透镜、灯罩和具有其的电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学透镜技术领域，具体地，涉及一种透镜、灯罩和具有其的电子设备。


背景技术：

2.当人们使用移动终端进行拍摄时，经常会处在夜间或者是环境光线不好的条件下，因此闪光灯模组作为一种常见的光线补强装置，已经被广泛应用在移动终端上。其中，闪光灯和环境光传感器的外侧通常罩设有菲涅尔纹理灯罩，以帮助闪光灯扩散光线，从而使得闪光灯可以照射到更广的范围。但是在相关技术中，灯罩上的菲涅尔纹理的结构设计不合理，容易导致视场角偏移，且造成光传感器的探测准确度较低，影响用户的使用体验感。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的实施例提出一种结构设计合理，视场角的偏移值较小，用户的使用体感较好的透镜。
5.本实用新型的实施例还提出一种灯罩。
6.本实用新型的实施例还提出一种电子设备。
7.根据本实用新型的实施例的透镜，包括入光面和出光面，所述入光面上具有菲涅尔纹面，所述菲涅尔纹面包括多个依次连接的锯齿同心环，所述锯齿同心环包括工作光学面和无效光学面，所述工作光学面为曲面。
8.根据本实用新型的实施例的透镜，通过将工作光学面设置为曲面，可以提高透镜的视场角和光强曲线的平滑度，避免了光线折射导致视场角曲线出现凹凸的问题，且可以降低菲涅尔纹理对装配公差的敏感度，减小透镜的视场角的偏移量，从而本实用新型的实施例的透镜对光线的折射和散射效果较好，且结构设计合理，用户的使用体验感较好。
9.在一些实施例中，所述无效光学面为曲面。
10.在一些实施例中，所述透镜的焦距为单一固定值，所述透镜的焦距l1满足：3.6mm≤l1≤5mm。
11.在一些实施例中，所述无效光学面与所述透镜的轴线之间的夹角为α，其中，30
°
≤α≤80
°
。
12.在一些实施例中，50
°
≤α≤60
°
。
13.在一些实施例中，同一个所述锯齿同心环的工作光学面和所述无效光学面限定出齿峰，一个所述锯齿同心环的工作光学面和相邻的所述锯齿同心环的无效工作面限定出齿槽，所述齿槽的深度为l2,其中，0.1mm≤l2≤0.15mm；和/或，相邻的所述齿峰之间的距离为l3,其中，0.1mm≤l3≤0.3mm。
14.在一些实施例中，同一个所述锯齿同心环中的工作光学面和所述无效光学面限定
出齿峰，一个所述锯齿同心环的工作光学面和相邻的所述锯齿同心环的无效工作面限定出齿槽，所述齿槽的槽底设有第一过渡圆角，所述第一过渡圆角的半径为r1，其中，6mm≤r1≤12mm；和/或，所述齿峰的顶端设有第二过渡圆角，所述第二过渡圆角的半径为r2，其中，6mm≤r2≤12mm。
15.根据本实用新型另一实施例的灯罩，包括基板和透镜，所述透镜为上述实施例中任一项所述的透镜，所述透镜与所述基板相连。
16.根据本实用新型的实施例的灯罩，通过将工作光学面设置为曲面，可以提高透镜的视场角在变角度曲线中的平滑度，避免了光线折射导致视场角出现凹凸的问题，且可以降低菲涅尔纹理对装配公差的敏感度，减小透镜的视场角的偏移量，从而本实用新型的实施例的透镜对光线的折射和散射效果较好，且结构设计合理，用户的使用体验感较好。
17.根据本实用新型又一实施例的电子设备，包括：电路板；闪光灯和环境传感器，所述闪光灯和所述环境传感器布置在所述电路板上；灯罩，所述灯罩为上述实施例所述的灯罩，所述灯罩罩设在所述闪光灯和所述环境传感器上，所述入光面位于邻近所述闪光灯和所述环境传感器的一面。
18.根据本实用新型的实施例的电子设备，通过将灯罩罩设在闪光灯和环境传感器上，可以提高透镜的视场角和光强曲线的平滑度，减小透镜的视场角曲线的偏移量，改善环境光传感器的探测准确度，从而本实用新型的实施例的电子设备的透镜对光线的折射和散射效果较好，且结构设计合理，用户的使用体验感较好。
19.在一些实施例中，所述透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜与所述闪光灯相对，所述第二透镜与所述环境传感器相对。
20.在一些实施例中，所述电子设备还包括光扩散片，所述光扩散片设于所述第二透镜和所述环境传感器之间。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例的电子设备的局部示意图。
22.图2是本实用新型实施例的透镜的三维图。
23.图3是本实用新型实施例的透镜的工作示意图。
24.图4是本实用新型实施例的局部示意图。
25.图5是本实用新型实施例的截面图。
26.图6是图5中a的放大图。
27.图7是本实用新型实施例的透镜的菲涅尔纹面的局部图。
28.图8是本实用新型实施例的电子设备的环境传感器对各个角度的光的响应曲线图。
29.图9是本实用新型实施例的透镜试验时的状态图。
