TW201341879A - 一光學鏡頭組與其雷射焊接固定方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光學鏡頭組，其包括至少一光學鏡片、一鏡筒以及一固定環；將該光學鏡片置入該鏡筒內，且將該光學鏡片的光軸對準該鏡筒的中軸；將該固定環置入該鏡筒內，該固定環的周圍表面接觸該鏡筒的內徑，該固定環的底側壓抵該光學鏡片的一表面；以雷射光束照射該固定環的周圍表面，使該固定環與鏡筒接觸之區域溫度上升到熔接溫度，致該固定環焊接固定到鏡筒內側。

Description

一光學鏡頭組與其雷射焊接固定方法

本發明是有關於一光學鏡頭組與其雷射焊接固定方法，可應用於相機模組或手持裝置，例如平板電腦、行動電話或個人行動助理PDA的攝影模組上。

現代可攜式裝置多數具備有攝影功能，其中光學鏡頭組是不可或缺的一項重要零件。請參考圖式第六圖習知的光學鏡頭組示意圖，一光學鏡頭組60至少包括一光學鏡片61、一鏡筒62及一鏡座63，該光學鏡片61是固設在該鏡筒62內，該鏡片61與鏡筒62間施以接著劑64將該鏡片61固定在該鏡筒62內壁。但是，透過接著劑固著鏡片的方式有一缺陷，由於該鏡片61和鏡筒62間施用接著劑的位置可能是狹窄的細縫，而接著劑多為濃稠液態，需要較長時間塗佈在狹窄的細縫內，而施用後，另需要透過一固化設備並經過一固化時間來固化該接著劑64，所以整體光學鏡頭組的生產時間變長，生產效率會因此降低；另一缺點是，該接著劑64會隨著時間劣化，其黏性降低，久之導致鏡片的光軸不能對準鏡筒的光軸，降低整體光學鏡頭組的使用年限；又另一缺點是，由於使用接著劑，導致光學鏡頭組的整體強度不高。

有鑑於此，有需要提出一種光學鏡頭組，其鏡片可以牢固地組設在鏡筒中，生產效率高，且可以增加光學鏡頭組的整體強度，防止光學鏡頭組長期使用後產生光軸不對準的劣化情況。

為達到上述目的，本發明提出一種光學鏡頭組，其包括一光學鏡片、一鏡筒以及一固定環，該光學鏡片及該固定環組設於該鏡筒內側，該光學鏡片之一表面抵靠該固定環之底側面，且該固定環雷射焊接在該鏡筒內側。由於本發明的光學鏡片和固定環是透過雷射焊接加以固定，故能夠利用雷射光束之高尖峰率特徵，使受到雷射撞擊的焊接區域發生微小變形，故該光學鏡片、固定環和該鏡筒的變形量很小，使該光學鏡片可以精確地固定在該鏡筒中預定的位置，且該光學鏡片的光軸對準該鏡筒的中心線，並且穩固夾持在該固定環與鏡筒之間。故本發明能提供一具有可靠組裝的光學鏡頭組，且能夠得到一沒有扭曲的良好成像。

較佳地，該固定環具有一鋸齒狀或波浪狀表面，用以提供較大的雷射能量接收面，以增加整體光學鏡頭組在焊接後的可靠度。

較佳地，該固定環及該鏡筒之材質皆為黑色塑膠，以提供一較高的光吸收效率給雷射焊接區域。

本發明的又另一態樣之光學鏡頭組，包括一光學鏡片、一鏡筒以及一固定環，該光學鏡片及該固定環組設於該鏡筒內側，該光學鏡片之一表面抵靠該固定環之底側表面，且該固定環是透過雷射焊接固定在該鏡筒內側，其特徵在於，該固定環由紅外線可穿透之材質構成，當雷射光束(例如紅外線雷射光)照射在該固定環表面，雷射光束的能量穿透該固定環，累積於該固定環與鏡筒內側接觸的所有區域，使該區域溫度上升到熔接溫度，使該固定環熔接固定到該鏡筒內側。藉由此方式，可增加該固定環與鏡筒熔接在一起的區域，且雷射光束可以由該固定環的表面的任一方向射入。

