CN209624871U - 光学成像系统及具有该光学成像系统的显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光学成像系统及具有该光学成像系统的显示装置。光学成像系统包括：至少一个透镜组，至少一个透镜组包括至少三个透镜，至少三个透镜通过扣合方式组合，至少三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次嵌套设置；镜筒，用于承载至少一个透镜组；其中，至少三个透镜包括：第一透镜；第二透镜；第三透镜，其中，第一透镜和第二透镜扣合连接，第二透镜和第三透镜扣合连接，第三透镜和镜筒组合装配。本实用新型的技术方案解决了现有技术中因镜片同轴度差而造成的光学成像系统成像品质差的问题；并且镜筒采用敞开式结构，因为物侧的第一镜片不需要被镜筒包覆，所以可以很好地缩小镜头的头部尺寸，符合小头部的设计要求。

Description

光学成像系统及具有该光学成像系统的显示装置

技术领域

本实用新型涉及光学领域，具体而言，涉及一种光学成像系统及具有该光学成像系统的显示装置。

背景技术

近些年，随着具备摄影功能的可携带电子产品的快速发展，对小型化光学系统的要求也日益提高。

目前的手机取像装置的镜头主要包括镜筒、透镜和挡光隔片等单部品，且透镜组装到镜筒里的顺序从物侧到像侧依次组装，且透镜包覆在镜筒内，严重限制了镜头头部的尺寸，不利于镜头小头部的设计。透镜依次堆叠组装，由于成型误差的存在使得透镜的同轴度很难保证，从而导致镜头的成像品质差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种光学成像系统及具有该光学成像系统的显示装置，能够解决现有技术中光学成像系统成像品质差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光学成像系统，包括：至少一个透镜组，至少一个透镜组包括至少三个透镜，至少三个透镜通过扣合方式组合，至少三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次嵌套设置；镜筒，用于承载至少一个透镜组；其中，至少三个透镜包括：第一透镜；第二透镜；第三透镜，其中，第一透镜和第二透镜扣合连接，第二透镜和第三透镜扣合连接，第三透镜和镜筒组合装配。

进一步地，镜筒为向物侧敞开的结构，可以实现至少三个透镜从像侧向物侧的顺序依次组装。

进一步地，至少三个透镜的外径沿光轴从物侧至像侧依次增加。

进一步地，第二透镜的朝向第一透镜的一侧具有第一凹槽，第三透镜的朝向第二透镜的一侧具有第二凹槽，第一透镜与第一凹槽卡接连接，第二透镜与第二凹槽卡接连接。

进一步地，第一透镜包括第一光学部和与第一光学部连接的第一凸出部，第二透镜包括第二光学部和与第二光学部连接的第二凸出部，第三透镜包括第三光学部和与第三光学部连接的第三凸出部，其中，第二凸出部和第二光学部围成第一凹槽，第三凸出部和第三光学部围成第二凹槽。

进一步地，第三凸出部的厚度为L4，其中，厚度L4满足以下关系：L4≥0.25mm。

进一步地，第一凸出部的外侧面与第二透镜的第一凹槽的内壁面相接触的长度为L2；第二凸出部的外侧面与第三透镜的第二凹槽的内壁面相接触的长度为L3，其中，长度L2和L3满足以下关系：0.07mm≤L2≤0.2mm；0.07mm≤L3≤0.2mm。

进一步地，第二透镜与第三透镜相互承靠，其中，承靠长度L5满足以下关系：0.1mm≤L5≤0.4mm。

进一步地，光学成像系统还包括第一遮光片，第一遮光片位于第二透镜和第三透镜之间。

进一步地，第一透镜的脱模斜面的角度a1满足以下关系：20°≤a1≤45°，和/或第二透镜的脱模斜面的角度a2满足以下关系：20°≤a2≤45°，和/或第三透镜的脱模斜面的角度a3满足以下关系：20°≤a3≤45°。

