光学镜头及成像模组的制作方法

文档序号:23068024发布日期:2020-11-25 17:55阅读:101来源:国知局
光学镜头及成像模组的制作方法

本发明涉及透镜成像技术领域,特别涉及一种光学镜头及成像模组。



背景技术:

随着镜头在各行各业的普及,应用场景也越来越广泛,对于应用在户外的镜头,当遇见湿冷天气或者雨天,由于使用环境温差变化,空气中的水蒸汽遇到冷的镜头后凝聚成一层细小水滴,附着在镜头表面形成一层雾,出现起雾现象;又或者在零下温度,由于贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到0℃以下,在裸露的镜头表面凝华而成冰霜,这些问题都会严重影响所拍摄图像的清晰度,大大影响了镜头的成像效果,尤其在车载和安防设备上还会引发极大的安全隐患。



技术实现要素:

基于此,本发明提供一种光学镜头及成像模组,以解决以上问题。

本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的:

第一方面,本发明实施例提供一种光学镜头,包括镜筒、第一透镜和加热件,镜筒包括靠近物侧的入光口,第一透镜设置于入光口,第一透镜包括像侧面,加热件直接作用于像侧面以加热第一透镜。

第二方面,本发明实施例还提供一种成像模组,包括第一方面提供的光学镜头、成像元件以及电路板,成像元件设置于电路板,电路板与加热件电连接,成像元件用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号。

相比于现有技术,本发明提供了一种光学镜头及成像模组,通过将加热件作用于第一透镜的像侧面,加热件能够将热能直接传递至第一透镜,从而在潮湿和低温等环境下实现自动除雾去霜的效果,本发明实施例提供的光学镜头和成像模组的除雾去霜的结构简单、设计巧妙,使光学镜头和成像模组的成本低、性能可靠稳定、镜头成像质量优良。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为本发明一种实施例提供的光学镜头的结构示意图。

图2为本发明一种实施例提供的光学镜头的加热件在第一视角下的结构示意图。

图3为本发明一种实施例提供的光学镜头的加热件在第二视角下的结构示意图。

图4为本发明一种实施例提供的光学镜头的轴向剖切图。

图5为本发明另一实施例提供的光学镜头的结构示意图。

图6为本发明另一实施例提供的光学镜头的加热件的结构示意图。

图7为本发明另一实施例提供的光学镜头的加热件的加热片的结构示意图。

图8为本发明另一实施例提供的光学镜头的轴向剖切图。

图9为本发明又一实施例提供的成像模组的结构示意图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于更好地理解本发明,下面将结合相关实施例附图对本发明进行进一步地解释。附图中给出了本发明的实施例,但本发明并不仅限于上述的优选实施例。相反,提供这些实施例的目的是为了使本发明的公开面更加得充分。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1,本发明提供一种光学镜头100包括镜筒110、第一透镜120和加热件130,镜筒110包括靠近物侧的入光口116(如图4所示),第一透镜120设置在镜筒110靠近入光口116的位置。

第一透镜120包括朝向物侧的物侧面122和远离物侧的像侧面121,加热件130直接作用于像侧面121以加热第一透镜120。

本申请提供的光学镜头100可应用于车载镜头、户外监控、无人机等众多领域的镜头系统中。光学镜头100通过将加热件130直接作用于第一透镜120的像侧面121,从而将热能直接传递至第一透镜120,能够实现在潮湿和低温等环境下实现自动除雾去霜的效果,同时,光学镜头结构简单、设计巧妙,使光学镜头和成像模组的成本低、性能可靠稳定、镜头成像质量优良。

请参阅图1,在本实施例中,光学镜头100包括镜筒110,镜筒110靠近物侧端设有入光口116(如图4所示),第一透镜120设置于镜筒110靠近入光口116的位置。

请参阅图2,像侧面121包括光学有效径部1212和围绕光学有效径部1212的非光学有效径部1213,光学有效径部1212为通光区域,用于光学成像;非光学有效径部1213为第一透镜120的边缘区域,用于和镜筒110配合以固定于镜筒110内。加热件130设置于非光学有效径部1213。

