TWI449985B - 取像鏡頭組 - Google Patents

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TWI449985B
TWI449985B TW100109617A TW100109617A TWI449985B TW I449985 B TWI449985 B TW I449985B TW 100109617 A TW100109617 A TW 100109617A TW 100109617 A TW100109617 A TW 100109617A TW I449985 B TWI449985 B TW I449985B
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Ming Ta Chou
Tsung Han Tsai
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Largan Precision Co
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    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
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Description

取像鏡頭組
本發明係關於一種取像鏡頭組；特別是關於一種由三個透鏡構成的取像鏡頭組，以應用於小型電子產品上。
在數位相機(Digital Still Camera)、行動電話鏡頭(mobile phone camera)、網路相機(web camera)等小型電子設備上常裝設有取像鏡頭組，用以對物體進行攝像，取像鏡頭組發展的主要趨勢為朝向小型化、低成本，但同時也希望能達到具有良好的像差修正能力，具高解析度、高成像品質的取像鏡頭組。
在小型電子產品的取像鏡頭，習知上有二鏡片式、三鏡片式、四鏡片式及五鏡片式以上之不同設計，四鏡片式及五鏡片式取像鏡頭組雖在像差修正、光學傳遞函數MTF(modulation transfer function)性能上較具優勢的，但其成本較高，而二鏡片取像鏡頭組則較難達到高解析度的要求；因此，三鏡片式的取像鏡頭組常為優先考慮的設計，如美國專利US7,468,847、US7,679,841，WIPO專利WO2010026689等。
在三鏡片式的取像鏡頭組，在最接近成像面的第三透鏡常須要扮演較高的像差修正能力與較高的屈折力，因此以雙凸形的第三透鏡可提供較高的屈折力。習知在第三透鏡採正屈折力的雙凸透鏡 ，如美國專利號US 7,710,662、US7,423,817、US7,301,712等，主要採用正屈折力、負屈折力與正屈折力的組合設計；然而這些所揭露的技術，在最接近物側的第一透鏡提供的正屈折力仍然不足，不足以提供更多的聚光能力，或負屈折力的第二透鏡之屈折力不足夠，難以修正第一透鏡聚集的光線。為達高品質取像鏡頭組的要求，應有更佳的設計以對像差進行良好的補償，且可限制取像鏡頭組的全長，以應用於小型電子設備使用。為此，本發明提出更實用性的設計，利用三個透鏡的屈折力、凸面與凹面的組合，除在高品質的成像能力下，且容易量產以降低成本，以應用於電子產品上。
本發明主要目的為提供一種取像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；另可包含一光圈；其中，第一透鏡具有正屈折力，其物側光學面為凹面、其像側光學面為凸面；第二透鏡具有負屈折力，其物側光學面為凹面、其像側光學面為凸面；第三透鏡具有正屈折力，該第三透鏡為雙凸透鏡，並滿足下列關係式：1.0<f/f1<1.9 (1)
其中，f為取像鏡頭組之焦距，f1為第一透鏡之焦距。
另一方面，本發明提供一種取像鏡頭組，如前所述，其中，第二透鏡與第三透鏡可由塑膠材料所製成；其第二透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面；其第三透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面且至少有一光學 面設置有至少一個反曲點，除滿足式(1)外並進一步滿足下列關係式之一或其組合：0.90<SL/TTL<1.20 (2)
較佳地，1.2<f/f1<1.6 (3)
0.3<| R3/R4 |<0.8 (4)
24<v1-v2<40 (5)
-0.7<R5/R6<0 (6)
0.6<| f2 |/f3<0.9 (7)
其中，SL為光軸上光圈至取像鏡頭組之成像面的距離，TTL為第一透鏡之物側光學面至成像面於光軸上的距離，f為取像鏡頭組之焦距，f1為第一透鏡之焦距，f2為第二透鏡之焦距，f3為第三透鏡之焦距，R3為第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R4為第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R5為第三透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，v1為第一透鏡之色散係數，v2為第二透鏡之色散係數。
再一方面，本發明提供一種取像鏡頭組，如前所述，其中，第二透鏡與第三透鏡可由塑膠材料所製成；其第二透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面；其第三透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面且至少有一光學面設置有至少一個反曲點；除滿足式(1)外並進一步滿足下列關係式： 0.03<CT2/f<0.13 (8)
其中，CT2為第二透鏡在光軸上的厚度，f為取像鏡頭組之焦距。
本發明另一個主要目的為提供一種取像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；另可包含一光圈；其中，第一透鏡具有正屈折力，其物側光學面為凹面、其像側光學面為凸面；第二透鏡具有負屈折力；第三透鏡具有正屈折力，其第三透鏡為雙凸透鏡，並滿足下列關係式：| R3/R4 |<1.3 (9)
-0.7<R5/R6<0 (6)
其中，R3為第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R4為第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R5為第三透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑。
