透镜组和光学成像镜头

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域，具体而言，涉及一种透镜组和光学成像镜头。

背景技术

由于高像素手机镜头的成像质量较高，因此越来越受到大众的青睐，不断提升图像传感器像面尺寸也已经逐渐成为领域内研究的主流方向之一。为了与大像面图像传感器尺寸相适应，与图像传感器相邻的镜片的直径也越来越大。通常，相邻直径差距大的两组镜片通过一定厚度的隔圈过渡，隔圈分别通过两个平行的端面支撑在两组镜片之间。该镜片的直径与手机镜头最外端的镜片直径差距变大意味着镜片之间的隔圈承载面的间距变大，相应的翻转力矩变大、结构稳定性变差，这就会导致镜头的信赖性变差、成品率降低。

另外，手机镜头在高温、高湿环境下，由于镜头内各组件材料的膨胀系数存在差异，镜筒相对于其中的镜片、隔片(遮光片)、挡圈等零件沿镜头光轴方向存在缩短和变长的情况。镜筒在相对变短的过程中有可能使镜片间的隔圈被压而导致永久变形，温度、湿度恢复正常后的镜头性能可能下降明显；镜筒在相对变长的过程中有可能使镜片失去沿光轴方向的压紧力，导致各镜片间的相对相位发生改变，温度、湿度恢复正常后的镜头性能也会下降明显。

也就是说，现有技术中光学成像镜头中镜片存在不稳定的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种透镜组和光学成像镜头，以解决现有技术中光学成像镜头中镜片存在不稳定的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种透镜组，包括：隔圈；多个透镜，隔圈设置在两个相邻的透镜之间，位于隔圈的物侧并与隔圈承靠的透镜为第一透镜，第一透镜的像侧面具有与隔圈承靠的第一承靠锥面，第一承靠锥面对隔圈施加的承靠力的方向为远离透镜组的光轴的方向。

