具有变焦距功能的图像传感器组件的制作方法

文档序号:2742544阅读:215来源:国知局
专利名称:具有变焦距功能的图像传感器组件的制作方法
技术领域
本发明通常涉及各种电子设备中所使用的图像传感器组件,尤其涉及一种具有变焦距功能的薄传感器组件,该传感器中的聚光器是可移动的以改变它们的位置,因此当对光束进行准确的聚光以产生清晰的图像时该传感器可实现变焦距的功能。
在努力增强该移动电话功能的过程中,将使用图像传感器组件而制造的数字照相机添加到移动电话中。具有数字照相机的移动电话将图像传送到受话方的电话中,并将从对方电话所传送来的图像显示在其LCD上,因此便于用户通过他们的移动电话来传送并接收图像。
将可以利用这些数字照相机的传统移动电话归成几种类型,即,位于电话机身上的数字键和功能键直接暴露在其外表面的棒型、按键上设置有铰接盖的翻转型,以及电话机身是可折叠的折叠型。根据近年来移动电话变小和变紧凑的趋势,折叠型电话将比其他类型的电话被更加广泛地使用。


图1给出了具有传统的可拆卸式数字照相机的折叠型移动电话的结构。如图所示,利用空插塞3将可拆卸式数字照相机2安装在在移动电话1的机身1a上所形成的耳机插口端1d。为了利用空插塞将可拆卸式数字照相机2安装在移动电话1的机身1a上,按照与在电话机身1a的侧壁上形成耳机插口端1d的相同方式,数字照相机2具有一个耳机插口端2b。空插塞3具有两个位于中间塞体3c两端的插接头3a和3b,并且空插塞3通过分别插入到两个耳机插口端2b和1d上的第一和第二插接头3a和3b而将照相机2与电话1电连接。简而言之,通过将空插塞3的两个插接头3a和3b插入到两个耳机插口端2b和1d上而实现暂时将数字照相机2安装在移动电话1上。
如上所述当利用空插塞3而将数字照相机2安装在移动电话1上时,照相机2可绕塞子3的轴转动,因此可使用户根据诸如人或景象之类的目标的位置和聚焦角度来控制照相机2的拍摄方向以进行拍照。也就是说,当利用数字照相机2来对诸如人或景象之类的目标进行拍照时,在用户观测位于电话1的折叠部分1b的LCD上所显示的目标的位置以及聚焦角度的同时,用户可控制照相机2的方向。
图2给出了安装在这种可拆卸式数字照相机2上的用于图像捕获的传统图像传感器组件的内部结构。如图所示,该传感器组件包括一外壳10,该外壳限定了位于其中的空腔11。
将固定器20安装在外壳10的第一端,该外壳10具有一个设置在固定器20内的用于对图像进行准确聚光的聚光器21。
将用于调节光线数量的可变光阑滤波器30设置在外壳10的空腔11内,同时借助于环氧树脂40而固定在外壳10上。借助于环氧树脂50将陶制电路板固定安装在外壳10的第二端。
安装在电路板50上表面的图像传感器51位于外壳10内侧的位置上。
通过模片接合工艺法将图像传感器51安装在电路板50的上表面,并且该图像传感器51通过引线接合工艺与板50的电路电连接。
在上面的描述中,说明了图像传感器组件用在移动电话的数字照相机中。然而,应该理解的是该传感器组件最好是用在各种照相机中,包括将数字照相机用于移动电话中,以实现近年来照相机变薄、变小且变轻的趋势。
当诸如移动电话之类的便携式电子设备使用利用图2的传感器组件的数字照相机时,当用户拍摄目标时该数字照相机多少为用户带来不便,如下即,当希望扩大或缩小被拍摄图像的尺寸时,用户在观测在LCD上所显示的聚焦图像时,还要手动地且小心地在朝着目标的方向上或远离目标的方向上来移动具有照相机的设备,因此照相机为用户带来不便。
上述问题是由于传统传感器组件的结构缺陷所造成的,因为对光线进行聚光以产生图像的聚光镜的位置被固定在传感器组件的滚筒上,因此传感器组件不能实现变焦距功能。
为了实现上述目的,本发明提出了一种具体变焦距功能的图像传感器组件,包括第一和第二滚筒,分别固定用于图像捕获的聚光器;外壳,具有位于其侧壁上的导向槽,并且该外壳可移动地且可稳固地在导向槽内容纳第一和第二滚筒的伸出部分,使得该第一和第二滚筒可沿着聚光镜的聚焦轴移动并且可将该第一和第二滚筒稳固地固定在所选择的位置;电动机,用于产生转动力;在电动机的从动轴上所形成的电动机传动齿轮;以及通过将电动机传动齿轮的转动作用转换成第一和第二滚筒在水平方向上的线性移动来控制第一和第二滚筒之间的间隔的装置。
