TWI443367B - 拾像鏡片系統 - Google Patents

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TWI443367B
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Tsung Han Tsai
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Description

拾像鏡片系統
本發明係關於一種拾像鏡片系統；特別是關於一種應用於小型化電子產品與其三維(3D)成像應用之拾像鏡片系統。
最近幾年來，隨著具有攝影功能之可攜式電子產品的興起，市場上對於小型化攝影鏡頭的需求日漸提高。一般攝影鏡頭的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)兩種。隨著半導體製程技術的精進，感光元件的畫素尺寸縮小，帶動小型化攝影鏡頭逐漸往高畫素領域發展，對於成像品質的要求也日益增加。
習見的小型化鏡頭，為降低製造成本，多採以兩枚式透鏡結構為主，如美國專利第7,525,741號揭露一種二枚式透鏡結構的攝像鏡頭，然而因僅具兩枚透鏡，該鏡頭對像差的補正能力有限，無法滿足較高階的攝像模組需求。為了能獲得良好的成像品質，配備三片透鏡的鏡頭是一種可行的方案。美國專利第7,436,603號提供了一種三枚透鏡結構的攝像鏡頭，其由物側至像側依序為一具正屈折力的第一透鏡、一具負屈折力的第二透鏡及一具正屈折力的第三透鏡，構成所謂的Triplet型式。雖然這樣的透鏡型式能夠修正該光學系統產生的大部份像差，但其系統總長度過長，並不理想。
有鑑於此，成像品質和系統總長度總難以取得平衡，因此產業中急需一種成像品質佳且不至於使鏡頭總長度過長，而適用於輕薄、可攜式電子產品上的光學鏡頭。
本發明提供一種拾像鏡片系統，由物側至像側依序包含三片非接合且具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面，且其物側面及像側面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面為凹面且像側面為凸面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；及一具屈折力的第三透鏡，其物側面為凸面且像側面為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；其中，該第三透鏡的像側面的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統包含一光圈，其設置於一被攝物與該第一透鏡的像側面之間；其中，該第一透鏡的物側面與一成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，該第一透鏡的物側面與該成像面之間於光軸上的距離為TL，該光圈與該第一透鏡的像側面之間於光軸上的距離為SR2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，係滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.65 mm；0.10<ΣAT/TL<0.35；及0.65<SR2/CT1<1.50。
另一方面，本發明提供一種拾像鏡片系統，由物側至像側依序包含三片非接合且具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面，且其物側面及像側面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面為凹面且像側面為凸面，且其材質為塑膠；及一具屈折力的第三透鏡，其物側面為凸面且像側面為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；其中，該第三透鏡的像側面的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該第一透鏡的物側面與一成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，該第一透鏡的物側面的曲率半徑為R1，該第一透鏡的像側面的曲率半徑為R2，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，係滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.65 mm；-1.40<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.75；及0<T23/T12<0.35。
藉由上述配置，本發明之拾像鏡片系統得以更加妥善地運用系統中的空間，而在維持高成像品質的前提下，取得總長度更短的拾像鏡片系統。
本發明拾像鏡片系統中，該第一透鏡具正屈折力，係提供系統主要的屈折力，有助於縮短系統的總長度。當該第二透鏡具負屈折力，係有助於對具正屈折力的第一透鏡所產生的像差做補正，且同時有利於修正系統的色差。當該第三透鏡具正屈折力時，係可有效分配該第一透鏡的屈折力，以降低系統的敏感度；當該第三透鏡具負屈折力時，則可使光學系統的主點遠離成像面，有利於縮短系統的光學總長度，以促進鏡頭的小型化。
本發明之拾像鏡片系統中，該第一透鏡可為一雙凸透鏡，或一物側面為凸面而像側面為凹面的新月形透鏡；當該第一透鏡為一雙凸透鏡時，可有效加強該第一透鏡的屈折力，進而縮短系統總長度；當該第一透鏡為一凸凹之新月形透鏡時，則對於修正系統的像散(Astigmatism)較為有利。當該第二透鏡的物側面為凹面且像側面為凸面時，有利於修正系統的像散。當該第三透鏡的物側面為凸面且像側面為凹面時，可同時有利於修正系統的像散和高階像差。當該第三透鏡的像側面的近軸處為凹面，而遠離近軸處時轉為凸面時，可有效修正該系統周邊光線的歪曲(Distortion)與高階像差，提高解像力。
