CN217506245U - 光学镜头、取像装置及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本揭示内容提供一种光学镜头、取像装置及电子装置,光学镜头由物侧至像侧包含至少四光学镜片。所述至少四光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片为塑胶镜片,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层为陶瓷膜层,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。位于光学镜片中心处及周边处的抗反射镀膜的总厚度分别为Tc及Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc‑Tp|/Tc≤5.00%;以及‑1.5≤FAR。借此,可以使弯曲变化的光学镜片达到均匀的抗反射镀膜制作效果,并获得优异的镀膜配置。
Description
技术领域
本揭示内容是有关于一种光学镜头及取像装置,且特别是有关于一种可抗反射的光学镜头及取像装置。
背景技术
已知镀膜技术(PVD与一般CVD)仅能在平面上制作出可用的抗反射镀膜。在高阶移动装置中,对高品质镜头的要求大幅提升,高阶光学镜头的镜片数量相应显著增加,由于光学系统的设计难度加剧与镜片数量提升,在大离轴视场像差须强化修正的原因下,导致靠近成像面的光学镜片面型变化幅度大增,成为已知镀膜技术无法克服的瓶颈。因此,在高阶多镜片光学系统与面型变化剧烈的光学镜片上研发高均匀度的镀膜技术已是趋势所需。
实用新型内容
本揭示内容是研发多光学镜片的光学镜头,其应用原子层沉积法镀膜 (ALD,Atomic Layer Deposit)技术,以特定多重抗反射镀膜因子进行设计,而获得优异的镀膜配置。通过抗反射镀膜表面的次波长微结构的特性,使具有多光学镜片的高品质光学镜头能够获得最佳抗反射效果,以解决剧烈面型变化的光学镜片所造成的大角度强光严重反射问题,使弯曲变化的光学镜片在全视场内,能够达到均匀的抗反射镀膜(AR Coating)制作效果。借此,将光学镜片组合应用在多光学镜片的光学镜头时,有助于显著提升高阶光学镜头的成像品质。
依据本揭示内容提供的一种光学镜头,其由物侧至像侧包含至少四光学镜片。所述至少四光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片为塑胶镜片,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层为陶瓷膜层,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
依据前述的光学镜头,光学镜头的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其可以满足下列条件:0.500≤Far1。
依据前述的光学镜头,光学镜头的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其可以满足下列条件:0.100≤Far2。
依据前述的光学镜头,光学镜头的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其可以满足下列条件:2.5≤Far3。
依据前述的光学镜头,光学镜片为一基材,基材的折射率为Ns,其可以满足下列条件:Ns≤1.7682。
依据前述的光学镜头,位于抗反射镀膜外侧的膜层可以为氧化铝(Al2O3) 膜层。
依据前述的光学镜头,抗反射镀膜可以包含至少三膜层,且所述至少三膜层的材质可以不同。
依据前述的光学镜头,光学镜片中心处的反射率谷点在一范围间具有相对较低反射率的波长为Wtc,光学镜片周边处的反射率谷点在一范围间具有相对较低反射率的波长为Wtp,其可以满足下列条件:0nm≤|Wtc-Wtp|≤25 nm。
依据前述的光学镜头,光学镜片中心处的反射率谷点在一范围间的相对较低反射率为Rtc,其可以满足下列条件:0%<Rtc≤0.300%。
依据前述的光学镜头,光学镜片周边处的反射率谷点在一范围间的相对较低反射率为Rtp,其可以满足下列条件:0%<Rtp≤0.300%。
依据前述的光学镜头,光学镜片中心处的反射率峰点在一范围间具有相对较高反射率的波长为Wcc,光学镜片周边处的反射率峰点在一范围间具有相对较高反射率的波长为Wcp,其可以满足下列条件:0nm≤|Wcc-Wcp|≤20 nm。
依据前述的光学镜头,光学镜片中心处的反射率峰点在一范围间的相对较高反射率为Rcc,其可以满足下列条件:0.200%≤Rcc≤0.700%。
依据前述的光学镜头,光学镜片周边处的反射率峰点在一范围间的相对较高反射率为Rcp,其可以满足下列条件:0.200%≤Rcp≤0.700%。
依据前述的光学镜头,包含抗反射镀膜的光学镜片的至少一表面可以包含至少一反曲点。
依据前述的光学镜头,抗反射镀膜的总层数为tLs,其可以满足下列条件: 1≤tLs≤8。
依据前述的光学镜头,抗反射镀膜的总膜厚为tTk,其可以满足下列条件: 200nm<tTk≤400nm。
依据本揭示内容提供的一种取像装置,其包含一光学镜头、一绕射元件以及一电子感光元件。光学镜头由物侧至像侧包含至少四光学镜片,所述至少四光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片为塑胶镜片,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层为陶瓷膜层,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。绕射元件的至少一表面包含一抗反射镀膜,绕射元件的抗反射镀膜为氧化铝镀膜,电子感光元件设置于光学镜头的一成像面。
依据本揭示内容提供的一种取像装置,其包含一光学镜头、一曲面元件以及一电子感光元件。光学镜头由物侧至像侧包含至少四光学镜片,所述至少四光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片为塑胶镜片,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层为陶瓷膜层,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。曲面元件的至少一表面包含一相位次波长结构,电子感光元件设置于光学镜头的一成像面。
依据本揭示内容提供的一种电子装置,其为一移动装置,且电子装置包含如前段所述的取像装置。
当|Tc-Tp|/Tc满足上述条件时,可以使弯曲变化的光学镜片达到均匀的抗反射镀膜制作效果。
当FAR满足上述条件时,可以获得优异的镀膜配置。
依据本揭示内容提供的一种光学镜头,其由物侧至像侧包含至少一光学镜片以及至少一抗反射元件。所述至少一抗反射元件的至少一表面包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的抗反射元件为玻璃元件,抗反射镀膜包含至少二膜层,最靠近抗反射元件的一基材的其中一膜层为一第一膜层,且第一膜层的折射率小于基材的折射率。位于抗反射镀膜外侧的膜层为氧化铝膜层,抗反射镀膜包含多个孔洞,邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸,且最外侧的膜层具有渐变的折射率。抗反射镀膜的总膜厚为tTk,其满足下列条件:200nm<tTk≤400nm。
当tTk满足上述条件时,可以有效维持最佳的低反射效果。
依据前述的光学镜头,基材可以为一平板元件。
依据前述的光学镜头,基材于光轴上的厚度为CTs,其可以满足下列条件: 0.15mm<CTs≤0.60mm。
依据前述的光学镜头,光学镜头的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其可以满足下列条件:1.0≤Far3≤5.0。
依据前述的光学镜头,基材于波长400nm-630nm的平均反射率为 R4063,其可以满足下列条件:0%≤R4063≤1.3%。
依据前述的光学镜头,基材于波长670nm-1000nm的平均反射率为 R67100,其可以满足下列条件:0%≤R67100≤3.0%。
依据前述的光学镜头,基材于波长400nm-600nm的平均穿透率为 T4060,其可以满足下列条件:95%≤T4060≤100%。
