CN113970827A - 镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镜头，包括：镜筒以及沿着所述镜筒的轴向设置的透镜、至少一个隔圈和遮光元件，其特征在于，所述透镜间隔设置，且至少一个所述透镜的至少一侧表面向远离所述镜头光轴的方向依次设置有光学有效区和光学机构区；所述隔圈采用吸光材料，并设置在相邻两个所述透镜之间；所述遮光元件间隔设置在相邻两个所述透镜之间；至少一个所述透镜的外周柱面与所述隔圈的内孔相互紧密嵌合，形成嵌合结构。在本发明的镜头中，通过设计隔圈嵌合透镜的结构，可以在保证镜头组立稳定性的前提下有效减弱甚至消除炫光对成像的影响，从而提高镜头的成像质量。

Description

镜头

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种镜头。

背景技术

随着消费者对手机摄影要求的不断提高，宽视野、大画幅的成像需求就变得越来越重要，广角镜头可以完美地适配上述需求。因此，广角类的镜头获得了长足发展，其视场角从85°一直演变到120°以上。但是，随着视场角的增大，广角镜头的色差也变得越来越难以控制。而通过设计中置光阑结构的方法可以有效控制光学色差。

当光线经过中置光阑的镜头结构时，入射光线经透镜组折射后形成出射光线所经过的路径基本呈“V”型，也就意味着镜头中间镜片处所承担通光任务的口径最小。为了支撑整个透光部件，需要在透光部的外围设置安装部，越小的透光部就需要越大的安装部支撑，大的安装部对镜头的组立稳定性有帮助，但是安装部越大，炫光也会越严重。如何在保证组立稳定性的前提下减弱炫光就变成一个棘手的问题。

中国专利CN110412711A公开了一种摄像镜头，主要针对部分规格镜头，尤其是长焦类型镜头，解决由于相邻两个镜片的间距越来越大，需要加入更厚的隔圈而造成隔圈内表面反射产生炫光的风险增高的技术问题。通过将遮光片安装在镜片和隔圈之间可以有效消除因为隔圈内表面反射而产生的炫光，同时使遮光片在镜片和隔圈之间的间隙中沿着镜头轴向具有一定可移动空间，可以减弱遮光片在组立过程和烘烤过程中受压而变形的问题。但是，现有技术没有解决像广角一类的镜头因大的安装部产生严重炫光的技术缺陷，也没有提供相应的解决方案。

发明内容

为克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种镜头，可以在保证镜头组立稳定性的前提下有效减弱炫光的影响，从而提高镜头的成像品质。

为实现上述发明目的，本发明提供一种镜头，包括：镜筒以及沿着所述镜筒的轴向设置的透镜、至少一个隔圈和遮光元件，所述透镜间隔设置，且至少一个所述透镜的至少一侧表面向远离所述镜筒光轴的方向依次设置有光学有效区和光学机构区；所述隔圈采用吸光材料，并设置在相邻两个所述透镜之间；所述遮光元件间隔设置在相邻两个所述透镜之间；至少一个所述透镜的外周柱面与所述隔圈的内孔相互紧密嵌合，形成嵌合结构。

根据本发明的一个方面，设置在所述形成嵌合结构的所述透镜的物侧面或像侧面上的遮光元件作为光阑。

根据本发明的一个方面，所述光阑的半口径r与所述镜头物侧端的出光半口径R满足关系式：r＜R。

根据本发明的一个方面，波段为420nm-750nm的光线在所述光学有效区的透过率T≥85％，所述光学机构区连接所述光学有效区与所述隔圈。

根据本发明的一个方面，所述光学有效区表面镀增透膜。

根据本发明的一个方面，所述隔圈外表面由透镜配合面一、透镜配合面二、透镜配合面三以及连接所述三个透镜配合面的其它平面或曲面组成。

根据本发明的一个方面，所述嵌合结构由所述隔圈的透镜配合面一与所述透镜的所述光学机构区的隔圈配合面过盈配合。

根据本发明的一个方面，所述隔圈的半口径R1与所述透镜的半口径R2满足关系式：R1≤R2。

根据本发明的一个方面，所述隔圈的厚度L1与所述透镜的边厚L2满足关系式：L1＝L2。

根据本发明的一个方面，所述隔圈的材料为黑色材料或金属。

根据本发明的一个方面，所述黑色材料由聚碳酸酯加炭黑材料制成。

根据本发明的一个方面，所述透镜的数量n≥3。

根据本发明提供的镜头，将隔圈内孔与透镜外周柱面相互紧密嵌合，通过设计隔圈嵌合透镜的结构，并使该结构满足上述条件，可有效减弱甚至消除镜头的炫光影响，从而提高镜头的成像品质。本发明的镜头通过隔圈的透镜配合面与透镜的隔圈配合面紧密贴合或过盈配合，径向固定透镜。同时本方案对隔圈与透镜的尺寸进行限定、设计，实现镜头组装时各个光学元件之间的轴向配合，达到轴向固定透镜的目的。这样可以在保证镜头组立稳定性的前提下有效减弱炫光的影响，从而提高镜头的成像质量。另外，通过对透镜光学有效区镀增透膜，可以提高镜头内部光线的穿透力，同时隔圈材料选用具有吸光作用的黑色材料，可以很好地减弱炫光的效果，进一步地提高镜头成像质量，消除炫光对成像的影响。

