TWI411826B - 鏡頭模組及鏡頭模組組裝之方法 - Google Patents

Description

鏡頭模組及鏡頭模組組裝之方法

本發明涉及鏡頭模組技術領域，特別涉及一種鏡頭模組及組裝鏡頭模組之方法。

鏡頭模組係將鏡片、墊片、間隔環、紅外截止濾光片等鏡頭模組元件組裝入鏡筒內，使鏡筒內之鏡片、墊片、間隔環、紅外截止濾光片等元件同軸設置於鏡筒，從而實現成像。由於射出成型方法可直接成型塑膠產品，成型週期短，精度高等優點，通常採用射出成型方法進行批量生產體積小且高品質之鏡片、鏡筒、墊片、間隔環等塑膠產品，以滿足鏡頭模組於輕、薄且小型化電子產品中之應用要求。參見Yao-Be Wang等人於文獻Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics July 10-12, 2005, Taipei, Taiwan中之Design and Fabrication of an All-Electric Tiebarless Injection Molding Machine一文。

目前，射出成型鏡片採用模具進行生產，由於模具錯位、塑膠經冷卻後會發生收縮或其他原因，均有可能造成光學元件(如鏡片)之實際光軸與設計光軸不重合，即生產出鏡片之實際光軸與設計鏡片時之設計光軸之位置存在偏移量。惟，組裝鏡頭模組通常根據待組裝光學元件之設計光軸進行對位，並依次組裝入鏡筒內完成鏡頭模組之組裝。該組裝方法之鏡頭模組中之光學元件之實際光軸沒有 重合，即光軸偏移，降低了組裝良率。而且光學元件之實際光軸不重合使成像品質變差，從而降低該鏡頭模組之成像品質。

有鑑於此，提供一種鏡頭模組及組裝鏡頭模組之方法，解決光學元件實際光軸未重合之問題，提高組裝良率以及成像品質實屬必要。

以下將以實施例說明一種鏡頭模組及組裝鏡頭模組之方法。

該鏡頭模組包括其包括鏡筒及組裝於鏡筒內之第一鏡片及第二鏡片，該第一鏡片具有第一凸台，該第二鏡片具有與第一凸台配合互卡之第二凸台。該第一凸台之內直徑與第二凸台之外直徑之差大於或等於第一鏡片與第二鏡片之光軸偏移向量和之絕對值之兩倍。該第二鏡片之外直徑小於鏡筒之內直徑。

該組裝鏡頭模組之方法，其包括以下步驟：首先將具有第一凸台之第一鏡片及具有第二凸台之第二鏡片組裝入鏡筒內，使第一鏡片之第一凸台與第二鏡片之第二凸台配合互卡。該第一凸台之內直徑與第二凸台之外直徑之差大於或等於兩倍之光軸偏移向量和之絕對值，從而使該第一凸台與第二凸台之間形成調心間隙。然後移動鏡筒內之第二鏡片，使第二凸台相對於第一凸台移動第二鏡片與第一鏡片之光軸偏移向量和，使第一鏡片與第二鏡片之實際光 軸重合。

與先前技術相比，該鏡頭模組中第一凸台之內直徑大於第二凸台之外直徑，使組裝第一鏡片與第二鏡片時根據第一鏡片與第二鏡片間之光軸偏移向量和，於鏡筒內相對於第一鏡片移動第二鏡片，使第一鏡片與第二鏡片之實際光軸重合，消除光軸偏移現象。採用該組裝鏡頭模組之方法，由於調心間隙之存在，於第二鏡頭模組裝入鏡筒內，還可藉由移動第二鏡片，調整第一鏡片與第二鏡片之相對位置，使第一鏡片與第二鏡片之實際光軸重合，以提高組裝量率，從而保證鏡頭模組之成像品質。

下面將結合附圖及實施例對本技術方案實施例提供之鏡頭模組及組裝鏡頭模組之方法作進一步詳細說明。

考慮到不同設計之鏡頭模組，組裝元件可為墊片、遮光片、間隔環、紅外截止濾光片或其他元件，且元件數量不限。該組裝元件可直接組裝入鏡筒內，亦可部分組裝於鏡筒內，部分組裝入鏡座內，最終鏡筒與鏡座組裝後，得到鏡頭模組。為更清楚說明鏡頭模組之結構及組裝鏡頭模組之方法，以下將以鏡筒及組裝入鏡筒內之兩個鏡片及一遮光片為例說明本技術方案之鏡頭模組之結構及組裝鏡頭模組之方法。