本發明提供一種拾像鏡片系統，由物側至像側依序包含三片非接合且具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面，且其物側面及像側面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面為凹面且像側面為凸面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；及一具屈折力的第三透鏡，其物側面為凸面且像側面為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；其中，該第三透鏡的像側面的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統包含一光圈，其設置於一被攝物與該第一透鏡的像側面之間；其中，該第一透鏡的物側面與一成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，該第一透鏡的物側面與該成像面之間於光軸上的距離為TL，該光圈與該第一透鏡的像側面之間於光軸上的距離為SR2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，係滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.65 mm；0.10<ΣAT/TL<0.35；及0.65<SR2/CT1<1.50。
當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.65 mm時，該系統對於空間的利用更具效率，有助於縮短系統總長度；較佳地，係滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.55 mm。
當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.10<ΣAT/TL<0.35時，各透鏡的位置更加精準而緊密，有助於縮短系統總長度。
當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.65<SR2/CT1<1.50時，該光圈的位置與該第一透鏡的厚度的比例較為合適，有助於在維持良好成像品質的前提下，縮短系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0<T23/T12<0.35時，各透鏡之間的間距更為理想，有助於縮短系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第三透鏡的像側面與該成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為BAT，該拾像鏡片系統的焦距為f，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.1<BAT/f<0.24時，可在系統總長度不至於過長的前提下，使系統具有足夠的空間放置其他所需的光學元件。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該拾像鏡片系統中所含之透鏡於光軸上之厚度的總和為ΣCT，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.1<(T12+T23)/ΣCT<0.35時，各透鏡的位置與厚度更為合適，可使系統之空間的運用更加有效率。
本發明前述拾像鏡片系統中，該拾像鏡片系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：-0.2<f/f3<0時，可有效分配系統所需的屈折力，以控制系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，該拾像鏡片系統的焦距為f，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：1.20 mm<f<2.20 mm時，該系統的總長度較為合適，有利於系統的小型化。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第一透鏡的物側面的曲率半徑為R1，該拾像鏡片系統的焦距為f，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.35<R1/f<0.55時，可確保該第一透鏡提供系統足夠之屈折力，並可避免球差過度增大。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：2.0<V1/V2<3.5時，可有效修正系統的色散。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.15 mm<CT2<0.24 mm時，該第二透鏡的厚度較為合適，有助於縮短系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，當該第三透鏡的像側面與該成像面之間另包含2片以上的平板元件時，有助於提升該系統的性能，而使本發明之拾像鏡片系統適合於更多樣化的應用。
本發明提供一種拾像鏡片系統，由物側至像側依序包含三片非接合且具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面，且其物側面及像側面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面為凹面且像側面為凸面，且其材質為塑膠；及一具屈折力的第三透鏡，其物側面為凸面且像側面為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；其中，該第三透鏡的像側面的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該第一透鏡的物側面與一成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，該第一透鏡的物側面的曲率半徑為R1，該第一透鏡的像側面的曲率半徑為R2，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，係滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.65 mm；-1.40<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.75；及0<T23/T12<0.35。
當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.65 mm時，該系統對於空間的利用更具效率，有助於縮短系統總長度；較佳地，係滿足下列關係式：0.10 mm<ΣAT<0.55mm。
當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：-1.40<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.75時，有助於系統球差(Spherical Aberration)的補正。
