CN113534391A - 具有双色模造光学元件的成像镜头与电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有双色模造光学元件的成像镜头与电子装置。成像镜头包含一双色模造光学元件、多个成像透镜以及一遮光元件。双色模造光学元件包含一透光部以及一光线吸收部,其中透光部与光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,且双色模造光学元件内定义一内部空间。多个成像透镜沿成像镜头的光轴设置于内部空间。遮光元件毗邻设置于双色模造光学元件的透光部。当满足特定条件时,有利于成像镜头物侧端体积的缩减。

Description

具有双色模造光学元件的成像镜头与电子装置
本申请是申请日为2018年03月13日、申请号为201810205711.0、发明名称为“具有双色模造光学元件的成像镜头与电子装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是关于一种成像镜头,且特别是有关于一种应用在可携式电子装置上的成像镜头。
背景技术
近年来,可携式电子装置发展快速,例如智能电子装置、平板电脑等,已充斥在现代人的生活中,而装载在可携式电子装置上的成像镜头也随之蓬勃发展。但随着科技愈来愈进步,使用者对于成像镜头的品质要求也愈来愈高,因此成像镜头除了在光学设计上的品质提升外,在制造组装精密度也需提升。
成像镜头的镜筒与其透镜的光学有效区通常以不同元件组装而成,但过程中容易受组装公差的影响,进而导致成像镜头的成像品质降低。另外,若于成像镜头物端设置遮光结构,很容易进一步导致整体体积过大,而无法有效缩减尺寸,更难于搭载在小型化电子装置上。
发明内容
本发明提供一种成像镜头以及电子装置,其中包含双色模造光学元件以及遮光结构,并将成像透镜设置于双色模造光学元件定义出的内部空间,借以降低杂散光的产生,并确保成像品质。
依据本发明提供的一种成像镜头,包含一双色模造光学元件、多个成像透镜以及一遮光元件。双色模造光学元件,具有一物侧表面以及一像侧表面,其包含一透光部以及一光线吸收部。透光部包含一光学有效区。光线吸收部位于双色模造光学元件的物侧表面及像侧表面中的至少一者,透光部与光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,其中光线吸收部包含多个平行内缘面与多个连结内缘面,平行内缘面与连结内缘面定义一内部空间。透光部还包含一外径面。多个成像透镜,沿成像镜头的一光轴设置于内部空间,并与透光部的光学有效区对应。遮光元件毗邻设置于双色模造光学元件的透光部,且遮光元件具有一中心开孔,其与透光部的光学有效区对应。透光部的外径面的直径为ΦL,光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:0.2<ΦL/ΦBmax<0.85。光线吸收部还包含一第三轴向连接面,用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件的中心与成像透镜的中心。
根据前段所述的成像镜头,遮光元件可为塑胶材质。透光部可还包含一第一轴向连接面,遮光元件还包含一第二轴向连接面,第一轴向连接面与第二轴向连接面搭接,借以对正遮光元件的中心开孔与双色模造光学元件的中心。遮光元件的中心开孔直径为Φi,光线吸收部的最小内径为Φbi,其满足下列条件:0.70<Φi/Φbi<1.43。光学有效区的中心厚度为CT,双色模造光学元件平行光轴的最大高度为H,其满足下列条件:0.05<CT/H<0.4。透光部的外径面直径为ΦL,光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:0.35<ΦL/ΦBmax<0.75。内部空间可容纳的成像透镜的数量为N,其满足下列条件:3<N≤7。光学有效区包含至少一非球面。光学有效区的物侧表面及像侧表面中的至少一者由近光轴处到周边处包含由凹面转成凸面的变化。透光部的外径面暴露于成像镜头的外侧。遮光元件的中心开孔由一尖端结构环绕,且尖端结构的角度为θ,其满足下列条件:45度<θ<120度。尖端结构可包含一物侧端面及一像侧端面,其分别由成像镜头的一物侧及一像侧线性渐缩。内部空间朝成像镜头的一物侧方向与一像侧方向其中之一逐渐增大。成像镜头可还包含一保持元件,其与至少一平行内缘面直接接触,用以将成像透镜定位于内部空间。
依据本发明另提供一种电子装置,其包含成像镜头以及电子感光元件,其中电子感光元件设置于成像镜头的成像面。
依据本发明提供的一种成像镜头,包含一双色模造光学元件、多个成像透镜以及一遮光薄层。双色模造光学元件具有一物侧表面以及一像侧表面,其包含一透光部以及一光线吸收部。透光部包含一光学有效区。光线吸收部位于双色模造光学元件的物侧表面及像侧表面中的至少一者,透光部与光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,其中光线吸收部包含多个平行内缘面以及多个连结内缘面,平行内缘面与连结内缘面定义一内部空间。透光部还包含一外径面。多个成像透镜沿成像镜头的光轴设置于内部空间,并与透光部的光学有效区对应。遮光薄层设置于双色模造光学元件的透光部,并形成中心开孔,其与透光部的光学有效区对应。透光部的外径面的直径为ΦL,光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:0.2<ΦL/ΦBmax<0.85。光线吸收部还包含一第三轴向连接面,用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件的中心与成像透镜的中心。
根据前段所述的成像镜头,透光部可还包含一外径面,其覆盖一不透光涂层。内部空间可容纳的成像透镜的数量为N,其满足下列条件:3<N≤7。光线吸收部仅位于双色模造光学元件的物侧表面及像侧表面中的一者。内部空间朝成像镜头的一物侧方向与一像侧方向其中之一逐渐增大。双色模造光学元件的外观呈阶梯状。