另一方面，本發明提供一種取像鏡頭組，如前所述，其中，第二透鏡與第三透鏡可由塑膠材料所製成；其第二透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面；其第三透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面且至少有一光學面設置有至少一個反曲點，除滿足式(9)及(6)外並進一步滿足下列關係式之一或其組合：0.15<T12/f<0.30 (10)
1.2<f/f1<1.6 (3)
0.3<| R3/R4 |<0.8 (4)
0.03<CT2/f<0.13 (8)
24<v1-v2<40 (5)
其中，f為取像鏡頭組之焦距，f1為第一透鏡之焦距，T12為在光軸上該第一透鏡之像側光學面至該第二透鏡之物側光學面的距離，R3為第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R4為第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，CT2為第二透鏡在光軸上的厚度，v1為第一透鏡之色散係數，v2為第二透鏡之色散係數。
再一方面，本發明提供一種取像鏡頭組，如前所述，其中，第二透鏡之物側光學面為凹面、像側光學面為凸面。
本發明再一個主要目的為提供一種取像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；另可包含一光圈；其中，第一透鏡具有正屈折力，其物側光學面為凹面、其像側光學面為凸面；第二透鏡具有負屈折力，由塑膠材質所製成，其物側光學面為凹面、其像側光學面為凸面，其第二透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面；第三透鏡具有正屈折力，由塑膠材質所製成之雙凸透鏡，其物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面且至少有一光學面設置有至少一個反曲點，並滿足下列關係式：-0.7<R5/R6<0 (6)
其中，R5為第三透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑。
再一方面，本發明提供一種取像鏡頭組，如前所述，除滿足式 (6)外，進一步滿足下列關係式之一或其組合：1.0<f/f1<1.9 (1)
0.3<| R3/R4 |<0.8 (4)
24<v1-v2<40 (5)
0.90<SL/TTL<1.20 (2)
其中，f為取像鏡頭組之焦距，f1為第一透鏡之焦距，R3為第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R4為第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，v1為第一透鏡之色散係數，v2為第二透鏡之色散係數，SL為光軸上光圈至取像鏡頭組之成像面的距離，TTL為第一透鏡之物側光學面至成像面於光軸上的距離。
本發明藉由上述的第一透鏡、第二透鏡與第三透鏡，在光軸上以適當的間距組合配置，可在較大的場視角下，具有良好的像差修正與具有優勢的光學傳遞函數MTF(modulation transfer function)。
本發明取像鏡頭組中，第一透鏡具較強的正屈折力，該第二透鏡具負屈折力，可有效對具正屈折力的第一透鏡所產生的像差做補正、修正系統的佩茲伐和數(Petzval Sum)，使周邊像面變得更平，且同時有利於修正系統的色差；第三透鏡採用正屈折力的雙凸透鏡，可增加幅度並可有效對該第一透鏡與該第二透鏡所產生的像差做補正，使整體取像鏡頭組像差與畸變能符合高解析度的要求。
又本發明之取像鏡頭組中，可增設置一光圈，該光圈可設置於第 一透鏡與被攝物之間為前置光圈，可將取像鏡頭組的出射瞳(exit pupil)與成像面產生較長的距離，影像可採直接入射的方式由影像感測元件所接收，除避免暗角發生外，如此即為像側的遠心(telecentric)效果；通常遠心效果可提高成像面的亮度，可增加影像感測元件的CCD或CMOS接收影像的速度。
本發明之取像鏡頭組，在第三透鏡可設置有反曲點，可導引射出第三透鏡邊緣的影像光線的角度，使離軸視場的影像光線的角度導引至影像感測元件，由影像感測元件所接收。另第二透鏡像側光學面設為凸面，經與凸面在物側的第三透鏡組合，可有效提高取像鏡頭組的幅度，並縮短取像鏡頭組的全長，以應用於小型電子設備。
100、200、300、400、500、600、700‧‧‧光圈
110、210、310、410、510、610、710‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711‧‧‧第一透鏡之物側光學面
112、212、312、412、512、612、712‧‧‧第一透鏡之像側光學面
120、220、320、420、520、620、720‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721‧‧‧第二透鏡之物側光學面
122、222、322、422、522、622、722‧‧‧第二透鏡之像側光學面
130、230、330、430、530、630、730‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731‧‧‧第三透鏡之物側光學面
132、232、332、432、532、632、732‧‧‧第三透鏡之像側光學面
160、260、360、460、560、660、760‧‧‧紅外線濾除濾光片
170、270、370、470、570、670、770‧‧‧成像面
f‧‧‧取像鏡頭組的整體之焦距
f1‧‧‧第一透鏡之焦距
f2‧‧‧第二透鏡之焦距
f3‧‧‧第三透鏡之焦距
R3‧‧‧第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑
R4‧‧‧第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑
R5‧‧‧第三透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑
R6‧‧‧第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑
T12‧‧‧在光軸上第一透鏡之像側光學面至第二透鏡之物側光學面的距離
CT2‧‧‧第二透鏡在光軸上的厚度
SL‧‧‧光圈至成像面於光軸上的距離
v1‧‧‧第一透鏡之色散係數
v2‧‧‧第二透鏡之色散係數
TTL‧‧‧光軸上第一透鏡之物側光學面至成像面的距離
Fno‧‧‧光圈值
HFOV‧‧‧最大場視角的一半
