CN113296221B - 成像镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种成像镜头，包括镜筒(1)以及设置在所述镜筒(1)中的光学系统(2)，所述光学系统(2)至少包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜(21)和第二透镜(22)，所述第一透镜(21)和所述第二透镜(22)的外缘侧承靠在所述镜筒(1)的内壁上，所述第一透镜(21)和所述第二透镜(22)之间设有隔圈(23)，所述隔圈(23)的物侧设有预紧槽(232)，由内槽壁(232a)和外槽壁(232b)组成，所述内槽壁(232a)为锥面，所述外槽壁(232b)为柱面，所述内槽壁(232a)和所述外槽壁(232b)形成一个锐角夹角。本发明的成像镜头中的隔圈能够有效抵抗透镜施加的倾覆力矩，从而使得镜头整体的稳定性较高。

Description

成像镜头

本申请为申请号202110527012.X、申请日2021年5月14日、发明名称“成像镜头”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种镜头，尤其涉及一种具有隔圈的成像镜头。

背景技术

由于高像素手机镜头的成像质量较高，因此越来越受到大众的青睐，不断提升图像传感器像面尺寸也已经逐渐成为领域内研究的主流方向之一。为了与大像面图像传感器尺寸相适应，与图像传感器相邻的镜片的直径也越来越大。通常，相邻直径差距大的两组镜片通过一定厚度的隔圈过渡，隔圈分别通过两个平行的端面支撑在两组镜片之间。该镜片的直径与手机镜头最外端的镜片直径差距变大意味着镜片之间的隔圈承载面的间距变大，相应的翻转力矩变大、结构稳定性变差，这就会导致镜头的信赖性变差、成品率降低。另外，手机镜头在高温、高湿环境下，由于镜头内各组件材料的膨胀系数存在差异，镜筒相对于其中的镜片、隔片(遮光片)、挡圈等零件沿镜头光轴方向存在缩短和变长的情况。镜筒在相对变短的过程中有可能使镜片间的隔圈被压溃导致永久变形，温度、湿度恢复正常后的镜头性能可能下降明显；镜筒在相对变长的过程中有可能使镜片失去沿光轴方向的压紧力，导致各镜片间的相对相位发生改变，温度、湿度恢复正常后的镜头性能也会下降明显。可见，现有技术中带有普通隔圈结构的手机镜头存在隔圈稳定性影响镜头品质的问题。

例如，图11示出的现有技术的镜头，其包括镜筒101以及位于镜筒101中的第一透镜102和第二透镜104，两透镜间设有隔圈103。但是，该方案中的隔圈103并没有通过任何设计来相对第一透镜102径向形成支撑，从而无法对透镜施加于隔圈103上的倾覆力矩性形成有效抵抗，使得镜头整体的稳定性不佳。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种成像镜头。

为实现上述发明目的，本发明提供一种成像镜头，包括镜筒以及设置在所述镜筒中的光学系统，所述光学系统至少包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜的外缘侧承靠在所述镜筒的内壁上，所述第一透镜和所述第二透镜之间设有隔圈，所述隔圈的物侧设有预紧槽，由内槽壁和外槽壁组成，所述内槽壁为锥面，所述外槽壁为柱面，所述内槽壁和所述外槽壁形成一个锐角夹角。