依据前述的光学镜头,抗反射镀膜可以具有一第二膜层,第二膜层的折射率可以大于第一膜层的折射率,第二膜层的折射率可以大于基材的折射率,且最外侧的膜层的折射率可以等效小于第一膜层与基材的折射率。
依据前述的光学镜头,基材可以为一微透镜。
附图说明
为让本揭示内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的说明如下:
图1为第一实施例的一光学镜头的反射率与波长的关系图;
图2为第二实施例的一光学镜头的反射率与波长的关系图;
图3为第三实施例的一光学镜头的反射率与波长的关系图;
图4为第六实施例的一光学镜头的反射率与波长的关系图;
图5为第七实施例的一光学镜头的反射率与波长的关系图;
图6为第一比较例的一光学镜头的反射率与波长的关系图;
图7为第二比较例的抗反射元件的反射率与波长的关系图;
图8为第十四实施例的抗反射元件的反射率与波长的关系图;
图9为第十五实施例的抗反射元件的反射率与波长的关系图;
图10为第二比较例的抗反射元件的穿透率与波长的关系图;
图11为第十四实施例的抗反射元件的穿透率与波长的关系图;
图12为本揭示内容的一实施方式的一种取像装置的示意图;
图13A为图12所示的取像装置于13A处的局部放大示意图;
图13B为图12所示的取像装置于13B处的局部放大示意图;
图13C为图12所示的取像装置及图14所示的绕射元件于13C处的局部放大示意图;
图13D为图12所示的取像装置于13D处的局部放大示意图;以及
图14为取像装置中的一绕射元件的示意图。
【符号说明】
110:曲面元件
111,121,161:物侧表面
120:光学镜头
122:像侧表面
130:相位次波长结构
140:成像面
150:电子感光元件
160:绕射元件
T1,T2,T3:谷点
C1,C2:峰点
具体实施方式
本揭示内容提供一种光学镜头,其由物侧至像侧包含至少四光学镜片。所述至少四光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
本揭示内容是研发多光学镜片的光学镜头,其应用原子层沉积法镀膜技术,以特定多重抗反射镀膜因子进行设计,而获得优异的镀膜配置。通过抗反射镀膜表面的次波长结构的特性,使具有多光学镜片的高品质光学镜头能够获得最佳抗反射效果,以解决剧烈面型变化的光学镜片所造成的大角度强光严重反射问题,使弯曲变化的光学镜片在全视场内,能够达到均匀的抗反射镀膜制作效果。借此,将光学镜片组合应用在多光学镜片的光学镜头时,有助于显著提升高阶光学镜头的成像品质。
位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,其可以满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤10.00%; |Tc-Tp|/Tc≤3.00%;|Tc-Tp|/Tc≤1.50%;或0%<|Tc-Tp|/Tc≤0.50%。
光学镜头的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,光学镜头的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,光学镜头的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,FAR=LOG(Far1×Far2×Far3),其可以满足下列条件:-1.0≤FAR;-0.75≤FAR;-0.50≤FAR;-0.30≤FAR≤1;或0.1≤FAR≤10。
本揭示内容是研发多光学镜片的光学镜头,其可应用原子层沉积法镀膜技术,以特定多重抗反射镀膜因子进行设计,而获得优异的镀膜配置。通过抗反射镀膜表面的次波长结构的特性,使具有多光学镜片的高品质光学镜头能够获得最佳抗反射效果,以解决剧烈面型变化的光学镜片所造成的大角度强光严重反射问题,使弯曲变化的光学镜片在全视场内,能够达到均匀的抗反射镀膜制作效果。借此,将光学镜片组合应用在多光学镜片的光学镜头时,有助于显著提升高阶光学镜头的成像品质。
光学镜片可为一基材,基材于光轴上的厚度为CTs,光学镜片表面上与光轴交点间水平位移的最大值为SAGmax,光学镜头的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,Far1=|SAGmax|/CTs,其可以满足下列条件:0.500≤Far1,通过控制光学镜头中的光学镜片厚度与离轴水平位移的变化关系因子,有效获得光学镜头中的最佳镀膜配置。再者,可以满足下列条件:1.000≤Far1;1.500≤ Far1;1.700≤Far1;或2.000≤Far1。
光学镜片表面于光学有效径范围内的切线斜率的平均值为SPavg,光学镜片表面于光学有效径范围内的切线斜率的最小值为SPmin,光学镜头的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,Far2=1/(|SPavg|×|SPmin|),其可以满足下列条件: 0.100≤Far2,通过控制光学镜头中的光学镜片离轴表面变化因子,有效获得光学镜头中的最佳镀膜配置,并提升抗反射镀膜的应用价值。再者,可以满足下列条件:0.200≤Far2;0.300≤Far2;0.400≤Far2;或0.500≤Far2。
基材的折射率为Ns,光学镜头的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,Far3= (1/(Ns-1))2,其可以满足下列条件:2.5≤Far3,通过控制光学镜片折射率与空气折射率差值因子,使抗反射镀膜被配置在光学镜头中最适当的光学镜片表面,使光线能由空气端以渐变折射率的变化方式,通过抗反射镀膜的膜层后,入射到光学镜片内,以发挥最佳增透效果而达到所需的抗反射效果。再者,可以满足下列条件:2.9≤Far3;3.0≤Far3;3.1≤Far3;3.3≤Far3;或 3.5≤Far3。
基材的折射率为Ns,其可以满足下列条件:Ns≤1.7682,通过在较接近空气折射率的低折射率材质上应用镀膜技术,有效加强抗反射镀膜的抗反射效果,并强化降低反射率的效果。再者,可以满足下列条件:Ns≤1.700;或Ns≤1.600。
位于抗反射镀膜内侧的膜层的材质可以为氧化铝(Al2O3),通过光学镜片材料与接触光学镜片的抗反射镀膜膜层材料的合适配置,以获得较佳镀膜附着性与光学镜片表面的保护性,避免抗反射镀膜的吸附力不足而脱落,并避免镀膜制作过程导致的光学镜片表面缺陷,有助于提升光学镜片于环境耐候性测试的通过率。
抗反射镀膜可以包含至少三膜层,且所述膜层的材质可以不同,通过具备抗刮耐磨的保护膜层或保护光学镜片的保护膜层,可以避免抗反射镀膜破损与化学侵蚀。
光学镜片中心处的反射率谷点在一范围(±25nm)间具有相对较低反射率的波长为Wtc,光学镜片周边处的反射率谷点在一范围(±25nm)间具有相对较低反射率的波长为Wtp,其可以满足下列条件:0nm≤|Wtc-Wtp|≤25 nm,通过控制于反射率谷点处的特定波长范围内的反射率偏移量,可以维持光学镜片有效径内的一致抗反射效果。再者,可以满足下列条件:0nm< |Wtc-Wtp|≤15nm;或1nm≤|Wtc-Wtp|≤10nm。
光学镜片中心处的反射率谷点在一范围(±25nm)间的相对较低反射率为 Rtc,其可以满足下列条件:0%<Rtc≤0.300%,通过降低光学镜片中心处的反射率谷点的反射率,有助于提升抗反射镀膜于特定波长范围内的最佳抗反射效果。再者,可以满足下列条件:Rtc≤0.200%;或Rtc≤0.100%。
光学镜片周边处的反射率谷点在一范围(±25nm)间的相对较低反射率为 Rtp,其可以满足下列条件:0%<Rtp≤0.300%,通过降低光学镜片周边处的反射率谷点的反射率,有助于提升抗反射镀膜于特定波长范围内的最佳抗反射效果。再者,可以满足下列条件:Rtp≤0.200%;或Rtp≤0.100%。
光学镜片中心处的反射率峰点在一范围(±25nm)间具有相对较高反射率的波长为Wcc,光学镜片周边处的反射率峰点在一范围(±25nm)间具有相对较高反射率的波长为Wcp,其可以满足下列条件:0nm≤|Wcc-Wcp|≤20 nm,通过控制于反射率峰点处的特定波长范围内的反射率偏移量,可以维持光学镜片有效径内的一致抗反射效果。再者,可以满足下列条件:0nm≤ |Wcc-Wcp|≤25nm;0nm<|Wcc-Wcp|≤15nm;或1nm≤|Wcc-Wcp|≤ 10nm。