當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0<T23/T12<0.35時，各透鏡之間的間距更為理想，有助於縮短系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第三透鏡的像側面與該成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為BAT，該拾像鏡片系統的焦距為f，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.1<BAT/f<0.24時，可在系統總長度不至於過長的前提下，使系統具有足夠的空間放置其他所需的光學元件。
本發明前述拾像鏡片系統中，該拾像鏡片系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：-0.2<f/f3<0時，可有效分配系統所需的屈折力，以控制系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：2.0<V1/V2<3.5時，可有效修正系統的色散。
本發明前述拾像鏡片系統中，該拾像鏡片系統的焦距為f，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：1.20mm<f<2.20mm時，該系統的總長度較為合適，有利於系統的小型化。
本發明前述拾像鏡片系統中，該系統進一步包含一光圈，該光圈與該第一透鏡的像側面之間於光軸上的距離為SR2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.65<SR2/CT1<1.50時，該光圈的位置與該第一透鏡的厚度的比例較為合適，有助於在維持良好成像品質的前提下，縮短系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該拾像鏡片系統中所含之透鏡於光軸上之厚度的總和為ΣCT，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.1<(T12+T23)/ΣCT<0.35時，各透鏡的位置與厚度更為合適，可使系統之空間的運用更加有效率。
本發明前述拾像鏡片系統中，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，較佳地，當前述拾像鏡片系統滿足下列關係式：0.15mm<CT2<0.24mm時，該第二透鏡的厚度較為合適，有助於縮短系統總長度。
本發明前述拾像鏡片系統中，當該第三透鏡的像側面與該成像面之間另包含2片以上的平板元件時，有助於提升該系統的性能，而使本發明之拾像鏡片系統適合於更多樣化的應用。
本發明之拾像鏡片系統中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加該拾像鏡片系統屈折力配置的自由度，若透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。此外，可於鏡面上設置非球面，非球面可以容 易製作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變數，用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低本發明之拾像鏡片系統的總長度。
本發明之拾像鏡片系統中，可至少設置一光闌，如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
本發明拾像鏡片系統中，光圈配置可為前置或中置，前置光圈可使拾像鏡片系統的出射瞳(exit pupil)與成像面產生較長的距離，使之具有遠心(telecentric)效果，可增加影像感測元件如CCD或CMOS接收影像的效率；中置光圈則有助於擴大系統的視場角，使拾像鏡片系統具有廣角鏡頭之優勢。
本發明之拾像鏡片系統中，若透鏡表面係為凸面，則表示該透鏡表面於近軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面，則表示該透鏡表面於近軸處為凹面。
請參第十圖，其顯示本發明的第一實施例，以該第一實施例來說明本發明所述之關係式AT、SR2、及TL所代表的距離。本發明之拾像鏡片系統中相鄰之兩元件之間於光軸上的空氣間隙為AT，如圖中所示，該第一透鏡(110)的像側面(112)與該第二透鏡(120)的物側面(121)之間於光軸上的空氣間隔為AT1，該第二透鏡(120)的像側面(122)與該第三透鏡(130)的物側面(131)之間於光軸上的空氣間隔為AT2，該第三透鏡(130)的像側面(132)與該紅外線濾光元件(140)之間於光軸上的空氣間隔為AT3，該紅外線濾光元件(140)與該保護玻璃(150)之間於光軸上的空氣間隔為AT4， 該保護玻璃(150)與該成像面(160)之間於光軸上的空氣間隔為AT5。
更進一步地，該第一透鏡(110)的物側面(111)與該成像面(160)之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，因此，於圖式實施例中，ΣAT相當於AT1、AT2、AT3、AT4、及AT5的總和。此外，該第三透鏡(130)的像側面(132)與該成像面(160)之間於光軸上的空氣間隔的總合為BAT，因此，於圖式實施例中，BAT相當於AT3、AT4、及AT5的總和。
續請參第十圖，光圈(100)與第一透鏡(110)的像側面(112)之間於光軸上的距離為SR2。並且，當該光圈(100)位於該第一透鏡(110)的像側面(112)的物側方向時，SR2定義為正值，當該光圈(100)位於該第一透鏡(110)的像側面(112)的像側方向時，SR2定義為負值。如第十圖中所示，該光圈(100)係位於該第一透鏡(110)的像側面(112)的物側方向，因此圖式實施例中的SR2為正值。
續請參第十圖，該第一透鏡(110)的物側面(111)與該成像面(160)之間與光軸上的距離為TL。如圖中所示，TL涵蓋該第一透鏡(110)的物側面(111)與該成像面(160)之間，各透鏡於光軸上的厚度，以及各元件之間於光軸上空氣間隔的距離。
本發明之拾像鏡片系統將藉由以下具體實施例配合所附圖式予以詳細說明。
《第一實施例》
