CN111190259A - 光学成像系统及光学成像系统的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学成像系统及光学成像系统的制造方法。光学成像系统包括：镜筒；至少两个镜片，沿光轴从物侧至像侧，至少两个镜片依次设置在镜筒内；隔圈，位于相邻两个镜片之间，隔圈与相邻两个镜片中的任意一个一体成型。本发明的技术方案解决了现有技术中的隔圈在装配时容易发生错位和变形而影响光学成像系统的成像品质的问题。

Description

光学成像系统及光学成像系统的制造方法

技术领域

本发明涉及光学成像系统的制造领域，具体而言，涉及一种光学成像系统及光学成像系统的制造方法。

背景技术

当前手机镜头作为一种快速发展的高新技术产品，已成为各手机厂商的新的竞争焦点。由于消费者对手机镜头的拍照要求越来越高，各家厂商对手机镜头的成像品质要求愈加严格，所以如何提高手机镜头的成像品质已成为目前手机镜头发展亟待解决的重要课题之一。

传统的手机镜头的结构包含了镜筒、隔片、隔圈、压圈等多个相互独立的部件，过多数量的单部品增加了手机镜头生产工艺的复杂性，导致了手机镜头在组立过程中的稳定性降低，最终影响手机镜头的成像品质。隔圈在装配的过程中容易发生位置错位及变形，这样减低了手机镜头在组立过程中的稳定性，影响了手机镜头的成像品质。

以上也就是说，现有技术中存在隔圈在装配时容易发生错位和变形而影响光学成像系统的成像品质的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学成像系统及光学成像系统的制造方法，解决了现有技术中的隔圈在装配时容易发生错位和变形而影响光学成像系统的成像品质的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光学成像系统，光学成像系统包括：镜筒；至少两个镜片，沿光轴从物侧至像侧，至少两个镜片依次设置在镜筒内；隔圈，位于相邻两个镜片之间，隔圈与相邻两个镜片中的任意一个一体成型。

进一步地，光学成像系统还包括设置在隔圈的表面的微结构，隔圈通过微结构与相邻两个镜片中的任意一个锚固连接。

进一步地，隔圈与微结构为一体成型。

进一步地，微结构包括微米级微结构和设置在微米级微结构上的纳米级微结构。

进一步地，微米级微结构为设在表面的多个第一凹孔和多个凸起，其中，相邻两个第一凹孔之间形成一个凸起。

进一步地，多个第一凹孔的形状不相同，或者，多个第一凹孔的尺寸不相同；或者，多个凸起的形状不相同，或者，多个凸起的尺寸不相同。

进一步地，纳米级微结构包括第二凹孔，第一凹孔的内壁面和凸起的表面均设有多个第二凹孔；或者，纳米级微结构包括第二凹孔，第一凹孔的内壁面设有多个第二凹孔；或者，纳米级微结构包括第二凹孔，凸起的表面设有多个第二凹孔。

进一步地，多个第二凹孔的形状不相同，或者，多个第二凹孔的尺寸不相同。

进一步地，镜筒具有安装通孔，安装通孔为阶梯孔，在光轴方向上，安装通孔的直径依次增大，且至少两个镜片和隔圈一一对应地设置在安装通孔内。

进一步地，至少一个镜片的物侧面或者像侧面设有隔圈。

根据本发明的另一个方面，提供了一种光学成像系统的制造方法，制造方法制成上述的光学成像系统，制造方法包括以下步骤：步骤S30：通过注塑成型工艺将隔圈与一个镜片设为一体结构。

进一步地，在步骤S30之前，制造方法还包括：步骤S10：在隔圈的表面设置微米级微结构；步骤S20：在步骤S10之后，在微米级微结构的表面设置纳米级微结构。

应用本发明的技术方案，隔圈与镜片一体成型，即隔圈与镜片为一体结构，在安装该镜片的过程中，隔圈随着镜片同步安装至镜筒内，降低了隔圈发生错位及变形的可能性，从而保证了光学成像系统在组立过程中的稳定性，进而确保了光学成像系统的成像品质。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的光学成像系统的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的光学成像系统的第三镜片和第一隔圈一体成型的结构示意图；

