TWI491947B - 鏡頭結構 - Google Patents

Description

鏡頭結構

本發明係關於一種鏡頭，特別係關於一種鏡頭結構之改良。

光學鏡頭的應用領域廣泛，其常見用途包括數位相機、手機照相機、電腦/筆電攝像鏡頭、監視系統、車載鏡頭、光學滑鼠等領域，由於鏡頭數量需求殷切，傳統以手工組裝鏡頭的產能勢將無法完全滿足所需，因此需仰賴自動化組裝流程以提高鏡頭產能。

由於數位相機所使用的CCD或CMOS光感測元件在近紅外波段仍有很好的響應，因此在鏡頭中會增設一紅外光濾光片之平板玻璃，藉以將近紅外光加以濾除。

基於光學鏡頭的小型化設計趨勢，濾光片的厚度可能被設計成0.3mm或更小，此時如欲將濾光片與其他鏡片一起組設於鏡筒內，這些鏡片組裝的應力會集中在濾光片，但濾光片的薄型化設計卻往往不能承受此等應力而產生破裂，因此光學鏡頭的濾光片被改設置於鏡筒外側。

請參考第1圖，這樣的設計會導致鏡頭的組裝需採用兩階段加工，而依序進行鏡片組裝及平板玻璃組裝此二步驟。如第2圖所示，在第一個工作站會進行鏡片1的組裝，係將鏡片1依序組入鏡筒2，而後再鎖上鎖附環(未繪示)將鏡片1加以固定。接著，如第3圖所示，將裝有鏡片1的鏡筒2上下翻轉，而後如第4圖所示，於鏡筒2外側溝槽處點上UV膠3，最後再如第5圖所示，將平板玻璃4組設於鏡筒2外側，並照射UV 光使UV膠3固化。

然而，這樣的兩階段加工增加了組裝的繁複度，且於不同的工作站之間增加了儲存、運送的成本，因此如何將鏡頭組裝流程加以簡化，實係本領域人士所思量的。

有鑑於此，本發明之主要目的之一係提供一種可方便進行平板玻璃組裝的鏡頭結構。

為了達成前述及其他目的，本發明提供一種鏡頭結構，其包括一鏡筒、一平板玻璃、一壓環及至少一鏡片，該鏡筒具有一軸向延伸的容置空間、一第一開口及一第二開口，該第一、第二開口皆與容置空間連通並位於該鏡筒軸向的兩端，該平板玻璃是經由該第一開口組設於該容置空間，該壓環也是經由該第一開口組設於該容置空間，且該壓環具有一可彈性變形的壓抵部，該壓抵部壓抵該平板玻璃，所述鏡片同樣是經由該第一開口組設於該容置空間。

換言之，本發明藉由一可彈性變形的壓抵部來壓抵平板玻璃，使鏡片組設於鏡筒的應力不會累積於平板玻璃，如此就能將平板玻璃同樣由第一開口組入容置空間，又不至於被鏡頭組裝的應力壓碎，即可達成平板玻璃與鏡片在同一個工作站完成組裝的目的，實現簡化鏡頭組裝流程的功效。