进一步地，光学成像系统还包括第四透镜和第五透镜，第四透镜和第五透镜依次位于第三透镜的像侧面。

进一步地，光学成像系统还包括：第二遮光片，位于第三透镜和第四透镜之间；第三遮光片，位于第四透镜和第五透镜之间。

进一步地，第三透镜的第三凸出部的远离物体的一侧设有顶出结构。

进一步地，在第一透镜与第二透镜扣合处、第二透镜与第三透镜扣合处以及第三透镜与镜筒的扣合处点胶。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种显示装置，包括光学成像系统，该光学成像系统为前述光学成像系统。

应用本实用新型的技术方案，至少有三个透镜通过扣合方式组合，这样能够有效保证透镜组的多个透镜的同轴度，从而很好地改善镜头的成像品质。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的光学成像系统的一个实施例的结构示意图；

图2示出了图1的光学成像系统的局部结构示意图；

图3示出了图1的光学成像系统的局部结构示意图；

图4是图3的局部放大图；

图5是示出了图1的光学成像系统的局部结构示意图；以及

图6示出了图1的光学成像系统的点胶示意图。

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实用新型。

本实用新型及本实用新型的实施例中，每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。第二透镜P2和第三透镜P3相互承靠指的是第二透镜P2和第三透镜P3面面接触，承靠长度L5指的是第二透镜P2的远离物体的一侧与第三透镜P3的靠近物体的一侧相接触的长度。

本实用新型及本实用新型的实施例中，光学部(也可称为“有效径部分”)为透镜中起光学作用的部分，光学部可根据具体需要设置为凹或凸的形状，从而对光线进行发散或汇聚。非光学部包围并连接光学部，主要作用为放置、支撑相连接的光学部。本实用新型的实施例中，第一凸出部P11、第二凸出部P21以及第三凸出部P31均为非光学部。

本实用新型及本实用新型的实施例中，非有效径部分是相对透镜的有效直径而言的。本申请中的扣合方式，也就是卡接连接方式，包括卡扣与凹槽相配合等的方式。

本申请的实施例中，嵌的含义是将较小的东西卡入较大东西上面的凹处。

如图1至图6所示，本实用新型的一个实施例提供了一种光学成像系统。该实施例的光学成像系统包括一个透镜组和一个用于承载该透镜组的镜筒a，该透镜组包括三个透镜。

相比于现有技术中通过依次堆叠方式组装透镜，由于成型误差的存在难以保证透镜的同轴度，从而导致镜头的成像品质差而言，本申请中，至少有三个透镜通过扣合方式组合，这样能够有效保证透镜组的多个透镜的同轴度，从而很好地改善镜头的成像品质。

当然，在本实用新型及本实用新型的附图未示出的替代实施例中，也可以根据实际需要设置两个或者更多个(比如三个，四个或者六个等)透镜组，以确保更多个透镜的同轴度，更好地改善镜头的成像品质。

具体地，如图2所示，上述三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次嵌套设置。

上述方式便于组装三个透镜，保证同轴度。

如图1所示，在该实施例中，镜筒a为向物侧敞开的结构，可以实现至少三个透镜按照从像侧向物侧的顺序依次组装。同时该敞开式结构设计不需要包覆物侧第一透镜，可以很好的减小镜头的头部尺寸，实现小头部设计理念。

需要注意的是，镜筒a为向物侧敞开的结构的含义为：从物侧至像侧，镜筒a的口径依次减小。这样，三个透镜的组装顺序为倒装式，即先将第三透镜P3与镜筒a扣合，再将第二透镜P2与第三透镜P3扣合，最后将第一透镜P1与第二透镜P2扣合。

如图2所示，本实用新型的一个实施例中，三个透镜的外径沿光轴从物侧至像侧依次增加。这样，最靠近物体的透镜的尺寸较小，无需被镜筒a包覆，从而可以有效地减小光学成型系统的透镜组的头部尺寸，使光学成像系统满足小型化的特点。

