TW202303196A - 潛望式相機模組之光學系統 - Google Patents

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Abstract

一種用於相機模組(1)之光學系統，包括影像感測器(7)及定義光路(9)的光學配置，其中，在光路(9)中，包含於其中的諸多光學組件係按以下順序佈置在影像感測器(7)前方：(a)第一稜鏡(2)，(b)可選的第一平面光學元件(3)，(c)光學透鏡系統(4)，(d)可選的第二平面光學元件(5)，(e)可選的第二稜鏡(6)，且其中，該等組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。

Description

潛望式相機模組之光學系統
本發明係有關於一種用於相機模組、特別是用於潛望式相機之光學系統，包括光學配置及影像感測器。
所謂的潛望式相機係部分地安裝在智慧型手機中，且包括反射稜鏡，其係在智慧型手機背面上透過開口以捕捉需要拍攝的影像並使其偏轉90°、集束且透過光學配置以進一步輸往捕捉資料的感測器。其光學配置通常還包括光學透鏡系統(亦稱物鏡)及可選的另一稜鏡，其引起對感測器的進一步90°偏轉。
此類潛望式相機之光學系統的一般性結構例如已在US 10,908,387 B2及 US 2021/0124145 A1 US中有過詳細描述。US 2021/0026117 A1揭露一種光學系統，其包括使得入射光偏轉90°的第一稜鏡、透鏡系統及引起光束之進一步90°偏轉的第二稜鏡。隨後，在光入射至影像感測器前透過紅外屏障濾光片(下文亦稱「IR屏障濾光片」)來導引光。
此類潛望式相機藉其一般性結構而包括了多於傳統智慧型手機相機的一或兩個光學組件。
潛望式相機及傳統數位彩色相機系統中皆需裝有IR屏障濾光片。眾所周知，影像感測器通常具有感測器像素在紅外光譜範圍內同樣敏感的特性。相機模組之光學器件，其光學組件由常見之玻璃或塑膠製成，通常亦具一定程度上的紅外透射率。但到達感測器的紅外光會對成像品質造成有害影響，因為，其會引起色彩失真及亮度失真。
有鑒於此，通常為相機模組配設IR屏障濾光片，其特別是緊挨著地佈置在感測器前。IR屏障濾光片例如指涉防止紅外光入射至感測器的干涉濾光片或濾光玻璃。適用之屏障濾光片例如在430至約650 nm之第一波長範圍(通帶)內具有較高的透射率，而且，例如在高於700 nm的另一波長範圍內具有極低的透射率。此外，亦可使用具有較陡邊緣的濾光片，亦即，自小於400 nm至UV範圍的透射率係迅速下降。阻斷UV範圍有利於更好地進行色彩識別。
如前所述，通常將IR屏障濾光片緊挨著地佈置在感測器前方。由於電子設備(如智慧型手機相機)之組件愈來愈小，對超薄濾光片的需求有所上升。通常之厚度為0.1至0.3 mm。為了仍能獲得充分的濾光效果，必須用著色組分(如CuO)對組件(如濾光玻璃)進行強力著色。此舉可能存在各種缺點。例如難以製造CuO比例較高的玻璃，因為在此情形下，CuO既作為著色組分又作為玻璃成分，會對玻璃之玻璃結構及其他物理特性存在影響。此外，此類濾光片具有較差的信噪比，且使得影像品質變差。此外，此類超薄濾光元件必然具有相對較低的機械穩定性。
有鑒於此，本發明之目的在於提供一種用於相機模組之光學系統，其至少部分地克服迄今為止之相機模組的缺點。
本發明用以達成上述目的之解決方案即為申請專利範圍之主題。
本發明用以達成上述目的之解決方案主要在於一種用於相機模組之光學系統，包括影像感測器及定義光路的光學配置，其中，在該光路中，包含於其中的諸多光學組件係按以下順序佈置在該影像感測器前方： (a)第一稜鏡， (b)可選的第一平面光學元件， (c)光學透鏡系統， (d)可選的第二平面光學元件， (e)可選的第二稜鏡， 且其中，該等組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。
