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TWI762009B - 遮光片及光學鏡頭 - Google Patents

遮光片及光學鏡頭 Download PDF

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TWI762009B
TWI762009B TW109137993A TW109137993A TWI762009B TW I762009 B TWI762009 B TW I762009B TW 109137993 A TW109137993 A TW 109137993A TW 109137993 A TW109137993 A TW 109137993A TW I762009 B TWI762009 B TW I762009B
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light
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arc
shielding
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黃仁宏
柯駿程
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鴻海精密工業股份有限公司
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Abstract

一種遮光片及光學鏡頭，該遮光片包括基體，以及形成於所述基體上的第一通孔和第二通孔，第一通孔與第二通孔同軸設置，第一通孔的孔徑小於第二通孔的孔徑，基體的表面設有遮光塗層，遮光塗層延伸至第一通孔和第二通孔的孔壁；基體的厚度為W，第一通孔的孔徑為D，當入射光角度θ在45°~55°時，需滿足以下關係：0.01mm
Figure 109137993-A0305-02-0001-1
W
Figure 109137993-A0305-02-0001-2
0.02mm，3mm
Figure 109137993-A0305-02-0001-3
D
Figure 109137993-A0305-02-0001-4
3.5mm，0.0122mm
Figure 109137993-A0305-02-0001-5
W/sinθ

Description

遮光片及光學鏡頭
本發明涉及光學鏡頭技術領域，尤其涉及一種遮光片及光學鏡頭。
雜散光(FLAER)在光學鏡頭行業中是指鏡頭拍出的圖片有閃光區，導致圖片有一片白色的盲區，圖片不清晰。產生的原因是在拍攝成像過程中，光源發出的光會在光學元器件表面發生反射或散射，產生的雜散光在成像圖片中形成大大小小的光斑。針對上述現象，在光學鏡頭的設計過程中，需要測定出對成像效果存在肉眼可見影響的雜散光，從而基於測定結果對光學鏡頭的結構或者光學鏡片的鍍膜進行調整，以消除這部分雜散光，優化光學鏡頭的成像效果。
光學鏡頭通常由鏡筒、透鏡、遮光片、墊片和壓環組成。其中，遮光片在光學系統中是用於調控光量的光學元件，外界光線進入鏡頭時，在鏡片之間設置的遮光片可阻擋不需要的光線進入，即用於阻擋雜散光。
但是由於遮光片本身的結構特性，在特定的入射光角度，當光線照射到遮光片通孔的孔壁時，會在孔壁處發生反射或漫反射，從而對光學系統造成干擾產生雜散光光斑，此時遮光片對控制光線效果的作用就會受到影響。
有鑑於此，有必要提供一種遮光片，該遮光片能有效消除雜散光光斑對光學顯示的影響，提升光學鏡頭品質。
另，本發明還提供一種光學鏡頭。
本發明提供了一種遮光片，所述遮光片包括基體，以及形成於所述基體上的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔與所述第二通孔同軸設置，所述第一通孔的孔徑小於所述第二通孔的孔徑，所述基體的表面設有遮光塗層，所述遮光塗層延伸至所述第一通孔和所述第二通孔的孔壁。
所述基體的厚度為W，所述第一通孔的孔徑為D，當入射光角度θ在45°~55°時，需滿足以下關係：0.01mm
