专利名称：影像光拾取器透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于便携式设备的影像光拾取器透镜。尤其涉及到能够显示高清晰度影像的一种影像光拾取器透镜。
背景技术：
随着技术的发展，包括手机及其它便携式电子设备(例如PDA或者是便携式电脑等)在内的便携式设备正逐渐变得越来越小型化。这种便携式设置通常设置有一种能够对物体进行摄相的照相装置。这种照相装置通常由能够对物体进行摄像的透镜，对通过上述透镜形成的影像进行识别的影像传感器和对通过上述影像传感器获得的影像进行处理的影像处理装置等构成。
随着便携式设备的越来越小型化，透镜也在向着小型化的趋势发展，其大小正变得越来越小。
最近，照相装置一般都使用3个或者4个透镜。在这种情况下，与使用3个透镜的情况相比，使用4个透镜的结构的性能就要优越得多。
使用4个透镜的影像光拾取器透镜始于韩国公开专利第10-2004-0010184号(以下简称″现有技术″)。下面，将对此进行详细的说明。
图1是现有技术具有4个影像光拾取器透镜的影像光拾取器单元的截面图；如图1所示，现有技术的影像光拾取器单元，包括如下几个部分具有光电子传输单元51a，并能够作为固体状态的影像光拾取器元件使用的CMOS型影像传感器51，在上述影像传感器51的光电子传输单元51a上形成物体的图像的影像光拾取器光学系统10，固定上述影像传感器51的基板52，为构成透镜管而设置遮光物质，并为从物体一侧射入的光线留有开口的外壳53。
上述影像传感器51设置有具有从光接收侧平面的中心位置开始沿2次源排列的像素的光电子传输单元51a。在上述光电子传输单元51)的周围排列有信号处理单元51b。这样，影像传感器51就可以将各个光电子传输单元51a的带电数字YUV信号转换为影像信号，并通过电线(W)将影像信号向位于基板52上的规定回路传输。
固体状态影像光拾取器元件不仅限于CMOS型影像传感器，CCD等其它的元件也可以作为固体状态的影像光拾取器元件使用，而且其效果很好。
基板52包括支撑位于前面的影像传感器51和外壳53的支撑板52a和与支撑板52a的后面相连接的一端可动型基板52b。
影像传感器51当被设置在外壳53内时就被固定在支撑板52a上。
影像光拾取器光学系统10包括具有为防止此红外线照射到系统10上而设置的IR(红线外)削减滤波器24和从物体一侧依次排列在外壳53上的第1透镜(L1)，调节装置(S)，第2透镜(L2)，第3透镜(L3)以及第4透镜(L4)的影像光拾取器透镜。在这里，调节装置(S)是一种调节开口率的构件。影像光拾取器光学系统10通过透镜(L1，L2，L3和L4)可以对物体的影像进行传输。然后，通过影像传感器51的光电子传输单元51a形成影像。如图1所示，左侧表示物体一侧，右侧表示影像一侧，虚线表示透镜(L1，L2，L3和L4)的共同光轴(L)。
IR削减滤波器24一般是由具有吸收红外线特性的物质构成，它被安装在外壳53的物体一侧上。
另外，调节装置(S)具有决定所有影像光拾取器透镜的F个数的功能。
外壳53包括直接固定在基板52上的基部主体55，对第4透镜(L4)进行支撑的透镜支撑架56，以及能够与透镜支撑架56互动并对所有透镜(L1，L2，L3和L4)进行固定的透镜固定球57。为使透镜固定球57，透镜支撑架56及基部主体55形成接近圆筒的形状，而使它们相互完全接触，并沿中心线设置在同一个轴上。
透镜(L1)一般吊玻璃材质构成，透镜(L2至L4)一般由塑料材质构成。
各个透镜(L2至L4)都是通过注塑成型制作而成的。因此。各个透镜的周边都会带有凸缘部。第4透镜(L4)具有上述透镜中外部直径最大的凸缘部。凹陷部位于物体一侧的凸缘部的平面上。第3透镜(L3)的凸缘部被牢牢地固定在第4透镜(L4)的凹陷部上。在这里，凹陷部构成与第3透镜(L3)相一致的第4透镜(L4)的光轴。
