CN111221101A - 镜片系统、投射装置、感测模组及电子装置 - Google Patents

镜片系统、投射装置、感测模组及电子装置 Download PDF

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CN111221101A CN201910015440.7A CN201910015440A CN111221101A CN 111221101 A CN111221101 A CN 111221101A CN 201910015440 A CN201910015440 A CN 201910015440A CN 111221101 A CN111221101 A CN 111221101A
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Abstract

本发明提供一种镜片系统、投射装置、感测模组及电子装置，其中该电子装置包含一镜片系统。镜片系统包含三片透镜，且三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜、一第二透镜及一第三透镜。第一透镜具正屈折力，第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，且第二透镜具负屈折力，第三透镜具正屈折力。当满足特定条件时，镜片系统可达到兼具微型化、高解析度、高照度及良好投射品质的特性，以应用于更广泛的产品中。

Description

镜片系统、投射装置、感测模组及电子装置
技术领域
本发明关于一种镜片系统及投射装置，特别是关于一种可应用于电子装置的镜片系统、投射装置和感测模组。
背景技术
随着摄影模组的应用愈来愈广泛，因应市场需求的镜头规格也更趋多元，一可感测三维立体资讯的镜头可在二维图像基础上增添景深讯息，提供精确度、真实度更高的使用者体验，搭配适当的光学元件及技术，可进一步提升三维感测的速度及解析度，其可应用于扩增实境、脸部辨识、虹膜辨识、手势识别、三维建模等的三维图像撷取中。
从前市面上对于人机互动的发展或图像的存取多局限于二维空间，然二维图像与双眼所见的真实图像仍有一定的差距，为使电子装置能够更让人身历其境，或为了增进生活的便利性，撷取并应用立体资讯将成为未来科技发展的重要趋势。其作动原理是将具特定特征的光源投射至物体，光线经物体不同深度的位置反射后，由另一镜头接收反射的光线，通过对反射后光线特征产生的变化进行运算，便可得到该物体各位置与镜头之间的距离，进而推断出该物的立体结构，或可藉由判断该物的动作所欲传达的讯息，完成进一步特定动作或任务。目前市面上关于立体图像撷取与互动的应用十分多元，可包含：人脸辨识系统、体感游戏机、扩增实境装置、行车辅助系统、各种智慧型电子产品、多镜头装置、穿戴式装置、数字相机、辨识系统、娱乐装置、运动装置与家庭智能辅助等电子装置中。
发明内容
本发明提供一种电子装置，其包含一镜片系统，该镜片系统包含三片透镜，该三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜、一第二透镜及一第三透镜；其中该第一透镜具正屈折力，且该第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，该第二透镜具负屈折力，该第三透镜具正屈折力，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，该第三透镜内侧表面与该镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为BL，该第一透镜外侧表面与该第三透镜内侧表面之间于该光轴上的距离为TD，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，该三片透镜的折射率中最大者为Nmax，该镜片系统的焦距为f，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式：
-2.80<(R1+R6)/(R1-R6)<7.50；
0<BL/TD<1.0；
5.0<Vdmin<25.0；
1.50<Nmax<1.73；及
4.50<|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<12.0。
本发明另提供一种电子装置，其包含一投射装置，该投射装置包含一镜片系统以及至少一光源，该镜片系统包含三片透镜，该三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜、一第二透镜及一第三透镜，其中该第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，该第二透镜内侧表面于近光轴处为凹面，相邻透镜间皆具有空气间距，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，该第三透镜内侧表面与该镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为BL，该第一透镜外侧表面与该第三透镜内侧表面之间于该光轴上的距离为TD，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，该三片透镜的折射率中最大者为Nmax，该镜片系统的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式：
-2.80<(R1+R6)/(R1-R6)<7.50；
0<BL/TD<1.0；
5.0<Vdmin<25.0；
1.50<Nmax<1.73；
2.50<|f/f2|+|f/f3|<10.0；及
-0.80<f/f3<5.0。
本发明另提供一种电子装置，其包含一投射装置，该投射装置包含一镜片系统以及至少一光源，该镜片系统包含三片透镜，该三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜、一第二透镜及一第三透镜，其中第一透镜具正屈折力，且该第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，该第三透镜具正屈折力，且该第三透镜内侧表面于近光轴处为凸面，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，该第三透镜内侧表面与该镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为BL，该第一透镜外侧表面与该第三透镜内侧表面之间于该光轴上的距离为TD，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，该三片透镜的折射率中最大者为Nmax，该第三透镜外侧面曲率半径为R5，满足下列关系式：
-1.0<(R1+R6)/(R1-R6)<1.0；
0<BL/TD<1.0；
5.0<Vdmin<25.0；
1.50<Nmax<1.73；及
0<(R5+R6)/(R5-R6)<5.0。
