鏡片及相機模組的製作方法

2023-05-27 22:29:31 1

專利名稱：鏡片及相機模組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鏡片，以及一種使用該鏡片實現對焦或變焦的相機模組。
技術背景隨著數位相機技術不斷發展，手機內建數位相機的需求也越來越大，數位相機也更加趨 向於短小化，輕薄化。近年來，使用者對手機內建數位相機的要求不再僅僅局限於低階的數 碼相機功能，而是希望手機內建數位相機能夠提供光學變焦或是光學對焦的功能。此兩種功 能都需要光學相機模組內的鏡片做相對的運動。傳統的相機模組採用驅動馬達來驅動透鏡組及一個與透鏡組相對設置的感光元件。但是 驅動馬達的體積大，結構複雜，不利於相機模組的短小輕薄化。發明內容有鑑於此，提供一種結構簡單且能實現相對運動的鏡片及相機模組實為必要。 一種鏡片，包括透鏡及透鏡周邊。該透鏡周邊形成有三段周期性分布的凸輪路徑面。 一種相機模組，包括一個鏡筒及一個鏡座。該鏡筒通過螺紋與鏡座相嚙合，該鏡座中收 容有感光元件。該鏡筒包括第一部分及第二部分及一個旋轉間隔環。該第一部分與第二部分 卡固在一起且旋轉間隔環夾於其間。該第二部分收容有一個上述鏡片及一個固定間隔環。該 鏡片位於該旋轉間隔環與該固定間隔環之間。該鏡片具有凸輪路徑面的一面與該旋轉間隔環 相對，該鏡片的另一面與該固定間隔環相對。該旋轉間隔環與該鏡片相對的一面上均勻設置 有三個凸輪銷，該固定間隔環與該鏡片相對的一面上均勻設置有三個彈性構件。該三個凸輪 銷抵頂在該三段凸輪路徑面上，該鏡片承靠在該三個彈性構件上。一種相機模組，包括第一鏡筒、第二鏡筒及一個鏡座。該第二鏡筒通過螺紋與該鏡座相 嚙合，該鏡座中收容有感光元件。該相機模組進一步包括一個旋轉間隔環，該第一鏡筒與該 第二鏡筒卡固在一起且該旋轉間隔環夾於其間。該第一鏡筒內收容有一個如前所述的第一鏡 片和一個第一固定間隔環，該第二鏡筒內收容有一個如前所述的第二鏡片和一個第二固定間 隔環。該第一鏡片和該第二鏡片分別位於該旋轉間隔環與該第一固定間隔環和該第二固定間 隔環之間，該第一鏡片與該第二鏡片具有凸輪路徑面的一面與該旋轉間隔環相對，該第一鏡 片與該第二鏡片的另一面分別與該第一固定間隔環和該第二固定間隔環相對。該旋轉間隔環 與該第一鏡片相對的一面上均勻設置有三個第一凸輪銷，該旋轉間隔環與該第二鏡片相對的一面上均勻設置有三個第二凸輪銷。該第一固定間隔環與該第一鏡片相對的一面上均勻設置 有三個第一彈性構件，該第二固定間隔環與該第二鏡片相對的一面上均勻設置有三個第二彈 性構件。該三個第一凸輪銷抵頂在該第一鏡片的三段凸輪路徑面上，該第一鏡片承靠在該三 個第一彈性構件上，該三個第二凸輪銷抵頂在該第二鏡片的三段凸輪路徑面上，該第二鏡片 承靠在該三個第二彈性構件上。相對於現有技術，具有凸輪銷的旋轉間隔環和鏡片的凸輪路徑面相配合。在旋轉間隔環 旋轉的過程中，每一個凸輪銷分別抵頂一段凸輪路徑面，且在彈性構件的支撐作用下，每個 凸輪銷可以始終同步抵頂凸輪路徑面，旋轉間隔環和鏡片始終保持三點接觸，從而可以使鏡 片作穩定的軸向運動，達到對焦或變焦的效果。該相機模組不需要傳統的步進馬達便可以實 現對焦或變焦的功能，有利於相機模組的短小輕薄化。當然該相機模組也可以與傳統的步進 馬達相結合以達到更好的效果。


圖l是本發明的第一實施例提供的鏡片的立體示意圖。圖2是圖1提供的第一實施例的鏡片的主視圖。圖3是本發明的第二實施例提供的鏡片的立體示意圖。圖4是本發明的第三實施例提供的鏡片的主視圖。圖5是本發明的第四實施例提供的鏡片的主視圖。圖6是本發明的第五實施例提供的相機模組的立體分解圖。圖7是圖6提供的第五實施例的相機模組的立體組裝圖。圖8是本發明的第五實施例提供的相機模組沿圖7中WFWI方向的剖面示意圖。圖9是本發明的第六實施例提供的相機模組剖面示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明提供的鏡片及相機模組作進一步詳細說明。