TW201403143A - 鏡頭 - Google Patents

Abstract

一種鏡頭，包括一第一透鏡，第一透鏡為一可吸收紅外光透鏡，第一透鏡包括一第一表面以及一第二表面，第一表面面向物側，第二表面面向像側。

Description

鏡頭

本發明係有關於一種鏡頭，特別是有關於一種使用紅外截止透鏡之鏡頭。

一般的數位相機、數位攝影機或具有拍照功能的手機等產品均包含有鏡頭與影像感測器(例如CCD或CMOS)，鏡頭用於將物體所發出的光匯聚到影像感測器，影像感測器再將接收到的光訊號轉換成電訊號，以供後續處理。影像感測器本身除了感測物體所發出的可見光訊號外，還可以感測到波長大於750 nm之紅外光(IR)訊號，此多餘的紅外光訊號將造成所拍出的影像產生色偏，嚴重影響成像品質。

為了解決上述紅外光所造成的色偏，一般習知的解決方法如第1圖所示，在鏡頭與影像感測器之間加入一片紅外截止濾光片(IR Cut Filter)，用以濾除多餘的紅外光訊號。第1圖係習知的手機鏡頭示意圖，習知的手機鏡頭1從物側至像側係包含一第一透鏡11、一第二透鏡12、一第三透鏡13以及一紅外截止濾光片14。成像時，由物側所發出的光射向習知的手機鏡頭1，依序 經過第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13以及紅外截止濾光片14，再匯聚到影像感測器17。紅外截止濾光片14只允許物體所發出的可見光通過，但是不允許物體所發出的紅外光通過，可避免影像感測器接收到紅外光訊號，從而得到一良好影像。

上述的習知方法雖然可以修正因紅外光干擾所引起的色偏問題，但是習知的紅外截止濾光片會因入射光束的入射角度變大，導致其穿透分光圖形往短波長方向移動，入射光束的入射角度愈大其穿透分光圖形往短波長移動就愈明顯。以第1圖中的0度光束15與26度光束16為例，其中的0度光束15與光軸OA的夾角為0度，26度光束16與光軸OA的夾角為26度，此兩光束通過習知的手機鏡頭1後之穿透分光圖形如第2圖所示，第2圖中的橫軸代表波長(其單位為nm)，縱軸代表穿透率(其單位為%)，其中26度光束16的穿透分光圖形明顯偏離0度光束15的穿透分光圖形且往短波長方向移動，另外，兩光束在可見光範圍(420 nm~680 nm)內之平均穿透率差異較大，在紅外光範圍(750 nm~1200 nm)內仍有一些殘餘的紅外光通過，此將導至色偏、產生鬼影以及紅外光雜訊無法完全消除，影響影像品質。

本發明為了解決上述問題而提供一種鏡頭，在其紅外截止透鏡之表面各鍍上一層紅外截止濾光膜與抗反射膜，可抑制大角度入射光通過鏡頭後其穿透分光圖形往短波長方向移動之問題，減小大角度入射光與小角度入射光通過鏡頭後在可見光範圍(420 nm~680 nm)內之平均穿透率差值，以及降低大角度入射光與小角度入射光通過鏡頭後在紅外光範圍(750 nm~1200 nm)內之平均穿透率值，藉以減少色偏、鬼影以及消除紅外光雜訊，使影像品質提高。另外，本發明不需使用紅外截止濾光片，除可節省紅外截止濾光片的成本外，還可縮短鏡頭長度。

本發明之鏡頭包括一第一透鏡，為一可吸收紅外光透鏡，第一透鏡包括一第一表面以及一第二表面，第一表面面向物側，第二表面面向像側。

其中，第二表面的曲率較第一表面為小。

其中，第一透鏡更包括一紅外截止濾光膜，覆於第二表面。

其中，第一透鏡更包括一抗反射膜，覆於第一表面。

或者，第一透鏡更包括一紅外截止濾光膜，覆於第一表面。

或者，第一透鏡更包括一抗反射膜，覆於第二表 面。

其中，第一透鏡的材質可為藍玻璃。

本發明之鏡頭可更包括一第二透鏡，第一透鏡以及第二透鏡從物側至像側依序排列。

其中，第二透鏡的材質可為塑膠或玻璃。

為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

請參閱第3圖，第3圖係依據本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭之實施例的示意圖。鏡頭3從物側至像側係包含一第一透鏡31、一第二透鏡32以及一第三透鏡33。第一透鏡31包含一第一表面311以及一第二表面312，第一表面311面向物側，第二表面312面向像側。第一表面311之表面鍍覆有一抗反射膜3111，第二表面312之表面鍍覆有一紅外截止濾光膜3121。成像時，由物側所發出的光射向鏡頭3，依序經過第一透鏡31、第二透鏡32以及第三透鏡33再匯聚到影像感測器36，影像感測器36再將接收到的光訊號轉換成電訊號，以供後續處理。

第一透鏡31係由一種可吸收紅外光材質所構成之透鏡，第一透鏡31之材質可為藍玻璃，此種可吸收紅 外光透鏡只允許入射光中的可見光穿透，而入射光中的紅外光將被吸收，可避免紅外光進入影像感測元件造成雜訊。紅外截止濾光膜3121可減少大角度入射光通過鏡頭3後其穿透分光圖形往短波長方向之偏移量，可減少色偏，並且更進一步的濾除未被第一透鏡31吸收之紅外光，大幅消除紅外光區雜訊。抗反射膜3111可以使大角度入射光與小角度入射光通過鏡頭3後在可見光範圍(420 nm~680 nm)內之平均穿透率較一致，可降低鬼影。

