TWI571650B - 光學透鏡及光學鏡頭 - Google Patents

Description

光學透鏡及光學鏡頭

本發明是有關於一種光學元件，特別是指一種能降低紅外線穿透的光學元件。

採用傳統的光學鏡頭拍攝黑色物體的時候，影像中常常會產生紫色光暈，這是因為感測器對紅外線產生感應，而顯現出紫色光暈。一般的紅外光截止鏡片在波段700nm至1100nm之間有良好的阻光效果，但在超過1100nm的波段則有漏光的現象，而且當入射光的角度增大時，會產生藍位移並導致上述的紅外線波長縮短，更容易激發感測器，使顯出紫色光暈的情況愈發嚴重。

因此，本發明之目的，即在提供一種能降低光波長大於1100nm之光線穿透率，進而避免產生紫色光暈的光學透鏡。

於是，本發明光學透鏡，包含一塑膠本體及多數吸光粒子。該等吸光粒子是摻混至該塑膠本體之內，並占該光學透鏡整體重量的0.01至0.05wt%，且能吸收波長大於1100nm之紅外線。

本發明之另一目的，即在於提供一種能降低光 波長大於1100nm之光線穿透率，進而避免產生紫色光暈的光學鏡頭。

於是，本發明光學鏡頭，包含一鏡筒及多數透鏡，該等透鏡設置在該鏡筒中，且至少一透鏡採用如前述之光學透鏡。

本發明之功效在於：在該塑膠本體中均勻分散該等吸光粒子，使該光學透鏡能吸收波長大於1100nm的光線，在拍攝黑色物體時能防止波長大於1100nm之紅外線的干擾，進而避免在拍攝黑色物體時影像產生紫色光暈。

2‧‧‧鏡筒

3‧‧‧透鏡

3I‧‧‧透鏡

3II‧‧‧透鏡

3III‧‧‧透鏡

3IV‧‧‧透鏡

4‧‧‧感測器

5‧‧‧光學透鏡

51‧‧‧塑膠本體

52‧‧‧吸光粒子

53‧‧‧物側面

54‧‧‧像側面

55‧‧‧光學有效徑

551‧‧‧中央區

552‧‧‧環繞區

56‧‧‧組裝部

6‧‧‧抗紅外線鍍膜

7‧‧‧增透膜

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一剖視示意圖，說明本發明光學鏡頭之實施例；圖2是一局部剖視示意圖，說明安裝在一鏡筒的一光學透鏡，其中，該光學透鏡的一塑膠本體表面披覆一抗紅外線鍍膜；圖3是圖2中一點鏈線III圍繞截取之一示意圖，說明該實施例之一光學透鏡的一塑膠本體內均勻分散有多數吸光粒子；圖4是一光穿透率圖，說明該實施例的該光學透鏡的光穿透率；圖5是一正視示意圖，說明該實施例的該等吸光粒子分布在該塑膠本體的一光學有效徑； 圖6是一正視示意圖，說明該實施例的該等吸光粒子分布在該塑膠本體的一組裝部；圖7是一剖視示意圖，說明該光學透鏡的一塑膠本體表面披覆該抗紅外線鍍膜及一增透膜；圖8是一剖面示意圖，說明該光學透鏡設置於鄰近物側；及圖9是一剖面示意圖，說明該等透鏡皆採用該光學透鏡。

參閱圖1、圖2及圖3，本發明光學鏡頭之實施例包含一鏡筒2、四透鏡3，及一裝設在該鏡筒2的感測器4。

該等透鏡3是裝設在該鏡筒2內，為了方便區別該等透鏡3，從物側至像側依序標註為3I、3II、3III及3IV。該等透鏡3的數量並不以四片為限制，使用者可以任意地依據需要而增加或減少該等透鏡3的數量，可以為四片以上，又或者為一至三片，其設置的數量並不以本發明公開者為限制。

該透鏡3I、3II、3III及3IV中至少一者採用光學透鏡5。在本實施例中，該透鏡3IV採用該光學透鏡5，其餘透鏡3I、3II、3III所採用的種類未有限制，完全依據需要而做改變。