Figure 109137993-A0305-02-0004-13
W
Figure 109137993-A0305-02-0004-14
0.02mm，3mm
Figure 109137993-A0305-02-0004-15
D
Figure 109137993-A0305-02-0004-16
3.5mm，0.0122mm
Figure 109137993-A0305-02-0004-17
W/sinθ
Figure 109137993-A0305-02-0004-18
0.0283mm。
進一步，所述基體包括層疊設置的第一本體和第二本體，所述第一通孔形成於所述第一本體上，所述第一本體包括第一表面、與所述第一表面相對設置的第二表面、以及對應所述第一通孔設置的第一側壁，所述第二通孔形成於所述第二本體上，所述第二本體包括第三表面和對應所述第二通孔設置的第二側壁，所述第二側壁上設有多個微結構。
進一步，所述微結構包括弧形結構、鋸齒形結構、凹陷結構中的一種或幾種。
進一步，所述弧形結構包括第一弧形部和第二弧形部，至少一所述第一弧形部與至少一所述第二弧形部相鄰設置。
進一步，所述第一弧形部的曲率半徑大於或等於所述第二弧形部的曲率半徑。
進一步，所述遮光塗層延伸至所述微結構的表面。
進一步，所述第一本體與所述第二本體為一體成型結構，所述微結構與所述第二本體為一體成型結構。
進一步，所述第二表面的寬度為0.1mm~0.5mm。
進一步，所述遮光層為黑色遮光油墨層。
本發明還提供一種光學鏡頭，包括一鏡筒，容置於所述鏡筒內的壓環、透鏡、遮光片及墊片，所述遮光片位於所述透鏡與所述墊片之間，所述遮光片為如上所述的遮光片。
相較於習知技術，本發明提供的遮光片具有以下有益效果：
1.根據特定的入射光角度設計遮光片的厚度和孔徑，改善方案更有針對性，而且對避免形成雜散光光斑更有效，提升了光學鏡頭產品的品質和良品率。
2.在兩通孔的孔壁形成一個臺階，階梯的孔壁設計，可以抑制光學鏡頭中的雜散光反射或者漫反射至成像面，進而保證拍攝效果，提升拍攝圖像的品質。
3.孔壁上微結構的設計，使光線反射的路徑發生改變，從而避免雜散光光線進入成像面，另外微結構的設計還可增加光線的接收面積，增加對雜散光的吸收，提升對雜散光的消光效果。
4.遮光塗層不僅設計在遮光片的上下表面，同時還設計在孔壁表面和微結構表面上，能夠有效提升遮光和消光的效果，避免雜散光光線進入到光學鏡頭產品的成像面，提升產品光學顯示品質。
100:遮光片
10:基體
1:第一本體
11:第一表面
12:第二表面
13:第一側壁
2:第二本體
21:第三表面
22:第二側壁
3:第一通孔
4:第二通孔
5,7:微結構
51:第一弧形部
52:第二弧形部
a:頂點
6:遮光塗層
200:光學鏡頭
20:鏡筒
30:壓環
40:透鏡
50:墊片
θ:入射光角度
圖1是本發明一實施方式提供的一種遮光片的結構示意圖。
圖2是本發明一實施方式提供的一種遮光片的剖面圖。
圖3是圖2中III部分的放大圖。
圖4是本發明另一實施方式提供的一種遮光片的結構圖。
圖5是本發明一實施方式提供的一種光學鏡頭的結構圖。
圖6是採用習知技術的光學鏡頭拍攝的圖片。
圖7是採用本發明一實施方式提供的一種光學鏡頭拍攝的圖片。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，當元件被稱為“固定於”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。當一個元件被認為是“設置於”另一個元件，它可以是直接設置在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