进一步地，位于隔圈的像侧并与隔圈承靠的透镜为第二透镜，第二透镜的物侧具有与隔圈承靠的第二承靠锥面，第二承靠锥面对隔圈施加的承靠力的方向朝向透镜组的光轴。

进一步地，透镜具有同轴设置的光学有效区和光学结构区，光学结构区位于光学有效区的外侧，第二承靠锥面位于第二透镜的光学结构区上。

进一步地，第二承靠锥面位于第二透镜的光学结构区靠近第二透镜的光学有效区的一侧。

进一步地，第二承靠锥面的延长面和透镜组的光轴相交的点为第二锥顶点，第二锥顶点位于第二透镜的像侧。

进一步地，透镜具有同轴设置的光学有效区和光学结构区，光学结构区位于光学有效区的外侧，第一承靠锥面位于第一透镜的光学结构区上。

进一步地，第一承靠锥面位于第一透镜的光学结构区靠近第一透镜的光学有效区的一侧。

进一步地，第一承靠锥面的延长面和透镜组的光轴相交的点为第一锥顶点，第一锥顶点位于第一透镜的像侧。

进一步地，第一承靠锥面与第二承靠锥面平行。

进一步地，第一承靠锥面与光轴形成第一夹角θ1，第二承靠锥面与光轴形成第二夹角θ2，第一夹角θ1与第二夹角θ2的差值小于等于50°。

进一步地，隔圈具有与第一承靠锥面承靠的第一配合面，第一承靠锥面与光轴形成第一夹角θ1，第一配合面与光轴形成第三夹角θ3，第一夹角θ1与第三夹角θ3相同或不同。

进一步地，隔圈具有与第二承靠锥面承靠的第二配合面，第二承靠锥面与光轴形成第二夹角θ2，第二配合面与光轴形成第四夹角θ4，第二夹角θ2与第四夹角θ4相同或不同。

进一步地，第一承靠锥面的长度L1与第二承靠锥面的长度L2二者中长度较长者与长度较短者比值大于等于1且小于等于3。

进一步地，第一配合面沿光轴的延伸方向的长度L3与第一透镜的承靠端的厚度L4之间满足：L3/L4≥0.2。

进一步地，第一透镜的像侧面还包括第一承靠平面，第一承靠平面与光轴垂直，第一承靠平面与第一承靠锥面连接，且第一承靠平面相对于第一承靠锥面靠近光轴。

进一步地，第二透镜的物侧面还包括第二承靠平面，第二承靠平面与光轴垂直，第二承靠平面与第二承靠锥面连接，且第二承靠锥面相对于第二承靠平面靠近光轴。

进一步地，隔圈具有与第一承靠平面承靠的第三承靠平面，与第二承靠平面承靠的第四承靠平面，第三承靠平面与第四承靠平面错位设置。

进一步地，隔圈具有与第二承靠锥面承靠的第二配合面，隔圈的像侧具有向光轴方向伸出的遮光凸起，遮光凸起与第二配合面连接，且遮光凸起相对于第二配合面靠近光轴，遮光凸起作为遮光片。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学成像镜头，包括：镜筒；上述的透镜组，透镜组容置在镜筒内，透镜组中的隔圈的外环面与镜筒的内壁承靠或间隔设置。

应用本发明的技术方案，透镜组包括隔圈和多个透镜，隔圈设置在两个相邻的透镜之间，位于隔圈的物侧并与隔圈承靠的透镜为第一透镜，第一透镜的像侧面具有与隔圈承靠的第一承靠锥面，第一承靠锥面对隔圈施加的承靠力的方向为远离透镜组的光轴的方向。

通过在第一透镜上设置第一承靠锥面，且第一承靠锥面对隔圈施加的承靠力的方向为远离光轴的方向，以限制隔圈向内侧运动，保证了隔圈装配的稳定性。进而保证了透镜与隔圈之间装配的稳定性，减少了透镜晃动的风险。

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发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例一的光学成像镜头的一个角度的剖视图；

图2示出了图1中的光学成像镜头的一个角度的视图；

图3示出了图1中的第一透镜、第二透镜和隔圈的位置关系示意图；

图4示出了图3的另一个角度的视图；

图5示出了本发明的实施例二的光学成像镜头的一个角度的剖视图；

图6示出了图5中的光学成像镜头的一个角度的视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、隔圈；11、第一配合面；12、第三承靠平面；13、第四承靠平面；14、第二配合面；15、遮光凸起；20、第一透镜；21、第一承靠锥面；22、第一锥顶点；23、第一承靠平面；30、第二透镜；31、第二承靠锥面；32、第二锥顶点；33、第二承靠平面；40、光轴；50、镜筒。

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发明。

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。

在本发明中，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发明。

为了解决现有技术中光学成像镜头中镜片存在不稳定的问题，本发明提供了一种透镜组和光学成像镜头。

如图1至图6所示，透镜组包括隔圈10和多个透镜，隔圈10设置在两个相邻的透镜之间，位于隔圈10的物侧并与隔圈10承靠的透镜为第一透镜20，第一透镜20的像侧面具有与隔圈10承靠的第一承靠锥面21，第一承靠锥面21对隔圈10施加的承靠力的方向为远离透镜组的光轴40的方向。

通过在第一透镜20上设置第一承靠锥面21，且第一承靠锥面21对隔圈10施加的承靠力的方向为远离光轴40的方向，以限制隔圈10向内侧运动，保证了隔圈10装配的稳定性。进而保证了透镜与隔圈10之间装配的稳定性，减少了透镜晃动的风险。

如图2所示，位于隔圈10的像侧并与隔圈10承靠的透镜为第二透镜30，第二透镜30的物侧具有与隔圈10承靠的第二承靠锥面31，第二承靠锥面31对隔圈10施加的承靠力的方向朝向透镜组的光轴。通过在第二透镜30上设置第二承靠锥面31以对隔圈10提供一个向内侧的力，保证隔圈10与透镜之间承靠的稳定性，实现了对透镜与隔圈10之间沿径向的限位，限制了透镜和隔圈10的相对转动，保证透镜组装配的稳定性。

具体的，第一承靠锥面21对隔圈10施加的承靠力的方向为远离光轴的方向，而第二承靠锥面31对隔圈10施加的承靠力的方向为朝向光轴的方向，这样对隔圈10施加相反的力形成的反向力矩，有效增加了隔圈10在透镜组中装配的稳定性，限制透镜和隔圈10由于相邻第一透镜20、第二透镜30段差引起的翻转力矩导致隔圈10翻转，保证了透镜和隔圈10位置的稳定性，增加了透镜组的稳定性，保证了透镜组成像的稳定性。

