TW201423249A - 可消除雜散光線的成像鏡頭 - Google Patents

Abstract

一種可消除雜散光線的成像鏡頭，包含一鏡筒、一設置於該鏡筒內的成像單元，及一設置在該成像單元中的遮光元件。該遮光元件包括一夾設於該成像單元的固定部、一自該固定部靠近物側之內周緣凸出並朝內傾斜延伸而終止於一末端緣的物側凸出部，及一自該固定部靠近像側之內周緣凸出並朝內傾斜延伸而終止於一末端緣的像側凸出部。該遮光元件之固定部使該遮光元件易於定位、容易組裝而可維持良好的組裝精確度，該物、像側凸出部則可以有效排除雜散光線，以減少雜散光線在成像時造成不必要的影像，藉此，可使該成像鏡頭具有更高的成像品質。

Description

可消除雜散光線的成像鏡頭

本發明是有關於一種可應用於拍攝影像及錄影的鏡頭模組的光學成像鏡頭，特別是指一種可消除雜散光線的成像鏡頭。

參閱圖1，現有的一成像鏡頭具有一鏡筒11，多數個沿光軸10安裝在該鏡筒11內部的鏡片121、122、123、124，二個分別設置在鏡片121、122間與鏡片123、124間的遮光元件125、126，及一夾設於該遮光元件126與該鏡片124間的墊圈127。該等遮光元件125、126用來排除雜散光線，以免影響成像品質。該墊圈127可以減少該鏡片124組裝部的厚度，以利於該鏡片124之製作。

然而，現有的遮光元件125及126仍然無法有效排除大角度入射的雜散光線，如圖1中所示的一雜散光線110，在鏡筒11與鏡片121、122、123、124間因反射及折射後仍會成像在一成像面128上，導致該雜散光線110仍會影響成像品質，因此，有必要提供一種可有效排除雜散光線以獲得更佳成像品質的成像鏡頭。

此外，由於該等遮光元件125、126的厚度極薄，若該等鏡片121、122、123、124與該等遮光元件125、126的接觸面因為製造公差而不平整，就會在相互 貼靠時產生間隙，使得該等遮光元件125、126容易變形而難以平整地貼附於該等鏡片121、122、123、124間，進而影響該成像鏡頭的組裝精度，造成遮光作用與成像品質不理想，因此，該成像鏡頭除了零件製造難度高、組裝元件數目多而不易維持較佳的組裝精度外，還存有易因組裝不良而影響成像品質的問題。

本發明目的，是在提供一種利用組裝精確度良好的遮光片有效阻擋不必要的雜散光線，以避免雜散光線在成像時造成不必要的影像，進而能提高成像品質的可消除雜散光線的成像鏡頭。

於是本發明可消除雜散光線的成像鏡頭，包含一鏡筒、一成像單元及一遮光元件。

該鏡筒包括一圍繞一光軸並界定形成一入光孔且鄰近物側的基壁，及一由該基壁周緣朝像側延伸並與該基壁相配合界定形成一容置空間的圍繞壁。

該成像單元設置於該鏡筒的容置空間，並包括多數個沿該光軸依序設置的成像元件，每一個成像元件具有一朝向物側的前接觸面及一朝向像側的後接觸面，該前、後接觸面均呈環狀。

該遮光元件安裝於相鄰之成像元件間，且夾設於其中一個成像元件的後接觸面及與該遮光元件相鄰且位於其像側的成像元件的前接觸面之間，該遮光元件包括一固定於該等成像元件間的固定部、一自該固定部靠近該物側之內周緣凸出並朝該光軸傾斜延伸而終止於一末端緣的物側凸出部，及一自該固定部靠近該像側之內周緣凸出並朝該光軸傾斜延伸而終止於一末端緣的像側凸出部。