以下所描述的系統實施方式僅僅是示意性的，所述模組或電路的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式。此外， 顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數不排除複數。系統請求項中陳述的多個單元或裝置也可以由同一個單元或裝置藉由軟體或者硬體來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而並不表示任何特定的順序。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1至圖3所示，為本發明實施例提供的一種遮光片100，所述遮光片100包括基體10，以及形成於所述基體10上的第一通孔3和第二通孔4，所述第一通孔3與所述第二通孔4同軸設置，所述第一通孔3的孔徑小於所述第二通孔4的孔徑，所述基體10的表面設有遮光塗層6，所述遮光塗層6延伸至所述第一通孔3和所述第二通孔4的孔壁。
所述基體10的厚度對雜散光是否能形成影響光學鏡頭品質的光斑有重要的作用，通常情況下入射光角度在θ在45°~55°範圍內時，遮光片會形成影響光拍攝效果的雜散光光斑，當所述基體10的厚度為W，所述第一通孔3的直徑為D，針對上述入射光角度，需要滿足以下關係：0.01mm
Figure 109137993-A0305-02-0006-19
W
Figure 109137993-A0305-02-0006-20
0.02mm，3mm
Figure 109137993-A0305-02-0006-21
D
Figure 109137993-A0305-02-0006-22
3.5mm，0.0122mm
Figure 109137993-A0305-02-0006-23
W/sinθ
Figure 109137993-A0305-02-0006-24
0.0283mm時，才不會形成影響光學鏡頭品質的雜散光光斑。
如圖2與圖3所示，所述基體10包括層疊設置的第一本體1和第二本體2，所述第一本體1上形成有第一通孔3，所述第一本體1包括第一表面11、與所述第一表面11相對設置的第二表面12、以及對應所述第一通孔3設置的第一側壁13，所述第二本體2上形成有第二通孔4，所述第二本體2包括第三表面21和對應所述第二通孔4設置的第二側壁22。
所述第二側壁22上形成有多個微結構5，所述第一表面11、所述第二表面12、所述第三表面21、所述第一側壁13及所述微結構5上均設有遮光塗層6。
本實施方式中，所述第一本體1和所述第二本體2為一體成型結構， 所述第一通孔3和所述第二通孔4藉由去料形成的同軸通孔，同時所述第一通孔3的內徑D要小於所述第二通孔4的內徑，也就是在成型時，在所述遮光片100靠近兩通孔的孔壁形成一個臺階，階梯的孔壁設計，可以抑制光學鏡頭中的雜散光反射或者漫反射至成像面，進而保證拍攝效果，提升拍攝圖像的品質。
本實施方式中，所述第二表面12的寬度為0.1mm~0.5mm，同時在所述第二表面12上設置遮光塗層6，可以加強上述消除雜散光光斑的效果。
本實施方式中，所述第一本體1與所述第二本體2均為塑膠材質，例如可以是PET材料，當然也可以是其他材料。
如圖3與圖4所示，所述微結構5可以是弧形結構、鋸齒形結構、凹陷結構中的一種或幾種，也可以是其他形狀的結構，藉由異形凹凸的結構設計，使光線反射的路徑發生改變，從而避免雜散光光線進入成像面，另外微結構5的設計還可增加光線的接收面積，增加對雜散光的吸收，提升對雜散光的消光效果。
如圖3所示，本實施方式中，所述微結構5為弧形結構，所述第二側壁22向所述第二通孔4的中心軸方向延伸形成有多個弧形結構的所述微結構5，所述微結構5的頂點a位於所述第二表面12上，也就是所述微結構未超出所述第二表面12靠近所述第一通孔3的邊緣。所述弧形結構包括第一弧形部51和第二弧形部52，所述第一弧形部51和所述第二弧形部52呈規律排布或者無規律排布。本實施方式中，所述第一弧形部51和所述第二弧形部52相鄰設置，可以理解的是，一個所述第一弧形部51相鄰的兩側都是一個所述第二弧形部52，一個所述第二弧形部52相鄰的兩側都是一個所述第一弧形部51；或者多個相鄰的所述第一弧形部51和多個相鄰的所述第二弧形部52相鄰設置。
本實施方式中，所述第一弧形部51的曲率半徑大於或等於所述第二弧形部52的曲率半徑。形成大小相同的弧形部或者大小不同的弧形部均可，當然形成大小不同的弧形部對改變光線的傳播路徑方面更有利。