此外，可以说第二承靠锥面31与隔圈10之间实现了内扣，以限制透镜向内侧移动，隔圈10向外侧移动。

如图2所示，透镜具有同轴设置的光学有效区和光学结构区，光学结构区位于光学有效区的外侧，第二承靠锥面31位于第二透镜30的光学结构区上。将第二承靠锥面31设置在光学结构区上不会对透镜的成像有影响，保证透镜稳定成像。同时保证透镜与隔圈10之间承靠的稳定性。

如图2所示，第二承靠锥面31位于第二透镜30的光学结构区靠近第二透镜30的光学有效区的一侧。这样设置使得第二承靠锥面31与隔圈10配合时可对隔圈10靠近光轴的区域进行承靠，同时隔圈10也可以对第二透镜30的光学结构区靠近光轴的区域进行承靠，第二配合面14对第二透镜30施加向外侧的力，有效限制了第二透镜30晃动。

如图2所示，透镜具有同轴设置的光学有效区和光学结构区，光学结构区位于光学有效区的外侧，第一承靠锥面21位于第一透镜20的光学结构区上。将第一承靠锥面21设置在光学结构区上不会对透镜的成像有影响，保证透镜稳定成像。同时保证透镜与隔圈10之间承靠的稳定性。

如图2所示，第一承靠锥面21位于第一透镜20的光学结构区靠近第一透镜20的光学有效区的一侧。这样设置使得第一承靠锥面21与隔圈10配合时可对隔圈10靠近光轴的区域进行承靠，同时隔圈10也可以对第一透镜20的光学结构区靠近光轴的区域进行承靠，第一配合面11对第一透镜20施加向内侧的力，有效限制了第一透镜20晃动。

如图2所示，第二承靠锥面31的延长面和透镜组的光轴40相交的点为第二锥顶点32，第二锥顶点32位于第二透镜30的像侧。第一承靠锥面21的延长面和透镜组的光轴40相交的点为第一锥顶点22，第一锥顶点22位于第一透镜20的像侧。第一承靠锥面21对隔圈10施加的承靠力的方向为由物侧向像侧且向远离光轴的方向倾斜。第二承靠锥面31对隔圈10施加的承靠力的方向为由像侧向物侧且向靠近光轴的方向倾斜。这样使得第一承靠锥面21对隔圈10施加的承靠力与第二承靠锥面31对隔圈10施加的承靠力的方向相反，可以有效保证隔圈10装配的稳定性。而将第一承靠锥面21和第二承靠锥面31对隔圈10提供两个相反的力，使得隔圈10的受力可以部分或全部抵消掉。并且通过调整第一承靠锥面21和第二承靠锥面31的位置和姿态可以调整隔圈10受力的大小，以及相邻透镜面型的变化，从根本上保证了透镜组工作的稳定性，同时可以起到改善光学性能的作用。

具体的，第一承靠锥面21的延长面和透镜组的光轴40相交的点为第一锥顶点22，第二承靠锥面31的延长面和透镜组的光轴40相交的点为第二锥顶点32，第一锥顶点22和第二锥顶点32均位于第一透镜20同一侧。而第一锥顶点22和第二锥顶点32均设置在第一透镜20的同一侧，以保证第一承靠锥面21和第二承靠锥面31向隔圈10施加的转矩方向能够与第一承靠平面23和第二承靠平面33向隔圈施加的转矩方向相反，从而抑制隔圈翻转、提高结构稳定性。

在图2所示的具体实施例中，第一锥顶点22和第二锥顶点32均位于第一透镜20的像侧。

实施例一

如图2所示，第一承靠锥面21与第二承靠锥面31平行。由于隔圈10与第一承靠锥面21和第二承靠锥面31均承靠，也就是说隔圈10具有与第一承靠锥面21承靠配合的第一配合面11，与第二承靠锥面31承靠配合的第二配合面14。将第一承靠锥面21与第二承靠锥面31设置成平行的形式，隔圈10上的第一配合面11与第二配合面14之间就是平行的形式，以便于在隔圈10制作完成后的脱模，便于隔圈10的制作，保证隔圈10的成品率。通过将第一承靠锥面21和第二承靠锥面31设置成平行的，可以产生与倾覆力矩相反的力矩，从而提高隔圈10的支撑刚度，降低隔圈的应力水平，免于在极端情况下产生永久变形，待环境改善后有利于光学成像镜头恢复常态，减少形变。