光学镜片中心处的反射率峰点在一范围(±25nm)间的相对较高反射率为 Rcc,其可以满足下列条件:0.200%≤Rcc≤0.700%,通过降低光学镜片中心处的反射率峰点的反射率,有助于提升抗反射镀膜于特定波长范围内的最佳抗反射效果。再者,可以满足下列条件:0.300%≤Rcc≤0.600%;或 0.400%≤Rcc≤0.500%。
光学镜片周边处的反射率峰点在一范围(±25nm)间的相对较高反射率为Rcp,其可以满足下列条件:0.200%≤Rcp≤0.700%,通过降低光学镜片周边处的反射率峰点的反射率,有助于提升抗反射镀膜于特定波长范围内的最佳抗反射效果。再者,可以满足下列条件:0.300%≤Rcp≤0.600%;或 0.400%≤Rcp≤0.500%。
包含抗反射镀膜的光学镜片的至少一表面可以包含至少一反曲点,通过光学镜片表面的反曲点设计,有助于发挥原子层沉积法镀膜的成本效益,能够在面型变化剧烈的光学镜片表面达成均匀的镀膜效果,避免反射率因抗反射镀膜的膜厚差异偏移,而导致光学镜片周边反射光过强的缺陷。
抗反射镀膜的总层数为tLs,其可以满足下列条件:1≤tLs≤8,通过控制抗反射镀膜的膜层数量,有效提升制作效率与节省成本。
抗反射镀膜的总膜厚为tTk,其可以满足下列条件:200nm<tTk≤400 nm,通过控制抗反射镀膜的总厚度,有效维持最佳的低反射效果。再者,可以满足下列条件:150nm≤tTk≤800nm;200nm≤tTk≤600nm;230 nm≤tTk≤500nm;或240nm≤tTk≤400nm。
光学镜头的全视角为FOV,其可以满足下列条件:60度≤FOV≤220 度;或70度≤FOV≤100度,借此可视需求将抗反射镀膜应用在不同场景需求的光学镜头上,以达所需的抗反射效果。
位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,其可以满足下列条件: 150nm≤Tc≤800nm;200nm≤Tc≤600nm;230nm≤Tc≤500 nm;或240nm≤Tc≤400nm。
位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,其可以满足下列条件: 150nm≤Tp≤800nm;200nm≤Tp≤600nm;230nm≤Tp≤500 nm;或240nm≤Tp≤400nm。
本揭示内容另提供一种光学镜头,其由物侧至像侧包含至少一光学镜片以及至少一抗反射元件。所述至少一抗反射元件的至少一表面包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的抗反射元件由一玻璃材料所制成,抗反射镀膜包含至少二膜层,最靠近抗反射元件的一基材的其中一膜层为一第一膜层,且第一膜层的折射率小于基材的折射率。位于抗反射镀膜外侧的膜层的主要材质为氧化铝,抗反射镀膜包含多个孔洞,邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸,且最外侧的膜层具有渐变的折射率。抗反射镀膜的总膜厚为tTk,其满足下列条件:200nm<tTk≤400nm。
本揭示内容是研发光学镜头,其可应用镀膜技术并以特定抗反射镀膜因子进行设计。通过抗反射镀膜表面的次波长结构的特性,使具有抗反射元件的光学镜头能够获得最佳抗反射效果,解决大角度强光严重反射问题,并能够达到均匀的抗反射镀膜制作效果。
基材可为一平板元件,基材于光轴上的厚度为CTs,其可以满足下列条件: 0.15mm<CTs≤0.60mm,通过控制适当基材特性以提升成品良率。再者,可以满足下列条件:0.15mm≤CTs≤2.00mm;CTs≤1.50mm;CTs≤ 1.00mm;CTs≤0.60mm;CTs≤0.45mm;或CTs≤0.35mm。
光学镜头的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其可以满足下列条件:1.0 ≤Far3≤5.0,通过控制基材折射率与空气折射率差值因子,使光线能由空气端以渐变折射率的变化方式,以发挥最佳增透效果而达到所需的抗反射效果。再者,可以满足下列条件:1.4≤Far3≤4.0;或1.6≤Far3≤3.6。
基材于波长400nm-630nm的平均反射率为R4063,其可以满足下列条件:0%≤R4063≤1.3%,通过控制反射率表现以达到所需的抗反射效果。再者,可以满足下列条件:R4063≤1.0%;R4063≤0.7%;或R4063≤ 0.5%。
基材于波长670nm-1000nm的平均反射率为R67100,其可以满足下列条件:0%≤R67100≤3.0%,通过控制反射率表现以达到所需的抗反射效果。再者,可以满足下列条件:R67100≤2.5%;R67100≤2.0%;或R67100 ≤1.5%。
基材于波长400nm-600nm的平均穿透率为T4060,其可以满足下列条件:95%≤T4060≤100%,通过控制穿透率表现以达到所需的光线透射效果。再者,可以满足下列条件:97%≤T4060;或99%≤T4060。
抗反射镀膜可以具有一第二膜层,第二膜层的折射率可以大于第一膜层的折射率,第二膜层的折射率可以大于基材的折射率,且最外侧的膜层的折射率等效小于第一膜层与基材的折射率,借此可有效提升抗反射效果。
基材可以为一微透镜,借此有助于改善瓣状杂光。
基材的折射率为Ns,其可以满足下列条件:1.40≤Ns≤2.00;1.45≤ Ns≤1.90;1.50≤Ns≤1.80;或1.50≤Ns≤1.75。
基材于400nm至1000nm的波长区间内具有最小反射率的波长为 WRmin,其可以满足下列条件:550nm≤WRmin≤600nm;560nm≤ WRmin≤595nm;或570nm≤WRmin。
基材于波长400nm-600nm的平均反射率为R4060,其可以满足下列条件:0%≤R4060≤1.3%;R4060≤1.0%;R4060≤0.7%;或R4060≤ 0.5%。
基材于波长400nm-650nm的平均反射率为R4065,其可以满足下列条件:0%≤R4065≤1.3%;R4065≤1.0%;R4065≤0.7%;或R4065≤ 0.5%。
基材于波长400nm-1000nm的平均反射率为R40100,其可以满足下列条件:0%≤R40100≤2.5%;R40100≤2.0%;R40100≤1.5%;或R40100 ≤1.0%。
基材于波长500nm-600nm的平均反射率为R5060,其可以满足下列条件:0%≤R5060≤1.3%;R5060≤1.0%;R5060≤0.7%;或R5060≤ 0.5%。
基材于波长600nm-700nm的平均反射率为R6070,其可以满足下列条件:0%≤R6070≤2.5%;R6070≤2.0%;R6070≤1.5%;或R6070≤ 1.0%。
基材于波长700nm-1000nm的平均反射率为R70100,其可以满足下列条件:0%≤R70100≤3.0%;R70100≤2.5%;R70100≤2.0%;或R70100 ≤1.5%。
基材于波长800nm-1000nm的平均反射率为R80100,其可以满足下列条件:0%≤R80100≤3.0%;R80100≤2.5%;R80100≤2.0%;或R80100 ≤1.5%。
基材于波长900nm-1000nm的平均反射率为R90100,其可以满足下列条件:0%≤R90100≤3.0%;R90100≤2.5%;R90100≤2.0%;或R90100 ≤1.5%。
基材于波长500nm的反射率为R50,其可以满足下列条件:0%≤R50≤ 1.3%;R50≤1.0%;R50≤0.7%;或R50≤0.5%。
基材于波长600nm的反射率为R60,其可以满足下列条件:0%≤R60≤1.3%;R60≤1.0%;R60≤0.7%;或R60≤0.5%。
基材于波长650nm的反射率为R65,其可以满足下列条件:0%≤R65≤ 1.3%;R65≤1.0%;R65≤0.7%;或R65≤0.5%。
基材于波长700nm的反射率为R70,其可以满足下列条件:0%≤R70≤ 2.5%;R70≤2.0%;R70≤1.5%;或R70≤1.0%。
基材于波长800nm的反射率为R80,其可以满足下列条件:0%≤R80≤ 3.0%;R80≤2.5%;R80≤2.0%;或R80≤1.5%。
