用于成像设备的透镜模块的制作方法_4

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于第一保持件31与透镜35h的面向透镜35g的一侧上的表面之间。同样,相对更软的粘合剂36h置于第一保持件31与透镜35h的与透镜35g相反的一侧上的表面之间。
[0203]通过将具有不同弹性模量的粘合剂36g和36h设置在透镜35h的不同侧上,可以调节透镜35h的热变形,并且因此,可以调节透镜之间的距离d。S卩,通过适当地确定粘合剂36g和36h中的哪一者应该设置在透镜35h的不同侧中的哪一侧上,可以使透镜35g的折射率和35h的折射率的变化对焦距f的影响以及透镜35h所产生的变形对焦距f的影响彼此抵消,从而减小焦距f随着温度的变化而发生的变化。
[0204]此外,由于用于补偿透镜35g的折射率和35h的折射率的装置正是通常用于固定透镜35g和35h的粘合剂,因此可以防止增加透镜模块40和成像设备I的部件的数量。
[0205]第五实施方式
[0206]接下来,参照图1lA至图1lC对本发明的第五实施方式进行描述。第五实施方式与第一实施方式的不同在于,对象侧透镜35a和图像侧透镜35b分别由对象侧透镜35i和图像侧透镜35 j替换,并且对象侧粘合剂36a和图像侧粘合剂36b由对象侧粘合剂36i和图像侧粘合剂36 j替换。
[0207]第一保持件31、对象侧透镜351、图像侧透镜35j、对象侧粘合剂36i和图像侧粘合剂36j构成透镜模块40。在第五实施方式中,对象侧透镜35i对应于第一透镜,图像侧透镜35j对应于第二透镜,对象侧粘合剂36i对应于第二粘合剂并且图像侧粘合剂36j对应于第一粘合剂。
[0208]在本实施方式中,对象侧透镜35i为由树脂制成的透镜,而图像侧透镜35j为由玻璃制成的透镜。
[0209]这两个透镜35i和35 j构成透镜组件。图像侧透镜35 j比对象侧透镜35i更靠近图像形成侧或固体成像元件33a的一侧设置。
[0210]对象侧粘合剂36i置于对象侧透镜35i的对象侧(图1lA至图1lC中的左侧)上的表面的周缘部与第一内凸缘31c之间以使对象侧透镜35i粘附至第一内凸缘31c。图像侧粘合剂36j置于对象侧透镜35i的图像形成侧(固体成像元件33a的一侧)上的表面的周缘部与第二内凸缘31d之间以使对象侧透镜35i粘附至第二内凸缘31d。此处,图像形成侧为由透镜35i和35j形成图像的一侧(图1lA至图1lC的右侧)。
[0211]在硅橡胶粘合剂的弹性模量(例如,杨氏模量)比对象侧透镜35i的弹性模量小的情况下,对象侧粘合剂36i可以是硅橡胶粘合剂。对象侧粘合剂36i可以是除硅橡胶粘合剂之外的粘合剂,但其弹性模量必须比对象侧透镜35i的弹性模量小。由于对象侧粘合剂36i的弹性模量比对象侧透镜35i的弹性模量小,对象侧粘合剂36i的线性膨胀系数比对象侧透镜35i的线性膨胀系数大。
[0212]在环氧树脂粘合剂的弹性模量比对象侧透镜35i的弹性模量大的情况下,图像侧粘合剂36j可以是环氧树脂粘合剂。图像侧粘合剂36j可以是除环氧树脂粘合剂之外的粘合剂,但其弹性模量必须比对象侧透镜35i的弹性模量大。由于图像侧粘合剂36j的弹性模量比对象侧透镜35i的弹性模量大,图像侧粘合剂36 j的线性膨胀系数比对象侧透镜35i的线性膨胀系数小。
[0213]如此以来,对象侧透镜35i在其具有对象侧粘合剂36i的对象侧的表面处粘附至第一内凸缘31c,并且在其具有图像侧粘合剂36j的图像侧(固体成像元件33a的一侧)的表面处粘附至第二内凸缘31d。
