TWI883331B - 鏡頭裝置 - Google Patents

Abstract

一種鏡頭裝置，包括一第一光學元件、一可移動框、一第一框、一第二光學元件以及一光圈。該可移動框沿著一光軸平行方向移動，該第一光學元件設置在該可移動框上。該第二光學元件設置在該第一框上。該光圈設置在該可移動框以及該第一框之間。該第一光學元件、該光圈以及該第二光學元件沿該光軸從一物側至一像側依序排列。

Description

鏡頭裝置

本發明係有關於一種鏡頭裝置。

由於消費者對於鏡頭品質的要求提高，故畫素尺寸愈來愈小，鏡頭內很小的灰塵或微粒都會輕易拍攝出來。以往鏡頭結構無法防止灰塵或機構作動產生的微粒掉落在紅外截止濾光片以及光感測元件上，造成拍攝出來的畫面有暗點或暗塊，嚴重影響到影像品質。

有鑑於此，本發明於是提供一種鏡頭裝置來解決上述問題。

本發明之鏡頭裝置包括一第一光學元件、一可移動框、一第一框、一第二光學元件以及一光圈。該可移動框沿著一光軸平行方向移動，該第一光學元件設置在該可移動框上。該第二光學元件設置在該第一框上。該光圈設置在該可移動框以及該第一框之間。該第一光學元件、該光圈以及該第二光學元件沿該光軸從一物側至一像側依序排列。

在其中一實施例中，該鏡頭裝置更包括一濾光片以及一光感測元件，其中該第一框為一體成型且包覆該濾光片以及該光感測元件。

在其中一實施例中，該鏡頭裝置更包括一第二框、一固定框以及一第三光學元件，其中該第三光學元件設置於該固定框，該第二框圍繞該光圈以及該固定框，且該光圈以及該固定框皆向該第二框的內壁延伸，而該光圈較該固定框更靠近該第二框的內壁。

在其中一實施例中，該第二框與該第一框非一體成型，或者該固定框與該第一框非一體成型。

在其中一實施例中，該第一光學元件、該第三光學元件、該光圈、該第二光學元件、該濾光片以及該光感測元件沿該光軸從該物側至該像側依序排列，該可移動框設置在該第一光學元件旁且圍繞著該第一光學元件與該光軸交會處，該固定框設置在該第三光學元件旁且圍繞著該第三光學元件與該光軸交會處，該光圈圍繞著該光軸，該第一框設置在該第二光學元件旁且圍繞著該第二光學元件與該光軸交會處。

在其中一實施例中，該鏡頭裝置更包括一光感測元件，其中該第一框設置在該第二光學元件旁且圍繞著該第二光學元件與該光軸交會處，該光感測元件與該光圈分別設置在該第二光學元件的不同側，該可移動框設置在該第一光學元件旁且圍繞著該第一光學元件與該光軸交會處。

在其中一實施例中，該第三光學元件具有一頂點，該頂點較該第三光學元件其他部位更接近該第一光學元件，該光圈具有一入光孔，該鏡頭裝置至少滿足底下其中一條件：0.27≦H₂₃₀/H₂₆₀≦0.90,17.80mm≦D₂₃₀≦20.75mm,22mm≦L₂₆₀≦27mm,19mm≦W₂₆₀≦24mm,0.20≦H₂₄₀/H₂₆₀≦4.3,14.35mm≦D₂₄₀≦14.45mm,0.48≦D1/D2≦0.50,D₂₄₀<L₂₆₀,D₂₄₀<W₂₆₀， 其中H₂₃₀為該可移動框高度，H₂₆₀為該第一框高度，D₂₃₀為該可移動框的外徑，L₂₆₀為該第一框的長度，W₂₆₀為該第一框的寬度，H₂₄₀為該固定框高度，D₂₄₀為該固定框的外徑，D1為該頂點與該入光孔之距離，D2為該入光孔與該濾光片之距離。