請一併參閱圖1及圖2，本發明的第一實施例提供的鏡片IO，其包括一個光學透鏡12和一 個透鏡周邊14。該光學透鏡12為光學路徑區域，該透鏡周邊14為非光學路徑區域。該光學透 鏡12由該透鏡周邊14包圍。該光學透鏡12包括一個光學透鏡表面120，光學透鏡表面120可以 為球面，也可以為非球面。該透鏡周邊14包括第一表面140與第二表面142，該第一表面140 與第二表面142相平行且該第一表面140與該第二表面142垂直於該光學透鏡12的光軸。該透 鏡周邊14為圓環狀且與光學透鏡12同軸。該鏡片10可以經由射出成型、模壓成型等方法製得所述透鏡周邊14的第一表面140或第二表面142上形成有三段凸輪路徑面144。於本實施 例中，所述三段凸輪路徑面144通過射出成型、模壓成型等方法成型於透鏡周邊14的第一表 面140上。該三段凸輪路徑面144呈周期性分布，即每一段凸輪路徑面144上的起點至終點的 路徑長度均相等，路徑面彎曲幅度相同，且每一段凸輪路徑面144距該光學透鏡12光軸的徑 向距離均相等。每一段凸輪路徑面144的路徑相對所述透鏡周邊14的第一表面140具有傾斜幅 度，也即每一段凸輪路徑面144上起點至終點的每一位置處相對所述透鏡周邊14的第一表面 140的高度不同。於本實施例中，三段凸輪路徑面144在形成時設計成沿同一方向上升傾斜， 從圖l箭頭方向看，為向順時針方向上升傾斜。所述三段凸輪路徑面144中的每一段凸輪路徑 面的路徑相對所述透鏡周邊14的第一表面140的傾斜幅度可以根據精度需要而設置。本實施 例中，所述三段凸輪路徑面144中的兩兩凸輪路徑面144之間均首尾相連，每一段凸輪路徑面 144的起點至終點對應的圓弧夾角均為120度。請參閱圖3，為本發明的第二實施例提供的鏡片20。所述第二實施例與所述第一實施例 的區別在於透鏡周邊24的凸輪路徑面244中的相鄰兩個凸輪路徑面244之間可以間隔一定的 圓弧距離。請參閱圖4，為本發明的第三實施例提供的鏡片30。所述第三實施例與所述第一實施例 的區別在於凸輪路徑面344同時設置在第一表面340和第二表面342上。請參閱圖5，為本發明的第四實施例提供的鏡片40。所述第四實施例與所述第二實施例 的區別在於凸輪路徑面444同時設置在第一表面440和第二表面442上。請參閱圖6、圖7及圖8，本發明第五實施例提供了一種對焦相機模組50，該對焦相機模 組50包括鏡筒52及鏡座54，鏡筒52通過螺紋與鏡座54相嚙合。該鏡筒52內可以設置第一至第 四實施例所提供的任一鏡片，於本實施例中，該鏡片為第一實施例所提供的鏡片IO。該鏡座 54中與鏡筒52相對設置有一感光元件540，該感光元件可以為膠片、電荷耦合裝置(Charge Coupled Device,簡稱CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor, 簡禾爾CMOS)。該鏡筒52分為第一部分520及第二部分522，鏡片10收容於第二部分522。該鏡筒第一部 分520和第二部分522卡固在一起且該旋轉間隔環56夾於其間。鏡筒第一部分520與第二部分 522相配合的端面上均勻分布有三個定位柱524，且三個定位柱524距離鏡筒52中心軸的距離 相等，即三個定位柱524分布在與鏡筒52中心軸同心的同一圓周上。鏡筒第二部分522與第一部分520相配合的端面上均勻分布有三個與上述三個定位柱524 相配合的定位孔526 ，定位柱524與定位孔526的配合即實現了上述的卡固。該旋轉間隔環56與所述三個定位柱524相配合的分布有三個圓弧形開口528。所述三個圓 弧形開口528均勻分布在與鏡筒52中心軸同心的同一圓周上，且三個元弧形開口528的形狀完 全相同。三個圓弧形開口528之間間隔一定的圓弧距離。該三個圓弧形開口528的徑向寬度大 於或等於所述三個定位柱524的直徑，使得定位柱524可以在圓弧形開口528內自由的移動。