当(R1+R6)/(R1-R6)满足所述条件时，可协调镜片系统最外侧表面与最内侧表面间的面型，以优化聚光点的对称性。
当BL/TD满足所述条件时，控制镜片系统后焦及镜头长度的比值，可利于形成微型化结构，同时具备充足照度。
当Vdmin满足所述条件时，控制各透镜的材质配置，可有效修正镜片系统照度，增加能量穿透率，藉以提升聚光品质。
当Nmax满足所述条件时，适当配置镜片系统中各透镜的材质，可有效降低成本，并有助于微型化。
当|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|满足所述条件时，可利于提升透镜屈折力强度，以控制镜片系统总长，缩小装置体积。
当|f/f2|+|f/f3|满足所述条件时，可确保第二透镜与第三透镜具备足够的屈折力强度，以平衡镜片系统配置，使利于产品应用。
当f/f3满足所述条件时，可控制第三透镜屈折力强度，以平衡镜片系统配置，使利于产品应用。
当(R5+R6)/(R5-R6)满足所述条件时，使第三透镜的内侧表面具备较强的光线控制能力，以提升镜片系统对称性，降低敏感度。
藉由上述的镜片系统，藉由其适当的光学元件配置，可达到兼具微型化、高解析度、高照度及良好投射品质的特性，以应用于更广泛的产品。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的投射装置示意图；
图1B为本发明第一实施例的像差曲线图；
图2A为本发明第二实施例的投射装置示意图；
图2B为本发明第二实施例的像差曲线图；
图3A为本发明第三实施例的投射装置示意图；
图3B为本发明第三实施例的像差曲线图；
图4A为本发明第四实施例的投射装置示意图；
图4B为本发明第四实施例的像差曲线图；
图5A为本发明第五实施例的投射装置示意图；
图5B为本发明第五实施例的像差曲线图；
图6A为本发明第六实施例的投射装置示意图；
图6B为本发明第六实施例的像差曲线图；
图7为以本发明第一实施例的第二透镜为范例的参数Yc21示意图；
图8为显示本发明镜片系统可采用的嵌合结构示意图范例；
图9A为本发明第七实施例的感测模组的示意图；
图9B为本发明第七实施例感测模组的投射装置的另一实施态样；
图10A为本发明第八实施例的电子装置前视示意图；
图10B为本发明第八实施例的电子装置感测人脸表面的立体形状变化的示意图；
图11A为本发明另一实施例的电子装置前视示意图；
图11B为本发明另一实施例的电子装置后视示意图。
附图标记：
光圈 100、200、300、400、500、600
第一透镜 110、210、310、410、510、610
外侧表面 111、211、311、411、511、611
内侧表面 112、212、312、412、512、612
第二透镜 120、220、320、420、520、620
外侧表面 121、221、321、421、521、621
内侧表面 122、222、322、422、522、622
第三透镜 130、230、330、430、530、630
外侧表面 131、231、331、431、531、631
内侧表面 132、232、332、432、532、632
镜片系统内侧共轭表面 140、240、340、440、540、640
光源 145、245、345、445、545、645
绕射元件 150
保护玻璃 160
临界点 cp21
第一轴向组装面 S1
第二轴向组装面 S2
感测模组 10
接收装置 11
投射装置 12
成像镜头系统 11a
电子感光元件 11b
镜片系统 12a
感测物 O
电子装置 20
取像装置 21
图像信号处理器 22
显示装置 23
激光阵列 12b1
人脸立体结构 O”
镜片系统的焦距 f
镜片系统的光圈值 Fno
镜片系统中最大视角的一半 HFOV
三片透镜的阿贝数中最小者 Vdmin
三片透镜的折射率中最大者 Nmax
第一透镜于光轴上的厚度 CT1
第二透镜于光轴上的厚度 CT2
第三透镜于光轴上的厚度 CT3
第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离 T12
第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离 T23
第一透镜外侧面曲率半径 R1
第一透镜内侧面曲率半径 R2
第二透镜外侧面曲率半径 R3
第二透镜内侧面曲率半径 R4
第三透镜外侧面曲率半径 R5
第三透镜内侧面曲率半径 R6
第一透镜的焦距 f1
第二透镜的焦距 f2
第三透镜的焦距 f3
三片透镜外侧表面及内侧表面的最大有效半径中最大者 Ymax
第二透镜外侧表面于离轴处的临界点与光轴的垂直距离 Yc21
第一透镜外侧表面的最大有效半径 Y11
第三透镜内侧表面的最大有效半径 Y32
第一透镜外侧表面与镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离 TL
第三透镜内侧表面与镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离 BL
第一透镜外侧表面与第三透镜内侧表面之间于光轴上的距离 TD
具体实施方式
本发明提供一种镜片系统，该镜片系统包含三片透镜，该三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜、一第二透镜及一第三透镜。
第一透镜可具正屈折力，可强化镜片系统光路控制能力，以利于达成镜片系统微型化。第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，可强化第一透镜屈折力，并维持适当的光路角度。
第二透镜可具负屈折力，可平衡第一透镜的正屈折力，藉以降低镜片系统敏感度。第二透镜内侧表面于近光轴处可为凹面，使光线获得缓冲，可助于压制镜片系统的主光线角度。第二透镜外侧表面于近光轴处可为凸面，可有效修正镜片系统聚光能力，改善光路偏移量。
第三透镜可具正屈折力，可助于镜片系统内侧的共轭表面上的光线呈现远心(telecentric)，藉以提升镜片系统整体照度。第三透镜内侧表面于近光轴处可为凸面，可提升镜片系统对称性，强化光线的汇聚品质，进而提升产品的感测精确度。
三片透镜中至少一透镜表面可包含至少一反曲点，藉由设置具有反曲点的透镜表面，可修正离轴像差以减少镜片系统中所需的透镜数目，缩短系统总长，达到轻薄短小以应用于更多元的电子装置中。
三片透镜可皆各具有至少一非球面，且第二透镜可包含至少一临界点，藉由设置具有临界点的透镜表面，可强化镜片系统周边聚光能力，使周边辨识度与中心辨识度相当。
相邻透镜间可皆具有空气间距，可提升镜片系统中的自由度，以满足体积控制、聚焦能力提升等需求。
第一透镜外侧表面曲率半径为R1，第三透镜内侧表面曲率半径为R6，当镜片系统满足下列关系式：-2.80<(R1+R6)/(R1-R6)<7.50时，可协调系统最外侧表面与最内侧表面间的面型，以优化聚光点的对称性。此外，亦可满足：-1.0<(R1+R6)/(R1-R6)<1.0；亦可满足：-0.20<(R1+R6)/(R1-R6)<0.20；亦可满足：-0.10<(R1+R6)/(R1-R6)<0.10。