2:鏡頭裝置

200:電路版

210:第二框

220:導桿

230:可移動框

231:第一鏡群

240:固定框

241:第二鏡群

250:光圈

251:入光孔

260:第一框

261:第三鏡群

270:紅外截止濾光片

280:光感測元件

290:支架

D1、D2:距離

D₂₃₀、D₂₄₀:外徑

H₂₃₀、H₂₄₀、H₂₆₀:高度

L₂₆₀:長度

OA:光軸

P:頂點

W₂₆₀:寬度

第1圖係依據本發明之一實施例之鏡頭裝置的上視圖。

第2圖係第1圖鏡頭裝置沿II-II的剖視圖。

第3圖係第1圖鏡頭裝置沿III-III的平面剖視圖。

第4圖係第1圖鏡頭裝置沿III-III的立體剖視圖。

請參閱第1圖以及第2圖，第1圖係依據本發明之一實施例之鏡頭裝置的上視圖，第2圖係第1圖鏡頭裝置沿II-II的剖視圖。如圖所示，鏡頭裝置2包括沿光軸OA從物側(入光側)至像側(感光側)依序排列的第一鏡群231、第二鏡群241、光圈250、第三鏡群261、紅外截止濾光片270以及光感測元件280。值得注意的是，鏡頭裝置在使用時，大多數的情況是將第2圖所示的鏡頭裝置2平放來使用(向左或向右大約旋轉90度)，底下敘述不會特別予以強調。底下詳細說明本實施例各元件的配置及作用，但可以瞭解到，其中第一鏡群231、第二鏡群241及/或第三鏡群261可改為透鏡、稜鏡及/或反射鏡等光學元件，而紅外截止濾光片270也可視需要改為不同的濾光片。其中第一鏡群231為第一光學元件，第二鏡群241為第三光學元件，第三鏡群261為第二光學元件，以下不再贅述。

第一鏡群231可包括一或多個鏡片(圖中顯示一個鏡片作為代表，但本發明不限於此)，並由可移動框230所支撐或連接，可移動框230 套接於導桿220上，此處所謂的支撐，是指可移動框230設置在第一鏡群231旁且圍繞著第一鏡群231與光軸OA交會處，但不限於此，於其他實施例中無論鏡頭裝置2擺放的角度為何(水平擺放、垂直擺放、或傾斜擺放等)，只要鏡片都能依附或連接可移動框230即可。操作時可移動框230可沿著導桿220滑動，因此第一鏡群231為可移動鏡群。值得注意的是，由於導桿220延伸方向與光軸OA平行，因此導桿220可視為線性導桿，能使第一鏡群231的限位簡單明確，具有穩定與偏差小的優點。當可移動框230沿著導桿220移動時，也可以將導桿230視為沿著一與光軸OA平行的方向來移動。

第二鏡群241可包括一或多個鏡片(圖中顯示二個鏡片作為代表，但本發明不限於此)，並由固定框240所支撐或連接，固定框240不會相對於光軸移動，因此第二鏡群241為固定鏡群。本實施例固定框240設置在第二鏡群241旁且圍繞著第二鏡群241與光軸OA交會處，但同上所述設置方式不限於此。

光圈250包括多個葉片，葉片由步進馬達(未圖示)驅動，而驅動步數多寡可控制葉片位置，進而控制入光孔251(顯示於第4圖)的孔徑大小來決定進光量。其中光圈250圍繞著光軸OA。

本發明鏡頭裝置2更包括第二框210以及第一框260，其中光圈250設置在可移動框230以及第一框260之間。第二框210包圍可移動框230(含第一鏡群231)、固定框240(含第二鏡群241)、以及光圈250，亦即第二框210位於可移動框230(含第一鏡群231)、固定框240(含第二鏡群241)、以及光圈250相對於光軸的另一側。值得注意的是，光圈250以及固定框240皆向第二框210的內壁(第二框210靠近光軸的一側)延伸，但光圈250較固定框240更靠近第二框210的內壁。具體而言，光圈250除了中間的入光孔251外，其他部位儘量延伸靠近第二框210，可用於攔截通過固定框240以及第二框210 之間的灰塵或者可移動框230在移動時所產生的微粒，有效形成第一道防塵措施。

第一框260與第二框210連結形成鏡頭裝置2的外殼，第二框210與第一框260並非一體成型。又，第一框260除了外殼功能外，更具有群框功能，亦即用於支撐或連接第三鏡群261。第三鏡群261可包括一或多個鏡片(圖中顯示四個鏡片作為代表，但本發明不限於此)，第一框260設置在第三鏡群261旁且圍繞著第三鏡群261與光軸OA交會處，進一步說明第一框260有一部份向遠離光軸處延伸並連接第二框210，另一部分圍繞第三鏡群261形成光學元件的容置空間，且靠近感光側的部分與一支架290緊密連接，例如但不限以全周膠著密封。由於第一框260不會相對於光軸移動，因此第三鏡群261為固定鏡群。

紅外截止濾光片(IR-Cut Filter)270由支架290所支撐或連接，用於濾除紅外線，但允許可見光穿透而到達光感測元件280，實際應用上可依需求使用其他濾光片。

光感測元件280安裝在電路板200上，用於將接收到的光訊號轉換成電訊號然後輸出。支架290與電路板200相連接，使支架290遠離光軸的外圍與電路板200遠離光軸的外圍無空氣間隔，支架290於其他實施例中也可以是一具有容置結構之框架，得以使濾光片、光感測元件以及電路板設置於其中。

