專利名稱：透鏡組件以及在透鏡支架中裝配透鏡元件的方法
技術領域：
本發明涉及用于在透鏡支架中光學地對準透鏡元件的透鏡組件。本發明特別地但 不排他地應用于小型固態/微運動自動或固定焦距照相機的制造，該照相機使用于例如照 相手機的產品中
背景技術：
現有技術的照相機透鏡組件如圖1所示。透鏡組件的上部具有透鏡支架10，該透 鏡支架10將載架14上的透鏡鏡筒12保持在位于支架10頂部的孔16中。紅外光學濾波 器保持器18附接于透鏡支架10的下部并且將紅外光學濾波器元件20懸掛于圖像傳感器 22之上。該圖像傳感器22固定于電路基底24。粘合劑層26環繞透鏡支架10的下緣延伸 并將紅外光學濾波器保持器18固定于此。為了從這種已裝配的照相機透鏡獲得令人滿意的光學效果，其中的多個光學元件 必須彼此之間以及與圖像傳感器非常精確地對準。因此，已裝配的照相機透鏡中的光學元 件與圖像傳感器之間的最大傾斜量(角度失調)必須位于非常窄的界限(隨后稱之為“容 差預算”，tolerance budget)內。特別地，近些年照相機透鏡的復雜性和零件數量的增加 以及整體尺寸的減小使得對于給定的已裝配照相機透鏡尤為難以保持在容差預算之內。這 是因為，透鏡組件的每個附加部分和其余部分之間的界面引進了傾斜的附加分量。包括附 加機械致動器的自動對焦組件同樣促成難于控制的大量額外的傾斜。為了解決這些問題， 盡全力來減少已裝配透鏡中的整體傾斜度從而變得日益重要。參考圖1A，在這種現有技術透鏡的裝配期間，光學紅外濾波器保持器18的下緣通 常壓入設置在基底24的對應位置上的粘合劑層28中，直到該光學紅外濾波器保持器18直 接抵靠基底24的上表面對準并且由粘合劑28保持在那里。然而，下列因素引入了傾斜分 量圖像傳感器晶片22的厚度的固有變化(通常由傳感器晶片22的制造期間所應用的底 印重疊錯位工藝產生)，圖像傳感器22與電路基底24的結合，電路基底24固有的翹曲和起 伏(圖IB中最佳示出)，以及光學紅外濾波器保持器18和透鏡支架10的其余部分之間的 粘結26。因此，即使光學濾波器元件保持器18和基底24互相成直角對準，來自圖像傳感器 22平面的垂直軸線A與其它透鏡元件的光軸X傾斜成角度α而失準。本發明致力于解決這些問題。
發明內容
根據本發明，提供了一種沿著光軸在透鏡支架中對準透鏡元件的透鏡組件，該透 鏡組件包括透鏡支架，用于保持透鏡組件；圖像傳感器；光學濾波器；以及光學濾波器保持器，其固定于該透鏡支架，其中，該光學濾波器保持器具有向內突出的擱架，該擱架具有鄰接光學濾波器一部分的上接觸表面和鄰接圖像傳感器一部分的下接觸表面，以便將光學濾波器和圖像傳感器與光軸直接對準，其中，該下接觸表面設置在向 內突出擱架的向下突出唇部上，用于與圖像傳感器的上表面接觸，并且其中，該上接觸表面 設置在向內突出擱架的上表面上，用于與光學濾波器的下表面接觸。根據本發明，還提供了一種沿著光軸在透鏡支架中裝配透鏡元件的方法，該方法 包括在透鏡支架中設置透鏡組件；提供圖像傳感器；提供具有向內突出擱架和向下突出唇部的光學濾波器；將光學濾波器保持器的上接觸表面鄰接光學濾波器，并將向下突出唇部的下接觸 表面鄰接圖像傳感器的一部分，以便將光學濾波器和圖像傳感器與光軸直接對準。本發明的其他特征和優點將從以下描述和權利要求變得明顯。
現在將參照附圖描述本發明的實施例，附圖中 圖IA示出了現有技術的照相機透鏡組件；
圖IB示出了圖IA所示裝置的基底的翹曲和起伏；圖2A是本發明的透鏡組件的示意性截面側視圖；以及圖2B是圖2A所示裝置的下部的一側的截面側視細節圖，示出了(為了清楚而夸 張)典型基板的翹曲和起伏以及本發明所提供的改進的對準結果。
