镜筒的制作方法

1.本发明涉及镜筒领域。


背景技术：

2.在现有技术以射出成形制程制造塑料镜筒的过程中，镜筒的通光开孔会受限于塑料材料本身的限制，而无法达到原有设计模具尖角的结构，反而产生圆角的结构。当不同角度的光射至通光开孔之圆角结构时，将产生放射状杂散光(shower flare)。现有解决的方法是在圆角结构的内侧面之入子模具进行不规则之雷雕雾化，但仍有相当明显的放射状杂散光，因此这是急需解决之问题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种镜筒，其可使应用此镜筒的光学成像镜头改善放射状杂散光的问题。
4.本发明的一实施例的镜筒包括前端部。前端部包括朝向物侧的外表面与朝向像侧的内表面。内表面包括内侧圆锥面。内侧圆锥面与外表面连接。内侧圆锥面包括多个齿状结构、靠近光轴的内缘与远离光轴的外缘。外缘比内缘更靠近像侧。内缘形成通光孔。各齿状结构包含齿峰与齿谷。齿峰与齿谷皆设置于内缘，且齿峰从内缘往外缘的方向延伸成凸条。
5.在本发明的一实施例中，上述的内缘形成的通光孔为镜筒中的最小通光孔。内缘上任意一点到光轴的垂直距离小于镜筒上非内缘之任一一点到光轴的垂直距离。
6.在本发明的一实施例中，上述的各凸条的宽度随着越靠近外缘而递增。
7.在本发明的一实施例中，上述的各凸条的间隔随着越靠近外缘而递减。
8.在本发明的一实施例中，上述的外表面更包括前端圆锥面，且外表面的前端圆锥面与内表面的内侧圆锥面连接，并定义包含光轴的参考平面。参考平面与前端圆锥面截出的前端截线的前端延伸线与光轴之间夹出前端夹角，其中前端夹角满足以下的条件式：5度≦θ
f
≦70度，其中θ
f
为前端夹角。
9.在本发明的一实施例中，定义包含光轴的参考平面。该参考平面与内侧圆锥面截出的内侧截线的内侧延伸线与光轴之间夹出内侧夹角。内侧夹角满足以下的条件式：20度≦θ
i
<90度，其中θ
i
为内侧夹角。
10.在本发明的一实施例中，定义包含光轴的参考平面。外表面更包括前端圆锥面，且外表面的前端圆锥面与内表面的内侧圆锥面连接。参考平面与前端圆锥面截出的前端截线与参考平面与内侧圆锥面截出的内侧截线之间夹出前端与内侧夹角。前端与内侧夹角满足以下的条件式：θ
fi
≧40度，其中θ
fi
为前端与内侧夹角。
11.在本发明的一实施例中，上述的齿谷从内缘往外缘的方向延伸成相对于凸条的凹陷，定义通过这些凸条与这些凹陷且垂直这些凸条延伸方向的垂直参考面。在垂直参考面中，各凸条的截面的顶面中心至与其对应相邻的凹陷的中心之间具有距离。镜筒满足以下的条件式：dh≧4微米，其中dh为上述距离在沿着内侧圆锥面的法线方向上的投影量。
12.在本发明的一实施例中，上述的齿谷从内缘往外缘的方向延伸成相对于凸条的凹陷，定义通过这些凸条与这些凹陷且垂直这些凸条延伸方向的垂直参考面。在垂直参考面中，各凸条的截面的顶面中心至与其对应相邻的凹陷的中心之间具有距离。镜筒满足以下的条件式：35微米≧dw≧15微米，其中dw为上述距离在沿着内侧圆锥面的圆周方向上的投影量。
13.在本发明的一实施例中，定义通过这些凸条且垂直这些凸条延伸方向的垂直参考面。垂直参考面与各凸条截出的截面为类矩形截面，意即形状皆为近似或类似或大致为矩形的截面。
14.在本发明的一实施例中，上述的齿谷从内缘往外缘的方向延伸成凹陷。定义通过这些凸条与这些凹陷且垂直这些凸条延伸方向的垂直参考面。在垂直参考面中，镜筒满足以下的条件式：35微米≧wp≧15微米；以及25微米≧wr≧5微米，其中wp为各凸条的宽度，wr为凹陷的宽度。
