用於裝配相機模塊的鏡筒組件的雷射設備的製作方法
2023-04-24 04:01:31 2
專利名稱：用於裝配相機模塊的鏡筒組件的雷射設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種相機模塊的鏡筒組件以及一種用於裝配該鏡筒組件的雷射設備， 更具體地說，本發明涉及這樣一種相機模塊的鏡筒組件，其通過在不用螺紋結合工藝、粘塗 (bonding coating)工藝或粘接固化(bonding curing)工藝的情況下，方便和快速地執行永久地裝配筒和固定器(retainer)的工藝而能夠提高可加工性和生產率，並且通過增加模具的腔(cavity)的數量而減少生產成本，並且本發明還涉及一種用於裝配該鏡筒組件的雷射設備。
背景技術：
通常，在目前的可攜式通信終端(例如，行動電話、PDA(個人數字助理)和可攜式 PC (個人計算機))中，普遍使用文本、語音和圖像數據的傳輸。在這種情況下，用於圖像數據的傳輸或圖像聊天(image chatting)的相機模塊被設置為目前的可攜式通信終端的基本模塊。圖1是示出普通的相機模塊1的分解透視圖。相機模塊1包括設置有透鏡L的鏡筒組件10。鏡筒組件10包括筒10a，其外表面上設置有外螺紋11 ；固定器10b，與筒IOa 的上端結合，以固定透鏡L。光入射孔13 (即，透鏡暴露孔)形成在固定器IOb的上表面的中心區域並穿透所述上表面。鏡筒組件10與具有內部圓柱形空間的殼20結合。所述內部圓柱形空間的內表面上設置有用於與筒IOa的外螺紋11結合的內螺紋21。用於過濾穿過透鏡L的光的頂濾光器25設置在所述內部圓柱形空間的底部。板40設置在殼20的下方，在所述板40上安裝有具有用於使用穿過透鏡L的光來對物體成像的成像區域的圖像傳感器30。殼20的下端被安裝在板40的一個端部上，在板 40的另一個端部上設置有用於電連接到顯示裝置(未示出)的連接器45。在圖像傳感器30被倒裝焊接(flip-chip bonding)的情況下，在板40的所述一個端部中形成敞開的用於暴露成像區域的窗口 42。將一個透鏡或多個透鏡裝配到相機模塊1的鏡筒組件10中的工藝如下如圖2A 和2B以及圖3A和;3B所示，多個透鏡沿著從筒IOa的上部到下部的箭頭方向A被依次插入和疊放。此時，設置隔離件15以保持透鏡L之間的間隔。接著，固定器IOb與形成在筒IOa的上端表面上的外螺紋11結合，以固定疊放在筒IOa中的透鏡L，從而獲得透鏡被臨時裝配的臨時裝配的鏡筒組件10。在圖2A和圖2B中，標號19表示用於防止透鏡向下脫離的限位突起。如圖3A所示，疊放在筒IOa中的透鏡L被固定器IOb臨時固定的鏡筒組件10被安裝到夾具(binding jig，未示出)上。接著，在鏡筒組件沿著箭頭方向B旋轉的同時，UV粘接材料9通過使用分配器3被均勻地塗覆到筒IOa的外表面和固定器IOb的內表面之間的邊界區域上。然後，執行UV固化處理。如圖;3B所示，在UV固化處理中，塗覆在鏡筒組件10中的UV粘接材料9通過從與 UV粘接材料9對應地設置的UV燈3照射的UV光束而固化，從而獲得固定器IOb被永久地固定到筒IOa上的永久裝配的鏡筒組件10。在將固定器IOb永久固定到其內疊放有透鏡L的筒IOa的傳統工藝中，使用了螺紋結合方法。即，設置在筒IOa的外表面上的外螺紋11與固定器IOb的內螺紋結合。在所述螺紋結合方法中，裝配任務非常複雜，並且需要花費非常長的時間來執行所述裝配任務。 另外，如果螺紋互相鬆開，則會出現聚焦故障，並且會出現各種裝配缺陷。另外，由於螺紋的底切(under-cut)，用於形成筒的模具的腔的數量被限制為4 個。因此，降低鏡筒組件的生產成本受到限制。模具成本及其生產成本也增大了。
發明內容