本發明亦有關於一種潛望式相機模組，包括本發明之光學系統。
本發明發現，此種光學系統克服了習知系統的缺點。毋需將諸如IR屏障濾光片之類的吸收濾光片緊挨著地佈置在感測器前方，可將具有相應吸收效果的組件佈置在相機模組中之某個位置上，而在該位置上能具有較大的維度。從而使得穿過其吸收組件的光路大於穿過傳統式超薄濾光片的光路。如此便能使用在阻斷對透射之比例(即，所謂之信噪比)方面具有優異特性的濾光片。
為了例如針對IR屏障濾光片，描述透射與阻斷之間的比例而定義以下差值：
Figure 02_image001
其中， τ i, min NIR為近紅外範圍(700 nm至1100 nm)內的最小淨透射 τ i , max VIS為可見範圍(430 nm至565 nm)內的最大淨透射，Δϴ為ISO 23364:2021-04及DIN 58131:2016-11中定義之光譜衰減差。
在超薄吸收濾光片中，必須例如用諸如CuO之類的著色組分，對諸如濾光玻璃之類的屏障濾光片進行強力摻雜，從而大幅阻斷有害輻射。但，此類高摻雜濾光玻璃具有相對較低的Δϴ，因而具有較差的信噪比。
諸如濾光玻璃之類的低摻雜吸收濾光片則具有高得多的Δϴ。然而，由於摻雜程度較低，為了充分阻斷有害輻射，便需要使用濾光片厚度較大的吸收濾光片，但其因尺寸限制而不適用於當前之智慧型手機相機。本發明發現，此種難題可透過本發明之光學系統而得以解決，其中毋需將必然超薄的吸收濾光片緊挨著地佈置在影像感測器前方，而將具有相應屏障效果的一或多個組件安裝在光學配置中的另一位置上，可藉其可用空間而具有較大的厚度。如此一來，與佈置在感測器前方之迄今為止的吸收濾光片相比，根據本發明的一種實施方式，由吸收濾光材料(如藍色玻璃)製成的偏轉稜鏡係具有長得多的光學路徑。當前常見之吸收濾光片僅具0.1 mm至0.3 mm之厚度，而穿過濾光稜鏡的光路長度可達數毫米。將至少一個平面光學元件用作為屏障濾光片的實施方式係與此類似，該平面光學元件基於所選位置而可具有例如至少為0.5 mm的較大厚度。因而，本發明之包括吸收濾光片的組件具備較高的Δϴ，從而亦具最佳的信噪比。
因而較佳地，該等光學組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者具有大於2.0、較佳地大於2.2、尤佳地大於2.4、同樣較佳地大於2.5的Δϴ。
本發明中之表述「光路」係指穿過光學配置到達影像感測器並有助於產生影像的所有光路之和。本發明之光學配置之光學組件係佈置成使得被導往感測器的光穿過此等光學組件。
本發明之光學系統包括至少一個第一稜鏡，其係使入射光以光學設計所需的方案較佳地偏轉90°，並且朝光學透鏡系統之方向偏轉。穿過透鏡系統後，光可透過第二稜鏡以到達影像感測器，較佳地進一步偏轉90°而為之或者被直接導引至該影像感測器。本發明中之第一及第二稜鏡係指光束偏轉元件，較佳係指三角形稜鏡或形狀基於三角形稜鏡的稜鏡。此點在本發明中表明，該稜鏡較佳係具有三角形之剖面，較佳地具有等腰三角形之剖面。較佳地，在一或多個限制面上，較佳地在一個限制面上，將入射光偏轉回到稜鏡內部。在一種有利實施方式中，此光學系統僅包括一個第一稜鏡，以確保相機模組之儘可能緊密且節省空間的結構。本發明之光學系統亦可包含更多光學組件，特別是，一個第一及/或一個第二平面光學元件，較佳係一個第一或一個第二平面光學元件，尤佳係一個第一平面光學元件。第一平面光學元件在光路中係佈置在第一稜鏡與透鏡系統之間，第二平面光學元件在光路中係安裝在光學透鏡系統與可選的第二稜鏡之間，或者替代地安裝在光學透鏡系統與影像感測器之間。在此等實施方式中，第一及/或第二平面光學元件包括至少一個吸收濾光片。
