TWI707169B - 成像鏡頭、相機模組及電子裝置 - Google Patents

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TWI707169B
TWI707169B TW109108231A TW109108231A TWI707169B TW I707169 B TWI707169 B TW I707169B TW 109108231 A TW109108231 A TW 109108231A TW 109108231 A TW109108231 A TW 109108231A TW I707169 B TWI707169 B TW I707169B
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Abstract

一種成像鏡頭,其包含第一光學元件與低反射層。第一光學元件具有中心開孔,且包含第一表面、第二表面及第一外徑面。第一外徑面連接第一表面與第二表面。低反射層位於第一表面與第二表面中至少其中一者之上,且包含碳黑層、奈米微結構及鍍膜層。碳黑層與第一表面與第二表面中至少其中一者實體接觸且連接。奈米微結構與碳黑層實體接觸並連接,並較碳黑層遠離第一光學元件。鍍膜層與奈米微結構實體接觸且連接,並較奈米微結構遠離第一光學元件。藉此,提升成像品質。

Description

成像鏡頭、相機模組及電子裝置
本揭示內容係關於一種成像鏡頭與相機模組,且特別是一種應用在可攜式電子裝置上的成像鏡頭與相機模組。
近年來,可攜式電子裝置發展快速,例如智慧型電子裝置、平板電腦等,已充斥在現代人的生活中,而裝載在可攜式電子裝置上的相機模組及其成像鏡頭也隨之蓬勃發展。但隨著科技愈來愈進步,使用者對於成像鏡頭的品質要求也愈來愈高。因此,發展一種可降低雜散光反射且可提升成像品質的成像鏡頭遂成為產業上重要且急欲解決的問題。
本揭示內容提供一種成像鏡頭、相機模組及電子裝置,藉由設置低反射層於第一光學元件,降低雜散光的反射,進而提升成像品質。
依據本揭示內容一實施方式提供一種成像鏡頭,其包含一第一光學元件與一低反射層。第一光學元件具有一中心開孔,且包含一第一表面、一第二表面及一第一外徑面。第一表面面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中一側且環繞中心開孔。第二表面面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中另一側且環繞中心開孔。第一外徑面連接第一表面與第二表面。低反射層位於第一表面與第二表面中至少其中一者之上,且包含一碳黑層、一奈米微結構及一鍍膜層。碳黑層的外觀呈現黑色,且與第一表面與第二表面中至少其中一者實體接觸且連接。奈米微結構呈現多孔洞結構狀,且與碳黑層實體接觸並連接,並較碳黑層遠離第一光學元件。鍍膜層與奈米微結構實體接觸且連接,並較奈米微結構遠離第一光學元件。低反射層於波長400nm的反射率為R40,低反射層於波長800nm的反射率為R80,低反射層於波長1000nm的反射率為R100,其滿足下列條件:R40
Figure 109108231-A0101-12-0002-41
0.40%;R80
Figure 109108231-A0101-12-0002-42
0.40%;以及R100
Figure 109108231-A0101-12-0002-43
0.40%。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,其中低反射層於波長380nm的反射率為R38,其可滿足下列條件:R38
Figure 109108231-A0101-12-0002-44
0.40%。另外,其可滿足下列條件:R38
Figure 109108231-A0101-12-0002-45
0.30%。另外,其可滿足下列條件:R38
Figure 109108231-A0101-12-0002-46
0.20%。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,其中奈米微結構的晶粒間距為GP,其可滿足下列條件:5nm
Figure 109108231-A0101-12-0002-47
GP
Figure 109108231-A0101-12-0002-48
200nm。另外,其可滿足下列條件:10nm
Figure 109108231-A0101-12-0002-49
GP
Figure 109108231-A0101-12-0002-50
130 nm。另外,其可滿足下列條件:22nm
Figure 109108231-A0101-12-0003-51
GP
Figure 109108231-A0101-12-0003-52
95nm。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,其中低反射層於波長680nm的反射率為R68,其可滿足下列條件:R68
Figure 109108231-A0101-12-0003-53
0.40%。另外,其可滿足下列條件:R68
Figure 109108231-A0101-12-0003-54
0.30%。另外,其可滿足下列條件:R68
Figure 109108231-A0101-12-0003-55
0.20%。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,其中低反射層於波長400nm的反射率為R40,低反射層於波長800nm的反射率為R80,低反射層於波長1000nm的反射率為R100,其可滿足下列條件:R40
Figure 109108231-A0101-12-0003-56
0.30%;R80
Figure 109108231-A0101-12-0003-57
0.30%;以及R100
Figure 109108231-A0101-12-0003-59