本發明的一方面是提供一種相機模塊的鏡筒組件，其通過在不用螺紋結合工藝、 粘塗工藝或粘接固化工藝的情況下，方便和快速地執行永久地裝配筒和固定器的工藝而能夠提高可加工性和生產力，並且通過增加模具的腔的數量而減少生產成本，並且本發明還提供一種用於裝配該鏡筒組件的雷射設備。根據本發明的一方面，提供了一種相機模塊的鏡筒組件，該鏡筒組件包括筒，用於容納至少一個透鏡，所述筒在其下端內表面具有用於限制透鏡的限位突起；固定器，具有水平部分和豎直部分，水平部分具有透鏡暴露孔並且用於覆蓋筒的上部開口，豎直部分從水平部分的外周沿著光軸方向延伸形成，並且筒的外表面插入到所述豎直部分中，其中，筒和豎直部分的重疊區域通過雷射照射而被熔合固定。筒可形成為無螺紋的中空的圓柱形構件，該構件插入到固定器的豎直部分中。筒還可包括用於在相鄰的透鏡之間保持間隔的隔離件，並且重疊區域被設置到與所述隔離件對應的位置。隔離件可由耐熱材料製成。在所述重疊區域，筒的主體的外表面和豎直部分的內表面可互相面接觸並且可被豎直地裝配。根據本發明的另一方面，提供一種用於裝配鏡筒組件的雷射設備，該雷射設備包括鏡筒組件，具有用於容納至少一個透鏡的筒、與筒的上端部結合的固定器以及筒和固定器的重疊區域；安裝夾具，鏡筒組件安裝在所述安裝夾具中；雷射發生器，通過光纖線纜電連接到設置在與鏡筒組件的重疊區域對應的位置的雷射輸出端，以用特定頻率範圍的雷射束照射所述重疊區域。安裝夾具可形成在設置在底面上的基座的上表面上，並且安裝夾具可設置有用於安裝鏡筒組件的具有預定深度的安裝開口。雷射輸出端可以選擇性地發射固體雷射束、氣體雷射束和液體雷射束中的任一種。
通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其它方面、特點和其它優點將會變得更加清楚，其中圖1是示出普通的相機模塊的分解透視圖；圖2A和圖2B示出了傳統技術的鏡筒組件被臨時裝配的狀態，其中，圖2A是示出透鏡疊放到筒中的狀態的示圖，圖2B是示出固定器被裝配到筒上的狀態的示圖；圖3A和圖;3B示出了傳統技術的鏡筒組件被永久裝配的狀態，其中，圖3A是示出 UV粘接材料被塗覆在筒和固定器之間的狀態的示圖，圖:3B是示出塗覆的UV粘接材料被固化的狀態的示圖；圖4是示出根據本發明的相機模塊的鏡筒組件的結構的示圖；圖5是示出通過利用雷射設備來熔合固定相機模塊的鏡筒組件的工藝的示圖；圖6是示出根據本發明的利用雷射設備實現的熔合固定狀態的鏡筒組件的截面圖；圖7示出了筒和固定器的重疊區域的根據溫度的熔合固定狀態；圖8A和圖8B是分別示出鏡筒組件中的不同種類的材料之間以及同一種類的材料之間的粘接結構的示意性示圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。圖4是示出根據本發明的相機模塊的鏡筒組件的結構的示圖。圖5是示出通過利用雷射設備來熔合固定(fuse-secure)相機模塊的鏡筒組件的工藝的示圖。圖6是示出根據本發明的雷射熔合狀態下的鏡筒組件的截面圖。如圖4至圖6所示，根據本發明的鏡筒組件100包括筒110和固定器120，通過利用雷射來熔合固定重疊區域以將筒110和固定器120立刻裝配到彼此。筒110是中空的圓柱形透鏡容納構件，至少一個透鏡L沿著從筒110的上部到下部的方向被插入以被疊放到筒110中。筒110由樹脂製成。筒110設置有用於沿著豎直方向限制疊放的多個透鏡L中的最下面的透鏡L的限位(stopping)突起119。限位突起119沿著內圓周方向形成在筒110的下端內表面上，並且沿著向內的方向突出，以防止最下面的透鏡L向下脫離。在筒110的主體的外表面上形成無螺紋區域，從而筒110可沿著從其下部到上部的方向插入到固定器120中。根據筒110與殼20的裝配方式可在筒110的各個部分形成無螺紋區域。在筒110 與殼20的內螺紋21按照螺紋結合方式結合的情況下，在筒110的主體的與固定器120的豎直部分120b對應的上端外表面部分形成無螺紋區域。在筒110按照非螺紋結合方式插入到殼20的內部圓柱形空間中的情況下，在筒110的主體的整個外表面上形成無螺紋區域。筒110可設置有可變光圈(iris diaphragm，未示出)，所述可變光圈和多個透鏡 L 一起被設置在筒110中。可變光圈被設置在疊放的透鏡L和相鄰的透鏡之間。優選地，在透鏡L之間另外設置隔離件115，以在透鏡L之間保持預定間隔。