TWI408434B - 鏡頭模組之組裝方法 - Google Patents

Description

鏡頭模組之組裝方法

本發明涉及一種鏡頭模組及其組裝方法。

隨著多媒體技術飛速發展，數位相機、攝像機及帶有攝像功能之行動電話越來越受廣大消費者青睞，同時人們亦對數位相機、攝像機及行動電話攝像功能拍攝物體之影像品質提出了更高要求，即希望拍攝物體之影像畫面清晰。於數位相機、攝像機及行動電話等攝影裝置中，鏡頭模組係一個不可缺少之部件，物體之成像品質很大程度上取決於鏡頭模組中各鏡片之光軸是否對齊。Alpheus W.Burner等人於1995年SPIE系統、圖像計量學第四次會議(Videometrics IV)上發表之論文Zoom Lens Calibration For Wind Tunnel Measurements中揭示了由於鏡頭模組中各鏡片之光軸未對齊而產生之影響。

鏡頭模組通常包括鏡頭座、設置於鏡頭座之鏡筒、以及沿光軸方向依次固定於鏡筒內之鏡片及濾光片等光學元件。而影像感測器元件通常直接封裝於鏡筒底部，與鏡筒內之鏡片及濾光片等光學元件配合用於成像。於鏡頭模組之使用過程中，影像感測器元件工作時產生之熱量，使得鏡頭模組內溫度 出現梯度分佈，從而使得鏡片產生由溫度梯度變化而引起之熱應力，同時由於鏡頭模組中之鏡片本身存在內應力，於內應力與熱應力之應力作用之影響下，鏡片會發生傾斜與移位，從而偏離鏡頭模組之光軸方向。鏡頭模組中之鏡片偏離光軸方向會使得鏡頭模組之光學調製轉換函數(Modulation Transfer Function，MTF)較差，從而使得鏡頭模組之成像品質較差。

有鑑於此，提供一種鏡頭模組及其組裝方法，從而防止鏡頭模組中之鏡片由於應力作用發生傾斜與移位，從而提高成像品質實屬必要。

以下將以實施例說明一種鏡頭模組及其組裝方法。

一種鏡頭模組，其包括鏡頭座以及固定於鏡頭座之鏡筒，該鏡筒內設置有光學鏡片組，該光學鏡片組包括沿光軸方向交替設置之複數鏡片及複數彈性間隔環。

一種鏡頭模組之組裝方法，其包括以下步驟：將複數鏡片及複數彈性間隔環沿光軸方向交替組裝到鏡筒中，形成設置於鏡筒中之光學鏡片組；將組裝有光學鏡片組之鏡筒固定於鏡頭座。

與先前技術相比，組裝所得之鏡頭模組，其設置於鏡筒中之光學鏡片組包括沿光軸排列之複數鏡片及複數彈性間隔環，該複數彈性間隔環與該複數光學鏡片交替設置，位於複數鏡 片之間之彈性間隔環可吸收鏡片產生之各種應力，使得鏡片不會因為應力作用而發生傾斜與移位，從而有效防止鏡片偏離鏡頭模組之光軸方向，進而提升鏡頭模組之成像品質。

100‧‧‧鏡頭模組

10‧‧‧鏡筒

11‧‧‧第一端部

12‧‧‧第二端部

13‧‧‧入光孔

15‧‧‧光軸

20‧‧‧光學鏡片組

21‧‧‧複數鏡片

22‧‧‧複數彈性間隔環

23‧‧‧通孔

30‧‧‧鏡頭座

31‧‧‧容置孔

32‧‧‧第一基座端

33‧‧‧第二基座端

40‧‧‧玻璃蓋片

60‧‧‧陶瓷基片

211‧‧‧第一鏡片

212‧‧‧第二鏡片

213‧‧‧第三鏡片

214‧‧‧濾光片

221‧‧‧第一彈性間隔環

222‧‧‧第二彈性間隔環

223‧‧‧第三彈性間隔環

261‧‧‧第一主體部

262‧‧‧第一週邊部

263‧‧‧第二主體部

264‧‧‧第二週邊部

圖1係本技術方案實施例提供之鏡頭模組之剖面圖。

下面結合附圖對本技術方案實施例提供之鏡頭模組及其組裝方法作進一步說明。

請參閱圖1，本技術方案實施例提供之鏡頭模組100，其包括鏡筒10、光學鏡片組20及鏡頭座30。

鏡筒10呈圓筒體，用於容納光學鏡片組20。該鏡筒10包括第一端部11及與第一端部11相對之第二端部12。該第一端部11設有入光孔13，光線可由該入光孔13進入鏡頭模組100，並透過光學鏡片組20。該第二端部12之外壁可設有螺紋，其用於與鏡頭座30所設之螺紋相配合，使得鏡筒10可固定於鏡頭座30。當然，鏡筒10亦可籍由其他方式固定於鏡頭座30。

