CN1815287A - 数字图像撷取装置及其镜头组 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种数字图像撷取装置及其镜头组，该镜头组，从邻近物方开始，其包括一光阑、一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片与一第四镜片，其中第一镜片是为玻璃镜片，第二镜片是为塑胶镜片，第三镜片是为塑胶镜片，第四镜片是为塑胶镜片。

Description

数字图像撷取装置及其镜头组

技术领域

本发明涉及一种图像撷取装置及其镜头组，特别是涉及一种数字图像撷取装置及其镜头组。

背景技术

随着科技的进步，电子产品朝向轻薄短小的趋势发展。同时，在目前的电子产品中，如数字相机、桌上型电脑、手机或是个人数字辅助器(PDA)，已加上图像撷取装置的设计，以方便使用者能够随时撷取图像。因此，为了符合携带方便的要求，在设计上，图像撷取装置不仅需要较小的体积与较轻的重量，同时亦须有良好的成像品质。

请参阅图1所示，现有习知的图像撷取装置1包括一壳体11以及三片镜片12，镜片12皆设置于壳体11内，其中此三片镜片12皆为塑胶镜片。由于塑胶材质成本较低，制作出来的重量也较轻，所以较方便使用者携带。然而，可供形成塑胶镜片的材质并不多，并且塑胶镜片的折射率较小，有其厚度上的限制，使其无法满足电子产品薄形短小的诉求，相对地亦限制了图像撷取装置的应用范围。同时，塑胶镜片的透光率与环境适应度较差，成像品质亦较玻璃差，在极度精小尺寸要求下，塑胶射出成型的制程要求也会遇到问题，因此，塑胶镜片仅能符合低阶电子产品(如低象素数字相机或是玩具相机等等)的需求。

反之，若将镜片改为玻璃镜片，虽然尺寸精细度(如镜片直径与厚度)可以提高许多，但成本较高，重量亦较重，也有其应用上的限制。

由此可见，上述现有的图像撷取装置及其镜头组在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决图像撷取装置及其镜头组存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般图像撷取装置及其镜头组又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的图像撷取装置及其镜头组存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，亟思创设一种新型结构的可以解决上述的塑胶镜片的透光率与环境适应度较差，成像品质亦较玻璃差等问题的数字图像撷取装置及其镜头组，能够改进一般现有的图像撷取装置及其镜头组，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的图像撷取装置及其镜头组存在的缺陷，而提供一种新型结构的数字图像撷取装置及其镜头组，所要解决的技术问题是使其具有体积小、重量轻、高解像能力以及较佳图像品质，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种镜头组，从邻近物方开始，其包括：一光阑、一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片与一第四镜片，其中该第一镜片为玻璃镜片，该第二镜片为塑胶镜片，该第三镜片为塑胶镜片，该第四镜片为塑胶镜片。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的镜头组，其中所述的第一镜片为球面镜片或非球面镜片。

前述的镜头组，其中所述的第一镜片具有一第一表面，该第一表面面向物方，该第一表面为凸面。

前述的镜头组，其中所述的第一镜片为双凸球面透镜；第二镜片为双凹透镜；第三镜片为凹凸透镜。

前述的镜头组，其中所述的第四镜片具有一第一表面，该第一表面朝向物方，第一表面为凸面。

前述的镜头组，其中所述的第四镜片具有一第二表面，该第二表面朝向成像方，该第二表面为反曲面，反曲面的形状包括两凸面与一凹面，该凹面位于该等凸面之间，反曲面的形状与光轴对称。

前述的镜头组，其中所述的第一镜片满足以下条件：1.5＜n_d＜1.85，2.3公厘＜f₁＜3.5公厘，其中，n_d为该第一镜片的折射率，f₁为该第一镜片的焦距。

前述的镜头组，其中所述的第一镜片、第二镜片、第三镜片与第四镜片满足以下条件：0.6公厘＜d₁₂+d₂₃+d₃₄＜1公厘，其中d₁₂为该第一镜片与该第二镜片之间的间隙距离，d₂₃为该第二镜片与该第三镜片之间的间隙距离，d₃₄为该第三镜片与该第四镜片之间的间隙距离。