附图说明
图1A绘示依照本发明第一实施例的一种成像镜头的部分分解示意图;
图1B绘示依照图1A第一实施例的成像镜头的组合示意图;
图1C绘示依照图1A第一实施例的双色模造光学元件以及遮光元件的立体示意图;
图1D其绘示依照图1A第一实施例的双色模造光学元件以及遮光元件的另一立体示意图;
图1E绘示依照图1A第一实施例中双色模造光学元件及遮光元件相关参数的示意图;
图2A绘示依照本发明第二实施例的一种成像镜头的部分分解示意图;
图2B绘示依照图2A第二实施例的成像镜头的组合示意图;
图2C(1)绘示第二实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的一步骤的流程示意图;
图2C(2)绘示第二实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的另一步骤的流程示意图;
图2C(3)绘示第二实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的又一步骤的流程示意图;
图2C(4)绘示第二实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的再一步骤的一流程示意图;
图2C(5)绘示第二实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的又一步骤的一流程示意图;
图2D绘示依照图2A第二实施例中双色模造光学元件相关参数的示意图;
图3A绘示依照本发明第三实施例的一种成像镜头的部分分解示意图;
图3B绘示依照图3A第三实施例的成像镜头的组合示意图;
图3C(1)绘示第三实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的一步骤的流程示意图;
图3C(2)绘示第三实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的另一步骤的流程示意图;
图3C(3)绘示第三实施例中双色模造光学元件的二次射出成型的又一步骤的流程示意图;
图4A绘示依照本发明第四实施例的一种成像镜头的部分分解示意图;
图4B绘示依照图4A第四实施例的成像镜头的组合示意图;
图4C绘示依照图4A第四实施例中双色模造光学元件及遮光薄层相关参数的示意图;
图5A绘示依照本发明第五实施例的一种成像镜头的部分分解示意图;
图5B绘示依照图5A第五实施例的成像镜头的组合示意图;
图6A绘示本发明第六实施例的电子装置的示意图;
图6B绘示第六实施例中电子装置的另一示意图;
图6C绘示第六实施例中电子装置的方块图;
图7绘示本发明第七实施例的电子装置的示意图;以及
图8绘示本发明第八实施例的电子装置的示意图。
【符号说明】
电子装置:700、800、900
电子感光元件:720
自动对焦组件:63
光学防手震组件:64
感测元件:66
辅助光学元件:67
使用者界面:69
触控屏幕:69a
按键:69b
成像信号处理元件:68
软性电路板:97
连接器:98
成像镜头:100、200、300、400、500、710、810、910双色模造光学元件:110、210、310、410、510
透光部:111、211、311、411、511
外径面:111a、211b、311a、411a
第一轴向连接面:111b、311b
光学有效区:112、211a、312、412
光线吸收部:113、313、413、513
第一光线吸收部:212
第二光线吸收部:213
平行内缘面:113a、213a、313a、413a、513a
连结内缘面:113b、213b、313b、413b、513b
第三轴向连接面:113c、213c、313c、413c、513c内部空间:114、214、314、414、514
第一成像透镜:121、221、321、421、521
第二成像透镜:122、222、322、422、522
第三成像透镜:123、223、323、423、523
第四成像透镜:124、224、324、424、524
第五成像透镜:125、425、525
遮光元件:130、330
遮光薄层:430、530
中心开孔:131、212a、331、431、531
第二轴向连接面:132、332
尖端结构:133、215
物侧端面:133a、215a
像侧端面:133b、215b
角度:θ
成像面:140、240、340、440、540
光轴:X
保持元件:250、350
不透光涂层:450
模具:270、280、370
固定侧:271、281、371
可动侧:272、282、372、374
滑块:283、373
ΦL:透光部的外径面直径
ΦBmax:光线吸收部内缘面的最大内径
Φi:遮光元件的中心开孔直径
Φi1:遮光区的中心开孔直径
Φi2:遮光薄层的中心开孔直径
Φbi:光线吸收部的最小内径
Φbi2:第二光线吸收部的最小内径
CT:光学有效区的中心厚度
H:双色模造光学元件平行光轴的最大高度
θ:尖端结构的角度
具体实施方式
一种成像镜头,包含双色模造光学元件、多个成像透镜以及遮光结构,其中双色模造光学元件包含二种不同颜色的塑胶材质,多个成像透镜设置于双色模造光学元件定义出的内部空间,遮光结构则设置于双色模造光学元件的物侧表面,借以避免杂散光的产生。
值得一提的是,本发明提供至少三种遮光结构的态样,包括遮光元件、双色模造光学元件的遮光区以及遮光薄层,其原理及概念皆相同,因应不同的应用以不同的形态设置于成像镜头中,接续将分别论述之。
本发明提供的一成像镜头中,双色模造光学元件具有物侧表面以及像侧表面,其包含透光部以及光线吸收部,其中透光部包含光学有效区。光线吸收部位于双色模造光学元件的物侧表面及像侧表面中的至少一者,透光部与光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质。详细来说,本揭示内容所指的光学有效区,是指成像光线通过的区域,其表面可为平面或非球面,若光学有效区被遮盖则会影响成像。本揭示内容所指的光线吸收区,则是指可见光线无法通过的区域(例如可见光穿透率小于50%),其可为黑色材质。另外,光学有效区包含至少一非球面,借以有效调整光学有效区的光学屈折力分布情形,避免周边光线过度屈折,徒增射出成型的失败率。
