TWI695992B - 利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構 - Google Patents

利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構 Download PDF

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Abstract

一種利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，包含有一球體、一第一鏡片以及一設於該球體與該第一鏡片之間的間隔層。其中，該球體與該第一鏡片具有不同的折射率，且該球體成一圓球狀。該第一鏡片形成在該球體上，使部份該球體凸露於該第一鏡片的外部，且該第一鏡片上具有一第一收光曲面。該間隔層具有一與該第一收光曲面相對的透光區段，當一光線通過該球體的該第二部份形成一第一次聚光效果進入該球體內部後，使該光線再穿過該透光區段而進入該第一鏡片內並通過該第一收光曲面形成一第二次聚光效果。

Description

利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構
本發明係有關一種鏡片結構，特別是指一種具有高同軸性而利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構。
光學鏡頭自單透鏡逐漸發展成多透鏡，無非是為了滿足光傳播的特殊要求，利用多透鏡以改變光路，以消除像差和球差。然而，這樣需要將各透鏡依序組裝在一鏡架上，不但組裝上較為繁瑣，同時業會讓浪費了較多的空間。此外，多透鏡的組成，各透鏡之間更需要滿足高同軸性，以避免光軸的偏差。
為改善上述問題，如中華民國公告第I356760號發明專利案，揭露一種疊合鏡片及其製造方法及製造裝置，包含一光軸、一個以上的基材以及一個以上的光學級耐熱膠體層，其中，每一光學及耐熱膠體層包含一膠體層光學有效徑圍，該膠體層光學有效徑圍的軸心與該光軸重合，每一基材的的中心部位包含一基材光學有效徑圍，該光學有效徑圍的表面貼合在該光學級耐熱膠體層時，該基材光學有效徑圍的軸心與該膠體層光學有效徑圍的軸心重合，該光學級耐熱膠體先滴定於一模具後，再將該基材貼合再該光學級耐熱膠體。
又如，美國公開第2006226560號發明專利案，揭露一種疊合透鏡的製造方法，首先提供基層胚料、複合層胚料以及基層成型壓板和複 合層成型壓板，該二成型壓板個具有一成型表面，其次，利用基層成型壓板將騎乘型表面壓制在基層胚料上，形成複合透鏡的基層，在利用複合層成型壓板將其成型表面壓制在複合層胚料上，同時將複合層胚料壓合在該複合透鏡的基層上，形成複合透鏡的複合層。
藉以，利用疊合鏡片來取代多透鏡的組裝，以滿足高同軸性的要求。惟，前述疊合鏡片在成型上不但步驟繁瑣，各層鏡片間還需要透過不同的接著材料增加各鏡片間的接著力，以防止各鏡片之間的剝離。
爰此，如何提供一種具有高同軸性以取代多鏡片的鏡片結構，即為本發明所欲解決的技術手段及其目的。
本發明的主要目的，在於提供一種具有高同軸性並利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構。
為達上述目的，本發明利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，包含有一球體、一第一鏡片以及一間隔層。其中，該球體具有可透光性並具有一第一折射率，該球體由一第一部份以及一與該第一部份連結的第二部份組成一圓球狀，且該第二部份具有一第一次聚光效果。該第一鏡片具有可透光性並具有一與該球體的該第一折射率不同的第二折射率，該第一鏡片形成在該球體的該第一部份，該球體的該第二部份凸露於該第一鏡片的外部，且該第一鏡片上具有一與該球體的該第一部份相對的第一收光曲面。該間隔層具有一與該第一收光曲面相對的透光區段及一形成在該透光區段周邊的非透光區段，當一光線通過該球體的該第二部份形成第一次聚光效果進入該球體內部後，使該光線再穿過該透光區段而進入該第 一鏡片內並通過該第一收光曲面形成第二次聚光效果。
在一實施例中，該球體的該第二部份在該第一鏡片上呈一凸透鏡，該第一鏡片的該第一收光曲面呈一凹面。
在一實施例中，該球體為一玻璃球，該第一鏡片是由透明的矽膠以射出成形方式形成在該球體的該第一部份上，而該間隔層不具有透光性。