第1A圖係本發明第一實施例的取像鏡頭組示意圖；第1B圖係本發明第一實施例之像差曲線圖；第2A圖係本發明第二實施例的取像鏡頭組示意圖；第2B圖係本發明第二實施例之像差曲線圖；第3A圖係本發明第三實施例的取像鏡頭組示意圖；第3B圖係本發明第三實施例之像差曲線圖；第4A圖係本發明第四實施例的取像鏡頭組示意圖；第4B圖係本發明第四實施例之像差曲線圖；第5A圖係本發明第五實施例的取像鏡頭組示意圖； 第5B圖係本發明第五實施例之像差曲線圖；第6A圖係本發明第六實施例的取像鏡頭組示意圖；第6B圖係本發明第六實施例之像差曲線圖；第7A圖係本發明第七實施例的取像鏡頭組示意圖；以及第7B圖係本發明第七實施例之像差曲線圖。
本發明提供一種取像鏡頭組，請參閱第1A圖，取像鏡頭組沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡(110)、第二透鏡(120)及第三透鏡(130)；其中，第一透鏡(110)具有正屈折力，其物側光學面(111)為凹面、其像側光學面(112)為凸面；第二透鏡(120)為具負屈折力，其物側光學面(121)為凹面、其像側光學面(122)為凸面；第三透鏡(130)為具正屈折力，其物側光學面(131)與像側光學面(132)皆為凸面；取像鏡頭組另包含一光圈(100)與一紅外線濾除濾光片(160)，該光圈(100)設置於第一透鏡(110)與被攝物之間為前置光圈；紅外線濾除濾光片(160)設置於第三透鏡(130)與成像面(170)之間，通常為平板光學材料製成，不影響本發明攝影用光學鏡片組的焦距；取像鏡頭組並可包含一影像感測元件(180)，設置於成像面(170)上，可將被攝物成像。第一透鏡(110)、第二透鏡(120)及第三透鏡(130)之非球面光學面，其非球面之方程式(Aspherical Surface Formula)為式(11)所構成，
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高度；Y：非球面曲線上的點與光軸的距離；K：錐面係數；以及Ai：第i階非球面係數。
在本發明取像鏡頭組中，第一透鏡(110)、第二透鏡(120)、第三透鏡(130)的材質可為玻璃或塑膠，光學面可設置球面或非球面，若使用非球面的光學面，則可藉由光學面的曲率半徑改變其屈折力，用以消減像差，進而縮減取像鏡頭組透鏡使用的數目，可以有效降低取像鏡頭組的總長度。由此，本發明之取像鏡頭組藉由前述之第一透鏡(110)、第二透鏡(120)及第三透鏡(130)配置，滿足關係式：式(1)；當限制第一透鏡(110)焦距f1與整體焦距f之比值時，可使第一透鏡(110)具有更短的焦距長度，可適當調配第一透鏡(110)的屈折力，若第一透鏡(110)焦距f1過小，則取像鏡頭組的總長度將過長，而且取像鏡頭組使光線進入影像感測元件的角度較大，若第一透鏡(110)焦距f1過大，則取像鏡頭組的視場角將過小。
又本發明取像鏡頭組中，當限制式(4)時，使第二透鏡(120)之物 側光學面(121)與像側光學面(122)之間的面型與曲率加大，以增加像差修正能力；當第三透鏡(130)滿足式(6)，使第三透鏡(130)之像側光學面(132)的曲率半徑R6加大，減少近軸的像差，並可使反曲點趨向透鏡邊緣，有利於離軸的球差(Spherical Aberration)補正。當滿足式(5)時，可有利於該取像鏡頭組中色差的修正；若限制第二透鏡(120)在光軸上的厚度CT2與整體焦距f的比值式(8)，可限制取像鏡頭組的全長；同樣的，當滿足式(10)時，使單位長度的取像鏡頭組之焦距f下，可減少第一透鏡(110)之像側光學面(112)至第二透鏡(120)之物側光學面(121)的距離T12，可降低取像鏡頭組的全長。
本發明取像鏡頭組將藉由以下具體實施例配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
本發明第一實施例的取像鏡頭組示意圖請參閱第1A圖，第一實施例之像差曲線請參閱第1B圖。第一實施例之取像鏡頭組主要由三片透鏡、光圈(100)及紅外線濾除濾光片(160)所構成的取像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一光圈(100)；一具正屈折力之第一透鏡(110)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(111)為凹面、其像側光學面(112)為凸面，其第一透鏡(110)之物側光學面(111)及像側光學面(112)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(120)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(121)為凹面、其像側光學面(122)為凸面，其第二透鏡(120)之物側光學面(121)及像側光學面(122)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(130)，為塑膠材質製造之雙凸透鏡，其第 三透鏡(130)之物側光學面(131)與像側光學面(132)皆為非球面，且至少一光學面設有至少有一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(160)，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；經由該三片透鏡、光圈(100)及紅外線濾除濾光片(160)之組合，可將被攝物在成像面(170)上成像。
本實施例的光學數據如上表一所示，其中，第一透鏡(110)至第三透鏡(130)之物側光學面與像側光學面均使用式(11)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表二所示：表二、本實施例的非球面係數
參見表一及第1B圖，本實施例取像鏡頭組中，取像鏡頭組的焦距為f=4.25(毫米)，構成的整體取像鏡頭組的光圈值(f-number)Fno=2.85，最大場視角的一半HFOV=37.6°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表三，相關符號如前所述，此不再贅述：表三、本實施例滿足相關關係式之數據
由表一之光學數據及由第1B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之取像鏡頭組之本實施例，在球差(longitudinal spherical abbreation)、像散(astigmatic field curving)與歪曲(distortion)有良好的補償效果。
<第二實施例>
