光学影像镜头、取像装置及电子装置的制作方法

本发明是关于一种光学影像镜头及取像装置，特别是关于一种具有可吸收长波长红光的光学镜片并可应用在电子装置上的小型化光学影像镜头及取像装置。

背景技术：

现有彩色影像感测元件于蓝频道与绿频道在650～700nm的长波长红光与700nm～1000nm的红外光区域会有响应增加现象，这部分光线未滤除将会造成影像色再现及色饱和度不佳。

传统已知技术使用红外线滤除镀膜滤镜(ircutcoatingfilter，以下简称ircf)或红外光吸收平板(俗称蓝玻璃，以下简称bg)，以将650nm以上的长波长红光及近红外光滤除，但所述方式有其缺陷，虽红外线滤除镀膜滤镜具成本优势，但当入射光角度加大时，其滤除波长会向短波长方向移动，使周边红光入光量降低，造成周边区域相对中心区域色偏现象。而红外光吸收平板的中心/周边色偏问题，较红外线滤除镀膜滤镜轻微，但成本高昂且受限于材质种类，无法充分滤除红外光，仍需配置红外线滤除镀膜于红外光吸收平板上。

技术实现要素：

本发明提供的光学影像镜头、取像装置及电子装置，其设置有长波长红光吸收的塑胶镜片，并将其供主光线穿过的穿透距离适当配置，有助于获得较佳的成像效果。

依据本发明提供一种光学影像镜头，其特征在于，包含多个光学镜片，其中包含多个塑胶光学镜片，且具屈折力与非球面。其中，光学影像镜头中设置有长波长红光吸收光学镜片，长波长红光吸收光学镜片于可见光穿透与长波长红光滤除，并为塑胶且具屈折力。长波长红光吸收光学镜片满足下列条件：0.5≤cp/cp0≤2.0，其中，cp为光学影像镜头成像区域内于中心视场至1.0视场范围的主光线穿过该长波长红光吸收光学镜片的穿透距离，cp0为光学影像镜头于中心视场的主光线穿过该长波长红光吸收光学镜片的穿透距离。

依据本发明另提供一种取像装置，其特征在于，包含如前段所述的光学影像镜头以及一电子感光元件，电子感光元件设置于光学影像镜头的一成像面。

依据本发明更提供一种电子装置，是为一移动装置，其特征在于，包含如前段所述的取像装置。

当cp/cp0满足上述条件时，有助于获得较佳的局部色饱和度，并避免离轴视场的成像色偏，有助于红外光滤除程度，以获得较佳的成像效果。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1是绘示本发明第一实施例的一种取像装置的示意图；

