具有可变曲率透镜模块及其装配/校正方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810081323.2

申请日:

2008.02.25

公开号:

CN101520536A

公开日:

2009.09.02

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G02B 7/04公开日:20090902|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G02B7/04

主分类号:

G02B7/04

申请人:

全景科技有限公司

发明人:

林荣德

地址:

台湾省台中市

优先权:

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

汤保平

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内容摘要

本发明是提供一种具有可变曲率透镜的模块,上述模块包含一镜筒,其第一端与第二端皆具有容置空间用以放置第一镜组与第二镜组,其镜筒的内侧定义出一腔室,可容置一电控变焦装置,上述模块在调整其焦距时,先置放一测试镜组于上述腔室内,以获得最佳值,在取得最佳焦距值后,随后再将电控变焦装置放入上述腔室内。

权利要求书

1.  一种具有可变曲率透镜模块,其特征在于,包含:
一镜筒,该镜筒内侧定义第一腔室于其内,其中该第一腔室位于该镜筒第一端与第二端之间;
一第一镜组,配置于该镜筒第一端内;
一电控变焦装置,配置于该第一腔室内;以及
一第二镜组,配置于该镜筒第二端内。

2.
  如权利要求1所述的具有可变曲率透镜模块,其特征在于,其中还包含一第三镜组,配置于该镜筒第二端内;一镜筒承座,用以承接该镜筒;以及一影像传感器,配置于该镜筒承座另一侧。

3.
  如权利要求1所述的具有可变曲率透镜模块,其特征在于,其中所述的电控变焦装置包括一电控变焦组件、电极以及电控变焦组件承座,其中该电控变焦组件与该电极电性连接,一并设置于该电控变焦组件承座内。

4.
  如权利要求3所述的具有可变曲率透镜模块,其特征在于,其中所述的电控变焦组件由一第一材质层与一第二材质层所制成,依照通过该电极所施加至该电控变焦组件的电压调变该电控变焦组件的曲率;其中该电控变焦组件为一液态透镜。

5.
  如权利要求1所述的具有可变曲率透镜模块,其特征在于,其中所述的第一透镜部件为球面或非球面透镜,且该第一透镜组的焦距值的倒数不等于零。

6.
  一种装配或校正具有可变曲率透镜模块的方法,其特征在于,包含:
提供一镜筒,该镜筒内侧壁定义一第一腔室于其内,其中该第一腔室位于该镜筒第一端与第二端之间;
配置一第一镜组于该镜筒的第一端内;
配置一第二镜组于该镜筒第二端内;
配置一测试镜组于该第一腔室内,以调整该模块的参数以获得该模块的最佳参数值;以及
于获得该模块的最佳参数值后,配置一电控变焦装置于该镜筒的该第一腔室内。

7.
  如权利要求6所述的形成具有可变曲率透镜模块的方法,其特征在于,其中所述的调整出该模块的参数包括调整该模块的后焦值。

8.
  如权利要求6所述的形成具有可变曲率透镜模块的方法,其特征在于,其中所述的电控变焦装置包括一电控变焦组件、电极以及电控变焦组件承座,其中该电控变焦组件与该电极电性连接,并一并设置于该电控变焦组件承座内;其中该第一镜组为球面或非球面透镜,且该第一镜组的焦距值的倒数不等于零。