15.在本发明的一实施例中，定义通过这些凸条且垂直这些凸条延伸方向的垂直参考面。垂直参考面与各凸条截出的截面为类三角形截面。
16.在本发明的一实施例中，定义通过这些凸条且垂直这些凸条延伸方向的垂直参考面。垂直参考面与各凸条截出的截面为类梯形截面。
17.在本发明的一实施例中，上述的镜筒在最靠近物侧的通光孔为物侧通光孔。镜筒更满足以下的条件式：6.00≧d
o
/d
min
≧1.05，其中，d
o
为物侧通光孔的直径，d
min
为最小通光孔的直径。
18.在本发明的一实施例中，上述的镜筒在最靠近像侧的通光孔为像侧通光孔。镜筒更满足以下的条件式：9.00≧d
i
/d
min
≧1.00，其中，d
i
为像侧通光孔的直径，d
min
为最小通光孔的直径。
19.在本发明的一实施例中，上述的镜筒用以装载包含多个透镜的光学成像镜头，这些透镜从物侧至像侧沿着光轴依序排列，各透镜具有朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。镜筒更满足以下的条件式：3.10≧tl/d
min
≧0.60，其中，tl为这些透镜中最靠近物侧的透镜的物侧面到这些透镜中最靠近像侧的透镜的像侧面在光轴上的距离，且d
min
为最小通光孔的直径。
20.基于上述，在本发明实施例的镜筒中，由于内侧圆锥面具有多个齿状结构，且各齿状结构包括设置于内侧圆锥面内缘的齿峰与齿谷，并且齿峰由内侧圆锥面内缘往内侧圆锥面外缘延伸成凸条，藉由上述齿状结构的设置可有效地分散杂散光并减弱其强度，因此可使装载于此镜筒的光学成像镜头可改善放射状杂散光的问题。
附图说明
21.图1是本发明的一实施例装载有光学成像镜头的镜筒的剖面示意图。
22.图2是不装载有光学成像镜头的镜筒由像侧往物侧方向观看的正视图以及区域a的局部放大图。
23.图3是不装载有光学成像镜头的镜筒的剖面示意图。
24.图4是图1中镜筒的立体剖视图。
25.图5是图4中的区域b的放大示意图。
26.图6是镜筒在参考平面的截面简要示意图。
27.图7是图1的实施例中的镜筒在垂直参考面的截面示意图。
28.图8是不同实施例的镜筒在垂直参考面的截面示意图。
具体实施方式
29.在开始详细描述本发明之前，首先清楚表示附图中的符号说明：1：光学成像镜头；100：镜筒；110：外表面；112：前端圆锥面；120：内表面；122：内侧圆锥面；130：齿状结构；a、b：区域；a1：物侧；a2：像侧；c1：顶面中心；c2：凹陷中心；cd：圆周方向；d：距离；e：延伸方向；el1：前端延伸线；el2：内侧延伸线；f：前端部；dh、dw：投影量；i：光轴；ie：内缘；is：像侧面；l：透镜；nd：法线方向；o1：物侧通光孔；o2：像侧通光孔；o
min
：最小通光孔；oe：外缘；os：物侧面；p、pa、pb：凸条；r1：参考平面；r2：垂直参考面；s、s1：台阶；re：凹陷；sl：放射状杂散光；ts、tsa、tsb：齿状结构；tp：齿峰；tv：齿谷；wp、wp1、wp2：凸条宽度；wr、wr1、wr2：凹陷宽度；θ
f
：前端夹角；θ
i
：内侧夹角；θ
fi
：前端与内侧夹角。
30.图1是依照本发明的一实施例装载有光学成像镜头镜筒的剖面示意图。图2是不装载有光学成像镜头的镜筒由像侧往物侧方向观看的正视图以及区域a的局部放大图。图3是不装载有光学成像镜头的镜筒的剖面示意图。图4是图1中镜筒的立体剖视图。图5是图4中的区域b的放大示意图。图6是镜筒在参考平面的截面简要示意图。图7是图1的实施例中的镜筒在垂直参考面的截面示意图。