本實施方式中，所述微結構5與所述第二本體2為一體成型結構，藉由刻蝕的方法在所述第二側壁22上形成多個微結構5，刻蝕是屬於去料的方式，形成的微結構5的最高頂點a也是在所述第二表面12內側的，不會超出所 述第二表面12靠近所述第一通孔3的邊緣，這樣結合通孔階梯的設計和微結構5的設計，能夠更好地改變雜散光光纖的傳播路徑，避免雜散光光線進入成像面，同時可以增大吸收雜散光的面積，提升消光效率，進而保證拍攝效果，提升拍攝圖像的品質。
如圖4所示，另一實施方式中，所述微結構7可以是多個凹陷結構，就是在第二通孔4的孔壁上藉由刻蝕的方式形成大量的凹坑，使孔壁的表面變得粗糙，從而達到改變雜散光光線傳播路徑，避免雜散光光線進入成像面，同時增大吸收雜散光光線面積，提升消光的目的。
本實施方式中，所述遮光塗層6為黑色遮光油墨層，具有遮光和消光的作用，例如具有炭黑的遮光油墨。
本發明提供的所述遮光片100的製作方法包括以下步驟：
步驟S1，提供一基體，在所述基體10上藉由沖切工藝形成第一通孔3和第二通孔4，形成的第一通孔3的孔徑比第二通孔4的孔徑要小，也即是在形成一個臺階，可以抑制光學鏡頭中的雜散光反射或者漫反射至成像面，進而保證拍攝效果，提升拍攝圖像的品質。
步驟S2，對圍城所述第二通孔4對應的第二側壁22上的所述基體10藉由刻蝕形成多個微結構5，微結構5可以增加吸收雜散光的面積，同時異形的結構還可以破壞雜散光光線的反射路線，使雜散光光線不會進入成像面，進而保證拍攝效果，提升拍攝圖像的品質。
步驟S3，藉由油墨噴塗機在所述基體10的上下兩個表面(即第一表面11和第三表面21)噴塗遮光塗層6，由於遮光片100的基體厚度通常很薄，噴塗時，會在靠近第一通孔3和第二通孔4的位置進一步向內延伸，使遮光油墨流入通孔的孔壁，進而使第一通孔3和第二通孔4的孔壁(包括第一側壁13和微結構5的表面)上也附著一層遮光塗層6。遮光塗層6可以採用遮光油墨，固化形成一層塗層，能夠實現遮光和消光的目的。
針對步驟S2，微結構5的刻蝕成型的具體步驟包括：在第二側壁22以及第三表面21靠近第二通孔4的邊緣貼膜，其中在第三表面21的邊緣的貼膜需要提前處理成與微結構5的形狀一致的形狀。
貼膜後對第一表面11、第二表面12、未被遮擋的第三表面21以及第一側壁13噴塗一層防腐蝕塗層。
去掉貼膜，將半成品遮光片放入刻蝕液中進行刻蝕，刻蝕液可以選擇能夠腐蝕基體，但不會腐蝕防腐蝕塗層的刻蝕液，或者，對防腐蝕塗層的腐蝕速率遠小於對基體的腐蝕速率的刻蝕液。
刻蝕完之後取出半成品遮光片，洗淨表面刻蝕液，烘乾，備用。
請參閱圖5至圖7，本發明還提供一種光學鏡頭200，包括一鏡筒20，容置於所述鏡筒20內的壓環30、透鏡40、遮光片100及墊片50，所述遮光片100位於所述透鏡40與所述墊片50之間，所述遮光片100為如上所述的遮光片100。
如圖5所示，根據申請人前期大量的實驗研究，針對遮光片的雜散光光斑通常是當入射光角度在θ在45°~55°範圍內時才會產生的，這是由於，當入射光角度在這個範圍時，由於遮光片孔壁的結構，會使雜散光光線在遮光片的孔壁處發生反射或漫反射，從而進入光學鏡頭的成像面，形成影響光學顯示效果的雜散光光斑，圖6中箭頭所指的區域便為雜散光光斑，此光斑會嚴重影響光學鏡頭的顯示效果。因此，就需要針對這一入射光角度，來改善遮光片的遮光效果。所述遮光片100的厚度對雜散光是否能形成影響光學鏡頭品質的光斑有重要的作用。請參閱圖5並結合圖2，所述遮光片100的厚度為W，第一通孔3的直徑為D，入射光角度為θ，通常情況下入射光角度θ在45°~55°範圍內時，遮光片會形成影響光拍攝效果的雜散光光斑，針對這一入射光角度，需要滿足以下條件：0.01mm
Figure 109137993-A0305-02-0009-25
W
Figure 109137993-A0305-02-0009-26
0.02mm，3mm
Figure 109137993-A0305-02-0009-27
D
Figure 109137993-A0305-02-0009-28
3.5mm，0.0122mm
Figure 109137993-A0305-02-0009-29
W/sinθ
Figure 109137993-A0305-02-0009-30