在一實施例中，該第一鏡片上更具有一與該第一收光曲面相對的第一嵌合槽，且該間隔層與該球體的該第一部份依序設置在該第一嵌合槽內。
為達上述目的，本發明另提出一種利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，包含一球體、一第一鏡片、一間隔層以及一第二鏡片。該球體具可透光性以及一第一折射率，該球體由一第一部份以及一與該第一部份連結的第二部份組成一圓球狀。該第一鏡片具可透光性並具有一與該球體的該第一折射率不同的第二折射率，該第一鏡片形成在該球體的該第一部份，該球體的該第二部份凸露於該第一鏡片的外部，且該第一鏡片上具有一與該球體的該第一部份相對的第一收光曲面。該間隔層設於該球體的該第一部份與該第一鏡片之間，該間隔層具有一與該第一收光曲面相對的透光區段及一形成在該透光區段周邊的非透光區段。該第二鏡片具可透光性且具有與該球體的該第一折射率不同的第三折射率，該第二鏡片形成在該球體的該第二部份上，並與該第一鏡片相對，使該球體及該間隔層被包覆在該第一鏡片與該第二鏡片之間，而該第二鏡片上具有一與該球體的該第二部份相互間隔的第二收光曲面，使一光線通過該第二收光曲面而 形成第一次聚光效果後進入該第二鏡片內，再通過該第二部份形成第二次聚光效果後而進入該球體內，使該光線再穿過該透光區段而進入該第一鏡片內並通過該第一收光曲面形成第二次聚光效果。
在一實施例中，該第二鏡片的第二收光曲面呈一凸透鏡，該第一鏡片的該第一收光曲面呈一凹透鏡。
在一實施例中，該球體為一玻璃球，該第一鏡片與該第二鏡片皆是由透明的矽膠以射出成形方式形成在該球體的該第一部份上，使該第一鏡片的該第二折射率與該第二鏡片的第三折射率相同。
在一實施例中，該球體為一玻璃球，該第一鏡片皆是由透明的矽膠以射出成形方式形成在該球體的該第一部份上，該第二鏡片皆是由透明的塑料以射出成形方式形成在該球體的該第二部份上，使該第一鏡片的該第二折射率與該第二鏡片的第三折射率不相同。
在一實施例中，該間隔層進一步更包含有至少一延伸於該非透光區段外側的延伸區段，且該延伸區段位於該第一鏡片與該第二鏡片之間。
在一實施例中，該第一鏡片上更具有一與該第一收光曲面相對的第一嵌合槽，且該間隔層與該球體的該第一部份依序設置在該第一嵌合槽內。
本發明該利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構相較於習知技術具有下列的優點：
1.本發明可利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構取代習知多鏡片，滿足高同軸性的需求以及縮小空間的效果。
2.本發明利用玻璃所形成該圓球狀的該球體，能夠使整體該球體形成一球面，能夠大幅度的增加採光的範圍，有效解決雜散光的問題，同時能夠提升收光效率，進而減少成像暗區，也能解決像散及像差等問題，以提高成像品質。
10:球體
11:第一部份
12:第二部份
20:第一鏡片
21:第一嵌合槽
22:第一收光曲面
30:間隔層
31:透光區段
32:非透光區段
33:延伸區段
40:第一模具
41:第一模座
411:定位槽
42:第二模座
421:第一成型空間
422:凸起部
50:攝影模組
51:鏡座
511:第一座體
512:第二座體
513:進光孔
514:收光孔
52:影像感測模組
53:電路板
60:第二鏡片
61:第二嵌合槽
62:第二收光曲面
70:第二模具
71:第三模座
711:定位空間
721:第二成型空間
72:第四模座
722:凹設部
圖1為本發明第一實施例的剖視圖。
圖2為本發明第一實施例的分解圖。
圖3為本發明用於生產第一實施例的模具分解示意圖。
圖4為本發明用於生產第一實施例的模具組合示意圖。
圖5為本發明第一實施例應用於一攝影模組的剖視圖。
圖6為本發明第二實施例的剖視圖。
圖7為本發明第二實施例的分解圖。
圖8為用於生產本發明第二實施例的第一模具分解示意圖。
圖9為用於生產本發明第二實施例的第一模具分解示意圖。
圖10為本發明第二實施例應用於一攝影模組的剖視圖。
有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：如圖1及圖2所示，為本發明所提出的第一實施例，本發明是一種利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，該鏡片結構包含有一球體10、一第一鏡片20以及一間隔層30。