基材于波长900nm的反射率为R90,其可以满足下列条件:0%≤R90≤ 3.0%;R90≤2.5%;R90≤2.0%;或R90≤1.5%。
基材于波长1000nm的反射率为R100,其可以满足下列条件:0%≤R100 ≤3.0%;R100≤2.5%;R100≤2.0%;或R100≤1.5%。
基材于400nm至1000nm的波长区间内具有最大穿透率的波长为Tmax,其可以满足下列条件:98%<Tmax≤100%;或99%≤Tmax。
基材于波长500nm-600nm的平均穿透率为T5060,其可以满足下列条件:98%<T5060≤100%;或99%≤T5060。
基材于波长400nm的穿透率为T40,其可以满足下列条件:85%≤T40 ≤100%;90%≤T40;或92%≤T40。
基材于波长500nm的穿透率为T50,其可以满足下列条件:98%<T50≤ 100%。
基材于波长600nm的穿透率为T60,其可以满足下列条件:98%<T60≤ 100%。
基材于波长700nm的穿透率为T70,其可以满足下列条件:T70≤0.2%;或T70≤0.15%。
本揭示内容所提供的优异品质光学镜头,必须通过抗反射镀膜因子等参数进行综合评估后作出最佳设计,在特定塑胶光学镜片的表面制作抗反射镀膜,使抗反射镀膜具有优异均匀性、高环境耐候性、最佳抗反射效果与良好成像品质。
光学镜片最佳为两面皆具有抗反射镀膜,但亦可仅在适当的一表面制作抗反射镀膜。通过在光学镜片面型变化剧烈的表面应用本揭示内容的技术,使原子层沉积法镀膜所制作的抗反射镀膜具备最佳化价值,在成本与品质间取得平衡,而在具有最适当折射率的光学镜片上制作抗反射镀膜,可达到最佳的抗反射效果。
本揭示内容的反射率以单光学镜片或基材进行量测,反射率皆以0度入射角的数据作为比较基准。
表面造孔制程能有效改善光学镜片表面的孔洞分布,使光学镜片表面的孔洞间隙增加、呈现海绵孔洞状结构或改变孔隙的密度变化等。造孔效果亦可随抗反射镀膜的深度增加而改变,如抗反射镀膜接触空气的外侧具有较大的孔隙结构,而内侧具有相对较小的孔隙结构,明显可见外侧分布的孔洞/缺口相对大于内侧孔洞,亦可说明为同一平面下外侧的不规则支状结构分布密度较稀疏,同一平面下内侧的不规则支状结构分布密度较紧密,所述孔隙是由不规则纳米纤维结构(Nanofiber)间的空间组成,具有让空气留存或连通在孔隙间的效果,可使最外侧膜层具有渐变(Gradient)折射率。所述抗反射镀膜的外侧与内侧意指于断面图与示意图中,其外侧为接触空气的一侧,内侧为较靠近光学镜片或基材的一侧。表面造孔制程可使用电浆进行蚀刻、化学反应蚀刻、以时间控制结晶颗粒大小或使用高温溶液处理,如浸润在温度50度以上的醇类或水中达成。
本揭示内容的抗反射镀膜外侧的膜层材质可为金属氧化物、金属氮化物、金属氟化物、非金属氧化物、非金属氮化物、非金属氟化物或陶瓷(Ceramic) 等,其中陶瓷的主要成分为氧化物、氮化物、硼化物和碳化物,如氧化铝等。抗反射镀膜外侧的膜层以SiO2、Nb2O5、Pa2O5、MgF2为材料时,可采用物理蒸镀(PVD)制作、氩(Ar)离子进行干式蚀刻或磷酸溶液进行湿式蚀刻,同样可制作出型态不同的纳米纤维结构,纳米纤维结构的形态可为柱状、条状、锥状、塔状、瓣状或无规则状等,纳米纤维结构的厚度约为100nm-300nm,纳米纤维的直径约为10nm-100nm。
抗反射镀膜的高折射率材料于波长587.6nm的折射率为Nh,抗反射镀膜的低折射率材料于波长587.6nm的折射率为Nl。其中,抗反射镀膜的高折射率材料的折射率可以大于2.0,抗反射镀膜的低折射率材料的折射率可以小于 1.8,举例而言,抗反射镀膜材料(于波长587.6nm的折射率)可为:MgF2 (1.3777)、SiO2(1.4585)、Al2O3(1.7682)、HfO2(1.8935)、ZnO(1.9269)、 Sc2O3(1.9872)、AlN(2.0294)、Si3N4(2.0381)、Ta2O5(2.1306)、ZrO2(2.1588)、ZnS(2.2719)、Nb2O5(2.3403)、TiO2(2.6142)或TiN(3.1307)。
靠近塑胶光学镜片表面的第一层镀膜材料可为TiO2、AlN、Al2O3、氢氧化铝(Al(OH)3)或含铝混合物,可以强化抗反射镀膜与光学镜片间的附着性,避免抗反射镀膜脱落,达到保护光学镜片表面的效果,有效强化光学镜片的环境耐候性。
抗反射镀膜为相消干涉作用原理,在塑胶光学镜片表面可制镀单层或多层薄膜,可使用物理气相沉积法(PVD),如蒸发沉积法或溅射沉积法等,或使用化学气相沉积法(CVD),如超高真空化学气相沉积法、微波电浆辅助化学气相沉积法、电浆增强化学气相沉积法或原子层沉积法等。
本揭示内容的全视场为中心视场(0Field)至最大像高视场(1.0Field) 的范围,全视场范围涵盖光学镜片表面的光学有效区域。
光学镜片表面的切线斜率是在光轴为水平方向的状态下进行计算,切线斜率在近光轴处为无限大(Infinity、INF、∞)。
光学镜头另可以包含一绕射元件(Fresnel Lens)、一平板元件如红外光滤除元件(IR-Cut Filter)、蓝玻璃(Blue Glass)、短波长吸收元件、长波长吸收元件或保护玻璃(Cover Glass)等、一设置在感测元件表面或成像面的微透镜(Micro Lens)、或一导光元件如反射镜、棱镜(Prism)、复眼系统(Fly-Eye Integrator)等滤除元件。抗反射元件的至少一表面可以具有抗反射镀膜,抗反射镀膜于不同膜层的主要材质可以为氧化铝、硅氧化物或钛氧化物等。
光学镜头另可以包含一平面元件或一曲面元件,平面元件或曲面元件设置在光学镜片群内或光学镜片群外,平面元件或曲面元件的表面可以具有相位次波长结构(MetaLens),相位次波长结构可以包含金属氧化物(如TiO2、Al2O3)、金属氮化物(如AlN)、硅氧化物(如SiO2)或硅氮化物(如SiN)所组成的膜层。光学镜头中的光学镜片表面可配置石墨烯膜层,以达到等同相位次波长结构的效果。
塑胶光学镜片因厚度与高温导致面型变化误差过大,当抗反射镀膜的膜层数越多,则温度影响面型精度的状况越明显。通过镜片补正技术,能有效解决塑胶光学镜片表面镀膜时的温度效应问题,有助于维持光学镜片的镀膜完整性与塑胶光学镜片的高精度,为达成高品质成像镜头的关键技术。
镜片补正技术可应用模流(Moldflow)分析方法、曲线拟合函数方法或波前误差方法等,但不以此为限。其中模流分析方法是通过模流分析找出光学镜片表面于Z轴收缩的立体轮廓节点,转成非球面曲线后再与原始曲线比较差异,同时考虑光学镜片的材料收缩率与面型变形趋势,计算得到补正值。其中曲线拟合函数方法是通过量测光学镜片表面的轮廓误差,以函数进行曲线拟合后并配合最佳化演算法,将拟合曲线逼近量测点而得到补正值。函数可以是指数(Exponential)或多项式(Polynomial)等,演算法可以是高斯牛顿法(Gauss Newton)、单形演算法(Simplex Algorithm)或最大陡降法(Steepest DescentMethod)等。其中波前误差方法是通过干涉仪量测光学镜头的波前误差(成像误差)数据,以原始设计值波前误差综合分析制造组装所产生的波前误差,再经光学软件优化得到补正值。
本揭示内容的另一态样的一实施方式提供一种取像装置,其包含如前述的光学镜头、一绕射元件及一电子感光元件,绕射元件的至少一表面包含一抗反射镀膜,绕射元件的抗反射镀膜的材质为氧化铝,且电子感光元件设置于光学镜头的一成像面。通过在绕射元件上制作氧化铝材质的抗反射镀膜,可解决绕射元件于面型转折处的高反射问题。
本揭示内容的另一态样的另一实施方式提供一种取像装置,其包含如前述的光学镜头、一曲面元件及一电子感光元件,曲面元件的至少一表面包含一相位次波长结构,且电子感光元件设置于光学镜头的一成像面。通过设置具有相位次波长结构的曲面元件,可以大幅减少光学镜片数量,有效缩短光学镜头的总长度,进而达到优异的光学镜头微型化效果。
本揭示内容的又一态样提供一种电子装置,其为一移动装置且包含前述的光学镜头。
根据上述说明,以下提出具体实施例予以详细说明。
<第一实施例>
第一实施例的光学镜头包含四光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3及光学镜片L4。所述四光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
