光学成像镜头和电子装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学元件技术领域，具体涉及一种光学成像镜头和电子装置。


背景技术：

2.随着成像产品向着集成化、便捷化的方向发展，要求与其相匹配的成像镜头在保证成像品质的前提下，镜头总体高度尽可能地小，以减小整个成像模组的空间占比。同时，对于搭载在手机等数码产品上的主摄摄像头，大像面、高像素的成像技术也愈发成为各终端厂家竞争的核心战场之一。
3.为匹配更大的像面要求和更小的镜头高度需求，则要关注ttl ratio＝ttl/h，其中，ttl为镜头长度、h为芯片对角尺寸，并且当ttl ratio值越小，设计和制造难度也会越高，往往需要设计成某相邻镜片的口径差异较大的镜头，才能满足镜头高解像力的要求，这种相邻镜片口径之间的差异明显大于传统镜头的相邻镜片口径差的情况，称为大段差镜头。
4.但现有技术中，大段差镜头普遍存在组装后良品率低下的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种光学成像镜头和电子装置，以实现提高镜片组装稳定性，提升镜头生产良品率的目的。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种光学成像镜头，包括镜筒和多个透镜，所述镜筒包括镜筒内壁和所述镜筒内壁形成的收容腔，所述收容腔截面直径沿所述镜筒的物端至像端逐渐增大，沿像端至物端在所述内壁上设置有至少两个环状阶梯孔，所述阶梯孔在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r满足如下关系：rx/r≥0.2。
7.在上述任一技术方案中，相邻两个所述阶梯孔之间设置有导向结构，所述导向结构的导向角α满足30
°
≤α≤60
°
，所述导向结构在光轴方向的投影长度m满足m≥0.05mm。
8.在上述任一技术方案中，多个所述阶梯孔在垂直光轴方向的高度沿所述镜筒物端至像端逐渐减小。
9.在上述任一技术方案中，所述镜筒采用塑胶材质，一体注塑成型制造。
10.在上述任一技术方案中，所述镜筒在所述阶梯孔位置的最大肉厚g与最小肉厚f满足如下关系：1≤g/f≤2.5。
11.在上述任一技术方案中，多个所述透镜沿所述镜筒的轴向间隔设置于所述收容腔内，所述光学成像镜头还包括：
12.至少一个隔圈，所述隔圈设置于两个相邻所述透镜之间；
13.多个遮光元件，多个所述遮光元件沿所述镜筒的轴向间隔设置于两个相邻所述透镜之间。
14.在上述任一技术方案中，所述阶梯孔内设置的第一个光学元件与对应的所述阶梯孔之间的轴向间隙b满足0＜b≤0.02mm，所述光学元件为所述隔圈或所述遮光元件或所述
透镜。
15.在上述任一技术方案中，所述隔圈的厚度th满足如下关系：th＞0.15mm。
16.在上述任一技术方案中，所述隔圈的最大环宽l与所述阶梯孔在垂直光轴方向的高度rx之间满足如下关系：l-rx≥0.08mm。
17.在上述任一技术方案中，所述阶梯孔宽度小于所述透镜边缘处的厚度，所述阶梯孔宽度与所述透镜边缘处的厚度的差值e满足如下关系：0.01mm≤e≤0.5mm。
18.在上述任一技术方案中，所述透镜数量n满足如下关系：n≥3。
19.根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种电子装置，包括：
20.如上述技术方案中任一项所述的光学成像镜头；以及
21.电子感光元件，设置于所述光学成像镜头的成像面。
22.与现有技术相比，本实用新型的一种光学成像镜头和电子装置，包括镜筒和多个透镜，所述镜筒包括镜筒内壁和所述镜筒内壁形成的收容腔，所述收容腔截面直径沿所述镜筒的物端至像端逐渐增大，所述内壁上设置有至少两个环状阶梯孔，所述阶梯孔沿像端至物端设置，所述阶梯孔在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r满足如下关系：rx/r≥0.2。本实用新型，通过在镜筒内壁沿像端至物端设置阶梯孔，阶梯孔相当于透镜的辅助承靠结构，将阶梯孔在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r的关系设置为rx/r≥0.2，在镜筒内壁上形成大段差，能够适配相邻透镜口径差异较大的大段差镜头，满足镜头高解像力的需求，改善了大段差光学成像镜头装配不稳定的问题，提高镜头的组装稳定性，进而显著提升镜头的生产良品率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1示意性表示本实用新型的一种实施方式的光学成像镜头的剖视图；
25.图2示意性表示本实用新型的一种实施方式的光学成像镜头的镜筒结构剖视图；