[0214]对图像侧透镜35j而言,置于对象侧上的表面的周缘部与第二内凸缘31d之间的粘合剂和置于图像侧上的表面的周缘与第三内凸缘31e之间的粘合剂的材料和弹性模量彼此相同。
[0215]如上文所解释的,图像侧透镜35j粘附至第二内凸缘31d,其中,粘合剂位于对象侧上的表面处,并且图像侧透镜35j在具有相同粘合剂的图像侧上的表面处粘附至第三内凸缘31e。
[0216]接下来,对对象侧透镜35i和图像侧透镜35j的光学特性进行解释。当对象侧透镜35i的焦距为Π,图像侧透镜35j的焦距为f2,并且对象侧透镜35i与图像侧透镜35j之间的距离(下文称为“透镜之间的距离”)为d时,透镜组件的焦距f由下述等式给出:
[0217]f = flX f2/ (fl+f2 — d)
[0218]在本实施方式中,flXf2的值为正。这是因为由于对象侧透镜35i和图像侧透镜35j两者为凸透镜,焦距fl和f2两者为正。flXf2 > O的关系总是保持在与第一实施方式的操作温度范围相同的操作温度范围内。此外,(fl+f2 — d)的值在操作温度范围内总为正。因此,由透镜35i和35j构成的透镜组件的焦距f在操作温度范围内为正。
[0219]当对象侧透镜35i和图像侧透镜35 j的温度等于预定正常温度Tl (例如,20°C )时,预先将透镜组件的焦点调节成与固体成像元件33a的位置一致。此处,假定透镜之间的距离d在透镜35i和35 j的温度为Tl时为d_Tl。
[0220]当对象侧透镜35i和图像侧透镜35 j的温度从Tl增大时,发生下述情况。在这种情况下,透镜35i的折射率和35j的折射率随着温度的升高而改变以减小透镜组件的焦距fo这将在下文进行更具体地解释。
[0221]假定由透镜35i和35j构成的透镜组件的焦距f在透镜35i和35j的温度等于正常温度Tl时为f_Tl,并且焦距Π和f2在透镜35i和35 j的温度已经增大至高温T2 (例如,100C )时分别为fl_T2和f2_T2o在这种情况下,保持了 f_Tl > f 1_T2Xf2_T2/(f 1_T2+f2_T2 - d_Tl)的关系。附带地,由于该不等式的右侧的分母等于正常温度Tl处的透镜之间的距离d,因此右侧的值在高温T2处与透镜组件的焦距f不同。即,在透镜之间的距离d在正常温度Tl处的值和在高温T2处的值彼此相等的情况下,透镜组件的焦距f由于透镜35i的折射率和35j的折射率的变化而变短。
[0222]通常,透镜的折射率大致为其操作温度范围内的温度的线性函数。因此,无论T2的值为何,都保持上述关系,只要T2在操作温度范围内即可。当透镜35i和35j的温度从正常温度Tl降至低温T3时,保持了与上文的关系相反的关系。T3可以例如是-40°C。
[0223]S卩,在这种情况下,透镜35i的折射率和35j的折射率随着温度的降低而变化以增大透镜组件的焦距f。在透镜35i和35j的温度已经降至低温T3之后,当假定焦距fl为fl_T3 并且焦距 f2 为 f2_T3 时,保持了 f_Tl < f 1_T3 X f2_T3/ (fl_T3+f2_Τ3 一 d_Tl)的关系。即,在透镜之间的距离d在正常温度Tl处的值和在低温T3处的值彼此相等的情况下,透镜组件的焦距f由于透镜35i的折射率和35j的折射率的变化而变长。
