TWI759111B - 成像鏡頭、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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周明達
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張明順
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Abstract

一種成像鏡頭，包含複數塑膠透鏡、塑膠鏡筒、固定元件、膠體材料及第一空間結構。塑膠鏡筒包含板狀部與管狀部，其中板狀部具有中心通孔，且成像鏡頭的光軸通過中心通孔；管狀部由板狀部往平行光軸的方向延伸並定義內部空間，且用以將塑膠透鏡設置於內部空間中。固定元件用以將塑膠透鏡固定在內部空間內。膠體材料設置於塑膠透鏡的其中一透鏡與塑膠鏡筒的管狀部之間。第一空間結構由中心通孔往管狀部延伸。塑膠透鏡中包含第一透鏡，且第一透鏡與塑膠鏡筒的板狀部實體接觸。藉此，可提供一種可抵抗高溫高濕環境測試的成像鏡頭。

Description

成像鏡頭、取像裝置及電子裝置
本發明係關於一種成像鏡頭與取像裝置，且特別是一種應用在可攜式電子裝置上的成像鏡頭與取像裝置。
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取像裝置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，發展一種可抵抗高溫高濕環境測試的成像鏡頭遂成為產業上重要且急欲解決的問題。
本發明提供一種成像鏡頭、取像裝置及電子裝置，藉由成像鏡頭的第一空間結構可緩衝膠體材料與塑膠透鏡受溫度影響膨脹的體積，以提高成像鏡頭的可靠度。
依據本發明一實施方式提供一種成像鏡頭，包含複數塑膠透鏡、一塑膠鏡筒、一固定元件、一膠體材料及一第一空間結構。塑膠透鏡由成像鏡頭的物側往像側依序排列。塑膠鏡筒包含一板狀部與一管狀部，其中板狀部具有一中心通孔，且成像鏡頭的一光軸通過中心通孔；管狀部由板狀部往平行光軸的方向延伸並定義一內部空間，且用以將塑膠透鏡設置於內部空間中。固定元件用以將塑膠透鏡固定在內部空間內。膠體材料設置於塑膠透鏡的其中一透鏡與塑膠鏡筒的管狀部之間，並環繞塑膠透鏡的其中一透鏡。第一空間結構由中心通孔往管狀部延伸。塑膠透鏡中包含一第一透鏡，且第一透鏡與塑膠鏡筒的板狀部實體接觸。第一空間結構用以將第一透鏡與板狀部之間維持一空氣間隙，空氣間隙的厚度為d，其滿足下列條件：0.5 um ＜ d ＜ 40 um。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中第一空間結構可設置於塑膠鏡筒的板狀部上，第一空間結構可包含一第一階差與一第一降面，且第一階差與第一降面用以將板狀部與實體接觸板狀部的第一透鏡之間形成空氣間隙。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中管狀部可包含複數內環面，內環面分別對應塑膠透鏡，且膠體材料設置於塑膠透鏡的其中一透鏡的一外徑面與對應塑膠透鏡的各內環面之間。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中塑膠鏡筒的管狀部可更包含一第二空間結構，第二空間結構對應塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑面，第二空間結構可包含一第二階差與一第二降面，且膠體材料的一部分設置於第二空間結構內。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中膠體材料的線性熱膨脹係數為c，其可滿足下列條件：5 ppm/ oC ＜ c ＜ 400 ppm/ oC。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中空氣間隙的厚度為d，其可滿足下列條件：0.5 um ＜ d ＜ 23 um。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中第一透鏡的外徑為phi 1，與膠體材料連接的塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑為phi i，其可滿足下列條件：1.0 ≤ phi i/phi 1 ＜ 1.43。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中設置膠體材料的塑膠透鏡的其中一透鏡與第一透鏡之間可包含塑膠透鏡中至少另外二透鏡。
依據前段所述實施方式的成像鏡頭，其中膠體材料可具有一不透光的性質。
依據本發明一實施方式提供一種取像裝置，包含前述實施方式之成像鏡頭。
依據本發明一實施方式提供一種電子裝置，包含前述實施方式之取像裝置與一電子感光元件，其中電子感光元件設置於成像鏡頭的一成像面。