可以理解的是，該可選的第二平面光學元件較佳係僅在其並非緊挨著地佈置在影像感測器前方的實施方式中包括至少一個吸收濾光片。
因此，本發明之另一態樣亦有關於一種用於相機模組(1)之光學系統，包括影像感測器及定義光路的光學配置，其中，在其光路中，包含於其中的諸多光學組件係按以下順序佈置在影像感測器前方： (a) 第一稜鏡， (b) 可選的第一平面光學元件， (c) 光學透鏡系統， (d) 可選的第二平面光學元件， (e) 可選的第二稜鏡， 且其中，該等組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片，且/或其中，在此光學系統包括組件(e)的情況下，組件(d)可包括至少一個吸收濾光片。
本發明之另一態樣亦有關於一種用於相機模組之光學系統，包括影像感測器及定義光路的光學配置，其中，在其光路中，包含於其中的諸多光學組件係按以下順序佈置在影像感測器前方： (a) 第一稜鏡， (b) 可選的第一平面光學元件， (c) 光學透鏡系統， (d) 可選的第二平面光學元件， (e) 可選的第二稜鏡， 且其中，該等組件(a)、(b)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片，且其中，組件(d)可包括至少一個吸收濾光片。
在一種較佳實施方式中，本發明之光學配置僅包括一個平面光學元件，較佳地一個第一平面光學元件。此舉帶來多項優點。一方面，可降低相機模組之空間需求，製造成本亦較具有兩個平面組件的配置有所降低。此外，還能避免在配置中將光學元件安裝在透鏡系統後面時所可能產生的光學難題。此等光學難題可能因在設計光學透鏡系統時必須將此等額外的光學組件考慮在內而產生。可選的第二稜鏡亦是如此。
根據本發明，(a)第一稜鏡、(e)第二稜鏡、(b)第一平面光學元件及(d)第二平面光學元件之諸光學組件之至少一者包括至少一個吸收濾光片。在某些有利實施方式中，前述光學元件(a)、(b)、(d)及(e)中之兩個或兩個以上、例如兩個、三個或四個，亦可包括至少一個吸收濾光片。
較佳地，該等光學組件(a)、(b)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。
本發明中之吸收濾光片係指佈置在光路中的光學元件，使得感測器探測到的光束穿過該元件，其中，該光學元件之就干擾成像之波長而言的透射率係遠低於需要到達感測器的其他波長之透射率。
較佳地，其至少一個吸收濾光片係指IR屏障濾光片，較佳係指NIR屏障濾光片及/或UV屏障濾光片，尤佳係指NIR屏障濾光片。
本發明中之近紅外(NIR)較佳係表示650至1200 nm之波長範圍。本發明中之UV較佳係表示小於400 nm，較佳地小於420 nm之波長範圍。原則上可將塗佈有干涉濾光片的組件用作為阻斷某個特定波長範圍的組件。但，此類干涉濾光片利用反射以阻斷有害輻射，因而極有可能因反射而出現鬼影。因而，就高品質數位彩色相機而言，有利者係使用帶NIR或UV屏障效果的吸收濾光片，以降低鬼影及散射光的危險。
較佳地，穿過此等光學組件的光路包括至少一個大於0.5 mm、較佳地大於0.6 mm、較佳地大於0.7 mm、尤佳地大於0.8 mm的吸收濾光片。在第一及/或第二稜鏡包括至少一個吸收濾光片的實施方式中，穿過此等組件的光路在較佳實施方式中進一步地大於1.3 mm，尤佳地大於1.5 mm，進一步較佳地大於1.8 mm，進一步較佳地大於2.0 mm，同樣較佳大於3.0 mm或大於4.0 mm。
較佳地，第一及/或第二稜鏡具有大於1.0至10 mm、較佳地大於1.3至7 mm、較佳地大於1.5至6 mm、較佳地大於1.8至5 mm的直角邊長度。
