CN102608730B - 摄像用光学透镜组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像用光学透镜组，其由物侧至像侧依序包括沿着光轴排列的：具有负屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；具有正屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凸面；具有正屈折力的第三透镜，其物侧光学面为凸面，至少有一光学面为非球面且至少有一光学面设置至少一个反曲点；摄像用光学透镜组还可包括光圈；满足特定关系式0.75＜SL/TTL＜1.1等，其中SL为光圈至成像面在光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面在光轴上的距离。藉此，本发明除具有良好的像差修正外，更具有较大的场视角及较短的全长，可应用于摄像使用的镜头模块。

Description

摄像用光学透镜组

技术领域

本发明涉及一种摄像用光学透镜组，特别是涉及一种由三个透镜构成的广域场视角的光学透镜组，以应用于电子产品上。

背景技术

在数位相机(Digital Still Camera)、移动电话镜头(Mobile Phone Camera)小型电子设备上常装设有光学透镜组，用以对物体进行摄像，光学透镜组发展的主要趋势为朝向小型化、低成本，但同时也希望能达到具有良好的像差修正能力，具有高分辨率、高成像质量的光学透镜组。

在小型电子产品的光学透镜组，公知的有二镜片式、三镜片式、四镜片式及五镜片式以上的不同设计，四镜片式及五镜片式光学透镜组虽然在像差修正、光学传递函数MTF(Modulation Transfer Function)性能上较具优势的，但其成本较高，而二镜片光学透镜组则较难达到高分辨率的要求；因此，三镜片式的光学透镜组常为优先考虑的设计，如美国专利US7,468,847、US7,423,817、US7,679,841，日本专利JP2008139853、WIPO专利WO2010026689等。

近年来，在网络摄像机(Web Cam)或广域视角的光学透镜组也持续受到重视，车载或监视用的摄影需求益加迫切。广角的固定焦距光学镜头，有许多不同的设计，在三镜片式的广角小型光学透镜组，公知技术以不同的正或负屈折力组合，如美国专利公开号US2009/080089、US2010/157443、US2010/231686、US7,301,808等，主要采用正屈折力、负屈折力与正屈折力的组合设计，但为达高成像质量的目的上，光学透镜组的全长难以缩短。美国专利公开号US2006171042则采用负屈折力、正屈折力与正屈折力的组合设计，但其场视角相对较大，光学透镜组的全长也难以缩短。为达高质量光学透镜组的要求，应有更佳的设计以对像差进行良好的补偿，且可限制光学透镜组的全长，以应用于小型电子设备使用。为此，本发明提出更具实用性的设计，利用三个透镜的屈折力、凸面与凹面的组合，除具有高质量的成像能力之外，也能提高场视角、缩短全长，以应用于电子产品上。

发明内容

本发明主要目的是提供一种摄像用光学透镜组，包括：第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜由物侧至像侧沿着光轴依次排列；还包括光圈；其中，第一透镜具有负的屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第二透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凸面；第三透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面至少有一光学面为非球面，且至少有一光学面设置至少一个反曲点，并满足下列关系式：

-1.8＜R₄/f₂＜-0.3    (1)

0.0＜R₁/R₃＜0.9      (2)

0.75＜SL/TTL＜1.1    (3)

0.45＜f/f₃＜1.2      (4)

其中，R₁为第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R₃为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R₄为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，SL为光圈至摄像用光学透镜组的成像面在光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面在光轴上的距离，f为摄像用光学透镜组的焦距，f₂为第二透镜的焦距，f₃为第三透镜的焦距。

另一方面，本发明提供一种摄像用光学透镜组，如前所述，其中，第三透镜可由塑料材料所制成，并满足下列关系式之一或其组合：

-1.2＜f/f₁＜-0.5            (5)

-0.5＜(R₃+R₄)/(R₃-R₄)＜1.0  (6)

-1.0＜R₅/R₄＜-0.3           (7)

3.3＜CT₂/T₂₃＜9.0           (8)

0.7＜CT₁/T₁₂＜1.8           (9)

较佳地，0.8＜SL/TTL＜1.0    (10)

60＜HFOV＜75                (11)

其中，f为摄像用光学透镜组的焦距，f₁为第一透镜的焦距，R₃为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R₄为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R₅为第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，CT₁为第一透镜在光轴上的厚度，CT₂为第二透镜在光轴上的厚度，T₁₂为第一透镜的像侧光学面至第二透镜的物侧光学面在光轴上的距离，T₂₃为第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面在光轴上的距离，SL为光圈至摄像用光学透镜组的成像面在光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面于光轴上的距离，HFOV为最大场视角的一半(单位为度(deg))。

