CN110837165A - 光学镜头及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光学镜头，该光学镜头包括：镜筒，镜筒的内壁的至少一部分为锥面；光学元件，光学元件的侧表面为柱面；以及光学元件的底表面的边缘与镜筒的锥面连接。本申请改善了光学元件的机械轴与镜筒的机械轴不同轴的现象。此外，本申请降低了光学元件的加工精度要求，提高了可实施性。

Description

光学镜头及其组装方法

技术领域

本申请涉及镜头结构领域，更具体地涉及光学镜头及其组装方法。

背景技术

在镜头结构领域中，镜片的对中精度对于整个镜头系统的性能及其所拍摄的图像的质量具有至关重要的作用。

在现有技术中，通常采用柱面的镜筒内壁设计。但是由于光学元件与镜筒的内壁之间存在配合间隙，因此存在光学元件的机械轴与镜筒的机械轴不同轴的问题。这将导致镜头MTF值大幅下降甚至不达标。其中，MTF值是对镜头的锐度、反差和分辨率进行综合评估的数值。

此外，现有技术中公开了一种镜头模组及其组装方法，其中，所述镜头模组包括一个镜筒及多个粘结于镜筒内的光学元件。镜筒内壁为一内锥面，然而光学元件的侧表面为外锥面，这使得光学元件与镜筒内壁之间为面面接触。由于加工精度和制造公差的问题，存在难以保证光学元件的外表面与镜筒内壁之间完美匹配的问题。

发明内容

本申请旨在提供一种能够或部分能够克服现有技术的至少一个缺陷的解决方案。

本申请的一个方面提供了一种光学镜头，该光学镜头包括镜筒，所述镜筒的内壁的至少一部分为锥面；光学元件，所述光学元件的侧表面为柱面；以及所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接。

在一个实施方式中，所述镜筒的锥面设置有突出部，所述突出部的内壁为锥面。

在一个实施方式中，所述突出部与所述镜筒的锥面一体形成。

在一个实施方式中，所述光学元件的底表面的边缘通过所述突出部与所述镜筒的锥面连接。

在一个实施方式中，所述光学元件通过胶材与所述镜筒的锥面粘结。

在一个实施方式中，所述胶材至少包括UV固化胶、湿气固化胶和厌氧固化胶中的一种。

在一个实施方式中，所述光学镜头还包括隔圈，所述光学元件通过所述隔圈固定。

在一个实施方式中，所述光学镜头还包括抵靠所述突出部的顶部设置的镜头组。

在一个实施方式中，所述光学镜头还包括抵靠所述隔圈的顶部设置的镜头组。

根据本申请的另一方面，提供了一种组装光学镜头的方法，该方法准备镜筒和光学元件，其中，所述镜筒的内壁的至少一部分为锥面，所述光学元件的侧表面为柱面；将所述光学元件设置在所述镜筒内，并使得所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接；将胶材布设在所述光学元件的侧表面与所述镜筒的锥面之间的间隙中；以及固化所述胶材。

在一个实施方式中，所述方法还包括：在所述镜筒的锥面设置突出部，所述突出部的内壁为锥面。

在一个实施方式中，所述突出部与所述镜筒的锥面一体形成。

在一个实施方式中，所述光学元件的底表面的边缘通过所述突出部与所述镜筒的锥面连接。

在一个实施方式中，所述胶材至少包括UV固化胶、湿气固化胶和厌氧固化胶中的一种。

根据本申请的又一方面，提供了一种组装光学镜头的方法，该方法包括：准备镜筒和光学元件，其中，所述镜筒的内壁的至少一部分为锥面，所述光学元件的侧表面为柱面；将所述光学元件设置在所述镜筒内，并使得所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接；使用隔圈压紧固定所述光学元件。

在一个实施方式中，所述方法还包括：在所述镜筒的锥面设置突出部，所述突出部的内壁为锥面。

在一个实施方式中，所述突出部与所述镜筒的锥面一体形成。

在一个实施方式中，所述光学元件的底表面的边缘通过所述突出部与所述镜筒的锥面连接。

根据本申请的又一方面，提供了一种制造光学镜头的方法，该方法包括：使镜筒的内壁的至少一部分成型为锥面；使光学元件的侧表面成型为柱面；将所述光学元件设置在所述镜筒内，所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接；将胶材布设在所述光学元件的侧表面与所述镜筒的锥面之间的间隙中；以及固化所述胶材。

