CN101393314B - 镜头模组及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镜头模组，其包括镜头座以及固定于镜头座的镜筒，镜筒内设置有光学镜片组，光学镜片组包括沿光轴方向交替设置的多个镜片及多个弹性间隔环，多个镜片包括第一镜片及第二镜片，第一镜片包括第一主体部和自第一主体部周边延伸的第一外围部，第一主体部和第一外围部定义一个容置空间，第二镜片包括第二主体部和自第二主体部周边延伸的第二外围部，第二主体部嵌入容置空间，第一外围部和第二外围部相配合，多个弹性间隔环包括第一弹性间隔环，第一弹性间隔环设置于第一主体部和第二主体部之间。弹性间隔环可吸收镜片产生的各种应力，使镜片不因应力作用而发生倾斜和移位，提升镜头模组的成像品质。本发明还涉及一种镜头模组的组装方法。

Description

镜头模组及其组装方法
技术领域
本发明涉及一种镜头模组及其组装方法。
背景技术
随着多媒体技术的飞速发展，数码相机、摄像机及带有摄像功能的手机越来越受广大消费者青睐，同时人们也对数码相机、摄像机及手机摄像功能拍摄物体的影像品质提出了更高要求，即希望拍摄物体的影像画面清晰。在数码相机、摄像机及手机等摄影装置中，镜头模组是一个不可缺少的部件，物体的成像质量在很大程度上取决于镜头模组中的各镜片的光轴是否对齐。Alpheus W.Burner等人在1995年SPIE系统、图像计量学第四次会议(Videometrics IV)上发表的论文Zoom Lens Calibration For Wind Tunnel Measurements中揭示了由于镜头模组中的各镜片的光轴不对齐而产生的影响。
镜头模组通常包括镜头座、设置于镜头座的镜筒、以及沿光轴方向依次固定于镜筒内的镜片和滤光片等光学元件。而影像感测器元件通常直接封装于所述镜筒底部，与镜筒内的镜片和滤光片等光学元件配合用于成像。在镜头模组的使用过程中，影像感测器元件工作时产生的热量，使得镜头模组内温度出现梯度分布，从而使得镜片产生由温度梯度变化而引起的热应力，同时由于镜头模组的中的镜片本身存在内应力，在内应力和热应力的应力作用的影响下，镜片会发生倾斜和移位，从而偏离镜头模组的光轴方向。镜头模组中的镜片偏离光轴方向会使得镜头模组的光学调制转换函数(Mo dulati on Transfer Functi on，MTF)较差，从而使得镜头模组的成像质量较差。
发明内容
因此，有必要提供一种镜头模组及其组装方法，从而防止镜头模组中的镜片由于应力作用发生倾斜和移位，从而提高成像质量。
以下将以实施例说明一种镜头模组及镜头模组的组装方法。
所述镜头模组，其包括镜头座以及固定于镜头座的镜筒，该镜筒内设置有光学镜片组，所述光学镜片组包括沿光轴方向交替设置的多个镜片及多个弹性间隔环，所述多个镜片包括第一镜片及第二镜片，所述第一镜片包括第一主体部和自第一主体部周边延伸的第一外围部，所述第一主体部和第一外围部定义一个容置空间，所述第二镜片包括第二主体部和自第二主体部周边延伸的第二外围部，所述第二主体部嵌入所述容置空间，第一外围部和第二外围部相配合，所述多个弹性间隔环包括第一弹性间隔环，所述第一弹性间隔环设置于第一主体部和第二主体部之间。
所述镜头模组，其包括镜头座以及固定于镜头座的镜筒。所述镜筒内设置有光学镜片组。所述光学镜片组包括沿光轴方向交替设置的多个镜片及多个弹性间隔环。所述多个镜片包括第一镜片、第二镜片、第三镜片及滤光片。所述多个弹性间隔环包括第一弹性间隔环、第二弹性间隔环及第三弹性间隔环。所述第一弹性间隔环设置于第一镜片与第二镜片之间。所述第二弹性间隔环设置于第二镜片与第三镜片之间，所述第三弹性间隔环设置于第三镜片与滤光片之间。