與固定器120接觸的最上面的透鏡L(即，在筒110中的多個透鏡L中設置在最上層的透鏡)可用用於過濾紅外光的頂濾光器代替。另外的方案是，頂濾光器可被設置在的層)或被設置在最下層(即，被限位突起119限制的最下面的透鏡L被設置的地方)。通過將筒110的上端沿著從筒110的下部到上部的光軸方向插入到固定器120中來將固定器120固定到筒110上。S卩，固定器120是用於通過向下壓筒110中疊放的透鏡 L來固定筒110中的透鏡L的位置的固定構件。固定器120包括覆蓋筒110的上端開口的水平部分120a和從水平部分120a的外周沿著光軸方向延伸形成的圓柱形豎直部分120b。固定器120的水平部分120a設置有用於暴露透鏡L的具有預定尺寸的透鏡暴露孔123。透鏡暴露孔123穿透水平部分120a的中心區域形成。優選地，豎直部分120b的內徑被設計為等於或稍小於筒110的外徑，從而筒110 可被強制性地插入到豎直部分120b中。在筒110和固定器120被臨時裝配以形成筒110的外表面和豎直部分120b的內表面的重疊區域W之後，重疊區域W的一部分通過外部熱源(即，雷射)被熔合固定，並且所述重疊區域被固化。結果，筒Iio和固定器120永久地裝配到彼此。換句話說，筒110的主體的外表面和豎直部分120b的內表面在重疊區域W互相面接觸並且被豎直地裝配。優選地，重疊區域W被設置為與設置在筒110中以保持相鄰的透鏡L之間的間隔的隔離件115對應。優選地，隔離件由耐熱材料製成。在雷射熔合固定工藝中產生的熱的傳遞由於耐熱材料可被最小化或防止，所以可減少由於透鏡變形而導致的缺陷產品。如圖4所示，通過將筒110 (多個透鏡L疊放在該筒110中)插入到固定器120的豎直部分120b而獲得的臨時裝配的鏡筒組件通過使用圖5所示的作為熱源的雷射設備200 產生的雷射束而被熔合固定，從而獲得永久裝配的鏡筒組件。用安裝夾具210和雷射發生器230來構造雷射設備200。容納有至少一個透鏡的鏡筒組件的固定器120被安裝在安裝夾具210上。具有預定深度的安裝夾具210在其上表面上設置有安裝孔212，使得鏡筒組件100可被豎直地設置。優選地，安裝夾具210被設置在布置在底面上的基座220的上表面上。雷射發生器230連接到面對安裝在安裝夾具210上的鏡筒組件100的重疊區域W 的雷射輸出端231。雷射輸出端231通過光纖線纜被連接。當功率被供應到雷射發生器230時，筒110的外表面和固定器120的內表面的重疊區域W被具有特定頻率範圍的雷射束集中照射，所述雷射束由雷射發生器230產生並經光纖線纜235被傳輸到雷射輸出端231。雷射發生器230包括雷射發生單元，用於產生具有預定頻率範圍的雷射束；電源；穩定器(ballast)，用於將雷射束穩定到合適的頻率範圍。現在，描述利用雷射設備200來永久裝配筒110的上端部按照非螺紋方式插入到固定器120中的臨時裝配的鏡筒組件100的工藝。首先，如圖5所示，將臨時裝配的鏡筒組件100安裝到安裝夾具210的安裝孔212中。雷射輸出端231被設置為在同一水平面上面對重疊區域W並與之間隔預定距離。接著，開啟雷射發生器230以產生具有特定頻率範圍的雷射束。雷射束經光纖線纜235被傳輸到與光纖線纜235的端部結合的雷射輸出端231，從而雷射束從雷射輸出端 231被發射出。如圖7所示，當從雷射輸出端231發射出的雷射束被照射到重疊區域W的特定部分上時，由樹脂製成的筒110通過利用作為熱源的雷射束被首先熔化。接著，在固定器120 的豎直部分120b被熔化的同時，筒的所述特定部分與豎直部分熔合固定到一起。也就是說，面對雷射輸出端231的重疊區域W的特定部分通過從雷射輸出端231 照射的雷射束R被熔合固定。僅僅局部的粘接部分(即，用雷射束R照射的特定部分)被加熱到構成筒110和固定器120的耐高溫萃取樹脂(heat-resistant extracting resin) 的熔合溫度150°C或更高，並且所述特定部分最好保持在150°C到300°C的加熱溫度範圍內，從而粘接部分被熔合和固定。溫度的升高集中在粘接部分(即，用雷射束照射的特定部分)。