TWI463205B

TWI463205B - Optical imaging lens

Info

Publication number: TWI463205B
Application number: TW102135347A
Authority: TW
Inventors: 王穗滿; 林仟叡; 葉俊麟
Original assignee: 玉晶光電股份有限公司
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-12-01
Also published as: TW201430434A; US20150092270A1

Description

光學成像鏡頭

本發明是有關於一種光學鏡頭，特別是指一種光學成像鏡頭。

日本特許JP3739295號專利(以下簡稱JP295)揭露一種光學成像鏡頭的組裝結構，該成像鏡頭主要包含一鏡筒及多數設置於該鏡筒內的透鏡。在組裝該成像鏡頭時，鄰近該鏡筒前端的透鏡的物側面具有一抵接於該鏡筒前端的抵接處的垂直面，且其像側面具有一圓錐抵接面，然而其餘透鏡的每一者的物側面與像側面分別具有一圓錐抵接面，所述圓錐抵接面的延伸線是相交於每一個透鏡的物側面光軸上。在組裝該光學成像鏡頭時，兩相鄰透鏡在其他部位皆不相互接觸的情況下，只藉由所述圓錐抵接面相互嵌合定位，最後再以接著劑固定，且所有透鏡的邊緣皆不接觸鏡筒內壁面。然而，由於所有透鏡的邊緣與鏡筒內壁面留有間隙，因此在灌注接著劑時，難以避免未固化的接著劑流入該間隙中，固化後的接著劑會因為熱漲冷縮而造成透鏡變型，影響成像品質。另外，所有透鏡都是藉由圓錐抵接面定位於前一個透鏡之後，然而鄰近該鏡筒前端的透鏡卻是以垂直面抵靠於鏡筒前端的抵接處上，因此整組透鏡相對於該鏡筒只有在軸向上固定，在徑向上並無法定位，由於CCD組裝是組裝於該鏡筒上，因此會造成成像偏移。

台灣公開號第201202779號專利案(以下簡稱TW779)揭露一種光學成像鏡頭的組裝結構，該光學成像鏡頭主要包含一鏡筒及多數設置於該鏡筒內的透鏡。鄰近該鏡筒前端的透鏡與鏡筒前端是藉由延伸線相交於物側的光軸的圓錐面抵接結構，達到使得該透鏡在軸向與徑向上皆能定位，並能使後續抵接的透鏡依序藉此定位於軸向與徑向上。然而，若光學設計將光圈置於鄰近該鏡筒前端的透鏡前，由於該透鏡與該鏡筒只利用圓錐面結構相互嵌合，且該透鏡與該鏡筒皆為塑膠材質，因此具有一定彈性，在組裝時施壓的力道略有不同就會造成嵌入深度的變化，導致不容易固定光圈與該透鏡的相對位置，容易產生誤差進而造成每個鏡頭之間的組裝品質不均。另外，由於該透鏡的圓錐面結構延伸線相交於物側，且考慮該鏡筒前端開口光線進入的角度問題，因此該鏡筒的前端結構設計相當複雜，因此在製作時也不容易控制其精度，進而影響鏡頭組裝精度。

綜上所述，傳統光學成像鏡頭的組裝精度除了受透鏡邊緣結構精度影響之外，也會受到鏡筒本身的結構精度影響。而藉由JP295的技術雖然降低鏡筒精度對組裝精度的影響，但鏡筒與透鏡間採用垂直面的抵接結構，而無法達成徑向上的定位。另外，傳統的組裝結構由於透鏡與鏡筒是緊密卡合，因此點膠固定並不會產生問題，但是JP295由於透鏡與鏡筒間具有間隙，點膠時難以避免接著劑滲入而在固化後熱漲冷縮造成透鏡變型。TW779雖然改善JP295的透鏡與鏡筒藉由垂直面的抵接結構而無法徑向定位的缺點，但透鏡與鏡筒的嵌合卻無法穩固，而會造成難以穩定光圈與該間透鏡的相對位置的問題。另外，鏡筒前端的結構形狀較複雜，因此在製作上亦不容易控制其精度，而影響整體鏡頭的組裝精度。