9.
  如权利要求6所述的形成具有可变曲率透镜模块的方法,其特征在于,其中还包含于获得该模块的最佳参数值后,于该第一腔室内取出该测试镜组。

10.
  如权利要求6所述的形成具有可变曲率透镜模块的方法,其特征在于,其中还包含配置一第三镜组于该镜筒第二端内;以及设置该镜筒于一镜筒承座上。

说明书

具有可变曲率透镜模块及其装配/校正方法
技术领域
本发明关于光学组件,特别是关于一种具有可变曲率透镜的模块及其方法。
背景技术
随着科技进步,电子产品不断地朝向轻薄短小的特性发展,例如,数字相机、计算机相机、具有影像撷取装置的行动电话等等,因此,这些电子装置的光学组件或装置亦必须更加微型化以符技术发展趋势。
为了携带方便及符合人性化的需求,其取像装置不仅需要良好的成像质量,同时也需要较小的体积与较低的成本,亦必须提升取像装置的应用性。近年来,在光学装置的领域中,关于影像撷取组件的微性化及高像素密度的技术不断进步。
一般模块的镜头包括前镜组、配置于前镜组之下的变焦组件、后镜组以及镜座等等组件;而接着将上述镜头设置在一具有光学感应组件的电路板上,以完成组装。在制造过程中,一般模块皆必须通过调整焦距的程序,例如调整后焦,以达到最佳化目的。然而,在调整焦距的过程中,由于模块内的变焦组件的有效焦距为一范围值,并非一固定值,因此在调整模块的后焦时无法获得最佳的后焦值。再者,上述模块的结构将会导致模块于调整焦距时必须重复拆卸。先前技术亦有采变焦前置方式,但此配置将使数值孔径(aperture)受到限制,而使影像撷取装置使用上性能受到限制。
基于上述缺点,本发明将提出一种先进模块结构及于出厂时校正其焦距的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有可变曲率透镜的模块,以克服前述问题。
本发明的再一目的是在于提供一种装配与校正具有可变曲率透镜的模块的方法,以改良已知技术的装配校正缺点,以使于校正模块时,获得最佳的参数值。本发明是将嵌入式可变焦装置至于中间,而非如先前技术置于前端而使数值孔径受限。本发明将可变焦装置置于中间,即使可变焦装置的数值孔径不大,可以采用两端具有较大的数值孔径镜组而将其补偿。是以,本发明的使用容许度相较于先前技术为广泛。
本发明是揭露一种具有可变曲率透镜模块,其特征在于,包含:
一镜筒,该镜筒内侧定义第一腔室于其内,其中该第一腔室位于该镜筒第一端与第二端之间;
一第一镜组,配置于该镜筒第一端内;
一电控变焦装置,配置于该第一腔室内;以及
一第二镜组,配置于该镜筒第二端内。
其中还包含一第三镜组,配置于该镜筒第二端内;一镜筒承座,用以承接该镜筒;以及一影像传感器,配置于该镜筒承座另一侧。
其中所述的电控变焦装置包括一电控变焦组件、电极以及电控变焦组件承座,其中该电控变焦组件与该电极电性连接,一并设置于该电控变焦组件承座内。
其中所述的电控变焦组件由一第一材质层与一第二材质层所制成,依照通过该电极所施加至该电控变焦组件的电压调变该电控变焦组件的曲率;其中该电控变焦组件为一液态透镜。
其中所述的第一透镜部件为球面或非球面透镜,且该第一透镜组的焦距值的倒数不等于零。
本发明亦揭露一种装配或校正具有可变曲率透镜模块的方法,其特征在于,包含:
提供一镜筒,该镜筒内侧壁定义一第一腔室于其内,其中该第一腔室位于该镜筒第一端与第二端之间;
配置一第一镜组于该镜筒的第一端内;
配置一第二镜组于该镜筒第二端内;
配置一测试镜组于该第一腔室内,以调整该模块的参数以获得该模块的最佳参数值;以及
于获得该模块的最佳参数值后,配置一电控变焦装置于该镜筒的该第一腔室内。
其中所述的调整出该模块的参数包括调整该模块的后焦值。
其中所述的电控变焦装置包括一电控变焦组件、电极以及电控变焦组件承座,其中该电控变焦组件与该电极电性连接,并一并设置于该电控变焦组件承座内;其中该第一镜组为球面或非球面透镜,且该第一镜组的焦距值的倒数不等于零。
其中还包含于获得该模块的最佳参数值后,于该第一腔室内取出该测试镜组。
其中还包含配置一第三镜组于该镜筒第二端内;以及设置该镜筒于一镜筒承座上。
本发明的装配/校正具有可变曲率透镜的模块的方法是先使用一测试镜组,以测量出模块最佳后焦值后,再配置电控变焦装置加以组装。基于本发明揭露一崁入式架构,得随时移除或置入测试或电控变焦装置。电控变焦装置设置于镜筒的方向与光轴垂直,是置放镜筒侧壁的第一腔室内,与已知技术的方式不同,此种装设方式无须重复拆卸模块,用以调整各个镜组、电控变焦组件以及影像传感器的距离,达到最佳值。本发明的具有可变曲率透镜的模块是将电控变焦装置配置入镜筒侧壁的第一腔室内,无须再更动模块内其它组件配置。此将节省需多制造时间与成本。
