CN214669688U - 光学元件和光学成像镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光学元件和光学成像镜头。光学元件为环状，光学元件包括：外环面；内环面，内环面为台阶面，且台阶面的至少一个面段上设置有多个齿结构，多个齿结构沿内环面的周向间隔设置；像侧面，像侧面的内圈侧和像侧面的外圈侧分别与内环面和外环面连接；物侧面，物侧面的内圈侧和物侧面的外圈侧分别与内环面和外环面连接；其中，齿结构靠近光轴的一侧与光轴之间的夹角与光轴之间的夹角α大于等于16°。本实用新型解决了现有技术中的压圈存在杂光改善困难的问题。

Description

光学元件和光学成像镜头

技术领域

本实用新型涉及光学成像设备技术领域，具体而言，涉及一种光学元件和光学成像镜头。

背景技术

随着手机的更新换代，人们对手机镜头的成像品质要求越来越高，镜头采用压圈一方面可以固定光学元件，以提高镜头的可靠性，另一方面可以遮挡滤色片与最后一枚透镜反射形成的杂光，而压圈本身往往会产生严重的压圈杂光，使镜头成像品质显著降低，一般通过调整压圈的表面处理工艺及压圈结构对此类杂光进行改善，表面处理工艺对压圈杂光的改善非常有限并且容易引起外观问题。

也就是说，现有技术中的压圈存在杂光改善困难的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种光学元件和光学成像镜头，以解决现有技术中的压圈存在杂光改善困难的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光学元件，光学元件为环状，光学元件包括：外环面；内环面，内环面为台阶面，且台阶面的至少一个面段上设置有多个齿结构，多个齿结构沿内环面的周向间隔设置；像侧面，像侧面的内圈侧和像侧面的外圈侧分别与内环面和外环面连接；物侧面，物侧面的内圈侧和物侧面的外圈侧分别与内环面和外环面连接；其中，齿结构靠近光轴的一侧与光轴之间的夹角与光轴之间的夹角α大于等于16°。

进一步地，台阶面包括：第一面段，第一面段与物侧面连接，第一面段由物侧面向靠近光学元件的光轴的方向延伸；第二面段，第二面段通过第一面段与物侧面连接，第二面段与光轴垂直；第三面段，第二面段通过第三面段与像侧面连接，第三面段由第二面段向远离光轴的方向延伸，第三面段相对于第一面段远离光轴，第一面段和/或第三面段具有齿结构。

进一步地，第一面段与光轴的夹角大于0°且小于45°；和/或第三面段与光轴的夹角大于0°且小于45°。

进一步地，第三面段沿光轴的延伸方向的长度H1和第一面段沿光轴的延伸方向的长度H2之间的比值大于0.25且小于等于4。

进一步地，第三面段上的齿结构沿光轴的延伸方向的长度h1与第三面段沿光轴的延伸方向的长度H1之间的比值大于0且小于等于1；和/或第一面段上的齿结构沿光轴的延伸方向的长度h2与第一面段沿光轴的延伸方向的长度H2之间的比值大于0且小于等于1。

进一步地，齿结构沿平行于物侧面的方向的截面呈V形或者呈U形。

进一步地，相邻两个齿结构之间形成槽结构，槽结构沿平行于物侧面的方向的截面呈V形或者呈U形。

进一步地，齿结构的齿高大于0且小于等于0.2mm。

进一步地，光学元件为压圈。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种光学成像镜头，包括上述的光学元件。

应用本实用新型的技术方案，光学元件为环状，光学元件包括外环面、内环面、像侧面和物侧面，内环面为台阶面，且台阶面的至少一个面段上设置有多个齿结构，多个齿结构沿内环面的周向间隔设置；像侧面的内圈侧和像侧面的外圈侧分别与内环面和外环面连接；物侧面的内圈侧和物侧面的外圈侧分别与内环面和外环面连接；其中，齿结构靠近光轴的一侧与光轴之间的夹角与光轴之间的夹角α大于等于16°。

通过将光学元件设置成环状，使得光学元件能够对透镜进行抵接，同时能够避免光学元件遮挡透镜的成像光线，保证透镜能够清晰成像。内环面为台阶面，且台阶面的至少一个面段上设置有多个齿结构。这样设置使得齿结构能够对入射到内环面上的光线进行吸收，减少了光线在内环面上的反射，进而减少了杂散光的产生，使得光学元件产生的杂散光得到了改善，进而提高了光学成像镜头的成像质量。多个齿结构沿内环面的周向间隔设置，这样设置使得多个齿结构中的相邻两个齿结构是分开设置的，避免了相邻两个齿结构之间的干涉，保证了每个齿结构均能够独立工作。同时能够保证每个齿结构均能够吸收较多的杂散光，进而使得内环面能够吸收较多的杂散光，从而提高杂光改善的效果。