因此，本發明之目的，即在提供一種提升組裝精度且透鏡於徑向及軸向均能定位於鏡筒的光學成像鏡頭。

於是本發明光學成像鏡頭包含一鏡筒、一前支撐透鏡、多數嵌合透鏡、一後支撐透鏡，及一固定單元。上述透鏡分別包括一朝向物側的物側面及一朝向像側的像側面。

該鏡筒包括一圍繞壁、一連接於該圍繞壁的一端的前壁。該前壁包含有一鏡筒抵接部，及一連接該鏡筒抵接部的鏡筒逆斜面部。

該前支撐透鏡還包括一中央透鏡部及一外側組裝部。該外側組裝部具有位於物側面的一前抵接部及一前逆斜面部，及位於像側面的一後逆斜面部。

該等嵌合透鏡分別還包括一中央透鏡部及一外側組裝部。各外側組裝部具有位於物側面的一前逆斜面部及位於像側面的一後逆斜面部。

該後支撐透鏡還包括一中央透鏡部及一外側組裝部。該外側組裝部具有位於物側面的一前逆斜面部。

其中，該前支撐透鏡的該前抵接部及該前逆斜面部分別抵接該前壁的鏡筒抵接部及鏡筒逆斜面部而嵌合於該鏡筒的前壁。該等嵌合透鏡藉由其前、後逆斜面部相配合抵接而相互嵌合於該前支撐透鏡，且鄰近該前支撐透鏡的嵌合透鏡的前逆斜面部抵接該前支撐透鏡的後逆斜面部而嵌合於該前支撐透鏡。該後支撐透鏡設置於該等嵌合透鏡後，且該後支撐透鏡的前逆斜面部抵接該等嵌合透鏡中鄰近該後支撐透鏡者的後逆斜面部而嵌合於該嵌合透鏡。

本發明的功效在於：在該光學成像鏡頭組裝時，該前支撐透鏡是同時藉由該前抵接部及該前逆斜面部分別抵接於該鏡筒的前壁的鏡筒抵接部及鏡筒逆斜面部而完成嵌合於該鏡筒的前壁，避免該前支撐透鏡嵌入於該前壁的深度不同而造成設置於該遮光部的光圈與該前支撐透鏡的相對位置偏移，而影響該光學成像鏡頭組裝精度。

2‧‧‧鏡筒

21‧‧‧圍繞壁

22‧‧‧前壁

221‧‧‧鏡筒抵接部

222‧‧‧鏡筒逆斜面部

223‧‧‧遮光部

224‧‧‧鏡筒順斜面部

3‧‧‧前支撐透鏡

31‧‧‧物側面

32‧‧‧像側面

33‧‧‧中央透鏡部

34‧‧‧外側組裝部

341‧‧‧前抵接部

342‧‧‧前逆斜面部

343‧‧‧後抵接部

344‧‧‧後逆斜面部

345‧‧‧前順斜面部

346‧‧‧後順斜面部

347‧‧‧前外凹部

348‧‧‧後外凹部

4‧‧‧嵌合透鏡

41‧‧‧物側面

42‧‧‧像側面

43‧‧‧中央透鏡部

44‧‧‧外側組裝部

441‧‧‧前抵接部

442‧‧‧前逆斜面部

443‧‧‧後抵接部

444‧‧‧後逆斜面部

445‧‧‧前順斜面部

446‧‧‧後順斜面部

447‧‧‧前外凹部

448‧‧‧後外凹部

5‧‧‧後支撐透鏡

51‧‧‧物側面

52‧‧‧像側面

53‧‧‧中央透鏡部

54‧‧‧外側組裝部

541‧‧‧前抵接部

542‧‧‧前逆斜面部

543‧‧‧前順斜面部

544‧‧‧後凸緣部

545‧‧‧前外凹部

6‧‧‧固定單元

61‧‧‧環體

611‧‧‧環形凹陷部

62‧‧‧膠體

7‧‧‧環形凹槽

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一剖視示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第一較佳實施例的各元件間的組合關係；圖2是一剖視示意圖，說明該第一較佳實施例的各透鏡的前、後逆斜面部與光軸間的最大距離關係；圖3是一剖視示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第二較佳實施例的各元件間的組合關係；圖4是一剖視示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第三較佳實施例的各元件間的組合關係；圖5是一剖視示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第四較佳實施例的各元件間的組合關係；及圖6是一剖視示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第五較佳實施例的各元件間的組合關係。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之五個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明光學成像鏡頭的一第一較佳實施例，包含一鏡筒2、設置於該鏡筒2內的一前支撐透鏡3、多數嵌合透鏡4及一後支撐透鏡5，及一固定單元6。上述透鏡3、4、5分別包括一朝向物側的物側面31、41、51及一朝向像側的像側面32、42、52。