前述的镜头组，其更包括复数个抗反射膜，该等抗反射膜分别设置于该第一镜片、该第二镜片、该第三镜片与该第四镜片的每一表面上。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种数字图像撷取装置，其包括：一壳体；一镜头组，设置于该壳体内，从邻近物方开始，该镜头组具有一光阑、一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片与一第四镜片，其中该第一镜片为玻璃镜片，该第二镜片为塑胶镜片，该第三镜片为塑胶镜片，该第四镜片为塑胶镜片；以及一图像感测单元，设置于该壳体内。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的第一镜片为球面镜片或非球面镜片。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的第一镜片具有一第一表面，该第一表面面向物方，该第一表面为凸面。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的第一镜片为双凸球面透镜；第二镜片为双凹透镜；第三镜片为凹凸透镜。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的第四镜片具有一第一表面，该第一表面朝向物方，该第一表面为凸面。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的第四镜片具有一第二表面，该第二表面朝向成像方，该第二表面为反曲面，反曲面的形状包括两凸面与一凹面，该凹面位于该等凸面之间，反曲面的形状与光轴对称。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的数字图像撷取装置，其中所述的第一镜片满足以下条件：1.5＜n_d＜1.85，2.3公厘＜f₁＜3.5公厘，其中，n_d为该第一镜片的折射率，f₁为该第一镜片的焦距。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的第一镜片、第二镜片、第三镜片与第四镜片满足以下条件：0.6公厘＜d₁₂+d₂₃+d₃₄＜1公厘，其中d₁₂为该第一镜片与该第二镜片之间的间隙距离，d₂₃为该第二镜片与该第三镜片之间的间隙距离，d₃₄为该第三镜片与该第四镜片之间的间隙距离。

前述的数字图像撷取装置，其更包括：复数个抗反射膜，该等抗反射膜分别设置于该第一镜片、该第二镜片、该第三镜片与该第四镜片的每一表面上。

前述的数字图像撷取装置，其中所述的图像感测单元为电荷耦合元件或互补式金属氧化半导体。

前述的数字图像撷取装置，其更包括：一红外线滤光片，设置于该壳体内，且位于该镜头组与该图像感测单元之间。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明数字图像撷取装置及其镜头组至少具有下列优点：

在本发明的数字图像撷取装置及其镜头组中，邻近物方的第一镜片为玻璃镜片，且另外三片镜片为塑胶镜片。与习知技术相比，本发明的第一镜片为玻璃镜片，可供选择的材质种类提高，并且修正色差的表现亦较佳，同时厚度亦较薄。另外，本发明具有四片镜片，可以修正光学路径，亦可以提高解像能力以及图像品质，所以能够满足高阶数字图像撷取装置的需求。

综上所述，本发明特殊的数字图像撷取装置及其镜头组，具有体积小、重量轻、高解像能力以及较佳的图像品质。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品、装置或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的图像撷取装置及其镜头组具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是为现有习知的图像撷取装置的一示意图。

图2与图3为本发明较佳实施例的数字图像撷取装置的一组示意图。

图4与图5为本发明另一较佳实施例的镜头组的一组示意图。

1：图像撷取装置                11：壳体

12：镜片                       2：数字图像撷取装置

21：壳体                       22：镜头组

221：光阑                      222：第一镜片

2221：第一表面                 223：第二镜片

224：第三镜片                  225：第四镜片

2251：第一表面                 2252：第二表面

23：图像感测单元               24：红外线滤光片

3：镜头组                      31：光阑

32：第一镜片                   33：第二镜片

34：第三镜片                   35：第四镜片

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的数字图像撷取装置及其镜头组其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参阅图2所示，依据本发明较佳实施例的数字图像撷取装置2，其包括：一壳体21、一镜头组22以及一图像感测单元23。