26.图3示意性表示本实用新型的图1中的局部结构图；
27.图4示意性表示本实用新型的一种实施方式的光学成像镜头的剖视图；
28.图5示意性表示本实用新型的图1中的局部结构图；
29.图6示意性表示本实用新型的一种实施方式的光学成像镜头的剖视图；
30.图7示意性表示本实用新型的另一种实施方式的光学成像镜头的剖视图；
31.图8示意性表示本实用新型的又一种实施方式的光学成像镜头的剖视图；
32.图9示意性表示本实用新型的再一种实施方式的光学成像镜头的剖视图；
33.图10示意性表示本实用新型的再一种实施方式的光学成像镜头的剖视图。
34.其中，图1至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
35.10、镜筒；20、透镜；30、阶梯孔；31、第一阶梯孔；32、第二阶梯孔；40、导向结构；50、隔圈；60、遮光元件。
具体实施方式
36.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
38.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
39.参见图1和图2，本实用新型的一种光学成像镜头，包括镜筒10和多个透镜20，镜筒10包括镜筒内壁和镜筒内壁形成的收容腔，收容腔截面直径沿镜筒10的物端至像端逐渐增大，内壁上设置有至少两个环状阶梯孔30，多个阶梯孔30沿像端至物端设置，阶梯孔30在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r满足如下关系：rx/r≥0.2。
40.在该实施例中，通过在镜筒内壁沿像端至物端设置阶梯孔30，阶梯孔30相当于透镜20的辅助承靠结构，将阶梯孔30在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r的关系设置为rx/r≥0.2，在镜筒内壁上形成大段差，能够适配相邻透镜20口径差异较大的大段差镜头，满足镜头高解像力的需求，改善了大段差光学成像镜头装配不稳定的问题，提高镜头的组装稳定性，进而显著提升镜头的生产良品率。
41.具体地说，为保证镜头的高解像力，往往需要将镜头相邻镜片的口径设计成具有较大差异的，阶梯孔30在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r满足rx/r≥0.2这一关系时，确定镜筒10存在大段差，具有大段差的镜筒10能够适配相邻透镜20口径差异较大的大段差镜头，从而保证透镜20与镜筒10的安装精度，提高镜头的组装稳定性。
42.其中，阶梯孔30在垂直光轴方向的高度rx一般满足：0.06mm≤rx≤5mm的尺寸。
43.如图5所示，在本实用新型的一个实施例中，优选地，相邻两个阶梯孔30之间设置有导向结构40，导向结构40的导向角满足如下关系：30
°
≤α≤60
°
，导向结构40在光轴方向的投影长度m满足如下关系：m≥0.05mm。
44.在该实施例中，两个阶梯孔30之间的过渡位置设置有导向结构40，导向结构40类似于倒角形式，能够避免透镜20安装时划伤透镜20，提升镜头稳定性，减少废料产生，降低生产成本，有利于镜头内各个光学元件的安装。
45.在本实用新型的一个实施例中，优选地，多个阶梯孔30在垂直光轴方向的高度沿镜筒10物端至像端逐渐减小。
46.在该实施例中，通过将阶梯孔30在垂直光轴方向的高度沿镜筒10物端至像端逐渐减小，降低镜片分布的敏感性，提升镜头组立稳定性。
47.如图3所示，沿镜筒10像端至物端为第二阶梯孔32和第一阶梯孔31，第一阶梯孔31的阶梯长度a满足：0.06mm≤a≤5mm，第二阶梯孔32的阶梯长度c满足：0.06mm≤c≤5mm，其中，a≥c。
48.在本实用新型的一个实施例中，优选地，镜筒10采用塑胶材质，一体注塑成型制造。
49.在该实施例中，镜筒10采用塑胶材质一体注塑成型制造，使得镜筒10整体肉厚需均匀，减少缩痕、缺料、孔隙等成型缺陷，且成本低，制作方便。
50.如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，优选地，镜筒10在阶梯孔30位置的最大肉厚g与最小肉厚f满足如下关系：1≤g/f≤2.5。
51.如图6至图8所示，在本实用新型的一个实施例中，优选地，多个透镜20沿镜筒10的轴向间隔设置于收容腔内。
52.在本实用新型的一个实施例中，优选地，至少包括一个隔圈50，隔圈50设置于两个相邻透镜20之间。
53.在该实施例中，隔圈50沿镜筒10的轴向设置在靠近像方一侧，隔圈50采用金属材质，有利于防止塑料隔圈50的高温变形问题，其中，隔圈50通过胶体与镜筒10粘接。