較佳地，第一及/或第二平面元件具有大於0.5至2.5 mm、較佳地大於0.6至2.0 mm、較佳地大於0.8至1.5 mm、較佳地大於0.5至1.0 mm的厚度。
在本發明之光學系統中，其至少一個NIR屏障濾光片較佳係指NIR吸收濾光玻璃，尤佳係指至少一個Cu離子摻雜的玻璃，下文中亦稱藍色玻璃，其折射率n d較佳為至少1.50，進一步較佳為至少1.55，進一步較佳為不大於1.7，較佳地小於1.7，進一步較佳地不大於1.65，進一步較佳地不大於1.6。折射率n d係為相關領域通常知識者所熟知，且特別是表示波長約為587.6 nm(氦之d線之波長)時之折射率。在一種較佳實施方式中，本發明之Cu離子摻雜的玻璃係指含CuO的磷酸鹽玻璃，其中，CuO含量較佳為1至15 wt%，尤佳為2至10 wt%，進一步較佳為2.5至5 wt%；或指含CuO的氟磷酸鹽玻璃，其中，CuO含量較佳為0.1至10 wt%，尤佳為0.3至6.5 wt%。此類含CuO的玻璃例如已在US 2018/0312424 A1、US 2012/0165178 A1、US 2006/0111231 A1、US 2016/0363703 A1及US 2007/0099787 A1中有所描述。
在另一較佳實施方式中，NIR吸收濾光玻璃係指折射率n d為至少1.70之Cu離子摻雜的高折射率玻璃，較佳係指具有硼酸鑭玻璃基質之含CuO的玻璃。在WO 2020/006770 A1中例如描述過此類玻璃。
UV屏障濾光片為針對最大400 nm、較佳地最大420 nm之第一波長範圍具有遠低於針對400 nm或較佳地420至650 nm之第二波長範圍的透射率的諸等光學組件。在本發明的一種較佳實施方式中，其至少一個UV屏障濾光片係指UV吸收玻璃。
UV屏障濾光片較佳係指在400 nm左右之範圍內具有較陡UV邊緣的玻璃。適宜之玻璃例如為Schott公司的GG395、GG400、GG420及GG435。
在某些有利實施方式中，毋需在光學配置中設置本發明之構建為UV屏障濾光片的組件。此點例如適用於以下情形：包括NIR屏障濾光片(如含CuO的玻璃)的光學組件已在UV範圍內具有足夠的阻斷，或者光學組件(a)至(e)中之至少一者具有UV阻斷或UV反射之塗層，特別是，干涉塗層。
相應的吸收濾光片，較佳地NIR及UV吸收玻璃，可根據其在本發明之光學配置中之相應位置上的機械及特別是光學特性以選出。舉例而言，有利者係，可針對位置相對曝露的第一稜鏡而選擇具備較高機械及/或化學耐受性的玻璃。較佳地亦可特別是針對第一稜鏡而選擇折射率儘可能高的藍色玻璃或UV吸收玻璃。在第一及/或第二平面光學元件構建為NIR屏障濾光片的實施方式中，使用相對高折射率的玻璃並非必要之舉。例如含CuO的磷酸鹽玻璃或氟磷酸鹽玻璃，如Schott公司的藍色玻璃BG40或BG64，適用於此種情形。
包括本發明之至少一個吸收濾光片的光學元件較佳係部分地或完全地由該吸收濾光片構成。在一種有利實施方式中，諸光學組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者，較佳地該等光學組件(a)、(b)及(e)中之至少一者，尤佳地該等光學組件(a)及(e)中之至少一者，係由其相應的吸收濾光片所構成或組成，特別是，由NIR或UV吸收玻璃所構成或組成。在另一有利實施方式中，諸光學組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者，較佳地該等光學組件(a)、(b)及(e)中之至少一者，尤佳地該等光學組件(a)及(e)中之至少一者，為包括兩個或兩個以上光學複合組件的複合體，其中，該等光學複合組件中之至少一者係由其相應的吸收濾光片所構成或組成，特別是，由NIR或UV吸收玻璃所構成或組成。