本发明另一个主要目的为提供一种摄像用光学透镜组，由物侧至像侧依序包括沿着光轴排列的：第一透镜、第二透镜及第三透镜；还包含光圈；其中，第一透镜具有负的屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第二透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凸面；第三透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面至少有一光学面为非球面，且至少有一光学面设置至少一个反曲点，并满足下列关系式：

0.9＜f₃/f₂₃＜3.0     (12)

0.0＜R₁/R₃＜0.9      (2)

0.75＜SL/TTL＜1.1    (3)

0.45＜f/f₃＜1.2      (4)

其中，R₁为第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R₃为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，SL为光圈至摄像用光学透镜组的成像面在光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面在光轴上的距离，f为摄像用光学透镜组的焦距，f₂₃为第二透镜与第三透镜的组合焦距，f₃为第三透镜的焦距。

另一方面，本发明提供一种摄像用光学透镜组，如前所述，其中，第二透镜的物侧光学面与像侧光学面中至少有一光学面为非球面；第二透镜与第三透镜均由塑料材料所制成，并满足下列关系式之一或其组合：

3.3＜CT₂/T₂₃＜9.0   (8)

0.8＜SL/TTL＜1.0    (10)

60＜HFOV＜75        (11)

其中，CT₂为第二透镜在光轴上的厚度，T₂₃为第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面在光轴上的距离，SL为光圈至摄像用光学透镜组的成像面在光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面在光轴上的距离，HFOV为最大场视角的一半(单位为度(deg))。

再一方面，本发明提供一种摄像用光学透镜组，包含：第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜由物侧至像侧沿着光轴依次排列；另包含光圈；其中，第一透镜具有负的屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第二透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凸面；第三透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面至少有一光学面为非球面，且至少有一光学面设置至少一个反曲点；除满足式(2)、式(3)、式(4)及式(12)外，进一步满足下列关系式之一或其组合：

0.7＜CT₁/T₁₂＜1.8            (9)

-1.1＜R₄/f₂＜-0.4            (13)

-0.5＜(R₃+R₄)/(R₃-R₄)＜1.0   (6)

-1.0＜R₅/R₄＜-0.3            (7)

其中，CT₁为第一透镜在光轴上的厚度，T₁₂为第一透镜的像侧光学面至第二透镜的物侧光学面在光轴上的距离，R₃为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R₄为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R₅为第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，f₂为第二透镜的焦距。

本发明藉由上述的第一透镜、第二透镜与第三透镜，在光轴上以适当的间距组合配置，可在较大的场视角下，具有良好的像差修正与具有优势的光学传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。

本发明摄像用光学透镜组中，第一透镜采用具负屈折力的透镜可增大场视角，第一透镜与正屈折力的第二透镜组合后，可增大成像的幅度以提高摄像用光学透镜组的解像力；第三透镜采用正屈折力的透镜，可有效对第一透镜与第二透镜所产生的像差做补正，使整体摄像用光学透镜组像差与畸变能符合高分辨率的要求。

又本发明摄像用光学透镜组中，光圈的配置，可将光学透镜组的出射瞳(exit pupil)与成像面产生较长的距离，影像可采取直接入射的方式由影像感测组件所接收，除避免暗角发生外，如此即为像侧的远心(telecentric)效果；通常远心效果可提高成像面的亮度，可增加影像感测组件的CCD或CMOS接收影像的效率。

若在第三透镜设置有反曲点，可引导射出第三透镜边缘的影像光线的角度，使离轴视场的影像光线的角度引导至影像感测组件，由影像感测组件所接收。另第二透镜的像侧光学面设为凸面，经与凸面在物侧的第三透镜组合，可有效提高光学透镜组的幅度，并缩短摄像用光学透镜组的全长，以应用于小型电子设备。