请参阅图2和图3,在本实施例中,加热件130为导电胶131,导电胶131贴合于第一透镜120的像侧面121,像侧面121包括环形涂布区1211,环形涂布区1211位于非光学有效径部1213,导电胶131涂布于环形涂布区1211,作为一种示例,环形涂布区1211可以围绕第一透镜120的光心设置。环形涂布区1211围成的形状可以为圆环状、椭圆环状、矩形环状或者其他形状的区域,在此,不作具体限定,环形涂布区1211的形状和面积可以根据实际需求设置。

在一些实施方式中,导电胶131可以等厚度地涂布于环形涂布区1211内。

在一些实施方式中,导电胶131可以结合整体光学设计而不等厚度地涂布于环形涂布区1211内。

在一些实施方式中,多个环形涂布区1211均可以围绕第一透镜120的光心设置,其中每一环形涂布区1211的半径均不同,导电胶131可以涂布于每一环形涂布区1211,相邻两个环形涂布区1211内的导电胶131相互连接,例如,导电胶131可以涂布于一环形涂布区1211的1/2周长或者1/2周长以上,其中,位于每一环形涂布区1211的导电胶131的两个端部形成有间隔,涂布于相邻两个环形涂布区1211的导电胶131的对应的端部相互连接形成两个接触端1217,两个接触端1217可以和电源连接形成闭合回路,以使多个环形涂布区1211的导电胶131可以彼此连通形成回路。通电后的导电胶131能够将自身产生的热量均匀地传递至整个第一透镜120。

导电胶131可以直接uv紫外线光固化或者加热固化等方式设置于第一透镜120的像侧面121,固化后导电胶131和第一透镜120形成一个整体零部件,而不影响其它部件的组合,这种固定方式简单牢固,导电胶131不易脱落。导电胶131至少具有导电性能优良、附着力强、较低电阻值、耐高温和可焊接等特点,使用导电胶131作为第一透镜120的加热件130,使得光学镜头100至少具有结构简单、占用空间小、成本低廉、能够直接加热且性能可靠稳定的优点。

通过将导电胶131直接贴合于第一透镜120的像侧面121,导电胶131可以直接将热量传递至第一透镜120以对第一透镜120加热,同时,不会影响第一透镜120和其它部件的组合,尤其适用于各种镜片堆叠结构的镜头,加热件130能够始终贴合于第一透镜120的像侧面121对其进行加热,不会导致加热件130和第一透镜120之间发生松脱。相较于在第一透镜和镜头之间增加可拆卸的加热件的方案,本发明提供的光学镜头100能够尽可能地减小制造公差、组装方便、加热件130和第一透镜120之间的热接触稳定可靠,同时具有较好的除雾去霜效果和较好的成像质量,能够避免一些可拆卸的加热结构和第一透镜之间的堆叠组装累计误差过大的问题,也可以避免组装后随着时间的推移、加热结构发生松动,导致加热结构与第一透镜接触不良等问题,这些问题最终都会同时影响除雾除霜效果,甚至因为堆叠干涉的原因使得镜头成像不良。

在一些实施方式中,导电胶131可以通过粘合的方式贴合于第一透镜120,也可以直接紧贴于第一透镜120的像侧面121。

在本实施例中,如图1和图2所示,加热件130还包括导电体151,导电体151由具有导电功能的结构制成,例如,金属丝等。导电体151用于连接电路板152和导电胶131。通过电路板152的温控系统电路对导电胶131通电以达到发热效果,还可以对导电胶131的温度进行控制。温控系统电路可以根据外界环境的温度来控制导电胶131的温度,然后由发热的导电胶131将自身的热能直接传递给第一透镜120,从而在潮湿或低温等环境下实现自动除雾去霜的效果。

在一些实施方式中,导电胶131的材料需要满足光学镜头100的温控系统电路所需功率和阻抗,根据需要的功能和阻抗设计相应的厚度的导电胶131。导电胶131厚度可通过丝网印刷方式控制。

在一些实施方式中,如图4所示,镜筒110可以设置有至少一个通孔111,通孔111贯穿于镜筒110,例如,通孔111沿镜筒110轴向设置,通孔111可以用于供导电体151穿过,导电体151穿设于通孔111并连接于导电胶131和电路板152,以实现加热件130与电路板152的温控系统电路的连接。