具体的，第一承靠锥面21与光轴40形成第一夹角θ1，第二承靠锥面31与光轴40形成第二夹角θ2，第一夹角θ1与第二夹角θ2相同。也就是说，第一承靠锥面21和第二承靠锥面31与光轴40之间具有夹角，且二者之间是平行的。

如图2所示，隔圈10具有与第一承靠锥面21承靠的第一配合面11，第一承靠锥面21与光轴40形成第一夹角θ1，第一配合面11与光轴40形成第三夹θ3角，第一夹角θ1与第三夹角θ3相同或不同。第一承靠锥面21与第一配合面11之间承靠配合，以保证隔圈10与第一透镜20之间承靠的稳定性，保证隔圈10能够对第一透镜20进行径向限位，以保证第一透镜20工作的稳定性，保证透镜组的成像质量。而将第一夹角θ1与第三夹角θ3设置成相同的，就使得第一承靠锥面21与第一配合面11之间具有较大的承靠面积，保证第一承靠锥面21和第一配合面11之间承靠的稳定性。

需要说明的是，第一承靠锥面21和第一配合面11在制作时，可能会存在误差，导致第一夹角θ1与第三夹角θ3的大小不同，但是优选第一夹角θ1与第三夹角θ3相同。

如图2所示，隔圈10具有与第二承靠锥面31承靠的第二配合面14，第二承靠锥面31与光轴40形成第二夹角θ2，第二配合面14与光轴40形成第四夹角θ4，第二夹角θ2与第四夹角θ4相同或不同。第二承靠锥面31与第二配合面14之间承靠配合，以保证隔圈10与第二透镜30之间承靠的稳定性，保证隔圈10能够对第二透镜30进行径向限位，以保证第二透镜30工作的稳定性，保证透镜组的成像质量。而将第二夹角θ2与第四夹角θ4设置成相同的，就使得第二承靠锥面31与第二配合面14之间具有较大的承靠面积，保证第二承靠锥面31与第二配合面14之间承靠的稳定性。

需要说明的是，第二承靠锥面31与第二配合面14在制作时，可能会存在误差，导致第二夹角θ2与第四夹角θ4的大小不同，但是优选第二夹角θ2与第四夹角θ4相同。

如图4所示，第一承靠锥面21的长度L1与第二承靠锥面31的长度L2二者中长度长的与长度短的比值大于等于1且小于等于3。这样设置就使得第一承靠锥面21的长度和第二承靠锥面31的长度可以相等，也可以是其中一者的长度较长，而另一者的长度较短，这样使得第一透镜20和第二透镜30与隔圈10的承靠位置不同，以保证对第一透镜20和第二透镜30承靠的稳定性。而将第一承靠锥面21和第二承靠锥面31中长度较长的与长度较短的比值限制在小于3的范围内，可以避免二者之间的段差过大，保证第一透镜20和第二透镜30与隔圈10承靠的稳定性。

如图4所示，第一配合面11沿光轴40的延伸方向的长度L3与第一透镜20的承靠端的厚度L4之间满足：L3/L4≥0.2。通过将第一配合面11沿光轴40的延伸方向的长度L3与第一透镜20的承靠端的厚度L4的比值限制在大于等于0.2的范围内可以保证第一配合面11的长度不会过小，以第一配合面11与第一承靠锥面21之间的承靠面积和承靠强度，保证隔圈10与第一透镜20之间承靠的稳定性。

如图2所示，第一透镜20的像侧面还包括第一承靠平面23，第一承靠平面23与光轴40垂直，第一承靠平面23与第一承靠锥面21连接，且第一承靠平面23相对于第一承靠锥面21靠近光轴40。第一承靠平面23的设置使得为了与隔圈10进行承靠，使得隔圈10能够沿轴向对第一透镜20进行支撑，以保证第一透镜20装配的稳定性。而将第一承靠平面23设置在第一承靠锥面21的内侧，可以有效保证轴向承靠的稳定性和径向承靠的稳定性。

如图4所示，第二透镜30的物侧面还包括第二承靠平面33，第二承靠平面33与光轴40垂直，第二承靠平面33与第二承靠锥面31连接，且第二承靠锥面31相对于第二承靠平面33靠近光轴40。第二承靠平面33的设置为了与隔圈10进行承靠，使得隔圈10能够沿轴向对第二透镜30进行支撑，以保证第二透镜30装配的稳定性。而将第二承靠平面33设置在第二承靠锥面31的内侧，可以有效保证轴向承靠的稳定性和径向承靠的稳定性。