本發明第一實施例請參閱第一A圖，第一實施例之像差曲線請參閱第一B圖。第一實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(110)，其物側面(111)為凸面及像側面(112)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(110)的物側面(111)及像側面(112)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(120)，其物側面(121)為凹面及像側面(122)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(120)的物側面(121)及像側面(122)皆為非球面；及一具負屈折力的第三透鏡(130)，其物側面(131)為凸面及像側面(132)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(130)的物側面(131)及像側面(132)皆為非球面；其中，該第三透鏡(130)的像側面(132)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(100)置於一被攝物與該第一透鏡(110)之間；另包含有一紅外線濾光元件(IR cut-filter)(140)置於該第三透鏡(130)的像側面(132)與一保護玻璃(150)之間；該濾光元件(140)的材質為玻璃，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距；另設置有一影像感測元件於一成像面(160)上。
第一實施例詳細的光學數據如表一所示，其非球面數據如表二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
上述之非球面曲線的方程式表示如下：
其中：
X：非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點之切面的相對距離；Y：非球面曲線上的點與光軸的距離；R：曲率半徑；k：錐面係數；Ai ：第i階非球面係數。
第一實施例之拾像鏡片系統中，拾像鏡片系統的焦距為f，其關係式為：f=1.33(毫米)。
第一實施例之拾像鏡片系統中，拾像鏡片系統的光圈值為Fno，其關係式為：Fno=2.46。
第一實施例之拾像鏡片系統中，拾像鏡片系統中最大視角的一半為HFOV，其關係式為：HFOV=37.5(度)。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第一透鏡(110)的色散係數為V1，該第二透鏡(120)的色散係數為V2，其關係式為：V1/V2=2.40。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第一透鏡(110)的物側面(111)與該成像面(160)之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，其關係式為：ΣAT=0.49(毫米)。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第一透鏡(110)的像側面(112)與該成像面(160)之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，該第一透鏡(110)的物側面(111)與該成像面(160)之間於光軸上的距離為TL，其關係式為：ΣAT/TL=0.27。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第三透鏡(130)的像側面(132)與該成像面(160)之間於光軸上的空氣間隔的總合為BAT，該拾像鏡片系統的焦距為f，其關係式為：BAT/f=0.21。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第一透鏡(110)與該 第二透鏡(120)之間於光軸上的距離為T12，該第二透鏡(120)與該第三透鏡(130)之間於光軸上的距離為T23，該拾像鏡片系統中所含之透鏡於光軸上之厚度的總和為ΣCT，其關係式為：(T12+T23)/ΣCT=0.28。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第二透鏡(120)於光軸上的厚度為CT2，其關係式為：CT2=0.20(毫米)。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第二透鏡(120)與該第三透鏡(130)之間於光軸上的距離為T23，該第一透鏡(110)與該第二透鏡(120)之間於光軸上的距離為T12，其關係式為：T23/T12=0.16。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該光圈(100)與該第一透鏡(110)的像側面(112)之間於光軸上的距離為SR2，該第一透鏡(110)於光軸上的厚度為CT1，其關係式為：SR2/CT1=0.84。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第一透鏡(110)的物側面(111)的曲率半徑為R1，該第一透鏡(110)的像側面(112)的曲率半徑為R2，其關係式為：(R1+R2)/(R1-R2)=-1.01。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該第一透鏡(110)的物側面(111)的曲率半徑為R1，該拾像鏡片系統的焦距為f，其關係式為：R1/f=0.50。
第一實施例之拾像鏡片系統中，該拾像鏡片系統的焦距為f，該第三透鏡(130)的焦距為f3，其關係式為：f/f3=-0.03。
《第二實施例》
本發明第二實施例請參閱第二A圖，第二實施例之像差曲線請參閱第二B圖。第二實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(210)，其物側面(211)為凸面及像側面(212)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(210)的物側面(211)及像側面(212)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(220)，其物側面(221)為凹面及像側面(222)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(220)的物側面(221)及像側面(222)皆為非球面；及一具負屈折力的第三透鏡(230)，其物側面(231)為凸面及像側面(232)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(230)的物側面(231)及像側面(232)皆為非球面；其中，該第三透鏡(230)的像側面(232)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(200)置於一被攝物與該第一透鏡(210)之間；另設置有一影像感測元件於一成像面(260)上。