请参阅图1,在本实施例中,光学镜头100还可以包括前盖140,前盖140设置于物侧以向第一透镜120和加热件230提供按压力,前盖140用于将第一透镜120固定(例如锁固)于镜筒110的入光口116。前盖140设置于镜筒110的物侧端,前盖140固定于镜筒110以将第一透镜120锁紧于镜筒110。前盖140提供的按压力将加热件230压紧于第一透镜120和镜筒110之间。

在一些实施方式中,如图1所示,光学镜头100还可以包括密封圈160,密封圈160可以设置于第一透镜120和镜筒110之间,其中,密封圈160可以设置于第一透镜120的像侧面121边缘处,当前盖140将第一透镜120固定于镜筒110的入光口116,第一透镜120被固定于前盖140和镜筒110之间,其中,密封圈160受到第一透镜120和镜筒110的同时挤压而发生形变,发生形变的密封圈160同时和第一透镜120的像侧面121和镜筒110贴紧,密封圈160在第一透镜120和镜筒110之间起到密封作用,避免外界的水汽进入两者之间,可以有效地防止外部水汽进入镜筒110内在第一透镜120上形成雾气,导致成像模糊。此外,在一些实施方式中,密封圈160也可以直接套设于第一透镜120的外周,其中,密封圈160贴紧于第一透镜120的外周壁和镜筒110的内壁之间。

请参阅图5,本发明另一实施例提供一种光学镜头200,包括镜筒110、第一透镜120和加热件230,本实施例提供的光学镜头200和第一实施例提供的光学镜头200的结构大致相同,不同之处在于:本实施例提供的加热件230和第一实施例提供的加热件130的结构不同。

请参阅图5,在本实施例中,光学镜头200还可以包括前盖140,前盖140设置于物侧以向第一透镜120和加热件230提供按压力,前盖140用于将第一透镜120固定(例如锁固)于镜筒110的入光口116。前盖140设置于镜筒110的物侧端,前盖140固定于镜筒110以将第一透镜120锁紧于镜筒110。

请参阅图6,在本实施例中,加热件230包括加热片232和缓冲层231,加热片232可以直接贴合于第一透镜120的像侧面121,也可以粘合于像侧面121,缓冲层231贴合于加热片232和镜筒110之间,加热片232和缓冲层231均可以为环状结构,其中,加热片232可以贴合于像侧面121的非光学有效径部1213,缓冲层231设置于镜筒110,缓冲层231可以由具有弹性或者缓冲作用的材料制成,例如,缓冲层231可以为压缩泡棉,加热片232可以是fpc(flexibleprintedcircuit,柔性线路板)加热片。

如图7所示,加热片232可以是fpc加热片,fpc加热片是电绝缘材料与发热电阻材料组成的薄而柔软的平面型加热元件,在发热层上蚀刻或印刷电阻,并可通过高温和高压下与绝缘材料热封形成,焊接引线后配合温度控制器使用。

加热片232包括电绝缘膜2321和发热电阻层2322。电绝缘膜2321可以贴合于第一透镜120的像侧面121,发热电阻层2322设置于电绝缘膜2321,其中,电绝缘膜2321可以是聚酰亚胺薄膜,发热电阻层2322可以是由一根或者多根发热电阻丝铺设于电绝缘膜2321的表面形成,其中,发热电阻层2322可以通过蚀刻或印刷等方式设置。如图6所示,电绝缘膜2321可以为两层,发热电阻层2322设置于两层电绝缘膜2321之间。

在一些实施方式中,如图5所示,镜筒110包括内表面112和横向端面113,内表面112可以是镜筒110的内径最小的内周面,横向端面113和内表面112相交,横向端面113相当于镜筒110的内部承台,用于承载第一透镜120。在本实施例中,横向端面113表面平坦,和内表面112垂直。镜筒110还包括一周侧壁115,侧壁115环绕横向端面113设置,侧壁115和横向端面113共同限定第一透镜安装腔114,用于安装第一透镜120。缓冲层231可以贴合于横向端面113。侧壁115的高度、厚度可以根据第一透镜120的尺寸设计。

在一些实施方式中,前盖140将第一透镜120固定(例如锁固)于镜筒110。前盖140围绕侧壁115设置,并与镜筒110可拆卸连接,例如通过螺接的方式套设于镜筒110的外周。前盖140与镜筒110可拆卸连接有利于控制对缓冲层231的按压力的大小。