根据本发明的一个方面，所述隔圈的物侧外缘设有沿轴向向着物侧延伸的环形的阻挡凸起，所述第一透镜的外径面与所述阻挡凸起的内环面相互抵靠。

根据本发明的一个方面，所述第一透镜的像侧设有环形的第一抵靠凸起，所述第一抵靠凸起在组装状态抵靠在所述隔圈的物侧。

根据本发明的一个方面，所述隔圈的物侧设有环形的第二抵靠凸起，所述第二抵靠凸起在组装状态抵靠在所述第一透镜的像侧。

根据本发明的一个方面，抵靠凸起的高度在5微米以上。

根据本发明的一个方面，所述预紧槽的槽底设有沿轴向向着物侧延伸的环形的加强凸起。

根据本发明的一个方面，所述加强凸起的内侧壁为柱面，物侧壁为环形平面。

根据本发明的一个方面，所述隔圈的外缘侧设有承靠锥面，所述承靠锥面与光轴的夹角θ1为锐角；

所述镜筒靠近所述隔圈处具有可与所述承靠锥面配合的锥面内壁。

根据本发明的一个方面，所述承靠锥面与所述锥面内壁平行或角度差不大于2°。

根据本发明的一个方面，所述承靠锥面的锥角小于等于所述锥面内壁的锥角。

根据本发明的一个方面，所述隔圈的外缘侧与所述镜筒的内壁存在间隙或者承靠在所述镜筒的内壁上。

根据本发明的一个方面，所述隔圈像侧的内侧非承靠部位为锥面，所述内侧非承靠部位与所述隔圈的物侧承靠面的夹角θ2为锐角。

根据本发明的一个方面，所述阻挡凸起的高度在所述第一透镜的外侧面的轴向宽度的五分之一以上。

根据本发明的一个方面，还包括遮光结构，所述遮光结构为位于所述隔圈与所述第二透镜之间的遮光片或者为从所述隔圈像侧延伸形成的环形板状的遮光凸起。

根据本发明的构思，在成像镜头的隔圈外缘设置阻挡凸起，阻挡凸起的环形形状使其内侧形成了一圈凹槽，供第一透镜的外缘坐落在其中。由此，阻挡凸起可以能够有效地抵抗透镜施加在隔圈上的倾覆力矩，从而有利于镜头整体结构的稳定，从而实现通过镜头隔圈的自由度匹配和刚度调整设计来改善手机信赖性问题。

根据本发明的一个方案，在第一透镜或者隔圈上设置环形的抵靠凸起，从而使得隔圈与第一透镜在轴向上通过抵靠凸起相接，能够保证二者之间传递的轴向力在一条直线上，避免产生相应的弯矩而影响镜头整体的成像质量。

根据本发明的一个方案，在隔圈的物侧设置预紧槽，预紧槽由内、外两个槽壁组成，内槽壁为锥面，外槽壁为柱面，从而使得隔圈的内侧部位具备了较强的弹性，能够为第一透镜提供一个沿光轴方向的预压紧力和较大的变形量，可在高温、高湿环境中形成可靠的轴向压紧力。

根据本发明的一个方案，在预紧槽中额外设置加强凸起，相当于为隔圈内侧用于提供预紧力的部位提供了一个加强保护，避免其在极端情况下产生永久变形，在环境改善后有利于镜头恢复常态，从而进一步提高了镜头整体的结构稳定性，与此同时也使得隔圈的刚度可变。

