塑料透镜及成像镜头的制作方法

本发明涉及光学成像技术，特别涉及一种塑料透镜及成像镜头。

背景技术：

近年来，随着多媒体技术的飞速发展，智能手机、平板电脑等具有摄像功能的电子产品越来越普及，应用于这些电子产品的光学镜头也日渐趋于轻薄化和高像素化。为了满足光学镜头的轻薄化和高像素化的需求，相较于传统玻璃透镜，目前光学镜头通常采用比重小且易于加工的塑料透镜。常见的塑料透镜一般包含光学有效部和机构部，且机构部多为简单的表面结构。

然而，采用一般表面结构的塑料透镜，如申请号为CN200920268530.9的专利所示，虽然有效减轻了光学镜头的重量，但是无法充分抑制不必要的光线产生，容易形成重影和光斑，进而影响光学镜头的成像品质，无法满足更高的摄像需求。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种塑料透镜及成像镜头。

本发明实施方式的塑料透镜，包括光学有效部及至少部分围绕所述光学有效部且与所述光学有效部同轴设置的机构部，所述塑料透镜包括第一表面及与所述第一表面相背的第二表面；所述第一表面和所述第二表面包括至少一个凹槽形成面，所述凹槽形成面向内形成有至少一个凹槽；所述凹槽位于所述机构部上且与所述光学有效部连接；

所述塑料透镜满足条件式：

0.02mm≤ET1≤0.4mm；

其中，ET1为所述凹槽的底端至所述凹槽形成面的轴向距离。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

0.02mm≤ET1≤0.3mm；

其中，ET1为所述凹槽的底端至所述凹槽形成面的轴向距离。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

ET2≥0.15mm；

其中，ET2为所述第一表面的所述凹槽的底端至所述第二表面的所述凹槽的底端的轴向距离。

在某些实施方式中，在所述塑料透镜的过轴截面上，所述凹槽包括与所述凹槽形成面连接的两条直线；所述塑料透镜满足条件式：

30°≤θ≤170°；

其中，θ为所述两条直线之间的夹角。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

60°≤θ≤120°；

其中，θ为所述两条直线之间的夹角。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

120°＜θ≤170°；

其中，θ为所述两条直线之间的夹角。

在某些实施方式中，在所述塑料透镜的过轴截面上，所述凹槽包括与所述凹槽形成面连接的两条圆弧线；所述塑料透镜满足条件式：

30°≤θ≤170°；

其中，θ为所述两条圆弧线靠近所述凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

60°≤θ≤120°；

其中，θ为所述两条圆弧线靠近所述凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

120°＜θ≤170°；

其中，θ为所述两条圆弧线靠近所述凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

在某些实施方式中，在所述塑料透镜的过轴截面上，所述凹槽包括与所述凹槽形成面连接的一条直线及一条圆弧线；所述塑料透镜满足条件式：

30°≤θ≤170°；

其中，θ为所述一条直线与所述一条圆弧线靠近所述凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

60°≤θ≤120°；

其中，θ为所述一条直线与所述一条圆弧线靠近所述凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

在某些实施方式中，所述塑料透镜满足条件式：

120°＜θ≤170°；

其中，θ为所述一条直线与所述一条圆弧线靠近所述凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

在某些实施方式中，在所述塑料透镜的过轴截面上，所述凹槽还包括与所述两条直线、所述两条圆弧线或所述一条直线及所述一条圆弧线连接的过渡直线或过渡圆弧线，所述过渡直线或所述过渡圆弧线与所述两条直线、所述两条圆弧线或所述一条直线及所述一条圆弧线由尖角或圆角进行连接，所述塑料透镜满足条件式：

0mm≤L<1mm；

0mm<R≤0.5mm；

其中，L为所述过渡直线或所述过渡圆弧线在沿直径的截面上的垂直距离，R为所述圆角的半径。

本发明实施方式的成像镜头，包括至少一片所述塑料透镜。

在某些实施方式中，在所述塑料透镜的过轴截面上，所述凹槽还包括与所述两条直线、所述两条圆弧线或所述一条直线及所述一条圆弧线连接的过渡直线或过渡圆弧线，所述过渡直线或所述过渡圆弧线与所述两条直线、所述两条圆弧线或所述一条直线及所述一条圆弧线由尖角或圆角进行连接，所述塑料透镜满足条件式：