光學鏡片組20包括複數鏡片21及複數彈性間隔環22，該複數鏡片21及該複數彈性間隔環22沿光軸15方向交替設置。

本實施例中，如圖1所示，該複數鏡片21包括第一鏡片211、第二鏡片212、第三鏡片213以及濾光片214。該第一鏡片211、第二鏡片212、第三鏡片213可為塑膠非球面鏡片，亦可為其他種類鏡片。該濾光片214可為紅外截止濾光片或紫外截 止濾光片。從鏡筒10之第一端部11至第二端部12，第一鏡片211、第二鏡片212、第三鏡片213以及濾光片214沿光軸15方向依次固定於鏡筒10內。並且第一鏡片211、第二鏡片212、第三鏡片213以及濾光片214之光軸於同一直線上，即形成鏡頭模組100之光軸15。

該複數彈性間隔環22與該複數鏡片21沿光軸15方向交替設置，根據所需間隔之鏡片之結構，複數彈性間隔環22之形狀大小可相同亦可不相同。複數彈性間隔環22均具有通孔23，用以使成像光透過光學鏡片組20。故，該通孔23之尺寸以不阻擋從入光孔13進入鏡頭模組100之成像光透過光學鏡片組20為宜。優選地，該通孔23為圓形通孔，該通孔23之中心軸線與光軸15於同一直線上。該複數彈性間隔環22中每個彈性間隔環22之厚度為2~500微米，優選為10~200微米，更優選為10~100微米。

為了提高成像之品質，避免出現炫光、閃光或鬼影等現象，該複數彈性間隔環22優選為黑色彈性材料。該黑色彈性材料可為黑色橡膠、黑色彈性樹脂等高分子材料，例如，可為聚氨酯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、順丁橡膠、天然橡膠、聚氨酯彈性樹脂、聚氯乙烯彈性樹脂或聚烯烴熱塑性彈性樹脂等。該複數彈性間隔環22可過衝壓成型。

本實施例中，如圖1所示，複數彈性間隔環22包括第一彈性間隔環221、第二彈性間隔環222及第三彈性間隔環223。該第一彈性間隔環221設置於第一鏡片211與第二鏡片212之間 ，用於間隔第一鏡片211與第二鏡片212。該第二彈性間隔環222設置於第二鏡片212與第三鏡片213之間，用於間隔第二鏡片212與第三鏡片213。該第三彈性間隔環223設置於第三鏡片213與濾光片214之間，用於間隔第三鏡片213與濾光片214。

本實施例中，該第一鏡片211與第二鏡片212相互配合固定。具體地，第一鏡片211具有第一主體部261及第一週邊部262，該第一主體部261為第一鏡片211中起光學作用之部分，該第一週邊部262為第一鏡片211中不起光學作用之部分，呈圓環狀，自第一主體部261周邊延伸出來。該第一主體部261與第一週邊部262定義一容置空間(圖未標示)。第二鏡片212具有第二主體部263及第二週邊部264，該第二主體部263為第二鏡片212中起光學作用之部分，該第二週邊部264為第二鏡片212中不起光學作用之部分，呈圓環狀，自第二主體部263周邊延伸出來。該第二主體部263之形狀尺寸大小剛好與該第一主體部261與第一週邊部262形成之容置空間之形狀尺寸大小相匹配，以使得該第二主體部263可嵌入該容置空間內，從而使得第二鏡片212與第一鏡片211相配合。同時，第一週邊部262與第二週邊部264為相配合之形狀尺寸。該第一彈性間隔環221設置於該容置空間中，並位於第一主體部261與第二主體部263之間。故，第一彈性間隔環221之尺寸較小，第一彈性間隔環22之外直徑小於鏡筒10之內直徑。而設置於第二鏡片212與第三鏡片213之間之第二彈性間隔環222以 及設置於第三鏡片213與濾光片214之間之第三彈性間隔環223尺寸較大，第二彈性間隔環222以及第三彈性間隔環22之外直徑等於鏡筒10之內直徑。故，該第一彈性間隔環221之外直徑小於第二彈性間隔環222及第三彈性間隔環223之外直徑。

鏡頭座30具有容置孔31，用於容納固定鏡筒10。該鏡頭座30具有第一基座端32及與第一基座端32相對之第二基座端33。該第一基座端32內壁設有螺紋，其與鏡筒10之第二端部12外壁之螺紋相配合，用於將鏡筒10固定於鏡頭座30。該第二基座端33可用於設置其他元件例如影像感測器元件等，並可與其他裝置相連。該影像感測器元件50將由入光孔13進入鏡頭模組10，並透過光學鏡片組20之光訊號轉換成電訊號，從而形成圖像。

