CN106970451A - 光学镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学镜片，包括组装部以及光学部。组装部用以固定光学镜片。光学部用以让成像光线通过。组装部位于光学部的边缘处。光学部包括第一表面、第二表面以及侧壁，其中第一表面围绕第二表面。侧壁连接第一表面及第二表面且位于第一表面与第二表面之间。侧壁环绕第二表面，且第一表面及第二表面的交界处在沿着光学镜片的光轴的方向上形成段差。本发明藉由上述光学镜片中光学部的第一表面与第二表面之间交界处的结构设计，可避免在制作过程中残留空气于形成光学镜片的模具腔室中，使得光学镜片的整体光学表面更加完整，进而改善杂散光问题并且提升成像质量。

Description

光学镜片
技术领域
本发明是有关于一种光学元件，且特别是有关于一种光学镜片。
背景技术
随着便携式电子产品的规格日新月异，其关键零组件─光学镜片也更加多样化发展，应用不只仅限于拍摄影像与录像，还加上环境监视、行车记录摄影等，且随着影像感测技术之进步，消费者对于成像质量等的要求也更加提高。
在光学成像透镜中，厚薄比大的透镜在制造上常有产品良率的问题，其主要原因是由于在填充塑料至厚薄比大的镜片模具腔室时，空气容易被塑料包裹于模具腔室中而未能排出，造成透镜的表面无法完全转写模具的面型而容易产生不规则缺陷，进而在成像时产生杂散光而降低成像质量。因此，如何设计出可改善杂散光问题的光学镜片，长久以来一直是各界所热切追求的。
发明内容
本发明提供一种光学镜片，可以改善杂散光问题。
本发明一实施例提出一种光学镜片，其包括组装部以及光学部。组装部用以固定光学镜片。光学部用以让成像光线通过。组装部位于光学部的边缘处。光学部包括第一表面、第二表面以及侧壁，其中第一表面围绕第二表面。侧壁连接第一表面及第二表面且位于第一表面与第二表面之间。侧壁环绕第二表面，且第一表面及第二表面的交界处在沿着光学镜片的光轴的方向上形成段差。
在本发明的一实施例中，上述的第二表面抬升于第一表面。
在本发明的一实施例中，上述的第二表面陷落于第一表面。
在本发明的一实施例中，上述的侧壁在平行于光轴的方向上的高度小于10微米。
在本发明的一实施例中，上述的侧壁的延伸方向平行于光轴。
在本发明的另一实施例提出一种光学镜片，其包括组装部以及光学部。组装部用以固定光学镜片。光学部用以让成像光线通过。组装部位于光学部的边缘处。光学部包括第一表面、第二表面以及分界突起部，其中第一表面围绕第二表面。分界突起部连接第一表面及第二表面且位于第一表面与第二表面之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一表面与第二表面为球面或非球面。
在本发明的一实施例中，上述的第一表面以光轴为基准呈圆对称。
在本发明的一实施例中，上述的第二表面以光轴为基准呈圆对称。
在本发明的一实施例中，上述的光学部在平行于光轴的方向上的最厚处与最薄处的厚度比值大于1.7。
在本发明的一实施例中，上述的第二表面配置于光学镜片的光学有效径内。
在本发明的一实施例中，上述的分界突起部在平行于光轴的方向上的高度小于10微米。
基于上述，本发明的实施例的光学镜片的有益效果在于：藉由上述光学镜片中光学部的第一表面与第二表面之间交界处的结构设计，可避免在制作过程中残留空气于形成光学镜片的模具腔室中，使得光学镜片的整体光学表面更加完整，进而改善杂散光问题并且提升成像质量。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A为本发明的第一实施例的光学镜片的剖面示意图。
图1B为图1A的光学镜片的正视示意图。
图1C为图1A的光学镜片的区域B的放大示意图。
图2为本发明的第二实施例的光学镜片的局部放大示意图。
图3为本发明的第三实施例的光学镜片的局部放大示意图。
图4为本发明的第四实施例的光学镜片的剖面示意图。
图5为本发明的第五实施例的光学镜片的剖面示意图。
图6为本发明的第六实施例的光学镜片的剖面示意图。
图7为图1A的光学镜片与其制造模具的剖面示意图。
具体实施方式
