用于装配相机模块的镜筒组件的激光设备

摘要

本发明提供了一种相机模块的镜筒组件和用于装配该镜筒组件的激光设备。所述镜筒组件包括：筒，用于容纳至少一个透镜，所述筒在其下端内表面上具有用于限制透镜的限位突起；固定器，具有水平部分和竖直部分，水平部分具有透镜暴露孔并且用于覆盖筒的上部开口，竖直部分从水平部分的外周沿着光轴方向延伸形成，并且筒的外表面插入到所述竖直部分中，其中，筒和竖直部分的重叠区域通过激光照射而被熔合固定。

权利要求

1.一种用于装配镜筒组件的激光设备，包括：

镜筒组件，具有用于容纳至少一个透镜的筒、与筒的上端部结合的固定器以及筒和固定器的重叠区域；

安装夹具，镜筒组件安装在所述安装夹具中；

激光发生器，通过光纤线缆连接到设置在与镜筒组件的重叠区域对应的位置的激光输出端，以用特定频率范围的激光束照射所述重叠区域。

2.如权利要求1所述的激光设备，其中，安装夹具形成在设置在底面上的基座的上表面上，并且安装夹具设置有用于安装镜筒组件的具有预定深度的安装开口。

3.如权利要求1所述的激光设备，其中，激光输出端选择性地发射固体激光束、气体激光束和液体激光束中的任一种。

说明书

用于装配相机模块的镜筒组件的激光设备

[0001] 本申请是申请日为2007年10月9日、申请号为200710162296.7、发明名称为“相机模块的镜筒组件以及用于装配该镜筒组件的激光设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种相机模块的镜筒组件以及一种用于装配该镜筒组件的激光设备，更具体地说，本发明涉及这样一种相机模块的镜筒组件，其通过在不用螺纹结合工艺、粘涂(bonding coating)工艺或粘接固化(bonding curing)工艺的情况下，方便和快速地执行永久地装配筒和固定器(retainer)的工艺而能够提高可加工性和生产率，并且通过增加模具的腔(cavity)的数量而减少生产成本，并且本发明还涉及一种用于装配该镜筒组件的激光设备。

背景技术

[0003] 通常，在目前的便携式通信终端(例如，移动电话、PDA(个人数字助理)和便携式PC(个人计算机))中，普遍使用文本、语音和图像数据的传输。

[0004] 在这种情况下，用于图像数据的传输或图像聊天(image chatting)的相机模块被设置为目前的便携式通信终端的基本模块。

[0005] 图1是示出普通的相机模块1的分解透视图。相机模块1包括设置有透镜L的镜筒组件10。镜筒组件10包括：筒10a，其外表面上设置有外螺纹11；固定器10b，与筒10a的上端结合，以固定透镜L。光入射孔13(即，透镜暴露孔)形成在固定器10b的上表面的中心区域并穿透所述上表面。

[0006] 镜筒组件10与具有内部圆柱形空间的壳20结合。所述内部圆柱形空间的内表面上设置有用于与筒10a的外螺纹11结合的内螺纹21。用于过滤穿过透镜L的光的IR滤光器25设置在所述内部圆柱形空间的底部。

[0007] 板40设置在壳20的下方，在所述板40上安装有具有用于使用穿过透镜L的光来对物体成像的成像区域的图像传感器30。壳20的下端被安装在板40的一个端部上，在板40的另一个端部上设置有用于电连接到显示装置(未示出)的连接器45。

[0008] 在图像传感器30被倒装焊接(flip-chip bonding)的情况下，在板40的所述一个端部中形成敞开的用于暴露成像区域的窗口42。

[0009] 将一个透镜或多个透镜装配到相机模块1的镜筒组件10中的工艺如下：如图2A和2B以及图3A和3B所示，多个透镜沿着从筒10a的上部到下部的箭头方向A被依次插入和叠放。此时，设置隔离件15以保持透镜L之间的间隔。

[0010] 接着，固定器10b与形成在筒10a的上端表面上的外螺纹11结合，以固定叠放在筒10a中的透镜L，从而获得透镜被临时装配的临时装配的镜筒组件10。

[0011] 在图2A和图2B中，标号19表示用于防止透镜向下脱离的限位突起。

[0012] 如图3A所示，叠放在筒10a中的透镜L被固定器10b临时固定的镜筒组件10被安装到夹具(binding jig，未示出)上。接着，在镜筒组件沿着箭头方向B旋转的同时，UV粘接材料9通过使用分配器3被均匀地涂覆到筒10a的外表面和固定器10b的内表面之间的边界区域上。然后，执行UV固化处理。

