专利名称：包括用于将透镜保持在两个不同位置的装置的照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像模块，包括图像传感器芯片和透镜，其中透镜和图像传感器芯片可相对彼此移动。
背景技术：
已知这样一种成像模块，并且可以作为例如便携式电话的部件。为了实现成像模块的这种应用，希望主要由透镜和图像传感器芯片之间的焦距所决定的成像模块高度要尽可能的小。然而，为了获得质量可接受的清晰图像，透镜和图像传感器芯片之间的焦距又不能小于至少几毫米的下限。
根据现有技术状态，是通过包括可移动透镜支座的成像模块来解决上面所述的关于透镜和图像传感器芯片之间距离的两难问题，其中透镜支座相对于图像传感器芯片的位置是通过具有倾斜滑道的滑块进行控制。该滑块可沿着与透镜支座相对于图像传感器芯片移动的方向垂直的方向移动，并且通过倾斜滑道接触透镜支座。透镜支座支撑在倾斜滑道上，因此通过移动滑块就可以简单地调节透镜支座和图像传感器芯片之间的距离。这样，就可以使用滑块在收缩位置和伸出位置之间移动透镜，伸出位置与成像模块的工作状态相关。
发明内容
本发明的目的是提供一种比现有技术的成像模块更易于操作的成像模块，它不需要单独的元件来控制透镜和图像传感器芯片之间的距离。该目的通过这种成像模块来实现，这种成像模块包括图像传感器芯片；透镜，其中透镜和图像传感器芯片可相对彼此移动；用于相对于图像传感器芯片将透镜保持在第一距离的第一保持装置；以及用于相对于图像传感器芯片将透镜保持在第二距离的第二保持装置。
在根据本发明的成像模块中，透镜和图像传感器可在轴向上，也就是在透镜对称轴线延伸的方向上相对彼此移动。为了避免成像模块散开，设置了保持装置。根据本发明的一个重要方面，在成像模块中设置有两个保持装置，其中第一保持装置是用于相对于图像传感器芯片将透镜保持在第一距离处，而其中第二保持装置是用于相对于图像传感器芯片将透镜保持在第二距离处。两个距离可以选择为使第一距离对应于焦距，而第二距离小于第一距离，因此在成形模块处于非工作状态时透镜可保持在收缩位置。
下面，其中透镜由第一保持装置所保持的位置称为第一保持位置，而透镜由第二保持装置所保持的位置称为第二保持位置。
在根据本发明的成像模块中，可以很容易地调节透镜相对于图像传感器芯片的位置。例如，从第一保持位置开始，只需进行三步就可以将透镜带至第二保持位置，其中第一步包括通过相对于图像传感器芯片向内移动透镜从而将透镜从第一保持装置释放，第二步包括当透镜相对于图像传感器芯片被向外移动时将透镜带至透镜与第二保持装置之间的啮合开始起作用的位置，第三步包括相对于图像传感器芯片向外移动透镜。根据本发明的一个重要方面，进行这三步所需要的只是透镜相对于图像传感器芯片的移动，这可以由使用者手动控制。
在优选实施例中，根据本发明的成像模块包括用于向外相对彼此按压透镜和图像传感器芯片的按压装置。在该实施例中，在将透镜从第一保持位置带至第二保持位置的第一步过程中，需要施加向内的压力以压缩按压装置并将透镜从第一保持装置释放。在透镜被带到了准备与第二保持装置进行啮合的位置的第二步过程中，保持向内的压力。事实上，在第一步过程中，已经解除了按压装置，而在第二步过程中，透镜位置被调节，使得当按压装置再次作用时透镜可以与第二保持装置啮合。最终，在第三步过程中，按压装置实际上再次作用。
现在将参考附图更详细地解释本发明，其中用同样的参考标记表示相同的部件，其中图1是根据本发明的成像模块的优选实施例的分解图；图2是图1所示的成像模块的一个截面侧视图，其中成像模块的透镜位于第一保持位置；以及图3是图1所示的成像模块的另一截面侧视图，其中成像模块的透镜位于第二保持位置。
具体实施例方式
在图1-3中，示出了根据本发明的成像模块1的优选实施例。成像模块1包括具有感光表面11的图像传感器芯片10、以及透镜20。
在下文中，术语“上”和“下”以及派生术语涉及如图1-3所示成像模块1的方位，其中图像传感器芯片10位于成像模块1的下侧，而透镜20位于成像模块1的上侧。应当理解这种限定是任意的，成像模块1也可以是不同于图1-3所示的那样而具有总体不同的方位。这里的方位不应当被理解为对本发明的范围具有限定作用。