第三透镜内侧表面与镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为BL，第一透镜外侧表面与第三透镜内侧表面之间于光轴上的距离为TD，当镜片系统满足下列关系式：0<BL/TD<1.0时，可控制镜片系统后焦及长度的比值，可利于形成微型化结构，同时具备充足照度。此外，亦可满足：0<BL/TD<0.50；亦可满足：0<BL/TD<0.30。
三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，当镜片系统满足下列关系式：5.0<Vdmin<25.0时，可控制各透镜的材质配置，可有效修正镜片系统照度，增加能量穿透率，藉以提升聚光品质。此外，亦可满足：10.0<Vdmin<20.0。本发明中单一透镜的阿贝数Vd的定义，藉由下述公式算出：Vd＝(Nd-1)/(NF-NC)，其中Nd是该单一透镜于氦d线波长(587.6nm)下所量测的折射率，NF是该单一透镜于氢F线波长(486.1nm)下所量测的折射率，NC是该单一透镜于氢C线波长(656.3nm)下所量测的折射率。
三片透镜的折射率中最大者为Nmax，当镜片系统满足下列关系式：1.50<Nmax<1.73时，可适当配置镜片系统中各透镜的材质，可有效降低成本，并有助于微型化。此外，亦可满足：1.50<Nmax<1.70。
镜片系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，当镜片系统满足下列关系式：4.50<|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<12.0时，可利于提升镜片屈折力强度，以控制系统总长，缩小装置体积。此外，亦可满足：6.0<|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<12.0。
镜片系统的焦距为f，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，当镜片系统满足下列关系式：2.50<|f/f2|+|f/f3|<10.0时，可确保第二透镜与第三透镜具备足够的屈折力强度，以平衡镜片系统配置，使利于产品应用。此外，亦可满足：4.0<|f/f2|+|f/f3|<9.0。
镜片系统的焦距为f，第三透镜的焦距为f3，当镜片系统满足下列关系式：-0.80<f/f3<5.0时，可控制第三透镜屈折力强度，以平衡镜片系统配置，使利于产品应用。此外，亦可满足：-0.50<f/f3<3.50。
第三透镜外侧表面曲率半径为R5，第三透镜内侧表面曲率半径为R6，当镜片系统满足下列关系式：0<(R5+R6)/(R5-R6)<5.0时，可使第三透镜的内侧表面具备较强的光线控制能力，以提升镜片系统对称性，降低敏感度。此外，亦可满足：0.30<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0；亦可满足：0.70<(R5+R6)/(R5-R6)<2.20；亦可满足：1.0<(R5+R6)/(R5-R6)<1.80。
第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，当镜片系统满足下列关系式：|f2|<|f1|及|f2|<|f3|时，可使第二透镜具备较强的屈折能力，以提升镜片系统对称性，改善聚光品质。
第一透镜外侧表面的最大有效半径为Y11，第三透镜内侧表面的最大有效半径为Y32，当镜片系统满足下列关系式：0.85<Y11/Y32<1.50时，可调整镜片系统中最内侧的透镜表面及最外侧的透镜表面的有效半径大小比例，可有效提升镜片系统组装良率，同时维持光束强度。
第一透镜于光轴上的厚度为CT1，第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第三透镜于光轴上的厚度为CT3，当镜片系统满足下列关系式：1.0mm<CT1+CT2+CT3<2.50mm时，可控制透镜厚度，使同时满足良好制造性与镜片系统小型化，进而缩小装置体积。
第二透镜外侧表面于离轴处的临界点与光轴的垂直距离为Yc21，第二透镜于光轴上的厚度为CT2，当镜片系统满足下列关系式：0.10<Yc21/CT2<2.50时，第二透镜的透镜表面设置具有临界点，可有效修正镜片系统像差，维持良好的聚焦品质。请参照图7，绘示以本发明第一实施例作为范例的参数Yc21示意图。第二透镜外侧面121于离轴处具有一临界点cp21，临界点cp21与光轴的垂直距离为Yc21。
第一透镜外侧表面曲率半径为R1，第一透镜内侧表面曲率半径为R2，当镜片系统满足下列关系式：-2.50<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.50时，可使第一透镜的外侧方向具备较强的光路控制能力，以掌控外侧光线的走向，优化聚光点的形状。此外，亦可满足：-2.0<(R1+R2)/(R1-R2)<-1.0。
第二透镜外侧表面曲率半径为R3，第二透镜内侧表面曲率半径为R4，当镜片系统满足下列关系式：0.30<(R3+R4)/(R3-R4)<2.50时，可平衡第二透镜的内侧表面与光线的夹角，进而平衡第三透镜的有效半径，以避免镜片系统体积过大。此外，亦可满足：1.0<(R3+R4)/(R3-R4)<2.30。
第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，第一透镜于光轴上的厚度为CT1，当镜片系统满足下列关系式：0.01<T12/CT1<0.20时，可平衡第一透镜的厚度以及与第二透镜间于光轴上的距离，可确保光线接近电子装置外侧时的控制能力，进而优化辨识能力。此外，亦可满足：0.02<T12/CT1<0.13。
第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第二透镜与第三透镜之间于该光轴上的距离为T23，当镜片系统满足下列关系式：CT2<T23时，可确保第二透镜与第三透镜间具备足够空间，以缓和光路走向，提供较佳的视角范围。
第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23，当镜片系统满足下列关系式：0.01<T12/T23<0.70时，可调整透镜间的间隔距离，可缓冲光线与内侧共轭表面间的角度，亦可提升镜片系统组装良率。此外，亦可满足：0.01<T12/T23<0.30。
第一透镜外侧表面与镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为TL，镜片系统的焦距为f，当镜片系统满足下列关系式：0.70<TL/f<1.0时，可强化小范围的局部聚焦能力，以提供远距的辨识能力。
三片透镜外侧表面及内侧表面的最大有效半径中最大者为Ymax，当镜片系统满足下列关系式：0.1mm<Ymax<1.0mm时，控制所有透镜有效半径中的最大值，使助于维持小型化，缩小镜头体积。
第二透镜内侧表面曲率半径的绝对值为三片透镜的表面曲率半径绝对值中最小者，藉此，可控制光路走向，使提供较佳地辨识范围。