具体地，上述三个透镜包括第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3。其中，第一透镜P1和第二透镜P2扣合连接，第二透镜P2和第三透镜P3扣合连接。

通过上述设置，镜筒a可以为敞开式结构，这样，三个透镜按照从像侧到物侧的顺序依次进行组装，上述的组装方式可以使得第一透镜P1不用被镜筒a包覆，从而有效地减小镜头的头部尺寸，使得光学成像系统满足小型化的要求；进一步地，由于第一透镜P1和第二透镜P2扣合连接，第二透镜P2和第三透镜P3扣合连接，可以有效地保证镜头中多个透镜的同轴度，从而很好地改善镜头的成像品质。

通过上述设置，当需要将上述透镜组与镜筒a组装在一起时，由于镜筒a的中间圆度壁开口处圆度好，这样即可确保透镜组不宜从镜筒a中脱离，确保装配精度。

如图2所示，本实用新型的一个实施例中，第二透镜P2的朝向第一透镜P1的一侧具有第一凹槽，第三透镜的朝向第二透镜P2的一侧具有第二凹槽，第一透镜P1与第一凹槽卡接连接，第二透镜P2与第二凹槽卡接连接。上述方式便于装配多个透镜。

具体地，如图5所示，第一透镜P1包括第一光学部和与第一光学部连接的第一凸出部P11，第二透镜P2包括第二光学部和与第二光学部连接的第二凸出部P21，第三透镜包括第三光学部和与第三光学部连接的第三凸出部P31，其中，第二凸出部和第二光学部围成第一凹槽，第三凸出部P31和第三光学部围成第二凹槽。

当需要装配第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3时，只需将第三透镜P3装入镜筒中，依次将第二透镜P2和第一透镜P1装入相应的凹槽内，即可将镜头组装完成。上述多个透镜依次扣合(卡接)连接的方式操作简单，便于装配。

具体地，第二凸出部P21具有相对设置的周向外表面和周向内表面。第一透镜P1的第一凸出部P11卡入第二透镜P2的第一凹槽内，第一凸出部P11的周向外表面与第一凹槽的周向侧壁(第二凸出部P21的周向内表面)接触。第二透镜P2的第二凸出部P21卡入第三透镜P3的第二凹槽内，第二凸出部P21的周向外表面与第二凹槽的周向侧壁接触，也即第二凸出部P21的周向外表面与第三透镜P3的第三凸出部P31的周向内表面接触。上述设置中，在装配多个透镜时，从像侧至物侧的顺序，操作人员依次装配第三透镜P3、第二透镜P2、第一透镜P1，这样，多个透镜的组装顺序为倒装式。

当然，在本实用新型附图未示出的替代实施例中，还可以采用这样的方式，在第一透镜P1上设置凹槽，在第二透镜P2的朝向第一透镜P1的表面上设置凸出部，这样，当第二透镜P2的凸出部插入第一透镜P1的凹槽内时即可将第一透镜P1和第二透镜P2组合成一体；同时在第二透镜P2的朝向第三透镜P3的表面上设置凹入部，在第三透镜P3上设置与该凹入部配合的凸起，通过凸起与凹入部的配合也能实现第二透镜P2与第三透镜P3的组合。

本实用新型及本实用新型并不限于上述凹槽与凸起相配合的方式，只要是能够实现第一透镜P1和第二透镜P2卡接连接或者实现第二透镜P2与第三透镜P3卡接连接的方式均在本申请的保护范围之内。

如图2所示，本实用新型的一个实施例中，第三凸出部P31的厚度为L4，其中，厚度L4满足以下关系：L4≥0.25mm。

如图2所示，本实用新型的一个实施例中，第一凸出部P11的外侧面与第二透镜P2的第一凹槽的内壁面相接触的长度为L2；第二凸出部的外侧面与第三透镜P3的第二凹槽的内壁面相接触的长度为L3，其中，长度L2和L3满足以下关系：