图2是绘示本发明第二实施例的一种取像装置的示意图；

图3是绘示本发明第三实施例的电子装置的示意图；

图4是绘示本发明第四实施例的电子装置的示意图；以及

图5是绘示本发明第五实施例的电子装置的示意图。

【符号说明】

电子装置：10、20、30

取像装置：11、21、31

光圈：100、200

入瞳中心：101、201

第一光学镜片：110

物侧表面：111

像侧表面：112

第二光学镜片：120、220

物侧表面：121、221

像侧表面：122、222

第三光学镜片：230

物侧表面：231

像侧表面：232

第四光学镜片：140、240

物侧表面：141、241

像侧表面：142、242

第五光学镜片：150、250

物侧表面：151、251

像侧表面：152、252

第六光学镜片：260

物侧表面：261

像侧表面：262

长波长红光吸收光学镜片：170、270

物侧表面：171、271

像侧表面：172、272

红外线滤除镀膜：180、280

保护玻璃：190、290

成像面：195、295

电子感光元件：196、296

cp：光学影像镜头成像区域内的主光线穿过长波长红光吸收光学镜片于中心视场至1.0视场范围内的穿透距离

cp0：光学影像镜头的主光线穿过长波长红光吸收光学镜片于光轴上的穿透距离

t：长波长红光吸收光学镜片的穿透率

it：红外线滤除镀膜的穿透率

t4560：光学影像镜头中所有长波长红光吸收光学镜片于波长450nm～600nm的综合平均穿透率

it4560：红外线滤除镀膜于波长450nm～600nm的综合平均穿透率

t6570：光学影像镜头中所有长波长红光吸收光学镜片于波长650nm～700nm的综合平均穿透率

it6570：红外线滤除镀膜于波长650nm～700nm的综合平均穿透率

t6771：光学影像镜头中所有长波长红光吸收光学镜片于波长670nm～710nm的综合平均穿透率

it6771：红外线滤除镀膜于波长670nm～710nm的综合平均穿透率

a550：长波长红光吸收光学镜片于波长550nm的吸收值

a700：长波长红光吸收光学镜片于波长700nm的吸收值

wlt50：红外线滤除镀膜于50％穿透率的波长

fno：光学影像镜头的光圈值

cramax：光学影像镜头的最大主光线角

ttl：光学影像镜头由最靠近物侧的一表面至一成像面的距离

imgh：光学影像镜头的最大像高

具体实施方式

本发明提供一种光学影像镜头，包含多个光学镜片，其中包含有多个塑胶光学镜片，且具屈折力与非球面。其中，光学影像镜头中设置有长波长红光吸收光学镜片，长波长红光吸收光学镜片于可见光穿透与长波长红光滤除，并为塑胶且具屈折力。

长波长红光吸收光学镜片满足下列条件：0.5≤cp/cp0≤2.0，其中cp为光学影像镜头成像区域内于中心视场至1.0视场范围的主光线穿过该长波长红光吸收光学镜片的穿透距离，cp0为光学影像镜头于中心视场的主光线穿过该长波长红光吸收光学镜片的穿透距离。借此，当cp/cp0趋向于1时为最佳状态，当cp/cp0小于下限时，会导致成像色饱和度降低，而当cp/cp0大于上限时，则会使得离轴视场的成像色偏，而无法达到现有的红外光滤除程度。较佳地，其可满足下述条件：0.8≤cp/cp0≤1.2。借此，可使光学镜片具有50％穿透率的波长限制在适当范围内(±7nm)。

依据本发明的光学影像镜头，其中所有长波长红光吸收光学镜片于波长650nm～700nm的综合平均穿透率为t6570，所有长波长红光吸收光学镜片于波长450nm～600nm的综合平均穿透率为t4560，其可满足下列条件：t6570≤50％；以及t4560≥80％。借此，可滤除长波长红光，借以避免影像色彩失真，又有利于光学影像镜头的微型化。

依据本发明的光学影像镜头，其中所有长波长红光吸收光学镜片于波长670nm～710nm的综合平均穿透率为t6771，长波长红光吸收光学镜片于波长700nm的吸收值为a700，长波长红光吸收光学镜片于波长550nm的吸收值为a550，其可满足下列条件：t6771≤20％；以及a700/a550≥10。借此，可抑制红外线滤除镀膜的色偏问题。

依据本发明的光学影像镜头，其可设置有光圈，用于控制光学影像镜头于成像区域中心的最大入光量，长波长红光吸收光学镜片则相邻于光圈，且长波长红光吸收光学镜片于近光轴上可具有正屈折力。借此，可获得较优势的cp/cp0变化程度，避免周边色偏的问题。

依据本发明的光学影像镜头，其中长波长红光吸收光学镜片可具屈折力与非球面，且长波长红光吸收光学镜片的制作方式可为射出成型。借此，有助于光学影像镜头在达成较佳cp/cp0数值时，同时降低像差损失程度。