在進行鏡筒52組裝時首先將鏡筒的第一部分520的定位柱524插入旋轉間隔環56的弧形開 口528，然後再將鏡筒的第一部分520連同旋轉間隔環56—同通過定位柱524與鏡筒第二部分 522的定位孔526進行卡合。所述旋轉間隔環56與鏡片10相對的表面上還均勻設置有三個凸輪銷560，三個凸輪銷 560在旋轉間隔環的表面上的分布位置之間的圓弧夾角均為120度。優選的，三個凸輪銷560 分別設置在所述三個圓弧形開口的尾端。三個凸輪銷560為高度相等的柱狀體，且優選的， 每一個凸輪銷560的高度大於或等於每一段凸輪路徑面的起點至終點的高度。鏡筒第二部分522進一步收容有一個固定間隔環530。所述鏡片10位於所述旋轉間隔環 56和固定間隔環530之間。鏡片10具有凸輪路徑面的第一表面140與旋轉間隔環56相對，鏡片 10的第二表面142與固定間隔環530相對。該固定間隔環530與鏡片10相對的一面上設置有三 個彈性構件532。三個彈性構件532在固定間隔環530表面上的分布位置之間的圓弧夾角均為 120度，三個彈性構件532的高度相等。該彈性構件532可以為彈簧也可以為彈片，本實施例 所採用的是彈簧。該彈性構件532可以粘固於該固定間隔環530和該鏡片10之間，也可以通過 設置在固定間隔環530上的定位柱534和鏡片10上的定位孔536相配合，這樣鏡片10在操作過 程中將不隨旋轉間隔環56進行旋轉僅進行上下移動。定位孔536的深度大於或等於彈簧的收 縮長度。也可以通過在鏡片上設置與彈簧相匹配的突起等方法來固定鏡片。所述鏡片10的第二表面142承靠在所述固定間隔環530的彈性構件532上，且在所述彈性 構件532的支撐作用下，所述旋轉間隔環56的三個凸輪銷560分別抵頂所述鏡片10的三段凸輪 路徑面。當旋轉間隔環56進行轉動時，所述三個凸輪銷560將沿著三段凸輪路徑面的路徑移動。 鏡片10在彈性構件532的支撐作用下，三個凸輪銷560抵頂每一段凸輪路徑面的具傾斜高度變 化的路徑，如此，旋轉間隔環56在圍繞其中軸線作圓周轉動的同時，鏡片10在作上升及下降 的軸向位移。當凸輪銷560抵頂在每一段凸輪路徑面的最小高度處時，彈性構件532所產生的 彈性形變最小，鏡片10向旋轉間隔環56方向移動；當凸輪銷560抵頂在每一段凸輪路徑面的 最大高度處，彈性構件532所產生的彈性形變最大，鏡片10向固定間隔環530方向移動。鏡片 IO的軸向位移可達到的最大高度值為每一段凸輪路徑面上起點至終點的高度差。由於三段凸輪路徑面以及三個凸輪銷560均對稱設置，旋轉間隔環56的凸輪銷560將同步抵頂鏡片10的三 段凸輪路徑面的某一高度位置處，也即旋轉間隔環56始終以三點接觸鏡片10，如此確保了鏡 片10運動的穩定性，避免產生軸向位移的運動誤差以及徑向偏心的運動誤差。鏡片10在作軸 向運動的同時實現了對焦的功能。請參閱圖9，本發明第六實施例提供了一種變焦相機模組60，該對焦相機模組60包括第 一鏡筒62、第二鏡筒64及鏡座66。第二鏡筒64通過螺紋與鏡座66相嚙合。該鏡座66內收容有 感光元件660。第一鏡筒62和第二鏡筒64內分別收容有第一至第四實施例所提供的第一鏡片 620和第二鏡片640，於本實施例中，所述第一鏡片620和第二鏡片640為第一實施例所提供的 鏡片IO。第一鏡筒62和第二鏡筒64卡固在一起且旋轉間隔環68夾於其間。第一鏡筒62與第二鏡筒 64相配合的端面上均勻分布有三個定位柱622，且三個定位柱622距離第一鏡筒62中心軸的距 離相等，即三個定位柱622分布在與第一鏡筒62中心軸同心的同一圓周上。第二鏡筒64與第一鏡筒62相配合的端面上均勻分布有三個與上述三個定位柱622相配合 的定位孔642。該旋轉間隔環68與所述三個定位柱622相配合的分布有三個圓弧形開口680。該三個圓弧 形開口680的徑向寬度大於所述三個定位柱622的直徑，使得定位柱622可以在圓弧形開口 680內自由的移動。