附图说明

图1A是本发明第一实施例的光学透镜组示意图；

图1B是本发明第一实施例的像差曲线图；

图2A是本发明第二实施例的光学透镜组示意图；

图2B是本发明第二实施例的像差曲线图；

图3A是本发明第三实施例的光学透镜组示意图；

图3B是本发明第三实施例的像差曲线图；

图4A是本发明第四实施例的光学透镜组示意图；

图4B是本发明第四实施例的像差曲线图；

图5A是本发明第五实施例的光学透镜组示意图；

图5B是本发明第五实施例的像差曲线图；

图6是表一，为本发明第一实施例的光学数据；

图7是表二，为本发明第一实施例的非球面数据；

图8是表三，为本发明第二实施例的光学数据；

图9是表四，为本发明第二实施例的非球面数据；

图10是表五，为本发明第三实施例的光学数据；

图11是表六，为本发明第三实施例的非球面数据；

图12是表七，为本发明第四实施例的光学数据；

图13是表八，为本发明第四实施例的非球面数据；

图14是表九，为本发明第五实施例的光学数据；

图15是表十，为本发明第五实施例的非球面数据；以及

图16是表十一，为本发明第一至五实施例的相关关系式的数据资料。

【主要组件符号说明】

101、201、301、401、501：光圈；

102、202、302、402、502：孔径光阑；

110、210、310、410、510：第一透镜；

111、211、311、411、511：第一透镜的物侧光学面；

112、212、312、412、512：第一透镜的像侧光学面；

120、220、320、420、520：第二透镜；

121、221、321、421、521：第二透镜的物侧光学面；

122、222、322、422、522：第二透镜的像侧光学面；

130、230、330、430、530：第三透镜；

131、231、331、431、531：第三透镜的物侧光学面；

132、232、332、432、532：第三透镜的像侧光学面；

161、261、361、461、561：红外线滤除滤光片；

162、262、362、462、562：保护玻璃；

170、270、370、470、570：成像面；

CT₁：第一透镜在光轴上的厚度；

CT₂：第二透镜在光轴上的厚度；

f：摄像用光学透镜组的焦距；

f₁：第一透镜的焦距；

f₂：第二透镜的焦距；

f₃：第三透镜的焦距；

f₂₃：第二透镜与第三透镜的组合焦距；

R₁：第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径；

R₃：第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径；

R₄：第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径；

R₅：第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径；

SL：光圈至成像面在光轴上的距离；

TTL：第一透镜的物侧光学面至成像面在光轴上的距离；

T₁₂：第一透镜的像侧光学面至第二透镜的物侧光学面在光轴上的距离；

T₂₃：第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面在光轴上的距离；

Fno：光圈值；以及

HFOV：最大场视角的一半。

具体实施方式

本发明提供一种摄像用光学透镜组，请参阅第1A图，摄像用光学透镜组由物侧至像侧依序包括沿着光轴排列的：第一透镜110、光圈101、第二透镜120、孔径光阑102、第三透镜130、红外线滤除滤光片161及保护玻璃162；其中，第一透镜110具有负的屈折力，其物侧光学面111为凸面、其像侧光学面112为凹面，其物侧光学面111及像侧光学面112可由非球面或球面构成；第二透镜120具有正屈折力，其物侧光学面121为凸面、其像侧光学面122为凸面，其物侧光学面121及像侧光学面122可由非球面或球面构成；第三透镜130具有正屈折力，其物侧光学面131为凸面，其物侧光学面131及像侧光学面132中至少有一光学面为非球面，且至少有一光学面设有至少一个反曲点；其中，光圈101设置于第一透镜110与第二透镜120之间、孔径光阑102设置于第二透镜120与第三透镜130之间，以减少杂散光，有助于提升影像质量。第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的非球面光学面，其非球面的方程式(Aspherical Surface Formula)由式(14)所构成，

$X\left(Y\right)=\frac{(Y^2/R)}{1+\sqrt{(1-(1+K){(Y/R)}^2)}}+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\left(A_i\right)\·\left(Y^i\right)---\left(14\right)$

其中，

X：非球面上距离光轴为Y的点与相切于非球面光轴上的顶点的切面的相对高度；

Y：非球面曲线上的点与光轴的距离；

R：光学面在近轴上的曲率半径；

K：锥面系数；以及

A_i：第i阶非球面系数。

在本发明摄像用光学透镜组中，第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质可为玻璃或塑料，光学面可设置球面或非球面，若使用非球面的光学面，则可藉由光学面的曲率半径改变其屈折力，用以消减像差，进而缩减摄像用光学透镜组透镜使用的数目，可以有效降低摄像用光学透镜组的总长度。由此，本发明的摄像用光学透镜组藉由前述的第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130配置，满足第一组关系式：式(1)、式(2)及式(4)；当限制第三透镜130至少有一光学面设有至少一反曲点，且第三透镜130由塑料材质制成时，则可由第三透镜130的反曲点所形成的面型变化，改变第三透镜130的屈折力，可将被摄物的影像光线进行屈折，进以缩短摄像用光学透镜组的全长，满足式(3)或进一步满足式(10)的条件。进一步，若满足式(11)时，可使摄像用光学透镜组具有较大的场视角，可应用于较大广角的需求。

又本发明摄像用光学透镜组中，当限制第一透镜110的焦距f₁与摄像用光学透镜组的焦距f之比值(式(5))时，或限制第二透镜120的焦距f₂分别与第一透镜110与第二透镜120的组合焦距f₂₃(式(12))时，可调配第一透镜110与第二透镜120的屈折力，有助于像差修正与缩短全长。当限制式(6)时，使第二透镜120的物侧光学面121与像侧光学面122之间的面型与曲率变化不致于过大，减少制作的困难以节省成本。当限制式(7)时，使第二透镜120的像侧光学面122与第三透镜130的物侧光学面131的曲率半径比值适当，有助于适当配置第二透镜120与第三透镜130的屈折力。当满足式(8)或式(9)时，限制光线在介质中的行进长度(第二透镜120在光轴上的厚度CT₂)与空气间行进长度(第二透镜120与第三透镜130的间距)，或限制光线在介质中的行进长度(第一透镜110在光轴上的厚度CT₁)与空气间行进长度(第一透镜110与第二透镜120的间距)，将有助于成像的形成并可缩短摄像用光学透镜组的全长。