与现有技术相比，上述方式的光学镜头或上述的方法具有下列至少一个技术效果：

1、可改善光学元件的机械轴与镜筒的机械轴不同轴的现象。

2、可降低光学元件的加工精度要求。

3、本发明可改善光学系统的稳定性，提高光学镜头的成像品质。

4、有助于提升制作光学镜头的良率。

附图说明

在参考附图中示出示例性实施例。本文中公开的实施例和附图应被视作说明性的，而非限制性的。

图1是示出根据本申请的示例性实施方式的光学镜头的剖视图；

图2是示出根据本申请的另一示例性实施方式的光学镜头的剖视图；

图3是示出根据本申请的又一示例性实施方式的光学镜头的剖视图；

图4是示出根据本申请的示例性实施方式的组装光学镜头的流程图；

图5是示出根据本申请的另一示例性实施方式的组装光学镜头的流程图；以及

图6是示出根据本申请的示例性实施方式的制造光学镜头的流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另有限定，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属技术领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。除非在本文中明确地如此限定，否则术语(诸如在常用词典中限定的术语)应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度形式化的含义进行解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是示出根据本申请的示例性实施方式的光学镜头的剖视图。参考图1，根据本申请的示例性实施方式的光学镜头1000包括镜筒100和第一镜片200。具体地，镜筒100包括内壁100a和100b，其中，内壁100a为锥面，内壁100b为柱面。镜筒100的外壁100c为柱面，其上开设有螺纹，以此方式，镜筒100可以与镜座(未示出)螺纹配合。但是应该理解，其它配合方式也是允许的，只要镜筒100能够与镜座(未示出)配合即可，例如，镜筒100的外壁可设置有卡扣，使得镜筒100与镜座卡扣配合。镜筒100的近物侧设置有调焦环120，调焦环120可与镜筒100一体形成。此外，调焦环120还可与镜筒100分开形成，然后再安装到镜筒100的近物侧上。可选地，光学镜头1000还可包括滤色片210、保护透镜(未示出)和/或镜头组(未示出)。滤色片可用于校正色彩偏差，滤色片可通过过盈配合、粘结等方式与镜筒100的内壁100b连接，但是本申请不限于此，所有能够安装滤色片的方式均适用于本申请。保护透镜可用于保护镜头内部的光学元件。镜头组中的镜片为不具有敏感度的镜片，其可以与滤色片相同的方式与镜筒100的内壁100b连接。

在下文中，将详细地描述第一镜片200与镜筒100的连接方式。在本实施方式中，第一镜片200的侧表面200a为柱面，镜筒100的内壁100a为锥面，因此，第一镜片200的底表面200c的边缘与镜筒100的内壁100a连接，从而在轴向方向上对第一镜片200进行限位。由于第一镜片200可根据其底表面200c的直径而在镜筒的轴向方向上进行调整，以实现与镜筒的内壁100a的匹配，因此，可保证第一镜片200的机械轴与镜筒100的机械轴之间的轴对齐。即，与现有技术的在镜筒轴向方向上不限位的直筒型镜筒相比，本申请使得在镜筒的轴向方向上对第一镜片200进行限位，从而减轻了镜片与镜筒之间的不同轴现象。在本申请中，轴向方向为与镜筒的机械轴平行的方向。同时，与现有技术中镜片(镜片的侧表面为外锥面)与镜筒的内壁之间为面面接触的技术方案相比，在根据本申请的示例性实施方式中，第一镜片200与镜筒100的内壁100a之间为线面接触，因此只需要保证第一镜片200的底表面200c的边缘能够与镜筒100的内壁100a匹配即可，而无需要求的第一镜片200的整个侧表面200a与镜筒100的内壁100a匹配。这降低了加工的精度要求，因而更具有实施性。应注意，第一镜片200的种类不受，例如，第一镜片200可为凸透镜、凹透镜或根据需要所采用的其他类型的镜片。

在本实施方式中，当在轴向方向上调整好第一镜片200的位置后，将胶材300(例如，UV固化胶)布设在第一镜片200的侧表面200a与镜筒100的内壁100a之间的间隙中，待胶材固化后，第一镜片200固定到镜筒100。胶材300的用量可根据所采用的胶材300的性质和第一镜片100的侧表面200a与镜筒的内壁100a之间的间隙而定。本领域技术人员将理解，胶材300的类型不受限制，只要能够使第一镜片200与镜筒100之间彼此粘结，就可采用任何类型的胶材，诸如，湿气固化胶、厌氧固化胶等。在本实施方式中，第一镜片200的侧表面200a可以做粗糙化处理以加大其粗糙程度，进而增加胶材300与第一镜片200的侧表面之间的粘合力。