第3透镜(L3)与比2透镜(L2)相比具有外部直径更大的凸缘部，凹陷部位于对象侧凸缘部的平面上。第2透镜(L2)的凸缘部被牢牢地固定在第3透镜(L3)的凹陷部上。在这里，凹陷部构成与2透镜(L2)相一致的第3透镜(L3)的光轴。
第2透镜(L2)与第1透镜(L1)相比具有外部直径更大的凸缘部，凹陷部位于物体侧凸缘部的平面上。第1透镜(L1)以密封的方式插入第2透镜(L2)的凹陷部内。在这里，凹陷部使得第2透镜(L2)的光轴与第1透镜(L1)光轴相一致。
第1遮罩1被设置在物体一侧外壳53的一端平面上，第2遮罩22被设置在第2透镜(L2)和第3透镜(L3)之间，第3遮罩23被设置在第3透镜(L3)和第4透镜(L4)之间。各个遮罩(21至23)都具有圆形的开口，从而可以将与形成影像无关光线阻断。
各个遮罩(21至23)都呈圆盘形，它们都是由遮光物质构成的。在圆盘的中心设置有一个内径规定大小的圆形孔。遮罩(21至23)的孔的中心线与透镜(L1至L4)的光轴(L)相一致。
另外，看一下影像光拾取器透镜的形状，上述第1透镜(L1)具有阳性的折射率，并具有与物体一侧对向的凸面。第2透镜(L2)具有阳性的折射率。第3透镜(L3)为能够形成弯月(meniscus)形，具有与物体一侧对向的凹面。第4透镜(L4)具有阳性或者是阴性的折射率。同时，为了能够形成弯月形，具有与物体一侧对向的凸面。在这里，阳性的折射率代表聚光的特性，阴性的折射率代表散光的特性。
第1透镜(L1)一般是由玻璃材质构成的。第2透镜(L2)和第4透镜(L4)一般是聚乙烯塑料透镜，其饱和吸收率都不超过0.01％。另外，第3透镜(L3)是聚碳酸酯纤维塑料透镜，其饱和吸收率为0.4％。
现有技术具有上述构成的影像光拾取器透镜存在以下问题第一，由于向物体一侧(即，外部)露出的第1透镜是由玻璃材质构成的，当受到来自外部的冲击时第1透镜就容易破碎。
第二，由于第3透镜是由具有重复折射特性的聚碳酸酯纤维材质构成的。这样，就会导致第3透镜的光学特性降低，从而就很难获得理想的影像效果。
发明内容
本发明正是为解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种能够显示高清晰度影像的影像光拾取器透镜。
为了实现上述目的，本发明的一个实施例的影像光拾取器透镜从物体一侧开始依次设置有第1透镜，第2透镜，第3透镜和第4透镜，上述第1透镜具有阳性的折射率，它具有至少比射入面的曲率要大的射出面；上述第2透镜具有阴性的折射率，它带有与上述第1透镜的射出面相隔一定距离的射出面；上述第3透镜为了形成弯月形，它在与物体一侧对向的方向上形成有一个凹面；上述第4透镜具有阳性或者是阴性的折射率，为了能够形成弯月形，它在与物体一侧对向的方向上形成有一个凸面。
上述第1透镜的射入面和射出面均为凸面。
上述第1透镜的射入面为平面，射出面为凸面。
上述第2透镜的射入面及射出面均为凹面。
上述第2透镜的射入面为凹面，射出面为平面。
上述第1，第4透镜均由聚乙烯塑料材质构成，上述第2透镜由玻璃材质构成，上述第3透镜可以由聚乙烯或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMM)系列的塑料材质构成。
本发明的效果如上所述，本发明的影像光拾取器透镜具有如下效果本发明由具有阳性的折射率，并具有曲率比射入面大的凸面的射出面的第1透镜，具有阴性的折射率，并具有与上述射出面保持一定间隔的射入面的第2透镜，以及第3和第4透镜构成。这样，就能够提高分辨率，并减小失真率。从而就可以显示高清晰度的影像。