第二實施例詳細的光學數據如表三所示，其非球面數據如表四所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第二實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表五中所列。
《第三實施例》
本發明第三實施例請參閱第三A圖，第三實施例之像差曲線請參閱第三B圖。第三實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(310)，其物側面(311)為凸面及像側面(312)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(310)的物側面(311)及像側面(312)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(320)，其物側面(321)為凹面及像側面(322)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(320)的物側面(321)及像側面(322)皆為非球面；及一具正屈折力的第三透鏡(330)，其物側面(331)為凸面及像側面(332)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(330)的物側面(331)及像側面(332)皆為非球面；其中，該第三透鏡(330)的像側面(332)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(300)置於一被攝物與該第一透鏡(310)之間；另包含有一紅外線濾光元件(340)置於該第三透鏡(330)的像側面(332)與一成像面(360)之間；該濾光元件(340)的材質為玻璃，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距。
第三實施例詳細的光學數據如表六所示，其非球面數據如表七所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第三實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表八中所列。
《第四實施例》
本發明第四實施例請參閱第四A圖，第四實施例之像差曲線請參閱第四B圖。第四實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(410)，其物側面(411)為凸面及像側面(412)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(410)的物側面(411)及像側面(412)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(420)，其物側面(421)為凹面及像側面(422)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(420)的物側面(421)及像側面(422)皆為非球面；及一具正屈折力的第三透鏡(430)，其物側面(431)為凸面及像側面(432)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(430)的物側面(431)及像側面(432)皆為非球面；其中，該第三透鏡(430)的像側面(432)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(400)置於一被攝物與該第一透鏡(410)之間；另包含有一紅外線濾光元件(440)置於該第三透鏡(430)的像側面(432)與一成像面(460)之間；該濾光元件(440)的材質為玻璃，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距。
第四實施例詳細的光學數據如表九所示，其非球面數據如表十所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第四實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十一中所列。
《第五實施例》
本發明第五實施例請參閱第五A圖，第五實施例之像差曲線請參閱第五B圖。第五實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(510)，其物側面(511)為凸面及像側面(512)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(510)的物側面(511)及像側面(512)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(520)，其物側面(521)為凹面及像側面(522)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(520)的物側面(521)及像側面(522)皆為非球面；及一具正屈折力的第三透鏡(530)，其物側面(531)為凸面及像側面(532)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(530)的物側面(531)及像側面(532)皆為非球面；其中，該第三透鏡(530)的像側面(532)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(500)置於一被攝物與該第一透鏡(510)之間；另包含有一紅外線濾光元件(540)置於該第三透鏡(530)的像側面(532)與一保護玻璃(550)之間；該濾光元件(540)的材質為塑膠，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距；另設置有一影像感測元件於一成像面(560)上。
第五實施例詳細的光學數據如表十二所示，其非球面數據如表十三所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第五實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十四中所列。
《第六實施例》