依据本发明的光学影像镜头，其中长波长红光吸收光学镜片可为热塑型塑胶制成。借此，可有效提高长波长红光吸收光学镜片的光学加工精度。

依据本发明的光学影像镜头，其中长波长红光吸收光学镜片可具有长波长红光吸收成分，长波长红光吸收成分均匀分布于长波长红光吸收光学镜片中。借此，可以达成较佳的面精度及加工稳定性。长波长红光吸收成分可为有机物或有机金属化合物，且为市售适用于热塑型塑胶的产品，如qcrsolutionscorp的nirabsorbmaterialsforplastic(thermalresin)系列，亦可为其他供应商的相似品或同级产品。

依据本发明的光学影像镜头，其像侧设置有成像面，其中光学影像镜头中或光学影像镜头与成像面间可设置有红外线滤除镀膜。借此，可帮助滤除红外光，降低长波长红光吸收光学镜片的材质复杂度，提高生产稳定性。红外线滤除镀膜除可设置于光学影像镜头与成像面之间的平板元件，亦可设置在光学影像镜头内的较平坦且主光线入射角度较小的光学镜片表面。

另外，铯基氧化物材料如cswox亦可加入塑胶光学镜片之中，用以替代前述的红外线滤除镀膜，可帮助降低相机模组厚度。

依据本发明的光学影像镜头，其中红外线滤除镀膜于可见光穿透且于近红外线滤除，红外线滤除镀膜于50％穿透率的波长为wlt50，其可满足下列条件：wlt50≥670nm。借此，可使红外线滤除镀膜在周边视场的短波长方向飘移被长波长红光吸收光学镜片遮盖，以降低中心/周边色偏显著程度。较佳地，其可满足下列条件：wlt50≥690nm，并使用镀膜层数较多的红外线滤除镀膜。借此，使红外线滤除镀膜短波长方向飘移问题可以充分被长波长红光吸收光学镜片遮盖。较佳地，其可满足下列条件：wlt50≤730nm。借此，有助于长波长红光吸收光学镜片的成分单纯化，改善生产稳定性。另外，前述的红外线滤除镀膜于50％穿透率的波长范围是指可见红光区域至近红外光之间。

依据本发明的光学影像镜头，其可另设置有一保护玻璃，而红外线滤除镀膜设置在保护玻璃的至少一表面。借此，有利于cp/cp0变化程度，避免周边色偏的问题。

依据本发明的光学影像镜头，其可具有一片前述的长波长红光吸收光学镜片。借此，以维持长波长红光的滤除效果且符合成本效益。另外，光学影像镜头可视需求而设置一片长波长红光吸收光学镜片，亦可设置有两片以上的长波长红光吸收光学镜片，提高滤除波段宽度。

依据本发明的光学影像镜头，其中光学影像镜头的光圈值(f-number)为fno，光学影像镜头的最大主光线角为cramax，光学影像镜头由物侧至成像面的距离为ttl，光学影像镜头的最大像高为imgh，其可满足下列条件：fno≤2.4；cramax≥20；以及0.8≤ttl/imgh≤3.0。借此，以有效提升进光量，由于进光量过低则无法发挥长波长红光吸收成分的效果，适当控制光学影像镜头总长度与像高的比例，可利于缩减其体积，达到微型化。

上述本发明光学影像镜头中的各技术特征皆可组合配置，而达到对应的功效。

本发明提供的光学影像镜头中，若光学影像镜头中含有两片长波长红光吸收光学镜片，则前述的所有长波长红光吸收光学镜片于波长650nm～700nm的综合平均穿透率t6570则是由两片长波长红光吸收光学镜片分别计算出各别的t6570数值后再进行相乘而得，若多片吸收镜片则依此类推。

本发明提供的光学影像镜头中，光学影像镜头的主光线为一通过入瞳中心的光线，取像区域中的最大像高处定义为1.0f视场。

本发明的光学影像镜头中，光圈的配置可为前置光圈或中置光圈，光圈的配置用于控制光学影像镜头在成像区域中心位置的最大进光量。其中前置光圈意即光圈设置于成像镜片系统中第一光学镜片的物侧端，中置光圈则表示光圈设置于第一光学镜片与成像面间。若光圈为前置光圈，可使出射瞳(exitpupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(telecentric)效果，并可增加电子感光元件的ccd或cmos接收影像的效率；若为中置光圈，有助于扩大成像镜片系统的视场角，使光学影像镜头具有广角镜头的优势。