其中，镜头组22设置于壳体21内，从邻近物方开始，镜头组22具有一光阑221、一第一镜片222、一第二镜片223、一第三镜片224与一第四镜片225，其中第一镜片222为玻璃镜片，第二镜片223为塑胶镜片，第三镜片224为塑胶镜片，第四镜片225为塑胶镜片；图像感测单元23设置于壳体21内。

在本实施例中，第一镜片222可为球面镜片或非球面镜片。在此，第一镜片222为玻璃镜片，其是用以提升解像力。另外，第一镜片222具有一第一表面2221，第一表面2221面向物方，第一表面2221可为凸面。当然，第一镜片222亦可为双凸球面透镜。在本实施例中，第一镜片222满足以下条件：

1.5＜n_d＜1.85；

2.3公厘＜f₁＜3.5公厘。

其中，n_d为第一镜片222的折射率，f₁为第一镜片222的焦距。

另外，本实施例的第二镜片223可为双凹透镜，其是用以修正成像偏差，例如各颜色入射光折射率不同所产生的色像差。又，第三镜片224可为凹凸透镜。

再请参阅图2所示，第四镜片225具有一第一表面2251，第一表面2251朝向物方，且第一表面2251可为凸面。当然，如图3所示，第一表面2251亦可为凹面。另外，第四镜片225具有一第二表面2252，第二表面2252朝向成像方，第二表面2252可为反曲面，反曲面的形状包括两凸面与一凹面，凹面位于两凸面之间，反曲面的形状与光轴对称。

再者，本实施例中的第一镜片222、第二镜片223、第三镜片224与第四镜片225满足以下条件：

0.6公厘＜d₁₂+d₂₃+d₃₄＜1公厘

其中d₁₂为第一镜片222与第二镜片223之间的间隙距离，d₂₃为第二镜片223与第三镜片224之间的间隙距离，d₃₄为第三镜片224与第四镜片225之间的间隙距离。

由上述公式可知，本实施例的镜头组2为薄形镜头组。

另外，本实施例的数字图像撷取装置2更包括复数个抗反射膜(Anti-Reflection film，AR film)，用以增加光穿透率。此等抗反射膜分别设置于第一镜片222、第二镜片223、第三镜片224与第四镜片225的每一表面上(图中未示)。

再者，本实施例的图像感测单元23可为电荷耦合元件(CCD)或互补式金属氧化半导体(CMOS)。

另外，本实施例的数字图像撷取装置2更包括一红外线滤光片(IRfilter)24，设置于壳体21内，且位于镜头组22与图像感测单元23之间。在此，红外线滤光片24可以是圆形或方形。

再者，请参阅图4与图5所示，依据本发明另一较佳实施例的镜头组3，从邻近物方开始，其包括一光阑31、一第一镜片32、一第二镜片33、一第三镜片34与一第四镜片35，其中第一镜片32为玻璃镜片，第二镜片33为塑胶镜片，第三镜片34为塑胶镜片，第四镜片35为塑胶镜片。

图4的镜头组3与图2(第一实施例)的镜头组2相同；图5的镜头组3与图3(第一实施例)的镜头组2相同。

在本实施例中，光阑31、第一镜片32、第二镜片33、第三镜片34与第四镜片35的特征与功能皆与第一实施例中的相同元件相同，在此不再赘述。

承上所述，在本发明的数字图像撷取装置及其镜头组中，邻近物方的第一镜片为玻璃镜片，且另外三片镜片为塑胶镜片。与习知技术相比，本发明的第一镜片为玻璃镜片，可供选择的材质种类提高，且修正色差的表现亦较佳，同时厚度亦较薄。另外，本发明具有四片镜片，可以修正光学路径，亦可提高解像能力以及图像品质，是以能够满足高阶数字图像撷取装置的需求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (20)