具體而言，該球體10具有一第一部份11以及一與該第一部份11連接成一體的第二部份12，該第一部份11與該第二部份12組構成一圓球狀且具有可透光性，且該球體10具有一第一折射率。該第一鏡片20形成在該球體10的一側，該第一鏡片20相鄰於該球體的該第一部分11的位置處形成有一用以供該第一部份11嵌設的第一嵌合槽21，使該第一部份11嵌設於該第一嵌合槽21內，令該球體10的該第二部份12凸露在該第一鏡片20的外部，使該第二部份12在該第一鏡片20上形成一凸透鏡，而該第一鏡片20相對於該球體10的另一側形成有一第一收光曲面22，該第一收光曲面22呈一凹面，該第一鏡片20同樣的具可透光性，並具有一與該球體10的該第一折射率不同的第二折射率。該間隔層30不具透光性設置在該球體10的該第一部份11與該第一鏡片20的該第一嵌設槽21之間，該間隔層30具有一與該第一收光曲面22相對的透光區段31及一形成在該透光區段31周邊的非透光區段32，該透光區段31為一通孔，而該非透光區段32則是環設在該非透區段31的周邊。
在本實施例中，該球體10為一玻璃球，使得該球體10的全周面形成一球面結構，而該第一鏡片20是由透明的矽膠所形成，由於該透明的矽膠具有可透光性以及高黏著力，令該第一鏡片20能夠與該球體10及該間隔層30有效的相互接著。
如圖3及圖4所示，在本實施例中，該第一鏡片20的形成，主要是先提供一第一模具40，該第一模具40包含有一第一模座41與該第二模座42，該第一模座41上具有一用以供該球體10的該第二部份12容設的定位槽411，使，當該球體10利用該第二部份12設置在該定位槽411內時，使該 球體10的該第一部份11凸露於該第一模座41的外部，再將該間隔層30覆蓋在該球體10的該第一部份11上並相互黏著貼合。而該第二模座42相對於該第一模座41的方向具有一第一成型空間421，且該第一成型空間421內相對於該第一模座41的一面上形成有一凸起部422。當該第二模座42與該第一模座41相互組合後，以利用該第一模座41將該第二模座42上的該第一成型空間421封閉，並使該球體10的該第一部份11與該間隔層30位在該第一成型空間421內，之後將一呈液態且具透光性的矽膠注入該第一成型空間421中，待呈液態且具透光性的矽膠冷卻凝固從液態的矽膠轉變成固態矽膠後，即可在該第一成型空間421內形成有固定在該球體10的該第一部份11與該間隔層30上的該第一鏡片20，使該第一鏡片20在該球體10的該第一部份11外側形成該第一嵌合槽21，而在該凸起部422位置處形成該第一收光曲面22，並使該透光區段31與該第一收光曲面22相對，如圖2所示。接著再將第一模座41與該第二模座42分離，並同時取出該第一鏡片20與該球體10，即可形成本發明第一實施例中的該鏡片結構。
如圖5所示，當本發明的第一實施例應用於一攝影模組50上時，該攝影模組50包含有一鏡座51、一影像感測模組52以及一電路板53，該鏡座51包含有一第一座體511以及一組設於該第一座體511上的第二座體512，該第一座體511與該第二座體512之間組設呈一收納空間，該第一鏡片20可直接設置在該收納空間中，如此一來能夠快速地使該第一鏡片20組裝在該鏡座51內。而該第一座體511上具有一可供該球體10的該第二部份12穿設的進光孔513，該第二部份12通過該進光孔513而凸露於該第一座體511的外部。該第二座體512上具有一與該第一收光曲面22相鄰的收光孔514。該 影像感測模組52則設置在該收光孔514的下方，並電性連接在該電路板53上。
如此一來，由於該球體10的該第二部份12為一球面並凸露在該鏡座51的外部，因此當一光線自該鏡座51外部通過該球體10的該第二部份12時，能夠利用該第二部份12在該鏡座51外部以增加採光的範圍。且，該光線在通過該第二部份12後會形成一第一次聚光效果後，使該光線進入該球體10內部，並令進入該球體10內部的該光線通過該間隔層30的該透光區段31而進入該第一鏡片20內，接著該光線再通過該第一鏡片20的該第一收光曲面22，使該光線通過該第一收光曲面22後再形成一第二次聚光效果，最後能夠使形成該第二次聚光效果的該光線再穿過該收光孔514而進入該影像感測模組52內，進而能夠有效解決雜散光的問題，同時能夠提升收光效率，進而減少成像暗區，以提高成像品質。
再者，由於該第一鏡片20是利用射出成形方式直接成型在該球體10上，因此利用該第一模具40的加工精度更能有效的控制該球體10、該第一鏡片20以及該間隔層30彼此間的同軸性，進而滿足多鏡片的高同軸性需求。同時，由於該第一鏡片20是利用射出成形方式成型在該球體10上，因此能夠有效控制第一鏡片的體積，進而能夠有效的縮減該攝影模組50的體積，使其該攝影模組50達到縮小空間的效果。
