专利名称：镜片及相机模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镜片，以及一种使用该镜片实现对焦或变焦的相机模组。
技术背景随着数码相机技术不断发展，手机内建数码相机的需求也越来越大，数码相机也更加趋 向于短小化，轻薄化。近年来，使用者对手机内建数码相机的要求不再仅仅局限于低阶的数 码相机功能，而是希望手机内建数码相机能够提供光学变焦或是光学对焦的功能。此两种功 能都需要光学相机模组内的镜片做相对的运动。传统的相机模组采用驱动马达来驱动透镜组及一个与透镜组相对设置的感光元件。但是 驱动马达的体积大，结构复杂，不利于相机模组的短小轻薄化。发明内容有鉴于此，提供一种结构简单且能实现相对运动的镜片及相机模组实为必要。 一种镜片，包括透镜及透镜周边。该透镜周边形成有三段周期性分布的凸轮路径面。 一种相机模组，包括一个镜筒及一个镜座。该镜筒通过螺纹与镜座相啮合，该镜座中收 容有感光元件。该镜筒包括第一部分及第二部分及一个旋转间隔环。该第一部分与第二部分 卡固在一起且旋转间隔环夹于其间。该第二部分收容有一个上述镜片及一个固定间隔环。该 镜片位于该旋转间隔环与该固定间隔环之间。该镜片具有凸轮路径面的一面与该旋转间隔环 相对，该镜片的另一面与该固定间隔环相对。该旋转间隔环与该镜片相对的一面上均匀设置 有三个凸轮销，该固定间隔环与该镜片相对的一面上均匀设置有三个弹性构件。该三个凸轮 销抵顶在该三段凸轮路径面上，该镜片承靠在该三个弹性构件上。一种相机模组，包括第一镜筒、第二镜筒及一个镜座。该第二镜筒通过螺纹与该镜座相 啮合，该镜座中收容有感光元件。该相机模组进一步包括一个旋转间隔环，该第一镜筒与该 第二镜筒卡固在一起且该旋转间隔环夹于其间。该第一镜筒内收容有一个如前所述的第一镜 片和一个第一固定间隔环，该第二镜筒内收容有一个如前所述的第二镜片和一个第二固定间 隔环。该第一镜片和该第二镜片分别位于该旋转间隔环与该第一固定间隔环和该第二固定间 隔环之间，该第一镜片与该第二镜片具有凸轮路径面的一面与该旋转间隔环相对，该第一镜 片与该第二镜片的另一面分别与该第一固定间隔环和该第二固定间隔环相对。该旋转间隔环 与该第一镜片相对的一面上均匀设置有三个第一凸轮销，该旋转间隔环与该第二镜片相对的一面上均匀设置有三个第二凸轮销。该第一固定间隔环与该第一镜片相对的一面上均匀设置 有三个第一弹性构件，该第二固定间隔环与该第二镜片相对的一面上均匀设置有三个第二弹 性构件。该三个第一凸轮销抵顶在该第一镜片的三段凸轮路径面上，该第一镜片承靠在该三 个第一弹性构件上，该三个第二凸轮销抵顶在该第二镜片的三段凸轮路径面上，该第二镜片 承靠在该三个第二弹性构件上。相对于现有技术，具有凸轮销的旋转间隔环和镜片的凸轮路径面相配合。在旋转间隔环 旋转的过程中，每一个凸轮销分别抵顶一段凸轮路径面，且在弹性构件的支撑作用下，每个 凸轮销可以始终同步抵顶凸轮路径面，旋转间隔环和镜片始终保持三点接触，从而可以使镜 片作稳定的轴向运动，达到对焦或变焦的效果。该相机模组不需要传统的步进马达便可以实 现对焦或变焦的功能，有利于相机模组的短小轻薄化。当然该相机模组也可以与传统的步进 马达相结合以达到更好的效果。
图l是本发明的第一实施例提供的镜片的立体示意图。图2是图1提供的第一实施例的镜片的主视图。图3是本发明的第二实施例提供的镜片的立体示意图。图4是本发明的第三实施例提供的镜片的主视图。图5是本发明的第四实施例提供的镜片的主视图。图6是本发明的第五实施例提供的相机模组的立体分解图。图7是图6提供的第五实施例的相机模组的立体组装图。图8是本发明的第五实施例提供的相机模组沿图7中WFWI方向的剖面示意图。图9是本发明的第六实施例提供的相机模组剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的镜片及相机模组作进一步详细说明。