另外，本发明的第3透镜不是由聚碳酸酯纤维的塑料材质构成，而是采用聚乙烯或者PMM系列的塑料材质，从而就可以有效防止光特性的下降。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1是现有技术具有4个影像光拾取器透镜的影像光拾取器单元的截面图；图2本发明的一个实施例的影像光拾取器透镜的概略示意图；图3是本发明的另一个实施例的影像光拾取器透镜的概略示意图；图4a和图4b是分别对现有技术和本发明的MTF曲线进行显示的显示图；图5a和图5b是分别对现有技术和本发明的失真(distortion)曲线进行显示的示意图。
附图中主要部分的符号说明11第1透镜 11a，13a，25a射入面11b，13b，25b射出面 13，25第2透镜15第3透镜 17第4透镜
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的影像光拾取器透镜的实施例进行详细说明。
图2是本发明一个实施例的影像光拾取器透镜的概略示意图。
图2所示的影像光拾取器透镜也可以用于图1所示的影像光拾取器单元。也就是说，只有本发明的影像光拾取器透镜与现有技术的影像光拾取器透镜不同，构成影像光拾取器单元的本发明的其余部分，即影像传感器，基板及外壳的结构与现有技术的情况相同。
因此，在本发明中将以图2所示的影像光拾取器透镜为中心进行说明。
如图2所示，本发明的一个实施例的影像光拾取器透镜由从物体一侧依次设置的第1透镜11，第2透镜13，第3透镜15和第4透镜17等4个透镜构成。在这种情况下，在上述第4透镜17的后侧还设置有一个可以使光线均匀地达到影像传感器21上的平板19。这种平板19通常用于影像光拾取器透镜上。图中符号23表示对开口率进行调节的调节装置(S)，它位于第1透镜11的前面。
上述第1透镜11具有阳性的折射率。在这种情况下，比较理想的是上述第1透镜11的射出面11b的凸面与射入面11a相比至少具有比它更大的曲率。上述射入面11a可以由凸面构成，也可以由平面构成。在这里，上述第1透镜11的射入面11a和射出面11b都可以由凸面构成。另外，上述第1透镜11的射入面11a可以为平面，射出面11b可以由凸面构成。
这样，与射入面11a相比，如果在射出面11b上形成曲率更大的凸面，与光线向射入面11a聚集的情况相比，大部分光线主要还是向射出面11b上聚集。因此，光线的行时方向可以通过射出面11b控制。这样，就可以使它稳定地向下一个透镜，即第2透镜13聚集。
上述第2透镜13具有阴性的折射率。在这种情况下，上述第2透镜13的射入面13a具有与上述第1透镜11的射出面11b对向的凹面，射出面13b则具有比上述射入面13a的凹面曲率更小的凹面。上述第1透镜11和上述第2透镜13之间按照规定的距离进行分隔(L)。在这里，上述第1透镜11的射出面11b和上述第2透镜13的射入面13a间的间隔距离(L)从中心位置到外侧始终保持一定的间隔。因此，上述第2透镜13的射入面13a形成与在上述第1透镜11的射出面11b是形成的凸面对向并具有一定间隔距离(L)的凹面。这样，就能够使第1透镜11的射出面11b和第2透镜13的射入面13a之间始终保持一定的间隔距离(L)，从而就可以防止产生色差和慧形像差。与此相反，在图1所示现有技术的情况下，由于第1透镜(L1)的射出面是具有较小的曲率的凸面，第2透镜(L2)射入面是具有较大曲率的凹面。因此，上述第1透镜(L1)的射出面和上述第2透镜(L2)的射入面之间的距离就不能够始终保持一定的值。因此在现有技术的情况下，就容易产生色差和慧形像差等情况，从而就会导致在影像传感器上形成的影像的画质大大降低。
但是，在本发明中为了使第1透镜11的射出面11b和第2透镜13的射入面13a之间始终保持一定的间隔距离，就使上述第1透镜11的射出面11b形成具有较大曲率的凸面。与之相对应，使上述第2透镜13的射入面13a形成具有较大曲率的凸面。这样，就能够从根本上防止产生色差和慧形像差等不良情况。