本發明提供一種成像鏡頭，包含複數塑膠透鏡、一塑膠鏡筒、一固定元件、一膠體材料及一第一空間結構。塑膠透鏡由成像鏡頭的物側往像側依序排列。塑膠鏡筒包含一板狀部與一管狀部，其中板狀部具有一中心通孔，且成像鏡頭的一光軸通過中心通孔；管狀部由板狀部往平行光軸的方向延伸並定義一內部空間，且用以將塑膠透鏡設置於內部空間中。固定元件用以將塑膠透鏡固定在內部空間內。膠體材料設置於塑膠透鏡的其中一透鏡與塑膠鏡筒的管狀部之間，並環繞塑膠透鏡的其中一透鏡。第一空間結構由中心通孔往管狀部延伸。塑膠透鏡中包含一第一透鏡，且第一透鏡與塑膠鏡筒的板狀部實體接觸。第一空間結構用以將第一透鏡與板狀部之間維持一空氣間隙，空氣間隙的厚度為d，其滿足下列條件：0.5 um ＜ d ＜ 40 um。藉此，可提供一種可抵抗高溫高濕環境測試的成像鏡頭。
具體來說，本發明利用固定元件與膠體材料可提升成像鏡頭的破壞力與脫拔力測試，以提高整體成像鏡頭的穩固強度與耐用程度，即成像鏡頭的解像能力與光學解析度可更不易受外界環境的影響，提高整體成像鏡頭的可靠度。再者，於上述環境測試下，膠體材料的線性熱膨脹係數會使組裝完成的塑膠透鏡的鏡間距改變，或者因膠體材料的體積過度膨脹，進而損壞塑膠鏡筒。因此，於使用膠體材料的前提下，為了同時維持成像鏡頭的耐用程度，並消除膠體材料本身的線性熱膨脹係數所帶來的負面應力影響，本發明的第一空間結構可因應當膠體材料受溫度影響而過度膨脹時，緩衝額外膨脹的塑膠透鏡的體積，避免膨脹產生的應力堆積在其他地方而產生不可回復的永久形變。
進一步來說，固定元件可為一塑膠環狀元件構成的固定環，或為液態膠體元件塗裝成環狀後固化的環狀元件，但並不以此為限。
塑膠透鏡中可僅第一透鏡與板狀部實體接觸，塑膠透鏡中其他透鏡與管狀部接觸，甚至不與塑膠鏡筒的任何部位接觸，且固定元件可較膠體材料遠離第一透鏡。
第一空間結構可設置於塑膠鏡筒的板狀部上，第一空間結構可包含一第一階差與一第一降面，且第一階差與第一降面用以將板狀部與實體接觸板狀部的第一透鏡之間形成空氣間隙。因空氣間隙與中心通孔導通，當緩衝額外膨脹的塑膠透鏡體積時，空氣間隙內的空氣可順勢地被排出，故空氣間隙中因空氣被排出而產生的體積可使膨脹的塑膠透鏡得以順利延伸。
管狀部可包含複數內環面，其中內環面分別對應塑膠透鏡，且膠體材料設置於塑膠透鏡的其中一透鏡的一外徑面與對應塑膠透鏡的各內環面之間。藉此，可提高成像鏡頭的封裝穩定度，使成像鏡頭受外力衝擊時不易被破壞。
塑膠鏡筒的管狀部可更包含一第二空間結構，其中第二空間結構對應塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑面，第二空間結構可包含一第二階差與一第二降面，且膠體材料的一部分設置於第二空間結構內。藉此，可用以緩衝膠體材料本身受熱膨脹後的體積變化，以降低第一空間結構的負擔。
設置膠體材料的塑膠透鏡的其中一透鏡與第一透鏡之間可包含塑膠透鏡中至少另外二透鏡。藉此，膠體材料可固定更多的塑膠透鏡，並補償更多塑膠透鏡因溫度變化產生的熱膨脹效應，其中塑膠透鏡因線性熱膨脹係數會對成像鏡頭的整體焦距產生影響，而膠體材料的熱膨脹現象有助於抵消塑膠透鏡的熱膨脹影響。
膠體材料可具有一不透光的性質。藉此，可避免膠體材料表面引起不必要的雜散光反射。
膠體材料的線性熱膨脹係數為c，其可滿足下列條件：5 ppm/ oC ＜ c ＜ 400 ppm/ oC。藉此，第一空間結構可適應更多種類的膠體材料。再者，某些擁有較佳黏著穩定度的膠體材料具有更高的線性熱膨脹係數。進一步來說，線性熱膨脹係數可由熱機械分析儀(Thermal Mechanical Analyzer)測定而得，而膠體材料可為環氧樹脂(Epoxy resin)材質，且ppm為百萬分之一，即10的6次方分之一。
空氣間隙的厚度為d，其可滿足下列條件：0.5 um ＜ d ＜ 23 um。藉此，可得到較佳的第一空間結構厚度，避免過寬的空氣間隙的厚度使塑膠鏡筒的板狀部厚度變化過大。再者，受熱變形時，塑膠鏡筒本身容易彎曲，且過寬的空氣間隙的厚度將使塑膠鏡筒的尺寸安定性不易維持穩定。值得一提的是，經實測驗證，當d值為1 um、2 um、3 um、8 um時，皆可使塑膠鏡筒的尺寸安定性較佳，但d值並不以上述範圍為限。
第一透鏡的外徑為phi 1，與膠體材料連接的塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑為phi i，其可滿足下列條件：1.0 ≤ phi i/phi 1 ＜ 1.43。當塑膠透鏡之間的外徑差距較小時，熱膨脹後的應力變形方向較易預測與控制；當塑膠透鏡之間的外徑差距過大時，熱膨脹後的應力變形方向容易產生塑膠透鏡的翹曲。
上述本揭示內容的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取像裝置，包含前述之成像鏡頭。
本揭示內容提供一種電子裝置，包含前述之取像裝置與一電子感光元件，其中電子感光元件設置於成像鏡頭的一成像面。
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＞
請參照第1A圖至第1E圖，其中第1A圖繪示依照本發明第一實施例中成像鏡頭100的塑膠鏡筒120的示意圖，第1B圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭100的塑膠鏡筒120的立體圖，第1C圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭100的剖面示意圖，第1D圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭100的部分示意圖，第1E圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭100的部分剖視圖。由第1A圖至第1E圖可知，成像鏡頭100包含複數塑膠透鏡、一塑膠鏡筒120、一固定元件130、一膠體材料140、一第一空間結構150及一成像面170。藉此，提供一種可抵抗高溫高濕環境測試的成像鏡頭100。