請參閱圖1至圖3，本技術方案實施例提供之組裝鏡頭模組之方法包括以下步驟。

第一步，提供鏡頭模組之待組裝元件。

鏡頭模組之待組裝元件包括鏡筒130及組裝入鏡筒130內之第一鏡片110、第二鏡片120及遮光片140。

該鏡筒130用於收容第一鏡片110、遮光片140及第二鏡片120，且設置有入光孔131。本實施例中，鏡筒130為一體成型之筒狀結構。當然，該鏡筒130亦可由複數筒狀結構組合固定而成，只要根據需要將各組裝元件組裝入不同之筒狀結構中即可。

該第一鏡片110包括位於第一鏡片110中心之第一光學部111及包圍該第一光學部111並與第一光學部111相接之第一固定部112。該第一光學部111為有效光學成像區域，用於使光束穿過成像。該光學部111表面可係球面或非球面。該第一固定部112用於固定第一鏡片110，其設置有第一凸台113，以使第一鏡片110可藉由互卡配合方式固定。

該第一凸台113可設置於第一固定部112之相對兩表面中之任意一表面，亦可同時設置於第一固定部112之相對兩表面。本實施例中，第一凸台113為設置於第一固定部112之一表面之環形凸台，並位於第一固定部112之外側且遠離第一光學部111。該第一凸台113具有第一外側面1131及與第一外側面1131相對設置之第一內側面1132。

該第二鏡片120具有第一鏡片110相對應之結構，用於與第一鏡片110互卡配合組裝鏡頭模組。該第二鏡片120結構與第一鏡片110之結構基本相同，其包括第二光學部 121及與第二光學部121相接之第二固定部122。該第二固定部122設置有與第一鏡片110之第一凸台113相對應之第二凸台123，用於與第一凸台113互卡固定。由於本實施例中第一鏡片110之環形第一凸台113位於第一固定部112之外側且遠離第一光學部111，為與第一鏡片110互卡配合，該第二鏡片120之第二凸台123為與第二光學部121相接之環形凸台。該第二凸台123具有相對設置之第二內側面1231與第二外側面1232。

該遮光片140為開設有透光孔141之環狀結構。該透光孔141分別與第一鏡片110之第一光學部111及與第二鏡片120之第二光學部121相對應，以供光束透過。該遮光片140固定於第一鏡片110與第二鏡片120之間，以防止第一鏡片110與第二鏡片120互卡固定時，由於相互磨擦而損壞。由於遮光片140用於與其他光學原件配合，以供成像光束穿過，故遮光片140之結構可根據與遮光片140配合之光學元件結構採用不同設計，不限於本實施例。

第二步，組裝鏡頭模組之待組裝元件。

將第一鏡片110、遮光片140及第二鏡片120依次組裝入鏡筒130內。

組裝前分別測量出第一鏡片110與第二鏡片120之光軸偏移向量，即實際光軸相對於設計光軸之偏移量及發生該偏移量之方向。具體地，由於成型鏡片過程中，熔融態之塑膠自模具之流道流入模穴經固化後形成鏡片。成型後每個鏡片均存在澆口，即流道與模穴之交界處，即使將單 個鏡片剪下，亦會於鏡片之澆口處留有痕跡。因此，只要以澆口為參照物即可測量出實際光軸相對於設計光軸之偏移量，並確定出光軸之偏移方向。

如圖2所示，第一鏡片110之澆口位於第一鏡片110之徑向截面與第一鏡片110外壁之交線，即第一相交線AA'。第二鏡片120之澆口位於第二鏡片120之徑向截面與第二鏡片120外壁之交線，第二相交線BB'。為方便調整第二鏡片120相對於第一鏡片110之位置，本實施例中，第一相交線AA'與第二相交線BB'位於鏡頭模組10之同一徑向截面上之相同一側，且相互平行。第一鏡片110之實際光軸相對設計光軸向靠近第一相交線AA'之方向偏移，即第一鏡片110之實際光軸相對設計光軸向左偏移，且偏移量為m。第二鏡片120之實際光軸相對設計光軸向遠離第二相交線BB'之方向偏移，即第二鏡片120之實際光軸相對設計光軸向右偏移，且偏移量為n。其中，m及n均為光軸偏移之距離，即正數。當然，第一鏡片110與第二鏡片120之實際光軸相對設計光軸之偏移方向以及偏移量以實際測量結果而定，不限於本實施例。

首先，第一鏡片110之第一固定部112未設凸台之表面朝向鏡筒130之入光孔131，將第一鏡片110組裝入鏡筒130內具有入光孔131一端，並固定於鏡筒130內，使第一鏡片110位於鏡筒130之物側。再將遮光片140放置於第一鏡片110之第一固定部112，使遮光片140與第一固定部112除第一凸台113以外之區域相接觸，透光孔141與第一 光學部111相對應。

