JP7036524B2

JP7036524B2 - 光学レンズ

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Publication number: JP7036524B2
Application number: JP2020111017A
Authority: JP
Inventors: ▲傑▼ ▲馬▼
Original assignee: エーエーシーオプティックスソリューションズピーティーイーリミテッド
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2040-06-28
Also published as: CN210090795U; WO2020258327A1; JP2021009372A; US20200409108A1

Description

本発明は、光学結像の技術分野に関し、特に光学レンズに関する。

撮像技術が進歩するにつれて、光学レンズは、例えば携帯電話、タブレットＰＣなどの各種の電子製品に広く応用されている。

従来の光学レンズは、主に鏡筒と鏡筒内に取り付けられる複数のレンズとを含み、物体側から像側に向かう方向において、レンズの外径は徐々に小さくなっている。従って、物体側に近いレンズは、外径が大きいが、光学パラメータの制限により、このようなレンズは、芯厚を比較的小さくする必要があるため、外径の大きく、芯厚の小さいレンズは成形難度が高く、このようなレンズの面型が保証されにくい。

従って、上記技術課題を解決するために、光学レンズを提供する必要がある。

本発明は、従来の光学レンズにおいてレンズの成形難度が高い問題を解決するために光学レンズを提供することを目的とする。

本発明の技術案は、以下の通りである。
光学レンズであって、
鏡筒とレンズユニットとを含み、
前記鏡筒は、頂壁と側壁とを含み、前記頂壁と前記側壁とは、接続されて収容室を形成し、前記頂壁は、接続面を含み、前記接続面は、囲んで前記収容室に連通する通光孔を形成し、かつ、物体側から像側に向かう方向において、前記接続面と前記光学レンズの光軸との距離が徐々に大きくなり、
前記レンズユニットは、前記物体側から前記像側に向かう方向において順に設けられた、外径が徐々に大きくなる複数のレンズを含み、前記複数のレンズは、第１レンズと第２レンズとを含み、前記第１レンズから前記第２レンズに向かう方向は、前記物体側から前記像側に向かう方向と一致し、前記第１レンズは、前記通光孔を通過して設けられ、前記第１レンズは、ガラスレンズであり、前記第１レンズは、結像部と、前記結像部を取り囲んで設けられた固定部とを含み、前記結像部は、前記通光孔を通過して前記頂壁を超えて延在し、前記固定部は、面取り面を含み、前記面取り面は、前記接続面に貼り合わされ、前記第２レンズは、前記収容室内に位置し、
前記結像部は、第１曲面と、前記第１曲面から屈曲して延在し、且つ前記面取り面に接続される第２曲面とを含み、前記第２曲面は、前記光軸を軸線とする円柱面である。

１つの実施例では、前記接続面の母線は、直線である。

１つの実施例では、前記頂壁は、前記接続面に接続される内表面をさらに含み、前記固定部の物体側面は、前記収容室内に位置し、且つ前記面取り面に接続される接触面を含み、前記接触面は、前記内表面に当接し、且つ前記接触面と前記内表面は、いずれも前記光軸に垂直である。

１つの実施例では、前記頂壁は、前記接続面に接続される外表面をさらに含み、前記外表面と前記内表面は、対向して設置され、前記外表面は、前記内表面に平行である。

１つの実施例では、前記固定部の像側面は、第１水平面と、前記第１水平面から前記物体側方向へ延在する第１斜面とを含み、且つ前記第１斜面は、前記光軸に近づく方向に向かって傾斜し、前記第２レンズの物体側面は、第２水平面と、前記第２水平面から前記物体側方向へ延在する第２斜面とを含み、且つ前記第２斜面は、前記光軸に近づく方向に向かって傾斜し、前記第１水平面は、前記第２水平面に当接し、前記第１斜面は、前記第２斜面に当接する。

１つの実施例では、押さえリングをさらに含み、前記押さえリングは、複数の前記レンズを前記収容室内に固定するように、前記側壁に接続されている。

１つの実施例では、前記第２レンズは、プラスチックレンズである。

１つの実施例では、前記レンズユニットは、第３レンズと、第４レンズと、第５レンズとをさらに含み、前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズと、前記第５レンズとは、前記物体側から前記像側に向かう方向において順に設けられている。

１つの実施例では、前記レンズユニットは、隣り合う２つの前記レンズの間に設けられる遮光シートをさらに含む。

本発明の有益な効果は以下の通りである。
上記光学レンズは、物体側から像側に向かう方向において、複数のレンズの外径が徐々に大きくなっているため、従来の光学レンズに比べ、当該光学レンズにおいて物体側に近いレンズの外径が小さくされることによって、レンズの面型を良好に保証することができる。また、複数のレンズにおける第１レンズは、面取り面を有し、鏡筒の頂壁は、面取り面に貼り合わされる接続面を含み、接続面と面取り面との組み合わせは、迷光を良好に改善し、光学レンズの結像効果を向上させることができる。