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示出了现有技术中的光学成像镜头的结构示意图；

图2示出了图1中压圈杂光能量最强角度的光斑图；

图3示出了本申请的实施例一的光学元件的结构示意图；

图4示出了图3中光学元件的剖面图；

图5示出了图4中光学元件的放大图；

图6示出了图3中光学元件另一个角度的示意图；

图7示出了本申请的光学成像镜头的压圈杂光能量最强角度的光斑图；

图8示出了本申请的实施例二的光学元件的放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光学元件；11、外环面；12、台阶面；121、第一面段；122、第二面段；123、第三面段；13、齿结构；14、像侧面；15、物侧面；20、光轴；30、透镜；40、压圈；50、成像面；60、滤色片。

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。

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。

在本实用新型中，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实用新型。

为了解决现有技术中的压圈存在杂光改善困难的问题，本实用新型提供了一种光学元件和光学成像镜头。

实施例一

如图1至图7所示，光学元件10为环状，光学元件10包括外环面11、内环面、像侧面14和物侧面15，内环面为台阶面12，且台阶面12的至少一个面段上设置有多个齿结构13，多个齿结构13沿内环面的周向间隔设置；像侧面14的内圈侧和像侧面14的外圈侧分别与内环面和外环面11连接；物侧面15的内圈侧和物侧面15的外圈侧分别与内环面和外环面11连接；其中，齿结构13靠近光轴20的一侧与光轴20之间的夹角与光轴20之间的夹角α大于等于16°。

通过将光学元件10设置成环状，使得光学元件10能够对透镜进行抵接，同时能够避免光学元件10遮挡透镜的成像光线，保证透镜能够清晰成像。内环面为台阶面12，且台阶面12的至少一个面段上设置有多个齿结构13。这样设置使得形成杂光的光线能够在齿结构13上发生漫反射，从而使得入射到齿结构13上的光线的传播方向发生改变，使得齿结构13对入射到内环面上的光线进行吸收，减少了杂散光线在内环面上的汇聚，进而减少了杂散光的产生，使得光学元件10产生的杂散光得到了改善，进而提高了光学成像镜头的成像质量。多个齿结构13沿内环面的周向间隔设置，这样设置使得多个齿结构13中的相邻两个齿结构13是分开设置的，避免了相邻两个齿结构13之间的干涉，保证了每个齿结构13均能够独立工作。同时能够保证每个齿结构13均能够吸收较多的杂散光，进而使得内环面能够吸收较多的杂散光，从而提高杂光改善的效果。

如图5所示，第三面段123上的齿结构13靠近光轴20的一侧与光轴20之间的夹角α大于等于16°。若夹角α小于16°，使得夹角α过小，容易影响齿结构13对杂散光的吸收效果，同时增加了光学元件10成型脱模的难度。将第三面段123上的齿结构13靠近光轴20的一侧与光轴20之间的夹角α设置在16°以上，有利于保证齿结构13对杂散光的吸收，以达到杂光改善的目的。由图中可知，齿结构13靠近光轴20的一侧与第三面段123平行。当然，齿结构13靠近光轴20的一侧与第三面段123也可以不平行，可根据实际情况设置。

需要说明的是，上述齿结构13与光学元件10是一体成型的。这样设置有利于保证齿结构13与内环面的紧密连接，有利于增强光学元件10的结构强度，减少了光学元件10发生形变的可能性，保证了光学元件10的结构稳定性和使用可靠性。

具体的，台阶面12包括第一面段121、第二面段122和第三面段123，第一面段121与物侧面15连接，第一面段121由物侧面15向靠近光学元件10的光轴20的方向延伸。这样设置使得第一面段121是由物侧面15向靠近光轴20的方向倾斜设置的，使得第一面段121能够接收不同角度的入射光线，使得第一面段121能够吸收较多的杂散光，以减少杂散光的产生。第二面段122通过第一面段121与物侧面15连接，第二面段122与光轴20垂直。第二面段122通过第三面段123与像侧面14连接，第三面段123由第二面段122向远离光轴20的方向延伸，第三面段123相对于第一面段121远离光轴20。这样设置使得第三面段123是由第二面段122向远离光轴20的方向倾斜设置的，使得第三面段123能够接收不同角度的入射光线，使得第三面段123能够吸收较多的杂散光，从而减少杂散光的产生。第一面段121和第三面段123上均具有齿结构13，这样设置使得入射到第一面段121和第三面段123上的光线能够在齿结构13上发生漫反射，通过漫反射的作用改变了入射到第一面段121和第三面段123的光线的传播路径，从而减少了杂散光在第一面段121和第三面段123的汇聚，进一步减少了杂散光的产生，增强了杂光改善效果。同时，保证齿结构13不会对成像光线进行遮挡，保证成像的完整性和稳定性。