第一透镜120的物侧面122从前盖140露出,第一透镜120可以在前盖140的按压力或者说锁紧力的作用下固定于前盖140和镜筒110之间,缓冲层231受到第一透镜120和镜筒110两者的挤压并发生一定的形变,使得缓冲层231可以紧贴于镜筒110的横向端面113(如图5所示)和加热片232,同时,加热片232紧紧地贴合于第一透镜120的像侧面121,避免加热片232和第一透镜120之间发生脱离。通过将前盖140旋合或者扣压于镜筒110的方式能够进一步实现对缓冲层231的压紧和定位,可使加热片232紧贴第一透镜120的像侧面121,使得加热片232相对于第一透镜120无移动空间,加热片232能够始终贴紧于第一透镜120,不易脱落。

加热件230设置于第一透镜120的像侧面121,不影响第一透镜120与其它部件进行组合,尤其适用于各种镜片堆叠结构镜头,无需考虑镜片组合间的累计误差,具有结构简单,组装方便快捷的优点。在一些实施方式中,加热片232也可以直接粘合于第一透镜120的像侧面121,缓冲层231也可以粘合于横向端面113和加热片232之间,在前盖140锁紧力的作用下,加热片232可以和缓冲层231以及第一透镜120粘合的更加紧密。

在本实施例中,如图5和图6所示,加热件230包括导电体151,导电体151由具有导电功能的结构制成,例如,金属丝等。导电体151用于连接电路板152和加热片232。加热片232通过导电体151电连接于电路板152。

在本实施例中,如图8所示,镜筒110可以设置有至少一个通孔111,通孔111贯穿于镜筒110,例如通孔111沿镜筒110轴向设置,导电体151穿设于通孔111并连接于加热片232和电路板152之间,以实现加热件230与电路板152的温控系统电路的连接,并通过电路板152的温控系统电路控制加热片232发热。fpc加热片至少具有快速升温、加热均匀、体积小、成本低廉以及性能可靠稳定等优点,采用fpc加热片作为第一透镜120的加热件230,使得光学镜头200至少具有结构简单、占用空间小、成本低廉以及能够直接加热且性能可靠稳定等优点。

本申请提供的光学镜头200可应用于车载镜头、户外监控、无人机等众多领域的镜头系统中。光学镜头200通过将加热件230贴合于第一透镜120的像侧面121,从而将热能直接传递至第一透镜120,能够实现在潮湿和低温等环境下实现自动除雾去霜的效果,同时,不会影响第一透镜120和其它部件的组合,尤其适用于各种镜片堆叠结构的镜头,加热片232能够始终贴合于第一透镜120的像侧面121对其进行加热,同时,缓冲层231具有一定的形变和回弹功能,当第一透镜120固定于镜筒110时,缓冲层231会受到挤压发生形变以使加热片232和第一透镜120更加紧密地贴合在一起,同时,缓冲层231能够与镜筒110贴紧,使得加热片232相对于第一透镜120无移动空间,不会导致加热片232和第一透镜120之间发生松脱。

本实施例还提供一种成像模组300,其结构示意图请参阅图9,成像模组300包括上述任一实施例中的光学镜头(例如光学镜头100或200)、成像元件310和电路板152。

成像元件310可以是cmos(complementarymetaloxidesemiconductor,互补性金属氧化物半导体)图像传感器,还可以是ccd(chargecoupleddevice,电荷耦合器件)图像传感器.

电路板152收容于镜筒110的像侧端,电路板152可以包括温控系统电路(图未示),电路板152通过导电体151与加热件230电连接。

成像元件310设置于电路板152,并收容于镜筒110的像侧端,成像元件310用于接收经过光学镜头(例如光学镜头100或200)的光线,将光学镜头形成的光学图像转换为电信号。

成像模组300可以是车载镜头或者户外监控以及其他任意一种形态的装载了光学镜头的电子设备或者仪器。

本实施例提供的成像模组300包括光学镜头,由于光学镜头结构简单,占用空间小、成本低廉、能够直接加热且性能可靠稳定等优点,成像模组300至少具有结构体积小、成本低廉以及可以自动加热除雾去霜的优点,能够适用于潮湿或低温等环境。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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