值得注意的是，第一框260為一體成型件，完整包覆紅外截止濾光片270以及光感測元件280，所述之包覆是指第一框260從物側往像側的方向除了光可通過的孔洞之外可完全覆蓋紅外截止濾光片270以及光感測元件280，以作為第二道(也是主要)防塵措施。另外值得注意的是，固定框240與第一框260並非一體成型，而是分隔開來的不同部件。

由以上敘述可知，本發明將鏡頭架構設計成前後群形式，在前群(即第一鏡群231以及第二鏡群241)利用光圈250作為第一道防塵措施，而在後群(即第三鏡群261)利用一體成型的第一框260完整包覆或全面蓋覆紅外截止濾光片270以及光感測元件280，作為第二道防塵措施，因此能夠有效防止鏡頭內灰塵或機構作動產生的微粒掉落在紅外截止濾光片270以及光感測元件280上，進而有助於提高影像品質。

以上即可達到基本做動以及功效，以下詳述的細節有助於優化上述防塵的功效：請同時參閱第2圖以及第3圖，第3圖係第1圖鏡頭裝置沿III-III的剖視圖。在本實施例中，第一框260的高度H₂₆₀滿足1.03mm≦H₂₆₀≦21.45mm，而高度H₂₆₀較佳為12.95mm±0.05mm，第一框260的長度L₂₆₀滿足22mm≦L₂₆₀≦27mm，寬度W₂₆₀滿足19mm≦W₂₆₀≦24mm。如此的設計可使第一框260提供完全覆蓋紅外截止濾光片270以及光感測元件280所需的面積範圍，達成密封防塵之目的。

可移動框230的高度H₂₃₀滿足5.92mm≦H₂₃₀≦5.98mm，而高度H₂₃₀較佳為5.95mm，外徑D₂₃₀滿足17.80mm≦D₂₃₀≦20.75mm，外徑D₂₃₀較佳為19.6mm±0.05mm，值得注意的是，若增加導桿220長度，則可移動框230的高度H₂₃₀可增加至9.14mm±0.03mm。可移動框230高度與第一框260高度的比值為0.27≦H₂₃₀/H₂₆₀≦9.0，較佳為0.46≦H₂₃₀/H₂₆₀≦0.7

固定框240的高度H₂₄₀滿足4.325mm≦H₂₄₀≦4.425mm，而高度H₂₄₀較佳為4.375mm，外徑D₂₄₀滿足14.35mm≦D₂₄₀≦14.45mm，而外徑D₂₄₀較佳為14.4mm。固定框240高度H₂₄₀與第一框260高度H₂₆₀的比值滿足0.2≦H₂₄₀/H₂₆₀≦4.3，如此可使第一框260全方位的將紅外截止濾光片270以及光感測元件280與上方的光圈250以及可移動框230加以隔絕，有效防止灰 塵或異物掉落在紅外截止濾光片270以及光感測元件280上。另外，固定框240的外徑D₂₄₀小於第一框260的長度L₂₆₀(亦即D₂₄₀<L₂₆₀)及/或寬度W₂₆₀(亦即D₂₄₀<W₂₆₀)，將能有效縮小空間，達成易於防塵的狀態。

請參閱第4圖，第4圖同樣為第1圖鏡頭裝置沿III-III的剖視圖，與第3圖不同的是，第4圖為立體圖，而第3圖為平面圖。如圖所示，第二鏡群241具有一頂點P，頂點P較第二鏡群其他部位更接近第一鏡群231。光圈250具有一入光孔251。在本實施例中，頂點P與入光孔251之距離D1滿足5.59mm≦D1≦5.69mm，而距離D1較佳為5.64mm，入光孔251與紅外截止濾光片270頂面之距離D2滿足11.57mm≦D2≦11.67mm，而距離D2較佳為11.62mm，D1/D2滿足0.48≦D1/D2≦0.50，此配置比例的優點在於平均空間利用率，讓第一鏡群231能得到最大可移動範圍。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此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。

2:鏡頭裝置

200:電路版

210:第二框

220:導桿

230:可移動框

231:第一鏡群

240:固定框

241:第二鏡群

250:光圈

260:第一框

261:第三鏡群

270:紅外截止濾光片

280:光感測元件

290:支架

L₂₆₀:長度

OA:光軸

Claims (10)