具体的，第一面段121与光轴20的夹角大于0°且小于45°。优选地，第一面段121与光轴20的夹角大于5°且小于30°。若第一面段121与光轴20的夹角大于45°度，使得第一面段121与光轴20的夹角过大，减小了光学元件10与透镜的承靠面积，减弱了光学元件10对透镜的固定作用，降低了光学元件10对透镜的推力，容易造成透镜晃动或倾斜的风险，同时容易导致光学元件10发生形变。而且第一面段121与光轴20的夹角过大容易对成像光线造成遮挡，导致成像不清楚。若第一面段121与光轴20的夹角过小，使得光学元件10对杂光的遮挡作用减弱，容易引起靠近像侧面14的透镜与滤色片反射形成的杂光从光学元件10与靠近像侧面14的透镜的边缘漏出，从而造成杂光的增加。将第一面段121与光轴20的夹角限制在0°到45°的范围内，可以保证光学元件10能够稳定地与透镜进行止挡，防止光学元件10变形，还能保证光学元件10不会遮挡成像光线，保证成像的稳定性。同时还有利于保证光学元件10自身的杂光改善效果，以保证成像品质。

具体的，第三面段123与光轴20的夹角大于0°且小于45°。优选地，第三面段123与光轴20的夹角大于5°且小于30°。若第三面段123与光轴20的夹角大于45°，使得第三面段123与光轴20的夹角过大，容易影响第三面段123对杂散光的吸收，造成在光学元件10处杂散光增加的情况，从而影响成像质量。同时还会降低光学元件10的结构强度，容易引起光学元件10受挤压变形的情况，影响光学元件10与透镜承靠的稳定性。若第三面段123与光轴20的夹角过小，使得光学元件10成型脱模较困难。将第三面段123与光轴20的夹角限制在0°到45°的范围内，有利于保证光学元件10的结构强度和使用可靠性，同时能够保证光学元件10的杂光改善效果。

如图5所示，第三面段123沿光轴20的延伸方向的长度H1和第一面段121沿光轴20的延伸方向的长度H2之间的比值大于0.25且小于等于4。优选地，第三面段123沿光轴20的延伸方向的长度H1和第一面段121沿光轴20的延伸方向的长度H2之间的比值大于0.5且小于等于3。若第三面段123沿光轴20的延伸方向的长度H1和第一面段121沿光轴20的延伸方向的长度H2之间的比值小于0.25，使得光学元件10的第二面段122过长，容易造成第二面段122遮挡成像光线的风险，影响光学成像镜头的光学性能。若第三面段123沿光轴20的延伸方向的长度H1和第一面段121沿光轴20的延伸方向的长度H2之间的比值大于4，使得光学元件10对与之承靠的透镜的遮挡杂光作用减弱，从而影响透镜的成像清晰度。将第三面段123沿光轴20的延伸方向的长度H1和第一面段121沿光轴20的延伸方向的长度H2之间的比值限制在0.25到4的范围内，有利于保证光学元件10不会对光线进行遮挡，保证成像的稳定性。

具体的，第三面段123上的齿结构13沿光轴20的延伸方向的长度h1与第三面段123沿光轴20的延伸方向的长度H1之间的比值大于0且小于等于1。通过合理限制h1与H1之间的比值，能够有效避免h1过大而使齿结构13遮挡成像光线，同时能够增加齿结构13对杂散光的吸收，增强齿结构13的杂光改善效果。

具体的，第一面段121上的齿结构13沿光轴20的延伸方向的长度h2与第一面段121沿光轴20的延伸方向的长度H2之间的比值大于0且小于等于1。通过合理限制h2与H2之间的比值，能够有效避免h2过大而使齿结构13遮挡成像光线，同时能够保证齿结构13对光线的漫反射作用，从而减少杂散光的汇聚，达到改善杂散光的目的。

如图6所示，齿结构13沿平行于物侧面15的方向的截面呈V形。相邻两个齿结构13之间形成槽结构，槽结构沿平行于物侧面15的方向的截面呈V形。这样设置使得齿结构13易于制作，降低了齿结构13的加工难度，节约了成本。

具体的，齿结构13的齿高大于0且小于等于0.2mm。优选地，齿结构13的齿高大于0.1mm且小于0.2mm。齿结构13的齿高过小，使得齿结构13不明显，影响齿结构13的杂光改善效果。若齿结构13的齿高大于0.2mm，使得齿结构13的齿高过大，使得槽结构的深度较深，增加了光学元件10的模具的加工难度，降低了模具的使用寿命，增加了成本。同时降低了光学元件10的结构强度，容易造成光学元件10形变的风险，进而影响光学元件10与透镜的稳定承靠。将齿结构13的齿高限制在0到0.2mm的范围内，有利于保证齿结构13的杂光改善作用，同时保证了齿结构13的结构稳定性。