0.07mm≤L2≤0.2mm；0.07mm≤L3≤0.2mm。

通过上述设置，可以确保第一透镜P1能够卡在第二透镜P2内部，不宜与第二透镜P2脱离；同时第二透镜P2卡在第三透镜P3内部，不宜与第三透镜P3脱离，使得第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3组装成一个整体，有效保证透镜的同轴度。

如图2所示，本实用新型的一个实施例中，第一透镜P1与第二透镜P2的接触长度L1,第二透镜P2与第三透镜P3的接触长度L5满足以下关系：

0.15mm≤L1≤0.5mm；0.15mm≤L5≤0.5mm。

上述设置中，第二透镜P2卡在第三透镜P3内部，不宜与第三透镜P3脱离，能够有效保证多个透镜的同轴度。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，光学成像系统还包括第一遮光片b，第一遮光片b位于第二透镜P2和第三透镜P3之间。

通过上述设置，利用第一遮光片b可以防止非有效径内部光线反射形成成像杂光，影响成像品质。

如图1所示，光学成像系统还包括第四透镜P4和第五透镜P5，第四透镜P4和第五透镜P5依次位于第三透镜P3的像侧面。

如图1所示，本实用新型的实施例中，光学成像系统还包括第二遮光片c和第三遮光片d。其中，第二遮光片c位于第三透镜P3和第四透镜P4之间；第三遮光片d位于第四透镜P4和第五透镜P5之间。

通过上述设置，利用第二遮光片c和第三遮光片d可以防止非有效径内部光线反射形成成像杂光，影响成像品质。本实用新型的一个可选的实施例中，第三透镜P3采用顶出式结构脱模。具体地，如图4所示，第三透镜P3的第三凸出部P31的远离物体的一侧设有顶出结构P321。该顶出结构P321为与第三凸出部P31一体成型的台阶结构。上述设置有利于厚度较厚的透镜成型。

如图3所示，本实用新型的一个实施例中，第一透镜P1的脱模斜面的角度a1满足以下关系：15°≤a1≤45°，上述设置便于加工第一透镜P1。基于同样的理由，第二透镜P2的脱模斜面的角度a2也满足以下关系：15°≤a2≤45°，第三透镜P3的脱模斜面的角度a3也满足以下关系：15°≤a3≤45°。当然，在附图未示出的替代实施例中，也可以根据实际需要仅在第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3中的一个或者两个中的脱模斜面的角度设为上述数值。

下面，具体结合图2描述本申请的技术方案：

如图2所示，第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3依次真扣合形成扣合结构。第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3形成一次扣合的结构形式，第一透镜P1与第三透镜P3没有接触，且第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3的透镜外径大小依次增加。采用扣合结构，可以有效的缩短第一透镜P1和第二透镜P2的机构部分的长度，改善镜片品质，缩小镜头头部尺寸。

如图2所示，三扣合结构的透镜关系，L4表示第三透镜P3被承靠位置的最大厚度，L4的大小满足：L4≥0.25mm；L2表示第一透镜P1的外侧面与第二透镜P2相互接触位置的长度，L3表示第二透镜P2的外侧面与第三透镜P3相互接触位置的长度，其中L2和L3的大小满足：0.07mm≤L2≤0.2mm、0.07mm≤L3≤0.2mm。。

如图6所示，给出了本实用新型实施例的一种点胶方式，分别在第一透镜P1和第二透镜P2的扣合处、第二透镜P2和第三透镜P3的扣合处以及第三透镜P3与镜筒a的扣合处进行点胶，对透镜进行固定以满足推脱力要求。A所指代的位置即点胶位置，这里的点胶是指在第一透镜P1和第二透镜P2的扣合处、第二透镜P2和第三透镜P3的扣合处以及第三透镜P3与镜筒a的扣合处涂抹胶水，从而固定第一透镜P1和第二透镜P2，固定第二透镜P2和第三透镜P3以及固定第三透镜P3和镜筒a。