由第1C圖至第1E圖可知，塑膠透鏡由成像鏡頭100的物側往像側依序排列。第一實施例中，由成像鏡頭100的物側往像側依序包含塑膠透鏡115、114、113、112及第一透鏡111，其中第一透鏡111設置於成像鏡頭100的最像側，塑膠透鏡115設置於成像鏡頭100的最物側，且塑膠透鏡115與第一透鏡111之間可更包含複數透鏡。再者，塑膠透鏡的數量、結構、面形等光學特徵可依照不同成像需求配置，且更可依需求設置其他光學元件，並不以此為限。
由第1C圖可知，塑膠鏡筒120包含一板狀部121與一管狀部122，其中板狀部121具有一中心通孔121a，且成像鏡頭100的一光軸X通過中心通孔121a；管狀部122由板狀部121往平行光軸X的方向延伸並定義一內部空間（圖未標示），且用以將塑膠透鏡設置於內部空間中。再者，固定元件130用以將塑膠透鏡固定在內部空間內，且固定元件130可為一塑膠環狀元件構成的固定環，或為液態膠體元件塗裝成環狀後固化的環狀元件，但並不以此為限。第一實施例中，第一透鏡111及塑膠透鏡112、113、114、115設置於管狀部122的內部空間中，且固定元件130用以將第一透鏡111及塑膠透鏡112、113、114、115固定在內部空間內。
第一透鏡111與塑膠鏡筒120的板狀部121實體接觸。進一步來說，塑膠透鏡中僅第一透鏡111與板狀部121實體接觸，塑膠透鏡中其他透鏡與管狀部122接觸，甚至不與塑膠鏡筒120的任何部位接觸，且固定元件130較膠體材料140遠離第一透鏡111。第一實施例中，塑膠透鏡112、113、114、115與管狀部122接觸。
由第1C圖至第1E圖可知，膠體材料140設置於塑膠透鏡的其中一透鏡與塑膠鏡筒120的管狀部122之間，並環繞塑膠透鏡的其中一透鏡。第一實施例中，膠體材料140設置於塑膠透鏡115與塑膠鏡筒120的管狀部122之間，並環繞塑膠透鏡115。再者，膠體材料140可進一步設置於塑膠透鏡114與塑膠鏡筒120的管狀部122之間，並環繞塑膠透鏡114。具體來說，利用固定元件130與膠體材料140可提升成像鏡頭100的破壞力與脫拔力測試，以提高整體成像鏡頭100的穩固強度與耐用程度，即成像鏡頭100的解像能力與光學解析度可更不易受外界環境的影響，提高整體成像鏡頭100的可靠度。
進一步來說，膠體材料140可具有一不透光的性質。藉此，可避免膠體材料140表面引起不必要的雜散光反射。
由第1C圖可知，第一空間結構150由中心通孔121a往管狀部122延伸，且第一空間結構150用以將第一透鏡111與板狀部121之間維持一空氣間隙（圖未標示）。詳細來說，於高溫高濕的環境測試下，膠體材料140的線性熱膨脹係數會使組裝完成的塑膠透鏡的鏡間距改變，或者因膠體材料140的體積過度膨脹，進而損壞塑膠鏡筒120。因此，於使用膠體材料140的前提下，為了同時維持成像鏡頭100的耐用程度，並消除膠體材料140本身的線性熱膨脹係數所帶來的負面應力影響，第一空間結構150可因應當膠體材料140受溫度影響而過度膨脹時，緩衝額外膨脹的塑膠透鏡的體積，避免膨脹產生的應力堆積在其他地方而產生不可回復的永久形變。具體而言，膠體材料140的線性熱膨脹係數為c，其可滿足下列條件：5 ppm/ oC ＜ c ＜ 400 ppm/ oC。
由第1C圖與第1D圖可知，第一空間結構150設置於塑膠鏡筒120的板狀部121上，第一空間結構150包含一第一階差151與一第一降面152，且第一階差151與第一降面152用以將板狀部121與實體接觸板狀部121的第一透鏡111之間形成空氣間隙。因空氣間隙與中心通孔121a導通，當緩衝額外膨脹的塑膠透鏡體積時，空氣間隙內的空氣可順勢地被排出，故空氣間隙中因空氣被排出而產生的體積可使膨脹的塑膠透鏡得以順利延伸。
由第1E圖可知，管狀部122包含複數內環面122a，其中內環面122a分別對應塑膠透鏡，且膠體材料140設置於塑膠透鏡的其中一透鏡的一外徑面與對應塑膠透鏡的各內環面122a之間。第一實施例中，內環面122a分別對應第一透鏡111及塑膠透鏡112、113、114、115，而第一透鏡111與塑膠透鏡115分別具有外徑面111a、115a，且膠體材料140設置於塑膠透鏡115的外徑面115a與對應塑膠透鏡115的內環面122a之間。藉此，可提高成像鏡頭100的封裝穩定度，使成像鏡頭100受外力衝擊時不易被破壞。
請參照第1F圖與第1G圖，其中第1F圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭100的塑膠鏡筒120的另一立體圖，第1G圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭100的塑膠鏡筒120的部分剖視圖。由第1B圖至第1G圖可知，塑膠鏡筒120的管狀部122可更包含一第二空間結構160，其中第二空間結構160對應塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑面，第二空間結構160包含一第二階差161與一第二降面162，且膠體材料140的一部分設置於第二空間結構160內。第一實施例中，第二空間結構160對應塑膠透鏡115的外徑面115a。藉此，可用以緩衝膠體材料140本身受熱膨脹後的體積變化，以降低第一空間結構150的負擔。
