TWI639880B - 改善熱飄移之鏡頭結構及其方法 - Google Patents

Abstract

一種改善熱飄移之鏡頭結構及其方法，該鏡頭結構包括一影像感應單元、以及一鏡頭，影像感應單元包含一電路板、以及一電連接於電路板上的影像感應器，而鏡頭通過一固定座設於影像感應單元上，並與影像感應器間以一像距間隔對應；其中，電路板與影像感應器之間設有一基板，當環境溫度上升，基板使鏡頭與影像感應器間的所述像距維持定值。

Description

改善熱飄移之鏡頭結構及其方法

本發明係與一種鏡頭有關，尤指一種改善熱飄移之鏡頭結構及其方法。

按，定焦鏡頭是指僅具有一固定焦距的鏡頭，由於擁有輕量、體積小、光學成像質素高且低成本等優勢，因此被廣泛運用於現今的3C產品上。

然而，也由於定焦鏡頭僅具有一固定焦距，因此在機體本身因發熱而使自身的材料熱膨脹時，也會隨著材料的熱膨脹而造成像距改變，進而影響焦距無法維持在一定值下，並導致鏡頭在成像時產生模糊的問題，此稱為「熱飄移（Thermal Drift）」現象。目前應用於如手機等3C產品上的定焦鏡頭，往往在散熱不佳的環境下皆容易產生此一問題，故有待加以改善者。

有鑑於此，本發明人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的，在於可提供一種改善熱飄移之鏡頭結構及其方法，其係可使鏡頭的像距隨著環境溫度上升而熱膨脹時，仍可維持在一定值下，藉以改善熱飄移的問題，從而避免成像模糊。特別是定焦鏡頭，但亦可應用於變焦鏡。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種改善熱飄移之鏡頭結構，包括一影像感應單元、以及一鏡頭，影像感應單元包含一電路板、以及一電連接於電路板上的影像感應器，而鏡頭通過一固定座設於影像感應單元上，並與影像感應器間以一像距間隔對應；其中，電路板與影像感應器之間設有一基板，基板於電路板與影像感應器之間具有一厚度，當環境溫度上升，基板熱膨脹使鏡頭與影像感應器間的所述像距維持定值。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種改善鏡頭熱飄移之方法，其步驟如下：

a)準備一鏡頭，鏡頭包含一影像感應單元、以及一鏡頭，影像感應單元包含一電路板、以及一電連接於電路板上的影像感應器；

b)設置一基板於電路板與影像感應器之間；

c)設置鏡頭，使其通過一固定座而設置於影像感應單元上，並與影像感應器間以一像距間隔對應；

d)該鏡頭於溫度上升而熱膨脹時，通過該基板熱膨脹使該像距維持定值。

為了使　貴審查委員能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖1及圖2，係分別為本發明鏡頭結構之立體分解示意圖及立體組合示意圖。本發明係提供一種改善熱飄移之鏡頭結構及其方法，其係在鏡頭本身因溫度上升而熱膨脹時，其像距仍可維持在一定值下，藉以改善熱飄移現象。該鏡頭結構包括一影像感應單元1、以及一鏡頭2；其中：

該影像感應單元1係包含一電路板10、以及一電連接於該電路板10上的影像感應器11。所述影像感應器11可為一感光耦合元件（CCD）、或互補式金屬氧化物半導體（CMOS），可通過其焊腳110（如圖3所示）而焊接於電路板10並形成所述的電連接狀態。

請一併參閱圖3所示，該鏡頭2係可為定焦或變焦鏡頭，通過一固定座20而設於上述影像感應單元1上，並與該影像感應器11間以一像距D間隔對應。在本發明所舉之實施例中，該固定座20係具有一座板200、以及一由該座板200突伸而出的座套201所構成，該座板200係疊置於該電路板10上，可通過如螺設或其它結合方式而將座板200與電路板10予以結合，進而使該固定座20得以安裝於該電路板10上，並罩蓋該影像感應器11而使其與該固定座20之座套201相對應；而該座套201係用以供該鏡頭2組裝於其上，該鏡頭2即通過該座套201而與影像感應器11間以所述像距D間隔對應，並維持在一定值的狀態下。

如圖3所示，本發明主要係於上述影像感應單元1之電路板10與影像感應器11之間設有一基板12，該基板12具有一形成於電路板10與影像感應器11之間的厚度T，且在等同溫度下，該基板12的材料膨脹系數乘以所述厚度T所獲得的值，係大於或等於上述固定座20的材料膨脹系數乘以所述像距D的值。據此，由於熱飄移現象的產生係隨材料的熱膨脹系數而變化，並因此無法使上述像距D維持在一定值下，故本發明於該影像感應器11與電路板10間設置所述基板12，並透過該基板12的材料膨脹系數乘以其厚度T係大於或等於該固定座20的材料膨脹系數乘以像距D，使該基板12熱膨脹來維持所述像距D可在一定值下，藉以在鏡頭2受熱溫度上升後，該鏡頭仍不致於有模糊或熱飄移現象。