再者,本发明的模块克服了传统固定焦距镜头在近拍时影像质量变差的情况。本发明利用上述电控变焦装置改变曲率,将镜头在不同摄影物距时,以微量变焦的形式来对应极近(物距A>5f,可变曲率的透镜结构光学系的有效焦距)摄影及无穷远(物距A=∞)摄影时的焦距变化,如此会比固定焦距镜头更能得到更高的解像力。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合附图,作详细说明如下,其中:
图1是根据本发明的较佳实施例,为本发明的具有可变曲率透镜的模块的立体分解图。
图2是根据本发明的较佳实施例,为本发明的具有可变曲率透镜的模块的立体图。
图3是根据本发明的较佳实施例,为本发明的具有可变曲率透镜的模块的剖面图。
主要元件符号说明
100—模块
102—镜筒承座
104—镜筒
106—第一镜组
108—第二镜组
110—第三镜组
112—电控变焦装置
114—影像传感器
116—筒壁
118—第一腔室
120—容置空间
122—容置空间
124—电控变焦组件
124a—第一材质层
124b—第二材质层
126—电极
128—电控变焦承座
130—可挠性印刷电路板
具体实施方式
本发明将配合其较佳实施例与随附的附图详述于下。应可理解者为本发明中所有的较佳实施例仅为例示之用,并非用以限制。因此除文中的较佳实施例外,本发明亦可广泛地应用在其它实施例中。且本发明并不受限于任何实施例,应以随附的权利要求范围及其同等领域而定。
图1根据本发明的较佳实施例,为本发明的具有可变曲率透镜的模块的立体分解图。具有可变曲率透镜的模块100包含镜筒承座102、镜筒104、第一镜组106、第二镜组108、第三镜组110、电控变焦装置112以及影像传感器114。
镜筒承座102是用以承载镜筒104。镜筒1
04通常为圆筒状的外形,具有筒璧116围绕整个镜筒104。镜筒104的内侧116有一第一腔室118形成于镜筒104内,且其第一腔室118是位于镜筒104的第一端与第二端之间。
第一镜组106配置于镜筒104第一端(顶部)的容置空间120内;而第二镜组108与第三镜组配置于镜筒104第二端(底部)的容置空间122内。第一镜组106具有负屈光度,且其凸面朝向物侧。第一镜组106为球面或非球面透镜,且第一镜组焦距值的倒数不等于零。电控变焦装置112设置于侧璧116的第一腔室118内,因此,电控变焦装置112是配置于第一镜组108与第二镜组10
8之间。电控变焦装置可调整其内部的镜片的曲率半径,以便使得以变动电控变焦装置的有效焦距并提供良好的光学特性。第三镜组110是配置于第二镜组108下方,与第二镜组108一并配置于镜筒10
4底部的容置空间122内。
影像传感器114是位于镜筒承座102底部,通过上述镜组用以撷取影像。影像传感器114包括电荷耦合组件(Charge-Coupled Device,CCD)影像传感器或互补式金属氧化半导体影像传感器(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor(CMOS)Sensor)。
于较佳实施例,电控变焦装置112包括电控变焦组件124、电极126以及电控变焦承座128。电控变焦组件124与电极126电性连接,且一并装设于电控变焦承座128内。电极126具有一可挠性印刷电路板(Flexible Printed Circuit;FPC)130,用以连接外部装置或构件。参照图2与图3,电控变焦组件124由一第一材质层124a与一第二材质层124b所制成,依照通过电极126所施加偏压至电控变焦组件124,调变电控变焦组件124的曲率(curvature),以达调整焦距的目的。于较佳实施例,电控变焦组件可为一液态透镜(liquidlens)。
本发明的装配具有可变曲率透镜的模块的方法是先使用一测试镜组置入上述的第一腔体,以测量或校正以利于取得模块最佳后焦值,完成最佳化后焦测试后,随之再置入上述的电控变焦装置加以组装。电控变焦装置设置于镜筒的方向与光轴垂直,是置放镜筒侧壁的第一腔室内,与已知技术的方式不同,此种装配或/及校正方式无须重复拆卸模块,用以调整各个镜组、电控变焦组件以及影像传感器的距离,达到最佳化状态。已知技术的组装方法将浪费许多装配、校正时间与成本。本发明的具有可变曲率透镜的模块是将电控变焦装置配置于镜筒内侧的第一腔室内,无须再更动模块内其它组件配置。