请一并参阅图1及图2，本发明的第一实施例提供的镜片IO，其包括一个光学透镜12和一 个透镜周边14。该光学透镜12为光学路径区域，该透镜周边14为非光学路径区域。该光学透 镜12由该透镜周边14包围。该光学透镜12包括一个光学透镜表面120，光学透镜表面120可以 为球面，也可以为非球面。该透镜周边14包括第一表面140与第二表面142，该第一表面140 与第二表面142相平行且该第一表面140与该第二表面142垂直于该光学透镜12的光轴。该透 镜周边14为圆环状且与光学透镜12同轴。该镜片10可以经由射出成型、模压成型等方法制得所述透镜周边14的第一表面140或第二表面142上形成有三段凸轮路径面144。于本实施 例中，所述三段凸轮路径面144通过射出成型、模压成型等方法成型于透镜周边14的第一表 面140上。该三段凸轮路径面144呈周期性分布，即每一段凸轮路径面144上的起点至终点的 路径长度均相等，路径面弯曲幅度相同，且每一段凸轮路径面144距该光学透镜12光轴的径 向距离均相等。每一段凸轮路径面144的路径相对所述透镜周边14的第一表面140具有倾斜幅 度，也即每一段凸轮路径面144上起点至终点的每一位置处相对所述透镜周边14的第一表面 140的高度不同。于本实施例中，三段凸轮路径面144在形成时设计成沿同一方向上升倾斜， 从图l箭头方向看，为向顺时针方向上升倾斜。所述三段凸轮路径面144中的每一段凸轮路径 面的路径相对所述透镜周边14的第一表面140的倾斜幅度可以根据精度需要而设置。本实施 例中，所述三段凸轮路径面144中的两两凸轮路径面144之间均首尾相连，每一段凸轮路径面 144的起点至终点对应的圆弧夹角均为120度。请参阅图3，为本发明的第二实施例提供的镜片20。所述第二实施例与所述第一实施例 的区别在于透镜周边24的凸轮路径面244中的相邻两个凸轮路径面244之间可以间隔一定的 圆弧距离。请参阅图4，为本发明的第三实施例提供的镜片30。所述第三实施例与所述第一实施例 的区别在于凸轮路径面344同时设置在第一表面340和第二表面342上。请参阅图5，为本发明的第四实施例提供的镜片40。所述第四实施例与所述第二实施例 的区别在于凸轮路径面444同时设置在第一表面440和第二表面442上。请参阅图6、图7及图8，本发明第五实施例提供了一种对焦相机模组50，该对焦相机模 组50包括镜筒52及镜座54，镜筒52通过螺纹与镜座54相啮合。该镜筒52内可以设置第一至第 四实施例所提供的任一镜片，于本实施例中，该镜片为第一实施例所提供的镜片IO。该镜座 54中与镜筒52相对设置有一感光元件540，该感光元件可以为胶片、电荷耦合装置(Charge Coupled Device,简称CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor, 简禾尔CMOS)。该镜筒52分为第一部分520及第二部分522，镜片10收容于第二部分522。该镜筒第一部 分520和第二部分522卡固在一起且该旋转间隔环56夹于其间。镜筒第一部分520与第二部分 522相配合的端面上均匀分布有三个定位柱524，且三个定位柱524距离镜筒52中心轴的距离 相等，即三个定位柱524分布在与镜筒52中心轴同心的同一圆周上。镜筒第二部分522与第一部分520相配合的端面上均匀分布有三个与上述三个定位柱524 相配合的定位孔526 ，定位柱524与定位孔526的配合即实现了上述的卡固。该旋转间隔环56与所述三个定位柱524相配合的分布有三个圆弧形开口528。所述三个圆 弧形开口528均匀分布在与镜筒52中心轴同心的同一圆周上，且三个元弧形开口528的形状完 全相同。三个圆弧形开口528之间间隔一定的圆弧距离。该三个圆弧形开口528的径向宽度大 于或等于所述三个定位柱524的直径，使得定位柱524可以在圆弧形开口528内自由的移动。