[0224]如上文所述的折射率的变化和焦距的变化在满足下述条件(A)、(B)和(C)时可以用于由透镜35i和35j构成的透镜组件,例如:
[0225](A)对象侧透镜35i中的折射率的变化的量和所产生的焦距的变化的量远远大于图像侧透镜35j中的折射率的变化的量和所产生的焦距的变化的量。
[0226](B)焦距fl由于折射率随着温度的升高的变化而减小,并且由于折射率随着温度减小的变化而增大。
[0227](C)焦距f2在操作温度范围内总是比透镜之间的距离d大。
[0228]由于树脂透镜满足条件⑶,因此,由烯烃聚合物制成的透镜是已知的。
[0229]接下来,对由透镜35i和35j构成的透镜组件的焦距f随着温度的变化而发生的变化进行详细解释。如图1lA中所示,透镜之间的距离d在透镜35i和35j处于正常温度Tl时为d_Tl。如在前文中所解释的,透镜组件的焦点此时与固体成像元件33a的位置一致。
[0230]如图1lB中所示,当透镜组件的温度增大至高温T2时,对象侧透镜35i变形。对象侧粘合剂36i的弹性模量比对象侧透镜35j的弹性模量小。即,对象侧粘合剂36i比对象侧透镜35i更软。图像侧粘合剂36j的弹性模量比对象侧透镜35i的弹性模量大。SP,图像侧粘合剂36j比对象侧透镜35i更硬。因此,对象侧透镜35i在与图像侧粘合剂36j及其附近接触的表面处由于温度的升高(热膨胀)而变形的量比在与对象侧粘合剂36i及其附近接触的表面处由于温度的升高而变形的量小。即,对象侧透镜35i在对象侧粘合剂36?的一侧处比在图像侧粘合剂36j的一侧处更自由地变形。
[0231]因此,由于对象侧透镜35i弯曲,对象侧透镜35i沿用于使其中央部远离图像侧透镜35j的方向移动。因此,透镜之间的距离d从d_Tl增大至d_T2。如此以来,透镜之间的距离d随着透镜35i和35j的温度的升高而增大。
[0232]如图1lC中所示,当透镜35i和35j的温度从正常温度Tl减小至低温T3时,对象侧透镜35i变形。对象侧透镜35i在与对象侧粘合剂36i及其附近接触的表面处由于温度的降低(热收缩)而变形的量比在与图像侧粘合剂36j及其附近接触的表面处由于温度的降低而变形的量大。
[0233]因此,由于对象侧透镜35i弯曲,对象侧透镜35i沿用于使其中央部靠近对象侧透镜35i的方向移动。因此,透镜之间的距离d从d_Tl减小至d_T3。如此以来,透镜之间的距离d随着透镜35i和35j的温度的降低而减小。
[0234]对图像侧透镜35j而言,由于用于粘附至第二内凸缘31d的粘合剂与用于粘附至第三内凸缘31e的粘合剂之间在特性上不存在差异,即使图像侧透镜35 j热变形,对透镜之间的距离d的变化也没有实质贡献。当图像侧透镜35j由玻璃制成时,图像侧透镜35j由于温度变化而变形的量远远小于由树脂制成的对象侧透镜35i的变形的量。
[0235]如前文所描述的,由透镜35i和35 j构成的透镜组件的焦距f由等式f = f I X f2/(fl+f2 - d)给出。在本实施方式中,由于右侧的分子和分母两者为正,焦距f随着透镜之间的距离d的减小而变长。因此,当透镜之间的距离d随着温度的升高而变长时,导致透镜组件的焦距f增大。另一方面,当透镜之间的距离d随着温度的降低而变短时,导致透镜组件的焦距f减小。
[0236]如上文所解释的,当透镜35i的折射率和35j的折射率由于温度增大的变化引起透镜组件的焦距f减小时,对象侧透镜35i的所产生的变形引起透镜组件的焦距f相反地增大。
