CN209624872U - 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装配；镜筒，用于承载至少一个透镜组；至少三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次包括：第一透镜；第二透镜；第三透镜，其中，第一透镜和第三透镜扣合连接，第二透镜和第三透镜扣合连接，第三透镜与镜筒组合装配。本实用新型的技术方案解决了现有技术中光学成像系统因同轴度差而造成的成像品质差的问题。

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P1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小头部结构设计困难和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装配；镜筒，用于承载至少一个透镜组；至少三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次包括：第一透镜；第二透镜；第三透镜，其中，第一透镜和第三透镜扣合连接，第二透镜和第三透镜扣合连接，第三透镜与镜筒组合装配。

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，第三透镜具有与第一凸出部和第二凸出部均配合的凹入部。

进一步地，凹入部具有相连接的第一承靠面和第二承靠面，第一凸出部与第一承靠面接触以将第一透镜与第三透镜扣合连接，第二凸出部与第二承靠面接触以将第二透镜与第三透镜扣合连接。

进一步地，第三透镜包括第三光学部和与第三光学部连接并朝向物侧延伸的第三凸出部，第三凸出部与第三光学部围成凹入部，第一承靠面和第二承靠面均位于所述第三凸出部上。

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，第一透镜和第二透镜相互承靠，其中，承靠长度L1满足以下关系：0.15mm≤L1≤0.5mm；和/或，第二透镜和第三透镜相互承靠，承靠长度L5满足以下关系：0.15mm≤L5≤0.5mm。

进一步地，第一凸出部具有第一表面，第一表面与第三透镜的凹入部的第一承靠面相接触的长度为L2；第二凸出部具有第二表面，第二表面与第三透镜的凹入部的第二承靠面相接触的长度为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，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°，第二透镜的脱模斜面的角度a2满足以下关系：20°≤a2≤45°，第三透镜的脱模斜面的角度a3和b1满足以下关系：20°≤a3≤45°，20°≤b1≤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。

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2A示出了图1的局部结构示意图；

图2B示出了图1的局部结构示意图；

图3是图2A的局部放大图；以及

图4示出了图1的部分结构示意图。

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。第一透镜P1和第二透镜P2相互承靠指的是第一透镜P1和第二透镜P2面面接触，L1指的是第一透镜P1的靠近成像面的一侧与第二透镜P2的靠近物体的一侧相接触的长度。同理，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”或者“有效直径部分”)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。

如图1至图3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，有三个透镜通过扣合方式装配，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2A所示，上述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和第三透镜P3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，在装配过程中，按照从像侧到物侧的顺序可以依次装配第三透镜P3、第二透镜P2和第一透镜P1，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和第三透镜P3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，采用倒装方式依次将像侧透镜组装进镜筒a中，固定第三透镜P3后，依次将第二透镜P2和第一透镜P1与第三透镜P3配合即完成镜头的组装。这样，镜筒a的前端不需要包覆第一透镜P1，所以可以很好的减小镜头头部大小，满足小头部的结构设计。另外，由于镜筒a的中间圆度比开口处圆度好，这样即可确保透镜组不宜从镜筒a中脱离，确保装配精度。

基于上述设计构思，至少三个透镜中，将最靠近像侧的一个透镜作为扣合载体，位于该透镜的物侧面的多个透镜均与作为扣合载体的透镜扣合连接。本申请中，透镜组中的透镜数量为三个，在本实用新型附图未示出的替代实施例中，至少三个透镜也可以包括更多个数量的透镜，比如，六个，其中，沿像侧到物侧依次包括第六透镜、第五透镜、第四透镜、第三透镜、第二透镜和第一透镜，第一至第五透镜均与第六透镜扣合连接。这样，需要装配时，采用倒装的方式，从像侧到物侧依次装配第六透镜、第五透镜、第四透镜、第三透镜、第二透镜和第一透镜，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，由于第一至第五透镜均与第六透镜扣合连接，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。

如图1所示，本实用新型的实施例中，第三透镜P3为扣合载体，第一透镜P1和第二透镜P2均与第三透镜P3扣合，且第二透镜P2的非有效径长度小于第一透镜P1的非有效径长度。

通过上述扣合的方式组装第一透镜P1、第二透镜P2和第三透镜P3，可以有效保证透镜的同轴度，从而很好地改善光学成像系统的成像品质。

当然，在本实用新型实施例的附图未示出的替代实施例中，在非有效径长度允许的条件下，第一透镜P1和第二透镜P2也可以采用扣合方式连接，以形成一个整体结构。

如图1和图4所示，具体地，第一透镜P1包括第一光学部和环绕第一光学部并与第一光学部连接的第一凸出部P11，第二透镜P2包括第二光学部和环绕第二光学部的第二凸出部P21，第三透镜P3具有与第一凸出部P11和第二凸出部P21均配合的凹入部。

如图4所示，凹入部具有相连接的第一承靠面P311和第二承靠面P312。具体地，第一承靠面P311和第二承靠面P312均为环形面。第一凸出部P11与第三透镜P3的第一承靠面P311接触以将第一透镜P1与第三透镜P3扣合连接，第二凸出部P21与第三透镜P3的第二承靠面P312接触以将第二透镜P2与第三透镜P3扣合连接。