本發明第六實施例請參閱第六A圖，第六實施例之像差曲線請參閱第六B圖。第六實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(610)，其物側面(611)為凸面及像側面(612)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(610)的物側面(611)及像側面(612)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(620)，其物側面(621)為凹面及像側面(622)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(620)的物側面(621)及像側面(622)皆為非球面；及一具正屈折力的第三透鏡(630)，其物側面(631)為凸面及像側面(632)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(630)的物側面(631)及像側面(632)皆為非球面；其中，該第三透鏡(630)的像側面(632)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(600)置於一被攝物與該第一透鏡(610)之間；另包含有一紅外線濾光元件(640)置於該第三透鏡(630)的像側面(632)與一保護玻璃(650)之間；該濾光元件(640)的材質為塑膠，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距；另設置有一影像感測元件於一成像面(660)上。
第六實施例詳細的光學數據如表十五所示，其非球面數據如表十六所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第六實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十七中所列。
《第七實施例》
本發明第七實施例請參閱第七A圖，第七實施例之像差曲線請參閱第七B圖。第七實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(710)，其物側面(711)為凸面及像側面(712)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(710)的物側面(711)及像側面(712)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(720)，其物側面(721)為凹面及像側面(722)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(720)的物側面(721)及像側面(722)皆為非球面；及一具負屈折力的第三透鏡(730)，其物側面(731)為凸面及像側面(732)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(730)的物側面(731)及像側面(732)皆為非球面；其中，該第三透鏡(730)的像側面(732)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(700)置於一被攝物與該第一透鏡(710)之間；另包含有一紅外線濾光元件(740)置於該第三透鏡(730)的像側面(732)與一保護玻璃(750)之間；該濾光元件(740)的材質為玻璃，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距；另設置有一影像感測元件於一成像面(760)上。
第七實施例詳細的光學數據如表十八所示，其非球面數據如表十九所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第七實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十中所列。
《第八實施例》
本發明第八實施例請參閱第八A圖，第八實施例之像差曲線請參閱第八B圖。第八實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(810)，其物側面(811)為凸面及像側面(812)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(810)的物側面(811)及像側面(812)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(820)，其物側面(821)為凹面及像側面(822)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(820)的物側面(821)及像側面(822)皆為非球面；及一具負屈折力的第三透鏡(830)，其物側面(831)為凸面及像側面(832)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(830)的物側面(831)及像側面(832)皆為非球面；其中，該第三透鏡(830)的像側面(832)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(800)置於一被攝物與該第一透鏡(810)之間；另包含有一紅外線濾光元件(840)置於該第三透鏡(830)的像側面(832)與一保護玻璃(850)之間；該濾光元件(840)的材質為玻璃，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距；另設置有一影像感測元件於一成像面(860)上。
第八實施例詳細的光學數據如表二十一所示，其非球面數據如表二十二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第八實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十三中所列。
《第九實施例》