本發明的另一態樣之光學鏡頭組，包括一光學鏡片、一鏡筒以及一固定環，該光學鏡片及該固定環組設於該鏡筒內側，該光學鏡片之一表面抵靠該固定環之底側面，且該固定環雷射焊接在該鏡筒內側，其特徵在於，該鏡筒具有一紅外線可穿透部(請參考圖式第四圖)，係由一紅外線可穿透材質構成，該固定環固定對應於該鏡筒之紅外線可穿透材質部的位置，當雷射光束(例如紅外線雷射光)照射在該鏡筒的紅外線可穿透材質部，雷射光束能量不會累積在該鏡筒上，而是穿透該紅外線可穿透材質部並累積至位於該鏡筒內側的該固定環上，使該固定環受雷射照射的區域溫度上升到熔接溫度，而固定到該鏡筒內側。

本發明的又另一態樣之光學鏡頭組，包括至少一光學鏡片及一鏡筒，該鏡片是組設於該鏡筒內部，由於該鏡片具有光學可穿透特性，當雷射光束照射在該鏡片表面時，能量會穿透該鏡片並累積至該鏡片與鏡筒內側接觸的所有區域，使該等接觸區域溫度上升到熔接溫度後，該鏡片之外徑即熔接固定到該鏡筒之內側。藉由此方式，該鏡片與鏡筒接觸的面積皆可作為焊接區域，使該鏡片與鏡筒直接熔接在一起，而且雷射光束可以由鏡片表面的任一方向射入，以使製作程序更為簡易迅速。

本發明提供一種光學鏡頭組之雷射焊接方法，其包括：提供一光學鏡片，一鏡筒以及一固定環；將光學鏡片置入該鏡筒內，且將光學鏡片的光軸對準鏡筒中軸；將該固定環置入該鏡筒內，該固定環的周圍表面接觸該鏡筒的內徑，該固定環的底側壓抵該光學鏡片的一表面；以雷射光束照射該固定環的周圍表面，使該固定環與鏡筒接觸之區域溫度上升到熔接溫度，致該固定環焊接固定到該鏡筒內側。

本發明提供另一種光學鏡頭組之雷射焊接方法，其包括：提供一光學鏡片以及一鏡筒；將光學鏡片置入該鏡筒內，且將該光學鏡片的光軸對準鏡筒中軸；以雷射光束照射該鏡片與與鏡筒接觸之區域，使該區域溫度上升到熔接溫度，致該鏡片固定到鏡筒內側。

本發明之這些與其他的目的與特性將由以下供應的較佳實施例說明並參考所附圖式而更為清楚的理解。

以下將參考所附圖式，說明本發明之較佳實施例。在不同的圖式中，同樣的元件符號代表相同的元件，除非另外有所定義。

首先將說明第一具體實施例之光學鏡頭組。第一A圖與第一B圖係顯示第一具體實施例之一光學鏡頭組1，其中第一A圖係其一分解圖，且第一B圖係為第一A圖所示固定環之部份放大示意圖。第二A圖是第一具體實施例之一光學鏡頭組1之剖面圖及局部放大圖。

在第一A圖中，該光學鏡頭組1包括一鏡筒10、一光學鏡片20及一固定環30。該鏡筒10例如是黑色塑膠筒狀構件，在該鏡筒10外部可以連接一鏡頭座、一CCD、一CMOS感應器、或是其他顯像裝置(圖未顯示)，參考第二A圖，該鏡筒10係呈中空狀並具有一內側壁13，該鏡筒10底部形成一基座11及，該鏡筒10頂側有一鏡筒開口15。該基座11具有一中心開口14及一水平頂部12。該鏡筒開口15與該中心開口14位置相對，以形成一光通過路徑，使光線可通過該路徑入射到CCD、CMOS感應器。在組裝該光學鏡頭組1時，首先將該光學鏡片20置入該鏡筒10內部，該光學鏡片20之底側靠抵在該基座11的該水平頂部12，並調整該光學鏡片20，以便使該光學鏡片20的光軸21對準該鏡筒10的中軸線。

在該光學鏡片20置入該鏡筒10內部後，接著置入該固定環30。該固定環30具有一能量接收面31以及一水平底面32，在本實施例中，該水平底面32靠抵、壓制在該光學鏡片20的像側表面上，而該固定環30與鏡筒10內側壁13之間的交界面係作為一焊接區。較佳地，該固定環30的該能量接收面31具有如第一B圖所示的一鋸齒形狀，可以增加該能量接收面的表面積。可選擇地，該能量接收面31也可以形成是波浪型狀(圖未顯示)，同樣可以增加能量接收面的表面積。