30.图10是本实用新型实施例的透镜在标准位置下的视场角的曲线图。
31.图11是本实用新型实施例的透镜在一定公差位置下的视场角的曲线图。
32.附图标记：
33.100、灯罩；200、闪光灯；300、环境传感器；400、电路板；500、光扩散片；
34.10、透镜；101、第一透镜；102、第二透镜；
35.1、入光面；11、锯齿同心环；111、工作光学面；112、无效光学面；113、齿槽；114、齿峰；
36.2、出光面。
具体实施方式
37.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
38.下面参考附图1至图11描述根据本实用新型实施例的透镜10、灯罩100和具有其的电子设备。
39.如图2至图7所示，根据本实用新型实施例的透镜10包括：入光面1和出光面2，入光面1上具有菲涅尔纹面，菲涅尔纹面包括多个依次连接的锯齿同心环11，锯齿同心环11包括工作光学面111和无效光学面112，工作光学面111为曲面。
40.根据本实用新型的实施例的透镜10，通过将工作光学面111设置为曲面，可以提高透镜10的视场角和光强曲线的平滑度，避免了光线折射导致视场角曲线出现凹凸的问题，且可以降低菲涅尔纹理对装配公差的敏感度，减小透镜10的视场角的偏移量，从而本实用新型的实施例的透镜10对光线的折射和散射效果较好，且结构设计合理，用户的使用体验感较好。
41.例如，如图4和图5所示，工作光学面111为位于锯齿同心环11外侧的倾斜面，无效光学面112为位于锯齿同心环11内侧的倾斜面。可以理解的是，工作光学面111为透镜10折射光线的主要光学面，无效光学面112为透镜10折射光线的次要光学面。换言之，工作光学面111即锯齿结构参与光折射时所使用的表面，无效光学面112即锯齿结构与光折射无关(或相关度很小)的表面。例如，如图4所示，对于单个锯齿结构而言，无效光学面112与透镜10的轴线形成有大于零度的拔模角α，其中，工作光学面111为位于锯齿结构的外侧斜面，无效光学面112为位于锯齿结构的内侧斜面。
42.工作光学面111上的曲面可以为朝向透镜10的外侧凸出的凸曲面，也可以为朝向透镜10的内侧凸出的凹曲面。例如，当透镜10应用在聚光工况下时为凸曲面，当透镜10应用在散光工况下为凹曲面。其中，工作光学面111上的曲面可以根据透镜10的焦距进行设计。
43.可选地，无效光学面112为曲面，换言之，锯齿同心环11的内侧斜面和外侧斜面均为曲面，从而可以使得透镜10的视场角在不同角度曲线中的平滑度更高，更有利于减小透镜10的视场角的偏移量，提高透镜10的光学效果。
44.在一些实施例中，如图3所示，透镜10的焦距为单一固定值，可以理解的是，透镜10的焦距仅有一个且不随入射光线的角度的变化而变化，从而可以使得透镜10的视场角的偏移量较小，具体地，透镜10的焦距l1满足：3.6mm≤l1≤5mm。这样，当透镜10的焦距l1满足上述范围时，有利于减小组装公差对视场角偏移的影响。例如，透镜10的焦距l1可以为3.6mm、4mm、4.5mm、5mm。
45.具体地，基于本技术的实施例，通过试验研究如下。
46.其中，如图8所示，环境传感器300对各个角度的光的响应呈余弦函数类型的曲线。
47.如图9所示，将透镜10的左侧和右侧分别进行组装公差仿真试验，其中，如图10所
示为透镜10的左侧在标准位置时的视场角曲线，可以得出，透镜10在组装置正确位置时的视场角曲线的平滑度较好，偏移量较小。如图11所示为透镜10的右侧在坐标值为(0.3mm，0.3mm，-0.3mm)的组装公差下的透镜10的视场角的偏移曲线，可以得出透镜10在一定的组装公差下的视场角偏移较小，从而本实用新型实施例的透镜10采用上述结构可以很大程度上改善环境传感器300的环境光探测能力，提高环境传感器300的探测准确度。
48.在一些实施例中，如图4所示，无效光学面112与透镜10的轴线之间的夹角为α，其中，30
°
≤α≤80
°
。这样，当无效光学面112与透镜10的轴线之间的夹角为α满足上述范围时，可以使得透镜10的加工制造难度较低，拔模效果较好，有利于提高透镜10的光学效果。
49.可选地，如图4所示，无效光学面112与透镜10的轴线之间的夹角α满足：50
°
≤α≤60
°
，当无效光学面112与透镜10的轴线之间的夹角为α满足上述范围时，可以进一步地降低透镜10的加工制造难度，且使得透镜10的光学效果更好，例如，无效光学面112与透镜10的轴线之间的夹角α可以为50
°
、55
°
或者60
°
。