本發明第九實施例請參閱第九A圖，第九實施例之像差曲線請參閱第九B圖。第九實施例之拾像鏡片系統主要由三片非黏合式透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(910)，其物側面(911)為凸面及像側面(912)為凹面，其材質為玻璃，該第一透鏡(910)的物側面(911)及像側面(912)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(920)，其物側面(921)為凹面及像側面(922)為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(920)的物側面(921)及像側面(922)皆為非球面；及一具正屈折力的第三透鏡(930)，其物側面(931)為凸面及像側面(932)為凹面，其材質為塑膠，該第三透鏡(930)的物側面(931)及像側面(932)皆為非球面；其中，該第三透鏡(930)的像側面(932)的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統另設置有一光圈(900)置於一被攝物與該第一透鏡(910)之間；另包含有一紅外線濾光元件(940)置於該第三透鏡(930)的像側面(932)與一成像面(960)之間；該濾光元件(940)的材質為玻璃，其不影響本發明之拾像鏡片系統的焦距；另設置有一影像感測元件於該成像面(960)上。
第九實施例詳細的光學數據如表二十四所示，其非球面數據如表二十五所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
第九實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十六中所列。
表一至表二十六所示為本發明之拾像鏡片系統實施例的不同數值變化表，然本發明各個實施例的數值變化皆屬實驗所得，即使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範疇，故以上的說明所描述的及圖式僅做為例示性，非用以限制本發明的申請專利範圍。
100、200、300、400、500、600、700、800、900．．．光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910．．．第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811、911．．．物側面
112、212、312、412、512、612、712、812、912．．．像側面
120、220、320、420、520、620、720、820、920．．．第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821、921．．．物側面
122、222、322、422、522、622、722、822、922．．．像側面
130、230、330、430、530、630、730、830、930．．．第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831、931．．．物側面
132、232、332、432、532、632、732、832、932．．．像側面
140、340、440、540、640、740、840、940．．．紅外線濾光片
150、550、650、750、850．．．保護玻璃
160、260、360、460、560、660、760、860、960．．．成像面
拾像鏡片系統的焦距為f
第三透鏡的焦距為f3
第一透鏡於光軸上的厚度為CT1
第二透鏡於光軸上的厚度為CT2
ΣCT‧‧‧為拾像鏡片系統中所含之透鏡於光軸上之厚度的總和
T12‧‧‧為第一透鏡與第二透鏡之間的距離
T23‧‧‧為第二透鏡與第三透鏡之間的距離
R1‧‧‧為第一透鏡的物側面的曲率半徑
R2‧‧‧為第二透鏡的像側面的曲率半徑
V1‧‧‧為第一透鏡的色散係數
V2‧‧‧為第二透鏡的色散係數
ΣAT‧‧‧為第一透鏡的物側面與成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合
TL‧‧‧為第一透鏡的物側面與成像面之間於光軸上的距離
SR2‧‧‧為光圈與第一透鏡的像側面之間於光軸上的距離
第一A圖係本發明第一實施例的光學系統示意圖。
第一B圖係本發明第一實施例之像差曲線圖。
第二A圖係本發明第二實施例的光學系統示意圖。
第二B圖係本發明第二實施例之像差曲線圖。
第三A圖係本發明第三實施例的光學系統示意圖。
第三B圖係本發明第三實施例之像差曲線圖。
第四A圖係本發明第四實施例的光學系統示意圖。
第四B圖係本發明第四實施例之像差曲線圖。
第五A圖係本發明第五實施例的光學系統示意圖。
第五B圖係本發明第五實施例之像差曲線圖。
第六A圖係本發明第六實施例的光學系統示意圖。
第六B圖係本發明第六實施例之像差曲線圖。
第七A圖係本發明第七實施例的光學系統示意圖。
第七B圖係本發明第七實施例之像差曲線圖。
第八A圖係本發明第八實施例的光學系統示意圖。
第八B圖係本發明第八實施例之像差曲線圖。
第九A圖係本發明第九實施例的光學系統示意圖。
第九B圖係本發明第九實施例之像差曲線圖。
第十圖係示意本發明關係式AT、SR2、及TL所代表的距離。
100．．．光圈
110．．．第一透鏡
111．．．物側面
112．．．像側面
120．．．第二透鏡
121．．．物側面
122．．．像側面
130．．．第三透鏡
131．．．物側面
132．．．像側面
140．．．紅外線濾除濾光片
150．．．保護玻璃
160．．．成像面

Claims (21)

  1. 一種拾像鏡片系統，由物側至像側依序包含三片非接合且具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面，且其物側面及像側面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面為凹面且像側面為凸面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；及一具屈折力的第三透鏡，其物側面為凸面且像側面為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；其中，該第三透鏡的像側面的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該拾像鏡片系統包含一光圈，其設置於一被攝物與該第一透鏡的像側面之間；其中，該第一透鏡的物側面與一成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，該第一透鏡的物側面與該成像面之間於光軸上的距離為TL，該光圈與該第一透鏡的像側面之間於光軸上的距離為SR2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，該拾像鏡片系統的焦距為f，係滿足下列關係式：0.10mm<ΣAT<0.65mm；0.10<ΣAT/TL<0.35；0.65<SR2/CT1<1.50；及1.20mm<f<2.20mm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡的物側面與該成像面之間於光軸上的空氣間 隔的總合為ΣAT，係滿足下列關係式：0.10mm<ΣAT<0.55mm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其中該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，係滿足下列關係式：0<T23/T12<0.35。