附图说明

图1示意性表示本发明的一种实施方式(具有阻挡凸起)的成像镜头的轴侧视角的剖视图(左)和主视视角剖视图(右)；

图2示意性表示本发明的一种实施方式(具有阻挡凸起，且隔圈与镜筒不接触)的成像镜头的主视视角剖视图；

图3示意性表示本发明的两种实施方式(具有阻挡凸起，且具有抵靠凸起)的成像镜头的主视视角剖视图；

图4示意性表示本发明的一种实施方式的成像镜头(具有阻挡凸起，且遮光结构与隔圈为一体结构)的主视视角剖视放大图；

图5示意性表示本发明的一种实施方式(具有预紧槽)的成像镜头的主视视角剖视图(左)及剖视放大图(右)；

图6示意性表示本发明的一种实施方式(具有预紧槽，且隔圈与镜筒不接触)的成像镜头的主视视角剖视图；

图7示意性表示本发明的一种实施方式(具有预紧槽，且遮光结构与隔圈为一体结构)的成像镜头的主视视角剖视放大图；

图8示意性表示本发明的一种实施方式(具有加强凸起)的成像镜头的主视视角剖视图(左)及剖视放大图(右)；

图9示意性表示本发明的一种实施方式(具有加强凸起，且隔圈与镜筒不接触)的成像镜头的主视视角剖视图(左)及剖视放大图(右)；

图10示意性表示本发明的一种实施方式(具有加强凸起，且遮光结构与隔圈为一体结构)的成像镜头的主视视角剖视放大图；

图11是现有技术的成像镜头的轴侧视角剖视图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

参见图1，本发明的成像镜头，包括镜筒1以及设置在镜筒1中的光学系统2。其中，光学系统2至少应包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜21和第二透镜22(“第一”、“第二”并非特指位于镜头最前端)，这两枚透镜的外缘侧均承靠在镜筒1的内壁上且与镜筒1同轴设置，第一透镜21和第二透镜22之间设有隔圈23。根据本发明的构思，隔圈23的物侧(即图1中上侧)外缘设有沿轴向基本向着物侧延伸的环形的阻挡凸起231，并使第一透镜21的外径面与阻挡凸起231的内环面相互抵靠，相当于第一透镜21坐落在阻挡凸起231内侧形成的圆形凹槽中。这样，第一透镜21的外侧回转面能够给予阻挡凸起231的内侧回转面一个可靠的承靠，使得两个承靠面组成的接触可有效抵抗相邻透镜由于直径的差异导致的对隔圈23施加的倾覆力矩，从而有利于镜头整体结构的稳定。当然，在其他实施方式中光学系统2还可包含更多透镜、隔圈及遮光元件等光学元件，也可按照此构思进行设置。并且，本发明的隔圈也可应用于切边镜头中。

如图1右侧视图所示，本发明中，隔圈23的外缘侧设有承靠锥面234，承靠锥面234构成了一个锥顶朝上的截头圆锥形，其与光轴的夹角θ1为锐角。与之对应的，镜筒1靠近隔圈23的相应档位处的内壁也应为锥面，从而形成锥面内壁，从而可与承靠锥面234配合。如此，在较大的轴向力下，镜筒1和隔圈23之间的锥面内壁和承靠锥面234形成承靠，从而为隔圈23内侧用于压紧的部位分担支撑压力，还能给镜筒1施加较大的径向力，降低透镜和镜筒1之间的径向力，从而进一步释放由于材料膨胀系数不同导致的较大的镜头轴向内力。另外，本发明的阻挡凸起231的高度在第一透镜21的外侧(回转)面的轴向宽度的五分之一以上，从而能够适应几乎所有可能的镜筒1的轴向伸长距离，保证阻挡凸起231抵抗倾覆力矩的作用。由于光学元件一般采用注塑成型的工艺，因此第一透镜21的外侧和阻挡凸起231的内侧由于工艺原因可能不易形成较为标准的圆柱面，但二者成型时的拔模角(即相对于光轴的锥角)变化范围也应控制在-5°至+5°以内，从而使得这两个回转面基本上为圆柱面，使得两面接触的部位形成圆柱铰，保证隔圈23和第一透镜21的连接精准度以及二者沿光轴方向移动的导向精度。当然，若采用其他工艺，则应尽可能使这两个回转面形成上述圆柱铰连接形式。同时，继续参见图1右侧视图，本发明中，隔圈23的像侧的内侧非承靠部位23a(即不与其像侧的光学元件接触的部位)为锥顶朝上的锥面，即该部位与隔圈23的物侧承靠面(图中上端面)的夹角θ2为锐角，从而使隔圈23也能满足一定的遮光需求，并且使得隔圈23内侧用于压紧第一透镜21的部位具备了较好的力学性能，也可使该部位具备了一定程度的弹性。

在如图1所示的实施方式中，隔圈23外侧的承靠锥面234与镜筒1相应档位处的锥面内壁平行或角度差不大于2°，这样，当沿光轴方向的力使这两个锥面闭合(即抵靠)时，隔圈23内侧起到压紧作用的部位和承靠锥面234可以共同分担像侧传递给隔圈23的压力，并沿径向向外推动镜筒1、减小透镜与镜筒1之间可能的过盈量，从而有效的实现上述释放镜头轴向内力的功能，这种方式中隔圈23外侧分为了圆柱回转面(下侧)以及圆锥面(上侧)，本实施方式中的隔圈23外侧圆柱回转面则承靠在镜筒1的内壁上，从而在极端情况下，承受相对于镜头光轴方向的径向冲击时，其结构稳定性较强。当然，也可如图2所示，使承靠锥面234的锥角小于等于镜筒1的内壁，这一目的主要是为了使隔圈23不与镜筒1接触，即，取消隔圈23外缘侧与镜筒1内壁的接触限制，使二者之间形成一定间隙，从而便于组立和制造。在以下其他实施方式的描述中，对于以上共同的特征不在赘述。