上述第3透镜15具有阳性的折射率。也就是说，上述第3透镜15为能够形成弯月形而具有与物体一侧对向的凹面。这样，就可以通过上述第3透镜15将入射光线聚集并进行传输。
上述第4透镜17具有阳性或者是阴性的折射率。也就是说，上述第4透镜17为能够形成弯月形而具有与物体一侧对向的凸面。当其具有阳性的折射率的情况下，通过上述第4透镜17就可以将入射光聚集并进行传输。与此相反，当其具有阴性的折射率的情况下，通过上述第4透镜17就可以将入射光扩散并进行传输。
另外，上述第1透镜11及第4透镜17均由聚乙烯塑料材质构成，上述第2透镜13由玻璃材质构成，上述第3透镜15则由聚乙烯或者是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMPoly Methyl Methacrylate，以下简称PMM)系列的塑料材质构成。
在现有技术的情况下，第3透镜L3由聚碳酸酯纤维的塑料材质构成。由于这种聚碳酸酯纤维的塑料材质具有很强的重复折射特性。因此，在这种重复折射的作用下，光线就不能够顺利向第4透镜照射，从而就会导致画质降低。
与此相反，本发明的第3透镜15是由聚乙烯或者是PMM系列的塑料材质构成。这种聚乙烯或者是PMM系列的塑料材质不具有重复折射的特性。因此，通过上述第3透镜15的光就能够顺利地向第4透镜照射，从而增强画面效果。
另外，向物体一侧的外部露出的第1透镜11由塑料材质构成，从而就可以防止上述第1透镜11因受到来自外部的冲击而破碎的现象发生。
图3是本发明的另外一个实施例的影像光拾取器透镜的概略示意图。
如图3所示的影像光拾取器透镜，它与除第2透镜以外的其余透镜一样，都与图2所示的影像光拾取器透镜的情况相同。也就是说，在本发明的实施例的影像光拾取器透镜中，第2透镜25具有阴性的折射率。在这种情况下，上述第2透镜25的射入面25a具有与上述第1透镜11的射出面11b对向的凹面，其射出面25b为平面。也就是说，图2所示的第2透镜25的射出面25b与射入面25a的凹面相比，它具有曲率更小的凹面。图3所示的第2透镜25的射出面25b为平面。这样，第2透镜25的射出面25b就具有一个凹面，并具有阴性的折射率。
另外，在图3所示的影像光拾取器透镜中，在上述第1透镜11和上述第2透镜25之间设置有规定距离的间隔(L)。在这种情况下，上述第1透镜11的射出面11b和上述第2透镜25的射入面25a之间的间隔距离(L)就从中心位置开始到外侧始终保持一定的值。因此，上述第2透镜25的射入面25a就具有一个与在上述第1透镜11的射出面11b上形成的凸面对向并保持一定间隔距离的(L)的凹面。这样，就能够使上述第1透镜11的射出面11b和第2透镜25的射入面25a之间的间隔距离(L)始终保持一定的值，从而就能够有效地防止色差和慧形像差等不良情况的发生。
另外，上述第1透镜11及第4透镜17均由聚乙烯塑料材质构成，上述第2透镜25由玻璃材质构成，上述第3透镜15由聚乙烯或者是PMM系列的塑料材质构成。
在现有技术的情况下，第3透镜(L3)由聚碳酸酯纤维的塑料材质构成。这种聚碳酸酯纤维的塑料材质具有很强的重复折射特性。因此，在这种重复折射特性的影响下，光线就不能够顺利地向第4透镜照射，从而就会导致画质降低。
与此相反，本发明的第3透镜15是由聚乙烯或者是PMM系列的塑料材质构成。这种聚乙烯或者是PMM系列的塑料材质不具有重复折射的特性。因此，通过上述第3透镜15的光就能够顺利地向第4透镜照射，从而增强画面效果。