如图2和图4所示，隔圈10具有与第一承靠平面23承靠的第三承靠平面12，与第二承靠平面33承靠的第四承靠平面13，第三承靠平面12与第四承靠平面13错位设置。第三承靠平面12与第一承靠平面23承靠配合，以实现第一透镜20的轴向限位，第二承靠平面33与第四承靠平面13承靠配合，以实现第二透镜30的轴向限位。而第三承靠平面12和第四承靠平面13分别位于隔圈10的物侧面和像侧面上，且第三承靠平面12与第四承靠平面13错位是指第三承靠平面12向隔圈10的像侧面的投影与第四承靠平面13间隔设置，以使第一透镜20和第二透镜30之间具有段差，并且隔圈10能够与具有段差的第一透镜20和第二透镜30之间稳定承靠。

如图1所示，光学成像镜头包括镜筒50和上述的透镜组，透镜组容置在镜筒50内，透镜组中的隔圈10的外环面与镜筒50的内壁承靠设置。具有上述透镜组的光学成像镜头具有稳定性好、成像质量佳的优点，而隔圈10的外环面可以与镜筒50的内壁承靠在一起以保证透镜组与镜筒50之间装配的稳定性。

当然，隔圈10的外环面还可以与镜筒50的内壁面间隔设置以使得隔圈10被第一透镜20和第二透镜30夹持住，便于隔圈10装配到镜筒50内。

第一承靠锥面21的延长面和透镜组的光轴40相交的点为第一锥顶点22，第二承靠锥面31的延长面和透镜组的光轴40相交的点为第二锥顶点32，第一锥顶点22和第二锥顶点32均位于第一透镜20的像侧。这样布置可以调整第一承靠锥面21和第二承靠锥面31之间的位置和姿态，可在上述承靠锥面之间形成除承靠平面之外的传力路径，抵消或者部分抵消隔圈10由于第一透镜20和第二透镜30的直径差异在承靠平面间形成的倾覆力矩。或者调整第一承靠锥面21和第二承靠锥面31之间的位置和姿态，在第一承靠锥面21和第二承靠锥面31之间形成与承靠平面的倾覆力矩相反的力矩，改善隔圈10与相邻透镜的组合受力，提高支撑刚度，从而有利于光学成像镜头整体结构的稳定。

当然，在其他实施方式中光学成像镜头还可包含更多透镜、隔圈10及遮光元件等光学元件，也可按照此构思进行设置。并且，本发明的隔圈10也可应用于切边镜头中。

实施例二

与实施例一的区别是，隔圈10的结构不同。

在图5和图6所示的具体实施例中，隔圈10具有与第二承靠锥面31承靠的第二配合面14，隔圈10的像侧具有向光轴40方向伸出的遮光凸起15，遮光凸起15与第二配合面14连接，且遮光凸起15相对于第二配合面14靠近光轴40，遮光凸起15作为遮光片。遮光凸起15位于第二配合面14的内侧，以使得遮光凸起15能够起到遮光的作用，以拦截杂散光，有效保证了透镜组的成像质量，同时减少了遮光片的装配、大大减少了劳动强度。

实施例三

与实施例一的区别是，第一承靠锥面21和第二承靠锥面31之间的关系不同。

在本实施例中，第一承靠锥面21与光轴40形成第一夹角θ1，第二承靠锥面31与光轴40形成第二夹角θ2，第一夹角θ1与第二夹角θ2的差值小于等于50°。通过调整第一夹角θ1与第二夹角θ2的差值可以调整隔圈10的受力状态，不仅使得隔圈10能够与第一透镜20和第二透镜30之间稳定承靠，还可调节第一透镜20和第二透镜30的形变、改善光学性能指标。

此外，由于隔圈10与第一承靠锥面21和第二承靠锥面31均承靠，也就是说隔圈10具有与第一承靠锥面21承靠配合的第一配合面11，与第二承靠锥面31承靠配合的第二配合面14。通过将第一夹角θ1与第二夹角θ2的差值限制在小于等于50°的范围内，有利于对隔圈10的第一配合面11和第二配合面14的设计，以便于隔圈10脱模，保证隔圈10的成品率。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。