图2是示出根据本申请的另一示例性实施方式的光学镜头的剖视图。参考图2，图2的光学镜头1100与图1的光学镜头1000的不同之处在于镜筒100的内壁100a处设置有突出部400。在以下描述中，将省略光学镜头1100的与光学镜头1000相同的部分的描述。

在本实施方式中，镜筒100的内壁100a设置有突出部400。突出部400的外表面400a与镜筒100的内壁100a匹配，突出部400的内表面400b与镜筒100的内壁100a平行或基本上平行(同样为锥面)。突出部400可采用环形突起或分散式突块等形式，但是本申请不限于此。在本实施方式中，突出部400采用与镜筒100的内壁100a相匹配的锥筒的形式。在本实施方式中，突出部400与镜筒100分别形成，然后再将突出部400组装于镜筒100内，但是本申请不限于此。突出部400还可与镜筒100一体形成。在本实施方式中，第一镜片200通过突出部400与镜筒100的内壁100a间接连接。具体地，第一镜片200的底表面200c的边缘与突出部400的内壁接触，从而在轴向方向上对第一镜片200进行限位。当在轴向方向上确定第一镜片200的位置后，在第一镜片200的侧表面200a与突出部400的内壁400b之间的间隙中涂胶以固定第一镜片200。

进一步地，根据本申请的另一示例性实施方式的光学镜头1100还包括镜头组500。在本实施方式中，镜头组500包括第二镜片510。但是本申请不限于此，镜头组500的镜片数目可以根据需要调整。例如，镜头组的镜片数目可以为二、三、四或五等。具体地，当镜头组500具有多个镜片时，这些镜片通过互相嵌合来保持彼此之间的相对位置固定。换句话说，镜头组500的镜片不需要附加方式来提供支撑功能，即可保持镜头组500的光学系统的结构稳定。应注意，镜头组500中的镜片的种类不受，例如，第二镜片510可为凸透镜、凹透镜或根据需要所采用的其他类型的镜片。在本申请中，第一镜片200为敏感度集中的镜片，而镜头组500中的第二镜片510为根据需要而设置的普通镜片，因此仅需要在轴向方向上保证第一镜片200的机械轴与镜筒100的机械轴之间的轴对齐。具体地，在图2中，第一镜片200的底表面200c的边缘与突出部400的内壁400b接触，而第二镜片500抵靠在突出部400的顶部400c上。

图3是示出根据本申请的又一示例性实施方式的光学镜头1200的剖视图。参考图3，图3的光学镜头1200与图1的光学镜头1000的不同之处在于不使用胶材固定第一镜片200，而是采用隔圈600对第一镜片200进行固定。在以下描述中，将省略光学镜头1200的与光学镜头1000相同的部分的描述。

在本实施方式中，光学镜头1200包括镜筒100、第一镜片200以及隔圈600。在本实施方式中，当在轴向方向上调整好第一镜片200的位置后，不采用胶材固定第一镜片200，而是在第一镜片200上设置隔圈600，隔圈600可用于压紧固定第一镜片200。由于采用隔圈600压紧光学元件的实施方式，因此可不必使用点胶喷嘴(未示出)在第一镜片200与镜筒100的内壁100a之间的间隙中点胶，从而避免对第一镜片200造成污染。在本实施方式中，隔圈的材料和形状不受限制，只要能够压紧光学元件而又不影响最终成像质量即可。进一步地，根据需要，光学镜头1200还可包括第二镜片510。如上所述，第二镜片510可为根据需要而设置的多个普通镜片的组合，其数目和类型不受限制。第二镜片510可抵靠在隔圈600的顶部600a上。

此外，在不背离本申请的精神和范围的情况下，以上实施方式中的技术特征可互相组合。例如，在设置突出部的光学镜头中，可采用隔圈压紧固定第一镜片，而不利用胶材固定第一镜片。

进一步地，本领域的技术人员将理解，本申请的光学元件的固定方式不限于胶材固定和隔圈固定，所有可以用于固定光学元件的方式均可应用于本申请。

图4是示出根据本申请的示例性实施方式的组装光学镜头的流程图。参考图4，在过程S100中包括：

步骤S110，准备镜筒和光学元件组，其中，镜筒的内壁的至少一部分为锥面，镜筒的内壁的剩余部分为柱面，并且光学元件的侧表面为柱面。

步骤S120，将光学元件设置在镜筒内，其中，光学元件的底表面的边缘与镜筒的锥面连接，即，在轴向方向上调整光学元件的高度，使得光学元件的底表面的边缘与镜筒的锥面匹配，从而在轴向方向上对该光学元件进行限位，使得光学元件的机械轴与镜筒的机械轴之间实现轴对齐。