0.30%。另外,其可滿足下列條件:R40
Figure 109108231-A0101-12-0003-58
0.20%;R80
Figure 109108231-A0101-12-0003-60
0.20%;以及R100
Figure 109108231-A0101-12-0003-61
0.20%。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,可更包含一第二光學元件,其包含一第二外徑面,且第二外徑面之一最大直徑小於第一光學元件的第一外徑面之一直徑,第二光學元件與第一光學元件沿平行成像鏡頭的一光軸方向互相面對組裝。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,其中鍍膜層的材料可為SiO2
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,其中鍍膜層的材料可為金屬氧化物。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭,其中鍍膜層的材料可為TiO2
依據本揭示內容一實施方式提供一種相機模組,其包含前述實施方式之成像鏡頭。
依據本揭示內容一實施方式提供一種電子裝置,其包含前述實施方式之相機模組與一電子感光元件。電子感光元件設置於相機模組的一成像面。
10,20,30,40,50:電子裝置
110,210,310,410:第一光學元件
111,211,311,411:中心開孔
112,212,312,412:第一表面
113,213,313,413:第二表面
114,214,314,414:第一外徑面
120,220,320,420:低反射層
121,221,321,421:碳黑層
122,222,322,422:奈米微結構
123,223,323,423:鍍膜層
130:第二光學元件
131:第二外徑面
140,240,340,440,52:電子感光元件
141,241,341,441:成像面
151,152,251,252,351,352,353,354,451,452,453:光學透鏡
51:相機模組
51a:成像鏡頭
53:使用者介面
54:成像訊號處理元件
55:光學防手震組件
56:感測元件
57:閃光燈模組
58:對焦輔助模組
X:光軸
L1:直徑
L2:最大直徑
第1A圖繪示依照本發明第一實施例中電子裝置的示意圖;
第1B圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置的組裝示意圖;
第1C圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置的部分剖視圖;
第1D圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置的另一部分剖視圖;
第1E圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置的部分分解圖;
第1F圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置的另一部分分解圖;
第1G圖繪示依照第1A圖第一實施例之反射率結果示意圖;
第2A圖繪示依照本發明第二實施例中電子裝置的示意圖;
第2B圖繪示依照第2A圖第二實施例中電子裝置的另一示意圖;
第2C圖繪示依照第2A圖第二實施例中電子裝置的部分剖視圖;
第2D圖繪示依照第2A圖第二實施例中電子裝置的另一部分剖視圖;
第3A圖繪示依照本發明第三實施例中電子裝置的示意圖;
第3B圖繪示依照第3A圖第三實施例中電子裝置的另一示意圖;
第3C圖繪示依照第3A圖第三實施例中電子裝置的部分剖視圖;
第3D圖繪示依照第3A圖第三實施例中電子裝置的另一部分剖視圖;
第4A圖繪示依照本發明第四實施例中電子裝置的示意圖;
第4B圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置的另一示意圖;
第4C圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置的部分剖視圖;
第4D圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置的另一部分剖視圖;
第5A圖繪示依照本揭示內容第五實施例中電子裝置之示意圖;
第5B圖繪示依照第5A圖第五實施例中電子裝置的方塊圖;
第5C圖繪示依照第5A圖第五實施例中自拍場景之示意圖;以及
第5D圖繪示依照第5A圖第五實施例中拍攝的影像之示意圖。
本揭示內容提供一種成像鏡頭,其包含一第一光學元件與一低反射層。第一光學元件具有一中心開孔,且包含一第一表面、一第二表面及一第一外徑面。第一表面面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中一側且環繞中心開孔。第二表面面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中另一側且環繞中心開孔。第一外徑面連接第一表面與第二表面。低反射層位於第一表面與第二表面中至少其中一者之上,且包含一碳黑層、一奈米微結構及一鍍膜層。碳黑層的外觀呈現黑色,且與第一表面與第二表面中至少其中一者實體接觸且連接。奈米微結構呈現多孔洞結構狀,且與碳黑層實體接觸並連接,並較碳黑層遠離第一光學元件。鍍膜層與奈米微結構實體接觸且連接,並較奈米微結構遠離第一光學元件。低反射層於波長400nm的反射率為R40,低反射層於波長800nm的反射率為R80,低反射層於波長1000nm的反射率為R100,其滿足下列條件:R40
Figure 109108231-A0101-12-0006-62
0.40%;R80
Figure 109108231-A0101-12-0006-63
0.40%;以及R100