本发明的光学影像镜头中，可设置有至少一光阑，其可位于第一光学镜片之前、各光学镜片之间或最后一光学镜片之后，光阑的种类如耀光光阑(glarestop)或视场光阑(fieldstop)等，可用以减少杂散光，有助于提升影像品质。

本发明的光学影像镜头中，依需求可设置有光圈、镜筒、遮光元件、固定元件、保护玻璃、滤光元件等元件。

本发明提供的光学影像镜头中，光学镜片以及长波长红光吸收光学镜片可为塑胶。当光学镜片的材质为塑胶，可以有效降低生产成本。此外，光学影像镜头中的物侧表面及像侧表面可为非球面(asp)，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，进而缩减光学镜片使用的数目，因此可以有效降低本发明光学影像镜头的总长度。另外，塑胶材质亦可替换为树脂(resin)材料。

本发明提供的光学影像镜头中，若光学镜片表面为凸面且未界定凸面位置时，则表示光学镜片表面可于近光轴处为凸面；若光学镜片表面为凹面且未界定凹面位置时，则表示光学镜片表面可于近光轴处为凹面。本发明提供的光学影像镜头中，若光学镜片具有正屈折力或负屈折力，或是光学镜片的焦距，皆可指光学镜片近光轴处的屈折力或是焦距，且光学镜片具屈折力位置的可在近光轴上、离轴处或周边处。

本发明的光学影像镜头的成像面，依其对应的电子感光元件的不同，可为一平面或有任一曲率的曲面，特别是指凹面朝往物侧方向的曲面。

本发明的光学影像镜头亦可多方面应用于三维(3d)影像撷取、数字相机、移动产品、数字平板、智能电视、网络监控设备、体感游戏机、行车记录仪、倒车显影装置与穿戴式产品等电子装置中。前揭电子装置仅是示范性地说明本发明的实际运用例子，并非限制本发明的取像装置的运用范围。

本发明提供一种取像装置，包含前述的光学影像镜头以及一电子感光元件，电子感光元件设置于光学影像镜头的一成像面。透过于光学影像镜头中设置长波长红光吸收光学镜片，并将其供主光线穿过的穿透距离适当配置，有助于获得较佳的局部色饱和度，并避免离轴视场的成像色偏，有助于红外光滤除程度。较佳地，取像装置可进一步包含镜筒(barrelmember)、支持装置(holdermember)或其组合。

本发明提供一种电子装置，其可为一移动装置，其包含前段述的取像装置。借此，可有效提升成像品质。较佳地，电子装置可进一步包含控制单元(controlunit)、显示单元(display)、储存单元(storageunit)、随机存取存储器(ram)或其组合。

根据上述实施方式，以下提出具体实施例并配合附图予以详细说明。

<第一实施例>

请参照图1，其是绘示依照本发明第一实施例的一种取像装置的示意图。由图1可知，第一实施例的取像装置包含光学影像镜头(未另标号)以及电子感光元件196。光学影像镜头包含入瞳中心101。光学影像镜头由物侧至像侧依序包含光圈100、第一光学镜片110、第二光学镜片120、长波长红光吸收光学镜片170、第四光学镜片140、第五光学镜片150、红外线滤除镀膜180、保护玻璃190以及成像面195，而电子感光元件196则设置于光学影像镜头的成像面195。

第一光学镜片110具有正屈折力，其物侧表面111及像侧表面112皆为非球面，且第一光学镜片110为塑胶材料，该塑胶材料为coc/cop材料，如三井化学的apl系列或zeon的zeonex系列。