本发明摄像用光学透镜组将藉由以下具体实施例配合图式予以详细说明。

<第一实施例>

本发明第一实施例的光学系统示意图请参阅图1A，第一实施例的像差曲线请参阅图1B。第一实施例的摄像用光学透镜组是主要由三片透镜、光圈101、孔径光阑102、红外线滤除滤光片161及保护玻璃162所构成的光学透镜组；在光轴上，由物侧至像侧依序包含：具有负屈折力的第一透镜110，在本实施例第一透镜110为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面111为凸面、其像侧光学面112为凹面，其物侧光学面111及像侧光学面112皆为非球面；光圈101；具有正屈折力的第二透镜120，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面121为凸面、其像侧光学面122为凸面，其物侧光学面121及像侧光学面122皆为非球面；孔径光阑102；具有正屈折力的第三透镜130，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面131为凸面、其像侧光学面132为凹面，其物侧光学面131与像侧光学面132皆为非球面，其物侧光学面131与像侧光学面132中至少一光学面设有至少有一反曲点；玻璃材质制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)161，为平板玻璃用以调整成像的光线波长区段；玻璃材质制成的保护玻璃(Cover Glass)162；经由三片透镜、光圈101、孔径光阑102、红外线滤除滤光片161及保护玻璃162在光轴上以图6(即表一)的间距的组合，可将被摄物在成像面170上成像；各透镜使用的材料如图6(即表一)所示。

本实施例的光学数据如图6(即表一)所示，其中，第一透镜110的物侧光学面111、第一透镜110的像侧光学面112、第二透镜120的物侧光学面121、第二透镜120的像侧光学面122、第三透镜130的物侧光学面131与第三透镜130的像侧光学面132均使用式(14)的非球面方程式所构成，其非球面系数如图7(即表二)所示。

本第一实施例摄像用光学透镜组中，摄像用光学透镜组的焦距为f＝1.12(毫米)、光圈值Fno＝2.85、最大视角的一半为HFOV＝68.5(度)。

参见表一，在本实施例中，摄像用光学透镜组的第一透镜110在光轴上的厚度CT₁、第二透镜120在光轴上的厚度CT₂、第一透镜110的像侧光学面112至第二透镜120的物侧光学面121在光轴上的距离T₁₂、第二透镜120的像侧光学面122至第三透镜130的物侧光学面131在光轴上的距离T₂₃；光圈101至光学透镜组之成像面170在光轴上的距离SL、第一透镜110的物侧光学面111至成像面170在光轴上的距离TTL，其间的关系式如下：CT₂/T₂₃＝4.41、CT₁/T₁₂＝1.30、SL/TTL＝0.84。

在本实施例中，本发明的摄像用光学透镜组的焦距f、第一透镜110的焦距f₁，第三透镜130的焦距f₃，第二透镜120与第三透镜130的组合焦距f₂₃，其间的关系式如下：f/f₁＝-0.98、f/f₃＝0.74、f₃/f₂₃＝1.90。

又在本实施例中，第二透镜120的焦距f₂，第一透镜110的物侧光学面111的曲率半径R₁、第二透镜120的物侧光学面121的曲率半径R₃、第二透镜120的像侧光学面122的曲率半径R₄、第三透镜130的物侧光学面131的曲率半径R₅其间的关系式如下：R₄/f₂＝-0.98、R₁/R₃＝0.76、(R₃+R₄)/(R₃-R₄)＝0.03、R₅/R₄＝-0.54；相关关系式数据请参见图16(即表十一)。

由图6(即表一)的光学数据及由图1B的像差曲线图可知，藉由本发明的摄像用光学透镜组之本实施例，对球差(longitudinal spherical aberration)、像散(astigmatic field curving)与歪曲(distortion)有良好的补偿效果。

<第二实施例>

本发明第二实施例的光学系统示意图请参阅图2A，第二实施例的像差曲线请参阅图2B。第二实施例的摄像用光学透镜组主要由三片透镜、光圈201、孔径光阑202、红外线滤除滤光片261及保护玻璃262所构成的光学透镜组；在光轴上，由物侧至像侧依序包括：具有负屈折力的第一透镜210，在本实施例第一透镜210为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面211为凸面、其像侧光学面212为凹面，其物侧光学面211及像侧光学面212皆为非球面；光圈201；具有正屈折力的第二透镜220，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面221为凸面、其像侧光学面222为凸面，其物侧光学面221及像侧光学面222皆为非球面；孔径光阑202；具有正屈折力的第三透镜230，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面231为凸面、其像侧光学面232为凸面，其物侧光学面231与像侧光学面232皆为非球面，其物侧光学面231与像侧光学面232中至少一光学面设有至少一反曲点；玻璃材质制成的红外线滤除滤光片261，为平板玻璃，用以调整成像的光线波长区段；玻璃材质制成的保护玻璃262；经由所述三片透镜、光圈201、孔径光阑202、红外线滤除滤光片261及保护玻璃262在光轴上以图8(即表三)的间距的组合，可将被摄物在成像面270上成像；各透镜使用的材料如图8(即表三)所示。