在进行镜筒52组装时首先将镜筒的第一部分520的定位柱524插入旋转间隔环56的弧形开 口528，然后再将镜筒的第一部分520连同旋转间隔环56—同通过定位柱524与镜筒第二部分 522的定位孔526进行卡合。所述旋转间隔环56与镜片10相对的表面上还均匀设置有三个凸轮销560，三个凸轮销 560在旋转间隔环的表面上的分布位置之间的圆弧夹角均为120度。优选的，三个凸轮销560 分别设置在所述三个圆弧形开口的尾端。三个凸轮销560为高度相等的柱状体，且优选的， 每一个凸轮销560的高度大于或等于每一段凸轮路径面的起点至终点的高度。镜筒第二部分522进一步收容有一个固定间隔环530。所述镜片10位于所述旋转间隔环 56和固定间隔环530之间。镜片10具有凸轮路径面的第一表面140与旋转间隔环56相对，镜片 10的第二表面142与固定间隔环530相对。该固定间隔环530与镜片10相对的一面上设置有三 个弹性构件532。三个弹性构件532在固定间隔环530表面上的分布位置之间的圆弧夹角均为 120度，三个弹性构件532的高度相等。该弹性构件532可以为弹簧也可以为弹片，本实施例 所采用的是弹簧。该弹性构件532可以粘固于该固定间隔环530和该镜片10之间，也可以通过 设置在固定间隔环530上的定位柱534和镜片10上的定位孔536相配合，这样镜片10在操作过 程中将不随旋转间隔环56进行旋转仅进行上下移动。定位孔536的深度大于或等于弹簧的收 縮长度。也可以通过在镜片上设置与弹簧相匹配的突起等方法来固定镜片。所述镜片10的第二表面142承靠在所述固定间隔环530的弹性构件532上，且在所述弹性 构件532的支撑作用下，所述旋转间隔环56的三个凸轮销560分别抵顶所述镜片10的三段凸轮 路径面。当旋转间隔环56进行转动时，所述三个凸轮销560将沿着三段凸轮路径面的路径移动。 镜片10在弹性构件532的支撑作用下，三个凸轮销560抵顶每一段凸轮路径面的具倾斜高度变 化的路径，如此，旋转间隔环56在围绕其中轴线作圆周转动的同时，镜片10在作上升及下降 的轴向位移。当凸轮销560抵顶在每一段凸轮路径面的最小高度处时，弹性构件532所产生的 弹性形变最小，镜片10向旋转间隔环56方向移动；当凸轮销560抵顶在每一段凸轮路径面的 最大高度处，弹性构件532所产生的弹性形变最大，镜片10向固定间隔环530方向移动。镜片 IO的轴向位移可达到的最大高度值为每一段凸轮路径面上起点至终点的高度差。由于三段凸轮路径面以及三个凸轮销560均对称设置，旋转间隔环56的凸轮销560将同步抵顶镜片10的三 段凸轮路径面的某一高度位置处，也即旋转间隔环56始终以三点接触镜片10，如此确保了镜 片10运动的稳定性，避免产生轴向位移的运动误差以及径向偏心的运动误差。镜片10在作轴 向运动的同时实现了对焦的功能。请参阅图9，本发明第六实施例提供了一种变焦相机模组60，该对焦相机模组60包括第 一镜筒62、第二镜筒64及镜座66。第二镜筒64通过螺纹与镜座66相啮合。该镜座66内收容有 感光元件660。第一镜筒62和第二镜筒64内分别收容有第一至第四实施例所提供的第一镜片 620和第二镜片640，于本实施例中，所述第一镜片620和第二镜片640为第一实施例所提供的 镜片IO。第一镜筒62和第二镜筒64卡固在一起且旋转间隔环68夹于其间。第一镜筒62与第二镜筒 64相配合的端面上均匀分布有三个定位柱622，且三个定位柱622距离第一镜筒62中心轴的距 离相等，即三个定位柱622分布在与第一镜筒62中心轴同心的同一圆周上。第二镜筒64与第一镜筒62相配合的端面上均匀分布有三个与上述三个定位柱622相配合 的定位孔642。该旋转间隔环68与所述三个定位柱622相配合的分布有三个圆弧形开口680。该三个圆弧 形开口680的径向宽度大于所述三个定位柱622的直径，使得定位柱622可以在圆弧形开口 680内自由的移动。