本發明的有益效果在於：藉由該遮光元件的結構型式，可利用該遮光元件的固定部提供方便定位在該等 成像元件間的特性，且該固定部具有一定厚度而能同時當作墊圈使用，可以減少零件數目並減少成像元件於前接觸面與後接觸面處的厚度，而達到容易組裝、容易製作，且可維持良好的組裝精確度的效果，該物側凸出部與該像側凸出部則可以有效排除雜散光線，以減少雜散光線在成像時造成不必要的影像，藉此，使本發明成像鏡頭能提供更清晰的高成像品質。

2‧‧‧鏡筒

21‧‧‧入光孔

22‧‧‧基壁

23‧‧‧容置空間

24‧‧‧圍繞壁

3‧‧‧成像單元

31‧‧‧成像元件

311‧‧‧成像元件

312‧‧‧成像元件

313‧‧‧成像元件

314‧‧‧成像元件

315‧‧‧成像元件

32‧‧‧前接觸面

33‧‧‧後接觸面

34‧‧‧物側面

35‧‧‧像側面

36‧‧‧周緣

37‧‧‧光學有效徑區域

38‧‧‧成像光線界面

39‧‧‧環形凹槽

4‧‧‧遮光片

5‧‧‧遮光元件

51‧‧‧固定部

52‧‧‧物側凸出部

520‧‧‧末端緣

53‧‧‧像側凸出部

530‧‧‧末端緣

54‧‧‧表面

55‧‧‧凸塊

I‧‧‧光軸

A‧‧‧物側

B‧‧‧像側

D1‧‧‧距離

D2‧‧‧距離

D3‧‧‧距離

D52‧‧‧距離

D53‧‧‧距離

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一配置示意圖，說明習知的一成像鏡頭的數個遮光片的設置情形；圖2是一配置示意圖，說明本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第一較佳實施例；圖3是一立體圖，說明該第一較佳實施例的一遮光元件的結構型式；圖4是圖2的上半部的一局部視圖，說明該第一較佳實施例的該遮光元件與相鄰之兩成像元件的配置關係；圖5是一配置示意圖，說明本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第二較佳實施例；圖6是一配置示意圖，說明本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第三較佳實施例；圖7是一配置示意圖，說明本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第四較佳實施例；圖8是一正視圖，說明該第四較佳實施例的一遮光元件的結構型式；圖9是一正視圖，說明該第四較佳實施例之該遮光元件的另一結構型式；及 圖10是一正視圖，說明該第四較佳實施例之該遮光元件的再一結構型式。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。且為了更清楚地呈現元件剖切面部分的結構，在各圖式中省略了非剖切部分的輪廓線條。

參閱圖2、圖3與圖4，本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第一較佳實施例，包含一鏡筒2、一成像單元3、數遮光片4，及一遮光元件5。

該鏡筒2包括一圍繞一光軸I並界定形成一入光孔21且鄰近物側A的基壁22，及一由該基壁22周緣朝像側B延伸並與該基壁22相配合界定形成一容置空間23的圍繞壁24。

該成像單元3設置於該鏡筒2的容置空間23，並包括多數個沿該光軸I依序設置的成像元件31。每一個成像元件31具有一朝向物側A且呈環狀的前接觸面32、一朝向像側B且呈環狀的後接觸面33、一受該前接觸面32圍繞且呈曲面的物側面34，及一受該後接觸面33圍繞且呈曲面的像側面35。該物側面34及該像側面35分別具有一圍繞該物側面及該像側面之周緣36，及一供預定的成像光線通過的光學有效徑區域37。

相鄰之成像元件31間形成一成像光線界面38，定義該成像光線界面38是自靠近物側A一端之成像元件31的像側面35的光學有效徑區域37周緣，延伸到靠近像側B 之成像元件31的物側面34的光學有效徑區域周緣37。

其中，光學有效徑是指成像元件31的物側面34或像側面35上有效的成像光線通過範圍的直徑，值得一提的是，現有成像鏡頭的透鏡在設計時，通常將成像元件31的物側面34或像側面35的光學有效徑區域37周緣與界定出該物側面34或像側面35的周緣36之間的距離D1設定在0.1mm到0.5mm的範圍。圖4為圖2上半部的局部視圖，因此，只呈現出一半的光學有效徑區域37。

