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CN105467476A - 透镜和包括该透镜的透镜模块 - Google Patents

透镜和包括该透镜的透镜模块 Download PDF

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CN105467476A CN201410454175.XA CN201410454175A CN105467476A CN 105467476 A CN105467476 A CN 105467476A CN 201410454175 A CN201410454175 A CN 201410454175A CN 105467476 A CN105467476 A CN 105467476A
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Abstract

本公开提供了一种透镜和包括该透镜的透镜模块。当根据本公开的示例性实施例的透镜通过模具被注射成型时,透镜的平面通常具有圆形以使物侧表面的中心与像侧表面的中心彼此重合,因而可提高透镜的分辨率。此外,根据本公开的示例性实施例的透镜可包括透镜有效表面和凸缘部,所述凸缘部构造透镜有效表面外周的透镜部分,并且凸缘部的侧表面被设置为倾斜表面,且所述侧表面可包括通过沿光轴方向切割侧表面的一部分而形成的竖直表面,以减小施加到被切割的部分的负载,因而可显著减少毛刺和裂缝的出现。

Description

透镜和包括该透镜的透镜模块
技术领域
本公开涉及一种透镜和包括该透镜的透镜模块。
背景技术
通常,因为外界光在穿过相机模块的透镜的同时会被折射以形成图像,所以这种透镜的物侧表面与像侧表面的中心应该彼此重合。
然而,在用模具制造注射成型的透镜的过程中,该透镜的物侧表面与像侧表面的中心可能会不重合,并且这对分辨率有消极的影响。
此外,在透镜已经于模具中被注射成型之后,在切割透镜的形成于模具的通过其引入树脂的位置的部分时出现的毛刺会导致透镜与镜筒的内表面之间干涉。
因此,非常需要对以下技术进行研究:在制造透镜的过程中显著地减少毛刺和裂缝的出现,并使透镜的物侧表面与像侧表面的中心彼此重合。
发明内容
本公开的一方面可提供一种允许其物侧表面的中心与像侧表面的中心彼此重合的透镜和包括该透镜的透镜模块。
本公开的一方面还可提供一种能够显著减少毛刺和裂缝的出现的透镜和包括该透镜的透镜模块。
本公开的一方面还可提供一种能够使用数量减少的工艺在降低的成本下来制造并且具有提高的分辨率的透镜和包括该透镜的透镜模块。
当根据本公开的示例性实施例的透镜使用模具而被注射成型时,透镜的平面通常具有圆形以使物侧表面的中心与像侧表面的中心彼此重合,因而可提高透镜的分辨率。
根据本公开的示例性实施例的透镜可包括:透镜有效表面和凸缘部,所述凸缘部构造透镜有效表面外周的透镜部分,并且凸缘部的被设置为倾斜表面的侧表面可包括通过沿光轴方向切割侧表面的一部分而形成的竖直表面,以减小施加到被切割的部分的负载,因而显著减少毛刺和裂缝的出现。
因为通过使用单个加工方法来加工注射成型根据本公开的示例性实施例的透镜的模具,所以可以减少制造工艺的数量并降低制造成本。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述,本公开的上述和其它方面、特点以及其它优点将会被更加清楚地理解,在附图中:
图1是根据本公开的示例性实施例的透镜的透视图;
图2A是图1的A部分的放大透视图,且图2B是图1的B部分的放大透视图;
图3是根据本公开的示例性实施例的透镜的侧视图;
图4A是沿图1的线C-C’截取的局部截面图;