在進行鏡筒組裝時首先將第一鏡筒62的定位柱620插入旋轉間隔環68的圓弧形開口680， 然後再將第一鏡筒62連同旋轉間隔環68—同通過定位柱620與第二鏡筒64進行卡合。第一鏡筒62進一步收容有一個第一固定間隔環624。所述第一鏡片620位於所述旋轉間隔 環68和第一固定間隔環624之間。第一鏡片620具有凸輪路徑面的第一表面140與旋轉間隔環 68相對，第一鏡片620的第二表面142與第一固定間隔環624相對。該第一固定間隔環624與第 一鏡片620相對的一面上設置有三個第一彈性構件626。三個第一彈性構件626在第一固定間 隔環624表面上的分布位置之間的圓弧夾角均為120度，三個第一彈性構件626的高度相等。 該第一彈性構件626可以為彈簧也可以為彈片，本實施例中採用的是彈簧。該第一彈性構件 626可以粘固於該第一固定間隔環624和該第一鏡片620之間，也可以通過設置在第一固定間 隔環624上的定位柱628和第一鏡片620上的定位孔630相配合，這樣第一鏡片620在操作過程 中將不隨旋轉間隔環68進行旋轉僅進行上下移動。定位孔630的深度大於彈簧的收縮長度。 也可以通過在第一鏡片620上設置與彈簧相匹配的突起等方法來固定第一鏡片620。所述第一鏡片620的第二表面142承靠在所述第一固定間隔環624的第一彈性構件626上，且在所述第一彈性構件626的支撐作用下，所述旋轉間隔環68的三個第一凸輪銷682分別抵頂 所述第一鏡片620的三段凸輪路徑面。第二鏡筒64進一步收容有一個第二固定間隔環644。所述第二鏡片640位於所述旋轉間隔 環68和第二固定間隔環644之間。第二鏡片640具有凸輪路徑面的第一表面與旋轉間隔環68相 對，第二鏡片640的第二表面與第二固定間隔環644相對。該第二固定間隔環644與第二鏡片 640相對的一面上設置有三個第二彈性構件646。三個第二彈性構件646在第二固定間隔環 644表面上的分布位置之間的圓弧夾角均為120度，三個第二彈性構件646的高度相等。該第 二彈性構件646可以為彈簧也可以為彈片，本實施例中採用的是彈簧。該旋轉間隔環68與第 二鏡片620相對的一面上均勻設置有三個第二凸輪銷684。所述第二鏡片640的第二表面承靠在所述第二固定間隔環644的第二彈性構件646上，且 在所述第二彈性構件646的支撐作用下，所述旋轉間隔環68的三個第二凸輪銷684分別抵頂所 述第二鏡片640的三段凸輪路徑面。當旋轉間隔環68進行轉動時，所述第一凸輪銷682和所述第二凸輪銷684將分別沿著第一 鏡片620和第二鏡片640的凸輪路徑面的路徑移動。第一鏡片620和第二鏡片640分別在第一彈 性構件626和第二彈性構件646的支撐作用下，凸輪銷抵頂每一段凸輪路徑面的具傾斜高度變 化的路徑，如此，旋轉間隔環68在圍繞其中軸線作圓周轉動的同時，第一鏡片620和第二鏡 片640作上升及下降的相對位移，從而實現變焦。當然，所述鏡片也不並局限於上述實施例提供的，鏡片的透鏡周邊可以形成多於三段的 凸輪路徑面，而旋轉間隔環也可以設置多於三個的凸輪銷，凸輪路徑面的傾斜幅度及排布方 式還有凸輪銷與凸輪路徑面的接觸方式及排布方式都可以根據實際需要的精度而設置。僅須 滿足旋轉間隔環轉動過程中能夠保證凸輪銷與凸輪路徑面接觸的穩定性即可。相對於現有技術，具有凸輪銷的旋轉間隔環和鏡片的凸輪路徑面相配合。在旋轉間隔環 旋轉的過程中，每一個凸輪銷分別抵頂一段凸輪路徑面，且在彈性構件的支撐作用下，每個 凸輪銷可以始終同步抵頂凸輪路徑面，旋轉間隔環和鏡片始終保持三點接觸，從而可以使鏡 片作穩定的軸向運動，達到對焦或變焦的效果。該相機模組不需要傳統的步進馬達即可以實 現對焦或變焦的功能，有利於相機模組的短小輕薄化。當然該相機模組也可以與傳統的步進 馬達相結合以達到更好的效果。可以理解的是，對在本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構 思做出其它各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬在本發明權利要求的保護 範圍。
