CN111142217A - 影像采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种影像采集装置，包括光学透镜模块以及光学感测元件。光学透镜模块包括第一光学透镜、第二光学透镜、第三光学透镜、第一结合透镜组件以及第二结合透镜组件。其中，第一结合透镜组件是由第一玻璃透镜与硅氧树脂透镜结合而形成。光学感测元件位于光学透镜模块的一侧，以接收穿过光学透镜模块的光束，而产生影像。

Description

影像采集装置
技术领域
本发明涉及一种影像采集装置，特别涉及设置于可携式电子装置上的影像采集装置。
背景技术
近年来，随着科技的进步，各种电子装置均设计为轻薄外型而具有易于携带的特性，以便于使用者可随时随地通过电子装置进行行动商务或娱乐休闲等事务。其中，影像采集装置近期已广泛地应用于诸如智能手机、平板电脑以及穿戴式装置等各种可携式电子装置上。已为其重要的基本配备。由于可携式电子装置具有体积小且方便携带的优点，使用者可以于需要时利用可携式电子装置上的影像采集装置进行影像采集工作且储存拍摄而获得影像。
可携式电子装置上的影像采集装置可便于使用者随时拍摄，以记录生活点滴，故影像采集装置受到多数使用者的重视。另一方面，制造商亦积极提升影像采集装置的功能，以期受到使用者的青睐。
接下来说明现有影像采集装置的结构。请参阅图1，其为现有影像采集装置的结构侧视剖面示意图。现有影像采集装置1包括光学透镜11、光学感测元件12以及壳体13，且光学透镜11可供光束L通过而进入现有影像采集装置1内部。光学感测元件12对应于光学透镜11，其可感应通过光学透镜11的光束L而产生相对应的影像信号，以供连接于影像采集装置1的显示器(未显示于图中)显示对应于影像信号的影像。壳体13的功能为容置光学透镜11以及光学感测元件12，且定位，使得光学透镜11以及光学感测元件12得以正常运行，而壳体13具有一开孔131，其可显露光学透镜11于外，使光束L通过光学透镜11。
影像采集装置1中，光学透镜11具有修整光束L的技术效果，可使通过光学透镜11的光束L产生不同的光学效果，例如：光学透镜可校正球面像差(Spherical Aberration)。因此，可根据不同光学需求而采用不同型态的透镜或由多个透镜所组成的透镜模块，以产生所需要的光学效果，而良好的光学效果即为制造厂所亟欲追求的。其中，光学透镜11大多采用塑胶材料或玻璃材料所制成，而由玻璃材料所制成的光学透镜的耐热性优于塑胶材料所制成的光学透镜。然而，玻璃材料所制成的光学透镜的制造成本较高。
因此，需要一种制造成本低且可产生优异光学效果的影像采集装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造成本低且可产生优异光学效果的影像采集装置。
于一较佳实施例中，本发明提供一种影像采集装置，用以对一目标物拍摄而产生一影像，包括一光学透镜模块以及一光学感测元件。该光学透镜模块设置于该影像采集装置内，用以供一光束穿过，包括一第一光学透镜、一第二光学透镜、一第三光学透镜、一第一结合透镜组件以及一第二结合透镜组件。该第一光学透镜位于该光学透镜模块的一端，该第二光学透镜位于该第一光学透镜的一侧，而该第三光学透镜位于该第二光学透镜的一侧。该第一结合透镜组件位于该光学透镜模块的一另一端，而该第二结合透镜组件，位于该第三光学透镜与该第一结合透镜组件之间。其中，该第一结合透镜组件是由一第一玻璃透镜与一硅氧树脂透镜结合而形成。该光学感测元件设置于该影像采集装置内且位于该光学透镜模块的一侧，用以接收穿过该光学透镜模块的该光束，而产生对应于该目标物的该影像。
综上所述，本发明影像采集装置中的第一结合透镜组件包含有硅氧树脂透镜，而硅氧树脂材料具有良好的热稳定性，故可于温度变化较大的环境内稳定使用，且硅氧树脂透镜可抗紫外光而不易黄化，故第一结合透镜组件可缓和光衰现象，而适合于户外环境使用。另外，硅氧树脂材料的光穿透率高，故可提升光束的光学使用率。其中，第一结合透镜组件可以射出成型方式而成型为非球面镜片，而非球面镜片于光学中校正光学像差的光学效果较佳。