图4B是沿图1的线D-D’截取的局部截面图;
图5是根据本公开的另一示例性实施例的透镜的透视图;
图6A是图5的E部分的放大透视图;
图6B是图5的F部分的放大透视图;
图7是根据本公开的另一示例性实施例的透镜的侧视图;
图8A是沿图5的线G-G’截取的局部截面图;
图8B是沿图5的线H-H’截取的局部截面图;
图9是根据本公开的示例性实施例的透镜模块的示意截面图;
图10是图9的I部分的放大截面图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图对本公开的实施例进行详细的描述。然而,本公开可以以多种不同的形式实施,并且不应该被解释为局限于阐述于此的实施例。相反,提供这些实施例,使得本公开将是彻底的和完整的,并且将会把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。在附图中,为清楚起见,可能夸大部件的形状和尺寸,并且相同的标号将始终用于指示相同或相似的元件。
下面将定义关于方向的术语。光轴方向O指基于透镜100的竖直方向,且圆周方向指透镜100的圆周方向(包括顺时针方向和逆时针方向)。
图1是根据本公开的示例性实施例的透镜的透视图。
参照图1,根据本公开的示例性实施例的透镜100可包括:透镜有效表面10,构造光学表面;凸缘部20,构造透镜有效表面10外周的透镜部分。
透镜有效表面10可折射从对象反射的外界光。为此,透镜有效表面10可具有球面形状或非球面形状,并且可具有凹面形状、凸面形状或弯月面形状。
凸缘部20可构造透镜有效表面10外周的透镜部分,并且可与透镜有效表面10连续地形成。
这里,透镜有效表面10的前表面(物侧表面)被称作第一表面11,并且透镜有效表面10的后表面(像侧表面)被称作第二表面13。
根据本公开的示例性实施例的如上所述构造的透镜100可由塑料形成并可在模具中注射成型。
因为外界光在穿过透镜有效表面10的同时被折射以形成图像,所以在使透镜100注射成型的过程中第一表面11的中心与第二表面13的中心需要彼此重合以增大分辨率。
通常,在塑料透镜已经被注射成型之后,在移除透镜的形成在模具的通过其已经引入树脂的位置的部分的过程中,在被切割的部分中可能出现毛刺。此外,当塑料透镜插入到镜筒中时可能会存在毛刺将与镜筒的内表面干涉的风险。
通常,塑料透镜可通过模具被注射成型,以具有其侧表面被部分地切割的形状,从而解决这个问题。因此,在塑料透镜的侧表面与镜筒的内表面之间可形成有预定空间,以防止毛刺与镜筒的内表面之间干涉。
然而,为了注射成型塑料透镜使得塑料透镜的外形具有如上所述的被部分切割的不对称形状而不是圆形,可通过以下两种方法来加工注射成型塑料透镜的模具。
可通过金刚石车削机床来加工模具中的形成塑料透镜的透镜有效表面和凸缘部的部分。
另外,可通过铣削来加工模具的形成塑料透镜被部分切割的侧表面的部分。
针对这种情况的原因是:因为如上所述的塑料透镜的平面具有基于塑料透镜的中心不对称的形状,所以不易于使用普通的金刚石车削机床来加工模具。
因此,通常可通过铣削来加工模具的形成塑料透镜被部分切割的侧表面的部分。然而,在通过经由如上所述的两种方法加工出来的模具来注射成型透镜的情况下,通过铣削形成的模具的外径的中心与通过金刚石车削加工形成的模具的外径的中心可能会彼此不重合。
因此,可能存在塑料透镜的第一表面的中心与第二表面的中心将会彼此不重合的风险。
此外,因为铣削加工的尺寸精度低于金刚石车削加工的尺寸精度,所以当塑料透镜插入到镜筒中时,会增大压入配合量的分布。
然而,在本公开的示例性实施例中,通过金刚石车削加工来加工注射成型透镜100的模具,使得通过模具注射成型的透镜的100的平面通常可具有圆形。
换言之,当沿光轴方向O观察时,通过模具注射成型的透镜100通常可具有圆形。