31.请参照图1，在本实施例中，镜筒100具有光轴i且用以承载光学成像镜头1，光学成像镜头1包括多个透镜l。应注意的是，为求简要，图1中的多个透镜l仅简要绘示第一片透镜的物侧面os与最后一片透镜的像侧面is，本发明并不以光学成像镜头1中的透镜数量、透镜面形或透镜间距为限，所属技术领域中具有通常知识者可依照不同光学需求对应设计上述参数。于以下段落中会详细说明上述各元件。
32.镜筒100系用以装设透镜l的元件，且其具有保护光学成像镜头1内部光路的作用。镜筒100的材料例如是塑料。于以下段落中会详细说明其具体架构。请先参照图1、图2、图3、图4与图5，镜筒100内具有多个用以承靠透镜l的台阶s，台阶s为用以使光学成像镜头1中的透镜l限制其左右移动的元件或结构。如图3所示，在本实施例中，镜筒100最靠近物侧a1的台阶s1(或称前端部f)包括一朝向物侧a1的外表面110、一朝向像侧a2的内表面120，其中外表面110包括前端圆锥面112，内表面120包括内侧圆锥面122，内侧圆锥面122与外表面110的前端圆锥面112连接。内侧圆锥面122包括多个齿状结构ts，且其具有一靠近光轴i的内缘ie与一远离光轴i的外缘oe，外缘oe平行于内缘ie。这些齿状结构ts例如是藉由雷射雕刻方式制作而成，但不以此为限。各齿状结构ts包含一齿峰tp与一齿谷tv，且齿峰tp与齿谷tv皆设置于内缘ie，并且齿峰tp从内缘ie往外缘方向e延伸成凸条p，而齿谷tv则从内缘ie往外缘oe的方向e延伸成凹陷re。请参照图2，这些齿状结构ts在圆周方向cd上环绕光轴i规则排列，且例如是在圆周方向cd上等节距规则排列，其中圆周方向cd例如是被定义为平行于外缘oe或内缘ie的方向。于其他的实施例中，这些齿状结构亦可以是不规则的排列方式，本发明并不以此为限。这些齿状结构ts的模具是利用雷射在内侧圆锥面122之入子模具上进行雕刻制成，使塑料借着雷射雕刻后的模具射出成型产生齿状结构ts。
33.请参照图2与图5，各凸条p的宽度从内缘ie往外缘oe方向e递增，即其宽度随着越
靠近外缘oe而递增。相对的，各凹陷re的宽度由内缘ie往外缘oe方向递减，即其宽度随着越靠近外缘oe而递减。藉由以上设计，有利于杂散光射入齿条凹陷re后多次反射而降低放射状杂散光。请参照图2，具体来说，凸条p的宽度的范围落在19.5微米至23.7微米的范围内，且与内缘ie对齐的凸条p的宽度wp1为19.5微米，而与外缘oe对齐的凸条p宽度wp2为23.7微米。凹陷re的宽度的范围落在8微米至12微米的范围内，且与内缘ie对齐的凹陷re的宽度wr1为12微米，而与外缘oe对齐的凸条p宽度wr2为8微米。
34.此外，请再参照图1、图3与图4，镜筒100在最靠近物侧a1的通光孔为物侧通光孔o1，在最靠近像侧a2的通光孔为像侧通光孔o2，并且内侧圆锥面122的内缘ie形成一通光孔，且内缘ie上的任一一点到光轴i的垂直距离小于镜筒100上非内缘任一一点到光轴i的垂直距离，即，内缘ie所形成的通光孔为孔径最小的最小通光孔o
min
。外表面110与内表面120以最小通光孔o
min
为界，其中外表面110相对于最小通光孔o
min
靠近物侧a1，而内表面120相对于最小通光孔o
min
靠近像侧a2。
35.这些透镜l(或称镜片)中的每一者例如是具有屈光率的光学元件。这些透镜l从物侧a1至像侧a2沿着光轴i依序排列。各透镜具有朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及朝向像侧a2且使成像光线通过的像侧面。这些透镜l例如是藉由这些台阶s承靠于镜筒100，其中从物侧a1数来的第一个透镜承靠于台阶s1。