本实施例的光学数据如图8(即表三)所示，其中，第一透镜210的物侧光学面211、第一透镜210的像侧光学面212、第二透镜220的物侧光学面221、第二透镜220的像侧光学面222、第三透镜230的物侧光学面231与第三透镜230的像侧光学面232均使用式(14)的非球面方程式所构成，其非球面系数如图9(即表四)所示。

本第二实施例摄像用光学透镜组中，摄像用光学透镜组的焦距为f＝0.83(毫米)、光圈值Fno＝2.70、最大视角的一半为HFOV＝67.4(度)。

参见表三，在本实施例中，摄像用光学透镜组的第一透镜210在光轴上的厚度CT₁、第二透镜220在光轴上的厚度CT₂、第一透镜210的像侧光学面212至第二透镜220的物侧光学面221在光轴上的距离T₁₂、第二透镜220的像侧光学面222至第三透镜230的物侧光学面231在光轴上的距离T₂₃；光圈201至光学透镜组的成像面270在光轴上的距离SL、第一透镜210的物侧光学面211至成像面270在光轴上的距离TTL，其间的关系式如下：CT₂/T₂₃＝7.73、CT₁/T₁₂＝0.97、SL/TTL＝0.83。

在本实施例中，本发明的摄像用光学透镜组的焦距f、第一透镜210的焦距f₁，第三透镜230的焦距f₃，第二透镜220与第三透镜230的组合焦距f₂₃，其间的关系式如下：f/f₁＝-0.86、f/f₃＝0.95、f₃/f₂₃＝1.19。

又在本实施例中，第二透镜220的焦距f₂，第一透镜210的物侧光学面211的曲率半径R₁、第二透镜220的物侧光学面221的曲率半径R₃、第二透镜220的像侧光学面222的曲率半径R₄、第三透镜230的物侧光学面231的曲率半径R₅之间的关系式如下：R₄/f₂＝-1.06、R₁/R₃＝0.31、(R₃+R₄)/(R₃-R₄)＝-0.03、R₅/R₄＝-0.19；相关关系式数据请参见图16(即表十一)。

由图8(即表三)的光学数据及由图2B的像差曲线图可知，藉由本发明的摄像用光学透镜组的本实施例，对于球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。

<第三实施例>

本发明第三实施例的光学系统示意图请参阅图3A，第三实施例的像差曲线请参阅图3B。第三实施例的摄像用光学透镜组是主要由三片透镜、光圈301、孔径光阑302、红外线滤除滤光片361及保护玻璃362所构成的光学透镜组；在光轴上，由物侧至像侧依序包括：具有负屈折力的第一透镜310，在本实施例第一透镜310为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面311为凸面、其像侧光学面312为凹面，其物侧光学面311及像侧光学面312皆为非球面；光圈301；具有正屈折力的第二透镜320，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面321为凸面、其像侧光学面322为凸面，其物侧光学面321及像侧光学面322皆为非球面；孔径光阑302；具有正屈折力的第三透镜330，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面331为凸面、其像侧光学面332为凸面，其物侧光学面331及像侧光学面332皆为非球面，其物侧光学面331与像侧光学面332中至少一光学面设有至少一反曲点；玻璃材质制成的红外线滤除滤光片361，为平板玻璃，用以调整成像的光线波长区段；玻璃材质制成的保护玻璃362；经由所述三片透镜、光圈301、孔径光阑302、红外线滤除滤光片361及保护玻璃362在光轴上以图10(即表五)的间距的组合，可将被摄物在成像面370上成像；各透镜使用的材料如图10(即表五)所示。

本实施例的光学数据如图10(即表五)所示，其中，第一透镜310的物侧光学面311、第一透镜310的像侧光学面312、第二透镜320的物侧光学面321、第二透镜320的像侧光学面322、第三透镜330的物侧光学面331与第三透镜330的像侧光学面332均使用式(14)的非球面方程式所构成，其非球面系数如图11(即表六)所示。