图1A为本发明的第一实施例的光学镜片的剖面示意图。图1B为图1A的光学镜片的正视示意图。图1C为图1A的光学镜片的区域B的放大示意图。请参考图1A至图1C，在本实施例中，光学镜片100可适用于便携式电子装置，例如是手机、像机、平板计算机、个人数位助理(Personal Digital Assistant,PDA)等的光学成像镜头中，或者可以应用在虚拟实境(Virtual Reality,VR)等模拟立体视觉之显示装置，或者也可以应用在照明用光学透镜、车用镜头等二次光学元件之设计。本实施例之光学镜片100包括组装部110以及光学部120。组装部110用以固定光学镜片100，光学部120用以让成像光线通过。组装部110位于光学部120的边缘处，光学部120包括第一表面122、第二表面124以及侧壁126，其中第一表面122围绕第二表面124。
在本实施例中，第一表面122与第二表面124为球面或非球面。因此，本实施例的光学镜片100可依需求制造成球面透镜或非球面透镜，但本发明并不以此为限。此外，在本实施例中，第一表面122以光轴A为基准呈圆对称，而第二表面124也相同地以光轴A为基准呈圆对称。也就是说，就光学部120而言，沿着包含光轴A的任一平面切开所得到的剖面都相同。如此一来，可使得光学镜片100的成像画面的亮度均匀，但本发明并不以此为限。
在本实施例中，第二表面124配置于光学镜片100的光学有效径(clear aperture，或称「通光孔径」)内。换句话说，第二表面124的全部面积皆会落在光学镜片100的光学有效径内，并且位在第一表面122与第二表面124之间的侧壁126也同样地落在光学有效径内。如此一来，使得在光学镜片100的制造过程中，可避免在制作过程中残留空气于形成光学镜片100的模具腔室中，进而避免光学有效径内的镜片表面产生不规则凹陷，改善杂散光问题并且提升成像质量。除此之外，在本实施例中，第一表面122也同样地配置于光学镜片100的光学有效径内，使得光学镜片100的整体光学表面更加完整，进而改善杂散光问题并且提升成像质量，但本发明并不以此为限。
在本实施例中，光学部120在平行于光轴A的方向上的最厚处与最薄处的厚度比值大于1.7，举例而言，在本实施例中的光学部120在平行于光轴A的方向上的最厚处与最薄处的厚度比值最大可以达到7。换句话说，藉由本实施例的光学镜片100的第一表面122、第二表面124以及侧壁126的设计，可避免在厚度比值大于1.7的光学镜片100的制造过程中残留空气于形成光学镜片100的模具腔室中，使得光学镜片100的整体光学表面更加完整，进而改善杂散光问题并且提升成像质量。
在本实施例中，侧壁126连接第一表面122及第二表面124且位于第一表面122与第二表面124之间。此外，侧壁126环绕第二表面124，而第一表面122及第二表面124的交界处在沿着光学镜片的光轴A的方向上形成段差。换句话说，本实施例的第一表面122并不直接连接于第二表面124，而是藉由段差结构的设计区分且连接第一表面122以及第二表面124。
详细而言，位于光学部120中央处的第二表面124抬升于第一表面122，因此形成侧壁126于第二表面124与第一表面122之间，如图1C所绘示。如此一来，可在简化制造过程的加工步骤进而降低生产成本的情况下，就能有效避免制造过程中残留空气于形成光学镜片100的模具腔室中。另外，在本实施例中，侧壁126的延伸方向平行于光轴A，并且侧壁126在平行于光轴A的方向上的高度小于10微米。如此一来，可避免杂散光的产生，但本发明并不以此为限。
图2为本发明的第二实施例的光学镜片的局部放大示意图。请参考图2，本实施例的光学镜片100A类似于图1A的光学镜片100，惟两者之间主要差异例如在于光学部120A的第二表面124陷落于第一表面122。换句话说，位于光学部120A外侧的第一表面122抬升于第二表面124，因此形成向中央处凹陷的侧壁126A于第二表面124与第一表面122之间。如此一来，可在简化制造过程的加工步骤进而降低生产成本的情况下，就能有效避免制造过程中残留空气于形成光学镜片100的模具腔室中。另外，在本实施例中，侧壁126A的延伸方向平行于光轴A，并且侧壁126A在平行于光轴A的方向上的高度小于10微米。如此一来，可避免杂散光的产生，但本发明并不以此为限。