由于第一结合透镜组件可以射出成型方式而成型，故可根据需求而成型为高厚薄比的镜片，与玻璃镜片以及塑胶镜片相比，高厚薄比的镜片的应用性较高。其中，高厚薄比定义为镜片中心的厚度与镜片边缘的厚度的比值。于成本方面而言，成型为非球面镜片的第一结合透镜组件的制造成本较非球面玻璃镜片的制造成本低。
附图说明
图1为现有影像采集装置的结构侧视剖面示意图。
图2为本发明影像采集装置于第一较佳实施例中的局部结构侧视剖面示意图。
图3为本发明影像采集装置于第二较佳实施例中的局部结构侧视剖面示意图。
图4为本发明影像采集装置的第一结合透镜组件于第三较佳实施例中的局部结构侧视剖面示意图。
图5为本发明影像采集装置的第一结合透镜组件于第四较佳实施例中的局部结构侧视剖面示意图。
附图标记说明：
1、2、3：影像采集装置
11：光学透镜
12、22、32：光学感测元件
13：壳体
21、31：光学透镜模块
23、33：滤光片
131：开孔
211、311：第一光学透镜
212、312：第二光学透镜
213、313：第三光学透镜
214、314、414、514：第一结合透镜组件
215、315：第二结合透镜组件
2141、3141、4141、5141：第一玻璃透镜
2142、3142、4142、5142：硅氧树脂透镜
2151、3151：第二玻璃透镜
2151、3152：第三玻璃透镜
L：光束
T：目标物
具体实施方式
鉴于现有技术的问题，本发明提供一种影像采集装置，已改善现有技术的问题。请参阅图2，其为本发明影像采集装置于第一较佳实施例中的局部结构侧视剖面示意图。影像采集装置2的功能为对目标物T拍摄而产生影像，其包括壳体(未显示于图中)、光学透镜模块21、光学感测元件22以及滤光片23。光学透镜模块21设置于影像采集装置2的壳体内，其可供光束(未显示于图中)穿过以产生对应于光学透镜模块21的光学效果。光学感测元件22设置于影像采集装置2内且位于光学透镜模块21的一侧，其可接收穿过光学透镜模块21的光束，而产生对应于目标物T的影像。于本较佳实施例中，光学感测元件22为感测晶片，而感测晶片运行而产生影像的情形以及原理如本领域技术人员所广知，故不再赘述。
光学透镜模块21包括第一光学透镜211、第二光学透镜212、第三光学透镜213、第一结合透镜组件214以及第二结合透镜组件215。第一结合透镜组件214包括第一玻璃透镜2141以及硅氧树脂透镜2142，而第二结合透镜组件215包括第二玻璃透镜2151以及第三玻璃透镜2152。滤光片23位于硅氧树脂透镜2142与光学感测元件22之间，其功能为过滤不可见光。
第一光学透镜211位于光学透镜模块21的一端，而第二光学透镜212位于第一光学透镜212的一侧，第一光学透镜211以及第二光学透镜212可提供修正影像的球面像差(spherical aberration)、失真(distortion)以及场曲(field curvature)的光学效果。第三光学透镜213位于第二光学透镜212的一侧，其可修正影像的球面像差以及场曲。其中，第一光学透镜211的焦距F1与该第二光学透镜212的焦距F2满足以下关系式：
Figure BDA0001854224650000041
于本较佳实施例中，第一光学透镜211具有负屈光度，且第二光学透镜212具有正屈光度，而第三光学透镜213具有正屈光度。至于材料方面，第一光学透镜211、第二光学透镜212以及第三光学透镜213以玻璃材料所制成，其仅为例示之用，而非以此为限。于另一较佳实施例中，第一光学透镜、第二光学透镜以及第三光学透镜也可采用塑胶材料而制成，或者，第一光学透镜、第二光学透镜以及第三光学透镜中的任一者可选用玻璃材料或塑胶材料而制成。