進一步來說，設置膠體材料140的塑膠透鏡的其中一透鏡與第一透鏡111之間包含塑膠透鏡中至少另外二透鏡。第一實施例中，塑膠透鏡115與第一透鏡111之間包含塑膠透鏡112、113、114。藉此，膠體材料140可固定更多的塑膠透鏡，並補償更多塑膠透鏡因溫度變化產生的熱膨脹效應，其中塑膠透鏡因線性熱膨脹係數會對成像鏡頭100的整體焦距產生影響，而膠體材料140的熱膨脹現象有助於抵消塑膠透鏡的熱膨脹影響。
由第1C圖與第1D圖可知，空氣間隙的厚度為d，第一透鏡111的外徑為phi 1，與膠體材料140連接的塑膠透鏡的其中一透鏡（第一實施例中，塑膠透鏡的其中一透鏡係指塑膠透鏡115）的外徑為phi i，而所述參數滿足下列表一條件。
表一、第一實施例
d (um) 20 phi i (mm) 5.35
phi 1 (mm) 4.82 phi i/phi 1 1.11
＜第二實施例＞
請參照第2A圖至第2E圖，其中第2A圖繪示依照本發明第二實施例中成像鏡頭200的塑膠鏡筒220的示意圖，第2B圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭200的塑膠鏡筒220的立體圖，第2C圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭200的剖面示意圖，第2D圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭200的部分示意圖，第2E圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭200的部分剖視圖。由第2A圖至第2E圖可知，成像鏡頭200包含複數塑膠透鏡、一塑膠鏡筒220、一固定元件230、一膠體材料240、一第一空間結構250及一成像面270。藉此，提供一種可抵抗高溫高濕環境測試的成像鏡頭200。
由第2C圖至第2E圖可知，塑膠透鏡由成像鏡頭200的物側往像側依序排列。第二實施例中，由成像鏡頭200的物側往像側依序包含第一透鏡211及塑膠透鏡212、213、214、215，其中第一透鏡211設置於成像鏡頭200的最物側，且塑膠透鏡215設置於成像鏡頭200的最像側。再者，塑膠透鏡的數量、結構、面形等光學特徵可依照不同成像需求配置，且更可依需求設置其他光學元件，並不以此為限。
由第2C圖可知，塑膠鏡筒220包含一板狀部221與一管狀部222，其中板狀部221具有一中心通孔221a，且成像鏡頭200的一光軸X通過中心通孔221a；管狀部222由板狀部221往平行光軸X的方向延伸並定義一內部空間（圖未標示），且用以將塑膠透鏡設置於內部空間中。再者，固定元件230用以將塑膠透鏡固定在內部空間內，且固定元件230可為一塑膠環狀元件構成的固定環，或為液態膠體元件塗裝成環狀後固化的環狀元件，但並不以此為限。第二實施例中，第一透鏡211及塑膠透鏡212、213、214、215設置於管狀部222的內部空間中，且固定元件230用以將第一透鏡211及塑膠透鏡212、213、214、215固定在內部空間內。
第一透鏡211與塑膠鏡筒220的板狀部221實體接觸。進一步來說，塑膠透鏡中僅第一透鏡211與板狀部221實體接觸，塑膠透鏡中其他透鏡與管狀部222接觸，甚至不與塑膠鏡筒220的任何部位接觸，且固定元件230較膠體材料240遠離第一透鏡211。第二實施例中，塑膠透鏡212、214、215與管狀部222接觸，且塑膠透鏡213不與塑膠鏡筒220的任何部位接觸。
由第2C圖至第2E圖可知，膠體材料240設置於塑膠透鏡的其中一透鏡與塑膠鏡筒220的管狀部222之間，並環繞塑膠透鏡的其中一透鏡。第二實施例中，膠體材料240設置於塑膠透鏡215與塑膠鏡筒220的管狀部222之間，並環繞塑膠透鏡215。再者，膠體材料240可進一步設置於塑膠透鏡214與塑膠鏡筒220的管狀部222之間，並環繞塑膠透鏡214。具體來說，利用固定元件230與膠體材料240可提升成像鏡頭200的破壞力與脫拔力測試，以提高整體成像鏡頭200的穩固強度與耐用程度，即成像鏡頭200的解像能力與光學解析度可更不易受外界環境的影響，提高整體成像鏡頭200的可靠度。
進一步來說，膠體材料240可具有一不透光的性質。藉此，可避免膠體材料240表面引起不必要的雜散光反射。
由第2C圖可知，第一空間結構250由中心通孔221a往管狀部222延伸，且第一空間結構250用以將第一透鏡211與板狀部221之間維持一空氣間隙（圖未標示）。詳細來說，於高溫高濕的環境測試下，膠體材料240的線性熱膨脹係數會使組裝完成的塑膠透鏡的鏡間距改變，或者因膠體材料240的體積過度膨脹，進而損壞塑膠鏡筒220。因此，於使用膠體材料240的前提下，為了同時維持成像鏡頭200的耐用程度，並消除膠體材料240本身的線性熱膨脹係數所帶來的負面應力影響，第一空間結構250可因應當膠體材料240受溫度影響而過度膨脹時，緩衝額外膨脹的塑膠透鏡的體積，避免膨脹產生的應力堆積在其他地方而產生不可回復的永久形變。具體而言，膠體材料240的線性熱膨脹係數為c，其可滿足下列條件：5 ppm/ oC ＜ c ＜ 400 ppm/ oC。