接著將利用第二A圖說明該光學鏡片組1的雷射固定實施方式，在該光學鏡片20及固定環30置入該鏡筒10內部後，一雷射光束藉由一雷射振盪器(圖未顯示)產生，從一發射單元(圖未顯示)發射至該固定環30與該鏡筒10之間的焊接區，該焊接區是該固定環30與該鏡筒10內側接觸的交界處。由於該雷射光束具有高尖峰率特徵，致使該焊接區發生微小變形，並形成一焊接點40。接著繼續以雷射照射該焊接區的其他部分，以在該固定環30與鏡筒10之間形成環狀排列的多個焊接點40，加強固定環30與該鏡筒10的結合效果。較佳地，整體光學鏡頭組1可以在接受雷射照射時透過一夾持機構和一旋轉機構(圖未顯示)旋轉，使雷射光連續地照射到該固定環30的周邊，達成環狀的焊接點。特別是，該固定環30的能量接收面31呈一波浪狀，可以接收更多的雷射能量，有助於被照射材料的溫度急速升高到焊接溫度，加速製造程序。

第二B圖係第一具體實施例的一變化例，其中該固定環30相對於該鏡筒10內側壁13形成一斜面，及該鏡筒10內側壁13相對於斜面的部分形成一傾斜內側壁，以在該固定環30與鏡筒10之間提供一倒角41，作為該固定環30與鏡筒10之間的焊接區。雷射光從一發射單元(圖未顯示)射入到該倒角41，並在該倒角41形成一個焊接點40，藉此，雷射光可從更多的入射方向入射到該焊接區，以便於加工。

其次說明第二具體實施例之一光學鏡頭組3，第三圖是本發明第二具體實施例之光學鏡頭組3之剖面圖。在第三圖中，該光學鏡頭組3包括一鏡筒10、一光學鏡片20及一固定環30a，其特徵在於，該固定環30a由紅外線可穿透之材質構成，特別是一些對熱機械衝擊有很好抵抗力的光穿透材料，例如BK 7硼矽(酸)冕玻璃、紫外線級熔融矽酸玻璃、氟化鎂等。除了該固定環30a外，該光學鏡頭組3的其餘構件與第一具體實施例的該光學鏡頭組1的相應構件相同。

當雷射光束(例如紅外線雷射光束)照射在該固定環30a表面，雷射光束的能量穿透該固定環30a，累積於該固定環30a與鏡筒10內側接觸的所有區域，使該區域溫度上升而焊接到該鏡筒10內側。藉由此方式，可增加該固定環30a與鏡筒10熔接的區域，且雷射光束可以由該固定環30a的表面的任一方向射入。

其次說明第三具體實施例之光學鏡頭組4，第四圖是本發明第三具體實施例光學鏡頭組之剖面圖及局部放大圖。在第四圖中，該光學鏡頭組4包括一鏡筒10、一光學鏡片20及一固定環30，其與第一圖及第二A圖所示的結構元件相同，故不再重複描述。該鏡筒10進一步具有一紅外線可穿透部16，其係形成為環狀，且設置在該鏡筒10接近鏡筒開口15的位置。該紅外線可穿透部16部是由一紅外線可穿透材質構成，該紅外線可穿透材質可以選自一些對熱機械衝擊有很好抵抗力的光穿透材料，例如BK 7硼矽(酸)冕玻璃、紫外線級熔融矽酸玻璃、氟化鎂等。該固定環30靠抵在該鏡筒10之該紅外線可穿透部16，當雷射光束(例如紅外線雷射光束)照射在該鏡筒10的該紅外線可穿透部16，雷射光束能量不會累積在該鏡筒10上，而是累積至該鏡筒10內側與該固定環30交界的焊接面上，致使該固定環30焊接到該鏡筒10內側。除了該鏡筒10具有一紅外線可穿透部16外，該光學鏡頭組4的其餘構件與第一具體實施例的該光學鏡頭組1的相應構件相同。