Figure 109108231-A0101-12-0006-64
0.40%。
進一步來說,第一光學元件可為鏡筒、鏡間環、固定環、遮光元件或遮光片等塑膠製品,但本揭示內容並不 以此為限。並且,第一表面與第二表面皆與第一光學元件的一表面之間無任何間隙的存在。
低反射層可為全環狀或分層結構,其中低反射層中的奈米微結構可用以吸收非成像的雜散光。進一步來說,碳黑層為透過噴塗製程披覆於第一光學元件的第一表面與第二表面中至少其中一者之上,而奈米微結構是由碳黑層經過特殊製程加工後形成,故奈米微結構的組成成分與碳黑層的組成成分相同。具體來說,所謂特殊製程可以是碳黑層的表面粗糙化製程,再以適當材料在碳黑層表面進行成核反應,如物理氣相沉積反應、化學氣相沉積反應、真空蒸鍍、濺鍍與離子鍍著等。藉以透過結晶化製程形成具有奈米結晶的表面結構,奈米結晶結構即是所謂的奈米微結構。奈米微結構形成之後,外部再鍍上鍍膜層保護其奈米結構,藉此強化低反射層的耐用度與結構穩定度。碳黑層與奈米微結構、奈米微結構與鍍膜層之間皆實體接觸且無任何間隙存在。
具體而言,低反射層藉由極低的反射率,使得雜散光反射強度削弱,進一步提升成像品質,且不同於習知的塗墨、噴砂及鍍膜等技術,低反射層改善了其結構支撐性不足問題。鍍膜層可為單層膜,雖有習知技術以多層膜方式達到更佳的抗反射效果,但製作過程較複雜且成本高,藉由本揭示內容可改善此類問題。透過鍍膜層材料的選用,可進一步改變低反射層表面特性,例如:提升抗氧化能力、降低表面反射光線之光強度等。
低反射層於波長380nm的反射率為R38,其可滿足下列條件:R38
Figure 109108231-A0101-12-0008-65
0.40%。藉此,有助於提升成像品質。另外,其可滿足下列條件:R38
Figure 109108231-A0101-12-0008-66
0.30%。另外,其可滿足下列條件:R38
Figure 109108231-A0101-12-0008-67
0.20%。
奈米微結構的晶粒間距為GP,其可滿足下列條件:5nm
Figure 109108231-A0101-12-0008-68
GP
Figure 109108231-A0101-12-0008-69
200nm。具體來說,奈米微結構的晶粒間距為晶粒間波峰與波峰的最短距離。藉此,以確保晶粒間距小於可見光波長。另外,其可滿足下列條件:10nm
Figure 109108231-A0101-12-0008-70
GP
Figure 109108231-A0101-12-0008-71
130nm。另外,其可滿足下列條件:22nm
Figure 109108231-A0101-12-0008-72
GP
Figure 109108231-A0101-12-0008-73
95nm。
低反射層於波長680nm的反射率為R68,其可滿足下列條件:R68
Figure 109108231-A0101-12-0008-74
0.40%。藉此,可減少鍍膜偏紅問題,且有助於提升成像品質。另外,其可滿足下列條件:R68
Figure 109108231-A0101-12-0008-75
0.30%。另外,其可滿足下列條件:R68
Figure 109108231-A0101-12-0008-76
0.20%。
低反射層於波長400nm的反射率為R40,低反射層於波長800nm的反射率為R80,低反射層於波長1000nm的反射率為R100,其可滿足下列條件:R40
Figure 109108231-A0101-12-0008-77
0.30%;R80
Figure 109108231-A0101-12-0008-78
0.30%;以及R100
Figure 109108231-A0101-12-0008-79
0.30%。另外,其可滿足下列條件:R40
Figure 109108231-A0101-12-0008-80
0.20%;R80
Figure 109108231-A0101-12-0008-81
0.20%;以及R100
Figure 109108231-A0101-12-0008-82
0.20%。
成像鏡頭可更包含一第二光學元件,其包含一第二外徑面,且第二外徑面之一最大直徑小於第一光學元件的第一外徑面之一直徑,第二光學元件與第一光學元件沿平行成像鏡頭的一光軸方向互相面對組裝。藉此,使第一光 學元件表面有較大低反射層面積,可消除成像鏡頭外部潛在的雜散光,降低成像的背景雜訊,提高影像銳利度。
鍍膜層的材料可為SiO2。鍍膜層材料為SiO2時可提升低反射層的抗氧化能力,且SiO2的折射率1.46。藉此,有效防止奈米微結構與碳黑層氧化,提升低反射層之耐用度。
鍍膜層的材料可為金屬氧化物。藉此,可進一步提升低反射層的表面硬度及耐磨性。
鍍膜層的材料可為TiO2。TiO2為高折射率材質,可削弱低反射層表面反射光線之光強度,且TiO2的折射率2.24-2.37。進一步來說,鍍膜層材料也可以是Al2O3、金屬氮化物、金屬氟化物等,且Al2O3的折射率1.56。透過鍍膜層材料的折射率特性,使低反射層表面與空氣間達到漸變折射率,以降低低反射層表面反射光線之光強度。
上述本揭示內容成像鏡頭中的各技術特徵皆可組合配置,而達到對應之功效。
本揭示內容提供一種相機模組,其包含前述之成像鏡頭。
本揭示內容提供一種電子裝置,其包含前述之相機模組與一電子感光元件。電子感光元件設置於相機模組的一成像面。
根據上述實施方式,以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
第1A圖繪示依照本發明第一實施例中電子裝置10的示意圖。第1B圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置10的組裝示意圖。由第1A圖與第1B圖可知,電子裝置10包含一相機模組(圖未標示)與一電子感光元件140,其中相機模組包含一成像鏡頭(圖未標示),電子感光元件140設置於相機模組的一成像面141。
