專利名稱：數(shù)碼相機(jī)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種數(shù)碼相機(jī)鏡頭，尤其是關(guān)于一種移動(dòng)電話用數(shù)碼相機(jī)鏡頭。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)越來(lái)越為廣大消費(fèi)者青睞，人們對(duì)數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)越來(lái)越追求其小型化，同時(shí)由于移動(dòng)電話的輕薄短小、攜帶方便，人們希望能夠在移動(dòng)電話上實(shí)現(xiàn)擷取物體影像的功能，且獲得清晰畫(huà)面，由此需要設(shè)計(jì)及制造出能夠方便安裝在移動(dòng)電話內(nèi)的數(shù)碼相機(jī)鏡頭。因移動(dòng)電話體積較小，故對(duì)安裝于其內(nèi)的數(shù)碼相機(jī)鏡頭的體積提出了更高的要求，即此種移動(dòng)電話用數(shù)碼相機(jī)鏡頭體積需更小，由此將對(duì)其拍攝出物體的影像質(zhì)量提出更高的要求，即體積縮小的同時(shí)其拍攝物體的影像畫(huà)面仍然清晰，而物體的成像質(zhì)量于很大程度上取決于數(shù)碼相機(jī)內(nèi)各光學(xué)器件的優(yōu)劣。
數(shù)碼相機(jī)一般包括鏡頭及影像感測(cè)組件(Charge CoupledDevice(下稱CCD)，電荷耦合器或者Complementary Metal-OxideSemiconductor(下稱CMOS)，補(bǔ)充性氧化金屬半導(dǎo)體)，而一般移動(dòng)電話用數(shù)碼相機(jī)鏡頭的影像感測(cè)組件通常采用CMOS，由此需設(shè)計(jì)可與此CMOS相匹配的數(shù)碼相機(jī)鏡頭。一般而言，非球面鏡片可部分減少鏡頭中因球面鏡片所產(chǎn)生的球面像差且能減小鏡頭的體積，故現(xiàn)有鏡頭設(shè)計(jì)中，通常采用部分非球面鏡片，來(lái)實(shí)現(xiàn)減小鏡頭體積同時(shí)達(dá)到較好的光學(xué)性能的目的。
一現(xiàn)有三十五萬(wàn)畫(huà)素?cái)?shù)碼相機(jī)鏡頭采用部分非球面鏡片的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，如公告于2003年10月1日的中國(guó)專利第02258384號(hào)所揭示，該數(shù)碼相機(jī)鏡頭包括一第一鏡片、一第二鏡片和一第三鏡片，該第一鏡片和第二鏡片均是球面玻璃鏡片，第三鏡片為兩面皆為非球面的塑料鏡片，雖此數(shù)碼相機(jī)鏡頭藉由采用一非球面鏡片，鏡片數(shù)量較少，部份減小鏡頭體積，但其中的球面鏡片均采用玻璃材質(zhì)，由此將增加鏡頭重量，且其畫(huà)素也較低。
另一現(xiàn)有采用部分非球面鏡片的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，公告于2002年8月27日的美國(guó)專利第6,441,971號(hào)所揭示，該數(shù)碼相機(jī)鏡頭由物方依次包括一第一鏡片、一第二鏡片及一第三鏡片，該第一鏡片是一兩面均為球面的玻璃鏡片，第二鏡片及第三鏡片皆是塑料非球面鏡片，雖該第一鏡片較好保護(hù)該鏡頭免受刮傷，惟其采用三鏡片，最高畫(huà)素僅能達(dá)到640×480畫(huà)素。
鑒于以上缺點(diǎn)，提供一種提供一種成像質(zhì)量高、減小體積的數(shù)碼相機(jī)鏡頭。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種成像質(zhì)量高、體積較小、重量較低的數(shù)碼相機(jī)鏡頭。
一種數(shù)碼相機(jī)鏡頭，從物方到像方依次包括一第一鏡片和一第二鏡片，所述第一鏡片是一雙面非球面鏡片，其由塑料材質(zhì)組成，所述第二鏡片是一雙面非球面鏡片，其由塑料材質(zhì)組成。
相較現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭藉由全部采用非球面鏡片，從而可修正各種光學(xué)像差，如球面像差、彗差、像散、場(chǎng)曲與畸變等。另外，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭僅僅通過(guò)二片非球面鏡片，在降低數(shù)碼相機(jī)鏡頭體積的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話用數(shù)碼相機(jī)鏡頭的640×480高像素要求，并可使其更方便安裝于移動(dòng)電話等便攜式電子裝置內(nèi)。此外，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的二鏡片均采用光學(xué)塑料材質(zhì)，在很大程度上降低了數(shù)碼相機(jī)鏡頭的重量。