1‧‧‧鏡片

2‧‧‧鏡筒

3‧‧‧UV膠

4‧‧‧平板玻璃

10‧‧‧鏡筒

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧第一開口

13‧‧‧第二開口

14‧‧‧第一階部

15‧‧‧第二階部

20‧‧‧平板玻璃

21‧‧‧內側面

30‧‧‧壓環

31‧‧‧壓抵部

311‧‧‧接觸面

32‧‧‧承靠部

40‧‧‧鏡片

50‧‧‧鎖附環

D‧‧‧預壓量

F1‧‧‧軸向最大靜摩擦力為

F2‧‧‧軸向反作用力

第1圖係已知鏡頭組裝流程之示意圖。

第2圖係已知鏡頭結構之局部剖面示意圖，其中鏡片已組設於鏡筒。

第3圖係已知鏡頭結構之局部剖面示意圖，其鏡筒已上下翻轉。

第4圖係已知鏡頭結構之局部剖面示意圖，於鏡筒外側溝槽塗覆有膠水。

第5圖係已知鏡頭結構之局部剖面示意圖，其平板玻璃已組設於鏡筒外側。

第6圖係本創作較佳實施例之剖面示意圖。

第7圖係本創作較佳實施例之局部剖面示意圖，其平板玻璃未組設於鏡筒內。

第8圖係本創作較佳實施例之局部剖面示意圖。

第9圖係本創作另一較佳實施例之局部剖面示意圖。

請參考第6圖，在本創作的較佳實施例中，一種鏡頭結構包括一鏡筒10、一平板玻璃20、一壓環30及若干鏡片40。

該鏡筒10具有一軸向延伸的容置空間11、一第一開口12及一第二開口13，該第一、第二開口12、13皆與容置空間11連通並位於該鏡筒10軸向的兩端。本實施例中，第二開口13之口徑小於第一開口12，以便平板玻璃20可以承靠於鄰近第二開口13的位置，惟在其他可能的實施例中，第二開口13的口徑也有可能大於或等於第一開口12。

該平板玻璃20係經由該第一開口12組設於該容置空間11，該平板玻璃20不具有屈光率且在光軸兩側的表面皆為平面，該平板玻璃20在本實施例中為一紅外光濾光片而用以濾除紅外光，惟在可能的實施例中，平板玻璃20也有可能是保護玻璃。

該壓環30係經由該第一開口12組設於該容置空間11，且該壓環30具有可彈性變形的壓抵部31，該壓抵部31壓抵該平板玻璃20。所述壓環30可由橡膠、矽膠等彈性材料製成，也可以由聚碳酸酯等塑膠或 金屬製成，並藉由結構的設計使壓抵部31具有可彈性變形的裕度。

該些鏡片40係經由該第一開口12組設於該容置空間11。本實施例雖以五片式鏡頭為例進行說明，但鏡片40的數量並不是實現本發明目的的必要條件，因此實際上也可應用於具有至少一鏡片的鏡頭。

前揭鏡頭結構在組裝時，係將平板玻璃20、壓環30及該等鏡片40依序經由該第一開口12組入鏡筒10的容置空間11，而後鎖上一鎖附環50將其加以固定。由於壓抵平板玻璃20的壓抵部31具有可彈性變形的能力，因此鏡片40組裝的應力不會集中在平板玻璃20，平板玻璃20就不至於因承受過大的應力而破碎，相關的應力及變形量測試資料可參考附件1。除此之外，組入鏡筒10的所有部件都是在同一個方向上進行安裝，因此組裝時不需要翻轉鏡頭，可以實現一站式加工，而且還可以省下點膠機及UV光源機的成本。

在前述實施例中，該鏡筒10還具有一第一階部14緊鄰該第二開口13，該平板玻璃20可承靠於該第一階部14，因此平板玻璃20也緊鄰該第二開口13。在其他可能實施例中，第一階部也有可能被設於其他位置，例如鏡筒的中段，而不限於緊鄰第二開口的位置。

在前述實施例中，為了供壓環30承靠，該鏡筒10還可具有一第二階部15緊鄰該第一階部14，該壓環30則更具有一環狀的承靠部32，該承靠部32係承靠於該第二階部15，且該承靠部32可承受該等鏡片40組設的應力，使大部分的應力不會傳遞至平板玻璃20。此外，該壓抵部31係自該承靠部32徑向朝內延伸且具有較薄的厚度，以便具有彈性變形的裕度，壓抵部31除徑向延伸外，其末端還可斜向朝下延伸並具有一接觸面311而與平板玻璃20相接觸，該接觸面311與該第一階部14在鏡筒10的軸向上是彼此相對的，因此平板玻璃20的周緣被壓抵部31的接觸面311及第一 階部14由兩側夾固。