图3示出了图1中的光学成像系统的微结构在显微镜下的成像图；以及

图4示出了图3中的微结构的剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、镜筒；11、安装通孔；21、表面；211、微结构；212、微米级微结构；213、纳米级微结构；214、第一凹孔；215、凸起；216、第二凹孔。

具体实施方式

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发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

需要说明的是，本发明的实施例中，物侧指的是各部件(比如镜筒10或者镜片)靠近物体的一侧；像侧与物侧是相对的，指的是各部件的靠近成像的一侧。物侧面指的是镜片的朝向物侧的表面，像侧面指的是镜片的朝向像侧的表面。

本发明及本发明的实施例中，光学成像系统包括五个镜片，依次为第一镜片P1、第二镜片P2、第三镜片P3、第四镜片P4和第五镜片P5。当然，在附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要将镜片的数量设置为两个或者六个或者更多个。

为了解决背景技术中的问题，本发明及本发明的技术构思是将隔圈和镜片设为一体成型结构，且将隔圈设置在镜片的像侧面。当然，在附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际情况，将隔圈设置在镜片的物侧面。只要是满足上述构思的技术方案均在本申请的保护范围之内。这种成型方式给予了隔圈更大的设计自由度，隔圈的表面21可以完全紧贴在镜片的非光学部上，从而提高了镜片和隔圈的连接强度，降低了镜片或隔圈变形的风险。本发明及本发明的实施例中的光学成像系统主要应用于手机或者平板电脑的镜头部分，当然，也可以应用于相机等其它装置的镜头部分。

如图1所示，本发明提供了一种光学成像系统。该光学成像系统包括：镜筒10；至少两个镜片，沿光轴从物侧至像侧，至少两个镜片依次设置在镜筒10内；隔圈，位于相邻两个镜片之间，隔圈与相邻两个镜片中的任意一个一体成型。

上述设置中，通过隔圈与镜片一体成型的方式，将隔圈固定在镜片上，这样在隔圈的安装过程中，有效地降低了隔圈发生错位及变形的可能性，从而保证了光学成像系统在组立过程中的稳定性，进而确保了光学成像系统的成像品质。另外，相对于现有技术中隔圈与镜片分体设置而言，本申请中，隔圈与镜片一体成型，这样减少了光学成像系统的单部品的种类和数量，从而简化了光学成像系统的组装工艺，进而提高了光学成像系统的组装效率。

如图1所示，本发明的实施例中，光学成像系统还包括设置在隔圈的表面21的微结构211，隔圈通过微结构211与相邻两个镜片中的任意一个锚固连接。

上述设置中，利用微结构211以锚固连接的方式将隔圈很好地固定在镜片上，从而可以确保隔圈与镜片能够一体成型。另外，微结构211还具有吸附杂光的能力，从而确保了光学成像系统的成像品质。

需要说明的是，本申请中提到的锚固连接不是传统意义上所说的钢筋的锚固，即钢筋插入并被包裹在混凝土中，增强混凝土与钢筋的连接强度，使建筑物更加的牢固。本申请中的锚固连接为机械锚固连接，具体是指在镜片注塑成型的过程中，将隔圈作为入子(镶件)的一部分，与镜片一起进行注塑成型，在位于隔圈的表面21的微结构211的凹孔结构内注入镜片树脂(注塑熔料)，从而使得镜片和隔圈通过注塑工艺形成为一个整体结构。

具体地，本发明的实施例中，隔圈为铜合金。铜合金材料硬度较低，易于切削加工，便于生产制造。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，可选用其他金属材料制成隔圈，例如，铝合金、不锈钢等。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，可选用非金属材料制成隔圈，例如，丁腈橡胶。

具体地，本发明的实施例中，隔圈与微结构211为一体成型。这样，能够将微结构211很好地固定在隔圈上，从而提高微结构211与隔圈的连接强度，确保了隔圈与微结构211连接的稳定性。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，隔圈与微结构211可分体设置，可通过粘接或者焊接等连接方式将二者连接在一起。