所述镜头模组的组装方法，其包括以下步骤：将多个镜片及多个弹性间隔环沿光轴方向交替组装到镜筒中，形成设置于镜筒中的光学镜片组；将组装有光学镜片组的镜筒固定于镜头座，所述镜筒固定于镜头座时，所述镜筒和镜头座之间的扭矩为30～150牛顿.米。
与现有技术相比，组装所得的所述镜头模组，其设置于镜筒中的光学镜片组包括沿光轴排列的多个镜片及多个弹性间隔环，所述多个弹性间隔环与所述多个光学镜片交替设置，位于多个镜片之间的弹性间隔环可吸收镜片产生的各种应力，使得镜片不会因为应力作用而发生倾斜和移位，从而有效防止镜片偏离镜头模组的光轴方向，进而提升镜头模组的成像品质。
附图说明
图1是本技术方案实施例提供的镜头模组的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本技术方案实施例提供的镜头模组及其组装方法作进一步说明。
请参阅图1，本技术方案实施例提供的镜头模组100，其包括镜筒10、光学镜片组20及镜头座30。
镜筒10呈圆筒体，用于容纳光学镜片组20。所述镜筒10包括第一端部11和与第一端部11相对的第二端部12。所述第一端部11设有入光孔13，光线可由所述入光孔13进入镜头模组100，并透过光学镜片组20。所述第二端部12的外壁可设有螺纹，其用于与镜头座30所设的螺纹相配合，使得镜筒10可固定于镜头座30。当然，镜筒10也可通过其它方式固定于镜头座30。
光学镜片组20包括多个镜片21和多个弹性间隔环22，所述多个镜片21和所述多个弹性间隔环22沿光轴15方向交替设置。
本实施例中，如图1所示，所述多个镜片21包括第一镜片211、第二镜片212、第三镜片213以及滤光片214。所述第一镜片211、第二镜片212、第三镜片213可以是塑料非球面镜片，也可为其他种类的镜片。所述滤光片214可以为红外截止滤光片或紫外截止滤光片。从镜筒10的第一端部11至第二端部12，第一镜片211、第二镜片212、第三镜片213以及滤光片214沿光轴15方向依次固定于镜筒10内。并且第一镜片211、第二镜片212、第三镜片213以及滤光片214的光轴在同一直线上，即形成镜头模组100的光轴15。
所述多个弹性间隔环22与所述多个镜片21沿光轴15方向交替设置，根据所需间隔的镜片的结构，多个弹性间隔环22的形状大小可以相同也可以不相同。多个弹性间隔环22均具有通孔23，用以使成像光透过光学镜片组。因此，所述通孔23的尺寸以不阻挡从入光孔13进入镜头模组100的成像光透过光学镜片组20为宜。优选地，所述通孔23为圆形通孔，所述通孔23的中心轴线与光轴15在同一直线上。所述多个弹性间隔环22中每个弹性间隔环22的厚度为2～500微米，优选为10～200微米，更优选为10～100微米。
为了提高成像的质量，避免出现炫光、闪光和鬼影等现象，所述多个弹性间隔环22优选为黑色弹性材料。所述黑色弹性材料可以为黑色橡胶、黑色弹性树脂等高分子材料，例如，可以为聚氨酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、聚氨酯弹性树脂、聚氯乙烯弹性树脂或聚烯烃热塑性弹性树脂等。所述多个弹性间隔环22可过冲压成型。
本实施例中，如图1所示，多个弹性间隔环22包括第一弹性间隔环221、第二弹性间隔环222及第三弹性间隔环223。所述第一弹性间隔环221设置于第一镜片211和第二镜片212之间，用于间隔第一镜片211与第二镜片212。所述第二弹性间隔环222设置于第二镜片212和第三镜片213之间，用于间隔第二镜片212与第三镜片213。所述第三弹性间隔环223设置于第三镜片213和滤光片214之间，用于间隔第三镜片213与滤光片214。
