TWI705289B

TWI705289B - 鏡頭裝置與鏡頭調焦方法

Info

Publication number: TWI705289B
Application number: TW107132702A
Authority: TW
Inventors: 王琮右; 張津愷
Original assignee: 群光電子股份有限公司
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-09-21
Also published as: US11054666B2; TW202013046A; US20200089018A1

Abstract

一種鏡頭裝置，包括中空基座、校正環及鏡頭組。中空基座包括底面以及與底面相對之組裝平面，組裝平面開設有通孔。校正環包括軸孔以及軸向相對的第一環面與第二環面，軸孔內壁設有內螺紋，軸孔對應於中空基座之通孔，第二環面以固化膠層固定於中空基座之組裝平面上。鏡頭組包括有鏡筒，鏡筒設有外螺紋，鏡筒以外螺紋螺鎖於校正環之內螺紋。

Description

鏡頭裝置與鏡頭調焦方法

本發明係關於一種光學裝置，特別是指一種鏡頭裝置與鏡頭調焦方法。

隨著科技的發展，目前許多電子產品（例如智慧型手機、平板電腦、相機或行車紀錄器等等）都會安裝鏡頭裝置，用以擷取電子產品外部的影像。

一般來說，鏡頭裝置最講求的就是擷取的影像畫面是否清晰，為達上述目的，於鏡頭裝置的製程中，常會使用主動對位（Active Alignment）調焦法進行調焦。所述主動對位調焦法主要是將鏡頭先置放於一支撐座上，再調整鏡頭與支撐座的相對位置以使鏡頭對焦，最後再將鏡頭與支撐座彼此膠合固定。然而，此種方式在調焦完畢後，若鏡頭仍有跑焦或損壞的情形時，由於鏡頭與支撐座彼此固定，因此只能將整組鏡頭裝置汰除而提高成本。

鑒於上述，於一實施例中，提供一種鏡頭裝置，包括中空基座、校正環及鏡頭組。中空基座包括底面以及與底面相對之組裝平面，組裝平面開設有通孔。校正環包括軸孔以及軸向相對的第一環面與第二環面，軸孔內壁設有內螺紋，軸孔對應於中空基座之通孔，第二環面以固化膠層固定於中空基座之組裝平面上。鏡頭組包括有鏡筒，鏡筒設有外螺紋，鏡筒以外螺紋螺鎖於校正環之內螺紋。

於一實施例中，提供一種鏡頭調焦方法，包括校正步驟：準備中空基座、校正環及鏡頭組，中空基座包括底面及與底面相對之組裝平面，組裝平面開設有通孔，校正環包括軸孔以及軸向相對的第一環面與第二環面，軸孔內壁設有一內螺紋，鏡頭組包括有一鏡筒，鏡筒設有外螺紋，該鏡筒以外螺紋螺鎖於校正環之內螺紋，校正環之軸孔對應於中空基座之通孔，且校正環相對中空基座移動調整至校正後位置、並經由固化膠層以第二環面固接於中空基座之組裝平面上；檢測步驟：檢測校正後位置是否使鏡頭組位於對焦位置；調焦步驟：於鏡頭組未於對焦位置時，將鏡頭組相對於校正環旋轉以軸向移動至對焦位置；膠合步驟：填充黏著劑至外螺紋與內螺紋之間，以固定鏡頭組與校正環。

綜上，本發明實施例之鏡頭裝置與鏡頭調焦方法，係透過鏡頭組的鏡筒以外螺紋螺鎖於校正環的內螺紋，以經由校正環調整至一校正後位置並固定於中空基座之組裝平面上。藉此，當校正後位置不能使鏡頭組位於對焦位置時，還能將鏡頭組相對校正環旋轉，以相對於校正環與中空基座移動而調整對焦。或者，當鏡頭組損壞時，也可僅將鏡頭組相對於校正環旋轉拆卸，以更換成另一組新的鏡頭組，達到不需汰除整個鏡頭裝置而有效降低成本之優點。

圖1為本發明鏡頭裝置一實施例之立體圖，圖2為本發明鏡頭裝置一實施例分解立體圖，圖3為本發明鏡頭裝置一實施例之剖視圖。如圖1與圖2所示，在本實施例中，鏡頭裝置1包括中空基座10、校正環20、鏡頭組30及電路板40。在一些實施例中，鏡頭裝置1可應用於電子產品上，用以擷取周遭的影像。例如，鏡頭裝置1可為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或攝影機等電子產品的影像擷取鏡頭。