圖1是本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的MTF圖；圖3A是本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的場(chǎng)曲圖；圖3B是本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的光學(xué)畸變圖；圖4是本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的相對(duì)照度圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭由物方依次包括一孔徑光闌1、一第一鏡片2、一視場(chǎng)光闌3、一第二鏡片4、一濾光片5，其中Z1代表物方，Z2代表像方，第一鏡片2及第二鏡片4均相對(duì)于光軸O對(duì)稱。該孔徑光闌1位于第一鏡片2靠近物方Z1的一側(cè)設(shè)置且緊鄰第一鏡片2，用以調(diào)整由外界被攝物反射至該數(shù)碼相機(jī)鏡頭內(nèi)的進(jìn)光量。另外，在濾光片5靠近像方Z2的一側(cè)設(shè)置有一影像感測(cè)組件6，該影像感測(cè)組件6包括一影像感測(cè)面62。
第一鏡片2是一雙面非球面鏡片，包括二非球面表面22、24，其中非球面表面22凸向物方，非球面表面24為凹向像方，該第一鏡片2是一正透鏡且由塑料制成。因光學(xué)塑料材質(zhì)因具有低雙折射從而能呈現(xiàn)高分辨率，且出于非球面考慮，一般光學(xué)塑料材質(zhì)可為丙烯酸樹(shù)脂(acrylic resin)、環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy resin)、聚碳酸(polycarbonate，簡(jiǎn)稱PC)等的任一種。該第一鏡片2的折射率nd1及色散vd1需滿足以下條件式1.5＜nd1＜1.6，40＜vd1＜65，其中色散優(yōu)選范圍50＜vd1＜60，其中該塑料材質(zhì)優(yōu)選Zeonex E480R。
視場(chǎng)光闌3位于第一鏡片2與第二鏡片4的間，限制進(jìn)入影像感測(cè)組件6上的光量，從而消除因散射、反射造成的影像鬼影、光斑等缺陷。
第二鏡片4包括二非球面表面42、44，其中第一表面22為凹向物方，第二表面44為凸向像方，其是一正透鏡且由塑料制成。該第二透鏡2的折射率nd2和色散vd2需分別滿足以下條件式1.5＜nd2＜1.6，40＜vd2＜65，其中色散優(yōu)選范圍50＜vd1＜60。第二鏡片2所用塑料優(yōu)選于Zeonex E480R。
濾光片5為平板狀，與第二鏡片4的第二表面44相接觸，其可為一紅外截止濾光片，以阻止來(lái)自于被攝物反射的光線中的紅外線進(jìn)入影像感測(cè)組件6，避免在正常拍攝時(shí)紅外線入射至影像感測(cè)組件6的影像感測(cè)面62上，造成干擾從而產(chǎn)生噪點(diǎn)，同時(shí)可用以保護(hù)影像感測(cè)組件6的影像感測(cè)面62。濾光片5為一玻璃材質(zhì)制成，其所用玻璃材質(zhì)優(yōu)選B270，其折射率nd5及色散vd5分別為nd5＝1.523，vd5＝58.57。
請(qǐng)參照表1，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的各透鏡的相關(guān)參數(shù)值，其中曲率半徑ri為該非球面與光軸O相交的曲面的曲率半徑ri，間距di為沿光軸方向由物方Z1開(kāi)始各非球面間的距離，有效口徑是各非球面的最大有效通光口徑，其中曲率半徑ri及間距di的所有數(shù)值均以毫米(mm)為計(jì)量單位。
表1
本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的第一鏡片2、第二鏡片4均為沿光軸O對(duì)稱的非球面鏡片，其中各非球面22、24、42、44的設(shè)計(jì)皆需滿足以下非球面公式z＝cvr2/{1+〔1-(1+k)cv2r2〕1/2}+a1r2+a2r4+a3r6+a4r8+a5r10+a6r12+a8r16其中z為沿光軸O方向的z軸向值，即鏡面深度值，其中各非球面22、24、42、44是通過(guò)以上公式所得的曲面繞光軸方向旋轉(zhuǎn)而成；k為二次曲面是數(shù)；cv＝1/R，其中R為鏡面中心曲率半徑，cv為鏡面中心曲率；r為鏡面中心高度；a1、a2、a3、a4、a5、a6、a8為高階非球面是數(shù)。應(yīng)用該非球面公式(1)時(shí)，其中二次曲面是數(shù)k及高階非球面是數(shù)a1、a2、a3、a4、a5、a6、a8的數(shù)值參照表2。