即,因为根据本公开的示例性实施例的透镜100通过经由使用单个加工方法(例如,金刚石车削加工)加工的模具而被注射成型,所以透镜100的第一表面11中心与第二表面13的中心可彼此重合。
如上所述,在透镜100通过模具被注射成型之后,需要切割通过其引入树脂的部分,在被切割的部分上可能会出现毛刺。因此,可沿光轴方向O部分切割透镜100的侧表面,以形成毛刺的避开空间。
这里,在透镜100通过模具注射成型之后,透镜100的平面通常可具有圆形,并可具有通过额外的切割工艺而被部分切割的圆形。
因此,透镜100的凸缘部20的侧表面的部分可具有沿光轴方向O切割的竖直表面23。
因此,在沿光轴方向O观察时,根据本公开的示例性实施例的透镜100可具有被部分切割的圆形。因此,当透镜100插入到镜筒中时,可显著的降低毛刺的影响。
如上所述,根据本公开的示例性实施例,在制造透镜100的过程中透镜100的第一表面11的中心与第二表面13的中心彼此重合,因而可提高透镜100的分辨率,并可显著降低在切割通过其引入树脂的部分时可能出现的毛刺的影响。
同时,可能存在的风险是:由于在透镜100被注射成型之后,在切割通过其引入树脂的部分时向被切割的部分施加负载,所以在透镜100中将出现裂缝。
此外,因为出现毛刺的可能性随着透镜中被切割的部分的面积的增大而增大,所以需要减小透镜100中的被切割的部分的面积以抑制在透镜100中出现裂缝和毛刺。
接下来,将参照图2A至图4B描述减小透镜100中的被切割的部分的面积的方法。
图2A是图1的A部分的放大透视图,图2B是图1的B部分的放大透视图。
另外,图3是根据本公开的示例性实施例的透镜的侧视图;图4A是沿图1的线C-C’截取的局部截面图;图4B是沿图1的线D-D’截取的局部截面图。
根据本公开的示例性实施例的透镜100的凸缘部20的侧表面可具有倾斜表面21。
透镜100的直径可通过倾斜表面21而从透镜100的第一表面11向其第二表面13增大。
另外,参照图2A,使倾斜表面21上沿圆周方向的任意两点a和a’在该倾斜表面21上彼此连接的线可以是曲线。即,倾斜表面21可被设置为曲面。
因此,在凸缘部20的侧表面沿光轴方向O被部分切割的情况下,可减小透镜100中的被切割的部分的面积。因此,在切割透镜100的同时减小了施加到透镜100的负载,因而,可防止透镜100中的裂缝的出现并可防止被切割的部分中的毛刺的出现。
因为竖直表面23通过沿光轴方向O部分切割凸缘部20的侧表面而形成,所以使竖直表面23上的任意两点b和b’在该竖直表面23上以最短的距离彼此连接的线可以是直线,如图2B所示。即,竖直表面23可被设置为平面。
参照图3,倾斜表面21与竖直表面23可彼此接触并彼此共用一条单独的线。即,倾斜表面21和竖直表面23可包括这二者之间的一条相交线L1。
因为倾斜表面21被设置为曲面且竖直表面23被设置为平面,所以倾斜表面21与竖直表面23之间的相交线L1可以是曲线。
竖直表面23可具有使相交线L1的一端与另一端在最短的距离下彼此连接的直线L2。
即,竖直表面23可以是由相交线L1和直线L2所包围的表面,其中,直线L2以最短的距离将相交线L1的一端与另一端彼此连接。
此外,因为凸缘部20的侧表面被设置为倾斜表面21,所以当沿与光轴方向O垂直的方向观察时,直线L2(以最短的距离将相交线L1的一端与另一端彼此连接)与相交线L1的顶点之间的最短距离T1可小于凸缘部20的厚度T2。
可根据倾斜表面21的角度来确定相交线L1的顶点的位置。因此,可根据倾斜表面21的角度来确定凸缘部20的侧表面中的被切割的部分的面积尺寸。
在根据本公开的示例性实施例的透镜100中,当沿与光轴方向O垂直的方向观察凸缘部20时,平行于光轴的任何的线与倾斜表面之间的角θ都可超过10度。