具體實施例方式透鏡組件108的上部具有將透鏡鏡筒112保持在透鏡載架114中的透鏡支架110。 孔116設置在透鏡支架110的頂部。光學濾波器保持器118附接于該透鏡支架110的下部 并且將光學濾波器元件120懸掛于圖像傳感器122之上。該圖像傳感器122固定于電路基 底124 ；這通常通過如下方式實現施加粘合劑的滴到基底表面上然后將圖像傳感器1 22 壓到粘合劑的滴上，使得該粘合劑在圖像傳感器122底部和基底124頂部之間散開成薄的 粘合劑層123。粘合劑層126也環繞透鏡支架110的下緣延伸，并且將光學濾波器保持器 118固定于此。在圖2A和2B所示的實施例中，光學濾波器120為玻璃紅外光學濾波器元件。為 了避免紅外光過度曝光于圖像傳感器122的表面上，這通常是有必要的；然而，本發明也適 于減少替代性光學濾波器元件相對于圖像傳感器122的傾斜。例如，光學濾波器可為透明 玻璃元件，其基本上不會改變穿過其中的光的形狀，但是可簡單地充當阻止灰塵顆粒進入 的密封件，該灰塵顆粒對由圖像傳感器122感測的圖像結果有不利的影響。可使用任何合適的透鏡支架110。透鏡支架110中的孔116允許光通過透鏡鏡筒 112并且到達圖像傳感器上。光學濾波器保持器118具有徑向向內突出的擱架128和向下突出的唇部130。保 持器118可為矩形、正方形或環形，以便提供正方形、矩形或者環形的孔，用于光穿過的通道。
裝配期間，圖像傳感器122附接于基底124，并且光學濾波器元件120在向內突出擱架128的任意一側附接于向內突出擱架128的上表面。然后，光學濾波器保持器118以 及所附接的光學濾波器120被置于設置在基底124上的粘結劑環128上。光學濾波器保持 器118的底部被推入粘結劑層128，直到向下突出唇部130的底表面在圖像傳感器122的任 意一側直接接觸圖像傳感器122的上表面。因此，這沿著軸線Y(其平行于光軸X)直接對 準光學濾波器120、光學濾波器保持器118以及圖像傳感器122，而基本上無論基板124的 任何起伏或者由圖像傳感器122和基底124之間的界面而另外引入的失準。在下部已裝配的情況下，透鏡108的其余元件可在其上常規裝配。可見，通過所介紹的布置，消除了先前所介紹的由圖像傳感器底印重疊錯位，圖像 傳感器122到基底124的結合，基底124中的平面度變化或者翹曲導致的起伏，或者光學濾 波器保持器118到基底124的結合所帶來的傾斜或失準α。換句話說，雖然光學濾波器保 持器18在現有技術支架中與基底24對準，但是不能保證實際的圖像傳感器24與光學濾波 器元件20對準；然而，本發明確保了這一點，因為光學濾波器元件120、保持器118和圖像 傳感器122通過互相直接鄰接而得到對準。由于本發明減少了已裝配透鏡中的固有傾斜，以及立即提高了已裝配透鏡的光學 性能，剩余的對傾斜有貢獻的因素(例如自動對焦階段)能被更加精確地并有效地分析，以 進一步減少這些部件導致的任意的傾斜。本發明的另一個優點是，由于濾波器元件120和濾波器保持器118之間的直接物 理接觸，對圖像傳感器122的性能非常不利的灰塵顆粒被阻止與圖像傳感器122接觸。在不背離本發明范圍的情況下，可對前述內容進行修改和改進。
權利要求
