用新型的其它实施例中,相对位置调节方式可以是仅调节上述六个自由度中的任一项,也可以其中任两项或者更多项的组合。
进一步地,在一个实施例中,主动校准步骤中,第一镜头部件和第二镜头部件相对位置的调整包括在所述调整平面上的平移,即x、y方向上的运动。
进一步地,在一个实施例中,主动校准步骤中,第一镜头部件100和第二镜头部件相对位置的调整还包括:根据所述光学系统的实测解像力,调节并确定所述第一镜头部件的轴线相对于所述第二镜头部件的轴线的夹角,即w、v方向上的调节。所组装的光学镜头或摄像模组中,所述第一镜头部件的轴线与所述第二镜头部件的轴线之间可以具有不为零的夹角。
进一步地,在一个实施例中,主动校准步骤中,第一镜头部件和第二镜头部件相对位置的调整还包括:沿着垂直于所述调整平面的方向移动所述第一镜头部件(即z方向上的调节),根据所述光学系统的实测解像力,确定所述第一镜头部件与所述第二镜头部件之间的在垂直于所述调整平面的方向上的相对位置。
进一步地,在一个实施例中,所述第一镜头部件可以不具有第一镜筒。例如第一镜头部件可以由单个第一镜片构成。在主动校准前,先对应预定位,使所述第一镜片的底面和所述第二镜头部件的顶面之间具有间隙;然后进行主动校准,再将所述胶材布置于所述间隙并使胶材固化。本实施例中,第一镜片可以由互相嵌合或粘合而形成一体的多个子镜片形成。本实施例中,第一镜片的不用于成像的非光学面的侧面和顶面可以形成遮光层101。该遮光层101可以通过在第一镜片的侧面和顶面丝网印刷遮光材料而形成。相比有上盖的实施例及分体式镜筒(黑物)的方案,本实施例可以削减摄像模组头部(物方的)原本侵占手机屏幕的尺寸,从而使得摄像模组安装在手机中时可以更靠近手机的侧壁(或其它边框),达到更高的屏占比。
进一步地,仍然参考图1,在一个实施例中,第一镜片群100的结构区103的顶面高于一体式镜筒300的顶面。其中顶面是指物方一侧的端面。这种设计可以使镜筒的顶面低于镜片的顶面,这样,摄像模组安装在手机中时,作为结构件的镜筒凸出较小,侵占屏幕的尺寸较小,利于提高屏占比。例如当摄像模组作为前置摄像头时,较低的镜筒顶面有助于避让屏幕组件,从而使屏幕延伸至更靠近手机边框的位置,进而提高屏占比。
在一个实施例中,主动校准步骤中,可以固定第二镜头部件,通过夹具夹持第一镜头部件,在与夹具连接的六轴运动机构的带动下,移动第一镜头部件,从而实现第一镜头部件和第二镜头部件之间的上述六个自由度下的相对移动。其中,夹具可以承靠于或部分承靠于第一镜头部件的侧面,从而将第一镜头部件夹起并进行多自由度的位置调整。
以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的实用新型范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (22)
1.一体式镜筒,其特征在于,包括:
筒形主体,其具有内侧面和中轴线;以及
内延伸部,所述内延伸部自所述内侧面向所述中轴线延伸且中央具有通光孔,所述内延伸部将所述内侧面分割为第一分段和第二分段,所述内延伸部的顶面与所述第一分段构成适于容纳第一镜片群的第一凹槽,所述内延伸部的底面与所述第二分段构成适于容纳第二镜片群的第二凹槽。
2.根据权利要求1所述的一体式镜筒,其特征在于,所述第一分段在俯视视角下呈闭合的环形。
3.根据权利要求1所述的一体式镜筒,其特征在于,所述第一分段具有凹段,所述凹段从所述筒形主体的内侧面向所述筒形主体的外侧面的方向凹进。
4.根据权利要求3所述的一体式镜筒,其特征在于,所述第一分段在俯视视角下呈带缺口的环形。
5.根据权利要求1所述的一体式镜筒,其特征在于,所述内延伸部的顶面适于布置胶材。
6.根据权利要求1所述的一体式镜筒,其特征在于,所述第二分段具有多级台阶,所述多级台阶适于依次嵌入多个第二镜片以组立所述第二镜片群;所述内延伸部的底面适于承靠所述第二镜片群,所述内延伸部的顶面适于布置胶材以粘结所述第一镜片群。