該光學透鏡5包括一塑膠本體51及多數吸光粒子52。該塑膠本體具有一鄰近物側的物側面53、一鄰近像 側的像側面54、一光學有效徑部55，及一圍繞該光學有效徑部55的組裝部56。該等吸光粒子52是摻混並均勻散佈至該塑膠本體51之內，並占該光學透鏡5整體重量的0.01至0.05wt%，且能吸收波長大於1100nm之紅外線，藉此降低波長大於1100nm的光穿透率。該等吸光粒子52能採用含金屬之粉末製成，如型號：IRA868。

該光學透鏡5可採用射出成形的方式製作，而該等吸光粒子52的摻混方式，是得以預先將該等吸光粒子52摻入塑膠粒中，也得以在置於射出成形機內的塑膠粒中拌入該等吸光粒子52，其摻混的方式可以任意為之，並不以本發明公開者為限制。該塑膠本體51的材料可以選自任何具透光性的塑膠材料，但較佳者可選自環烯烴類透明樹脂(如型號：E48R、Zeonex、APEL系列)、含芳香族單體之聚酯樹脂(如型號：OKP系列)、環氧樹脂(如型號：EP系列)，及聚碳酸酯樹脂(如型號：SP系列)。

在本實施例中，是採用型號為E48R之材料。以塑料及該等吸光粒子52的總重量為計，將99.99至99.95wt%之E45R塑料米與0.01至0.05wt%之吸光粒子52混合，然後均勻攪拌，再倒入成形機成形，製成樣品為外徑10mm，厚度1mm平板狀的平面鏡片，最後再於該塑膠本體51的外表面上披覆一抗紅外線鍍膜6。該抗紅外線鍍膜6能夠阻擋近紅外線的穿透，其批覆方式屬於習知，在此不予贅述。

本實施例該光學鏡片的光穿透率如圖4所示， 其在光波長700nm至1100nm之間有良好的阻隔效果，而波長大於1100nm之光線也因為被該等吸光粒子52吸收而阻絕，使光穿透率在大於700nm之後趨近於0%。一般的吸光粒子不含有金屬粉末，而本發明採用含金屬之粉末作為該等吸光粒子52，再以特定重量比0.01至0.05wt%均勻地分散在該塑膠本體51中，所以更能降低1100nm以上的漏光現象。

因為該光學鏡片5還披覆有該抗紅外線鍍膜6，因此本實施例之光學鏡頭可以不設置紅外線截止鏡片(IR cut Lens)，如此可以大幅降低成本，並精簡組裝流程。然而，該抗紅外線鍍膜6並非實施本發明的必要技術特徵，使用者可以任意地選擇設置與否。

參閱圖2及圖3，在本較佳實施例中，是藉由該吸光粒子52與該塑膠本體51的材料搭配並控制成形條件，以使該吸光粒子52能夠均勻地分佈於該塑膠本體51內，藉此達到更強的紅外線吸收效果。值得一提的是，也可以藉由材料比重的配置以及模具的擺放方向，使該等吸光粒子52能在成形之後集中分佈於該塑膠本體51的該物側面53或該像側面54。

參閱圖3及圖5，另外，還能藉由材料比重與模流控制，使該等吸光粒子52在成形之後集中分佈於該塑膠本體51的特定部位，如集中分布於該塑膠本體51的光學有效徑部55或該組裝部56。將該等吸光粒子52集中於該光學有效徑55內的優點在於能避免該等吸光粒子52的摻 雜而影響該組裝部56的結構強度與應力耐受度，進而避免組裝的時候容易變形。

參閱圖3及圖6，當該等吸光粒子52集中分佈於該組裝部56時，該等吸光粒子52除了可以選用能吸收紅外線的材料以外，也可以選用會吸收可見光的材料，將折射至該組裝部56的雜散光吸收，而不會降低該光學有效徑部55的可見光穿透度。

當該等吸光粒子52分布方式，還能選擇地集中在該光學有效徑部55的一中央區551，又或者集中在該光學有效徑部55圓周附近的一環繞區552。該等吸光粒子52的分布的集中方式可以依據其需要而改變，而不應以本較佳實施例所揭露的內容為限。

參閱圖1，本發明是藉由以該光學透鏡5取代部份或全部的該等透鏡3，藉由該光學透鏡5能夠有效地阻斷波長大於1100nm之光線的干擾，藉此避免影像顯色異常。欲達到此一效果，只要其中一片透鏡3採用本發明的該光學透鏡5即可，而本實施例子是將該透鏡3IV採用該光學透鏡5，在此位置能將各種不同入射角度的光線做最後的濾除，避免較大入射角度的光線因光譜往短波偏移，導致有較多的近紅外光穿透，產生紫色光暈而使影像顯色異常。如此，本發明的光學鏡頭無須使用額外的元件，也不需大幅改變製程，僅要採用該光學透鏡5取代部份的該等透鏡3即可避免影像顯色異常，不會增加太多製造成本。