[0013] 如图3B所示，在UV固化处理中，涂覆在镜筒组件10中的UV粘接材料9通过从与UV粘接材料9对应地设置的UV灯5照射的UV光束而固化，从而获得固定器10b被永久地固定到筒10a上的永久装配的镜筒组件10。

[0014] 在将固定器10b永久固定到其内叠放有透镜L的筒10a的传统工艺中，使用了螺纹结合方法。即，设置在筒10a的外表面上的外螺纹11与固定器10b的内螺纹结合。在所述螺纹结合方法中，装配任务非常复杂，并且需要花费非常长的时间来执行所述装配任务。另外，如果螺纹互相松开，则会出现聚焦故障，并且会出现各种装配缺陷。

[0015] 另外，由于螺纹的底切(under-cut)，用于形成筒的模具的腔的数量被限制为4个。因此，降低镜筒组件的生产成本受到限制。模具成本及其生产成本也增大了。

发明内容

[0016] 本发明的一方面是提供一种相机模块的镜筒组件，其通过在不用螺纹结合工艺、粘涂工艺或粘接固化工艺的情况下，方便和快速地执行永久地装配筒和固定器的工艺而能够提高可加工性和生产力，并且通过增加模具的腔的数量而减少生产成本，并且本发明还提供一种用于装配该镜筒组件的激光设备。

[0017] 根据本发明的一方面，提供了一种相机模块的镜筒组件，该镜筒组件包括：筒，用于容纳至少一个透镜，所述筒在其下端内表面具有用于限制透镜的限位突起；固定器，具有水平部分和竖直部分，水平部分具有透镜暴露孔并且用于覆盖筒的上部开口，竖直部分从水平部分的外周沿着光轴方向延伸形成，并且筒的外表面插入到所述竖直部分中，其中，筒和竖直部分的重叠区域通过激光照射而被熔合固定。

[0018] 筒可形成为无螺纹的中空的圆柱形构件，该构件插入到固定器的竖直部分中。

[0019] 筒还可包括用于在相邻的透镜之间保持间隔的隔离件，并且重叠区域被设置到与所述隔离件对应的位置。

[0020] 隔离件可由耐热材料制成。

[0021] 在所述重叠区域，筒的主体的外表面和竖直部分的内表面可互相面接触并且可被竖直地装配。

[0022] 根据本发明的另一方面，提供一种用于装配镜筒组件的激光设备，该激光设备包括：镜筒组件，具有用于容纳至少一个透镜的筒、与筒的上端部结合的固定器以及筒和固定器的重叠区域；安装夹具，镜筒组件安装在所述安装夹具中；激光发生器，通过光纤线缆电连接到设置在与镜筒组件的重叠区域对应的位置的激光输出端，以用特定频率范围的激光束照射所述重叠区域。

[0023] 安装夹具可形成在设置在底面上的基座的上表面上，并且安装夹具可设置有用于安装镜筒组件的具有预定深度的安装开口。

[0024] 激光输出端可以选择性地发射固体激光束、气体激光束和液体激光束中的任一种。

附图说明

[0025] 通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它方面、特点和其它优点将会变得更加清楚，其中：

[0026] 图1是示出普通的相机模块的分解透视图；

[0027] 图2A和图2B示出了传统技术的镜筒组件被临时装配的状态，其中，图2A是示出透镜叠放到筒中的状态的示图，图2B是示出固定器被装配到筒上的状态的示图；

[0028] 图3A和图3B示出了传统技术的镜筒组件被永久装配的状态，其中，图3A是示出UV粘接材料被涂覆在筒和固定器之间的状态的示图，图3B是示出涂覆的UV粘接材料被固化的状态的示图；

[0029] 图4是示出根据本发明的相机模块的镜筒组件的结构的示图；

[0030] 图5是示出通过利用激光设备来熔合固定相机模块的镜筒组件的工艺的示图；

[0031] 图6是示出根据本发明的利用激光设备实现的熔合固定状态的镜筒组件的截面图；

[0032] 图7示出了筒和固定器的重叠区域的根据温度的熔合固定状态；

[0033] 图8A和图8B是分别示出镜筒组件中的不同种类的材料之间以及同一种类的材料之间的粘接结构的示意性示图。

具体实施方式

[0034] 以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

[0035] 图4是示出根据本发明的相机模块的镜筒组件的结构的示图。图5是示出通过利用激光设备来熔合固定(fuse-secure)相机模块的镜筒组件的工艺的示图。图6是示出根据本发明的激光熔合状态下的镜筒组件的截面图。