第二光学镜片120具有负屈折力，其物侧表面121及像侧表面122皆为非球面，且第二光学镜片120为塑胶材料。

长波长红光吸收光学镜片170具有负屈折力，其物侧表面171及像侧表面172皆为非球面。长波长红光吸收光学镜片170为热塑型塑胶材料，并以射出成型技术制作，该塑胶材料为高折射聚碳酸酯(pc)材料，如mgc的ep系列或帝人的sp系列，所述塑胶材料亦可替换成聚酯类(polyester)材料，如ogc的okp系列。长波长红光吸收光学镜片170含有长波长红光吸收成分，该长波长红光吸收成分采用市售射出成型等级的有机金属化合物吸收型成分，长波长红光吸收成分均匀混合于长波长红光吸收光学镜片170中。

第四光学镜片140具有正屈折力，其物侧表面141及像侧表面142皆为非球面，且第四光学镜片140为塑胶材料。

第五光学镜片150具有负屈折力，其物侧表面151及像侧表面152皆为非球面，且第五光学镜片150为塑胶材料。

保护玻璃190设置于第五光学镜片150以及成像面195间且不影响光学影像镜头的焦距。

红外线滤除镀膜180设置于保护玻璃190的物侧表面(未另标号)，其位于光学影像镜头与成像面195间，红外线滤除镀膜180可供可见光穿透且滤除近红外线。

光学影像镜头的fno为2.00，光学影像镜头的最大cra为35.8度，光学影像镜头的ttl/imgh为1.36。

参照下列表一。

表一为图1第一实施例详细的结构数据，而表二为第一实施例各个光学镜片的cp与cp/cp0数据(表二的cp与cp0为各单一光学镜片的数据)，其中p1-p5依序表示由物侧至像侧的第一光学镜片110、第二光学镜片120、长波长红光吸收光学镜片170、第四光学镜片140及第五光学镜片150。

第一实施例中，光学影像镜头内的长波长红光吸收光学镜片设置在第三光学镜片130，其cp/cp0数值落于0.98～1.04内，为此实施例的最优选择，但若考虑生产因素，也可将长波长红光吸收光学镜片170配置为第一光学镜片，其cp/cp0数值介于1.0～1.09内，亦为优异的选择。

参照下列表二，t为长波长红光吸收光学镜片的穿透率，it为红外线滤除镀膜的穿透率，t4560为长波长红光吸收光学镜片于波长450nm～600nm的综合平均穿透率，t6570为长波长红光吸收光学镜片于波长650nm～700nm的综合平均穿透率，t6771为长波长红光吸收光学镜片于波长670nm～710nm的综合平均穿透率，a550为长波长红光吸收光学镜片于波长550nm的吸收值，a700为长波长红光吸收光学镜片于波长700nm的吸收值。

表二为第一实施例中长波长红光吸收光学镜片170以及红外线滤除镀膜180的穿透率数据，此处红外线滤除镀膜180的wlt50为709nm，但若希望降低红外线滤除镀膜180成本时，可将wlt50调整至680～690nm以放宽红外线滤除镀膜180的镀膜层数要求及生产规范。此外，以下各实施例表格中数据的定义皆与第一实施例的表一至表二的定义相同，后续不加赘述。

<第二实施例>

请参照图2，其是绘示依照本发明第二实施例的一种取像装置的示意图。由图2可知，第二实施例的取像装置包含光学影像镜头(未另标号)以及电子感光元件296。光学影像镜头包含入瞳中心201。光学影像镜头由物侧至像侧依序包含光圈200、长波长红光吸收光学镜片270、第二光学镜片220、第三光学镜片230、第四光学镜片240、第五光学镜片250、第六光学镜片260、红外线滤除镀膜280、保护玻璃290以及成像面295，而电子感光元件296则设置于光学影像镜头的成像面295。