該鏡筒2包括一圍繞壁21、一連接於該圍繞壁21的一端的前壁22。該前壁22於該鏡筒2的徑向由外而內包含有一鏡筒抵接部221、一連接該鏡筒抵接部221的鏡筒逆斜面部222，及一連接該鏡筒逆斜面部222的遮光部 223。

該前支撐透鏡3還包括一中央透鏡部33及一外側組裝部34。該外側組裝部34具有位於物側面31的一前抵接部341及一前逆斜面部342，及位於像側面32的一後逆斜面部344。該前支撐透鏡3的前逆斜面部342位於其前抵接部341與該中央透鏡部33間。特別說明的是，該中央透鏡部33是能產生光學效果的區域，在本較佳實施例中是以光學有效徑的範圍作說明，而光學有效徑之外的部分則為外側組裝部34，另一方面來說該外側組裝部34也可以是只有與其他透鏡相互接觸的部位，而其餘的部分則為中央透鏡部33，不應以本較佳實施例所揭露的內容為限。

該等嵌合透鏡4分別還包括一中央透鏡部43及一外側組裝部44。各外側組裝部44具有位於物側面41的一前逆斜面部442及位於像側面42的一後逆斜面部444。特別說明的是，該中央透鏡部43是能產生光學效果的區域，在本較佳實施例中是以光學有效徑的範圍作說明，而光學有效徑之外的部分則為外側組裝部44，另一方面來說該外側組裝部44也可以是只有與其他透鏡相互接觸的部位，而其餘的部分則為中央透鏡部43，不應以本較佳實施例所揭露的內容為限。

該後支撐透鏡5還包括一中央透鏡部53及一外側組裝部54。該外側組裝部54具有位於物側面51的一前逆斜面部542。特別說明的是，該中央透鏡部53是能產生光學效果的區域，在本較佳實施例中是以光學有效徑的範圍作說明，而光學有效徑之外的部分則為外側組裝部54，另一方面來說該外側組裝部54也可以是只有與其他透鏡相互接觸的部位，而其餘的部分則為中央透鏡部53，不應以本較佳實施例所揭露的內容為限。另外，該後支撐透鏡可更具有一後凸緣部544，位在該固定單元6與該中央透鏡部53間。

該固定單元6包括一環體61及一膠體62。在本較佳實施例中，是以設置有該固定單元6的態樣作說明，當然若該後支撐透鏡5與該鏡筒2的圍繞壁21不具有間隙時，也可以在不使用該環體61的狀態下完成固定，不應以本較佳實施例所揭露的內容為限。另外，該固定單元6也可以使用熱塑性元件，以熱壓合的方式設置於該鏡筒2上以將所述透鏡3、4、5固定於該鏡筒2內。

其中，該前支撐透鏡3，及該等嵌合透鏡4的前逆斜面部342、442與光軸I間的最大垂直距離小於後逆斜面部344、444與光軸I間的最大垂直距離，即D31<D32<D41<D42<D41'<D42'<D41"<D42"(見圖2)。該前支撐透鏡3的前抵接部341與該鏡筒抵接部221分別為一垂直於光軸I的環形平面。特別說明的是，在本較佳實施例中，組合時由物側至像側，所述前、後逆斜面部342、344、442、444、542概呈由光軸逐漸向外的線性趨勢的態樣作說明，這種組合方式能形成類似拱橋的力學結構，因此結合強度較佳。當然若用於前支撐透鏡3通常較大片的廣角鏡頭中，亦可改為所述前、後逆斜面部342、344、442、444、 542概呈由外側逐漸向光軸接近的組合結構，因此這種組合結構兼具強度與泛用性。