1、一种镜头组，其特征在于，从邻近物方开始，其包括：一光阑、一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片与一第四镜片，其中该第一镜片为玻璃镜片，该第二镜片为塑胶镜片，该第三镜片为塑胶镜片，该第四镜片为塑胶镜片。

2、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其中所述的第一镜片为球面镜片或非球面镜片。

3、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其中所述的第一镜片具有一第一表面，该第一表面面向物方，该第一表面为凸面。

4、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其中所述的第一镜片为双凸球面透镜；第二镜片为双凹透镜；第三镜片为凹凸透镜。

5、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其中所述的第四镜片具有一第一表面，该第一表面朝向物方，第一表面为凸面。

6、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其中所述的第四镜片具有一第二表面，该第二表面朝向成像方，该第二表面为反曲面，反曲面的形状包括两凸面与一凹面，该凹面位于该等凸面之间，反曲面的形状与光轴对称。

7、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其中所述的第一镜片满足以下条件：

1.5＜n_d＜1.85，

2.3公厘＜f₁＜3.5公厘，

其中，n_d为该第一镜片的折射率，f₁为该第一镜片的焦距。

8、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其中所述的第一镜片、第二镜片、第三镜片与第四镜片满足以下条件：

0.6公厘＜d₁₂+d₂₃+d₃₄＜1公厘

其中d₁₂为该第一镜片与该第二镜片之间的间隙距离，d₂₃为该第二镜片与该第三镜片之间的间隙距离，d₃₄为该第三镜片与该第四镜片之间的间隙距离。

9、根据权利要求1所述的镜头组，其特征在于其更包括复数个抗反射膜，该等抗反射膜分别设置于该第一镜片、该第二镜片、该第三镜片与该第四镜片的每一表面上。

10、一种数字图像撷取装置，其特征在于其包括：

一壳体；

一镜头组，设置于该壳体内，从邻近物方开始，该镜头组具有一光阑、一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片与一第四镜片，其中该第一镜片为玻璃镜片，该第二镜片为塑胶镜片，该第三镜片为塑胶镜片，该第四镜片为塑胶镜片；以及

一图像感测单元，设置于该壳体内。

11、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的第一镜片为球面镜片或非球面镜片。

12、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的第一镜片具有一第一表面，该第一表面面向物方，该第一表面为凸面。

13、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的第一镜片为双凸球面透镜；第二镜片为双凹透镜；第三镜片为凹凸透镜。

14、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的第四镜片具有一第一表面，该第一表面朝向物方，该第一表面为凸面。

15、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的第四镜片具有一第二表面，该第二表面朝向成像方，该第二表面为反曲面，反曲面的形状包括两凸面与一凹面，该凹面位于该等凸面之间，反曲面的形状与光轴对称。

16、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的第一镜片满足以下条件：

1.5＜n_d＜1.85，

2.3公厘＜f₁＜3.5公厘，

其中，n_d为该第一镜片的折射率，f₁为该第一镜片的焦距。

17、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的第一镜片、第二镜片、第三镜片与第四镜片满足以下条件：

0.6公厘＜d₁₂+d₂₃+d₃₄＜1公厘，

其中d₁₂为该第一镜片与该第二镜片之间的间隙距离，d₂₃为该第二镜片与该第三镜片之间的间隙距离，d₃₄为该第三镜片与该第四镜片之间的间隙距离。

18、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其更包括：复数个抗反射膜，该等抗反射膜分别设置于该第一镜片、该第二镜片、该第三镜片与该第四镜片的每一表面上。

19、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其中所述的图像感测单元为电荷耦合元件或互补式金属氧化半导体。

20、根据权利要求10所述的数字图像撷取装置，其特征在于其更包括：一红外线滤光片，设置于该壳体内，且位于该镜头组与该图像感测单元之间。

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