本實施例中，於鏡頭座30之容置孔31中，從第一基座端32至第二基座端33，依次設置有玻璃蓋片40、影像感測器元件50以及陶瓷基片60。該玻璃蓋片40設置於容置孔31中，並與鏡筒10之第二端部12之端面相接觸。該影像感測器元件50設於陶瓷基片60上，該陶瓷基片60設置於容置孔31中並位於鏡頭座30之第二基座端33。該影像感測器元件50可為電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或者互補金屬氧化物半導體元件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)。優選為互補金屬氧化物半導體元件。

本技術方案實施例提供之鏡頭模組100，設置於鏡筒10中之光學鏡片組20包括沿光軸排列之複數鏡片21及複數彈性間隔環22，該複數彈性間隔環22與該複數鏡片21交替設置，位於複數鏡片21之間之彈性間隔環22可吸收鏡片產生之各種應力如內應力與熱應力，使得鏡片不會因為應力作用而發生傾斜與移位，從而有效防止鏡片偏離鏡頭模組之光軸方向，進而提升鏡頭模組之成像品質。

請再次參閱圖1，本技術方案實施例提供之鏡頭模組100之組裝方法包括以下步驟：

第一步，將複數鏡片21與複數彈性間隔環22交替組裝到鏡筒10中，形成設置於鏡筒10中之光學鏡片組20。

具體地，從鏡筒10之第二端部12依次將第一鏡片211、第一彈性間隔環221、第二鏡片212、第二彈性間隔環222、第三鏡片213、第三彈性間隔環223以及濾光片214組裝到鏡筒10中。特別地，當第三彈性間隔環223組裝到鏡筒10中後，可於第三彈性間隔環223上點膠，塗佈紫外硬化膠，然後再將濾光片214組裝到鏡筒10中，使其與塗佈有紫外硬化膠之第三彈性間隔環223接觸。之後，利用紫外光照射使得紫外硬化膠硬化，從而將濾光片214牢固之組裝於鏡筒10中。

第二步，將組裝有光學鏡片組20之鏡筒10固定於鏡頭座30。

於將光學鏡片組20組裝到鏡筒10後，由於鏡頭座30之第一基座端32內壁設有螺紋，其與鏡筒10之第二端部12外壁之螺紋 相配合，故可將鏡筒10之第二端部12旋入鏡頭座30之第一基座端32內通過螺紋配合固定。鏡筒10與鏡頭座30之間之扭矩為30~150牛頓.米，優選為50~130牛頓.米。

之後，可進一步進行後續之組裝步驟，例如，為組裝完成本實施例提供之鏡頭模組100，於將組裝有光學鏡片組20之鏡筒10固定於鏡頭座30之後，需要進一步將玻璃蓋片40、設置有影像感測器元件50之陶瓷基片60組裝到鏡頭座30之容置孔31中，從而獲得鏡頭模組100。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧鏡頭模組

10‧‧‧鏡筒

11‧‧‧第一端部

12‧‧‧第二端部

13‧‧‧入光孔

15‧‧‧光軸

20‧‧‧光學鏡片組

21‧‧‧複數鏡片

22‧‧‧複數彈性間隔環

23‧‧‧通孔

30‧‧‧鏡頭座

31‧‧‧容置孔

32‧‧‧第一基座端

33‧‧‧第二基座端

40‧‧‧玻璃蓋片

60‧‧‧陶瓷基片

211‧‧‧第一鏡片

212‧‧‧第二鏡片

213‧‧‧第三鏡片

214‧‧‧濾光片

221‧‧‧第一彈性間隔環

222‧‧‧第二彈性間隔環

223‧‧‧第三彈性間隔環

261‧‧‧第一主體部

262‧‧‧第一週邊部

263‧‧‧第二主體部

264‧‧‧第二週邊部

Claims (2)

1. 一種鏡頭模組之組裝方法，其包括以下步驟：將複數鏡片及複數彈性間隔環交替組裝到鏡筒中，以使得相鄰的兩個鏡片之間有且僅有一個彈性間隔環，且相鄰的兩個彈性間隔環之間有且僅有一個鏡片，從而形成設置於鏡筒中之光學鏡片組；將組裝有光學鏡片組之鏡筒固定於鏡頭座，該鏡筒固定於鏡頭座時，該鏡筒與鏡頭座之間之扭矩為30~150牛頓.米。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組之組裝方法，其中，該鏡筒固定於鏡頭座時，該鏡筒與鏡頭座之間之扭矩為50~130牛頓.米。