另外，向物体一侧的外部露出的第1透镜11由塑料材质构成，从而就可以防止上述第1透镜11因受到来自外部的冲击而破碎的现象发生。下面，将以现有技术(如图1所示)和本发明(如图2所示)的各个影像光拾取器透镜的各种特性实验为基础对两者的性能进行详细说明。
图4a及图4b分别是现有技术和本发明的MTF曲线示意图。
在这里，调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)曲线表示的是分辨率。
将现有技术和本发明的MTF性能进行比较可以看出，在坐标轴上(On axis)现有技术的值为47.2％，本发明的值为56.9％。另外，在0.6区域的垂直弧度R(vertical radian)范围内现有技术的值为31.9％，本发明的值为42％。在0.6区域的垂直切线方向T(vertical tangential)上现有技术的值为32.8％，本发明的值为41.8％。同时，在0.8区域的水平弧度R范围内现有技术的值为9.7％，本发明的值为38％，在0.8区域的水平切线方向T上现有技术的值为11％，本发明的值为49.6％。
具体情况如表1所示。
表1
在这里，MFT的值越大就表示性能越优越。因此，从表中可以看出本发明与现有技术的情况相比其分辨率特性更加优良。
图5a和图5b分别是现有技术和本发明的失真(distortion)曲线示意图。
如图5a和图5b所示，与现有技术的情况相比，本发明可以减小失真。下面，将通过表2进行具体说明。
表2
在这里，失真是表示画面的失真率，从表中可以看出其失真率越小画面的效果就越好。
如表中所示，现有技术的光失真率为1.78％，本发明的光失真率为0.47％。因此，与现有技术的情况相比，本发明具有更小的失真率。
通过上述的说明，本领域熟练技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种影像光拾取器透镜，是对于从物体一侧开始依次设置第1透镜，第2透镜，第3透镜及第4透镜的影像光拾取器透镜，其特征在于上述第1透镜具有阳性的折射率，具有至少比射入面的曲率要大的射出面；上述第2透镜具有阴性的折射率，带有与上述第1透镜的射出面相隔一定距离的射出面；上述第3透镜形成弯月形，是在与物体一侧对向的方向上形成有一个凹面；上述第4透镜具有阳性或者是阴性的折射率，形成弯月形，是在与物体一侧对向的方向上形成有一个凸面。
2.如权利要求1所述的影像光拾取器透镜，其特征在于上述第1透镜的射入面及射出面均为凸面。
3.如权利要求1所述的影像光拾取器透镜，其特征在于上述第1透镜的射入面为平面，射出面为凸面。
4.如权利要求1所述的影像光拾取器透镜，其特征在于上述第2透镜的射入面和射出面均为凹面。
5.如权利要求1所述的影像光拾取器透镜，其特征在于上述第2透镜的射入面为凹面，射出面为平面。
6.如权利要求1所述的影像光拾取器透镜，其特征在于上述第1和第4透镜均由聚乙烯的塑料材质构成；上述第2透镜由玻璃材质构成；上述第3透镜由聚乙烯或者是聚甲基丙烯酸甲酯系列的塑料材质构成。
全文摘要
本发明的影像光拾取器透镜从物体一侧依次设置有第1透镜透镜，和2透镜，第3透镜及第4透镜，本发明包括上述第1透镜具有阳性的折射率，它具有至少比射入面的曲率要大的射出面；上述第2透镜具有阴性的折射率，带有与上述第1透镜的射出面相隔一定距离的射出面；上述第3透镜为了形成弯月形，在与物体一侧对向的方向上形成有一个凹面；上述第4透镜具有阳性或者是阴性的折射率，为了能够形成弯月形，在与物体一侧对向的方向上形成有一个凸面。本发明能够提高影像光拾取器的分辨率，并减小失真率。从而就可以显示高清晰度的影像。
文档编号G02B1/04GK101063742SQ20061002610
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者李万炯, 李昌焕 申请人:上海乐金广电电子有限公司