54.如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，优选地，阶梯孔30内设置的第一个光学元件与对应的阶梯孔之间的轴向间隙b满足0＜b≤0.02mm，光学元件为隔圈50或遮光元件60或透镜20。
55.在该实施例中，镜头方案设计时，阶梯孔30与与之配合的透镜20、隔圈50、遮光元件60之间存在间隙，且轴向间隙b满足0＜b≤0.02mm，由于透镜20、隔圈50、遮光元件60等加工公差以及调整场曲时，遮光元件60厚度、透镜20矢高等的影响，当留有间隙量时，在实际组装时，透镜20、隔圈50、遮光元件60等部件就贴合在阶梯孔壁，进而增加镜头的组装稳定性，相当于存在一定的预补偿作用。
56.例如，镜头在组装时，阶梯孔30不安装隔圈50和遮光元件60而直接安装透镜20时，可以设置透镜20与阶梯孔30的间隙设置为0.01mm。
57.又例如，镜头在组装时，阶梯孔30内先安装遮光元件60，再安装隔圈50，最后安装透镜20时，可以设置透镜20与遮光元件60的间隙设置为0.01mm
58.如图5所示，在本实用新型的一个实施例中，优选地，隔圈50的厚度th满足如下关系：th＞0.15mm。
59.如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，优选地，隔圈50的最大环宽l与阶梯孔30在垂直光轴方向的高度rx之间满足如下关系：l-rx≥0.08mm，能够保证镜筒10内的各元件顺利组装，提升镜头安装效率。
60.在本实用新型的一个实施例中，优选地，还包括多个遮光元件60，多个遮光元件60沿镜筒10的轴向间隔设置于两个相邻透镜20之间。
61.在该实施例中，通过设置在相邻透镜20之间设置遮光元件60，有效降低甚至是消除镜筒10的杂散光，提高最终的成像质量，也即提升了镜头性能。
62.如图6所示，第一阶梯孔31、第二阶梯孔32都先安装遮光元件60，接着安装镜片或隔圈50。
63.如图7所示，第一阶梯孔31先安装透镜20，第二阶梯孔32先安装遮光元件60，接着都安装透镜20或隔圈50。
64.如图8所示，第一阶梯孔31先安装遮光元件60和透镜20，第二阶梯孔32先安装隔圈50后安装遮光元件60，接着安装透镜20。
65.另外，如图9所示，遮光元件60位置由减弱炫光的维度和成像的外视场光线决定。
66.如图10所示，第二阶梯孔32的隔圈50前后都安装有遮光元件60。
67.如图5所示，在本实用新型的一个实施例中，优选地，阶梯孔30宽度小于透镜20边缘处的厚度，阶梯孔30宽度与透镜20边缘处的厚度的差值e满足如下关系：0.01mm≤e≤0.5mm。
68.在该实施例中，阶梯孔30宽度小于透镜20边缘处的厚度，镜头组装时，当镜筒10的阶梯孔30与透镜20完全配合时，透镜20外圆柱面有部分裸露在镜筒10的阶梯孔30的内孔壁外，有利于避开透镜20外圆方向可能存在的毛刺。
69.在本实用新型的一个实施例中，优选地，透镜20数量n满足如下关系：n≥3。
70.根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种电子装置，包括：
71.如上述技术方案中任一项的光学成像镜头；以及
72.电子感光元件，设置于光学成像镜头的成像面。
73.在该实施例中，上述电子装置应用于但不限于图像捕获应用，在诸如数码相机、移动设备、数字平、智能电视和监视设备等，具有运动感测功能的游戏控制台，诸如行车记录系统和后视相机系统的车辆相机、航空摄影设备或体育摄影设备，各种智能电子设备和可佩戴设备的产品中。
74.本实用新型的一种光学成像镜头和电子装置，包括镜筒和多个透镜，镜筒包括镜筒内壁和镜筒内壁形成的收容腔，收容腔截面直径沿镜筒的物端至像端逐渐增大，内壁上设置有至少两个环状阶梯孔，阶梯孔沿像端至物端设置，阶梯孔在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r满足如下关系：rx/r≥0.2。本实用新型，通过在镜筒内壁沿像端至物端设置阶梯孔，阶梯孔相当于透镜的辅助承靠结构，将阶梯孔在垂直光轴方向的高度rx与物端孔径r的关系设置为rx/r≥0.2，在镜筒内壁上形成大段差，能够适配相邻透镜口径差异较大的大段差镜头，满足镜头高解像力的需求，改善了大段差光学成像镜头装配不稳定的问题，提高镜头的组装稳定性，进而显著提升镜头的生产良品率。
75.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
76.以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，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。