諸光學組件(a)、(b)、(c)、(d)及(e)還可至少部分地塗佈有至少一個光學層。不言而喻，此處係指相應的光學組件之表面之塗佈。本發明中之部分塗佈既指僅對光學組件之多個不同表面中之一者進行塗佈，又指僅對光學組件之一或多個特定表面進行部分塗佈。
適宜的光學層例如為干涉濾光片層系統、抗反射層系統、反射層系統(例如金屬塗層，如Al或Ag層)，連同可改善相應組件之機械及/或化學耐受性的層系統。
本發明中之層系統既表示個別的層，又表示包括兩個或兩個以上層的多層塗層。當然，亦可施覆若干個層系統，其係實施成為若干個前述層系統之組合，例如可提高機械或化學耐受性及/或起抗反射作用的干涉濾光片層。此類層已為相關領域通常知識者所熟知。
在有利實施方式中，第一稜鏡及/或可選的第二稜鏡之至少一個表面配設有反射塗層，其係有利地施覆在第一及/或第二稜鏡之將入射光偏轉回到相應的稜鏡內部的限制面上。
如前所述，本發明之光學配置之相應光學組件具有多個表面。在一種較佳實施方式中，其組件之至少所有光學相關表面係至少部分地、較佳係完全地配設有適宜的光學塗層。本發明中之組件之光學相關表面係指涉位於光之光路中的每個表面，此點既包括光入射側上的表面，又包括出光面上的表面以及對入射光束進行反射或偏轉的表面。當然，視需要亦可為不同的光學相關表面配設不同的光學塗層。
在一種較佳實施方式中，諸組件(a)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。亦即，第一稜鏡及/或可選的第二稜鏡包含至少一個吸收濾光片。在僅包括第一稜鏡的實施方式中，第一稜鏡當然包括至少一個吸收濾光片，較佳地NIR屏障濾光片。在既包括第一稜鏡又包括第二稜鏡的實施方式中，亦可使該二稜鏡皆包括至少一個吸收濾光片。根據較佳方案，第一稜鏡及第二稜鏡包括不同的吸收濾光片，例如，第一稜鏡包括NIR屏障濾光片，第二稜鏡包括UV屏障濾光片。
在另一較佳實施方式中，諸組件(b)及(d)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。亦即，至少第一平面光學元件或第二平面光學元件包含至少一個吸收濾光片，較佳地NIR屏障濾光片。在僅包括第一或第二平面光學元件的實施方式中，唯有其所設的平面光學元件包括至少一個吸收濾光片。在既包括第一平面光學元件又包括第二平面光學元件的實施方式中，亦可使該二平面光學元件皆包括至少一個吸收濾光片。根據較佳方案，第一平面光學元件及第二平面光學元件包括不同的吸收濾光片，例如，第一平面光學元件包括NIR屏障濾光片，第二平面光學元件包括UV屏障濾光片。
在一種尤佳實施方式中，本發明之光學配置包括第一稜鏡、光學透鏡系統及可選的第二稜鏡，尤佳地，該光學配置係由第一稜鏡之光學組件、光學透鏡系統及可選的第二稜鏡所構成，進一步較佳地，該光學配置係由第一稜鏡及透鏡系統所構成。換言之，本發明之光學配置僅包括第一稜鏡、透鏡系統及可選的第二稜鏡，其係佈置在感測器前方。在此實施方式中，第一稜鏡及/或第二稜鏡(若包含的話)，尤佳地該第一稜鏡，包括至少一個吸收濾光片，其中，該吸收濾光片較佳係指NIR屏障濾光片及/或UV屏障濾光片，尤佳係指NIR屏障濾光片。此前提及之有利效果在於具有至少一個吸收濾光片之穿過光學組件的較長光路，而此實施方式的另一有利之處在於：與傳統(潛望式)相機模組相比，所需的光學組件較少。其原因在於：偏轉稜鏡及吸收濾光片組件可在單獨一個光學組件中實現。從而實現了更緊密的相機模組結構，並降低製造成本。