1. 一種鏡頭裝置，包括：一第一光學元件；一可移動框，該可移動框沿著一光軸平行方向移動，該第一光學元件設置在該可移動框上；一第一框；一第二光學元件，該第二光學元件設置在該第一框上；一光圈，該光圈設置在該可移動框以及該第一框之間；一第三光學元件；一固定框；其中該第一光學元件、該第三光學元件、該光圈以及該第二光學元件沿該光軸從一物側至一像側依序排列；其中該第三光學元件設置於該固定框。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭裝置，更包括一濾光片以及一光感測元件，其中該第一框為一體成型且包覆該濾光片以及該光感測元件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鏡頭裝置，更包括一第二框，其中該第二框圍繞該光圈以及該固定框，且該光圈以及該固定框皆向該第二框的內壁延伸，而該光圈較該固定框更靠近該第二框的內壁。
4. 如申請專利範圍第3項所述之鏡頭裝置，其中該第二框與該第一框非一體成型，或者該固定框與該第一框非一體成型。
5. 如申請專利範圍第3項所述之鏡頭裝置，其中該第一光學元件、該第三光學元件、該光圈、該第二光學元件、該濾光片以及該光感測元件沿該 光軸從該物側至該像側依序排列，該可移動框設置在該第一光學元件旁且圍繞著該第一光學元件與該光軸交會處，該固定框設置在該第三光學元件旁且圍繞著該第三光學元件與該光軸交會處，該光圈圍繞著該光軸，該第一框設置在該第二光學元件旁且圍繞著該第二光學元件與該光軸交會處。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭裝置，更包括一光感測元件，其中該第一框設置在該第二光學元件旁且圍繞著該第二光學元件與該光軸交會處，該光感測元件與該光圈分別設置在該第二光學元件的不同側，該可移動框設置在該第一光學元件旁且圍繞著該第一光學元件與該光軸交會處。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之鏡頭裝置，其中該第三光學元件具有一頂點，該頂點較該第三光學元件其他部位更接近該第一光學元件，該光圈具有一入光孔，該鏡頭裝置至少滿足底下其中一條件：0.27≦H₂₃₀/H₂₆₀≦0.90,17.80mm≦D₂₃₀≦20.75mm,22mm≦L₂₆₀≦27mm,19mm≦W₂₆₀≦24mm,0.20≦H₂₄₀/H₂₆₀≦4.3,14.35mm≦D₂₄₀≦14.45mm,0.48≦D1/D2≦0.50,D₂₄₀<L₂₆₀,D₂₄₀<W₂₆₀， 其中H₂₃₀為該可移動框高度，H₂₆₀為該第一框高度，D₂₃₀為該可移動框的外徑，L₂₆₀為該第一框的長度，W₂₆₀為該第一框的寬度，H₂₄₀為該固定框高度，D₂₄₀為該固定框的外徑，D1為該頂點與該入光孔之距離，D2為該入光孔與該濾光片之距離。
8. 一種鏡頭裝置，包括：一第一光學元件；一可移動框，該可移動框沿著一光軸平行方向移動，該第一光學元件設置在該可移動框上；一第一框；一第二光學元件，該第二光學元件設置在該第一框上；一光圈，該光圈設置在該可移動框以及該第一框之間；其中該第一光學元件、該光圈以及該第二光學元件沿該光軸從一物側至一像側依序排列；其中該鏡頭裝置至少滿足底下其中一條件：0.27≦H₂₃₀/H₂₆₀≦0.90,17.80mm≦D₂₃₀≦20.75mm,22mm≦L₂₆₀≦27mm,19mm≦W₂₆₀≦24mm，其中H₂₃₀為該可移動框高度，H₂₆₀為該第一框高度，D₂₃₀為該可移動框的外徑，L₂₆₀為該第一框的長度，W₂₆₀為該第一框的寬度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之鏡頭裝置，更包括一濾光片、一光感測元件、一第二框、一固定框以及一第三光學元件，其中該第一框為一體成 型且包覆該濾光片以及該光感測元件，該第三光學元件設置於該固定框，該第二框圍繞該光圈以及該固定框，且該光圈以及該固定框皆向該第二框的內壁延伸，而該光圈較該固定框更靠近該第二框的內壁。
10. 如申請專利範圍第9項所述之鏡頭裝置，其中該第一光學元件、該第三光學元件、該光圈、該第二光學元件、該濾光片以及該光感測元件沿該光軸從該物側至該像側依序排列，該可移動框設置在該第一光學元件旁且圍繞著該第一光學元件與該光軸交會處，該固定框設置在該第三光學元件旁且圍繞著該第三光學元件與該光軸交會處，該光圈圍繞著該光軸，該第一框設置在該第二光學元件旁且圍繞著該第二光學元件與該光軸交會處。

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