在角θ是10度或更小的情况下,透镜中的被切割的部分的面积相对较大,使得可能会有在透镜100中出现裂缝和毛刺的风险将。
图5是根据本公开的另一示例性实施例的透镜的透视图;图6A是图5的E部分的放大透视图;图6B是图5的F部分的放大透视图。
另外,图7是根据本公开的另一示例性实施例的透镜的侧视图;图8A是沿图5的线G-G’截取的局部截面图;图8B是沿图5的线H-H’截取的局部截面图。
将参照附图5至图8B描述根据本公开的另一示例性实施例的透镜200。
与根据本公开的上述的示例性实施例的透镜100相似,根据本公开的另一示例性实施例的透镜200可通过经由金刚石车削加工所加工的模具而被注射成型,根据本公开的另一示例性实施例的通过模具注射成型的透镜200的平面通常可具有圆形。
因为根据本公开的另一示例性实施例的透镜200还通过经由使用单个加工方法(例如,金刚石车削加工)加工的模具而被注射成型,所以透镜200的第一表面11的中心与第二表面13的中心可彼此重合。
同时,为了在透镜200被注射成型之后减小在切割通过其引入树脂的部分时被切割的部分的面积,根据本公开的另一示例性实施例的透镜200的凸缘部30可包括:第一外径部31,具有不变的直径;第二外径部33,具有可变化的直径,并且凸缘部30的侧表面可包括通过沿光轴方向O切割凸缘部30的一部分而形成的竖直表面35。
这里,第一外径部31和第二外径部33可被设置为用于构造凸缘部30的侧表面的曲面。另外,第二外径部33可被设置为斜面,且竖直表面35可被设置为平面。
因此,使第一外径部31上的沿圆周方向的任意两点e和e’在该第一外径部31上彼此连接的线可以是曲线,使第二外径部33上的沿圆周方向的任意两点e”和e”’在该第二外径部33上彼此连接的线也可以是曲线,并且使竖直表面35上的任意两点f和f’在该竖直表面上以最短的距离彼此连接的线可以是直线。
竖直表面35可通过沿光轴方向O部分切割凸缘30的侧表面而形成。例如,参照图7,当沿与光轴方向O垂直的方向观察时,竖直表面35可通过沿光轴方向O切割第一外径部31的部分和第二外径部33的部分而形成。
竖直表面35可与第一外径部31和第二外径部33接触,并且第一外径部31与竖直表面35可彼此共用两条线。另外,第二外径部33与竖直平面35可彼此共用一条线。
即,在第一外径部31与竖直表面35之间可具有两条相交线L1-1和L1-2,并且在第二外径部33和竖直表面35之间可具有一条相交线L2-1。
这里,参照图7,第一外径部31与竖直表面35之间的两条相交线L1-1和L1-2可以是直线,且第二外径部33与竖直表面35之间的相交线L2-1可以是曲线。
根据本公开的另一示例性实施例,为了减小透镜200中的被切割的部分的面积,第一外径部31在光轴方向O上的长度31T可小于第二外径部33在光轴方向O上的长度33T。
与根据上述的本公开的示例性实施例的透镜100相似,在根据本公开的另一示例性实施例的透镜200中,可根据第二外径部33的倾斜角度来确定凸缘部30的侧表面中的被切割的部分的面积。
在根据本公开的另一示例性实施例的透镜200中,当沿与光轴方向O垂直的方向观察凸缘部30时,平行于光轴的任何的线与第二外径部33之间的角θ可超过10度。
在角θ是10度或更小的情况下,透镜中的被切割的部分的面积相对较大,使得可能会有在透镜200中出现裂缝和毛刺的风险。
图9是根据本公开的示例性实施例的透镜模块的示意截面图;图10是图9的I部分的放大截面图。
参照图9和图10,根据本公开的示例性实施例的透镜模块300可包括多个透镜100和200以及镜筒40。
镜筒40可具有中空的圆筒形状,从而使对象成像的多个透镜100和200可被容纳在镜筒40中,并且多个透镜100和200可沿光轴设置在镜筒40中。
这里,多个透镜100和200可以是根据上述的本公开的示例性实施例的透镜。