光学镜片L1材料的折射率为Ns,其满足下列条件:Ns=1.54。光学镜片 L1的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其满足下列条件:Far3=3.38。
光学镜片L1的物侧表面为R1,光学镜片L1的物侧表面R1的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=-0.610,光学镜片L1的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=0.465,光学镜片L1的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.156。
光学镜片L1的像侧表面为R2,光学镜片L1的像侧表面R2的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=-2.931,光学镜片L1的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=0.057,光学镜片L1的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.006。
光学镜片L2材料的折射率为Ns,其满足下列条件:Ns=1.63。光学镜片L2的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其满足下列条件:Far3=2.50。
光学镜片L2的物侧表面为R1,光学镜片L2的物侧表面R1的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=-4.577,光学镜片L2的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=0.013,光学镜片L2的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.001。
光学镜片L2的像侧表面为R2,光学镜片L2的像侧表面R2的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=-1.052,光学镜片L2的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=0.413,光学镜片L2的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.086。
光学镜片L3材料的折射率为Ns,其满足下列条件:Ns=1.54。光学镜片 L3的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其满足下列条件:Far3=3.38。
光学镜片L3的物侧表面为R1,光学镜片L3的物侧表面R1的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=-0.097,光学镜片L3的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=0.547,光学镜片L3的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.433。
光学镜片L3的像侧表面为R2,光学镜片L3的像侧表面R2的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=0.447,光学镜片L3的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=1.076,光学镜片L3的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.770。
光学镜片L4材料的折射率为Ns,其满足下列条件:Ns=1.53。光学镜片 L4的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其满足下列条件:Far3=3.56。
光学镜片L4的物侧表面为R1,光学镜片L4的物侧表面R1的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=-0.460,光学镜片L4的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=0.986,光学镜片L4的物侧表面R1的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.099。
光学镜片L4的像侧表面为R2,光学镜片L4的像侧表面R2的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:FAR=0.363,光学镜片L4的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:Far1=1.125,光学镜片L4的像侧表面R2的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:Far2=0.575。
请一并参照图1,图1为第一实施例的光学镜头的反射率与波长的关系图。此外,第一实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表一。
其中,各基材于光轴上的厚度为CTs,各光学镜片表面上与光轴交点间水平位移的最大值为SAGmax,各光学镜片表面于光学有效径范围内的切线斜率的平均值为SPavg,各光学镜片表面于光学有效径范围内的切线斜率的最小值为SPmin。
<第二实施例>
第二实施例的光学镜头包含五光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4及光学镜片L5。所述五光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
请一并参照图2,图2为第二实施例的光学镜头的反射率与波长的关系图。此外,第二实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表二,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第三实施例>
第三实施例的光学镜头包含五光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4及光学镜片L5。所述五光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
请一并参照图3,图3为第三实施例的光学镜头的反射率与波长的关系图。此外,第三实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表三,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第四实施例>
第四实施例的光学镜头包含六光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5及光学镜片L6。所述六光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为 Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤ FAR。
第四实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表四,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第五实施例>
第五实施例的光学镜头包含六光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5及光学镜片L6。所述六光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为 Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