然後，將第二鏡片120組裝入鏡筒113內，使第二凸台123與第一凸台113互卡。互卡之第一凸台113與第二凸台123之間形成大於或等於光軸偏移向量和之絕對值之調心間隙150，即相對設置之第二外側面1232與第一內側面1132之間形成調心間隙150，用於進一步調整第二鏡片120相對於第一鏡片110之位置，使第二鏡片120與第一鏡片110之實際光軸相重合。該光軸偏移向量和為第二鏡片120實際光軸相對於第一鏡片110實際光軸之偏移量。

組裝入鏡筒130之第二鏡片120與第一鏡片110均以設計光軸作為對位參照物，即第二鏡片120與第一鏡片110之設計光軸重合。為配合下一步驟調整鏡筒130內第二鏡片120相對於第一鏡片110之位置，圖2中第一凸台113與第二凸台123於相對兩側各形成一大於或等於光軸偏移向量和之絕對值之調心間隙150，才能保證第二鏡片120可相對與第一鏡片110向左或向右移動。因此，第一凸台113之內直徑與第二凸台123之外直徑之差大於或等於兩倍之光軸偏移向量和之絕對值。相應地，該鏡筒130之內直徑與第二鏡片120之外直徑之差大於或等於與兩倍之光軸偏移向量和之絕對值，以供第二鏡片120於鏡筒130內可相對於第一鏡片110移動，以調整第二鏡片120相對於第一鏡片110之位置。

第三步，調整第二鏡片120與第一鏡片110之實際光軸之位置。

經過上一步之組裝步驟，第二鏡片120之設計光軸與第一鏡片110之設計光軸重合，惟，由於第二鏡片120與第一鏡片110存在光軸偏移，即第二鏡片120之實際光軸DD'未與第一鏡片110之實際光軸CC'重合。由於第一凸台113與第二凸台123之間存在調心間隙150，使得第二凸台123可相對於第一凸台113移動。因此根據組裝前測得之第二鏡片120及第一鏡片110之光軸偏移向量，繼續移動鏡筒130內之第二鏡片120，使第二鏡片120相對於第一鏡片110移動光軸偏移向量和，即第二凸台123相對於第一凸台113移動光軸偏移向量和，使第二鏡片120之實際光軸DD'與第一鏡片110之實際光軸CC'重合。對於生產手機用鏡頭模組時，優選地，調心間隙150寬度小於0.02mm。

具體地，由於組裝前測量得到第一鏡片110之實際光軸相對設計光軸向左偏移，且偏移量為m；第二鏡片120之實際光軸相對設計光軸向右偏移，且偏移量為n，且m與n均為正數，故第二鏡片120之光軸偏移向量和為相對於第一鏡片110向左移動m+n之距離。

如果第一鏡片110之實際光軸相對設計光軸向右偏移，且偏移量為m。第二鏡片120之實際光軸相對設計光軸向左偏移，且偏移量為n，故第二鏡片120之光軸偏移向量和為相對於第一鏡片110向右移動m+n之距離。

因此，當第一鏡片110之實際光軸與第二鏡片120之實際光軸分別相對各自設計光軸向相反方向分別偏移m與 n時，即第一鏡片110與第二鏡片120之光軸向相反方向偏移，第二鏡片120之偏移向量和為向靠近第一鏡片110之實際光軸方向偏移m+n之距離。

如果第一鏡片110與第二鏡片120之實際光軸分別相對於各自之設計光軸同時向右或同時向左偏移，且偏移量分別為m與n，則存在以下三種情況。

當同時向右偏移且m小於n或者同時向左偏移且m大於n時，第二鏡片120之光軸偏移向量和為相對於第一鏡片110向右移動m-n之絕對值之距離。

當m等於n時，第二鏡片120相對於第一鏡片110移動距離為0，即第二鏡片120之光軸偏移向量和為0。

當同時向右偏移且m大於n或者同時向左偏移且m小於n時，第二鏡片120之光軸偏移向量和為相對於第一鏡片110向左移動m-n之距離。

因此，當第一鏡片110之實際光軸與第二鏡片120之實際光軸分別相對各自設計光軸向相同方向分別偏移m與n時，即第一鏡片110與第二鏡片120之光軸向相同方向偏移，第二鏡片120之偏移向量和為向靠近第一鏡片110之實際光軸方向偏移m-n絕對值之距離。