在該光學成像鏡頭組裝時，該前支撐透鏡3的該前抵接部341及該前逆斜面部342分別抵接該前壁22的鏡筒抵接部221及鏡筒逆斜面部222而嵌合於該鏡筒2的前壁22，且該前支撐透鏡3的周面與該圍繞壁21的內壁面存有一間隙。該等嵌合透鏡4藉由其前、後逆斜面部442、444相配合抵接而相互嵌合於該前支撐透鏡3後，且鄰近該前支撐透鏡3的嵌合透鏡4的前逆斜面部442抵接該前支撐透鏡3的後逆斜面部344而嵌合於該前支撐透鏡3，並各嵌合透鏡4的周面與該圍繞壁21的內壁面間存有一間隙。該後支撐透鏡5設置於該等嵌合透鏡4後，且該後支撐透鏡5的前逆斜面部542抵接該等嵌合透鏡4中鄰近該後支撐透鏡5者的後逆斜面部444而嵌合於該嵌合透鏡4，且該後支撐透鏡5的周面卡合於該圍繞壁21的內壁面。最後將該固定單元6的環體61設置抵接於該後支撐透鏡5的像側面52與該圍繞壁21的內壁面間，且將該膠體62點於該環體61、該後支撐透鏡5及該圍繞壁21間，使得該膠體62連接該環體61、該後支撐透鏡5的像側面及該圍繞壁21的內壁面，而將該後支撐透鏡5及該環體61固定於該鏡筒2內。

參閱圖3，本發明光學成像鏡頭的一第二較佳實施例，大致上相同該第一較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例不同之處在於該前支撐透鏡3的外側組裝部34還具有一位於像側面的後抵接部343，該前支撐透鏡3的後逆斜面部344位於其後抵接部343與該中央透鏡部33間。該等嵌合透鏡4的外側組裝部44分別還具有一位於物側面的前抵接部441及一位於像側面的後抵接部443。該等嵌合透鏡4的前、後逆斜面部442、444分別位於其前、後抵接部441、443與該中央透鏡部43間。該等嵌合透鏡4其中一者的周面卡合於該鏡筒2的圍繞壁21的內壁面。該後支撐透鏡5的外側組裝部54還具有一位於物側面的前抵接部541。該後支撐透鏡5的前逆斜面部542位於其前抵接部541與該中央透鏡部53間。該後支撐透鏡5的周面與該鏡筒2的圍繞壁21的內壁面存有一間隙。該前支撐透鏡3及該等嵌合透鏡4的前、後抵接部343、441、443與該後支撐透鏡5的前抵接部541分別為一垂直於光軸I的環形平面。該固定單元6包括一設置抵接於該後支撐透鏡5的像側面52與該圍繞壁21的內壁面間的環體61，及一膠體62。該環體61鄰近該圍繞壁21的內壁面處具有一環形凹陷部611，該環形凹陷部611與該圍繞壁21的內壁面相配合界定出一環形凹槽7。該膠體62填充於該環形凹槽7而連接該環體61及該圍繞壁21的內壁面，而將該環體61固定於該鏡筒2的圍繞壁21。

在該光學成像鏡頭組裝時，藉由該等前、後抵接部343、441、443、541的相抵接，可以更佳地提升該前支撐透鏡3、該後支撐透鏡5與所述嵌合透鏡4間相互組合時的組裝精度與支撐力。

參閱圖4，本發明光學成像鏡頭的一第三較佳實施例，大致上相同該第一較佳實施例，該第三較佳實施例與該第一較佳實施例不同之處在於該鏡筒2的前壁22於該鏡筒2的徑向由外而內包含有一鏡筒逆斜面部222、一連接該鏡筒逆斜面部222的鏡筒抵接部221，及一連接該鏡筒抵接部221的遮光部223，該前支撐透鏡3的外側組裝部34還具有一位於像側面的後抵接部343，該前支撐透鏡3的後抵接部343位於其後逆斜面部344與該中央透鏡部33間。該等嵌合透鏡4的外側組裝部44分別還具有一位於物側面的前抵接部441及一位於像側面的後抵接部443。該等嵌合透鏡4的前、後抵接部441、443分別位於其前、後逆斜面部442、444與該中央透鏡部43間。該後支撐透鏡5的外側組裝部54還具有一位於物側面的前抵接部541。該後支撐透鏡5的前抵接部541位於其前逆斜面部542與該中央透鏡部53間。該前支撐透鏡3及該等嵌合透鏡4的前、後抵接部343、441、443與該後支撐透鏡5的前抵接部541分別為一垂直於光軸I的環形平面。

參閱圖5，本發明光學成像鏡頭的一第四較佳實施例，大致上相同該第三較佳實施例，該第四較佳實施例與該第三較佳實施例不同之處在於該鏡筒2還包含有一與該鏡筒逆斜面部222間隔設置的鏡筒順斜面部224。該前支撐透鏡3，及該等嵌合透鏡4的外側組裝部34、44分別還具有一位於物側面31、41且與該前逆斜面部342、442間隔設置的前順斜面部345、445，及一位於像側面32且與該後逆斜面部344、444間隔設置的後順斜面部346、446。該後支撐透鏡5的外側組裝部54還具有一位於物側面51且與該前逆斜面部542間隔設置的前順斜面部543。