第五实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表五,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第六实施例>
第六实施例的光学镜头包含七光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5、光学镜片L6 及光学镜片L7。所述七光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
请一并参照图4,图4为第六实施例的光学镜头的反射率与波长的关系图。此外,第六实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表六,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第七实施例>
第七实施例的光学镜头包含七光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5、光学镜片L6 及光学镜片L7。所述七光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
请一并参照图5,图5为第七实施例的光学镜头的反射率与波长的关系图。此外,第七实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表七,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第八实施例>
第八实施例的光学镜头包含七光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5、光学镜片L6 及光学镜片L7。所述七光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
第八实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表八,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第九实施例>
第九实施例的光学镜头包含七光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5、光学镜片L6 及光学镜片L7。所述七光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
第九实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表九,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第十实施例>
第十实施例的光学镜头包含八光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5、光学镜片L6、光学镜片L7及光学镜片L8。所述八光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc ≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
第十实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表十,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第十一实施例>
第十一实施例的光学镜头包含八光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5、光学镜片L6、光学镜片L7及光学镜片L8。所述八光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc ≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
第十一实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表十一,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<第十二实施例>
第十二实施例的光学镜头包含九光学镜片,由物侧至像侧分别为光学镜片 L1、光学镜片L2、光学镜片L3、光学镜片L4、光学镜片L5、光学镜片L6、光学镜片L7、光学镜片L8及光学镜片L9。所述九光学镜片中至少一光学镜片包含一抗反射镀膜,包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成,抗反射镀膜位于光学镜片的物侧表面或像侧表面,抗反射镀膜包含至少一膜层,位于抗反射镀膜外侧的膜层的材质为陶瓷,抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近抗反射镀膜外侧的孔洞的尺寸大于邻近抗反射镀膜内侧的孔洞的尺寸。其中,位于光学镜片中心处的抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于光学镜片周边处的抗反射镀膜的总厚度为Tp,光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及-1.5≤FAR。
第十二实施例的光学镜头所包含的各光学镜片的详细参数大小已列于下表十二,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
<波长与反射率量测结果>
下表十三是第一比较例及第一实施例的反射率量测结果。
下表十四是第二实施例及第三实施例的反射率量测结果。
下表十五是第六实施例及第七实施例的反射率量测结果。
请一并参照图1至图6,图6为第一比较例的光学镜头的反射率与波长的关系图。本揭示内容的光学镜头在波长400nm-700nm范围间具有一定数量的反射率波谷与反射率波峰,反射率的谷点(Trough)顺序定义是以光学镜片中心处为准,由短波长到长波长依序为T1、T2、T3…等,依此方式递增,反射率的峰点(Crest)顺序定义是以光学镜片中心处为准,由短波长到长波长依序为C1、C2…等,依此方式递增。
在上述基础下,可以比较光学镜片中心处与周边处(近最大有效径处)的反射率差异。在图6中可以得知,第一比较例的中心处与周边处的反射率差异过大,不具备明显且等量的反射率波峰及反射率波谷,因此无法比较,显示第一比较例的镀膜技术不足与膜厚控制不佳。
本实用新型所述反射率为光学元件表面的量测数据,穿透率为整体光学镜头组合后的量测数据。
<抗反射镀膜配置与影像品质量测结果>
下表十六、表十七及表十八分别是第一比较例、第二实施例与第七实施例的抗反射镀膜配置方式。
抗反射镀膜配置方式(Coating Design)仅以第二实施例与第七实施例作为示范,相同镀膜设计或经适当变化的镀膜设计亦可应用在其他实施例的光学镜片上,可以视需求改变抗反射镀膜的膜层数量、光学镜片的材质、抗反射镀膜的高折射率材料及低折射率材料,且可以在评估最佳的配置因子后,应用在不同光学镜头与最适合的光学镜片中。外侧的Al2O3膜层由外(空气)至内(基材)的折射率自较低折射率渐变(Gradient)至较高折射率,所述渐变折射率膜层效果约等效于一折射率约为1.21的膜层。
本实用新型所述折射率的测定波长(Reference Wavelength)为510nm或587.6nm。
除上表十七及上表十八所提及的抗反射镀膜配置方式之外,本揭示内容的抗反射镀膜亦可以具有下列配置方式:
(1)抗反射镀膜是由原子层沉积法镀膜技术所制成,抗反射镀膜可以包含六膜层,由抗反射镀膜内侧的膜层至外侧的膜层的材质分别为TiO2、SiO2、 TiO2、SiO2、TiO2及Al2O3,且包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成。
(2)抗反射镀膜是由原子层沉积法镀膜技术所制成,抗反射镀膜可以包含八膜层,由抗反射镀膜内侧的膜层至外侧的膜层的材质分别为Al2O3、TiO2、 SiO2、TiO2、SiO2、TiO2、SiO2及Al2O3,且包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成。
