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)于一種可與高像素影像感測組件相匹配的移動電話用數(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)越來越為廣大消費(fèi)者青睞，人們對數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)愈來愈追求其小型化，同時由于移動電話輕薄短小、攜帶方便，人們希望在能夠移動電話上實(shí)現(xiàn)擷取物體影像的功能，且獲得清晰畫面，由此需要設(shè)計和制造出能夠方便安裝在移動電話內(nèi)的數(shù)碼相機(jī)鏡頭。因移動電話體積較小，故對安裝在其內(nèi)的數(shù)碼相機(jī)鏡頭的體積提出了更高的要求，即此種移動電話用的數(shù)碼相機(jī)鏡頭體積需更小，從而也對其拍攝出物體的影像質(zhì)量提出更高的要求，即體積縮小的同時其拍攝物體的影像畫面仍然清晰，而物體的成像品質(zhì)在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)，而一般移動電話用數(shù)碼相機(jī)鏡頭的影像感測組件通常采用CMOS，而現(xiàn)有移動電話內(nèi)的數(shù)碼相機(jī)內(nèi)的CMOS最高分辨率僅為一百三十萬像素，做文件處理時，其分辨率尚有所偏低。如使用更高像素的CMOS，則需設(shè)計可與此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)計中，通常通過采用部分非球面鏡片，來實(shí)現(xiàn)減小鏡頭體積同時達(dá)到較好的光學(xué)性能。
一現(xiàn)有三十五萬畫素數(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日的中國專利第02258384號所揭示，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，第三鏡片為兩面均為非球面的塑料鏡片，雖然此種數(shù)碼相機(jī)鏡頭通過采用一非球面鏡片，鏡片數(shù)量較少，但其球面鏡片均是采用玻璃材質(zhì)，從而將增加鏡頭重量，且其像素也較低。
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日的美國專利第6,441,971號所揭示，該數(shù)碼相機(jī)鏡頭由物方依次包括一第一鏡片、一第二鏡片和一第三鏡片，該第一鏡片是一兩面均為球面的玻璃鏡片，第二鏡片和第三鏡片均是塑料非球面鏡片，雖然該第一鏡片較好保護(hù)該鏡頭免受刮傷，但最高畫素僅能達(dá)到640×480畫素，由此無法滿足當(dāng)今日益增長的較高像素的要求。
鑒于以上缺點(diǎn)，提供一種成像品質(zhì)高且制造成本較低的數(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品質(zhì)高且制造成本較低的數(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，一第二鏡片和一第三鏡片，第一鏡片是一雙凸雙面非球面鏡片，其由玻璃材質(zhì)制成，第二鏡片是第一表面為一凹向物方的非球面，其由塑料材質(zhì)制成，第三鏡片包括二非球面，其由塑料材質(zhì)制成。
相較現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭通過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、場曲與畸變等，兩百萬畫素的數(shù)碼相機(jī)鏡頭設(shè)計，使其可方便安裝在移動電話等攜帶式電子裝置內(nèi)，而不增加該種攜帶式電子裝置的體積。另外，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭僅僅通過三片非球面鏡片，即可實(shí)現(xiàn)移動電話用數(shù)碼相機(jī)鏡頭的高像素要求。此外，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的第一鏡片采用玻璃材質(zhì)，使鏡頭可耐外界濕度及高溫，由此可有效保護(hù)鏡頭免于刮傷。此外，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的第二鏡片和第三鏡片均選擇采用塑料材質(zhì)，在很大程度上降低了數(shù)碼相機(jī)鏡頭的重量和其制造成本。

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是本實(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4是本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的相對照度圖。
具體實(shí)施方式請參考圖1，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭由物方依次包括一第一鏡片1、一第二鏡片2、一第三鏡片3和一第四鏡片4，其中Z1代表物方，Z2代表像方，該數(shù)碼相機(jī)鏡頭還包括一于第一鏡片1靠近物方Z1的一側(cè)設(shè)置的光闌5，該光闌5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，在第四鏡片4靠近像方Z2的一側(cè)設(shè)置有一影像感測組件6，該影像感測組件6包括一影像感測面61。
第一鏡片1為一雙凸雙面非球面鏡片，包括二非球面表面12、14，其中非球面表面12凸向物方，非球面表面14為凹向物方，該第一鏡片1是一正透鏡且由玻璃制成，其可耐外界濕度、高溫和可防止鏡頭被刮傷。該第一鏡片1所用的玻璃材質(zhì)為模造玻璃，其折射率nd1及色散vd1需滿足以下條件式1.5＜nd1＜1.62，56＜vd1＜66，其中該玻璃材質(zhì)優(yōu)選于L-BAL42，其折射率及色散分別為nd1＝1.58313，Vd1＝59.4。另外，可于該第一鏡片1的至少一表面鍍覆一紅外截止濾膜(IR-cut Coating)，以便阻止來自于被攝物反射的光線中的紅外線進(jìn)入影像感測組件6，避免在正常拍攝時紅外線入射至影像感測組件6的影像感測面61上，造成干擾從而產(chǎn)生噪點(diǎn)。
第二鏡片2包括二非球面表面22、24，其中第一表面22為凹向物方，其是一負(fù)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)可為丙烯酸樹脂(acrylic resin)、環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、聚碳酸(polycarbonate，簡稱PC)等的任一種。該第二鏡片2所用塑料材質(zhì)的折射率nd2及色散vd2需分別滿足以下條件式1.55＜nd2＜1.65，25＜vd2＜36。第二鏡片2所用塑料優(yōu)選于聚碳酸(polycarbonate，簡稱PC)，其折射率及色散分別為nd2＝1.58547，vd2＝29.9。