再者,本发明的可变曲率的透镜结构克服了传统固定焦距镜头在近拍时影像质量变差的情况。本发明的可变曲率的透镜结构利用上述电控变焦透镜改变曲率,将定焦镜头在不同摄影物距时,以微量变焦的形式执行极近(物距A>5f,可变曲率的透镜结构光学是的有效焦距)摄影及无穷远(物距A=∞)摄影时的焦距变化,如此将比固定焦距镜头更能达到更高的解像力。
本发明亦揭露一种装配具有可变曲率透镜的模块的方法。首先,先提供一镜筒,此镜筒内侧定义一第一腔室于其内,此第一腔室是介于镜筒顶部与底部之间。
随后,将第一镜组配置至镜筒第一端的第一容置空间内;并配置第二镜组于镜筒第二端的第二容置空间内。举例而言,上述第一镜组为球面或非球面透镜,且第一镜组的焦距值的倒数不等于零。依物侧至像测的方向,第三镜组依序配置于第二镜组之后。当第一镜组与第二镜组已装配至镜筒后,将已装配上述镜组的镜筒设置于一镜筒承座上。
当镜筒和上述镜组已设置于与镜筒承座后,配置影像传感器于该镜筒承座下方处。上述影像传感器可包括电荷耦合组件影像传感器或互补式金氧半导体影像传感器。装设影像传感器的目的是以自外部环境撷取影像。此时,镜筒、上述镜组、影像传感器皆已装设至镜筒承座,成为一个半成品的模块,但尚未校正模块的各种参数值,且亦未将电控变焦装置装设于影像感测模块内。
配置一测试镜组于镜筒内侧壁的第一腔室内,以调整模块的参数以获得模块的最佳参数值。在调整模块以获得模块的最佳参数值后,于该第一腔室内取出测试镜组。而后,配置一电控变焦装置于镜筒内侧的第一腔室内。本发明是将嵌入式可变焦装置至于中间,即使可变焦装置的数值孔径不大,亦可采用两端具有较大的数值孔径镜组而将其补偿。
上述电控变焦装置包括一电控变焦组件、电极以及电控变焦组件承座。电控变焦组件与电极是电性连接,并一并设置于电控变焦组件承座内。上述电极具有一可挠性印刷电路板,可用以连接外部装置。电控变焦组件是由一第一材质层与一第二材质层所制成,依照通过上述电极所施加至电控变焦组件的电压调变电控变焦组件的曲率。于较佳实施例,上述的电控变焦组件可为液态透镜。
于较佳实施例中,除了第一镜组为球面或非球面透镜外,其它镜组都是非球面透镜。上述镜组皆得由塑料、玻璃、石英等材料模造而成,较佳方式是采用塑料,其相较于玻璃材质而言,更得以降低材料成本。
因第一镜组是先装置于镜筒内,若按照一般已知技术的顺序,沿同一光轴,自物测至像测,依序将先将第一镜组、电控变焦装置、第二镜组以及第三镜组装配至镜筒内,将会产生问题。此即是当要调整模块的各项参数值(例如,后焦值(Back Focus Length,BFL))时,若采用上述配置方式则无法调整出模块的最佳后焦值,因为电控变焦组件的有效焦距值是一个范围值,若直接调整电控变焦组件的焦距值,则整个模块无法得到最佳后焦值,仅可能得到一个有效的范围值。
因此,本发明的配置或校正具有可变曲率透镜的模块的方法是先使用一测试镜组,以测量出模块最佳后焦值后,再置入电控变焦装置加以组装。电控变焦装置设置于镜筒的方向与光轴垂直,是置放镜筒内侧的第一腔室内,与已知技术的方式不同,此种装设方式无须重复拆卸模块,用以调整各个镜组、电控变焦组件以及影像传感器的距离,达到最佳值。上述已知技术的组装方法将浪费许多制程时间与成本。本发明的具有可变曲率透镜的模块是将电控变焦装置放置入镜筒内侧的第一腔室内,无须再更动模块内其它组件配置。此将节省需多制程时间与成本。
对熟悉此领域技术者,本发明虽以较佳实例阐明如上,然其并非用以限定本发明的精神。在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改与类似的配置,均应包含在本发明的权利要求范围内,此范围应覆盖所有类似修改与类似结构,且应做最宽广的诠释。

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本发明是提供一种具有可变曲率透镜的模块,上述模块包含一镜筒,其第一端与第二端皆具有容置空间用以放置第一镜组与第二镜组,其镜筒的内侧定义出一腔室,可容置一电控变焦装置,上述模块在调整其焦距时,先置放一测试镜组于上述腔室内,以获得最佳值,在取得最佳焦距值后,随后再将电控变焦装置放入上述腔室内。 。

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