在一个实施例中,间隔控制装置包括旋转凸轮盘和旋转凸轮轴齿轮,旋转凸轮盘可转动地位于外壳的外侧,并具有在凸轮盘的在角度上间隔开的相反位置上所形成的两个弧形导向槽,该相反位置彼此,凸轮槽可在导向槽内分别容纳第一和第二滚筒的第二伸出部分。所述旋转凸轮轴齿轮形成在旋转凸轮盘上,并且与电动机传动齿轮相啮合,使得可通过电动机传动齿轮的转动力沿电动机传动齿轮的转动方向相反方向转动旋转凸轮轴齿轮。
在另一实施例中,间隔控制装置包括两个凸轮轴齿轮,这两个凸轮轴齿轮位于彼此相反的位置上并且分别连接到第一和第二滚筒的第二伸出部分,而且也与电动机传动齿轮相啮合,使得凸轮轴齿轮将电动机传动齿轮的转动作用转换成第一和第二滚筒在水平方向上的线性移动。
图6给出了用在本发明图像传感器组件中的一透镜系统的示意图;图7给出了根据第二实施例的具有变焦距功能的图像传感器组件的透视图;图8和图9给出了图7的传感器组件的操作示意图。
图3给出了根据本发明第一实施例的具有变焦距功能的图像传感器组件的透视图。图4和图5给出了图3的传感器组件的操作示意图。图6给出了用在本发明图像传感器组件中的一透镜系统的示意图。
下面参照附图3至6对根据本发明第一实施例的具有变焦距功能的图像传感器组件的结构和操作进行详细的描述。
如图所示,根据本发明第一实施例的具有变焦距功能的图像传感器组件包括机身101、旋转的凸轮盘104、电动机105、电动机传动齿轮105a、以及旋转的凸轮轴齿轮104a。机身101的外壳可移动地且稳固地将两个固定透镜的滚筒102和103固定在其中。两个滚筒102和103中的每一个具有位于对侧的水平伸出部分,同时机身外壳的对侧壁分别临时地位于水平导向槽内。为了实现两个滚筒102和103的可移动结构,两个滚筒102和103的伸出部分是可移动地并且相继地嵌入到在机身外壳的侧壁上所形成的导向槽内,因此滚筒102和103可在所述导向槽的引导下沿着透镜的聚焦轴移动。在图3中旋转凸轮盘104可转动地位于机身外壳右手侧壁的外表面,该旋转凸轮盘104具有在凸轮盘104的直径上彼此以180°的角间隔开的相反位置所形成的两个弧形导向槽104b相反位置。两个滚筒102和103的第二伸出部分具有位于其端部的导向凸块102a和103a,并且凸轮盘104的两个弧形导向槽104b分别容纳导向凸块102a和103a。电动机105位于机身101的外表面,并且可为凸轮盘104产生转动力。在电动机105的从动轴上形成电动机传动齿轮105a,同时在旋转凸轮盘104的中心位置上形成旋转的凸轮轴齿轮104a。该凸轮轴齿轮104a与电动机传动齿轮105a相啮合,因此使得可通过电动机传动齿轮的转动力沿电动机传动齿轮的转动方向相反方向转动旋转凸轮轴齿轮。在第一实施例的传感器组件中,凸轮盘104与凸轮轴齿轮104a构成了用于控制两个滚筒102和103之间的间隔的装置。
当操作电动机105以顺时针转动电动机传动齿轮105a时,如图4所示在两个滚筒102和103彼此间隔一最大角间隔的位置上,与电动机传动齿轮105a相啮合的凸轮轴齿轮104a被逆时针转动。
因为弧形导向槽104b固定在旋转凸轮盘104的中心位置上,因此旋转凸轮盘104沿与凸轮轴齿轮104a的转动方向相同的方向转动。也就是说,旋转凸轮盘104逆时针转动。在旋转凸轮盘104逆时针转动的过程中,沿着弧形导向槽104b将在两个滚筒102和103的第二伸出部分上所形成的可移动式导向凸块102a和103a插入到旋转凸轮盘104的两个弧形导向槽104b中。
因此,如图5所示,两个滚筒102和103彼此相向地移动以减小它们之间的间隔。如上面所述的,由于两个滚筒102和103的这种彼此相向的移动,因此也减小了设置在两个滚筒102和103上的两个透镜间的间隔(未给出)。因此这可实现传感器组件的两个透镜间的最小间隔。
另一方面,当操作电动机105以逆时针转动电动机传动齿轮105a时,如图5所示在两个滚筒102和103彼此间隔一最小角间隔的位置上,与电动机传动齿轮105a相啮合的凸轮轴齿轮104a被顺时针转动。