在前述實施例中，該壓抵部31具有一預壓量D。如第7圖所示，本文中的預壓量D是指壓抵部31未變形時的接觸面311與平板玻璃20內側面21之間的軸向距離，該預壓量D較佳介於0.01-0.05mm，此等設計可令壓抵部31施加些許下壓力給平板玻璃20，若預壓量低於0.01mm的情況下，有可能因為部件之間的公差而導致無法提供平板玻璃20下壓力，若預壓量高於0.05mm的情況下，平板玻璃20施予壓抵部31的反作用力增加，可能會使壓環30不易定位。由於平板玻璃20本身不具有屈光力，因此在預壓量小於0.01mm或甚至沒有預壓量的場合，平板玻璃20雖有可能在容置空間11略微晃動，但在不影響鏡頭解析度的情況下仍是允許的。由於壓環30可以藉由與鏡筒10緊配合或以其他方式加以定位，因此在預壓量大於0.05mm的場合，只要不至於讓平板玻璃20破裂，平板玻璃20施予壓抵部31較大的反作用力是可以被允許的。

在前述實施例中，為了使壓環30被定位，壓環30可與該鏡筒10緊配合，此時如第8圖所示，鏡筒10施予該壓環30的軸向最大靜摩擦力為F1，該平板玻璃20施予壓環30的軸向反作用力則為F2，在較佳的情況下會滿足下列關係式：F1≧F2，此時可以確保壓環30不會因平板玻璃20施加的反作用力而脫離預設位置。由於在前揭實施例中，最接近該平板玻璃20的鏡片40是壓抵於壓環30的承靠部32，因此即便F1小於F2，壓環30還是可以藉由鏡片40的壓抵而定位，惟在其他可能實施例中，壓環30也有可能不受鏡片40壓抵，此時仍建議應滿足F1≧F2之關係。

在前述實施例中，壓環30整體是以相同材料一體成型，惟在其他可能實施例中，壓環30也有可能包括複數部件，例如在第9圖所示的本創作另一較佳實施例中，壓環30的壓抵部31與承靠部32可為非一體 成型的部件，且承靠部32包覆於壓抵部31一端，此時即可針對不同的需求，而在不同的部件使用相異的材料。

最後，必須再次說明的是，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧鏡筒

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧第一開口

13‧‧‧第二開口

14‧‧‧第一階部

15‧‧‧第二階部

20‧‧‧平板玻璃

30‧‧‧壓環

31‧‧‧壓抵部

32‧‧‧承靠部

40‧‧‧鏡片

50‧‧‧鎖附環

Claims (10)

1. 一種鏡頭結構，包括：一鏡筒，具有一軸向延伸的容置空間、一第一開口及一第二開口，該第一、第二開口皆與容置空間連通並位於該鏡筒軸向的兩端；一平板玻璃，係經由該第一開口組設於該容置空間；一壓環，係經由該第一開口組設於該容置空間，該壓環具有一可彈性變形的壓抵部，該壓抵部用以壓抵該平板玻璃；以及至少一鏡片，係經由該第一開口組設於該容置空間。
2. 如請求項1所述之鏡頭結構，其中該平板玻璃係緊鄰該第二開口。
3. 如請求項1所述之鏡頭結構，其中該平板玻璃係一濾光片。
4. 如請求項1所述之鏡頭結構，其中該鏡筒具有一第一階部緊鄰該第二開口，該平板玻璃係承靠於該第一階部。
5. 如請求項4所述之鏡頭結構，其中該鏡筒具有一第二階部緊鄰該第一階部，該壓環具有一承靠部，該承靠部係承靠於該第二階部，且該壓抵部係自該承靠部徑向朝內延伸。
6. 如請求項5所述之鏡頭結構，其中最接近該平板玻璃的所述鏡片係壓抵該承靠部。
7. 如請求項4所述之鏡頭結構，其中該壓抵部具有一接觸面而與該平板玻璃相接觸，該接觸面係與該第一階部在軸向上相對。
8. 如請求項1至7中任一項所述之鏡頭結構，其中該壓環係與該鏡筒緊配合，該鏡筒施予該壓環的軸向最大靜摩擦力為F1，該平板玻璃施予該壓環的軸向反作用力為F2，並滿足下列關係式：F1≧F2。
9. 如請求項1至7中任一項所述之鏡頭結構，其中該壓抵部具有一預壓量，該預壓量介於0.01-0.05mm。
10. 如請求項8所述之鏡頭結構，其中該壓抵部具有一預壓量，該預壓量介於0.01-0.05mm。