本发明揭露的镜片系统中各透镜间可至少包含一嵌合结构。本发明以图8做一范例说明，请参见图8右侧图示，第二透镜L2与第三透镜L3间包含一嵌合结构，是由该第二透镜L2包含的一第一轴向组装面S1(first axial assembling surface)及该第三透镜L3包含的一第二轴向组装面S2构成，其中，该第二轴向组装面S2可供该第一轴向组装面S1对应组装，藉以对正该第二透镜L2及该第三透镜L3的中心，以维持良好的同轴性(concentricity)，改善因透镜偏心所生成的像差，进一步优化画面品质。
本发明镜片系统可应用于波长750～1600nm的红外线波段，藉由选用适当的波长范围，使感测时可不受混乱的背景干扰，同时维持良好的感测效率。此外，本发明镜片系统亦可应用于波长850～1600nm的红外线波段。
本发明提供一种投射装置，投射装置包含前述镜片系统以及至少一光源。光源可以是激光、超辐射发光二极体(SLED)、微型LED、共振腔发光二极体(RCLED)、垂直腔表面发射激光(VCSEL)光源等类似光源，且光源可以是单一光源或多光源设置于镜片系统内侧的共轭表面上，可真实呈现良好的投射品质。当本发明投射装置的光源为垂直腔表面发射激光光源，并设置于镜片系统内侧的共轭表面时，可藉由配置适当光源，有助于提供投射装置一高指向性、低发散性及高强度的光源，以提升镜片系统外侧的共轭表面的照度。
该光源经投射装置的镜片系统后形成一结构性光线(structured light)，并投射至一感测物。其中，结构性光线可采用点状(dot)、斑状(spot)或线状(stripe)等结构，但不限于前述结构。
投射装置可包含至少一绕射元件，绕射元件可设置于该第一透镜的外侧，藉由配置绕射元件，可帮助光线扩散衍射，以提供更规律的光线结构，以利于增加辨识能力。其中，本发明所揭露的绕射元件可为扩散片(diffuser)或光栅片(raster)或其组合，其表面可具有微型结构(如光栅，但不限于)，其可散射光束并对所产生的散斑图案进行复制，藉以扩大投射装置的投射角度。
投射装置更可包含可调焦组件或镜组。配置可调焦组件可针对不同环境因素调整系统焦距，使画面清晰呈现；配置具反射功能的镜组可缩小模组体积，增加空间配置的自由度。
本发明提供一种电子装置包含一种镜片系统，且提供一种电子装置包含前述投射装置。该电子装置可为一智慧型手机，可将诸如手势识别、脸部辨识、扩增实境等三维感测技术导入智慧型手机，提供使用者一全新的用户体验，使人机互动更为顺畅便捷。
上述本发明镜片系统中的各技术特征皆可组合配置，而达到对应的功效。
本发明揭露的镜片系统中，透镜的材质可为玻璃或塑料。若透镜的材质为玻璃，则可增加镜片系统屈折力配置的自由度，而玻璃透镜可使用研磨或模造等技术制作而成。若透镜材质为塑料，则可以有效降低生产成本。此外，可于镜面上设置非球面(ASP)，藉此获得较多的控制变数，用以消减像差、缩减透镜数目，并可有效降低本发明镜片系统的总长，而非球面可以塑料射出成型或模造玻璃镜片等方式制作而。
本发明揭露的镜片系统中，若透镜表面为非球面，则表示该透镜表面光学有效区整个或其中一部分为非球面。
若透镜表面为凸面且未界定凸面位置时，则表示透镜表面可于近光轴处为凸面；若透镜表面为凹面且未界定凹面位置时，则表示透镜表面可于近光轴处为凹面。若透镜的屈折力或焦距未界定其区域位置时，则表示透镜的屈折力或焦距可为透镜于近光轴处的屈折力或焦距。
本发明所述镜片系统、投射装置、感测模组及电子装置中各参数数值若无特别定义，则各参数数值可依据镜片系统操作波长而定，若操作波长为可见光(例如:其主要波段为350～750nm)，则各参数数值依据587.6(d-line)波长为准计算；而若操作波长为近红外光(例如:其主要波段为750～1500nm)，则各参数数值依据940nm波长为准计算。
本发明揭露的镜片系统中，反曲点是指透镜表面曲率正负变化的交界点。临界点(Critical Point)是指垂直于光轴的平面与透镜表面相切的切线上的切点，且临界点并非位于光轴上。
本发明揭露的镜片系统中，可设置有至少一光阑，其可位于第一透镜之前、各透镜之间或最后一透镜之后，该光阑的种类如耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等，可用以减少杂散光，有助于提升图像品质。
本发明揭露的镜片系统中，光圈的配置可为前置光圈或中置光圈。其中前置光圈意即光圈设置于感测物与第一透镜间，中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与内侧的共轭表面间。若光圈为前置光圈，可有效压制镜片系统的内侧共轭表面上的主光线角度，使其具有远心(Telecentric)效果，并可提升镜片系统照度；若为中置光圈，有助于扩大镜片系统的视场角。
本发明所述的外侧为机构外侧，内侧为机构内侧。请参照图9A，绘有例示性的一感测模组10，其包含接收装置11的成像镜头系统11a与投射装置12的镜片系统12a。内侧的共轭表面为位于机构内侧的焦面，若是成像镜头系统11a的内侧的共轭表面则是指成像面。对于成像镜头系统而言，成像镜头系统11a的外侧是指物侧，且成像镜头系统11a的内侧是指像侧。对于投射装置12的镜片系统12a而言，镜片系统12a的外侧是指较靠近感测物O的一侧(放大侧)，且外侧为出光面；镜片系统12a的内侧是指较靠近光源145所在的一侧(缩小侧)，且内侧为入光面。对于镜片系统12a的单一透镜而言，透镜外侧是指朝向感测物的一侧，透镜外侧表面是指朝向感测物的透镜表面，透镜内侧是指朝向光源145(或共轭表面140)的一侧，且透镜内侧表面则是指朝向光源的透镜表面。
本发明揭露的镜片系统、投射装置、感测模组及电子装置将藉由以下具体实施例配合所附附图予以详细说明。
《第一实施例》
本发明第一实施例请参阅图1A，第一实施例的像差曲线请参阅图1B。第一实施例的投射装置包含镜片系统(未另标号)与光源145，镜片系统由外侧至内侧依序包含光圈100、第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130，其中相邻透镜间皆具有空气间隙。
第一透镜110具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面111于近光轴处为凸面，其内侧表面112于近光轴处为凹面，其外侧表面111及内侧表面112皆为非球面，其内侧表面112具有一个反曲点。
第二透镜120具负屈折力，其材质为塑料，其外侧表面121于近光轴处为凸面，其内侧表面122于近光轴处为凹面，其外侧表面121及内侧表面122皆为非球面，其外侧表面121具有一个反曲点及一个临界点。
第三透镜130具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面131于近光轴处为凸面，其内侧表面132于近光轴处为凸面，其外侧表面131及内侧表面132皆为非球面，其外侧表面131具有一个反曲点。
投射装置所包含的光源145设置于镜片系统内侧共轭表面140上。