如圖3所示，中空基座10固設於電路板40上，其中電路板40的表面設有一感光元件41，且感光元件41位於中空基座10內。在本實施例中，中空基座10包括相對的底面11與組裝平面12，中空基座10是以底面11固設於電路板40，組裝平面12開設有通孔13，通孔13貫通至電路板40表面，感光元件41位於通孔13中。在一些實施例中，感光元件41具體上可為感光耦合元件（charge-coupled device, CCD）、互補式金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor , CMOS ）、或互補式金屬氧化物半導體主動像素傳感器（CMOS Active pixel sensor）。

如圖3所示，鏡頭裝置1之校正環20與鏡頭組30是安裝於中空基座10的組裝平面12，且鏡頭組30是透過校正環20調整與感光元件41之間的距離，以固定在預定的對焦位置，其中對焦位置可使鏡頭組30與感光元件41之間保持在預定的成像焦距以獲得預期的攝像品質。以下即進一步配合圖式詳細說明本發明實施例之鏡頭調焦方法的步驟流程。

如圖4所示，本實施例之鏡頭調焦方法包括校正步驟S01、檢測步驟S02、調焦步驟S03以及膠合步驟S04。請配合圖2與圖5所示，在校正步驟S01中，首先準備中空基座10、校正環20及鏡頭組30，中空基座10先固定於電路板40上，且中空基座10的組裝平面12環繞設有一光固化接著層15（例如紫外光固化膠層）。校正環20包括軸孔21以及軸向相對的第一環面22與第二環面23，軸孔21內壁設有內螺紋211。鏡頭組30包括有鏡筒31，鏡筒31設有外螺紋311，鏡頭組30可先以鏡筒31上的外螺紋311螺鎖於校正環20之內螺紋211。如圖5所示，在一實施例中，校正環20的厚度小於鏡筒31的厚度，且外螺紋311的長度大於內螺紋211的長度，使鏡筒31能夠相對於校正環20旋轉並穿出第二環面23，但此並不侷限。此外，鏡頭組30與校正環20彼此呈可鬆開地鎖固，舉例來說，鏡頭組30可順時針轉動使外螺紋311螺合於校正環20內螺紋211，當校正環20與鏡頭組30彼此抵靠時，可將鏡頭組30再順時針施力以彼此鎖緊固定。當需要將校正環20與鏡頭組30彼此鬆開時，可逆時針施力轉動鏡頭組30，使鏡頭組30回復呈可相對校正環20旋轉之狀態。

承上，如圖5所示，在將鏡頭組30以鏡筒31的外螺紋311螺鎖於校正環20之內螺紋211後，可將校正環20之第二環面23放置於中空基座10之組裝平面12的光固化接著層15上，使軸孔21對應於中空基座10之通孔13。其中，軸孔21的孔徑可小於通孔13的孔徑，構成鏡頭組30的鏡筒31能穿入通孔13中並對應於電路板40上的感光元件41。接著，再將校正環20相對中空基座10移動調整至一校正後位置，使鏡頭組30與感光元件41之間保持在預定的成像焦距。詳言之，由於光固化接著層15未受到光線照射而尚未固化，因此，校正環20放置於光固化接著層15後，仍可相對於中空基座10移動調整位置。舉例來說，可利用機械手臂（圖未表示）夾持校正環20或鏡頭組30，並且相對於中空基座10進行升降、橫移、俯仰、偏轉或滾動等動作，以調整鏡頭組30與感光元件41的相對位置而維持在預定的成像焦距，並且使鏡頭組30的光軸與感光元件41的感光平面成實質上垂直（亦即，使感光元件41或鏡頭組30不存在傾斜現象而避免影像角落模糊的問題）。再如圖3所示，當校正環20調整完畢後，可藉由特定光線照射光固化接著層15，例如光固化接著層15為紫外光固化膠層時，即以紫光光照射光固化接著層15，使光固化接著層15預固化（pre-cure）而避免校正環20位移，最後再對預固化後的光固化接著層15進行烘烤作業，使光固化接著層15熱固化而形成固化膠層14，以固定校正環20於中空基座10的組裝平面12上。