附图说明

图1示意性表示本发明第一种实施方式的镜头的光学系统示意图；

图2示意性表示本发明第一种实施方式的镜头的主要光学结构的示意图；

图3示意性表示本发明第一种实施方式的镜头的光阑位置示意图；

图4示意性表示本发明第一种实施方式的镜头中的透镜的光学结构示意图；

图5示意性表示本发明第一种实施方式的镜头中形成嵌合结构的隔圈与透镜关键特征的光学结构示意图；

图6示意性表示本发明第一种实施方式的镜头与不加隔圈的镜头在光学成像时的炫光效果对比示意图；

图7示意性表示本发明第一种实施方式的镜头中隔圈材质为金属时的光学成像示意图；

图8示意性表示本发明第二种实施方式的镜头中设置两个隔圈的光学结构示意图。

附图标记说明：

1-镜筒，2-透镜，3-隔圈，4-遮光元件，5-光阑，201-光学有效区，202-光学机构区，203-增透膜,2021-隔圈配合面，2022-透镜配合面，301-透镜配合面一,302-透镜配合面二,303-透镜配合面三。

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。

第一种实施方式

图1示意性表示本发明第一种实施方式的镜头的光学系统示意图。如图1所示，本实施方式的镜头由一个镜筒1、多个透镜2、一个隔圈3和多个遮光元件4组成。其中，透镜2、隔圈3和遮光元件4都是沿着镜筒1的轴向设置，或者是说，透镜2、隔圈3和遮光元件4都与镜筒1同轴设置。透镜2间隔设置，隔圈3设置在相邻两个透镜2之间，遮光元件4间隔设置在相邻两个透镜2之间。优选地，本实施方式的透镜2数量n≥3。

图4示意性表示本发明第一种实施方式的镜头中的透镜的光学结构示意图。如图4中的(4a)和(4b)所示，镜头中至少有一个透镜2上至少有一侧表面上依次设置有光学有效区201和光学机构区202。光学有效区201和光学机构区202要么设置在透镜2的物侧面，要么设置在透镜2的像侧面，要么同时设置在透镜2的物侧面和像侧面。其中，光学有效区201设置在透镜2靠近镜头光轴的位置，而光学机构区202设置在透镜2远离镜头光轴的位置。

图2示意性表示本发明第一种实施方式的镜头的主要光学结构的示意图。本实施方式的镜头还包括一个嵌合结构。该嵌合结构由隔圈3的内孔与镜头其中一个透镜2的外周柱面过盈配合而形成，如图1或图2所示。通过隔圈3与透镜2相互紧密嵌合的特殊结构设计，可以有效减弱炫光影响，从而提高镜头的成像质量。

图3示意性表示本发明第一种实施方式的镜头的光阑位置示意图。如图3所示，本实施方式将设置在形成上述嵌合结构的透镜2的物侧面或像侧面上的遮光元件4作为光阑5。而且，光阑5的半口径r小于镜头物侧端的出光半口径R。以此提高镜头的光学性能。在本实施方式中，r＝2.5mm，R＝3.2mm。

如图4所示，本实施方式的透镜2由光学有效区201和光学机构区202组成。光学有效区201的作用主要是为了让镜头中的光线穿透过并成像，光学机构区202用来连接光学有效区201和隔圈3，主要用于保障光学有效区201的形状和位置固定。波段为420nm-750nm的光线在图4(4a)中的光学有效区201的透过率T≥85％，通过在光学有效区201表面镀多层增透膜203，获得如图4(4b)所示的透镜2，且使得波段为420nm-750nm的光线在该透镜2的光学有效区201的透过率T≥90％。通过在光学有效区201表面镀增透膜203，可以提高光学有效区201光线的透过率，有利于提高镜头的成像质量。

图5示意性表示本发明第一种实施方式的镜头中形成嵌合结构的隔圈与透镜关键特征的光学结构示意图。如图5的(5a)所示，隔圈3外表面由透镜配合面一301、透镜配合面二302、透镜配合面三303以及连接上述三个透镜配合面的其它平面或曲面组成。为了固定光学有效区201的形状和位置，如图5的(5b)所示，透镜2的光学机构区202上设有透镜配合面2022和隔圈配合面2021。此时，当上述承靠面与特定部件，如透镜2、隔圈3或遮光元件4等配合时，透镜2光学有效区201的位置和形状就会被固定在镜筒1内的特定空间中，进而保证镜头具有优异的光学性能。进一步地，嵌合结构由隔圈3的透镜配合面一301与透镜2上光学机构区202的隔圈配合面2021过盈配合或紧密贴合，达到径向固定透镜2的目的。