图3为本发明的第三实施例的光学镜片的局部放大示意图。请参考图3，本实施例的光学镜片100B类似于图1A的光学镜片100，惟两者之间主要差异例如在于本实施例的光学部120B更包括分界突起部128，连接第一表面122以及第二表面124，且位于第一表面122与第二表面124之间。换句话说，分界突起部128抬升于第一表面122及第二表面124，因此形成出一个环绕第二表面124突起结构，如图3所绘示。如此一来，藉由此分界突起部128的设计，可避免在制作过程中残留空气于形成光学镜片100B的模具腔室中，使得光学镜片100B的整体光学表面更加完整，进而改善杂散光问题并且提升成像质量。
在本实施例中，分界突起部128在平行于光学镜片100B的光轴A的方向上的高度小于10微米。如此一来，可避免杂散光的产生。在本实施例中，分界突起部128系围绕于第二表面124形成一个圆环状突起结构，然而在其他实施例中，可因光学镜片的制作方式不同，而形成其他突起结构，例如是不连续且环形排列的突起结构，其在平行于光学镜片的光轴A的方向上的高度分别小于10微米。如此一来，可避免杂散光的产生，但本发明并不以此为限。
图4为本发明的第四实施例的光学镜片的剖面示意图。请参考图4，本实施例的光学镜片100C类似于图1A的光学镜片100，惟两者之间主要差异例如在于光学部120C中第三表面130C与图1A中的第三表面130不同。详细而言，第三表面130C为一个平面，而图1A中的第三表面130为凹面。因此，本实施例的光学镜片100C可作为平凸透镜使用，而图1A的光学镜片100可作为凹凸透镜使用。
图5为本发明的第五实施例的光学镜片的剖面示意图。请参考图5，本实施例的光学镜片100D类似于图1A的光学镜片100，惟两者之间主要差异例如在于光学部120D中第三表面130D与图1A中的第三表面130不同。详细而言，第三表面130C为一个凸面。因此，本实施例的光学镜片100C可应用做为双凸透镜使用。
然而，本发明并不限定光学镜片的面形型式，亦即不限定光学镜片为上述凹凸透镜、平凸透镜或双凸透镜。在其他实施例中，光学镜片亦可以是非球面透镜或具有其他面形的透镜。
图6为本发明的第六实施例的光学镜片的剖面示意图。请参考图6，本实施例的光学镜片100E类似于图1A的光学镜片100，惟两者之间主要差异例如在于光学部120E中的两侧皆具有第一表面122、第二表面124以及侧壁126。如此一来，当成像光线通过光学部120E时，除了在两表面皆有避免杂散光的效果之外，亦可以达到成像清晰度以及成像亮度被提升两次的效果。
另一方面，在本实施例中，光学部120E的两侧表面中第二表面124抬升于第一表面122。在其他不同的实施例中，光学部120E的两侧表面的其中一侧亦可以是第二表面124陷落于第一表面122，或者是配置分界突起部128于第一表面122与第二表面124之间，如图3所绘示。换句话说，有关于光学部120E两侧的光学表面结构可依需求任意选择上述结构中的其中一种，以达到两表面皆可避免杂散光，且成像清晰度以及成像亮度被提升两次的效果，但本发明并不以此为限。
图7为图1A的光学镜片与其制造模具的剖面示意图。请同时参考图1A、图1C以及图7，在本实施例中，光学镜片100的第一表面122、第二表面124以及侧壁126可藉由模具的拆分而形成。详细而言，用于制造光学镜片100的模具50可包括第一模仁52以及第二模仁54，其中第一模仁52用于形成光学镜片100的第一表面122，第二模仁54用于形成光学镜片100的第二表面124，接着，藉由第二模仁54陷落于第一模仁52的配置方式，可形成出第二表面124抬升于第一表面122的光学镜片100，如图1C所绘示。如此一来，可藉由第一模仁52与第二模仁54之间的隙缝，将腔室内多余的空气排出，而避免残留空气于光学镜片100与第一模仁52之间及光学镜片100与第二模仁54之间而造成所形成的光学镜片100的表面具有不规则凹陷。换句话说，藉由此设计可使得光学镜片100的整体光学表面更加完整，进而改善杂散光问题。