本較佳實施例相較於第一較佳實施例的優點在於該光學成像鏡頭組裝時能進一步藉由所述前、後順斜面部224、345、445、346、446、543提升組裝時的對位精度。

參閱圖6，本發明光學成像鏡頭的一第五較佳實施例，大致上相同該第三較佳實施例，該第五較佳實施例與該第三較佳實施例不同之處在於該前支撐透鏡3，及該等嵌合透鏡4分別還包括一位於物側面31、41與周面交界處的前外凹部347、447，以及一位於像側面32、42與周面交界處的後外凹部348、448。該後支撐透鏡5還包括一位於物側面51與周面交界處的前外凹部545。由於透鏡在射出成型後可能會有些微毛邊，在組裝時若有毛邊會影響兩相鄰透鏡的密合度而影響組裝精度，因此藉由所述外凹部347、447、348、448所形成的空間能容納毛邊而不至於影響組裝精度。

透過上述五個較佳實施例的組成，可以將本發明的優點與功效歸納如下；

一、在該光學成像鏡頭組裝時，該前支撐透鏡3 是同時藉由該前抵接部341及該前逆斜面部342分別抵接於該鏡筒2的前壁22的鏡筒抵接部221及鏡筒逆斜面部222而完成嵌合於該鏡筒2的前壁22，以避免該前支撐透鏡3的嵌入於該前壁22的深度不同而造成設置於該遮光部223的光圈(圖未示)與該前支撐透鏡3的相對位置偏移，而影響該光學成像鏡頭組裝精度。

二、該鏡筒前壁22具逆斜面部222及鏡筒抵接部222，結構簡單，在製作該鏡筒2時較容易控制模具、射出的精度，若再加上遮光部223，則可讓合適角度內的光線才進入鏡筒2內的該等透鏡3、4、5，增加整體的成像品質，並降低該等透鏡3、4、5、鏡筒2在設計時的複雜度。

三、藉由該固定單元6的環體61先將該等透鏡3、4、5做初步固定，並擋住該後支撐透鏡5的周面與該圍繞壁21的內壁面的間隙，再藉由該膠體62黏合該環體61、該後支撐透鏡5及該圍繞壁21的內壁面以達到固定效果。值得一提的是，該鏡筒2的圍繞壁21的內壁面與部分該等透鏡3、4、5的周面雖然不直接接觸，但該環體61搭配該膠體62能與該後支撐透鏡5能產生徑向結合力，且該環體61搭配膠體62也能將該等透鏡3、4、5與該鏡筒2產生軸向結合力，進而達到穩固的固定效果又能避免該膠體62流入間隙進而導致該等透鏡3、4、5變形。

四、在組裝固定時，該後支撐透鏡5亦具有位在像側面的後凸緣部544時，則該固定單元6能設置於該後支撐透鏡5的後凸緣部544所自然形成的內縮區域，因此在能夠穩固地完成組裝的前提之下，完全無需額外增加該鏡筒2的長度，因此能維持該光學成像鏡頭的小型化需求。另外，藉由該後支撐透鏡5在像側面上的後凸緣部544所形成的凸起區域可防止膠溢到光學有效徑部份。

五、在該光學成像鏡頭組合時由物側至像側，所述前、後逆斜面部342、344、442、444、542概呈由光軸逐漸向外的線性趨勢，這種組合方式能形成類似拱橋的力學結構，使得該前支撐透鏡3、該等嵌合透鏡4及該後支撐透鏡5彼此間的結合強度較佳。再配合透過該後支撐透鏡5的周面卡合於該鏡筒2的圍繞壁21的內壁面，從而將該前支撐透鏡3、該等嵌合透鏡4及該後支撐透鏡5更穩固地限位設置於該鏡筒2內。當然若用於前支撐透鏡3通常較大片的廣角鏡頭中，亦可改為所述前、後逆斜面部342、344、442、444、542概呈由外側逐漸向光軸接近的組合結構，因此這種組合結構兼具強度與泛用性。

六、由於該等透鏡3、4、5在模造時，在周緣區域產生多少會產生毛邊，然而該等透鏡3、4、5嵌合在一起時，其前外凹部347、447、545與鄰近的後外凹部348、448可相配形成用以避免該等透鏡3、4、5的毛邊相互擠壓的空間。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。