成像模块1包括具有大体上居中位置的通孔31的底座30。图像传感器芯片10位于孔31的底部，而红外滤光片40位于孔31的顶部。靠近底座30的外围，在底座30的顶面33上具有三角形凸起的环带32。
底座30支撑着壳体50，壳体50大体上形状为带有开口端的中空圆柱体。壳体50的中心轴线大体上垂直于图像传感器芯片10的感光表面11延伸。内表面51部分被除去，从而形成带有齿形外观的凹部52，包括从壳体50下侧延伸至壳体50上侧的交替的短槽53和长槽54，它们可以从壳体50的下侧接近。
透镜20由盖60保持，盖60大体上形状为具有一个开口端和一个封闭端的中空圆柱体。在封闭端中设置有通孔61，透镜20设置在通孔61的下面。应当理解通孔61是为了让光线通过而到达透镜20。
盖60内表面的弯曲部分被筒70覆盖，它通过例如胶水永久地附着在盖上。筒70的下侧延伸超出了盖60的下侧并还包括凸缘71，其中凸缘71上侧位于与盖60的下侧间隔一距离处。这样，在凸缘71的上侧和盖60的下侧之间形成了凹部。转子80的环81设置在该凹部所提供的空间中，转子80由凸缘71的上侧支撑，并且可以绕着筒70自由转动。
转子80包括位于环81外围的多个三角形凸起82。盖60、筒70以及转子80的整体设置成，使得转子80的凸起82位于壳体50内表面51上的齿形凹部52之内。
根据本发明的成像模块1包括在盖60和底座30之间延伸的螺旋弹簧90。弹簧90倾向于按压盖60使其离开底座30。然而，成像模块1的各元件仍然不可以散开，因为转子的凸起82不可以脱离壳体50内表面51上的齿形凹部52。易于理解的是，当转子80的凸起82位于壳体50的凹部52的长槽54中时，图像传感器芯片10和透镜20之间的距离相对较大，当转子80的凸起82位于短槽53中时，上述距离相对较短。下面将叙述图像传感器芯片10和透镜20之间的距离可以改变的方式。
当透镜20在第一保持位置时，如图2所示，透镜20和图像传感器芯片10之间的距离等于与透镜20相关的焦距。因此，当透镜20在这个位置时，成像模块1位于工作状态，可以获得清晰的图像。
在成像模块1的工作状态，转子80的凸起82紧靠着壳体50上的凹部52的长槽54的上侧55。由于长槽54的上侧55靠近壳体50的上侧，并且在成像模块1的工作状态下转子80位于盖60的下侧，因此盖60的下侧与壳体50的上侧接近处于相同水平面。在成像模块1所有可能的位置中，透镜20在给盖60施加向上压力的弹簧90的作用下被保持在第一保持位置。
为了将成像模块1的状态从工作状态变为非工作状态，使用者应当在盖60上施加向内的压力，就是方向朝着图像传感器芯片10的压力。一旦使用者施加的向内的压力大于弹簧90所施加的向外压力，盖60、筒70、转子80和透镜20的整体开始向着图像传感器芯片10的方向移动。在移动过程中的一个阶段，转子80的凸起82接触底座30顶表面33上的凸起32。一方面转子80的凸起82的形状和位置以及另一方面底座30上的凸起32的形状和位置彼此相互适应，从而使得运动可以继续，转子80被迫旋转。在该过程中，转子80的凸起82的倾斜表面沿着底座30上的凸起32的倾斜表面滑动，直到转子80的凸起82的最低尖端83到达就在两个凸起32之间的底座30上的凸起32构成的带的最低平面位置。此时，使用者感觉到盖60不能向里再移动了。当使用者不再施加压力时，盖60又在弹簧90的作用下被按压离开图像传感器芯片10。一旦转子80的凸起82接触壳体50上的凹部52的短槽53的上侧56，盖60、筒70、转子80和透镜20的整体的自动移动就停止。由于转子80被迫旋转，凸起82就不再处于与长槽54的上侧55接触的位置。
短槽53的上侧56是倾斜的。结果，转子80的凸起82的最高尖端84沿着上侧56滑动，直到凸起82靠住短槽53的侧面57。在该点停止了转子80的旋转，并且停止了盖60、筒70以及透镜20的相关的方向向外的移动。然后透镜20到了第二保持位置，如图3中所示，其中透镜20和图像传感器芯片10之间的距离小于焦距，成像模块1处于非工作状态。在这种状态，盖60的上侧与壳体50的上侧处于接近相同的水平面。在成像模块1所有可能的位置中，透镜20在给盖60施加向上压力的弹簧90的作用下被保持在第二保持位置。