在第二較佳實施方式中，光學配置包括第一稜鏡、第一平面光學元件及/或第二平面光學元件，較佳地第一或第二平面光學元件，尤佳地第一平面光學元件、光學透鏡系統及可選的第二稜鏡。在此實施方式中，第一及/或第二平面光學元件包括至少一個吸收濾光片，其中，該吸收濾光片較佳係指NIR屏障濾光片及/或UV屏障濾光片，尤佳係指NIR屏障濾光片。
較佳地，此種實施方式之光學配置係由第一稜鏡、包括至少一個吸收濾光片(較佳地NIR屏障濾光片)的第一平面光學元件、光學透鏡系統及可選的第二稜鏡所構成。在一種實施方式中，第一及/或第二稜鏡可包括至少一個吸收濾光片，較佳地UV屏障濾光片，但在一種較佳實施方式中，該第一及該可選的第二稜鏡不包括吸收濾光片。
此外較佳地，此種實施方式之光學配置係由第一稜鏡、包括至少一個吸收濾光片(較佳地UV屏障濾光片)的第一平面光學元件、光學透鏡系統及可選的第二稜鏡所構成。
此外較佳地，此種實施方式之光學配置係由第一稜鏡、包括至少一個吸收濾光片(較佳地NIR屏障濾光片)的第一平面光學元件、光學透鏡系統及可選的第二稜鏡所構成。
在第三較佳實施方式中，本發明中之光學配置中的光學組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者為由至少兩個、例如三個或四個複合組件所構成的複合體，其中，該等複合組件中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。可藉由附接或是透過光學黏合或光學透明的膠黏劑，以將該等複合組件連接在一起。
在一種實施方式中，將第一及/或第二稜鏡，較佳地第一稜鏡，構建為此種複合體，下文中稱為「複合稜鏡」。在此例如係將稜鏡狀複合組件與一或多個、例如兩個或三個平面複合組件(下文中稱為「第一」、或「第二」、或「第三平面複合組件」)連接。
諸複合組件中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。在一種較佳實施方式中，所有複合組件皆包括至少一個吸收濾光片。在另一較佳實施方式中，其複合體還包括至少一個複合組件，其係不包括本發明之吸收濾光片，如高折射率的玻璃，特別是，折射率n d為1.6至2.2的玻璃。在本發明中，透過上述方式所獲得之複合體仍被稱為「第一稜鏡」或「第二稜鏡」。
在其光學配置之一種實施方式中，作為補充或替代方案，可將第一及/或第二平面光學元件構建為複合體。此種複合體仍被稱為「第一平面光學元件」或「第二平面光學元件」。其複合體較佳係指由包括不同吸收濾光片的兩個複合組件構成之複合體，例如由包括UV屏障濾光片的第一平面組件與包括NIR屏障濾光片的第二平面組件所構成的複合體。
當然，此種複合體亦可具有一或多個前述之光學塗層。
本發明之光學配置中之光學透鏡系統可指單獨一個光學透鏡，較佳地可指包括兩個或兩個以上光學透鏡的配置。透過將光學透鏡系統中的不同透鏡組合在一起，便能防止色彩錯誤及失真。關於光學透鏡系統之例示性結構的細節係為相關領域通常知識者所熟知，可參閱本文開篇所述之先前技術。
圖1示出本發明之光學系統之較佳實施方式。在圖1至3中，光路9僅示意性地表示光(主射束)沿光軸的路徑。可以理解的是，此處並非示出某個特定場半角或某個特定波長之光路。示出的是，入射光經由保護窗8進入相機模組1之光學配置並首先到達第一稜鏡2的路徑，而該第一稜鏡使得光之光路9偏轉90°。在此實施方式中，第一稜鏡2係構建為吸收濾光片，較佳係用作為NIR(近紅外)濾光片的藍色玻璃。相應地，在光之路徑上透過第一稜鏡2以吸收入射光所含NIR輻射之至少一部分。如前所述，光被第一稜鏡2偏轉90°，使其隨後穿過在此僅用三個透鏡例示性示出的光學透鏡系統4，並被第二稜鏡6進一步偏轉90°，從而使得光入射至感測器7。第二稜鏡6亦可包括吸收濾光片，如NIR濾光片或UV屏障濾光片。在第二稜鏡6包括吸收濾光片的情況下，其較佳係指UV屏障濾光片。在尤佳的實施方式中，第二稜鏡6不包括吸收濾光片。第一稜鏡2及第二稜鏡6以及光學透鏡系統4中之一或多個透鏡較佳地還包括光學塗層(未示出)。此等光學塗層尤佳地位於經塗佈的光學組件之所有的光學相關表面上。
