一种针孔式成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种针孔式成像装置，包括一允许光线进入光学系统构成成像的针孔式孔径光阑，至少一片以上述针孔式孔径光阑配合的光学透镜。当光线通过针孔式孔径光阑的光阑的时候，远处的物体发出的进入光学系统的光线成像和近处物体发出的进入光学系统的光线成像都清晰；具有能同时使不同距离的被拍摄物体的图像都清晰的特性；同时，设置在针孔前后端的光学透镜可以有效克服普通针孔畸变大的不足，使传感器单元的整个感光面积起到接受本实用新型专利技术成像装置所成的像的作用。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种成像装置，尤其涉及一种针孔式镜头的成像装置。
技术介绍
目前，通常摄像装置多采用光学镜片系统成像，只有在固定的拍摄距离上进行拍照，才能得到此拍摄距离上及其附近物体的清晰的成像结果。也就是说，在拍摄固定距离上的被拍摄物体时，只要不在此距离上的物体，就不能得到其清晰的图像。如果要达到拍摄不同距离的物体都得到清晰的成像结果，只能借助其他一些机械装置，比如自动对焦装置、手动调焦功能的镜片系统。借助上述的机械装置后，也只能得到对某一物体的固定拍摄距离的清晰图像。不能同时得到相对近处物体和相对远处物体成像结果都清晰的效果。自动对焦和手动调焦光学装置结构的成像装置，因为有对焦作用和调焦作用的专门机械结构，比如Step Motor、VCM Actuator等、手动调焦的拨杆等，所以其结构复杂、尺寸偏大、成本偏高。近年来，便携式电子设备上安装摄像装置需求普遍，由于便携式电子设备受其体积的限制，对成像装置的小型化、简单化提出更高的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于旨在提供一种采用非自动对焦和手动调焦光学机制实现增加拍照对象的摄像距离自由度，使被拍摄物体在不同拍摄距离的成像结果都清晰，同时能得到高对比度特性，光学畸变量小的成像的成像装置。本技术的又一目的在于提供一种结构简单、可以小型化，适用于小型摄像设备、便携式电话(手机)、便携式电脑等信息终端及其辅助装置安装使用的成像装置。本技术是基于这样的原理来实现的针孔成像是我国古代墨子一大专利技术，由其简易的适应性，在高科技发展的今天，仍具有强大的生命力。本技术是以针孔成像为原理设计的针孔式成像装置，包括一允许光线进入光学系统构成成像的针孔式孔径光阑，其针孔直径的尺寸为0.5mm～0.9mm；具有遮挡来自上述针孔以外光线进入的遮光壁；至少一片以上述针孔式孔径光阑配合的光学透镜；遮光壁延伸出一光学透镜固定架。所述的光学透镜为一片，设置在上述针孔式孔径光阑背对被拍摄物体方向的一面。所述的光学透镜为两片，顺序设置在上述针孔式孔径光阑背对被拍摄物体方向的一面。所述的光学透镜为两片，一片设置在上述针孔式孔径光阑背对被拍摄物体方向的一面，一片设置在针孔式孔径光阑面对被拍摄物体方向的一面。一种针孔式镜头系统在壳体的一部分上安装一针孔式成像装置，包括；一允许光线进入光学系统成像的针孔式孔径光阑，其针孔直径的尺寸为0.5mm～0.9mm；具有遮挡来自上述针孔以外光线进入的遮光壁；至少一片与上述针孔式孔径光阑配合的光学透镜；一固定和安装光学镜片的镜架结构。上述针孔式镜头的成像装置的像通过光电转换器(比如CCD光电图像传感器或者CMOS光电图像传感器等等)变换成电子图像信号。本技术采取上述结构，当光线通过针孔式孔径光阑的光阑的时候，远处的物体发出的进入光学系统的光线成像和近处物体发出的进入光学系统的光线成像都清晰；具有能同时使不同距离的被拍摄物体的图像都清晰的特性；同时，设置在针孔前后端的光学透镜可以有效克服普通针孔畸变大的不足，使传感器单元的整个感光面积起到接受本技术成像装置所成的像的作用。本技术由于不需要自动变焦系统机制和手动调焦系统机制，使具有结构简单、尺寸小巧、使用寿命长、成本低的优点，适于小型摄像设备、便携式电话(手机)、便携式电脑等信息终端及其辅助装置安装使用的成像装置。