權利要求
1. 一種鏡片，其包括透鏡及透鏡周邊，其特徵在於，該透鏡周邊形成有三段周期性分布的凸輪路徑面。
2.如權利要求l所述的鏡片，其特徵在於，所述透鏡周邊具有相互平 行的兩個表面，且所述兩個表面與透鏡光軸相垂直。
3.如權利要求l所述的鏡片，其特徵在於，所述三段凸輪路徑面之間 首尾相連，每一段凸輪路徑面的起點至終點對應的圓弧夾角均為120度。
4.如權利要求l所述的鏡片，其特徵在於，所述三段凸輪路徑面之間 間隔相等的形成於所述透鏡周邊的一個表面上。
5.如權利要求l所述的鏡片，其特徵在於，所述三段凸輪路徑面通過 射出成型或者模壓成型的方法形成於所述透鏡周邊的一個表面上。
6.如權利要求l所述的鏡片，其特徵在於，所述三段凸輪路徑面沿同 一方向上升傾斜。
7.一種相機模組，其包括一個鏡筒及一個鏡座，該鏡筒通過螺紋與 鏡座相嚙合，該鏡座中收容有感光元件，其特徵在於，該鏡筒包括第一部分及第二部分及一 個旋轉間隔環，該第一部分與第二部分卡固在一起且旋轉間隔環夾持在其間，該第二部分收 容有一個如權利要求1至6中任一項所述的鏡片及一個固定間隔環，該鏡片位於該旋轉間隔環 與該固定間隔環之間，該鏡片具有凸輪路徑面的一面與該旋轉間隔環相對，該鏡片的另一面 與該固定間隔環相對，該旋轉間隔環與該鏡片相對的一面上均勻設置有三個凸輪銷，該固定 間隔環與該鏡片相對的一面上均勻設置有三個彈性構件，該三個凸輪銷抵頂在該三段凸輪路 徑面上，該鏡片承靠在該三個彈性構件上。
8.如權利要求7所述的相機模組，其特徵在於，該鏡筒第一部分與第 二部分相配合的端面上均勻分布有三個定位柱，該鏡筒第二部分與第一部分相配合的端面上 均勻分布有三個與該三個定位柱相配合的定位孔，該旋轉間隔環上與該三個定位柱相配合的 分布有三個圓弧形開口 ，該三個定位柱穿過該三個圓弧形開口插於該三個定位孔中實現所述鏡筒第一部分和第二部分的卡固。
9,如權利要求7所述的相機模組，其特徵在於，該三個彈性構件為彈 簧或者彈片。
10, 一種相機模組，其包括第一鏡筒、第二鏡筒及一個鏡座，該第二 鏡筒通過螺紋與該鏡座相嚙合，該鏡座中收容有感光元件，其特徵在於，該相機模組進一步 包括一個旋轉間隔環，該第一鏡筒與該第二鏡筒卡固在一起且該旋轉間隔環夾持在其間，該 第一鏡筒內收容有一個如權利要求1至6中任一項所述的第一鏡片和第一固定間隔環，該第二 鏡筒內收容有一個如權利要求1至6中任一項所述的第二鏡片和第二固定間隔環，該第一鏡片 和該第二鏡片分別位於該旋轉間隔環與該第一固定間隔環和該第二固定間隔環之間，該第一 鏡片與該第二鏡片具有凸輪路徑面的一面與該旋轉間隔環相對，該第一鏡片與該第二鏡片的 另一面分別與該第一固定間隔環和該第二固定間隔環相對，該旋轉間隔環與該第一鏡片相對 的一面上均勻設置有三個第一凸輪銷，該旋轉間隔環與該第二鏡片相對的一面上均勻設置有 三個第二凸輪銷，該第一固定間隔環與該第一鏡片相對的一面上均勻設置有三個第一彈性構 件，該第二固定間隔環與該第二鏡片相對的一面上均勻設置有三個第二彈性構件，該三個第 一凸輪銷抵頂在該第一鏡片的三段凸輪路徑面上，該第一鏡片承靠在該三個第一彈性構件上 ，該三個第二凸輪銷抵頂在該第二鏡片的三段凸輪路徑面上，該第二鏡片承靠在該三個第二 彈性構件上。
全文摘要
本發明涉及一種鏡片，及使用該鏡片的相機模組。所述鏡片包括透鏡及透鏡周邊。該透鏡周邊形成有三段周期性分布的凸輪路徑面。使用該鏡片的相機模組可以實現對焦或變焦的功能。
文檔編號G02B7/02GK101231371SQ20071020010
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月24日 優先權日2007年1月24日
發明者張仁淙 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司