CN110581939B - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置，包含：壳体，该壳体具有入光口；影像感测单元，设置于该壳体内；光学单元，设置于该壳体内且位于该入光口与该影像感测单元之间，光线由该入光口进入该壳体内并经由该光学单元成像于该影像感测单元；以及中性密度滤光组件，设置于该入光口与该光学单元之间，该中性密度滤光组件包括第一中性密度滤光层以及第二中性密度滤光层，该第一中性密度滤光层以及该第二中性密度滤光层沿着该光线的传输方向排列。本发明的摄像装置使用两层以上的中性密度滤光层以防止影像中局部光线过于密集。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及摄像领域，尤其是涉及一种摄像装置。

背景技术

现有技术中，照相装置通常会使用低穿透率的中性密度滤光片(Neutral DensityFilter)进行减光，以避免过强的光线损坏照相装置的影像感测芯片或其他对光敏感的光学组件。然而，由于中性密度滤光片具有低光穿透率的特性，当照相装置内部的光学单元(如凸透镜)与中性密度滤光片之间形成反射路径，使入射光线在尚未到达影像感测芯片前即由于反射而通过中性密度滤光片多次反射，则容易造成影像感测芯片所感测的影像中局部光线密集，使感测的影像不清晰。

因此，有必要设计一种新的摄像装置去克服上述问题。

发明内容

鉴于现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种摄像装置，使用两层以上的中性密度滤光层以防止影像中局部光线过于密集。

为了达到上述目的，本发明提出一种摄像装置，该摄像装置包含：壳体，该壳体具有入光口；影像感测单元，设置于该壳体内；光学单元，设置于该入光口与该影像感测单元之间，光线由该入光口进入该壳体内并经由该光学单元成像于该影像感测单元；以及中性密度滤光组件，设置于该入光口与该光学单元之间，该中性密度滤光组件包括第一中性密度滤光层以及第二中性密度滤光层，该第一中性密度滤光层以及该第二中性密度滤光层沿着该光线的传输方向排列。

作为可选的方案，该第一中性密度滤光层与该第二中性密度滤光层具有不同的光穿透率。

作为可选的方案，该中性密度滤光组件的光穿透率小于15％。

作为可选的方案，该第一中性密度滤光层的光穿透率不小于12％，该第二中性密度滤光层的光穿透率不小于12％。

作为可选的方案，该中性密度滤光组件具有第一基板，该第一基板具有朝向该光学单元的第一面以及背向该第一面的第二面，该第一中性密度滤光层以及该第二中性密度滤光层分别设置于该第一基板的该第一面以及该第二面。

作为可选的方案，该中性密度滤光组件具有第一基板以及第二基板，该第一基板以及该第二基板沿着该光线的传输方向排列，该第一基板具有朝向该光学单元的第一面以及背向该第一面的第二面，该第二基板具有朝向该光学单元的第三面以及背向该第三面的第四面，该第一中性密度滤光层设置于该第一面以及该第二面的其中之一，该第二中性密度滤光层设置于该第三面以及该第四面的其中之一。

作为可选的方案，该第一中性密度滤光层位于该第一基板的该第二面，且该中性密度滤光组件进一步包括抗反射层，该反射层设置于该第一基板的该第一面。

作为可选的方案，该第二中性密度滤光层位于该第二基板的该第四面，且该中性密度滤光组件进一步包括抗反射层，该反射层设置于该第二基板的该第三面。

作为可选的方案，该第一中性密度滤光层位于该第一基板的该第二面，且该中性密度滤光组件进一步包括类钻碳膜，该类钻碳膜设置于该第一基板的该第一面。

作为可选的方案，该第二中性密度滤光层位于该第二基板的该第四面，且该中性密度滤光组件进一步包括类钻碳膜，该类钻碳膜设置于该第二基板的该第三面。

作为可选的方案，该摄像装置进一步包括：防护单元，设置于该入光口，该防护单元具有抗反射层，该抗反射层设置于该防护单元朝向该中性密度滤光组件的一侧。

作为可选的方案，该光学单元具有入光面，该入光面邻近该第二中性密度滤光层，该入光面反射该光线的其中一部分光线，该部分光线被反射后投射并部分穿透该第二中性密度滤光层。

作为可选的方案，该入光面为弧面。

作为可选的方案，该光学单元为聚焦透镜。

作为可选的方案，该第二中性密度滤光层的光穿透率大于该第一中性密度滤光层的光穿透率。

与现有技术相比，本发明的摄像装置的中性密度滤光组件具有多个中性密度滤光层，多个中性密度滤光层依次对光线进行过滤，且中性密度滤光组件的光穿透率较低，使得光学单元与中性密度滤光组件之间的反射光线减少，以改善摄像装置所感测的影像中局部光线不均的问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的摄像装置一实施例的结构示意图；