50.可选地，如图4和图6所示，同一个锯齿同心环11的工作光学面111和无效光学面112限定出齿峰114，一个锯齿同心环11的工作光学面111和相邻的锯齿同心环11的无效工作面限定出齿槽113。可以理解的是，菲涅尔纹面的纵截面为锯齿状，相邻的两个齿峰114之间设一个齿槽113。齿槽113的深度(齿峰114的高度)为l2,其中，0.1mm≤l2≤0.15mm。例如，l2可以为0.1mm、0.12mm、0.13mm或0.15mm。相邻的齿峰114之间的距离为l3,其中，0.1mm≤l3≤0.3mm。例如，l3可以为0.1mm、0.2mm、或0.3mm。当齿峰114和齿槽113满足上述范围时，可以使得菲涅尔纹面具有更好的光学效果，且使得透镜10的视场角在变角度曲线中的平滑度更高，更有利于减小透镜10的视场角的偏移量。
51.可选地，如图6所示，齿槽113的槽底设有第一过渡圆角，第一过渡圆角的半径为r1，其中，6mm≤r1≤12mm。例如，r1可以为6mm、8mm、10mm、12mm。齿峰114的顶端设有第二过渡圆角，第二过渡圆角的半径为r2，其中，6mm≤r2≤12mm。例如，r2可以为6mm、8mm、10mm、12mm。当第一过渡圆角和第二过渡圆角满足上述范围时，可以使得透镜10的视场角在不同角度曲线中的平滑度更高，更有利于减小透镜10的视场角的偏移量。
52.如图1所示，根据本实用新型另一实施例的灯罩100，包括基板和透镜10，透镜10为本实用新型实施例的透镜10，透镜10与基板相连。例如，灯罩100可以由聚甲基丙烯酸甲酯材料注塑成型。
53.根据本实用新型的实施例的灯罩100，通过将工作光学面111设置为曲面，可以提高透镜10的视场角在不同角度曲线中的平滑度，避免了光线折射导致视场角曲线出现凹凸的问题，且可以降低菲涅尔纹理对装配公差的敏感度，减小透镜10的视场角的偏移量，从而本实用新型的实施例的透镜10对光线的折射和散射效果较好，且结构设计合理，用户的使用体验感较好。
54.如图1所示，根据本实用新型又一实施例的电子设备，包括：电路板400、闪光灯200、环境传感器300和灯罩100。闪光灯200和环境传感器300布置在电路板400上，灯罩100为本实用新型实施例的灯罩100，灯罩100罩设在闪光灯200和环境传感器300上，入光面1位于邻近闪光灯200和环境传感器300的一面。
55.根据本实用新型的实施例的电子设备，通过将灯罩100罩设在闪光灯200和环境传感器300上，可以减少菲涅尔纹理对环境光传感器的曲线平滑度的影响，减小透镜10的视场
角的偏移量，改善环境光传感器的探测准确度，从而本实用新型的实施例的电子设备的透镜10对光线的折射和散射效果较好，且结构设计合理，用户的使用体验感较好。
56.可理解的是，电子设备可以为具有拍摄或录像功能的设备，例如，电子设备可以为手机或平板电脑。
57.具体地，如图1所示，透镜10包括第一透镜101和第二透镜102，第一透镜101与闪光灯200相对，第二透镜102与环境传感器300相对。可以理解的是，灯罩100上的透镜10为两个，两个透镜10分别与闪光灯200和环境传感器300相对，第一透镜101可以为闪光灯200扩散光线，让闪光灯200可以照射到更广的范围，第二透镜102与环境传感器300相对，可以降低菲涅尔纹理对装配公差的敏感度，减小透镜10的视场角的偏移量，提高环境传感器300的探测准确度。
58.可选地，如图1所示，电子设备还包括光扩散片500，光扩散片500设于第二透镜102和环境传感器300之间，以保证环境传感器300可以看到较大角度范围内得光，从而可以进一步地提高环境传感器300的探测准确度，使得电子设备的使用使得可靠性更高。
59.综上所述，本实用新型实施例的透镜10和应用于本实用新型实施例的透镜10的灯罩100和电子设备，可以解决菲涅尔纹理对环境传感器300的视场角曲线平滑度的影响，通过新设计的纹理，使得视场角曲线更加平滑。另外，本实用新型实施例中的菲涅尔纹理对组装公差不敏感，因此可以在较大的组装公差的工况下，使得视场角的中心偏移量小，从而可以改善后置光感的探测准确度，并最终提高用户的使用体验。
60.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
61.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
62.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
63.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
64.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一
些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
65.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。