最後，根據需要還可依次將其他元件及鏡座組裝入鏡筒130內，從而完成鏡頭模組10之組裝。該鏡頭模組10中之光學元件之實際光軸重合。

該鏡頭模組10包括鏡筒130及組裝於鏡筒130內之第一鏡片110及第二鏡片120。該第一鏡片110具有第一凸台 113。該第二鏡片120具有與第一凸台113配合互卡之第二凸台123。該第一凸台之內直徑與第二凸台之外直徑之差等於或大於第一鏡片與第二鏡片之光軸偏移向量和之絕對值之兩倍。該第二鏡片之外直徑小於鏡筒之內直徑。第一凸台113之內直徑大於第二凸台123之外直徑。該第一鏡片110與第二鏡片120之實際光軸重合。本實施例中，鏡筒130內還組裝入遮光片140。該遮光片140設置與互卡之第一鏡片110及第二鏡片120之間。

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。

鏡頭模組‧‧‧10

第一鏡片‧‧‧110

第一光學部‧‧‧111

第一固定部‧‧‧112

第一凸台‧‧‧113

第一外側面‧‧‧1131

第一內側面‧‧‧1132

第二鏡片‧‧‧120

第二光學部‧‧‧121

第二固定部‧‧‧122

第二凸台‧‧‧123

第二內側面‧‧‧1231

第二外側面‧‧‧1232

鏡筒‧‧‧130

入光孔‧‧‧131

遮光片‧‧‧140

透光孔‧‧‧141

調心間隙‧‧‧150

圖1係本技術方案實施例提供之組裝鏡頭模組之示意圖。

圖2係本技術方案實施例提供之組裝完成之鏡頭模組之結構示意圖。

鏡頭模組‧‧‧10

第一鏡片‧‧‧110

第一光學部‧‧‧111

第一固定部‧‧‧112

第一凸台‧‧‧113

第二鏡片‧‧‧120

第二光學部‧‧‧121

第二固定部‧‧‧122

第二凸台‧‧‧123

鏡筒‧‧‧130

遮光片‧‧‧140

Claims (9)

1. 一種鏡頭模組，其包括鏡筒及組裝於鏡筒內之第一鏡片及第二鏡片，該第一鏡片具有第一凸台，該第二鏡片具有與第一凸台配合互卡之第二凸台，其改進在於，該第一凸台之內直徑與第二凸台之外直徑之差等於或大於第一鏡片與第二鏡片之光軸偏移向量和之絕對值之兩倍，該第二鏡片之外直徑小於鏡筒之內直徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該鏡筒之內直徑與第二鏡片之外直徑之差等於或大於第一鏡片與第二鏡片之光軸偏移向量和之絕對值之兩倍。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之鏡頭模組，其中，該第一鏡片與該第二鏡片均存在光軸偏移向量，該光軸偏移向量為第一鏡片或第二鏡片之實際光軸相對於設計光軸之偏移量及發生該偏移量之方向。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該第一鏡片與第二鏡片之實際光軸重合。
5. 一種組裝如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組之方法，其包括以下步驟，將第一鏡片及第二鏡片組裝入鏡筒內，使第一鏡片之第一凸台與第二鏡片之第二凸台配合互卡，該第一凸台之內直徑與第二凸台之外直徑之差大於或等於兩倍之光軸偏移向量和之絕對值，從而使該第一凸台與第二凸台之間形成調心間隙；移動鏡筒內之第二鏡片，使第二凸台相對於第一凸台移動第二鏡片與第一鏡片之光軸偏移向量和，使第一鏡片與第二鏡片之實際光軸重合。
6. 如申請專利範圍第5項所述之組裝鏡頭模組之方法，其中，該鏡筒之內直徑與第二鏡片之外直徑之差等於或大於兩倍之光軸偏移向量和之絕對值。
7. 如申請專利範圍第5項所述之組裝鏡頭模組之方法，其中，該方法進一步包括組裝遮光片之步驟，使遮光片位於第二鏡片與第一鏡片之間。
8. 如申請專利範圍第5項所述之組裝鏡頭模組之方法，其中，該第一鏡片之實際光軸相對設計光軸之偏移量為m，第二鏡片之實際光軸相對設計光軸之偏移量為n，且該第一鏡片與第二鏡片光軸偏移方向相反，該第二鏡片向靠近第一鏡片之實際光軸方向偏移m+n之距離。
9. 如申請專利範圍第5項所述之組裝鏡頭模組之方法，其中，該第一鏡片之實際光軸相對設計光軸之偏移量為m，第二鏡片之實際光軸相對設計光軸之偏移量為n，且該第一鏡片與第二鏡片光軸偏移方向相同，該第二鏡片向靠近第一鏡片之實際光軸方向偏移m-n絕對值之距離。