由第2C圖與第2D圖可知，第一空間結構250設置於塑膠鏡筒220的板狀部221上，第一空間結構250包含一第一階差251與一第一降面252，且第一階差251與第一降面252用以將板狀部221與實體接觸板狀部221的第一透鏡211之間形成空氣間隙。因空氣間隙與中心通孔221a導通，當緩衝額外膨脹的塑膠透鏡體積時，空氣間隙內的空氣可順勢地被排出，故空氣間隙中因空氣被排出而產生的體積可使膨脹的塑膠透鏡得以順利延伸。
由第2E圖可知，管狀部222包含複數內環面222a，其中內環面222a分別對應塑膠透鏡，且膠體材料240設置於塑膠透鏡的其中一透鏡的一外徑面與對應塑膠透鏡的各內環面222a之間。第二實施例中，內環面222a分別對應第一透鏡211及塑膠透鏡212、213、214、215，而第一透鏡211與塑膠透鏡215分別具有外徑面211a、215a，且膠體材料240設置於塑膠透鏡215的外徑面215a與對應塑膠透鏡215的內環面222a之間。藉此，可提高成像鏡頭200的封裝穩定度，使成像鏡頭200受外力衝擊時不易被破壞。
請參照第2F圖與第2G圖，其中第2F圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭200的塑膠鏡筒220的另一立體圖，第2G圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭200的塑膠鏡筒220的部分剖視圖。由第2B圖至第2G圖可知，塑膠鏡筒220的管狀部222可更包含一第二空間結構260，其中第二空間結構260對應塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑面，第二空間結構260包含一第二階差261與一第二降面262，且膠體材料240的一部分設置於第二空間結構260內。第二實施例中，第二空間結構260對應塑膠透鏡215的外徑面215a。藉此，可用以緩衝膠體材料240本身受熱膨脹後的體積變化，以降低第一空間結構250的負擔。
進一步來說，設置膠體材料240的塑膠透鏡的其中一透鏡與第一透鏡211之間包含塑膠透鏡中至少另外二透鏡。第二實施例中，塑膠透鏡215與第一透鏡211之間包含塑膠透鏡212、213、214。藉此，膠體材料240可固定更多的塑膠透鏡，並補償更多塑膠透鏡因溫度變化產生的熱膨脹效應，其中塑膠透鏡因線性熱膨脹係數會對成像鏡頭200的整體焦距產生影響，而膠體材料240的熱膨脹現象有助於抵消塑膠透鏡的熱膨脹影響。
由第2C圖與第2D圖可知，空氣間隙的厚度為d，第一透鏡211的外徑為phi 1，與膠體材料240連接的塑膠透鏡的其中一透鏡（第二實施例中，塑膠透鏡的其中一透鏡係指塑膠透鏡215）的外徑為phi i，而所述參數滿足下列表二條件。
表二、第二實施例
d (um) 20 phi i (mm) 4.95
phi 1 (mm) 4.3 phi i/phi 1 1.15
＜第三實施例＞
請參照第3A圖至第3F圖，其中第3A圖繪示依照本發明第三實施例中成像鏡頭300的示意圖，第3B圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭300沿剖線3B-3B的剖面示意圖，第3C圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭300沿剖線3C-3C的剖面示意圖，第3D圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭300的塑膠鏡筒320的立體圖，第3E圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭300的部分示意圖，第3F圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭300的部分剖視圖。值得一提的是，第3C圖係第3B圖偏轉45度所得到的圖式。由第3A圖至第3F圖可知，成像鏡頭300包含複數塑膠透鏡、一塑膠鏡筒320、一固定元件330、一膠體材料340、一第一空間結構350及一成像面370。藉此，提供一種可抵抗高溫高濕環境測試的成像鏡頭300。
由第3B圖、第3C圖、第3E圖及第3F圖可知，塑膠透鏡由成像鏡頭300的物側往像側依序排列。第三實施例中，由成像鏡頭300的物側往像側依序包含第一透鏡311及塑膠透鏡312、313、314、315，其中第一透鏡311設置於成像鏡頭300的最物側，且塑膠透鏡315設置於成像鏡頭300的最像側。再者，塑膠透鏡的數量、結構、面形等光學特徵可依照不同成像需求配置，且更可依需求設置其他光學元件，並不以此為限。