[0036] 如图4至图6所示，根据本发明的镜筒组件100包括筒110和固定器120，通过利用激光来熔合固定重叠区域以将筒110和固定器120立刻装配到彼此。

[0037] 筒110是中空的圆柱形透镜容纳构件，至少一个透镜L沿着从筒110的上部到下部的方向被插入以被叠放到筒110中。筒110由树脂制成。

[0038] 筒110设置有用于沿着竖直方向限制叠放的多个透镜L中的最下面的透镜L的限位(stopping)突起119。限位突起119沿着内圆周方向形成在筒110的下端内表面上，并且沿着向内的方向突出，以防止最下面的透镜L向下脱离。

[0039] 在筒110的主体的外表面上形成无螺纹区域，从而筒110可沿着从其下部到上部的方向插入到固定器120中。

[0040] 根据筒110与壳20的装配方式可在筒110的各个部分形成无螺纹区域。在筒110与壳20的内螺纹21按照螺纹结合方式结合的情况下，在筒110的主体的与固定器120的竖直部分120b对应的上端外表面部分形成无螺纹区域。在筒110按照非螺纹结合方式插入到壳20的内部圆柱形空间中的情况下，在筒110的主体的整个外表面上形成无螺纹区域。

[0041] 筒110可设置有可变光圈(iris diaphragm，未示出)，所述可变光圈和多个透镜L一起被设置在筒110中。可变光圈被设置在叠放的透镜L和相邻的透镜之间。

[0042] 优选地，在透镜L之间另外设置隔离件115，以在透镜L之间保持预定间隔。

[0043] 与固定器120接触的最上面的透镜L(即，在筒110中的多个透镜L中设置在最上层的透镜)可用用于过滤红外光的IR滤光器代替。另外的方案是，IR滤光器可被设置在中间层(即，透镜L之间的层)或被设置在最下层(即，被限位突起119限制的最下面的透镜L被设置的地方)。

[0044] 通过将筒110的上端沿着从筒110的下部到上部的光轴方向插入到固定器120中来将固定器120固定到筒110上。即，固定器120是用于通过向下压筒110中叠放的透镜L来固定筒110中的透镜L的位置的固定构件。

[0045] 固定器120包括覆盖筒110的上端开口的水平部分120a和从水平部分120a的外周沿着光轴方向延伸形成的圆柱形竖直部分120b。固定器120的水平部分120a设置有用于暴露透镜L的具有预定尺寸的透镜暴露孔123。透镜暴露孔123穿透水平部分120a的中心区域形成。

[0046] 优选地，竖直部分120b的内径被设计为等于或稍小于筒110的外径，从而筒110可被强制性地插入到竖直部分120b中。

[0047] 在筒110和固定器120被临时装配以形成筒110的外表面和竖直部分120b的内表面的重叠区域W之后，重叠区域W的一部分通过外部热源(即，激光)被熔合固定，并且所述重叠区域被固化。结果，筒110和固定器120永久地装配到彼此。

[0048] 换句话说，筒110的主体的外表面和竖直部分120b的内表面在重叠区域W互相面接触并且被竖直地装配。优选地，重叠区域W被设置为与设置在筒110中以保持相邻的透镜L之间的间隔的隔离件115对应。优选地，隔离件由耐热材料制成。

[0049] 在激光熔合固定工艺中产生的热的传递由于耐热材料可被最小化或防止，所以可减少由于透镜变形而导致的缺陷产品。

[0050] 如图4所示，通过将筒110(多个透镜L叠放在该筒110中)插入到固定器120的竖直部分120b而获得的临时装配的镜筒组件通过使用图5所示的作为热源的激光设备200产生的激光束而被熔合固定，从而获得永久装配的镜筒组件。

[0051] 用安装夹具210和激光发生器230来构造激光设备200。

[0052] 容纳有至少一个透镜的镜筒组件的固定器120被安装在安装夹具210上。具有预定深度的安装夹具210在其上表面上设置有安装孔212，使得镜筒组件100可被竖直地设置。

[0053] 优选地，安装夹具210被设置在布置在底面上的基座220的上表面上。

[0054] 激光发生器230连接到面对安装在安装夹具210上的镜筒组件100的重叠区域W的激光输出端231。激光输出端231通过光纤线缆被连接。

[0055] 当功率被供应到激光发生器230时，筒110的外表面和固定器120的内表面的重叠区域W被具有特定频率范围的激光束集中照射，所述激光束由激光发生器230产生并经光纤线缆235被传输到激光输出端231。