光线吸收部包含多个平行内缘面与多个连结内缘面,平行内缘面与连结内缘面定义一内部空间,其中;较详细地说,平行内缘面与连结内缘面位于光线吸收部的内缘面。
多个成像透镜沿成像镜头的光轴设置于内部空间,并与透光部的光学有效区对应。
遮光元件毗邻设置于双色模造光学元件的透光部,且遮光元件具有中心开孔,其与透光部的光学有效区对应。由此可知,透过遮光元件的设置,可有效减少杂散光的形成,且平行内缘面与连结内缘面除可定义出容纳成像透镜的内部空间外,更有助于成像透镜的对正。
透光部的外径面直径为ΦL,光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:0.2<ΦL/ΦBmax<0.85。通过透光部的外径范围缩减,有利于成像镜头物侧端体积的缩减。较佳地,可满足下列条件:0.35<ΦL/ΦBmax<0.75。
双色模造光学元件的透光部与光线吸收部以二次射出成型制成。详细来说,本揭示内容“模造”一词,是指两次射出成型或两次模造。借此,由模具的精确度提供光学有效区与内部空间之间的同轴度,使成像透镜对正光学有效区的程度可不受组装公差的影响,提高光学解像品质。
遮光元件可为塑胶材质,而透光部可还包含一第一轴向连接面,遮光元件可还包含第二轴向连接面,第一轴向连接面与第二轴向连接面搭接,借以对正遮光元件的中心开孔与色模造光学元件的中心。借此,使成像镜头的入光开孔与光学有效区的重迭程度较佳,可有效减少部分光线行经光学有效区以外的区域形成不可成像的杂散光,可减少杂散光发生的机率。
遮光元件的中心开孔直径为Φi,光线吸收部的最小内径为Φbi,其满足下列条件:0.70<Φi/Φbi<1.43。借此,可增加遮挡非预期光线的效率,特别对强光源入射成像镜头时,入射角度大于视角范围的遮蔽效果较佳。
光线吸收部可还包含第三轴向连接面,用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件的中心与成像透镜的中心。借此,光线吸收部设计的对正结构有助于减少组装过程中成像透镜发生歪斜的情形。
光学有效区的中心厚度为CT,双色模造光学元件平行光轴的最大高度为H,其满足下列条件:0.05<CT/H<0.4。借此,避免过薄的光学有效区会受到光线吸收部的收缩而发生翘曲情形。
内部空间可容纳的成像透镜的数量为N,其满足下列条件:3<N≤7。借此,可装载较多数量的成像透镜,可对应较多不同的光学规格,使其可应用的范围更多元。
光学有效区的物侧表面及像侧表面中的至少一者由近光轴处到周边处可包含由凹面转成凸面的变化。进一步大幅度调整光学有效区的光学屈折力分布情形,避免周边光线过度屈折,增加射出成型的失败率。
透光部可还包含一外径面,其暴露于成像镜头的外侧;换句话说,透光部的外径面是无遮掩的。借此,有助于模具设计出较佳的成型条件,有助于大量生产时,控管生产品质,提供更充裕的成型调整裕度。
遮光元件的中心开孔由一尖端结构环绕,且尖端结构的角度为θ,其满足下列条件:45度<θ<120度。借此,可减少射出成型过程的毛边(flash)或是中心开孔发生灌料不足的短射(short shot)现象。另外,尖端结构包含物侧端面及像侧端面,其分别由成像镜头的物侧及像侧线性渐缩。借此,有助于减少生产过程模具压合力道不均的碰伤情形。
另外,内部空间可朝成像镜头的物侧方向与像侧方向其中之一逐渐增大。借此,适用于较高解析度的光学设计需求。
成像镜头可还包含一保持元件,其与至少一平行内缘面直接接触,用以将成像透镜定位于内部空间。借此,使成像镜头整体的稳固程度提升,较不易因为外力因素影响光学解像力。
本发明提供的另一成像镜头,包含双色模造光学元件以及多个成像透镜。双色模造光学元件具有一物侧表面以及一像侧表面,并包含透光部以及光线吸收部,其中透光部与光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,并可以二次射出成型制成。透光部包含光学有效区,光线吸收部可包含第一光线吸收部以及第二光线吸收部,并分别位于双色模造光学元件的物侧表面及像侧表面,且受透光部分隔,其中第一光线吸收部为一遮光区并具有一中心开孔,第二光线吸收部朝远离透光部的方向延伸,且包含多个平行内缘面与多个连结内缘面,平行内缘面与连结内缘面定义一内部空间。也就是说,成像镜头中的遮光区,可为双色模造光学元件的光线吸收部的一部分,而非额外搭设的构件,有助于成像镜头的组装并缩小体积。多个成像透镜沿成像镜头的光轴设置于内部空间,并与透光部的光学有效区对应。遮光区的中心开孔直径为Φi1,第二光线吸收部的最小内径为Φbi2,其满足下列条件:0.70<Φi1/Φbi2<1.43。
第二光线吸收部可包含第三轴向连接面,用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件的中心与成像透镜的中心。通过第二光线吸收部设计的对正结构有助于减少组装过程中成像透镜发生歪斜的情形。
光学有效区的中心厚度为CT,双色模造光学元件平行光轴的最大高度为H,其满足下列条件:0.05<CT/H<0.4。借此,避免过薄的光学有效区会受到光线吸收部的收缩而发生翘曲情形。
透光部可还包含一外径面,其暴露于成像镜头的外侧;换句话说,透光部的外径面是无遮掩的。借此,有助于模具设计出较佳的成型条件,有助于大量生产时,控管生产品质,提供更充裕的成型调整裕度。
遮光元件的中心开孔由一尖端结构环绕,且尖端结构的角度为θ,其满足下列条件:45度<θ<120度。借此,可减少射出成型过程的毛边(flash)或是中心开孔发生灌料不足的短射(short shot)现象。