其次說明第四具體實施例之光學鏡頭組5，請參考第五圖所示本發明第四具體實施例之光學鏡頭組5剖面圖。在第五圖中，該光學鏡頭組5包括一鏡筒10及一光學鏡片20，該鏡筒10及光學鏡片20與第一圖至第二A圖所示的鏡筒10及光學鏡片20的結構元件相同，故不再重複描述。該光學鏡片20的一表面抵靠在該鏡筒10的該水平頂部12上，在本實施例是由物側表面抵靠在該水平頂部12上，其光軸21對準該鏡筒10的中軸線。一雷射光束藉由一雷射振盪器(圖未顯示)產生，從一發射單元(圖未顯示)發射至該光學鏡片20與該鏡筒10之間的接觸區域，利用一雷射光束之高尖峰率特徵，使該區域表面發生微小變形，形成一焊接點40。藉此，整個鏡片20與鏡筒10接觸的區域可以形成多個焊接點40，使整個鏡片20結合到該鏡筒10。

儘管已經參考過選擇作為說明目的之用的特定實施例說明本發明，熟諳此技藝之人士應能夠明瞭到的是，能夠從此進行許多修改，而不會脫離本發明之基本觀念與範疇。

1、3、4、5．．．光學鏡頭組

10．．．鏡筒

11．．．基座

12．．．水平頂部

13．．．內側壁

14．．．中心開口

15．．．鏡筒開口

16．．．紅外線可穿透部

20．．．光學鏡片

21．．．光軸

30、30a．．．固定環

31．．．能量接收面

32．．．水平底面

40．．．焊接點

41．．．倒角

60．．．光學鏡頭組

61．．．光學鏡片

62．．．鏡筒

63．．．鏡座

64．．．接著劑

第一A圖是本發明第一具體實施例光學鏡頭組之分解圖。

第一B圖是第一A圖之固定環的部份放大示意圖。

第二A圖及第二B圖是本發明第一具體實施例光學鏡頭組之剖面圖及局部放大圖。

第三圖是本發明第二具體實施例之光學鏡頭組剖面圖。

第四圖是本發明第三具體實施例之光學鏡頭組剖面圖及局部放大圖。

第五圖是本發明第四具體實施例之光學鏡頭組剖面圖。

第六圖是先前技術之光學鏡頭組示意圖。

1．．．光學鏡頭組

10．．．鏡筒

11．．．基座

12．．．水平頂部

13．．．內側壁

14．．．中心開口

15．．．鏡筒開口

20．．．光學鏡片

21．．．光軸

30．．．固定環

40．．．焊接點

Claims (14)

1. 一光學鏡頭組，其包括：至少一光學鏡片、一鏡筒以及一固定環，該光學鏡片及該固定環組設於該鏡筒內側，該光學鏡片組設於該固定環與該鏡筒之間，且該固定環與該鏡筒之間以雷射焊接方式形成至少一焊接點。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡頭組，其中該固定環與該鏡筒之間具有環狀排列的多個焊接點。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡頭組，其中該固定環及該鏡筒之材質皆為黑色塑膠。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡頭組，其中該固定環更具有鋸齒狀或波浪狀之一能量吸收面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡頭組，其中該固定環由紅外線可穿透之材質形成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡頭組，其中該鏡筒更具有一紅外線可穿透部，其與該固定環接觸。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡頭組，其中該鏡筒與該固定環之間更具有一倒角。
8. 一光學鏡頭組，其包括至少一光學鏡片及一鏡筒，該鏡片組設於該鏡筒內部，該鏡片之外徑透過雷射焊接接合在該鏡筒之內徑，其中該鏡片與該鏡筒之間具有至少一焊接點。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學鏡頭組，其中該鏡片與該鏡筒之間具有環狀排列的多個焊接點。
10. 一種光學鏡頭組之雷射固定方法，其包括：提供一鏡筒、一光學鏡片及一固定環；將光學鏡片置入該鏡筒內，且將該光學鏡片的光軸對準鏡筒中軸；該固定環置入該鏡筒內，並壓抵該光學鏡片之一側表面；以雷射光束照射該固定環，使該固定環熔接到該鏡筒內側。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該鏡筒與該固定環之間更具有一倒角，該雷射光束係入射到該倒角。
12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該固定環係由一紅外線可穿透材質構成。
13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該鏡筒在對應該固定環之位置更具有一紅外線可穿透部。
14. 一種光學鏡頭組之雷射固定方法，其包括：提供一鏡筒以及一光學鏡片；將光學鏡片置入該鏡筒內，且將該光學鏡片的光軸對準鏡筒中軸；以及以雷射光束照射該鏡片與該鏡筒連接之區域，使該鏡片熔接固定到該鏡筒。