本発明の一実施形態の光学レンズの構成を示す模式図である。図１に示される光学レンズにおける鏡筒の構成を示す模式図である。図１に示される光学レンズにおける第１レンズの構成を示す模式図である。図１に示される光学レンズにおける第２レンズの構成を示す模式図である。従来の光学レンズの構成を示す模式図である。

以下、図面及び実施形態を参照しながら、本発明をさらに説明する。
図１に示すように、一実施形態に係る光学レンズは、携帯電話、タブレットＰＣ等の電子製品に適用可能であり、光学レンズは、鏡筒１００及びレンズユニット２００を含み、鏡筒１００は、レンズユニット２００の主要な取付構造として、円筒であってもよく角筒であってもよい。

図１及び図２を参照し、鏡筒１００は、頂壁１１０及び側壁１２０を含み、頂壁１１０と側壁１２０とが接続されて収容室１０２が形成され、レンズユニット２００の一部の構造は、収容室１０２内に取り付けられている。頂壁１１０には、通光孔１０４が設けられ、通光孔１０４は、収容室１０２に連通し、光線は、通光孔１０４から収容室１０２内に入射する。

頂壁１１０は、外表面１１２、接続面１１４及び内表面１１６を含み、外表面１１２と内表面１１６とは対向して設置され、かつ、外表面１１２から内表面１１６に向かう方向は、物体側から像側に向かう方向に一致する。本実施形態では、外表面１１２と内表面１１６は、いずれも光学レンズの光軸１０に垂直な平面である。理解できるように、他の実施形態では、外表面１１２と内表面１１６は、例えば、曲面または光軸１０とのなす角が鋭角である斜面などの他の形状をなしてもよい。

接続面１１４の両端は、それぞれ外表面１１２と内表面１１６に接続され、且つ接続面１１４は、囲んで通光孔１０４を形成する。物体側から像側に向かう方向において、接続面１１４と光軸１０との距離は徐々に大きくなる。さらに、本実施例では、具体的に、接続面１１４の母線は直線であり、即ち、本実施例では、接続面１１４における内表面１１６に接続される一端は、接続面１１４における外表面１１２に接続される一端に対して光軸１０から離間する方向に向かって傾斜する。他の実施形態では、接続面１１４の母線は、弧線であってもよい。

側壁１２０における収容室１０２に近い面は、多段の階段面１２２であり、且つ物体側から像側に向かう方向において、階段面１２２の内径は徐々に大きくなる。

レンズユニット２００は、物体側から像側に向かう方向において順に設けられる複数のレンズを含み、物体側から像側に向かう方向において、これらのレンズの外径は徐々に大きくなり、これは、側壁１２０の階段面１２２の内径の変化傾向と一致する。また、これらのレンズの外径は、対応する階段面１２２の内径に適合されることによって、光軸１０に垂直な方向におけるレンズユニット２００のずれを回避することができる。

具体的に、レンズユニット２００は、第１レンズ２１０と第２レンズ２２０とを含み、第１レンズ２１０から第２レンズ２２０に向かう方向は、物体側から像側に向かう方向と一致する。ここで、第１レンズ２１０は、通光孔１０４を通過して設けられ、第１レンズ２１０は、結像部２１２と、結像部２１２を取り囲んで設けられる固定部２１４とを含み、結像部２１２は、通光孔１０４を通過して、頂壁１１０を超えて延在する。固定部２１４は、主に収容室１０２内に位置するとともに、頂壁１１０に当接する。

さらに、図１乃至図３を参照し、第１レンズ２１０は、順に接続される第１曲面２１２２、第２曲面２１２４、面取り面２１４２及び接触面２１４４を含み、第１曲面２１２２と第２曲面２１２４は、いずれも結像部２１２に位置し、ここで、第２曲面２１２４は、第１曲面２１２２から屈曲して延在し、第２曲面２１２４は、光軸１０を軸線とする円柱面であり、即ち、第２曲面２１２４の母線は光軸１０に平行な直線である。

面取り面２１４２と接触面２１４４は、いずれも固定部２１４に位置し、且つ両者が接続されて固定部２１４の物体側面を構成し、面取り面２１４２は、第２曲面２１２４と接触面２１４４を面取り加工することで形成された面である。面取り面２１４２は、接続面１１４に貼り合わされ、これに対応して、面取り面２１４２がＣ面取りプロセスを経て形成された面であると、接続面１１４の母線が直線であり、面取り面２１４２がＲ面取りプロセスを経て形成された面であると、接続面１１４の母線が弧線である。本実施形態では、面取り面２１４２が接続面１１４に貼り合わされることで、第１レンズ２１０が面取り面２１４２において生じる迷光を減少ひいては除去することが可能となり、光学レンズの結像効果を向上させることができる。