36.于以下的段落中会详细地说明本实施例的光学成像镜头1的光学效果。请参照图1，当由一待拍摄物(未示出)所发出的光线由物侧通光开口o1进入镜筒100后，依序穿透光学成像镜头1内部的各个透镜l，并由像侧通光孔o2离开镜筒100并于后端的成像面(未示出，image plane)形成影像。一般而言，未经设计的光线理论上应被最小通光孔形成之尖角挡住以避免产生杂散光。但因受限于塑料材料本身的限制，而射出成型的通光孔无法达到原有设计模具尖角的结构，反而会形成圆角结构。请参照图2与图5，虽然在上述入光的过程中，光线将在镜筒100内最小通光孔o
min
的圆角结构(未示出)将反射产生放射状杂散光sl，本实施例的镜筒100藉由在内侧圆锥面122设有多个齿状结构ts的设计，且齿状结构ts形成有齿峰ts、齿谷tv等不平的凹凸结构已降低放射状杂散光sl。当光线传递至齿状结构ts的凹陷re结构内时，部分的放射状杂散光sl会在凹陷re结构内多次反射而降低其强度，这些齿状结构ts可以降低放射状杂散光sl的影响。若放射状杂散光sl传递至圆角结构(未示出)的话，则放射状杂散光sl是直接被圆角结构反射而沿一特定方向出射，如此一来放射状杂散光sl无法被降低强度而会对后端的影像造成明显影响。换言之，在内侧圆锥面122的内缘ie设置齿状结构ts可破坏圆角结构的连续反射面，破坏放射状杂散光sl的沿一特定方向出射的反射路径，齿状结构ts可打散并削弱集中的放射状杂散光sl。因此，应用此镜筒100的光学成像镜头1可改善放射状杂散光的问题。
37.于以下的段落中会搭配图6、图7详细地说明本实施例的镜筒100的不同设计架构。
38.请参照图6，定义一包含光轴i且通过内侧圆锥面122中央、前端圆锥面112中央的参考平面r1。参考平面r1与前端圆锥面112截出的前端截线的前端延伸线el1与光轴i之间夹出前端夹角θ
f
，并且前端夹角θ
f
满足以下的条件式(1)：
39.5度≦θ
f
≦70度
---
(1)
40.由于当θ
f
大于70度时，将增加最小通光孔o
min
成型的困难度，并且会增加圆角结构(未示出)的范围使得放射状杂散光sl影响程度更大，而当θ
f
小于5度时，则会增加前端圆锥
面112的反射杂散光。因此若镜筒100满足上述条件式(1)的范围可进一步避免上述问题。此外，条件式(1)中更佳的范围为20度≦θ
f
≦50度。
41.请再参照图6，另一方面，参考平面r1与内侧圆锥面122截出的一内侧截线的一内侧延伸线el2与光轴i之间夹出一内侧夹角θ
i
，其中内侧夹角θ
i
满足以下的条件式(2)：
42.20度≦θ
i
<90度
---
(2)
43.由于当θ
i
大于等于90度时将增加最小通光孔o
min
成型的困难度，并且会增加圆角结构(未示出)的范围使得杂散光影响程度更大，而当θ
i
小于20度时，则不易配合光学成像镜头1的透镜l曲率，增加组装透镜l时的组装难度。因此若镜筒100满足上述条件式(2)的范围可进一步避免上述问题。此外，条件式(2)中更佳的范围为30度≦θ
i
≦80度。
44.请再参照图6，另一方面，参考平面r1与前端圆锥面112截出的前端截线与参考平面r1与内侧圆锥面122截出的内侧截线两者之间夹出前端与内侧夹角θ
fi
，其中前端与内侧夹角θ
fi
满足以下的条件式(3)：
45.θ
fi
≧40度
---
(3)
46.此外，上述条件式(3)更佳的范围是90度≦θ
fi
≦150度，由于当θ
fi
小于40度时将增加最小通光孔o
min
成型的困难度，并且会增加圆角结构(未示出)的范围使得放射状杂散光sl影响程度更大，而当θ