本第三实施例摄像用光学透镜组中，摄像用光学透镜组的焦距为f＝1.05(毫米)、光圈值Fno＝2.60、最大视角的一半为HFOV＝68.0(度)。

参见表五，在本实施例中，摄像用光学透镜组的第一透镜310在光轴上的厚度CT₁、第二透镜320在光轴上的厚度CT₂、第一透镜310的像侧光学面312至第二透镜320的物侧光学面321在光轴上的距离T₁₂、第二透镜320的像侧光学面322至第三透镜330的物侧光学面331在光轴上的距离T₂₃；光圈301至光学透镜组的成像面370在光轴上的距离SL、第一透镜310的物侧光学面311至成像面370在光轴上的距离TTL，其间的关系式如下：CT₂/T₂₃＝8.45、CT₁/T₁₂＝0.93、SL/TTL＝0.82。

在本实施例中，本发明的摄像用光学透镜组的焦距f、第一透镜310的焦距f₁，第三透镜330的焦距f₃，第二透镜320与第三透镜330的组合焦距f₂₃，其间的关系式如下：f/f₁＝-0.72、f/f₃＝0.71、f₃/f₂₃＝1.85。

又在本实施例中，第二透镜320的焦距f₂，第一透镜310的物侧光学面311的曲率半径R₁、第二透镜320的物侧光学面321的曲率半径R₃、第二透镜320的像侧光学面322的曲率半径R₄、第三透镜330的物侧光学面331的曲率半径R₅之间的关系式如下：R₄/f₂＝-0.66、R₁/R₃＝0.16、(R₃+R₄)/(R₃-R₄)＝0.58、R₅/R₄＝-0.87；相关关系式数据请参见图16(即表十一)。

由图10(即表五)的光学数据及由图3B的像差曲线图可知，藉由本发明的摄像用光学透镜组的本实施例，对于球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。

<第四实施例>

本发明第四实施例的光学系统示意图请参阅图4A，第四实施例的像差曲线请参阅图4B。第四实施例的摄像用光学透镜组是主要由三片透镜、光圈401、孔径光阑402、红外线滤除滤光片461及保护玻璃462所构成的光学透镜组；在光轴上，由物侧至像侧依序包括：具有负屈折力的第一透镜410，在本实施例第一透镜410为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面411为凸面、其像侧光学面412为凹面，其物侧光学面411及像侧光学面412皆为非球面；光圈401；具有正屈折力的第二透镜420，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面421为凸面、其像侧光学面422为凸面，其物侧光学面421及像侧光学面422皆为非球面；孔径光阑402；具有正屈折力的第三透镜430，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面431为凸面、其像侧光学面432为凸面，其物侧光学面431与像侧光学面432皆为非球面，其物侧光学面431与像侧光学面432中至少一光学面设有至少一反曲点；玻璃材质制成的红外线滤除滤光片461，为平板玻璃，用以调整成像的光线波长区段；玻璃材质制成的保护玻璃462；经由所述三片透镜、光圈401、孔径光阑402、红外线滤除滤光片461及保护玻璃462在光轴上以图12(即表七)的间距的组合，可将被摄物在成像面470上成像；各透镜使用的材料如图12(即表七)所示。

本实施例的光学数据如图12(即表七)所示，其中，第一透镜410的物侧光学面411、第一透镜410的像侧光学面412、第二透镜420的物侧光学面421、第二透镜420的像侧光学面422、第三透镜430的物侧光学面431与第三透镜430的像侧光学面432均使用式(14)的非球面方程式所构成，其非球面系数如图13(即表八)所示。

本第四实施例摄像用光学透镜组中，摄像用光学透镜组的焦距为f＝0.84(毫米)、光圈值Fno＝2.65、最大视角的一半为HFOV＝70.2(度)。

参见表七，在本实施例中，摄像用光学透镜组的第一透镜410在光轴上的厚度CT₁、第二透镜420在光轴上的厚度CT₂、第一透镜410的像侧光学面412至第二透镜420的物侧光学面421在光轴上的距离T₁₂、第二透镜420的像侧光学面422至第三透镜430的物侧光学面431在光轴上的距离T₂₃；光圈401至光学透镜组的成像面470在光轴上的距离SL、第一透镜410的物侧光学面411至成像面470在光轴上的距离TTL，其间的关系式如下：CT₂/T₂₃＝7.53、CT₁/T₁₂＝1.51、SL/TTL＝0.85。

在本实施例中，本发明的摄像用光学透镜组的焦距f、第一透镜410的焦距f₁，第三透镜430的焦距f₃，第二透镜420与第三透镜430的组合焦距f₂₃，其间的关系式如下：f/f₁＝-0.97、f/f₃＝0.84、f₃/f₂₃＝1.42。

又在本实施例中，第二透镜420的焦距f₂，第一透镜410的物侧光学面411的曲率半径R₁、第二透镜420的物侧光学面421的曲率半径R₃、第二透镜420的像侧光学面422的曲率半径R₄、第三透镜430的物侧光学面431的曲率半径R₅之间的关系式如下：R₄/f₂＝-0.63、R₁/R₃＝0.31、(R₃+R₄)/(R₃-R₄)＝0.62、R₅/R₄＝-0.51；相关关系式数据请参见图16(即表十一)。