更進一步地，在本發明所舉之實施例中，上述基板12可為一種耐燃材料等級的代號為「FR4」的環氧樹脂玻璃纖維，其膨脹系數為14~17ppm/c，與一般鏡頭2之固定座20所採用的材料之材料膨脹系數1~4ppm/c相較，在應用於一般如手機等規格之3C產品上時，恰可符合上述「基板12的材料膨脹系數乘以其厚度T係大於或等於固定座20的材料膨脹系數乘以像距D」之條件下，進而能改善鏡頭常見的熱飄移現象，從而使其成像不致於模糊。此外，該影像感應器11之焊腳110可通過該基板12再與電路板10作電連接、也可以跨過該基板12而直接與電路板10作電連接（圖略）者。

是以，藉由上述之構造組成，即可得到本發明改善熱飄移之鏡頭結構及其方法。

因此，藉由本發明改善熱飄移之鏡頭結構及其方法，其係於一般鏡頭的架構下，於電路板10與影像感應器11之間設置一所述基板12，且令該基板12的材料膨脹系數乘以該基板12的厚度T，大於或等於固定座20的材料膨脹系數乘以所述像距D，即可使鏡頭之像距D得以隨著環境溫度的上升而維持在一定值下，藉以改善熱飄移現象，使其成像不致於模糊。

綜上所述，本發明確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術、手段等變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

<本發明>

1‧‧‧影像感應單元

10‧‧‧電路板

11‧‧‧影像感應器

110‧‧‧焊腳

12‧‧‧基板

2‧‧‧鏡頭

20‧‧‧固定座

200‧‧‧座板

201‧‧‧座套

圖1係本發明鏡頭結構之立體分解示意圖。

圖2係本發明鏡頭結構之立體組合示意圖。

圖3係本發明鏡頭結構之組合剖面示意圖。

Claims (9)

1. 一種改善熱飄移之鏡頭結構，包括：一影像感應單元，包含一電路板、以及一電連接於該電路板上的影像感應器；以及一鏡頭，該鏡頭係通過一固定座而設於該影像感應單元上，並與該影像感應器間以一像距間隔對應；其中，該電路板與該影像感應器之間設有一基板，該基板於該電路板與該影像感應器之間具有一厚度，且該基板的材料膨脹系數乘以所述厚度係大於或等於該固定座的材料膨脹系數乘以所述像距；當環境溫度上升，該基板熱膨脹使該鏡頭與該影像感應器間的所述像距維持定值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之改善熱飄移之鏡頭結構，其中該影像感應器係通過該基板再與該電路板作電連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之改善熱飄移之鏡頭結構，其中該影像感應器係跨過該基板而直接與該電路板作電連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之改善熱飄移之鏡頭結構，其中該固定座係具有一疊置於該電路板上的座板、以及一由該座板突伸而出的座套所構成，且該鏡頭裝設於該座套上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之改善熱飄移之鏡頭結構，其中該基板的材料膨脹系數為14~17ppm/c，而該固定座的材料膨脹系數1~4ppm/c。
6. 如申請專利範圍第1或5項所述之改善熱飄移之鏡頭結構，其中該基板係為一耐燃材料等級的代號為「FR4」的環氧樹脂玻璃纖維。
7. 一種改善鏡頭熱飄移之方法，其步驟包括：a)準備一影像感應單元、以及一鏡頭，該影像感應單元包含一電路板、以及一電連接於該電路板上的影像感應器；b)設置一基板於該電路板與該影像感應器之間；c)設置該鏡頭，使其通過一固定座而設置於該影像感應單元上，並與該影像感應器間以一像距間隔對應；d)該基板的材料膨脹系數乘以該基板的厚度，大於或等於該固定座的材料膨脹系數乘以所述像距；該鏡頭於溫度上升而熱膨脹時，通過該基板熱膨脹使該像距維持定值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之改善鏡頭熱飄移之方法，其中該基板的材料膨脹系數為14~17ppm/c，而該固定座的材料膨脹系數1~4ppm/c。
9. 如申請專利範圍第7項所述之改善鏡頭熱飄移之方法，其中該基板係為一耐燃材料等級的代號為「FR4」的環氧樹脂玻璃纖維。