参见图3左侧视图，根据本发明的一种实施方式，第一透镜21的像侧设有环形的第一抵靠凸起211，第一抵靠凸起211与第一透镜21的物侧承靠端面相对，且在组装状态抵靠在隔圈23的物侧(也为用于承靠的端面)。或者，参见图3右侧视图，隔圈23的物侧设有环形的第二抵靠凸起235，第二抵靠凸起235在组装状态抵靠在第一透镜21的像侧。这两种抵靠凸起的设置形式中，抵靠凸起的形状均为环形，即在第一透镜21或隔圈23上额外形成一个环带。实际上，无论在第一透镜21还是在隔圈23上设置抵靠凸起，其构思及功能相近，均是为了使第一透镜21与隔圈23之间传递的轴向力尽可能在一条直线上，从而避免二者之间出现弯矩或者减小二者之间出现的弯矩而造成成像效果的不良。本发明中，上述两种抵靠凸起相对于其各自基平面(第一透镜21像侧承靠面或隔圈23物侧承靠面)的高度均在5微米以上，才能实现其有效的功能。本发明还包括了遮光结构，从而在镜筒1中实现拦光功能。如图3所示，在本实施方式中，遮光结构为位于隔圈23与第二透镜22之间的环形的遮光片241。当然，也可如图4所示，遮光结构为从隔圈23像侧延伸形成的环形平板状的遮光凸起242，这种方式也可以理解为遮光片与隔圈23一体成型，从而形成一个组合件。

参见图5，根据本发明的一种实施方式，隔圈23的物侧设有预紧槽232，该槽由内槽壁232a和外槽壁232b组成，内槽壁232a为锥顶朝上的锥面，外槽壁232b为柱面，内槽壁232a和外槽壁232b形成一个锐角夹角。这样，预紧槽232的设置再配合隔圈23像侧的内侧锥面，使得隔圈23内侧(主要指预紧槽232左侧的部位)的刚度被削弱，即，隔圈23内侧部位具备了一定弹性，可实现较大的轴向位移。由于镜筒1在高湿环境下会出现轴向收缩的情况，因此这种具备较高弹性的设计有助于降低极端情况下光学系统2的轴向受力。另外，镜筒1在高温环境下也会出现轴向伸长的情况，这种弹性设计可以使得隔圈23组装过程中保持一定预压缩量，从而有助于透镜在温度大幅度波动时仍保持一定轴向的预紧力。可见，这种在隔圈23上设置预紧槽232的方式能够使得隔圈23内侧具备了较强的弹性，从而使得其提供的沿光轴方向的预压紧力和较大的变形量可在高温、高湿环境中提供更可靠的轴向压紧力。当然，弹性因素也结合到隔圈23的材质，例如，一般隔圈23的材质为铜合金、树脂或塑料等，均可以使隔圈23形成较好的弹性。在如图5所示的实施方式中，隔圈23的外侧(圆柱回转面)承靠在镜筒1的内壁上，从而在承受较大的径向冲击时，其结构的稳定性较强。当然，也可如图6所示，使隔圈23的外侧与镜筒1的内壁形成一定间隙，从而构成一个便于组立和制造的结构形式。另外，图5和图6所示的实施方式中，遮光结构为位于隔圈23与第二透镜22之间的环形的遮光片241。当然，也可如图7所示，遮光结构为从隔圈23像侧延伸形成的环形平板状的遮光凸起242，同样，这种方式也可以理解为遮光片与隔圈23一体成型，形成一个组合件。

参见图8，根据本发明的一种实施方式，预紧槽232的槽底设有沿轴向向着物侧延伸的环形的加强凸起233。加强凸起233的内侧壁233a为柱面，物侧壁233b(即图中上侧壁)为环形平面。如此，加强凸起233相对于为预紧槽232提供一个加强作用，在隔圈23的轴向极限压缩状态下为隔圈23的内侧部位提供一个保护，避免隔圈23内侧在极端情况下产生永久变形，从而待环境改善后有利于镜头恢复常态，即进一步提高了结构的稳定性。结合上述关于承靠锥面234的描述可知，在必要时，加强凸起233也能在一定程度上起到分担像侧传递给隔圈23的压力的功能。在如图8所示的实施方式中，隔圈23的外侧(圆柱回转面)承靠在镜筒1的内壁上，从而在承受较大的径向冲击时，其结构的稳定性较强。当然，也可如图9所示，使隔圈23的外侧与镜筒1的内壁形成一定间隙，从而构成一个便于组立和制造的结构形式。另外，图8和图9所示的本实施方式中，遮光结构为位于隔圈23与第二透镜22之间的环形的遮光片241。当然，也可如图10所示，遮光结构为从隔圈23像侧延伸形成的环形平板状的遮光凸起242，这种方式则为遮光片与隔圈23一体成型，形成一个组合件。