[0237]同样,当透镜35i的折射率和35j的折射率由于温度减小的变化引起透镜组件的焦距f增大时,对象侧透镜35i的所产生的变形引起透镜组件的焦距f相反地减小。
[0238]S卩,折射率的变化的影响和所产生的变形的影响彼此抵消。因此,由透镜35i和35j构成的透镜组件的焦距f随着温度的升高或减小的变化可以被减小,并且透镜组件的焦点与固体成像元件33a的位置之间的位置偏差可以被减小。
[0239]如上文所解释的,相对更硬的粘合剂36j置于第一保持件31与透镜35i的面向透镜35j的一侧上的表面之间。同样,相对更软的粘合剂36i置于第一保持件31与透镜35i的与透镜35j相反的一侧上的表面之间。
[0240]通过将具有不同弹性模量的粘合剂36i和36j设置在透镜35i的不同侧上,可以调节透镜35i的热变形,并且因此,可以调节透镜之间的距离d。S卩,通过适当地确定粘合剂36i和36j中的哪一者应该设置在透镜35i的不同侧中的哪一侧上,可以使透镜35i的折射率和35 j的折射率的变化对焦距f的影响以及透镜35i所产生的变形对焦距f的影响彼此抵消,从而减小焦距f随着温度的变化而发生的变化。
[0241]此外,由于用于补偿透镜35i的折射率和35j的折射率的装置正是通常用于固定透镜35i和35j的粘合剂,因此可以防止增加透镜模块40和成像设备I的部件的数量。
[0242]第六实施方式
[0243]接下来,参照图12A至图12C对本发明的第六实施方式进行描述。第六实施方式与第一实施方式的不同在于,对象侧透镜35a和图像侧透镜35b分别由对象侧透镜35k和图像侧透镜35m替换,并且对象侧粘合剂36a和图像侧粘合剂36b由对象侧粘合剂36k和图像侧粘合剂36m替换。
[0244]第一保持件31、对象侧透镜35k、图像侧透镜35m、对象侧粘合剂36k和图像侧粘合剂36m构成透镜模块40。在第六实施方式中,对象侧透镜35k对应于第一透镜,图像侧透镜35m对应于第二透镜,对象侧粘合剂36k对应于第一粘合剂并且图像侧粘合剂36m对应于第二粘合剂。
[0245]在本实施方式中,对象侧透镜35k为由树脂制成的透镜,而图像侧透镜35m为由玻璃制成的透镜。
[0246]这两个透镜35k和35m构成透镜组件。图像侧透镜35m比对象侧透镜35k更靠近图像形成侧或固体成像元件33a的一侧地设置。
[0247]对象侧粘合剂36k置于对象侧透镜35k的对象侧(图12A至图12C中的左侧)上的表面的周缘部与第一内凸缘31c之间以使对象侧透镜35k粘附至第一内凸缘31c。图像侧粘合剂36m置于对象侧透镜35k的图像形成侧(固体成像元件33a的一侧)上的表面的周缘部与第二内凸缘31d之间以使对象侧透镜35k粘附至第二内凸缘31d。此处,图像形成侧为由透镜35k和透镜35m形成图像的一侧(图12A至图12C的右侧)。
[0248]在环氧树脂粘合剂的弹性模量(例如,杨氏模量)比对象侧透镜35k的弹性模量大的情况下,对象侧粘合剂36k可以是环氧树脂粘合剂。对象侧粘合剂36k可以是除环氧树脂粘合剂之外的粘合剂,但其弹性模量必须比对象侧透镜35K的弹性模量大。由于对象侧粘合剂36k的弹性模量比对象侧透镜35k的弹性模量大,对象侧粘合剂36k的线性膨胀系数比对象侧透镜35k的线性膨胀系数小
[0249]在硅橡胶粘合剂的弹性模量比对象侧透镜35k的弹性模量小的情况下,图像侧粘合剂36m可以是娃橡胶粘合剂。图像侧粘合剂36m可以是除娃橡胶粘合剂之外的粘合剂,但其弹性模量必须比对象侧透镜35k的弹性模量小。由于图像侧粘合剂36m的弹性模量比对象侧透镜35k的弹性模量小,图像侧粘合剂36m的线性膨胀系数比对象侧透镜35k的线性膨胀系数大。