本發明第二實施例的取像鏡頭組示意圖請參閱第2A圖，第二實施例之像差曲線請參閱第2B圖。第二實施例之取像鏡頭組主要由三片透鏡、光圈(200)及紅外線濾除濾光片(260)所構成的取像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一光圈(200)；一具正屈折力之第一透鏡(210)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(211)為凹面、其像側光學面(212)為凸面，其第一透鏡(210)之物側光學面(211)及像側光學面(212)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(220)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(221)為凹面、其像側光學面(222)為凸面，其第二透鏡(220)之物側光學面(221)及像側光學面(222)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(230)，為塑膠材質製造之雙凸透鏡，其第三透鏡(230)之物側光學面(231)與像側光學面(232)皆為非球面，且至少一光學面設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅 外線濾除濾光片(260)，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；經由該三片透鏡、光圈(200)、紅外線濾除濾光片(260)之組合，可將被攝物在成像面(270)上成像。
本實施例的光學數據如上表四所示，其中，第一透鏡(210)至第三透鏡(230)之物側光學面與像側光學面均使用式(11)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表五所示：表五、本實施例的非球面係數
參見表四及第2B圖，本實施例取像鏡頭組中，取像鏡頭組的焦距為f=4.24(毫米)，構成的整體取像鏡頭組的光圈值Fno=2.85，最大場視角的一半HFOV=37.7°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表六，相關符號如前所述，此不再贅述：表六、本實施例滿足相關關係式之數據
由表四之光學數據及由第2B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之取像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第三實施例>
本發明第三實施例的取像鏡頭組示意圖請參閱第3A圖，第三實施例之像差曲線請參閱第3B圖。第三實施例之取像鏡頭組主要由三片透鏡、光圈(300)及紅外線濾除濾光片(360)所構成的取像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一光圈(300)；一具正屈折力之第一透鏡(310)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(311)為凹面、其像側光學面(312)為凸面，其第一透鏡(310)之物側光學面(311)及像側光學面(312)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(320)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(321)為凹面、其像側光學面(322)為凸面，其第二透鏡(320)之物側光學面(321)及像側光學面(322)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(330)，為塑膠材質製造之雙凸透鏡，其第三透鏡(330)之物側光學面(331)與像側光學面(332)皆為非球面且至少一光學面設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(360)，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；經 由該三片透鏡、光圈(300)及紅外線濾除濾光片(360)之組合，可將被攝物在成像面(370)上成像。
本實施例的光學數據如上表七所示，其中，第一透鏡(310)至第三透鏡(330)之物側光學面與像側光學面均使用式(11)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表八所示：表八、本實施例的非球面係數
參見表七及第3B圖，本實施例取像鏡頭組中，取像鏡頭組的焦距為f=4.26(毫米)，構成的整體取像鏡頭組的光圈值Fno=2.80，最大場視角的一半HFOV=36.8°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表九，相關符號如前所述，此不再贅述：表九、本實施例滿足相關關係式之數據
由表七之光學數據及由第3B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之取像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第四實施例>
本發明第四實施例的取像鏡頭組示意圖請參閱第4A圖，第四實施例之像差曲線請參閱第4B圖。第四實施例之取像鏡頭組主要由三片透鏡、光圈(400)及紅外線濾除濾光片(460)所構成的取像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一光圈(400)；一具正屈折力之第一透鏡(410)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(411)為凹面、其像側光學面(412)為凸面，其第一透鏡(410)之物側光學面(411)及像側光學面(412)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(420)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(421)為凹面、其像側光學面(422)為凸面，其第二透鏡(420)之物側光學面(421)及像側光學面(422)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(430)，為塑膠材質製造之雙凸透鏡，其第三透鏡(430)之物側光學面(431)與像側光學面(432)皆為非球面且至少一光學面設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(460)，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段； 經由該三片透鏡、光圈(400)及紅外線濾除濾光片(460)之組合，可將被攝物在成像面(470)上成像。
本實施例的光學數據如上表十所示，其中，第一透鏡(410)至第三透鏡(430)之物側光學面與像側光學面均使用式(11)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表十一所示：表十一、本實施例的非球面係數