根据本发明的上述实施方式，对于直径变化较大的两片透镜之间的隔圈23，其阻挡凸起231的内侧回转面和第一透镜21外侧的回转面之间可以构成可靠的承靠关系，能有效抵抗透镜施加于隔圈23上的倾覆力矩。隔圈23外侧的承载锥面234的设置可与镜筒1相应档位筒壁设置的锥面配合，在大的轴向力下使两者承靠上时可以保护隔圈23内侧起压紧作用的部位，还能给镜筒1施加较大的径向力，降低透镜和镜筒1之间的径向力、进一步释放由于材料膨胀系数不同导致的较大的镜头轴向内力。在一些实施方式中设置抵靠凸起，可以保证隔圈23和第一透镜21之间传递的轴向力尽量在一条直线上，从而避免或者减少产生弯矩而影响镜头成像效果。在一些实施方式中设置预紧槽232，可以使得隔圈23内侧形成具有较大弹性的压紧部位，从而可以提供沿光轴方向的预压紧力和较大的变形量，以在高温、高湿环境中提供可靠的轴向压紧力。一些实施方式在预紧槽232中还设置加强凸起233，从而能在极端情况下保护隔圈23内侧起压紧作用的部位免于产生永久变形，待环境改善后有利于镜头恢复常态。另外，上述实施方式并非本发明仅有的，在适当情形或需求下，各实施方式也可进行组合，形成新的实施方式。

以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，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)

1.一种成像镜头，包括镜筒（1）以及设置在所述镜筒（1）中的光学系统（2），所述光学系统（2）至少包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜（21）和第二透镜（22），所述第一透镜（21）和所述第二透镜（22）的外缘侧承靠在所述镜筒（1）的内壁上，所述第一透镜（21）和所述第二透镜（22）之间设有隔圈（23），其特征在于，所述隔圈（23）的物侧设有预紧槽（232），由内槽壁（232a）和外槽壁（232b）组成，所述内槽壁（232a）为锥面，所述外槽壁（232b）为柱面，所述内槽壁（232a）和所述外槽壁（232b）形成一个锐角夹角；

所述隔圈（23）的物侧外缘设有沿轴向向着物侧延伸的环形的阻挡凸起（231），所述第一透镜（21）的外径面与所述阻挡凸起（231）的内环面相互抵靠，所述阻挡凸起（231）内环面和外槽壁（232b）在同一面上。

2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜（21）的像侧设有环形的第一抵靠凸起（211），所述第一抵靠凸起（211）在组装状态抵靠在所述隔圈（23）的物侧。

3.根据权利要求2所述的成像镜头，其特征在于，抵靠凸起的高度在5微米以上。

4.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述隔圈（23）的外缘侧设有承靠锥面（234），所述承靠锥面（234）与光轴的夹角θ1为锐角；

所述镜筒（1）靠近所述隔圈（23）处具有可与所述承靠锥面（234）配合的锥面内壁。

5.根据权利要求4所述的成像镜头，其特征在于，所述承靠锥面（234）与所述锥面内壁平行或角度差不大于2°。

6.根据权利要求4所述的成像镜头，其特征在于，所述承靠锥面（234）的锥角小于等于所述锥面内壁的锥角。

7.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述隔圈（23）的外缘侧与所述镜筒（1）的内壁存在间隙或者承靠在所述镜筒（1）的内壁上。

8.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述隔圈（23）像侧的内侧非承靠部位（23a）为锥面，所述内侧非承靠部位（23a）与所述隔圈（23）的物侧承靠面的夹角θ2为锐角。

9.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述阻挡凸起（231）的高度在所述第一透镜（21）的外侧面的轴向宽度的五分之一以上。

10.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，还包括遮光结构，所述遮光结构为位于所述隔圈（23）与所述第二透镜（22）之间的遮光片（241）或者为从所述隔圈（23）像侧延伸形成的环形板状的遮光凸起（242）。

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