[0250]如此以来,对象侧透镜35k在其具有对象侧粘合剂36k的对象侧上的表面处粘附至第一内凸缘31c,并且在其具有图像侧粘合剂36m的图像侧(固体成像元件33a的一侧上)的表面处粘附至第二内凸缘31d。
[0251]对图像侧透镜35m而言,置于对象侧上的表面的周缘部与第二内凸缘31d之间的粘合剂和置于图像侧上的表面的周缘部与第三内凸缘31e之间的粘合剂的材料和弹性模量彼此相同。
[0252]如上文所解释的,图像侧透镜35m粘附至第二内凸缘31d,其中,粘合剂位于对象侧上的表面处,并且图像侧透镜35m在具有相同粘合剂的图像侧上的表面处粘附至第三内凸缘31e。
[0253]接下来,对对象侧透镜35k和图像侧透镜35m的光学特性进行解释。当对象侧透镜35k的焦距为Π,图像侧透镜35m的焦距为f2,并且对象侧透镜35k与图像侧透镜35m之间的距离(下文称为“透镜之间的距离”)为d时,透镜组件的焦距f由下述等式给出:
[0254]f = flX f2/ (fl+f2 — d)
[0255]在本实施方式中,flXf2的值为正。这是因为由于对象侧透镜35k和图像侧透镜35m两者为凸透镜,焦距fI和f2两者为正。flXf2 > O的关系总是保持在与第一实施方式的操作温度范围相同的操作温度范围内。此外,(fl+f2-d)的值在操作温度范围内总为正。因此,由透镜35k和35m构成的透镜组件的焦距f在操作温度范围内为正。
[0256]当对象侧透镜35k和图像侧透镜35m的温度等于预定正常温度Tl (例如,20°C )时,预先将透镜组件的焦点调节成与固体成像元件33a的位置一致。此处,假定透镜之间的距离d在透镜35k和35m的温度为Tl时为d_Tl。
[0257]当对象侧透镜35k和图像侧透镜35m的温度从Tl增大时,发生下述情况。在这种情况下,透镜35k的折射率和35m的折射率随着温度的升高而改变以增大透镜组件的焦距fo这将在下文进行更具体地解释。
[0258]假定由透镜35k和35m构成的透镜组件的焦距f在透镜35k和35m的温度等于正常温度Tl时为f_Tl,并且焦距f I和f2在透镜35k和35m的温度已经增大至高温T2 (例如,100C )时分别为fl_T2和f2_T2o在这种情况下,保持了 f_Tl < f 1_T2Xf2_T2/(f 1_T2+f2_T2-d_Tl)的关系。附带地,由于该不等式的右侧的分母在正常温度Tl处等于的透镜之间的距离d,因此右侧的值在高温T2处与透镜组件的焦距f不同。即,在透镜之间的距离d在正常温度Tl处的值和在高温T2处的值彼此相等的情况下,透镜组件的焦距f由于透镜35k的折射率和35m的折射率的变化而变长。
[0259]通常,透镜的折射率大致为其操作温度范围内的温度的线性函数。因此,无论T2的值为何,都保持上述关系,只要T2在操作温度范围内即可。当透镜35k和35m的温度从正常温度Tl降至低温T3时,保持了与上文的关系相反的关系。T3可以例如是-40°C。
[0260]即,在这种情况下,透镜35k的折射率和35m的折射率随着温度的降低而变化以减小透镜组件的焦距f。在透镜35k和35m的温度已经降至低温T3之后,当假定焦距f I为fl_T
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