可根据透镜模块300的设计来堆叠所需数量的透镜100和200,并且多个透镜100和200可分别具有诸如相同的折射率或不同的折射率的光学特性。
因为多个透镜100和200的侧表面分别包括倾斜表面21和31,所以在多个透镜100和200的侧表面与镜筒40的内表面之间可形成有预定空间,其中,所述预定空间可作为避开部50。
在即使通过根据上述的本公开的示例性实施例的透镜的构造而在切割透镜100和200时显著减少了毛刺的出现但毛刺仍然出现的情况下,所述预定空间可形成为透镜100和200的侧表面与镜筒40的内表面之间的避开部50,因而防止毛刺与镜筒40干涉。
如上所述,利用根据本公开的示例性实施例的透镜和包括该透镜的透镜模块,透镜的物侧表面的中心与像侧表面的中心可彼此重合。
此外,在制造透镜的过程中可显著减少透镜中的毛刺和裂缝的出现。
另外,可提高透镜的分辨率,并且可减少制造工艺的数量且降低制造成本。
虽然上面已示出并描述了示例性实施例,但是本领域的技术人员将清楚的是,在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下,可以做出修改和变型。

Claims (18)

1.一种透镜,包括:
透镜有效表面,构造光学表面;
凸缘部,构造透镜有效表面外周的透镜部分,
其中,凸缘部的侧表面包括倾斜表面和通过沿光轴方向切割侧表面的一部分而形成的竖直表面。
2.根据权利要求1所述的透镜,其中,使倾斜表面上的沿透镜的圆周方向的任意两点在倾斜表面上彼此连接的线是曲线。
3.根据权利要求1所述的透镜,其中,使竖直表面上的任意两点在竖直表面上以最短的距离彼此连接的线是直线。
4.根据权利要求1所述的透镜,其中,倾斜表面与所述竖直表面之间的相交线是曲线。
5.根据权利要求4所述的透镜,其中,竖直表面包括以最短的距离将相交线的一端与另一端彼此连接的直线。
6.根据权利要求5所述的透镜,其中,当沿与光轴方向垂直的方向观察时,所述相交线的顶点与所述直线之间的最短距离小于凸缘部的厚度。
7.根据权利要求1所述的透镜,其中,当沿与光轴方向垂直的方向观察凸缘部时,平行于光轴的任何线与倾斜表面之间的角都大于10度。
8.根据权利要求1所述的透镜,其中,透镜有效表面的物侧表面的中心和像侧表面的中心与凸缘部的中心彼此重合。
9.一种透镜,包括:
透镜有效表面,构造光学表面;
凸缘部,构造透镜有效表面外周的透镜部分,
其中,凸缘部包括具有不变的直径的第一外径部和具有变化的直径的第二外径部,且凸缘部的侧表面包括通过沿光轴方向切割侧表面的一部分而形成的竖直表面。
10.根据权利要求9所述的透镜,其中,使竖直表面上的任意两点在竖直表面上以最短的距离彼此连接的线是直线。
11.根据权利要求9所述的透镜,其中,竖直表面与第一外径部和第二外径部接触。
12.根据权利要求9所述的透镜,其中,第一外径部与竖直表面之间的相交线是直线。
13.根据权利要求9所述的透镜,其中,第二外径部与竖直表面之间的相交线是曲线。
14.根据权利要求9所述的透镜,其中,第一外径部在光轴方向上的长度小于第二外径部在光轴方向上的长度。
15.根据权利要求9所述的透镜,其中,当沿与光轴方向垂直的方向观察凸缘部时,平行于光轴的任何线与第二外径部之间的角都大于10度。
16.根据权利要求9所述的透镜,其中,透镜有效表面的物侧表面的中心和像侧表面的中心与凸缘部的中心彼此重合。
17.一种透镜模块,包括:
如权利要求1至16中任意一项所述的透镜;
镜筒,在所述镜筒中容纳透镜。
18.根据权利要求17所述的透镜模块,所述透镜模块还包括形成在透镜的侧表面与镜筒的内表面之间的避开部。
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