本实施例中，所述第一镜片211和第二镜片212相互配合固定。具体地，第一镜片211具有第一主体部261和第一外围部262，所述第一主体部261为第一镜片211中起光学作用的部分，所述第一外围部262为第一镜片211中不起光学作用的部分，呈圆环状，自第一主体部261周边延伸出来。该第一主体部261和第一外围部262定义一个容置空间(图未标示)。第二镜片212具有第二主体部263和第二外围部264，所述第二主体部263为第二镜片212中起光学作用的部分，所述第二外围部264为第二镜片212中不起光学作用的部分，呈圆环状，自第二主体部263周边延伸出来。所述第二主体部263的形状和尺寸大小刚好与所述第一主体部261和第一外围部262形成的容置空间的形状和尺寸大小相匹配，以使得所述第二主体部263可嵌入所述容置空间内，从而使得第二镜片212与第一镜片211相配合。同时，第一外围部262与第二外围部264为相配合的形状和尺寸。所述第一弹性间隔环221设置于所述容置空间中，并位于第一主体部261和第二主体部263之间。因此，第一弹性间隔环221的尺寸较小，第一弹性间隔环22的外直径小于镜筒10的内直径。而设置于第二镜片212和第三镜片213之间的第二弹性间隔环222以及设置于第三镜片213和滤光片214之间的第三弹性间隔环223尺寸较大，第二弹性间隔环222以及第三弹性间隔环22的外直径等于镜筒10的内直径。因此，所述第一弹性间隔环221的外直径小于第二弹性间隔环222和第三弹性间隔环223的外直径。
镜头座30具有容置孔31，用于容纳固定镜筒10。所述镜头座30具有第一基座端32和与第一基座端32相对的第二基座端33。所述第一基座端32内壁设有螺纹，其与镜筒10的第二端部12外壁的螺纹相配合，用于将镜筒10固定于镜头座30。所述第二基座端33可用于设置其它元件例如影像感测器元件等，并可与其他装置相连。所述影像感测器元件50将由入光孔13进入镜头模组10，并透过光学镜片组20的光信号转换成电信号，从而形成图像。
本实施例中，在镜头座30的容置孔31中，从第一基座端32至第二基座端33，依次设置有玻璃盖片40、影像感测器元件50以及陶瓷基片60。所述玻璃盖片40设置于容置孔31中，并与镜筒10的第二端部12的端面相接触。所述影像感测器元件50设于陶瓷基片60上，所述陶瓷基片60设置于容置孔31中并位于镜头座30的第二基座端33。所述影像感测器元件50可为电荷耦合元件(ChargeCoupl ed Device，CCD)或者互补金属氧化物半导体元件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)。优选为互补金属氧化物半导体元件。
本技术方案实施例提供的镜头模组100，设置于镜筒10中的光学镜片组20包括沿光轴排列的多个镜片21及多个弹性间隔环22，所述多个弹性间隔环22与所述多个镜片21交替设置，位于多个镜片21之间的弹性间隔环22可吸收镜片产生的各种应力如内应力和热应力，使得镜片不会因为应力作用而发生倾斜和移位，从而有效防止镜片偏离镜头模组的光轴方向，进而提升镜头模组的成像品质。
请再次参阅图1，本技术方案实施例提供的镜头模组100的组装方法包括以下步骤：
第一步，将多个镜片21和多个弹性间隔环22交替组装到镜筒10中，形成设置于镜筒10中的光学镜片组20。
具体地，从镜筒10的第二端部12依次将第一镜片211、第一弹性间隔环221、第二镜片212、第二弹性间隔环222、第三镜片213、第三弹性间隔环223以及滤光片214组装到镜筒10中。特别地，当第三弹性间隔环223组装到镜筒10中后，可在第三弹性间隔环223上点胶，涂布紫外硬化胶，然后再将滤光片214组装到镜筒10中，使其与涂布有紫外硬化胶的第三弹性间隔环223接触。之后，利用紫外光照射使得紫外硬化胶硬化，从而将滤光片214牢固的组装于镜筒10中。