參見表十及第4B圖，本實施例取像鏡頭組中，取像鏡頭組的焦距為f=4.23(毫米)，構成的整體取像鏡頭組的光圈值Fno=2.85，最大場視角的一半HFOV=37.8°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表十二，相關符號如前所述，此不再贅述：表十二、本實施例滿足相關關係式之數據
由表十之光學數據及由第4B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之取像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第五實施例>
本發明第五實施例的取像鏡頭組示意圖請參閱第5A圖，第五實施例之像差曲線請參閱第5B圖。第五實施例之取像鏡頭組主要由三片透鏡、光圈(500)及紅外線濾除濾光片(560)所構成的取像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一光圈(500)；一具正屈折力之第一透鏡(510)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(511)為凹面、其像側光學面(512)為凸面，其第一透鏡(510)之物側光學面(511)及像側光學面(512)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(520)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(521)為凹面、其像側光學面(522)為凸面，其第二透鏡(520)之物側光學面(521)及像側光學面(522)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(530)，為塑膠材質製造之雙凸透鏡，其第三透鏡(530)之物側光學面(531)與像側光學面(532)皆為非球面且至少一光學面設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(560)，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；經 由該三片透鏡、光圈(500)及紅外線濾除濾光片(560)之組合，可將被攝物在成像面(570)上成像。
本實施例的光學數據如上表十三所示，其中，第一透鏡(510)至第三透鏡(530)之物側光學面與像側光學面均使用式(11)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表十四所示：表十四、本實施例的非球面係數
參見表十三及第5B圖，本實施例取像鏡頭組中，取像鏡頭組的焦距為f=4.24(毫米)，構成的整體取像鏡頭組的光圈值Fno=3.02，最大場視角的一半HFOV=37.9°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表十五，相關符號如前所述，此不再贅述：表十五、本實施例滿足相關關係式之數據
由表十三之光學數據及由第5B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之取像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第六實施例>
本發明第六實施例的取像鏡頭組示意圖請參閱第6A圖，第六實施例之像差曲線請參閱第6B圖。第六實施例之取像鏡頭組主要由三片透鏡、光圈(600)及紅外線濾除濾光片(660)所構成的取像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一光圈(600)；一具正屈折力之第一透鏡(610)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(611)為凹面、其像側光學面(612)為凸面，其第一透鏡(610)之物側光學面(611)及像側光學面(612)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(620)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(621)為凹面、其像側光學面(622)為凸面，其第二透鏡(620)之物側光學面(621)及像側光學面(622)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(630)，為塑膠材質製造之雙凸透鏡，其第三透鏡(630)之物側光學面(631)與像側光學面(632)皆為非球面且至少一光學面設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(660)，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段； 經由該三片透鏡、光圈(600)及紅外線濾除濾光片(660)之組合，可將被攝物在成像面(670)上成像。
本實施例的光學數據如上表十六所示，其中，第一透鏡(610)至第三透鏡(630)之物側光學面與像側光學面均使用式(11)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表十七所示：表十七、本實施例的非球面係數
參見表十六及第6B圖，本實施例取像鏡頭組中，取像鏡頭組的焦距為f=4.24(毫米)，構成的整體取像鏡頭組的光圈值Fno=3.10，最大場視角的一半HFOV=37.2°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表十八，相關符號如前所述，此不再贅述：表十八、本實施例滿足相關關係式之數據
由表十六之光學數據及由第6B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之取像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第七實施例>