又如圖6及圖7所示，為本發明的第二實施例，在本實施例中，該鏡片結構是由該球體10、該第一鏡片20、該間隔層30以及一第二鏡片60所組成，該第二鏡片60是設置在該球體10的該第二部份12上，並與該第一鏡片20相對，使該球體10包覆在該第一鏡片20與該第二鏡片60之間。 而該第二鏡片60相鄰於該第一鏡片10的一面上具有一與該第一鏡片20的該第一嵌合槽21相對並用以供該球體10的該第二部份12嵌設的第二嵌合槽61，且該第二鏡片60遠離該第一鏡片20的另一面上則形成有一第二收光曲面62，該第二收光曲面62為一凸面，並與該球體10的該第二部份12相互間隔。該間隔層30更包含有一環設在該非透光區域32外側的延伸區段33，該延伸區段33位於該第一鏡片20與該第二鏡片60之間。在本實施例中，該第一鏡片20與該第二鏡片60皆是利用具有透光性的矽膠分別利用射出成形方式所形成，使該第二鏡片60具有相同的一具該第二折射率相同的第三折射率，且該第一鏡片20與第二鏡片60組成一柱狀體。當然，再實際應用上，該第一鏡20與該第二鏡片60亦可分別利用具有不同折射率的可透光材料所製成，例如該第二鏡片60是利用具透光性的塑料以射出成形方式形成，以令該球體10、該第一鏡片20以及該第二鏡片60分別具有不同的折射率。
如圖8及圖9所示，該第二鏡片的形成，主要是將以成型在該球體10上的該第一鏡片20設置在一第二模具70內，並利用射出成形方式所形成。該第二模具70包含有一第三模座71以及一用以與該第三模座71相互組設的第四模座72，該第三模座71內具有一可供該第一鏡片20嵌設的定位空間711，該定位空間711與該第一鏡片的形狀相同，令該第一鏡片20得以完全的嵌設於該定位空間711內，並使該球體10的該第二部份12以及該間隔層30的該延伸區段33凸露在該第三模座71的外部。而該第四模座72用以與該第三模座71相互組設，且該第四模座72上具有一第二成型空間721，使當該第四模座72與該第三模座71相互組設後，令該球體10的該第二部份12以及該間隔層30的該延伸區段33位在該第二成型空間721內，且該第二成型空 間721內具有一凹設部722，該凹設部722與該球體10的該第二部份12相互間隔。
當該第四模座72與該第三模座71相互組合後，以利用該第三模座71將該第四模座72上的該第二成型空間721封閉，並使該球體10的該第二部份12與該間隔層30的該延伸區段33位在該第二成型空間721內，之後將一呈液態且具透光性的矽膠注入該第二成型空間721中，待呈液態且具透光性的矽膠冷卻凝固從液態的矽膠轉變成固態矽膠後，即可在該第二成型空間721內形成有固定在該球體10的該第二部份12與該間隔層30的該延伸區段33上的該第二鏡片60，並在相對於該凹設部722的位置處形成該第二收光曲面62，令該第二收光曲面62與該第二部份12相互間隔，如圖6所示。接著再將第三模座71與該第四模座72分離，並同時取出該第一鏡片20與第二鏡片60，即可形成本發明第二實施例中的該鏡片結構，並令該第一鏡片20與該第二鏡片60形成該柱狀體。
因此，如圖10所示，當本發明中的第二實施例應用於該攝影模組50上時，該主要是將組成呈該柱狀體的該第一鏡片20與該第二鏡片60安裝於一鏡座51內，令該第二鏡片60的該第二收光曲面62通過該進光孔513凸露在該鏡座51的外部，而該第一鏡片20的該第一收光曲面22鄰近於該收光孔514的位置處，使該第一收光曲面22鄰近該影像感測模組52。當該光線自該鏡座51外部通過該第二收光曲面62後會形成一第一次聚光效果，使該光線進入該第二鏡片60內，接著在通過該球體10的第二部份12形成一第二次聚光效果再進入至該球體10內，當該光線進入該球體10後，會再穿過該球體而進入該第一鏡片內，之後通過該第一收光曲面22形成一第三次聚光 效果，最後穿過該收光孔514進入該影像感測模組52內，如此一來同樣能夠有效解決雜散光的問題，同時能夠提升收光效率，進而減少成像暗區，也能解決像散及像差等問題，以提高成像品質。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明的較佳實施方式，自不能以此限制本案的申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所做之等校修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10:球體