图2A为本发明的中性密度滤光组件的第一实施例的结构示意图；

图2B为本发明的中性密度滤光组件的第二实施例的结构示意图；

图2C为本发明的中性密度滤光组件的第三实施例的结构示意图；

图2D为本发明的中性密度滤光组件的第四实施例的结构示意图；

图3为本发明的摄像装置的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例并配合图1至图3以说明本发明所公开的摄像装置的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。然而，以下所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围，在不违背本发明构思精神的原则下，本领域技术人员可基于不同观点与应用以其他不同实施例实现本发明。另外，需事先声明的是，本发明的附图仅为示意说明，并非依实际尺寸的描绘。此外，虽本文中可能使用第一、第二、第三等用语来描述各种组件，但该些组件不应受该些用语的限制。这些用语主要是用以区分组件。

首先，请参阅图1，图1为本发明的摄像装置Z一实施例的结构示意图，本发明提供一种摄像装置Z，其包含壳体1、影像感测单元4、光学单元2以及中性密度滤光组件3。壳体1具有入光口10。影像感测单元4设置于壳体1内，用以感测入射至壳体1中的光线L；光学单元2设置于壳体1内且位于入光口10与影像感测单元4之间，以使光线L成像于影像感测单元4(即光线L在影像感测单元4上形成图像)。中性密度滤光组件3设置于壳体1内且位于入光口10与光学单元2之间，以分次的方式过滤光线L(即，中性密度滤光组件3对光线L进行多次过滤)。中性密度滤光组件3包括第一中性密度滤光层31以及第二中性密度滤光层32，且第一中性密度滤光层31以及第二中性密度滤光层32沿着光线的传输方向D排列。

进一步来说，影像感测单元4能够感测光线的波长，摄像装置Z可以例如是可见光摄像机或者红外光摄像机，本发明不对此做限制。在实际应用中，本实施例可例如在壳体1相对入光口10的一侧设置显示屏幕，以显示影像感测单元4测得的影像(具体来说，壳体1具有相对的第一侧和第二侧，壳体1的第一侧上设置入光口10，影像感测单元4靠近壳体1的第二侧设置；壳体1的第二侧上可以直接设置显示屏幕，或者，壳体1的第二侧上设置出光口，显示屏幕位于壳体1外部且靠近出光口设置)；或者，在另一实施例中，影像感测单元4可连接于运算装置(如：笔记本电脑)，以在运算装置上显示影像感测单元4所感测到的影像。本发明不以图1中所示为限。

本发明实施例藉由使中性密度滤光组件3包括第一中性密度滤光层31以及第二中性密度滤光层32，第二中性密度滤光层32位于第一中性密度滤光层31与光学单元2之间，第一中性密度滤光层31以及第二中性密度滤光层32以分次的方式过滤光线L，降低过滤后的光线L在光学单元2与第二中性密度滤光层32之间的强度，过滤后的光线L包括第一部分光线和第二部分光线，其中第一部分光线会直接穿透光学单元2而入射至影像感测单元4，第二部分光线会在光学单元2的表面反射，反射后的第二部分光线入射至第二中性密度滤光层32，因过滤后的光线L强度降低，第二部分光线的强度也会降低，第二部分光线入射至第二中性密度滤光层32后在第二中性密度滤光层32的表面反射的光线减少，从而解决影像感测单元4所撷取的影像中局部光线过强的情形。详细来说，在已知的摄像装置中，当光线通过中性密度滤光层后并入射至光学单元，有至少部分光线会在光学单元的入光面反射，其中反射光量视光学单元的材质以及入光面的曲率而定。由于中性密度滤光层仅容许部分光线通过，故经入光面反射的光线会在中性密度滤光层再次反射回光学单元，因此导致传感器接收到额外的光线量。尤其在中性密度滤光层具低光穿透率(即透光率较低)时，自入光面20反射的光线将大部分再次从中性密度滤光层反射回入光面20，导致提高了影像感测单元4局部的光线接收量，造成影像局部过亮。而本发明实施例利用两层中性密度滤光层，即第一中性密度滤光层31以及第二中性密度滤光层32，以使中性密度滤光组件3具有较低的光穿透率的效果，同时避免已知的中性密度滤光层具有低光穿透率的情况下局部光线量过高的问题。

本实施例中，第一中性密度滤光层31的光穿透率不小于12％，第二中性密度滤光层32的光穿透率不小于12％，且中性密度滤光组件3的有效光穿透率小于15％。明确而言，当在中性密度滤光组件3中配合使用多个中性密度滤光层，其中每一个中性密度滤光层具有较小的光穿透率，从而不会造成影像感测单元4所撷取的影像局部过亮，或是影像感测单元4所撷取的影像局部光线量较高但在容许范围内(以本实施例而言，每一个中性密度滤光层的光穿透率较小但不小于12％，然而本发明不限于此)，则中性密度滤光组件3的有效光穿透率可达到预设的低光穿透率(本实施例中，低光穿透率指小于15％的光穿透率，但不以此为限)，且可避免现有技术中低光穿透率的中性密度滤光层造成在影像感测单元4上局部光线集中的问题。