本發明第七實施例的取像鏡頭組示意圖請參閱第7A圖，第七實施例之像差曲線請參閱第7B圖。第七實施例之取像鏡頭組主要由三片透鏡、光圈(700)及紅外線濾除濾光片(760)所構成的取像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一光圈(700)；一具正屈折力之第一透鏡(710)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(711)為凹面、其像側光學面(712)為凸面，其第一透鏡(710)之物側光學面(711)及像側光學面(712)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(720)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(721)為凹面、其像側光學面(722)為凸面，其第二透鏡(720)之物側光學面(721)及像側光學面(722)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(730)，為塑膠材質製造之雙凸透鏡，其第三透鏡(730)之物側光學面(731)與像側光學面(732)皆為非球面且至少一光學面設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(760)，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；經 由該三片透鏡、光圈(700)及紅外線濾除濾光片(760)之組合，可將被攝物在成像面(770)上成像。
本實施例的光學數據如上表十九所示，其中，第一透鏡(710)至第三透鏡(730)之物側光學面與像側光學面均使用式(11)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表二十所示：表二十、本實施例的非球面係數
參見表十九及第7B圖，本實施例取像鏡頭組中，取像鏡頭組的焦距為f=3.90(毫米)，構成的整體取像鏡頭組的光圈值Fno=2.80，最大場視角的一半HFOV=39.9°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表二十一，相關符號如前所述，此不再贅述：表二十一、本實施例滿足相關關係式之數據
由表十九之光學數據及由第7B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之取像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
本發明取像鏡頭組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加該取像鏡頭組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，可於透鏡光學面上設置非球面，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取像鏡頭組的總長度。
本發明取像鏡頭組中，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。
本發明取像鏡頭組中，可設置有至少一孔徑光欄，如耀光光欄(Glare Stop)或視場光欄(Field Stop)等，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
表一至表二十一所示為本發明取像鏡頭組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具體實驗所得，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及圖式中所說明僅做為例示性，非用以限制本發明的申請專利範園。
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
111‧‧‧第一透鏡之物側光學面
112‧‧‧第一透鏡之像側光學面
120‧‧‧第二透鏡
121‧‧‧第二透鏡之物側光學面
122‧‧‧第二透鏡之像側光學面
130‧‧‧第三透鏡
131‧‧‧第三透鏡之物側光學面
132‧‧‧第三透鏡之像側光學面
160‧‧‧紅外線濾除濾光片
170‧‧‧成像面
180‧‧‧影像感測元件

Claims (20)

  1. 一種取像鏡頭組，該取像鏡頭組中具屈折力透鏡數為三枚，其沿著光軸排列由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側光學面於近軸處為凹面、其像側光學面於近軸處為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側光學面於近軸處為凹面、其像側光學面於近軸處為凸面；以及一具正屈折力的第三透鏡，其物側光學面於近軸處為凸面、其像側光學面於近軸處為凸面；其中，另包含一光圈，其設置於該第一透鏡之前，該取像鏡頭組之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，滿足下列關係式：0<f/f1<1.9。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之取像鏡頭組，其中，該第二透鏡與該第三透鏡係由塑膠材料所製成；該第二透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面；該第三透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面且至少有一光學面設置有至少一個反曲點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之取像鏡頭組，其中，該光圈至該取像鏡頭組之一成像面於光軸上的距離為SL，該第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離為TTL，滿足下列關係式：90<SL/TTL<1.20。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之取像鏡頭組，其中，該取像鏡頭組之 焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，進一步地滿足下列關係式：2<f/f1<1.6。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之取像鏡頭組，其中，該第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R3，該第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R4，滿足下列關係式：3<| R3/R4 |<0.8。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之取像鏡頭組，其中，該第一透鏡之色散係數為v1，該第二透鏡之色散係數為v2，滿足下列關係式：24<v1-v2<40。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之取像鏡頭組，其中，該第三透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R5，該第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R6，滿足下列關係式：7<R5/R6<0。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之取像鏡頭組，其中，該第二透鏡之焦距為f2，該第三透鏡之焦距為f3，滿足下列關係式：6<| f2 |/f3<0.9。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之取像鏡頭組，其中，該第二透鏡在光軸上的厚度為CT2，該取像鏡頭組之焦距為f，滿足下列關係式：03<CT2/f<0.13。