第二步，将组装有光学镜片组20的镜筒10固定于镜头座30。
在将光学镜片组20组装到镜筒10后，由于镜头座30的第一基座端32内壁设有螺纹，其与镜筒10的第二端部12外壁的螺纹相配合，因此可将镜筒10的第二端部12旋入镜头座30的第一基座端32内通过螺纹配合固定。镜筒10和镜头座30之间的扭矩为30～150牛顿.米，优选为50～130牛顿.米。
之后，可以进一步进行后续的组装步骤，例如，为组装完成本实施例提供的镜头模组100，在将组装有光学镜片组20的镜筒10固定于镜头座30之后，需要进一步将玻璃盖片40、设置有影像感测器元件50的陶瓷基片60组装到镜头座30的容置孔31中，从而获得镜头模组100。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种镜头模组，其包括镜头座以及固定于镜头座的镜筒，所述镜筒内设置有光学镜片组，其特征在于，所述光学镜片组包括沿光轴方向交替设置的多个镜片及多个弹性间隔环，所述多个镜片包括第一镜片及第二镜片，所述第一镜片包括第一主体部和自第一主体部周边延伸的第一外围部，所述第一主体部和第一外围部定义一个容置空间，所述第二镜片包括第二主体部和自第二主体部周边延伸的第二外围部，所述第二主体部嵌入所述容置空间，第一外围部和第二外围部相配合，所述多个弹性间隔环包括第一弹性间隔环，所述第一弹性间隔环设置于第一主体部和第二主体部之间。
2.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述多个弹性间隔环由黑色弹性材料制成。
3.如权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述多个弹性间隔环的每个弹性间隔环的厚度为2～500微米。
4.如权利要求3所述的镜头模组，其特征在于，所述多个弹性间隔环的每个弹性间隔环的厚度为10～200微米。
5.一种镜头模组，其包括镜头座以及固定于镜头座的镜筒，所述镜筒内设置有光学镜片组，其特征在于，所述光学镜片组包括沿光轴方向交替设置的多个镜片及多个弹性间隔环，所述多个镜片包括第一镜片、第二镜片、第三镜片及滤光片，所述多个弹性间隔环包括第一弹性间隔环、第二弹性间隔环及第三弹性间隔环，所述第一弹性间隔环设置于第一镜片与第二镜片之间，所述第二弹性间隔环设置于第二镜片与第三镜片之间，所述第三弹性间隔环设置于第三镜片与滤光片之间。
6.如权利要求5所述的镜头模组，其特征在于，所述第一镜片包括第一主体部和自第一主体部周边延伸的第一外围部，所述第一主体部和第一外围部定义一个容置空间，所述第二镜片包括第二主体部和自第二主体部周边延伸的第二外围部，所述第二主体部嵌入所述容置空间，第一外围部和第二外围部相配合，且所述第一弹性间隔环设置于第一主体部和第二主体部之间。
7.如权利要求6所述的镜头模组，其特征在于，所述第一弹性间隔环的外直径小于第二弹性间隔环和第三弹性间隔环的外直径。
8.一种镜头模组的组装方法，其包括以下步骤：将多个镜片及多个弹性间隔环交替组装到镜筒中，形成设置于镜筒中的光学镜片组；将组装有光学镜片组的镜筒固定于镜头座，所述镜筒固定于镜头座时，所述镜筒和镜头座之间的扭矩为30～150牛顿.米。
9.如权利要求8所述的镜头模组的组装方法，其特征在于，所述镜筒固定于镜头座时，所述镜筒和镜头座之间的扭矩为50～130牛顿.米。
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