0mm≤L<1mm；

0mm<R≤0.5mm；

其中，L为所述过渡直线或所述过渡圆弧线在沿直径的截面上的垂直距离，R为所述圆角的半径。

本发明实施方式的塑料透镜及成像镜头通过在透镜表面设置凹槽结构来降低成像面上产生的光斑大小并减弱光斑能量，能够有效抑制杂光产生，提高所述塑料透镜的光学品质，进而提高所述成像镜头的整体成像质量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是实施例1的塑料透镜的示意图；

图2是实施例2的塑料透镜的示意图；

图3是实施例3的塑料透镜的示意图；

图4是实施例4的塑料透镜的示意图；

图5是实施例5的塑料透镜的示意图；

图6是实施例6的塑料透镜的示意图；

图7是实施例7的塑料透镜的示意图；

图8是实施例8的塑料透镜的示意图；

图9是实施例9的塑料透镜的示意图；

图10是实施例10的塑料透镜的示意图；

图11是实施例11的塑料透镜的示意图；

图12是实施例12的塑料透镜的示意图；

图13是实施例13的塑料透镜的示意图；

图14是实施例14的塑料透镜的示意图；

图15是实施例15的塑料透镜的示意图；

图16是实施例16的塑料透镜的示意图；

图17是实施例17的塑料透镜的示意图；

图18是实施例18的塑料透镜的示意图；

图19是实施例10的塑料透镜的第一表面的示意图；

图20是实施例10的塑料透镜的第二表面的示意图；

图21是无凹槽结构的成像镜头的示意图；

图22是无凹槽结构的成像镜头对应的光路图；

图23是有凹槽结构但无过渡直线及过渡圆弧的成像镜头的示意图；

图24是有凹槽结构但无过渡直线及过渡圆弧的成像镜头对应的光路图；

图25是有凹槽结构且有过渡直线或过渡圆弧的成像镜头的示意图；

图26是有凹槽结构且有过渡直线或过渡圆弧的成像镜头对应的光路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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”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发明和简化描述，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发明的限制。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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请一并参阅图1、图19及图20，本发明实施方式的塑料透镜包括光学有效部2及机构部1。机构部1的至少部分围绕光学有效部2且与光学有效部2同轴设置。塑料透镜包括第一表面S1及与第一表面S1相背的第二表面S2。第一表面S1和第二表面S2包括至少一个凹槽形成面。凹槽形成面向内形成有至少一个凹槽。凹槽位于机构部1上且与光学有效部2连接。塑料透镜满足条件式：0.02mm≤ET1≤0.4mm；其中，ET1为凹槽的底端至凹槽形成面的轴向距离。

本发明实施方式的塑料透镜通过在透镜表面设置凹槽结构来降低成像面S3上产生的光斑大小并减弱光斑能量，能够有效抑制杂光产生，提高塑料透镜的光学品质，进而提高成像镜头的整体成像质量。

具体地，被摄物体发出或者反射的光线进入塑料透镜的光学有效部2并经过机构部1多次反射后进入成像面S3，容易在成像面S3上形成多余的光斑，影响成像镜头的品质。通过增加由不同斜边组成的凹槽结构，能够遮挡或者减弱非有效光线进入到感光面上，从而有效降低成像面S3上产生的光斑大小并减弱光斑能量。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

0.02mm≤ET1≤0.3mm；

其中，ET1为凹槽的底端至凹槽形成面的轴向距离。

如此，有利于加工，实现塑料透镜的小型化。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

ET2≥0.15mm；

其中，ET2为第一表面S1的凹槽的底端至第二表面S2的凹槽的底端的轴向距离。

如此，通过对塑料透镜的两表面的凹槽的底端之间距离的限制，可以保证塑料透镜的最小成型厚度，确保成像镜头的成像品质。

在某些实施方式中，在塑料透镜的过轴截面上，凹槽包括与凹槽形成面连接的两条直线；塑料透镜满足条件式：

30°≤θ≤170°；

其中，θ为两条直线之间的夹角。

如此，可以满足不同非成像光线对角度的不同要求，有效改变光学有效部2到机构部1光线的反射光路，从而抑制杂散光产生。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