在一较佳实施例中，第一中性密度滤光层31以及第二中性密度滤光层32可具有不同的光穿透率，以达到具有多种光穿透率可搭配使用的摄像装置Z。例如，一实施例中，第二中性密度滤光层32的光穿透率小于第一中性密度滤光层31的光穿透率，光穿透率为15％的第一中性密度滤光层31以及光穿透率为14％的第二中性密度滤光层32可达到有效光穿透率约为2％的中性密度滤光组件3，则搭配适当的光学膜片替换机构，可使摄像装置Z具有15％、14％以及2％的光穿透率条件可使用。具体来说，光学膜片替换机构的光穿透率约为100％，实际应用时以光学膜片替换机构的光穿透率为100％来计算，当光学膜片替换机构替换第二中性密度滤光层32时，摄像装置Z的光穿透率为15％；当光学膜片替换机构替换第一中性密度滤光层31时，摄像装置Z的光穿透率为14％；当光学膜片替换机构既不替换第一中性密度滤光层31也不替换第二中性密度滤光层32时，摄像装置Z的光穿透率为2％。本发明不限于上述，在其他实施例中，中性密度滤光组件3可以仅具单独使用的功能。在另一较佳实施例中，第二中性密度滤光层32的光穿透率大于第一中性密度滤光层31的光穿透率。如此，当光线L自入光面20反射而投射至第二中性密度滤光层32，相较于第一中性密度滤光层31具有较高光穿透率的第二中性密度滤光层32可使较多光线L穿透，以降低光线L再次反射回光学单元2的情形，藉此改善影像光量不均的问题。换句话说，被中性密度滤光组件3过滤后的光线L包括第一部分光线和第二部分光线，其中第一部分光线会直接穿透光学单元2而入射至影像感测单元4，第二部分光线会在光学单元2的表面反射，反射后的第二部分光线入射至第二中性密度滤光层32，因过滤后的光线L强度降低，第二部分光线的强度也会降低，使得第二部分光线入射至第二中性密度滤光层32后在第二中性密度滤光层32的表面反射的光线减少，同时，因第二中性密度滤光层32的光穿透率大于第一中性密度滤光层31的光穿透率，使得被光学单元2反射后的第二部分光线入射至第二中性密度滤光层32后穿过第二中性密度滤光层32的光线会相对增加，故被光学单元2反射后的第二部分光线入射至第二中性密度滤光层32后被第二中性密度滤光层32反射的光线减少，从而进一步解决影像感测单元4所撷取的影像中局部光线过强的情形。

请参阅图2A，图2A为本发明的中性密度滤光组件3的第一实施例的结构示意图，在实际应用中，中性密度滤光组件3具有第一基板S1以及第二基板S2，且第一基板S1以及第二基板S2沿着光线的传输方向D排列。第一基板S1具有朝向光学单元的第一面A1以及背向第一面A1的第二面A2，第二基板S2具有朝向光学单元的第三面A3以及背向第三面A3的第四面A4。第一中性密度滤光层31设置于第一面A1以及第二面A2的其中之一，第二中性密度滤光层32设置于第三面A3以及第四面A4的其中之一。图2A的实施例中，以第一中性密度滤光层31设置于第二面A2、第二中性密度滤光层32设置于第四面A4为例，然而本发明不以此为限。

请参阅图2B，图2B为本发明的中性密度滤光组件3的第二实施例的结构示意图；在第二实施例中，中性密度滤光组件3可以只具有一个基板。明确来说，在图2B的实施例中，中性密度滤光组件3具有第一基板S1，第一基板S1具有朝向光学单元的第一面A1以及背向第一面的第二面A2，且第一中性密度滤光层31以及第二中性密度滤光层32分别设置于第一基板S1的第二面A2以及第一面A1。具体来说，第一中性密度滤光层31设置于第一基板S1的第二面A2，第二中性密度滤光层32设置于第一基板S1的第一面A1。

请参阅图2C的实施例，图2C为本发明的中性密度滤光组件3的第三实施例的结构示意图，本实施例与滤光组件3的第一实施例的区别仅在于：本实施例的中性密度滤光组件3进一步包括抗反射层(33A、33B)，其分别设置于第二基板S2的第三面A3及第一基板S1的第一面A1。明确来说，在第三面A3以及第一面A1分别设置抗反射层(33A、33B)可降低自入光面20反射的光线在第一面A1或/和第三面A3反射的反射率，以降低影像感测单元4的局部接收过量光线的机率。图2C的实施例具有两层抗反射层(33A、33B)，然而本发明不以为限；例如在其他的变化实施例中，中性密度滤光组件3可以只具一层抗反射层设置于第一面A1或第三面A3。