因为凸轮轴齿轮104a固定在旋转凸轮盘104的中心位置上,因此凸轮轴齿轮104a的顺时针转动方向导致了旋转凸轮盘104的顺时针转动。在旋转凸轮盘104顺时针转动的过程中,沿着弧形导向槽104b将两个滚筒102和103的可移动式导向凸块102a和103a插入到旋转凸轮盘104的两个弧形导向槽104b中。
因此,如图4所示,两个滚筒102和103朝着彼此相离而去的方向移动以增加它们之间的间隔。如上面所述的,由于两个滚筒102和103朝着彼此相离而去的方向移动,因此也增加了两个滚筒102和103的两个透镜间的间隔。
当假设设置在两个滚筒102和103上的两个透镜形成了图6的一透镜系统,在该系统中,将第一透镜102A设置在第一滚筒102上,将第二透镜103A设置在第二滚筒103上,如图4所示当两个滚筒102和103处于最大间隔状态,即在该状态下两个透镜102A和103A彼此间隔一最大角间隔时,传感器组件不执行变焦距功能。然而,当两个滚筒102和103彼此相向地移动以减小两个透镜102A和103B间的间隔时,传感器组件执行变焦距功能。
因此,值得注意的是可通过处于最小间隔状态的滚筒102和103来实现最大变焦距效果,如图5所示。
在该发明的传感器组件中所使用的透镜系统并不局限于图6的系统,但是可通过对图6的透镜系统中的透镜结构进行倒置来实现透镜系统。当对图6的透镜系统中的透镜结构进行倒置时,也反向了透镜系统的操作。
可修改本发明的图像传感器组件的结构,如图7至图9所给出的本发明的第二实施例。如图所示,根据本发明第二实施例的具有变焦距功能的图像传感器组件包括机身201、电动机205、电动机传动齿轮205a、以及两个线型的凸轮轴齿轮202b和203b。机身201的外壳可移动地且稳固地将两个固定透镜的滚筒202和203固定在其中。两个滚筒202和203中的每一个具有位于对置侧的水平伸出部分,同时按照与第一实施例所描述的相同方式,机身外壳的对置的侧壁分别临时的位于水平导向槽内。为了在机身201的外壳内实现两个滚筒202和203的可移动结构,两个滚筒202和203的伸出部分是可移动的并且从而嵌入到在机身外壳的侧壁上所形成的导向槽内,因此滚筒202和203可在所述导向槽的引导下沿着透镜的聚焦轴而移动。电动机205位于机身201的外表面,并且可产生转动力以线性移动两个滚筒202和203。在电动机205的从动轴上形成了电动机传动齿轮205a。在图7中均具有齿条形的这两个线型凸轮轴齿轮202b和203b是可移动的位于机身外壳的右手侧壁外表面上,因此凸轮轴齿轮202b和203b位于彼此相反的位置上并且在电动机传动齿轮205a的直径相反位置上与电动机传动齿轮205a相啮合。因此,这两个线型凸轮轴齿轮202b和203b将电动机传动齿轮205a的转动作用转换成水平方向上的直线往复运动。将在两个滚筒202和203的第二伸出部分上所形成的导向凸块202a和203a分别连接到两个凸轮轴齿轮202b和203b的端部。在根据本发明第二实施例的传感器组件中,这两个线型凸轮轴齿轮202b和203b构成了用于控制两个滚筒202和203之间的间隔的装置。
当操作电动机205以顺时针转动电动机传动齿轮205a时,如图8所示在两个滚筒202和203彼此间隔一最大角间隔的位置上,与电动机传动齿轮205a相啮合的这两个线型凸轮轴齿轮202b和203b向内沿水平方向彼此相向地线性移动。由于这两个凸轮轴齿轮202b和203b的这种向内的线性移动,因此与两个凸轮轴齿轮202b和203b的端部相连的两个滚筒202和203的导向凸块202a和203a在机身201的右手侧壁上所形成的两个引导槽201a的引导下线性地向内移动。
因此,如图9所示,两个滚筒202和203彼此相向地移动以减小它们之间的间隔。如上面所述的,由于两个滚筒202和203这种彼此相向的移动,因此也减小了设置在两个滚筒202和203上的两个透镜间的间隔(未给出)。因此这可实现传感器组件的两个透镜间的最小间隔。