如图5所示，本实施方式的隔圈3的半口径R1与透镜2的半口径R2满足关系式：R1≤R2。隔圈3的厚度L1与透镜2的边厚L2满足关系式：L1＝L2。以此使隔圈3和透镜2达到过盈配合的目的。优选地，R1＝3.5mm，R2＝3.505mm，L1＝L2＝0.2mm。本实施方式的镜头在组装时，隔圈3上的透镜配合面二302与透镜2光学有效区201上的透镜配合面2022保持在同一个平面上，有利于该透镜2和隔圈3的组合面与其它透镜2或遮光元件4等部件的轴向配合，以此达到轴向固定镜头中透镜2的目的。

图6示意性表示本发明第一种实施方式的镜头与不加隔圈的镜头在光学成像时的炫光效果对比示意图。图7示意性表示本发明第一种实施方式的镜头中隔圈材质为金属时的光学成像示意图。本实施方式中隔圈3的材料为具有吸光作用的黑色材料或金属等吸光材料。其中，黑色材料可以采用聚碳酸酯、聚对亚苯基对苯二甲酰胺、烯的共聚物等材料或在上述材料里添加黑色母。优选地，本实施方式选用聚碳酸酯加炭黑材料，具有良好的减弱炫光的效果。如图6所示，与(6a)中未设置隔圈3与透镜2嵌合结构的镜头相比，本实施方式(6b)中的镜头在光学成像时的如(6a)所示的炫光现象明显消失。如图7所示，当本实施方式的隔圈材料选用金属材料时，镜头在光学成像时的炫光现象也明显消失，与隔圈材料选用黑色材料时的镜头在光学成像时的炫光效果基本相同。

第二种实施方式

图8示意性表示本发明第二种实施方式的镜头中设置两个隔圈的光学结构示意图。如图8所示，本实施方式的镜头由一个镜筒1、多个透镜2、两个隔圈3和多个遮光元件4组成。在其他的实施方式中，隔圈3的数量也可以设置超过两个。只要隔圈3的数量超过一个，则隔圈3间隔设置在相邻两个透镜2之间。相应地，每个隔圈3的内孔都分别与镜头的透镜2的外周柱面过盈配合而形成嵌合结构。进一步地，每个隔圈3的透镜配合面一301分别与对应的透镜2上光学机构区202的隔圈配合面2021过盈配合或紧密贴合而形成嵌合结构，达到径向固定透镜2的目的。本实施方式或其他实施方式的镜头的其它结构设计与第一种实施方式相同，不再赘述。

以上所述仅为本发明的一枚实施方式而已，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，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种镜头，包括：镜筒(1)以及沿着所述镜筒的轴向设置的透镜(2)、至少一个隔圈(3)和遮光元件(4)，其特征在于，

所述透镜(2)间隔设置，且至少一个所述透镜(2)的至少一侧表面向远离所述镜头光轴的方向依次设置有光学有效区(201)和光学机构区(202)；

所述隔圈(3)采用吸光材料，并设置在相邻两个所述透镜(2)之间；

所述遮光元件(4)间隔设置在相邻两个所述透镜(2)之间；

至少一个所述透镜(2)的外周柱面与所述隔圈(3)的内孔相互紧密嵌合，形成嵌合结构。

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，设置在所述形成嵌合结构的所述透镜(2)的物侧面或像侧面上的遮光元件(4)作为光阑(5)。

3.根据权利要求2所述的镜头，其特征在于，所述光阑(5)的半口径(r)与所述镜头物侧端的出光半口径(R)满足关系式：r＜R。

4.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，波段为420nm-750nm的光线在所述光学有效区(201)的透过率T≥85％，所述光学机构区(202)连接所述光学有效区(201)与所述隔圈(3)。

5.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述光学有效区(201)表面镀增透膜(203)。

6.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述隔圈(3)外表面由透镜配合面一(301)、透镜配合面二(302)、透镜配合面三(303)以及连接所述三个透镜配合面的其它平面或曲面组成。

7.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述嵌合结构由所述隔圈(3)的透镜配合面一(301)与所述透镜(2)的所述光学机构区(202)的隔圈配合面(2021)过盈配合。

8.根据权利要求1或7所述的镜头，其特征在于，所述隔圈(3)的半口径(R1)与所述透镜(2)的半口径(R2)满足关系式：R1≤R2。

9.根据权利要求1或7所述的镜头，其特征在于，所述隔圈(3)的厚度(L1)与所述透镜(2)的边厚(L2)满足关系式：L1＝L2。

10.根据权利要求1、6或7所述的镜头，其特征在于，所述隔圈(3)的材料为黑色材料或金属。

11.根据权利要求10所述的镜头，其特征在于，所述黑色材料由聚碳酸酯加炭黑材料制成。

12.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述透镜(2)的数量n≥3。

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