參閱圖7，值得一提的是，若要提升該光學鏡片 5在400nm至700nm的可見光穿透率，能再設置一增透膜7於該光學鏡片5上。該增透膜7可以與該抗紅外線鍍膜6同時設置於該塑膠本體51上，又或者個別單獨設置，端視需求而定。該增透膜7能優化該光學鏡片5的可見光穿透率，但非為實施本發明的必要技術特徵。

參閱圖8，本實施例之另一種變化態樣，是將最鄰近物側的該透鏡3I採用該光學透鏡5，如此亦能達到阻擋波長大於1100nm之紅外線的干擾，進而避免產生紫色光暈，達到本發明所欲的效果。

參閱圖9，本實施例子第三種變化態樣，是將每一透鏡3皆採用該該光學透鏡5，因為每一透鏡3皆具有阻擋波長大於1100nm之紅外線的干擾，此種設置方式的過濾紅外線效果較僅設置單一片光學透鏡5者更強。

綜上所述，在該塑膠本體51中均勻分散該等吸光粒子52，使該光學透鏡5能吸收波長大於1100nm的光線，在拍攝黑色物體時能防止波長大於1100nm之紅外線的干擾，進而避免在拍攝黑色物體時影像產生紫色光暈，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧鏡筒

3‧‧‧透鏡

3I‧‧‧透鏡

3II‧‧‧透鏡

3III‧‧‧透鏡

3IV‧‧‧透鏡

4‧‧‧感測器

5‧‧‧光學透鏡

51‧‧‧塑膠本體

52‧‧‧吸光粒子

Claims (16)

1. 一種光學透鏡，包含一塑膠本體及多數吸光粒子，該等吸光粒子是摻混至該塑膠本體之內，並占該光學透鏡整體重量的0.01至0.05wt%，該等吸光粒子採用含金屬之粉末製成，且能吸收波長大於1100nm之紅外線。
2. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，該等吸光粒子是均勻散佈於該塑膠本體之內。
3. 如請求項1所述的光學透鏡，還包含一披覆在該塑膠本體外表面上的增透膜。
4. 如請求項1所述的光學透鏡，還包含一披覆在該塑膠本體外表面上的抗紅外線鍍膜。
5. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，該塑膠本體包括一光學有效徑部，及一圍繞該光學有效徑部的組裝部，該等吸光粒子是集中散佈於該光學有效徑部內。
6. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，該塑膠本體包括一光學有效徑部，及一圍繞該光學有效徑部的組裝部，該等吸光粒子是集中散佈於該組裝部內。
7. 如請求項1所述的光學透鏡，其中，該塑膠本體的材料選自環烯烴類透明樹脂、含芳香族單體之聚酯樹脂、環氧樹脂及聚碳酸酯樹脂的其中之一者。
8. 一種光學鏡頭，包含一鏡筒及多數透鏡，該等透鏡設置在該鏡筒中，且至少一透鏡採用如請求項1所述之光學透鏡。
9. 如請求項8所述的光學鏡頭，其中，最鄰近像側的透鏡 採用該光學透鏡。
10. 如請求項8所述的光學鏡頭，其中，最鄰近物側的透鏡採用該光學透鏡。
11. 如請求項8所述的光學鏡頭，其中，該等透鏡之中採用多數個該光學透鏡。
12. 如請求項8所述的光學鏡頭，其中，該光學透鏡還包括一披覆在該塑膠本體外表面上的增透膜。
13. 如請求項12所述的光學鏡頭，還包含一裝設在該鏡筒的感測器。
14. 如請求項8所述的光學鏡頭，其中，該光學透鏡的塑膠本體採用平面鏡片，且該等吸光粒子是均勻散佈於該塑膠本體之內。
15. 如請求項14所述的光學鏡頭，其中，該光學透鏡還包括一披覆在該塑膠本體外表面上的抗紅外線鍍膜。
16. 如請求項8所述的光學鏡頭，其中，該塑膠本體的材料選自環烯烴類透明樹脂、含芳香族單體之聚酯樹脂、環氧樹脂及聚碳酸酯的其中之一者。