接下来，第一结合透镜组件214位于光学透镜模块21的另一端，也即，第一结合透镜组件214接近于光学感测元件22。第一结合透镜组件214中，第一玻璃透镜2141接近于第二结合透镜组件215，硅氧树脂透镜2142则接近于光学感测元件22，而第一玻璃透镜2141以及硅氧树脂透镜2142可提供校正影像的失真、场曲以及慧形像差(coma aberration)的光学效果。其中，第一玻璃透镜2141的焦距F6与硅氧树脂透镜2142的焦距F7满足以下关系式：
Figure BDA0001854224650000051
于本较佳实施例中，第一玻璃透镜2141具有正屈光度，而硅氧树脂透镜2142则具有负屈光度，且第一玻璃透镜2141与硅氧树脂透镜2142是通过射出成型技术而结合为一体，以形成第一结合透镜组件214，其仅为例示之用，而非以此为限。于另一较佳实施例中，可采用以下设计：第一玻璃透镜具有负屈光度，而硅氧树脂透镜则具有正屈光度。
第二结合透镜组件215位于第三光学透镜213与第一结合透镜组件214之间，第二结合透镜组件215中，第二玻璃透镜2151接近于第三光学透镜213，第三玻璃透镜2152则接近于第一玻璃透镜2141，第二玻璃透镜2151以及第三玻璃透镜2152可提供校正影像的色差(lateral color)以及球面像差的光学效果。其中，第二结合透镜组件215是由第二玻璃透镜2151与第三玻璃透镜2152以黏着剂结合而组成。于本较佳实施例中，第二玻璃透镜2151具有正屈光度，而第三玻璃透镜2152具有负屈光度，而结合该两者的黏着剂可选用UV胶。
第二结合透镜组件215中，第二玻璃透镜2151的阿贝数V4与第三玻璃透镜2152的阿贝数V5满足以下关系式：
32＜|V4-V5|＜42
除了上述光学效果之外，第三光学透镜213、第二玻璃透镜2151、第三玻璃透镜2152、第一玻璃透镜2141以及硅氧树脂透镜2142还可提供校正影像的像散(astigmatism)的光学效果。
再者，本发明还提供与上述不同的第二较佳实施例。请参阅图3，其为本发明影像采集装置于第二较佳实施例中的局部结构侧视剖面示意图。影像采集装置3包括壳体(未显示于图中)、光学透镜模块31、光学感测元件32以及滤光片33，且光学透镜模块31包括第一光学透镜311、第二光学透镜312、第三光学透镜313、第一结合透镜组件314以及第二结合透镜组件315。其中，第一结合透镜组件314包括第一玻璃透镜3141以及硅氧树脂透镜3142，而第二结合透镜组件315包括第二玻璃透镜3151以及第三玻璃透镜3152。本较佳实施例的结构以及各元件的配置关系与前述较佳实施例大致上相同，且多个所述透镜的关系式也相同，而相同之处不再赘述。至于该两者的不同之处在于，各透镜的形态以及所提供的光学效果。
就光学效果而言，第一光学透镜311以及第三光学透镜313可提供修正影像的球面像差以及场曲的光学效果，第二玻璃透镜3151以及第三玻璃透镜3152可提供校正影像的色差以及球面像差的光学效果。第一玻璃透镜3141以及硅氧树脂透镜3142可提供校正影像的失真、场曲以及慧形像差的光学效果，而第二光学透镜312、第二玻璃透镜3151、第三玻璃透镜3152、第一玻璃透镜3141以及硅氧树脂透镜3142还可提供校正影像的像散的光学效果。
就屈光度而言，第一光学透镜311具有负屈光度，第二光学透镜312具有正屈光度，而第三光学透镜313具有正屈光度，第二玻璃透镜3151具有正屈光度，第三玻璃透镜3152具有负屈光度，第一玻璃透镜3141具有正屈光度，而硅氧树脂透镜3142则具有负屈光度。其中，虽然多个所述透镜的正负屈光度配置与前述较佳实施例相同，但本发明并非限定仅可采用上述的正负屈光度配置，于后续的较佳实施例中将说明采用不同的屈光度配置的第一结合透镜组件。
请参阅图4，其为本发明影像采集装置的第一结合透镜组件于第三较佳实施例中的局部结构侧视剖面示意图。图4显示出影像采集装置(未显示于图中)的第一结合透镜组件414，且第一结合透镜组件414包括第一玻璃透镜4141以及硅氧树脂透镜4142。于本较佳实施例中，第一玻璃透镜4141具有负屈光度，而硅氧树脂透镜4142则具有正屈光度。此外，图5也显示出影像采集装置(未显示于图中)的第一结合透镜组件514，且第一结合透镜组件514包括第一玻璃透镜5141以及硅氧树脂透镜5142。于本较佳实施例中，第一玻璃透镜5141具有负屈光度，而硅氧树脂透镜5142则具有正屈光度。