在本實施例中，設置了五個成像元件31，但該成像單元3之該等成像元件31的數量能視設計需求而調整，為了方便說明，以下需分別說明各個成像元件31時，會將該等成像元件31依排列順序標號為311、312、313、314、315，圖4中雖然僅說明成像元件314之像側面35與成像元件315之物側面34的光學有效徑區域37與周緣36，但可以理解的是，所有成像元件311、312、313、314、315的物側面34與像側面35上都具有各自的光學有效徑區域37與周緣36，在此不再贅述。

該等遮光片4分別為厚度約0.02mm的不透光環狀薄片，分別夾設於成像元件311之後接觸面33與成像元件312之前接觸面32間、成像元件312之後接觸面33與成像元件313之前接觸面32間，及成像元件313之後接觸面33與成像元件314之前接觸面32間。

該遮光元件5安裝於其中一個成像元件31的後接觸面33及與該遮光元件5相鄰且位於其像側B的成像元件31的前接觸面32之間，在本較佳實施例中，該遮光元件 5安裝於相鄰之成像元件314、315間，且夾設於靠近物側A之成像元件314的後接觸面33與靠近像側B之成像元件315的前接觸面32間，可以理解的是，該遮光元件5的安裝位置不以此為限，依設計需求，也可以將該遮光元件5安裝於其他相鄰之成像元件31間，如成像元件311、312間，成像元件312、313間，或者是成像元件313、314間。

該遮光元件5採塑膠材料射出製成，且於表面做消光處理以防止反光，並包括一固定於該等成像元件31間的固定部51、一自該固定部51靠近該物側A之內周緣凸出並朝該光軸I傾斜延伸而終止於一末端緣520的物側凸出部52、一自該固定部51靠近該像側B之內周緣凸出並朝該光軸I傾斜延伸而終止於一末端緣530的像側凸出部53，及一介於該物側凸出部52之末端緣520與該像側凸出部53之末端緣530間且不超過該成像光線界面38並呈平面的表面54。

其中，與該遮光元件5相鄰且位於物側A及像側B之成像元件314、315還分別具有一環形凹槽39，分別供該遮光元件5的該物側凸出部52及該像側凸出部53容置。

在本較佳實施例中，該固定部51的厚度為0.3mm，且配合相鄰兩成像元件315、314之前接觸面32與後接觸面33的形狀，該固定部51為平面狀。

該物側凸出部52由多個曲面組合且形狀配合成像元件314之該環形凹槽39，使物側凸出部52靠近成像元 件314，以減少雜散光線之通過，該物側凸出部52之末端緣520與其相鄰且位於物側A之成像元件314的像側面35的該周緣36的距離D2介於0.1mm到0.5mm。

同樣地，該像側凸出部53由多個曲面組合且形狀係配合成像元件315之該環形凹槽39，且該像側凸出部53之末端緣530與其相鄰且位於像側B之成像元件315的物側面34的該周緣36的距離D3介於0.1mm到0.5mm。

限定上述範圍的主要考量在於：經多次實驗後發現，該等末端緣520、530與該等成像元件314、315的周緣36之間的距離D2、D3若小於0.1mm，則可能因為該遮光元件5的製作尺寸公差的影響，而使該末端緣520、530碰觸到該等成像元件314、315並導致透光量與成像明亮度受到影響。而該等末端緣520、530與該等成像元件314、315的周緣36之間的距離D2、D3若大於0.5mm，則會降低消除雜散光線的效果，進而影響到成像品質。

配合參閱圖2及圖4，該物側凸出部52之末端緣520與該光軸I的距離D52小於該像側凸出部53之末端緣530與該光軸的距離D53，其中，該物側凸出部52之末端緣520設計為一尖端，在其他實施態樣中，也可為該像側凸出部53之末端緣530設計為一尖端，或物側端凸出部52之末端緣520及該像側端凸出部53之末端緣530皆設計為一尖端。