由第3A圖至第3D圖可知，塑膠鏡筒320包含一板狀部321與一管狀部322，其中板狀部321具有一中心通孔321a，且成像鏡頭300的一光軸X通過中心通孔321a；管狀部322由板狀部321往平行光軸X的方向延伸並定義一內部空間（圖未標示），且用以將塑膠透鏡設置於內部空間中。再者，固定元件330用以將塑膠透鏡固定在內部空間內，且固定元件330可為一塑膠環狀元件構成的固定環，或為液態膠體元件塗裝成環狀後固化的環狀元件，但並不以此為限。第三實施例中，第一透鏡311及塑膠透鏡312、313、314、315設置於管狀部322的內部空間中，且固定元件330用以將第一透鏡311及塑膠透鏡312、313、314、315固定在內部空間內。
第一透鏡311與塑膠鏡筒320的板狀部321實體接觸。進一步來說，塑膠透鏡中僅第一透鏡311與板狀部321實體接觸，塑膠透鏡中其他透鏡與管狀部322接觸，甚至不與塑膠鏡筒320的任何部位接觸，且固定元件330較膠體材料340遠離第一透鏡311。第三實施例中，塑膠透鏡312、314、315與管狀部322接觸，且塑膠透鏡313不與塑膠鏡筒320的任何部位接觸。
由第3B圖、第3C圖、第3E圖及第3F圖可知，膠體材料340設置於塑膠透鏡的其中一透鏡與塑膠鏡筒320的管狀部322之間，並環繞塑膠透鏡的其中一透鏡。第三實施例中，膠體材料340設置於塑膠透鏡315與塑膠鏡筒320的管狀部322之間，並環繞塑膠透鏡315。再者，膠體材料340可進一步設置於塑膠透鏡314與塑膠鏡筒320的管狀部322之間，並環繞塑膠透鏡314。具體來說，利用固定元件330與膠體材料340可提升成像鏡頭300的破壞力與脫拔力測試，以提高整體成像鏡頭300的穩固強度與耐用程度，即成像鏡頭300的解像能力與光學解析度可更不易受外界環境的影響，提高整體成像鏡頭300的可靠度。
進一步來說，膠體材料340可具有一不透光的性質。藉此，可避免膠體材料340表面引起不必要的雜散光反射。
由第3B圖與第3C圖可知，第一空間結構350由中心通孔321a往管狀部322延伸，且第一空間結構350用以將第一透鏡311與板狀部321之間維持一空氣間隙（圖未標示）。詳細來說，於高溫高濕的環境測試下，膠體材料340的線性熱膨脹係數會使組裝完成的塑膠透鏡的鏡間距改變，或者因膠體材料340的體積過度膨脹，進而損壞塑膠鏡筒320。因此，於使用膠體材料340的前提下，為了同時維持成像鏡頭300的耐用程度，並消除膠體材料340本身的線性熱膨脹係數所帶來的負面應力影響，第一空間結構350可因應當膠體材料340受溫度影響而過度膨脹時，緩衝額外膨脹的塑膠透鏡的體積，避免膨脹產生的應力堆積在其他地方而產生不可回復的永久形變。具體而言，膠體材料340的線性熱膨脹係數為c，其可滿足下列條件：5 ppm/ oC ＜ c ＜ 400 ppm/ oC。
由第3C圖與第3E圖可知，第一空間結構350設置於塑膠鏡筒320的板狀部321上，第一空間結構350包含一第一階差351與一第一降面352，且第一階差351與第一降面352用以將板狀部321與實體接觸板狀部321的第一透鏡311之間形成空氣間隙。因空氣間隙與中心通孔321a導通，當緩衝額外膨脹的塑膠透鏡體積時，空氣間隙內的空氣可順勢地被排出，故空氣間隙中因空氣被排出而產生的體積可使膨脹的塑膠透鏡得以順利延伸。
由第3F圖可知，管狀部322包含複數內環面322a，其中內環面322a分別對應塑膠透鏡，且膠體材料340設置於塑膠透鏡的其中一透鏡的一外徑面與對應塑膠透鏡的各內環面322a之間。第三實施例中，內環面322a分別對應第一透鏡311及塑膠透鏡312、313、314、315，而第一透鏡311與塑膠透鏡315分別具有外徑面311a、315a，且膠體材料340設置於塑膠透鏡315的外徑面315a與對應塑膠透鏡315的內環面322a之間。藉此，可提高成像鏡頭300的封裝穩定度，使成像鏡頭300受外力衝擊時不易被破壞。
請參照第3G圖與第3H圖，其中第3G圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭300的塑膠鏡筒320的另一立體圖，第3H圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭300的塑膠鏡筒320的部分剖視圖。由第3B圖至第3H圖可知，塑膠鏡筒320的管狀部322可更包含一第二空間結構360，其中第二空間結構360對應塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑面，第二空間結構360包含一第二階差361與一第二降面362，且膠體材料340的一部分設置於第二空間結構360內。第三實施例中，第二空間結構360對應塑膠透鏡315的外徑面315a。藉此，可用以緩衝膠體材料340本身受熱膨脹後的體積變化，以降低第一空間結構350的負擔。
進一步來說，設置膠體材料340的塑膠透鏡的其中一透鏡與第一透鏡311之間包含塑膠透鏡中至少另外二透鏡。第三實施例中，塑膠透鏡315與第一透鏡311之間包含塑膠透鏡312、313、314。藉此，膠體材料340可固定更多的塑膠透鏡，並補償更多塑膠透鏡因溫度變化產生的熱膨脹效應，其中塑膠透鏡因線性熱膨脹係數會對成像鏡頭300的整體焦距產生影響，而膠體材料340的熱膨脹現象有助於抵消塑膠透鏡的熱膨脹影響。
由第3B圖與第3E圖可知，空氣間隙的厚度為d，第一透鏡311的外徑為phi 1，與膠體材料340連接的塑膠透鏡的其中一透鏡（第三實施例中，塑膠透鏡的其中一透鏡係指塑膠透鏡315）的外徑為phi i，而所述參數滿足下列表三條件。
表三、第三實施例
d (um) 20 phi i (mm) 4.95