由图12(即表七)的光学数据及由图4B的像差曲线图可知，藉由本发明的摄像用光学透镜组的本实施例，对于球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。

<第五实施例>

本发明第五实施例的光学系统示意图请参阅图5A，第五实施例的像差曲线请参阅图5B。第五实施例的摄像用光学透镜组是主要由三片透镜、光圈501、孔径光阑502、红外线滤除滤光片561及保护玻璃562所构成的光学透镜组；在光轴上，由物侧至像侧依序包括：具有负屈折力的第一透镜510，在本实施例第一透镜510为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面511为凸面、其像侧光学面512为凹面，其物侧光学面511及像侧光学面512皆为非球面；光圈501；具有正屈折力的第二透镜520，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面521为凸面、其像侧光学面522为凸面，其物侧光学面521及像侧光学面522皆为非球面；孔径光阑502；具有正屈折力的第三透镜530，为塑料材质制造的透镜，其物侧光学面531为凸面、其像侧光学面532为凹面，其物侧光学面531与像侧光学面532皆为非球面，其物侧光学面531与像侧光学面532中至少一光学面设有至少一反曲点；玻璃材质制成的红外线滤除滤光片561，为平板玻璃，用以调整成像的光线波长区段；玻璃材质制成的保护玻璃562；经由所述三片透镜、光圈501、孔径光阑502、红外线滤除滤光片561及保护玻璃562在光轴上以图14(即表九)的间距的组合，可将被摄物在成像面570上成像；各透镜使用的材料如图14(即表九)所示。

本实施例的光学数据如图14(即表九)所示，其中，第一透镜510的物侧光学面511、第一透镜510的像侧光学面512、第二透镜520的物侧光学面521、第二透镜520的像侧光学面522、第三透镜530的物侧光学面531与第三透镜530的像侧光学面532均使用式(14)的非球面方程式所构成，其非球面系数如图15(即表十)所示。

本第五实施例的摄像用光学透镜组中，摄像用光学透镜组的焦距为f＝0.93(毫米)、光圈值Fno＝2.60、最大视角的一半为HFOV＝68.2(度)。

参见表九，在本实施例中，摄像用光学透镜组的第一透镜510在光轴上的厚度CT₁、第二透镜520在光轴上的厚度CT₂、第一透镜510的像侧光学面512至第二透镜520的物侧光学面521在光轴上的距离T₁₂、第二透镜520的像侧光学面522至第三透镜530的物侧光学面531在光轴上的距离T₂₃；光圈501至光学透镜组的成像面570在光轴上的距离SL、第一透镜510的物侧光学面511至成像面570在光轴上的距离TTL，其间的关系式如下：CT₂/T₂₃＝4.33、CT₁/T₁₂＝1.40、SL/TTL＝0.85。

在本实施例中，本发明的摄像用光学透镜组的焦距f、第一透镜510的焦距f₁，第三透镜530的焦距f₃，第二透镜520与第三透镜530的组合焦距f₂₃，其间的关系式如下：f/f₁＝-0.93、f/f₃＝0.76、f₃/f₂₃＝1.71。

又在本实施例中，第二透镜520的焦距f₂，第一透镜510的物侧光学面511的曲率半径R₁、第二透镜520的物侧光学面521的曲率半径R₃、第二透镜520的像侧光学面522的曲率半径R₄、第三透镜530的物侧光学面531的曲率半径R₅之间的关系式如下：R₄/f₂＝-0.62、R₁/R₃＝0.39、(R₃+R₄)/(R₃-R₄)＝0.65、R₅/R₄＝-0.59；相关关系式数据请参见图16(即表十一)。

由图14(即表九)的光学数据及由图5B的像差曲线图可知，藉由本发明的摄像用光学透镜组的本实施例，对于球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。

本发明摄像用光学透镜组中，透镜的材质可为玻璃或塑料，若透镜的材质为玻璃，则可以增加摄像用光学透镜组屈折力配置的自由度，若透镜材质为塑料，则可以有效降低生产成本。此外，可在透镜光学面上设置非球面，可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变量，用以消减像差，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低本发明摄像用光学透镜组的总长度。

本发明摄像用光学透镜组中，若透镜表面为凸面，则表示透镜表面在近轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示透镜表面在近轴处为凹面。

本发明摄像用光学透镜组中，设置有至少一孔径光阑，如耀光光阑(GlareStop)或视场光阑(Field Stop)等，以减少杂散光，有助于提升影像质量。

表一至表十(分别对应第6图至第15图)所示为本发明摄像用光学透镜组实施例的不同数值变化表，然而本发明各个实施例的数值变化皆属具体实验所得，即使使用不同数值，相同结构的产品仍应属于本发明的保护范畴，故以上的说明所描述及图式中所说明仅做为例示性，非用以限制本发明的申请专利范围。