[0056] 激光发生器230包括：激光发生单元，用于产生具有预定频率范围的激光束；电源；稳定器(ballast)，用于将激光束稳定到合适的频率范围。

[0057] 现在，描述利用激光设备200来永久装配筒110的上端部按照非螺纹方式插入到固定器120中的临时装配的镜筒组件100的工艺。首先，如图5所示，将临时装配的镜筒组件100安装到安装夹具210的安装孔212中。激光输出端231被设置为在同一水平面上面对重叠区域W并与之间隔预定距离。

[0058] 接着，开启激光发生器230以产生具有特定频率范围的激光束。激光束经光纤线缆235被传输到与光纤线缆235的端部结合的激光输出端231，从而激光束从激光输出端231被发射出。

[0059] 如图7所示，当从激光输出端231发射出的激光束被照射到重叠区域W的特定部分上时，由树脂制成的筒110通过利用作为热源的激光束被首先熔化。接着，在固定器120的竖直部分120b被熔化的同时，筒的所述特定部分与竖直部分熔合固定到一起。

[0060] 也就是说，面对激光输出端231的重叠区域W的特定部分通过从激光输出端231照射的激光束R被熔合固定。仅仅局部的粘接部分(即，用激光束R照射的特定部分)被加热到构成筒110和固定器120的耐高温萃取树脂(heat-resistant extracting resin)的熔合温度150℃或更高，并且所述特定部分最好保持在150℃到300℃的加热温度范围内，从而粘接部分被熔合和固定。温度的升高集中在粘接部分(即，用激光束照射的特定部分)。因此，在除了熔合固定部分之外的其它区域不发生变形。

[0061] 照射激光束R的激光输出端231的直径为0.5至3mm。激光输出端231被设置到包括一束光纤的光纤线缆235的端部。

[0062] 从激光输出端231照射的激光束R的频率被设置为在特定的频率范围内，使得仅固定器120和筒110的重叠区域中的特定部分可被熔合固定，所述筒110由耐热树脂注塑成型(extracted and molded)。根据所设置的频率范围，可选择固体激光束、气体激光束和液体激光束中的任一种。

[0063] 图8A和图8B是分别示出在镜筒组件中不同种类的材料之间和同一种类的材料之间的粘接构造的示意性示图。

[0064] 透明构件透射从激光输出端231照射的激光束R，从而不透明构件的被照射部分通过激光束R被熔化。因此，如图8A所示，在不同种类的材料(即，透明构件和不透明构件)通过激光束R的照射粘接的情况下，只有不透明构件被穿过透明构件的激光束R熔化。

[0065] 另一方面，如图8B所示，在同一种类的材料(即，不透明构件)通过激光束R的照射而粘接的情况下，两个不透明构件都通过激光束R而熔化，从而从第一不透明构件的被照射的表面向下直到第二不透明构件的部分均熔化。因此，同一种类材料的构件可更加牢固地熔合固定。

[0066] 优选地，激光束R的频率在合适的频率范围内调整以使仅被照射的部分可熔化以粘接同一种类的构件或不同种类的构件。

[0067] 接着，在通过利用激光设备200执行激光熔合固定工艺而装配的镜筒组件100在筒110的主体的外表面上没有设置外螺纹的情况下，镜筒组件100沿着光轴方向被插入到壳20中并且与壳20的内表面按照非螺纹结合方式结合。另一方面，在镜筒组件100在筒110的主体的外表面上设置有外螺纹的情况下，镜筒组件100与壳20的内表面按照螺纹结合方式结合。

[0068] 最后，将安装有图像传感器30的板40设置到壳20的下端，从而制造相机模块1，其中，图像传感器30按照倒装焊接方式或引线接合(wire bonding)方式安装到板40上，镜筒组件按照非螺纹结合方式或螺纹结合方式结合到所述壳20。

[0069] 根据本发明，通过从激光输出端发射出的作为热源的激光束的照射，对筒和固定器的重叠区域的特定部分进行熔合固定，从而永久装配筒和固定器，其中，激光输出端面对所述特定部分。因此，与传统的镜筒组件不同，永久装配筒和固定器的工艺在不用螺纹结合工艺、粘涂工艺或粘接固化工艺的情况下被方便和快速地执行，所以可有效地提高可加工性和生产率。

[0070] 另外，用于对筒注塑成型的模具的腔的数量可增加，从而可提高模制生产率。因此，可减少生产成本。

[0071] 虽然已经结合示例性实施例显示并描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出修改和改变。