fi
大于150度时，则会增加前端圆锥面112的反射杂散光。因此若镜筒100满足上述条件式(3)的更佳的范围可进一步避免上述问题。
47.请参照图2与图7，定义通过这些凸条p与这些凹陷re且垂直这些凸条p延伸方向e的垂直参考面r2。垂直参考面与各凸条p截出的截面为类矩形截面，配合凸条p的宽度随着越靠近外缘oe而递增或各凹陷re的宽度由内缘ie往外缘oe方向递减的设计，有利于增加杂散光在齿间反射的次数。在垂直参考面r2各凸条p的截面的顶面中心c1与其对应相邻的凹陷re的中心c2之间具有距离d，而dh代表的是距离d在沿着内侧圆锥面122的法线方向nd上的第一投影量。镜筒100满足以下的条件式(4)：
48.dh≧2微米
---
(4)
49.此外，上述条件式(4)更佳的范围是7微米≧dh≧4微米。当dh≧2微米有利于破坏圆角结构(未示出)的连续反射面，降低放射状杂散光sl的强度，而当dh落在条件式(4)的更佳的范围时，可避免产生影响成像质量的额外黑影。具体而言，于此实施例的镜筒100采用dh为5微米的设计，其影像的杂散光不明显且没有额外的黑影。当dh为8微米时则会产生黑影。
50.dw为距离d在沿着内侧圆锥面130的圆周方向cd上的投影量。镜筒可更符合以下的条件式(5)：
51.35微米≧dw≧15微米
---
(5)
52.在本实施例的镜筒中，藉由在凸条p在延伸方向e上宽度渐增的设计外，若更满足上述条件式(5)的设计，有利于增加杂散光在凸条p之间反射的次数，以进一步削弱杂散光的强度。若dw大于35微米时，则内侧圆锥面122的暴露部分较多，部分的放射状杂散光sl还是有机会于此处反射而维持一定的强度，若dw小于15微米时，则放射状杂散光sl削弱的程度不明显且在制程上不易制作。
53.请参照图7，在垂直参考面r2中，镜筒100可更满足以下的条件式(6)、(7)：
54.35微米≧wp≧15微米
---
(6)
55.25微米≧wr≧5微米
---
(7)
56.wp为各凸条p在圆周方向cd上的宽度，wr为凹陷re在圆周方向cd上的宽度。在本实施例的镜筒100中，除了藉由在凸条p在延伸方向e上宽度渐增的设计外，更搭配上述条件式(6)、(7)的宽度设计，有利于增加放射状杂散光sl在凸条p之间反射的次数，以进一步削弱杂散光的强度。若wr大于25微米时，则内侧圆锥面122的暴露部分较多，部分的放射状杂散光sl还是有机会于此处反射而维持一定的强度，若wr小于5微米时，则放射状杂散光sl削弱的程度不明显且在制程上不易制作。
57.请参照图1，镜筒100的物侧通光孔o1与最小通光孔o
min
更可满足以下的条件式(8)：
58.6.00≧d
o
/d
min
≧1.05
---
(8)
59.在本实施例的镜筒100中，若满上述条件式(7)的设计，则有利于设置齿状结构ts在镜筒100上降低光学成像镜头1的放射状杂散光sl；较佳的限制为2.80≧d
o
/d
min
≧1.30。
60.请再参照图1，镜筒100的像侧通光孔o2与最小通光孔o
min
更可满足以下的条件式(9)：
61.9.00≧d
i
/d
min
≧1.00
---
(9)
62.其中，d
i
为像侧通光孔o2的直径，d
min
为最小通光孔o
min
的直径。在本实施例的镜筒100中，若满上述条件式(8)的设计，则有利于设置齿状结构ts在镜筒100上降低光学成像镜头1的放射状杂散光sl，其中上述条件式(9)较佳的限制为6.00≧d
i
/d
min
≧1.50。
63.请再参照图1，装载于镜筒100内的光学成像镜筒1与镜筒100的最小通光孔o