通過上述組成，可以將本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的功效與優點歸納如下：

一、藉由該遮光元件5較厚的固定部51，而能 兼作一般墊圈功能使用，可以使成像元件31前接觸面32及後接觸面33間的厚度變薄，而具有減少成像元件31本身的厚度差，使成像元件31容易製作之功效。

二、由於該遮光元件5採塑膠射出製成，因此，能夠配合相鄰之成像元件314、315的形狀設計，將該固定部51、該物側凸出部52與該像側凸出部53的形狀分別對應貼合於成像元件314、315，經過射出成型方式製成的該遮光元件5具有較高的尺寸精確度，不會因為製作上的誤差，而降低遮蔽雜散光線的效果，或阻擋過多的有效成像光線，除了具有穩定的結構強度與尺寸精確度，還能有效排除雜散光線。

三、利用該遮光元件5之固定部51、該物側凸出部52與該像側凸出部53，使該遮光元件5同時具有習知墊圈與遮光片的功能，因此可減少組裝元件數，降低組裝所造成的誤差，達到容易組裝且可維持良好的組裝精確度的效果，並提供高成像品質的鏡頭。

四、藉由該遮光元件5之物側凸出部52的末端緣520或該像側凸出部53之末端緣530設計為一尖端，並配合該遮光元件5表面的消光處理，可以有效減少雜散光線的反光率，而具有提高成像品質之優點。

參閱圖5，為本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第二較佳實施例包含一鏡筒2、一成像單元3、數遮光片4，及一遮光元件5。與該第一較佳實施例不同之處僅在於，該固定部51配合相鄰兩成像元件315、314之前接觸面32與後接觸面33的形狀而呈階梯狀。該表面54呈 凹弧面。

藉此，該第二較佳實施例亦能達到與該第一較佳實施例相同之目的與功效。

參閱圖6，為本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第三較佳實施例，包含一鏡筒2、一成像單元3、數遮光片4，及一遮光元件5。與該第一較佳實施例不同之處僅在於，該固定部51配合相鄰兩成像元件315、314之前接觸面32與後接觸面33的形狀而呈斜面狀。該表面54呈階梯面。

藉此，該第三較佳實施例亦能達到與該第一較佳實施例相同之目的與功效。

參閱圖7與圖8，為本發明可消除雜散光線的成像鏡頭的一第四較佳實施例，包含一鏡筒2、一成像單元3、數遮光片4，及一遮光元件5。與該第一較佳實施例不同之處在於，該遮光元件5之表面54呈凸弧面。該遮光元件5還包含複數個間隔設置於該固定部51且靠抵於相對應之前接觸面32與後接觸面33其中至少一者的凸塊55，在本較佳實施例中，該等凸塊55分別靠抵於成像元件314的後接觸面33。

該等凸塊55用以調整該固定部51之厚度。由於該固定部51在製造時可能會有表面不平整的現象，進而影響該固定部51的厚度及組裝精確度，因此該等凸塊55具有局部修整厚度的功能，可以縮短組裝時的修整時間，以減少製程時間。該等凸塊55的數量及形狀可以視設計需求而有多種變化，參閱圖8、圖9與圖10，該等凸塊55的形狀 可以是圖8中所示之圓柱、圖9中所示之長條形，或如圖10中所示之不規則形狀。

藉此，該第四較佳實施例除了能達到與該第一較佳實施例相同之目的與功效外，還利用該等凸塊55而能局部修整該固定部51之厚度的功能，而具有可以縮短修整時間，以減少製程時間之優點。

綜上所述，該遮光元件5能夠搭配各種不同結構型式與配置方式的成像單元3與鏡筒2組合成本發明可消除雜散光線的成像鏡頭，前述各種實施態樣都顯示該遮光元件5能利用該固定部51獲得穩固定位、減少零件數目，因而有助於維持良好的組裝精確度，並都能透過該物側凸出部52與該像側凸出部53達到有效消除雜散光線的效果，利用該遮光元件5的形狀配合於相對應之成像元件31，使本發明具有容易組裝的特性，且能夠除排除雜散光線在成像時形成不必要的影像而能提供更好的成像品質，因而能達到本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明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