第一实施例详细的光学数据如表一所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，f表示焦距，Fno表示光圈值，HFOV表示最大视角的一半，且表面0-8依序表示由外侧至内侧的表面。其非球面数据如表二所示，k表示非球面曲线方程式中的锥面系数，A4-A8则表示各表面第4-8阶非球面系数。此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与像差曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表一及表二的定义相同，下文不加赘述。
Figure BDA0001938883940000131
Figure BDA0001938883940000132
Figure BDA0001938883940000141
上述的非球面曲线的方程式表示如下：
Figure BDA0001938883940000142
其中，
X：非球面上距离光轴为Y的点，其与相切于非球面光轴上顶点的切面的相对距离；
Y：非球面曲线上的点与光轴的垂直距离；
R：曲率半径；
k：锥面系数；
Ai：第i阶非球面系数。
第一实施例中，镜片系统的焦距为f，镜片系统的光圈值为Fno，镜片系统中最大视角的一半为HFOV，其数值为：f＝3.50(毫米)，Fno＝2.87，HFOV＝7.7(度)。
第一实施例中，三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，其数值为：Vdmin＝19.4(阿贝数最小者为第二透镜120)。
第一实施例中，三片透镜的折射率中最大者为Nmax，其数值为：Nmax＝1.641(折射率最大者为第二透镜120)。
第一实施例中，第一透镜110与第二透镜120之间于光轴上的距离为T12，第一透镜110于光轴上的厚度为CT1，其满足关系式：T12/CT1＝0.11。
第一实施例中，第一透镜110与第二透镜120之间于光轴上的距离为T12，第二透镜120与第三透镜130之间于光轴上的距离为T23，其满足关系式：T12/T23＝0.16。
第一实施例中，第一透镜外侧表面111曲率半径为R1，第一透镜内侧表面112曲率半径为R2，其满足关系式：(R1+R2)/(R1-R2)＝-1.96。
第一实施例中，第二透镜外侧表面121曲率半径为R3，第二透镜内侧表面122曲率半径为R4，其满足关系式：(R3+R4)/(R3-R4)＝1.67。
第一实施例中，第三透镜外侧表面131曲率半径为R5，第三透镜内侧表面132曲率半径为R6，其满足关系式：(R5+R6)/(R5-R6)＝0.99。
第一实施例中，第一透镜外侧表面111曲率半径为R1，第三透镜内侧表面132曲率半径为R6，其满足关系式：(R1+R6)/(R1-R6)＝0.01。
第一实施例中，镜片系统的焦距为f，第三透镜130的焦距为f3，其满足关系式：f/f3＝2.33。
第一实施例中，镜片系统的焦距为f，第二透镜120的焦距为f2，第三透镜130的焦距为f3，其满足关系式：|f/f2|+|f/f3|＝5.93。
第一实施例中，镜片系统的焦距为f，第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120的焦距为f2，第三透镜130的焦距为f3，其满足关系式：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|＝7.84。
第一实施例中，第一透镜110于光轴上的厚度为CT1，第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，第三透镜130于光轴上的厚度为CT3，其满足关系式：CT1+CT2+CT3＝1.86(毫米)。
第一实施例中，三片透镜外侧表面及内侧表面的最大有效半径中最大者为Ymax，其数值为：Ymax＝0.62(毫米)(最大有效半径中最大者为第一透镜外侧表面111)。
第一实施例中，第二透镜外侧表面121于离轴处的临界点cp21与光轴的垂直距离为Yc21，第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，其满足关系式：Yc21/CT2＝0.90。
第一实施例中，第一透镜外侧表面111的最大有效半径为Y11，第三透镜内侧表面132的最大有效半径为Y32，其满足关系式：Y11/Y32＝1.01。
第一实施例中，第一透镜外侧表面111与镜片系统内侧共轭表面140之间于光轴上的距离为TL，镜片系统的焦距为f，其满足关系式：TL/f＝0.94。
第一实施例中，第三透镜内侧表面132与镜片系统内侧共轭表面140之间于光轴上的距离为BL，第一透镜外侧表面111与第三透镜内侧表面132之间于光轴上的距离为TD，其满足关系式：BL/TD＝0.19。
《第二实施例》
本发明第二实施例请参阅图2A，第二实施例的像差曲线请参阅图2B。第二实施例的投射装置包含镜片系统(未另标号)与光源245，镜片系统由外侧至内侧依序包含光圈200、第一透镜210、第二透镜220及第三透镜230，其中相邻透镜间皆具有空气间隙。
第一透镜210具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面211于近光轴处为凸面，其内侧表面212于近光轴处为凸面，其外侧表面211及内侧表面212皆为非球面，其内侧表面212具有二个反曲点。
第二透镜220具负屈折力，其材质为塑料，其外侧表面221于近光轴处为凸面，其内侧表面222于近光轴处为凹面，其外侧表面221及内侧表面222皆为非球面，其外侧表面221具有一个反曲点及一个临界点。
第三透镜230具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面231于近光轴处为凹面，其内侧表面232于近光轴处为凸面，其外侧表面231及内侧表面232皆为非球面。
投射装置所包含的光源245设置于镜片系统内侧共轭表面240上。
第二实施例详细的光学数据如表三所示，其非球面数据如表四所示。
Figure BDA0001938883940000161
Figure BDA0001938883940000162
Figure BDA0001938883940000171
第二实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如下表中所列。
Figure BDA0001938883940000172
《第三实施例》
本发明第三实施例请参阅图3A，第三实施例的像差曲线请参阅图3B。第三实施例的投射装置包含镜片系统(未另标号)与光源345，镜片系统由外侧至内侧依序包含光圈300、第一透镜310、第二透镜320及第三透镜330，其中相邻透镜间皆具有空气间隙。
第一透镜310具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面311于近光轴处为凸面，其内侧表面312于近光轴处为凹面，其外侧表面311及内侧表面312皆为非球面，其内侧表面312具有一个反曲点。
第二透镜320具负屈折力，其材质为塑料，其外侧表面321于近光轴处为凸面，其内侧表面322于近光轴处为凹面，其外侧表面321及内侧表面322皆为非球面，其外侧表面321具有一个反曲点及一个临界点。