圖2示出本發明之相機模組1之第二實施方式。除非另有說明，結合圖1所作闡述者亦適用於此處之各組成部分及元件符號。與圖1所描述之模組不同，圖2所示相機模組1僅包括第一稜鏡2，不包括第二稜鏡6，亦即，光僅經歷一次90°偏轉，並且在穿過光學透鏡系統4後直接入射至感測器7。其光學配置因未設置第二稜鏡6而更緊密。
圖3示出本發明之相機模組1的第三實施方式。除非另有說明，結合圖1及圖2所作闡述亦適用於此處之各組成部分及元件符號。所示光學配置包括第一稜鏡2及第一平面光學元件3，連同透鏡系統4，後面是第二稜鏡6及影像感測器7。替代地，在一種較佳實施方式中亦可免設第二稜鏡6。在此替代實施方式中相應地，光在穿過光學透鏡系統4後不會進一步偏轉地直接入射至後面的感測器7。此種實施方式因其結構更為緊密而非常有利。在所示之替代實施方式中，第一平面光學組件包括吸收濾光片，特別是NIR屏障濾光片。在某些實施方式中，稜鏡2及/或6亦可包括吸收濾光片，但在此處較佳地並非如此。
圖4a至4g示出構建為複合體的第一或第二稜鏡之不同的例示性實施方式，下文中稱為第一複合稜鏡2a或第二複合稜鏡6a。第一或第二複合稜鏡2a、6a分別由一個稜鏡狀複合組件10以及至少一個第一平面複合組件11及/或至少一個第二平面複合組件12構成。L表示入射至稜鏡2a或6a的光。較佳地，稜鏡狀複合組件10、第一平面複合組件11及第二平面複合組件12互不相同。例示性地，複合組件10可包括UV屏障濾光片，第一平面組件11可包括不帶吸收濾光片的高折射率的玻璃，第二平面組件12可包括NIR屏障濾光片。
圖4a示出複合稜鏡2b、6b，其包括稜鏡狀複合組件10以及施覆於其斜邊上的第一平面複合組件11。在一種較佳實施方式中，將NIR屏障濾光片用作為稜鏡狀複合組件10，而該NIR屏障濾光片係與由高折射率的玻璃所構成的平面複合組件11連接，其折射率n d例如為至少1.6。在另一較佳實施方式中，稜鏡狀複合組件10包括UV屏障濾光片，所施覆之第一平面複合組件11包括高折射率的玻璃。
圖4b示出複合稜鏡2b、6b，其包括稜鏡狀複合組件10、施覆於其斜邊上的第一平面複合組件11，連同施覆在朝向入射光的表面(下文中稱為直角邊一)上的第二平面複合組件12。在一種有利實施方式中，稜鏡狀複合組件10包括NIR屏障濾光片，第一平面複合組件11包括高折射率的玻璃，第二平面複合組件12包括UV屏障濾光片。在另一有利實施方式中，稜鏡狀複合組件10包括UV屏障濾光片，第一平面複合組件11包括高折射率的玻璃，第二平面複合組件12包括NIR屏障濾光片。
圖4c示出複合稜鏡2b、6c，其與圖4b所示複合稜鏡之區別之處在於，第二平面複合組件12係施覆在另一直角邊(下文中稱為直角邊二)上。諸複合組件10、11及12之此等較佳實施方式係對應於圖4b所示實施方式。
圖4d示出複合稜鏡2b、6b的另一實施方式，其類似於圖4b所示複合稜鏡的基本結構。但此處在直角邊一及直角邊二上各施覆有一個第二平面複合組件12。諸複合組件10、11及12之此等較佳實施方式係對應於圖4b及圖4c所示實施方式。
圖4e示出複合稜鏡2b、6b，其除了稜鏡狀複合組件10以外還包括施覆在直角邊一上的第二平面複合組件。諸複合組件10及12之此等較佳實施方式係對應於圖4b及圖4c所示實施方式。
圖4f示出另一複合稜鏡2b、6b，其與圖4e所示複合稜鏡之區別之處在於，在直角邊二上同樣施覆有第二平面複合組件12。諸複合組件10及12之此等較佳實施方式係對應於圖4b及圖4c所示實施方式。