min
更可满足以下的条件式(10)：
64.5.00≧tl/d
min
≧0.60
---
(10)
65.其中，tl为光学成像镜筒1的这些透镜l最靠近物侧a1的一透镜的物侧面os与这些透镜l中最靠近像侧a2的一透镜的像侧面is在光轴i上的距离。在本实施例的镜筒100中，若满上述条件式(10)的设计，则有利于设置齿状结构ts在镜筒100上降低光学成像镜头1的放射状杂散光sl，其中上述条件式(10)较佳的限制为3.10≧tl/d
min
≧0.80。
66.在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的部分内容，省略了相同技术内容的说明，关于相同的元件名称可以参考前述实施例的部分内容，下述实施例不再重复赘述。
67.图8的a与图8的b是不同实施例的镜筒在垂直参考面的截面示意图。
68.请参照图8的a，其垂直参考面r2的定义类似于图7的说明，齿状结构tsa亦可以采用另一种不同的设计与配置，其主要差异在于：这些凸条pa彼此相连，且垂直参考面r2与凸条pa截出的截面为类三角形截面，配合凸条pa的宽度随着越靠近外缘oe而递增或各凹陷re的宽度由内缘ie往外缘oe方向递减的设计，有利於增加雜散光在齒間反射的次數，其中类三角形的截面相对于其他形状的截面可设计最多的齿状结构ts来减少放射状杂散光sl。并且，在垂直参考面r2中，各凸条pa的截面的顶部中心c1与其对应相邻的凹陷re的中心c2之间具有距离d，dw为距离d在沿着内侧圆锥面130的圆周方向cd上的投影量。镜筒可更符合以下的条件式(5)：
69.35微米≧dw≧15微米
---
(5)
70.在本实施例的镜筒中，藉由在凸条pa在延伸方向e上宽度渐增的设计外，若更满足
上述条件式(5)的设计，有利于增加杂散光在凸条pa之间反射的次数，以进一步削弱杂散光的强度。若dw大于35微米时，则内侧圆锥面122的暴露部分较多，部分的放射状杂散光sl还是有机会于此处反射而维持一定的强度，若dw小于15微米时，则放射状杂散光sl削弱的程度不明显且在制程上不易制作。
71.请参照图8的b，其垂直参考面r2的定义类似于图7的说明，齿状结构tsb亦可以采用另一种不同的设计与配置，其主要差异在于：这些凸条pb彼此相连，且垂直参考面r2与凸条pb截出的截面为类梯形截面，配合凸条pb的宽度随着越靠近外缘oe而递增或各凹陷re的宽度由内缘ie往外缘oe方向递减的设计，有利於增加雜散光在齒間反射的次數。并且，在垂直参考面r2中，各凸条pb的截面的顶面中心tb与其对应相邻的凹陷re的中心c2之间具有距离d，dw为距离d在沿着内侧圆锥面130的圆周方向cd上的投影量。镜筒可更符合以下的条件式(5)：
72.35微米≧dw≧15微米
---
(5)
73.在本实施例的镜筒中，除了藉由在凸条pb在延伸方向e上宽度渐增的设计外，若更满足上述条件式(5)的设计，有利于增加杂散光在凸条pb之间反射的次数，以进一步削弱杂散光的强度。若dw大于35微米时，则内侧圆锥面122的暴露部分较多，部分的放射状杂散光sl还是有机会于此处反射而维持一定的强度，若dw小于15微米时，则放射状杂散光sl削弱的程度不明显且在制程上不易制作。
74.综上所述，在本发明的实施例中的镜筒中，由于内侧圆锥面具有多个齿状结构，且各齿状结构包括设置于内侧圆锥面内缘的齿峰与齿谷，并且齿峰由内侧圆锥面内缘往内侧圆锥面外缘延伸成凸条，藉由上述齿状结构的设置可有效地使杂散光散射并减弱其强度，因此可使装载于此镜筒的光学成像镜头可改善放射状杂散光的问题。