21‧‧‧入光孔

22‧‧‧基壁

23‧‧‧容置空間

24‧‧‧圍繞壁

3‧‧‧成像單元

311‧‧‧成像元件

312‧‧‧成像元件

313‧‧‧成像元件

314‧‧‧成像元件

315‧‧‧成像元件

32‧‧‧前接觸面

33‧‧‧後接觸面

34‧‧‧物側面

35‧‧‧像側面

36‧‧‧周緣

37‧‧‧光學有效徑區域

38‧‧‧成像光線界面

39‧‧‧環形凹槽

4‧‧‧遮光片

5‧‧‧遮光元件

51‧‧‧固定部

52‧‧‧物側凸出部

520‧‧‧末端緣

53‧‧‧像側凸出部

530‧‧‧末端緣

54‧‧‧表面

I‧‧‧光軸

A‧‧‧物側

B‧‧‧像側

D1‧‧‧距離

D2‧‧‧距離

D3‧‧‧距離

Claims (10)

1. 一種可消除雜散光線的成像鏡頭，包含：一鏡筒，包括一圍繞一光軸並界定形成一入光孔且鄰近物側的基壁，及一由該基壁周緣朝像側延伸並與該基壁相配合界定形成一容置空間的圍繞壁；一成像單元，設置於該鏡筒的容置空間，並包括多數個沿該光軸依序設置的成像元件，每一個成像元件具有一朝向物側的前接觸面及一朝向像側的後接觸面，該前、後接觸面均呈環狀；及一遮光元件，安裝於相鄰之成像元件間，且夾設於其中一個成像元件的後接觸面及與該遮光元件相鄰且位於其像側的成像元件的前接觸面之間，該遮光元件包括一固定於該等成像元件間的固定部、一自該固定部靠近該物側之內周緣凸出並朝該光軸傾斜延伸而終止於一末端緣的物側凸出部，及一自該固定部靠近該像側之內周緣凸出並朝該光軸傾斜延伸而終止於一末端緣的像側凸出部。
2. 如請求項1所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該成像單元之每一成像元件還具有一受該前接觸面圍繞且呈曲面的物側面，及一受該後接觸面圍繞且呈曲面的像側面，該物側面及該像側面分別具有一圍繞該物側面及該像側面之周緣，及一供預定的成像光線通過的光學有效徑區域。
3. 如請求項2所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該遮光元件之物側凸出部的末端緣與其相鄰且位於物側之成像元件的像側面的該周緣的距離介於0.1mm到0.5mm，該像側凸出部的末端緣與其相鄰且位於像側之成像元件的物側面的該周緣的距離介於0.1mm到0.5mm。
4. 如請求項2所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該遮光元件還包括一介於該物側凸出部之末端緣與該像側凸出部之末端緣間的表面，該表面不超過一成像光線界面，定義該成像光線界面是自相鄰兩成像元件中靠近物側一端之成像元件的像側面的光學有效徑區域周緣，延伸到靠近像側一端之成像元件的物側面的光學有效徑區域周緣。
5. 如請求項1所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該遮光元件之物側凸出部與像側凸出部的至少其中一者由多個曲面組合。
6. 如請求項5所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，與該遮光元件相鄰且位於物側及像側之成像元件分別具有一環形凹槽，供該遮光元件的該物側凸出部及該像側凸出部容置。
7. 如請求項1所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該遮光元件之固定部可用以配合相鄰兩成像元件之前接觸面與後接觸面的形狀，而為平面狀、斜面狀及階梯狀的其中一者。
8. 如請求項1所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該遮光元件之物側凸出部與像側凸出部之其中至少一末端緣為一尖端。
9. 如請求項1所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該遮光元件之物側凸出部之末端緣與該光軸的距離小於該像側凸出部之末端緣與該光軸的距離。
10. 如請求項1所述的可消除雜散光線的成像鏡頭，其中，該遮光元件還包括複數個間隔設置於該固定部且靠抵於相對應之前接觸面與後接觸面其中至少一者的凸塊。