0.0283mm時，才不會形成影響光學鏡頭品質的雜散光光斑。如圖7所示，為採用本發明提高的遮光片100後，光學鏡頭200拍攝的圖片，從圖中可以看出箭頭所指的區域雜散光光斑被有效減弱，對整體顯示效果不會造成影響，說明本發明的遮光片100設計對消除雜散光光斑有非常好的效果。
本實施方式中提供的光學鏡頭200適用於大多數帶鏡頭的產品，如手機、筆記本、桌上型電腦、遊戲機、電視等。
相較於習知技術，本發明提供的遮光片具有以下有益效果：
1.根據特定的入射光角度設計遮光片的厚度和孔徑，改善方案更有針對性，而且對避免形成雜散光光斑更有效，提升了光學鏡頭產品的品質和良品率。
2.在兩通孔的孔壁形成一個臺階，階梯的孔壁設計，可以抑制光學鏡頭中的雜散光反射或者漫反射至成像面，進而保證拍攝效果，提升拍攝圖像的品質。
3.孔壁上微結構的設計，使光線反射的路徑發生改變，從而避免雜散光光線進入成像面，另外微結構的設計還可增加光線的接收面積，增加對雜散光的吸收，提升對雜散光的消光效果。
4.遮光塗層不僅設計在遮光片的上下表面，同時還設計在孔壁表面和微結構表面上，能夠有效提升遮光和消光的效果，避免雜散光光線進入到光學鏡頭產品的成像面，提升產品光學顯示品質。
另外，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明請求項的保護範圍。
100:遮光片
10:基體
1:第一本體
2:第二本體
5:微結構

Claims (10)

  1. 一種遮光片，其中，所述遮光片包括基體，以及形成於所述基體上的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔與所述第二通孔同軸設置，所述第一通孔的孔徑小於所述第二通孔的孔徑，所述基體的表面設有遮光塗層，所述遮光塗層延伸至所述第一通孔和所述第二通孔的孔壁；所述基體的厚度為W，所述第一通孔的孔徑為D，當入射光角度θ在45°~55°時，需滿足以下關係：0.01mm
    Figure 109137993-A0305-02-0012-31
    W
    Figure 109137993-A0305-02-0012-32
    0.02mm，3mm
    Figure 109137993-A0305-02-0012-33
    D
    Figure 109137993-A0305-02-0012-34
    3.5mm，0.0122mm
    Figure 109137993-A0305-02-0012-35
    W/sinθ
    Figure 109137993-A0305-02-0012-36
    0.0283mm。
  2. 如請求項1所述的遮光片，其中，所述基體包括層疊設置的第一本體和第二本體，所述第一通孔形成於所述第一本體上，所述第一本體包括第一表面、與所述第一表面相對設置的第二表面、以及對應所述第一通孔設置的第一側壁，所述第二通孔形成於所述第二本體上，所述第二本體包括第三表面和對應所述第二通孔設置的第二側壁，所述第二側壁上設有多個微結構。
  3. 如請求項2所述的遮光片，其中，所述微結構包括弧形結構、鋸齒形結構、凹陷結構中的一種或幾種。
  4. 如請求項3所述的遮光片，其中，所述弧形結構包括第一弧形部和第二弧形部，至少一所述第一弧形部與至少一所述第二弧形部相鄰設置。
  5. 如請求項4所述的遮光片，其中，所述第一弧形部的曲率半徑大於或等於所述第二弧形部的曲率半徑。
  6. 如請求項5所述的遮光片，其中，所述遮光塗層延伸至所述微結構的表面。
  7. 如請求項2所述的遮光片，其中，所述第一本體與所述第二本體為一體成型結構，所述微結構與所述第二本體為一體成型結構。
  8. 如請求項2所述的遮光片，其中，所述第二表面的寬度為0.1mm~0.5mm。
  9. 如請求項1所述的遮光片，其中，所述遮光塗層為黑色遮光油墨層。
  10. 一種光學鏡頭，其中，包括一鏡筒，容置於所述鏡筒內的壓環、透鏡、遮光片及墊片，所述遮光片位於所述透鏡與所述墊片之間，所述遮光片為請求項1至9任一項所述的遮光片。
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