如图3和4所示，本发明的实施例中，微结构211包括微米级微结构212和设置在微米级微结构212上的纳米级微结构213。

上述设置中，微米级微结构212和纳米级微结构213使得微结构211能够容置较多的镜片树脂(注塑熔料)，这样，在镜片注塑成型的过程中，微米级微结构212和纳米级微结构213使得隔圈和镜片能够更好地的一体成型，从而确保了隔圈和镜片的一体成型的质量。

具体地，如图4所示，本发明的实施例中，微米级微结构212为设在隔圈的表面21的多个第一凹孔214和多个凸起215，其中，相邻两个第一凹孔214之间形成一个凸起215。

上述设置中，第一凹孔214能够容置镜片树脂(注塑熔料)，当隔圈的表面21上设置有多个第一凹孔214时，在镜片注塑成型的过程中，利用多个第一凹孔214能够容置较多的镜片树脂(注塑熔料)，从而使得隔圈和镜片能够一体成型，进而确保了隔圈和镜片的一体成型的质量和连接的可靠性。

具体地，如图4所示，本发明的实施例中，多个第一凹孔214的形状和尺寸均不相同，多个凸起215的形状和尺寸也不相同。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，将多个第一凹孔214的形状设置成相同，尺寸设置成不同；将多个凸起215的形状和尺寸设置成不同。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，将多个凸起215的形状设置成相同，尺寸设置成相同；将多个第一凹孔214的形状和尺寸设置成不同；

具体地，如图4所示，本发明的实施例中，纳米级微结构213包括第二凹孔216，第一凹孔214的内壁面和凸起215的表面均设有多个第二凹孔216。

上述设置中，第二凹孔216能够容置镜片树脂(注塑熔料)，当第一凹孔214的内壁面和凸起215的表面上设置有多个第二凹孔216时，在镜片注塑成型的过程中，利用多个第二凹孔216能够容置更多的镜片树脂(注塑熔料)，从而使得隔圈和镜片能够更好的一体成型，进而更好地确保了隔圈和镜片的一体成型的质量。

需要说明的是，第一凹孔214、凸起215和第二凹孔216使得在隔圈的表面21形成起伏状(凹凸状)的微结构211，代替了发明人所熟知的镜头结构中的承靠面为平面的结构，同时，该种呈起伏状(凹凸状)的构造使得微结构211具有吸收杂光的功能，从而有效地降低了杂光对光学成像系统的成像质量的影响，进而提高了光学成像系统的成像质量。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，仅在第一凹孔214的内壁面设有多个第二凹孔216。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，仅在凸起215的表面设有多个第二凹孔216。

具体地，如图4所示，本发明的实施例中，多个第二凹孔216的形状和尺寸均不相同。比如，有些是圆孔，有些是矩形孔，有些是锥形孔。在本申请中，第二凹孔216的尺寸具体是指第二凹孔216的容积，多个第二凹孔216的尺寸不相同是指多个第二凹孔216中的每个第二凹孔216的容积均不相同，即每个第二凹孔216用于容置镜片树脂(注塑熔料)的容量均不相同。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，将多个第二凹孔216的形状设置成相同，比如第二凹孔216均为圆孔或者矩形孔或者锥形孔，将多个第二凹孔216的尺寸设置成不相同(即多个第二凹孔216中的每个第二凹孔216的容积均不相同)。

当然在本发明附图中未示出的替代实施例中，可根据实际情况，将多个第二凹孔216的形状设置成不相同，尺寸设置成相同(即多个第二凹孔216中的每个第二凹孔216的容积均相同)。

如图1所示，本发明的实施例中，镜筒10具有安装通孔11，安装通孔11为阶梯孔，在光轴方向上，安装通孔11的直径依次增大，且至少两个镜片和隔圈一一对应地设置在安装通孔11内。