在其他实施例中，可藉由第一模仁52与第二模仁54的配置进一步微调成第二模仁54抬升于第一模仁52的配置方式，进而形成出第二表面124陷落于第一表面122的光学镜片100A，如图2所绘示。或者是，在其他实施例中，可藉由第一模仁52与第二模仁54的配置进一步微调成第二模仁54与第一模仁52表面切齐的配置方式，进而藉由第一模仁52与第二模仁54之间的隙缝形成出具有位于第一表面122与第二表面124之间的分界突起部128的光学镜片100B，如图3所绘示。
除此之外，在其他实施例中，在制作过程中，可藉由其他的方式以排出光学镜片100中多余的空气，例如是钻孔，本发明并不以此为限。
综上所述，本发明的实施例的光学镜片的有益效果在于：藉由上述光学镜片中光学部的第一表面与第二表面之间交界处的结构设计，可避免在制作过程中残留空气于形成光学镜片的模具腔室中，使得光学镜片的整体光学表面更加完整，进而改善杂散光问题并且提升成像质量。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种光学镜片，包括：
一组装部，用以固定该光学镜片；以及
一光学部，用以让成像光线通过，其中该组装部位于该光学部的边缘处，该光学部包括：
一第一表面；
一第二表面，其中该第一表面围绕该第二表面；以及
一侧壁，连接该第一表面及该第二表面且位于该第一表面与该第二表面之间，其中该侧壁环绕该第二表面，该第一表面及该第二表面的交界处在沿着该光学镜片的一光轴的方向上形成一段差。
2.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该第一表面与该第二表面为球面或非球面。
3.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该第一表面以该光轴为基准呈圆对称。
4.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该第二表面以该光轴为基准呈圆对称。
5.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该光学部在平行于该光轴的方向上的最厚处与最薄处的厚度比值大于1.7。
6.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该第二表面配置于该光学镜片的光学有效径内。
7.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该第二表面抬升于该第一表面。
8.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该第二表面陷落于该第一表面。
9.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该侧壁在平行于该光轴的方向上的高度小于10微米。
10.如权利要求1所述的光学镜片，其特征在于：该侧壁的延伸方向平行于该光轴。
11.一种光学镜片，包括：
一组装部，用以固定该光学镜片；以及
一光学部，用以让成像光线通过，其中该组装部位于该光学部的边缘处，该光学部包括：
一第一表面；
一第二表面，其中该第一表面围绕该第二表面；以及
一分界突起部，连接该第一表面及该第二表面且位于该第一表面与该第二表面之间。
12.如权利要求11所述的光学镜片，其特征在于：该第一表面与该第二表面为球面或非球面。
13.如权利要求11所述的光学镜片，其特征在于：该第一表面以该光学镜片的光轴为基准呈圆对称。
14.如权利要求11所述的光学镜片，其特征在于：该第二表面以该光学镜片的光轴为基准呈圆对称。
15.如权利要求11所述的光学镜片，其特征在于：该光学部在平行于该光学镜片的光轴的方向上的最厚处与最薄处的厚度比值大于1.7。
16.如权利要求11所述的光学镜片，其特征在于：该第二表面配置于该光学镜片的光学有效径内。
17.如权利要求11所述的光学镜片，其特征在于：该分界突起部在平行于该光学镜片的光轴的方向上的高度小于10微米。
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