如圖4所示，在校正步驟S01後可進行檢測步驟S02：檢測校正後位置是否使鏡頭組30位於對焦位置。具體來說，由於在校正步驟S01的過程中，鏡頭組30仍有可能發生跑焦的問題。舉例來說，光固化接著層15於預固化或烘烤作業後，由於光固化接著層15的性質改變，因此有可能會造成校正環20產生些微偏移的情形，導致鏡頭組30與感光元件41之間的距離改變而發生跑焦的問題，也就是鏡頭組30偏離對焦位置而未與感光元件41之間保持在預定的成像焦距，但此並不侷限。鏡頭組30也可能是受到其他因素影響（例如中空基座10、校正環20或鏡頭組30受熱膨脹）而造成跑焦。因此，在校正步驟S01後可透過光學儀器進一步檢測鏡頭組30是否對焦。

如圖4所示，在檢測步驟S02後可進行調焦步驟S03：於鏡頭組30未於對焦位置時，將鏡頭組30相對於校正環20旋轉以軸向移動至對焦位置。此請配合圖6所示，在檢測步驟S02後，若鏡頭組30發生跑焦而未於對焦位置時，可施力將鏡頭組30鬆開校正環20，並且旋轉鏡頭組30以相對於校正環20與中空基座10軸向移動（如箭號L1所示），而能進一步調整鏡頭組30與感光元件41的相對位置以維持在預定的成像焦距（即對焦位置）。

如圖4所示，在調焦步驟S03後可進行膠合步驟S04：填充一黏著劑A至外螺紋311與內螺紋211之間，以固定鏡頭組30與校正環20。請配合圖2與圖6所示，在本發明一實施例中，校正環20的第一環面22更設有一凸緣25，凸緣25圍繞軸孔21並開設有至少一個徑向入膠孔24，且徑向入膠孔24連通於軸孔21。如圖2所示，在本實施例中，凸緣25呈環狀且一體形成於第一環面22上，二徑向入膠孔24徑向貫穿凸緣25以連通於軸孔21，二徑向入膠孔24並以軸孔21的中心點對稱設置，但此並不局限。在一些實施例中，凸緣25也可為一環狀塊體並透過組裝的方式（例如黏固或嵌合）固定於校正環20之第一環面22上。校正環20的第一環面22亦可不設有凸緣25，徑向入膠孔24可由校正環20的環周面26徑向貫通至軸孔21，此實施例圖面省略繪示。

藉此，如圖6與圖7所示，當鏡頭組30相對於校正環20旋轉以軸向移動至對焦位置時，可從二徑向入膠孔24填充黏著劑A至外螺紋311與內螺紋211之間（如圖6之箭號L2所示），使鏡頭組30黏固於校正環20而固定在對焦位置。

綜上，根據上述本發明實施例之鏡頭裝置1與鏡頭調焦方法，透過鏡頭組30的鏡筒31以外螺紋311螺鎖於校正環20之內螺紋211，以經由校正環20調整至一校正後位置並固定於中空基座10之組裝平面12上。藉此，當校正後位置不能使鏡頭組30位於對焦位置時，還能將鏡頭組30相對於校正環20旋轉，以相對於校正環20與中空基座10移動而調整對焦。或者，當鏡頭組30損壞時，也可僅將鏡頭組30相對於校正環20旋轉拆卸，以更換成另一組新的鏡頭組30，達到不需汰除整個鏡頭裝置1而有效降低成本之優點。

如圖4與圖7所示，在一實施例中，在膠合步驟S04中填充至外螺紋311與內螺紋211之間的黏著劑A可為強力膠、瞬間膠或環氧樹脂黏膠等，使黏著劑A填充後不需再經過其他製程即可達成固定鏡頭組30與校正環20之目的。

如圖4與圖7所示，在另一實施例中，在膠合步驟S04中填充至外螺紋311與內螺紋211之間的黏著劑A可為光固化接著劑（例如紫外光固化膠），當黏著劑A填充後可藉由特定光線照射，例如當黏著劑A為紫外光固化膠時，即以紫光光照射黏著劑A，使黏著劑A預固化（pre-cure）而避免鏡頭組30位移，最後再對預固化後的黏著劑A進行烘烤作業，使黏著劑A熱固化以固定鏡頭組30與校正環20。