第三透镜330具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面331于近光轴处为凹面，其内侧表面332于近光轴处为凸面，其外侧表面331及内侧表面332皆为非球面。
投射装置所包含的光源345设置于镜片系统内侧共轭表面340上。
第三实施例详细的光学数据如表五所示，其非球面数据如表六所示。
Figure BDA0001938883940000181
Figure BDA0001938883940000182
第三实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如下表中所列。
Figure BDA0001938883940000183
Figure BDA0001938883940000191
《第四实施例》
本发明第四实施例请参阅图4A，第四实施例的像差曲线请参阅图4B。第四实施例的投射装置包含镜片系统(未另标号)与光源445，镜片系统由外侧至内侧依序包含光圈400、第一透镜410、第二透镜420及第三透镜430，其中相邻透镜间皆具有空气间隙。
第一透镜410具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面411于近光轴处为凸面，其内侧表面412于近光轴处为凹面，其外侧表面411及内侧表面412皆为非球面，其内侧表面412具有一个反曲点。
第二透镜420具负屈折力，其材质为塑料，其外侧表面421于近光轴处为凸面，其内侧表面422于近光轴处为凹面，其外侧表面421及内侧表面422皆为非球面，其外侧表面421具有一个反曲点及一个临界点。
第三透镜430具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面431于近光轴处为凹面，其内侧表面432于近光轴处为凸面，其外侧表面431及内侧表面432皆为非球面。
投射装置所包含的光源445设置于镜片系统内侧共轭表面440上。
第四实施例详细的光学数据如表七所示，其非球面数据如表八所示。
Figure BDA0001938883940000192
Figure BDA0001938883940000201
Figure BDA0001938883940000202
第四实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如下表中所列。
Figure BDA0001938883940000203
Figure BDA0001938883940000211
《第五实施例》
本发明第五实施例请参阅图5A，第五实施例的像差曲线请参阅图5B。第五实施例的投射装置包含镜片系统(未另标号)与光源545，镜片系统由外侧至内侧依序包含光圈500、第一透镜510、第二透镜520及第三透镜530，其中相邻透镜间皆具有空气间隙。
第一透镜510具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面511于近光轴处为凸面，其内侧表面512于近光轴处为凸面，其外侧表面511及内侧表面512皆为非球面，其内侧表面512具有两个反曲点。
第二透镜520具负屈折力，其材质为塑料，其外侧表面521于近光轴处为凸面，其内侧表面522于近光轴处为凹面，其外侧表面521及内侧表面522皆为非球面，其外侧表面521具有一个反曲点。
第三透镜530具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面531于近光轴处为凹面，其内侧表面532于近光轴处为凸面，其外侧表面531及内侧表面532皆为非球面。
投射装置所包含的光源545设置于镜片系统内侧共轭表面540上。
第五实施例详细的光学数据如表九所示，其非球面数据如表十所示。
Figure BDA0001938883940000212
Figure BDA0001938883940000221
Figure BDA0001938883940000222
第五实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如下表中所列。
Figure BDA0001938883940000223
《第六实施例》
本发明第六实施例请参阅图6A，第六实施例的像差曲线请参阅图6B。第六实施例的投射装置包含镜片系统(未另标号)与光源645，镜片系统由外侧至内侧依序包含光圈600、第一透镜610、第二透镜620及第三透镜630，其中相邻透镜间皆具有空气间隙。
第一透镜610具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面611于近光轴处为凸面，其内侧表面612于近光轴处为凹面，其外侧表面611及内侧表面612皆为非球面，其内侧表面612具有一个反曲点。
第二透镜620具负屈折力，其材质为塑料，其外侧表面621于近光轴处为凸面，其内侧表面622于近光轴处为凹面，其外侧表面621及内侧表面622皆为非球面，其外侧表面621具有一个反曲点及一个临界点。
第三透镜630具正屈折力，其材质为塑料，其外侧表面631于近光轴处为凹面，其内侧表面632于近光轴处为凸面，其外侧表面631及内侧表面632皆为非球面。
投射装置所包含的光源645设置于镜片系统内侧共轭表面640上。
第六实施例详细的光学数据如表十一所示，其非球面数据如表十二所示。
Figure BDA0001938883940000231
Figure BDA0001938883940000241
Figure BDA0001938883940000242
第六实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如下表中所列。
Figure BDA0001938883940000243
《第七实施例》
请参照图9A，绘示依照本发明第七实施例的感测模组示意图。在本实施例中，感测模组10包含一接收装置11以及上述第一实施例揭露的一投射装置12。接收装置11包含一成像镜头系统11a以及一电子感光元件11b。
投射装置12包含一镜片系统12a以及高指向性(低发散性)及高强度的光源145。光源145可以是激光、超辐射发光二极体(SLED)、微型LED、共振腔发光二极体(RCLED)、垂直腔表面发射激光(VCSEL)光源等类似光源，且光源145可以是单一光源或多光源设置于镜片系统12a内侧的共轭表面140上，可真实呈现良好的投射品质。当投射装置12的光源145为垂直腔表面发射激光光源，并设置于镜片系统12a内侧的共轭表面140时，可藉由配置适当光源，有助于提供投射装置12一高指向性、低发散性及高强度的光源，以提升镜片系统12a外侧的共轭表面的照度。投射装置12的光源145可投射光线至感测物O上。光线经感测物O反射后入射至接收装置11，并且经过成像镜头系统11a后成像于电子感光元件11b上。
图9B是本发明第七实施例的感测模组中的投射装置的另一实施态样，于光圈100前依序包含绕射元件150及保护玻璃160，其中绕射元件150设置于靠近感测物的一侧。绕射元件170的材质可为二氧化硅，其与保护玻璃160并不影响镜片系统的焦距。本发明感测模组配置绕射元件可帮助光线均匀投射于感测物O上，或可帮助光线衍射以扩大投射角度，增加光线投射面积。绕射元件可为扩散片(diffuser)、光栅片(raster)或其组合(但不限于)，其表面可具有微型结构(如光栅)，其可散射光束并对所产生的散斑图案进行复制，藉以扩大投射装置12的投射角度。