圖4g示出另一複合稜鏡2b、6b，其與圖4f所示複合稜鏡之區別之處在於，僅在直角邊二上施覆有第二平面複合組件12。諸複合組件10及12之此等較佳實施方式係對應於圖4b及圖4c所示實施方式。此種實施方式特別有利於減少相機模組中之空間需求，因為，毋需在直角邊一上設置第二平面複合組件12。
1:相機模組 2:(第一)稜鏡 2b:(第一)複合稜鏡 3:(第一)平面光學元件 4:光學透鏡系統 5:(第二)平面光學元件；影像感測器 6:(第二)稜鏡 6b:(第二)複合稜鏡 7:感測器 8:保護窗 9:光路 10:稜鏡狀複合組件 11:(第一)平面複合組件 12:(第二)平面複合組件 L:(入射)光
圖1至3為示出本發明之光學系統之不同實施方式的示意圖。 圖4a至4g為示出構建為本發明之複合體的第一或第二稜鏡之不同實施方式的示意圖。
1:相機模組
2:(第一)稜鏡
4:光學透鏡系統
6:(第二)稜鏡
7:感測器
8:保護窗
9:光路

Claims (13)

  1. 一種用於相機模組之光學系統，包括一影像感測器(7)及定義一光路(9)的一光學配置，其中，在該光路(9)中，包含於其中的諸多光學組件係按以下順序佈置在該影像感測器(7)前方： (a)一第一稜鏡(2)， (b)可選的一第一平面光學元件(3)， (c)光學透鏡系統(4)， (d)可選的一第二平面光學元件(5)， (e)可選的一第二稜鏡(6)， 且其中，該等組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。
  2. 如請求項1之光學系統，其中，該至少一個吸收濾光片包括NIR屏障濾光片及/或UV屏障濾光片。
  3. 如請求項2之光學系統，其中，該至少一個NIR屏障濾光片包括NIR吸收濾光玻璃，尤佳地包括至少一個藍色玻璃。
  4. 如請求項3之光學系統，其中，該至少一個藍色玻璃具有至少1.50的折射率。
  5. 如請求項2之光學系統，其中，該UV屏障濾光片包括UV吸收玻璃。
  6. 如請求項1至5中任一項之光學系統，其中，該等光學組件(a)至(e)中之至少一者至少部分地塗佈有至少一個光學層。
  7. 如請求項1至6中任一項之光學系統，其中，該等光學組件(a)或(e)中之至少一者之表面至少部分地塗佈有至少一個反射層。
  8. 如請求項1至7中任一項之光學系統，其中，該等光學組件(a)及(e)中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。
  9. 如請求項1至8中任一項之光學系統，其中，此系統包括該等組件(a)、(c)及可選的(e)，較佳係由上述諸者所構成，以及，該等組件(a)及(e)中之至少一者具有至少一個吸收濾光片，並且，入射的光束在通向其影像感測器(5)的路徑上穿過該等光學組件(a)、(c)及可選的(e)。
  10. 如請求項1至9中任一項之光學系統，其中，該等光學組件(a)及(e)中之一者，較佳係組件(a)，具有至少一個吸收濾光片，較佳係NIR屏障濾光片。
  11. 如請求項1至10中任一項之光學系統，其中，該等光學組件(b)及(d)中之至少一者，較佳係組件(b)，包括至少一個吸收濾光片，較佳係NIR屏障濾光片。
  12. 如請求項1至11中任一項之光學系統，其中，該等光學組件(a)、(b)、(d)及(e)中之至少一者，較佳係組件(a)及/或(e)，為由至少兩個複合組件構成的複合體，其中，該等複合組件中之至少一者包括至少一個吸收濾光片。
  13. 一種潛望式相機模組，包括請求項1至12中任一項之光學系統。
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