根据上述设置，镜筒10的安装通孔11为镜片提供了安装位置，安装通孔11为阶梯孔，这样镜片能够设置在对应的阶梯孔段内，从而确保镜片和隔圈能够正确地安装在镜筒10内，进而满足光学成像系统的安装要求。需要说明的是，由于本发明中的隔圈和镜片是一体成型的，这样镜筒10上没有必要专门为隔圈设置承靠台阶。这样简化了镜筒10的注塑成型的工艺，缩短了镜筒10的注塑时间，从而提高了镜筒10的制造效率。

如图1所示，本发明的实施例中，至少一个镜片的物侧面或者像侧面设有隔圈。上述设置能够避免出现同一个镜片的两侧(物侧面和像侧面)均设置有隔圈的情况，隔圈只能在镜片的一侧一体成型，这样便于隔圈和镜片制造和安装，从而提高了光学成像系统的制造和装配的效率。

下面结合图1和图2，具体描述一下本发明的实施例中的光学成像系统：

多个镜片包括第一镜片P1、第二镜片P2、第三镜片P3、第四镜片P4和第五镜片P5。沿光轴方向，自物侧至像侧第一镜片P1至第五镜片P5依次设置在镜筒10内。其中，第三镜片P3的像侧面上一体成型的设置有第一隔圈d，第四镜片P4的像侧面上一体成型有第二隔圈f；第五镜片P5的像侧面一体成型有第三隔圈h，第一镜片P1和第二镜片P2之间设置有第一隔挡片b，第二镜片P2和第三镜片P3之间设置有第二隔挡片c，第一隔圈d和第四镜片P4之间设置有第三隔挡片e，第二隔圈f和第五镜片P5之间设置有第四隔挡片g。

上述设置中，通过隔圈与镜片一体成型的方式，即第三镜片P3与第一隔圈d一体成型，第四镜片P4与第二隔圈f一体成型，第五镜片P5和第三隔圈h一体成型，将隔圈(第一隔圈d、第二隔圈f和第三隔圈h)分别固定在相应的镜片(第三镜片P3、第四镜片P4和第五镜片P5)上，这样在隔圈的安装过程中，有效地降低了隔圈发生错位及变形的可能性，从而保证了光学成像系统在组立过程中的稳定性，进而确保了光学成像系统的成像品质。另外，隔圈与镜片一体成型，这样减少了光学成像系统的单部品的种类和数量，从而简化了光学成像系统的组装工艺，从而提高了光学成像系统的组装效率。

本发明提供一种光学成像系统的制造方法，制造方法制成上述的光学成像系统，制造方法包括以下步骤：步骤S30：通过注塑成型工艺将隔圈与一个镜片设为一体结构。在步骤S30之前，制造方法还包括：步骤S10：在隔圈的表面21设置微米级微结构；步骤S20：在步骤S10之后，在微米级微结构的表面设置纳米级微结构。

通过上述步骤，隔圈和镜片能够一体成型，这样有效地降低了隔圈发生错位及变形的可能性，从而保证了光学成像系统在组立过程中的稳定性，进而确保了光学成像系统的成像品质。另外，隔圈与镜片一体成型，减少了光学成像系统的单部品的种类和数量，从而简化了光学成像系统的组装工艺，进而提高了光学成像系统的组装效率。

具体描述一下本发明的实施例中的光学成像系统的制造方法：

首先，采用过氧化氢与硫酸溶液对隔圈进行化学侵蚀，使隔圈的表面21形成较大的微米级的孔洞(微米级微结构212)。

其次，再对隔圈进行表面硬化处理(发黑处理)，在其原有的微米级微结构212上进一步形成纳米级的细小微孔(纳米级微结构213)。

然后，将隔圈作为镜片注塑成型的入子(镶件)的一部分与镜片一同进行注塑成型，镜片树脂(注塑熔料)填充满微结构211内的凹孔结构(微米级的孔洞和纳米级的细小微孔)内，最终实现隔圈与镜片的锚固连接，形成了一个整体。