本发明提供的另一成像镜头,包含双色模造光学元件、多个成像透镜以及遮光薄层。双色模造光学元件具有物侧表面以及像侧表面,其包含透光部以及光线吸收部,其可以二次射出成型制成。透光部包含光学有效区,光线吸收部位于双色模造光学元件的物侧表面及像侧表面中的至少一者,透光部与光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,其中光线吸收部包含多个平行内缘面以及多个连结内缘面,平行内缘面与连结内缘面定义一内部空间。多个成像透镜沿成像镜头的光轴设置于内部空间,并与透光部的光学有效区对应。遮光薄层设置于双色模造光学元件的透光部,并形成中心开孔,其与透光部的光学有效区对应。透光部的外径面直径为ΦL,光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:0.2<ΦL/ΦBmax<0.85。详细来说,遮光薄层可为遮光片或遮光涂层。借此,有效缩减成像镜头物侧端的体积。
光线吸收部可还包含第三轴向连接面,用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件的中心与成像透镜的中心。光线吸收部设计的对正结构有助于减少组装过程中成像透镜发生歪斜的情形。
透光部可还包含一外径面,其覆盖一不透光涂层。通过此配置,遮光薄层、不透光涂层与光线吸收部可形成光陷阱结构。借此,可使外界杂光进入成像镜头时,不容易在内部发生反射情形,降低杂散光线的影响。
内部空间可容纳的成像透镜的数量为N,其满足下列条件:3<N≤7。借此,可装载较多数量的成像透镜,可对应较多不同的光学规格,使其可应用的范围更多元。
光线吸收部仅位于双色模造光学元件的物侧表面及像侧表面中的一者。借此,简化二次射出成型的复杂度,增加光学有效区的面精度。
内部空间朝成像镜头的物侧方向与像侧方向其中之一逐渐增大。借此,适用于较高解析度的光学设计需求,且使部分成像透镜的外径可减少,有效降低非预期光线的发生路径使的一些入光量较大的光学设计较不会有杂散光的影响。
另外,双色模造光学元件的外观可呈阶梯状。借此,可增加光线吸收部的结构强度,有助于维持平行内缘面较佳的真圆度。
上述本发明成像镜头中的各技术特征皆可组合配置,而达到对应的功效。
本发明另提供一电子装置,其可包含上述任一成像镜头以及电子感光元件,其中电子感光元件设置于成像镜头的成像面。借此,有助于提升成像品质。较佳地,电子装置可进一步包含控制单元(Control Unit)、显示单元(Display)、储存单元(Storage Unit)、随机存取存储器(RAM)或其组合。
根据上述实施方式,以下提出具体实施例并配合附图予以详细说明。
<第一实施例>
请参照图1A以及图1B,其中图1A绘示依照本发明第一实施例的一种成像镜头100的部分分解示意图,图1B绘示依照图1A第一实施例的成像镜头100的组合示意图。由图1A及图1B可知,成像镜头100包含双色模造光学元件110、多个成像透镜以及遮光元件130,而成像镜头100的像侧还包含一成像面140。多个成像透镜设置于双色模造光学元件110中,遮光元件130则连接于双色模造光学元件110一侧。
双色模造光学元件110具有物侧表面以及像侧表面,其包含透光部111以及光线吸收部113,透光部111与光线吸收部113分别为二种不同颜色的塑胶材质,且以二次射出成型制成。透光部111包含光学有效区112。光学有效区112的物侧表面及像侧表面皆为非球面,且其像侧表面由近光轴处到周边处包含由凹面转成凸面的变化。
光线吸收部113则位于双色模造光学元件110的物侧表面及像侧表面中的至少一者,具体而言,第一实施例中,光线吸收部113仅位于双色模造光学元件110的像侧表面。光线吸收部113包含多个平行内缘面113a、多个连结内缘面113b以及第三轴向连接面113c。配合参照图1C,其绘示依照图1A第一实施例的双色模造光学元件110以及遮光元件130的立体示意图。由配合图1A、图1B以及图1C可知,平行内缘面113a与连结内缘面113b定义一内部空间114。具体而言,第一实施例中,平行内缘面113a与连结内缘面113b的数量分别为三,并相互交替排列。内部空间114朝成像镜头100的像侧方向逐渐增大。再者,第三轴向连接面113c用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件100的中心与成像透镜的中心;具体而言,第一实施例中,第三轴向连接面113c与第一成像透镜121搭接。
第一实施例的成像镜头100中,多个成像透镜的数量为五枚,分别为第一成像透镜121、第二成像透镜122、第三成像透镜123、第四成像透镜124以及第五成像透镜125。第一成像透镜121、第二成像透镜122、第三成像透镜123、第四成像透镜124以及第五成像透镜125沿成像镜头100的光轴X设置于内部空间114,并与透光部111的光学有效区112对应。另外,各成像透镜间可依需求设置一光学元件,如遮光片,在第一实施例中将不标示及另加详述。
遮光元件130为塑胶材质,其毗邻设置于双色模造光学元件110的透光部111,且遮光元件130具有一中心开孔131,其与透光部111的光学有效区112对应。配合参照图1D,其绘示依照图1A第一实施例的双色模造光学元件110以及遮光元件130的另一立体示意图。由图1A、图1B及图1D可知,透光部111还包含第一轴向连接面111b,遮光元件130还包含第二轴向连接面132,第一轴向连接面111b与第二轴向连接面132搭接,借以对正遮光元件130的中心开孔131与双色模造光学元件100的中心。再者,透光部111可还包含外径面111a,遮光元件130则设置于透光部111的物侧,其透过第二轴向连接面132与第一轴向连接面111b搭接,且不会覆盖于外径面111a,使透光部111的外径面111a暴露于成像镜头100的外侧。