成像鏡頭包含一第一光學元件110、一低反射層120及一第二光學元件130。第一光學元件110具有一中心開孔111,且包含一第一表面112、一第二表面113及一第一外徑面114。低反射層120位於第一表面112與第二表面113中至少其中一者之上,且包含一碳黑層121、一奈米微結構122及一鍍膜層123。第一實施例中,低反射層120位於第一表面112,但並不以此為限。第二光學元件130包含一第二外徑面131。
具體來說,第一光學元件110以及第二光學元件130分別可為一鏡筒、一鏡間環、一固定環、一遮光元件或一遮光片等塑膠製品,於第一實施例中,第一光學元件110為遮光元件,而第二光學元件130為鏡筒,但並不以此為限。
由第1B圖可知,第二光學元件130與第一光學元件110沿平行成像鏡頭的一光軸X方向互相面對組裝。詳細來說,成像鏡頭包含至少一光學透鏡,第一實施例中,成像鏡頭包含光學透鏡151、152,第二光學元件130用 以容納光學透鏡151、152,第一光學元件110與第二光學元件130互相面對組裝;換句話說,第一光學元件110與第二光學元件130為兩件式組裝,其中光學透鏡的數量、結構、面形等光學特徵可依照不同成像需求配置,並不以此為限。藉此,第一光學元件110的第一表面112具有較大的低反射層120面積,故可消除成像鏡頭外部潛在的雜散光,降低成像的背景雜訊,提高影像的銳利度。
第1C圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置10的部分剖視圖。第1D圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置10的另一部分剖視圖。第1E圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置10的部分分解圖。第1F圖繪示依照第1A圖第一實施例中電子裝置10的另一部分分解圖。由第1A圖至第1F圖可知,第一表面112面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中一側且環繞中心開孔111。第二表面113面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中另一側且環繞中心開孔111。第一外徑面114連接第一表面112與第二表面113。第一實施例中,第一表面112面向成像鏡頭的物側,且第二表面113面向成像鏡頭的像側,但並不以此為限。具體來說,第一表面112與第二表面113皆與第一光學元件110的一表面之間無任何間隙存在。
由第1A圖可知,第一光學元件110的第一外徑面114具有一直徑L1,第二外徑面131具有一最大直徑L2,其中第二外徑面131之最大直徑L2小於第一光學元件110的第一外徑面114之直徑L1。具體來說,直徑L1 為9.0079mm,最大直徑L2為6.5894mm。
由第1A圖至第1F圖可知,碳黑層121的外觀呈現黑色,且與第一表面112與第二表面113中至少其中一者實體接觸且連接。於第一實施例中,碳黑層121與第一表面112實體接觸且連接,但並不以此為限。奈米微結構122呈現多孔洞結構狀,且與碳黑層121實體接觸並連接,並較碳黑層121遠離第一光學元件110。鍍膜層123與奈米微結構122實體接觸且連接,並較奈米微結構122遠離第一光學元件110。
進一步來說,碳黑層121為利用噴塗製程披覆於第一光學元件110的第一表面112。奈米微結構122是由碳黑層121經過特殊製程加工後形成,故奈米微結構122的組成成分與碳黑層121的組成成分相同。所謂特殊製程可以是碳黑層121的表面粗糙化製程,再以適當材料在碳黑層121表面進行成核反應,如物理氣相沉積反應、化學氣相沉積反應、真空蒸鍍、濺鍍及離子鍍著等。換句話說,表面粗糙化製程又可視為結晶化製程,透過結晶化製程形成具有奈米結晶的表面結構,而奈米結晶的表面結構即是所謂的奈米微結構122。奈米微結構122形成之後,外部再鍍上鍍膜層123保護其奈米結構,藉此強化低反射層120的耐用度與結構穩定度。碳黑層121與奈米微結構122、奈米微結構122與鍍膜層123之間皆實體接觸且無任何間隙存在。
具體來說,低反射層120藉由極低的反射率,使 得雜散光反射強度削弱,進一步提升成像品質,且不同於習知的塗墨、噴砂及鍍膜等技術,低反射層120改善了其結構支撐性不足問題。鍍膜層123為單層膜,雖有習知技術以多層膜方式達到更佳的抗反射效果,但製作過程較複雜且成本高,藉由本揭示內容可改善此類問題。透過鍍膜層123材料的選用,可進一步改變低反射層120表面特性,例如:提升抗氧化能力、降低表面反射光線之光強度等。
鍍膜層123的材料可為金屬氧化物,且可為TiO2、Al2O3、金屬氮化物、金屬氟化物等,其中TiO2為高折射率材質,可削弱低反射層120表面反射光線之光強度。第一實施例中,鍍膜層123的材料為TiO2,且折射率為2.34。藉此,提升低反射層120的表面硬度與耐磨性,並透過鍍膜層123材料折射率特性,使低反射層120表面與空氣間達到漸變折射率,以降低低反射層120表面反射光線之光強度。
具體來說,奈米微結構122的晶粒間距為GP,而奈米微結構122的晶粒間距GP為晶粒間波峰與波峰的最短距離。第一實施例中,奈米微結構122的晶粒間距GP為39nm。
請參照第1G圖與表一。第1G圖繪示依照第1A圖第一實施例之反射率結果示意圖。表一為成像鏡頭之旋轉角度分別為0度、90度、180度及270度時,低反射層120於波長380nm至1050nm反射率量測的結果,其中0度、90度、180度及270度皆取自第一實施例之 成像鏡頭進行反射率的量測結果,而波長400nm至700nm為可見光的波段。