如圖6與圖7所示，在一實施例中，校正環20可為一透光環，例如校正環20可為透明材質（例如透明壓克力或透明塑料）所製成而能呈半透明或透明狀態，使特定光線能夠從外部穿透校正環20以照射於黏著劑A，降低製程的困難度。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:鏡頭裝置10:中空基座11:底面12:組裝平面13:通孔14:固化膠層15:光固化接著層20:校正環21:軸孔211:內螺紋22:第一環面23:第二環面24:徑向入膠孔25:凸緣26:環周面30:鏡頭組31:鏡筒311:外螺紋40:電路板41:感光元件L1、L2:箭號A:黏著劑S01:校正步驟S02:檢測步驟S03:調焦步驟S04:膠合步驟

[圖1] 係本發明鏡頭裝置一實施例之立體圖。 [圖2] 係本發明鏡頭裝置一實施例之分解立體圖。 [圖3] 係本發明鏡頭裝置一實施例之剖視圖。 [圖4] 係本發明鏡頭調焦方法一實施例之步驟流程圖。 [圖5] 係本發明鏡頭裝置一實施例之分解剖視圖。 [圖6] 係本發明鏡頭裝置一實施例之調焦作動圖。 [圖7] 係本發明鏡頭裝置一實施例之膠合固定圖。

1:鏡頭裝置

10:中空基座

12:組裝平面

13:通孔

15:光固化接著層

20:校正環

21:軸孔

211:內螺紋

22:第一環面

24:徑向入膠孔

25:凸緣

26:環周面

30:鏡頭組

31:鏡筒

311:外螺紋

40:電路板

Claims

一種鏡頭裝置，包括：一中空基座，包括一底面以及與該底面相對之一組裝平面，該組裝平面開設有一通孔；一校正環，包括一軸孔以及軸向相對的一第一環面與一第二環面，該軸孔內壁設有一內螺紋，該軸孔對應於該中空基座之該通孔，該校正環位於一校正後位置且該校正環之該第二環面以一固化膠層固定於該中空基座之該組裝平面上；以及一鏡頭組，包括有一鏡筒，該鏡筒設有一外螺紋，該鏡筒以該外螺紋螺鎖於該校正環之該內螺紋；其中，該校正後位置使該鏡頭組保持在預定的成像焦距，且該鏡筒仍可選擇性地相對於該校正環旋轉。
如請求項1所述之鏡頭裝置，更包括一電路板，該電路板上設有一感光元件，該中空基座的該底面固設於該電路板上，該感光元件位於該中空基座內。
如請求項1所述之鏡頭裝置，其中該校正環更設有一徑向入膠孔，該徑向入膠孔連通於該軸孔。
如請求項3所述之鏡頭裝置，其中該校正環的該第一環面更設有一凸緣，該徑向入膠孔開設於該凸緣。
如請求項1所述之鏡頭裝置，其中該校正環為一透光環。
一種鏡頭調焦方法，包括：校正步驟：準備一中空基座、一校正環及一鏡頭組，該中空基座包括一底面以及與該底面相對之一組裝平面，該組裝平面開設有一通孔，該校正環包括一軸孔以及軸向相對的一第一環面與一第二環面，該軸孔內壁設有一內螺紋，該鏡頭組包括有一鏡筒，該鏡筒設有一外螺紋，該鏡筒以該外螺紋螺鎖於該校正環之該內螺紋之後，該校正環之該軸孔對應於該中空基座之該通孔，且該校正環相對該中空基座移動調整至一校正後位置、並經由一固化膠層以該第二環面固接於該中空基座之該組裝平面上；檢測步驟：檢測該校正後位置是否使該鏡頭組位於一對焦位置；調焦步驟：於該鏡頭組未於該對焦位置時，將該鏡頭組相對於該校正環旋轉以軸向移動至該對焦位置；以及膠合步驟：填充一黏著劑至該外螺紋與該內螺紋之間，以固定該鏡頭組與該校正環。
如請求項6所述之鏡頭調焦方法，其中該校正步驟中之該校正環更設有一徑向入膠孔，該徑向入膠孔連通於該軸孔，於該膠合步驟中更包括：該黏著劑係經由該徑向入膠孔填充至該外螺紋與該內螺紋之間。
如請求項6所述之鏡頭調焦方法，其中於該膠合步驟中更包括：以一光線照射該黏著劑以使該黏著劑固化。
如請求項8所述之鏡頭調焦方法，其中該校正步驟之該校正環為一透光環，於該膠合步驟中更包括：該光線係穿透該校正環以照射該黏著劑。
如請求項6所述之鏡頭調焦方法，其中該校正步驟之該校正環係以一機械手臂夾持該校正環或該鏡頭組、並且相對該中空基座移動而使該校正環位於該校正後位置。