底下將以測試資料進一步說明本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭相對於習知的手機鏡頭之優點。第2圖係習知的手機鏡頭之0度光束與26度光束之穿透分光圖形。第4圖係依據本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭之0度光束與26度光束之穿透分光圖形。比較第2圖與第4圖可以發現，第4圖中的0度光束與26度光束的穿透分光圖形之50%寬度分別為645 nm與644 nm，相差1 mm，而第2圖中的0度光束與26度光束的穿透分光圖形之50%寬度分別為645 nm與630 nm，相差15 mm，很明顯的第4圖之結果優於第2圖，此意謂本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭所產生的色偏小於習知的手機鏡頭。

第4圖中的0度光束與26度光束在可見光範圍 (420 nm~680 nm)之平均穿透率分別為78%與75%，其變動值為3%，第2圖中的0度光束與26度光束在可見光範圍(420 nm~680 nm)之平均穿透率分別為86%與79%，其變動值為7%，同樣的第4圖之結果優於第2圖，此意謂本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭所產生的鬼影現像小於習知的手機鏡頭。

第4圖中的0度光束與26度光束在紅外光範圍(750 nm~1200 nm)之平均穿透率分別為0.73%與0.16%，第2圖中的0度光束與26度光束在紅外光範圍(750 nm~1200 nm)之平均穿透率分別為4.2%與8.8%，很明顯的第4圖之結果優於第2圖，此意謂本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭消除紅外光雜訊之能力優於習知的手機鏡頭。

除了上述的提升影像品質之優點外，本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭不需使用紅外截止濾光片，除可節省紅外截止濾光片的成本外，還可縮短鏡頭長度。

第3圖所示的使用紅外截止透鏡之鏡頭為三片式透鏡結構，然而可以瞭解到，其他數目透鏡結構(一、二、四或以上)亦可實施，仍應屬本發明的範圍。

運用在手機鏡頭時，本發明之第一透鏡31的材質可為藍玻璃，第二透鏡32的材質可為塑膠或玻璃，第三透鏡33的材質亦可為塑膠或玻璃。然而可以了解 到，本發明並不限於此實施方式，仍可視實際情況改變各透鏡所使用的材質。

如果透鏡表面曲率愈小(愈平坦)，則在製造上將紅外截止濾光膜3121鍍覆於透鏡表面時比較容易均勻，而在上述實施例中，由於第二表面312較第一表面311的曲率為小，因此於第一表面311鍍覆抗反射膜3111，而第二表面312鍍覆紅外截止濾光膜3121。然而可以瞭解到，如果改變成於第一表面311鍍覆紅外截止濾光膜3121，而第二表面312鍍覆抗反射膜3111，亦能達到相同的功效，而且也應屬本發明的範疇。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧習知的手機鏡頭

3‧‧‧鏡頭

11、31‧‧‧第一透鏡

12、32‧‧‧第二透鏡

13、33‧‧‧第三透鏡

14‧‧‧紅外截止濾光片

15、34‧‧‧0度光束

16、35‧‧‧26度光束

17、36‧‧‧影像感測器

311‧‧‧第一表面

3111‧‧‧抗反射膜

312‧‧‧第二表面

3121‧‧‧紅外截止濾光膜

OA‧‧‧光軸

第1圖係習知的手機鏡頭示意圖。

第2圖係習知的手機鏡頭之0度光束與26度光束之穿透分光圖形。

第3圖係依據本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭之實施例的示意圖。

第4圖係依據本發明之使用紅外截止透鏡之鏡頭之0度光束與26度光束之穿透分光圖形。

3‧‧‧鏡頭

31‧‧‧第一透鏡

311‧‧‧第一表面

3111‧‧‧抗反射膜

312‧‧‧第二表面

3121‧‧‧紅外截止濾光膜

32‧‧‧第二透鏡

33‧‧‧第三透鏡

34‧‧‧0度光束

35‧‧‧26度光束

36‧‧‧影像感測器

OA‧‧‧光軸

Claims (10)

1. 一種鏡頭，包括：一第一透鏡，為一可吸收紅外光透鏡，包括一第一表面以及一第二表面，該第一表面面向物側，該第二表面面向像側。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭，其中該第二表面的曲率較該第一表面為小。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鏡頭，其中該第一透鏡更包括一紅外截止濾光膜，該紅外截止濾光膜覆於該第二表面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之鏡頭，其中該第一透鏡更包括一抗反射膜，該抗反射膜覆於該第一表面。
5. 如申請專利範圍第2項所述之鏡頭，其中該第一透鏡更包括一紅外截止濾光膜，該紅外截止濾光膜覆於該第一表面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭，其中該第一透鏡更包括一抗反射膜，該抗反射膜覆於該第二表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭，其中該第一透鏡的材質為藍玻璃。
8. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭，其更包括一第二透鏡，該第一透鏡以及該第二透鏡從該物側至該像側依序排列。
9. 如申請專利範圍第8項所述之鏡頭，其中該第二透鏡的材質為塑膠。
10. 如申請專利範圍第8項所述之鏡頭，其中該第二透鏡的材質為玻璃。