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之拾像鏡片系統，其中該第三透鏡的像側面與該成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為BAT，該拾像鏡片系統的焦距為f，係滿足下列關係式：0.1<BAT/f<0.24。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡的像側面為凹面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該拾像鏡片系統中所含之透鏡於光軸上之厚度的總和為ΣCT，係滿足下列關係式：0.1<(T12+T23)/ΣCT<0.35。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其中該拾像鏡片系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，係滿足下列關係式：-0.2<f/f3<0。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其 中該第一透鏡的物側面的曲率半徑為R1，該拾像鏡片系統的焦距為f，係滿足下列關係式：0.35<R1/f<0.55。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下列關係式：2.0<V1/V2<3.5。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其中該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，係滿足下列關係式：0.15mm<CT2<0.24mm。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之拾像鏡片系統，其於該第三透鏡的像側面與該成像面之間另包含2片以上的平板元件。
  12. 一種拾像鏡片系統，由物側至像側依序包含三片非接合且具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面，且其物側面及像側面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面為凹面且像側面為凸面，且其材質為塑膠；及一具屈折力的第三透鏡，其物側面為凸面且像側面為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其材質為塑膠；其中，該第三透鏡的像側面的近軸處為凹面，當遠離近軸處時轉為凸面；其中，該第一透鏡的物側面與一成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，該第一透鏡的物側面的曲率半 徑為R1，該第一透鏡的像側面的曲率半徑為R2，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，該拾像鏡片系統的焦距為f，係滿足下列關係式：0.10mm<ΣAT<0.65mm；-1.40<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.75；0<T23/T12<0.35；及1.20mm<f<2.20mm。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡的物側面與該成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為ΣAT，係滿足下列關係式：0.10mm<ΣAT<0.55mm。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其中該第三透鏡的像側面與該成像面之間於光軸上的空氣間隔的總合為BAT，該拾像鏡片系統的焦距為f，係滿足下列關係式：0.1<BAT/f<0.24。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡的像側面為凹面。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其中該拾像鏡片系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，係滿足下列關係式：-0.2<f/f3<0。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為 V2，係滿足下列關係式：2.0<V1/V2<3.5。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其進一步包含一光圈，其中該光圈與該第一透鏡的像側面之間於光軸上的距離為SR2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，係滿足下列關係式：0.65<SR2/CT1<1.50。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其中該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，該第二透鏡與該第三透鏡之間於光軸上的距離為T23，該拾像鏡片系統中所含之透鏡於光軸上之厚度的總和為ΣCT，係滿足下列關係式：0.1<(T12+T23)/ΣCT<0.35。
  20. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其中該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，係滿足下列關係式：0.15mm<CT2<0.24mm。
  21. 如申請專利範圍第12項所述之拾像鏡片系統，其於該第三透鏡的像側面與該成像面之間另包含2片以上的平板元件。
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