20:第一鏡片
22:第一收光曲面
30:間隔層

Claims (8)

  1. 一種利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，包含：一球體，具可透光性並具有一第一折射率，該球體由一第一部份以及一與該第一部份連結的第二部份組成一圓球狀，且該第二部份具有一第一次聚光效果；一第一鏡片，具可透光性並具有一與該球體的該第一折射率不同的第二折射率，該第一鏡片以射出成形方式形成在該球體的該第一部份，該球體的該第二部份凸露於該第一鏡片的外部，使該球體的該第二部分在該第一鏡片上呈一凸透鏡，且該第一鏡片上具有一與該球體的該第一部份相對的第一收光曲面，而該第一收光曲面呈一與該球體的該第二部分相對的凹面；以及一間隔層，設於該球體的該第一部份與該第一鏡片之間，該間隔層具有一與該第一收光曲面的該凹面相對應的透光區段及一形成在該透光區段周邊的非透光區段，當一光線通過該球體的該第二部份形成第一次聚光效果進入該球體內部後，使該光線再穿過該透光區段而進入該第一鏡片內並通過該第一收光曲面形成第二次聚光效果。
  2. 如請求項1所述之利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，其中，該球體為一玻璃球，該第一鏡片是由透明的矽膠以射出成形方式形成在該球體的該第一部份上，而該間隔層不具有透光性。
  3. 如請求項1所述之利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，其中，該第一鏡片上更具有一與該第一收光曲面相對的第一嵌合槽，且該間隔層與該球體的該第一部份依序設置在該第一嵌合槽內。
  4. 一種利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，包含： 一球體，具可透光性以及一第一折射率，該球體由一第一部份以及一與該第一部份連結的第二部份組成一圓球狀；一第一鏡片，具可透光性，且具有一與該球體的該第一折射率不同的第二折射率，該第一鏡片以射出成形方式形成在該球體的該第一部份上，且該第一鏡片上具有一與該球體的該第一部份相對的第一收光曲面，且該第一收光曲面呈一凹面；一間隔層，設於該球體的該第一部份與該第一鏡片之間，該間隔層具有一與該第一收光曲面的該凹面相對應的透光區段及一形成在該透光區段周邊的非透光區段；以及一第二鏡片，具可透光性且具有與該球體的該第一折射率不同的第三折射率，該第二鏡片以射出成形方式形成在該球體的該第二部份上，並與該第一鏡片相對，使該球體及該間隔層被包覆在該第一鏡片與該第二鏡片之間，而該第二鏡片上具有一與該球體的該第二部份相互間隔的第二收光曲面，且該第二收光曲面呈一凸面，使一光線通過該第二收光曲面而形成一第一次聚光效果後再進入該第二鏡片內，接著使該光線再通過該第二部份形成一第二次聚光效果後進入該球體內，最後使該光線再穿過該透光區段而進入該第一鏡片內並通過該第一收光曲面形成一第三次聚光效果。
  5. 如請求項4所述之利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，其中，該球體為一玻璃球，該第一鏡片與該第二鏡片皆是由透明的矽膠以射出成形方式分別形成在該球體的該第一部份及該第二部份上，使該第一鏡片的該第二折射率與該第二鏡片的第三折射率相同。
  6. 如請求項4所述之利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，其中，該球 體為一玻璃球，該第一鏡片皆是由透明的矽膠以射出成形方式形成在該球體的該第一部份上，該第二鏡片皆是由透明的塑料以射出成形方式形成在該球體的該第二部份上，使該第一鏡片的該第二折射率與該第二鏡片的第三折射率不相同。
  7. 如請求項4所述之利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，其中，該間隔層進一步更包含有至少一延伸於該非透光區段外側的延伸區段，且該延伸區段位於該第一鏡片與該第二鏡片之間。
  8. 如請求項4所述之利用不同折射率的材料所組成的鏡片結構，其中，該第一鏡片上更具有一與該第一收光曲面相對的第一嵌合槽，且該間隔層與該球體的該第一部份依序設置在該第一嵌合槽內。
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