phi 1 (mm) 4.3 phi i/phi 1 1.15
＜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之示意圖，第4B圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置40的方塊圖。由第4A圖與第4B圖可知，電子裝置40係一智慧型手機，且包含一取像裝置41與一電子感光元件42，其中取像裝置41包含一成像鏡頭41a，且電子感光元件42設置於成像鏡頭41a的一成像面（圖未繪示）。第四實施例的取像裝置41設置於使用者介面43側邊的區域，其中使用者介面43可為觸控螢幕或顯示螢幕，並不以此為限。取像裝置41可為前述第一實施例至第三實施例中的任一者，但本發明不以此為限。
進一步來說，使用者透過電子裝置40的使用者介面43進入拍攝模式。此時取像裝置41匯集成像光線在電子感光元件42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)44。
因應電子裝置40的相機規格，電子裝置40可更包含一光學防手震組件45，係可為OIS防抖回饋裝置，進一步地，電子裝置40可更包含至少一個輔助光學元件（圖未標示）及至少一個感測元件46。第四實施例中，輔助光學元件為閃光燈模組47與對焦輔助模組48，閃光燈模組47可用以補償色溫，對焦輔助模組48可為紅外線測距元件、雷射對焦模組等。感測元件46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40中取像裝置41配置的自動對焦功能及光學防手震組件45的發揮，以獲得良好的成像品質，有助於依據本發明的電子裝置40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40可更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4C圖繪示依照第4A圖第四實施例中自拍場景之示意圖，第4D圖繪示依照第4A圖第四實施例中拍攝的影像之示意圖。由第4A圖至第4D圖可知，取像裝置41與使用者介面43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4D圖之拍攝的影像。藉此，搭配本發明之取像裝置41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。
100,200,300,41a:成像鏡頭 111,211,311:第一透鏡 112,113,114,115,212,213,214,215,312,313,314,315:塑膠透鏡 111a,115a,211a,215a,311a,315a:外徑面 120,220,320:塑膠鏡筒 121,221,321:板狀部 121a,221a,321a:中心通孔 122,222,322:管狀部 122a,222a,322a:內環面 130,230,330:固定元件 140,240,340:膠體材料 150,250,350:第一空間結構 151,251,351:第一階差 152,252,352:第一降面 160,260,360:第二空間結構 161,261,361:第二階差 162,262,362:第二降面 170,270,370:成像面 40:電子裝置 41:取像裝置 42:電子感光元件 43:使用者介面 44:成像訊號處理元件 45:光學防手震組件 46:感測元件 47:閃光燈模組 48:對焦輔助模組 X:光軸 c:線性熱膨脹係數 d:空氣間隙的厚度 phi 1:第一透鏡的外徑 phi i:與膠體材料連接的塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑
第1A圖繪示依照本發明第一實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的示意圖； 第1B圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的立體圖； 第1C圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭的剖面示意圖； 第1D圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭的部分示意圖； 第1E圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭的部分剖視圖； 第1F圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的另一立體圖； 第1G圖繪示依照第1A圖第一實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的部分剖視圖； 第2A圖繪示依照本發明第二實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的示意圖； 第2B圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的立體圖； 