具体的，光学元件10为压圈。光学成像镜头包括上述的光学元件10。通过在光学成像镜头中设置上述的光学元件10，能够起到改善杂散光的作用，保证光学成像镜头的成像品质。

光学成像镜头还包括镜筒、透镜和滤色片，透镜为多个，多个透镜沿镜筒的轴向间隔排布在镜筒内，滤色片位于多个透镜中靠近像侧面14的一个透镜与成像面之间且位于镜筒的外部，上述光学元件10设置在多个透镜中靠近像侧面14的一个透镜与滤色片之间且同时与镜筒和透镜抵接。这样设置使得光学元件10不仅改善了自身的杂散光，同时改善了多个透镜中靠近像侧面14的一个透镜的杂散光，进一步提高了光学成像镜头的成像质量。

如图1所示，为现有技术中的光学成像镜头的结构示意图。从图中可知，入射光线传输到滤色片60上，滤色片60将光线反射到压圈40上，然后经压圈40反射到最后一枚透镜30上，最后打在成像面50上。

如图2所示，为软件模拟的现有技术中的压圈杂光能量最强角度的光斑图，从图中可知最大能量约为0.0107lm/mm2，总能量约为0.00213lm。通过调整压圈的内环面的角度及采用不同表面处理工艺该杂光均无明显改善。

如图7所示，为本申请的光学成像镜头的光学元件10的杂光能量最强角度的光斑图，从图中可知，最大能量强度约为0.0038lm/mm2，总能量约为和0.00003lm，相比于现有技术光斑强度减弱较为明显，杂光改善效果较佳。

实施例二

与实施例一的区别是，齿结构13的形状不同。

如图8所示，齿结构13沿平行于物侧面15的方向的截面呈U形。

具体的，相邻两个齿结构13之间形成槽结构，槽结构沿平行于物侧面15的方向的截面呈U形。将齿结构13设置成U形，同样能够使入射到齿结构13的光线发生漫反射，以减少杂散光的汇聚，从而达到杂光改善的效果。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述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 (10)

1.一种光学元件，其特征在于，所述光学元件(10)为环状，所述光学元件(10)包括：

外环面(11)；

内环面，所述内环面为台阶面(12)，且所述台阶面(12)的至少一个面段上设置有多个齿结构(13)，多个所述齿结构(13)沿所述内环面的周向间隔设置；

像侧面(14)，所述像侧面(14)的内圈侧和所述像侧面(14)的外圈侧分别与所述内环面和所述外环面(11)连接；

物侧面(15)，所述物侧面(15)的内圈侧和所述物侧面(15)的外圈侧分别与所述内环面和所述外环面(11)连接；

其中，所述齿结构(13)靠近所述光学元件(10)的光轴(20)的一侧与所述光轴(20)之间的夹角与所述光轴(20)之间的夹角α大于等于16°。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述台阶面(12)包括：

第一面段(121)，所述第一面段(121)与所述物侧面(15)连接，所述第一面段(121)由所述物侧面(15)向靠近所述光学元件(10)的光轴(20)的方向延伸；

第二面段(122)，所述第二面段(122)通过所述第一面段(121)与所述物侧面(15)连接，所述第二面段(122)与所述光轴(20)垂直；

第三面段(123)，所述第二面段(122)通过所述第三面段(123)与所述像侧面(14)连接，所述第三面段(123)由所述第二面段(122)向远离所述光轴(20)的方向延伸，所述第三面段(123)相对于所述第一面段(121)远离所述光轴(20)，所述第一面段(121)和/或所述第三面段(123)具有所述齿结构(13)。

3.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，

所述第一面段(121)与所述光轴(20)的夹角大于0°且小于45°；和/或

所述第三面段(123)与所述光轴(20)的夹角大于0°且小于45°。

4.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第三面段(123)沿所述光轴(20)的延伸方向的长度H1和所述第一面段(121)沿所述光轴(20)的延伸方向的长度H2之间的比值大于0.25且小于等于4。

5.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，

所述第三面段(123)上的齿结构(13)沿所述光轴(20)的延伸方向的长度h1与所述第三面段(123)沿所述光轴(20)的延伸方向的长度H1之间的比值大于0且小于等于1；和/或

所述第一面段(121)上的齿结构(13)沿所述光轴(20)的延伸方向的长度h2与所述第一面段(121)沿所述光轴(20)的延伸方向的长度H2之间的比值大于0且小于等于1。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述齿结构(13)沿平行于所述物侧面(15)的方向的截面呈V形或者呈U形。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件，其特征在于，相邻两个所述齿结构(13)之间形成槽结构，所述槽结构沿平行于所述物侧面(15)的方向的截面呈V形或者呈U形。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述齿结构(13)的齿高大于0且小于等于0.2mm。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件(10)为压圈。

10.一种光学成像镜头，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的光学元件(10)。

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