一種透鏡組件，用于沿著光軸(X)在透鏡支架(110)中對準透鏡元件，所述透鏡組件包括透鏡支架(110)，用于保持所述透鏡組件；圖像傳感器(122)；光學濾波器(120)；和光學濾波器保持器(118)，其固定于所述透鏡支架(110)，其中所述光學濾波器保持器(118)具有向內突出的擱架(128)，所述擱架(128)具有鄰接所述光學濾波器(120)的一部分的上接觸表面以及鄰接所述圖像傳感器(122)的一部分的下接觸表面，以便將所述光學濾波器(120)和所述圖像傳感器(122)與所述光軸(X)直接對準，其中，所述下接觸表面設置在所述向內突出擱架(128)的向下突出唇部(130)上，用于與所述圖像傳感器(122)的上表面接觸，并且其中，所述上接觸表面設置在所述向內突出擱架(128)的上表面上，用于與所述光學濾波器(120)的下表面接觸。
2.如權利要求1所述的透鏡組件，其中，所述光學濾波器(120)包括玻璃紅外濾波元件。
3.如權利要求1或2所述的透鏡組件，其中，所述圖像傳感器(122)設置在電路基底 (124)上。
4.如權利要求3所述的透鏡組件，其中，所述光學濾波器保持器(118)通過粘結劑層(123)固定于所述電路基底(124)。
5.如前述任意一項權利要求所述的透鏡組件，其中，所述光學濾波器保持器(118)通 過粘結劑層(126)固定于所述透鏡支架(110)。
6.一種沿著光軸(X)在透鏡支架中裝配透鏡元件的方法，所述方法包括 將透鏡組件設置在透鏡支架(110)中；提供圖像傳感器(122)；提供光學濾波器(120)，其具有向內突出擱架(128)和向下突出唇部(130)； 將光學濾波器保持器(118)的上接觸表面鄰接所述光學濾波器(122)的一部分，并且 將所述向下突出唇部(130)的下接觸表面鄰接所述圖像傳感器(122)的一部分，以便將所 述光學濾波器(120)和所述圖像傳感器(122)與所述光軸(X)直接對準。
7.如權利要求6所述的方法，進一步包括將所述圖像傳感器(122)設置在電路基底(124)上，在所述電路基底(124)上施加粘結劑層(123)，以及將所述光學濾波器保持器 (118)壓入所述粘結劑層(123)直到所述光學濾波器保持器(118)鄰接所述圖像傳感器 (122)。
8.一種具有透鏡組件的光學裝置，包括用于保持透鏡組件的透鏡支架(110)、圖像傳 感器(122)、光學濾波器(120)以及沿著光軸(X)固定于所述透鏡支架(110)的光學濾波 器保持器(118)，其中，所述光學濾波器保持器(118)具有向內突出的擱架(128)，所述擱架 (128)具有鄰接所述光學濾波器(120)的一部分的上接觸表面以及設置在所述向內突出擱 架(128)的向下突出唇部(130)上的下接觸表面，其鄰接所述圖像傳感器(122)的一部分， 以便將所述光學濾波器(120)和所述圖像傳感器(122)與所述光軸(X)直接對準。
全文摘要
本發明涉及透鏡組件以及在透鏡支架中裝配透鏡元件的方法，具體涉及沿光軸(X)在透鏡支架中對準透鏡元件的透鏡組件。該透鏡組件具有保持透鏡組件的透鏡支架(110)，圖像傳感器(122)和光學濾波器(120)。光學濾波器保持器(118)固定于透鏡支架。光學濾波器保持器具有向內突出擱架(128)，該擱架具有與光學濾波器的一部分接觸的上接觸表面以及與圖像傳感器的一部分接觸的下接觸表面。這將光學濾波器和圖像傳感器與光軸直接對準。下接觸表面設置在向內突出擱架的向下突出唇部(130)上，以接觸圖像傳感器的上表面。上接觸表面設置在向內突出擱架的上表面上，以與光學濾波器的下表面接觸。本發明還提供一種在透鏡支架中裝配透鏡元件的方法。
文檔編號G02B7/02GK101986182SQ20101027248
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月13日 優先權日2009年7月13日
發明者W·哈利戴 申請人:意法半導體(研發)有限公司