Claims (18)

1.一种摄像用光学透镜组，其特征在于，所述摄像用光学透镜组沿着光轴排列由物侧至像侧依序包括：

具有负屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；

具有正屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凸面；

具有正屈折力的第三透镜，其物侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面中至少有一光学面为非球面，且所述第三透镜的物侧光学面与像侧光学面中至少有一光学面设置至少一个反曲点；

其中，摄像用光学透镜组还包括光圈；

其中，所述第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₁，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₃，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R₄，所述光圈至所述摄像用光学透镜组的成像面在光轴上的距离为SL，所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面在光轴上的距离为TTL，所述摄像用光学透镜组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f₂，所述第三透镜的焦距为f₃，满足下列关系式：

-1.8<R₄/f₂<-0.3

0.0<R₁/R₃<0.9

0.75<SL/TTL<1.1

0.45<f/f₃<1.2。

2.如权利要求1所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第三透镜由塑料材料制成。

3.如权利要求2所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述摄像用光学透镜组的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f₁，满足下列关系式：

-1.2<f/f₁<-0.5。

4.如权利要求3所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₃，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R₄，满足下列关系式：

-0.5<(R₃+R₄)/(R₃-R₄)<1.0。

5.如权利要求3所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R₄，所述第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₅，满足下列关系式：

-1.0<R₅/R₄<-0.3。

6.如权利要求3所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜在光轴上的厚度为CT₂，所述第二透镜的像侧光学面至所述第三透镜的物侧光学面在光轴上的距离为T₂₃，满足下列关系式：

3.3<CT₂/T₂₃<9.0。

7.如权利要求3所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第一透镜在光轴上的厚度为CT₁，所述第一透镜的像侧光学面至所述第二透镜的物侧光学面在光轴上的距离为T₁₂，满足下列关系式：

0.7<CT₁/T₁₂<1.8。

8.如权利要求3所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述光圈至所述摄像用光学透镜组的所述成像面在光轴上的距离为SL，所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面在光轴上的距离为TTL，满足下列关系式：

0.8<SL/TTL<1.0。

9.如权利要求3所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，最大场视角的一半为HFOV，满足下列关系式：

60度<HFOV<75度。

10.一种摄像用光学透镜组，其特征在于，所述摄像用光学透镜组沿着光轴排列由物侧至像侧依序包括：

具有负屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；

具有正屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凸面；

具有正屈折力的第三透镜，其物侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面中至少有一光学面为非球面，且所述第三透镜的物侧光学面与像侧光学面中至少有一光学面设置至少一个反曲点；

其中，所述摄像用光学透镜组还包括光圈；

其中，所述第三透镜的焦距为f₃，所述第二透镜与所述第三透镜的组合焦距为f₂₃，所述第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₁，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₃，所述光圈至所述摄像用光学透镜组的成像面在光轴上的距离为SL，所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面在光轴上的距离为TTL，所述摄像用光学透镜组的焦距为f，满足下列关系式：

0.9<f₃/f₂₃<3.0

0.0<R₁/R₃<0.9

0.75<SL/TTL<1.1

0.45<f/f₃<1.2。

11.如权利要求10所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面与像侧光学面中至少有一光学面为非球面；所述第二透镜与所述第三透镜均由塑料材料制成。

12.如权利要求11所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜在光轴上的厚度为CT₂，所述第二透镜的像侧光学面至所述第三透镜的物侧光学面在光轴上的距离为T₂₃，满足下列关系式：

3.3<CT₂/T₂₃<9.0。

13.如权利要求12所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述光圈至所述摄像用光学透镜组的所述成像面在光轴上的距离为SL，所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面在光轴上的距离为TTL，进一步满足下列关系式：

0.8<SL/TTL<1.0。

14.如权利要求11所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，最大场视角的一半为HFOV，系满足下列关系式：

60度<HFOV<75度。

15.如权利要求10所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第一透镜在光轴上的厚度为CT₁，所述第一透镜的像侧光学面至所述第二透镜的物侧光学面在光轴上的距离为T₁₂，满足下列关系式：

0.7<CT₁/T₁₂<1.8。

16.如权利要求15所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R₄，所述第二透镜的焦距为f₂，满足下列关系式：

-1.1<R₄/f₂<-0.4。

17.如权利要求15所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₃，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R₄，满足下列关系式：

-0.5<(R₃+R₄)/(R₃-R₄)<1.0。

18.如权利要求15所述的摄像用光学透镜组，其特征在于，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R₄，所述第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R₅，满足下列关系式：

-1.0<R₅/R₄<-0.3。

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