请参阅图2D，图2D为本发明的中性密度滤光组件3的第四实施例的结构示意图，在本发明另一实施例中，中性密度滤光组件3可进一步包括类钻碳膜(34A、34B)，其设置于第二基板S2的第三面A3以及第一基板S1的第一面A1。在实际应用中，类钻碳膜因具有较深的颜色，且具有较低的表面反射率，故除了可达到便于识别以方便组装的效果，还可降低自入光面20反射的光线在第一面A1或第三面A3反射的反射率，以降低影像感测单元4在局部接收过量的机率。同样地，图2D的实施例具有两层类钻碳膜(34A、34B)，然本发明不以此为限。在其他实施例中，可以仅在第三面A3设置类钻碳膜，或者，在另一实施例中，可以搭配在第三面A3设置类钻碳膜且在第一面A1设置抗反射层。

请参阅图3，图3为本发明的摄像装置Z的另一实施例的结构示意图，在本实施例中，摄像装置Z可具有防护单元5，其设置于入光口10，以保护壳体1内部光学组件。防护单元5具有朝向光学单元2的第五面A5以及背向光学单元2的第六面A6，且防护单元5在第五面A5具有抗反射层33C，以进一步降低壳体1内部光线反射回影像感测单元4的机率，以避免影像感测单元4的局部接收过量光线。

进一步来说，在图3的实施例中，防护单元5在第六面A6具有类钻碳膜34C。由于防护单元5第六面A6位于壳体外，因此，利用类钻碳膜34C的高硬度的性质，可对防护单元5达到保护效果。然而，本发明不限于此。

上述实施例中，光学单元2的入光面20均为朝向入光口10凸起的弧面，且光学单元2为聚焦透镜。然而，本发明不限于此。例如，在一变化实施例中，与第二基板S2的第三面A3直接相对的入光面20可为平面或者凹弧面。此外，在其他实施例中，光学单元2可例如为中继透镜，而在中继透镜与影像感测单元4之间，可进一步具有用以将光线L成像于影像感测单元4的聚焦透镜组。

此外，图3的实施例中，载有第一中性密度滤光层31的第一基板S1以及载有第二中性密度滤光层32的第二基板S2互相贴合，然而本发明不以此为限。在其他实施例中，例如在第一基板S1与第二基板S2可单独或搭配使用的实施例，第一基板S1与第二基板S2之间可具有间隔，其中间隔的大小可例如是依据中性密度滤光组件3默认的有效光穿透率而决定。并且，上述实施例均以两层中性密度滤光层为例，然而，本发明不限于此；在其他实施例中，中性密度滤光组件3可具有三层以上的中性密度滤光层。

综上所述，本发明的摄像装置的中性密度滤光组件具有多个中性密度滤光层，多个中性密度滤光层依次对光线进行过滤，且中性密度滤光组件的光穿透率较低，使得光学单元与中性密度滤光组件之间的反射光线减少，以改善摄像装置所感测的影像中局部光线不均的问题。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (7)

1.一种摄像装置，其特征在于，包含：

壳体，该壳体具有入光口；

影像感测单元，设置于该壳体内；

光学单元，设置于该入光口与该影像感测单元之间，光线由该入光口进入该壳体内并经由该光学单元成像于该影像感测单元；以及

中性密度滤光组件，设置于该入光口与该光学单元之间，该中性密度滤光组件包括第一中性密度滤光层以及第二中性密度滤光层，该第一中性密度滤光层以及该第二中性密度滤光层沿着该光线的传输方向排列；该第二中性密度滤光层的光穿透率大于该第一中性密度滤光层的光穿透率；

该中性密度滤光组件具有第一基板，该第一基板具有朝向该光学单元的第一面以及背向该第一面的第二面，该第一中性密度滤光层以及该第二中性密度滤光层分别设置于该第一基板的该第一面以及该第二面。

2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该中性密度滤光组件的光穿透率小于15％。

3.如权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，该第一中性密度滤光层的光穿透率不小于12％，该第二中性密度滤光层的光穿透率不小于12％。

4.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该摄像装置进一步包括：防护单元，设置于该入光口，该防护单元具有抗反射层，该抗反射层设置于该防护单元朝向该中性密度滤光组件的一侧。

5.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该光学单元具有入光面，该入光面邻近该第二中性密度滤光层，该入光面反射该光线的其中一部分光线，该部分光线被反射后投射并部分穿透该第二中性密度滤光层。

6.如权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，该入光面为弧面。

7.如权利要求6所述的摄像装置，其特征在于，该光学单元为聚焦透镜。

Images