7.光学镜头,其特征在于,包括:
一体式镜筒,其包括:
筒形主体,其具有内侧面和中轴线;以及
内延伸部,所述内延伸部自所述内侧面向内延伸且中央具有通光孔,所述内延伸部将所述内侧面分割为第一分段和第二分段,其中所述内延伸部的顶面与所述第一分段构成第一凹槽,所述内延伸部的底面与所述第二分段构成第二凹槽;
第一镜片群,其包括单个第一镜片或依靠镜片间的嵌合或粘合而组立在一起的多个第一镜片;
第二镜片群,其包括至少一个第二镜片,所述第二镜片群承靠于所述内延伸部的底面并置于所述第二凹槽内,所述第一镜片群和所述第二镜片群共同构成可成像的光学系统;以及
第一胶材,其位于所述第一镜片群和所述第一凹槽之间。
8.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,第一胶材适于在固化后支撑和固定所述第一镜片群与所述一体式镜筒,使得所述第一镜片群和所述第二镜片群的相对位置保持在基于所述光学系统的成像结果进行主动校准所确定的相对位置。
9.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第一分段在俯视视角下呈闭合的环形。
10.根据权利要求9所述的光学镜头,其特征在于,所述第一分段具有凹段,所述凹段从所述筒形主体的内侧面向所述筒形主体的外侧面的方向凹进。
11.根据权利要求9所述的光学镜头,其特征在于,所述筒形主体的顶面粘结遮光板,所述遮光板形成光阑,并且所述遮光板与所述第一镜片群之间不填充胶材。
12.根据权利要求9所述的光学镜头,其特征在于,所述第一镜片群包括光学区和围绕所述光学区的结构区,所述结构区的顶面粘结遮光板,所述遮光板形成光阑,并且所述遮光板与所述筒形主体的顶面之间不填充胶材。
13.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第一分段在俯视视角下呈带缺口的环形。
14.根据权利要求13所述的光学镜头,其特征在于,所述筒形主体的顶面粘结遮光板以形成光阑,所述遮光板具有与所述缺口适配的侧挡板,并且所述遮光板与所述第一镜片群之间不填充胶材。
15.根据权利要求13所述的光学镜头,其特征在于,所述第一镜片群包括光学区和围绕所述光学区的结构区,所述结构区的顶面粘结遮光板以形成光阑,所述遮光板具有与所述缺口适配的侧挡板,并且所述遮光板与所述筒形主体的顶面之间不填充胶材。
16.根据权利要求11或14所述的光学镜头,其特征在于,粘合所述遮光板为金属材质或者适于作为外观面的材质。
17.根据权利要求12或15所述的光学镜头,其特征在于,所述遮光板与所述一体式镜筒材质相同,粘合所述遮光板的胶材与所述第一胶材材质相同。
18.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第一镜片群包括光学区和围绕所述光学区的结构区,所述结构区的外表面附着遮光层,所述结构区的顶面高于所述一体式镜筒的顶面。
19.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述遮光层遮挡可见光,透射特定波段的非可见光,所述特定波段的非可见光是触发第一胶材固化反应的光。
20.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第二分段具有多级台阶,所述多级台阶适于依次嵌入多个第二镜片以组立成所述第二镜片群。
21.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述筒形主体与所述内延伸部是一体成型的。
22.一种摄像模组,其特征在于,包括权利要求7-21中任意一项所述的光学镜头。
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