配合参照图1E,其绘示依照图1A第一实施例中双色模造光学元件110及遮光元件130相关参数的示意图。配合图1E可知,透光部111的外径面直径为ΦL,光线吸收部113内缘面的最大内径为ΦBmax,遮光元件130的中心开孔直径为Φi,光线吸收部113的最小内径为Φbi,光学有效区112的中心厚度为CT,双色模造光学元件110平行光轴的最大高度为H,内部空间114可容纳的成像透镜的数量为N。另外,遮光元件130的中心开孔131由一尖端结构133环绕,且尖端结构133的角度为θ;具体而言,尖端结构133包含物侧端面133a及像侧端面133b,其分别由成像镜头的物侧及像侧线性渐缩,而尖端结构133的角度θ即为物侧端面133a及像侧端面133b的夹角。第一实施例中,各参数以及相关条件数值列表如下。
Figure BDA0003204650630000121
<第二实施例>
请参照图2A以及图2B,其中图2A绘示依照本发明第二实施例的一种成像镜头200的部分分解示意图,图2B绘示依照图2A第二实施例的成像镜头200的组合示意图。由图2A及图2B可知,成像镜头200包含双色模造光学元件210以及多个成像透镜,而成像镜头200的像侧还包含一成像面240。多个成像透镜设置于双色模造光学元件210中。
双色模造光学元件210具有物侧表面以及像侧表面,其包含透光部211以及光线吸收部(未另标号),透光部211与光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,且以二次射出成型制成,而光线吸收部包含第一光线吸收部212以及第二光线吸收部213。
配合参照图2C(1)、图2C(2)、图2C(3)、图2C(4)以及图2C(5),其分别绘示双色模造光学元件210的二次射出成型的各步骤的流程示意图。由图2C(1)及图2C(2)可知,第二实施例中,先使用模具270,其包括固定侧271以及可动侧272,而其间的腔室供光线吸收部的塑胶材料注入后形成第一光线吸收部212。由图2C(3)及图2C(4)可知,第二实施例中,另使用模具280,其包含固定侧281、可动侧282及滑块283,而其间的腔室供光线吸收部的塑胶材料注入后形成第二光线吸收部213。再参照图2C(5)可知,在第一光线吸收部212及第二光线吸收部213成型后,在尚未离型的情况下将模具270的可动侧272替换成模具280的可动侧282及滑块283,使第一光线吸收部212及第二光线吸收部213间的腔室供透光部211的塑胶材料注入后形成透光部211。借以,以二次射出成型制成双色模造光学元件210。
由图2A可知,透光部211包含光学有效区211a,其物侧表面及像侧表面皆为非球面,且其像侧表面由近光轴处到周边处包含由凹面转成凸面的变化。
光线吸收部的第一光线吸收部212以及第二光线吸收部213分别位于双色模造光学元件210的物侧表面及像侧表面,且受透光部211分隔。第一光线吸收部212为一遮光区并具有一中心开孔212a,第二光线吸收部213朝远离透光部211的方向延伸,且包含多个平行内缘面213a、多个连结内缘面213b以及第三轴向连接面213c。平行内缘面213a与连结内缘面213b定义一内部空间214。第三轴向连接面213c用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件210的中心与成像透镜的中心。具体而言,第二实施例中,第三轴向连接面213c与第一成像透镜221搭接。
第二实施例的成像镜头200中,多个成像透镜的数量为四枚,分别为第一成像透镜221、第二成像透镜222、第三成像透镜223以及第四成像透镜224。第一成像透镜221、第二成像透镜222、第三成像透镜223以及第四成像透镜224沿成像镜头200的光轴X设置于内部空间241,并与透光部211的光学有效区211a对应。另外,各成像透镜间可依需求设置一光学元件,如遮光片或间隔环,且于成像面240与成像透镜间可设置其他光学元件,如滤光元件等,在第二实施例中将不标示及另加详述。
另外,透光部211可还包含外径面211b,由于成型过程中,第一光线吸收部212以及第二光线吸收部213分别位于透光部211的物侧及像侧,且不会覆盖外径面211b,使透光部211的外径面211b暴露于成像镜头200的外侧。
再者,成像镜头200可还包含保持元件250,其与至少一平行内缘面213a直接接触,用以将成像透镜定位于内部空间214。
配合参照图2D,其绘示依照图2A第二实施例中双色模造光学元件200相关参数的示意图。配合图2D可知,透光部211的外径面直径为ΦL,光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,遮光区的中心开孔直径(即第一光线吸收部212的中心开孔212a的直径)为Φi1,第二光线吸收部213的最小内径为Φbi2,光学有效区211a的中心厚度为CT,双色模造光学元件210平行光轴的最大高度为H,内部空间214可容纳的成像透镜的数量为N。另外,第一光线吸收部212的中心开孔212a由一尖端结构215环绕,且尖端结构215的角度为θ;具体而言,尖端结构215包含物侧端面215a及像侧端面215b,其分别由成像镜头的物侧及像侧渐缩,而尖端结构215的角度θ即为物侧端面215a及像侧端面215b的夹角。第二实施例中,各参数以及相关条件数值列表如下。
Figure BDA0003204650630000141
<第三实施例>
请参照图3A以及图3B,其中图3A绘示依照本发明第三实施例的一种成像镜头300的部分分解示意图,图3B绘示依照图3A第三实施例的成像镜头300的组合示意图。由图3A及图3B可知,成像镜头300包含双色模造光学元件310、多个成像透镜以及遮光元件330,而成像镜头300的像侧还包含一成像面340。多个成像透镜设置于双色模造光学元件310中,遮光元件330则连接于双色模造光学元件310一侧。
双色模造光学元件310具有物侧表面以及像侧表面,其包含透光部311以及光线吸收部313,透光部311与光线吸收部313分别为二种不同颜色的塑胶材质,且以二次射出成型制成。