当使用者想要将成像模块1的状态再变为工作状态时，他需要再次向内按压盖60。在这个过程中，一旦转子80的凸起82不再接触短槽53的侧面57，而是转子的凸起82接触底座30上的凸起32，转子80被迫旋转，直到转子80的凸起82的最低尖端83到达就在两个凸起32之间的底座30上的凸起32构成的带的最低平面位置。当使用者停止施力时，盖60又在弹簧90的作用下被按压离开图像传感器芯片10。一旦转子80的凸起82接触壳体50上的凹部52的长槽54的上侧55，盖60、筒70、转子80和透镜20的整体的自动移动就停止，凸起82就不再处于与短槽53的上侧56接触的位置。
长槽54的上侧55是倾斜的。结果，转子80的凸起82的最高尖端84沿着上侧55滑动，直到凸起82靠住长槽54的侧面58。在该点停止了转子80的旋转，并且停止了盖60、筒70以及透镜20的相关的方向向外的移动。随后透镜20又处于第一保持位置。
从上面的叙述应当明白，要改变成像模块1的状态，使用者所要做的只是向内按压盖60直到盖60不能再移动，然后停止施加压力。由于转子80的凸起82与底座30上的凸起32接触的结果导致了转子80的被迫旋转，转子80的凸起82相对于壳体50发生位移，从而被壳体50上的凹部52的与前次不同的槽53、54接受。
在根据本发明的成像模块1的所示出的实施例中，转子80总是沿着同一方向进行旋转。
在在各图中都没有示出的根据本发明的成像模块的一个可能实施例中，筒70和转子80是盖60的整体部分，或者只有转子80是盖60的整体部分而省略了筒70。在这种实施例中，使用者也可以通过向内按压盖60而改变模块的状态。然而，在从工作状态向非工作状态改变的过程中以及相反的过程中，盖60相对于底座30旋转。应当理解，根据本发明的成像模块1的实施例包括可旋转布置的转子80是优选的，因为在这样的实施例中，不需要为了改变成像模块的状态而进行盖60的角位移。
对于熟悉本领域的技术人员应当理解，在本发明的范围之内，当向内按压盖60并且再放开时用于将成像模块1的状态从工作状态自动变为非工作状态以及相反改变的转子80和底座30上的凸起32并不是必需的元件。然而，包括所述元件的成像模块1是优选的，因为这样更易于操作该模块1。在没有转子80和底座30上的凸起32的可选成像模块中，盖60的下侧可包括位于壳体50内表面51上的齿形凹部52内的凸起，从而可以省略筒70。为了改变这种模块的状态，使用者不仅需要向内按压盖60并且再放开盖60，还需要旋转盖60。优选地，采取措施以有助于盖60的手动旋转。盖60的上表面例如可以设有肋或者小凸起，从而让使用者在盖60上有所抓持。
在可选的成像模块中，可以在壳体50的内表面51设置凸起，并且盖的外表面可以包括用于接收凸起的凹部。
对于熟悉本领域的技术人员应当清楚，本发明的范围并不仅限于前面所述的实施例，在不脱离本发明所附权利要求限定的范围，还可以有多种改进或变化。
前面描述了成像模块1。该成像模块1包括上部20、60、70、80和下部10、30、40、50，它们可以相对彼此移动。设置有弹簧90从而相对彼此向外按压上部20、60、70、80以及下部10、30、40、50。
下部10、30、40、50包括用于保持图像传感器芯片10的底座30、以及具有齿形凹部52的壳体50。凹部52包括交替的短槽53和长槽54。
上部20、60、70、80包括用于保持透镜20的盖60、以及可旋转布置的转子80。转子80的环81位于盖60的下侧和筒70的凸缘71之间，而转子80的凸起82位于壳体50的凹部51中。
当向着底座30按压盖60时，通过底座30上的凸起32接触转子80上的凸起82而迫使转子80旋转。当再次放开盖60时，转子80上的凸起82被与前次不同凹部52的槽53、54所接受。这样，就可以改变透镜20和图像传感器芯片10之间的距离。
权利要求