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第一實施例中,低反射層120於波長380nm的反射率落於0.1365%至0.1649%內,低反射層120於波長400nm的反射率落於0.1344%至0.1458%,低反射層120於波長680nm的反射率落於0.1005%至0.1071%,低反射層120於波長800nm的反射率落於0.0962%至0.1057%,低反射層120於波長1000nm的反射率落於0.1253%至0.1397%。藉此,可減少鍍膜偏紅問題,且有助於提升成像品質,但並不以上述的反射率為限。
<第二實施例>
第2A圖繪示依照本發明第二實施例中電子裝置20的示意圖。第2B圖繪示依照第2A圖第二實施例中電子裝置20的另一示意圖。由第2A圖與第2B圖可知,電子裝置20包含一相機模組(圖未標示)與一電子感光元件240,其中相機模組包含一成像鏡頭(圖未標示),電子感光元件240設置於相機模組的一成像面241。
成像鏡頭包含一第一光學元件210與一低反射層220。第一光學元件210具有一中心開孔211,且包含一第一表面212、一第二表面213及一第一外徑面214。低反射層220位於第一表面212與第二表面213中至少其中一者之上,且包含一碳黑層221、一奈米微結構222及 一鍍膜層223。第二實施例中,低反射層220位於第一表面212,但並不以此為限。
具體來說,第一光學元件210可為一鏡筒、一鏡間環、一固定環、一遮光元件或一遮光片等塑膠製品,於第二實施例中,第一光學元件210為鏡筒,但並不以此為限。詳細來說,成像鏡頭包含至少一光學透鏡,第二實施例中,成像鏡頭包含光學透鏡251、252,第一光學元件210用以容納光學透鏡251、252,其中光學透鏡的數量、結構、面形等光學特徵可依照不同成像需求配置,並不以此為限。
第2C圖繪示依照第2A圖第二實施例中電子裝置20的部分剖視圖。第2D圖繪示依照第2A圖第二實施例中電子裝置20的另一部分剖視圖。由第2A圖至第2D圖可知,第一表面212面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中一側且環繞中心開孔211。第二表面213面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中另一側且環繞中心開孔211。第一外徑面214連接第一表面212與第二表面213。第二實施例中,第一表面212面向成像鏡頭的物側,且第二表面213面向成像鏡頭的像側,但並不以此為限。具體來說,第一表面212與第二表面213皆與第一光學元件210的一表面之間無任何間隙存在。
由第2A圖至第2D圖可知,碳黑層221的外觀呈現黑色,且與第一表面212與第二表面213中至少其中一者實體接觸且連接。於第二實施例中,碳黑層221與第一表面212實體接觸且連接,但並不以此為限。奈米微結 構222呈現多孔洞結構狀,且與碳黑層221實體接觸並連接,並較碳黑層221遠離第一光學元件210。鍍膜層223與奈米微結構222實體接觸且連接,並較奈米微結構222遠離第一光學元件210。
進一步來說,碳黑層221為利用噴塗製程披覆於第一光學元件210的第一表面212。奈米微結構222是由碳黑層221經過特殊製程加工後形成,故奈米微結構222的組成成分與碳黑層221的組成成分相同。所謂特殊製程可以是碳黑層221的表面粗糙化製程,再以適當材料在碳黑層221表面進行成核反應,如物理氣相沉積反應、化學氣相沉積反應、真空蒸鍍、濺鍍及離子鍍著等。換句話說,表面粗糙化製程又可視為結晶化製程,透過結晶化製程形成具有奈米結晶的表面結構,而奈米結晶的表面結構即是所謂的奈米微結構222。奈米微結構222形成之後,外部再鍍上鍍膜層223保護其奈米結構,藉此強化低反射層220的耐用度與結構穩定度。碳黑層221與奈米微結構222、奈米微結構222與鍍膜層223之間皆實體接觸且無任何間隙存在。
具體來說,低反射層220藉由極低的反射率,使得雜散光反射強度削弱,進一步提升成像品質,且不同於習知的塗墨、噴砂及鍍膜等技術,低反射層220改善了其結構支撐性不足問題。鍍膜層223為單層膜,雖有習知技術以多層膜方式達到更佳的抗反射效果,但製作過程較複雜且成本高,藉由本揭示內容可改善此類問題。透過鍍膜 層223材料的選用,可進一步改變低反射層220表面特性,例如:提升抗氧化能力、降低表面反射光線之光強度等。
鍍膜層223的材料可為金屬氧化物,且可為TiO2、Al2O3、金屬氮化物、金屬氟化物等。第二實施例中,鍍膜層223的材料為Al2O3,且折射率為1.56。藉此,提升低反射層220的表面硬度與耐磨性,並透過鍍膜層223材料折射率特性,使低反射層220表面與空氣間達到漸變折射率,以降低低反射層220表面反射光線之光強度。
具體來說,奈米微結構222的晶粒間距為GP,而奈米微結構222的晶粒間距GP為晶粒間波峰與波峰的最短距離。第二實施例中,奈米微結構222的晶粒間距GP為55nm。
<第三實施例>
第3A圖繪示依照本發明第三實施例中電子裝置30的示意圖。第3B圖繪示依照第3A圖第三實施例中電子裝置30的另一示意圖。由第3A圖與第3B圖可知,電子裝置30包含一相機模組(圖未標示)與一電子感光元件340,其中相機模組包含一成像鏡頭(圖未標示),電子感光元件340設置於相機模組的一成像面341。
成像鏡頭包含一第一光學元件310與一低反射層320。第一光學元件310具有一中心開孔311,且包含一第一表面312、一第二表面313及一第一外徑面314。低反射層320位於第一表面312與第二表面中313至少其中一者之上,且包含一碳黑層321、一奈米微結構322及 一鍍膜層323。第三實施例中,低反射層320位於第一表面312與第二表面313,但並不以此為限。
具體來說,第一光學元件310可為一鏡筒、一鏡間環、一固定環、一遮光元件或一遮光片等塑膠製品,於第三實施例中,第一光學元件310為鏡間環,但並不以此為限。詳細來說,成像鏡頭包含至少一光學透鏡,第三實施例中,成像鏡頭包含光學透鏡351、352、353、354,第一光學元件310設置於光學透鏡352、353之間,且第一光學元件310與光學透鏡351、352、353、354設置於鏡筒(圖未標示)中,其中光學透鏡的數量、結構、面形等光學特徵可依照不同成像需求配置,並不以此為限。