第2C圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭的剖面示意圖； 第2D圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭的部分示意圖； 第2E圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭的部分剖視圖； 第2F圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的另一立體圖； 第2G圖繪示依照第2A圖第二實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的部分剖視圖； 第3A圖繪示依照本發明第三實施例中成像鏡頭的示意圖； 第3B圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭沿剖線3B-3B的剖面示意圖； 第3C圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭沿剖線3C-3C的剖面示意圖； 第3D圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的立體圖； 第3E圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭的部分示意圖； 第3F圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭的部分剖視圖； 第3G圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的另一立體圖； 第3H圖繪示依照第3A圖第三實施例中成像鏡頭的塑膠鏡筒的部分剖視圖； 第4A圖繪示依照本發明第四實施例中電子裝置之示意圖； 第4B圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置的方塊圖； 第4C圖繪示依照第4A圖第四實施例中自拍場景之示意圖；以及 第4D圖繪示依照第4A圖第四實施例中拍攝的影像之示意圖。
100:成像鏡頭
111:第一透鏡
112,113,114,115:塑膠透鏡
121:板狀部
121a:中心通孔
122:管狀部
130:固定元件
140:膠體材料
150:第一空間結構
160:第二空間結構
161:第二階差
162:第二降面
170:成像面
X:光軸
d:空氣間隙的厚度
phi 1:第一透鏡的外徑
phi i:與膠體材料連接的塑膠透鏡的其中一透鏡的外徑

Claims (11)

  1. 一種成像鏡頭，包含： 複數塑膠透鏡，由該成像鏡頭的物側往像側依序排列； 一塑膠鏡筒，包含： 一板狀部，具有一中心通孔，且該成像鏡頭的一光軸通過該中心通孔；及 一管狀部，由該板狀部往平行該光軸的方向延伸並定義一內部空間，且用以將該些塑膠透鏡設置於該內部空間中； 一固定元件，用以將該些塑膠透鏡固定在該內部空間內； 一膠體材料，設置於該些塑膠透鏡的其中一透鏡與該塑膠鏡筒的該管狀部之間，並環繞該些塑膠透鏡的其中該透鏡；以及 一第一空間結構，由該中心通孔往該管狀部延伸； 其中，該些塑膠透鏡中包含一第一透鏡，且該第一透鏡與該塑膠鏡筒的該板狀部實體接觸； 其中，該第一空間結構用以將該第一透鏡與該板狀部之間維持一空氣間隙，該空氣間隙的厚度為d，其滿足下列條件： 0.5 um ＜ d ＜ 40 um。
  2. 如請求項1所述的成像鏡頭，其中該第一空間結構設置於該塑膠鏡筒的該板狀部上，該第一空間結構包含一第一階差與一第一降面，且該第一階差與該第一降面用以將該板狀部與實體接觸該板狀部的該第一透鏡之間形成該空氣間隙。
  3. 如請求項1所述的成像鏡頭，其中該管狀部包含： 複數內環面，該些內環面分別對應該些塑膠透鏡，且該膠體材料設置於該些塑膠透鏡的其中該透鏡的一外徑面與對應該些塑膠透鏡的各該內環面之間。
  4. 如請求項3所述的成像鏡頭，其中該塑膠鏡筒的該管狀部更包含： 一第二空間結構，該第二空間結構對應該些塑膠透鏡的其中該透鏡的該外徑面，該第二空間結構包含一第二階差與一第二降面，且該膠體材料的一部分設置於該第二空間結構內。
  5. 如請求項1所述的成像鏡頭，其中該膠體材料的線性熱膨脹係數為c，其滿足下列條件： 5 ppm/ oC ＜ c ＜ 400 ppm/ oC。
  6. 如請求項1所述的成像鏡頭，其中該空氣間隙的厚度為d，其滿足下列條件： 0.5 um ＜ d ＜ 23 um。
  7. 如請求項1所述的成像鏡頭，其中該第一透鏡的外徑為phi 1，與該膠體材料連接的該些塑膠透鏡的其中該透鏡的外徑為phi i，其滿足下列條件： 1.0 ≤ phi i/phi 1 ＜ 1.43。
  8. 如請求項7所述的成像鏡頭，其中設置該膠體材料的該些塑膠透鏡的其中該透鏡與該第一透鏡之間包含該些塑膠透鏡中至少另外二透鏡。
  9. 如請求項7所述的成像鏡頭，其中該膠體材料具有一不透光的性質。
  10. 一種取像裝置，包含： 如請求項1所述的成像鏡頭。
  11. 一種電子裝置，包含： 如請求項10所述的取像裝置；以及 一電子感光元件，設置於該成像鏡頭的一成像面。
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