另一方面,当操作电动机205以逆时针转动电动机传动齿轮205a时,如图9所示在两个滚筒202和203彼此间隔最小角间隔的位置上,与电动机传动齿轮205a相啮合的两个线型凸轮轴齿轮202b和203b朝着彼此相离而去地向外线性移动。由于这两个凸轮轴齿轮202b和203b的这种向外的线性移动,因此与两个凸轮轴齿轮202b和203b的端部相连的两个滚筒202和203的导向凸块202a和203a在机身201的右手侧壁上所形成的两个引导槽201a的引导下在水平方向上线性地向内移动。
如图8所示,当两个滚筒202和203彼此相离而去地移动以增加它们之间的间隔时,也增加了两个滚筒202和203的两个透镜间的间隔(未给出)。因此这可实现传感器组件的两个透镜间的最小间隔。
如上所述,本发明提出了一种具有变焦距功能的图像传感器组件,该图像传感器可用在各种电子设备中,并且该图像传感器中的聚光器是可移动以改变它们的位置的,因此当对光束进行准确的聚光以产生清晰的图像时该传感器可实现变焦距的效果。当本发明的图像传感器组件用在电子设备的薄型数字照相机中时,该照相机实现了拉近和拉远的效果,而无需用户手动地移动照相机,因此具有本发明传感器组件的照相机非常便于用户。
尽管为了说明性的目的对本发明的优选实施例进行了详细的描述,但是对于本领域普通技术人员来说应该知道在不脱离由所附权利要求所公开的本发明的精神和范围的情况下可作出各种修改、添加以及替换。
权利要求
1.一种具有变焦距功能的图像传感器组件,包括第一和第二滚筒,分别固定用于图像捕获的聚光器;外壳,具有位于其侧壁上的导向槽,并且该外壳可移动地且稳固地在导向槽内容纳第一和第二滚筒的第一延伸部分,使得该第一和第二滚筒可沿着聚光镜的聚焦轴移动并且可将该第一和第二滚筒稳固的固定在所选择的位置;电动机,用于产生转动力;在电动机的从动轴上所形成的电动机传动齿轮;以及一个通过将电动机传动齿轮的转动作用转换成第一和第二滚筒在水平方向上的线性移动来控制第一和第二滚筒间的间隔的装置。
2.根据权利要求1的图像传感器组件,其中所述的间隔控制装置包括旋转凸轮盘,所述旋转凸轮盘可转动地设在外壳的外外侧,并具有在凸轮盘一定角度上间隔开的相反位置上所形成的多个弧形导向槽,所述凸轮盘在所述导向槽内分别容纳第一和第二滚筒的延伸部分;以及旋转凸轮轴齿轮,所述旋转凸轮轴齿轮形成在旋转凸轮盘上,并且与电动机传动齿轮相啮合,使得可通过电动机传动齿轮的转动力在与电动机传动齿轮的转动方向相反方向上转动旋转凸轮轴齿轮。
3.根据权利要求1的图像传感器组件,其中所述的间隔控制装置包括两个凸轮轴齿轮,这两个凸轮轴齿轮位于彼此相反的位置上并且分别连接到第一和第二滚筒的第二延伸部分,而且也与电动机传动齿轮相啮合,使得凸轮轴齿轮将电动机传动齿轮的转动作用转换成第一和第二滚筒在水平方向上的线性移动。
全文摘要
本发明公开了一种具有变焦距功能的图像传感器组件。该图像传感器组件包括第一和第二滚筒和外壳,该第一和第二滚筒分别固定用于图像捕获的聚光器;该外壳具有位于其侧壁上的导向槽,并且该外壳可移动地可稳固地在导向槽内容纳第一和第二滚筒的第一伸出部分,使得该第一和第二滚筒可沿着聚光镜的聚焦轴线移动并且可将该第一和第二滚筒稳固地固定在所选择的位置。该图像传感器组件还具有用于产生转动力电动机、在电动机的从动轴上所形成的电动机传动齿轮、以及通过将电动机传动齿轮的转动作用转换成第一和第二滚筒在水平方向上的线性移动来控制第一和第二滚筒间的间隔的装置。该图像传感器可用在各种电子设备中,并且该图像传感器中的聚光器是可移动的以改变它们的位置,因此当对光束进行准确的聚光以产生清晰的图像时该传感器可实现变焦距的效果。
文档编号G02B7/02GK1459646SQ0215171
公开日2003年12月3日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年5月17日
发明者闵诚元, 金璨洙 申请人:三星电机株式会社
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