配合参照图3C(1)、图3C(2)以及图3C(3),其分别绘示第三实施例中双色模造光学元件310的二次射出成型的各步骤的流程示意图。由图3C(1)及图3C(2)可知,先使用模具370,其包括固定侧371、可动侧372以及滑块373,而其间的腔室供光线吸收部的塑胶材料注入后形成光线吸收部313。再由图3C(3)可知,可动侧372可替换为可动侧374,而其与光线吸收部313及固定侧371间的腔室可注入供透光部311的塑胶材料注入后形成透光部311。借以,以二次射出成型制成双色模造光学元件310。
第三实施例中,双色模造光学元件310的透光部311包含光学有效区312。光学有效区312的物侧表面及像侧表面皆为非球面,且其像侧表面由近光轴处到周边处包含由凹面转成凸面的变化。
光线吸收部313则位于双色模造光学元件310的物侧表面及像侧表面中的至少一者,具体而言,第三实施例中,光线吸收部313仅位于双色模造光学元件310的像侧表面。光线吸收部313包含多个平行内缘面313a、多个连结内缘面313b以及第三轴向连接面313c,其中平行内缘面313a与连结内缘面313b定义一内部空间314。内部空间314朝成像镜头300的像侧方向逐渐增大。第三轴向连接面313c用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件300的中心与成像透镜的中心;具体而言,第三实施例中,第三轴向连接面313c与第一成像透镜321搭接。
第三实施例的成像镜头300中,多个成像透镜的数量为四枚,分别为第一成像透镜321、第二成像透镜322、第三成像透镜323以及第四成像透镜324。第一成像透镜321、第二成像透镜322、第三成像透镜323以及第四成像透镜324沿成像镜头300的光轴X设置于内部空间314,并与透光部311的光学有效区312对应。另外,各成像透镜间可依需求设置一光学元件,如遮光片或间隔环,且于成像面340与成像透镜间可设置其他光学元件,如滤光元件等,在第三实施例中将不标示及另加详述。
遮光元件330为塑胶材质,其毗邻设置于双色模造光学元件310的透光部311,且遮光元件330具有一中心开孔331,其与透光部311的光学有效区312对应。透光部311还包含第一轴向连接面311b,遮光元件330还包含第二轴向连接面332,第一轴向连接面311b与第二轴向连接面332搭接,借以对正遮光元件330的中心开孔331与双色模造光学元件300的中心。再者,透光部311可还包含外径面311a,遮光元件330则设置于透光部311的物侧,其透过第二轴向连接面332与第一轴向连接面311b搭接,且不会覆盖于外径面311a,使透光部311的外径面311a暴露于成像镜头300的外侧。
再者,成像镜头300可还包含保持元件350,其与至少一平行内缘面313a直接接触,用以将成像透镜定位于内部空间314。
第三实施例中,各参数及条件数值表列如下,其中下表参数的定义皆与前述第一实施例相同,在此不加赘述。
Figure BDA0003204650630000161
<第四实施例>
请参照图4A以及图4B,其中图4A绘示依照本发明第四实施例的一种成像镜头400的部分分解示意图,图4B绘示依照图4A第四实施例的成像镜头400的组合示意图。由图4A及图4B可知,成像镜头400包含双色模造光学元件410、多个成像透镜以及遮光薄层430,而成像镜头400的像侧还包含一成像面440。多个成像透镜设置于双色模造光学元件410中,遮光薄层430则连接于双色模造光学元件410一侧,其中双色模造光学元件410的外观呈阶梯状。
双色模造光学元件410具有物侧表面以及像侧表面,其包含透光部411以及光线吸收部413,透光部411与光线吸收部413分别为二种不同颜色的塑胶材质,且以二次射出成型制成。
第四实施例中,双色模造光学元件410的透光部411包含光学有效区412。光学有效区412的物侧表面及像侧表面皆为非球面,且其像侧表面由近光轴处到周边处包含由凹面转成凸面的变化。
光线吸收部413则位于双色模造光学元件410的物侧表面及像侧表面中的至少一者,具体而言,第四实施例中,光线吸收部413仅位于双色模造光学元件410的像侧表面。光线吸收部413包含多个平行内缘面413a、多个连结内缘面413b以及第三轴向连接面413c,其中平行内缘面413a与连结内缘面413b定义一内部空间414。内部空间414朝成像镜头400的像侧方向逐渐增大。第三轴向连接面413c用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件400的中心与成像透镜的中心;具体而言,第四实施例中,第三轴向连接面413c与第一成像透镜421搭接。
第四实施例的成像镜头400中,多个成像透镜的数量为五枚,分别为第一成像透镜421、第二成像透镜422、第三成像透镜423、第四成像透镜424以及第五成像透镜425。第一成像透镜421、第二成像透镜422、第三成像透镜423、第四成像透镜424以及第五成像透镜425沿成像镜头400的光轴X设置于内部空间414,并与透光部411的光学有效区412对应。另外,各成像透镜间可依需求设置一光学元件,如遮光片,在第四实施例中将不标示及另加详述。
遮光薄层430设置于双色模造光学元件410的透光部411,并形成一中心开孔431,其与透光部411的光学有效区412对应。具体来说,第四实施例中,遮光薄层430为遮光片。
由图4B可知,透光部411可还包含外径面411a,且其上覆盖有一不透光涂层450。
配合参照图4C,其绘示依照图4A第四实施例中双色模造光学元件410及遮光薄层430相关参数的示意图。配合图4C可知,透光部411的外径面直径为ΦL,光线吸收部413内缘面的最大内径为ΦBmax,遮光薄层430的中心开孔直径为Φi2,光线吸收部413的最小内径为Φbi,光学有效区412的中心厚度为CT,双色模造光学元件410平行光轴的最大高度为H,内部空间414可容纳的成像透镜的数量为N。第四实施例中,各参数以及相关条件数值列表如下。
Figure BDA0003204650630000171
<第五实施例>