本发明的感测模组并不以图9A的态样为限。视使用需求还可包含可调焦组件或镜组。配置可调焦组件可针对不同环境因素调整投射装置12的镜片系统12a或接收装置11的成像镜头系统11a的焦距，使画面清晰呈现。配置具反射功能的镜组可缩小感测模组的体积，增加空间配置的自由度。
本发明第二实施例至第六实施例的任一镜片系统皆可做为本发明感测模组的投射装置。另一方面，本发明第一实施例至第六实施例的镜片系统也可应用于成像系统，当本发明镜片系统应用于成像系统，本领域技术人士应可理解本发明镜片系统的内侧共轭表面即为成像系统的成像面，并且电子感光元件设置于该成像面。
《第八实施例》
请参照图10A及图10B，图10A是本发明第八实施例的电子装置前视图，图10B绘示利用图10A的电子装置感测人脸表面的立体形状变化的示意图。在本实施例中，电子装置20为一智慧型手机，其包含一取像装置21、一图像信号处理器22、第七实施例的感测模组10及显示装置23。取像装置21可包含现有的光学镜头，用于摄影或拍照。
采用激光阵列12b1作为感测模组10的投射装置12的光源145，以便能打出特定的光线图形。光线经过投射装置12的镜片系统12a后形成一结构性光线(structured light)，并且此结构性光线投射至人脸表面(即感测物O)。结构性光线可采用点状(dot)、斑状(spot)或线状(stripe)等结构，但本发明并不以此为限。结构性光线投射至人脸表面而产生一对应人脸表面的人脸立体结构O”。
感测模组10的接收装置11的成像镜头系统11a可接收由人脸表面反射的光线(人脸立体结构O”)并被电子感光元件11b接收而撷取到图像，所接收资讯经图像信号处理器22分析运算后可得知人脸表面各部位的相对距离，进而可得到人脸表面的立体形状变化。更进一步地，所接收资讯经图像信号处理器22分析运算后，可于电子装置20的一显示装置上23呈现分析运算后的人脸表面图像。
图10A中电子装置20的感测模组10、取像装置21与显示装置23皆配置于同一侧，但本发明并不以此为限。图11A与图11B绘示另一实施例中可感测人脸表面的立体形状变化的电子装置的前视图与后视图。视使用需求，可将接收装置11、投射装置12与取像装置21配置于电子装置20的其中一侧，显示装置23则配置于电子装置20相对另一侧。
本发明的投射装置并不以应用于智慧型手机为限。投射装置更可视需求应用于移动对焦的系统，并兼具优良像差修正与良好投射品质的特色。举例来说，投射装置可多方面应用于三维(3D)图像撷取、数字相机、行动装置、数字平板、智慧型电视、网络监控设备、行车记录器、倒车显影装置、多镜头装置、辨识系统、体感游戏机与穿戴式装置等电子装置中。前揭电子装置仅是示范性地说明本发明的实际运用例子，并非限制本发明的投射装置的运用范围。
以上各表所示为本发明揭露的实施例中，镜片系统的不同数值变化表，然本发明各个实施例的数值变化皆属实验所得，即使使用不同数值，相同结构的产品仍应属于本发明揭露的保护范畴，故以上的说明所描述的及附图仅做为例示性，非用以限制本发明揭露的申请专利范围。

Claims (27)

1.一种电子装置，其特征在于，包括一镜片系统，该镜片系统包含三片透镜，该三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜；一第二透镜及一第三透镜；
其中，该第一透镜具正屈折力，且该第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，该第二透镜具负屈折力，该第三透镜具正屈折力，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，该第三透镜内侧表面与该镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为BL，该第一透镜外侧表面与该第三透镜内侧表面之间于该光轴上的距离为TD，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，该三片透镜的折射率中最大者为Nmax，该镜片系统的焦距为f，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式：
-2.80<(R1+R6)/(R1-R6)<7.50；
0<BL/TD<1.0；
5.0<Vdmin<25.0；
1.50<Nmax<1.73；及
4.50<|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<12.0。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，满足下列关系式：
10.0<Vdmin<20.0。
3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式：
|f2|<|f1|；及
|f2|<|f3|。
4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该镜片系统的焦距为f，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式：
6.0<|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<12.0。
5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，满足下列关系式：
-1.0<(R1+R6)/(R1-R6)<1.0。
6.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜外侧表面的最大有效半径为Y11，该第三透镜内侧表面的最大有效半径为Y32，满足下列关系式：
0.85<Y11/Y32<1.50。
7.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜于该光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于该光轴上的厚度为CT2，该第三透镜于该光轴上的厚度为CT3，满足下列关系式：
1.0mm<CT1+CT2+CT3<2.50mm。
8.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第二透镜外侧表面于离轴处的临界点与该光轴的垂直距离为Yc21，该第二透镜于该光轴上的厚度为CT2，满足下列关系式：
0.10<Yc21/CT2<2.50。
9.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该镜片系统应用于波长750～1600nm的红外线波段。
10.如权利要求1所述的电子装置，其中该镜片系统中至少包含一嵌合结构。