在进行镜筒组装时首先将第一镜筒62的定位柱620插入旋转间隔环68的圆弧形开口680， 然后再将第一镜筒62连同旋转间隔环68—同通过定位柱620与第二镜筒64进行卡合。第一镜筒62进一步收容有一个第一固定间隔环624。所述第一镜片620位于所述旋转间隔 环68和第一固定间隔环624之间。第一镜片620具有凸轮路径面的第一表面140与旋转间隔环 68相对，第一镜片620的第二表面142与第一固定间隔环624相对。该第一固定间隔环624与第 一镜片620相对的一面上设置有三个第一弹性构件626。三个第一弹性构件626在第一固定间 隔环624表面上的分布位置之间的圆弧夹角均为120度，三个第一弹性构件626的高度相等。 该第一弹性构件626可以为弹簧也可以为弹片，本实施例中采用的是弹簧。该第一弹性构件 626可以粘固于该第一固定间隔环624和该第一镜片620之间，也可以通过设置在第一固定间 隔环624上的定位柱628和第一镜片620上的定位孔630相配合，这样第一镜片620在操作过程 中将不随旋转间隔环68进行旋转仅进行上下移动。定位孔630的深度大于弹簧的收縮长度。 也可以通过在第一镜片620上设置与弹簧相匹配的突起等方法来固定第一镜片620。所述第一镜片620的第二表面142承靠在所述第一固定间隔环624的第一弹性构件626上，且在所述第一弹性构件626的支撑作用下，所述旋转间隔环68的三个第一凸轮销682分别抵顶 所述第一镜片620的三段凸轮路径面。第二镜筒64进一步收容有一个第二固定间隔环644。所述第二镜片640位于所述旋转间隔 环68和第二固定间隔环644之间。第二镜片640具有凸轮路径面的第一表面与旋转间隔环68相 对，第二镜片640的第二表面与第二固定间隔环644相对。该第二固定间隔环644与第二镜片 640相对的一面上设置有三个第二弹性构件646。三个第二弹性构件646在第二固定间隔环 644表面上的分布位置之间的圆弧夹角均为120度，三个第二弹性构件646的高度相等。该第 二弹性构件646可以为弹簧也可以为弹片，本实施例中采用的是弹簧。该旋转间隔环68与第 二镜片620相对的一面上均匀设置有三个第二凸轮销684。所述第二镜片640的第二表面承靠在所述第二固定间隔环644的第二弹性构件646上，且 在所述第二弹性构件646的支撑作用下，所述旋转间隔环68的三个第二凸轮销684分别抵顶所 述第二镜片640的三段凸轮路径面。当旋转间隔环68进行转动时，所述第一凸轮销682和所述第二凸轮销684将分别沿着第一 镜片620和第二镜片640的凸轮路径面的路径移动。第一镜片620和第二镜片640分别在第一弹 性构件626和第二弹性构件646的支撑作用下，凸轮销抵顶每一段凸轮路径面的具倾斜高度变 化的路径，如此，旋转间隔环68在围绕其中轴线作圆周转动的同时，第一镜片620和第二镜 片640作上升及下降的相对位移，从而实现变焦。当然，所述镜片也不并局限于上述实施例提供的，镜片的透镜周边可以形成多于三段的 凸轮路径面，而旋转间隔环也可以设置多于三个的凸轮销，凸轮路径面的倾斜幅度及排布方 式还有凸轮销与凸轮路径面的接触方式及排布方式都可以根据实际需要的精度而设置。仅须 满足旋转间隔环转动过程中能够保证凸轮销与凸轮路径面接触的稳定性即可。相对于现有技术，具有凸轮销的旋转间隔环和镜片的凸轮路径面相配合。在旋转间隔环 旋转的过程中，每一个凸轮销分别抵顶一段凸轮路径面，且在弹性构件的支撑作用下，每个 凸轮销可以始终同步抵顶凸轮路径面，旋转间隔环和镜片始终保持三点接触，从而可以使镜 片作稳定的轴向运动，达到对焦或变焦的效果。该相机模组不需要传统的步进马达即可以实 现对焦或变焦的功能，有利于相机模组的短小轻薄化。当然该相机模组也可以与传统的步进 马达相结合以达到更好的效果。可以理解的是，对在本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构 思做出其它各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属在本发明权利要求的保护 范围。