60°≤θ≤120°；

其中，θ为两条直线之间的夹角。

两条直线之间的夹角θ过小，不利于塑料透镜的加工；夹角θ过大，不利于改善杂光；满足该范围可以有效兼顾杂光改善和加工。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

120°＜θ≤170°；

其中，θ为两条直线之间的夹角。

适当增大两条直线之间的夹角θ，有利于塑料透镜的加工。

在某些实施方式中，在塑料透镜的过轴截面上，凹槽包括与凹槽形成面连接的两条圆弧线；塑料透镜满足条件式：

30°≤θ≤170°；

其中，θ为两条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

如此，可以满足不同非成像光线对角度的不同要求，有效改变光学有效部2到机构部1光线的反射光路，从而抑制杂散光产生。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

60°≤θ≤120°；

其中，θ为两条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

两条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角θ过小，不利于塑料透镜的加工；夹角θ过大，不利于改善杂光；满足该范围可以有效兼顾杂光改善和加工。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

120°＜θ≤170°；

其中，θ为两条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

适当增大两条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角θ，有利于塑料透镜的加工。

在某些实施方式中，在塑料透镜的过轴截面上，凹槽包括与凹槽形成面连接的一条直线及一条圆弧线；塑料透镜满足条件式：

30°≤θ≤170°；

其中，θ为一条直线与一条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

如此，可以满足不同非成像光线对角度的不同要求，有效改变光学有效部2到机构部1光线的反射光路，从而抑制杂散光产生。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

60°≤θ≤120°；

其中，θ为一条直线与一条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

一条直线与一条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角θ过小，不利于塑料透镜的加工；夹角θ过大，不利于改善杂光；满足该范围可以有效兼顾杂光改善和加工。

在某些实施方式中，塑料透镜满足条件式：

120°＜θ≤170°；

其中，θ为一条直线与一条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

适当增大一条直线与一条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角θ，有利于塑料透镜的加工。

在某些实施方式中，在塑料透镜的过轴截面上，凹槽还包括与两条直线、两条圆弧线或一条直线及一条圆弧线连接的过渡直线或过渡圆弧线，过渡直线或过渡圆弧线与两条直线、两条圆弧线或一条直线及一条圆弧线由尖角或圆角进行连接，塑料透镜满足条件式：

0mm≤L<1mm；

0mm<R≤0.5mm；

其中，L为过渡直线或过渡圆弧线在沿直径的截面上的垂直距离，R为圆角的半径。

如此，可以满足不同非成像光线对圆角的不同要求，有效改变光学有效部2到机构部1光线的反射光路，从而抑制杂散光产生。

请参阅图1-5，实施例1-5中的塑料透镜包括光学有效部2及机构部1。机构部1的至少部分围绕光学有效部2且与光学有效部2同轴设置。塑料透镜包括第一表面S1及与第一表面S1相背的第二表面S2。第一表面S1和第二表面S2上均设置有一个凹槽。凹槽位于机构部1上且与光学有效部2连接。凹槽的底端至凹槽形成面的轴向距离ET1优选范围在0.02mm～0.4mm之间。凹槽呈现的夹角θ优选范围在30°～170°之间。

需要理解的是，在塑料透镜的过轴截面上，当凹槽包括与凹槽形成面连接的两条直线时，凹槽呈现的夹角θ为两条直线之间的夹角。当凹槽包括与凹槽形成面连接的两条圆弧线时，凹槽呈现的夹角θ为两条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。当凹槽包括与凹槽形成面连接的一条直线及一条圆弧线时，凹槽呈现的夹角θ为一条直线与一条圆弧线靠近凹槽形成面的端点的切线之间的夹角。

进一步地，凹槽不采用过渡直线或过渡圆弧(即L＝0mm)，直接由圆角连接，圆角的半径R优选范围在0mm～0.5mm之间。第一表面S1的凹槽的底端至第二表面S2的凹槽的底端的轴向距离ET2优选范围需大于0.15mm。

请参阅图6，实施例6中的塑料透镜与实施例1-5中的塑料透镜的区别在于，第一表面S1上设置的凹槽不采用过渡直线或过度圆弧(即L＝0mm)，直接由尖角连接。第二表面S2上设置的凹槽采用过渡直线，其在沿直径的截面上的垂直距离L优选范围在0mm～1mm之间，且采用圆角连接，圆角的半径R优选范围在0mm～0.5mm之间。