1.成像模块(1)，包括图像传感器芯片(10)；透镜(20)，其中透镜(20)和图像传感器芯片(10)可相对彼此移动；用于相对于图像传感器芯片(10)将透镜(20)保持在第一距离的第一保持装置(54，82)；以及用于相对于图像传感器芯片(10)将透镜(20)保持在第二距离的第二保持装置(53，82)。
2.如权利要求1所述的成像模块(1)，其特征在于，保持装置(53，54，82)被设计成，通过透镜(20)和图像传感器芯片(10)相对彼此的向内运动而处于未启动状态、以及通过透镜(20)和图像传感器芯片(10)相对彼此的向外运动而处于启动状态。
3.如权利要求1或2所述的成像模块(1)，其特征在于，还包括有定位装置(32，80)，用于在第一保持装置(54，82)未启动时自动启动第二保持装置(53，82)，反之亦然。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的成像模块(1)，其特征在于图像传感器芯片(10)位于成像模块(1)的下部(10、30、40、50)；透镜(20)由成像模块(1)的上部(20、60、70、80)保持；下部(10、30、40、50)和上部(20、60、70、80)可以相对彼此移动；下部(10、30、40、50)设置有第一啮合装置(52)；以及上部(20、60、70、80)设置有用于与第一啮合装置(52)啮合的第二啮合装置(82)。
5.如权利要求4所述的成像模块(1)，其特征在于，上部(20、60、70、80)设置有上凸起(82)，下部(10、30、40、50)设置有用于接收上凸起(82)的凹部(52)。
6.如权利要求5所述的成像模块(1)，其特征在于，上凸起(82)具有三角形形状。
7.如权利要求5或6所述的成像模块(1)，其特征在于，下部(10、30、40、50)上的凹部(52)包括长槽(54)和短槽(53)。
8.如权利要求7所述的成像模块(1)，其特征在于，槽(53，54)的上侧(55，56)是倾斜的。
9.如权利要求5-8中任意一项所述的成像模块(1)，其特征在于，下部(10、30、40、50)包括有下凸起(32)，下凸起(32)设置成与成像模块(1)的上部(20、60、70、80)的上凸起(82)接触。
10.如权利要求9所述的成像模块(1)，其特征在于，下凸起(32)具有三角形形状。
11.如权利要求5-10中任意一项所述的成像模块(1)，其特征在于，上部(20、60、70、80)包括支撑上凸起(82)的可旋转转子(80)。
12.如权利要求1-11中任意一项所述的成像模块(1)，其特征在于，所述第一距离对应于透镜(20)的焦距，所述第二距离小于所述第一距离。
13.如权利要求1-12中任意一项所述的成像模块(1)，其特征在于，还包括用于相对彼此向外按压透镜(20)和图像传感器芯片(10)的按压装置(90)，该按压装置优选地包括螺旋弹簧(90)。
14.便携式电话，包括如权利要求1-13中任意一项所述的成像模块。
全文摘要
一种成像模块(1)包括上部(20、60、70、80)和下部(10、30、40、50)，它们可以相对彼此移动。下部(10、30、40、50)保持着图像传感器芯片(10)并且具有包括交替的短槽(53)和长槽(54)的齿形凹部(52)。上部(20、60、70、80)保持着透镜(20)并具有可旋转布置的转子(80)。转子(80)的凸起(82)位于下部(10、30、40、50)的凹部(52)中，其中上部在弹簧(90)作用下被向上按压。每次将上部(20、60、70、80)向着下部(10、30、40、50)按压并随后放开，转子(80)的凸起(82)被另一个槽(53，54)接收。这样，就可以改变透镜(20)和图像传感器芯片(10)之间的距离。
文档编号H04N5/225GK1764859SQ200480007854
公开日2006年4月26日 申请日期2004年3月18日 优先权日2003年3月24日
发明者特尼斯·A·卡森纳尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司