接触面２１４４は、収容室１０２内に位置し、且つ内表面１１６に当接する。内表面１１６と同様に、接触面２１４４も、光軸１０に垂直であるため、接触面２１４４は、内表面１１６に完全に貼り合わされることができる。これにより、第１レンズ２１０が接触面２１４４において生じる迷光を減少ひいては除去することが可能となり、光学レンズの結像効果を向上させることができる。

第２レンズ２２０は、収容室１０２内に位置し、且つ第２レンズ２２０の外径は、第１レンズ２１０の外径よりも大きい。

第１レンズ２１０は、第２レンズ２２０に嵌合し、具体的に、図３及び図４に示すように、固定部２１４の像側面は、第１水平面２１４６と、第１水平面２１４６から物体側方向へ延在する第１斜面２１４８とを含み、且つ第１斜面２１４８は、光軸１０に近づく方向に向かって傾斜する。第２レンズ２２０の物体側面は、第２水平面２２２と、第２水平面２２２から物体側方向へ延在する第２斜面２２４とを含み、且つ第２斜面は、光軸１０に近づく方向に向かって傾斜する。第１水平面２１４６は、第２水平面２２２に当接し、第１斜面２１４８は、第２斜面２２４に当接する。

本実施形態では、レンズユニット２００は、５つのレンズを含み、第１レンズ２１０及び第２レンズ２２０に加えて、レンズユニット２００は、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０及び第５レンズ２５０をさらに含み、第１レンズ２１０、第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、及び第５レンズ２５０は、物体側から像側に向かう方向に沿って順に設けられている。すなわち、これらの５つのレンズでは、第１レンズ２１０は、物体側に最も近いレンズであり、第５レンズ２５０は、像側に最も近いレンズであり、それに、第１レンズ２１０の外径は最小であり、第５レンズ２５０の外径は最大である。なお、レンズユニット２００に含まれるレンズの数は、図１に示される実施例に限定されず、レンズの数は、２つ、３つ、４つ又は６つ以上であってもよい。

レンズユニット２００は、第１遮光シート２６０、第２遮光シート２７０、第３遮光シート２８０及び第４遮光シート２９０をさらに含み、第１遮光シート２６０は、第１レンズ２１０と第２レンズ２２０との間に設けられ、第２遮光シート２７０は、第２レンズ２２０と第３レンズ２３０との間に設けられ、第３遮光シート２８０は、第３レンズ２３０と第４レンズ２４０との間に設けられ、第４遮光シート２９０は、第４レンズ２４０と第５レンズ２５０との間に設けられている。各遮光シートは隣り合う２つのレンズの間に設けられ、迷光が結像領域に入って結像品質に影響を与えることを回避するために、迷光を遮断する役割を有する。

本実施形態では、第１遮光シート２６０、第２遮光シート２７０、第３遮光シート２８０及び第４遮光シート２９０は、いずれも射出成形によって黒色プラスチック材料を用いて製造されたものである。これによって、製造誤差による迷光の遮断効果の低下や、過多な有効な画像光の遮断によって結像品質に影響することなく、寸法精度を向上させることができる。他の実施形態では、これらの遮光シートは、プレス加工によって黒色フィルムを用いて製造されてもよい。

図１及び図２を参照し、光学レンズは、収容室１０２内に設けられる押さえリング３００をさらに含み、押さえリング３００は、側壁１２０に接続されることで、複数のレンズを収容室１０２内に固定する。本実施形態では、具体的に、押さえリング３００は、ディスペンス方式によって側壁１２０と接着されているとともに、第５レンズ２５０の像側面に当接する。理解できるように、他の実施形態では、押さえリング３００は、ねじ接続又は係止接続の方式で側壁１２０に接続されてもよく、ここでは限定されない。

本実施形態に係る光学レンズを組み立てる際、第１レンズ２１０、第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、第５レンズ２５０の順で、物体側から像側に向かって順に鏡筒１００に取り付けられて、最後に押さえリング３００を鏡筒１００に接続することで、レンズユニット２００を固定する。

一方で、図５に示される従来の光学レンズを組み立てる際に、第５レンズ２５０ａ、第４レンズ２４０ａ、第３レンズ２３０ａ、第２レンズ２２０ａ、第１レンズ２１０ａは、この順で、像側から物体側に向かって順に鏡筒１００ａに取り付けられて、最後に押さえリング３００ａを鏡筒１００ａ及び第１レンズ２１０ａに接続することで、レンズユニット２００ａを固定する。