第3C圖繪示依照第3A圖第三實施例中電子裝置30的部分剖視圖。第3D圖繪示依照第3A圖第三實施例中電子裝置30的另一部分剖視圖。由第3A圖至第3D圖可知,第一表面312面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中一側且環繞中心開孔311。第二表面313面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中另一側且環繞中心開孔311。第一外徑面314連接第一表面312與第二表面313。第三實施例中,第一表面312面向成像鏡頭的物側,且第二表面313面向成像鏡頭的像側,但並不以此為限。具體來說,第一表面312與第二表面313皆與第一光學元件310的一表面之間無任何間隙存在。
由第3A圖至第3D圖可知,碳黑層321的外觀呈現黑色,且與第一表面312與第二表面313中至少其中 一者實體接觸且連接。於第三實施例中,碳黑層321與第一表面312與第二表面313實體接觸且連接,但並不以此為限。奈米微結構322呈現多孔洞結構狀,且與碳黑層321實體接觸並連接,並較碳黑層321遠離第一光學元件310。鍍膜層323與奈米微結構322實體接觸且連接,並較奈米微結構322遠離第一光學元件310。
進一步來說,第三實施例的低反射層320呈現全環狀。碳黑層321為利用噴塗製程披覆於第一光學元件310的第一表面312與第二表面313。奈米微結構322是由碳黑層321經過特殊製程加工後形成,故奈米微結構322的組成成分與碳黑層321的組成成分相同。所謂特殊製程可以是碳黑層321的表面粗糙化製程,再以適當材料在碳黑層321表面進行成核反應,如物理氣相沉積反應、化學氣相沉積反應、真空蒸鍍、濺鍍及離子鍍著等。換句話說,表面粗糙化製程又可視為結晶化製程,透過結晶化製程形成具有奈米結晶的表面結構,而奈米結晶的表面結構即是所謂的奈米微結構322。奈米微結構322形成之後,外部再鍍上鍍膜層323保護其奈米結構,藉此強化低反射層320的耐用度與結構穩定度。碳黑層321與奈米微結構322、奈米微結構322與鍍膜層323之間皆實體接觸且無任何間隙存在。
具體來說,低反射層320藉由極低的反射率,使得雜散光反射強度削弱,進一步提升成像品質,且不同於習知的塗墨、噴砂及鍍膜等技術,低反射層320改善了其 結構支撐性不足問題。鍍膜層323為單層膜,雖有習知技術以多層膜方式達到更佳的抗反射效果,但製作過程較複雜且成本高,藉由本揭示內容可改善此類問題。透過鍍膜層323材料的選用,可進一步改變低反射層320表面特性,例如:提升抗氧化能力、降低表面反射光線之光強度等。
鍍膜層323的材料可為SiO2,且SiO2可提升低反射層320的抗氧化能力。第三實施例中,鍍膜層323的折射率為1.46。藉此,有效防止奈米微結構322與碳黑層321氧化,提升低反射層320之耐用度。
具體來說,奈米微結構322的晶粒間距為GP,而奈米微結構322的晶粒間距GP為晶粒間波峰與波峰的最短距離。第三實施例中,奈米微結構322的晶粒間距GP為63nm。
<第四實施例>
第4A圖繪示依照本發明第四實施例中電子裝置40的示意圖。第4B圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置40的另一示意圖。由第4A圖與第4B圖可知,電子裝置40包含一相機模組(圖未標示)與一電子感光元件440,其中相機模組包含一成像鏡頭(圖未標示),電子感光元件440設置於相機模組的一成像面441。
成像鏡頭包含二第一光學元件410與一低反射層420。第一光學元件410各具有一中心開孔411,且各包含一第一表面412、一第二表面413及一第一外徑面414。低反射層420位於第一表面412與第二表面413中至少 其中一者之上,且包含一碳黑層421、一奈米微結構422及一鍍膜層423。第四實施例中,低反射層420皆位於第一表面412與第二表面413。具體來說,靠近成像鏡頭像側的第一光學元件410中,位於第二表面413的低反射層420僅包含碳黑層421,但並不以此為限。
具體來說,第一光學元件410可為一鏡筒、一鏡間環、一固定環、一遮光元件或一遮光片等塑膠製品,於第四實施例中,第一光學元件410皆為遮光片,但並不以此為限。詳細來說,成像鏡頭包含至少一光學透鏡,第四實施例中,成像鏡頭包含光學透鏡451、452、453,第一光學元件410分別設置於光學透鏡451、452之間與光學透鏡452、453之間,且第一光學元件410與光學透鏡451、452、453設置於鏡筒(圖未標示)中,其中光學透鏡的數量、結構、面形等光學特徵可依照不同成像需求配置,並不以此為限。
第4C圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置40的部分剖視圖。第4D圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置40的另一部分剖視圖。由第4A圖至第4D圖可知,第一表面412面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中一側且環繞中心開孔411。第二表面413面向成像鏡頭的一物側與一像側的其中另一側且環繞中心開孔411。第一外徑面414連接第一表面412與第二表面413。第四實施例中,第一表面412面向成像鏡頭的物側,且第二表面413面向成像鏡頭的像側,但並不以此為限。具體來說, 第一表面412與第二表面413皆與第一光學元件410的一表面之間無任何間隙存在。
由第4A圖至第4D圖可知,碳黑層421的外觀呈現黑色,且與第一表面412與第二表面413中至少其中一者實體接觸且連接。於第四實施例中,碳黑層421與第一表面412與第二表面413實體接觸且連接,但並不以此為限。奈米微結構422呈現多孔洞結構狀,且與碳黑層421實體接觸並連接,並較碳黑層421遠離第一光學元件410。鍍膜層423與奈米微結構422實體接觸且連接,並較奈米微結構422遠離第一光學元件410。