第三鏡片3包括二非球面表面32、34，該二非球面表面32、34均為波浪形狀且相對于光軸O對稱，是一正透鏡且由塑料材質(zhì)制成。該第三鏡片3所用塑料材質(zhì)的折射率nd3及色散vd3需分別滿足以下條件式1.5＜nd3＜1.63，50＜vd3＜66。第三鏡片3所用塑料優(yōu)選于Z480R，其折射率及色散分別為nd3＝1.5247，vd3＝56.26。
第四鏡片4是一平板玻璃，用以保護(hù)影像感測組件6的影像感測面61。第四鏡片4為一玻璃材質(zhì)制成，其所用玻璃材質(zhì)優(yōu)選B270，其折射率及色散分別為nd4＝1.52308，vd4＝58.57。
本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的各鏡片的相關(guān)參數(shù)值顯示在表1中，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，間距di為沿光軸方向由物方Z1開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)為計量單位。
表1
本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的第一鏡片1、第二鏡片2和第三鏡片3均為沿光軸O對稱的非球面鏡片，其中各非球面12、14、22、24、32、34的設(shè)計均需滿足以下非球面公式z＝cvr2/{1+〔1-(1+k)cv2r2〕1/2}+a4r4+a6r6+a8r8+a10r10(1)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12、14、22、24、32、34是通過以上公式所得的曲面繞光軸方向旋轉(zhuǎn)而成；k為二次曲面系數(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；a4、a6、a8、a10為高階非球面系數(shù)。應(yīng)用該非球面公式(1)時，其中二次曲面系數(shù)k和高階非球面系數(shù)a4、a6、a8、a10的數(shù)值參照表2。
表2
本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的規(guī)格參數(shù)值顯示在如下表2中，其有效焦距f，系統(tǒng)進(jìn)光量Fno，整個光學(xué)系統(tǒng)的最大視場角2ω，水平方向的視場角2ωH，垂直方向的視場角2ωV，最大影像感測面直徑CA，其數(shù)值以毫米(mm)為計量單位。本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)總長為7.597mm，即從第一鏡片1第一表面12至影像感測面61的總長。
表3
請參考圖3A、圖3A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)畸變小于0.36％，子午場曲小于0.047mm，其弧矢場曲小于0.068mm，其影像畫面扭曲小于0.55％，其相對照度為最低為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組件6的規(guī)格如下其有效像素1600像素×1200像素；像素尺寸3.18μm×3.18μm；有效感光面積5.088mm×3.816mm。
可以理解，本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭不僅限于應(yīng)用于移動電話內(nèi)，其也可應(yīng)用于其它攜帶式電子裝置中，如攝像機(jī)、照相機(jī)、PDA(personal digital assistant)等。
權(quán)利要求1.一種數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于從物方到像方依次包括一第一鏡片，一第二鏡片和一第三鏡片，第一鏡片是一雙凸雙面非球面鏡片，其由玻璃材質(zhì)制成，第二鏡片是第一表面為一凹向物方的非球面，其由塑料材質(zhì)制成，第三鏡片包括二非球面，其由塑料材質(zhì)制成。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第三鏡片的二非球面均呈波浪形狀，且相對于光軸對稱。
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1.62，其色散大于56小于66。
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折射率為1.58313，色散為59.4。
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1.55小于1.65，其色散大于25小于36。
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折射率為1.58547，色散為29.9。
8.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第三鏡片的折射率大于1.5小于1.63，其色散大于50小于66。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)碼相機(jī)鏡頭，其特征在于該第三片的折射率為1.5247，色散為56.26。
10.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)一步包括一第四鏡片，其為一平板玻璃，其置于第三鏡片后，其折射率為1.52308，色散為58.57。
專利摘要本實(shí)用新型是一種數(shù)碼相機(jī)鏡頭，從物方到像方依次包括一第一鏡片，一第二鏡片和一第三鏡片，第一鏡片是一雙凸雙面非球面鏡片，其由玻璃材質(zhì)制成，第二鏡片是第一表面為一凹向物方的非球面，其由塑料材質(zhì)制成，第三鏡片包括二非球面，其由塑料材質(zhì)制成。本實(shí)用新型數(shù)碼相機(jī)鏡頭成像品質(zhì)高且制造成本較低。
文檔編號H04N5/225GK2694301SQ20042004305
公開日2005年4月20日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者孫文信 申請人: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