请参照图5A以及图5B,其中图5A绘示依照本发明第五实施例的一种成像镜头500的部分分解示意图,图5B绘示依照图5A第五实施例的成像镜头500的组合示意图。由图5A及图5B可知,成像镜头500包含双色模造光学元件510、多个成像透镜以及遮光薄层530,而成像镜头500的像侧还包含一成像面540。多个成像透镜设置于双色模造光学元件510中,遮光薄层530则连接于双色模造光学元件510一侧,其中双色模造光学元件510的外观呈阶梯状。
双色模造光学元件510具有物侧表面以及像侧表面,其包含透光部511以及光线吸收部513,透光部511与光线吸收部513分别为二种不同颜色的塑胶材质,且以二次射出成型制成。
第五实施例中,双色模造光学元件510的透光部511包含光学有效区(图未另标示)。光学有效区的物侧表面及像侧表面皆为非球面,且其像侧表面由近光轴处到周边处包含由凹面转成凸面的变化。
光线吸收部513则位于双色模造光学元件510的物侧表面及像侧表面中的至少一者,具体而言,第五实施例中,光线吸收部513仅位于双色模造光学元件510的像侧表面。光线吸收部513包含多个平行内缘面513a、多个连结内缘面513b以及第三轴向连接面513c,其中平行内缘面513a与连结内缘面513b定义一内部空间514。内部空间514朝成像镜头500的像侧方向逐渐增大。第三轴向连接面513c用以与毗邻的至少一成像透镜搭接,借以对正双色模造光学元件500的中心与成像透镜的中心;具体而言,第五实施例中,第三轴向连接面513c与第一成像透镜521搭接。
第五实施例的成像镜头500中,多个成像透镜的数量为五枚,分别为第一成像透镜521、第二成像透镜522、第三成像透镜523、第四成像透镜524以及第五成像透镜525。第一成像透镜521、第二成像透镜522、第三成像透镜523、第四成像透镜524以及第五成像透镜525沿成像镜头500的光轴X设置于内部空间514,并与透光部511的光学有效区对应。另外,各成像透镜间可依需求设置一光学元件,如遮光片,在第五实施例中将不标示及另加详述。
遮光薄层530设置于双色模造光学元件510的透光部511,并形成一中心开孔531,其与透光部511的光学有效区对应。具体来说,第五实施例中,遮光薄层530为不透光涂层,其可以喷涂的方式布设于透光部511上。
第五实施例中,各参数及条件数值表列如下,其中下表参数的定义皆与前述第四实施例相同,在此不加赘述。
Figure BDA0003204650630000181
<第六实施例>
配合参照图6A及图6B,其中图6A绘示本发明第六实施例的电子装置700的示意图,图6B绘示第六实施例中电子装置700的另一示意图。由图6A及图6B可知,第六实施例的电子装置700是一智能手机,电子装置700包含依据本发明的成像镜头710以及电子感光元件720,其中成像镜头710可为前述任一实施例的成像镜头(图未绘示),但不以其为限,电子感光元件720设置于成像镜头710的成像面(图未绘示)。借此,有助于满足现今电子装置市场对于成像镜头模块的量产及外观要求。
进一步来说,使用者透过电子装置700的使用者界面69进入拍摄模式,其中第六实施例中使用者界面可为触控屏幕69a、按键69b等。此时成像镜头710汇集成像光线在电子感光元件720上,并输出有关影像的电子信号至成像信号处理元件(Image SignalProcessor,ISP)68。
配合参照图6C,其绘示第六实施例中电子装置700的方块图,特别是电子装置700中的相机方块图。由图6A至图6C可知,因应电子装置700的相机规格,电子装置700可还包含自动对焦组件63及光学防手震组件64,进一步地,电子装置700可还包含至少一个辅助光学元件67及至少一个感测元件66。辅助光学元件67可以是补偿色温的闪光灯模块、红外线测距元件、激光对焦模块等,感测元件66可具有感测物理动量与作动能量的功能,如加速计、陀螺仪、霍尔元件(Hall Effect Element),以感知使用者的手部或外在环境施加的晃动及抖动,进而使电子装置700配置的自动对焦组件63及光学防手震组件64发挥功能,以获得良好的成像品质,有助于依据本发明的电子装置700具备多种模式的拍摄功能,如优化自拍、低光源HDR(High Dynamic Range,高动态范围成像)、高解析4K(4K Resolution)录影等。此外,使用者可由触控屏幕直接目视到相机的拍摄画面,并在触控屏幕上手动操作取景范围,以达成所见即所得的自动对焦功能。
再者,由图6B可知,成像镜头710、电子感光元件720、自动对焦组件63、光学防手震组件64、感测元件66及辅助光学元件67可设置在软性电路板(Flexible PrintedCircuitboard,FPC)97上,并透过连接器98电性连接成像信号处理元件68等相关元件以执行拍摄流程。当前的电子装置如智能手机具有轻薄的趋势,将成像镜头与相关元件配置于软性电路板上,再利用连接器将电路汇整至电子装置的主板,可满足电子装置内部有限空间的机构设计及电路布局需求并获得更大的裕度,亦使得成像镜头的自动对焦功能通过电子装置的触控屏幕获得更灵活的控制。在第六实施例中,电子装置700包含多个感测元件66及多个辅助光学元件67,感测元件66及辅助光学元件67设置在软性电路板97及另外至少一个软性电路板(未另标号),并透过对应的连接器电性连接成像信号处理元件68等相关元件以执行拍摄流程。在其他实施例中(图未揭示),感测元件及辅助光学元件亦可依机构设计及电路布局需求设置于电子装置的主板或是其他形式的载板上。
此外,电子装置700可进一步包含但不限于显示单元(Display)、控制单元(Control Unit)、储存单元(Storage Unit)、随机存取存储器(RAM)、只读储存单元(ROM)或其组合。
<第七实施例>
配合参照图7,其绘示本发明第七实施例的电子装置800的示意图。第七实施例的电子装置800是一平板电脑,电子装置800包含依据本发明的成像镜头810以及电子感光元件(图未揭示),其中电子感光元件设置于成像镜头810的成像面(图未揭示)。
<第八实施例>