進一步來說,第四實施例的低反射層420呈現分層結構,且可透過低反射層420中的奈米微結構422吸收非成像的雜散光。碳黑層421為利用噴塗製程披覆於第一光學元件410的第一表面412與第二表面413。奈米微結構422是由碳黑層421經過特殊製程加工後形成,故奈米微結構422的組成成分與碳黑層421的組成成分相同。所謂特殊製程可以是碳黑層421的表面粗糙化製程,再以適當材料在碳黑層421表面進行成核反應,如物理氣相沉積反應、化學氣相沉積反應、真空蒸鍍、濺鍍及離子鍍著等。換句話說,表面粗糙化製程又可視為結晶化製程,透過結晶化製程形成具有奈米結晶的表面結構,而奈米結晶的表面結構即是所謂的奈米微結構422。奈米微結構422形成之後,外部再鍍上鍍膜層423保護其奈米結構,藉此強化低反射層420的耐用度與結構穩定度。碳黑層421與奈米 微結構422、奈米微結構422與鍍膜層423之間皆實體接觸且無任何間隙存在。
具體來說,低反射層420藉由極低的反射率,使得雜散光反射強度削弱,進一步提升成像品質,且不同於習知的塗墨、噴砂及鍍膜等技術,低反射層420改善了其結構支撐性不足問題。鍍膜層423為單層膜,雖有習知技術以多層膜方式達到更佳的抗反射效果,但製作過程較複雜且成本高,藉由本揭示內容可改善此類問題。透過鍍膜層423材料的選用,可進一步改變低反射層420表面特性,例如:提升抗氧化能力、降低表面反射光線之光強度等。
鍍膜層423的材料可為SiO2,且SiO2可提升低反射層420的抗氧化能力。第四實施例中,鍍膜層423的折射率為1.46。藉此,有效防止奈米微結構422與碳黑層421氧化,提升低反射層420之耐用度。
具體來說,奈米微結構422的晶粒間距為GP,而奈米微結構422的晶粒間距GP為晶粒間波峰與波峰的最短距離。第四實施例中,奈米微結構422的晶粒間距GP為63nm。
<第五實施例>
第5A圖繪示依照本揭示內容第五實施例中電子裝置50之示意圖,第5B圖繪示依照第5A圖第五實施例中電子裝置50的方塊圖。由第5A圖與第5B圖可知,電子裝置50係一智慧型手機,且包含一相機模組51、一電子感光元件52及一使用者介面53,其中電子感光元件52 設置於相機模組51的一成像面(圖未繪示)。相機模組包含一成像鏡頭51a。第五實施例的相機模組51設置於使用者介面53側邊的區域,其中使用者介面53可為觸控螢幕或顯示螢幕,並不以此為限。
成像鏡頭51a可為前述第一實施例至第四實施例中的任一者,其包含一第一光學元件(圖未繪示)與一低反射層(圖未繪示),但本揭示內容並不以此為限。
進一步來說,使用者透過電子裝置50的使用者介面53進入拍攝模式。此時成像鏡頭51a匯集成像光線在電子感光元件52上,並輸出有關影像的電子訊號至成像訊號處理元件(Image Signal Processor,ISP)54。
因應電子裝置50的相機規格,電子裝置50可更包含一光學防手震組件55,係可為OIS防抖回饋裝置,進一步地,電子裝置50可更包含至少一個輔助光學元件(未另標號)及至少一個感測元件56。第五實施例中,輔助光學元件為閃光燈模組57與對焦輔助模組58,閃光燈模組57可用以補償色溫,對焦輔助模組58可為紅外線測距元件、雷射對焦模組等。感測元件56可具有感測物理動量與作動能量的功能,如加速計、陀螺儀、霍爾元件(Hall Effect Element),以感知使用者的手部或外在環境施加的晃動及抖動,進而有利於電子裝置50中成像鏡頭51a配置的自動對焦功能及光學防手震組件55的發揮,以獲得良好的成像品質,有助於依據本揭示內容的電子裝置50具備多種模式的拍攝功能,如優化自拍、低光源HDR(High Dynamic Range,高動態範圍成像)、高解析4K(4K Resolution)錄影等。此外,使用者可由觸控螢幕直接目視到相機的拍攝畫面,並在觸控螢幕上手動操作取景範圍,以達成所見即所得的自動對焦功能。
此外,電子裝置50可進一步包含但不限於顯示單元(Display)、控制單元(Control Unit)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)、唯讀儲存單元(ROM)或其組合。
第5C圖繪示依照第5A圖第五實施例中自拍場景之示意圖,第5D圖繪示依照第5A圖第五實施例中拍攝的影像之示意圖。由第5A圖至第5D圖可知,成像鏡頭51a與使用者介面53皆朝向使用者,在進行自拍(selfie)或直播(live streaming)時,可同時觀看拍攝影像與進行介面的操作,並於拍攝後可得到如第5D圖之拍攝的影像。藉此,搭配本揭示內容之成像鏡頭51a可提供較佳的拍攝體驗。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:電子裝置
110:第一光學元件
112:第一表面
113:第二表面
114:第一外徑面
120:低反射層
121:碳黑層
122:奈米微結構
123:鍍膜層
130:第二光學元件
131:第二外徑面
140:電子感光元件
141:成像面
151:光學透鏡
152:光學透鏡
X:光軸
L1:直徑
L2:最大直徑

Claims (18)

  1. 一種成像鏡頭,包含:
    一第一光學元件,其具有一中心開孔,且包含:
    一第一表面,其面向該成像鏡頭的一物側與一像側的其中一側且環繞該中心開孔;
    一第二表面,其面向該成像鏡頭的一物側與一像側的其中另一側且環繞該中心開孔;及
    一第一外徑面,其連接該第一表面與該第二表面;以及
    一低反射層,其位於該第一表面與該第二表面中至少其中一者之上,且包含:
    一碳黑層,其外觀呈現黑色,且與該第一表面與該第二表面中至少其中一者實體接觸且連接;
    一奈米微結構,其呈現多孔洞結構狀,且與該碳黑層實體接觸並連接,並較該碳黑層遠離該第一光學元件;及