表2
本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的有效焦距f為4.0mm，是統(tǒng)進(jìn)光量Fno為2.8，光圈直徑D＝f/Fno＝1.42mm，整個(gè)光學(xué)是統(tǒng)的最大視場(chǎng)角2W為61.92°。本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的光學(xué)是統(tǒng)總長(zhǎng)為4.66822mm，即自第一鏡片2的第一表面22至影像感測(cè)面62的總長(zhǎng)。
請(qǐng)參閱圖2、圖3A、圖3B和圖4，從中可看出本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其光學(xué)畸變大于1％小于2％，其影像畫(huà)面扭曲大于1％小于2％，其相對(duì)照度為大于50％，故人眼較不易看出差異。
本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的最佳匹配的影響感測(cè)組件6優(yōu)選CMOS，其規(guī)格如下其有效像素640像素×480像素；像素尺寸6um×6um；有效感光面積物理尺寸3.84×2.88×4.8。
可以理解，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭不僅限于應(yīng)用于移動(dòng)電話內(nèi)，其也可應(yīng)用于其它便攜式電子裝置中，如攝像機(jī)、照相機(jī)、PDA(personal digital assistant)等。另外，濾光片5的濾光效果可藉由于該平板狀玻璃的至少一表面鍍覆一紅外截止濾膜(IR-cutCoating)，以阻止來(lái)自于被攝物反射的光線中的紅外線進(jìn)入影像感測(cè)組件6，避免于正常拍攝時(shí)紅外線入射至影像感測(cè)組件6的影像感測(cè)面62上。濾光片5也可為其它類型的濾光片如彩色濾光片。
權(quán)利要求1.一種數(shù)碼相機(jī)鏡頭，從物方到像方依次包括一第一鏡片和一第二鏡片，其特征在于所述第一鏡片是一雙面非球面鏡片，其由塑料材質(zhì)組成，所述第二鏡片是一雙面非球面鏡片，其由塑料材質(zhì)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第一鏡片和第二鏡片均以光軸對(duì)稱。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該數(shù)碼相機(jī)鏡頭進(jìn)一步包括一孔徑光闌，其置于第一鏡片前。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第一鏡片的折射率大于1.5小于1.6，其色散大于40小于65。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第一鏡片的塑料材質(zhì)為Zeonex E480R。
6.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第二鏡片的折射率大于1.5小于1.6，其色散大于40小于65。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第二鏡片的塑料材質(zhì)為Zeonex E480R。
8.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該數(shù)碼相機(jī)鏡頭進(jìn)一步包括一視場(chǎng)光闌，位于第一鏡片和第二鏡片之間。
9.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該數(shù)碼相機(jī)鏡頭進(jìn)一步包括一濾光片，其置于第二鏡片后。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該濾光片的玻璃材質(zhì)為B270。
專利摘要一種數(shù)碼相機(jī)鏡頭，從物方到像方依次包括一第一鏡片和一第二鏡片，所述第一鏡片是一雙面非球面鏡片，其由塑料材質(zhì)組成，所述第二鏡片是一雙面非球面鏡片，其由塑料材質(zhì)組成。本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭成像質(zhì)量高、體積較小、重量較低。
文檔編號(hào)G02B9/04GK2706778SQ20042004677
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者李俊佑, 蔡明江, 江宗韋 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司