权利要求
1. 一种镜片，其包括透镜及透镜周边，其特征在于，该透镜周边形成有三段周期性分布的凸轮路径面。
2.如权利要求l所述的镜片，其特征在于，所述透镜周边具有相互平 行的两个表面，且所述两个表面与透镜光轴相垂直。
3.如权利要求l所述的镜片，其特征在于，所述三段凸轮路径面之间 首尾相连，每一段凸轮路径面的起点至终点对应的圆弧夹角均为120度。
4.如权利要求l所述的镜片，其特征在于，所述三段凸轮路径面之间 间隔相等的形成于所述透镜周边的一个表面上。
5.如权利要求l所述的镜片，其特征在于，所述三段凸轮路径面通过 射出成型或者模压成型的方法形成于所述透镜周边的一个表面上。
6.如权利要求l所述的镜片，其特征在于，所述三段凸轮路径面沿同 一方向上升倾斜。
7.一种相机模组，其包括一个镜筒及一个镜座，该镜筒通过螺纹与 镜座相啮合，该镜座中收容有感光元件，其特征在于，该镜筒包括第一部分及第二部分及一 个旋转间隔环，该第一部分与第二部分卡固在一起且旋转间隔环夹持在其间，该第二部分收 容有一个如权利要求1至6中任一项所述的镜片及一个固定间隔环，该镜片位于该旋转间隔环 与该固定间隔环之间，该镜片具有凸轮路径面的一面与该旋转间隔环相对，该镜片的另一面 与该固定间隔环相对，该旋转间隔环与该镜片相对的一面上均匀设置有三个凸轮销，该固定 间隔环与该镜片相对的一面上均匀设置有三个弹性构件，该三个凸轮销抵顶在该三段凸轮路 径面上，该镜片承靠在该三个弹性构件上。
8.如权利要求7所述的相机模组，其特征在于，该镜筒第一部分与第 二部分相配合的端面上均匀分布有三个定位柱，该镜筒第二部分与第一部分相配合的端面上 均匀分布有三个与该三个定位柱相配合的定位孔，该旋转间隔环上与该三个定位柱相配合的 分布有三个圆弧形开口 ，该三个定位柱穿过该三个圆弧形开口插于该三个定位孔中实现所述镜筒第一部分和第二部分的卡固。
9,如权利要求7所述的相机模组，其特征在于，该三个弹性构件为弹 簧或者弹片。
10, 一种相机模组，其包括第一镜筒、第二镜筒及一个镜座，该第二 镜筒通过螺纹与该镜座相啮合，该镜座中收容有感光元件，其特征在于，该相机模组进一步 包括一个旋转间隔环，该第一镜筒与该第二镜筒卡固在一起且该旋转间隔环夹持在其间，该 第一镜筒内收容有一个如权利要求1至6中任一项所述的第一镜片和第一固定间隔环，该第二 镜筒内收容有一个如权利要求1至6中任一项所述的第二镜片和第二固定间隔环，该第一镜片 和该第二镜片分别位于该旋转间隔环与该第一固定间隔环和该第二固定间隔环之间，该第一 镜片与该第二镜片具有凸轮路径面的一面与该旋转间隔环相对，该第一镜片与该第二镜片的 另一面分别与该第一固定间隔环和该第二固定间隔环相对，该旋转间隔环与该第一镜片相对 的一面上均匀设置有三个第一凸轮销，该旋转间隔环与该第二镜片相对的一面上均匀设置有 三个第二凸轮销，该第一固定间隔环与该第一镜片相对的一面上均匀设置有三个第一弹性构 件，该第二固定间隔环与该第二镜片相对的一面上均匀设置有三个第二弹性构件，该三个第 一凸轮销抵顶在该第一镜片的三段凸轮路径面上，该第一镜片承靠在该三个第一弹性构件上 ，该三个第二凸轮销抵顶在该第二镜片的三段凸轮路径面上，该第二镜片承靠在该三个第二 弹性构件上。
全文摘要
本发明涉及一种镜片，及使用该镜片的相机模组。所述镜片包括透镜及透镜周边。该透镜周边形成有三段周期性分布的凸轮路径面。使用该镜片的相机模组可以实现对焦或变焦的功能。
文档编号G02B7/02GK101231371SQ20071020010
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月24日 优先权日2007年1月24日
发明者张仁淙 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司