(3)抗反射镀膜是由原子层沉积法镀膜技术所制成,抗反射镀膜可以包含七膜层,由抗反射镀膜内侧的膜层至外侧的膜层的材质分别为Al2O3、TiO2、 SiO2、TiO2、SiO2、TiO2及SiO2,且包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成。
(4)抗反射镀膜是由原子层沉积法镀膜技术所制成,抗反射镀膜可以包含二膜层,由抗反射镀膜内侧的膜层至外侧的膜层的材质分别为Al2O3及 MgF2,且包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成。
(5)抗反射镀膜是由原子层沉积法镀膜技术所制成,抗反射镀膜可以包含二膜层,由抗反射镀膜内侧的膜层至外侧的膜层的材质分别为Al2O3及SiO2,且包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成。
(6)抗反射镀膜是由原子层沉积法镀膜技术所制成,抗反射镀膜可以包含三膜层,由抗反射镀膜内侧的膜层至外侧的膜层的材质分别为Al2O3、SiO2及MgF2,且包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成。
(7)抗反射镀膜是由原子层沉积法镀膜技术所制成,抗反射镀膜可以包含一膜层,膜层的材质为AlN,且包含抗反射镀膜的光学镜片由一塑胶材料所制成。
下表十九是第一比较例、第二实施例与第七实施例的抗反射镀膜于光学镜片中心处及周边处的厚度比较。
第二实施例的抗反射镀膜是采用原子层沉积法镀膜技术所制成。由相关镜头影像品质测试结果可以得知,虽然第一比较例与第二实施例均出现斜条状耀光,但与第一比较例相较之下,第二实施例的耀光强度明显较低,说明第二实施例的光学镜头确实能获得较佳的成像品质。
再者,抗反射镀膜的外侧孔洞相对大于内侧孔洞,可以说明在同一平面中,抗反射镀膜外侧的不规则支状纳米纤维结构分布较稀疏,而内侧的不规则支状纳米纤维结构分布较紧密。
<第十三实施例>
第十三实施例的光学镜头的抗反射元件可包含至少一滤除元件或一保护玻璃,分别为滤除元件F1、滤除元件F2、滤除元件F3、滤除元件F4、滤除元件F5、滤除元件F6或保护玻璃G1。第十三实施例的光学镜头可选择包含的各滤除元件及保护玻璃的详细参数大小已列于下表二十,其参数定义皆与第一实施例相同,于此不再赘述。
下表二十一及表二十二分别是第十三实施例的两种抗反射镀膜配置方式。
本揭示内容的抗反射镀膜中,最靠近基材的膜层为第一膜层,依序为第二膜层、第三膜层…等,且第二膜层与第一膜层接触,依此类推。第一膜层的折射率为N1、第二膜层的折射率为N2…,依此类推。
第十三实施例的一抗反射镀膜配置方式中,基材为玻璃或塑胶,基材的折射率为1.53-1.92,基材的厚度为0.20mm、0.30mm或0.55mm,第一膜层为 SiO2,第一膜层的折射率为1.46,第一膜层的厚度为21nm,第二膜层为TiO2,第二膜层的折射率为2.35,第二膜层的厚度为9nm,第三膜层为SiO2,第三膜层的折射率为1.46,第三膜层的厚度为48nm,第四膜层为TiO2,第四膜层的折射率为2.35,第四膜层的厚度为4nm,第五膜层为SiO2,第五膜层的折射率为1.46,第五膜层的厚度为65nm,第六膜层为Al2O3,第六膜层为渐变折射率且等效折射率约为1.21,第六膜层的厚度为120nm。其中第六膜层的等效折射率小于第一膜层、第二膜层、第三膜层、第四膜层、第五膜层与基材,第五膜层的折射率小于第四膜层的折射率,第四膜层的折射率大于第三膜层的折射率,第三膜层的折射率小于第二膜层的折射率,第二膜层的折射率大于第一膜层的折射率,第一膜层的折射率小于基材的折射率。
第十三实施例的另一抗反射镀膜配置方式中,基材为玻璃或塑胶,基材的折射率为1.53-1.92,基材的厚度为0.20mm、0.30mm或0.55mm,第一膜层为SiO2,第一膜层的折射率为1.46,第一膜层的厚度为100nm,第二膜层为为Al2O3,第二膜层为渐变折射率且等效折射率约为1.21,第二膜层的厚度为 115nm。其中第二膜层的等效折射率小于第一膜层与基材,第一膜层的折射率小于基材的折射率。
由相关镜头影像品质测试结果可以得知,第一比较例在影像角落处出现明显杂光,而第十三实施例于影像角落处则无明显杂光,说明第十三实施例的光学镜头确实在大角度强光的情况下,有效改善角落杂光的问题。
再者,由相关镜头影像品质测试结果可以得知,第一比较例出现明显瓣状杂光,而第十三实施例则无,说明第十三实施例的光学镜头能明显改善瓣状杂光的问题。
<反射率及穿透率量测结果>
下表二十三及表二十四是第二比较例、第十四实施例及第十五实施例的反射率量测结果。
请一并参照图7至图9,图7为第二比较例的抗反射元件的反射率与波长的关系图,图8为第十四实施例的抗反射元件的反射率与波长的关系图,图9 为第十五实施例的抗反射元件的反射率与波长的关系图。由图7至图9可以得知,第十四实施例及第十五实施例的反射率均明显小于第二比较例的反射率,说明第十四实施例及第十五实施例透过采用不同的镀膜方式,能够获得优异的抗反射效果。
下表二十五及表二十六是第二比较例及第十四实施例的穿透率量测结果。
请一并参照图10及图11,图10为第二比较例的抗反射元件的穿透率与波长的关系图,图11为第十四实施例的抗反射元件的穿透率与波长的关系图。由图10及图11可以得知,第十四实施例及第二比较例在不同波长下的穿透率相似,说明第十四实施例在短波长处能保有良好穿透率,且在长波长处亦能具有良好滤除效果。
<第十五实施例>
请参照图12,图12为本揭示内容的一实施方式的一种取像装置的示意图。第十五实施例的取像装置由物侧至像侧依序包含一曲面元件110、一光学镜头 120以及一电子感光元件150,且电子感光元件150设置于光学镜头120的成像面140。
请一并参照图13A至图13D,图13A、图13B、图13C及图13D分别为图12所示的取像装置于13A处、13B处、13C处及13D处的局部放大示意图。其中,曲面元件110的物侧表面111包含一相位次波长结构,其细部结构如图 13A所示,光学镜头120的物侧表面121包含一石墨烯结构,其细部结构如图 13B所示,光学镜头120的像侧表面122包含一抗反射镀膜,其细部结构如图 13C所示。取像装置更可以包含一相位次波长结构130,其细部结构如图13D 所示。
请参照图14,图14为取像装置中的一绕射元件160的示意图。取像装置更可以包含绕射元件160,绕射元件160的至少一表面可以包含一抗反射镀膜,绕射元件160的抗反射镀膜的材质可以为氧化铝。在本实施例中,绕射元件 160的物侧表面161包含抗反射镀膜,其细部结构如图13C所示。
借此,本揭示内容的多光学镜片的光学镜头中,是在面型变化幅度明显的特定光学镜片上,以高阶镀膜技术制备抗反射镀膜,且光学镜片中心处与周边处的抗反射镀膜厚度具有高度一致性,进而达到全视场范围内均匀一致的抗反射效果,使反射率波形的变化偏移幅度控制在微小范围内,有助于维持抗反射效率的一致性,并达到多光学镜片的光学镜头的高规格要求与高影像品质。本揭示内容着重在控制光学镜头中的镀膜配置技术,不仅发挥高阶镀膜技术的应用价值,并获得抗反射镀膜的最佳制作效果,使大幅度面型变化的光学镜片,在全视场有效径范围内皆获得一致的抗反射效果,进而减少大角度强光的反射问题,提升整体光学镜头的影像品质。
虽然本揭示内容已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本揭示内容,任何熟悉此技艺者,在不脱离本揭示内容的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本揭示内容的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (28)
1.一种光学镜头,其特征在于,该光学镜头由物侧至像侧包含:
至少四光学镜片;
其中,至少一该光学镜片包含一抗反射镀膜,包含该抗反射镀膜的该光学镜片为塑胶镜片,该抗反射镀膜位于该光学镜片的物侧表面或像侧表面,该抗反射镀膜包含至少一膜层,位于该抗反射镀膜外侧的该膜层为陶瓷膜层,该抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近该抗反射镀膜外侧的该些孔洞的尺寸大于邻近该抗反射镀膜内侧的该些孔洞的尺寸;