配合参照图8,其绘示本发明第八实施例的电子装置900的示意图。第八实施例的电子装置900是一穿戴式装置,电子装置900包含依据本发明的成像镜头910以及电子感光元件(图未揭示),其中电子感光元件设置于成像镜头910的成像面(图未揭示)。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种成像镜头,其特征在于,包含:
一双色模造光学元件,具有一物侧表面以及一像侧表面,其包含:一透光部,包含一光学有效区;以及一光线吸收部,位于该双色模造光学元件的该物侧表面及该像侧表面中的至少一者,该透光部与该光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,其中该光线吸收部包含多个平行内缘面与多个连结内缘面,所述多个平行内缘面与所述多个连结内缘面定义一内部空间,该透光部还包含一外径面;
多个成像透镜,沿该成像镜头的一光轴设置于该内部空间,并与该透光部的该光学有效区对应;以及
一遮光元件,毗邻设置于该双色模造光学元件的该透光部,且该遮光元件具有一中心开孔,其与该透光部的该光学有效区对应;
其中,该透光部的该外径面的直径为ΦL,该光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:
0.2<ΦL/ΦBmax<0.85;
其中,该光线吸收部还包含一第三轴向连接面,用以与毗邻的至少一该成像透镜搭接,借以对正该双色模造光学元件的中心与该成像透镜的中心。
2.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该遮光元件为塑胶材质;
其中该透光部还包含一第一轴向连接面,该遮光元件还包含一第二轴向连接面,该第一轴向连接面与该第二轴向连接面搭接,借以对正该遮光元件的该中心开孔与该双色模造光学元件的中心。
3.根据权利要求2所述的成像镜头,其特征在于,该遮光元件的中心开孔直径为Φi,该光线吸收部的最小内径为Φbi,其满足下列条件:
0.70<Φi/Φbi<1.43。
4.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该光学有效区的中心厚度为CT,该双色模造光学元件平行光轴的最大高度为H,其满足下列条件:
0.05<CT/H<0.4。
5.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该透光部的外径面直径为ΦL,该光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:
0.35<ΦL/ΦBmax<0.75。
6.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该内部空间可容纳的所述多个成像透镜的数量为N,其满足下列条件:
3<N≤7。
7.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该光学有效区包含至少一非球面。
8.根据权利要求7所述的成像镜头,其特征在于,该光学有效区的一物侧表面及一像侧表面中的至少一者由近光轴处到周边处包含由凹面转成凸面的变化。
9.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该透光部的该外径面暴露于该成像镜头的外侧。
10.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该遮光元件的该中心开孔由一尖端结构环绕,且该尖端结构的角度为θ,其满足下列条件:
45度<θ<120度。
11.根据权利要求10所述的成像镜头,其特征在于,该尖端结构包含一物侧端面及一像侧端面,其分别由该成像镜头的一物侧及一像侧线性渐缩。
12.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该内部空间朝该成像镜头的一物侧方向与一像侧方向其中之一逐渐增大。
13.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,还包含:
一保持元件,其与至少一该平行内缘面直接接触,用以将所述多个成像透镜定位于该内部空间。
14.一种电子装置,其特征在于,包含:
如权利要求1所述的成像镜头;以及
一电子感光元件,其设置于该成像镜头的一成像面。
15.一种成像镜头,其特征在于,包含:
一双色模造光学元件,具有一物侧表面以及一像侧表面,其包含:一透光部,包含一光学有效区;以及一光线吸收部,位于该双色模造光学元件的该物侧表面及该像侧表面中的至少一者,该透光部与该光线吸收部分别为二种不同颜色的塑胶材质,其中该光线吸收部包含多个平行内缘面以及多个连结内缘面,所述多个平行内缘面与所述多个连结内缘面定义一内部空间,该透光部还包含一外径面;
多个成像透镜,沿该成像镜头的一光轴设置于该内部空间,并与该透光部的该光学有效区对应;以及
一遮光薄层,设置于该双色模造光学元件的该透光部,并形成一中心开孔,其与该透光部的该光学有效区对应;
其中,该透光部的该外径面的直径为ΦL,该光线吸收部内缘面的最大内径为ΦBmax,其满足下列条件:
0.2<ΦL/ΦBmax<0.85;
其中,该光线吸收部还包含一第三轴向连接面,用以与毗邻的至少一该成像透镜搭接,借以对正该双色模造光学元件的中心与该成像透镜的中心。
16.根据权利要求15所述的成像镜头,其特征在于,该透光部还包含一外径面,其覆盖一不透光涂层。
17.根据权利要求15所述的成像镜头,其特征在于,该内部空间可容纳的所述多个成像透镜的数量为N,其满足下列条件:
3<N≤7。
18.根据权利要求15所述的成像镜头,其特征在于,该光线吸收部仅位于该双色模造光学元件的该物侧表面及该像侧表面中的一者。
19.根据权利要求15所述的成像镜头,其特征在于,该内部空间朝该成像镜头的一物侧方向与一像侧方向其中之一逐渐增大。
20.根据权利要求15所述的成像镜头,其特征在于,该双色模造光学元件的一外观呈阶梯状。
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