请参阅图7，实施例7中的塑料透镜与实施例1-5中的塑料透镜的区别在于，第一表面S1和第二表面S2上均设置有一个凹槽，且均采用过渡直线，其在沿直径的截面上的垂直距离L优选范围在0mm～1mm之间；均采用圆角连接，圆角的半径R优选范围在0mm～0.5mm之间。

请参阅图8-11，实施例8-11中的塑料透镜与实施例1-5中的塑料透镜的区别在于，第一表面S1和第二表面S2上均设置有一个凹槽，且均不采用过渡直线或过渡圆弧(即L＝0mm)，直接由尖角连接。

请参阅图12-15，实施例12-15中的塑料透镜与实施例1-5中的塑料透镜的区别在于，仅在第二表面S2上设置有一个凹槽，且不采用过渡直线或过渡圆弧(即L＝0mm)，直接由尖角连接。

请参阅图16-17，实施例16-17中的塑料透镜与实施例1-5中的塑料透镜的区别在于，仅在第一表面S1上设置有一个凹槽，且不采用过渡直线或过渡圆弧(即L＝0mm)，直接由尖角连接。

请参阅图18，实施例18中的塑料透镜与实施例1-5中的塑料透镜的区别在于，仅在第一表面S1上设置有两个凹槽，且两个凹槽均不采用过渡直线或过渡圆弧(即L＝0mm)，直接由尖角连接。

在实施例1-18中，各条件式满足下面表格的条件：

如上述表格及图1-18所示，本发明实施方式的塑料透镜通过在透镜表面设置凹槽结构来降低成像面S3上产生的光斑大小并减弱光斑能量，能够有效抑制杂光产生，提高塑料透镜的光学品质，进而提高成像镜头的整体成像质量。

本发明实施方式的成像镜头，包括至少一片塑料透镜。

具体地，成像镜头可包括一片或多片塑料透镜，通过一片或多片设置有凹槽的塑料透镜之间的配合，提高成像镜头的整体成像质量。

本发明实施方式的成像镜头通过在透镜表面设置凹槽结构来降低成像面S3上产生的光斑大小并减弱光斑能量，能够有效抑制杂光产生，提高塑料透镜的光学品质，进而提高成像镜头的整体成像质量。

在某些实施方式中，在塑料透镜的过轴截面上，凹槽还包括与两条直线、两条圆弧线或一条直线及一条圆弧线连接的过渡直线或过渡圆弧线，过渡直线或过渡圆弧线与两条直线、两条圆弧线或一条直线及一条圆弧线由尖角或圆角进行连接，塑料透镜满足条件式：

0mm≤L<1mm；

0mm<R≤0.5mm；

其中，L为过渡直线或过渡圆弧线在沿直径的截面上的垂直距离，R为圆角的半径。

如此，可以满足不同非成像光线对圆角的不同要求，有效改变光学有效部2到机构部1光线的反射光路，从而抑制杂散光产生。

请参阅图21-22，当塑料透镜的第一表面S1和第二表面S2均未设置凹槽时，在光路图中，光线进入塑料透镜的光学有效部2并经过机构部1多次反射后进入成像面S3。在成像面S3上形成了大量多余的光斑且光斑的能量较强，严重影响成像的品质。

请参阅图23-24，当塑料透镜的的第一表面S1或第二表面S2设置有凹槽但无过渡直线及过渡圆弧时，在光路图中，光线进入塑料透镜的光学有效部2并经过机构部1多次反射后进入成像面S3，由于增加了由不同斜边组成的凹槽结构，能够遮挡或者减弱非有效光线进入到感光面上，因而，在成像面S3上只形成了少量的光斑且光斑的能量较弱，成像的品质较佳。

请参阅图25-26，当塑料透镜的的第一表面S1或第二表面S2设置有凹槽且含有过渡直线或过渡圆弧时，在光路图中，光线进入塑料透镜的光学有效部2并经过机构部1多次反射后进入成像面S3。由于增加了由不同斜边组成的凹槽结构，能够遮挡或者减弱非有效光线进入到感光面上，而过渡直线或过渡圆弧使得成像镜头能满足不同非成像光线对角度的要求，有效改变光学有效部2到机构部1光线的反射光路，抑制杂散光的产生。因而，在成像面S3上形成的光斑最少且光斑的能量最弱，成像的品质最好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。