光圈200是使用于控制光学影像镜头在成像区域的中心位置的最大进光量。

长波长红光吸收光学镜片270具有正屈折力，其物侧表面271及像侧表面272皆为非球面，长波长红光吸收光学镜片270相邻光圈200。长波长红光吸收光学镜片270为热塑型塑胶材料，并以射出成型技术制作，该塑胶材料为环烯烃聚合物(coc/cop)材料。长波长红光吸收光学镜片270含有长波长吸收成分，该长波长红光吸收成分采用市售射出成型等级的有机吸收型成分，长波长红光吸收成分均匀混合于长波长红光吸收光学镜片270中。

第二光学镜片220具有负屈折力，其物侧表面221及像侧表面222皆为非球面，且第二光学镜片220为塑胶材料，并以射出成型技术制作，该塑胶材料为高折射聚碳酸酯(pc)材料，如mgc的ep系列或帝人的sp系列。

第三光学镜片230具有负屈折力，其物侧表面231及像侧表面232皆为非球面，且第三光学镜片230为塑胶材料。

第四光学镜片240具有正屈折力，其物侧表面241及像侧表面242皆为非球面，且第四光学镜片240为塑胶材料。

第五光学镜片250具有负屈折力，其物侧表面251及像侧表面252皆为非球面，且第五光学镜片250为塑胶材料。

第六光学镜片260具有负屈折力，其物侧表面261及像侧表面262皆为非球面，且第六光学镜片260为塑胶材料。

保护玻璃290设置于第六光学镜片260以及成像面295间且不影响光学影像镜头的焦距。

红外线滤除镀膜280设置于保护玻璃290的物侧表面(未另标号)，其位于光学影像镜头与成像面295间，红外线滤除镀膜280可供可见光穿透且滤除近红外线。

铯基氧化物材料亦可用以替代红外线滤除镀膜，如氧化钨铯化合物(cswox)，其可设置于光学镜片的表面或均匀散布于光学镜片中，以达到红外光的滤除效果，且对可见光具低吸收效果，当光学影像镜头内使用所述材料时则可选择性的取代红外线滤除镀膜280。

光学影像镜头的fno为1.80，光学影像镜头的最大cra为35.0度，光学影像镜头的ttl/imgh为1.48。

参照下列表三。

表三为第二实施例各个光学镜片的cp与cp/cp0数据，其中p1-p6依序表示由物侧至像侧的长波长红光吸收光学镜片270、第三光学镜片220、第三光学镜片230、第四光学镜片240、第五光学镜片250及第六光学镜片260。

第一实施中，光学影像镜头内的长波长红光吸收光学镜片设置在第一光学镜片210，其cp/cp0数值落于1.00～1.09内，为此实施例的最优选择，但若考虑生产因素，也可将长波长红光吸收光学镜片270配置于第二光学镜片，其cp/cp0数值介于1.00～1.14内，亦为优异的选择。

参照下列表四。

表四为第二实施例中长波长红光吸收光学镜片270以及红外线滤除镀膜280详细的穿透率数据，其中红外线滤除镀膜280于50％穿透波长约为709nm。

在第二实施例中，参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

<第三实施例>

请参照图3，是绘示本发明第三实施例的电子装置10的示意图。第三实施例的电子装置10是一智能手机，电子装置10包含取像装置11，取像装置11包含依据本发明的光学影像镜头(图未揭示)以及电子感光元件(图未揭示)，其中电子感光元件设置于光学影像镜头的成像面。

<第四实施例>

请参照图4，是绘示本发明第四实施例的电子装置20的示意图。第四实施例的电子装置20是一平板电脑，电子装置20包含取像装置21，取像装置21包含依据本发明的光学影像镜头(图未揭示)以及电子感光元件(图未揭示)，其中电子感光元件设置于光学影像镜头的成像面。

<第五实施例>

请参照图5，是绘示依照本发明第五实施例的电子装置30的示意图。第五实施例的电子装置30是一穿戴装置(wearabledevice)，电子装置30包含取像装置31，取像装置31包含依据本发明的光学影像镜头(图未揭示)以及电子感光元件(图未揭示)，其中电子感光元件设置于光学影像镜头的成像面。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。