步骤S130，将胶材布设在光学元件的侧表面与镜筒的锥面之间的间隙中。

步骤S140，固化胶材。

进一步地，如上所述，还可在镜筒的锥面处设置突出部，该突出部的内壁同样为锥面，该突出部可与镜筒分开形成，然后安装到镜筒中，或者该突出部可与镜筒一体形成。光学元件通过该突出部与镜筒的锥面连接。

图5是示出根据本申请的另一示例性实施方式的组装光学镜头的流程图。参考图5，图5的过程S200中的步骤S210与步骤S220与图4的过程S100中的步骤S110与步骤S120相同。因此，将省略步骤S210与步骤S220的描述。

步骤S230，使用隔圈压紧固定光学元件。

进一步地，将理解，也可在镜筒的锥面处设置突出部，该突出部与以上描述的突出部相同，因此将省略其详细描述。

进一步地，在本申请中，除了采用胶材固定和隔圈固定两种固定方式之外，还可采用其他适用于光学元件的固定方式。

图6是示出根据本申请的示例性实施方式的制造光学镜头的流程图。参考图6，在过程S300中包括：

S310，加工镜筒的内壁，使得该镜筒的内壁的至少一部分成型为锥面，该镜筒的内壁的剩余部分成型为柱面。

S320，加工光学元件，使得光学元件的侧表面成型为柱面。

S330，将光学元件设置在镜筒内，在轴上方向上调整光学元件的高度，使得光学元件的底表面的边缘与镜筒的锥面匹配。

S340，将胶材布设在光学元件的侧表面与镜筒的锥面之间的间隙中；

S350，固化胶材。

进一步地，在固定光学元件的过程中，可采用隔圈固定的方式。但是本申请不限于此，本领域技术人员将理解，可采用能够固定光学元件的任何合适的方式。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (19)

1.一种光学镜头，其特征在于，所述光学镜头包括：

镜筒，所述镜筒的内壁的至少一部分为锥面；

光学元件，所述光学元件的侧表面为柱面；以及

所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其中，所述镜筒的锥面设置有突出部，所述突出部的内壁为锥面。

3.根据权利要求2所述的光学镜头，其中，所述突出部与所述镜筒的锥面一体形成。

4.根据权利要求2或3所述的光学镜头，其中，所述光学元件的底表面的边缘通过所述突出部与所述镜筒的锥面连接。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其中，所述光学元件通过胶材与所述镜筒的锥面粘结。

6.根据权利要求5所述的光学镜头，其中，所述胶材至少包括UV固化胶、湿气固化胶和厌氧固化胶中的一种。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其中，所述光学镜头还包括隔圈，所述光学元件通过所述隔圈固定。

8.根据权利要求2或3所述的光学镜头，其中，所述光学镜头还包括抵靠所述突出部的顶部设置的镜头组。

9.根据权利要求7所述的光学镜头，其中，所述光学镜头还包括抵靠所述隔圈的顶部设置的镜头组。

10.一种组装光学镜头的方法，其特征在于，所述方法包括：

准备镜筒和光学元件，其中，所述镜筒的内壁的至少一部分为锥面，所述光学元件的侧表面为柱面；

将所述光学元件设置在所述镜筒内，并使得所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接；

将胶材布设在所述光学元件的侧表面与所述镜筒的锥面之间的间隙中；以及

固化所述胶材。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：在所述镜筒的锥面设置突出部，所述突出部的内壁为锥面。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述突出部与所述镜筒的锥面一体形成。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述光学元件的底表面的边缘通过所述突出部与所述镜筒的锥面连接。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述胶材至少包括UV固化胶、湿气固化胶和厌氧固化胶中的一种。

15.一种组装光学镜头的方法，其特征在于，所述方法包括：

准备镜筒和光学元件，其中，所述镜筒的内壁的至少一部分为锥面，所述光学元件的侧表面为柱面；

将所述光学元件设置在所述镜筒内，并使得所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接；

使用隔圈压紧固定所述光学元件。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在所述镜筒的锥面设置突出部，所述突出部的内壁为锥面。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述突出部与所述镜筒的锥面一体形成。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述光学元件的底表面的边缘通过所述突出部与所述镜筒的锥面连接。

19.一种制造光学镜头的方法，其特征在于，所述方法包括：

使镜筒的内壁的至少一部分成型为锥面；

使光学元件的侧表面成型为柱面；

将所述光学元件设置在所述镜筒内，所述光学元件的底表面的边缘与所述镜筒的锥面连接；

将胶材布设在所述光学元件的侧表面与所述镜筒的锥面之间的间隙中；以及

固化所述胶材。

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