因此，在除了熔合固定部分之外的其它區域不發生變形。照射雷射束R的雷射輸出端231的直徑為0. 5至3mm。雷射輸出端231被設置到包括一束光纖的光纖線纜235的端部。從雷射輸出端231照射的雷射束R的頻率被設置為在特定的頻率範圍內，使得僅固定器120和筒110的重疊區域中的特定部分可被熔合固定，所述筒110由耐熱樹脂注塑成型(extracted and molded)。根據所設置的頻率範圍，可選擇固體雷射束、氣體雷射束和液體雷射束中的任一種。圖8A和圖8B是分別示出在鏡筒組件中不同種類的材料之間和同一種類的材料之間的粘接構造的示意性示圖。透明構件透射從雷射輸出端231照射的雷射束R，從而不透明構件的被照射部分通過雷射束R被熔化。因此，如圖8A所示，在不同種類的材料(即，透明構件和不透明構件)通過雷射束R的照射粘接的情況下，只有不透明構件被穿過透明構件的雷射束R熔化。另一方面，如圖8B所示，在同一種類的材料(S卩，不透明構件)通過雷射束R的照射而粘接的情況下，兩個不透明構件都通過雷射束R而熔化，從而從第一不透明構件的被照射的表面向下直到第二不透明構件的部分均熔化。因此，同一種類材料的構件可更加牢固地熔合固定。優選地，雷射束R的頻率在合適的頻率範圍內調整以使僅被照射的部分可熔化以粘接同一種類的構件或不同種類的構件。接著，在通過利用雷射設備200執行雷射熔合固定工藝而裝配的鏡筒組件100在筒110的主體的外表面上沒有設置外螺紋的情況下，鏡筒組件100沿著光軸方向被插入到殼20中並且與殼20的內表面按照非螺紋結合方式結合。另一方面，在鏡筒組件100在筒 110的主體的外表面上設置有外螺紋的情況下，鏡筒組件100與殼20的內表面按照螺紋結
合方式結合。最後，將安裝有圖像傳感器30的板40設置到殼20的下端，從而製造相機模塊1， 其中，圖像傳感器30按照倒裝焊接方式或引線接合(wire bonding)方式安裝到板40上， 鏡筒組件按照非螺紋結合方式或螺紋結合方式結合到所述殼20。根據本發明，通過從雷射輸出端發射出的作為熱源的雷射束的照射，對筒和固定器的重疊區域的特定部分進行熔合固定，從而永久裝配筒和固定器，其中，雷射輸出端面對所述特定部分。因此，與傳統的鏡筒組件不同，永久裝配筒和固定器的工藝在不用螺紋結合工藝、粘塗工藝或粘接固化工藝的情況下被方便和快速地執行，所以可有效地提高可加工性和生產率。另外，用於對筒注塑成型的模具的腔的數量可增加，從而可提高模製生產率。因此，可減少生產成本。雖然已經結合示例性實施例顯示並描述了本發明，但是本領域技術人員應該清楚，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可做出修改和改變。
權利要求
1.一種用於裝配鏡筒組件的雷射設備，包括鏡筒組件，具有用於容納至少一個透鏡的筒、與筒的上端部結合的固定器以及筒和固定器的重疊區域；安裝夾具，鏡筒組件安裝在所述安裝夾具中；雷射發生器，通過光纖線纜連接到設置在與鏡筒組件的重疊區域對應的位置的雷射輸出端，以用特定頻率範圍的雷射束照射所述重疊區域。
2.如權利要求1所述的雷射設備，其中，安裝夾具形成在設置在底面上的基座的上表面上，並且安裝夾具設置有用於安裝鏡筒組件的具有預定深度的安裝開口。
3.如權利要求1所述的雷射設備，其中，雷射輸出端選擇性地發射固體雷射束、氣體雷射束和液體雷射束中的任一種。
全文摘要
本發明提供了一種相機模塊的鏡筒組件和用於裝配該鏡筒組件的雷射設備。所述鏡筒組件包括筒，用於容納至少一個透鏡，所述筒在其下端內表面上具有用於限制透鏡的限位突起；固定器，具有水平部分和豎直部分，水平部分具有透鏡暴露孔並且用於覆蓋筒的上部開口，豎直部分從水平部分的外周沿著光軸方向延伸形成，並且筒的外表面插入到所述豎直部分中，其中，筒和豎直部分的重疊區域通過雷射照射而被熔合固定。
文檔編號G02B27/62GK102354057SQ20111028865
公開日2012年2月15日 申請日期2007年10月9日 優先權日2006年10月10日
發明者李榮鎬 申請人:三星電機株式會社