  10. 一種取像鏡頭組，該取像鏡頭組中具屈折力透鏡數為三枚，其沿著光軸排列由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側光學面於近軸處為凹面、其像側光學面於近軸處為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其係由塑膠材料所製成，其物側光學面於近軸處為凹面，其像側光學面於近軸處為凸面，該第二透鏡 之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面；以及一具正屈折力的第三透鏡，其係由塑膠材料所製成，其物側光學面於近軸處為凸面、其像側光學面於近軸處為凸面，該第三透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面且至少有一光學面設置有至少一個反曲點；其中，另包含一光圈，其設置於該第一透鏡之前，該第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R3，該第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R4，該第三透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R5，該第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R6，滿足下列關係式：| R3/R4 |<1.3 7<R5/R6<0。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之取像鏡頭組，其中，在光軸上該第一透鏡之像側光學面至該第二透鏡之物側光學面的距離為T12，該取像鏡頭組之焦距為f，滿足下列關係式：15<T12/f<0.30。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之取像鏡頭組，其中，該取像鏡頭組之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，係滿足下列關係式：2<f/f1<1.6。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之取像鏡頭組，其中，該第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R3，該第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R4，滿足下列關係式：3<| R3/R4 |<0.8。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之取像鏡頭組，其中，該第二透鏡在光軸上的厚度為CT2，該取像鏡頭組之焦距為f，滿足下列關係式 ：03<CT2/f<0.13。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之取像鏡頭組，其中，該第一透鏡之色散係數為v1，該第二透鏡之色散係數為v2，滿足下列關係式：24<v1-v2<40。
  16. 一種取像鏡頭組，該取像鏡頭組中具屈折力透鏡數為三枚，其沿著光軸排列由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側光學面於近軸處為凹面、其像側光學面於近軸處為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，係由塑膠材質所製成之透鏡，其物側光學面於近軸處為凹面、其像側光學面於近軸處為凸面，其第二透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面；以及一具正屈折力的第三透鏡，係由塑膠材質所製成之透鏡，其物側光學面於近軸處為凸面、其像側光學面於近軸處為凸面，其第三透鏡之物側光學面與像側光學面，至少有一光學面為非球面且至少有一光學面設置有至少一個反曲點；其中，另包含一光圈，其設置於該第一透鏡之前，該第三透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R5，該第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R6，滿足下列關係式：7<R5/R6<0。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之取像鏡頭組，其中，該取像鏡頭組之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，進一步地滿足下列關係式： 0<f/f1<1.9。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之取像鏡頭組，其中，該第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R3，該第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R4，滿足下列關係式：3<| R3/R4 |<0.8。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之取像鏡頭組，其中，該第一透鏡之色散係數為v1，該第二透鏡之色散係數為v2，滿足下列關係式：24<v1-v2<40。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之取像鏡頭組，其中，該光圈至該取像鏡頭組之一成像面於光軸上的距離為SL，該第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離為TTL，滿足下列關係式：90<SL/TTL<1.20。
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