本实用新型还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述的光学成像系统，因此，显示装置也具有光学成像系统的上述优点。我们可以将光学成像系统应用于手机镜头，当然，也可以应用于相机等其它装置的镜头部分。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次包括第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3。其中，第一透镜P1和第二透镜P2扣合连接，第二透镜P2和第三透镜P3扣合连接，第一透镜P1和第三透镜P3之间没有接触；通过上述设置，镜筒a可以为敞开式结构，这样，三个透镜按照从像侧到物侧的顺序进行组装，上述的组装方式可以使得第一透镜P1不用被镜筒a包覆，从而有效地减小镜头的头部尺寸，使得光学成像系统满足小型化的要求；进一步地，由于第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3依次扣合，且三个透镜的透镜外径依次增加，可以有效地保证镜头中多个透镜的同轴度，从而很好地改善镜头的成像品质。

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

Claims (15)

1.一种光学成像系统，其特征在于，包括：

至少一个透镜组，所述至少一个透镜组包括至少三个透镜，所述至少三个透镜通过扣合方式组合成一体，所述至少三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次嵌套设置；

镜筒，用于承载所述至少一个透镜组；

其中，所述至少三个透镜包括：

第一透镜；

第二透镜；

第三透镜，其中，所述第一透镜和所述第二透镜扣合连接，所述第二透镜和所述第三透镜扣合连接，所述第三透镜和所述镜筒组合装配。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述镜筒为向物侧敞开的结构，可以实现所述至少三个透镜从像侧向物侧的顺序依次组装。

3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述至少三个透镜的外径沿光轴从物侧至像侧依次增加。

4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的朝向所述第一透镜的一侧具有第一凹槽，所述第三透镜的朝向所述第二透镜的一侧具有第二凹槽，所述第一透镜与所述第一凹槽卡接连接，所述第二透镜与所述第二凹槽卡接连接。

5.根据权利要求4所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜包括第一光学部和与所述第一光学部连接的第一凸出部，所述第二透镜包括第二光学部和与所述第二光学部连接的第二凸出部，所述第三透镜包括第三光学部和与所述第三光学部连接的第三凸出部，其中，所述第二凸出部和所述第二光学部围成所述第一凹槽，所述第三凸出部和所述第三光学部围成所述第二凹槽。

6.根据权利要求5所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三凸出部的厚度为L4，其中，厚度L4满足以下关系：L4≥0.25mm。

7.根据权利要求5所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一凸出部的外侧面与所述第二透镜的第一凹槽的内壁面相接触的长度为L2；所述第二凸出部的外侧面与所述第三透镜的第二凹槽的内壁面相接触的长度为L3，其中，所述长度L2和L3满足以下关系：

0.07mm≤L2≤0.2mm；0.07mm≤L3≤0.2mm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜与所述第三透镜相互承靠，其中，承靠长度L5满足以下关系：0.1mm≤L5≤0.4mm。

9.根据权利要求1至7中任一项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第一遮光片，所述第一遮光片位于所述第二透镜和所述第三透镜之间。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的脱模斜面的角度a1满足以下关系：20°≤a1≤45°，和/或所述第二透镜的脱模斜面的角度a2满足以下关系：20°≤a2≤45°，和/或所述第三透镜的脱模斜面的角度a3满足以下关系：20°≤a3≤45°。

11.根据权利要求1至7中任一项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第四透镜和第五透镜，所述第四透镜和所述第五透镜依次位于所述第三透镜的像侧面。

12.根据权利要求11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：

第二遮光片，位于所述第三透镜和所述第四透镜之间；

第三遮光片，位于所述第四透镜和所述第五透镜之间。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三透镜的第三凸出部的远离物体的一侧设有顶出结构。

14.根据权利要求1至7中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，在所述第一透镜与第二透镜扣合处、所述第二透镜与所述第三透镜的扣合处以及所述第三透镜与所述镜筒的扣合处点胶。

15.一种显示装置，包括光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统为权利要求1至14中任一项所述的光学成像系统。