其中,位于该光学镜片中心处的该抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于该光学镜片周边处的该抗反射镀膜的总厚度为Tp,该光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:
|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及
-1.5≤FAR。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜头的抗反射镀膜配置第一因子为Far1,其满足下列条件:
0.500≤Far1。
3.根据权利要求2所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜头的抗反射镀膜配置第二因子为Far2,其满足下列条件:
0.100≤Far2。
4.根据权利要求3所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜头的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其满足下列条件:
2.5≤Far3。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜片为一基材,该基材的折射率为Ns,其满足下列条件:
Ns≤1.7682。
6.根据权利要求5所述的光学镜头,其特征在于,位于该抗反射镀膜外侧的该膜层为氧化铝膜层。
7.根据权利要求6所述的光学镜头,其特征在于,该抗反射镀膜包含至少三膜层,且该至少三膜层的材质不同。
8.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜片中心处的反射率谷点在一范围间具有相对较低反射率的波长为Wtc,该光学镜片周边处的反射率谷点在一范围间具有相对较低反射率的波长为Wtp,其满足下列条件:
0nm≤|Wtc-Wtp|≤25nm。
9.根据权利要求8所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜片中心处的反射率谷点在一范围间的相对较低反射率为Rtc,其满足下列条件:
0%<Rtc≤0.300%。
10.根据权利要求9所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜片周边处的反射率谷点在一范围间的相对较低反射率为Rtp,其满足下列条件:
0%<Rtp≤0.300%。
11.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜片中心处的反射率峰点在一范围间具有相对较高反射率的波长为Wcc,该光学镜片周边处的反射率峰点在一范围间具有相对较高反射率的波长为Wcp,其满足下列条件:
0nm≤|Wcc-Wcp|≤20nm。
12.根据权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜片中心处的反射率峰点在一范围间的相对较高反射率为Rcc,其满足下列条件:
0.200%≤Rcc≤0.700%。
13.根据权利要求12所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜片周边处的反射率峰点在一范围间的相对较高反射率为Rcp,其满足下列条件:
0.200%≤Rcp≤0.700%。
14.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,包含该抗反射镀膜的该光学镜片的至少一表面包含至少一反曲点。
15.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,该抗反射镀膜的总层数为tLs,其满足下列条件:
1≤tLs≤8。
16.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,该抗反射镀膜的总膜厚为tTk,其满足下列条件:
200nm<tTk≤400nm。
17.一种取像装置,其特征在于,包含:
一光学镜头,其由物侧至像侧包含:
至少四光学镜片;
其中,至少一该光学镜片包含一抗反射镀膜,包含该抗反射镀膜的该光学镜片为塑胶镜片,该抗反射镀膜位于该光学镜片的物侧表面或像侧表面,该抗反射镀膜包含至少一膜层,位于该抗反射镀膜外侧的该膜层为陶瓷膜层,该抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近该抗反射镀膜外侧的该些孔洞的尺寸大于邻近该抗反射镀膜内侧的该些孔洞的尺寸;
其中,位于该光学镜片中心处的该抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于该光学镜片周边处的该抗反射镀膜的总厚度为Tp,该光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:
|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及
-1.5≤FAR;
一绕射元件,其至少一表面包含一抗反射镀膜,该绕射元件的该抗反射镀膜为氧化铝镀膜;以及
一电子感光元件,其设置于该光学镜头的一成像面。
18.一种取像装置,其特征在于,包含:
一光学镜头,其由物侧至像侧包含:
至少四光学镜片;
其中,至少一该光学镜片包含一抗反射镀膜,包含该抗反射镀膜的该光学镜片为塑胶镜片,该抗反射镀膜位于该光学镜片的物侧表面或像侧表面,该抗反射镀膜包含至少一膜层,位于该抗反射镀膜外侧的该膜层为陶瓷膜层,该抗反射镀膜包含多个孔洞,且邻近该抗反射镀膜外侧的该些孔洞的尺寸大于邻近该抗反射镀膜内侧的该些孔洞的尺寸;
其中,位于该光学镜片中心处的该抗反射镀膜的总厚度为Tc,位于该光学镜片周边处的该抗反射镀膜的总厚度为Tp,该光学镜头的抗反射镀膜配置主因子为FAR,其满足下列条件:
|Tc-Tp|/Tc≤5.00%;以及
-1.5≤FAR;
一曲面元件,其至少一表面包含一相位次波长结构;以及
一电子感光元件,其设置于该光学镜头的一成像面。
19.一种电子装置,是为一移动装置,其特征在于,该电子装置包含:
如权利要求17所述的取像装置。
20.一种光学镜头,其特征在于,该光学镜头由物侧至像侧包含:
至少一光学镜片;以及
至少一抗反射元件;
其中,至少一该抗反射元件的至少一表面包含一抗反射镀膜,包含该抗反射镀膜的该抗反射元件为玻璃元件,该抗反射镀膜包含至少二膜层,最靠近该抗反射元件的一基材的其中一该膜层为一第一膜层,且该第一膜层的折射率小于该基材的折射率;
其中,位于该抗反射镀膜外侧的该膜层为氧化铝膜层,该抗反射镀膜包含多个孔洞,邻近该抗反射镀膜外侧的该些孔洞的尺寸大于邻近该抗反射镀膜内侧的该些孔洞的尺寸,且最外侧的该膜层具有渐变的折射率;
其中,该抗反射镀膜的总膜厚为tTk,其满足下列条件:
200nm<tTk≤400nm。
21.根据权利要求20所述的光学镜头,其特征在于,该基材为一平板元件。
22.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,该基材于光轴上的厚度为CTs,其满足下列条件:
0.15mm<CTs≤0.60mm。
23.根据权利要求22所述的光学镜头,其特征在于,该光学镜头的抗反射镀膜配置第三因子为Far3,其满足下列条件:
1.0≤Far3≤5.0。
24.根据权利要求23所述的光学镜头,其特征在于,该基材于波长400nm-630nm的平均反射率为R4063,其满足下列条件:
0%≤R4063≤1.3%。
25.根据权利要求24所述的光学镜头,其特征在于,该基材于波长670nm-1000nm的平均反射率为R67100,其满足下列条件:
0%≤R67100≤3.0%。
26.根据权利要求25所述的光学镜头,其特征在于,该基材于波长400nm-600nm的平均穿透率为T4060,其满足下列条件:
95%≤T4060≤100%。
27.根据权利要求26所述的光学镜头,其特征在于,该抗反射镀膜具有一第二膜层,该第二膜层的折射率大于该第一膜层的折射率,该第二膜层的折射率大于该基材的折射率,且最外侧的该膜层的折射率等效小于该第一膜层与该基材的折射率。
28.根据权利要求20所述的光学镜头,其特征在于,该基材为一微透镜。
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