为取得最佳效果的针孔孔经光阑的孔径，本设计人在理论分析研究的基础上，作了一系列针径选择实验，直径分别为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm 1.0mm，针孔的深度设置为1.0mm～3.0mm，室内的亮度设置为100勒克司，观察经由相应针孔拍摄的图像的亮度、失真、清晰度，得到如图5所示的实验结果针孔的开孔直径设置为0.7mm以下时，发现得到的图像清晰，但是，但出现失真的同时，得到因光量不足引起亮度不足的图像；针孔的开孔直径设置在0.9mm以上时，则图像模糊，其原因是开口直径过大，在针孔内散光的缘故；针孔的开孔直径设置在0.8mm左右的情况下，因为得到的图像可以得到充分的光量，所以可以得到没有失真的图像。由上述分析实验可知本技术的针孔直径为0.7～.09mm，在0.8mm的情况下得到的图像最佳。结合附图及实施例对本技术作进一步描述附附图说明图1、本技术针孔式成像装置实施例1结构示意图；附图2、本技术针孔式成像装置实施例2结构示意图；附图3、本技术安装有针孔式成像装置的手机结构示意图；附图4、本技术安装有针孔式成像装置的手机的孔式成像装置部分结构示意图；附图5、本技术孔径选择实验结果一栏表。具体实施方式实施例1，如附图1所示为一双片光学透镜针孔式成像装置，本体5的前端开有一直径为0.8mm的针孔4，针孔4的深度为2mm；在针孔4的后端扩展为一大直径的镜筒51，在镜筒51后端又扩展为一大直径的光电转换传感器1的容置空间52；光学透镜3、2依次由本体后嵌入镜筒51内；光电转换传感器1安装在容置空间52内；本体5为不透光材料一体成型制作，形成遮挡来自上述针孔以外光线进入的遮光壁。使用时，当在视场角范围内的被拍摄物体发出的光线通过针孔4(拍摄对象以及背景)入射到光学透镜3，经光学透镜3、2聚光，成像在光电转换传感器1上。由于针孔单元的直径尺寸为0.8mm，根据针孔成像原理，可以让距离本成像装置很近的物体和距离本成像装置很远的物体同时清晰的成像在光电转换传感器1上。解决了其他成像装置只能针对某一固定拍摄距离的物体能成像清晰的问题。实施例2、如附图2所示，为本技术针孔式成像装置又一实施例，与实施例1不同的是，两片光学透镜2、3设置的位置不同。光学透镜2嵌在本体5的前端，其后同轴开有一直径为0.75mm的针孔4，针孔4的深度为3mm；在针孔4的后端扩展为一大直径的镜筒51，在镜筒51后端又扩展为一大直径的光电转换传感器1的容置空间52；光学透镜3由本体5后部嵌入镜筒51内；光电转换传感器1安装在容置空间52内；本体5为不透光材料一体成型制作，形成遮挡来自上述针孔以外光线进入的遮光壁。实施例3、如附图3、4所示，为本技术针孔式成像装置用作手机成像装置的实施例。手机具有显示单元11、操作单元12、针孔单元15设置在壳体10的前面。针孔单元15；其上端面开有直径为0.8mm的针孔19，针孔19的深度为1mm，凸透镜16贴附在针孔式孔径光阑背对被拍摄物体方向的一面；在针孔单元15下方一部分界定一CCD图像传感器容置空间；CCD图像传感器18包括滤光玻璃181、传感器单元182；传感器单元182固定在主基板17上，滤光玻璃181装在传感器单元182上方。在手机的主基板17上安装有相应的可以进行存储从CCD图像传感器18拍摄的图像信号中生成的图像数据，或者变换到用语使图像数据显示在显示单元11上的信号处理电路。为了有效利用传感器单元182的整个面积，在针孔单元15后嵌入单侧非球面凸透镜16聚光，该凸透镜16可以是塑料、硬质玻璃等材料制作。设置在CCD图像传感器18的玻璃部分181，使用根据光亮(紫外线的量)变色的玻璃盖片。以避免使用普通玻璃时，产生由从凸透镜16入射的光的作用烧焦(变为茶色)的现象，不仅会降低图像的质量，而且还易缩短CC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针孔式成像装置，其特征在于：包括：　　　　一允许光线进入光学系统构成成像的针孔式孔径光阑，其针孔直径的尺寸为０．５ｍｍ～０．９ｍｍ；　　　　具有遮挡来自上述针孔以外光线进入的遮光壁；　　　　至少一片与上述针孔式孔径光阑配合的光学透镜；　　　　遮光壁延伸出一光学透镜固定架。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建平，卢绍芫蕗绍元，阿部千秋，
申请(专利权)人：夏新电子股份有限公司，卢绍芫蕗绍元，阿部千秋，
类型：实用新型
国别省市：92[中国|厦门]