需要说明的是，本发明及本发明实施例中的光学成像系统的制造方法中所涉及的隔圈的表面21的处理方式拥有优越的杂光吸收能力，有效地改善了光学成像系统中镜头的杂光问题。镜片与隔圈之间是通过机械锚固连接，结合较为牢固。同时，隔圈的表面21完全贴合于镜片，省去了专门设置用于支撑隔圈的承载台阶的工艺步骤，避免了因设置承载台阶而引起光学成像系统中杂光较多的问题，从而确保了光学成像系统的成像品质。

需要说明的是，本发明及本发明实施例中的隔圈经过过氧化氢与硫酸溶液的化学侵蚀后，表面形成微米级微结构212，通常微米级微结构212的第一凹孔214的孔径在5μm以下。再经过表面硬化(发黑处理)，在微米级微结构212的基础上形成纳米级微结构213，通常纳米级微结构213的第二凹孔216的孔径在10nm以下。具体地，如图4所示，微结构211呈不规则的凹凸排列结构。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过隔圈与镜片一体成型的方式，即第三镜片与第一隔圈一体成型，第四镜片与第二隔圈一体成型，第五镜片和第三隔圈一体成型，将隔圈(第一隔圈、第二隔圈和第三隔圈)分别固定在相应的镜片(第三镜片、第四镜片和第五镜片)上，这样在隔圈的安装过程中，有效地降低了隔圈发生错位及变形的可能性，从而保证了光学成像系统在组立过程稳定性，进而确保了光学成像系统的成像品质。另外，隔圈与镜片一体成型，这样减少了光学成像系统的单部品的种类和数量，从而简化了光学成像系统的组装工艺，进而提高光学成像系统的组装效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统包括：

镜筒(10)；

至少两个镜片，沿光轴从物侧至像侧，至少两个所述镜片依次设置在所述镜筒(10)内；

隔圈，位于相邻两个所述镜片之间，所述隔圈与相邻两个所述镜片中的任意一个一体成型。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还包括设置在所述隔圈的表面(21)的微结构(211)，所述隔圈通过所述微结构(211)与相邻两个所述镜片中的任意一个锚固连接。

3.根据权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，所述隔圈与所述微结构(211)为一体成型。

4.根据权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，所述微结构(211)包括微米级微结构(212)和设置在所述微米级微结构(212)上的纳米级微结构(213)。

5.根据权利要求4所述的光学成像系统，其特征在于，所述微米级微结构(212)为设在所述表面(21)的多个第一凹孔(214)和多个凸起(215)，其中，相邻两个所述第一凹孔(214)之间形成一个所述凸起(215)。

6.根据权利要求5所述的光学成像系统，其特征在于，多个所述第一凹孔(214)的形状不相同，或者，多个所述第一凹孔(214)的尺寸不相同；或者，多个所述凸起(215)的形状不相同，或者，多个所述凸起(215)的尺寸不相同。

7.根据权利要求5所述的光学成像系统，其特征在于，所述纳米级微结构(213)包括第二凹孔(216)，所述第一凹孔(214)的内壁面和所述凸起(215)的表面均设有多个所述第二凹孔(216)；或者，所述纳米级微结构(213)包括第二凹孔(216)，所述第一凹孔(214)的内壁面设有多个所述第二凹孔(216)；或者，所述纳米级微结构(213)包括第二凹孔(216)，所述凸起(215)的表面设有多个所述第二凹孔(216)。

8.根据权利要求7所述的光学成像系统，其特征在于，多个所述第二凹孔(216)的形状不相同，或者，多个所述第二凹孔(216)的尺寸不相同。

9.一种光学成像系统的制造方法，其特征在于，所述制造方法制成权利要求1至8中任一项所述的光学成像系统，所述制造方法包括以下步骤：

步骤S30：通过注塑成型工艺将所述隔圈与一个镜片设为一体结构。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤S30之前，所述制造方法还包括：

步骤S10：在所述隔圈的表面(21)设置微米级微结构；

步骤S20：在所述步骤S10之后，在所述微米级微结构的表面设置纳米级微结构。

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