本实用新型的一个实施例中，凹入部为设置在第三透镜P3上的台阶孔，该台阶孔包括孔径依次减小的第一直孔段和第二直孔段。其中，该第一直孔段的内壁面形成上述第一承靠面P311，该第二直孔段的内壁面形成上述第二承靠面P312。当需要组装镜头时，采用倒装的方式，按照从像侧到物侧的顺序组装透镜，第三透镜P3装入镜筒a后，依次将第二透镜P2、第一透镜P1分别与第三透镜P3配合组装即可。

如图2A所示，上述台阶孔还包括用于连通第一直孔段和第二直孔段的锥孔段，自第一直孔段至第二直孔段方向(即自物侧到像侧)，锥孔段的孔径逐渐减小。上述设置便于加工。

如图2A和图4所示，本实用新型的实施例中，第三透镜P3包括第三光学部和与第三光学部连接并朝向物侧延伸的第三凸出部P31，第三凸出部P31与第三光学部围成凹入部。

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。

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可以有效的阻挡镜片非有效径部分光路，减少成像杂光，从而提高成像品质。

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可以有效的阻挡镜片非有效径部分光路，减少成像杂光，从而提高成像品质。

如图2A所示，本实用新型的实施例中，当第一透镜P1和第二透镜P2均与第三透镜P3扣合后，第一透镜P1和第二透镜P2相互承靠，其中，承靠长度L1满足以下关系：0.15mm≤L1≤0.5mm；第二透镜P2和第三透镜P3相互承靠，承靠长度L5满足以下关系：0.15mm≤L5≤0.5mm。

通过上述设置，能够确保上述三个透镜的非有效径部分的长度，改善透镜品质，从而使得光学系统的成像品质较高，缩小镜头头部尺寸。

具体地，第一透镜P1的第一凸出部P11具有第一表面，第一表面与第三透镜P3的凹入部的内壁面相接触的长度为L2；第二透镜P2的第二凸出部P21具有第二表面，第二表面与第三透镜P3的凹入部相接触的长度为L3，其中，长度L2和长度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和第二透镜P2均卡在第三透镜P3的凹入部内，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，有效保证透镜的同轴度。

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，第三透镜P3的第三凸出部的远离物体的一侧设有顶出结构P321。上述设置有利于厚度较厚的透镜成型。可选地，该顶出结构321为与第三凸出部一体成型的台阶结构。

如图2B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：20°≤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：20°≤a2≤45°，第三透镜P3的脱模斜面的角度a3、b1也满足以下关系：20°≤a3≤45°、20°≤b1≤45°。

下面，具体结合图2A和图2B描述本申请的技术方案：

如图2A所示，三扣合结构的透镜关系，L1表示第一透镜P1与第二透镜P2相互承靠，L5表示第二透镜P2和第三透镜P3的相互承靠，其中L1、L5长度满足：0.15mm≤L1≤0.5mm；0.15mm≤L5≤0.5mm；L2表示第一透镜P1的第一表面与第三透镜P3相互接触的长度，L3表示第二透镜P2的第二表面与第三透镜P3相互接触的长度，其中L2、L3的长度满足：0.07mm≤L2≤0.2mm；0.07mm≤L3≤0.2mm；L4表示承靠第三透镜P3非有效径部分被承靠位置的最大厚度，L4的大小关系满足：L4≥0.25mm。

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和第三透镜P3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，按照从像侧到物侧的顺序依次组装第三透镜P3、第二透镜P2和第一透镜P1，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和第三透镜P3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。

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 (12)

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装配；

镜筒，用于承载所述至少一个透镜组；

所述至少三个透镜沿光轴从物侧至像侧依次包括：

第一透镜；

第二透镜；

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

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，所述第三透镜具有与所述第一凸出部和所述第二凸出部均配合的凹入部。

3.根据权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，所述凹入部具有相连接的第一承靠面和第二承靠面，所述第一凸出部与所述第一承靠面接触以将所述第一透镜与所述第三透镜扣合连接，所述第二凸出部与所述第二承靠面接触以将所述第二透镜与所述第三透镜扣合连接。

4.根据权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三透镜包括第三光学部和与所述第三光学部连接并朝向所述物侧延伸的第三凸出部，所述第三凸出部与所述第三光学部围成所述凹入部，所述第一承靠面和所述第二承靠面均位于所述第三凸出部上。

5.根据权利要求4所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三凸出部的厚度为L4，其中，厚度L4满足以下关系：L4≥0.25mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜相互承靠，其中，承靠长度L1满足以下关系：0.15mm≤L1≤0.5mm；和/或，所述第二透镜和所述第三透镜相互承靠，承靠长度L5满足以下关系：0.15mm≤L5≤0.5mm。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一凸出部具有第一表面，所述第一表面与所述第三透镜的凹入部的第一承靠面相接触的长度为L2；所述第二凸出部具有第二表面，所述第二表面与所述第三透镜的凹入部的第二承靠面相接触的长度为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5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。

9.根据权利要求1至5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°，所述第二透镜的脱模斜面的角度a2满足以下关系：20°≤a2≤45°，所述第三透镜的脱模斜面的角度a3和b1满足以下关系：20°≤a3≤45°，20°≤b1≤45°。

10.根据权利要求1至5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。

11.根据权利要求10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。

12.一种显示装置，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11中任一项所述的光学成像系统。