    一鍍膜層,其與該奈米微結構實體接觸且連接,並較 該奈米微結構遠離該第一光學元件;
    其中,該低反射層於波長400nm的反射率為R40,該低反射層於波長800nm的反射率為R80,該低反射層於波長1000nm的反射率為R100,其滿足下列條件:
    R40
    Figure 109108231-A0101-13-0001-83
    0.40%;
    R80
    Figure 109108231-A0101-13-0001-84
    0.40%;以及
    R100
    Figure 109108231-A0101-13-0001-85
    0.40%。
  2. 如請求項1所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長380nm的反射率為R38,其滿足下列條件:
    R38
    Figure 109108231-A0101-13-0002-86
    0.40%。
  3. 如請求項2所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長380nm的反射率為R38,其滿足下列條件:
    R38
    Figure 109108231-A0101-13-0002-87
    0.30%。
  4. 如請求項3所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長380nm的反射率為R38,其滿足下列條件:
    R38
    Figure 109108231-A0101-13-0002-89
    0.20%。
  5. 如請求項1所述之成像鏡頭,其中該奈米微結構的晶粒間距為GP,其滿足下列條件:
    5nm
    Figure 109108231-A0101-13-0002-90
    GP
    Figure 109108231-A0101-13-0002-91
    200nm。
  6. 如請求項5所述之成像鏡頭,其中該奈米微結構的晶粒間距為GP,其滿足下列條件:
    10nm
    Figure 109108231-A0101-13-0002-92
    GP
    Figure 109108231-A0101-13-0002-93
    130nm。
  7. 如請求項6所述之成像鏡頭,其中該奈米微結構的晶粒間距為GP,其滿足下列條件:
    22nm
    Figure 109108231-A0101-13-0002-94
    GP
    Figure 109108231-A0101-13-0002-95
    95nm。
  8. 如請求項1所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長680nm的反射率為R68,其滿足下列條件:
    R68
    Figure 109108231-A0101-13-0003-96
    0.40%。
  9. 如請求項8所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長680nm的反射率為R68,其滿足下列條件:
    R68
    Figure 109108231-A0101-13-0003-97
    0.30%。
  10. 如請求項9所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長680nm的反射率為R68,其滿足下列條件:
    R68
    Figure 109108231-A0101-13-0003-98
    0.20%。
  11. 如請求項1所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長400nm的反射率為R40,該低反射層於波長800nm的反射率為R80,該低反射層於波長1000nm的反射率為R100,其滿足下列條件:
    R40
    Figure 109108231-A0101-13-0003-99
    0.30%;
    R80
    Figure 109108231-A0101-13-0003-100
    0.30%;以及
    R100
    Figure 109108231-A0101-13-0003-101
    0.30%。
  12. 如請求項11所述之成像鏡頭,其中該低反射層於波長400nm的反射率為R40,該低反射層於波長800nm的反射率為R80,該低反射層於波長1000nm的反射率為R100,其滿足下列條件:
    R40
    Figure 109108231-A0101-13-0004-102
    0.20%;
    R80
    Figure 109108231-A0101-13-0004-103
    0.20%;以及
    R100
    Figure 109108231-A0101-13-0004-104
    0.20%。
  13. 如請求項1所述之成像鏡頭,更包含:
    一第二光學元件,其包含一第二外徑面,且該第二外徑面之一最大直徑小於該第一光學元件的該第一外徑面之一直徑,該第二光學元件與該第一光學元件沿平行該成像鏡頭的一光軸方向互相面對組裝。
  14. 如請求項1所述之成像鏡頭,其中該鍍膜層的材料為SiO2
  15. 如請求項1所述之成像鏡頭,其中該鍍膜層的材料為金屬氧化物。
  16. 如請求項15所述之成像鏡頭,其中該鍍膜層的材料為TiO2
  17. 一種相機模組,其包含:
    如請求項1所述的成像鏡頭。
  18. 一種電子裝置,包含:
    如請求項17所述的相機模組;以及
    一電子感光元件,其設置於該相機模組的一成像面。
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