11.一种电子装置，其特征在于，包括一投射装置，该投射装置包含一种镜片系统以及至少一光源，该镜片系统包含三片透镜，该三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜；一第二透镜及一第三透镜；
其中该第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，该第二透镜内侧表面于近光轴处为凹面，相邻透镜间皆具有空气间距，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，该第三透镜内侧表面与该镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为BL，该第一透镜外侧表面与该第三透镜内侧表面之间于该光轴上的距离为TD，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，该三片透镜的折射率中最大者为Nmax，该镜片系统的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式：
-2.80<(R1+R6)/(R1-R6)<7.50；
0<BL/TD<1.0；
5.0<Vdmin<25.0；
1.50<Nmax<1.73；
2.50<|f/f2|+|f/f3|<10.0；及
-0.80<f/f3<5.0。
12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第二透镜外侧表面于近光轴处为凸面，该三片透镜中至少一透镜表面包含至少一反曲点。
13.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该三片透镜皆各包含至少一非球面，且该第二透镜包含至少一临界点，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，该三片透镜的折射率中最大者为Nmax，满足下列关系式：
10.0<Vdmin<22.0；及
1.50<Nmax<1.70。
14.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第一透镜内侧表面曲率半径为R2，该第二透镜外侧表面曲率半径为R3，该第二透镜内侧表面曲率半径为R4，满足下列关系式：
-2.50<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.50；及
0.30<(R3+R4)/(R3-R4)<2.50。
15.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第三透镜外侧表面曲率半径为R5，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，满足下列关系式：
0<(R5+R6)/(R5-R6)<5.0。
16.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜与该第二透镜之间于该光轴上的距离为T12，该第一透镜于该光轴上的厚度为CT1，满足下列关系式：
0.01<T12/CT1<0.20。
17.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该镜片系统应用于波长750～1600nm的红外线波段，该第二透镜于该光轴上的厚度为CT2，该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上的距离为T23，满足下列关系式：
CT2<T23。
18.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第二透镜内侧表面曲率半径的绝对值为该三片透镜的表面曲率半径绝对值中最小者。
19.一种电子装置，其特征在于，包括一投射装置，该投射装置包含一镜片系统以及至少一光源，该镜片系统包含三片透镜，该三片透镜由外侧至内侧依序为：一第一透镜、一第二透镜及一第三透镜；
其中第一透镜具正屈折力，且该第一透镜外侧表面于近光轴处为凸面，该第三透镜具正屈折力，且该第三透镜内侧表面于近光轴处为凸面，该第一透镜外侧表面曲率半径为R1，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，该第三透镜内侧表面与该镜片系统内侧共轭表面之间于光轴上的距离为BL，该第一透镜外侧表面与该第三透镜内侧表面之间于该光轴上的距离为TD，该三片透镜的阿贝数中最小者为Vdmin，该三片透镜的折射率中最大者为Nmax，该第三透镜外侧面曲率半径为R5，满足下列关系式：
-1.0<(R1+R6)/(R1-R6)<1.0；
0<BL/TD<1.0；
5.0<Vdmin<25.0；
1.50<Nmax<1.73；及
0<(R5+R6)/(R5-R6)<5.0。
20.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该第三透镜外侧表面曲率半径为R5，该第三透镜内侧表面曲率半径为R6，满足下列关系式：
0.70<(R5+R6)/(R5-R6)<2.20。
21.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜与该第二透镜之间于该光轴上的距离为T12，该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上的距离为T23，满足下列关系式：
0.01<T12/T23<0.70。
22.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，第二透镜外侧表面于离轴处的临界点与该光轴的垂直距离为Yc21，该第二透镜于该光轴上的厚度为CT2，满足下列关系式：
0.10<Yc21/CT2<2.50。
23.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该第一透镜外侧表面与该镜片系统内侧共轭表面之间于该光轴上的距离为TL，该镜片系统的焦距为f，满足下列关系式：
0.70<TL/f<1.0。
24.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该第二透镜内侧表面曲率半径的绝对值为该三片透镜的表面曲率半径绝对值中最小者。
25.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该投射装置包含至少一绕射元件，该绕射元件设置于该第一透镜的外侧。
26.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该镜片系统包含至少一嵌合结构，该三片透镜外侧表面及内侧表面的最大有效半径中最大者为Ymax，满足下列关系式：
0.1mm<Ymax<1.0mm。
27.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该至少一光源为垂直腔表面发射激光VCSEL光源。
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