図１と図５とを比較して、鏡筒１００の形状、鏡筒１００ａの形状及び各レンズの外径の変化傾向からわかるように、従来の光学レンズに比べて、本実施形態に係る光学レンズでは、物体側に近いレンズの外径がより小さく、例えば、第２レンズ２２０の外径が第２レンズ２２０ａの外径よりも大幅に小さいため、物体側に近いレンズの成形難度を低下させ、物体側に近いレンズの面型を良好に保証することができる。

また、本実施形態では、押さえリング３００は、光学レンズの像側に寄せて設けられ、頂壁１１０と共にレンズユニット２００を光軸１０の延在方向に固定し、押さえリング３００と側壁１２０とを接続するときに、押さえリング３００の外側面を側壁１２０に接続すればよい。一方で、図５に示される従来の光学レンズでは、押さえリング３００ａは、光学レンズの物体側に寄せて設けられているので、レンズユニット２００ａを固定するためには、押さえリング３００ａの外側面を鏡筒１００ａに接続する必要があるだけでなく、押さえリング３００ａの内側面を第１レンズ２１０ａに接続する必要があり、組立プロセスがより複雑であり、組立効率を大きく低下させる。

なお、本実施形態では、第１レンズ２１０は、ガラスレンズであり、第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０及び第５レンズ２５０は、いずれもプラスチックレンズである。当然ながら、他の実施形態では、第１レンズ２１０の材質として、プラスチックが用いられてもよい。

上記は本発明の実施形態にすぎず、当業者は本発明の創造的な構想から逸脱することなく改良を加えることができるが、これらはいずれも本発明の保護範囲に含まれる。

Claims

光学レンズであって、
鏡筒とレンズユニットとを含み、
前記鏡筒は、頂壁と側壁とを含み、前記頂壁と前記側壁とは、接続されて収容室を形成し、前記頂壁は、接続面を含み、前記接続面は、囲んで前記収容室に連通する通光孔を形成し、かつ、物体側から像側に向かう方向において、前記接続面と前記光学レンズの光軸との距離が徐々に大きくなり、
前記レンズユニットは、前記物体側から前記像側に向かう方向において順に設けられた、外径が徐々に大きくなる複数のレンズを含み、前記複数のレンズは、第１レンズと第２レンズとを含み、前記第１レンズから前記第２レンズに向かう方向は、前記物体側から前記像側に向かう方向と一致し、前記第１レンズは、前記通光孔を通過して設けられ、前記第１レンズは、ガラスレンズであり、前記第１レンズは、結像部と、前記結像部を取り囲んで設けられた固定部とを含み、前記結像部は、前記通光孔を通過して前記頂壁を超えて延在し、前記固定部は、面取り面を含み、前記面取り面は、前記接続面に貼り合わされ、前記第２レンズは、前記収容室内に位置し、
前記結像部は、第１曲面と、前記第１曲面から屈曲して延在し、且つ前記面取り面に接続される第２曲面とを含み、前記第２曲面は、前記光軸を軸線とする円柱面であることを特徴とする光学レンズ。
前記接続面の母線は、直線であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
前記頂壁は、前記接続面に接続される内表面をさらに含み、前記固定部の物体側面は、前記収容室内に位置し、且つ前記面取り面に接続される接触面を含み、前記接触面は、前記内表面に当接し、且つ前記接触面と前記内表面は、いずれも前記光軸に垂直であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
前記頂壁は、前記接続面に接続される外表面をさらに含み、前記外表面と前記内表面は、対向して設置され、前記外表面は、前記内表面に平行であることを特徴とする請求項３に記載の光学レンズ。
前記固定部の像側面は、第１水平面と、前記第１水平面から前記物体側方向へ延在する第１斜面とを含み、且つ前記第１斜面は、前記光軸に近づく方向に向かって傾斜し、前記第２レンズの物体側面は、第２水平面と、前記第２水平面から前記物体側方向へ延在する第２斜面とを含み、且つ前記第２斜面は、前記光軸に近づく方向に向かって傾斜し、前記第１水平面は、前記第２水平面に当接し、前記第１斜面は、前記第２斜面に当接することを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
押さえリングをさらに含み、前記押さえリングは、複数の前記レンズを前記収容室内に固定するように、前記側壁に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
前記第２レンズは、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
前記レンズユニットは、第３レンズと、第４レンズと、第５レンズとをさらに含み、前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズと、前記第５レンズとは、前記物体側から前記像側に向かう方向において順に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
前記レンズユニットは、隣り合う２つの前記レンズの間に設けられる遮光シートをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の光学レンズ。