需特别说明的是，第四较佳实施例与第五较佳实施例中的第一玻璃透镜4141、5141以及硅氧树脂透镜4142、5142必须根据所需要的光学效果而与相对应的光学透镜互相配合，以形成完整的光学透镜模块。其中，多个所述光学透镜可根据需求而任意搭配使用，故于图4以及图5中不显示出多个所述光学透镜。
根据上述可知，本发明影像采集装置中的第一结合透镜组件包含有硅氧树脂透镜，而硅氧树脂材料具有良好的热稳定性，故可于温度变化较大的环境内稳定使用，且硅氧树脂透镜可抗紫外光而不易黄化，故第一结合透镜组件可缓和光衰现象，而适合于户外环境使用。另外，硅氧树脂材料的光穿透率高，故可提升光束的光学使用率。其中，第一结合透镜组件可以射出成型方式而成型为非球面镜片，而非球面镜片于光学中校正光学像差的光学效果较佳。
由于第一结合透镜组件可以射出成型方式而成型，故可根据需求而成型为高厚薄比的镜片，与玻璃镜片以及塑胶镜片相比，高厚薄比的镜片的应用性较高。其中，高厚薄比定义为镜片中心的厚度与镜片边缘的厚度的比值。于成本方面而言，成型为非球面镜片的第一结合透镜组件的制造成本较非球面玻璃镜片的制造成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求，因此凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本案的权利要求内。

Claims (10)

1.一种影像采集装置，用以对一目标物拍摄而产生一影像，包括：
一光学透镜模块，设置于该影像采集装置内，用以供一光束穿过，包括：
一第一光学透镜，位于该光学透镜模块的一端；
一第二光学透镜，位于该第一光学透镜的一侧；
一第三光学透镜，位于该第二光学透镜的一侧；
一第一结合透镜组件，位于该光学透镜模块的另一端；以及
一第二结合透镜组件，位于该第三光学透镜与该第一结合透镜组件之间；其中，该第一结合透镜组件是由一第一玻璃透镜与一硅氧树脂透镜结合而形成；以及
一光学感测元件，设置于该影像采集装置内且位于该光学透镜模块的一侧，用以接收穿过该光学透镜模块的该光束，而产生对应于该目标物的该影像。
2.如权利要求1所述的影像采集装置，其中，该第二结合透镜组件是由一第二玻璃透镜与一第三玻璃透镜以黏着剂结合而组成。
3.如权利要求1所述的影像采集装置，其中，该第一光学透镜、该第二光学透镜以及该第三光学透镜中的任一者是以玻璃材料或塑胶材料而制成。
4.如权利要求2所述的影像采集装置，其中，该第二玻璃透镜的阿贝数V4与该第三玻璃透镜的阿贝数V5满足以下关系式：
32＜|V4-V5|＜42。
5.如权利要求2所述的影像采集装置，其中，该第二玻璃透镜具有正屈光度，而该第三玻璃透镜具有负屈光度。
6.如权利要求1所述的影像采集装置，其中，该第一玻璃透镜与该硅氧树脂透镜是通过射出成型技术结合，以形成该第一结合透镜组件。
7.如权利要求1所述的影像采集装置，其中，该第一玻璃透镜的焦距F6与该硅氧树脂透镜的焦距F7满足以下关系式：
Figure FDA0001854224640000011
8.如权利要求1所述的影像采集装置，其中，该第一光学透镜具有负屈光度，且该第二光学透镜具有正屈光度，而该第三光学透镜具有正屈光度。
9.如权利要求1所述的影像采集装置，其中，该第一光学透镜的焦距F1与该第二光学透镜的焦距F2满足以下关系式：
Figure FDA0001854224640000021
10.如权利要求1所述的影像采集装置，还包括一滤光片，位于该硅氧树脂透镜与该光学感测元件之间，用以过滤不可见光。
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